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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung oder einem Verfahren nach Gattung der unabhängigen Ansprüche. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Computerprogramm.
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Ein Fahrzeug kann mit einem sogenannten Aufmerksamkeitsassistenten zur Müdigkeitserkennung ausgestattet sein. Dieser kann helfen, Unfälle durch einen schläfrig werdenden Fahrer oder Sekundenschlaf zu vermeiden.
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In aktuellen Systemen kann beispielsweise indirekt aus bestimmten Bedienvorgängen auf die Müdigkeit des Fahrers geschlossen werden. Hierbei können Rückschlüsse aus Messungen zur Ausgabe abgestufter, akustischer Signale oder zur Anzeige entsprechender Meldungen führen. Diese Signale und Meldungen können beispielsweise derart sein, dass ein Erschrecken des unter Umständen gerade einschlafenden Fahrers vermieden wird.
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Zur Müdigkeitserkennung können beispielsweise Lenkbewegungen laufend überwacht werden, da sich diese bei schläfrig werdenden Personen recht früh verändern. Diese machen kleinere Lenkfehler, die oft schnell und abrupt korrigiert werden. Hierbei kann beispielsweise auf Informationen eines Lenkwinkelsensors zurückgegriffen werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Verfahren zum Erkennen einer Müdigkeit eines Fahrers eines Fahrzeugs, ein Steuergerät, das dieses Verfahren verwendet, sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogramm gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.
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Es wird ein Verfahren zum Erkennen einer Müdigkeit eines Fahrers eines Fahrzeugs vorgestellt, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
Einlesen einer Bewegungsinformation und einer Streckeninformation, wobei die Bewegungsinformation eine in einem Erfassungszeitraum erfasste Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung des Fahrzeugs repräsentiert und die Streckeninformation einen in dem Erfassungszeitraum von dem Fahrzeug befahrenen Streckenabschnitt repräsentiert;
Bestimmen eines dem Streckenabschnitt zugeordneten Fahrverhaltens des Fahrers unter Verwendung der Bewegungsinformation und der Streckeninformation;
Vergleichen des Fahrverhaltens mit einem Referenzfahrverhalten, um einen Abweichungswert einer Abweichung zwischen dem Fahrverhalten und dem Referenzfahrverhalten zu ermitteln; und
Ausgeben einer die Müdigkeit des Fahrers repräsentierenden Müdigkeitsinformation in Abhängigkeit von dem Abweichungswert, um die Müdigkeit zu erkennen.
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Unter einer Bewegungsinformation kann beispielsweise ein Geschwindigkeitswert oder ein Beschleunigungswert oder eine Kombination aus mehreren solcher Werte verstanden werden. Beispielsweise kann der Geschwindigkeitswert oder der Beschleunigungswert eine Durchschnittsgeschwindigkeit bzw. eine Durchschnittsbeschleunigung des Fahrzeugs in dem Erfassungszeitraum repräsentieren. Unter einer Streckeninformation kann beispielsweise ein mittels eines Satellitenortungsverfahrens bereitgestelltes Ortungssignal zum Orten des Fahrzeugs auf einer virtuellen Karte verstanden werden. Dementsprechend kann die Streckeninformation beispielsweise den Streckenabschnitt repräsentierende geografische Koordinaten zur Bestimmung der geografischen Position des Fahrzeugs umfassen. Unter einem Erfassungszeitraum kann eine Zeitspanne verstanden werden, während der die Geschwindigkeit, die Beschleunigung oder der Streckenabschnitt erfasst wird, um die Bewegungsinformation oder die Streckeninformation bereitzustellen.
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Unter einem Fahrverhalten kann beispielsweise ein Verzögerungs-, Beschleunigungs- oder Lenkverhalten des Fahrers verstanden werden. Das Fahrverhalten kann beispielsweise durch einen Wert oder eine Kombination mehrerer Werte charakterisiert sein, die einen zeitlichen Verlauf und somit eine Änderung von Geschwindigkeits-, Beschleunigungs- oder Drehratenwerten des Fahrzeugs im Erfassungszeitraum repräsentieren können. In entsprechender Weise kann unter einem Referenzfahrverhalten ein Verzögerungs-, Beschleunigungs- oder Lenkverhalten verstanden werden, das durch einen Referenzwert oder eine Kombination mehrerer Referenzwerte bezüglich des zeitlichen Verlaufs oder der Änderung der Geschwindigkeits-, Beschleunigungs- oder Drehratenwerte charakterisiert sein kann.
