用于檢測(cè)機(jī)動(dòng)車輛乘員頸部僵硬問(wèn)題和對(duì)該問(wèn)題作出反應(yīng)的方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于機(jī)動(dòng)車輛的乘員的頸部僵硬問(wèn)題的自動(dòng)檢測(cè)的方法，在該方法中記錄駕駛員的圖像，記錄的圖像文件與從數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索到的參考圖像進(jìn)行比較，通過(guò)應(yīng)用模式識(shí)別方法，并且在比較的基礎(chǔ)上判定車輛乘員是否具有潛在的頸部僵硬問(wèn)題。如果有這種情況，可以在頸托區(qū)域中有選擇地激活暖空氣噴嘴或IR二極管。
【專利說(shuō)明】用于檢測(cè)機(jī)動(dòng)車輛乘員頸部僵硬問(wèn)題和對(duì)該問(wèn)題作出反應(yīng)的方法和裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種用于檢測(cè)機(jī)動(dòng)車輛的乘員的頸部僵硬問(wèn)題和對(duì)機(jī)動(dòng)車輛的乘員的頸部僵硬問(wèn)題作出反應(yīng)的方法和裝置。乘員可以是實(shí)際的駕駛員，要不然是前排座椅乘客或后排乘客。

【背景技術(shù)】
[0002]盡管在車輛座椅和頭靠的人體工學(xué)設(shè)計(jì)方面已經(jīng)取得了進(jìn)步，但對(duì)于機(jī)動(dòng)車輛使用者來(lái)說(shuō)，頸部僵硬問(wèn)題和頸痛或頸部緊繃還是相對(duì)頻繁出現(xiàn)的問(wèn)題。
[0003]這樣的不適尤其出現(xiàn)在經(jīng)常行駛相對(duì)長(zhǎng)的旅程的機(jī)動(dòng)車輛駕駛員中。造成這樣的因素是緊張的身體姿勢(shì)、上半身的相對(duì)固定以及同時(shí)對(duì)路上的事件的必要觀察所進(jìn)行的相對(duì)頻繁的頭部活動(dòng)的需要以及由于空調(diào)系統(tǒng)的制冷操作過(guò)程中的通風(fēng)或由于當(dāng)車窗打開(kāi)或天窗打開(kāi)時(shí)的氣流的影響。
[0004]可以與肌肉緊張關(guān)聯(lián)的對(duì)應(yīng)的頸部僵硬不適不僅僅令車輛的駕駛員感到不悅和煩惱，同時(shí)還不利地影響駕駛員的專注力或駕駛性能。可能出現(xiàn)這種情況，例如，由于駕駛員的活動(dòng)受到限制，駕駛員試圖盡可能避免他的頭部的較大活動(dòng)(例如轉(zhuǎn)過(guò)頭來(lái)看)，這導(dǎo)致其視野最終受到限制。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明基于提出在開(kāi)始時(shí)提到的類型的一種可以提早檢測(cè)到這樣的問(wèn)題并且如果必要的話可對(duì)其適當(dāng)?shù)刈鞒龇磻?yīng)的方法和設(shè)備的目標(biāo)。
[0006]對(duì)上述問(wèn)題的解決方案通過(guò)以下方法和裝置提供。
[0007]本發(fā)明的有利改進(jìn)在以下技術(shù)方案中得到描述。
[0008]在根據(jù)本發(fā)明對(duì)于機(jī)動(dòng)車輛的乘員的頸部僵硬問(wèn)題的自動(dòng)檢測(cè)的方法中，其中，機(jī)動(dòng)車輛具有至少一個(gè)照相機(jī)，通過(guò)該照相機(jī)，可以記錄乘員的至少上半身區(qū)域和/或面部的圖像，提供以下步驟:
[0009]a)在預(yù)定時(shí)間周期內(nèi)記錄一幅圖像或多幅圖像并且緩沖圖像文件；
[0010]b)通過(guò)應(yīng)用模式識(shí)別方法，比較記錄的圖像文件與從至少一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索到的參考數(shù)據(jù)，以及
[0011]c)在比較的基礎(chǔ)上判定車輛乘員是否具有潛在的頸部僵硬問(wèn)題。
