DE102008056593A1

DE102008056593A1 - Warnstrategie

Info

Publication number: DE102008056593A1
Application number: DE102008056593A
Authority: DE
Inventors: Werner Dr. Ing. Bernzen; Jörg Dr. Breuer; Elisabeth Dipl.-Ing. Hentschel; Wiebke Dipl.-Ing. Müller; Michael Dr. Wagner
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-11-10
Filing date: 2008-11-10
Publication date: 2010-05-12
Anticipated expiration: 2028-11-11
Also published as: DE102008056593B4

Abstract

Die Erfindung bezieht sich zunächst ganz allgemein auf jedes 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. Gemäß der Erfindung wird in einer zusätzlichen Abfrage sichergestellt, dass der Warnhinweis nur dann ausgegeben wird, wenn gleichzeitig mit der Schwellenüberschreitung ein kritisches, auf Müdigkeit hinweisendes Ereignis vorliegt. Damit wird sichergestellt, dass eine Warnung nur dann erfolgt, wenn gerade ein auf Müdigkeit zurückzuführendes Ereignis, insbesondere Lenkereignis stattgefunden hat und nicht ein zeitliches Absinken der Auslöseschwelle die Ursache für eine Schwellüberschreitung ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Warnung eines Fahrers vor Müdigkeit gemäß dem Oberbegriff des Anspruch 1.
Viele Autofahrer sind zu lange ohne Pause unterwegs. Gerade und monotone Streckenführung erhöht das Einschlafrisiko zusätzlich. Schlafstörungen führen zu übermäßiger Tagesschläfrigkeit, laut Studien sind mindestens 20 Prozent der Bevölkerung davon betroffen. Der gefährliche Sekundenschlaf ist eine spontane Reaktion des Organismus auf Schlafmangel.
Ziel eines Verfahrens zur Müdigkeitserkennung ist es, rechtzeitig die Ermüdung eines Fahrzeugführers festzustellen und ihn vor dem gefährlichen Sekundenschlaf zu warnen. Eine zuverlässige Müdigkeitserkennung erfordert die Beobachtung verschiedener Indikatoren aus dem Fahrzeugumfeld, dem Fahrzeug, dem Fahrerverhalten sowie die Berücksichtigung der Tageszeit oder Fahrzeit. Das beschriebene Verfahren setzt hochempfindliche Sensoren voraus, die das Fahrverhalten des Fahrzeugführers, die jeweilige Fahrsituation sowie eine Vielzahl andere Parameter erfassen. Das Verfahren nutzt zahlreiche im Fahrzeug schon vorhandene Sensoren und Steuergeräte und ist in das elektronische Sensor- und Daten-Netzwerk integriert.
Als besonders aussagekräftig hat sich die Beobachtung des Lenkverhaltens erwiesen. Ein hochempfindlicher Lenkradwinkelsensor ermöglicht eine sehr genaue Beobachtung der Lenkbewegungen und der Lenkgeschwindigkeiten. Es zeigt sich, dass übermüdete Autofahrer kleinere Lenkfehler machen, die oft sehr schnell und in charakteristischer Weise korrigiert werden. Das Lenkverhalten übermüdeter Autofahrer ist durch häufige Passivphasen mit anschließenden sehr charakteristischen Korrekturphasen gekennzeichnet. Hat das Verfahren durch Vergleich dieser und anderer Daten typische Indikato ren für Übermüdung festgestellt, wird der Autofahrer durch ein akustisches Signal und eine Displayanzeige: „Attention Assist. Pause!” gewarnt.
In der DE10355221 A1 wird ein Verfahren zur Erkennung einer sich abzeichnenden Unaufmerksamkeit des Fahrers eines Fahrzeugs beschrieben. Neben der Lenkruhephase wird eine sich unmittelbar an die Lenkruhephase anschließende Lenkaktion beobachtet. Es werden eine festgestellte Ausprägung der Lenkruhephase und eine Ausprägung der Lenkaktion miteinander verknüpft und das Ergebnis dieser Verknüpfung dann als Maß für die Schwere der Unaufmerksamkeit des Fahrers herangezogen. Eine Aussage über die Unaufmerksamkeit des Fahrers kann zuverlässiger getroffen werden, indem jedes aus einer Verknüpfung resultierende Ergebnis mit einem zugeordneten Gewichtungsfaktor gewichtet wird, um dann durch mathematische Mittelwertbildung letzten Endes ein gemitteltes Verknüpfungsergebnis zu gewinnen.
Ein ähnliches Verfahren liegt der 102005026479 A1 zugrunde. Zusätzlich hängt das Maß für die Schwere der Unaufmerksamkeit des Fahrers von mindestens einem fahrerindividuellen Parameter ab, der während der Durchführung des Verfahrens bestimmt wird. Der fahrerindividuelle Parameter kann im Sinne einer Auslöseschwelle ein Maß der Unaufmerksamkeit sein, bei dessen Erreichen die Information an den Fahrer des Fahrzeuges ausgegeben wird. Die Bestimmung der Unaufmerksamkeit erfolgt unter Verwendung eines Startwertes für den fahrerindividuellen Parameter, bei dessen Überschreiten schon in der Anlaufphase das System ansprechen kann. Bei Fahrtbeginn liegt die Auslöseschwelle auf einem relativ hohen Startwert. Mit zunehmender Fahrdauer sinkt die Auslöseschwelle auf ein niedrigeres Niveau langsam ab. Dies entspricht der Phase der Gewöhnung an das Fahrzeug und den Fahrvorgang durch den Fahrer. Nach einer Fahrunterbrechung wird die Auslöseschwelle wieder auf ihren hohen Wert vom Anfang zurückgesetzt.
