WO2020193127A1 - Vorrichtung und verfahren zum erkennen von kinetose eines menschen in einem fahrzeug - Google Patents

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WO2020193127A1
WO2020193127A1 PCT/EP2020/056418 EP2020056418W WO2020193127A1 WO 2020193127 A1 WO2020193127 A1 WO 2020193127A1 EP 2020056418 W EP2020056418 W EP 2020056418W WO 2020193127 A1 WO2020193127 A1 WO 2020193127A1
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vehicle
kinetosis
measuring
sensor data
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Florian DAUTH
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    • A61B5/7275—Determining trends in physiological measurement data; Predicting development of a medical condition based on physiological measurements, e.g. determining a risk factor

Definitions

  • the present invention relates to a device for recognizing kinetosis of a person in a vehicle as well as a system, a vehicle and a method for recognizing kinetosis in the vehicle.
  • Kinetosis is currently recognized primarily on the basis of non-contact physiological measurement methods (e.g. measurement of pulse, skin conductivity, EEG) in the vehicle, for which the occupant must be appropriately instrumented.
  • non-contact physiological measurement methods e.g. measurement of pulse, skin conductivity, EEG
  • the present invention relates in a first aspect to a device for detecting kinetosis of a person in a vehicle with:
  • an input interface for receiving first sensor data from a first sensor for measuring the electrodermal response of the human skin and for receiving second sensor data from a second sensor for measuring the temperature of the human skin;
  • a processing unit for processing the first sensor data and the second sensor data, which is designed and configured to generate a kinetosis index value from the first and second sensor data, which is characteristic of a beginning or existing kinetosis;
  • first sensor data are compared with a first comparison value and the second sensor data are compared with a second comparison value and the kinetic index value is generated as a function of the comparisons and is made available for forwarding to the evaluation device.
  • the present invention relates to a system for recognizing kinetosis of a person in a vehicle, comprising:
  • a first sensor for measuring the electrodermal response of the human skin
  • a second sensor for measuring the temperature of the human skin.
  • the present invention relates to a vehicle with a system as described above, wherein the first sensor for measuring the electrical or paint response of the skin and the second sensor for measuring the temperature of the skin are arranged in an interior of the vehicle.
  • GSR Globalvanic Skin Response
  • skin temperature can be carried out to detect kinetosis in a person.
  • the measurements of the vital signs make it possible to identify kinetosis individually for each passenger.
  • the invention is based on the so-called "toxic hypothesis" which is based on the analysis of the measurement of various vital signs in critical situations and their correlation to the subjective sensation of kinetosis of a passenger. According to the toxic hypothesis, temperature variations in the face of a passenger or an affected person and the intensity of sweating in critical driving situations result in the highest correlation with the subjective kinetosis.
  • the measured skin temperature increases with the subjectively perceived kinetosis during a car journey.
  • the temperature rise continues until the person concerned begins to sweat.
  • the skin temperature drops as the skin is cooled by sweating.
  • a person's sweating can be determined by measuring the electrodermal response. Based on this, the comparison of first sensor data from a first sensor for measuring the electrodermal response, i.e. the sweating of the human skin, and the comparison of second sensor data from a second sensor for measuring the skin temperature, each with a corresponding comparison value, results in a dependency for one Kinetosis Index Value.
  • the kinetosis index value describes the limit value at which a passenger of a vehicle experiences kinetosis. The kinetosis index value thus indicates an incipient kinetosis. However, it can also be used to confirm that kinetosis still exists.
  • the kinetosis index value can be passed on from the device according to the invention to an evaluation device which processes it further and can initiate appropriate measures to reduce kinetosis.
  • the kinetosis index value is generated when a first sensor value of the first sensor data is above the first comparison value and when at the same time a second sensor value of the second sensor data is above the second comparison value.
  • the comparison values thus represent a threshold value which, if exceeded, is assumed to result in kinetosis.
  • several limit values can be used, so that several graded kinetic index values are generated. They enable a graded assessment of a possible kine tose. In this way, depending on the size of the kinetosis index value or the strength of the kinetosis, different measures can be initiated in the vehicle will. This can be, for example, in adapting the driving dynamics of the vehicle or in reducing the vehicle interior temperature or in opening the side windows of the vehicle.
  • the first comparison value is formed from a first sensor value and the second comparison value is formed from a second sensor value.
  • a corresponding sensor value can be determined and used as a comparison value. In this way, the device can easily be adapted to different passengers and people in the vehicle. The comparison values are then individual for each person.
  • the kinetosis index value is based not only on comparing the first and second sensor values with the respective comparison value but also on a third sensor value of a temperature sensor for measuring the ambient temperature.
  • the ambient temperature can be taken into account. If the ambient temperature is very high, the human skin temperature is higher even if there is no kinetosis. The same applies to the electrodermal response of the skin. The comparison values must then be adjusted accordingly. In this way, the device can distinguish between sweating of a person due to a high ambient temperature and sweating due to an upcoming kinetosis. The device thus works more accurately.
  • the system according to the invention preferably uses a sensor which determines the degree of reflection of the skin as the first sensor for measuring the electrodermal response of the skin.
  • the reflectance can easily be measured with a contactless sensor.
  • An optical sensor is preferably used.
  • the first sensor for measuring the electrodermal response of the skin is an infrared camera.
  • a stereo infrared camera is particularly preferably used. This enables an improved recognition of the degree of reflection, so that a more precise recognition of sweating and a more accurate assessment of kinetosis is possible.
  • the second sensor for measuring the temperature of the skin is a contactless sensor.
