HULTZSCH HAGEN (DE)
| US6265978B1 | 2001-07-24 | |||
| US6049747A | 2000-04-11 |
| 1. | Verfahren zur Überwachung des Schläfrigkeitszustandes von Führern bewegter Objekte wie Fahrzeuge, Flugzeuge, Eisenbahnen und Schiffe, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere physiologische Meßgrößen, darunter zumindest die Augenlidfrequenz und das AugenlidTastverhältnis, zu einem unterschiedlich gewichteten Summensignal zusammengeführt werden, welches dann als End Zustandssignal (8) den Schläfrigkeitszustand mit den Zuständen logisch 0 (Null/z. B. keine Schläfrigkeit festgestellt) oder logisch 1 (Eins/z. B. Schläfrigkeit festgestellt) angibt. |
| 2. | Verfahren zur Überwachung des Schläfrigkeitszustandes von Führern bewegter Objekte wie Fahrzeuge, Flugzeuge, Eisenbahnen und Schiffe, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere physiologische Meßgrößen, darunter zumindest die Augenlidfrequenz und die Gähnfrequenz, zu einem unterschiedlich gewichteten Summensignal zusammengeführt werden, welches dann als EndZustandssignal (8) den Schläfrigkeitszustand mit den Zuständen logisch 0 (Null/z. B. keine Schläfrigkeit festgestellt) oder logisch 1 (Eins/z. B. Schläfrigkeit festgestellt) angibt. |
| 3. | Verfahren zur Überwachung des Schläfrigkeitszustandes von Führern bewegter Objekte wie Fahrzeuge, Flugzeuge, Eisenbahnen und Schiffe, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere physiologische Meßgrößen, darunter zumindest die Augenlidfrequenz und der Zustand der Gesichtsmuskelrelaxation, zu einem unterschiedlich gewichteten Summensignal zusammengeführt werden, welches dann als EndZustandssignal (8) den Schläfrigkeitszustand mit den Zuständen logisch 0 (Null/z. B. keine Schläfrigkeit festgestellt) oder logisch 1 (Eins/z. B. Schläfrigkeit festgestellt) angibt. |
| 4. | Verfahren zur Überwachung des Schläfrigkeitszustandes von Führern bewegter Objekte wie Fahrzeuge, Flugzeuge, Eisenbahnen und Schiffe, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere physiologische Meßgrößen, darunter zumindest das AugenlidTastverhältnis und die Gähnfrequenz, zu einem unterschiedlich gewichteten Summensignal zusammengeführt werden, welches dann als EndZustandssignal (8) den Schläfrigkeitszustand mit den Zuständen logisch 0 (Null/z. B. keine Schläfrigkeit festgestellt) oder logisch 1 (Eins/z. B. Schläfrigkeit festgestellt) angibt. |
| 5. | Verfahren zur Überwachung des Schläfrigkeitszustandes von Führern bewegter Objekte wie Fahrzeuge, Flugzeuge, Eisenbahnen und Schiffe, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere physiologische Meßgrößen, darunter zumindest das AugenlidTastverhältnis und der Zustand der Gesichtsmuskelrelaxation, zu einem unterschiedlich gewichteten Summensignal zusammengeführt werden, welches dann als EndZustandssignal (8) den Schläfrigkeitszustand mit den Zuständen logisch 0 (Null/z. B. keine Schläfrigkeit festgestellt) oder logisch 1 (Eins/z. B. Schläfrigkeit festgestellt) angibt. |
| 6. | Verfahren zur Überwachung des Schläfrigkeitszustandes von Führern bewegter Objekte wie Fahrzeuge, Flugzeuge, Eisenbahnen und Schiffe, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere physiologische Meßgrößen, darunter zumindest die Gähnfrequenz und der Zustand der Gesichtsmuskelrelaxation, zu einem unterschiedlich gewichteten Summensignal zusammengeführt werden, welches dann als EndZustandssignal (8) den Schläfrigkeitszustand mit den Zuständen logisch 0 (Null/z. B. keine Schläfrigkeit festgestellt) oder logisch 1 (Eins/z. B. Schläfrigkeit festgestellt) angibt. |
| 7. | Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß als weitere physiologische Meßgröße die Gähnfrequenz in das genannte Summensignal eingeht. |
| 8. | Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 4, daurch gekennzeichnet, daß als weitere physiologische Meßgröße der Zustand der Gesichtsmuskelrelaxation in das genannte Summensignal eingeht. |
| 9. | Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als weitere physiologische Meßgröße die Augenlidfrequenz in das genannte Summensignal eingeht. |