In der DE 102005026456 A1 ist ebenfalls ein Verfahren beschrieben, bei dem die Müdigkeit in Abhängigkeit von einer Verknüpfung einer Lenkruhephase und einer anschließenden Lenkaktion bestimmt wird. Jedem der Verknüpfungsergebnisse wird ein Gewichtsfaktor zugeordnet. Durch Mittelwertbildung der gewonnenen Verknüpfungsergebnisse wird unter Berücksichtigung von deren zugeordneten Gewichtungsfaktoren ein gewichtetes Verknüpfungsergebnis als Maß für die Schwere der Unaufmerksamkeit oder Müdigkeit des Fahrers berechnet. Die Gewichtsfaktoren werden in Abhängigkeit einer Klassifikation einer Lenksituation (Lenkmuster) bestimmt, wobei zwischen müdigkeitsbedingten Lenksituationen und ablenkungsbedingte oder umweltbedingte Lenksituationen unterschieden und entsprechend klassifiziert wird. Der Gewichtungsfaktor ist bei ablenkungsbedingten und/oder umweltbedingten Lenksituationen geringer als bei müdigkeitsbedingten Lenksituationen.
In der DE 102005026457 A1 ist ein ähnliches Verfahren beschrieben, welches auf der Erkennung einer Lenkruhephase und eine daran anschließende Lenkaktion beruht. Eine Lenkruhephase wird erkannt, wenn der Betrag des Lenkradwinkels und/oder seiner zeitlichen Änderung, während der Dauer eines vorgegebenen Zeitschwellwertes einen ersten Schwellwert nicht überschreitet. Eine Lenkaktion wird erkannt, wenn der Betrag des Lenkradwinkels und/oder seiner zeitlichen Änderung einen zweiten Schwellwert überschreitet. Der zweite Schwellwert ist größer als der erste Schwellwert und beide Schwellwerte sind fahrerspezifisch veränderbar. In einem gesonderten Verfahrensschritt werden nur solche Lenkmuster betrachtet, für die festgestellt wird, dass sich die Lenkaktion an die Lenkruhephase unmittelbar anschließt.
Aufgabe der Erfindung ist es, auf die Warnung des Fahrers vor Unaufmerksamkeit oder Müdigkeit zu verbessern. Insbesondere soll eine Warnung plausibel erscheinen und eine falsche oder unnötige Warnung vermieden werden.
Die Erfindung bezieht sich zunächst ganz allgemein auf jedes 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. Dies können jede Art von Verfahren sein, die den Fahrer beobachten, z. B. auch Verfahren, welche den Lidschlag oder die Augenpupille des Fahrers beobachten, dessen Körperhaltung oder biometrische Messwerte, um nur einige Verfahren aufzuführen. Gemäß der Erfindung wird in einer zusätzlichen Abfrage sichergestellt, dass der Warnhinweis nur dann ausgegeben wird, wenn gleichzeitig mit der Schwellenüberschreitung ein kritisches, auf Müdigkeit hinweisendes Ereignis vorliegt. Damit wird sichergestellt, dass eine Warnung nur dann erfolgt, wenn gerade ein auf Müdigkeit zurückzuführendes Ereignis, insbesondere Lenkereignis stattgefunden hat und nicht ein zeitliches Absinken der Auslöseschwelle die Ursache für eine Schwellüberschreitung die Ursache ist.
Im Folgenden wird ein bevorzugtes Verfahren zur Müdigkeitserkennung beschrieben:
Das Verfahren zur Erkennung einer Unaufmerksamkeit stellt ab Fahrtbeginn auf Basis verschiedener Faktoren ein individuelles Fahrerprofil mit typischen Verhaltensmustern ein. Die Individualisierung und Ereigniserkennung erfolgt durch Adaptive Berechnung des unteren und oberen Quartils (Q1 und Q3) der gemessenen Lenkgeschwindigkeiten: Die Quartile werden so bestimmt, dass 25% aller Lenkbewegungen langsamer als Q1 und 25% aller Lenkbewegungen schneller als Q3 sind. Eine Ruhephase wird erkannt, wenn eine Lenkbewegung für mindestens 2 s langsamer als Q1 ist. Eine Lenkkorrektur wird erkannt, wenn die Lenkbewegung über 1° und schneller als Q3 ist. Ein (kritisches) Lenkereignis wird erkannt, wenn die Korrektur folgt unmittelbar auf die Ruhephase folgt.
Mit einem kontinuierlicher Vergleich des Fahrerprofils mit aktuellen Sensordaten erkennt das System, wenn die Aufmerksamkeit des Fahrers nachlässt. Die permanente Beobachtung ist wichtig, um den gleitenden Übergang vom Wachzustand zur Ermüdung zu erkennen und den Autofahrer frühzeitig warnen zu können. Neben der Geschwindigkeit, der Längs- und Querbeschleunigung erfasst das Verfahren zum Beispiel auch Blinker- und Pedalbetätigungen sowie bestimmte Bedienhandlungen und äußere Einflüsse wie Seitenwind oder Fahrbahnunebenheiten.
Typische Parameter für die Müdigkeitserkennung sind:

a) Klassifizierung des individuellen Fahrstils, zum Beispiel durch Beobachtung von Geschwindigkeit, Längs- und Querbeschleunigung und Vergleich mit vorgegebenen Grenzen für sportliche, komfortable oder ruhige Fahrweise. Verfahren zur Erkennung der Fahrweise sind als solche hinlänglich bekannt. Eingang findet diese Klassifizierung in das Verfahren zur Müdigkeitserkennung insbesondere durch Ausblenden von Lenkereignissen oder Unterdrückung von Warnungen bei sportlicher Fahrweise oder direkt danach. Nach Beendigung der sportlichen Fahrweise wird die Ausblendung von kritischen Lenkereignissen noch für einen Zeitraum von ungefähr 100 s fortgesetzt.
b) Beobachtung des Bedienverhaltens: Bei Bedienung eines Navigationssystem oder Komfortsystem, z. B. das COMMAND-System in Fahrzeugen von Mercedes-Benz, werden kritische Lenkereignisse für eine Zeit von mehreren Sekunden ausgeblendet. Ebenso, wenn eine Bedienhandlung an der Kupplung oder anderer Schalter oder Taster festgestellt wird.
c) Erkennung der Fahrtbedingungen wie Uhrzeit und Fahrtdauer. Die meisten Müdigkeitsunfälle ereignen sich morgens zwischen 2:00 und 6:00 Uhr und nachmittags zwischen 14:00 und 17:00 Uhr.
d) Erkennung des Straßenzustands und Umwelteinflüssen, zum Beispiel durch Vergleich der Ist- und Sollwerte der Quer- oder Längsbeschleunigungen. Bei erkanntem Schlagloch werden kritische Lenkereignisse für die Dauer von 0,5 s ausgeblendet, bei erkannten Fahrbahnverwerfungen oder Seitenwind für 3 s.
e) Erkennung von Spurwechseln anhand der Bediensignale, Lenkbewegungen und der Querbeschleunigung. Wird durch Betätigung des Blinkschalters ein beabsichtigter Spurwechsel erkannt, werden für mehrere Sekunden kritische Lenkereignisse ausgeblendet. Auch bei Kurvenfahrten oder einem Lenkradwinkel mit Betrag > 40° werden kritische Lenkereignisse ausgeblendet.
f) Erkennung der Fahrsituation, zum Beispiel anhand von Längs- und Querbeschleunigung oder Fahrgeschwindigkeit. Bei erkannter langsamer Fahrt, also v < 80 km/h oder sehr schneller Fahrt v > 180 km/h werden kritische Lenkereignisse ausgeblendet.
g) Beobachtung des Lenkverhaltens: Durch Beobachtung des Lenkradwinkelsignals können charakteristische Lenkereignisse identifiziert werden als Lenkruhephasen, denen unmittelbar eine Lenkkorrektur folgt. Solche Verfahren sind in dem eingangs zitierten Stand der Technik offenbart und werden durch Verweis an dieser Stelle inhaltlich aufgenommen.

