DE102022212996A1 - Vehicle occupant monitoring system and vehicle comprising a vehicle occupant monitoring system - Google Patents
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Abstract
Fahrzeuginsassen-Überwachungssystem (10) umfassend wenigstens eine Beleuchtungsvorrichtung (2), die wenigstens einen Fahrzeuginsassen im sichtbaren Licht beleuchtet; wenigstens eine Erfassungsvorrichtung (1), die den wenigstens einen Fahrzeuginsassen erfasst; wenigstens eine von dem wenigstens einen Fahrzeuginsassen betätigbare Abdeckungsvorrichtung (3), durch die wenigstens die Erfassungsvorrichtung (1) mittels eines Verschlussmechanismus (4) der Abdeckungsvorrichtung (3) abdeckbar und/oder freigebbar ist; wenigstens eine erste Signalschnittstelle zu einem Fahrzeug-Steuergerät, die basierend auf von dem Fahrzeuginsassen-Überwachungssystem (10) erfassten Daten dem Fahrzeug-Steuergerät Steuerungs- und/oder Regelungssignale bereitstellt.Vehicle occupant monitoring system (10) comprising at least one lighting device (2) which illuminates at least one vehicle occupant in visible light; at least one detection device (1) which detects the at least one vehicle occupant; at least one covering device (3) which can be actuated by the at least one vehicle occupant and by means of which at least the detection device (1) can be covered and/or uncovered by means of a locking mechanism (4) of the covering device (3); at least one first signal interface to a vehicle control unit which provides control and/or regulation signals to the vehicle control unit based on data detected by the vehicle occupant monitoring system (10).
Description
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeuginsassen- Überwachungssystem und ein Fahrzeug umfassend ein Fahrzeuginsassen-Überwachungssystem.The invention relates to a vehicle occupant monitoring system and a vehicle comprising a vehicle occupant monitoring system.
Folgende Definitionen, Beschreibungen und Ausführungen behalten ihre jeweilige Bedeutung für und finden Anwendung auf den gesamten offenbarten Erfindungsgegenstand.The following definitions, descriptions and embodiments retain their respective meaning for and apply to the entire disclosed subject matter.
Die Fahrerüberwachung gewinnt für assistiertes und automatisiertes Fahren bis SAE Level 3 und teilweise 4 immer mehr an Bedeutung. Im Vordergrund steht dabei unter anderem die frühzeitige Erkennung von Fahruntüchtigkeit durch Einnahme von Alkohol und anderen Drogen sowie durch auftretende Müdigkeit oder plötzlichen Herzinfarkt. Die Analyse der Ausatemluft ermöglicht in diesem Kontext ein völlig kontaktfreies, kontinuierliches physiologisches Monitoring des Fahrers und/oder der Fahrzeuginsassen.Driver monitoring is becoming increasingly important for assisted and automated driving up to
Substanzen in Ausatemluft können Substanzen sein, die auf Alkohol, wie etwa Ethanol, oder Kokain, Amphetamine, Cannabis, Tetrahydrocannabinol, Morphin, Methadone, Ammoniak, Azeton oder eine Kombination dieser Substanzen hindeuten. Diese Substanzen stellen Biomarker dar, die auf einen normalen biologischen oder krankhaften Prozess im Körper hinweisen können. Beispielsweise deutet ein Ammoniak-Geruch auf eine Nierenerkrankung hin. Ein Azeton-Geruch deutet auf Diabetes hin. Ein Vorteil der Bestimmung dieser Substanzen in Ausatemluft ist, dass keine chemischen Verfahren, die bei der Bestimmung des Alkoholgehalts in Atemluft beispielsweise auf ein Blasrohr angewiesen sind und damit unkomfortabel sind, oder Oberflächenkontaktverfahren, beispielsweise Adsorptionsverfahren, oder invasive Verfahren anzuwenden sind. Ausatemluft wird kontinuierlich abgegeben. Die Substanzen sind beispielsweise flüchtige organische Verbindungen, auch volatile organic compounds genannt, abgekürzt VOC. Zu VOCs gehören beispielsweise Aceton, Ethanol, Isopren, Nonanal, Decanal, α-Pinen, Buttersäureethylester und Butanal, Ethanal, Propanal und Essigsäure-n-propylester. VOC entstehen bei Lebewesen bei Protein-, Zell- oder Stoffwechseländerungen, die durch eine Krankheit ausgelöst werden. Beispielsweise wurden bei SARS-Cov-2 infizierten Menschen charakteristische Protein- und Stoffwechseländerungen beobachtet. Über Ausatemluft ausgeschiedene VOCs können charakteristisch für eine Krankheit sein und damit als Biomarker fungieren.Substances in exhaled air can be substances that indicate alcohol, such as ethanol, or cocaine, amphetamines, cannabis, tetrahydrocannabinol, morphine, methadone, ammonia, acetone, or a combination of these substances. These substances represent biomarkers that can indicate a normal biological or pathological process in the body. For example, an ammonia smell indicates kidney disease. An acetone smell indicates diabetes. One advantage of determining these substances in exhaled air is that no chemical methods, which rely on a blowpipe, for example, and are therefore uncomfortable when determining the alcohol content in exhaled air, or surface contact methods, such as adsorption methods, or invasive methods have to be used. Exhaled air is released continuously. The substances are, for example, volatile organic compounds, also called volatile organic compounds (VOCs). Examples of VOCs include acetone, ethanol, isoprene, nonanal, decanal, α-pinene, ethyl butyrate and butanal, ethanal, propanal and n-propyl acetate. VOCs are produced in living organisms when protein, cell or metabolic changes occur that are triggered by a disease. For example, characteristic protein and metabolic changes have been observed in people infected with SARS-CoV-2. VOCs excreted in exhaled air can be characteristic of a disease and thus act as biomarkers.
