DE102014002811A1

DE102014002811A1 - Method for determining vital data

Info

Publication number: DE102014002811A1
Application number: DE102014002811.9A
Authority: DE
Inventors: Reiner Dorsch; Arnulf Frisch; Jürgen Luka; Götz Renner; Stefan Rump-Schmidt; Michael Schwarzinger; Jan L. Souman
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2014-02-26
Filing date: 2014-02-26
Publication date: 2015-08-27

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung von Vitaldaten eines Fahrers (1) eines Fahrzeuges (2) in dessen Fahrbetrieb, wobei Signale zur Ermittlung der Vitaldaten mittels zumindest einer am Lenkrad (3) und/oder an einem, im Bereich des Lenkrades (3) befindlichen Bedienelement angeordneten optischen Erfassungseinheit, eine unmittelbar am Körper des Fahrers (1) angeordnete optische Erfassungseinheit und/oder mittels einer in ein an dem Körper des Fahrers (1) anordbares Gewebe integrierten Erfassungseinheit erfasst werden, wobei die erfassten Signale der jeweiligen Erfassungseinheit zur Ermittlung der Vitaldaten einer Steuereinheit des Fahrzeuges (2) und/oder einer portablen Rechnereinheit (4), insbesondere einem Smartphone, zugeführt werden.The invention relates to a method for determining vital data of a driver (1) of a vehicle (2) in its driving operation, wherein signals for determining the vital data by means of at least one on the steering wheel (3) and / or on one, in the region of the steering wheel (3). located directly on the body of the driver (1) arranged optical detection unit and / or by means of a in an on the body of the driver (1) arranged tissue integrated detection unit are detected, wherein the detected signals of the respective detection unit for determining the Vital data of a control unit of the vehicle (2) and / or a portable computer unit (4), in particular a smartphone, are supplied.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung von Vitaldaten eines Fahrers eines Fahrzeuges zumindest in dessen Fahrbetrieb.The invention relates to a method for determining vital data of a driver of a vehicle at least in its driving operation.

Aus der DE 10 2012 002 037 A1 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Durchführung von Fahrerzustandsanalysen für Führer von Fahrzeugen zu Lande, zu Wasser und zur Luft vor Antritt der Fahrt bekannt. Die Vorrichtung ist über den Stress-Gesundheits- und Müdigkeitszustand über den gesamten Fahrzeitraum, auch über längere Zeiträume, aussagefähig, wobei dieser Zustand des Fahrers über ein Ampelsystem dargestellt wird. Die Vorrichtung analysiert und wertet die Herzfrequenzvariabilität über die Zeitbereichsanalyse und Frequenzanalyse über die Fouriertransformation aus. Die Vitaldaten, insbesondere die EKG-Signal-Daten, werden über textile kapazitive EMG-Sensoren in Ruhelementen des Fahrers, insbesondere in der Rückenlehne des Sitzes, erfasst.From the DE 10 2012 002 037 A1 For example, an apparatus and method are known for performing driver condition analyzes for drivers of land, sea and air vehicles prior to departure. The device is meaningful on the stress-health and fatigue state over the entire driving period, even over long periods of time, whereby this state of the driver is represented by a traffic light system. The device analyzes and evaluates heart rate variability via time domain analysis and frequency analysis via the Fourier transform. The vital data, in particular the ECG signal data, are recorded via textile capacitive EMG sensors in rest elements of the driver, in particular in the backrest of the seat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zur Ermittlung von Vitaldaten eines Fahrers eines Fahrzeuges anzugeben.The invention has for its object to provide a comparison with the prior art improved method for determining vital data of a driver of a vehicle.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.The object is achieved by the features specified in claim 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Ermittlung von Vitaldaten eines Fahrers eines Fahrzeuges zumindest in dessen Fahrbetrieb sieht vor, dass Signale zur Ermittlung der Vitaldaten mittels zumindest einer am Lenkrad und/oder an einem, im Bereich des Lenkrades befindlichen Bedienelement angeordneten optischen Erfassungseinheit, mittels einer unmittelbar am Körper des Fahrers angeordneten optischen Erfassungseinheit und/oder mittels einer in ein an dem Körper des Fahrers anordbares Gewebe integrierten Erfassungseinheit erfasst werden, wobei die erfassten Signale der jeweiligen Erfassungseinheit zur Ermittlung der Vitaldaten einer Steuereinheit des Fahrzeuges und/oder einer portablen Rechnereinheit, insbesondere einem Smartphone, zugeführt werden.An inventive method for determining vital data of a driver of a vehicle, at least in its driving operation, provides that signals for determining the vital data by means of at least one on the steering wheel and / or on a, located in the steering wheel control unit optical detection unit, by means of a directly on the body the driver of the arranged optical detection unit and / or by means of a be integrated into a body of the driver tissue integrated detection unit, wherein the detected signals of the respective detection unit for determining the vital data of a control unit of the vehicle and / or a portable computer unit, in particular a smartphone be supplied.

