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用于在乘员的睡眠紊乱的情形中的行为的用于车辆的通讯系统

文献发布时间:2024-01-17 01:19:37


用于在乘员的睡眠紊乱的情形中的行为的用于车辆的通讯系统

技术领域

本发明涉及一种用于运行(机动)车辆的通讯系统的方法并且还涉及一种用于(机动)车辆的通讯系统。在此,通讯系统具有至少一个输入设备,如例如人机接口,用于由车辆的乘员输入与车辆的至少一个车辆功能相关的至少一个指令。尤其,本发明涉及考虑乘员在睡眠状态期间的输入,尤其由乘员的睡眠紊乱引起的输入。尤其,本发明涉及在车辆乘员的梦游、睡眠中运动或睡眠中说话的情形中的行为。

背景技术

车辆目前通常装备有通讯系统,该通讯系统适合并确定通过提供实施信号使指令相应于输入来实施。由此,可以实现指令的实施,并且例如可以改变、激活驾驶功能或者可以进行功能设定。

从现有技术中已知在其中识别车辆乘员的睡眠状态的方法,例如在出现疲劳时警告车辆驾驶员或提高车辆乘员的驾驶舒适度。

在WO 2018/226220 A1中描述了一种在其中识别车辆乘员的睡眠状态的系统。为此,将车辆运动与乘员运动进行比较。基于识别的睡眠状态和车辆位置,可以进行预设车辆系统的激活。此外,设置语音识别系统,还结合用于获取面部表情或嘴唇运动的系统,以便基于此识别乘员的清醒状态。

从WO 2019/122414 A1描述了一种具有生理运动识别(如例如手势或呼吸)的车辆控制系统,例如用于娱乐系统、导航系统或用于车辆自动驾驶的系统的输入控制。由此,例如可以导出睡眠状态。基于生理运动信号,车辆控制系统可以通过扬声器指示声音输出、玻璃透明度的设定、光照条件的匹配、车辆的运动。

在DE 10 2016 225 222 A1中描述了一种方法,用于根据参数影响车辆装备(例如用于媒体内容的输出或互联网访问)与车辆乘员之间的交互过程,该参数对于乘员的生理或心理状况、此外疲劳、健康、悲、喜是特征性的。如果用户疲劳,可以降低车辆内部空间的亮度。

US 2020/0139992 A1描述了一种在其中获取驾驶员的反应性和清醒状态的用于车辆的控制方法。这些状态用于在其中车辆被自主控制的模式和车辆的手动驾驶模式之间切换。

由DE 10 2016 213 916 A1已知一种用于机动车的信息娱乐系统。这可以包括VR眼镜,其中可以集成睡眠识别。这使得例如可以考虑到用户想要闭着眼睛听音乐并且当超过预设时间段时电影的传输被停止。对于睡眠识别,可以考虑睡眠期间来自脑电波、心跳、肌肉张力以及运动和呼吸声(例如打鼾或其他声音表达)的电信号。可以在考虑到已确定的睡眠阶段的情况下实现驾驶员的唤醒。

尤其关于全自动驾驶车辆(“5级”),此外考虑越来越多的用户场景,在其中车辆乘员可以放松或甚至在车厢中入睡。尤其,甚至设计使用场景,其中车辆乘员以完全自动(自主)驾驶车辆例如通宵舒适地从起点(例如屋门)带到目的地(例如度假目的地),并且在自动驾驶期间能够舒适入睡。在DE 10 2019 204 201.5中提出使自动驾驶车辆的驾驶方式匹配于车辆乘员的睡眠状态。此外,DE 10 2020 202 388.3描述了当车辆乘员在驾驶期间在自动驾驶车辆中醒来时的行为方式。在DE 10 2017 220 120中描述了一种神经反馈系统,其应在车厢中使得放松变得容易直至入睡,并在此可识别疲劳和睡眠状态。

然而,在睡眠时间期间,许多人也可能具有如下状态,在其中其“在睡眠中说话”(说梦话),无意识地实施主动运动,或甚至在“梦游”(梦游症)的状态下在无意识状态下实施来自日常生活的动作。车辆乘员的这种状态因此也可能出现在上述自动驾驶车辆的使用场景中,其中人们在睡眠时间期间在车厢中被运送。

在梦游(或睡眠中的运动)的睡眠紊乱的情况下,产生受影响的人部分地从深度睡眠中醒来。处于这种状态的受影响的人仅具有较少意识,但会实施通常只在清醒状态下实施的操作。在此,这些通常是简单、重复实施的动作,例如在床上坐起来、咀嚼运动或拉扯衣服。然而,此外,诸如四处走动、清洁或烹饪等复杂动作也是可能的。尤其,受影响的人眼睛是睁着的,而其面部表情然而是固定的。此外,受影响的人对环境刺激几乎没有反应,且很难醒来。有时出现如下,即,受影响的人说话时会发出杂音。受影响的人醒来后无法记住这一片段。大多数情况下,梦游发生在晚上的前三分之一,在其中同样发生大多数深度睡眠。

大约10-30%的儿童和青少年有至少一个梦游阶段,且15%的儿童和青少年经常受到梦游的睡眠紊乱的影响。男孩和女孩同样受到影响。梦游通常在四到八岁之间开始。梦游的睡眠紊乱通常在青春期自行解决。梦游可能与睡眠期间出现的其他紊乱有关,例如夜惊(pavor nocturnus)(夜惊-在深度睡眠阶段强烈兴奋的惊吓而没有真正和有意识地醒来)、不宁腿综合症、睡眠时呼吸紊乱和/或夜尿。