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Unter einer Müdigkeitsinformation kann ein Wert verstanden werden, der einen bestimmten Müdigkeits- oder Schläfrigkeitsgrad des Fahrers repräsentieren kann. Zusätzlich oder alternativ kann es sich bei der Müdigkeitsinformation um ein Signal in Form eines Warnhinweises handeln, der zum Warnen des Fahrers vor der Müdigkeit dienen kann und zu diesem Zweck beispielsweise akustisch oder optisch im Fahrzeug wiedergegeben werden kann.
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Der hier vorgestellte Ansatz beruht auf der Erkenntnis, dass Ortungsdaten bezüglich einer geografischen Position eines Fahrzeugs verwendet werden können, um eine Müdigkeit eines Fahrers des Fahrzeugs mit hoher Genauigkeit und Zuverlässigkeit frühzeitig erkennen zu können. Hierzu können die Ortungsdaten in Kombination mit Daten bezüglich einer Geschwindigkeit oder Beschleunigung des Fahrzeugs ausgewertet werden, um beispielsweise ein charakteristisches Fahrverhalten zu bestimmen, das Rückschlüsse auf die Müdigkeit des Fahrers ermöglicht.
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Dies hat den Vorteil, dass trotz der begrenzten Auflösung und der Hysterese von Lenkwinkelsensoren, die im Rahmen einer Müdigkeitserkennung zum Erfassen von Lenkbewegungen verwendet werden können, eine genaue, fein abgestufte Müdigkeitserkennung durchgeführt werden kann.
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Gemäß einer Ausführungsform kann im Schritt des Einlesens über eine Schnittstelle zu einem mobilen Endgerät ferner eine Fahrerinformation, die ein erfasstes Schlafverhalten und, zusätzlich oder alternativ, eine erfasste Aktivität des Fahrers repräsentiert, eingelesen werden. Im Schritt des Ausgebens kann die Müdigkeitsinformation unter Verwendung der Fahrerinformation ausgegeben werden. Unter einem erfassten Schlafverhalten kann beispielsweise ein Wert verstanden werden, der eine durchschnittliche Schlafdauer des Fahrers, etwa pro Tag, Woche oder Monat, repräsentiert. Analog dazu kann unter einer erfassten Aktivität ein Wert verstanden werden, der eine durchschnittliche Dauer, Häufigkeit oder Intensität einer körperlichen, insbesondere sportlichen Betätigung des Fahrers in einem bestimmten Zeitraum repräsentiert. Das Schlafverhalten oder die Aktivität kann beispielsweise mittels einer auf dem mobilen Endgerät installierten App, gegebenenfalls unter Verwendung zumindest eines in das mobile Endgerät integrierten Sensors, manuell durch den Fahrer oder automatisiert erfasst worden sein. Durch diese Ausführungsform kann die Genauigkeit beim Erkennen der Müdigkeit verbessert werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann im Schritt des Einlesens ferner eine Tageszeitinformation, die eine dem Erfassungszeitraum zugeordnete Tageszeit repräsentiert, eingelesen werden. Zusätzlich oder alternativ kann im Schritt des Einlesens eine Wetterinformation eingelesen werden. Hierbei kann im Schritt des Ausgebens die Müdigkeitsinformation unter Verwendung der Tageszeitinformation und, zusätzlich oder alternativ, der Wetterinformation ausgegeben werden. Unter einer Wetterinformation kann beispielsweise eine Information bezüglich einer im Erfassungszeitraum im Bereich des von dem Fahrzeug befahrenen Streckenabschnitts vorherrschenden Wetterlage verstanden werden. Durch diese Ausführungsform wird eine tageszeit- bzw. wetterabhängige Erkennung der Müdigkeit ermöglicht.