[0012]結(jié)果是，通過(guò)記錄照相機(jī)圖像，完全直觀地完成可能的頸部僵硬問(wèn)題的檢測(cè)，因此是非接觸的方式和對(duì)車輛乘員來(lái)說(shuō)是毫無(wú)侵害的方法。
[0013]因?yàn)樵诤芏囫{駛輔助系統(tǒng)中(至少在很多發(fā)展中的駕駛輔助系統(tǒng)中)，在任何情況下提供用于觀察駕駛員的至少一個(gè)照相機(jī)，例如用于檢測(cè)駕駛員的警覺(jué)程度，在很多情況下，本發(fā)明不需要用于可能的頸部僵硬問(wèn)題的檢測(cè)的硬件的附加費(fèi)用。
[0014]在本發(fā)明的范圍內(nèi)，面部和/或上半身部位的一幅或多幅圖像——如果合適的話也可以是運(yùn)動(dòng)圖像(視頻)一得到記錄，這些最好是顯示駕駛員的面部和上半身的圖像(在這里沒(méi)有每次提及的情況下，所描述的算法還可以在任何情況下應(yīng)用于車輛的其他乘客)。
[0015]記錄的圖像利用模式識(shí)別方法最好歸納為與頸部僵硬問(wèn)題相關(guān)的具體特征、使記錄的圖像標(biāo)準(zhǔn)化(例如針對(duì)駕駛員的尺寸)，并且與存在不適和沒(méi)有不適的典型人物的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)作比較。因此通過(guò)參照頭部的位置的時(shí)間表來(lái)檢測(cè)頭部的常規(guī)姿勢(shì)是可行的，例如從面部對(duì)于上半身的位置和/或檢測(cè)代表頸部緊張的典型反應(yīng)的頭部的左右轉(zhuǎn)動(dòng)活動(dòng)。
[0016]另外，在某些情況下，通過(guò)憑借神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)圖像來(lái)區(qū)分正常的面部表情和緊張的面部表情是可行的?？梢酝ㄟ^(guò)例如眉毛的皺起、對(duì)疼痛的眨眼反應(yīng)、兩只眼睛之間的距離等檢測(cè)緊張的面部表情。
[0017]可以在工廠提供存儲(chǔ)在至少一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中的比較數(shù)據(jù)。然而，為了通過(guò)學(xué)習(xí)過(guò)程來(lái)提高識(shí)別清晰度，在假定當(dāng)前沒(méi)有頸部僵硬問(wèn)題存在的情況下，或者在懷疑存在問(wèn)題的情況下，通過(guò)具體記錄的駕駛員的圖像，還可以修改該數(shù)據(jù)。
[0018]結(jié)果，根據(jù)預(yù)定義的權(quán)重處理不同的標(biāo)準(zhǔn)以最好形成一種得分。當(dāng)超出特定閾值時(shí)或者與在相對(duì)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)確定的平均值相比較，在向上的方向上出現(xiàn)明顯偏差時(shí)，指示可能的頸部僵硬問(wèn)題。
[0019]此外，通過(guò)參照討論中的人的身體姿勢(shì)和面部表情，推斷出問(wèn)題所處的位置在哪里(例如，在右邊或在左邊)是可行的，對(duì)于該目的，如果合適的話，也可以使用來(lái)自較早已經(jīng)被檢測(cè)到的此人的頸部僵硬問(wèn)題的存儲(chǔ)的“歷史”數(shù)據(jù)，因?yàn)闉榱丝紤]到各個(gè)車輛設(shè)置，對(duì)應(yīng)的車輛總體上同時(shí)配備有人識(shí)別系統(tǒng)。
[0020]假定的頸部僵硬問(wèn)題最好首先通過(guò)人/機(jī)接口(例如顯示器或語(yǔ)音播報(bào))傳達(dá)給駕駛員或受影響的人，如果合適的話可以連同提示和操作說(shuō)明一起訓(xùn)練以緩解問(wèn)題。
[0021]另外，當(dāng)前坐姿也可以與最符合人體工程學(xué)的坐姿的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比較，其中可以考慮通過(guò)圖像數(shù)據(jù)確定的駕駛員的姿勢(shì)，并且如果合適的話，然后可以提出坐姿的修正，并且如果合適的話，通過(guò)自動(dòng)座位調(diào)整直接執(zhí)行。
