CN105476647A - 帮助车辆驾驶员呼吸的方法和设备及具有该设备的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及帮助车辆驾驶员呼吸的方法和设备及具有该设备的车辆。为了帮助车辆驾驶员呼吸而借助传感器(3)检测车辆驾驶员的状态参数。根据检测到的状态参数发出至少一个信号，该信号适用于直接或间接地影响车辆驾驶员的呼吸。

Description

帮助车辆驾驶员呼吸的方法和设备及具有该设备的车辆

技术领域

本发明涉及用于帮助车辆驾驶员呼吸的方法和设备以及具有这种设备的车辆。

背景技术

为了能够安全驾驶车辆，必要的是：车辆驾驶员具有充足的体能。体能可能例如长期地由于慢性病患或者暂时地由于疲劳而下降。在这种情况中，车辆驾驶员经常面临着挑战，要作出他是否有能力进行驾驶的判断。特别是当车辆驾驶员的身体状况在行驶期间恶化时，做出这样的判断是紧要的或者是困难的。为了帮助处于这种情况中的车辆驾驶员，例如在US2008/0228046A1中提出：在车辆中检测车辆驾驶员的实时身体数据，以它们为基础对他的健康状态进行评判并在必要时对车辆驾驶员的行为给出相应的建议。在US2010/0226871A1中同样也提出：在行驶期间检测有关车辆驾驶员的生命参数的数据，以这些数据为基础对车辆驾驶员的健康状态进行评判并由此得出合适的措施，诸如抑止车辆运行或者借助生物反馈法(Biofeedback)执行放松练习。

在DE2007030754A1中介绍了一种驾驶员辅助***，在该驾驶员辅助***中，根据驾驶员的状态将适用于驾驶员的状态的香料导入车辆内部。其中，例如在驾驶员极度全神贯注的状态中，周期性地释放一种具有橙香味的使人放松的香料。当存在驾驶员注意力放松的迹象时，则释放具有薄荷香味的使人清醒的香料。

上述公开文献的内容随此通过引用而被纳入本说明书当中。

发明内容

本发明的目的是，为车辆交通中的安全做出贡献。

为此，本发明提供一种用于帮助车辆驾驶员呼吸的方法，其中：借助传感器检测车辆驾驶员的状态参数，以及，根据检测到的状态参数发出至少一个信号，该信号适用于直接或间接地影响车辆驾驶员的呼吸。

相应地，本发明提供一种用于帮助车辆驾驶员呼吸的设备，其包括：传感器装置，借助该传感器装置能够检测车辆驾驶员的至少一个状态参数；和输出装置，利用该输出装置，根据检测到的状态参数能够发出至少一个用于直接或间接地影响车辆驾驶员的呼吸的信号。

另外，本申请还针对包括上述设备的车辆请求获得专利保护。

在下文对本发明及其有益实施方式进行了详细阐述。

根据本发明对车辆驾驶员的呼吸实施帮助。在此，借助传感器来检测车辆驾驶员的状态参数。根据检测到的状态参数，发出至少一个信号，该信号适用于直接或间接地影响车辆驾驶员的呼吸。

所述状态参数尤其可以是一种直接或间接地与车辆驾驶员的呼吸相关的参数。所述状态参数可以是一种生命参数，诸如血中的含氧量、呼吸频率或呼吸通量。所述状态参数也可以是一种由多个这样的生命参数以及必要时还有其他参数诸如注意力参数、行驶参数等等导出的参数。所述状态参数也可以包括这样一种参数或者由这样一种参数导出，通过该参数，典型地影响人的呼吸行为(Atemverhalten)，诸如紧张度或疲劳度。

