DE102007046037B3

DE102007046037B3 - Vorrichtung zur Erhöhung der Sicherheit im Straßenverkehr

Info

Publication number: DE102007046037B3
Application number: DE102007046037A
Authority: DE
Inventors: Oliver Fendt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2007-09-26
Filing date: 2007-09-26
Publication date: 2009-04-16
Anticipated expiration: 2027-09-27
Also published as: WO2009043650A1

Abstract

Die Erfindung besteht im Wesentlichen darin, dass durch ein Fahrergesundheits-Berechnungsmodul, das aus Signalen von Gesundheitsdaten-Sensoren beispielsweise eine jeweilige vorrangige Interventionssituation berechnet, ein Interventionsmodul, das die jeweilige Interventionssituation in entsprechende Reaktionen und Maßnahmen umsetzt, und ein Fahrzeugsteuermodul, das Fahrzeugdaten an das Interventionsmodul meldet und auf Anforderung des Interventionsmoduls Befehle an einzelne Fahrzeug-Subsysteme abgibt, beispielsweise bei einer plötzlichen Verschlechterung des Gesundheitszustands eines Fahrers, automatisch Maßnahmen zur Minimierung der Gefahren beziehungsweise notwendigen Rettungsmaßnahmen eingeleitet werden.

Description

Eine Abnahme des Individualverkehrs mit dem Auto aber auch des Straßengüterverkehrs mit Personenbussen und LKWs ist nicht zu erwarten. Gleichzeitig werden die Verkehrsteilnehmer auf Grund der demographischen Entwicklung immer älter. Dadurch steigt das Risiko, dass Verkehrsteilnehmer durch eine plötzliche Verschlechterung ihres Gesundheitszustandes andere gefährden, zum Beispiel durch einen Herzinfarkt am Steuer.
Bislang ist eine Vorrichtung zur Verhinderung von Alkohol am Steuer bekannt, bei denen mit Hilfe eines Alkoholsensors die Atemluft des Fahrers überwacht wird und ggf. ein Starten des Motors verhindert wird.
Aus der Offenlegungsschrift DE 101 26 224 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Charakterisierung des Zustandes des Fahrers eines Kraftfahrzeuges bekannt, bei dem/der auf im Fahrzeug abgespeicherte oder auf ein Telemonitoring des zu behandelnden Arztes zurückgegriffen wird.
Ferner geht aus der Offenlegungsschrift DE 38 26 943 A1 hervor, dass die durch die Gesundheitssensoren gemessenen Werte mit im Fahrzeug abgespeicherten Grenzwerten verglichen werden und bei Überschreitung dieser Grenzwerte unter anderem die Fahrzeugsubsysteme beeinflusst werden.
Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht nun darin, eine Vorrichtung zur weiteren Erhöhung der Sicherheit im Straßenverkehr anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 erfindungsgemäß gelöst. Die weiteren Patentansprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
Die Erfindung besteht im Wesentlichen darin, dass durch ein Fahrergesundheits-Berechnungsmodul das aus Signalen von Gesundheitsdaten-Sensoren beispielsweise eine jeweilige vorrangige Interventionssituation berechnet, ein Interventionsmodul das die jeweilige Interventionssituation in entsprechende Reaktionen und Maßnahmen umsetzt, und ein Fahrzeugsteuermodul das Fahrzeugdaten an das Interventionsmodul meldet und auf Anforderung des Interventionsmoduls Befehle an einzelne Fahrzeug-Subsysteme abgibt beispielsweise bei einer plötzlichen Verschlechterung des Gesundheitszustandes eines Fahrers Automatisch Maßnahmen zur Minimierung der Gefahren beziehungsweise notwendigen Rettungsmaßnahmen einleitet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigt die Zeichnung ein Prinzipblockdiagramm mit Gesundheitsdaten-Sensoren HDS, Fahrzeugdaten-Sensoren VDS, eine Datenübertragungsschnittstelle DI und einem System mit weiteren Modulen 1..7.
Diese weiteren Module sind Fahrergesundheits-Berechnungsmodul 1, ein Benachrichtigungsmodul 2, ein Navigationsmodul 3, ein Interventionsmodul 4, Fahrzeugsteuermodul 5, ein Multimediamodul 6 sowie eine Ausgabeeinheit 7.
Die folgenden Module stellen Funktionalitäten dar und müssen nicht notwendigerweise auf unterschiedlicher beziehungsweise separater Hardware beziehungsweise Software realisiert werden müssen.
Einige der hier notwendigen Gesundheitsdaten-Sensoren HDS sind bereits erprobt und im Einsatz, andere sind noch in der Erprobungsphase. Der Einsatz dieser Sensoren ist aber auf anderen Gebieten und nicht im Fahrzeug. So sind beispielsweise ein im Lenkrad und im Sicherheitsgurt integrierter Pulssensor, ein im Lenkrad eingebauter Drucksensor, ein im Sicherheitsgurt befindlicher Herzfrequenz- und Herzrhythmussensor vorgesehen. Diese Sensoren gibt es bereits aber nicht im Fahrzeug integriert. Darüber hinaus sind e, ein im Autositz vorhandener Gewichtssensor und, wie eingangs bereits erwähnt, ein in Kopfhöhe auf der Fahrerseite angebrachter an sich bereits bekannter Alkoholsensor vorgesehen.
Einige der hier notwendigen Fahrzeugdaten-Sensoren VDS, wie beispielsweise ein oder mehrere Geschwindigkeitssensoren, Abstandssensoren an verschiedenen Seiten des Fahrzeugs, ein Fahrtrichtungssensor oder ein Bremssensor, sind bereits erprobt und im Einsatz, andere sind noch in der Erprobungsphase.
Das Fahrergesundheits-Berechnungsmodul 1 hat folgende Aufgaben:

