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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erkennen eines Aufmerksamkeitsdefizits eines Fahrers eines Fahrzeuges, wobei zumindest ein Fahrerprofil ermittelt wird und eine Lage des Fahrzeuges auf einer von ihm befahrenen Fahrspur fortlaufend überwacht wird, wobei ein bevorstehendes Verlassen der Fahrspur erkannt wird und bei Erkennen des Verlassens aktiv gesteuert in eine Lenkung und/oder Bremsanlage des Fahrzeuges eingriffen wird.
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Aus der
DE 10 2004 045 483 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erkennen eines Aufmerksamkeitsdefizits eines Fahrers in einem fahrenden Kraftfahrzeug bekannt. Bei dem Verfahren wirkt ein Steuerkreis ohne aktives Eingreifen des Fahrers in die Lenkung und/oder Bremsanlage des Kraftfahrzeuges ein, um dessen Fahrtrichtung zu korrigieren. Ein Aufmerksamkeitsdefizit wird erkannt, wenn der Fahrer nicht in einer an die Situation angepassten Weise reagiert, insbesondere gegenlenkt. Dazu wird die Lage des Kraftfahrzeuges auf einer von ihm befahrenen Fahrspur laufend überwacht, um ein bevorstehendes Verlassen der Fahrspur zu erkennen, so dass der Steuerkreis in die Lenkung und/oder Bremsanlage eingreift, wenn die Überwachung ein bevorstehendes Verlassen der Fahrspur anzeigt.
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Darüber hinaus beschreibt die
DE 10 2008 056 593 A1 ein Verfahren zur Warnung eines Fahrers vor Müdigkeit, bei dem aus sensoriellen Daten ein Maß für die Schwere der Unaufmerksamkeit und/oder Müdigkeit des Fahrers berechnet und bei Überschreitung einer Auslöseschwelle und Erfüllung mindestens einer weiteren Bedingung ein Warnhinweis ausgegeben wird. Dabei wird in einer zusätzlichen Abfrage sichergestellt, dass der Warnhinweis nur dann ausgegeben wird, wenn gleichzeitig mit der Überschreitung der Auslöseschwelle ein kritisches, auf Müdigkeit hinweisendes Ereignis vorliegt.
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Weiterhin ist in der
EP 1 790 542 A1 eine Spurhalteassistenzvorrichtung offenbart. Die Spurhalteassistenzvorrichtung ist konfiguriert, eine Kurskorrektur hinsichtlich einer Fahrspur durchzuführen, wenn eine Steuereinheit ermittelt, dass ein Potential für ein Fahrzeug zum Abweichen von seiner Fahrspur vorliegt. Die Spurhalteassistenzvorrichtung weist eine Fahrspurerfassungseinrichtung und eine Kontrolleinrichtung zur Fahrspureinhaltung auf. Die Fahrspurerfassungseinrichtung ist konfiguriert, zumindest einen Straßenanstieg und eine Straßenkrümmung einer Fahrspur des fahrenden Fahrzeuges zu ermitteln. Die Kontrolleinrichtung zur Fahrspureinhaltung ist konfiguriert, die Einhaltung der Fahrspur des Fahrzeuges in Abhängigkeit des ermittelten Straßenanstiegs und der Straßenkrümmung zu überprüfen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Erkennung eines Aufmerksamkeitsdefizits eines Fahrers eines Fahrzeuges anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich des Verfahrens durch die in Anspruch 1 und hinsichtlich der Vorrichtung durch die in Anspruch 8 angegebenen Merkmale gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Bei einem Verfahren zum Erkennen eines Aufmerksamkeitsdefizits eines Fahrers eines Fahrzeuges wird zumindest ein Fahrerprofil ermittelt und eine Lage des Fahrzeuges auf einer von ihm befahrenen Fahrspur fortlaufend überwacht, wobei ein bevorstehendes Verlassen der Fahrspur erkannt wird und bei Erkennen des Verlassens aktiv gesteuert in eine Lenkung und/oder Bremsanlage des Fahrzeuges eingriffen wird. Erfindungsgemäß wird ein Grad des Aufmerksamkeitsdefizits in Abhängigkeit der aktiv gesteuerten Eingriffe in die Lenkung und/oder Bremsanlage des Fahrzeuges ermittelt.