  • a thermal imaging camera is preferably used. This can be, for example, an infrared thermal imaging camera.
  • intrusive measurement is of course also possible, for example using wired measurement methods to determine vital signs. Wired measurements are only preferred for experimental purposes; There is no customer acceptance in a series vehicle.
  • Cameras as measuring sensors for the electrodermal response of the skin and for the temperature of the skin offer the possibility of observing and evaluating different areas, for example on the face of a passenger.
  • the different areas on the face can be viewed independently of one another.
  • a separate comparison value and finally a separate kinetos index value could be determined for each area. This improves the accuracy of the system.
  • the system according to the invention preferably comprises an evaluation device which receives the kinetosis index value from the device and processes it further.
  • control data for reducing the kinetosis can preferably be generated. These can be transmitted to a control unit or directly to existing components of a vehicle. For example, the control data could directly trigger the opening of a window. It is also conceivable to use a control unit to lower the room temperature in the vehicle using the air conditioning system. For example, the seating position of a passenger could also be adjusted or the driving dynamics or the damping behavior of a vehicle changed.
  • the evaluation device can preferably generate signaling data which are output to an output unit.
  • These data can be optical signals, for example, in order to request the driver to change his driving style or to manually change the damping properties of the vehicle.
  • the first sensor and / or the second sensor are installed in the vehicle in a headrest of the vehicle seat.
  • the sensors e.g. as a camera.
  • the sensors could also be arranged on the front of the headrest. This constellation is suitable for (autonomous) vehicles in which several passengers sit facing each other.
  • Other possible positions for the sensors could be the roof lining or the A, B or C-pillars of the vehicle.
  • the sensors can be arranged in or above the dashboard of the vehicle or integrated in the interior mirror of the vehicle.
  • a third sensor can be used for the preferred determination of the vehicle interior temperature.
  • the third sensor provides ambient temperature values that can be used to determine the kinetic index values.
  • a computer program can be stored / distributed on a non-volatile data carrier, for example on an optical memory or on a semiconductor drive (SSD).
  • a computer program can be distributed together with hardware and / or as part of hardware, for example by means of the Internet or by means of wired or wireless communication systems.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a device according to an aspect of the present invention
  • FIG. 2 is a schematic representation of a system according to an aspect of the present invention.
  • Fig. 3 shows a vehicle with a device according to the present invention
  • FIG. 4 shows a schematic representation of the method according to the invention.
  • Fig. 1 shows a schematic block diagram of the device 1 with an input interface 2, a processing unit 3 and an output interface 4.
  • the input interface 2 is designed to supply first sensor data 5 of a first sensor, not shown here, for measuring the electrodermal response of a person's skin receive.
  • the input interface 2 is also designed to receive second sensor data 6 from a second sensor for measuring the skin temperature of the person.
  • the processing unit 3 of the device 1 is designed to process the first sensor data 5 and the second sensor data 6 and to generate a kinetosis index value 7 which is suitable for a beginning or best- approaching kinetosis is characteristic.
  • the output interface 4 is designed to output the kinetosis index value generated to an evaluation device.
  • the first sensor data 5 are compared with a first comparison value.
  • the second sensor data 6 are compared with a second comparison value.
  • the kinetosis index value 7 is determined as a function of the two comparisons and is made available for transmission by means of the output interface 4.
  • Fig. 2 shows an embodiment of the system 8 according to the invention with a device 1, as shown in Fig. 1, and a first sensor 9 for measuring the electrodermal response of the skin and a second sensor 10 for measuring the skin temperature.
  • the first sensor 9 measures the reflectance of the skin. It is designed as a stereo infrared camera 11 and supplies the first sensor data 5 to the device 1.
  • the second sensor 10 is a thermal imaging camera 12 with which the skin temperature is measured on the face of a passenger of a vehicle.
  • the thermal image camera 12 supplies the second sensor data 6 to the input interface 2 of the device 1.
  • the kinetic index value 7, which is present at the output interface 4, is transmitted to an evaluation device 13 and is available there for further processing.
  • control data for reducing the kinetosis can be generated.
  • the control data is then transmitted to other components in a vehicle.
  • FIG. 3 shows a vehicle 14 in which the system 8 for recognizing kinetosis of a person is installed in real time.
  • the device 1 which can also be designed as software, is not visible to the driver and the other passengers in the vehicle. For example, it could be positioned below a seat 15.
  • the first sensor 9 and the second sensor 10 are installed in the front seat 15, which comprises a headrest 16.
  • the sensors are available as a stereo infrared camera 1 1 and as a thermal Image camera 12 is formed and installed on the back of the headrest 16. With these sensors 9, 10, a rear passenger sitting in the back seat of the vehicle can easily be observed and an incipient kinetosis can be determined.
  • An infrared camera 11 and a thermal imaging camera 12 are installed in the interior mirror 17 in the vehicle 14 to observe the driver and the front passenger. This makes it easy to observe the driver.
  • a first sensor 9 and a second sensor 10 are installed on the top of the dashboard on the passenger side. With them, the passenger can easily be observed. These sensors are not shown in FIG. 3.
  • the vehicle 14 according to FIG. 3 shows an alternative arrangement of the first sensor 9 and the second sensor 10 instead of the arrangement in the headrest 16.
  • the sensors 9, 10 are installed in a headliner 18 of the vehicle 14. They can also be used to reliably monitor the rear passengers.
  • the vehicle 14 shown in Fig. 3 has a third sensor 19, which is designed as a temperature sensor 20 and measures the temperature inside the room.