从以下出发,7%的成年人至少受到偶尔的梦游影响,且1%到2%的成年人受到慢性梦游影响。与儿童相比,在慢性梦游的成年人中紊乱大多数情况下持续更持久并且更频繁地发生。此外,一家睡眠医学诊所报告(摘自https://www.ksm.ch/de/schlafkrankheiten/parasomnie/symptome-und-ursa chen-im-detail),梦游的成年人更容易倾向攻击性行为和暴力行为(直至伤害同床者),其结果是他们醒来后然后必须注意昏迷。

虽然大多数情况下梦游、尤其在儿童和青少年的情形中,是无害的,并且会在青春期前自行消失,例如由瑞士一家睡眠医学诊所推荐了四种预防措施。如此受影响的人可能以其会伤害自己或他人的物体应该上锁,且因此对于受影响的人不能拿到。另外,窗户也应关紧,且不要太容易打开。例如,卧室门上还应该安装铃铛,其当离开房间时会报告。最后,新环境应被告知梦游的睡眠紊乱的存在,并同样在那里遵守预防措施,因为在陌生和不熟悉的环境中事故风险特别高。

另一种异态睡眠,即所谓的说梦话,是指在睡眠中说话,这从重现未分化的声音到单词和整个句子。说梦话会在大约50%的儿童和大约5%的成年人中出现(摘自https://derschlaffuchs.de/studie-reden-im-schlaf-syntax-und-semantik-von-schlafbezogenen-aeusserungen/;同样参见Arnulf,Isabelle等人,”What Does theSleeping Brain Say?Syntax and Semantics of Sleep Talking in Healthy Subjectsand in Parasomnia Patients“,Sleep,vol.40,no.11,2017,doi:10.1093/sleep/zsx159)。通常,睡眠期间的说话发生在非REM睡眠的不同阶段之间交替时,但也可能发生在REM睡眠期间,从而梦中的短语被大声说出来。

梦游或嗜睡等睡眠紊乱可能影响自动车辆中的运输。例如,在车厢内,诸如“梦游”、在睡眠中实施运动或“在睡眠中说话”之类的睡眠紊乱可能会产生这样的影响,即处于这些状态的人可能会无意识地激活和/或停用车辆功能,或者,例如,仅通过说话即可改变导航目的地。车辆与车辆用户之间基于手势和/或语音的交互越多,这就变得越重要。

在目前从现有技术中已知的用于运行通讯系统的方法和用于车辆的通讯系统中得出以下缺点,即由睡眠紊乱触发的乘员的输入可能导致乘员本人或其他乘员的危险情况。

发明内容

本发明基于如下任务,即,克服现有技术中已知的缺点,并提供一种用于运行通讯系统的方法以及一种通讯系统,其防止乘员的由于乘员的睡眠紊乱进行的输入引起的危险情况并且同时确保在通过乘员的输入操作车辆功能时的高可靠性。

根据本发明,该任务通过独立权利要求的主题来解决。本发明的有利实施形式和改进方案是从属权利要求的主题。

在根据本发明的用于运行用于(机动)车辆的通讯系统、尤其用于考虑乘员的睡眠状态的方法中,通讯系统具有至少一个输入设备,用于由车辆的乘员输入关于车辆的至少一个车辆功能的至少一个指令。在此,通讯系统适合并确定通过提供实施信号使指令根据输入被实施。优选地,车辆是可至少部分地自主操作的车辆。

在根据本发明的方法中,尤其在输入指令时获取和/或确定乘员的意识状态、尤其睡眠状态,并且通讯系统基于意识状态、尤其睡眠状态进行评估,其是否是通过意识状态、尤其睡眠状态、和/或神经紊乱、尤其睡眠紊乱引起的输入。在此,其尤其是(基本上)在输入的时间点乘员的意识状态、尤其睡眠状态。神经紊乱尤其可以是由神经系统的紊乱引起或触发的紊乱。例如,神经紊乱可以是睡眠紊乱。此外同样可能的是,神经紊乱是大脑的(尤其短期的)功能紊乱和/或(神经)疾病,如例如癫痫。

在此,乘员的意识状态可以理解为乘员的(尤其清醒有意识的)状态,在其中对于乘员而言例如处于清醒状态或清醒的状态(警觉),有意识体验的意义上的感知(如感官感知、行动意图)是可能的。意识状态也可以理解为乘员不处于清醒的状态。此外,意识状态可以理解为睡眠状态和/或出神状态。

下面关于睡眠状态(作为意识状态)和作为神经紊乱的睡眠紊乱的获取和/或确定来描述本发明。然而,以下结合睡眠状态和/或睡眠紊乱描述的特征也可以以等效方式转移到意识状态或神经紊乱,并且也应就此而言被视为公开。

睡眠紊乱尤其可以是睡眠中的运动和/或梦游和/或说梦话(睡眠中说话)。

基于该评估,通讯系统可以例如(优选地对于意识状态、尤其睡眠状态和/或预设的睡眠阶段的持续时间,和/或对于睡眠紊乱的片段的持续时间)引起(尤其临时)阻止输入可能性和/或改变输入模式。在此,其优选地是(仅)针对该乘员并且尤其不针对另一乘员的输入可能性的阻止和/或输入模态的改变。输入模态的改变例如可以理解为由乘员的(进一步)输入确认的附加要求。

换句话说,通讯系统检查在输入时间点乘员是否处于睡眠状态。由此出发,通讯系统可以评估乘员是否没有有意识地进行输入,因为他例如处于睡眠状态和/或确定的(随后实施的)睡眠阶段并且在该睡眠状态和/或在该睡眠阶段不可进行有意识的动作、尤其不可进行有意识的输入。