Beispielsweise offenbart die
Die
Voranschreitende gesetzliche Maßnahmen, beispielsweise in USA und Europa, sehen eine Integration von Systemen für Alkohol-Wegfahrsperren in allen zukünftigen Neufahrzeugen vor. Ein großes Akzeptanzkriterium neben Komfort und Zuverlässigkeit ist auch der Schutz der Privatsphäre von Fahrzeuginsassen. Bestehende Systeme weisen hierbei noch keine Lösung auf. Beispielsweise ist das Dräger Interlock® 7000 eine atemalkoholgesteuerte Wegfahrsperre, bei dem allerdings ein Mundstück auf der Rückseite eines Handteils erforderlich ist zur Abgabe einer Atemprobe. Eine Infrarotkamera kann abgegebene Atemtests dokumentieren. Eine derartige Kamera kann aber während des Betriebs des Fahrzeuges dauerhaft in die Privatsphäre der Fahrzeuginsassen eingreifen.Ongoing legal measures, for example in the USA and Europe, provide for the integration of alcohol immobilizer systems in all future new vehicles. A major acceptance criterion, in addition to comfort and reliability, is the protection of the privacy of vehicle occupants. Existing systems do not yet offer a solution in this regard. For example, the Dräger Interlock® 7000 is a breath alcohol-controlled immobilizer, which, however, requires a mouthpiece on the back of a handset to provide a breath sample. An infrared camera can document breath tests that have been given. However, such a camera can permanently intrude on the privacy of vehicle occupants while the vehicle is in operation.
Zwar gibt es im Konsumer-Bereich bereits Abdeckungen zum Aufkleben auf Oberflächen, um Kameras zu verdecken. Im Automotive-Bereich, insbesondere bei Fahrerüberwachungssystemen, beispielsweise Alkohol-Interlocks, ist ein Einsatz dieser Abdeckungen oder integrierte Lösungen nicht bekannt.In the consumer sector, there are already covers that can be stuck onto surfaces to conceal cameras. In the automotive sector, particularly in driver monitoring systems such as alcohol interlocks, the use of these covers or integrated solutions is not known.
Aufgabe der Erfindung war es, ein Fahrzeuginsassen- Überwachungssystem bereitzustellen, das wenigstens einen Fahrzeuginsassen außerhalb des Infrarotbereichs erfassen kann mit Schutz der Erfassungsvorrichtung und Schutz des Fahrzeuginsassen vor ungewollter Erfassung.The object of the invention was to provide a vehicle occupant monitoring system which can detect at least one vehicle occupant outside the infrared range while protecting the detection device and protecting the vehicle occupant from unwanted detection.
Die Gegenstände der Ansprüche 1 und 13 lösen jeweils diese Aufgabe. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Definitionen, den Unteransprüchen, den Zeichnungen und der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele.The subject matter of
Das hier offenbarte Fahrzeuginsassen-Überwachungssystem umfasst wenigstens eine Beleuchtungsvorrichtung. Die Beleuchtungsvorrichtung beleuchtet wenigstens einen Fahrzeuginsassen im sichtbaren Licht beleuchtet. Der wenigstens eine Fahrzeuginsasse ist nach einem Aspekt der Fahrzeugführer. Durch die Beleuchtung kann der Fahrzeuginsasse unabhängig von äußeren Einflüssen, beispielsweise schlechten Beleuchtungsverhältnissen im Fahrzeuginnenraum, beispielsweise bei Nacht, Verdunkelung aufgrund starken Niederschlags, Verdunkelung aufgrund Schattenwurf, im sichtbaren Licht, das heißt im Längenwellenbereich im Wesentlichen von 380 nm bis 780 nm, erfasst werden. Dies ist eine Alternative zu einer Infrarotbeleuchtung.The vehicle occupant monitoring system disclosed here comprises at least one lighting device. The lighting device illuminates at least one vehicle occupant in visible light. The at least one vehicle occupant is, in one aspect, the vehicle driver. The lighting enables the vehicle occupant to be monitored independently of external influences, for example poor lighting conditions in the vehicle interior, for example in the case of Night, darkening due to heavy precipitation, darkening due to shadows, in visible light, i.e. in the wavelength range essentially from 380 nm to 780 nm. This is an alternative to infrared lighting.