本发明以下述认识为基础：人在身体上、精神上和认知上的能力与他的实时呼吸相关。根据本发明认识到：通过有针对性地影响车辆驾驶员的呼吸，可以积极地影响他的驾驶能力。另外还认识到：车辆驾驶员例如在疲劳时，在临界的并且特别是在苛求他的行驶状况中经常无意识地陷入一种不利的呼吸行为中并且例如仅仅还作浅呼吸。在这样的情况中他往往想不到要进行平稳的深呼吸。对此还可能出现下述情形：车辆驾驶员的呼吸变得过慢并因此向身体提供过少的氧气。在其他一些情况中，有时车辆驾驶员不必要地加速他的呼吸并因此不必要地提高他的精神烦躁/焦虑。利用本发明的呼吸帮助***可以克服这些不利情况。特别是，在识别到呼吸行为处于不正常或者不利的范围内时，可以采取相应的措施，以便直接或间接地影响车辆驾驶员的呼吸，使其重新到达正常的范围内。借此便可以提高车辆交通中的安全性。同时还可以实现对车辆驾驶员的健康的积极影响作用。所述正常的范围例如可以由一个用于呼吸频率和/呼吸深度的、特别是可针对相应车辆驾驶员个别地确定和/或预定的值域来代表。

在本发明的范围内，特别是借助发出的信号对车辆驾驶员的呼吸实施直接或间接的影响。

根据本发明的一个有益的实施例，借助发出的信号来控制至少一种香料的释放。为此特别是认识到：通过吸入适当的香料可以积极地影响呼吸。例如可以通过一种提神的香料，如散发薄荷味的香料，加速呼吸或者说提高呼吸频率。通过一种镇静的香料，诸如散发薰衣草味的香料，例如可以提高呼吸深度和/或降低呼吸频率。

将香料特别是释放到在车辆的内室中并且特别是借助通风***。在此可以规定：将香料有针对性地引向车辆驾驶员，例如通过在开启度和/或排流方向方面调节车辆的通风喷口，使得含有香料的空气仅仅或主要向着车辆驾驶员的方向排流。

特别是可以根据如下情况来实行香料的释放，即，存在以及特别是通过传感器检测到并且完全或部分地自动识别出车辆驾驶员的疲劳状态和/或精力不集中的状态。

根据本发明的一种有益的实施例，在释放至少一种香料时规定：分别以预定的配比、量和/或速率释放多种香料。

根据本发明的一种有益的、间接进行影响的实施例，借助发出的信号对车辆驾驶员发出一个提示：他应该改变他的呼吸。该提示例如可以视觉地、图像地、声学地和/或触觉地实施。它可以通过车辆，例如通过用户界面、仪表如组合仪表盘或者通过显示装置诸如信息娱乐***或者所谓的Head-Unit(音响本体/主机)发出，这些机构/装置分别还发出其他的与行驶相关的信息。然后便间接地通过相应的车辆***和通过车辆驾驶员的察觉而实现对呼吸的影响，该车辆驾驶员于是在他那方面可以有意识地改变他的呼吸。借助发出的信号可以这样地操控相应的用户界面，以引导车辆驾驶员调整他的呼吸。然后例如可以以文本形式通过扬声器或借助信息娱乐***的屏幕以图像方式、特别是还以录像的形式进行引导。在此，可以引导车辆驾驶员进行呼吸练习。例如可以通过方向盘或通过驾驶员座椅触觉地发出提示。

在本发明的另一种有益的实施例中，借助信号操控车辆部件，利用该车辆部件能够间接或直接地影响车辆驾驶员的呼吸。车辆部件例如可以是驾驶员座椅，其中，可以例如这样地操控该驾驶员座椅，即改变其纵向位置或靠背斜度以促进呼吸。还可以改变腰部支撑和/或座椅的宽度，其中，在此特别是改变边缘软垫区域内的座椅宽度可以起到促进呼吸的作用。例如可以通过存在于座椅软垫内的、可改变的气垫来实现这一点。这些座椅软垫可以特别是设置在座椅的部分区域内，例如在车辆驾驶员的胸廓的高度区域内。因此可导致对呼吸的直接改变。

还可以间接或直接地通过改变车辆乘员室中的空气特性来实施对车辆驾驶员的呼吸的影响。为此，例如可以改变车辆的内室风扇中的流动、车辆内的空气温度，特别是借助空调设备的温度调节、循环空气调节、高度可调的玻璃的位置、和/或滑动天窗或车篷的位置。

