Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung zumindest eines Fahrzeuginsassen nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 , eine Vorrichtung zur

Überwachung zumindest eines Fahrzeuginsassen nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 8 und ein Verfahren zum Betrieb zumindest einer Assistenzvorrichtung nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 9.

Aus dem Stand der Technik ist, wie in der EP 1 182 089 B2 beschrieben, ein Verfahren zur Warnung eines Fahrers eines Fahrzeugs bekannt. Dabei wird von Fahrzeugsensoren eine kritische Situation erfasst. Des Weiteren wird eine Aufmerksamkeit des Fahrers ermittelt, wobei durch eine Kameravorrichtung ein Bild des Fahrers erfasst wird und das Bild von einer Recheneinheit verarbeitet wird. Aus dem Bild wird eine Aufmerksamkeit des Fahrers ermittelt, wobei durch die Recheneinheit eine Blickrichtung des Fahrers ermittelt wird. Bei einer ermittelten hohen Aufmerksamkeit des Fahrers wird auf die Ausgabe der Warnung verzichtet. Bei mehreren gleichzeitig auszugebenden Warnungen wird eine erste Warnung vor einer kritischen Situation, die in der Blickrichtung des Fahrers liegt, erst nach einer zweiten Warnung vor einer kritischen Situation, die außerhalb der Blickrichtung des Fahrers liegt, ausgegeben.

In der DE 10 2009 016 936 A1 der Anmelderin, deren vollständiger Inhalt hiermit durch Referenz aufgenommen wird, wird ein Fahrassistenzsystem zum Unterstützen eines Fahrers eines Fahrzeugs bei Ermüdung beschrieben. Das Fahrassistenzsystem umfasst ein Müdigkeitserkennungssystem zum Erkennen einer Ermüdung des Fahrers. Bei einer mittels des Müdigkeitserkennungssystems erkannten Ermüdung des Fahrers wird ein Warnblinklicht des Fahrzeugs zum Warnen weiterer Verkehrsteilnehmer aktiviert.

Des Weiteren wird in dem Artikel von Ming-Zher Poh, Daniel J. McDuff, and Rosalind W. Picard, "Non-contact, automated cardiac pulse measurements using video imaging and blind source Separation," Opt. Express 18, 10762-10774 (2010), dessen vollständiger Inhalt hiermit durch Referenz aufgenommen wird, ein Verfahren beschrieben, in welchem auf Grundlage mittels niedrigauflösender Videokameras unter normalen

Raumlichtbedingungen erfasster Videosequenzen von Gesichtern von Personen die Herzfrequenz der Personen ermittelt wird. Dabei werden die Helligkeits-Unterschiede des von der Haut reflektierten Lichtes gemessen und ausgewertet. Es werden zunächst die Positionen von Gesichtern im Blickfeld der Kamera identifiziert, das Videobild in diesem Ausschnitt in rote, grüne und blaue Anteile herunter gebrochen und analysiert. Während eines Herzschlags dehnen sich die Blutgefäße - vor allem die Arterien - leicht aus, da der Druck steigt. Diese Ausweitung verursacht einen Anstieg der optischen Absorption und deshalb auch ein Absinken der Intensität des Lichtes, das vom Gesicht reflektiert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zur Überwachung zumindest eines Fahrzeuginsassen in einem Fahrzeug und ein verbessertes Verfahren zum Betrieb zumindest einer

Assistenzvorrichtung eines Fahrzeugs anzugeben.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Überwachung zumindest eines Fahrzeuginsassen in einem Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , eine Vorrichtung zur Überwachung zumindest eines Fahrzeuginsassen in einem Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 8 und ein Verfahren zum Betrieb zumindest einer

Assistenzvorrichtung eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst.

Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

In einem Verfahren zur Überwachung zumindest eines Fahrzeuginsassen in einem Fahrzeug werden mittels zumindest einer Bilderfassungseinheit Bilder des

Fahrzeuginsassen erfasst und mittels einer Bildverarbeitungseinheit ausgewertet.

Erfindungsgemäß werden durch die Bildauswertung der erfassten Bilder Vitalparameter des Fahrzeuginsassen ermittelt, wobei als Vitalparameter eine Pulsfrequenz, eine Atemfrequenz und ein Atemzugvolumen ermittelt werden und daraus eine

Herzfrequenzvariabilität ermittelt wird. Die Herzfrequenzvariabilität, auch als

Herzratenvariabilität (HRV) bezeichnet, steht über die respiratorische Sinusarrhythmie, welche eine atemsynchrone Schwankung der Herzfrequenz beschreibt, in

Zusammenhang mit der Herzfrequenz und der Atmung, d. h. der Atemfrequenz und dem Atemzugvolumen. Aus der Herzfrequenzvariabilität können auch zusätzliche

Vitalfunktionen bzw. Vitalparameter oder Gesundheitsrisiken wie Belastbarkeit,

Stresstoleranz, ein Herz-Kreislauf-Risiko und weitere Gesundheitsrisiken sowie positive und negative emotionale Zustände wie Freude, Stress oder Ärger ermittelt werden.