优选地(由通讯系统)确定概率值,其表征在预设时间点和/或时间段、并且特别优选地在乘员进行输入的时间点存在睡眠状态和/或存在(预设)阶段的概率。

优选地,尤其由通讯系统并且优选地由通讯系统的至少一个处理器将该概率值与尤其预设的和/或可以输入给通讯系统的阈值进行比较。在此,阈值可以固定预设并存储在存储设备中。阈值可以优选地以乘员特定的方式预设。

基于这个(或多个这样的执行的比较)的结果,优选地(尤其由通讯系统)评估乘员尤其在输入的时间点是否处于意识状态和/或睡眠状态,在其中乘员没有(充分)有意识地决定其行为。

在评估中优选地考虑是否存在至少一个或另一特征和/或针对睡眠紊乱存在的指示,尤其在输入的时间点。相应的特征可以优选地与确定的睡眠阶段的存在(下面更详细地解释)、如例如REM睡眠、非REM睡眠和/或两个睡眠阶段之间的过渡和/或非REM睡眠的不同阶段之间的变换相结合被考虑。这使得可以考虑通常典型地出现在确定睡眠阶段中的特征。

这样的特征可以是(例如,由获取设备和/或另外的获取设备)获取和/或确定的睡眠紊乱的常见副作用。例如,在这种副作用中,如开头所述,梦游的睡眠紊乱例如是另一种睡眠紊乱,如夜惊、不宁腿综合征、睡眠中呼吸紊乱和夜尿。

评估中要考虑的特征,尤其在说梦话的睡眠紊乱中,可能是获取未区分的声音和/或非语言表达(低语、喊叫、耳语、笑声)和/或零散的词语(乘员可能在睡眠期间听到其)。如此,一项研究发现,59%的说梦话的片段的表达是非语言的表达(参见Arnulf,Isabelle等人,”What Does the Sleeping Brain Say?Syntax and Semantics of Sleep Talking inHealthy Subjects and in Parasomnia Patients“,Sleep,vol.40,no.11,2017,doi:10.1093/sleep/zsx159)。特征可以优选地是乘员的非语言表达与语言表达的比率,其尤其表征说梦话的片段的存在。

该特征优选地可以是预设词的频率。上述研究能够确定“否”是最常用的词,且句中否定出现率为21.4%(在非REM睡眠中更频繁)。该特征可以优选地是针对频率、确定句子结构(问题、从句)的特征变量。该特征可以优选地是用于对乘员的语言表达进行语义分析的特征变量,例如使用脏话(在非REM睡眠中更频繁)、言语辱骂、侮辱、判断、诅咒。上述研究得出,不少于9.7%的说梦话的片段的句子包含脏话。

在此,一个或多个特征可以是通用特征或乘员特定的特征。例如,在乘员的已知说梦话的情况下,在特征中可以考虑之前已经发生的片段中的乘员的句法或语义的评估。这样的特征和/或数据可以存储在用户档案中。

指示可以是针对睡眠紊乱发生的风险估计。这样的指标可以是乘员的年龄和/或乘员已经出现睡眠紊乱的频率(在先前的时间段内)。

由此,有利地,可以将由乘员有意识进行的和有意的输入与乘员不想要的输入区分,并且由此可以避免指令的意外输入。

与车辆功能有关的指令尤其应理解为车辆功能的启用、停用和/或操作、关于车辆功能的功能设定的改变和/或用于车辆功能的数据输入的预设和/或改变。

车辆功能可以是车辆的车辆部件的功能。车辆部件优选地选自如下组,其包括车门和/或车窗的锁定系统、车辆关闭系统、车顶移除机构、天窗机构、信息娱乐系统、娱乐系统、导航系统、车辆安全系统(例如制动系统)、挡风玻璃雨刷机构、用于驾驶车辆的系统和/或用于增加乘员驾驶舒适度的舒适系统及其组合。

输入设备可以是基于手势和/或面部表情和/或语音的输入设备、用于检测乘员(例如手腕)的运动的活动跟踪装置、触觉操作元件(例如开关,控制杆)、触敏操作元件、例如触敏显示器、借助视觉交互元件的基于图形的输入设备、基于生理状态的确定的输入设备和/或感知控制的输入设备。

输入设备可以优选地是交互设备。通过乘员的输入可以是乘员与输入设备之间的交互。

关于优选的活动跟踪装置,尤其参考公开文件DE 10 2015 120 803A1,其内容对此并入本申请。其中描述了一种活动跟踪装置,其检测乘员手腕的运动并且优选地能够与通讯系统和/或车辆数据处理系统交换该数据。通讯系统和/或车辆数据处理系统优选地基于活动跟踪装置的数据生成至少一个输出信号。例如,控制装置可以基于指示检测到的长擦拭运动的信号运行挡风玻璃雨刷机构或天窗机构。

关于适合并确定用于车辆与用户或乘员之间基于手势的交互的优选基于手势的输入设备,尤其参考申请DE 10 2016 121 032 A1,其内容对此并入本申请。其中描述的输入设备使得车辆功能的实施能够通过手势来导入。

关于基于生理状态的确定的优选输入设备,尤其参考公开文件DE 10 2017 101343A1,其内容对此并入本申请。车辆乘员的生理数据可以通过输入设备获取并且该生理数据可以用于确定一个或多个车辆乘员的一个或多个生理状态,以便优选地以其控制车辆。

关于通过用于获取人的至少两个身体表情特征的传感器设备监控人的警觉状态的优选方法,其中至少一个身体表情特征是非基于眼睛的身体表情特征,尤其参考公开文件DE 10 2017 216 328 B3,其内容对此并入本申请。