在本发明的另一种有益的实施方式中，引导车辆驾驶员调整他的呼吸，其中，该引导根据状态参数和/或根据实时行驶状况，诸如交通堵塞、高速公路行驶、市内交通等等，从专门用于该车辆驾驶员的预定量的引导指令中选出。对车辆驾驶员的引导可以特别是包括用于调校在驾驶员座椅上他的座椅位置的指令和/或一个或多个用于吸气和呼气的呼吸循环。

根据本发明的另一种实施例，由车辆驾驶员能够选择和/或能够调节传感器、至少一个用于确定状态参数的规则、对车辆驾驶员的提示、对车辆驾驶员的引导、用户界面和/或用于车辆部件的控制信号。例如可以在灵敏度、强度、组合、信号处理特性和/或操控特性等方面进行调节。

本在发明意义下的车辆例如可以是道路车辆、轨道车辆、船舶或者也可以是飞机。所述车辆特别是可以是马达驱动的，例如由内燃机和/或电动机驱动。所述道路车辆特别是应理解为机动车/汽车，诸如轿车、大客车、载重车、拖拉机和摩托车。

根据本发明的另一种有益的实施例规定：若借助传感器识别出车辆驾驶员的临界的健康状态，则产生报警信号。报警信号可以通过车辆内的用户界面完全或部分手动地或者自动地发出和/或可以从车辆发送给一个中心机构，诸如援助指挥中心。它可以例如包含一个劝告，即车辆驾驶员应该去看医生。它也可以包括检测到的测量值和/或对于状态参数的分析处理结果。所述报警信号例如可以通过移动无线电数据连接(Mobilfunk-Datenverbindung)进行传递。它可以存储在车辆内和/或援助指挥中心内。

本发明的用于帮助车辆驾驶员呼吸的设备包括：传感器装置，借助该传感器装置能够检测车辆驾驶员的至少一个状态参数；和输出装置，利用该输出装置，根据检测到的状态参数能够发出至少一个用于直接或间接地影响车辆驾驶员呼吸的信号。传感器装置可以包括至少一个传感器。它还可以包括一个用于传感器信号的分析处理装置。另外，还设置有一个香味释放***，该香味释放***设置为用于以检测到的状态参数和/或发出的信号为基础释放香料。

按本发明的一个有利方面，设置有这样一种香味释放***，该香味释放***具有香味释放控制装置，在该香味释放控制装置中存储有针对各相应香料预定的用于相应香料的配比、量和/或速率的控制值，其中，借助这些控制值分别操控一个香料单元，该香料单元含有并放出相应的香料。香料单元特别是可以包括一个或多个香料储备容器。为了对放出进行控制，可以设置一个相应的、可电子操控的封闭装置，例如可逐级或无级开启或关闭的封盖，利用该封盖特别是可将相应的储备容器气密地封闭。

附图说明

下文将参照附图进一步详细地阐述本发明的其他实施例。

附图中：

图1为具有信息娱乐***的机动车，和

图2为用于机动车的香味释放***。

具体实施方式

在图1中所示的由未示出之机动车驾驶员驾控的机动车1内设置有一个(车载)信息娱乐***2。该信息娱乐***主要具有一个数据存储器4，一个扬声器***5，一个屏幕***6和一个输入单元10。

信息娱乐***2与车辆控制装置11在控制技术上相连接，该车辆控制装置又与机动车1的大量传感器和执行器相连接。另外，信息娱乐***2与一个呼吸识别装置8连接，该呼吸识别装置包括呼吸传感器3和分析处理电路12，该分析处理电路对由呼吸传感器3发出的信号进行分析处理。呼吸传感器3例如可以是一台摄像机，该摄像机如此地设置在车辆内，即，使它朝向车辆驾驶员的正面方向并记录其胸部运动。利用分析处理电路12借助利用摄像机3产生的图像信号可以检测或至少估计机动车驾驶员的呼吸数据，诸如呼吸频率和/或呼吸深度和/或呼吸通量。为此，分析处理电路12包括一个相应的模拟或数字图像处理部件，例如相应的软件程序、数码存储器、所谓的FieldProgrammableGateArray(FPGA)(现场可编程门阵列)和/或微处理器。利用分析处理电路12还可以处理传感器信号，这些传感器信号由一个或多个其他的传感器产生，这些传感器检测机动车驾驶员的受呼吸影响的身体部位和/或身体部分，例如针对他脸部的表情和颜色或者针对他血液中的氧含量。另外，在分析处理电路中可以含有适当的分析处理部件，利用这些分析处理部件，借助测定的呼吸数据可以判断机动车驾驶员关于呼吸是否处在临界的健康状态中。在此，例如可以使用那些已知传感器、分析处理方法和其他措施，正如它们例如在文首已经述及的文献US2008/0228046A1和US2010/222687A1中所介绍的那样。所以在此再次内容完整地引用这些文献的内容。