  • the temperature sensor 20 is part of the air conditioning system in the vehicle.
  • a first step of receiving S10 first sensor data 5 from the first sensor 9 are received.
  • second sensor data 6 from a second sensor, the skin temperature that the thermal imaging camera 12 delivers to the input interface 2 is recognized.
  • the first sensor data 5 are compared with a first comparison value.
  • the second sensor data 6 are compared with a second comparison value.
  • a kinetosis index value is generated which is characteristic of an incipient or an existing kinetosis.
  • the generation S18 takes place as a function of the comparisons carried out in steps S14 and S16 of the first sensor data with the first comparison value and the second sensor data 6 with the second comparison value. Finally, in a subsequent the step of outputting S20 the kinetosis index value 7 generated is output by means of the output interface 4 and passed on to the evaluation device 13.
  • the kinetic index value is further processed in the evaluation device 13 and, as a function of it, control data for controlling devices and components of the vehicle are generated and forwarded to the corresponding devices and components. As a result, measures are taken that are intended to prevent or reduce an incipient or existing kinetosis.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zum Erkennen von Kinetose eines Menschen in einem Fahrzeug (14), mit: einer Eingangsschnittstelle (2) zum Empfangen von ersten Sensordaten (5) eines ersten Sensors (9) und zum Messen der elektrodermalen Antwort der Haut des Menschen und zum Empfangen von zweiten Sensordaten (6) eines zweiten Sensors (10) zum Messen der Temperatur der Haut des Menschen; eine Verarbeitungseinheit (3) zum Verarbeiten der ersten Sensordaten und der zweiten Sensordaten, die dazu ausgebildet und eingerichtet ist, aus den ersten und zweiten Sensordaten einen Kinetoseindexwert zu erzeugen, welcher für eine beginnende oder bestehende Kinetose charakteristisch ist; eine Ausgangsschnittstelle zum Ausgeben des erzeugten Kinetoseindexwerts an eine Auswerteeinrichtung; wobei die ersten Sensordaten mit einem ersten Vergleichswert verglichen werden und die zweiten Sensordaten mit einem zweiten Vergleichswert verglichen werden und der Kinetoseindexwert in Abhängigkeit der Vergleiche erzeugt und für die Weitergabe an die Auswerteeinrichtung zur Verfügung gestellt wird. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein System (8), ein Fahrzeug (14) und entsprechende Verfahren sowie Computerprogrammprodukte.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Erkennen von Kinetose eines Menschen in einem
Fahrzeug
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erkennen von Kinetose eines Menschen in einem Fahrzeug sowie ein System, ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Erkennen von Kinetose im Fahrzeug.
Passagiere in Fahrzeugen empfinden immer wieder ein Unwohlsein während der Fahrt. Unwohlsein und Kinetose (Bewegungskrankheit) tritt insbesondere dann auf, wenn die visuelle Wahrnehmung, die die Orientierung im Raum feststellt, von der vestibulären Wahrnehmung, die die Gravitation und die Beschleunigung feststellt, abweicht. Während für die visuelle Wahrnehmung die Augen verantwortlich sind, er folgt die Wahrnehmung der Gravitation im Gleichgewichtsorgan vom Innenohr. Bei spielsweise empfinden viele Menschen beim Lesen im Fahrzeug dieses Unwohlsein . Das Unwohlsein kann sich von mangelndem Komfort über stärkere Ausprägungen bis hin zu einer Kinetose, auch als "Motion Sickness" bezeichnet, steigern. Die unter schiedlichen Ausprägungen können sich dadurch äußern, dass die betroffenen Men schen sehr bleich werden, die Körpertemperatur steigt, sie zu schwitzen beginnen, Übelkeit verspüren bis hin zum Erbrechen. Die unterschiedlichen Reaktionen des Körpers wurden in vielen wissenschaftlichen Experimenten untersucht.
Insbesondere bei zunehmender Automatisierung des Fahrens hat der Fahrer immer weniger Kontrolle über das Fahrzeug. Er wird beim autonomen Fahren ebenfalls zum Passagier. Keiner der Passagiere muss seinen Blick auf die Straße richten. Beim autonomen Fahren kann davon ausgegangen werden, dass andere Tätigkeiten wie Lesen, Arbeiten oder Schlafen während der Fahrt erfolgen. Diese Tätigkeiten haben zur Folge, dass der Passagier die Umgebung nicht mehr ganzheitlich wahrnimmt. Er kann weder die aktuelle Bewegung des Fahrzeugs einschätzen noch zukünftige Be wegungen antizipieren. Das Auftreten von Kinetose oder Motion Sickness ist sehr individuell und hängt unter anderem vom Fahrstil, dem Fahrwerk sowie der Interakti on des Fahrzeugs mit den Passagieren ab. Kinetose ist auch deshalb ein wichtiger Aspekt, weil er auf die Akzeptanz von autonomen Fahrzeugen großen Einfluss hat. Im Stand der Technik werden deshalb unterschiedliche Maßnahmen entwickelt, die dazu beitragen sollen, die Kinetose von Passagieren in Fahrzeugen zu vermeiden. Ein effektiver Einsatz dieser Maßnahmen kann jedoch nur dann erfolgen, wenn er kannt werden kann, dass bei einem Passagier im Fahrzeug eine beginnende oder zu erwartende Kinetose eintritt oder eine bestehende Kinetose weiter anhält. Die Erken nung der Kinetose erfolgt derzeit vornehmlich auf Basis von nicht-kontaktfreien phy siologischen Messverfahren (z.B. Messung von Puls, Hautleitfähigkeit, EEG) im Fahrzeug, bei denen der Insasse entsprechend instrumentiert werden muss.
