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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Schlafwarnvorrichtung.
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In
der
JP-A-S56-2227 ,
der
JP-A-H6-197888 (entsprechend
der
US 5574641 ) und
der
JP-A-H11-189066 sind
Einschlafwarnvorrichtungen beschrieben, die verhindern sollen, dass
ein Fahrer am Lenkrad einschläft. Die Einschlafwarnvorrichtung gemäß der
JP-A-S56-2227 erzeugt
eine Vorwarnung, wenn ein monotoner Fahrzustand erkannt wird. Wenn
der Fahrer in Antwort auf eine Vorwarnung eine Resetschalter drückt
oder sonst wie betätigt, wird keine Warnung (Hauptwarnung)
erzeugt. Wenn die obige Antwort nicht durchgeführt wird,
wird jedoch eine Hauptwarnung erzeugt.
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Die
Schläfrigkeit des Fahrers hängt von individuellen
Unterschieden, dem körperlichen Zustand, dem psychologischen
Zustand etc. ab und somit ist das Abschätzungsergebnis
hinsichtlich der Schläfrigkeit nicht immer in Übereinstimmung
mit dem tatsächlichen subjektiven Empfinden des Fahrers.
Im Ergebnis kann, wenn die Warnung basierend auf dem obigen Schätzergebnis
erzeugt wird, die Warnung erzeugt werden, wenn die Schläfrigkeit
bei einem bestimmten Fahrer bis zu einem bestimmten Betrag fortgeschritten
ist und somit kann der Zeitpunkt, zu dem die Warnung ergeht, zu
spät sein. In einem anderen Fall kann die Warnung den Fahrer verärgern,
wenn sie ausgegeben wird, obwohl der Fahrer noch wach ist. Somit
wird gemäß der
JP-A-S56-2227 die Vorwarnung vor der Hauptwarnung
erzeugt, so dass die Hauptwarnung gar nicht erst erzeugt wird, wenn
der Fahrer auf die Vorwarnung reagiert. Somit wird die Erzeugung
einer unnötigen Hauptwarnung eingeschränkt.
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Da
jedoch die Vorwarnung erzeugt werden kann, während der
Fahrer noch wach ist, also ähnlich wie bei der obigen Hauptwarnung,
wird eine Vorwarnung benötigt, die den Fahrer ebenfalls
nicht verärgert oder stört. Da weiterhin bei der
obigen
JP-A-S56-2227 der
Antwortvorgang jedes Mal dann durchgeführt werden muss,
wenn ein monotoner Fahrzustand erkannt wird, kann sich der Fahrer durch
die ständige Wiederholung des Antwort- oder Bestätigungsvorgangs
abgelenkt oder gestört fühlen.
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Die
vorliegende Erfindung wurde angesichts der obigen Nachteile gemacht
und es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schlafwarnvorrichtung bereit
zu stellen, bei der störende Warnungen eingeschränkt
sind.
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Zur
Lösung der obigen Aufgabe schafft die vorliegende Erfindung
eine Schlafwarnvorrichtung, welche Stimulationserzeugungsmittel,
Reaktionserkennungsmittel, Warnungsbestimmungsmittel und Warnungserzeugungsmittel
aufweist. Die Stimulationserzeugungsmittel erzeugen eine Stimulation
für eine Person, bevor eine Warnung an eine Person ausgeht.
Die Stimulation wird hierbei verwendet, die Reaktion der Person
aufzunehmen. Die Reaktionserkennungsmittel erkennen die Reaktion
der Person auf die Stimulierung, wenn die von den Stimulationserzeugungsmitteln
erzeugte Stimulation an den Fahrer ausgegeben wird. Die Warnbestimmungsmittel bestimmen,
ob oder ob nicht eine Warnung notwendig ist, und zwar abhängig
davon, ob die Reaktionserkennungsmittel die Reaktion der Person
auf die Stimulation erkennen können oder nicht. Die Warnerzeugungsmittel
geben eine Warnung an die Person aus, wenn die Warnungsbestimmungsmittel
bestimmen, dass für die bestimmte Person eine Warnung notwendig
ist.
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Weitere
Einzelheiten Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben
sich besser aus der nachfolgenden Beschreibung in Zusammenschau
mit der Zeichnung.