– Kontinuierliches Aufzeichnen der von den Sensoren gelieferten Daten
– Überwachung der Sensoren auf Funktionsfähigkeit
– Berechnung der Normalsituation des Fahrers
– Berechnung ob und wenn ja welche Interventionssituation gegeben ist
– Löschen der aufgezeichneten Daten im Falle der normalen Beendigung einer Fahrt
– Speichern der gesammelten Daten im Falle der Beendigung einer Fahrt auf Grund einer akuten Gesundheitsgefährdung, wobei die Aufforderung zum Speichern der Daten vom Intervention Modul kommt, d. h. dort ist die Logik und notwendigen Reaktionen realisiert
– Bereitstellen der gespeicherten Daten für medizinisches Personal, wie z. B. einem Notarzt, auf Anforderung durch das Benachrichtigungsmodul 2.

Die von den Sensoren HDS gelieferten Daten werden in dem Modul verschlüsselt gespeichert und sind nur nach erfolgreicher Authentifizierung und Autorisierung abrufbar. Dies ist notwendig um zu verhindern, dass unberechtigte Dritte an Personen bezogene Daten gelangen.
Die Normalsituation des Fahrers wird hierbei folgendermaßen berechnet:
Nach Aktivierung des Systems werden über einen Zeitraum von typischerweise drei Minuten folgende Daten gesammelt und eine Mittelwertbildung vorgenommen: Puls, Herzfrequenz, Herzrhythmus, Druck auf das Lenkrad und Gewicht.
Der Zeitraum für die Datensammlung kann dabei optional auch konfigurierbar sein.
Des Weiteren können optional folgende Daten zur Berechnung der Normalsituation herangezogen werden: Geschlecht, Alter, Größe, Gewicht sowie Name und Vorname.
Diese Daten können entweder direkt in das System eingegeben werden, d. h. über ein Bedienteil des Multimedia Moduls 6, oder via sogenannter „intelligenter Autoschlüssel" zur Verfügung gestellt werden oder via eines Kartenlesers, der in das „Fahrergesundheits-Berechnungsmodul integriert ist, beispielsweise direkt von einer elektronischen Gesundheitskarte des Fahrzeugführers eingelesen werden. Zur Kontrolle ob die von dem System bestimmten Daten "Normaldaten" sind, verfügt das System über gespeicherte Tabellen der, bezogen auf Alter, Geschlecht, Gewicht und Größe, typischen Daten.
Diese Tabellen haben entsprechend verschiedener Länder beziehungsweise Nationalitäten typischer Weise unterschiedliche Werte und sind deshalb vorteilhafter Weise konfigurierbar.
Im Modul 1 wird aus Sensordaten HDS eine jeweilige Interventionssituation berechnet. Im Folgenden sind einige solche Interventionssituationen zusammen mit den betreffenden Sensordaten bespielhaftbeispielhaft genannt:

– „Stress/Aufregung": erhöhter Puls, erhöhte Atemfrequenz, erhöhter Druck auf das Lenkrad
– „Übermüdung/Unaufmerksamkeit": verlangsamter Puls, verlangsamte Atemfrequenz, verringerter Druck auf das Lenkrad
– „Akute Gesundheitsgefährdung": Stark erhöhte Herzfrequenz, Herzrhythmusstörungen, Kammerflimmern, Pulsrasen
– „Fahruntüchtigkeit": Alkohol im Atem des Fahrers

Während des Betriebs des Systems werden, wie bereits beschrieben, kontinuierlich die entsprechenden Daten ermittelt. Um eine Interventionssituation zu erkennen und gleichzeitig kurzfristige Schwankungen der ermittelten Daten nicht zu berücksichtigen, werden die Daten über einen gewissen Zeitraum gesammelt und eine Trendanalyse der Werte vorgenommen. Gewichtswerte müssen normalerweise nicht so häufig gemessen werden als andere Sensordaten. Bei Überschreiten eines Schwellwertes der Daten, wobei diese Schwellwerte für jede Interventionssituation unterschiedlich und abhängig von den ermittelten Normaldaten sind, wird eine jeweilige vorrangige Interventionssituation ermittelt und gemeldet.
Die Erkennung des Vorliegens, sowie des nicht mehr Vorliegens einer Interventionssituation erfolgt über eine Hysterese, das heißt damit ein nicht mehr Vorliegen einer Interventionssituation erkannt wird, müssen die ermittelten Daten typischerweise mindesten fünf Minuten der Normalsituation entsprechen. Diese Zeitdauer kann optional auch konfigurierbar sein.
Wird eine Interventionssituation festgestellt wird diese an das Interventionsmodul 4 gemeldet. Ebenso wird an das Interventionsmodul 4 gemeldet wenn die Interventionssituation nicht mehr vorhanden ist.
Dieses Interventionsmodul 4 hat die Aufgabe die vom Modul 1 gelieferten Informationen in entsprechende Reaktionen und Maßnahmen umzusetzen. Das Interventionsmodul 4 bietet wie andere Module die Möglichkeit die einzelnen Reaktionen auf die gemeldeten Situationen konfigurieren zu können ohne die Software ändern zu müssen.
Im Interventionsmodul 4 sind typischerweise folgende Reaktionen für die beispielhaft angegebenen Interventionssituationen voreingestellt:

– „Stress//Aufregung": Wird vom Modul 1 Stress des Fahrers gemeldet, werden folgende "deeskalations-Maßnahmen" eingeleitet, d. h. es werden folgende Anfragen (Requests) an das Multimedia Module 6 abgegeben:
– Aufmerksamkeits-Gong
– Beruhigende Audio-Meldung
– Beruhigende Musik, die vorteilhafter Weise die Musikart frei konfigurierbar ist
– „Übermüdung/Unaufmerksamkeit": analog zu dem Stressszenario werden hier folgende Anfragen (Requests) an das Multimedia Module 6 abgegeben:
– Aufmerksamkeits-Gong
– Audio-Meldung mit der Aufforderung eine Pause zu machen
– Musik vorteilhafter Weise mit Erhöhung der Lautstärke und frei konfigurierbarer Musikart

Des Weiteren kann optional über das Fahrzeugsteuermodul 5 das Seitenfenster auf der Fahrerseite einen Spalt geöffnet werden, um die Frischluftzufuhr zu erhöhen. Gleichzeitig kann optional ebenfalls über das Fahrzeugsteuermodul 5 die Heizung heruntergeregelt werden, um so die Temperatur in Fahrzeug zu reduzieren. Ferner kann optional Sowie über das Navigationssystem beispielsweise die nächste Raststelle beziehungsweise der nächste Parkplatz angekündigt werden.