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung vor zuschlagen, mit der eine Kinetose bei Menschen im Fahrzeug erkannt werden kann.
Zum Lösen dieser Aufgabe betrifft die vorliegende Erfindung in einem ersten Aspekt eine Vorrichtung zum Erkennen von Kinetose eines Menschen in einem Fahrzeug mit:
einer Eingangsschnittstelle zum Empfangen von ersten Sensordaten eines ersten Sensors zum Messen der elektrodermalen Antwort der Haut des Menschen und zum Empfangen von zweiten Sensordaten eines zweiten Sensors zum Messen der Temperatur der Haut des Menschen;
einer Verarbeitungseinheit zum Verarbeiten der ersten Sensordaten und der zweiten Sensordaten, die dazu ausgebildet und eingerichtet ist, aus den ersten und zweiten Sensordaten einen Kinetoseindexwert zu erzeugen, welcher für eine begin nende oder bestehende Kinetose charakteristisch ist;
einer Ausgangsschnittstelle zum Ausgeben des erzeugten Kinetoseindexwerts an eine Auswerteeinrichtung;
wobei die ersten Sensordaten mit einem ersten Vergleichswert verglichen werden und die zweiten Sensordaten mit einem zweiten Vergleichswert verglichen werden und der Kinetoseindexwert in Abhängigkeit der Vergleiche erzeugt und für die Weitergabe an die Auswerteeinrichtung zur Verfügung gestellt wird.
In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein System zum Erken nen von Kinetose eines Menschen in einem Fahrzeug, umfassend:
eine Vorrichtung wie zuvor beschrieben; einen ersten Sensor zum Messen der elektrodermalen Antwort der Haut des Menschen; und
einen zweiten Sensor zum Messen der Temperatur der Haut des Menschen.
In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrzeug mit einem System wie zuvor beschrieben, wobei der erste Sensor zum Messen der elektroder malen Antwort der Haut und der zweite Sensor zum Messen der Temperatur der Haut in einem Innenraum des Fahrzeugs angeordnet sind.
Weitere Aspekte der Erfindung betreffen ein entsprechendes Verfahren und ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode zum Durchführen der Schritte des Verfahrens, wenn der Programmcode auf einem Computer ausgeführt wird, sowie ein Speichermedium, auf dem ein Computerprogramm gespeichert ist, das, wenn es auf einem Computer ausgeführt wird, eine Ausführung des hierin beschriebenen Ver fahrens bewirkt. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den abhängi gen Ansprüchen beschrieben. Insbesondere können das Verfahren und das Compu terprogrammprodukt entsprechend der für die Vorrichtung und das System in den abhängigen Ansprüchen beschriebenen Ausgestaltungen ausgeführt sein.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde erkannt, dass zum Erkennen einer Kinetose eines Menschen eine kontinuierliche Messung der Vitalwerte„elektroderma- le Antwort“ (Galvanic Skin Response, GSR) und Hauttemperatur vorgenommen wer den können. Die Messungen der Vitalwerte ermöglichen, eine Kinetose individuell bei jedem Passagier zu erkennen. Die Erfindung beruht auf der sogenannten "toxischen Hypothese", die auf der Analyse der Messung verschiedener Vitalwerte in kritischen Situationen und deren Korrelation zum subjektiven Kinetoseempfinden eines Passa giers basiert. Temperaturvariation im Gesicht eines Passagiers bzw. eines Betroffe nen und die Intensität des Schwitzens in kritischen Fahrsituationen ergeben gemäß der toxischen Hypothese die höchste Korrelation mit dem subjektiven Kinetoseemp finden. Danach steigt die gemessene Hauttemperatur mit der subjektiv empfundenen Kinetose während einer Autofahrt an. Der Temperaturanstieg erfolgt so lange, bis der Betroffene zu schwitzen beginnt. Ab diesem Zeitpunkt fällt die Hauttemperatur, da die Haut durch das Schwitzen gekühlt wird. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde erkannt, dass das Schwitzen eines Menschen durch Messung der elektrodermalen Antwort ermittelt werden kann. Basie rend hierauf ergibt sich durch den Vergleich von ersten Sensordaten eines ersten Sensors zum Messen der elektrodermalen Antwort, also des Schwitzens der Haut des Menschen, und dem Vergleich von zweiten Sensordaten eines zweiten Sensors zum Messen der Hauttemperatur jeweils mit einem entsprechenden Vergleichswert eine Abhängigkeit für einen Kinetoseindexwert. Der Kinetoseindexwert beschreibt den Grenzwert, an dem ein Passagier eines Fahrzeugs eine Kinetose verspürt. Der Kinetoseindexwert weist also auf eine beginnende Kinetose hin. Er kann aber auch zur Bestätigung verwendet werden, dass eine Kinetose weiterhin besteht.
Der Kinetoseindexwert kann von der erfindungsgemäßen Vorrichtung an eine Aus werteeinrichtung weitergegeben werden, die diesen weiterverarbeitet und entspre chende Maßnahmen zur Reduktion einer Kinetose einleiten kann.
Durch das frühzeitige Erkennen einer beginnenden Kinetose durch Änderung der elektrodermalen Antwort der Haut und durch Änderung der Hauttemperatur ist es möglich, eine Kinetose vorherzusagen oder in einem Frühstadium zu ermitteln und Gegenmaßnahmen einzuleiten. Auf diese Weise kann die Kinetose verhindert und das Wohlbefinden der Passagiere in einem Fahrzeug deutlich gesteigert werden.