Die Ermittlung der Vitalparameter ermöglicht es, einen Vitalzustand des

Fahrzeuginsassen, beispielsweise eines Fahrzeugführers des Fahrzeugs zu beurteilen und bei einer festgestellten Verschlechterung des Vitalzustandes geeignete Maßnahmen einzuleiten, beispielsweise Funktionen einer Assistenzvorrichtung des Fahrzeugs zu aktivieren, um zumindest auf eine potentielle Unfallgefahr hinzuweisen oder

gegebenenfalls einen Unfall zu vermeiden, Hilfe anzufordern und/oder einen Komfort des oder der Fahrzeuginsassen zu steigern, um dadurch den Vitalzustand zu verbessern. D. h. die Assistenzvorrichtung kann beispielsweise an einen aktuellen

Fahrzeugführerzustand bzw. an Fähigkeiten des Fahrzeugführers angepasst werden, wobei dessen Fähigkeiten beispielsweise anhand eines Stressniveaus oder des emotionalen Zustandes des Fahrzeugführers bewertet werden können.

Als Bilderfassungseinheit dient dabei vorzugsweise eine bereits im Fahrzeug,

beispielsweise im Bereich einer Lenksäule installierte und auf den oder die

Fahrzeuginsassen, bevorzugt auf einen Fahrzeugführer gerichtete Bilderfassungseinheit. Mittels dieser Bilderfassungseinheit werden die Vitalparameter des jeweiligen

Fahrzeuginsassen alle gleichzeitig erfasst bzw. es werden alle Daten gleichzeitig erfasst, aus welchen mittels einer Bildauswertung die Vitalparameter des jeweiligen

Fahrzeuginsassen ermittelt werden können. Derartige Bilderfassungseinheiten sind beispielsweise zur Aufmerksamkeitserkennung des Fahrzeugsführers im Fahrzeug installiert. Zur Durchführung des Verfahrens ist dabei bereits eine Videokamera mit geringer Auflösung ausreichend, beispielsweise eine so genannte CCD-Kamera. Auch spezielle Beleuchtungseinrichtungen sind nicht erforderlich, sondern eine im Fahrzeug übliche Umgebungsbeleuchtung, zum Beispiel Tageslicht, ist bereits ausreichend. Eine Robustheit einer Signaldetektion der Bilderfassungseinheit wird durch teilweise redundante Informationen beispielsweise in einem RGB-Farbsignal der

Bilderfassungseinheit und insbesondere durch die Möglichkeit der Signaldetektion mit einer Schwarzweißkamera für dunkle Fahrabschnitte, d. h. für eine dunkle Umgebung, zum Beispiel bei einer Fahrt durch einen Tunnel oder bei einer Nachtfahrt, deutlich verbessert. Dabei erfolgt eine Signaldetektion im so genannten

HSB-Schwarzweiß-Signal, gegebenenfalls mittels einer Beleuchtung durch eine

Infrarotlichtquelle. Dazu ist beispielsweise keine separate Bilderfassungseinheit erforderlich, sondern die vorhandene Bilderfassungseinheit wird in einen Schwarzweißmodus umgeschaltet. Dies erfolgt zweckmäßigerweise automatisch in Abhängigkeit von jeweiligen Umgebungslichtverhältnissen.

Zweckmäßigerweise werden als weitere Vitalparameter insbesondere eine

Hauttemperatur und/oder eine Pumpleistung des Herzens und/oder ein Blutdruck und/oder eine Sauerstoffkonzentration im Blut des Fahrzeuginsassen, auch als

Sauerstoffsättigung bezeichnet, und/oder autonome Körperfunktionen, insbesondere Funktionen eines autonomen Nervensystems des Fahrzeuginsassen und/oder

Schmerzzustände des Fahrzeuginsassen ermittelt. Anhand der Vitalparameter können beispielsweise weitere diagnostische Parameter ermittelt bzw. erkannt werden, beispielsweise eine Tachykardie, Brachykardie und/oder Virusinfektionen anhand der Herzfrequenzvariabilität, der Atmung, d. h. der Atemfrequenz und/oder des

Atemzugvolumens und/oder der Hauttemperatur. Anhand dieser weiteren Vitalparameter kann eine Beurteilung des aktuellen Vitalzustandes des Fahrzeuginsassen optimiert werden, so dass gegebenenfalls beispielsweise auf eine Unaufmerksamkeit des

Fahrzeuginsassen, beispielsweise des Fahrzeugführers, oder auf eine drohende oder bereits eingetretene Bewusstlosigkeit oder schwere gesundheitliche Probleme geschlossen werden kann.

Vorteilhafterweise werden die ermittelten Vitalparameter im Fahrzeug aufgezeichnet und gespeichert, so dass sie beispielsweise in einer Notsituation bei einer medizinischen Versorgung zur Verfügung stehen. Sie können beispielsweise zusammen mit einer automatisch eingeleiteten Notrufmeldung an ein Krankenhaus oder eine Notrufzentrale übermittelt werden, so dass eine schnelle und adäquate Hilfe eingeleitet werden kann.

Vorzugsweise werden die Vitalparameter durch eine Erfassung eines optischen

Absorptionswertes und/oder eines Intensitätswertes reflektierten Lichts eines

Hautbereiches des Fahrzeuginsassen und/oder durch eine Ermittlung einer Änderung dieses optischen Absorptionswertes und/oder dieses Intensitätswertes ermittelt. Während eines Herzschlags dehnen sich Blutgefäße, insbesondere Arterien, leicht aus, da ein Druck in den Blutgefäßen steigt. Diese Ausweitung verursacht einen Anstieg der optischen Absorption und deshalb auch ein Absinken der Intensität des reflektierten Lichts, das von dem Hautbereich reflektiert wird. Durch Ermittlung von

Helligkeitsunterschieden des von dem Hautbereich im Zeitverlauf reflektierten Lichts können Vitalparameter, insbesondere die Pulsfrequenz, die Atemfrequenz und das Atemzugvolumen, ermittelt werden. Dieses Verfahren wird auch Photoplethysmographie genannt. Die Grundlagen des Verfahrens sind beispielsweise in dem Artikel von

Ming-Zher Poh, Daniel J. McDuff, and Rosalind W. Picard, "Non-contact, automated cardiac pulse measurements using video imaging and blind source Separation," Opt. Express 18, 10762-10774 (2010) beschrieben, dessen vollständiger Inhalt hiermit durch Referenz aufgenommen wird.