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Es ist zudem von Vorteil, wenn im Schritt des Einlesens eine Information als die Bewegungsinformation eingelesen wird, die eine Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung in Längs- und/oder Querrichtung des Fahrzeugs und/oder um eine Hochachse des Fahrzeugs repräsentiert. Dadurch können je nach Ausführungsform Rückschlüsse auf ein ungewöhnliches Verzögerungs- oder Beschleunigungsverhalten des Fahrers oder auf abrupte Lenkbewegungen des Fahrers gezogen werden, die auf eine Müdigkeit des Fahrers hindeuten können. Somit kann eine rechtzeitige Erkennung der Müdigkeit gewährleistet werden.
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Es ist ferner vorteilhaft, wenn im Schritt des Ausgebens ein akustischer und/oder optischer und/oder haptischer Warnhinweis zum Warnen des Fahrers vor der Müdigkeit als die Müdigkeitsinformation ausgegeben wird, wenn der Abweichungswert einen Schwellenwert überschreitet. Unter einem Schwellenwert kann beispielsweise ein einen bestimmten Müdigkeitsgrad repräsentierenden Müdigkeitsschwellenwert verstanden werden, bei dessen Überschreiten davon ausgegangen werden kann, dass der Fahrer müde oder nicht mehr fahrtüchtig ist. Durch diese Ausführungsform kann der Fahrer rechtzeitig vor der Müdigkeit gewarnt werden. Dadurch kann die Verkehrssicherheit erhöht werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann im Schritt des Bestimmens unter Verwendung der Bewegungsinformation und der Streckeninformation eine das Fahrverhalten repräsentierende Isttrajektorie des Fahrzeugs bestimmt werden. Entsprechend kann im Schritt des Vergleichens die Isttrajektorie mit einer das Referenzfahrverhalten repräsentierenden Solltrajektorie verglichen werden, um den Abweichungswert zu ermitteln. Dadurch kann die Abweichung zwischen dem Fahrverhalten und dem Referenzfahrverhalten zuverlässig und präzise bestimmt werden.
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Des Weiteren können im Schritt des Einlesens eine weitere Bewegungsinformation und eine weitere Streckeninformation eingelesen werden.
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Hierbei kann die weitere Bewegungsinformation eine in einem dem Erfassungszeitraum vorangehenden weiteren Erfassungszeitraum erfasste Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung des Fahrzeugs und die weitere Streckeninformation einen in dem weiteren Erfassungszeitraum von dem Fahrzeug befahrenen weiteren Streckenabschnitt repräsentieren. Im Schritt des Bestimmens kann unter Verwendung der weiteren Bewegungsinformation und der weiteren Streckeninformation ein dem weiteren Streckenabschnitt zugeordnetes Fahrverhalten des Fahrers als das Referenzfahrverhalten bestimmt werden. Durch diese Ausführungsform wird eine fahrzeug- und streckenabhängige Bestimmung des Referenzfahrverhaltens ermöglicht.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Verfahren einen Schritt des Überprüfens umfassen, in dem unter Verwendung der Streckeninformation und der weiteren Streckeninformation überprüft werden kann, ob der Streckenabschnitt und der weitere Streckenabschnitt im Wesentlichen miteinander übereinstimmen. Hierbei kann im Schritt des Ausgebens die Müdigkeitsinformation abhängig von einem Ergebnis des Überprüfens ausgegeben werden. Durch diese Ausführungsform kann die Genauigkeit bei der Bestimmung des Referenzfahrverhaltens erhöht werden.
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Dieses Verfahren kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware, beispielsweise in einem Steuergerät, implementiert sein.
