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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen einer die Aufmerksamkeit eines Fahrers eines Fahrzeuges beschreibenden Aufmerksamkeitsgröße, ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeuges und eine Vorrichtung zur Durchführung wenigstens eines der Verfahren.
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Aus der
DE 10 2012 002 037 A1 ist ein Verfahren zur Durchführung von Fahrerzustandsanalysen bekannt. Mit derartigen Fahrerzustandsanalysen soll erkannt werden, ob der Fahrer fahrtauglich ist, um die Sicherheit im Straßenverkehr zu verbessern.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, die Sicherheit im Straßenverkehr weiter zu verbessern.
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Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Erfassen von die Kognition eines Fahrers eines Fahrzeuges beschreibenden Kognitionsdaten, die Schritte Erfassen von Fahrerbeschreibungsdaten, die eingerichtet sind, einen Zustand und/oder eine Zustandsänderung innerhalb des Fahrzeuges zu beschreiben, Erfassen von Umfeldereignisdaten, die eingerichtet sind, ein vom Fahrzeug unabhängiges Ereignis zu beschreiben, und Bestimmen der Kognitionsdaten basierend auf einer Gegenüberstellung der Fahrzeugbeschreibungsdaten und der Umfeldereignisdaten.
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Dem angegebenen Verfahren liegt die Überlegung zugrunde, dass das Führen eines Fahrzeuges durch einen Fahrer wie ein Regelkreis betrachtet werden kann, in dem der Fahrer den Regler bildet. Der Fahrer gibt dabei eine Führungsgröße vor und kontrolliert mit seinen Sinnesorganen, wie Augen und Ohren, ob die Führungsgröße korrigiert werden muss, um das Fahrzeug gemäß seiner Führungsgröße verkehrssicher und -regelkonform auf der Straße zu halten. Mit dem eingangs genannten Verfahren kann dabei kontrolliert werden, ob der Fahrer in einem Zustand ist, in dem er seine Sinnesorgane verwenden kann, um Verkehrshindernisse zu erkennen und das Fahrzeug auf der Straße verkehrssicher zu führen. Die Sinnesorgane einschränkende Zustände des Fahrers können dabei Müdigkeit, Trunkenheit, Abgelenktheit oder ähnliches sein.
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Hier setzt das angegebene Verfahren mit der Erkenntnis an, dass der Fahrerzustand allein nicht ausreicht, um zu erkennen, ob der Fahrer sein Fahrzeug verkehrssicher auf der Straße bewegen kann oder nicht. Ein vom Fahrerzustand her müder Fahrer, der eine fahrerzustandsunabhängige hohe Ortskenntnis besitzt und der gleichzeitig ein vorsichtiger Fahrer ist, wird weniger wahrscheinlich einen Unfall bauen, als ein vom Fahrerzustand her munterer Fahrer, der aber einen extrem aggressiven Fahrstil hat.
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Basierend auf dieser Erkenntnis liegt dem angegebenen Verfahren die Überlegung zugrunde, dass es für die zuvor erläuterte Beurteilung darauf ankommt, ob die oben genannte, vom Fahrer vorgegebene Führungsgröße selbst verkehrssicher ist oder nicht, und ob der Fahrer in der Lage ist, die richtigen Entscheidungen zu treffen. Dies wird durch Kognition des Fahrers beeinflusst, die letztendlich die Informationsgestaltung im Kopf des Fahrers beschreibt und in die vom Aspekt der Verkehrssicherheit her neben den zuvor genannten Fahrerzustand auch seine Aufmerksamkeit, seine Erinnerung, seine Kreativität, seine Fähigkeit zu planen, seine Orientierung oder sein Wille eingehen.
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All diese Komponenten der Kognition lassen sich gegebenenfalls nicht im Einzelnen erfassen, aber es lässt sich gleichwohl erfassen, ob der Fahrer auf bestimmte Ereignisse im Straßenverkehr bestimmte, kognitiv richtige Entscheidungen treffen kann. Beispielsweise könnte an einem Verkehrsschild, wie einem Geschwindigkeitsbeschränkungsschild geprüft werden, ob der Fahrer dies überhaupt kennt und/oder ob der Fahrer in verkehrsgefährdender Weise erst kurz vor dem Geschwindigkeitsbeschränkungsschild abrupt sein Fahrzeug abbremst, so dass ein nach ihm fahrendes Fahrzeug gegebenenfalls auf ihn auffahren könnte.