Vorzugsweise wird während der Bildverarbeitung zumindest ein zur Bildauswertung geeigneter Bereich in jedem der Bilder gesucht und nur dieser Bereich ausgewertet. Dieser Bereich ist ein Bereich in den Bildern, in welchem ein ausreichend großer

Hautbereich des Fahrzeuginsassen abgebildet ist. Bevorzugt wird als zur Bildauswertung geeigneter Bereich ein Bereich der Bilder gesucht und ausgewertet, welcher das Gesicht des Fahrzeuginsassen beinhaltet, da in diesem Bereich ein ausreichend großer, auswertbarer Hautbereich zur Verfügung steht und da insbesondere bereits im Fahrzeug installierte Bilderfassungseinheiten, welche beispielsweise zur

Aufmerksamkeitserkennung eingesetzt werden, auf das Gesicht des Fahrzeuginsassen, insbesondere des Fahrzeugführers gerichtet sind. Es können mit dem Verfahren auch gleichzeitig ein oder mehrere Vitalparameter von mehreren Fahrzeuginsassen ermittelt werden, wobei die Bildbereiche ermittelt werden, in welchen sich die Gesichter der Fahrzeuginsassen befinden, und getrennt voneinander ausgewertet werden.

Zweckmäßigerweise werden als Bilder des Fahrzeuginsassen Farbbilder erfasst, insbesondere so genannte RGB-Bilder, wobei der zur Bildauswertung geeignete Bereich der Bilder in einzelne Farbkanäle aufgespalten wird und zur Ermittlung des zumindest einen Vitalparameters zumindest ein Farbkanal ausgewertet wird. Beispielsweise wird der zur Bildauswertung geeignete Bereich in rote, grüne und blaue Anteile, d. h. Farbkanäle unterteilt. Dabei wird vorzugsweise insbesondere der grüne Anteil oder Farbkanal ausgewertet, da bei diesem die Genauigkeit der erzielten Ergebnisse am höchsten ist.

Aus einer Kombination der Farbkanäle, genauer gesagt aus einer Phasenverschiebung und/oder einer Amplitudenänderung zwischen den Farbkanälen bzw. Farbsignalen können beispielsweise die Hauttemperatur, die Sauerstoffkonzentration bzw.

Sauerstoffsättigung und der Blutdruck des Fahrzeuginsassen ermittelt werden.

Vorzugsweise wird mittels schneller Fourier-Transformation eine spektrale

Leistungsdichte des Farbkanals des zur Bildauswertung geeigneten Bereichs ermittelt. Anhand der ermittelten spektralen Leistungsdichte können dann die

Helligkeitsunterschieden des von dem Hautbereich im Zeitverlauf reflektierten Lichts und daraus der oder die Vitalparameter ermittelt werden.

Die auf diese Weise ermittelten Vitalparameter können auch mit auf andere Weise ermittelten Werten der Fahrzeuginsassen kombiniert werden, um dadurch ein besseres Gesamtbild eines Zustandes der Fahrzeuginsassen zu erhalten. Auf diese Weise kann beispielsweise frühzeitig und mit einer geringen Fehlerquote eine Müdigkeit oder Unaufmerksamkeit des Fahrzeugführers festgestellt werden. So können beispielsweise durch Sensoren in einem Fahrzeugsitz Bewegungen des jeweiligen Fahrzeuginsassen, insbesondere des Fahrzeugführers ermittelt werden, welche auf Unruhe, Stress oder beginnende Müdigkeit hindeuten können. Dies kann beispielsweise mit der ermittelten Pulsfrequenz und/oder mit anderen ermittelten Vitalparametern kombiniert werden, um eine bessere Einschätzung zu erhalten.

Bei einer Vorrichtung zur Überwachung zumindest eines Fahrzeuginsassen in einem Fahrzeug, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens zur Überwachung zumindest eines Fahrzeuginsassen in einem Fahrzeug, sind mittels zumindest einer

Bilderfassungseinheit Bilder des Fahrzeuginsassen erfassbar und mittels einer

Bildverarbeitungseinheit auswertbar. Erfindungsgemäß sind mittels der

Bilderfassungseinheit durch Bildauswertung der erfassten Bilder Vitalparameter des Fahrzeuginsassen ermittelbar, wobei als Vitalparameter eine Pulsfrequenz, eine

Atemfrequenz und ein Atemzugvolumen ermittelbar sind und daraus eine

Herzfrequenzvariabilität ermittelbar ist. Dies ermöglicht es, wie bereits zum mittels der Vorrichtung durchführbaren Verfahren zur Überwachung zumindest eines

Fahrzeuginsassen in einem Fahrzeug beschrieben, einen Vitalzustand des

Fahrzeuginsassen, beispielsweise eines Fahrzeugführers des Fahrzeugs zu beurteilen und bei einer festgestellten Verschlechterung des Vitalzustandes geeignete Maßnahmen einzuleiten, beispielsweise Funktionen einer Assistenzvorrichtung des Fahrzeugs zu aktivieren, um zumindest auf eine potentielle Unfallgefahr hinzuweisen oder

gegebenenfalls einen Unfall zu vermeiden, Hilfe anzufordern und/oder einen Komfort des oder der Fahrzeuginsassen zu steigern, um dadurch den Vitalzustand zu verbessern.