| 10. | Verfahren nach einem der Ansprüche 2,3 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß als weitere physiologische Meßgröße das AugenlidTastverhältnis in das genannte Summensignal eingeht. |
| 11. | Verfahren nach Anspruch 7 in Rückbeziehung auf Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als weitere physiologische Meßgröße das Augenlid Tastverhältnis in das genannte Summensignal eingeht. |
| 12. | Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine geeignete Kombination mehrerer physiologischer Meßgrößen ein eigenständiges Meßsignal bildet. |
| 13. | Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das EndZustandssignal (8) als Wecksignal einen akustischen und/oder optischen Alarm und/oder einen Vibrationsalarm auslöst. |
| 14. | Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das End Zustandssignal (8) auf das Fortbewegungsverhalten des bewegten Objekts einwirkt, wobei Maßnahmen wie z. B. Auskuppeln, Abschalten des Motors und/oder sanftes Abbremsen durchgeführt werden können. |
| 15. | Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das End Zustandssignal (8) bei Eisenbahnen direkt zum Auslösen der Totmannbremse eingesetzt werden kann. |
| 16. | Vorrichtung zur Überwachung des Schläfrigkeitszustandes von Führern bewegter Objekte wie Fahrzeuge, Flugzeuge, Eisenbahnen und Schiffe, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere physiologische Meßgrößen, darunter zumindest die Augenlidfrequenz und das AugenlidTastverhältnis, gemäß Figur 1 zu einem unterschiedlich gewichteten Summensignal zusammengeführt werden, welches dann als EndZustandssignal (8) den Schläfrigkeitszustand mit den Zuständen logisch 0 (Null/z. B. keine Schläfrigkeit festgestellt) oder logisch 1 (Eins/z. B. Schläfrigkeit festgestellt) angibt. |
| 17. | Vorrichtung zur Überwachung des Schläfrigkeitszustandes von Führern bewegter Objekte wie Fahrzeuge, Flugzeuge, Eisenbahnen und Schiffe, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere physiologische Meßgrößen, darunter zumindest die Augenlidfrequenz und die Gähnfrequenz, gemäß Figur 1 zu einem unterschiedlich gewichteten Summensignal zusammengeführt werden, welches dann als End Zustandssignal (8) den Schläfrigkeitszustand mit den Zuständen logisch 0 (Null/z. B. keine Schläfrigkeit festgestellt) oder logisch 1 (Eins/z. B. Schläfrigkeit festgestellt) angibt. |
| 18. | Vorrichtung zur Überwachung des Schläfrigkeitszustandes von Führern bewegter Objekte wie Fahrzeuge, Flugzeuge, Eisenbahnen und Schiffe, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere physiologische Meßgrößen, darunter zumindest die Augenlidfrequenz und der Zustand der Gesichtsmuskelrelaxation, gemäß Figur 1 zu einem unterschiedlich gewichteten Summensignal zusammengeführt werden, welches dann als EndZustandssignal (8) den Schläfrigkeitszustand mit den Zuständen logisch 0 (Null/z. B. keine Schläfrigkeit festgestellt) oder logisch 1 (Eins/z. B. Schläfrigkeit festgestellt) angibt. |
| 19. | Vorrichtung zur Überwachung des Schläfrigkeitszustandes von Führern bewegter Objekte wie Fahrzeuge, Flugzeuge, Eisenbahnen und Schiffe, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere physiologische Meßgrößen, darunter zumindest das AugenlidTastverhältnis und die Gähnfrequenz, gemäß Figur 1 zu einem unterschiedlich gewichteten Summensignal zusammengeführt werden, welches dann als EndZustandssignal (8) den Schläfrigkeitszustand mit den Zuständen logisch 0 (Null/z. B. keine Schläfrigkeit festgestellt) oder logisch 1 (Eins/z. B. Schläfrigkeit festgestellt) angibt. |
| 20. | Vorrichtung zur Überwachung des Schläfrigkeitszustandes von Führern bewegter Objekte wie Fahrzeuge, Flugzeuge, Eisenbahnen und Schiffe, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere physiologische Meßgrößen, darunter zumindest das AugenlidTastverhältnis und der Zustand der Gesichtsmuskelrelaxation, gemäß Figur 1 zu einem unterschiedlich gewichteten Summensignal zusammengeführt werden, welches dann als EndZustandssignal (8) den Schläfrigkeitszustand mit den Zuständen logisch 0 (Null/z. B. keine Schläfrigkeit festgestellt) oder logisch 1 (Eins/z. B. Schläfrigkeit festgestellt) angibt. |