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Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner ein Steuergerät, das ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form eines Steuergeräts kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
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Hierzu kann das Steuergerät zumindest eine Recheneinheit zum Verarbeiten von Signalen oder Daten, zumindest eine Speichereinheit zum Speichern von Signalen oder Daten, zumindest eine Schnittstelle zu einem Sensor oder einem Aktor zum Einlesen von Sensorsignalen von dem Sensor oder zum Ausgeben von Steuersignalen an den Aktor und/oder zumindest eine Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen oder Ausgeben von Daten aufweisen, die in ein Kommunikationsprotokoll eingebettet sind. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein Mikrocontroller oder dergleichen sein, wobei die Speichereinheit ein Flash-Speicher, ein EPROM oder eine magnetische Speichereinheit sein kann. Die Kommunikationsschnittstelle kann ausgebildet sein, um Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden einzulesen oder auszugeben, wobei eine Kommunikationsschnittstelle, die leitungsgebundene Daten einlesen oder ausgeben kann, diese Daten beispielsweise elektrisch oder optisch aus einer entsprechenden Datenübertragungsleitung einlesen oder in eine entsprechende Datenübertragungsleitung ausgeben kann.
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Unter einem Steuergerät kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Das Steuergerät kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen des Steuergeräts beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt durch das Steuergerät eine Steuerung eines Fahrerassistenzsystems des Fahrzeugs. Hierzu kann das Steuergerät beispielsweise auf Sensorsignale wie Umfeldsensor-, Beschleunigungssensor- oder Lenkwinkelsensorsignale zugreifen. Die Ansteuerung erfolgt über Aktoren wie beispielsweise Lenk- oder Bremsaktoren oder eine Motorsteuerung zum Steuern eines Motors des Fahrzeugs, insbesondere beispielsweise im Kontext hoch automatisierten oder autonomen Fahrens.
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Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
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1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem Steuergerät gemäß einem Ausführungsbeispiel;
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2 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs aus 1;
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3 eine schematische Darstellung eines Steuergeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
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4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 100 mit einem Steuergerät 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Fahrzeug 100 fährt auf einem Streckenabschnitt 104. Ein Sensor 106 des Fahrzeugs 100 ist ausgebildet, um eine Beschleunigung des Fahrzeugs 100 beim Fahren auf dem Streckenabschnitt 104 zu erfassen und eine die Beschleunigung repräsentierende Bewegungsinformation 108 an das Steuergerät 102 zu senden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Sensor 106 ausgebildet, um zusätzlich oder alternativ zur Beschleunigung eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 beim Fahren auf dem Streckenabschnitt 104 zu erfassen, wobei die Bewegungsinformation 108 in entsprechender Weise auch die Geschwindigkeit repräsentiert. Gemäß dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Steuergerät 102 eine Schnittstelle 110 auf, über die das Steuergerät 102 eine Streckeninformation 112, hier ein von einem Ortungssatelliten 114 bereitgestelltes Ortungssignal, einliest. Die Streckeninformation 112 repräsentiert hierbei beispielsweise einen Verlauf des vom Fahrzeug 100 befahrenen Streckenabschnitts 104 auf einer geografischen Karte. Das Steuergerät 102 ist ausgebildet, um unter Verwendung der Bewegungsinformation 108 und der Streckeninformation 112 ein Fahrverhalten eines Fahrers des Fahrzeugs 100 zu bestimmen. Beispielsweise leitet das Steuergerät 102 das Fahrverhalten aus einer Änderung der durch die Bewegungsinformation 108 repräsentierten Beschleunigung oder Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 während des Befahrens des Streckenabschnitts 104 ab. Ferner vergleicht das Steuergerät 102 das Fahrverhalten mit einem vorangehend ermittelten Referenzfahrverhalten, das beispielsweise ein Fahrverhalten eines ausgeschlafenen und somit entsprechend fahrtüchtigen Fahrers repräsentiert. In Abhängigkeit von einer beim Vergleich des Fahrverhaltens mit dem Referenzfahrverhalten ermittelten Abweichung gibt das Steuergerät 102 schließlich eine Müdigkeitsinformation 116 bezüglich einer Müdigkeit des Fahrers aus. Beispielhaft gibt das Steuergerät 102 gemäß 1 einen akustischen Warnhinweis als die Müdigkeitsinformation 116 an einen Lautsprecher 118 im Fahrzeug 100 aus, durch den der Fahrer vor seiner Müdigkeit gewarnt werden kann. Der Warnhinweis wird beispielsweise dann vom Steuergerät 102 an den Lautsprecher 118 ausgegeben, wenn beim Vergleichen des Fahrverhaltens mit dem Referenzfahrverhalten die Abweichung einen vorbestimmten Müdigkeitsschwellenwert überschreitet.