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Es
zeigt:
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1 schematisch
den allgemeinen Aufbau einer Schlafwarnvorrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindung in einem Fahrzeug;
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2 ein
Blockdiagramm der Schlafwarnvorrichtung;
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3 eine
Darstellung zur Erläuterung eines Schläfrigkeitsgrads
und eines Warnungsschwellenwerts;
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4 eine
Darstellung zur Erläuterung von Vorwarnung und Hauptwarnung;
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5 eine
Darstellung einer Frequenzcharakteristik von weißem Rauschen
als Vorwarnung;
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6 eine
Darstellung einer Frequenzcharakteristik für die Hauptwarnung;
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7 eine
Darstellung eines Beispiels, bei dem der Schalldruckpegel der Vorwarnung
stufenweise erhöht wird,
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8 ein
Flussdiagramm eines Bilderkennungsprozesses; und
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9 ein
Flussdiagramm eines Schlafwarnprozesses.
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Eine
Ausführungsform einer Schlafwarnvorrichtung der vorliegenden
Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
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1 zeigt
den allgemeinen Aufbau einer Schlafwarnvorrichtung 100 in
einem Fahrzeug und 2 zeigt ein Blockdiagramm der
Schlafwarnvorrichtung 100. Gemäß den 1 und 2 umfasst die
Schlafwarnvorrichtung 100 ein Mikrofon 1, eine Kamera 2,
eine im nahen Infrarotbereich arbeitende Licht emittierende Diode 3 (LED 3),
einen Bildverarbeitungs-/Bildsteuerungsschaltkreis 4 (Bildverarbeitungs-ECU 4),
eine Steuervorrichtung 5, eine Tonerzeugungsvorrichtung 6 und
einen Lautsprecher 7.
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Der
Lautsprecher 7 liegt in einer geeigneten Position im Fahrgastraum
des Fahrzeugs zur Ausgabe einer Schallwelle bei Empfang eines Steuersignals
von der Tonerzeugungsvorrichtung 6. Die Kamera 2 ist
nahe dem Instrumentenbrett des Fahrzeugs so eingebaut, dass in ihrem
Abbildungsbereich ein Bild einer Person (des Fahrers) aufnehmbar
ist, der das Fahrzeug fährt, und zwar oberhalb des Brustkorbs
des Fahrers. Die Kamera 2 nimmt wiederholt Bilder des Fahrers
innerhalb des Abbildungsbereichs auf, der von der LED 3 beleuchtet
wird, welche Licht im nahen Infrarotbereich abgibt (z. B. beträgt
die Aufnahmerate ungefähr 30 bis 60 Rahmen pro Sekunde.
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Typischerweise
führt die Bildverarbeitungs-ECU 4 eine Abbildungssteuerung
durch die Kamera 2 und eine Beleuchtungssteuerung durch
die LED 3 durch und gibt auch Bilddaten von der Kamera 2 zur
vorübergehenden Speicherung dieser Daten in einen Speicher
(nicht gezeigt) ein. Beispielsweise liest die Bildverarbeitung-ECU 4 die
von der Kamera 2 aufgenommenen Bilddaten ein und führt
sequenziell einen bestimmten Bilderkennungsprozess durch, so dass
die Bildverarbeitungs-ECU 4 verarbeitete Daten erzeugt,
die zur Bestimmung des Verhaltens oder Erscheinungsbilds eines Fahrers
verwendet werden, um diese Daten im Speicher zu speichern.
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Die
Steuervorrichtung 5 enthält einen Schläfrigkeitsgradbestimmungsabschnitt 51 und
einen Fahrerreaktionsbestimmungsabschnitt 52. Der Schläfrigkeitsgradbestimmungsabschnitt 51 bestimmt
(schätzt) einen Schläfrigkeitsgrad oder Schläfrigkeitspegel,
der sich mit der Intensität (z. B. der Stärke)
der Schläfrigkeit des Fahrers ändert, basierend
auf einem Prozessergebnis von der Bildverarbeitungs-ECU 4.
Ty pischerweise kann die Schläfrigkeit als ein Schläfrigkeitsgrad
angegeben werden, der beispielsweise in sechs Stufen definiert ist.
Der Schläfrigkeitsgrad wird beispielsweise niedriger, wenn
die Schläfrigkeit schwächer wird (d. h. wenn sich
der Fahrer weniger müde fühlt) und der Schläfrigkeitsgrad
wird höher, wenn die Schläfrigkeit stärker
wird (d. h., wenn sich der Fahrer müder fühlt).