Des Weiteren umfasst das Fahrzeuginsassen-Überwachungssystem wenigstens eine Erfassungsvorrichtung, die den wenigstens einen Fahrzeuginsassen erfasst. Das Erfassen des wenigstens einen Fahrzeuginsassen durch die wenigstens eine Erfassungsvorrichtung kann eine Identifikation des wenigstens einen Fahrzeuginsassen durch die wenigstens eine Erfassungsvorrichtung umfassen. Zur Identifikation des wenigstens einen Fahrzeuginsassen ist damit in Kombination mit der Beleuchtung des wenigstens einen Fahrzeuginsassen im sichtbaren Licht kein Infrarot-Gesichtsscan erforderlich. Mittels der Erfassungsvorrichtung wird ein Wechsel des Fahrzeugführers erkannt. Hierdurch wird das Umgehen des Systems verhindert, beispielsweise durch einen anderen Fahrzeuginsassen, der das Fahrzeug nicht führen wird, oder durch eine Person außerhalb des Fahrzeuges. Es wird sichergestellt, dass der Fahrzeuginsasse überwacht wird, der auch das Fahrzeug führt. Nach dem Erkennen eines Fahrerwechsels kann das System beispielsweise von der Person, die am Platz des Fahrzeugführers sitzt, erneut Daten erfassen mittels der Erfassungsvorrichtung und erneut überwachen.Furthermore, the vehicle occupant monitoring system comprises at least one detection device that detects the at least one vehicle occupant. The detection of the at least one vehicle occupant by the at least one detection device can comprise an identification of the at least one vehicle occupant by the at least one detection device. In combination with the illumination of the at least one vehicle occupant in visible light, an infrared facial scan is therefore not required to identify the at least one vehicle occupant. A change in the vehicle driver is detected by means of the detection device. This prevents the system from being bypassed, for example by another vehicle occupant who will not be driving the vehicle or by a person outside the vehicle. It is ensured that the vehicle occupant who is also driving the vehicle is monitored. After detecting a change of driver, the system can, for example, collect data again from the person sitting in the driver's seat using the detection device and monitor again.
Ferner umfasst das Fahrzeug-Überwachungssystem wenigstens eine von dem wenigstens einen Fahrzeuginsassen betätigbare Abdeckungsvorrichtung. Durch die Abdeckungsvorrichtung ist wenigstens die Erfassungsvorrichtung mittels eines Verschlussmechanismus der Abdeckungsvorrichtung abdeckbar und/oder freigebbar. Die Abdeckungsvorrichtung erfüllt zum einen die Funktion einer Schutz-Abdeckung für die Erfassungsvorrichtung und/oder die Beleuchtungsvorrichtung gegen Verschmutzungen. Zum anderen erfüllt die Abdeckungsvorrichtung eine Schutz-Funktion für den Fahrzeuginsassen. Der Fahrzeuginsasse, beispielsweise Fahrzeugführer oder Beifahrer, kann seine Privatsphäre vor ungewollten Erfassungen während der Fahrt sicherstellen und kontrollieren durch Abdecken der Abdeckungsvorrichtung. Nach einem Aspekt ist auch die Beleuchtungsvorrichtung mittels der Abdeckungsvorrichtung abdeckbar. Durch eine entsprechende Betätigung der Abdeckungsvorrichtung kann der Fahrzeuginsasse damit eine Blendung durch die Beleuchtungsvorrichtung während der Fahrt verhindern.The vehicle monitoring system further comprises at least one cover device that can be operated by the at least one vehicle occupant. The cover device can cover and/or expose at least the detection device by means of a locking mechanism of the cover device. On the one hand, the cover device fulfills the function of a protective cover for the detection device and/or the lighting device against dirt. On the other hand, the cover device fulfills a protective function for the vehicle occupant. The vehicle occupant, for example the driver or front passenger, can ensure and control his privacy from unwanted detections while driving by covering the cover device. According to one aspect, the lighting device can also be covered by means of the cover device. By actuating the cover device accordingly, the vehicle occupant can thus prevent being blinded by the lighting device while driving.
Außerdem umfasst das Fahrzeuginsassen-Überwachungssystem wenigstens eine erste Signalschnittstelle zu einem Fahrzeug-Steuergerät. Basierend auf von dem Fahrzeuginsassen-Überwachungssystem erfassten Daten stellt die erste Signalschnittstelle dem Fahrzeug-Steuergerät Steuerungs- und/oder Regelungssignale bereit, beispielsweise zum Verhindern einer Anfahrt des Fahrzeuges oder zum Einleiten eines fail-safe oder fail-operational Zustandes. Die erste Signalschnittstelle ist beispielsweise eine Schnittstelle zu einem Fahrzeug-Bordnetz. Das Fahrzeug-Steuergerät kann ein elektronisches Steuergerät, auch electronic control unit, abgekürzt ECU, ein Fahrzeugdomain-Steuergerät sein, beispielsweise eine Domain-ECU, ein Fahrzeugzonen-Steuergerät, beispielsweise eine Zone-ECU oder ein remote Steuergerät sein, beispielsweise ein Cloud-Steuergerät.In addition, the vehicle occupant monitoring system comprises at least a first signal interface to a vehicle control unit. Based on data acquired by the vehicle occupant monitoring system, the first signal interface provides the vehicle control unit with control and/or regulation signals, for example to prevent the vehicle from starting or to initiate a fail-safe or fail-operational state. The first signal interface is, for example, an interface to a vehicle electrical system. The vehicle control unit can be an electronic control unit, also known as an electronic control unit (ECU), a vehicle domain control unit, for example a domain ECU, a vehicle zone control unit, for example a zone ECU, or a remote control unit, for example a cloud control unit.
Nach einem weiteren Aspekt sind die Beleuchtungsvorrichtung, die Erfassungsvorrichtung und/oder die Abdeckungsvorrichtung integrale Bestandteile des Fahrzeuginsassen-Überwachungssystems.According to a further aspect, the lighting device, the detection device and/or the covering device are integral components of the vehicle occupant monitoring system.