In einem Verfahren zum Betrieb zumindest einer Assistenzvorrichtung eines Fahrzeugs unter Verwendung des Verfahrens zur Überwachung zumindest eines Fahrzeuginsassen wird erfindungsgemäß zumindest eine Funktion der Assistenzvorrichtung des Fahrzeugs aktiviert, wenn ein ermittelter Wert zumindest eines Vitalparameters von einem

vorgegebenen Wert oder Wertebereich für diesen Vitalparameter abweicht. Auf diese Weise kann die Assistenzvorrichtung bei schlechten oder sich verschlechternden

Vitalparametern des oder der Fahrzeuginsassen, insbesondere eines Fahrzeugführers, unterstützend eingreifen, um beispielsweise auf eine potentielle Unfallgefahr hinzuweisen oder gegebenenfalls einen Unfall zu verhindern, Hilfe anzufordern und/oder einen Komfort des oder der Fahrzeuginsassen zu steigern, um dadurch den Vitalzustand zu verbessern.

Vorzugsweise wird als Funktion der Assistenzvorrichtung ein Eingriff in eine

Lenkvorrichtung, Bremsvorrichtung und/oder in einen Antriebsstrang des Fahrzeugs und/oder eine optische, akustische und/oder haptische Warneinrichtung aktiviert. Auf diese Weise kann das Fahrzeug, wie beispielsweise in der DE 10 2009 016 936 A1 der Anmelderin beschrieben, deren vollständiger Inhalt hiermit durch Referenz aufgenommen wird, durch einen entsprechenden Eingriff in die Lenkvorrichtung, Bremsvorrichtung und/oder den Antriebsstrang des Fahrzeugs zum Beispiel automatisch an einen

Fahrbahnrand gesteuert und dort zum Stillstand gebracht werden. Besonders vorteilhaft kann der Eingriff in die Lenkvorrichtung, Bremsvorrichtung und/oder in den Antriebsstrang des Fahrzeugs derart erfolgen, dass das Fahrzeug autonom zu einer nächstgelegenen Nothilfeeinrichtung gesteuert wird, beispielsweise zu einer Notaufnahme eines

nächstgelegenen Krankenhauses.

Alternativ oder zusätzlich können Warneinrichtungen des Fahrzeugs aktiviert werden, zum Beispiel äußere Warneinrichtungen in Form einer Warnblinkanlage und/oder einer Hupe des Fahrzeugs, um andere Verkehrsteilnehmer zu warnen, und/oder es können Warneinrichtungen in einem Fahrzeuginnenraum aktiviert werden, um den oder die Fahrzeuginsassen zu warnen, beispielsweise um einen eingeschlafenen Fahrzeugführer zu wecken oder um andere Fahrzeuginsassen auf einen schlechten oder sich

verschlechternden Vitalzustand des Fahrzeugführers hinzuweisen, so dass diese beispielsweise das Lenkrad und/oder eine Handbremse des Fahrzeugs betätigen können oder diese durch Aktuatoren autonom betätigt werden, um das Fahrzeug abzubremsen und/oder an den Fahrbahnrand zu steuern. Alternativ oder zusätzlich wird zweckmäßigerweise als Funktion der Assistenzvorrichtung zumindest eine Komfortfunktion und/oder eine Notruffunktion aktiviert. Durch Aktivierung der Komfortfunktion oder einer Mehrzahl derartiger Komfortfunktionen können

Vitalparameter des oder der Fahrzeuginsassen verbessert werden, beispielsweise wenn der oder die ermittelten Vitalparameter auf eine Ermüdung insbesondere des

Fahrzeugführers hindeuten. Es können dann beispielsweise eine Massagefunktion eines Fahrzeugsitzes, eine Innenraumbelüftung und/oder eine Klimafunktion des Fahrzeugs aktiviert werden. Dabei können zur Erfrischung der Fahrzeuginsassen beispielsweise auch ätherische öle oder andere erfrischende Mittel in den Innenraum des Fahrzeugs eingeleitet werden. Des Weiteren kann der betreffende Fahrzeuginsasse durch optische, akustische und/oder haptische Mittel auf seine aktuelle Vitalsituation hingewiesen werden, vorzugsweise verbunden mit einer Empfehlung zu geeigneten

Gegenmaßnahmen, beispielsweise zum Einlegen einer Erholungspause, zu regelmäßiger Bewegung und/oder zu einer ausreichenden Flüssigkeitsaufnahme. Der Fahrzeuginsasse kann auf diese Weise beispielsweise auch an eine erforderliche Medikamenteneinnahme erinnert werden. Des Weiteren können, beispielsweise bei einem anhand der

Vitalparameter erkannten erhöhten Stressniveau, den Fahrzeugführer unterstützende und/oder beruhigende Einrichtungen des Fahrzeugs gezielt aktiviert werden,

beispielsweise eine Navigationseinrichtung oder eine Audioanlage des Fahrzeugs, d. h. beispielsweise ein Autoradio.