Insbesondere kann die Schläfrigkeit abhängig von
einer Änderung des Öffnungsgrads eines Augenlids
des Fahrers oder durch eine Änderung der Augenblinkrate
des Fahrers abgeschätzt werden. Der Schläfrigkeitsgradbestimmungsabschnitt 51 hat
einen Warnungsschwellenwert, der so gesetzt ist, dass der Erzeugungszeitpunkt
zur Erzeugung einer Stimulation (Vorwarnung) in Antwort auf den
Schläfrigkeitsgrad gemäß 3 definiert
ist, um die Reaktion des Fahrers zu überprüfen.
Die Steuervorrichtung 5 erzeugt die Vorwarnung, wenn der
Schläfrigkeitsgrad des Fahrers den Warnungsschwellenwert übersteigt.
Auf diese Weise erfolgt, wenn vom Fahrer angenommen werden kann,
dass er sich schläfrig fühlt, eine Vorwarnung,
um die Reaktion des Fahrers hierauf zu überprüfen.
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Der
Fahrerreaktionsbestimmungsabschnitt 52 übernimmt
die verarbeiteten Daten von der Bildverarbeitungs-ECU 4,
um die Reaktion des Fahrers auf die Vorwarnung basierend auf den
verarbeiteten Daten zu erkennen, wenn vom Lautsprecher 7 die Vorwarnung
erzeugt wird. Der Fahrerreaktionsbestimmungsabschnitt erkennt die
Reaktion des Fahrers anhand des Verhaltens oder äußerem
Erscheinungsbild des Fahrers. Wenn bei der vorliegenden Ausführung
sich der Gesichtsausdruck des Fahrers ändert oder wenn
der Fahrer die Ausrichtung seines Gesichts oder seiner Sichtlinie ändert,
um in Richtung Lautsprecher 7 zu blicken oder sich in dessen Richtung
zu wenden, wird bestimmt, dass der Fahrerreaktionsbestimmungsabschnitt 52 eine
Reaktion des Fahrers auf die Vorwarnung wahrnimmt. Mit anderen Worten,
der Fahrerreaktionsbestimmungsabschnitt erkennt eine gewisse Bewegung
der Sichtlinie des Fahrers auf die Vorwarnung.
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Wenn
weiterhin beispielsweise der Fahrer eine bestimmte Geste vollführt
(beispielsweise blinzelt der Fahrer wiederholt zweimal nach rechts
und nach links oder der Fahrer öffnet seinen Mund) kann dies
auch vom Fahrerreaktionsbestimmungsabschnitt 52 als Reaktion
des Fahrers erkannt werden. Aufgrund des obigen muss der Fahrer
nicht immer einen Antwortvorgang auf die Vorwarnung durchführen und
nach wie vor kann die Reaktion des Fahrers auf die Vorwarnung basierend
auf dem Verhalten oder dem äußeren Erscheinungsbild
des Fahrers erkannt werden. Es sei festzuhalten, dass die Reaktion
des Fahrers auf die Vorwarnung auch alternativ basierend auf einem
Biosignal erkannt werden kann, zum Beispiel Änderung der
Pulsrate oder eines myogenen Potentials. Auch bestimmt der Fahrerreaktionsbestimmungs abschnitt 52,
dass eine Warnung (Hauptwarnung) an den Fahrer ausgegeben werden muss,
wenn bestimmt wird, dass der Fahrerreaktionsbestimmungsabschnitt 52 keine
Reaktion des Fahrers auf die Vorwarnung erkennt. Somit gibt der Fahrerreaktionsbestimmungsabschnitt
ein Signal, das die Notwendigkeit anzeigt, an die Tonerzeugungsvorrichtung 6 aus.
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Die
Tonerzeugungsvorrichtung 6 erzeugt die Vorwarnung über
den Lautsprecher 7 zu einem Zeitpunkt, zu dem der Schläfrigkeitsgrad
des Fahrers den Warnungsschwellenwert übersteigt. Typischerweise
erzeugt die Tonerzeugungsvorrichtung 6 ein weißes
Rauschen, um es über den Lautsprecher 7 auszugeben.
Das weiße Rauschen hat beispielsweise eine Frequenzcharakteristik,
die in einem Hörfrequenzbereich (ungefähr 20 bis
20000 Hz), der vom Menschen wahrnehmbar ist, im Wesentlichen gleichförmig
ist, wie in 5 gezeigt. Mit anderen Worten, das
weiße Rauschen hat keinerlei Spitzenwert bei irgendeiner
bestimmten Frequenz.
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Im
Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführte Experimente
haben gezeigt, dass, wenn weißes Rauschen mit einem Schalldruckpegel von
ungefähr 70 [dB] an den Fahrer abgestrahlt wird, der Fahrer überaus
stark auf das weiße Rauschen reagiert, wenn er wach ist.