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Alternativ oder zusätzlich ist das Steuergerät 102 ausgebildet, um einen optischen oder haptischen Warnhinweis als die Müdigkeitsinformation 116 zu erzeugen und an ein entsprechendes Wiedergabegerät im Fahrzeug 100 auszugeben.
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Gemäß einem optionalen Ausführungsbeispiel ist das Steuergerät 102 ausgebildet, um über die Schnittstelle 110 eine von einem mobilen Endgerät 120 bereitgestellte Fahrerinformation 122 einzulesen. Die Fahrerinformation 122 umfasst beispielsweise Fitnessdaten bezüglich einer durchschnittlichen Schlafdauer des Fahrers oder einer durchschnittlichen Dauer, Häufigkeit oder Intensität einer sportlichen Betätigung des Fahrers, wie sie etwa von einer Fitnessapp eines Smartphones erzeugt werden können. Das Steuergerät 102 verwendet die Fahrerinformation 122 zusätzlich zur Bewegungsinformation 108 und zur Streckeninformation 112, um die Müdigkeitsinformation 116 zu erzeugen.
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Gemäß dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel bestimmt das Steuergerät 102 unter Verwendung der Bewegungsinformation 108 und der Streckeninformation 112 eine Isttrajektorie 124 des Fahrzeugs 100, die in 1 schematisch mit einem schlangenlinienförmigen Pfeil in Fahrtrichtung des Fahrzeugs 100 dargestellt ist und beispielsweise durch abrupte Lenkbewegungen oder ungewöhnliche Beschleunigungs- oder Geschwindigkeitswerte des Fahrzeugs 100, wie sie beispielsweise auftreten, wenn der Fahrer müde ist, zustande kommt. Gleichzeitig ist im Steuergerät 102 eine das Referenzfahrverhalten repräsentierende Solltrajektorie 126 hinterlegt, in 1 mit einem gestrichelten geraden Pfeil gekennzeichnet, mit der die Isttrajektorie 124 verglichen werden kann, um anhand einer Abweichung zwischen der Isttrajektorie 124 und der Solltrajektorie 124 die Abweichung zwischen dem Fahrverhalten und dem Referenzfahrverhalten zu ermitteln.
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Je nach Ausführungsbeispiel kann der Sensor 106 als Komponente des Steuergeräts 102, etwa eines Airbagsteuergeräts, realisiert sein.
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Die von dem Sensor 106 bereitgestellten Sensorsignale können beispielsweise gefiltert und mit speziellen Methoden in Algorithmen Offset-korrigiert sein. Dadurch können die Genauigkeit und die Auflösung des Sensors 106 verbessert werden. Auf diese Weise kann beispielsweise bei der Erfassung einer Drehrate des Fahrzeugs 100 eine Auflösung von etwa 0,05 Grad/s erreicht werden. Eine derart hohe Sensorgenauigkeit ist insbesondere im Kontext autonomer oder teilautonomer Fahrzeuge von Vorteil.
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Bei dem Steuergerät 102 handelt es sich um eine Vorrichtung zur Müdigkeitserkennung mithilfe hochgenauer Sensorsignale, die beispielsweise von einem in ein Airbagsteuergerät integrierten Sensor bereitgestellt werden.
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Zusätzlich oder alternativ erfolgt die Müdigkeitserkennung, wie weiter oben erwähnt, unter Verwendung von Fitnessdaten aus einem Smartphone.