Mittels des Verfahrens ist es möglich, dass der Fahrer seine Vitaldaten, insbesondere seinen Puls, fortlaufend während der Fahrt messen und auch überwachen kann. Beispielsweise kann anhand der ermittelten Vitaldaten ein Müdigkeitszustand des Fahrers abgeleitet werden.By means of the method it is possible that the driver can continuously measure and also monitor his vital data, in particular his pulse, while driving. For example, based on the determined vital data, a state of tiredness of the driver can be derived.

Da die zumindest eine optische Erfassungseinheit an dem Lenkrad und/oder dem Bedienelement angeordnet ist, ist eine ergonomisch günstige Bedienung ermöglicht, um während des Fahrbetriebes die Signale zur Ermittlung der Vitaldaten zu erfassen.Since the at least one optical detection unit is arranged on the steering wheel and / or the operating element, an ergonomically favorable operation is made possible in order to detect the signals for determining the vital data during the driving operation.

Alternativ oder zusätzlich können bzw. kann der Puls der Fahrers mittels einer sogenannten Pulsuhr, die zumindest eine optische Erfassungseinheit aufweist, und/oder mittels einer in ein T-Shirt oder einen Sicherheitsgurt integrierten Erfassungseinheit, insbesondere in Form einer Elektrode eines Elektrokardiogramms, erfasst werden und an das Fahrzeug und/oder die portable Rechnereinheit, insbesondere an ein Smartphone, übertragen werden.Alternatively or additionally, the driver's pulse can be detected by means of a so-called heart rate monitor, which has at least one optical detection unit, and / or by means of a detection unit integrated in a T-shirt or a safety belt, in particular in the form of an electrode of an electrocardiogram, and to the vehicle and / or the portable computer unit, in particular to a smartphone, are transmitted.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.Embodiments of the invention will be explained in more detail below with reference to a drawing.

Dabei zeigt die:It shows:

1 schematisch eine Übersicht zur Ermittlung von Vitaldaten eines Fahrers eines Fahrzeuges. 1 schematically an overview for determining vital data of a driver of a vehicle.

In der einzigen Figur ist eine Übersicht zur Ermittlung von Vitaldaten eines Fahrers 1 eines Fahrzeuges 2 dargestellt.In the single figure is an overview for the determination of vital data of a driver 1 of a vehicle 2 shown.

Zur Erfassung von Signalen, anhand welcher die Vitaldaten, insbesondere ein Puls, des Fahrers 1 ermittelt wird, ist eine nicht näher gezeigte optische Erfassungseinheit an einer Rückseite des Lenkrades 3 angeordnet. Der menschliche Puls ist optisch messbar, da ein mit dem Herzschlag des Fahrers 1 veränderlicher Blutdruck zu einer optisch erfassbaren Änderung eines Blutgehaltes der peripheren Gefäße führt.For detecting signals on the basis of which the vital data, in particular a pulse, of the driver 1 is determined is an optical detection unit not shown in detail on a rear side of the steering wheel 3 arranged. The human pulse is visually measurable, as one with the heartbeat of the driver 1 variable blood pressure leads to an optically detectable change in blood content of the peripheral vessels.

Insbesondere ist die optische Erfassungseinheit in einem Bereich des Lenkrades 3 angeordnet, in welchem der Fahrer 1 des Fahrzeuges 2 vergleichsweise häufig seine Hand 1.1 und somit seine Finger positioniert.In particular, the optical detection unit is in a region of the steering wheel 3 arranged in which the driver 1 of the vehicle 2 comparatively often his hand 1.1 and thus his fingers are positioned.