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Um die, für die Verkehrssicherheit relevante Kognition des Fahrers daher in seiner Gesamtheit zu bestimmen, braucht lediglich überprüft zu werden, ob der Fahrer auf bestimmte Ereignisse die richtigen Entscheidungen trifft. Diese lassen sich aus dem Gesamtverhalten des Fahrzeuges heraus entnehmen. Im Falle des zuvor genannten Geschwindigkeitsschildes kann beispielsweise nicht nur der Fahrer selbst überwacht werden, ob der dieses gesehen hat. Es kann auch zusätzlich überwacht werden, ob das Fahrzeug abbremst. Zu bestimmten Ereignis auf der Straße, wie ein Verkehrsschild, ein plötzlich auf die Straße rennendes Kind oder plötzlich einsetzender Regen gehört letzten Endes immer ein angemessene Reaktion des Fahrzeuges, die kognitiv durch den Fahrer eingeleitet werden muss. Fehlt es an der angemessenen Reaktion des Fahrers, so kann davon ausgegangen werden, dass seine kognitiven Fähigkeiten nicht ausreichen, um der Situation auf der Straße in verkehrssicherer Weise gerecht zu werden, er also schlichtweg überfordert ist.
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Durch die Gegenüberstellung, also den Vergleich eines Ereignisses im Umfeld des Fahrzeuges, also die Umfeldereignisdaten mit den Fahrzeugbeschreibungsdaten die sich auf einzelne Elemente des Fahrzeuges inklusive des Fahrers selbst oder aber auf das Fahrzeug in seiner Gesamtheit beziehen können, können im Rahmen des angegebenen Verfahrens Kognitionsdaten abgeleitet werden, aus denen die Fähigkeiten des Fahrers erkennbar sind, ob er in der Lage ist angemessene Entscheidungen im Straßenverkehr zu treffen.
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Die so ermittelten Daten können dann in beliebiger Weise verwendet werden. Durch eine visuelle und/oder akustische Signalausgabe kann der Fahrer auf seine zu geringen kognitiven Fähigkeiten hingewiesen werden. Hängen diese beispielsweise mit bestimmten körperlichen Zuständen, wie Müdigkeit zusammen, könnte dies ausreichen, seine kognitiven Fähigkeiten zu steigern. Alternativ oder zusätzlich könnte das Fahrzeug in bestimmten Betriebsmodi betrieben werden, die der erfassten Kognition des Fahrers gerecht werden. Hierzu könnte das Fahrzeug beispielsweise in einen geringeren Geschwindigkeitsbereich geregelt werden. Weiter alternativ könnte die erfasste Kognition auch mit anderen Fahrzeugen ausgetauscht werden, um Unfälle zu vermeiden.
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Die Möglichkeit, nicht allein den Zustand eines Fahrers sondern seine Kognition zu erfassen verbessert daher die Verkehrssicherheit entscheidend.
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Die Gegenüberstellung, also der Vergleich zwischen den Fahrzeugbeschreibungsdaten und den Umfeldereignisdaten kann dabei beliebig erfolgen. Dazu ist es selbstverständlich notwendig, dass den Umfeldereignisdaten geeignete Fahrzeugbeschreibungsdaten gegenübergestellt werden. Es ist im Rahmen des angegebenen Verfahrens sinnlos auf ein Umfeldereignis, wie eine auf „Rot“ umschaltende Ampel, hin Fahrzeugbeschreibungsdaten zu prüfen, die einen Beleuchtungszustand im Fahrzeug beschreiben. Die geeigneten Fahrzeugbeschreibungsdaten müssen von vorn herein festgelegt sein und können beispielsweise mit Kennlinien verglichen werden, denen zu einem bekannten Umfeldereignis, wie einer roten Ampel ein erwartetes Fahrzeugverhalten zu entnehmen ist. Weichen die Fahrzeugbeschreibungsdaten vom erwarteten Fahrzeugverhalten in einem bestimmten Maße ab, so kann auf eine nicht ausreichende Kognition geschlossen werden. Die Kognition wird in diesem Falle lediglich boolsche Variable erfasst, der nur entnehmbar ist, ob die oben genannten Fähigkeiten des Fahrers ausreichen, angemessene Entscheidungen im Straßenverkehr zu treffen oder nicht.