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Die hochgenauen Sensorsignale werden beispielsweise innerhalb eines Airbagsteuergeräts mithilfe von Algorithmen berechnet und etwa über einen CAN-Bus für autonomes oder teilautonomes Fahren weitergeleitet. Auf diese hochgenauen Sensorsignale aus dem Airbagsteuergerät kann beispielsweise zurückgegriffen werden, um eine Müdigkeitserkennung mittels des Steuergeräts 102 im Fahrzeug zu realisieren. Insbesondere wird hierbei auf folgende Sensorsignale zurückgegriffen:
- – Werte, die eine Beschleunigung des Fahrzeugs in x-Richtung repräsentieren, um Verzögerungen oder Beschleunigungen detektieren zu können;
- – Werte, die eine Beschleunigung des Fahrzeugs in y-Richtung repräsentieren, um Querbeschleunigungen detektieren zu können;
- – Werte, die eine Drehrate um eine z-Achse oder Hochachse des Fahrzeugs, auch Gierrate genannt, repräsentieren, um Fahrzeugdrehungen um die z-Achse detektieren zu können.
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Aus der x-Beschleunigung lassen sich Rückschlüsse bezüglich eines ungewöhnlichen Verzögerungs- oder Beschleunigungsverhaltens vonseiten des Fahrers ableiten. Aus der y-Beschleunigung oder der Drehrate um die z-Achse lassen sich abrupte Lenkbewegungen des Fahrers ableiten.
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Beispielsweise werden die Beschleunigungen oder Drehraten während einer Fahrt für einen bestimmten Erfassungszeitraum erfasst. Daraus wird das normale Fahrverhalten des Fahrers für einen bestimmten Streckenabschnitt als Referenzfahrverhalten bestimmt. Anschließend werden die im Erfassungszeitraum erfassten momentanen Beschleunigungen für einen bestimmten Zeitraum mit hinterlegten Beschleunigungen verglichen. Die hierbei ermittelten Abweichungen der Beschleunigungen oder Drehraten ermöglichen Rückschlüsse auf eine Änderung des Fahrverhaltens des Fahrers in dem betreffenden Zeitraum. Eine solche Änderung tritt beispielsweise bei erhöhter Müdigkeit des Fahrers auf. Sobald die Abweichungen des Fahrverhaltens über zumindest einem Müdigkeitsschwellenwert liegen, wird der Fahrer mittels des vom Steuergerät 102 ausgegebenen Warnhinweises benachrichtigt und beispielsweise aufgefordert, eine Pause zu machen und sich zu erholen.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird eine geografische Position des Fahrzeugs 100 auf einer Karte mithilfe zumindest eines Satellitenortungsverfahrens, etwa GPS, Glonass, Beidou oder Galileo, ermittelt. Die Beschleunigungs- oder Drehraten werden anschließend für einen bestimmten Streckenabschnitt im Fahrzeug hinterlegt. Fährt der Fahrer einen bereits hinterlegten Streckenabschnitt nochmals, so werden die momentanen Beschleunigungs- oder Drehraten mit den bereits für diesen Streckenabschnitt hinterlegten Daten im Rahmen der Müdigkeitserkennung verglichen. Sobald die Abweichung des Fahrverhaltens über dem Müdigkeitsschwellenwert liegt, wird der Fahrer beispielsweise mittels eines entsprechenden Warnhinweises benachrichtigt und aufgefordert, eine Pause zu machen und sich zu erholen.
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Denkbar ist auch, dass, etwa unter Zuhilfenahme von Ortungsdaten in Verbindung mit einer Karte, im Hintergrund die Berechnung der Solltrajektorie 126 durch das Steuergerät 102 durchgeführt wird. Die Solltrajektorie 126 wird mit der Isttrajektorie 124, die etwa aus den Positionsdaten des Fahrzeugs 100 und den Beschleunigungs- oder Drehraten hochgenau ermittelt wurde, verglichen. Sofern die Abweichungen zwischen den beiden Trajektorien bestimmte Müdigkeitsschwellenwerte für eine bestimmte Zeitdauer überschreiten, wird eine akustische oder visuelle Meldung als Warnhinweis an den Fahrer ausgegeben.
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Optional wird die Müdigkeitserkennung durch ein Airbagsteuergerät durchgeführt. Hierbei wird die Müdigkeitsinformation 116 beim Überschreiten des Müdigkeitsschwellenwertes beispielsweise über CAN, FlexRay oder Ethernet an weitere Fahrzeugkomponenten wie etwa den Lautsprecher 118 oder ein Display weitergeleitet.