Die Erfassungseinheit umfasst zumindest eine Infrarot-Lichtquelle, vorzugsweise eine Infrarot-Leuchtdiode, und eine Photodiode, einen sogenannten Photosensor. Die Infrarot-Lichtquelle ist derart an dem Lenkrad 3 angeordnet, dass ein von der Infrarot-Lichtquelle abgestrahltes Licht, auf einen der Finger des Fahrers 1 gerichtet ist. Die Photodiode wiederum ist derart in Bezug auf die Infrarot-Lichtquelle und die Hand 1.1, d. h. den Finger angeordnet, dass das von dem Finger reflektierte Licht der Infrarot-Lichtquelle von der Photodiode reflektiert wird.The detection unit comprises at least one infrared light source, preferably an infrared light emitting diode, and a photodiode, a so-called photosensor. The infrared light source is so on the steering wheel 3 arranged that a light emitted by the infrared light source, on one of the driver's fingers 1 is directed. The photodiode in turn is so in relation to the infrared light source and the hand 1.1 , That is, the finger arranged that the light of the infrared light source reflected by the finger is reflected by the photodiode.

Alternativ dazu kann eine Leuchtdiode, insbesondere eine vergleichsweise helles rotes oder helles grünes Licht emittierende Leuchtdiode, eingesetzt werden, wobei die Photodiode derart beabstandet zu der Leuchtdiode angeordnet ist, dass sich ein Finger des Fahrers 1 beim üblichen Halten des Lenkrades 3 zwischen der Leuchtdiode und der Photodiode befindet.Alternatively, a light-emitting diode, in particular a comparatively bright red or bright green light-emitting light-emitting diode, be used, wherein the photodiode so spaced apart The light-emitting diode is arranged so that a finger of the driver 1 the usual holding the steering wheel 3 located between the light emitting diode and the photodiode.

Die Leuchtdiode strahlt helles rotes Licht aus, welches durch den Finger hindurch leuchtet, wobei das den Finger durchdringende Licht von der Photodiode zur Pulsmessung erfasst wird.The LED emits bright red light which illuminates through the finger, whereby the finger-penetrating light is detected by the photodiode for pulse measurement.

Alternativ oder zusätzlich kann auch eine andere geeignete optische Erfassungseinheit zur Erfassung von Signalen, anhand derer der Puls ermittelbar ist, vorgesehen sein.Alternatively or additionally, another suitable optical detection unit for detecting signals by means of which the pulse can be determined may also be provided.

Beispielsweise kann es zur optischen Erfassung des Pulses erforderlich sein, einen Bestandteil der optischen Erfassungseinheit zu berühren.For example, it may be necessary for optical detection of the pulse to touch a part of the optical detection unit.

Unabhängig von der Ausführungsform der optischen Erfassungseinheit wird diese formschlüssig an dem Lenkrad 3 oder alternativ an einem am Lenkrad 3 angeordneten Bedienelement befestigt, beispielsweise geclipst.Regardless of the embodiment of the optical detection unit, this is form-fitting to the steering wheel 3 or alternatively at one on the steering wheel 3 arranged control element attached, for example, clipped.

Denkbar ist auch die optische Erfassungseinheit in das Lenkrad 3 oder das Bedienelement zu integrieren.Also conceivable is the optical detection unit in the steering wheel 3 or integrate the control.

Die optische Erfassungseinheit weist eine Verarbeitungseinheit und ein Funkmodul auf, so dass die erfassten Signale drahtlos an eine portable Rechnereinheit 4 in Form eines Smartphones und/oder an eine im Fahrzeug 2 angeordnete Steuereinheit mit einer Anzeigeeinheit 5 gesendet werden. Die Signale werden weiterverarbeitet und ausgewertet, so dass die Vitaldaten des Fahrers 1, insbesondere dessen Puls, ermittelt werden bzw. wird. Die ermittelten Vitaldaten werden in einem Anzeigebereich der Rechnereinheit 4 und/oder mittels der in das Fahrzeug 2 integrierten Anzeigeeinheit 5 optisch ausgegeben.The optical detection unit has a processing unit and a radio module, so that the detected signals are wirelessly transmitted to a portable computer unit 4 in the form of a smartphone and / or in the vehicle 2 arranged control unit with a display unit 5 be sent. The signals are processed and evaluated so that the vital data of the driver 1 , in particular its pulse, be determined or will. The determined vital data are displayed in a display area of the computer unit 4 and / or by means of the vehicle 2 integrated display unit 5 optically issued.