Nach einem Aspekt umfasst die Abdeckungsvorrichtung eine äußere Einheit, zum Beispiel einen Rahmen, und eine innere Einheit. Die innere kann den Verschlussmechanismus realisieren. Beispielsweise ist die innere Einheit bewegbar innerhalb der äußeren Einheit, beispielsweise nach links, rechts, oben und/oder unten. Zum Beispiel kann der Fahrzeuginsasse durch Verschieben der inneren Einheit die Erfassungsvorrichtung und/oder die Beleuchtungsvorrichtung verdecken oder freigeben. Nach einem weiteren Aspekt kann die äußere Einheit die innere Einheit durch Zuklappen und/oder einrasten schließen. Beispielsweise ist die Abdeckungsvorrichtung oder der Verschlussmechanismus als Klick-System realisiert. Nach einem Aspekt umfasst die innere Einheit eine haptisch wahrnehmbare Erhebung, um die innere Einheit einfach und komfortabel bewegen zu können. Die haptisch wahrnehmbare Erhebung ist nach einem Aspekt noch flach genug, um eine möglichst flache Integration der Abdeckungsvorrichtung in das Fahrzeuginsassen-Überwachungssystem ohne abstehende Teile zu ermöglichen. Die flache Integration hat den Vorteil, dass keine abstehende Teile abbrechen. Außerdem werden dadurch Verletzungen durch abstehende Teile vermieden. Nach einem weiteren Aspekt umfasst die innere Einheit eine farbliche Hervorhebung, zum Beispiel in rot, um dem Fahrzeuginsassen einen Verschluss und/oder eine Freigabe der Komponenten des Fahrzeuginsassen-Überwachungssystems optisch erkennbar zu machen.According to one aspect, the cover device comprises an outer unit, for example a frame, and an inner unit. The inner unit can implement the locking mechanism. For example, the inner unit is movable within the outer unit, for example to the left, right, up and/or down. For example, the vehicle occupant can cover or expose the detection device and/or the lighting device by moving the inner unit. According to another aspect, the outer unit can close the inner unit by folding it shut and/or locking it into place. For example, the cover device or the locking mechanism is implemented as a click system. According to one aspect, the inner unit comprises a haptically perceptible elevation in order to be able to move the inner unit easily and comfortably. According to one aspect, the haptically perceptible elevation is still flat enough to enable the cover device to be integrated as flat as possible into the vehicle occupant monitoring system without protruding parts. The flat integration has the advantage that no protruding parts break off. In addition, this prevents injuries caused by protruding parts. According to a further aspect, the internal unit comprises a color highlight, for example in red, to make it visually recognizable to the vehicle occupant that the components of the vehicle occupant monitoring system are locked and/or released.
Nach einem weiteren Aspekt ist der Verschlussmechanismus durch ein Verschiebeelement der Abdeckungsvorrichtung oder durch ein Deckelelement realisiert ist. Damit kann das Fahrzeuginsassen-Überwachungssystem oder wenigstens dessen Komponenten einfach durch Verschieben abgedeckt oder freigegeben werden. Das Deckelelement kann einfach auf das Fahrzeuginsassen-Überwachungssystem oder wenigstens dessen Komponenten geklappt werden, beispielsweise mittels des voran beschriebenen Klick-Systems.According to a further aspect, the locking mechanism is implemented by a sliding element of the covering device or by a cover element. This allows the vehicle occupant monitoring system or at least its components to be covered or released simply by sliding. The cover element can can be easily folded onto the vehicle occupant monitoring system or at least its components, for example using the click system described above.
Nach einem weiteren Aspekt ist die Abdeckungsvorrichtung mechanisch betätigbar und/oder elektronisch steuerbar. Mittels der mechanischen Betätigung kann der Fahrzeuginsasse selbst seine Privatsphäre sicherstellen und dies optisch einfach kontrollieren. Mittels elektronischer Steuerung kann die Abdeckungsvorrichtung auch von dem Fahrzeuginsassen-Überwachungssystem bewegt werden. Nach einem Aspekt wird bei elektronischer Steuerung der Abdeckungsvorrichtung durch das Fahrzeuginsassen-Überwachungssystem der Fahrzeuginsasse für den entsprechenden Anwendungsvorgang vorab informiert und hat mittels gleichzeitiger mechanischer Betätigung der Abdeckungsvorrichtung dennoch die Möglichkeit, manuell mechanisch die Abdeckungsvorrichtung zu betätigen, um seine individuellen Bedürfnisse nach Privatsphäre zu gewähren. Nach einem Aspekt ist das Verschiebeelement oder das Deckelelement mechanisch betätigbar und/oder elektronisch steuerbar.According to a further aspect, the covering device can be mechanically actuated and/or electronically controlled. By means of the mechanical actuation, the vehicle occupant can ensure his own privacy and easily check this visually. By means of electronic control, the covering device can also be moved by the vehicle occupant monitoring system. According to one aspect, when the covering device is electronically controlled by the vehicle occupant monitoring system, the vehicle occupant is informed in advance of the corresponding application process and, by means of simultaneous mechanical actuation of the covering device, still has the option of manually actuating the covering device in order to ensure his individual need for privacy. According to one aspect, the sliding element or the cover element can be mechanically actuated and/or electronically controlled.