Dies führt schlussendlich zu einer größeren Akzeptanz für autonom fahrende Fahr zeuge.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Kinetoseindexwert erzeugt, wenn ein erster Sensorwert der ersten Sensordaten über dem ersten Vergleichswerte liegt und wenn gleichzeitig ein zweiter Sensorwert der zweiten Sensordaten über dem zweiten Vergleichswert. Die Vergleichswerte stellen also einen Schwellwert dar, bei dessen Überschreitung eine Kinetose vermutet wird. Alternativ können auch mehrere Grenzwerte verwendet werden, sodass mehrere abgestufte Kinetoseind exwerte er zeugt werden. Sie ermöglichen eine abgestufte Einschätzung einer möglichen Kine tose. Auf diese Weise können in Abhängigkeit der Größe des Kinetoseindexwerts bzw. der Stärke der Kinetose unterschiedliche Maßnahmen im Fahrzeug eingeleitet werden. Dies kann beispielsweise in einer Anpassung der Fahrdynamik des Fahr zeugs liegen oder im Reduzieren der Fahrzeuginnentemperatur oder im Öffnen der Seitenscheiben des Fahrzeugs.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird der erste Vergleichswert aus einem ersten Sensorwert und der zweite Vergleichswert aus einem zweiten Sensor wert gebildet. Beispielsweise kann bei einem noch stehenden Fahrzeug ein entspre chender Sensorwert ermittelt und als Vergleichswert verwendet werden. Auf diese Weise lässt sich die Vorrichtung leicht an unterschiedliche Passagiere und Personen im Fahrzeug anpassen. Die Vergleichswerte sind dann individuell für die einzelnen Personen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung basiert der Kinetoseindexwert neben den Vergleichen der ersten und zweiten Sensorwerte mit dem jeweiligen Vergleichswert auch auf einem dritten Sensorwert eines Temperatur sensors zum Messen der Umgebungstemperatur. Auf diese Weise lässt sich die Umgebungstemperatur berücksichtigen. Bei einer sehr hohen Umgebungstemperatur ist die Hauttemperatur des Menschen auch dann höher, wenn keine Kinetose vor liegt. Gleiches gilt für die elektrodermale Antwort der Haut. Die Vergleichswerte sind dann entsprechend anzupassen. Auf diese Weise kann die Vorrichtung zwischen einem Schwitzen einer Person aufgrund einer hohen Umgebungstemperatur und dem Schwitzen infolge einer anstehenden Kinetose unterscheiden. Die Vorrichtung arbeitet somit genauer.
Bevorzugt verwendet das erfindungsgemäße System als ersten Sensor zum Messen der elektrodermalen Antwort der Haut einen Sensor, der den Reflexionsgrad der Haut ermittelt. Der Reflexionsgrad lässt sich einfach mit einem kontaktlosen Sensor messen. Bevorzugt wird ein optischer Sensor verwendet. In einer besonderen Aus führung ist der erste Sensor zum Messen der elektrodermalen Antwort der Haut eine Infrarotkamera. Besonders bevorzugt wird eine Stereoinfrarotkamera verwendet. Diese ermöglicht ein verbessertes Erkennen des Reflexionsgrades, sodass ein ge naueres Erkennen des Schwitzens und eine genauere Einschätzung einer Kinetose möglich ist. In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems ist der zweite Sensor zum Messen der Temperatur der Haut ein kontaktloser Sensor. Bevorzugt wird eine Wärmebildkamera verwendet. Diese kann beispielsweise eine Infrarotwärmebildkamera sein.
Die Verwendung von Kameras als Sensoren ermöglicht eine komfortable und für den Passagier nicht spürbare und wahrnehmbare Echtzeit-Messung der Vitalwerte. Somit lässt sich auf einfache Weise eine kontinuierliche, instantane Überwachung ermögli chen, die ein schnelles Reagieren auf eine mögliche Kinetose erlaubt. Da die Passa giere im Fahrzeug nicht durch die Messeinrichtung eingeschränkt oder behindert werden, ist die Akzeptanz sehr groß. Kameras ermöglichen zudem eine sehr indivi duelle Beobachtung der einzelnen Passagiere.
Alternativ zu einer kontaktfreien Messung ist selbstverständlich auch eine intrusive Messung möglich, beispielsweise über kabelgebundene Messmethoden zur Ermitt lung der Vitalwerte. Kabelgebundene Messungen sind nur für Versuchszwecke be vorzugt; in einem Serienfahrzeug fehlt die Akzeptanz bei den Kunden.
Kameras als Messsensoren für die elektrodermale Antwort der Haut und für die Temperatur der Haut bieten die Möglichkeit, unterschiedliche Bereiche beispielswei se im Gesicht eines Passagiers zu beobachten und auszuwerten. Die unterschiedli chen Bereiche im Gesicht können unabhängig voneinander betrachtet werden. Für jeden Bereich könnte ein eigener Vergleichswert und schließlich ein eigener Kinetos- eindexwert ermittelt werden. Die Genauigkeit des Systems lässt sich hierdurch ver bessern.