Auch zeigt der Fahrer ein subjektives Verhalten, das anzeigt, dass
ihn das weiße Rauschen nicht negativ beeinflusst. Da weißes Rauschen
die oben erwähnte Frequenzcharakteristik hat, erfolgt,
selbst wenn das weiße Rauschen dem Fahrer zusätzlich
zu einem Umgebungsgeräusch zugespielt wird, keine wesentliche
Einschränkung der Wahrnehmungsfähigkeit (Empfindlichkeit)
des Fahrers gegenüber der Umgebung. Damit wird bei der vorliegenden
Ausführungsform weißes Rauschen verwendet. Der
Fahrer (die Person) empfängt weiterhin die von der Umgebung
ihn einwirkenden Geräusche (Verkehrsgeräusche
etc.).
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Das
von der Tonerzeugungsvorrichtung 6 erzeugte weiße
Rauschen hat einen Schalldruckpegel (eine Intensität),
die basierend auf einem Schallpegel der Umgebung eingestellt wird.
Mit anderen Worten, wenn der Fahrer wach ist, ist der Fahrer empfindlich (reagiert
stark) auf eine Änderung (Änderungsrate) von Umgebungsgeräuschen,
die von der Umgebung herrühren, beispielsweise auf Anstieg
und Abnahme von Umgebungsgeräuschen. Somit nimmt zunächst das
Mikrofon 1 die Stimulation auf, die in Form der Umgebungsgeräusche
auf den Fahrer von der Umgebung her einwirkt. Für den Fall,
dass das weiße Rauschen dem Umgebungsgeräusch überlagert wird,
wird der Schalldruckpegel des überlagerten weißen
Rauschens basierend auf dem Schalldruckpegel des Umgebungsgeräusches
eingestellt, so dass der Schalldruckpegel des überlagerten
weißen Rauschens konstant wird.
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Wenn
weiterhin der Fahrer wach ist, reagiert der Fahrer prompt auf eine Änderung
(Änderungsrate) des Umgebungsgeräusches, das auf
den Fahrer von der Umgebung her einwirkt. Im Ergebnis kann das weiße
Rauschen effektiv erzeugt werden, wenn der Schalldruckpegel des
weißen Rauschens intermittierend erhöht oder verringert
wird und zwar relativ zu dem Schalldruckpegel des Umgebungsgeräusches,
wie in 4 gezeigt. Alternativ kann das weiße
Rauschen effektiv erzeugt werden, wenn der Schalldruckpegel des
weißen Rauschens allmählich über die
Zeit hinweg relativ zum Schalldruckpegel des Umgebungsgeräusches
erhöht wird, wie in 7 gezeigt.
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Nachdem
die Vorwarnung als Überlagerung zum Umgebungsgeräusch
erzeugt worden ist, empfängt, wenn die Reaktion des Fahrers
während einer „Schonfrist" (bestimmte Zeitdauer)
nicht erkannt wird, die Tonerzeugungsvorrichtung 6 ein
Signal, das die Notwendigkeit einer Warnung anzeigt, wobei das Signal
von dem Fahrerreaktionsbestimmungsabschnitt 52 kommt. Die
Tonerzeugungsvorrichtung 6 erzeugt bei Empfang des Signals über
den Lautsprecher 7 die Hauptwarnung, wie in 4 gezeigt.
Die Hauptwarnung hat eine Frequenzcharakteristik, die bei einer
bestimmten Frequenz eine Spitze hat, wie in 6 gezeigt.
Wenn im Gegensatz hierzu während der Schonfrist eine Rektion
vom Fahrer erkannt wird, wird die Hauptwarnung nicht erzeugt.
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Nachfolgend
wird die Arbeitsweise der Schlafwarnvorrichtung 100 unter
Verwendung der Flussdiagramme der 8 und 9 näher
beschrieben. Es sei festzuhalten, dass, obgleich der Fahrer allmählich
einschlafen kann (als durchschnittliche Schläfrigkeit bekannt),
der Fahrer auch plötzlich einschlafen kann (eine Art Sekundenschlaf).
Daher führt die Schlafwarnvorrichtung 100 wiederholt
einen bestimmten Prozess durch, der für den Sekundenschlaf
vorbereitet ist, sowie einen anderen bestimmten Prozess, der für
die durchschnittliche Schläfrigkeit vorbereitet ist; die
Durchführung erfolgt gleichzeitig derart, dass die Schlafwarnvorrichtung 100 sowohl
mit der durchschnittlichen Schläfrigkeit als auch der plötzlichen
Schläfrigkeit oder dem Sekundenschlaf umgehen kann.