Nach einem weiteren Aspekt umfasst das Fahrzeuginsassen-Überwachungssystem Mittel, einen abgedeckten und/oder freigegebenen Zustand der Abdeckungsvorrichtung zu erfassen und/oder zu verarbeiten, beispielsweise durch interne Signalverarbeitung. Damit kann beispielsweise der Fahrzeuginsasse daran erinnert werden, bei Nutzung des Fahrzeug-Überwachungssystems die Abdeckungsvorrichtung zu öffnen.According to a further aspect, the vehicle occupant monitoring system comprises means for detecting and/or processing a covered and/or released state of the covering device, for example by internal signal processing. This can, for example, remind the vehicle occupant to open the covering device when using the vehicle monitoring system.
Nach einem weiteren Aspekt ist die Beleuchtungsvorrichtung eine Leuchtdiode. Die Leuchtdiode ermöglicht eine miniaturisierte Bauform des Fahrzeuginsassen-Überwachungssystems.According to a further aspect, the lighting device is a light-emitting diode. The light-emitting diode enables a miniaturized design of the vehicle occupant monitoring system.
Nach einem weiteren Aspekt ist die Beleuchtungsvorrichtung, beispielsweise die Leuchtdiode, in die Abdeckungsvorrichtung integriert. Nach einem weiteren Aspekt ist die Signalschnittstelle in die Abdeckungsvorrichtung integriert. Eine Abdeckungsvorrichtung, in der Komponenten des Fahrzeuginsassen-Überwachungssystems integriert sind, hat den Vorteil, dass sie als Nachrüstsatz für bestehende Überwachungssysteme genutzt und mit diesen verbunden werden kann, um die bestehenden Überwachungssysteme mit den Funktionalitäten der integrierten Komponenten zu erweitern.According to a further aspect, the lighting device, for example the light-emitting diode, is integrated into the cover device. According to a further aspect, the signal interface is integrated into the cover device. A cover device in which components of the vehicle occupant monitoring system are integrated has the advantage that it can be used as a retrofit kit for existing monitoring systems and can be connected to them in order to expand the existing monitoring systems with the functionalities of the integrated components.
Nach einem weiteren Aspekt ist die Erfassungsvorrichtung eine 2D Kamera ist. Damit ist bei dem Fahrzeuginsassen-Überwachungssystem kein 3D Infrarot-Gesichtsscan erforderlich, um den Fahrzeuginsassen als Fahrzeugführer zu identifizieren.According to a further aspect, the detection device is a 2D camera. Thus, the vehicle occupant monitoring system does not require a 3D infrared facial scan to identify the vehicle occupant as the vehicle driver.
Nach einem weiteren Aspekt umfasst das Fahrzeuginsassen-Überwachungssystem wenigstens eine Lufteinlassöffnung. Über die Lufteinlassöffnung kann das Fahrzeuginsassen-Überwachungssystem Ausatemluft, Umgebungsluft und/oder Körperausdünstungen des wenigstens einen Fahrzeuginsassen erfassen. Ferner umfasst das Fahrzeuginsassen-Überwachungssystem Mittel zur qualitativen und/oder quantitativen Bestimmung einer Anwesenheit von Bestandteilen in der Ausatemluft, Umgebungsluft und/oder Körperausdünstungen, die zu einer Fahruntüchtigkeit des Fahrzeuginsassen führen. Damit ermöglicht das Fahrzeuginsassen-Überwachungssystem insbesondere eine Analyse der Ausatemluft des Fahrzeuginsassen, basierend auf deren Ergebnis eine Fahruntüchtigkeit festgestellt wird. Es sind keine chemischen Verfahren, die bei der Bestimmung des Alkoholgehalts in Atemluft beispielsweise auf ein Blasrohr angewiesen sind und damit unkomfortabel sind, erforderlich. Mittels der Lufteinlassöffnung ist insbesondere ein Mundstück zur Aufnahme der Ausatemluft nicht erforderlich.According to a further aspect, the vehicle occupant monitoring system comprises at least one air inlet opening. The vehicle occupant monitoring system can detect exhaled air, ambient air and/or body odors of at least one vehicle occupant via the air inlet opening. The vehicle occupant monitoring system also comprises means for qualitatively and/or quantitatively determining the presence of components in the exhaled air, ambient air and/or body odors that lead to the vehicle occupant being unfit to drive. The vehicle occupant monitoring system thus enables, in particular, an analysis of the vehicle occupant's exhaled air, based on the result of which an inability to drive is determined. No chemical processes are required which, for example, rely on a blowpipe when determining the alcohol content in exhaled air and are therefore uncomfortable. Thanks to the air inlet opening, a mouthpiece for taking in the exhaled air is not required in particular.