Eine weitere Verbesserung kann erzielt werden, wenn die Sensoren von einer weite ren Kamera unterstützt werden, beispielsweise um eine Blässe im Gesicht eines Passagiers zu erkennen. Hierzu kann beispielsweise eine CCD- oder RDG-Kamera verwendet werden. Entsprechende Kameras sind dem Fachmann bekannt. Bevorzugt umfasst das erfindungsgemäße System eine Auswerteeinrichtung, die den Kinetoseindexwert von der Vorrichtung empfängt und weiterverarbeitet. Auf Grundla ge des übermittelten Kinetoseindexwerts können bevorzugt Steuerungsdaten zur Reduktion der Kinetose erzeugt werden. Diese können an ein Steuergerät oder direkt an bestehende Komponenten eines Fahrzeugs übermittelt werden. Beispielsweise könnte durch die Steuerungsdaten direkt das Öffnen eines Fensters ausgelöst wer den. Auch ist es denkbar, über ein Steuergerät die Raumtemperatur im Fahrzeug mittels der Klimaanlage zu senken. Beispielsweise ließe sich auch die Sitzposition eines Passagiers verstellen oder die Fahrdynamik oder das Dämpferverhalten eines Fahrzeugs ändern.
Alternativ oder optional kann die Auswerteeinrichtung bevorzugt Signalisierungsda ten erzeugen, die an eine Ausgabeeinheit ausgegeben werden. Diese Daten können beispielsweise optische Signale sein, um beispielsweise den Fahrer aufzufordern, seine Fahrweise zu ändern oder manuell die Dämpfungseigenschaften des Fahr zeugs zu verändern.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind der erste Sensor und/oder der zweite Sensor im Fahrzeug in einer Kopfstütze des Fahrzeugsitzes verbaut. Beispielsweise könnte in der Rückseite der Vordersitze eines Fahrzeugs einer oder beide der Sen soren, z.B. als Kamera, positioniert sein. Auf diese Weise ließe sich der hinter dem Vordersitz sitzende Fondpassagier einfach beobachten und die entsprechenden Messwerte einfach ermitteln. Alternativ könnten die Sensoren auch an der Vordersei te der Kopfstütze angeordnet sein. Diese Konstellation bietet sich bei (autonomen) Fahrzeugen an, bei denen mehrere Passagiere einander zugewandt sitzen. Weitere mögliche Positionen der Sensoren könnten der Dachhimmel oder die A-, B- oder C- Säule des Fahrzeugs sein. Die Sensoren können im oder oberhalb des Armaturen bretts des Fahrzeugs angeordnet oder im Innenspiegel des Fahrzeugs integriert sein.
Zur bevorzugten Ermittlung der Fahrzeuginnenraumtemperatur kann ein dritter Sen sor verwendet werden. Der dritte Sensor stellt Umgebungstemperaturwerte zur Ver fügung, die in die Ermittlung der Kinetoseind exwerte einfließen können. Vorzugswei- se wird kein extra Sensor benötigt, wenn ein vorhandener Temperatursensor einer Klimaanlage des Fahrzeugs genutzt werden kann.
Ein Computerprogramm kann auf einem nichtflüchtigen Datenträger gespei chert/vertrieben werden, beispielsweise auf einem optischen Speicher oder auf ei nem Halbleiterlaufwerk (SSD). Ein Computerprogramm kann zusammen mit Hard ware und/oder als Teil einer Hardware vertrieben werden, beispielsweise mittels des Internets oder mittels drahtgebundener oder drahtloser Kommunikationssysteme.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger ausgewählter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben und erläu tert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Systems gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 die Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Vorrichtung gemäß der vor liegenden Erfindung;
Fig. 4 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Fig. 1 zeigt schematisch ein Blockschaltbild der Vorrichtung 1 mit einer Eingangs schnittstelle 2, einer Verarbeitungseinheit 3 und einer Ausgangsschnittstelle 4. Die Eingangsschnittstelle 2 ist dazu ausgebildet, erste Sensordaten 5 eines hier nicht gezeigten ersten Sensors zum Messen der elektrodermalen Antwort der Haut eines Menschen zu empfangen. Die Eingangsschnittstelle 2 ist weiterhin dazu ausgebildet, zweite Sensordaten 6 von einem zweiten Sensor zum Messen der Hauttemperatur des Menschen zu empfangen. Die Verarbeitungseinheit 3 der Vorrichtung 1 ist dazu ausgebildet, die ersten Sensordaten 5 und die zweiten Sensordaten 6 zu verarbeiten und einen Kinetoseindexwert 7 zu erzeugen, der für eine beginnende oder beste- hende Kinetose charakteristisch ist. Die Ausgangsschnittstelle 4 ist dazu ausgebildet, den erzeugten Kinetoseindexwert an eine Auswerteeinrichtung auszugeben.
In der Verarbeitungseinheit 4 werden die ersten Sensordaten 5 mit einem ersten Vergleichswert verglichen. Die zweiten Sensordaten 6 werden mit einem zweiten Vergleichswert verglichen. In Abhängigkeit der beiden Vergleiche wird der Kinetose indexwert 7 ermittelt und für die Weitergabe mittels der Ausgangsschnittstelle 4 zur Verfügung gestellt.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems 8 mit einer Vor richtung 1 , wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, und einem ersten Sensor 9 zur Messung der elektrodermalen Antwort der Haut sowie einem zweiten Sensor 10 zur Messung der Hauttemperatur. Der erste Sensor 9 misst die Reflektanz der Haut. Er ist als Ste reoinfrarotkamera 1 1 ausgebildet und liefert die ersten Sensordaten 5 an die Vorrich tung 1. Der zweite Sensor 10 ist eine Wärmebildkamera 12, mit der die Hauttempera tur im Gesicht eines Passagiers eines Fahrzeugs gemessen wird. Die Wärmebildka mera 12 liefert die zweiten Sensordaten 6 an die Eingangsschnittstelle 2 der Vorrich tung 1.