关于基于面部表情和/或手势的优选输入设备,尤其参考公开文件DE 10 2017216 837A1,其内容对此并入本申请。这种输入设备优选地具有多个设备和用于模仿和/或手势操纵车辆设备的功能的人机接口(人机接口,HMI)。优选地设置用于获取车辆的确定乘员的摄像头和尤其与摄像头连接的控制单元。

关于基于手势的优选输入设备,尤其参考公开文件DE 10 2018208 866A1,其内容对此并入本申请。其中描述了一种借助手势识别人的输入的方法。

关于基于指向手势的优选输入设备,尤其参考公开文件DE 102018 211 624A1,其内容对此并入本申请。其中描述了一种借助指向手势获取输入的方法和用户接口。

关于基于语音的优选输入设备,尤其参考公开文件DE 10 2019119 171A1,其内容对此并入本申请。其中为车辆语音命令提供语音识别。

在此,输入设备可以是车辆装备的一部分并且尤其可以牢固地(不可破坏地可拆卸地)布置在车辆处。还可以设想的是,输入设备可以是移动终端设备(例如,例如乘员的智能手机、平板电脑或笔记本电脑),其可以从车辆移除并且其尤其可以通过无线和/或有线数据通讯连接与通讯系统连接。

在优选的方法中,意识状态,尤其睡眠状态,和/或评估其是否是由意识状态、尤其睡眠状态、和/或神经紊乱、尤其睡眠紊乱引起的输入,在实施指令时尤其通过修改和/或阻止实施和/或延迟实施被考虑。

换句话说,(当输入时)获取和/或确定的乘员的睡眠状态可以在关于(是否和)以何种形式引起与车辆功能相关的指令的评估和/或确定中被考虑。在此,其尤其是乘员(基本上)在输入的时间点的睡眠状态。

这提供了这样的优点,即通过乘员无意中输入指令并由此无意中导入车辆功能的风险被显著最小化。

尤其,通过本发明提出可以识别车辆乘员的睡眠状态和/或睡眠紊乱的存在,且然后针对该车辆乘员(根据睡眠状态)对于例如手势或语音识别和/或车辆功能的主动操作的输入可能性或通过开关、控制杆、显示器等的输入可能性被(尤其暂时)阻止和/或延迟。其优选地延伸经过乘员的整个睡眠持续时间和/或延伸经过语音紊乱的片段的整个持续时间。

例如,如果在车辆和乘员或用户之间提供基于手势、面部表情和/或语音的交互,以便例如用手势激活诸如挡风玻璃雨刷之类的功能,则可能不期望地此外在梦游、在睡眠中实施运动或在睡眠中说话的情形中实施这样的交互。

通过所提出的方法有利地实现(尤其自主)车辆的车辆乘员在睡眠状态下,尤其在梦游、在睡眠中实施运动或睡眠中说话的状态下,不能激活和/或停用任何车辆功能,且/或无法改变功能设定和/或无法预设或改变针对功能的数据输入。优选地,可以限制与触摸屏的触摸交互。

关于停用车辆功能,参考公开文件DE 10 2009 018074,其中描述了一种系统,在该系统中评估当前驾驶情况并且如果其不准许当前驾驶情况,则不向驾驶员转接来电。该公开文件的内容对此包含在本申请中。

乘员的尤其短暂的意识状态、尤其睡眠状态优选地由获取设备获取,尤其(基本上)当乘员输入时。还可以设想,除了乘员的睡眠状态之外或替代乘员的睡眠状态,获取和/或确定清醒状态并且优选地根据乘员的清醒状态确定乘员的睡眠状态。

乘员的意识状态、尤其睡眠状态优选地以规则的时间间隔(通过获取设备)被获取。然而,也可以设想,基于至少一个获取的睡眠状态并且优选地基于多个获取的乘员睡眠状态,推导和/或确定在稍迟和/或稍早和/或在两个测量时间点之间的时间点的乘员的睡眠状态。

可以设想的是,基于预设的意识状态、尤其睡眠状态,例如对于乘员(尤其通过获取设备和/或通讯系统)输入的时间点,确定乘员的预测意识状态、尤其睡眠状态。

获取设备可以是车辆内部获取设备。然而也可能的是,其是外部获取设备,尤其移动获取设备和/或可相对于车辆运动的获取设备,其为了数据交换与车辆的通讯系统无线地和/或有线地连接或能够连接。

然而,也可以设想,获取的乘员睡眠状态是传输给车辆和/或通讯系统的信号。在此,其可以是乘员和/或另一乘员的预设输入。例如,在此其可以是乘员以关于有意睡眠的信息的输入,例如在驾驶期间和/或在确定路线段期间。

在优选方法中,乘员的睡眠阶段和/或疲劳状态和/或警觉状态在输入时被获取和/或确定并且在实施指令时被考虑。获取设备(或不同的获取设备)优选地获取睡眠阶段和/或疲劳状态。优选地,当不存在乘员的警觉状态时,睡眠状态存在。

乘员的意识状态优选地基于脑电波测量(例如通过EEG传感器)或基于脑电流图像(EEG)被获取和/或确定。借助脑电图测量(EEG),例如可以获取乘员的由癫痫的神经紊乱引起的癫痫发作。