Zudem können der oder die Fahrzeuginsassen auch vor drohenden Gesundheitsgefahren gewarnt werden, beispielsweise vor drohenden Herz-Kreislauf-Beschwerden. Dabei ist es besonders vorteilhaft, die Vitalparameter des oder der Fahrzeuginsassen, beispielsweise des Fahrzeugführers, über längere Zeiträume, zum Beispiel mehrere Tage oder Wochen, zu ermitteln und deren Verlauf zu analysieren, so dass auch langsame

Verschlechterungen ermittelt werden können. Insbesondere bei älteren und/oder gesundheitlich gefährdeten oder beeinträchtigten Fahrzeuginsassen, insbesondere Fahrzeugführern, ist dadurch deren Sicherheitsempfinden und Wohlbefinden erheblich gesteigert. In einem medizinischen Notfall kann zudem ein automatischer Notruf eingeleitet werden, wobei vorzugsweise die erfassten Vitalparameter an eine

Notrufleitstelle oder ein Krankenhaus übermittelt werden, so dass eine schnelle und adäquate medizinische Hilfe eingeleitet werden kann. Zu diesem Zweck werden vorzugsweise auch aktuelle Positionsdaten des Fahrzeugs ermittelt und mit dem Notruf weitergeleitet. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Dabei zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem

Fahrzeuginsassen und einer auf diesen gerichteten Bilderfassungseinheit,

Fig. 2 eine schematische Darstellung von drei Farbkanälen,

Fig. 3 eine Detailansicht eines Bereichs aus Figur 2 und

Fig. 4 eine schematische Darstellung von Koeffizienten eines erfassten

Farbsignals.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 1 mit einem

Fahrzeuginsassen 2 und einer auf diesen gerichteten Bilderfassungseinheit 3 als

Vorrichtung zur Überwachung des Fahrzeuginsassen 2. In einem Verfahren zur

Überwachung des Fahrzeuginsassen 2 werden mittels der Bilderfassungseinheit 3 Bilder des Fahrzeuginsassen 2 erfasst, beispielsweise in Form einer Videosequenz, und mittels einer nicht näher dargestellten Bildverarbeitungseinheit ausgewertet, um auf diese Weise Vitalparameter des Fahrzeuginsassen 2 zu ermitteln, insbesondere eine Pulsfrequenz, eine Atemfrequenz und ein Atemzugvolumen, woraus eine Herzfrequenzvariabilität ermittelt wird. Die Herzfrequenzvariabilität, auch als Herzratenvariabilität (HRV) bezeichnet, steht über die respiratorische Sinusarrhythmie, welche eine atemsynchrone Schwankung der Herzfrequenz beschreibt, in Zusammenhang mit der Herzfrequenz und der Atmung, d. h. der Atemfrequenz und dem Atemzugvolumen. Aus der

Herzfrequenzvariabilität können auch zusätzliche Vitalfunktionen bzw. Vitalparameter oder Gesundheitsrisiken wie Belastbarkeit, Stresstoleranz, ein Herz-Kreislauf-Risiko und weitere Gesundheitsrisiken sowie positive und negative emotionale Zustände wie Freude, Stress oder Ärger ermittelt werden. Des Weiteren können beispielsweise eine Hauttemperatur und/oder eine Pumpleistung des Herzens und/oder ein Blutdruck und/oder eine Sauerstoffkonzentration im Blut des Fahrzeuginsassen 2, auch als Sauerstoffsättigung bezeichnet, und/oder autonome Körperfunktionen, insbesondere Funktionen eines autonomen Nervensystems des Fahrzeuginsassen 2 und/oder Schmerzzustände des Fahrzeuginsassen 2 ermittelt werden. Mittels der ermittelten Vitalparameter des Fahrzeuginsassen 2 können ein Vitalzustand des Fahrzeuginsassen 2 und eine Veränderung des Vitalzustandes beurteilt werden.

Anhand der Vitalparameter können beispielsweise weitere diagnostische Parameter ermittelt bzw. erkannt werden, beispielsweise eine Tachykardie, Brachykardie und/oder Virusinfektionen anhand der Herzfrequenzvariabilität, der Atmung, d. h. der Atemfrequenz und/oder des Atemzugvolumens und/oder der Hauttemperatur. Anhand dieser weiteren Vitalparameter kann eine Beurteilung des aktuellen Vitalzustandes des

Fahrzeuginsassen 2 optimiert werden, so dass gegebenenfalls beispielsweise auf eine Unaufmerksamkeit des Fahrzeuginsassen 2, beispielsweise des Fahrzeugführers, oder auf eine drohende oder bereits eingetretene Bewusstlosigkeit oder schwere

gesundheitliche Probleme geschlossen werden kann.

Die Bilderfassungseinheit 3 ist vorzugsweise eine bereits im Fahrzeug 1 , beispielsweise, wie hier dargestellt, im Bereich einer Lenksäule installierte und auf den

Fahrzeuginsassen 2, im hier dargestellten Beispiel auf einen Fahrzeugführer gerichtete Bilderfassungseinheit 3. Zur Durchführung des Überwachungsverfahrens ist dabei bereits eine Videokamera mit geringer Auflösung ausreichend, beispielsweise eine so genannte CCD-Kamera. Auch spezielle Beleuchtungseinrichtungen sind nicht erforderlich, sondern eine im Fahrzeug 1 übliche Umgebungsbeleuchtung, zum Beispiel Tageslicht, ist bereits ausreichend. Mittels dieser Bilderfassungseinheit 3 werden die Vitalparameter des Fahrzeuginsassen 2 alle gleichzeitig erfasst bzw. es werden alle Daten gleichzeitig erfasst, aus welchen mittels einer Bildauswertung die Vitalparameter des

Fahrzeuginsassen 2 ermittelt werden können.