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In einer Weiterbildung des angegebenen Verfahrens wird jedoch zum Gegenüberstellen der Fahrzeugbeschreibungsdaten und der Umfeldereignisdaten eine Korrelation zwischen den Fahrzeugbeschreibungsdaten und den Umfeldereignisdaten bestimmt. Dem Ergebnis dieser Korrelation kann die Kognition dann auch wertend entnommen werden. Je weiter die Korrelation der Umfeldereignisdaten mit den Fahrzeugbeschreibungsdaten von einem notwendigen Korrelationskoeffizient abweicht, desto geringer ist die zuvor erläuterte Fähigkeit des Fahrers, im Straßenverkehr angemessene Entscheidungen, das heißt verkehrssicher und regelkonform zu treffen.
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Die Fahrzeugbeschreibungsdaten können beliebig, also beispielsweise sensorisch oder durch Schätzen erfasst werden. In einer besonderen Weiterbildung umfasst das angegebene Verfahren den Schritt Erfassen der Fahrzeugbeschreibungsdaten basierend auf wenigstens einem Fahrzeugbeschreibungsmodell.
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Das Fahrzeugbeschreibungsmodell kann einteilig oder mehrteilig sein und verschiedene Bereiche des Fahrzeugs beschreiben. Entsprechend können die Fahrzeugbeschreibungsdaten aus dem Fahrzeugbeschreibungsmodell eine Lage des Fahrzeuges beschreibende Fahrzeuglagedaten, und/oder einen Zustand des Fahrzeuges beschreibende Fahrzeugzustandsdaten, und/oder eine Lage des Fahrers im Fahrzeug beschreibende Fahrerlagedaten, und/oder einen Zustand des Fahrers beschreibende Fahrerzustandsdaten umfassen.
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Auch die Umfeldereignisdaten können in beliebiger Weise beispielsweise sensorisch erfasst werden, wobei die Umfeldereignisdaten besonders bevorzugt ebenfalls basierend auf wenigstens einem Umfeldereignismodell erfasst werden.
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In einer bevorzugten Weiterbildung des angegebenen Verfahrens umfassen die Kognitionsdaten eine Reaktionszeit, die der Fahrer benötigt, um auf ein durch die Umfeldereignisdaten beschriebenes Ereignis zu reagieren. Wird das Fahrzeug in der eingangs genannten Weise als Regelkreis beschrieben, in denen der Fahrer einen Regler bildet, so bringt die Reaktionszeit des Fahrers eine Totzeit in den Regelkreis ein. Diese Totzeit kann dann durch Anpassen der Regelstrecke, beispielsweise durch Herabsetzen der Geschwindigkeit des Fahrzeuges technisch sehr einfach berücksichtigt werden.
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Dabei kann die Reaktionszeit basierend auf einer zeitlichen Verzögerung, zwischen einem Beginn des Ereignisses in den Umfeldereignisdaten und einem Beginn eines vorbestimmten Zusammenhangs zwischen den Umfeldereignisdaten und den Fahrzeugbeschreibungsdaten berechnet werden, wobei der vorbestimmte Zusammenhang ein vorbestimmter Wert für einen Korrelationskoeffizienten zwischen den Umfeldereignisdaten und den Fahrzeugbeschreibungsdaten sein kann.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeuges die Schritte Erfassen von Kognitionsdaten eines Fahrers des Fahrzeuges mit einem der zuvor angegebenen Verfahren, und Ausgeben eines Steuersignals, wenn die Kognitionsdaten eine vorbestimmte Bedingung erfüllen. Zweckmäßigerweise ist die vorbestimmte Bedingung derart ausgelegt, dass basierend auf den erfassten Kognitionsdaten festgestellt werden kann, ob der Fahrer des Fahrzeuges in verkehrsgefährdender Weise mit seinem Fahrzeug überfordert ist.