基于(获取和/或确定的)生理运动和/或呼吸运动和/或心跳和/或呼吸频率和/或肢体运动和/或手势运动和/或身体运动和/或脑电波测量(例如通过EGG传感器)或脑电流图像(EEG)和/或心律(ECG)和/或血氧含量(脉搏血氧仪)和/或体温和/或呼吸流量(嘴和/或鼻子)和/或肌肉张力(EMG)和/或腿部运动和/或眼睛运动(EOG)和/或身体位置和/或身体声音和/或眼睑跳动(尤其通过获取设备)或其组合获取和/或确定乘员的睡眠状态和/或从睡眠状态到清醒状态的过渡(且/或反之亦然)。

尤其用于获取和/或确定乘员的意识状态、尤其睡眠状态、和/或清醒状态和/或清醒过程和/或入睡过程的获取设备优选具有至少一个传感器和/或至少一个测量设备,其选自如下组,其包括尤其用于(直接)测量脑电波的至少一个EEG传感器(优选多个EEG传感器)的组、麦克风、摄像头、运动传感器、加速度传感器、压力传感器、眼睑传感器、呼吸频率传感器、温度传感器、心率传感器、脉搏血氧仪传感器及其组合。

优选地,获取设备和/或获取设备的至少一部分的至少一个传感器并且优选地多个这些传感器可以被布置在车辆的躺卧区域(Liegebereich)和/或座位区域的接触区域(对乘员)中。

其在此可以被测量,且若有可能,可以从不同传感装置的组合中从睡眠状态到清醒状态的过渡推断出:脑电流图像(EEG)、心律(ECG)、血氧含量(脉搏血氧仪)、体温、呼吸流量(嘴和/或鼻子)、呼吸运动、肌肉张力(EMG)、腿部运动、眼睛运动(EOG)、身体姿势、身体声音。

EEG(脑电图,记录头部表面的电压波动)的方法自约1930年就已知,并用于例如在睡眠实验室中,以便识别人的睡眠阶段或疲劳阶段(参见例如https://de.wikipedia.org/wiki/Elektroenzephalografie)。

(尤其至少部分地并且优选地以其整体移动的)获取设备优选地具有用于进行EEG测量以获取疲劳和/或睡眠状态和/或意识状态的传感器。这些传感器优选地布置在针对乘员的一副眼镜处。用于进行EEG测量的获取设备和/或传感器可以在此布置在虚拟现实或增强现实眼镜中并且可以优选地这样在车辆中得到使用。

特别优选地具有用于进行EEG测量的传感器的(尤其至少部分地并且优选地以其整体移动的)获取设备优选地固定地布置在车辆处并且尤其布置在躺卧区域的头部支撑和/或头部区域处。获取设备优选地适合并且确定用于在一定距离上(例如头部支撑到头部)执行EEG测量,从而因此可以识别乘员的警觉状态和/或疲劳和/或睡眠状态。

关于用于获取和/或确定和/或监控车辆乘员(在那里,驾驶员)的警觉和/或疲劳和/或睡眠状态的优选获取设备和优选方法,尤其参考公开文件DE 10 2015 204 247 A1,其内容对此并入本申请。例如,可以获取驾驶员的视线方向,且检查驾驶员是否睁开其眼睛。因此,例如实现疲劳识别,以便避免驾驶员落入秒睡。

获取设备优选地具有至少一个加速度传感器、尤其加速度计,其优选地定位在乘员附近,例如在车辆座椅或车辆卧榻上,在乘员旁边或在乘员处。获取设备和/或加速度传感器优选地相对于乘员如此布置,使得它可以记录乘员的运动。加速度传感器在此可以布置在移动(终端)设备、例如智能手机中。优选使用睡眠阶段闹钟作为获取设备。

在此,智能手机可与作为智能手机应用程序的所谓的“数字睡眠阶段闹钟”(“睡眠周期时钟”)一起用作获取设备(同样参见https://de.wikipedia.org/wiki/Schlafphasewecker)。此类应用程序通常按如下方式工作:将带有相应应用程序(例如“Sleep as Android(像安卓一样入睡)”)的智能手机放在床上期望人员旁边。然后,智能手机使用其内置的加速度计记录睡眠的人的运动。由此,它应该并且能够优选地识别出人处于哪个睡眠阶段,且人是否睡眠,即人因此是否处于睡眠状态。人每晚都会经历大约三种不同类型的睡眠:浅睡眠、深度睡眠和所谓的REM(“快速眼动”)睡眠。如果谁在深度或REM阶段中途醒来,其会发现很难起床。然而,在其之间存在所谓的“几乎清醒时刻”,在其中特别容易醒来。这些时刻优选被应用程序识别。

关于用于获取和/或确定车辆乘员的睡眠状态的优选获取设备和优选方法,尤其参考公开文件DE 10 2016 213 916 A1,其内容对此并入本申请。本申请中描述了如何结合在车厢内使用虚拟现实眼镜以舒适的方式支持全自动驾驶车辆中的通讯和睡眠。在此,识别睡眠状态并且车厢中的信息娱乐和/或虚拟现实和/或增强现实系统匹配乘员的睡眠阶段。

获取设备优选适合并且确定以其脑电流曲线等的分析来分析人或乘员的睡眠阶段。合适的唤醒过程(Weckvorgang)优选地置于最后可能唤醒期限之前的浅睡眠阶段。这样的解决方案例如以名称“SleepSmart”(www.axonlabs.com)是已知的。

关于用于获取和/或确定睡眠状态和/或用于确定车辆乘员的睡眠状态(包括其运动和心率)的优选获取设备和优选方法,尤其参考公开文件EP 2712300 A1,其内容对此并入本申请。