Eine Robustheit einer Signaldetektion der Bilderfassungseinheit 3 wird durch teilweise redundante Informationen beispielsweise in einem RGB-Farbsignal der

Bilderfassungseinheit 3 und insbesondere durch die Möglichkeit der Signaldetektion mit einer Schwarzweißkamera für dunkle Fahrabschnitte, d. h. für eine dunkle Umgebung, zum Beispiel bei einer Fahrt durch einen Tunnel oder bei einer Nachtfahrt, deutlich verbessert. Dabei erfolgt eine Signaldetektion im so genannten HSB-Schwarzweiß-Signal, gegebenenfalls mittels einer Beleuchtung durch eine

Infrarotlichtquelle. Dazu ist beispielsweise keine separate Bilderfassungseinheit 3 erforderlich, sondern die vorhandene Bilderfassungseinheit 3 wird in einen

Schwarzweißmodus umgeschaltet. Dies erfolgt zweckmäßigerweise automatisch in Abhängigkeit von jeweiligen Umgebungslichtverhältnissen.

Die Vitalparameter werden durch eine Erfassung eines optischen Absorptionswertes und/oder eines Intensitätswertes reflektierten Lichts eines Hautbereiches des

Fahrzeuginsassen 2 und/oder durch eine Ermittlung einer Änderung dieses optischen Absorptionswertes und/oder dieses Intensitätswertes ermittelt. Während eines

Herzschlags dehnen sich Blutgefäße, insbesondere Arterien, leicht aus, da ein Druck in den Blutgefäßen steigt. Diese Ausweitung verursacht einen Anstieg der optischen Absorption und deshalb auch ein Absinken der Intensität des reflektierten Lichts, das von dem Hautbereich reflektiert wird. Durch Ermittlung von Helligkeitsunterschieden des von dem Hautbereich im Zeitverlauf reflektierten Lichts können Vitalparameter des

Fahrzeuginsassen 2, insbesondere die Pulsfrequenz bzw. Herzfrequenz sowie die Atemfrequenz und das Atemzugvolumen ermittelt werden. Dieses Verfahren wird auch Photoplethysmographie genannt. Die Grundlagen des Verfahrens sind beispielsweise in dem Artikel von Ming-Zher Poh, Daniel J. McDuff, and Rosalind W. Picard, "Non-contact, automated cardiac pulse measurements using Video imaging and blind source

Separation," Opt. Express 18, 10762-10774 (2010) beschrieben, dessen vollständiger Inhalt hiermit durch Referenz aufgenommen wird.

Während der Bildverarbeitung wird mittels geeigneter Methoden zumindest ein zur Bildauswertung geeigneter Bereich in jedem der Bilder gesucht und nur dieser Bereich wird ausgewertet. Dieser Bereich ist ein Bereich in den Bildern, in welchen ein

ausreichend großer Hautbereich des Fahrzeuginsassen 2 abgebildet ist. Bevorzugt wird als zur Bildauswertung geeigneter Bereich ein Bereich der Bilder gesucht und

ausgewertet, welcher das Gesicht des Fahrzeuginsassen 2 beinhaltet, da in diesem Bereich ein ausreichend großer, auswertbarer Hautbereich zur Verfügung steht und da insbesondere bereits im Fahrzeug 1 installierte Bilderfassungseinheiten 3, welche beispielsweise zur Aufmerksamkeitserkennung eingesetzt werden, wie auch im hier dargestellten Beispiel auf das Gesicht des Fahrzeuginsassen 2, insbesondere des Fahrzeugführers gerichtet sind. Das Auffinden derartiger zur Bildauswertung geeigneter Bereiche ist beispielsweise mittels Methoden zur Gesichtserkennung in Bildern möglich. Es können mit dem

Verfahren auch gleichzeitig ein oder mehrere Vitalparameter von mehreren

Fahrzeuginsassen 2 ermittelt werden, wenn mehrere Fahrzeuginsassen 2 von der Bilderfassungseinheit 3 erfasst werden, wobei die Bildbereiche ermittelt werden, in welchen sich die Gesichter der Fahrzeuginsassen 2 befinden, und getrennt voneinander ausgewertet werden.

Als Bilder des Fahrzeuginsassen 2 werden zweckmäßigerweise Farbbilder erfasst, insbesondere so genannte RGB-Bilder, wobei der zur Bildauswertung geeignete Bereich der Bilder in einzelne Farbanteile oder Farbkanäle aufgespalten wird, bei RGB-Bildern in die entsprechenden RGB-Farbkanäle, d. h. in einen roten Farbkanal R, einen grünen Farbkanal G und einen blauen Farbkanal B, wie in Figur 2 dargestellt, und zur Ermittlung des zumindest einen Vitalparameters zumindest ein Farbkanal RGB ausgewertet wird. Dabei wird vorzugsweise insbesondere der grüne Anteil, d. h. der grüne Farbkanal G ausgewertet, da bei diesem die Genauigkeit der erzielten Ergebnisse am höchsten ist. In Figur 2 sind diese Verläufe der Farbkanäle RGB über die Zeit t dargestellt

Durch Auswertung der niederfrequenten Schwingungen NS der Farbsignale bzw.