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Werden die Kognitionsdaten beispielsweise basierend auf der oben genannte Korrelation zwischen der erfassten Störgröße und der erfassten Stellgröße bestimmt, dann könnte die vorbestimmte Bedingung ein vorbestimmter Schwellwert für die Korrelation sein. Wird dieser Schwellwert unterschritten, weil die erfasste Störgröße und die erfasste Stellgröße in zu geringer Weise miteinander korrelieren, dann kann das im Rahmen des angegebenen Verfahrens als zu geringe Aufmerksamkeit durch den Fahrer interpretiert und die Ausgabe des Steuersignals durchgeführt werden.
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Basierend auf dem ausgegebenen Steuersignal können dann beliebige technische Einrichtungen angesteuert werden, mit denen in unterschiedlichster Weise auf die zu geringe Aufmerksamkeit des Fahrers reagiert werden kann. Ein Beispiel dafür wäre, dass dem Fahrer basierend auf dem Steuersignal eine Information ausgegeben wird, dass zumindest Teile seiner Kognition, wie beispielsweise seine Aufmerksamkeit zu gering sind. Die Information könnte akustisch beispielswiese durch einen Piep-Ton, visuell beispielsweise durch einen Warnhinweis auf dem Bordcomputer, haptisch beispielsweise durch einen den Fahrer schüttelnden Fahrersitz oder in sonstiger Weise erfolgen, um den Fahrer zu bewegen, seine Kognition wieder zu steigern.
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In einer Weiterbildung des angegebenen Verfahrens wird das Fahrzeug basierend auf der Ausgabe des Steuersignals in einen Notfunktionsbetriebsmodus überführt. Im Rahmen dieses Notfunktionsbetriebsmodus könnten verschiedene Maßnahmen ergriffen werden, die Verkehrssicherheit zu erhöhen, trotz der zum Führen eines Fahrzeuges zu geringen kognitiven Fähigkeiten des Fahrers. In einem Netzwerkverbund mehrerer Fahrzeuge, wie es beispielsweise durch das Car2X vorgeschlagen wurde, könnten sich beispielsweise verschiedene Fahrzeuge auch untereinander die erfassten Aufmerksamkeitsgrößen zu ihren Fahrern austauschen, um die Fahrer untereinander zu warnen.
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Im Rahmen des Notfunktionsbetriebsmodus könnte auch in den Antrieb des Fahrzeuges eingegriffen werden, um das Fahrzeug in einem Geschwindigkeitsbereich zu betreiben, die der erfassten Kognition des Fahrers gerecht wird. Dazu wird im Notfunktionsbetriebsmodus vorzugsweise eine Geschwindigkeit für das Fahrzeug eingestellt, die unterhalb einer Grenzgeschwindigkeit liegt.
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Dem Fahrer könnte es im Rahmen des vorliegenden Verfahrens weiterhin freigestellt bleiben, das Fahrzeug im Notfunktionsbetriebsmodus zu belassen, oder durch erneutes Beschleunigen des Fahrzeuges den Notfunktionsbetriebsmodus wieder zu verlassen. Auf diese Weise könnte der Wiener Straßenverkehrskonvention von 1968, Art. 8, Absatz 5 Rechnung getragen werden, wonach jeder Fahrer oder Führer eines Fahrzeuges dauernd sein Fahrzeug beherrschen können muss.
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Wird diese Grenzgeschwindigkeit im Notfunktionsbetriebsmodus durch den Fahrer wieder überschritten, so könnten wieder die oben genannten technischen Einrichtungen angesteuert werden, um den Fahrer darauf hinzuweisen, dass der Geschwindigkeitsbereich des Notfunktionsbetriebsmodus verlassen wurde.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Vorrichtung eingerichtet, eines der zuvor angegebenen Verfahren durchzuführen.