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Denkbar ist auch die Einspeisung von Wetterdaten über die Schnittstelle 110, bei der es sich insbesondere um eine Funkschnittstelle handeln kann. Diese Wetterdaten können bei der Müdigkeitserkennung berücksichtigt werden.
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Ebenso kann eine Tageszeit eingespeist werden, die ebenfalls bei der Müdigkeitserkennung berücksichtigt werden kann.
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Optional wird die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 ermittelt und zur Festlegung des Müdigkeitsschwellenwerts verwendet.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ermittelt das Steuergerät 102 anhand der Positionsdaten des Fahrzeugs 100, ob ein bestimmter Streckenabschnitt vom Fahrzeug 100 bereits befahren wurde. Handelt es sich dabei beispielsweise um eine dem Fahrer fremde Strecke, so kann die Müdigkeitserkennung entsprechend angepasst werden, da Fahrer auf fremden Strecken zu ungewöhnlichen Beschleunigungs-, Brems- oder Lenkeingriffen neigen können.
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Optional können das Schlafverhalten und die Aktivitäten des Fahrers im Verlauf eines Tages bei der Müdigkeitserkennung berücksichtigt werden. Das Schlafverhalten und die Aktivitäten lassen etwa mithilfe sogenannter Fitnesstracker im Zusammenspiel mit einem Smartphone ermitteln. Das im Smartphone berechnete Schlafverhalten oder die im Smartphone berechneten Aktivitäten werden beispielsweise vom Smartphone an das Fahrzeug gesendet, sobald der Fahrer in das Fahrzeug einsteigt. Diese Daten können beispielsweise das Schlafverhalten oder die Aktivitäten über mehrere Tage, Wochen, Monate oder Jahre beinhalten. Alternativ werden nur diejenigen Daten bezüglich des Schlafverhaltens oder der Aktivitäten übertragen, die in der Vergangenheit noch nicht an das Fahrzeug übertragen wurden. Hat der Fahrer beispielsweise über mehrere Tage hinweg gut, schlecht oder wenig geschlafen, so wird dies bei der Müdigkeitserkennung berücksichtigt, indem beispielsweise der Müdigkeitsschwellenwert entsprechend angepasst wird. Ebenso kann bei der Müdigkeitserkennung unter Verwendung der Fahrerinformation 122, d. h. der Fitnessdaten, berücksichtigt werden, wenn der Fahrer vor dem Einsteigen ins Fahrzeug mehrere Stunden Sport betrieben hat. Auch in diesem Zusammenhang kann eine entsprechende Anpassung des Müdigkeitsschwellenwertes vorgenommen werden.
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Der Vorteil eines derartigen Steuergeräts zu Müdigkeitserkennung besteht insbesondere in der Möglichkeit des Steuergeräts, bereits vorhandene hochgenaue Beschleunigungs- oder Drehraten in einem Fahrzeug zur Müdigkeitserkennung zu verwenden. Die Müdigkeitserkennung kann auf diese Weise sehr genau erfolgen. Ein weiterer Vorteil liegt in der optionalen Berücksichtigung des Schlafverhaltens des Fahrers bei der Müdigkeitserkennung. Dadurch kann die Genauigkeit der Müdigkeitserkennung deutlich erhöht werden.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 100 aus 1. Wie in 2 zu erkennen, kann der Sensor 106 ausgebildet sein, um die Beschleunigung bzw. die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 in Längsrichtung des Fahrzeugs 100, hier mit dem Buchstaben x gekennzeichnet, in Querrichtung des Fahrzeugs 100, hier mit dem Buchstaben y gekennzeichnet, oder um eine Hochachse des Fahrzeugs 100, hier mit dem Buchstaben z gekennzeichnet, zu erfassen und entsprechende Beschleunigungs- bzw. Geschwindigkeitswerte als die Bewegungsinformation 108 an das Steuergerät 102 zu senden.