另外，信息娱乐***2还与一个移动无线电单元9连接，利用该移动无线电单元可以与车外的基础设施建立移动无线电连接，例如与普通电话网、与因特网以及特别是与援助指挥中心联系。通过移动无线电连接，相应数据如传感器值、报警信号等等可以从车辆传递到基础设施，并且，来自基础设施的例如对于机动车驾驶员的引导可以被接收。同时也可以建立语音连接。

此外，至少一个用于驾驶员座椅4的电动驱动装置与车辆控制装置11连接，通过该驱动装置，座椅在其纵向位置、高度位置和靠背斜度方面可以调节。特别是还可以电动地调节驾驶员座椅4的宽度，例如在可调节的、比较贴身的运动型座椅情况下在机动车驾驶员的胸部高度中进行调节。例如，可以通过其大小可调的侧面座椅软垫来进行调节，这些座椅软垫具有可充气和放气的气垫。

在一个示例性的行驶状况中，借助从前面朝向机动车驾驶员的摄像机传感器3检测机动车驾驶员的胸廓的运动。在分析处理电路12内对传感器信号进行加工处理，其中，由运动数据计算出呼吸的频率并估计出在一个呼吸循环中实现的呼吸通量。为了计算或估计，可以在分析处理单元或呼吸识别装置8内存储机动车驾驶员专用的数据。当在分析处理过程中识别出机动车驾驶员的呼吸在一个预定的时段内低于一个预定的阈值时，也就是说，呼吸频率过低，当呼吸中断超过一个预定的界限时段(Schwellen-Zeitraum)时和/或当估计的呼吸通量低于一个预定的阈值时，也就是说，呼吸变得过浅，然后便由分析处理单元或呼吸识别装置8向信息娱乐***2发出一个警告信号。该信息娱乐***又通过扬声器***5和/或通过屏幕***6发出一个相应的警告，以警告机动车驾驶员注意他的不正常呼吸。在信息娱乐***2中可以预设是否同时触发车辆控制装置11发出报警信号，以便在车辆方面采取用于改善机动车驾驶员的呼吸的措施。在此还可以拟定设置采取怎样的措施：例如是否拓宽驾驶员座椅7以便降低对胸廓可能的挤压和/或打开机动车1的侧面玻璃以便短时间提高车辆内的供气。在信息娱乐***2内也可以预先设定：是否从数据存储器4中读取声音数据和/或图像数据并在扬声器***5和屏幕***6上播放以便引导机动车驾驶员进行呼吸练习。在数据存储器4中可以存储多个引导，为机动车驾驶员个性化地和/或根据分析处理电路12就机动车驾驶员的实时呼吸状态测定的分析处理值对它们进行选择。也可以由机动车驾驶员手动地通过信息娱乐***的输入单元10调节对信息娱乐***2和/或分析处理电路或呼吸识别装置8的相应的存储、选择和控制。所述调节例如可以涉及传感器配置组件3的灵敏度、对比度等等和分析处理电路12的评价参数。它们也可以涉及报告的输出参数，用于练习引导的控制参数和数据。机动车驾驶员可以特别是配置呼吸练习及其输出参数。