– „Akute Gesundheitsgefährdung": Wird vom Modul 1 eine akute Gesundheitsgefährdung des Fahrers gemeldet, werden folgende "Maßnahmen" eingeleitet:
– Bestimmung das Fahrzeugortes über eine Anfrage (Request) an das Navigationsmodul 3
– Bestimmung der Geschwindigkeit über eine Anfrage (Request) an das Fahrzeugsteuermodul 5
– Bestimmung der unmittelbaren Verkehrssituation durch Abfrage sämtlicher Abstandssensoren sowie der Daten der entsprechenden Kameras, sofern solche vorhanden sind,
– Bestimmung der Stellung der Vorderräder über eine Anfrage an das Modul 5.

Anhand der oben genannten Daten entscheidet das Interventionsmodul 4, ob eine Zwangsbeendigung der Fahrt, ohne das andere Verkehrsteilnehmer gefährdet werden, eingeleitet werden kann oder nicht. Sofern eine Zwangsbeendigung der Fahrt möglich ist wird diese sofort über eine Anfrage (Request) an das Modul 5 eingeleitet. Es werden hierzu typischerweise folgende Befehle einzeln oder in Kombination an das Modul 5 abgegeben:

– Einschalten der Warnblinkanlage, z. B. um andere Verkehrsteilnehmer zu warnen,
– Kontrolliertes langsames Abbremsen des Fahrzeugs bis zum Stillstand,
– Lenken des Fahrzeugs an den rechten Straßenrand während das Fahrzeug abgebremst wird,
– Entriegeln der der Fahrertür sobald das Fahrzeug zu Stillstand gekommen ist,
– Benachrichtigung des Rettungsdienstes über das Modul 2, wobei typischer Weise folgende Daten übermittelt werden:
– Standort des Fahrzeugs
– Polizeiliches Kennzeichen
– Vermutete Gesundheitssituation
– Name des Fahrers
– „Fahruntüchtigkeit": Wird kurz nach dem Einsteigen des Fahrers Alkohol im Atem des Fahrers festgestellt, blockiert das Intervention Module die Zündung über ein Anforderungssignal (Request) an das Modul 5. Damit ist gewährleistet, dass der Fahrer nicht mehr am Straßenverkehr teilnehmen kann.

Das Multimediamodul 6 hat hier neben den bereits bekannten und etablierten Unterhaltungsaufgaben, folgende weitere Aufgaben wie die Entgegennahme und Verarbeitung der Befehle des Interventionsmoduls 4.
Sofern Musik/Video durch das Multimedia Module bereits abgespielt wird, wenn Befehle des Interventionsmoduls 4 empfangen werden, wird die derzeit abgespielte Musik unterbrochen und die Befehle des Interventionsmoduls 4 ausgeführt.
Das Fahrzeugsteuermodul 5 hat im wesentlichen die Aufgabe Fahrzeugdaten, wie beispielsweise die Geschwindigkeit und die unmittelbare Verkehrssituation an das Interventionsmodul zu melden, sowie auf Anforderung des Interventionsmoduls Befehle an einzelne Fahrzeug-Subsysteme abzugeben. Auf ein entsprechendes Anforderungssignal (Request) liefert das Fahrzeugsteuermodul folgende Daten:

– Geschwindigkeit durch Abfrage des Geschwindigkeitssensors
– Unmittelbaren Verkehrssituation über eine Abfrage sämtlicher Abstandssensoren sowie der Daten der Kameras, sofern solche vorhanden sind,
– Stellung der Vorderräder über die Abfrage der Fahrtrichtungssensoren

Auf ein entsprechendes Anforderungssignal (Request) leitet das Fahrzeugsteuermodul 5 folgende Befehle an die verschiedenen Fahrzeugsubsysteme weiter:

– Herunterregelung der Innenraumheizung
– Öffnen des Fahrerfensters
– Einschalten der Warnblinkanlage
– Kontrolliertes, der Verkehrsituation angepasstes Abbremsen des Fahrzeugs
– der Verkehrsituation angepasstes "Rechts heranfahren"
– Entriegeln der Fahrertür
– Blockierung beziehungsweise Aufheben der Blockierung der Zündung