关于用于获取和/或确定车辆乘员的睡眠状态的优选获取设备和优选方法,尤其参考公开文件DE 10 2008 038022A1,其内容对此并入本申请中。其中提出了一种唤醒设备,以能够实现尽可能最佳的睡眠和温和地唤醒尤其在机动车中睡眠的人。唤醒设备在此应装备有传感器设备,其识别睡眠的人的运动并因此优选地识别所谓的清醒阶段。此外,唤醒设备应装备有照明设备,其在激活状态中促使持续照亮睡眠的人的周围环境。此外,唤醒设备应装备有用于确定唤醒时间或唤醒时间段的时间测量设备,其中传感器设备被如此构造,使得其当识别到睡眠的人的清醒阶段时在唤醒时间或在唤醒时间段内激活照明设备。

关于用于获取和/或确定车辆乘员的疲劳状态和/或睡眠状态的优选获取设备和优选方法,尤其参考公开文件DE 10 2017 220 120.7,其内容对此并入本申请。其中描述了一种神经反馈系统,其应优选地在车厢内简化放松直至入睡,并且在此可以识别疲劳和/或睡眠状态。

获取设备优选适合并且确定(尤其用于确定和/或获取睡眠状态和/或睡眠阶段)尤其从预设的睡眠阶段组中获取和/或确定乘员的睡眠阶段。预设的睡眠阶段组优选地存储在存储设备中。预设的睡眠阶段组优选地具有至少两个不同的睡眠阶段、优选地至少三个并且特别优选地至少五个并且尤其刚好五个睡眠阶段。

如果预设的睡眠阶段或乘员的预设的睡眠阶段中的一个(每个)睡眠阶段存在或可被获取和/或可被确定,则乘员的睡眠状态在此可能存在。

意识状态、尤其睡眠状态、睡眠阶段优选地通过脑电波测量和/或EEG(脑电图,头部表面处的电压波动的记录)获取和/或确定和/或识别,尤其通过导出总和的皮层电位波动,并且优选地通过评估。

优选地确定乘员是处于睡眠状态、且尤其所谓的非REM睡眠时期(时期I-III)还是处于REM睡眠状态。不同的睡眠阶段优选借助EEG相互区分。

尤其,健康睡眠包括五个睡眠阶段。在此可以在大脑活动处识别睡眠阶段或睡眠时期。在此,从入睡直到深度睡眠,人的睡眠基本上保持相同。随着所谓的REM睡眠或做梦睡眠的开始,这种情况会突然改变。REM阶段以对于该睡眠区段特征性的快速眼球运动(“快速眼动”)命名。在此阶段,大脑活动显著加速,且EEG显示许多小尖峰。这类似于入睡阶段。梦尤其发生在REM阶段。睡眠研究人员假设,在REM阶段,主要处理情绪感官印象,但也处理信息。

优选地,(尤其在睡眠状态中)五个睡眠阶段,(睡眠)时期I(浅睡眠),(睡眠)时期II,(睡眠)时期III(过渡到深度睡眠),(睡眠)时期IV(深度睡眠)和REM睡眠。获取设备优选地确定在乘员中是否存在这些睡眠时期中的一个以及这些睡眠时期中的哪一个。

(睡眠)时期I描述入睡阶段,即入睡后不久的阶段。优选地,在睡眠时期I,大脑从α波切换到θ波(4到7Hz)(在EEG中)。肌肉张力降低,且环境的有意识感知慢慢消失。在此,这可以是入睡期间和之后、或者入睡后不久的前几分钟。在这个阶段,有机体越来越沉入平静和放松。在此,脉搏减慢,呼吸变深,且呼吸次数减少。这个睡眠时期I经常被体验为变得沉重或跌倒的时间,这被感知为类似梦境。在此,睡眠仍然很浅,且即使是很小的干扰也会把睡眠者唤醒,从而其立即又清醒,

在睡眠时期II,(在EEG中)θ波继续出现,尤其所谓的睡眠纺锤波和K复合波在这个阶段参加进来。在八小时的睡眠过程中,这个睡眠时期会逐渐变长,且占总睡眠的50%以上。

在睡眠时期III(过渡到深度睡眠)中,(在EEG中)δ波(0.1至<4Hz,带有高振幅的慢波)出现并尤其突出(测量脑电波的20-50%)。肌肉张力继续下降。

在睡眠时期IV(深度睡眠)中,会出现δ波,其现在构成测量脑电波的50%以上。这是最深的睡眠阶段。在该睡眠阶段醒来的睡眠者会相应地迷失方向和昏昏欲睡。在这个睡眠阶段,会出现睡眠紊乱、如梦游、睡眠中说话。

REM睡眠(也称做梦睡眠或反常睡眠)在许多方面都可以与其他睡眠阶段区分开来。EEG与睡眠时期I相似,因为主要θ波出现。在REM睡眠期间,以规则的间隔产生眼球以1至4Hz的频率的快速、无方向的运动。与在其他阶段中的觉醒相比,在此阶段中觉醒的梦境报告明显更加生动、直观和情绪化。在REM睡眠期间,骨骼肌得到最大程度的放松,然而眼部肌肉却没有。产生大多数植物性功能随着血压、呼吸频率和心率的增加的激活以及产生生殖器的增加的血流量。

在带有良好睡眠的健康人的情形中,睡眠阶段的构成每晚重复多个。一个完整的周期大约持续一个半小时(正负10分钟)。由其中大约50分钟分摊到入睡或浅睡眠阶段。深度睡眠和REM阶段构成这个睡眠周期的约40分钟。在夜晚开始时,深度睡眠占主导地位,在睡眠时间结束时,睡眠者在REM阶段停留增多并为醒来做准备。

