使用光传感器的检测系统的制作方法

使用光传感器的检测系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及用于确定控制设备的移动的系统和用于检测车辆的驾驶员的睡意的系统，以及用于该目的的相符的处理单元和相符的方法。用于确定移动的系统（12）包括多个光传感器（16）、处理单元（14）和接口（18），其中光传感器（44-58）能够向处理单元（14）发送光强度信息并且后者能够向用户提供信息。进一步地，处理单元（14）基于由光传感器（44-58）提交的光强度信息能够确定控制设备的移动。
【专利说明】使用光传感器的检测系统

【技术领域】
[0001]本发明涉及用于检测驾驶员的睡意(drowsiness)的系统,用于确定针对在前的系统使用的车辆的控制设备的移动的系统，用于这些系统中的任一个的处理单元以及涉及用于检测车辆的驾驶员的睡意的方法。

【背景技术】
[0002]睡意检测系统变得越来越流行并且在当今的汽车中建立，尤其是在由所谓的高级品牌销售的汽车中。
[0003]意在监控和控制驾驶员的适合度、并且例如在缺少适合度的情况下向驾驶员报警的那些系统正常地仍然是非常昂贵的，并且甚至在前述的高级品牌中经常作为附加的昂贵的高级包才可获得。
[0004]这些已知的系统的工作原理是监控驾驶员关于诸如操纵盘控制、车道偏离等的方面。在监控那些方面时，如果系统检测到指示睡意的模式(pattern)，则例如经由声音或者仪表板中的汽车的信息显示向驾驶员告知这个事实。
[0005]对于车道偏离的控制，已知的系统是基于控制道路标记和关于那些道路标记的汽车的位置的摄像机。如果汽车无任何明显的原因离开那些道路标记之间的车道，例如，转向指示器指示的有意的车道转换，则系统相应地警告驾驶员。
[0006]由于那些系统是基于由摄像机输送给系统的连续的图像数据的处理，所以系统自身不得不配备需求资源的视频处理算法。由于关于那些资源的高需求，比如计算功率和存储器，系统变得非常昂贵并且/或者在许多情况中是不准确或不可靠的，尤其是在睡意检测是最相关的夜间期间。
[0007]在可用的系统中，监控操纵盘控制是通过访问汽车的子系统以得到操纵盘动作信息来实现的。因此，这样的睡意检测系统需要完全地被嵌入汽车的电子系统中以适当地发挥作用。相应地，那些系统以及前述的基于视频的系统不得不在定购汽车时被包括到其电子系统中并且被包括到整个车辆中。