Bestandteile in der Ausatemluft, Umgebungsluft und/oder Körperausdünstungen können Substanzen sein, die auf Alkohol, wie etwa Ethanol, oder Kokain, Amphetamine, Cannabis, Tetrahydrocannabinol, Morphin, Methadone, Ammoniak, Azeton oder eine Kombination dieser Substanzen hindeuten. Über die Detektion von beispielsweise Ethanol kann eine Fahruntüchtigkeit aufgrund Konsums von Alkohol festgestellt werden. Bestandteile in der Ausatemluft, Umgebungsluft und/oder Körperausdünstungen können auch flüchtige organische Verbindungen, auch volatile organic compounds genannt, abgekürzt VOC, sein. Zu VOCs gehören beispielsweise Aceton, Ethanol, Isopren, Nonanal, Decanal, α-Pinen, Buttersäureethylester und Butanal, Ethanal, Propanal und Essigsäure-n-propylester. VOC entstehen bei Lebewesen bei Protein-, Zell- oder Stoffwechseländerungen, die durch eine Krankheit ausgelöst werden. Beispielsweise wurden bei SARS-Cov-2 infizierten Menschen charakteristische Protein- und Stoffwechseländerungen beobachtet. Über Ausatemluft ausgeschiedene VOCs können charakteristisch für eine Krankheit sein und damit als Biomarker fungieren. Bestandteile in der Ausatemluft, Umgebungsluft und/oder Körperausdünstungen können auch gasförmige schwefelhaltige Verbindungen, auch volatile sulfur compouns, abgekürzt VSC, sein. Zu VSC gehören beispielsweise Dimethylsulfid, 3-Methylthiophen, 3-Methyl-2-buten-1-thiol, 3-Methyl-1-(methylthio)-2-buten, 3-Methyl-2-butenyl-acetothioate, Bis(3-methyl-2-butenyl)sulfid, Bis(3-methyl-2-butenyl)disulfid und Kombinationen der voran genannten Verbindungen. VSC entstehen beispielsweise beim Konsum von Cannabis. Über die Detektion von VSC insbesondere in Ausatemluft kann eine Fahruntüchtigkeit aufgrund Konsums von Cannabis festgestellt werden. Ausatemluft, Umgebungsluft und/oder Körperausdünstungen werden kontinuierlich abgegeben. Damit wird eine kontinuierliche Feststellung der Fahruntüchtigkeit realisiert.Components in exhaled air, ambient air and/or body odors can be substances that indicate alcohol, such as ethanol, or cocaine, amphetamines, cannabis, tetrahydrocannabinol, morphine, methadone, ammonia, acetone or a combination of these substances. The detection of ethanol, for example, can be used to determine whether a person is unfit to drive due to alcohol consumption. Components in exhaled air, ambient air and/or body odors can also be volatile organic compounds, abbreviated to VOCs. VOCs include, for example, acetone, ethanol, isoprene, nonanal, decanal, α-pinene, ethyl butyrate and butanal, ethanal, propanal and n-propyl acetate. VOCs are formed in living organisms when there are protein, cell or metabolic changes that are triggered by an illness. For example, characteristic protein and metabolic changes have been observed in people infected with SARS-CoV-2. VOCs excreted in exhaled air can be characteristic of a disease and thus act as biomarkers. Components in exhaled air, ambient air and/or body odors can also be gaseous sulfur-containing compounds, also known as volatile sulfur compounds, abbreviated to VSC. VSC include, for example, dimethyl sulfide, 3-methylthiophene, 3-methyl-2-buten-1-thiol, 3-methyl-1-(methylthio)-2-butene, 3-methyl-2-butenyl-acetothioate, bis(3-methyl-2-butenyl)sulfide, bis(3-methyl-2-butenyl)disulfide and combinations of the aforementioned compounds. VSC arise, for example, when consuming cannabis. The detection of VSC, particularly in exhaled air, can be used to determine whether a person is unfit to drive. due to consumption of cannabis. Exhaled air, ambient air and/or body odors are continuously released. This enables continuous determination of the inability to drive.
Ein Mittel zur qualitativen und/oder quantitativen Bestimmung einer Anwesenheit von Bestandteilen in der Ausatemluft, Umgebungsluft und/oder Körperausdünstungen ist nach einem Aspekt ein Sensorsystem, beispielsweise ein spektroskopisches Sensorsystem, das Konzentrationen der Substanzen mittels Absorptionsspektroskopie oder Emissionsspektroskopie bestimmt. Nach einem Aspekt umfasst das Fahrzeuginsassen-Überwachungssystem eine miniaturisierte Messkammer. Das Sensorsystem kann in der Messkammer integriert sein.According to one aspect, a means for qualitatively and/or quantitatively determining the presence of components in the exhaled air, ambient air and/or body odors is a sensor system, for example a spectroscopic sensor system that determines concentrations of the substances by means of absorption spectroscopy or emission spectroscopy. According to one aspect, the vehicle occupant monitoring system comprises a miniaturized measuring chamber. The sensor system can be integrated in the measuring chamber.
Die Fahruntüchtigkeit kann beispielsweise insbesondere bei Überschreiten eines für einen bestimmten Bestandteil der Ausatemluft spezifisch vorgegebenen Schwellenwertes festgestellt werden.Inability to drive can be determined, for example, in particular when a threshold value specifically specified for a certain component of the exhaled air is exceeded.
Nach einem Aspekt umfasst die Lufteinlassöffnung einen Filter zum Filtern der Ausatemluft, Umgebungsluft und/oder Körperausdünstungen und/oder ein Ventil zum Regeln und/oder Steuern eines Durchflusses der Ausatemluft, Umgebungsluft und/oder Körperausdünstungen durch das Fahrzeuginsassen-Überwachungssystem, beispielsweise durch eine Messkammer des Fahrzeuginsassen-Überwachungssystems. Der Filter dient beispielsweise dazu, ein Signal-Rausch-Verhältnis zu verbessern. Das Ventil verbessert insbesondere die Verteilung der zu analysierenden Ausatemluft. Nach einem Aspekt umfasst die erste Lufteinlassöffnung einen Ventilator insbesondere zum Ansaugen der Ausatemluft.According to one aspect, the air inlet opening comprises a filter for filtering the exhaled air, ambient air and/or body odors and/or a valve for regulating and/or controlling a flow of the exhaled air, ambient air and/or body odors through the vehicle occupant monitoring system, for example through a measuring chamber of the vehicle occupant monitoring system. The filter serves, for example, to improve a signal-to-noise ratio. The valve in particular improves the distribution of the exhaled air to be analyzed. According to one aspect, the first air inlet opening comprises a fan, in particular for sucking in the exhaled air.