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In einer Weiterbildung der angegebenen Vorrichtung weist die angegebene Vorrichtung einen Speicher und einen Prozessor auf. Dabei ist eines der zuvor angegebenen Verfahren in Form eines Computerprogramms in dem Speicher hinterlegt und der Prozessor zur Ausführung des Verfahrens vorgesehen, wenn das Computerprogramm aus dem Speicher in den Prozessor geladen ist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Computerprogramm Programmcodemittel, um alle Schritte eines der zuvor angegebenen Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer der angegebenen Vorrichtungen ausgeführt wird.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung enthält ein Computerprogrammprodukt einen Programmcode, der auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert ist und der, wenn er auf einer Datenverarbeitungseinrichtung ausgeführt wird, eines der zuvor angegebenen Verfahren durchführt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Sensor zum Erfassen von die Kognition eines Fahrers beschreibenden Kognitionsdaten Mittel zum Erfassen von Fahrerbeschreibungsdaten, die eingerichtet sind, einen Zustand und/oder eine Zustandsänderung innerhalb des Fahrzeuges zu beschreiben, Mittel zum Erfassen von Umfeldereignisdaten, die eingerichtet sind, ein vom Fahrzeug unabhängiges Ereignis zu beschreiben, und eine Vorrichtung, die eingerichtet ist, eines der zuvor genannten Verfahren zum Erfassen von die Kognition eines Fahrers eines Fahrzeuges beschreibenden Kognitionsdaten auszuführen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Fahrzeug einen der angegebenen Sensoren.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden, wobei:
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1 in einer schematischen Darstellung ein Fahrzeug mit einer Steuervorrichtung,
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2 in einer schematischen Darstellung einen Teil eines in der Steuervorrichtung der 1 ausführbaren Programms,
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3 in einer schematischen Darstellung einen weiteren Teil des in der Steuervorrichtung der 1 ausführbaren Programms, und
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4 in einer schematischen Darstellung einen noch weiteren Teil des in der Steuervorrichtung der 1 ausführbaren Programms zeigen.
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In den Figuren werden gleiche technische Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen und nur einmal beschrieben.
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Es wird auf 1 Bezug genommen, die in einer schematischen Darstellung ein Fahrzeug 2 mit einer Steuervorrichtung 4 zeigt.
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Das Fahrzeug 2 ist im Rahmen der vorliegenden Ausführung beispielhaft als Personenkraftfahrzeug mit einem Chassis 6 ausgebildet, das über Räder 8 fahrbar auf einer Straße 10 gehalten wird. In dem Chassis 6 ist eine Fahrgastzelle 12 ausgebildet, in der ein Fahrer 14 des Fahrzeuges 2 dieses mittels eines Lenkrades 16, eines Gaspedals 18 und einem nicht gezeigten Bremspedal steuern kann.
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An dem Fahrzeug 2 sind weiterhin verschiedene Sensoren befestigt, mit denen verschiedene Messungen in und um das Fahrzeug 2 durchgeführt werden können. So können mit Raddrehzahlsensoren 20 die Raddrehzahlen 22 der Räder 8 und mit einem Inertialsensor 24 Fahrdynamikdaten 26 zu dem Fahrzeug 2 gemessen werden. Mittels eines Umfeldsensors 28, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel beispielhaft als Kamera ausgebildet ist, können Umfelddaten 30 um das Fahrzeug 2 herum gesammelt werden. Ferner können mit einem Innenraumsensor 32, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel ebenfalls als Kamera ausgebildet ist, Innenraumdaten 34 gesammelt werden, die vor allem den Fahrer 14 betreffen.
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Die zuvor genannten Messdaten 22, 26, 30, 34 werden im Rahmen der vorliegenden Ausführung der Steuervorrichtung 4 zugeführt. Ferner empfängt die Steuervorrichtung 4 auch einen Lenkwinkel 36 aus dem Lenkrad 16 und einen Gaspedalwinkel 38 aus dem Gaspedal 18.
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Mit der Steuervorrichtung 4 soll im Rahmen der vorliegenden Ausführung die Fähigkeiten des Fahrers 14 während der Fahrt überwacht werden, das Fahrzeug 2 zu beherrschen und so verkehrssicher zu führen. Sollte die Überwachung ergeben, dass die Fähigkeiten des Fahrers 14, aus welchen Gründen auch immer, nachlassen, das Fahrzeug verkehrssicher zu führen so soll die Steuervorrichtung geeignete Steuersignale ausgeben, mit denen die Verkehrssicherheit sichergestellt werden kann.
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In der vorliegenden Ausführung können diese Steuersignale ein Geschwindigkeitsreduktionssignal 40, ein Warnhinweissignal 42 oder ein Notfunktionsaktivierungssignal 44 sein.