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8 ist
ein Flussdiagramm eines Bilderkennungsprozesses, der wiederholt
durchgeführt wird. Im Schritt S11 von 8 werden
Bilddaten aufgenommen und im Schritt S12 wird ein Bilderkennungsprozess
durchgeführt. Im Schritt S13 werden die verarbeiteten Daten
in einem Speicher abgelegt.
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9 ist
das Flussdiagramm für einen Schlafwarnprozess. Im Schritt
S21 von 9 werden die im Speicher abgelegten
verarbeiteten Daten entnommen und der Schläfrigkeitsgrad
wird im Schritt S22 bestimmt (geschätzt). Bei der Bestimmung
des Schläfrigkeitsgrads oder Schläfrigkeitspegels
wird ein gleitender Durchschnitt des Schläfrigkeitsgrads während
einer letzten Periode zwischen den letzten 10 Sekunden und den letzten
60 Sekunden als Schläfrigkeitsgrad berechnet, in dem gespeicherte verarbeitete
Datensätze während dieser letzten Periode verwendet
werden. Alternativ kann die letzte Periode eine andere Periode unterschiedlich
von der obigen sein (z. B. eine Periode zwischen den letzten 30
Sekunden und den letzten 60 Sekunden), solange der gleitende Durchschnitt
geeignet berechnet werden kann. Auf diese Weise wird der Schläfrigkeitsgrad
basierend auf dem durchschnittlichen (potentiellen) Schläfrigkeitsgrad
bestimmt, der stets basierend auf erneuerten Datensätzen
berechnet wird.
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Im
Schritt S23 wird bestimmt, ob die plötzliche Schläfrigkeit
vorliegt oder nicht. Im Fall einer plötzlichen Schläfrigkeit
nimmt der Schläfrigkeitsgrad plötzlich oder scharf
zu. Daher wird der Änderungsgrad des Schläfrigkeitswert
verwendet, um zu bestimmen, ob plötzliche Schläfrigkeit
vorliegt. Wenn das Bestimmungsergebnis im Schritt S23 „JA"
ist, kann bei S29 die Hauptwarnung erzeugt werden. Wenn im Gegensatz
im Schritt S23 das Bestimmungsergebnis „NEIN" ist, geht
die Steuerung zum Schritt S24. Im Schritt S24 wird bestimmt, ob
der Schläfrigkeitsgrad den Warnungsschwellenwert übersteigt
oder nicht. Wenn das Bestimmungsergebnis beim Schritt S24 „JA"
ist, geht die Steuerung zum Schritt S25. Wenn das Bestimmungsergebnis
beim Schritt S25 „NEIN" ist, kehrt die Steuerung zum Schritt
S21 zurück, um den obigen Ablauf zu wiederholen.
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Im
Schritt S25 wird das weiße Rauschen als Vorwarnung erzeugt
und im Schritt S26 wird ein Timer (nicht gezeigt) der Steuervorrichtung 5 gestartet, um
zu zählen (beispielsweise beginnt der Timerzählzustand
anzusteigen). Im Schritt S27 wird bestimmt, ob eine Reaktion des
Fahrers auf die Vorwarnung erkannt wird oder nicht und wenn bestimmt
wird, dass die Reaktion des Fahrers nicht erkannt wird, geht die Steuerung
zum Schritt S28. Wenn bestimmt wird, dass eine Reaktion des Fahrers
erkannt wird, wird im Schritt S30 die Vorwarnung gestoppt. Dann
geht die Steuerung zum Schritt S31.
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Im
Schritt S28 wird bestimmt, ob der Timer länger oder gleich
einer Schonfrist TH gemäß 3 gezählt
hat. Wenn hierbei das Bestimmungsergebnis „JA" ist, wird
angenommen, dass eine Reaktion des Fahrers nicht erkannt wurde (d.
h. es hat kei ne Reaktion gegeben), auch nachdem die Schonfrist seit
Beginn des Erzeugens des weißen Rauschens verstrichen ist.
Somit wird im Schritt S29 die Hauptwarnung erzeugt. Wenn im Gegensatz
hierzu das Bestimmungsergebnis „NEIN" ist, kehrt die Steuerung
zum Schritt S25 zurück, um obigen Ablauf zu wiederholen. Im
Schritt S31 wird der Zählzustand des Timers zurückgesetzt
und dann wird der Timer erneut gestartet, um den obigen Ablauf zu
wiederholen.