Dabei kann die Anzeigeeinheit 5 in einem oberen Bereich einer Instrumententafel oder im Bereich einer Mittelkonsole des Fahrzeuges 2 angeordnet sein.In this case, the display unit 5 in an upper area of an instrument panel or in the area of a center console of the vehicle 2 be arranged.

In einer möglichen Ausführungsform werden die erfassten Signale der Rechnereinheit 4 zugeführt, die Vitaldaten ermittelt, wobei diese mittels der Rechnereinheit 4 optisch ausgegeben werden können. Von der Rechnereinheit 4 werden die ermittelten Vitaldaten über eine Funkverbindung, z. B. Bluetooth, oder eine drahtgebundene Verbindung an die Steuereinheit mit der Anzeigeeinheit 5 im Fahrzeug 2 gesendet und optisch ausgegeben.In one possible embodiment, the detected signals of the computer unit 4 supplied, the vital data determined, this by means of the computer unit 4 can be optically output. From the computer unit 4 are the determined vital data via a radio link, z. B. Bluetooth, or a wired connection to the control unit with the display unit 5 in the vehicle 2 sent and optically output.

Zur Erfassung des Pulses positioniert der Fahrer 1 des Fahrzeuges 2 seinen Finger entsprechend in Bezug auf die optische Erfassungseinheit, wobei der Fahrer 1 die Pulsmessung somit bewusst durchführt.The driver positions to record the pulse 1 of the vehicle 2 his finger corresponding to the optical detection unit, the driver 1 The pulse measurement thus consciously performs.

Die fortlaufend erfassten Pulswerte werden gespeichert, wobei es möglich ist, eine mittels einer digitalen Straßenkarte darstellbare aktive oder passive Streckenführung mit den erfassten Pulswerten zu überlagern.The continuously acquired pulse values are stored, it being possible to superimpose an active or passive route, which can be displayed by means of a digital road map, with the detected pulse values.

Dabei kann die Darstellung der Pulswerte in Abhängigkeit einer Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges 2 und/oder in Abhängigkeit eines Verbrauches des Fahrzeuges 2 optisch überlagert angezeigt werden.In this case, the representation of the pulse values in dependence on a driving speed of the vehicle 2 and / or depending on a consumption of the vehicle 2 visually superimposed.

Zudem ist es möglich, die ermittelten Pulswerte des Fahrers bei Stop-and-Go-Verkehr als Puls-Proportionen in entsprechenden Kategorien, beispielsweise als Kreisdiagramm, darzustellen. Denkbar ist auch die Anzeige einer Historie eines Verlaufes der ermittelten Pulswerte, wobei auch ein Vergleich geschätzter und ermittelter Pulswerte angezeigt werden kann.In addition, it is possible to represent the determined pulse values of the driver in stop-and-go traffic as pulse proportions in corresponding categories, for example as a pie chart. It is also conceivable to display a history of a course of the determined pulse values, wherein a comparison of estimated and determined pulse values can also be displayed.

Es ist möglich, den Puls des Fahrers 1 im Hinblick auf einen leistungsfördernden Komfort und/oder hinsichtlich einer Leistungsfähigkeit hinsichtlich einer sportlichen Fahrweise anzuzeigen.It is possible the driver's pulse 1 in terms of performance-enhancing comfort and / or performance in terms of sporting driving style.

So kann der Puls, z. B. bei einer sportlichen Fahrweise, ermittelt werden, wobei zusätzlich eine Klassifikation des ermittelten Pulswertes durchgeführt werden kann. Hierzu kann die Klassifikation in vom Fahrer 1 selbst vorgegebenen Grenzen durchgeführt werden. Die Klassifikation kann auch in Bezug auf die Leistungsfähigkeit des Fahrers 1 erfolgen, wobei z. B. eine mentale Beanspruchung des Fahrers 1 ermittelt werden kann.So the pulse, z. B. in a sporty driving style, are determined, in addition, a classification of the determined pulse value can be performed. For this, the classification in by the driver 1 even predetermined limits are performed. The classification can also be in terms of the driver's performance 1 take place, wherein z. B. a mental stress on the driver 1 can be determined.

