Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Detektieren von Mü¬ digkeit bei dem Fahrer eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Vorrichtung und ein Computerprogramm zum Durchführen dieses Verfahrens.

Eine derartige Vorrichtung und ein derartiges Verfahren sind aus dem Stand der Technik zum Beispiel aus der japanischen Druckschrift JP 09091569 A bekannt. Genauer gesagt wird dort offenbart, dass die Vorrichtung eine Sensoreinrichtung um- fasst zum Erfassen des zeitlichen Verlaufs des Lenkradwinkels während eines vorgegebenen Entscheidungszeitintervalls. Von dem ermittelten zeitlichen Verlauf des Lenkradwinkels wird dann die Standardabweichung berechnet und aufgrund dieser Standardabweichung ein Nachlassen der Aufmerksamkeit bezie¬ hungsweise Wachheit detektiert. Im Falle einer festgestellten Müdigkeit wird eine Alarmeinrichtung, welche insbesondere verschiedene akustische Signale abgeben kann, aktiviert.

Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht die objektive Aufgabe der Erfindung darin, ein alternatives und verbesser¬ tes Verfahren sowie eine alternative und verbesserte Vorrich¬ tung und Computerprogramm zum Durchführen dieses Verfahrens bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch das in Patentanspruch 1 beanspruchte Verfahren gelöst. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertung des Verlaufs des Lenkradwinkels im Hin¬ blick auf Zeitintervalle einer Lenkaktivität erfolgt und im Hinblick auf Lenkpausen, in denen keine Lenkaktivität er¬ folgt, und dass der Rückschluss auf das Vorliegen von Müdig¬ keit bei dem Fahrer nach Maßgabe durch die Größe der Zeitdau¬ ern der Lenkpausen erfolgt.

Das beanspruchte Verfahren bietet den Vorteil, dass aufgrund der Unterscheidung zwischen Zeitintervallen der Lenkaktivität und Lenkpausen ein sehr präziser Rückschluss auf das Vorlie¬ gen von Müdigkeit bei dem Fahrer möglich ist.

Die Auflösung, mit welcher der Lenkradwinkel erfasst wird, sollte einerseits nicht zu groß sein, damit Lenkradbewegun- geh, welche zum Beispiel zum Ausgleich von Lenkeingriffen aufgrund von Straßenunebenheiten oder Spurrillen erfolgen, nicht erfasst werden. Andererseits sollte die Auflösung auch nicht zu klein sein, weil dann die Gefahr besteht, dass die Zeitdauer einer Lenkpause keinen eindeutigen Rückschluss mehr auf eine eventuelle Müdigkeit des Fahrers zulässt, weil auch größere Lenkradbewegungen dann nicht mehr als Lenkaktivität erfasst werden.

Gemäß einem ersten, besonders einfach zu realisierenden Aus¬ führungsbeispiel erfolgt der Rückschluss auf das Vorliegen der Müdigkeit bei dem Fahrer des Fahrzeugs dann, wenn die Zeitdauer von zumindest einer erfassten Lenkpause größer als ein vorgegebener unterer Lenkpausen-Schwellenwert ist.

Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel erfolgt der Rück¬ schluss auf das Vorliegen der Müdigkeit bei dem Fahrer dann, wenn zuvor bestimmte zeitliche Lenkpausen-Mittelwerte vor¬ zugsweise während eines zweiten vorgegebenen Beobachtungs- zeitintervalls tendenziell ansteigen. Die Berechnung dieser Mittelwerte ist zwar gegenüber der Auswertung einer einzelnen Lenkpause komplizierter und aufwändiger durchzuführen; sie ermöglicht dafür jedoch eine wesentlich zuverlässigere Aussa¬ ge über das Vorliegen von Müdigkeit; dies gilt insbesondere deswegen, weil die Entscheidung über das Vorliegen der Müdig¬ keit dann nicht lediglich auf ein einzelnes Ereignis, insbe¬ sondere einer Lenkpause, sondern auf eine Vielzahl von Ereig¬ nissen über einen längeren Zeitraum gestützt wird.

Vorzugsweise wird insbesondere der untere Lenkpausen-Schwel¬ lenwert zu Beginn jeder Fahrt des Fahrzeugs während einer Vorlaufzeit automatisch neu ermittelt und ist danach, zumin¬ dest in vorgegebenen Grenzen, beispielsweise durch den Fahrer des Fahrzeugs individuell einstellbar. Diese Adaption des un¬ teren Lenkpausen-Schwellenwertes ermöglicht eine individuelle Einstellung der Empfindlichkeit der Entscheidung über das Vorliegen von Müdigkeit im Hinblick auf das spezifische Fahr¬ verhalten des jeweiligen Fahrers des Fahrzeugs.