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Dadurch, dass zur Ermittlung des Grades des Aufmerksamkeitsdefizits die Fahrspur korrigierenden Eingriffe durch aktiv gesteuerte Eingriffe in die Lenkung und/oder Bremsanlage des Fahrzeuges herangezogen werden, werden diese Eingriffe nicht als äußere Störung, wie z. B. Bodenwellen und/oder Seitenwind, angesehen.
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Auftretende Lenkmuster und/oder Lenkereignisse werden zur Ermittlung des Aufmerksamkeitsdefizits herangezogen, so dass dadurch die Sicherheit von Fahrzeuginsassen, insbesondere des Fahrers, erhöht werden kann.
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Dabei können sowohl die aktiv gesteuerten Eingriffe in die Lenkung als auch die aktiv gesteuerten Eingriffe in die Bremsanlage zur Ermittlung des Grades des Aufmerksamkeitsdefizits einbezogen werden, wobei es auch möglich ist, nur die aktiv gesteuerten Eingriffe in die Lenkung oder nur die aktiv gesteuerten Eingriffe in die Bremsanlage des Fahrzeuges zu berücksichtigen.
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Die aktiv gesteuerten Eingriffe in die Lenkung und/oder Bremsanlage des Fahrzeuges als Fahrspur korrigierende Eingriffe werden zur Ermittlung des Grades des Aufmerksamkeitsdefizits herangezogen, da anhand dieser aktiv gesteuerten Eingriffe ein Rückschluss auf den Grad des Aufmerksamkeitsdefizits des Fahrers des Fahrzeuges abgeleitet werden kann. D. h., umso höher das Aufmerksamkeitsdefizit des Fahrers des Fahrzeuges ist, desto höher ist die Gefahr, dass das Fahrzeug die Fahrspur, auf welcher es fährt, unbeabsichtigt verlässt.
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Vorzugsweise ist zur Ermittlung des Grades des Aufmerksamkeitsdefizits wenigstens ein Schwellwert in einer Steuereinheit und/oder Verarbeitungseinheit hinterlegt, so dass eine Einteilung in Bezug auf das Aufmerksamkeitsdefizit und somit zur Ermittlung des Grades erfolgen kann.
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Besonders bevorzugt wird in Abhängigkeit des ermittelten Grades des Aufmerksamkeitsdefizits ein Warnhinweis an den Fahrer des Fahrzeuges ausgegeben. Dazu kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass eine Signalstärke in Bezug auf die Ausgabe des Warnhinweises in Abhängigkeit des Grades des Aufmerksamkeitsdefizits variiert. Wird ein vergleichsweise hoher Grad des Aufmerksamkeitsdefizits ermittelt, wird der Warnhinweis bevorzugt mit einer entsprechend hohen Signalstärke ausgegeben.
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Die Ausgabe des Warnhinweises kann dabei optisch, akustisch und/oder haptisch erfolgen, so dass der Fahrer des Fahrzeuges auf seinen Zustand hingewiesen wird. Zusätzlich zur Ausgabe des Warnhinweises kann vorgesehen sein, dass entsprechend des ermittelten Grades des Aufmerksamkeitsdefizits Empfehlungen an den Fahrer ausgegeben werden, um sich und andere Verkehrsteilnehmer nicht zu gefährden. Wird beispielsweise ein hoher Grad des Aufmerksamkeitsdefizits ermittelt, kann dem Fahrer akustisch und/oder mittels einer Textmitteilung, die z. B. in einem Anzeigebereich einer Instrumententafel ausgegeben wird, empfohlen werden, eine längere Pause einzulegen und/oder für eine vorgebbare Zeitdauer eine Schlafphase einzulegen, um sich zu erholen und dadurch die Aufmerksamkeit hinsichtlich einer Weiterfahrt zu erhöhen.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens werden die aktiv gesteuerten Eingriffe in die Lenkung und/oder Bremsanlage des Fahrzeuges mittels eines Gewichtungsfaktors gewichtet, da derartige aktiv gesteuerte Eingriffe zur Korrektur der Fahrspur des Fahrzeuges auf ein Aufmerksamkeitsdefizit des Fahrers hinweisen. Vorzugsweise werden die Fahrspur korrigierenden Eingriffe mit einem verhältnismäßig hohen Gewichtungsfaktor bewertet, da durch ein unbeabsichtigtes Verlassen der eigenen Fahrspur aufgrund von Unaufmerksamkeit des Fahrers sowohl für Fahrzeuginsassen des Fahrzeuges als auch für andere Verkehrsteilnehmer ein hohes Sicherheitsrisiko bestehen kann.