Nach einem weiteren Aspekt sind bei dem Fahrzeuginsassen-Überwachungssystem die Abdeckungsvorrichtung und die Lufteinlassöffnung frontal an dem Fahrzeuginsassen-Überwachungssystem angeordnet und die Abdeckungsvorrichtung ist über oder unter der Lufteinlassöffnung angeordnet ist. Alternativ sind die Abdeckungsvorrichtung und die Lufteinlassöffnung frontal an dem Fahrzeuginsassen-Überwachungssystem angeordnet und die Abdeckungsvorrichtung ist links oder rechts der Lufteinlassöffnung angeordnet. Alternativ sind die Abdeckungsvorrichtung und die Lufteinlassöffnung seitlich an dem Fahrzeuginsassen-Überwachungssystem angeordnet und die Abdeckungsvorrichtung ist über oder unter der Lufteinlassöffnung angeordnet. Alternativ sind die Abdeckungsvorrichtung und die Lufteinlassöffnung seitlich an dem Fahrzeuginsassen-Überwachungssystem angeordnet und die Abdeckungsvorrichtung ist links oder rechts der Lufteinlassöffnung angeordnet. Damit werden verschiedene System-Designs bereitgestellt. Es wurde überraschenderweise erkannt, dass die verschiedenen System-Designs eine optimale und komfortable Erfassung im Fahrzeug zu ermöglichen. Beispielsweise umfasst bei einem dieser System-Designs oder bei allen dieser System-Designs die Abdeckungsvorrichtung eine äußere Einheit und eine innere Einheit und eine Bewegung der inneren Einheit in der äußeren Einheit realisiert den Verschlussmechanismus, beispielsweise durch ein Verschiebeelement.According to a further aspect, in the vehicle occupant monitoring system, the cover device and the air inlet opening are arranged at the front of the vehicle occupant monitoring system and the cover device is arranged above or below the air inlet opening. Alternatively, the cover device and the air inlet opening are arranged at the front of the vehicle occupant monitoring system and the cover device is arranged to the left or right of the air inlet opening. Alternatively, the cover device and the air inlet opening are arranged at the side of the vehicle occupant monitoring system and the cover device is arranged above or below the air inlet opening. Alternatively, the cover device and the air inlet opening are arranged at the side of the vehicle occupant monitoring system and the cover device is arranged to the left or right of the air inlet opening. This provides various system designs. It was surprisingly recognized that the various system designs enable optimal and comfortable detection in the vehicle. For example, in one or all of these system designs, the cover device comprises an outer unit and an inner unit, and movement of the inner unit in the outer unit realizes the closure mechanism, for example by a sliding element.
Nach einem weiteren Aspekt umfasst das Fahrzeuginsassen-Überwachungssystem eine Auswertevorrichtung oder eine zweite Signalschnittstelle zu einer Auswertevorrichtung. Die Auswertevorrichtung bestimmt basierend auf den von dem Fahrzeuginsassen-Überwachungssystem erfassten Daten eine Fahruntüchtigkeit des wenigstens einen Fahrzeuginsassen bestimmt. Nach einem Aspekt erfolgt eine Auswertung von Bestandteilen der Ausatemluft, Umgebungsluft und/oder Körperausdünstungen, die über die Lufteinlassöffnung des Fahrzeuginsassen-Überwachungssystem erfasst werden. Nach einem Aspekt ist die Auswertevorrichtung für eine spektroskopische Auswertung ausgeführt.According to a further aspect, the vehicle occupant monitoring system comprises an evaluation device or a second signal interface to an evaluation device. The evaluation device determines whether at least one vehicle occupant is unfit to drive based on the data recorded by the vehicle occupant monitoring system. According to one aspect, an evaluation is carried out of components of the exhaled air, ambient air and/or body odors that are recorded via the air inlet opening of the vehicle occupant monitoring system. According to one aspect, the evaluation device is designed for a spectroscopic evaluation.
Nach einem weiteren Aspekt signalisiert die erste Signalschnittstelle in dem Fall, in dem das Fahrzeuginsassen-Überwachungssystem eine Fahruntüchtigkeit des wenigstens einen Fahrzeuginsassen bestimmt, einer Wegfahrsperre des Fahrzeuges, dass eine Anfahrt des Fahrzeuges verhindert werden soll. In Kombination mit der Erfassung von Bestandteilen in der Ausatemluft, Umgebungsluft und/oder Körperausdünstungen, die auf Alkoholkonsum hindeuten, beispielsweise Ethanol, und in Kombination mit der voran beschriebenen quantitativen Bestimmung dieses Bestandteils Ethanol, realisiert das Fahrzeuginsassen-Überwachungssystem durch die Signalisierung der elektronischen Wegfahrsperre ein Alkohol-Interlock-System. Wird beispielsweise festgestellt, dass der Bestandteil Ethanol insbesondere in der Ausatemluft einen spezifischen Schwellenwert überschreitet, liegt eine Fahruntüchtigkeit vor und eine Anfahrt des Fahrzeuges wird mittels der elektronischen Wegfahrsperre verhindert.According to a further aspect, in the case where the vehicle occupant monitoring system determines that at least one vehicle occupant is unfit to drive, the first signal interface signals to an immobilizer of the vehicle that the vehicle should be prevented from starting. In combination with the detection of components in the exhaled air, ambient air and/or body odors that indicate alcohol consumption, for example ethanol, and in combination with the quantitative determination of this component ethanol described above, the vehicle occupant monitoring system implements an alcohol interlock system by signaling the electronic immobilizer. If, for example, it is determined that the component ethanol, particularly in the exhaled air, exceeds a specific threshold value, the occupant is unfit to drive and the electronic immobilizer prevents the vehicle from starting.