Beispielsweise können zur Klassifikation drei Bereiche vorgegeben sein, wobei ein erster Bereich, welcher grün dargestellt sein kann, normale Pulswerte, ein zweiter Bereich, welcher gelb angezeigt werden kann, erhöhte Pulswerte und ein dritter Bereich, welcher rot angezeigt werden kann, kritisch hohe Pulswerte repräsentiert.For example, three ranges may be specified for classification, wherein a first range, which may be displayed in green, normal pulse values, a second range, which may be displayed in yellow, increased pulse values, and a third range, which may be displayed in red, represent critically high pulse values ,

Werden wiederholt Pulswerte ermittelt, die in dem dritten Bereich liegen, ist vorgesehen, Empfehlungen und/oder Hinweise an den Fahrer 1 des Fahrzeuges 2 auszugeben. Beispielsweise können die Hinweise in Bezug auf ein Aktivkomfortprogramm ausgegeben werden. Auch kann dem Fahrer 1 die Empfehlung ausgegeben werden, eine Pause einzulegen und beispielsweise spazieren zu gehen.If pulse values which lie in the third range are repeatedly determined, recommendations and / or instructions to the driver are provided 1 of the vehicle 2 issue. For example, the notes regarding an active comfort program may be output. Also, the driver can 1 the recommendation to take a break and, for example, to go for a walk.

Alternativ oder zusätzlich kann der Fahrer 1 eine sogenannte Pulsuhr mit einer optischen Erfassungseinheit tragen, um seinen Puls fortlaufend zu erfassen.Alternatively or additionally, the driver 1 wearing a so-called heart rate monitor with an optical detection unit to continuously detect its pulse.

Wiederum alternativ oder zusätzlich sind die Pulswerte des Fahrers 1 mittels zumindest einer Elektrode eines Elektrokardiogramms erfassbar, wobei die Elektrode als Erfassungseinheit in ein am Körper des Fahrers 1 anordbares Gewebe, insbesondere ein T-Shirt oder ein Sicherheitsgurt, integriert sein kann. Again alternatively or additionally, the driver's pulse values are 1 detectable by at least one electrode of an electrocardiogram, wherein the electrode as a detection unit in a on the body of the driver 1 Anordbares tissue, in particular a T-shirt or a safety belt, can be integrated.

Unabhängig davon, mittels welcher Erfassungseinheit die Pulswerte erfasst werden, werden diese der portablen Rechnereinheit 4 und/oder der Steuereinheit des Fahrzeuges 2 zugeführt und bevorzugt optisch ausgegeben.Regardless of which detection unit, the pulse values are detected, they are the portable computer unit 4 and / or the control unit of the vehicle 2 supplied and preferably optically issued.

Mittels des Verfahrens wird dem Fahrer 1 die Möglichkeit geboten, seinen Puls als Vitaldaten zu ermitteln und zu überwachen, wodurch sein körperlicher Zustand abgeleitet werden kann.By means of the procedure becomes the driver 1 provided the opportunity to determine and monitor his or her pulse as vital data, thereby deriving his or her physical condition.

Zudem unterstützt die Überwachung und Auswertung der ermittelten Pulswerte in qualitativer Hinsicht eine Müdigkeitserfassung, wodurch eine Fahr- und Verkehrssicherheit erhöht werden kann.In addition, the monitoring and evaluation of the determined pulse values in terms of quality support fatigue detection, which can increase driving and road safety.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102012002037 A1 [0002]

Claims

Method for determining vital data of a driver ( 1 ) of a vehicle ( 2 ) in its driving operation, characterized in that signals for determining the vital data by means of at least one on the steering wheel ( 3 ) and / or at one, in the area of the steering wheel ( 3 ) arranged optical detection unit, a directly on the body of the driver ( 1 ) arranged optical detection unit and / or by means of a in the body of the driver ( 1 ) detectable tissue integrated detection unit are detected, wherein the detected signals of the respective detection unit for determining the vital data of a control unit of the vehicle ( 2 ) and / or a portable computer unit ( 4 ), in particular a smartphone.

A method according to claim 1, characterized in that the determined vital data are output optically.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that depending on the determined vital data recommendations and / or instructions, in particular for the use of comfort functions and / or for inserting a break, to the driver ( 1 ).