[0022]另外，如果合適的話，在由受影響的人的對(duì)應(yīng)的確認(rèn)后，還可以提出用于緩解問(wèn)題的具體有效對(duì)策:
[0023]一種可行的對(duì)策是在受影響的人的頸部區(qū)域有針對(duì)性的使用暖空氣，S卩，通過(guò)設(shè)置在頭靠或頸托的區(qū)域中的至少一個(gè)噴嘴來(lái)允許暖空氣流動(dòng)到受影響的頸部區(qū)域。
[0024]在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，在至少一個(gè)噴嘴群或噴嘴矩陣中提供多個(gè)噴嘴，通過(guò)有選擇地激活各個(gè)噴嘴或噴嘴組，以集中于嚴(yán)重受影響的頸部區(qū)域的方式施加暖空氣氣流。通過(guò)暖空氣的這樣的有針對(duì)性的施加(例如在脖子或脖子上方或下方的右邊、左邊或中央)，達(dá)到尤為積極的效果，因?yàn)榧杏谔囟▍^(qū)域的感覺(jué)刺激通常比大范圍內(nèi)的類似刺激的非特定施加具有更積極的生理影響。
[0025]然而，為了這個(gè)目的，確定上述不適的大概位置或通過(guò)受影響的人將上述不適的大概位置傳達(dá)給控制系統(tǒng)是必要的。獨(dú)立于所描述的傳感器系統(tǒng)找出該大概位置的一種可行方法是循環(huán)激活在頸部區(qū)域中的各種可控制的暖空氣噴嘴或暖空氣噴嘴組，然后響應(yīng)于對(duì)受影響的人發(fā)出的信號(hào)(例如單詞“0K”所控制的聲音)保持特定噴嘴或特定噴嘴組。
[0026]在另一優(yōu)選實(shí)施例中，通過(guò)經(jīng)過(guò)暖空氣氣流的脈動(dòng)調(diào)制的暖空氣氣流可以達(dá)到輕微的按摩效果。如果合適的話，脈動(dòng)的強(qiáng)度和暖空氣的壓力還可以是可調(diào)節(jié)的。
[0027]另外，可以想到的是如果乘客艙的急劇制冷當(dāng)前通過(guò)空調(diào)系統(tǒng)執(zhí)行，為了通過(guò)通風(fēng)效應(yīng)來(lái)避免問(wèn)題，如果合適的話即使沒(méi)有頸部問(wèn)題存在，暖空氣氣流是預(yù)防性而激活的。
[0028]為緩解這些問(wèn)題可選或額外可采取的對(duì)策(利用上面所述的暖空氣同時(shí)或交替)是通過(guò)設(shè)置在頭靠或頸托的區(qū)域中的至少一個(gè)紅外發(fā)光二極管矩陣來(lái)加熱受影響的頸部區(qū)域。
[0029]在這種情況下，還可以提供最好近似郵票大小的多個(gè)紅外發(fā)光二極管矩陣元，為了只在受影響的頸部區(qū)域以直接的方式起作用，然后可以選擇性地使用所述紅外發(fā)光二極管矩陣元件，在該受影響的頸部區(qū)域中，生成熱圖形甚至點(diǎn)圖形。
[0030]關(guān)于暖空氣噴嘴，上面所述的內(nèi)容也適用于針對(duì)嚴(yán)重的不適，在任何情況下被有選擇地激活的紅外發(fā)光二極管矩陣元件的確定，即如果合適的話，在此處各個(gè)紅外熱源之間進(jìn)行切換直到受影響的人停止紅外熱源的循環(huán)，或者不適的位置得到自動(dòng)確定為止，這樣是可行的。
[0031]在旅程中斷之后只要相應(yīng)的人已經(jīng)得到車輛控制系統(tǒng)的識(shí)別，上述補(bǔ)救措施也可以自動(dòng)持續(xù)下去，直到受影響的人執(zhí)行手動(dòng)斷電為止。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0032]以下將參照附圖、通過(guò)實(shí)施例更加詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明，附圖中:
[0033]圖1表示用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的布置的示意性系統(tǒng)圖；