| 21. | Vorrichtung zur Überwachung des Schläfrigkeitszustandes von Führern bewegter Objekte wie Fahrzeuge, Flugzeuge, Eisenbahnen und Schiffe, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere physiologische Meßgrößen, darunter zumindest die Gähnfrequenz und der Zustand der Gesichtsmuskelrelaxation, gemäß Figur 1 zu einem unterschiedlich gewichteten Summensignal zusammengeführt werden, welches dann als EndZustandssignal (8) den Schläfrigkeitszustand mit den Zuständen logisch 0 (Null/z. B. keine Schläfrigkeit festgestellt) oder logisch 1 (Eins/z. B. Schläfrigkeit festgestellt) angibt. |
| 22. | Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16,18 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß als weitere physiologische Meßgröße die Gähnfrequenz in das genannte Summensignal eingeht. |
| 23. | Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16,17 oder 19, daurch gekennzeichnet, daß als weitere physiologische Meßgröße der Zustand der Gesichtsmuskelrelaxation in das genannte Summensignal eingeht. |
| 24. | Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß als weitere physiologische Meßgröße die Augenlidfrequenz in das genannte Summensignal eingeht. |
| 25. | Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17,18 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß als weitere physiologische Meßgröße das AugenlidTastverhältnis in das genannte Summensignal eingeht. |
| 26. | Vorrichtung nach Anspruch 22 in Rückbeziehung auf Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß als weitere physiologische Meßgröße das Augenlid Tastverhältnis in das genannte Summensignal eingeht. |
| 27. | Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß das EndZustandssignal (8) als Wecksignal einen akustischen und/oder optischen Alarm und/oder einen Vibrationsalarm auslöst. |
| 28. | Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß das EndZustandssignal (8) auf das Fortbewegungsverhalten des bewegten Objekts einwirkt, wobei Maßnahmen wie z. B. Auskuppeln, Abschalten des Motors und/oder sanftes Abbremsen durchgeführt werden können. |
| 29. | Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß das EndZustandssignal (8) bei Eisenbahnen direkt zum Auslösen der Totmannbremse eingesetzt werden kann. Erklärung nach Artikel 19 Die Änderung der Ansprüche im Rahmen von Art. 19 PCT hat zur Folge, daß die Zeile 2 von Seite 2 der Beschreibung ersetzt werden muß durch folgenden Text :"Anspruch 1, durch das Verfahren gemäß Anspruch 2, durch das Verfahren gemäß Anspruch 3, durch das Verfahren gemäß Anspruch 4, durch das Verfahren gemäß Anspruch 5, durch das Verfahren gemäß An spruch 6, durch die Vorrichtung nach Anspruch 16, durch die Vorrichtung nach Anspruch 17, durch die Vorrichtung nach Anspruch 18, durch die Vorrichtung nach Anspruch 19, durch die Vorrichtung nach Anspruch 20 und durch die Vorrichtung nach Anspruch 21". |
Vorrichtungen zur Erkennung des Schläfrigkeitszustandes sind aus GB 2 145 262 A und US 5,402, 109 bekannt. Dabei wird mit Hilfe einer speziellen Brille der Zustand des Augenlids (geöffnet oder geschlossen) festgestellt. Bei GB 2 215 040 A wird der Zustand des Augenlids mit einer Videokamera ermittelt. DE 32 29 773 nutzt zu vorgenannter Feststellung eine Folge von optischen Impulsen, die je nach Zustand des Augenlids unterschiedlich reflektiert werden. Diese Verfahren und Vorrichtungen weisen den Nachteil auf, dass sie sich nur auf den Zustand des Augenlides konzentrieren und zum Beispiel ein Schlafen mit offenen Augen nicht erkennen können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Schläfrigkeitszustand des Führers bewegter Objekte sicher zu erkennen und Unfälle durch das anschließende Einleiten geeigneter Maßnahmen, wie Wecken des Führers und/oder Einwirken auf das Fortbewegungsverhalten des bewegten Objektes, zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß Patentanspruch 1 bzw. durch die Vorrichtung nach Patentanspruch 6 gelöst. Dabei werden mehrere Meßgrößen wie z. B.