Der Kinetoseindexwert 7, der an der Ausgangsschnittstelle 4 anliegt, wird an eine Auswerteeinrichtung 13 übermittelt und steht dort zur Weiterverarbeitung zur Verfü gung. In der Auswerteeinrichtung 13 können abhängig von den Werten des Kinetose- indexwerts 7 Steuerungsdaten zur Reduktion der Kinetose erzeugt werden. Die Steuerungsdaten werden dann an weitere Komponenten in einem Fahrzeug übermit telt.
Fig. 3 zeigt ein Fahrzeug 14, in dem das System 8 zum Erkennen von Kinetose eines Menschen in Echtzeit verbaut ist. Die Vorrichtung 1 , die auch als Software ausgebil det sein kann, ist für den Fahrer und die anderen Passagiere im Fahrzeug nicht sichtbar angeordnet. Beispielsweise könnte sie unterhalb eines Sitzes 15 positioniert sein. Gleiches gilt für die Auswerteeinrichtung 13. In dem hier gezeigten Beispiel ist im Vordersitz 15, der eine Kopfstütze 16 umfasst, der erste Sensor 9 und der zweite Sensor 10 verbaut. Die Sensoren sind als Stereoinfrarotkamera 1 1 und als Wärme- bildkamera 12 ausgebildet und an der Rückseite der Kopfstütze 16 eingebaut. Mit diesen Sensoren 9, 10 lässt sich ein Fondpassagier, der auf der Rückbank des Fahr zeugs sitzt, leicht beobachten und eine beginnende Kinetose ermitteln.
Zur Beobachtung des Fahrers und des Beifahrers sind im Fahrzeug 14 eine Infrarot kamera 11 und eine Wärmebildkamera 12 in dem Innenspiegel 17 verbaut. Auf diese Weise lässt sich der Fahrer leicht beobachten. Zusätzlich sind ein erster Sensor 9 und ein zweiter Sensor 10 an der Oberseite des Armaturenbretts auf der Beifahrer seite eingebaut. Mit ihnen lässt sich der Beifahrer einfach beobachten. Diese Senso ren sind in der Fig. 3 nicht zu sehen.
Das Fahrzeug 14 gemäß Fig. 3 zeigt eine alternative Anordnung des ersten Sensors 9 und des zweiten Sensors 10 anstelle der Anordnung in der Kopfstütze 16. Die bei den Sensoren 9, 10 sind in einem Dachhimmel 18 des Fahrzeugs 14 verbaut. Mit ihnen lassen sich die Fondpassagiere ebenfalls zuverlässig überwachen.
Das in Fig. 3 gezeigte Fahrzeug 14 weist einen dritten Sensor 19 auf, der als Tempe ratursensor 20 ausgebildet ist und die Rauminnentemperatur misst. Der Temperatu r sensor 20 ist Teil der im Fahrzeug vorhandenen Klimaanlage.
In Fig. 4 sind schematisch einzelne Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens ge zeigt. In einem ersten Schritt des Empfangens S10 werden erste Sensordaten 5 des ersten Sensors 9 empfangen. In einem Schritt des Empfangens S12 von zweiten Sensordaten 6 eines zweiten Sensors wird die Hauttemperatur erkannt, die die Wär mebildkamera 12 an die Eingangsschnittstelle 2 liefert. In dem darauffolgenden Schritt des Vergleichens S14 werden die ersten Sensordaten 5 mit einem ersten Vergleichswert verglichen. In dem weiteren Schritt des Vergleichens S16 werden die zweiten Sensordaten 6 mit einem zweiten Vergleichswert verglichen. In dem sich anschließenden Schritt des Erzeugens S18 wird ein Kinetoseindexwert generiert, der für eine beginnende oder eine bestehende Kinetose charakteristisch ist. Das Erzeu gen S18 erfolgt in Abhängigkeit der in den Schritten S14 und S16 durchgeführten Vergleiche der ersten Sensordaten mit dem ersten Vergleichswert und der zweiten Sensordaten 6 mit dem zweiten Vergleichswert. Zuletzt wird in einem darauffolgen- den Schritt des Ausgebens S20 der erzeugte Kinetoseindexwert 7 mittels der Aus gangsschnittstelle 4 ausgegeben und an die Auswerteeinrichtung 13 weitergereicht.
In der Auswerteeinrichtung 13 wird der Kinetoseindexwert weiterverarbeitet und ab hängig von ihm werden Steuerungsdaten zur Ansteuerung von Geräten und Kompo nenten des Fahrzeugs erzeugt und an die entsprechenden Geräte und Komponenten weitergeleitet. Hierdurch werden Maßnahmen ergriffen, die eine beginnende oder bestehende Kinetose verhindern oder reduzieren sollen.
Die hier beschriebenen Schritte können jedenfalls teilweise in anderer Reihenfolge oder parallel ausgeführt werden.