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Nachstehend soll die Erzeugung dieser Steuersignale näher beschrieben werden.
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Dazu wird auf 2 Bezug genommen, die in einer schematischen Darstellung einen ersten Teil 46 eines in der Steuervorrichtung 4 der 1 ausführbaren Programms zeigt.
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Der erste Teil 46 des Programms umfasst ein Umfeldereignismodell 48 und ein Fahrzeugbeschreibungsmodell, das sich aus einem Lagemodell 50, einem Fahrervitalitätsmodell 52, einem Fahreraktivitätsmodell 54 und einem Fahrerbetätigungsmodell 56 zusammensetzt.
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Aufgabe des Umfeldereignismodells
48 ist es, Umfeldereignisdaten
58 zu modellieren, die die Lage, die Bewegung, die Bewegungsrichtung oder den Zustand von Objekten um das Fahrzeug herum beschreiben. Dem Umfeldereignismodell
48 kann beispielsweise das in der
DE 10 2005 020 731 A1 offenbarte Modell zugrunde gelegt werden, wobei die Umfelddaten
30 aus dem als Kamera ausgebildeten Umfeldsensor
28 die Verkehrsobjekte beschreiben können. Neben dem Umfeldsensor
28 können die Umfelddaten
30 auch aus anderen Sensoren, wie beispielsweise aus einem Abstandssensor gewonnen werden.
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Aufgabe des Lagemodells
50 ist es, Lage des Fahrzeuges
2 zu bestimmen und mit Fahrzeuglagedaten
60 zu beschreiben. Diese Fahrzeuglagedaten
60 können relative Lagedaten umfassen, die die Lage des Fahrzeuges
2 gegenüber der Straße
10 beschreiben. Alternativ oder zusätzlich können die Fahrzeuglagedaten
60 auch absolute Lagedaten, wie beispielsweise Navigationslagedaten umfassen. Die Fahrzeuglagedaten
60 können dabei Positionslagedaten und/oder Positionsänderungslagedaten, wie beispielsweise Geschwindigkeitsdaten oder Beschleunigungsdaten sein. Besonders bevorzugt werden die Fahrzeuglagedaten
60 im Rahmen der vorliegenden Ausführung durch Sensorfusion, wie beispielsweise in der
WO 2013 037 844 A2 beschrieben, modelliert. Im Rahmen dieser Sensorfusion werden die Fahrdynamikdaten
26 und die Raddrehzahlen
22 als Grundlage zur Ermittlung der Fahrzeuglagedaten
60 herangezogen.
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Aufgabe des Fahrervitalitätsmodells
52 ist es, Fahrerzustände des Fahrers
14 zu erkennen und durch Fahrerzustandsdaten
62 beschrieben auszugeben. Derartige Fahrerzustände können Müdigkeit respektive Vitalität des Fahrers
14 und/oder Stress sein, unter dem der Fahrer
14 steht. Zur Erfassung und/oder Modellierung derartiger Fahrerzustandsdaten
62 wurden bereits verschiedene Ansätze vorgeschlagen, wozu beispielhaft auf die
DE 10 2012 002 037 A1 verwiesen wird, in der sich zudem weitere Nachweise finden.
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Aufgabe des Fahreraktivitätsmodells 54 ist es, die Fahrerlage des Fahrers 14 in der Fahrgastzelle 12 des Fahrzeugs 2 zu überwachen und im Rahmen von Fahrerlagedaten 64 zu beschreiben. Die Fahrerlage umfasst dabei nicht nur die Position des Fahrers 14 selbst oder einzelner Körperteile, wie Augen, Kopf, Hände, Arme, Beine und/oder Füße sondern auch die Bewegung und damit die Positionsänderung des Fahrers 14 selbst oder seiner Körperteile. Grundlage zur Erfassung und/oder Modellierung der Fahrerlagedaten 64 in dem Fahreraktivitätsmodell 54 ist eine Beobachtung des Fahrers 14. Dies kann beispielsweise durch den Innenraumsensor 32 erfolgen. Ferner kann zur Erfassung und/oder Modellierung der Fahrerlagedaten 64 im Fahreraktivitätsmodell 54 Fahrzeugzustandsdaten 66 mit berücksichtigt werden, die im Fahrerbetätigungsmodell 56 modelliert wird.