在图2中示出了一个香味释放***20，该香味释放***设置在图1示出的机动车1内并且与其分析处理单元或呼吸识别装置8、信息娱乐***2和/或车辆控制装置11配合作用，其中，在图2中仅仅示范性地示出了车辆控制装置11。另外，与机动车1的通风***21，特别是与其在此未示出的空调设备部件、加热元件和/或冷却元件、风扇、进气口和/或排气口、风道、开关、控制机构和/或传感器等，以机械方式、电气方式和/或在控制技术上配合作用。在此处示出的实例中，香味释放***20具有多个储备容器22、23、24，在这些储备容器内分别含有一种形式为香精油的香料。在储备容器22内含有薰衣草油，利用它的香味可以在机动车驾驶员身上达到镇静作用。在储备容器23内含有椒薄荷油，利用它的香味可以在机动车驾驶员身上达到提神的作用。在储备容器24内含有发出香草气味的油，通过该油可以在机动车1内产生一个令人愉快的香味气氛。在香味释放***20中，储备容器22、23、24可以分别构造成可更换和/或可再填充的。在香味释放***20中可以为可更换的储备容器设置一个相应的、特别是可开启和可关闭的保持件。

此外，香味释放***20具有一个形式上为香味释放控制装置28的控制装置，利用该控制装置可以针对相应的储备容器22、23、24控制从储备容器22、23、24中释放或放出香料的量和/或速率。以远在上面说明的、根据检测到的机动车驾驶员的状态参数发出的信号为基础，特别是以已经说明的、分析处理单元或呼吸识别装置8发出的警告信号为基础，来实施所述控制。此外，香味释放控制装置28可以接收其他的信号并用于控制香味释放，该信号/该控制例如以机动车驾驶员在导航***2中的手动输入为基础得以产生。

可以将大量本身已知的香料(根据其本身已知的、对于相应目的的适合性)用作所述香料。适合的香料并且特别是芬芳的油的对应作用是相应地众所周知的，例如出自所谓的芳香疗法。为了提神或提高机动车驾驶员的呼吸频率之目的，例如代替或者作为对前述椒薄荷油的补充也可以使用散发橙味的香料。为了镇静或促进呼吸深度，例如代替或者作为对上述薰衣草油的补充还可以使用散发滇荆芥和/或玫瑰气味的并且特别是含有相应天然香味材料或这些植物的油的香料。特别是，松针的香味或油也可以促进呼吸。在吸气时芳香的油特别是相应的微小油滴被吸收。

优选可以设置n数量的基础香料，例如，n在1至10、特别是在1至5或者2至5的范围内，并且符合需要地根据预定的规则在一个预定的时段和/或量内放出以及特别是将它们的香味混合。可以通过如下方式实现所述混合，即，同时或者在一个预定的时段内连续地或逐步地放出不同香料。也可以通过如下方式实现所述混合，即，分别放出预定的量或速率(量/时间)的不同香料。

为了将香料从储备容器22、23、24中放出，借助香味释放控制装置28根据分别利用控制技术测得的数值来操控安装于相应容器22、23或24上的、例如借助电动机可电动移动的封盖25、26或27，通过这种方式，储备容器完全或部分地打开，香料可以从储备容器22、23、24中流出。

香味释放***20可以包含其他的器件，借其可以更加强烈地释放香味，特别是以较高的速率从储备容器22、23、24中放出香料。例如为此可以设置一个特别是可电控的加热装置，利用该加热装置可以给储备容器22、23、24和/或位于其内的香料或油加热。通过加热，于是便可以在需要时更大量地或更高速率地放出香料。

借助通过车辆控制装置11、信息娱乐***2和/或分析处理单元或呼吸识别装置8对香味释放***20的直接和/或间接控制，可以特别是与其他的、在车辆1内执行的功能协调地和/或根据车辆状况，来实现分别释放的香料的强度和/或组成成分。例如可以根据由车辆传感器测定的车辆驾驶员的呼吸频率和/或呼吸深度来控制释放的香料的相应强度、量和/或组成成分。也可以根据车辆是否停车或在移动中和/或车辆以怎样的速度运动对它们进行控制。例如，在车辆的停车状态中可以比车辆在移动中释放气味更强的或更浓的香料，和/或更高强度地或更大剂量地释放香料。也可以根据特别是车辆驾驶员选择了和/或由信息娱乐***2发出了哪些相应的呼吸练习、放松练习和/或指导来释放它们。