所谓的浅睡眠阶段约构成睡眠的一半。它也被称为睡眠时期2。有时睡眠时期1和2合并为浅睡眠阶段。在这个阶段,大脑活动主要限于低频。意识被关闭,睡眠者以放松肌肉睡眠,且几乎没有眼球运动。

深度睡眠阶段尤其分为睡眠时期3和4。这是最深度的身体放松阶段。许多研究表明,深度睡眠阶段是对于身心恢复最有价值的阶段。在这个阶段,很多人都很难醒来。于是,刚刚醒来的人只能慢慢的找回意识。

在人的警觉状态中,可以在EEG中测量或获取β波。乘员的警觉状态可以优选地通过测量β波(借助EEG)来识别。

在带有闭眼的放松状态下(或清醒状态下),会出现α波(8至13Hz)。乘员的清醒状态优选地通过α波的测量(借助于EEG)来识别。

优选地进行评估,其是否是由睡眠状态和/或睡眠紊乱引起的输入,取决于哪个睡眠阶段和/或哪个睡眠时期被获取和/或存在。进行评估,其是否是由睡眠状态和/或睡眠紊乱引起的输入,取决于深度睡眠阶段和/或浅睡眠阶段是否被获取和/或存在。优选地进行评估,其是否是由睡眠状态和/或睡眠紊乱引起的输入,取决于REM睡眠和/或非REM睡眠是否存在。

在另一优选方法中,至少一个车辆用户档案存储在通讯系统的存储设备中。在此,根据所获取的和/或确定的乘员的意识状态、尤其睡眠状态和/或根据预设的车辆功能,推导出是否实施与车辆功能有关的指令和/或是否可以操作和/或激活车辆功能。上述乘员特定的特征和/或指示优选地存储在车辆用户档案中。

优选地,可以在车辆用户档案中存储如下,即,如何根据识别的睡眠阶段和疲劳状态将某些车辆功能切换到不可操作和/或不可激活。

在另一优选方法中,根据获取的和/或确定的乘员的意识状态、尤其睡眠状态,只有在指令由乘员额外确认之后才进行释放对指令的实施的阻止。这提供了优点,即尽管通过阻止确保了有意识输入的安全性,但仍然提供用于在任何时间点进行操作的可能性。

阻止可以是临时阻止。优选地,可以在乘员或另一乘员确认后释放阻止。

在另一优选方法中,尤其根据乘员的意识状态、尤其睡眠状态监控乘员(并且优选地还有所有其他乘员)的健康状态。优选地在乘员的睡眠时间期间监控乘员的健康状态。

在车辆乘员的情况下,优选地不仅应该可以实施睡眠状态或甚至睡眠阶段识别或睡眠阶段的获取,而且还应该在睡眠时间期间尽可能关于其健康状态监控车辆乘员。

关于乘员的健康状态的优选监控,尤其参考公开文件“K 27561”[请替换],其内容对此并入本申请。优选地使用其中描述的对车厢中的车辆乘员若有可能发生的健康紧急情况的识别。因此可以如此实施有利的行为方式,以至于车辆用户处于尽可能小的危险中和/或优选地在识别出健康紧急情况之后激活紧急情况程序。如此,可以获取车辆乘员的例如生物生命数据并且可以尤其永久地在车厢内监控车辆乘员的健康状态,并且若有可能激活紧急情况程序。

在另一优选方法中,辅助系统在针对车辆内部空间中存在的与乘员的神经紊乱、尤其睡眠紊乱有关的危险源实施预防措施时支持乘员。这提供了可以消除潜在危险源的优点。

如果乘员事先(即在使用车辆之前和/或若有可能还打算在那里睡眠)已经已知乘员受到睡眠紊乱、例如梦游的影响,则可以在车厢中实施支持性预防措施,以保护自己或车厢内的其他旅伴免受伤害。众所周知,针对梦游者的事故风险很高,特别在陌生和不寻常的环境中。梦游者可能以其伤害自己或他人的物体应该上锁,因此其对于梦游者保持不可触及。

如此,一方面可以有利地提醒潜在的梦游者并且若有可能还主动地以辅助系统支持,以从车厢安全地存放物体。

在另一优选方法中,车辆内部空间中的至少一个物体借助于图像获取设备、尤其内部空间摄像头被识别,其是乘员的与神经紊乱、尤其睡眠紊乱相关的潜在危险源。

内部空间摄像头可以(优选地借助图像处理和物体识别并且优选地借助诸如人工智能、机器学习和/或深度学习等的算法)帮助尤其在睡眠时间之前在车厢内找到潜在危险物体,且尤其关于其通知车辆用户。可以向车辆用户或乘员提出关于如何安全存放此类物体的建议(例如,在后备箱或可上锁的存储空间中,其若有可能只有在清醒状态中才能打开)。例如,可以通过车辆中的屏幕上的动画显示和/或通过广播以声音方式传达用于存放物体的建议。

梦游期间潜在危险的车辆功能(例如打开自动驾驶车辆的窗户或门)可以设定为不可由车辆用户或乘员自己(对于梦游的情况)操作。

优选地,可以与车辆用户或乘员约定如下行为,即,如果车辆用户或乘员进行约定确认,例如命名预设关键字或回答(预设)问题,则车辆功能仍然被释放或激活。这提供优点,即在车辆侧睡眠识别不起作用的情况下可以绕过它。优选确保车辆用户或乘员尤其可以随时尽可能良好地识别健康紧急情况。

在另一优选方法中,根据乘员的意识状态、尤其睡眠状态、尤其预设的睡眠阶段(例如,睡眠阶段IV)和/或优选在发生神经紊乱、尤其(尤其预设的)睡眠紊乱的情况下,通讯系统提供用于尤其声音输出的通知信号和/或警告信号。