Farbkanäle RGB wird die Atemfrequenz ermittelt, durch Auswertung der Amplituden A der niederfrequenten Schwingungen NS wird das Atemzugvolumen ermittelt und durch Auswertung der hochfrequenten Schwingungen HS wird die Herzfrequenz ermittelt. In Figur 3 sind die hochfrequenten Schwingungen HS einer einzelnen niederfrequenten Schwingung NS eines der Farbkanäle RGB dargestellt.

Mittels schneller Fourier-Transformation wird eine spektrale Leistungsdichte des auszuwertenden Farbkanals RGB des zur Bildauswertung geeigneten Bereichs ermittelt. Anhand der ermittelten spektralen Leistungsdichte können dann die

Helligkeitsunterschiede des von dem Hautbereich im Zeitverlauf reflektierten Lichts und daraus der oder die Vitalparameter des oder der Fahrzeuginsassen 2 ermittelt werden.

In Figur 4 sind Koeffizienten KR, KG, KB des in die drei Farbkanäle RGB aufgespaltenen Farbsignals einer Hautpartie des Fahrzeuginsassen 2, zum Beispiel von dessen Gesicht dargestellt. Aus einer Phasenverschiebung und/oder einer Amplitudenänderung zwischen den Koeffizienten KR, KG, KB des RGB-Farbsignals können die Hauttemperatur, der Blutdruck und die Sauerstoffsättigung des Blutes des Fahrzeuginsassen 2 ermittelt werden.

Das Verfahren ist aufgrund der Bilderfassungseinheit 3, welche lediglich eine geringe Auflösung aufweisen muss, sowie aufgrund der Durchführung unter normalen

Umgebungslichtbedingungen, d. h. ohne zusätzliche spezielle Lichtquellen, sehr einfach und kostengünstig im Fahrzeug 1 zu implementieren und durchzuführen. Zudem ist das Verfahren sehr robust gegenüber unterschiedlichen Hautfarben sowie gegenüber

Bewegungen des oder der Fahrzeuginsassen 2 während der Bilderfassung. Die

Ermittlung der Vitalparameter ist dabei ausreichend exakt, um den Vitalzustand des oder der Fahrzeuginsassen 2 sowie eine Veränderung des Vitalzustandes anhand des oder der ermittelten Vitalparameter ausreichend genau bestimmen zu können, so dass ein Vitalzustand, welcher beispielsweise auf eine akute Notsituation hindeutet und

medizinische Hilfe erfordert oder welcher beispielsweise Auswirkungen auf das sichere Führen des Fahrzeugs 1 haben könnte, mit einer hohen Sicherheit erkennbar ist.

Das Überwachungsverfahren bzw. der oder die auf diese Weise ermittelten

Vitalparameter des Fahrzeuginsassen 2, insbesondere des Fahrzeugführers, können in einem Verfahren zum Betrieb zumindest einer Assistenzvorrichtung des Fahrzeugs 1 verwendet werden. Dabei wird zumindest eine Funktion der Assistenzvorrichtung aktiviert, wenn ein ermittelter Wert zumindest eines Vitalparameters von einem vorgegebenen Wert oder Wertebereich für diesen Vitalparameter abweicht.

Auf diese Weise kann die Assistenzvorrichtung bei schlechten oder sich

verschlechternden Vitalparametern des oder der Fahrzeuginsassen 2, insbesondere des Fahrzeugführers, unterstützend eingreifen, um beispielsweise einen Unfall zu verhindern, Hilfe anzufordern und/oder einen Komfort des oder der Fahrzeuginsassen 2 zu steigern, um dadurch den Vitalzustand zu verbessern. D. h. die Assistenzvorrichtung kann beispielsweise an einen aktuellen Fahrzeugführerzustand bzw. an Fähigkeiten des Fahrzeugführers angepasst werden, wobei dessen Fähigkeiten beispielsweise anhand eines Stressniveaus des Fahrzeugführers bewertet werden können.

Vorzugsweise wird als Funktion der Assistenzvorrichtung ein Eingriff in eine

Lenkvorrichtung, Bremsvorrichtung und/oder in einen Antriebsstrang des Fahrzeugs 1 und/oder eine optische, akustische und/oder haptische Warneinrichtung aktiviert. Auf diese Weise kann das Fahrzeug 1 , wie beispielsweise in der DE 10 2009 016 936 A1 der Anmelderin beschrieben, deren vollständiger Inhalt hiermit durch Referenz aufgenommen wird, durch einen entsprechenden Eingriff in die Lenkvorrichtung, Bremsvorrichtung und/oder den Antriebsstrang des Fahrzeugs 1 zum Beispiel automatisch an einen

Fahrbahnrand gesteuert und dort zum Stillstand gebracht werden. Besonders vorteilhaft kann der Eingriff in die Lenkvorrichtung, Bremsvorrichtung und/oder in den Antriebsstrang des Fahrzeugs 1 derart erfolgen, dass das Fahrzeug 1 autonom zu einer

nächstgelegenen Nothilfeeinrichtung gesteuert wird, beispielsweise zu einer

Notaufnahme eines nächstgelegenen Krankenhauses.