Das Navigationsmodul 3 erfüllt neben den bereits bekannten Aufgaben noch die Meldung des Fahrzeugortes an das Interventionsmodule 4 sowie die Information über die nächsten Rastmöglichkeiten im Falle des Szenarios „Übermüdung/Unaufmerksamkeit".
Das Benachrichtigungsmodul 2 realisiert die gesamte Kommunikation mit der Außenwelt. Dabei berücksichtigt das Modul 2, ob bereits ein Mobiltelefon im Fahrzeug vorhanden ist oder nicht. Ist ein Mobiltelefon vorhanden, wird ein "Notruf" im Falle der akuten Gesundheitsgefährdung über das Mobiltelefon abgesetzt, ist jedoch kein Mobiltelefon vorhanden, wird der "Notruf' über das eingebaute GSM-Modul abgesetzt. Folgende weitere Aufgaben werden von dem Benachrichtigungsmodul 2 realisiert:

– Verschlüsselung sämtlicher personenbezogenen Daten
– Prüfung der Authentifizierung und Autorisierung des Rettungspersonals
– Übermittlung der relevanten Daten an das Rettungspersonal
– Einleitung der Löschung der personenbezogenen Daten

Claims

Vorrichtung zur Erhöhung der Sicherheit im Straßenverkehr, – bei der ein Fahrergesundheits-Berechnungsmodul (1) mit integriertem Kartenleser für eine elektronische Gesundheitskarte vorhanden ist das in Abhängigkeit von Signalen von Gesundheitsdaten-Sensoren (HDS) eine jeweilige Interventionssituation berechnet, – bei der ein Interventionsmodul (4) vorhanden ist das die jeweilige Interventionssituation in entsprechende Reaktionen und Maßnahmen umsetzt, – bei der ein Fahrzeugsteuermodul (5) vorhanden ist das Fahrzeugdaten an das Interventionsmodul meldet und auf Anforderung des Interventionsmoduls Befehle an einzelne Fahrzeug-Subsysteme abgibt und – bei der im Fahrergesundheits-Berechnungsmodul (1) innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls nach Beginn einer Fahrt aus Signalen von Gesundheitsdaten-Sensoren (HDS) jeweilige Normalwerte durch zeitliche Mittelwertbildung errechnet werden.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der im Fahrergesundheits-Berechnungsmodul (1) mit Hilfe einer Tabelle und durch Eingabe oder Auslesen aus der Gesundheitskarte von Geschlecht, Alter, Größe und Gewicht Normalwerte ermittelt werden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei der im Fahrergesundheits-Berechnungsmodul (1) nach der Bestimmung der Normalwerte laufend innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls aus Signalen von Gesundheitsdaten-Sensoren (HDS) jeweilige Gesundheitssignale durch zeitliche Mittelwertbildung errechnet und daraus eine vorrangige Interventionssituation gebildet wird, sobald mindestens eine vorgegebene Regelbedingung für eine jeweilige Interventionssituation erfüllt ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der mindestens folgende Interventionssituationen zur Übermittlung an das Interventionsmodul (4) vorhanden sind: – „Stress/Aufregung": bei erhöhtem Puls, erhöhter Atemfrequenz und erhöhtem Druck auf das Lenkrad; – „Übermüdung/Unaufmerksamkeit": bei verlangsamtem Puls, verlangsamter Atemfrequenz und verringerter Druck auf das Lenkrad; – „Akute Gesundheitsgefährdung": bei stark erhöhter Herzfrequenz, Herzrhythmusstörungen, Kammerflimmern, oder Pulsrasen; – „Fahruntüchtigkeit": bei Alkohol im Atem des Fahrers.
Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der ein Benachrichtigungsmodul (2) vorhanden ist, das mindestens für die Interventionssituation „Akute Gesundheitsgefährdung" selbstständig einen Notruf absetzt und gespeicherte Gesundheitssignale und/oder auf der Gesundheitskarte gespeicherte Daten lediglich befugten Personen zur Verfügung stellt.