[0034]圖2表示根據(jù)本發(fā)明的暖空氣施加的示意圖，以及
[0035]圖3表示根據(jù)本發(fā)明的熱輻射施加的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0036]根據(jù)圖1，示意性示出的機(jī)動(dòng)車輛10的駕駛員8 (或者如果合適的話可以是乘客)的面部和/或頸部和/或上半身通過(guò)設(shè)置在乘客艙內(nèi)的至少一個(gè)部照相機(jī)12所監(jiān)控，其中，為了獲得不同視角的圖像，最好存在多部照相機(jī)12，因此照相機(jī)12能夠評(píng)價(jià)駕駛員在三個(gè)維度內(nèi)的活動(dòng)。
[0037]照相機(jī)或多部照相機(jī)12的圖像信號(hào)被饋給控制單元14，本發(fā)明范圍內(nèi)必需的所有傳感器和驅(qū)動(dòng)器都連接到控制單元14?？刂茊卧?4與計(jì)算單元16通信，用于圖像的評(píng)價(jià)，其中，對(duì)應(yīng)的單元14和16當(dāng)然也可以一起安裝在一個(gè)單元中，或者與其它機(jī)動(dòng)車輛控制裝置相結(jié)合。
[0038]計(jì)算單元16評(píng)價(jià)圖像或視頻，并由此在模式識(shí)別算法18的范圍內(nèi)計(jì)算關(guān)于駕駛員8或受影響的人的姿勢(shì)、坐姿和面部表情的某些標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)(即獨(dú)立于尺寸和身材)。
[0039]然后這些數(shù)據(jù)項(xiàng)與正確坐姿的數(shù)據(jù)庫(kù)20、指示擺脫疼痛中或與疼痛關(guān)聯(lián)的身體姿勢(shì)和頭部姿勢(shì)的數(shù)據(jù)庫(kù)22相比較，并且與指示擺脫疼痛或與疼痛關(guān)聯(lián)的面部表情的數(shù)據(jù)庫(kù)24相比較。通過(guò)模式識(shí)別方法，可以檢測(cè)到當(dāng)前圖像是否傾向于依據(jù)各個(gè)方面指示頸部僵硬問(wèn)題，或者是否傾向于指示不存在這樣的問(wèn)題的跡象。在點(diǎn)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，然后控制單元14確定是否存在潛在的頸部僵硬問(wèn)題。如果存在該問(wèn)題——如果合適的話——在與駕駛員8對(duì)話后采取相應(yīng)對(duì)策是可行的。
[0040]例如，如果合適的話，脈動(dòng)暖空氣可以通過(guò)暖空氣供給系統(tǒng)26施加至設(shè)置在車輛10的頸托中的噴嘴群28。在這個(gè)背景下，可以通過(guò)驅(qū)動(dòng)器以這種方式激活噴嘴群28的各個(gè)噴嘴:暖空氣集中于受影響區(qū)域和/或達(dá)到一定的按摩效果?；趫D像數(shù)據(jù)和/或基于駕駛員訊問(wèn)和/或基于“歷史的”信息(為對(duì)應(yīng)的人存儲(chǔ)上次暖空氣施加)，這里通過(guò)使用最佳區(qū)域32的檢測(cè)單元控制使用暖空氣的理想?yún)^(qū)域。對(duì)應(yīng)的暖空氣施加在圖2中更清楚地說(shuō)明。
[0041]可選擇地或附加地，對(duì)受影響區(qū)域的熱量的有針對(duì)性的施加也可以通過(guò)一個(gè)或多個(gè)紅外發(fā)光二極管群30執(zhí)行，其中使用最佳區(qū)域32的檢測(cè)單元相應(yīng)地允許各個(gè)發(fā)光二極管的針對(duì)性激活(還比較圖3)。
[0042]上述針對(duì)頸部僵硬的緩解措施一如果合適的話一也可以由駕駛員或受影響的人在沒(méi)有相應(yīng)頸部僵硬問(wèn)題的自動(dòng)檢測(cè)的情況下手動(dòng)激活。因此，這在本發(fā)明的范圍內(nèi)在沒(méi)有之前的自動(dòng)檢測(cè)的情況下完成對(duì)上述頸部僵硬問(wèn)題的相應(yīng)緩解措施。