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Die Fahrzeugzustandsdaten 66 beschreiben einen Fahrzeugzustand, der durch einzelne Betätigungen des Fahrers 14 im Rahmen des Betriebes des Fahrzeuges 2 verändert wird. Diese Betätigungen können Schalten, Bremsen, Lenken, Beschleunigen, Blinken, Licht ein-/ausschalten, und ähnliches umfassen. Dazu empfängt das Fahrerbetätigungsmodell 56 unter anderem den Lenkwinkel 36 und den Gaspedalwinkel 38, aus denen sich die Betätigungen des Fahrers 14, wie Lenken und Gas geben ableiten lassen. Über die Betätigungen des Fahrers 14 lassen sich der Fahrzeugzustand überwachen und die Fahrzeugzustandsdaten 66 modellieren.
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Im Rahmen der vorliegenden Ausführung werden die Umfeldereignisse 58, die Fahrzeuglagedaten 60, die Fahrerzustandsdaten 62, die Fahrerlagedaten 64 und die Fahrzeugzustandsdaten 66 in einem Fusionsfilter 68 fusioniert, um weitere Informationen aus den vorhandenen Daten zu gewinnen. Bei dem Fusionsfilter kann es sich beispielsweise um ein Zustandsmodell handeln, im Rahmen dessen die Fahrzeugbeschreibungsdaten, die die Fahrzeuglagedaten 60, die Fahrerzustandsdaten 62, die Fahrerlagedaten 64 und/oder die Fahrzeugzustandsdaten 66 umfassen können in Bezug auf äußere Ereignisse, die durch die Umfeldereignisdaten 58 aber gegebenenfalls auch durch die Fahrzeuglagedaten 60 beschrieben werden können, interpretiert werden können.
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Das Ergebnis dieser Interpretation können dann Kognitionsdaten 70 sein, die die Kognition des Fahrers 14 in Bezug auf die Führung des Fahrzeuges 2 beschreiben. Die Kognitionsdaten 70 umfassen im Rahmen der vorliegenden Ausführung einen Aufmerksamkeitsflag 72 des Fahrers 14, der die Aufmerksamkeit des Fahrers 14 beschreibt, einen Bewusstseinsflag 74, der die physische Fähigkeit des Fahrers 14 beschreibt, das Fahrzeug 2 im Straßenverkehr zu führen, einen Willensflag 76, der beschreibt, ob der Fahrer bewusst sein Fahrzeug 2 verkehrsunsicher im Straßenverkehr führen möchte, ein Fähigkeitsflag 78, der beschreibt, ob der Fahrer 14 verschiedene Umfeldereignisse richtig bewerten kann oder Kenntnis über die Verkehrsregeln besitzt sowie seine Reaktionszeit 80 in Bezug auf verschiedene Ereignisse im Straßenverkehr zu reagieren.
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Es wird auf 3 Bezug genommen, die in einer schematischen Darstellung ein Beispiel für einen zweiten Teil 82 des in der Steuervorrichtung 4 der 1 ausführbaren Programms zeigt.
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Ziel des zweiten Teils 82 des Programms ist es, die zuvor genannten Kognitionsdaten 70 zu bestimmen. Dabei kann ein weiterer Unbedenklichkeitsflag 92 anzeigen, ob die Kognition des Fahrers 14 aus Sicht der Verkehrssicherheit nicht beeinträchtigt ist.
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Der zweite Teil 82 des Programms ist ferner mit Verknüpfungspunkten 94, 96, 98 dargestellt, die lediglich der Übersichtlichkeit dienen, wobei Verknüpfungspunkte mit gleichen Bezugszeichen gedanklich miteinander verbunden werden müssen.