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3 zeigt eine schematische Darstellung eines Steuergeräts 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Bei dem Steuergerät 102 handelt es sich beispielsweise um ein Steuergerät, wie es vorangehend anhand der 1 und 2 beschrieben ist. Das Steuergerät 102 umfasst eine Einleseeinheit 310 zum Einlesen der Bewegungsinformation 108 und der Streckeninformation 112. Die Einleseeinheit 310 ist ausgebildet, um die beiden Informationen 108, 112 an eine Bestimmungseinheit 320 weiterzuleiten, die ausgebildet ist, um unter Verwendung der beiden Informationen 108, 112 das Fahrverhalten des Fahrers zu bestimmen und ein das Fahrverhalten repräsentierendes Eingangssignal 325 für eine Vergleichseinheit 330 zu erzeugen. Die Vergleichseinheit 330 ist ausgebildet, um unter Verwendung des Eingangssignals 325 die Abweichung zwischen dem Fahrverhalten und dem Referenzfahrverhalten zu ermitteln und einen die Abweichung repräsentierenden Abweichungswert 335 an eine Ausgabeeinheit 330 zum Ausgeben der Müdigkeitsinformation 116 unter Verwendung des Abweichungswertes 335 auszugeben.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Steuergerät 102 als Airbagsteuergerät oder als Komponente eines Airbagsteuergeräts realisiert.
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4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 400 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Verfahren 400 kann beispielsweise im Zusammenhang mit einem vorangehend anhand der 1 bis 3 beschriebenen Steuergerät durchgeführt oder angesteuert werden. Hierbei werden in einem Schritt 410 die Streckeninformation und die Bewegungsinformation eingelesen. In einem weiteren Schritt 420 werden die Streckeninformation und die Bewegungsinformation verwendet, um das dem vom Fahrzeug befahrenen Streckenabschnitt zugeordnete Fahrverhalten des Fahrers zu bestimmen. In einem Schritt 430 wird das Fahrverhalten mit dem Referenzfahrverhalten verglichen, um den Abweichungswert zu ermitteln. Schließlich wird in einem Schritt 440 in Abhängigkeit von dem Abweichungswert die Müdigkeitsinformation ausgegeben.
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Je nach Ausführungsbeispiel wird im Schritt 410 zusätzlich zur Bewegungs- und Streckeninformation eine Tageszeitinformation bezüglich einer Tageszeit beim Erfassen der Bewegungs- und Streckeninformation oder auch eine Wetterinformation bezüglich einer Wetterlage beim Erfassen der Bewegungs- und Streckeninformation eingelesen. Entsprechend wird im Schritt 440 die Müdigkeitsinformation ferner unter Verwendung der Tageszeit- oder Wetterinformation ausgegeben.
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Zur Bestimmung des Referenzfahrverhaltens werden im Schritt 410 gemäß einem optionalen Ausführungsbeispiel eine weitere Bewegungsinformation und eine weitere Streckeninformation eingelesen. Hierbei repräsentiert die weitere Bewegungsinformation eine Geschwindigkeit oder Beschleunigung des Fahrzeugs, die zu einem früheren Zeitpunkt als die durch die Bewegungsinformation repräsentierte Geschwindigkeit oder Beschleunigung erfasst wurde, beispielsweise beim erstmaligen Befahren des Streckenabschnitts durch das Fahrzeug. Der weitere Streckenabschnitt kann hierbei im Wesentlichen dem Streckenabschnitt entsprechen oder einen davon abweichenden, von dem Fahrzeug befahrenen Streckenabschnitt repräsentieren. Analog zur Bestimmung des dem Streckenabschnitt zugeordneten Fahrverhaltens wird im Schritt 420 unter Verwendung der weiteren Bewegungsinformation und der weiteren Streckeninformation schließlich ein dem weiteren Streckenabschnitt zugeordnetes Fahrverhalten des Fahrers als das Referenzfahrverhalten bestimmt.
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Hierbei kann in einem optionalen Schritt unter Verwendung der Streckeninformation und der weiteren Streckeninformation überprüft werden, inwieweit der Streckenabschnitt und der weitere Streckenabschnitt miteinander übereinstimmen. Entsprechend kann im Schritt 440 die Müdigkeitsinformation in Abhängigkeit von einer beim Überprüfen ermittelten Übereinstimmung zwischen den beiden Streckenabschnitten ausgegeben werden.
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Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