Das Ausblenden von Lenkereignissen erfolgt nicht nur während der Dauer der aufgeführten Einflüsse und einen gewisse Zeit danach sondern auch für wenige Sekunden, z. B. 2 Sekunden rückwärtig. Durch das Ausblenden sollen Lenkereignisse, die anders verursacht sind als durch Müdigkeit, aus der Messreihe und der Ereignissumme eliminiert werden.
Zur Verstärkung von Lenkereignissen können Ereignisgewichte erhöht werden, z. B. durch die Geschwindigkeit der Lenkbewegung, die Fahrzeug-Geschwindigkeit oder die Dauer monotonen Fahrens, wobei die Verstärkung jeweils auf das Fahrerprofil individualisiert werden kann. Sehr schnelle Lenkbewegungen gehen dann mit einem höheren Gewicht ein. Bei Fahren mit hoher Geschwindigkeit werden Lenkereignisse stärker gewichtet. Langes monotones Fahren erhöht das Gewicht von Lenkereignissen.
Eine Aussage über die Unaufmerksamkeit des Fahrers kann zuverlässig getroffen werden, indem jedes aus einer Verknüpfung resultierende Ergebnis oder Lenkereignis mit ei nem zugeordneten Gewichtungsfaktor gewichtet wird, um dann durch mathematische Mittelwertbildung letzten Endes ein gemitteltes Verknüpfungsergebnis (Ereignissumme) zu gewinnen. Die Ereignissumme ist ein Maß für die Schwere der Unaufmerksamkeit des Fahrers wird mit einer Auslöseschwelle verglichen und bei Überschreiten der Auslöseschwelle und Erfüllung weiterer Bedingungen eine Warnung an den Fahrer ausgegeben.
Die Ausgabe der Warnung erfolgt nach einer Warnstrategie, welche so gewählt ist, dass sie vom Fahrer als plausibel empfunden wird. Ein Warnhinweis erfolgt dann, wenn die Ereignissumme als Maß für die Schwere der Unaufmerksamkeit des Fahrers die Auslöseschwelle überschreitet und gleichzeitig ein signifikantes, kritisches Lenkereignis detektiert wird, was in einer zusätzlichen Abfrage geprüft wird. Damit wird sichergestellt, dass eine Warnung nur dann erfolgt, wenn gerade ein auf Müdigkeit zurückzuführendes Ereignis, insbesondere Lenkereignis stattgefunden hat und nicht ein zeitliches Absinken der Auslöseschwelle die Ursache für eine Schwellüberschreitung die Ursache ist.
Als weitere Bedingung kann vorgesehen sein, dass innerhalb der letzten 5 Minuten keine ausgeprägt sportliche Fahrweise erkannt wurde. Als weitere Bedingung kann vorgesehen sein, dass innerhalb der letzten 5 Minuten keine Quittierung eines Warnhinweises erfolgte. Als weitere Bedingung kann vorgesehen sein, dass innerhalb der letzten 15 Minuten kein Warnhinweis erfolgte. Wird ein Warnhinweis nicht vom Fahrer quittiert, so wird dieser nach 15 Minuten automatisch zurückgenommen und danach gegebenenfalls wiederholt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10355221 A1 [0005]
- DE 102005026456 A1 [0007]
- DE 102005026457 A1 [0008]

Claims

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, dadurch gekennzeichnet, dass in einer zusätzlichen Abfrage sichergestellt wird, dass der Warnhinweis nur dann ausgegeben wird, wenn gleichzeitig mit der Schwellenüberschreitung ein kritisches, auf Müdigkeit hinweisendes Ereignis vorliegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als weitere Bedingung innerhalb eines zurück liegenden Zeitraumes von wenigen Minuten keine ausgeprägt sportliche Fahrweise erkannt wurde.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als weitere Bedingung innerhalb eines zurück liegenden Zeitraumes von wenigen Minuten keine Quittierung eines Warnhinweises erfolgte.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass als weitere Bedingung innerhalb eines zurück liegenden Zeitraumes von einigen Minuten kein Warnhinweis erfolgte.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Maß für die Schwere der Unaufmerksamkeit und/oder Müdigkeit in Abhängigkeit von einer Lenkruhephase und einer anschließenden Lenkaktion bestimmt wird, – wobei die Lenkruhephase mit der Lenkaktion verknüpft und jedem dieser Verknüpfungsergebnisse ein Gewichtsfaktor zugeordnet wird, – durch Mittelwertbildung der gewonnenen Verknüpfungsergebnisse unter Berücksichtigung von deren zugeordneten Gewichtungsfaktoren ein gewichtetes Verknüpfungsergebnis als Maß für die Schwere der Unaufmerksamkeit und/oder Müdigkeit des Fahrers berechnet wird und – die Gewichtsfaktoren in Abhängigkeit einer Klassifikation einer Lenksituation bestimmt werden, wobei während der Lenksituation die Lenkaktion ausgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass Lenkereignisse in bestimmten Lenksituationen durch die Vorgabe eines verschwindenden Gewichtsfaktors vollständig ausgeblendet werden.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Lenkereignisse vollständig ausgeblendet werden bei mindestens einer der folgenden Lenksituationen: sportlicher Fahrweise, parallele Bedienhandlungen an Komfortsystemen, Fahrbahnverwerfungen, Seitenwind, Spurwechsel, Kurvenfahrt, langsamer Fahrt oder sehr schneller Fahrt.