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Die
Schlafwarnvorrichtung 100 der vorliegenden Ausführungsform
gibt somit das weiße Rauschen aus, auf welches der Fahrer
reagieren kann, wenn er wach ist, bevor an den Fahrer die Hauptwarnung
ausgegeben wird. Wenn die Schlafwarnvorrichtung 100 eine
Reaktion des Fahrers auf das weiße Rauschen während
der Schonfrist erkennt, wird die Hauptwarnung zurückgehalten.
Auf diese Weise kann der Wachzustand des Fahrers (der Person) auf die
Arbeitsweise der Warnung zurückgekoppelt werden. Im Ergebnis
muss der Fahrer keine Antwort auf das weiße Rauschen zeigen
(z. B. muss der Fahrer keinen vorgeschriebenen Vorgang durchführen,
um auf das weiße Rauschen zu antworten, beispielsweise
das Drücken eines Knopfs). Da weiterhin das weiße
Rauschen zum Herausfinden der Reaktion des Fahrers an den Fahrer
ausgeben wird, wird der Fahrer weniger gestört oder abgelenkt.
Wenn die Reaktion des Fahrers auf das weiße Rauschen erkannt wird,
wird festgehalten, dass es nicht nötig ist, eine Warnung
auszugeben und somit wird die Erzeugung der Warnung zurückgestellt.
Somit wird verhindert, dass der Fahrer eine unangepasste und damit
störende Warnung erhält. Typischerweise kann der
Fahrer spontan auf eine Stimulation (weißes Rauschen) – auch
unbewusst – reagieren, vorausgesetzt, dass der Fahrer sich
in einem Wachzustand befindet.
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Eine
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wurde beschrieben.
Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf obige Ausführungsform
beschränkt und kann auf verschiedene Arten abgewandelt
werden, wobei diese Abwandlungen nach wie vor unter den Rahmen der
vorliegenden Erfindung fallen.
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<Erste
Abwandlung>
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Bei
obiger Ausführungsform wird das weiße Rauschen über
den einzelnen Lautsprecher 7 im Fahrgastraum erzeugt. Alternativ
kann beispielsweise eine Mehrzahl von Lautsprechern vorgesehen sein
(z. B. ein Lautsprecher an der rechten Seite und der andere Lautsprecher
auf der linken Seite des Fahrers), so dass das weiße Rauschen
abwechselnd von rechts und von links auf den Fahrer abgestrahlt wird.
Mit dieser alternativen Ausgestaltung kann, wenn der Fahrer wach
ist, der Fahrer auf eine Änderung der Position der Erzeugungsquelle
reagieren, die das weiße Rauschen erzeugt.
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<Zweite
Abwandlung>
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Bei
obiger Ausführungsform wird das weiße Rauschen
dem Umgebungsgeräusch um den Fahrer herum überlagert.
Alternativ kann die Frequenzcharakteristik des Umgebungsgeräusches
basierend auf dem Umgebungsgeräusch analysiert werden,
das über das Mikrofon 1 aufgenommen wird. Dann
wird weißes Rauschen, das eine entgegengesetzte Phase relativ
zur analysierten Frequenzcharakteristik hat, alternativ von der
Tonerzeugungsvorrichtung 6 erzeugt, um über den
Lautsprecher 7 abgegeben zu werden. Der obige Prozess erzeugt
eine Änderung, mit der der Schalldruckpegel des Umgebungsgeräusches
verringert wird.
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Wie
oben beschrieben kann, wenn der Fahrer wach ist, der Fahrer spontan
auf eine Änderung (Änderungsrate) der Stimulation
reagieren, die von der Umgebung auf ihn wirkt. Im Ergebnis kann
die Reaktion des Fahrers erkannt werden, auch wenn der Schalldruckpegel
des Umgebungsgeräusches, das auf den Fahrer von der Umgebung
her einwirkt, wie oben beschrieben verringert wird.
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<Dritte
Abwandlung>
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Alternativ
kann die Tonerzeugungsvorrichtung 6 obiger Ausführungsform
das Umgebungsgeräusch über das Mikrofon 1 aufnehmen
und die Frequenzcharakteristik des Umgebungsgeräusches analysieren,
so dass das weiße Rauschen, das der Frequenzcharakteristik überlagert
wird, erzeugt werden kann. Jedoch unterscheiden sich Fahrer untereinander
und somit ist die Art der Tonwahrnehmung zwischen einzelnen Personen
unterschiedlich. Von daher kann die Ausgestaltung so sein, dass
die Frequenzcharakteristik der Vorwarnung, die von der Tonerzeugungsvorrichtung 6 erzeugt
wird, nach Bedarf einstellbar ist. Weiterhin können Identifiziermittel zur
Identifikation eines Fahrers vorgesehen sein. In diesem Fall wird
ein von jedem Fahrer wahrgenommener Schalldruckpegel kalibriert,
um vorab gespeichert zu werden und dann kann der Schalldruckpegel für
die Vorwarnung für jeden Fahrer quasi maßgeschneidert
werden, was vom Identifikationsergebnis durch die Identifikationsmittel
abhängt.