Vorteilhafterweise wird eine Feststellung über das Vorliegen von Müdigkeit bei dem Fahrer dazu verwendet, um beispielswei¬ se eine Warnung an den Fahrer auszugeben oder mit Hilfe eines Assistenzsystems in das Lenk- oder Bremsverhalten des Fahr¬ zeugs direkt einzugreifen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind Ge¬ genstand der Unteransprüche.

Die oben genannte Aufgabe der Erfindung wird weiterhin durch ein Computerprogramm und eine Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens gelöst. Die Vorteile dieser Lö¬ sungen entsprechen den oben mit Bezug auf das beanspruchte Verfahren genannten Vorteilen. Der Beschreibung sind insgesamt vier Figuren beigefügt.

Dabei zeigen: Fig. 1 den Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel für das erfindungs¬ gemäße Verfahren; Fig. 3 die Auswertung des Verlaufs des Lenkradwinkels; und Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel für das erfindungs¬ gemäße Verfahren.

Figur 1 zeigt den Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 zum Detektieren von Müdigkeit bei dem Fahrer eines Fahr¬ zeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Die Vorrichtung 100 umfasst eine Sensoreinrichtung 110 zum Erfassen des zeitli¬ chen Verlaufs des Lenkradwinkels an dem Lenkrad des Fahrzeugs (hier nicht gezeigt) . Der Sensoreinrichtung 110 nachgeschal¬ tet ist eine Auswerteeinrichtung 120. Sie empfängt den von der Sensoreinrichtung 110 erfassten Lenkradwinkel und wertet diesen aus, um daraus auf das Vorliegen von Müdigkeit bei dem Fahrer des Fahrzeugs rückzuschließen. In den Fällen, in denen auf das Vorliegen von Müdigkeit bei dem Fahrer entschieden wurde, wird typischerweise eine Warn- oder Assistenzfunkti¬ onsvorrichtung 200 aktiviert. Im Rahmen ihrer Warnfunktion gibt die Einrichtung 200 akustische, optische oder haptische Warnhinweise aus; im Rahmen ihrer Assistenzfunktion greift sie direkt in die Lenkbewegung oder das Bremsverhalten des Fahrzeugs ein.

In Figur 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel zur Durchfüh¬ rung des erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulicht. Nach einem Startschritt Sl ' sieht dieses erste Ausführungsbeispiel vor, dass zunächst der zeitliche Verlauf des Lenkradwinkels an dem Lenkrad des Fahrzeugs mit Hilfe der Sensoreinrichtung 110 erfasst wird. Die Erfassung erfolgt dabei vorzugsweise mit einer Auflösung im Bereich von ca. 0,5° bis ca. 2° Lenk¬ radwinkel . Sowohl eine Unterschreitung wie auch eine Über¬ schreitung dieses Auflösungsbereichs hat jeweils Nachteile, wie sie oben im allgemeinen Teil der Beschreibung beschrieben wurden.

Vor einer Weiterverarbeitung werden die erfassten Lenkradwin¬ kel zunächst noch innerhalb des Verfahrensschrittes S2 ' wei¬ terverarbeitet, um Zeitintervalle mit einer Lenkaktivität von Lenkpausen unterscheiden zu können. Zu diesem Zweck wird der erfasste Verlauf dieses Lenkradwinkels zunächst einmal diffe¬ renziert, wobei diese Differenzierung dann die Änderung des zeitlichen Verlaufs des Lenkradwinkels repräsentiert. Die Zeitintervalle mit Lenkaktivität sind dann jene, während de¬ rer die zeitliche Änderung des Verlaufs des Lenkradwinkels einen vorgegebenen Änderungsschwellenwert überschreitet, wäh¬ rend die Lenkpausen durch jene Zeitintervalle repräsentiert werden, während derer die zeitliche Änderung des Lenkradwin¬ kels unterhalb des besagten Änderungsschwellenwertes liegt.

Insgesamt ergibt sich dann eine zeitliche Abfolge von abwech¬ selnd auftretenden Zeitintervallen mit Lenkaktivität LAi und Lenkpausen LPi mit i = 1, 2, 3, wie in Figur 3 dargestellt.

Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel wird dann in Verfahrens¬ schritt S3' die Zeitdauer von zumindest einer Lenkpause LPi daraufhin ausgewertet, ob sie größer als ein vorgegebener un¬ terer Lenkpausenschwellenwert Gu ist. Bei diesem Schwellen¬ wert handelt es sich um eine vorgegebene Zeitdauer, die je¬ weils zu Beginn einer jeden Lenkpause zu laufen beginnt. Bei dem in Figur 3 gezeigten Beispiel beträgt dieser untere Lenk¬ pausen-Schwellenwert Gu 125 ms. Die erste Lenkpause LPl dau¬ ert lediglich 100 ms und ist deshalb kürzer als der besagte Schwellenwert. Demgegenüber dauert die zweite Lenkpause LP2 in Figur 2 200 ms und die dritte Lenkpause LP3 175 ms. Die Zeitdauern dieser beiden letztgenannten Lenkpausen liegen dementsprechend beide oberhalb des unteren Lenkpausen-Schwel¬ lenwertes von 125 ms.

Eine Auswertung von alleine der ersten Lenkpause LPl in dem nachfolgenden Verfahrensschritt S4 ' würde zu der Entscheidung führen, dass der Fahrer aktuell nicht müde ist, weil die Zeitdauer dieser Lenkpause mit 100 ms kleiner ist als der vorgegebene untere Lenkpausen-Schwellenwert von 125 ms. Umge¬ kehrt würde eine separate Auswertung von jeder der zweiten oder der dritten Lenkpause LP2, LP3 zu der Entscheidung füh¬ ren, dass der Fahrer müde ist, weil sie länger dauern als der Schwellenwert Gu zulässt.

Für den Fall einer festgestellten Müdigkeit verzweigt das Verfahren dann nach Verfahrensschritt S5 ' , um die besagte Warn- oder Assistenzfunktionsvorrichtung 200 zu aktivieren. Danach wäre das Verfahren gemäß Verfahrensschritt S6 ' been¬ det.

Figur 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel für das erfin¬ dungsgemäße Verfahren. Dabei entsprechen die Verfahrens- schritte Sl1 ■ und S2 ' ■ den oben für das erste Ausführungsbei¬ spiel erläuterten Verfahrensschritten Sl1 und S2 ' . Am Ende des Verfahrensschrittes S2 ' ' sind dann die Zeitintervalle mit Lenkaktivität in abwechselnder Reihenfolge mit Lenkpausen be¬ kannt, wie in Figur 3 dargestellt.

Das zweite Verfahren sieht nachfolgend gemäß Verfahrens- schritt S3'' vor, dass vorzugsweise eine Vielzahl von mög¬ lichst gleich langen Zeitfenstern T definiert wird, um wäh¬ rend dieser einzelnen Zeitfenster jeweils diejenigen Lenkpau¬ sen zu selektieren, deren Zeitdauern größer als der vorgege- bene Lenkpausenschwellenwert sind. Diese Zeitintervalle LP2, LP3 werden nachfolgend als sogenannte relevante Lenkpausen bezeichnet. Diese relevanten Lenkpausen werden in Verfahrens¬ schritt S4 ' ' selektiert und in dem nachfolgenden Verfahrens- schritt S5 ' ' zur Bildung eines zeitlichen Lenkpausen-Mittel¬ wertes M pro Zeitfenster ausschließlich herangezogen. Für die Bildung dieses Mittelwertes werden zunächst die Zeitdauern von nur den relevanten Lenkpausen pro Fenster aufsummiert und anschließend durch die Anzahl der relevanten Lenkpausen wäh¬ rend desselben Fensters T jeweils dividiert.

Bei dem in Figur 3 gezeigten Beispiel wären lediglich die Lenkpausen LP2 und LP3 für die Berechnung des Mittelwertes relevant, weil nur ihre Zeitdauern größer als der Schwellen¬ wert sind. Der Mittelwert M berechnet sich dann wie folgt:

200ms + 175ms M = = 187,5ms

Alternativ zu den oben als relevant definierten Lenkpausen können auch solche Lenkpausen als relevant definiert und für die Mittelwertbildung herangezogen werden, deren Zeitdauern nicht nur größer sind als der vorgegebene untere Lenkpausen- Schwellenwert Gu, sondern deren Zeitdauern gleichzeitig auch kleiner sind als ein vorgegebener oberer Lenkpausenschwellen¬ wert Go, wobei der obere Schwellenwert Go größer als der un¬ tere Schwellenwert Gu ist. Zusätzlich sollten diese alterna¬ tiv als relevant erachteten Lenkpausen auch während eines ersten vorgegebenen Beobachtungszeitintervalls lediglich mit einer Häufigkeit auftreten, welche unterhalb eines vorgegebe¬ nen Häufigkeits-Schwellenwertes liegt. Diejenigen Lenkpausen, die auch die beiden zuletzt genannten zusätzlichen Kriterien erfüllen, zeichnen sich dadurch aus, dass ihre Zeitdauern im Vergleich zu den übrigen in zeitlicher Nachbarschaft auftre¬ tenden Lenkpausen nicht weit überdurchschnittlich lang sind, selbst wenn sie durch eine Müdigkeit des Fahrers bedingt sind. Durch den Ausschluss derartiger weit überdurchschnitt¬ lich lang andauernder Lenkpausen aus der Mittelwertberechnung wird gewährleistet, dass die Berechnung nicht verfälscht und damit die Entscheidung über das Vorliegen von Müdigkeit bei dem Fahrer zuverlässiger getroffen werden kann. Ein Beispiel für ein solches weit überdurchschnittlich lang andauerndes Zeitintervall, wie es zum Beispiel aus einer Unaufmerksamkeit des Fahrers resultieren kann, ist in Figur 5 dargestellt. In Figur 5 sind die Dauern einer Vielzahl von erfassten und aus¬ gewerteten Lenkpausen, jeweils symbolisiert durch einen ver¬ tikalen Strich, aufgezeigt.