以上对本发明的各种不同实施例进行了说明。在此清楚明了的是：本领域技术人员可以毫无问题地得出针对于那些分别为此加以说明的设备部件和/或措施途径或者方法的另选方案。例如，可以代替摄像机为呼吸传感器使用一个合适的并且特别是本身已知的其他传感器，例如安装在安全带上的或驾驶员座椅的靠背内的运动传感器和/或压力传感器。也可以使用各种不同传感器特别是呼吸传感器的组合来检测车辆驾驶员的状态参数。

上述设备器件和***部件特别是利用计算机程序进行控制并且为此可以具有计算机和数字控制装置的本身已知的其他一些元件，如微处理器、易失性和非易失性存储器、接口等。

所以，还可以完全或部分地以计算机程序产品的形式来实现本发明，该计算机程序产品在计算机上安装并运行时完全或部分地实施本发明的过程。该产品可以例如以数据载体如CD/DVD的形式提供或者以服务器上一个或多个文件的形式提供，从该服务器上可以下载计算机程序。

Claims (16)

1.用于帮助车辆驾驶员呼吸的方法，其中：

-借助传感器(3)检测车辆驾驶员的状态参数，和

-根据检测到的状态参数发出至少一个信号，该信号适用于直接或间接地影响车辆驾驶员的呼吸。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，借助发出的信号控制至少一种香料的释放。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，借助通风***(21)将香料释放到车辆(1)的内室中。

4.如权利要求2或3之任一项所述的方法，其特征在于，分别以预定的配比、量和/或速率释放多种香料。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，存储用于所述至少一种或多种香料的配比、量和/或速率的预定的控制值，借助所述控制值来操控香味释放***(20)，该香味释放***含有并放出相应的香料。

6.如前述权利要求之任一项所述的方法，其特征在于，借助所述信号对车辆驾驶员发出提示：他应该改变他的呼吸。

7.如前述权利要求之任一项所述的方法，其特征在于，借助所述信号操控用户界面(2，5，6)，以引导车辆驾驶员调整他的呼吸。

8.如前述权利要求之任一项所述的方法，其特征在于，借助所述信号操控车辆部件(11，7)，利用该车辆部件能够间接或直接地影响车辆驾驶员的呼吸。

9.如前述权利要求之任一项所述的方法，其特征在于，引导车辆驾驶员调整他的呼吸，其中，该引导根据所述状态参数和/或根据实时行驶状况从专门用于该车辆驾驶员的预定量的引导指令中选出。

10.如前述权利要求之任一项所述的方法，其特征在于，对车辆驾驶员的引导包括：

-用于调校他的座椅位置的指令和/或

-至少一个用于吸气和呼气的呼吸循环。

11.如前述权利要求之任一项所述的方法，其特征在于，由车辆驾驶员能够选择和/或能够调节传感器(3)、至少一个用于确定状态参数的规则、对车辆驾驶员的提示、对车辆驾驶员的引导、用户界面(2，5，6)和/或用于车辆部件的控制信号。

12.如前述权利要求之任一项所述的方法，其特征在于，若借助传感器(3)识别出车辆驾驶员的临界的健康状态，则产生报警信号。

13.用于帮助车辆驾驶员呼吸的设备，其包括：

-传感器装置(3，8，12)，借助该传感器装置能够检测车辆驾驶员的至少一个状态参数，和

-输出装置(2，5，6)，利用该输出装置，根据检测到的状态参数能够发出至少一个用于直接或间接地影响车辆驾驶员的呼吸的信号。

14.如权利要求13所述的设备，其特征在于，该设备包括香味释放***(20)，该香味释放***设置为用于以检测到的状态参数和/或发出的信号为基础释放香料。

15.如权利要求13或14所述的设备，其特征在于，该设备包括用于实施如权利要求2至12之任一项所述的方法的器件。

16.车辆，其包括如权利要求13至15之任一项所述的设备。