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<Vierte
Abwandlung>
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In
obiger Ausführungsform ist das Mikrofon 1 zur
Aufnahme von Umgebungsgeräuschen nur im Fahrgastraum, angeordnet.
Es kann jedoch ein anderes Mikrofon zusätzlich außerhalb
des Fahrgastraums angeordnet sein, um Umgebungsgeräusche innerhalb
und außerhalb des Fahrgastraums aufzunehmen. Weiterhin
kann die Frequenzcharakteristik von Umgebungsgeräuschen
sowohl innerhalb als auch außerhalb der Fahrgastkabine
so analysiert werden, dass ein weißes Rauschen, das eine
Frequenzcharakteristik innerhalb eines Bereichs zwischen der Frequenzcharakteristik
innerhalb des Fahrzeugs und der Frequenzcharakteristik außerhalb
des Fahrzeugs hat, als Vorwarnung erzeugt wird. Somit kann ein Störfaktor
durch die Vorwarnung ebenfalls verringert werden.
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<Fünfte
Abwandlung>
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Das
weiße Rauschen bei obiger Ausführungsform kann
alternativ dem Umgebungsgeräusch überlagert werden,
ohne das der Schalldruckpegel und die Frequenzcharakteristik des
Umgebungsgeräusches mit berücksichtigt werden.
Jedoch kann ein gewisses weißes Rauschen dem Umgebungsgeräusch überlagert
werden. Üblicherweise ist in der Praxis die „Schallintensität
(Lautstärke)" eines kontinuierlichen Spektrums für
ein Zielumgebungsgeräusch nicht einfach messbar. Somit
wird ein A-gewichteter Schalldruckpegel, der im Wesentlichen der Intensität
des Umgebungsgeräusches entspricht und der einfach messbar
ist, in einer Frequenz gewichtenden Weise korrigiert. Dann kann
der Frequenz gewichtete Schalldruckpegel verstärkt werden,
um das weiße Rauschen zu erzeugen. Der A-gewichtete Schalldruckpegel
wird hierbei durch Gewichtung eines Schalldruckpegels basierend
auf der Berücksichtigung der Differenz der Höraktivität
von Personen abhängig von der Frequenz derart erstellt,
dass der gewichtete Schalldruckpegel direkt der Stärke
(Intensität) des Schalls entspricht, der von der Person wahrgenommen
wird.
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<Sechste
Abwandlung>
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Die
momentane Position des Fahrzeugs (momentane Position des Fahrers)
kann unter Verwendung von GPS (global positioning system) erfasst
werden. Dann kann der Beitrag eines Bereichs, der der momentanen
Position entspricht, basieren auf Kartendaten spezifiziert werden.
Sodann kann ein Umgebungsgeräusch, das dem Attribut des
Bereichs entspricht (d. h. mit diesem weitestgehend übereinstimmt
bzw. für diesen typisch ist) aus Akustikdatensätzen
gewählt werden, die in einem Speicher vorab gespeichert
werden, so dass ein Umgebungsgeräusch als Vorwarnung wiedergegeben
(erzeugt) werden kann. Das Attribut oder Kennzeichen kann hierbei
beispielsweise typisch für einen Küstenbereich,
Stadtbereich, Bergbereich, Ruhebereich oder eine Hauptverkehrsstraße
sein.
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Auf
diese Weise kann ein entsprechendes Umgebungsgeräusch,
das gewissermaßen typisch für den Bereich ist,
wo sich das Fahrzeug gerade befindet, als Vorwarnung erzeugt werden,
um die Reaktion des Fahrers aufzunehmen. Im Ergebnis kann eine Vorwarnung
vor der Hauptwarnung erzeugt werden, ohne den Fahrer zu verwirren.