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Weiterhin ist in besonders vorteilhafter Weise vorgesehen, dass ein Fahrerprofil bei Fahrtantritt des Fahrzeuges erstellt wird, wobei zur Ermittlung des Fahrerprofils, um ein Aufmerksamkeitsdefizit zu erkennen, durch den Fahrer getätigte Lenkbewegungen, Längsbeschleunigungen, Querbeschleunigungen, Pedalbetätigungen, eine Fahrgeschwindigkeit und/oder Bedienschalterbetätigungen erfasst werden.
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Anhand dieser getätigten Bewegungen, die durch den Fahrer des Fahrzeuges ausgeführt werden, ist es möglich, auf den Zustand seiner Aufmerksamkeit zu schließen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird die Fahrspur des Fahrzeuges optisch erfasst, wobei insbesondere Fahrspurbegrenzungen mit erfasst werden, so dass das Verlassen der Fahrspur in besonders vorteilhafter Weise vergleichsweise sicher ermittelt werden kann.
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Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Erkennen eines Aufmerksamkeitsdefizits eines Fahrers eines Fahrzeuges, wobei eine Anzahl von Erfassungseinheiten vorgesehen ist und erfasste Signale einer Steuereinheit zuführbar sind, wobei anhand der erfassten Signale zumindest ein Fahrerprofil ermittelbar ist und eine Lage des Fahrzeuges auf einer von ihm befahrenen Fahrspur fortlaufend überwachbar ist, wobei ein bevorstehendes Verlassen der Fahrspur erkennbar ist und bei Erkennen des Verlassens ein aktiv gesteuerter Eingriff in eine Lenkung und/oder Bremsanlage des Fahrzeuges durchführbar ist. Erfindungsgemäß ist in Abhängigkeit der aktiv gesteuerten Eingriffe in die Lenkung und/oder Bremsanlage des Fahrzeuges ein Grad des Aufmerksamkeitsdefizits ermittelbar.
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Besonders bevorzugt ist zumindest eine Erfassungseinheit in Form einer Bilderfassungseinheit angeordnet, so dass die von dem Fahrzeug befahrene Fahrspur fortlaufend erfassbar ist. Zudem dient die Bilderfassungseinheit der optischen Erfassung der Fahrspurmarkierungen, so dass ein Überfahren derselben erfassbar ist.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
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Dabei zeigt:
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1 schematisch ein Blockschaltbild zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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In der einzigen Figur ist ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Erkennung eines Grades eines Aufmerksamkeitsdefizits eines Fahrers eines Fahrzeuges 1 dargestellt.
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Die Vorrichtung umfasst eine Anzahl von Erfassungseinheiten 2.1 bis 2.n, eine Bilderfassungseinheit 3 und eine Steuereinheit 4.
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Mittels der Erfassungseinheiten 2.1 bis 2.2 werden eine Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges 1, Längsbeschleunigungen, Querbeschleunigungen, von einem Fahrer des Fahrzeuges 1 getätigte Lenkbewegungen, getätigte Pedalbetätigungen und durchgeführte Bedienschalterbetätigungen als Fahrverhalten des Fahrers erfasst.
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Erfasste Signale der Erfassungseinheiten 2.1 bis 2.2 werden der Steuereinheit 4 drahtlos oder drahtgebunden zugeführt, welche mittels der erfassten Signale ein Fahrerprofil F erstellt.
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Die Bilderfassungseinheit 3 ist ebenfalls drahtlos oder drahtgebunden mit der Steuereinheit 4 verbunden, wobei ein Erfassungsbereich der Bilderfassungseinheit 3 vor das Fahrzeug 1 gerichtet ist, um eine von dem Fahrzeug 1 befahrene Fahrspur fortlaufend zu erfassen.
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Die Bilderfassungseinheit 3 ist zudem Bestandteil eines Fahrerassistenzsystems zur Fahrspureinhaltung. Hierzu erfasst die Bilderfassungseinheit 3 die die Fahrspur begrenzenden Fahrspurmarkierungen, wobei ein bevorstehendes Verlassen der von dem Fahrzeug 1 befahrenen Fahrspur ohne Betätigen eines Fahrtrichtungsanzeigers als ungewolltes Verlassen der Fahrbahn interpretiert wird.