【權(quán)利要求】
1.一種用于機(jī)動(dòng)車輛(10)的乘員(8)的頸部僵硬問(wèn)題的自動(dòng)檢測(cè)的方法，其特征在于，機(jī)動(dòng)車輛(10)具有至少一個(gè)照相機(jī)(12)，通過(guò)該照相機(jī)(12)，能夠記錄車輛乘員(8)的至少上半身區(qū)域和/或面部的圖像，由以下步驟限定 a)在預(yù)定時(shí)間周期內(nèi)記錄一幅圖像或多幅圖像并且緩沖圖像文件； b)通過(guò)應(yīng)用模式識(shí)別方法，比較記錄的圖像文件與從至少一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)(20，22，24)中檢索到的參考數(shù)據(jù)，以及 c)在比較的基礎(chǔ)上確定車輛乘員(8)是否具有潛在的頸部僵硬問(wèn)題。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，由進(jìn)一步的步驟限定 d)如果已經(jīng)檢測(cè)到頸部僵硬問(wèn)題，則提出緩解該問(wèn)題的對(duì)策。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，步驟d)中的對(duì)策包含允許暖空氣通過(guò)設(shè)置在頸托或頭靠的區(qū)域中的至少一個(gè)噴嘴(28)流入受影響的頸部區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在至少一個(gè)噴嘴群(28)中提供多個(gè)噴嘴，其中通過(guò)有選擇地激活各個(gè)噴嘴或噴嘴組，以集中于受影響的頸部區(qū)域的方式施加暖空氣氣流。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于，暖空氣氣流被以脈動(dòng)方式調(diào)制。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，在步驟d)中的對(duì)策包含通過(guò)設(shè)置在頸托或頭靠的區(qū)域中的至少一個(gè)紅外發(fā)光二極管矩陣(30)來(lái)加熱受影響的頸部區(qū)域。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，提供最好近似郵票大小的多個(gè)紅外發(fā)光二極管矩陣元件(30)，為了只在受影響的頸部區(qū)域起作用，選擇性地使用所述紅外發(fā)光二極管矩陣元件(30)，其中在該受影響的頸部區(qū)域中，生成熱圖形或點(diǎn)圖形。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到7中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，考慮一個(gè)或多個(gè)以下標(biāo)準(zhǔn)作出對(duì)頸部僵硬問(wèn)題是否存在的判定: -姿勢(shì)的改變， -面部表情的改變， -車輛乘員(8)的上半身和/或頭部的放松活動(dòng)。
9.一種用于檢測(cè)機(jī)動(dòng)車輛乘員(8)的頸部問(wèn)題并用于對(duì)機(jī)動(dòng)車輛乘員(8)的頸部問(wèn)題作出反應(yīng)的裝置，其特征在于，所述裝置設(shè)計(jì)為執(zhí)行前述權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法。
【文檔編號(hào)】G06K9/62GK104182761SQ201410218956
【公開(kāi)日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年5月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月23日
【發(fā)明者】烏韋·古森, 弗雷德里克·斯蒂芬, 克里斯托夫·阿恩特, 托馬斯·蘭堡 申請(qǐng)人:福特全球技術(shù)公司