Alternativ oder zusätzlich können Warneinrichtungen des Fahrzeugs 1 aktiviert werden, zum Beispiel äußere Warneinrichtungen in Form einer Warnblinkanlage und/oder einer Hupe des Fahrzeugs 1 , um andere Verkehrsteilnehmer zu warnen, und/oder es können Wameinrichtungen in einem Fahrzeuginnenraum aktiviert werden, um den oder die Fahrzeuginsassen 2 zu warnen, beispielsweise um einen eingeschlafenen

Fahrzeugführer zu wecken oder um andere Fahrzeuginsassen 2 auf sich

verschlechternde Vitalparameter des Fahrzeugführers, welche möglicherweise auf einen sich verschlechtern Gesundheitszustand hindeuten, hinzuweisen, so dass diese beispielsweise das Lenkrad und/oder eine Handbremse des Fahrzeugs 1 betätigen können, um das Fahrzeug 1 abzubremsen und/oder an den Fahrbahnrand zu steuern.

Alternativ oder zusätzlich wird zweckmäßigerweise als Funktion der Assistenzvorrichtung zumindest eine Komfortfunktion und/oder eine Notruffunktion aktiviert. Durch Aktivierung der Komfortfunktion oder einer Mehrzahl derartiger Komfortfunktionen können

Vitalparameter des oder der Fahrzeuginsassen 2 verbessert werden, beispielsweise wenn der oder die ermittelten Vitalparameter auf eine Ermüdung insbesondere des

Fahrzeugführers hindeuten.

Es können dann beispielsweise eine Massagefunktion eines Fahrzeugsitzes, eine

Innenraumbelüftung und/oder eine Klimafunktion des Fahrzeugs 1 aktiviert werden. Dabei können zur Erfrischung des oder der Fahrzeuginsassen 2 beispielsweise auch ätherische Öle oder andere erfrischende Mittel in einen Innenraum des Fahrzeugs 1 eingeleitet werden. Des Weiteren kann der betreffende Fahrzeuginsasse 2 durch optische, akustische und/oder haptische Mittel auf seine aktuelle Vitalsituation hingewiesen werden, vorzugsweise verbunden mit einer Empfehlung zu geeigneten

Gegenmaßnahmen, beispielsweise zum Einlegen einer Erholungspause, zu regelmäßiger Bewegung und/oder zu einer ausreichenden Flüssigkeitsaufnahme. Der Fahrzeuginsasse 2 kann auf diese Weise zum Beispiel auch an eine erforderliche Medikamenteneinnahme erinnert werden. Des Weiteren können, beispielsweise bei einem anhand der Vitalparameter erkannten erhöhten Stressniveau, den Fahrzeugführer unterstützende und/oder beruhigende Einrichtungen des Fahrzeugs 1 gezielt aktiviert werden, beispielsweise eine Navigationseinrichtung oder eine Audioanlage des

Fahrzeugs 1 , d. h. beispielsweise ein Autoradio.

Zudem können die Fahrzeuginsassen 2 auch vor drohenden Gesundheitsgefahren gewarnt werden, beispielsweise vor drohenden Herz-Kreislauf-Beschwerden. Dabei ist es besonders vorteilhaft, die Vitalparameter des oder der Fahrzeuginsassen 2,

beispielsweise des Fahrzeugführers, über längere Zeiträume, zum Beispiel mehrere Tage oder Wochen, zu ermitteln und deren Verlauf zu analysieren, so dass auch langsame Verschlechterungen ermittelt werden können. Insbesondere bei älteren und/oder gesundheitlich gefährdeten oder beeinträchtigten Fahrzeuginsassen 2, insbesondere Fahrzeugführern, ist dadurch deren Sicherheitsempfinden und Wohlbefinden erheblich gesteigert. In einem medizinischen Notfall kann zudem ein automatischer Notruf eingeleitet werden, wobei vorzugsweise die erfassten und gespeicherten Vitalparameter an eine Notrufleitstelle oder ein Krankenhaus übermittelt werden, so dass eine schnelle und adäquate medizinische Hilfe eingeleitet werden kann. Zu diesem Zweck werden vorzugsweise auch aktuelle Positionsdaten des Fahrzeugs 1 ermittelt und mit dem Notruf weitergeleitet.

Die mittels des Überwachungsverfahrens ermittelten Vitalparameter können auch mit auf andere Weise ermittelten Werten des oder der Fahrzeuginsassen 2 kombiniert werden, um dadurch ein besseres Gesamtbild eines Zustandes des oder der Fahrzeuginsassen 2 zu erhalten. Auf diese Weise kann beispielsweise frühzeitig und mit einer geringen Fehlerquote eine Müdigkeit oder Unaufmerksamkeit des Fahrzeugführers festgestellt werden. So können zum Beispiel durch Sensoren in einem Fahrzeugsitz Bewegungen des jeweiligen Fahrzeuginsassen 2, insbesondere des Fahrzeugführers ermittelt werden, welche auf Unruhe, Stress oder beginnende Müdigkeit hindeuten können. Zudem kann auch die Unaufmerksamkeitserkennungsfunktion, für welche die Bilderfassungseinheit 3 ursprünglich im Fahrzeug 1 installiert ist, genutzt werden. Auf diese Weise ermittelte zusätzliche Werte des oder der Fahrzeuginsassen 2 können beispielsweise mit der ermittelten Pulsfrequenz und/oder mit anderen ermittelten Vitalparametern kombiniert werden, um eine bessere Einschätzung des Vitalzustandes des oder der

Fahrzeuginsassen 2 zu erhalten.