Das Umgebungsgeräusch, das als typisch für den
jeweiligen Bereich erzeugt wird, kann beispielsweise umfassen: (a)
Wellengeräusche, wenn die momentane Position im Bereich
einer Küste ist oder (b) ein Fahrgeräusch eines Fahrzeugs
oder Geräusche von Verkehrssignalen etc., wenn die momentane
Position der Stadtbereich ist. Typischerweise ist ein Verkehrssignal
ein spezielles Verkehrssignal für sehbehinderte Menschen,
das über einen Lautsprecher einen Ankündigungston ausgibt,
um sehbehinderte Menschen davon zu informieren, das ein Verkehrssignal
an einer Straßenkreuzung grün ist.
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<Siebte
Abwandlung>
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Weiterhin
wird in obiger Ausführungsform die Vorwarnung oder die
Hauptwarnung über den Lautsprecher 7 erzeugt,
um ein Hörgefühl (hören) des Fahrers
zu stimulieren. Die von der Vorwarnung erzeugte Stimulation und
die von der Hauptwarnung erzeugte Stimulation kann auch durch ein
anderes Sinnesorgan des Fahrers aufgenommen werden. Mit anderen
Worten, der Fahrer kann die Stimulation der Vorwarnung über
ein erstes Sinnesorgan empfangen. Auch kann der Fahrer die Stimulation
für die Hauptwarnung durch ein zweites Sinnesorgan erfassen,
das unterschiedlich zum ersten Sinnesorgan ist.
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Mit
anderen Worten, es ist bekannt, dass die jeweiligen Sinnesorgane
von Personen ausschließlich auf eine entsprechende physikalische/chemische Stimulation
reagieren, beispielsweise Licht für den Sehsinn, Geräusche
für den Hörsinn, Düfte für den Geruchssinn.
Die obige Stimulation wird üblicherweise adäquate
Stimulation (adäquater Stimulus) genannt. Mit obigem Aufbau
können unterschiedliche Sinnesorgane einer Person entsprechend
stimuliert werden.
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Insbesondere
kann eine Beleuchtungslampe einer Anzeige im Fahrzeug ein- und ausgeschaltet werden,
um den Sehsinn für eine Vorwarnung zu stimulieren. Alternativ
kann sich die Farbe der Lampe ändern oder die Intensität
der Lampenbe leuchtung kann geändert werden. Auch kann eine
Warnlampe aufblinken, um als Hauptwarnung zur Stimulation des Sehvermögens
zu dienen.
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Auch
kann aus der Klimaanlage geblasene Luft EIN/AUS geschaltet werden
oder die Luft kann als Vorwarnung zur Stimulation des Gefühlsinns
mit minimaler Flussrate ausgeblasen werden. Als Hauptwarnung zur
Stimulation kann die Luft dann mit maximaler Flussrate ausgeblasen
werden. Auch kann ein Duft, beispielsweise ein Citrusduft als Vorwarnung zur
Stimulation des Geruchsinns erzeugt werden und beispielsweise ein
Minzegeruch kann als Hauptwarnung zur Stimulation des Geruchsinns
erzeugt werden. Die obige Vorwarnung und Hauptwarnung können
auch kombiniert werden, so dass eine Stimulation auf unterschiedliche
Sinnesorgane der Person einwirkt.
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<Achte
Abwandlung>
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Die
Schlafwarnvorrichtung 100 der obigen Ausführungsform
gibt an den Fahrer des Fahrzeugs eine Warnung aus. Es kann jedoch
auch ein tragbares Telefon (Handy) oder ein PC mit einer ähnlichen Konfiguration
wie oben ausgestattet sein, so dass die vorliegende Erfindung auch
im Geschäftsleben verwendbar ist. Der Schläfrigkeitsgrad
der Person (z. B. eines Fahrers) kann unter Verwendung eines Biosignals
beispielsweise der Herzfrequenz erfasst bzw. abgeschätzt
werden.
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Die
im nahen Infrarotbereich emittierende LED 3 der obigen
Ausführungsformen ist nicht auf eine LED beschränkt
sondern kann durch eine andere Beleuchtungsvorrichtung ersetzt werden,
die ebenfalls im nahen Infrarotbereich emittiert.
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Zusätzliche
Vorteile und Abwandlungen ergeben sich dem Fachmann auf diesem Gebiet.
Die vorliegende Erfindung ist somit nicht auf die voranstehende
Beschreibung von Ausführungsformen und deren Abwandlungen
beschränkt, sondern nur durch den Umfang der beiliegenden
Ansprüche und deren Äquivalente.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
-
- - JP 56-2227
A [0002, 0002, 0003, 0004]
- - JP 6-197888 A [0002]
- - US 5574641 [0002]
- - JP 11-189066 A [0002]