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Wird ein solches ungewolltes Verlassen der Fahrspur erfasst, wird ein Warnton an den Fahrer des Fahrzeuges 1 ausgegeben. Gleichzeitig wird ohne Eingreifen des Fahrers aktiv gesteuert in eine Lenkung 5 und/oder Bremsanlage 6 des Fahrzeuges 1 eingegriffen, um das Fahrzeug 1 am Verlassen der eigenen Fahrspur zu hindern. D. h., dass mittels des Fahrerassistenzsystems automatisch Fahrspur korrigierende Eingriffe ausgelöst werden.
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Reagiert der Fahrer des Fahrzeuges 1 innerhalb einer vorgebbaren Zeitdauer auf einen durchgeführten Fahrspur korrigierenden Eingriff, werden bzw. wird die Lenkung 5 und/oder die Bremsanlage 6 schrittweise freigegeben.
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Um Irritationen des Fahrers durch das Fahrerassistenzsystem zu vermeiden, wird dasselbe erst ab einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges 1 aktiviert.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die aktiv gesteuerten Eingriffe in die Lenkung 5 und/oder Bremsanlage 6 des Fahrzeuges 1 dazu genutzt werden, einen Grad eines Aufmerksamkeitsdefizits des Fahrers des Fahrzeuges zu ermitteln.
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Das zum Anfang eines Fahrbetriebes des Fahrzeuges 1 erstellte Fahrerprofil F wird während des Fahrbetriebes fortlaufend mit erfassten Signalen S der Erfassungseinheiten 2.1 bis 2.n verglichen, um ein Aufmerksamkeitsdefizit des Fahrers zu ermitteln.
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Der Vergleich wird in der Steuereinheit 4 durchgeführt, wobei der Vergleich des erstellen Fahrerprofils F mit den erfassten Signalen S der Erfassungseinheiten 2.1 bis 2.n dazu dient, einen gleitenden Übergang von einem Wachzustand des Fahrers zu einem Zustand der Unaufmerksamkeit, also einem Aufmerksamkeitsdefizit, beispielsweise durch Übermüdung bedingt, zu erkennen.
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Wie oben beschrieben, werden die aktiv gesteuerten Eingriffe in die Lenkung 5 und/oder die Bremsanlage 6 zur Fahrspureinhaltung des Fahrzeuges 1 zur Ermittlung des Grades des Aufmerksamkeitsdefizits herangezogen.
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Um den Grad des Aufmerksamkeitsdefizits zu ermitteln, ist in der Steuereinheit 4 wenigstens ein Schwellwert SW hinterlegt, so dass das Aufmerksamkeitsdefizit des Fahrers zumindest hinsichtlich zweier Zustände als Grad des Aufmerksamkeitsdefizits unterscheidbar ist.
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Beispielsweise wird eine Anzahl der Fahrspur korrigierenden Eingriffe in die Lenkung 5 und/oder die Bremsanlage 6 des Fahrzeuges 1 in Bezug auf einen vorgegebenen Zeitraum zur Ermittlung des Grades des Aufmerksamkeitsdefizits herangezogen.
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Ist z. B. ein Zeitraum von 20 Minuten vorgegeben und diesem Zeitraum wurde zweimal in die Lenkung 5 und/oder Bremsanlage 6 des Fahrzeuges 1 als Fahrspur korrigierender Eingriff aktiv gesteuert eingegriffen, so wird dies als hoher Grad des Aufmerksamkeitsdefizits interpretiert.
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Wie oben beschrieben, wird ein Aufmerksamkeitsdefizit des Fahrers mittels des Vergleiches des Fahrerprofils F und der erfassten Signale S der Erfassungseinheiten 2.1 bis 2.n ermittelt, wobei der Grad des Aufmerksamkeitsdefizits in Abhängigkeit der aktiv gesteuerten Eingriffe in die Lenkung 5 und/oder Bremsanlage 6 des Fahrzeuges 1 ermittelt wird.
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Hierzu wird ein Eingriff in die Lenkung 5 und/oder Bremsanlage 6 des Fahrzeuges 1 mit einem relativ hohen Gewichtungsfaktor gewichtet, da durch einen Fahrspur korrigierenden Eingriff auf einen Grad des Aufmerksamkeitsdefizits rückgeschlossen werden kann.
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Bevorzugt wird in Abhängigkeit des ermittelten Grades des Aufmerksamkeitsdefizits ein Warnhinweis W1 bis W3 an den Fahrer des Fahrzeuges 1 ausgegeben. Dabei wird der Warnhinweis W1 bis W3 optisch, akustisch und haptisch ausgegeben.