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Zunächst können aus den Fahrerzustandsdaten 62 und den Fahrerlagedaten 64 in einem Konditionsbewertungsabschnitt 100 Konditionsdaten 102 berechnet werden, die die körperliche Kondition des Fahrers beschreiben. Ferner können in einem Reaktionsbewertungsabschnitt 104 Reaktionsdaten 106 berechnet werden, die die Reaktion des Fahrers 14 auf ein bestimmtes Umfeldereignis, das in den Umfeldereignisdaten 58 gegebenenfalls aber auch in den Lagedaten 60 beschrieben sein kann beschreiben. Dazu kann im Reaktionsbewertungsabschnitt 104 beispielsweise basierend auf einer Korrelation der Umfeldereignisdaten 58 mit den Fahrzeugzustandsdaten 66 bestimmt werden, ob und wie das Fahrzeug 2 in seiner Gesamtheit auf ein Umfeldereignis, wie beispielsweise eine rote Ampel, ein Verkehrsschild oder ähnliches reagiert. Die Reaktionsdaten 106 können damit einen Korrelationskoeffizienten beispielsweise zwischen den Umfeldereignisdaten 58 und den Fahrzeugzustandsdaten 66 enthalten.
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Die Reaktionsdaten 106 können dann hinsichtlich der Reaktionszeit 80 quantifiziert 110 und einer Reaktionsbewertung 112 qualifiziert 114 werden. Während die Reaktionszeit 108 dabei beschreibt, wie lange der Fahrer 14 benötigt, um auf ein Umweltereignis zu reagieren, beschreibt die Reaktionsbewertung 112, ob der Fahrer verkehrssicher auf ein Umweltereignis reagiert, und beispielsweise an einer auf Rot schalteten Ampel nicht das Fahrzeug 2 beschleunigt.
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Die Reaktionszeit 80 wird dabei in einem Entscheidungsschritt 116 dahingehend bewertet, ob der Fahrer 14 zu langsam 118 oder angemessen schnell 120 reagiert.
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Reagiert der Fahrer 14 angemessen schnell 120, dann wird in einem weiteren Entscheidungsschritt 116 anhand der Reaktionsbewertung 112 entschieden, ob die mit den Reaktionsdaten 106 beschriebene Reaktion, verkehrssicher 122 oder nicht verkehrssicher 124 war. War die Reaktion verkehrssicher 122, dann wird der Unbedenklichkeitsflag 92 gesetzt.
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Anderenfalls, wird anhand der Konditionsdaten 102 weiter entschieden, warum der Fahrer nicht verkehrssicher 124 reagiert hat. Das Ergebnis ist dann entweder, dass er unfähig ist, so dass der Fähigkeitsflag 78 gesetzt wird, oder dass er unwillens ist, so dass der Willensflag 76 gesetzt wird.
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Reagiert der Fahrer 14 jedoch auf das Umweltereignis zu langsam 118, dann wird anhand der Konditionsdaten 102 geprüft, warum der Fahrer 14 zu langsam reagiert. Ist der Fahrer physisch in Ordnung, so kann er nur abgelenkt sein, so dass der Aufmerksamkeitsflag 72 gesetzt wird. Alternativ kann aber auch eine körperliche Störung vorliegen, so dass der Bewusstseinsflag 74 gesetzt wird.
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Die auf diese Weise bestimmten Kognitionsdaten 70 können nun in der in 4 gezeigten Weise zur Ausgabe geeigneter Steuersignale zur Aktivierung geeigneter Sicherheitsmechanismen im Fahrzeug 2 verwendet werden. Dazu wird in entsprechenden Entscheidungsschritten 116 geprüft, ob der die Kognition des Fahrers 14 beschreibenden Flags 72 bis 78 einer gesetzt ist. Ist dies der Fall, kann durch eine Signalerzeugungseinrichtung 126 das Geschwindigkeitsreduktionssignal 40, das Warnhinweissignal 42 oder das Notfunktionsaktivierungssignal 44 ausgegeben werden. Durch diese kann entsprechend die Geschwindigkeit des Fahrzeuges 2 auf ein verkehrssicheres Maß gesenkt, ein Alarmsignal für den Fahrer 14 ausgegeben und das Fahrzeug in einen Notbetriebsmodus überführt werden, in dem ein verkehrssicherer Betrieb des Fahrzeuges gewährleistet ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012002037 A1 [0002, 0051]
- DE 102005020731 A1 [0049]
- WO 2013037844 A2 [0050]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- Wiener Straßenverkehrskonvention von 1968, Art. 8, Absatz 5 [0026]