Bezuaszeichen Vorrichtung
Eingangsschnittstelle
Verarbeitungseinheit
Ausgangsschnittstelle
erste Sensordaten
zweite Sensordaten
Kinetoseindexwert
System
erster Sensor
zweiter Sensor
Stereoinfrarotkamera
Wärmebildkamera
Auswerteeinrichtung
Fahrzeug
Sitz
Kopfstütze
Innenspiegel
Dachhimmel
dritter Sensor
Temperatursensor

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Erkennen von Kinetose eines Menschen in einem Fahrzeug (14), umfassend:
eine Eingangsschnittstelle (2) zum Empfangen von ersten Sensordaten (5) ei nes ersten Sensors (9) zum Messen der elektrodermalen Antwort der Haut des Men schen und zum Empfangen von zweiten Sensordaten (6) eines zweiten Sensors (10) zum Messen der Temperatur der Haut des Menschen;
eine Verarbeitungseinheit (3) zum Verarbeiten der ersten Sensordaten (5) und der zweiten Sensordaten (6), die dazu ausgebildet und eingerichtet ist, aus den ers ten und zweiten Sensordaten (5, 6) einen Kinetoseindexwert (7) zu erzeugen, wel cher für eine beginnende oder bestehende Kinetose charakteristisch ist;
eine Ausgangsschnittstelle (4) zum Ausgeben des erzeugten Kinetosein- dexwerts (7) an eine Auswerteeinrichtung (13);
wobei die ersten Sensordaten (5) mit einem ersten Vergleichswert verglichen werden und die zweiten Sensordaten (6) mit einem zweiten Vergleichswert vergli chen werden und der Kinetoseindexwert (7) in Abhängigkeit der Vergleiche erzeugt und für die Weitergabe an die Auswerteeinrichtung (13) zur Verfügung gestellt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Kinetosein dexwert erzeugt wird, wenn ein erster Sensorwert der ersten Sensordaten (5) über dem ersten Vergleichswert liegt und ein zweiter Sensorwert der zweiten Sensordaten (6) über dem zweiten Vergleichswert liegt.
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass der erste Vergleichswert aus einem ersten Sensorwert und der zweite Vergleichswert aus einem zweiten Sensorwert gebildet wird.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass der Kinetoseindexwert (7) basierend auf einem dritten Sensorwert eines Temperatursensors (20) zum Messen der Umgebungstemperatur ermittelt wird.
5. System zum Erkennen von Kinetose eines Menschen in einem fahrenden Fahrzeug (14), umfassend eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und einen ersten Sensor (9) zum Messen der elektrodermalen Antwort der Haut des Menschen und einen zweiten Sensor (10) zum Messen der Temperatur der Haut des Menschen.
6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Sensor (9) zum Messen der elektrodermalen Antwort der Haut den Reflexionsgrad der Haut er mittelt.
7. System nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Sensor (9) zum Messen der elektrodermalen Antwort der Haut und/oder der zweite Sensor (10) zum Messen der Temperatur der Haut ein kontaktloser Sensor ist.
8. System nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Sensor (9) zum Messen der elektrodermalen Antwort der Haut eine Infrarotka mera ist, bevorzugt eine Stereo-Infrarotkamera (1 1 ), und/oder der zweite Sensor (10) zum Messen der Temperatur der Haut eine Wärmebildkamera (12) ist.
9. System nach einem der Ansprüche 5 bis 8 umfassend eine Auswerteeinrich tung und dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (13) den Kinetos- eindexwert (7) von der Vorrichtung (1 ) empfängt und weiterverarbeitet, bevorzugt derart, dass Steuerungsdaten zur Reduktion der Kinetose für ein Steuergerät oder Signalisierungsdaten zum Ausgeben an einer Ausgabeeinheit erzeugt werden .
10. System nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein dritter Sensor (19) zum Messen der Umgebungstemperatur vorgesehen ist, wobei die Messwerte des dritten Sensors (19) in die Erzeugung des Kinetoseindexwerts ein fließen.
11. Fahrzeug mit einem System nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch ge kennzeichnet, dass der erste Sensor (9) zum Messen der elektrodermalen Antwort der Haut und der zweite Sensor (10) zum Messen der Temperatur der Haut in einem Innenraum des Fahrzeugs (14) angeordnet sind.
12. Fahrzeug nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der erste Sensor (9) und/oder der zweite Sensor (10) in einer Kopfstütze (16) eines Fahrzeugsitzes (15), bevorzugt in der Rückseite oder der Vorderseite der Kopfstütze (16), im Dach himmel (18) oder oberhalb des Armaturenbretts des Fahrzeugs, bevorzugt im Innen spiegel (17), angeordnet sind.
13. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur im Fahrzeuginnenraum von einem dritten Sensor (19) ermittelt wird, bevorzugt von einem vorhandenen Temperatursensor einer Klimaanlage des Fahrzeugs (14).
14. Verfahren zum Erkennen von Kinetose eines Menschen in einem Fahrzeug umfassend die folgenden Schritte:
Empfangen von ersten Sensordaten (5) eines ersten Sensors (9) zum Messen der elektrodermalen Antwort der Haut des Menschen, bevorzugt an einer Eingangs schnittstelle (2);
Empfangen von zweiten Sensordaten (6) eines zweiten Sensors (10) zum Messen der T emperatur der Haut des Menschen, bevorzugt an der Eingangsschnitt stelle (2);
Vergleichen der ersten Sensordaten (5) mit einem ersten Vergleichswert; Vergleichen der zweiten Sensordaten (6) mit einem zweiten Vergleichswert; Erzeugen eines Kinetoseindexwerts (7), welcher für eine beginnende oder be stehende Kinetose charakteristisch ist, in Abhängigkeit der Vergleiche der ersten Sensordaten (5) und der zweiten Sensordaten (6);
Ausgeben des erzeugten Kinetoseindexwerts (7) mittels einer Ausgabe schnittstelle an eine Auswerteeinrichtung (13).
15. Computerprogrammprodukt mit Programmcode zum Durchführen der Schritte des Verfahrens nach Anspruch 14, wenn der Programmcode auf einem Computer ausgeführt wird.
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