Wegfahrsperre bezeichnet allgemein Lock-Möglichkeiten und/oder Aktuatoren, die eine Anfahrt und/oder Weiterfahrt des Fahrzeuges einschränken oder verhindern können. Beispiele für Wegfahrsperren sind Zündschlüssel, mechanische und/oder elektronische Handbremse, Bremsen, Getriebe-Lock, eMotor-Lock. Nach einem Aspekt ist die Wegfahrsperre eine elektronische Wegfahrsperre.Immobilizer generally refers to locking options and/or actuators that can restrict or prevent the vehicle from starting and/or continuing to drive. Examples of immobilizers are ignition keys, mechanical and/or electronic handbrakes, brakes, transmission locks, eMotor locks. In one aspect, the immobilizer is an electronic immobilizer.
Das hier offenbarte Fahrzeug umfasst ein Fahrzeuginsassen-Überwachungssystem nach vorhergehender Beschreibung. Das Fahrzeuginsassen-Überwachungssystem ist an einem Lenkrad, einer Lenksäule, einer Mittelkonsole, einem Multimedia-Display, einem Innenraum-Rückspiegel, einer Sonnenblende, einem Haltegriff und/oder einem Dachhimmel angeordnet. Diese Anordnungen ermöglichen eine Optimierung des Systems hinsichtlich Genauigkeit und Zuverlässigkeit, insbesondere hinsichtlich Messung der Ausatemluft. Dabei werden Störeinflüssen auf ein Minimum reduziert. Ferner wird der Komfort für verschiedene Fahrer-Typen in der Anwendung des Systems maximiert. Außerdem wird ein sicherer Betrieb des Systems ermöglicht. Die Das Fahrzeug ist beispielsweise ein PKW, LKW, Bus oder eine Land- oder Baumaschine.The vehicle disclosed here includes a vehicle occupant monitoring system as described above. The vehicle occupant The sensor monitoring system is arranged on a steering wheel, a steering column, a center console, a multimedia display, an interior rear-view mirror, a sun visor, a grab handle and/or a roof liner. These arrangements enable the system to be optimized in terms of accuracy and reliability, in particular with regard to measuring exhaled air. This reduces interference to a minimum. Furthermore, the comfort for different types of drivers when using the system is maximized. In addition, safe operation of the system is enabled. The vehicle is, for example, a car, truck, bus or an agricultural or construction machine.
Die Erfindung wird in den folgenden Ausführungsbeispielen verdeutlicht. Es zeigen:
-
1 ein Ausführungsbeispiel einer ersten Ausführungsform des hier offenbarten Fahrzeuginsassen-Überwachungssystems, -
2 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer ersten Ausführungsform des hier offenbarten Fahrzeuginsassen-Überwachungssystems, -
3 ein Ausführungsbeispiel einer zweiten Ausführungsform des hier offenbarten Fahrzeuginsassen-Überwachungssystems, -
4 ein Ausführungsbeispiel eines ersten System-Designs des hier offenbarten Fahrzeuginsassen-Überwachungssystems, -
5 ein Ausführungsbeispiel eines zweiten System-Designs des hier offenbarten Fahrzeuginsassen-Überwachungssystems und - Fig, 6 ein Ausführungsbeispiel eines dritten System-Designs des hier offenbarten Fahrzeuginsassen-Überwachungssystems
-
1 an embodiment of a first embodiment of the vehicle occupant monitoring system disclosed here, -
2 another embodiment of a first embodiment of the vehicle occupant monitoring system disclosed here, -
3 an embodiment of a second embodiment of the vehicle occupant monitoring system disclosed here, -
4 an embodiment of a first system design of the vehicle occupant monitoring system disclosed here, -
5 an embodiment of a second system design of the vehicle occupant monitoring system disclosed here and - Fig. 6 shows an embodiment of a third system design of the vehicle occupant monitoring system disclosed here
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsähnliche Bezugsteile. Übersichtshalber werden in den einzelnen Figuren nur die jeweils relevanten Bezugsteile hervorgehoben.In the figures, identical reference symbols refer to identical or functionally similar reference parts. For the sake of clarity, only the relevant reference parts are highlighted in the individual figures.
Die
In den
In
In
Die
BezugszeichenReference symbols
- 1010
- Fahrzeuginsassen-ÜberwachungssystemVehicle occupant monitoring system
- 11
- ErfassungsvorrichtungDetection device
- 22
- BeleuchtungsvorrichtungLighting device
- 33
- AbdeckungsvorrichtungCover device
- 44
- VerschlussmechanismusLocking mechanism
- 66
- LufteinlassöffnungAir intake opening
- 77
- innere Einheitinner unity
- 88th
- äußere Einheitexternal unit
- 1111
- VerschiebeelementSliding element
- 1212
- DeckelelementCover element
- BB
- BlankoBlank
- OO
- OffenOpen
- CC
- GeschlossenClosed
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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