Augenlidfrequenz, Gähnfrequenz und Zustand der Gesichtsmuskelrelaxation ermittelt und gemäß Figur 1 zu einem Summensignal verarbeitet : - Ermittlung der einzelnen Meßgrößen mit Detektoren 1.
-Vergleich der Detektorsignale mit Vergleichssignalen 2 in Komparatoren 3. Jeder Komparator liefert ein Zustandssignal (z), das die logischen Werte 0 (Null) oder 1 (Eins) annehmen kann.
Hiermit kann verhindert werden, dass einzelne Meßgrößen, die unter einem Schwellwert liegen, einen Beitrag zum Summensignal liefern.
- Gewichtung der Zustandssignale mit 4, sodass die Signale (s) beliebige Werte zwischen 0 (Null) und 1 (Eins) annehmen können.
- Addition der Signale (s) mit 5.
- Vergleich des Additionssignals mit Vergleichssignal 6 in Endkomparator 7. Ergebnis ist das End-Zustandssignal 8, welches die logischen Werte 0 (Null/z. B. keine Schläfrigkeit festgestellt) und 1 (Eins/Schläfrigkeit festgestellt) annehmen kann.
Die Augenlidfrequenz nimmt erfahrungsgemäß mit zunehmendem Schläfrigkeitszustand ab und kann somit als geeignete Meßgröße dienen. Außerdem ändert sich bei Schläfrigkeit das Augenlid-Tastverhältnis, d. h. das zeitliche Verhältnis zwischen geschlossenem und geöffnetem Augenlid. Im wachen Zustand werden dabei lange Phasen mit geöffnetem Lid durch kurze Phasen mit geschlossenem Lid unterbrochen. Bei zunehmender Schläfrigkeit verlängern sich die Phasen mit geschlossenem Augenlid.
Ein Gähnen des Führers von bewegten Objekten, d. h. Augen kurzzeitig ganz oder teilweise geschlossen sowie Mund weit geöffnet, kann durch eine optische Erkennung mit einer elektronischen Kamera und anschließender Bildverarbeitung, wie z. B. Mustererkennung und Vergleich mit gespeicherten Bildern aus wachem Zustand, ermittelt werden.
Die Gesichtsmuskelrelaxation, insbesondere im Wangenbereich, wird zum Beispiel mit auf der Gesichtshaut aufgebrachten Dehnungsmeßstreifen oder mit Hilfe der elektronischen Bildverarbeitung, wie z. B. Kamera, Mustererkennung und Vergleich mit Bildern aus wachem Zustand, ermittelt.
Ebenso kann eine Kombination der vorgenannten Signale, wie z. B. Augenlid-Tastverhältnis und Zustand der Gesichtsmuskelrelaxation ein eigenständiges Meßsignal bilden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist beliebig erweiterbar, sodass weitere physiologische Meßsignale berücksichtigt werden können.
Das End-Zustandssignal 8 kann als Wecksignal eingesetzt werden, wobei ein akustischer und/oder optischer Alarm und/oder ein Vibrationsalarm verwendet werden. Außerdem kann dieses Signal bei ermittelter Schläfrigkeit zur gemäßigten Einwirkung auf das Fortbewegungsverhalten des bewegten Objektes dienen. Dabei können Maßnahmen wie z. B. Trennung zwischen Motor und Getriebe (Auskuppeln), Abschalten des Motors und/oder sanftes Abbremsen durchgeführt werden. Bei Eisenbahnen kann dieses Signal direkt zur Auslösung der sogenannten Totmannbremse dienen.
Next Patent: AUTOMOTIVE TRIM SURFACE HAVING INTEGRATED SWITCHES AND CONTROLS