例如,如果乘员相对通讯系统输出作为(已知的)梦游者和/或患有另一种睡眠紊乱的人和/或通讯系统识别这种情况(本身,例如通过与数据库进行比较和/或识别乘员),可激活这样的通知和/或警告方法。

在此,通知信号和/或警告信号可以被引导和/或输出给乘员和/或另一乘员。在已知梦游者的情况下,当在潜在梦游者的情况中可识别初始梦游的第一迹象时,可以提早警告或唤醒相同车厢中的旅伴(例如配偶)。旅伴可以提早采取措施或提早安抚或甚至唤醒梦游者。如果在梦游者的情况下已知带有暴力的梦游,则此行为尤其有意义(例如参见https://www.spiegel.de/gesundheit/psychologie/seltsame-stoerung-wenn-schlafende-zu-schlaegern-werden-a-854389.html)。

本发明还涉及一种用于车辆的通讯系统,尤其用于考虑乘员的睡眠状态,包括至少一个输入设备,用于由车辆乘员输入与车辆的至少一个车辆功能相关的至少一个指令,其中通讯系统适合且确定响应于输入通过提供实施信号来引起与车辆功能相关的指令的实施。

根据本发明,通讯系统具有用于在输入指令时获取和/或确定乘员的意识状态、尤其睡眠状态的获取设备,并且通讯系统适合且确定基于意识状态、尤其睡眠状态进行评估其是否是由意识状态、尤其睡眠状态和/或神经紊乱、尤其睡眠紊乱引起的输入。

因此,在根据本发明的通讯系统的范畴中还提出,根据获取的或确定的意识状态、尤其睡眠状态、并且优选地睡眠阶段评估乘员的进行的输入是否是有意识的和/或有意的输入。这提供了优点,即可以在实施由乘员的无意输入之前导入尤其用于防止实施的反制措施。

通讯系统优选地被设立、适合和/或确定实施上述方法以及单独地或相互组合地实施上面已经结合该方法描述的所有方法步骤。

通讯系统优选适合并且确定在实施指令时考虑乘员的意识状态、尤其睡眠状态,尤其通过修改和/或阻止和/或延迟实施。

相应于一个实施形式,本发明还涉及包括上述用于车辆的通讯系统的车辆、尤其机动车辆。车辆内部空间可以装备有至少一个用于获取乘员的意识状态、尤其睡眠状态的获取设备和/或至少一个且优选多个输入设备。车辆尤其可以是(机动)公路车辆。原则上,所提出的方法和所提出的通讯系统可用于车辆的所有自动级别。

车辆可以是机动车辆,其尤其是由驾驶员自己控制的机动车辆(“仅驾驶员”)、半自动、自动(例如自动级别3或4或5(SAE J3016标准))或自动驾驶机动车辆。在此自动级别5指全自动驾驶车辆。车辆也可以是无人驾驶运输系统。在此,车辆可以由驾驶员控制或自主驾驶。

本发明还涉及一种计算机程序或计算机程序产品,包括程序装置、尤其程序代码,其至少表示或编码根据本发明的方法的方法步骤,并且优选地描述的优选实施形式中的一个且被构造用于由处理器设备实施。

本发明还涉及一种数据存储器,在其上存储有根据本发明的计算机程序的至少一个实施形式或计算机程序的优选实施形式。

附图说明

另外的优点和实施形式从附图得出:

其中:

图1示出根据一个实施形式的带有根据本发明的通讯系统的车辆的示意图。

具体实施方式

图1示出了根据一个实施形式的带有根据本发明的通讯系统的车辆的示意图。参考符号20在此示意性地表示用于车辆1的通讯系统。

参考符号10表示车辆1的乘员。在图1中所示的实施形式中,乘员处于躺卧位置(Liegeposition)并且处于睡眠状态。

参考符号22表示通讯系统20的输入设备。在此,其可以例如是移动终端设备,但其也可以是物理操纵元件。乘员可以通过输入设备22进行到通讯系统处的输入,且由此传送和触发关于车辆功能的指令,例如打开窗户。

如果乘员处于尤其深度睡眠阶段、尤其睡眠阶段时期IV,可能会出现睡眠紊乱、如梦游和睡眠中说话。如果这在乘员的情形中是这种情况,则存在这样的风险,即乘员在梦游的片段期间(无意地)例如进行在输入设备22处的输入,且由此(无意地)引起由其在输入设备22处输入的实施由通讯系统20的实施。

参考符号24表示获取设备、例如摄像头,其可以确定和/或获取乘员的睡眠状态,并且优选地还有睡眠阶段。根据获取和/或确定的睡眠状态,通讯系统可以评价或评估由乘员进行的输入作为由睡眠紊乱(例如由梦游)引起的输入。根据此评估,可以引起、修改、延迟和/或阻止输入指令的实施。如果通讯系统例如产生评价,通讯系统可防止输入指令的实施且优选地此外阻止乘员10的另外输入。

申请人保留要求申请文件中公开的所有特征作为对于本发明来说重要的,只要它们单独地或组合地相对于现有技术是新颖的。此外指出如下,各个附图中还描述了本身可能是有利的特征。本领域的技术人员立即认识到图中描述的确定特征也可以是有利的,而不采用该图中的其他特征。此外,本领域的技术人员认识到,优点也可以由在各个附图或不同附图中示出的多个特征的组合得出。

参考符号列表

1 车辆

10 乘员

20 通讯系统

22 输入设备

24 获取设备

相关技术
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技术分类

06120116132700