In einem nachfolgenden Verfahrensschritt S5 ' ' sieht das zwei¬ te Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens dann vor, die für die Vielzahl von Zeitintervallen jeweils ermit¬ telten Lenkpausen-Mittelwerte M zeitsequentiell, vorzugsweise über die gesamte Fahrzeit aufzutragen. Es ergibt sich dann beispielsweise das in Figur 6 gezeigte Diagramm, bei dem ca. 90 Lenkpausen-Mittelwerte in vertikaler Richtung aufgetragen sind. Das zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht dann vor, dass in einem nachfolgenden Verfahrensschritt S6' ' der Trend der zeitlichen Veränderung der Mittelwerte M vorzugs¬ weise während eines vorgegebenen zweiten Beobachtungszeitin¬ tervalls B2 ermittelt wird. In dem nachfolgenden Verfahrens¬ schritt S7 ' ' wird dann entschieden, dass der Fahrer offen¬ sichtlich müde ist, wenn ein ansteigender Trend festgestellt wird, wie er in Figur 6 durch den eingezeichneten Pfeil sym¬ bolisiert ist. Für den Fall einer festgestellten Müdigkeit verzweigt das Verfahren dann nach Verfahrensschritt S8 ' ' , welcher analog zu Verfahrensschritt S5 ' in dem ersten Ausfüh¬ rungsbeispiel vorsieht, dass dann die Warn- beziehungsweise Assistenzfunktionsvorrichtung 200 aktiviert wird. Andern¬ falls, wenn keine Müdigkeit des Fahrers detektiert wird, sieht das zweite Ausführungsbeispiel vor, dass von Verfah¬ rensschritt S7 ' ' aus wieder zurück auf den Beginn des Verfah- rensschrittes S2 ' ' verzweigt wird, um erneut den Lenkradwin¬ kel zu erfassen und auszuwerten.

In beiden Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Verfah¬ rens kann der Lenkwinkel auch zeitlich parallel während einer Aktivierung der Warn- und Assistenzfunktionsvorrichtung 200 erfasst und ausgewertet werden.

In beiden Ausführungsbeispielen ist es vorteilhaft, wenn der untere Lenkpausen-Schwellenwert Gu und/oder der Änderungs- schwellenwert zu Beginn einer Fahrt des Fahrzeugs während ei¬ ner Vorlaufzeit V (siehe Figur 5) von der Vorrichtung 100 au¬ tomatisch neu ermittelt werden und danach, zumindest inner¬ halb vorgegebener Grenzen, beispielsweise durch den Fahrer individuell einstellbar sind. Weiterhin ist es vorteilhaft, dass sowohl bei dem ersten wie auch bei dem zweiten Ausfüh¬ rungsbeispiel das Rückschließen auf das Vorhandensein von Mü¬ digkeit bei dem Fahrer erst nach Ablauf dieser Vorlaufzeit V erfolgt, weil erst danach die beiden erwähnten Schwellenwerte sinnvoll eingestellt sind.

Das Verfahren gemäß dem ersten und/oder zweiten Ausführungs- beispiel wird typischerweise in Form eines Computerprogramms für die Vorrichtung 100 realisiert. Das Computerprogramm kann erforderlichenfalls zusammen mit weiteren Computerprogrammen auf einem Computerlesbaren Datenträger abgespeichert sein. Bei dem Datenträger kann es sich um eine Diskette, eine Com¬ pact Disc, einen sogenannten Flash-Memory oder dergleichen handeln. Das auf dem Datenträger abgespeicherte Computerpro¬ gramm kann dann als Produkt an einen Kunden übertragen und verkauft werden. Alternativ zu einer Übertragung per Daten¬ träger kann das Computerprogramm auch ohne die Zuhilfenahme des Datenträgers über ein elektronisches Kommunikationsnetz¬ werk, insbesondere das Internet, an den Kunden übertragen werden.