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Als optischer Warnhinweis W1 kann wenigstens eine in einem Anzeigebereich einer Instrumententafel des Fahrzeuges 1 angeordnete Signalleuchte aufleuchten, wobei als akustischer Warnhinweis W2 ein Signalton über die im Fahrzeuginnenraum angeordneten Lautsprecher ausgegeben wird.
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Zur Ausgabe eines haptischen Warnhinweises W3 können bzw. kann ein Lenkrad und/oder ein Fahrpedal des Fahrzeuges 1 vibrieren.
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Des Weiteren ist hierzu vorgesehen, dass die Ausgabe des Warnhinweises W1 bis W3 in Abhängigkeit des ermittelten Grades des Aufmerksamkeitsdefizits erfolgt. D. h., dass eine Signalstärke bei der Ausgabe des Warnhinweises W1 bis W3 in Abhängigkeit des ermittelten Grades des Aufmerksamkeitsdefizits variiert.
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Wird ein hoher Grad des Aufmerksamkeitsdefizits ermittelt, wird der Warnhinweis W1 bis W3 mit entsprechend hoher Signalstärke ausgegeben, um den Fahrer auf seinen momentanen Zustand aufmerksam zu machen.
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Besonders bevorzugt wird in Abhängigkeit des ermittelten Grades des Aufmerksamkeitsdefizits gleichzeitig eine Empfehlung E zur Steigerung seiner Aufmerksamkeit an den Fahrer ausgegeben.
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Wird z. B. ein vergleichsweise niedriger Grad des Aufmerksamkeitsdefizits ermittelt, kann als Empfehlung E an den Fahrer ausgegeben werden, ein Fenster zu öffnen, um einem Fahrzeuginnenraum Frischluft zuzuführen. Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass als Empfehlung E ausgegeben wird, eine Lautstärke einer im Fahrzeug 1 angeordneten Audioanlage zu erhöhen, um die Aufmerksamkeit zu steigern.
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Wird ein hoher Grad des Aufmerksamkeitsdefizits ermittelt, wird der Fahrer des Fahrzeuges 1 mittels Ausgabe einer Empfehlung E darauf hingewiesen, eine Pause einzulegen und beispielsweise zu schlafen.
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Die Ausgabe der Empfehlung E kann als Textmitteilung auf einem Anzeigebereich der Instrumententafel erfolgen, wobei zusätzlich oder alternativ eine Sprachmitteilung mittels der Lautsprecher ausgegeben werden kann.
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Besonders bevorzugt sieht das Verfahren vor, dass ein aktiv gesteuerter Eingriff in die Bremsanlage 6 des Fahrzeuges 1 ohne einen aktiv gesteuerten Eingriff in die Lenkung 5 als Fahrspur korrigierender Eingriff angesehen wird. D. h., dass ein aktiv gesteuerter Eingriff allein in die Bremsanlage 6 bei Ermittlung des Grades des Aufmerksamkeitsdefizits des Fahrers berücksichtigt wird.
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Umgekehrt wird ein aktiv gesteuerter Eingriff in die Lenkung 5 des Fahrzeuges 1 auch ohne aktiv gesteuerten Eingriff in die Bremsanlage 6 als Fahrspur korrigierender Eingriff angesehen und zur Ermittlung des Grades des Aufmerksamkeitsdefizits herangezogen.
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Dadurch, dass die aktiv gesteuerten Eingriffe in die Lenkung 5 und/oder die Bremsanlage 6 des Fahrzeuges 1 in die Ermittlung des Grades des Aufmerksamkeitsdefizits einbezogen werden, werden diese nicht als so genannte äußere Störungen, wie beispielsweise auftretender Seitenwind und/oder Bodenwellen, betrachtet, wodurch auftretende Lenkereignisse und/oder Lenkmuster berücksichtigt werden.
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Des Weiteren ist ein aus dem Stand der Technik bekanntes Verfahren zur Erkennung eines Aufmerksamkeitsdefizits eines Fahrers eines Fahrzeuges 1 durch Heranziehen der Fahrspur korrigierenden Eingriffe in die Lenkung 5 und/oder die Bremsanlage wesentlich verbessert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004045483 A1 [0002]
- DE 102008056593 A1 [0003]
- EP 1790542 A1 [0004]