【发明内容】

[0008]因此，本发明的目的是提供无需大量的资源而适当地且准确地工作、在夜间期间完全地可靠工作、能够作为升级被安装在现存的并且已经完全地配置的车辆中并且优选地相对便宜的用于检测车辆的驾驶员的睡意的系统、可使用于这样的检测和监控的相符的(according)系统以及为了这个目的的方法和处理单元。
[0009]在本发明的第一方面中，提供了具有处理器、数据接口和存储器的处理单元，存储器存储可由处理器执行的一个或多个例程。
[0010]其中处理单元能够经由数据接口从多个光传感器接收数据，并且，
其中一个或多个例程适合于:
基于从多个光传感器接收到的相对于时间的光强度信息的变化确定多个光传感器相对于至少一个光源的移动。相比于前面提到的基于视频的方法，使用光传感器信息来确定移动资源需求更少。因此，处理器以及处理单元的存储器可相对照地便宜。进一步地，如将在下文中描述的，这样的处理单元和系统允许独立于汽车的系统的单独的检测。因此,根据本发明的设备可以作为升级被安装在车辆中。为此，仅少数的技术步骤/修正是必要的。因此，升级是甚至以容易且便宜的方式可实现的。
[0011]根据本发明的另一方面，提供了用于确定控制设备的移动的系统，具有多个光传感器，
处理单元，和接口，
其中多个光传感器能够向处理单元发送光强度信息并且处理单元能够从光传感器接收光强度信息，
其中处理单元能够经由接口向用户提供信息，并且
其中处理单元被设计来基于由光传感器提交的光强度信息中的变化确定控制设备的移动。
[0012]如在本发明的上下文内使用的术语“控制设备”被理解为为了控制机器的元件或者控制机器自身而使用的机器上的任何设备或者元件。优选地，这样的“控制设备”被理解为为了控制车辆(比如但不限于汽车、火车、轮船、飞机)的控制杆或者操纵盘，并且甚至更优选地被理解为汽车的操纵盘。
[0013]正如已经在根据本发明的处理单元的上下文内提到的，系统还能够被设计作为其自己的实体，意味着能够作为升级被安装在已经现存并且制造好的车辆中，比如汽车。可经由接口被提供至用户的信息可以为向用户告知关于移动的任何适当的信息。该信息可以是直接地涉及移动的基本信息，例如，比如方向和强度，或者也可以是向用户示出预定的时间间隔内的某些移动的量的经过处理的信息。而且，该信息甚至可以进一步被处理并且与这些原始的(raw)移动数据的处理有关，并且例如可指示驾驶员的睡意。相应地，经由接口向用户提供的信息可指示睡意的水平或者如果达到或超过了某一预定的睡意阈值则甚至可以仅为光学或者声音信号。多个光传感器允许更准确地确定移动。利用两个或更多的光传感器和使得来自光传感器的信息相互关联的可能性，关于光源的移动的方向的确定是可能的。例如，如果光传感器的线性阵列被定向为朝向光源使得第一光传感器是最接近光源的光传感器而第四光传感器是最远的，则相对于该阵列中的所有的光传感器，后者可检测最低的光强度而第一光传感器检测最高的光强度。然后光传感器2和3将相应地布置在这两个之间并且它们的光强度可能在光传感器I和光传感器4之间的范围内。然后，如果该示例性的阵列的定向被保持，而阵列在其它方向被移动经过光源，使得现在光传感器4是最接近的并且光传感器I是最远的，则测量的光强度将相应地变动。结果，现在光传感器4示出最高的光强度而光传感器I示出最低的。由于现在包括多个光传感器，所以可以取得关于移动以及甚至关于光传感器(的阵列)的位置的详细信息。而且，该阵列状的布置增加了用于检测和分析微小的移动的总体灵敏性。
[0014]根据本发明的另一方面，提供了用于检测车辆的驾驶员的睡意的方法，具有下列步骤:
从多个光传感器接收光强度信息， 基于光强度信息的变化确定移动，和
针对睡意指示模式分析移动。使用光强度信息是用于确定例如控制设备(比如车辆的操纵盘)的移动的简单的方式。而且，这种确定移动的方式容易在独立于品牌和其年龄的任何汽车中实现。光强度信息进一步地是能够被容易地分析并且因此立即得到关于移动并且还关于驾驶员的睡意的期望的信息的简单信息格式。
[0015]本发明的优选的实施例定义在从属权利要求中。应理解的是，要求保护的方法具有与要求保护的设备和从属权利要求中定义的类似的和/或同样的优选的实施例。
[0016]在处理单元的实施例中，一个或多个例程进一步适合于:
基于光强度信息确定多个光传感器相对于光源的位置，以及
基于位置中的变化来确定移动。在该示例性的实施例中，可被使用以确定驾驶员的睡意的移动是由所提到的光传感器的位置中的差检测的。相应地，例如，处理单元能够确定光传感器的实际的(相对)位置，并且由于与更早的位置信息的比较进一步能够确定位置中的变化。例如，这可通过在其在处理单元的存储器中的确定之后存储光传感器的某一位置来实现，例如以预定的时间间隔定期地进行。
[0017]根据处理单元的另一实施例，一个或多个例程还适合于:
通过直接地比较光强度信息确定多个光传感器的光强度信息中的变化，以及基于光强度信息的该比较确定移动。通过直接地使用光强度信息，处理单元能够基于由光传感器输送的纯粹的光强度信息检测和确定相对移动。这些光强度信息也可以被存储在存储器中并且可被用于经由瞬时的读取与存储的光强度信息的比较来确定变化。也可以以连续的方式实现这种光强度信息的存储，也就是说，通过以预定的时间间隔反复地存储由光传感器输送的光强度信息的实际读取。
[0018]根据本发明的系统的实施例，多个光传感器和处理单元被组合在包括用于将传感器元件附接在控制设备上的附接构件的传感器元件中。利用这样的系统的设计，处理单元可以与光传感器一起被构建在一个设备中，该设备可以被用作升级套件的重要部件。该部件(意味着传感器元件)可以被布置在控制设备上，例如汽车的操纵盘。为此，传感器元件包括附接构件，比如但不限于粘结剂、粘结带、胶、螺旋(screw)等等。
[0019]在系统的另一实施例中，系统还包括用于向多个光传感器提供光的光源。通过进一步包括单独的光源，该系统可相对于控制设备被布置，控制设备的移动将通过将光源附接至控制设备和控制设备下面的非可移动部件上的多个光敏传感器，或者利用控制设备下面的非可移动部件上的光源和控制设备自身上的多个光传感器来确定。利用这些部件，整个系统能够以这样的方式被布置使得光源直接地被定向朝向允许移动的准确的确定的多个光传感器。
[0020]在系统的另一实施例中，光源提供图案化的(patterned)光。
[0021]如在本发明的上下文内使用的术语“图案化的光”将被理解为由某种模式的例如但不限于颜色或光强度中的改变所调制的光，也或者为以适时的尺度(timely dimens1n)调制的光，比如但不限于闪烁。
[0022]通过使用图案化的光，整个系统的准确性可以被进一步改进，例如，如果光传感器也检测光的颜色信息并且该信息在移动期间在光传感器的路径上变化。进一步地，可以使用诸如闪烁的模式，优选地具有高频率，使得该光不能由人眼感知到并且不打扰控制设备的用户。而且，这样可以提高系统的鲁棒性，因为系统可以专注于具有已知的模式的光，而其它的干涉光(例如，来自外部的光源)可容易地由系统忽视。
[0023]根据系统的另一实施例，光源提供红外光。使用红外光具有该光对人眼是不可感知的并且不会打扰控制设备的用户(例如汽车的驾驶员的驾驶)的效果。进一步地，在白天和夜间期间也可以使用红外光，没有或者具有最小量的外部干扰。因此，红外光进一步地改进了检测的可靠性和鲁棒性，尤其是在夜间期间。
[0024]根据系统的另一实施例，系统包括4至12、优选地6至10并且更优选地8个光传感器。正如前面所提到的，多个光传感器改进整个系统和控制设备的移动的检测的准确性。因此，本发明的优选的实施例使用作为最佳的折衷的数量的光传感器，所述折衷是为了减小总成本和将由处理单元处理的数据的量而使用尽可能少的光传感器以及为了提供根据本发明的最佳的移动的检测而使用足够的光传感器之间的折衷。
[0025]根据系统的另一实施例，处理单元是根据本发明的并且如前面提到的处理单元。
[0026]根据本发明的另一方面，提供了具有根据本发明的并且如前面提到的用于检测控制设备的移动的系统的用于检测车辆的驾驶员的睡意的系统。基于如在如前面提到的实施例中概述的有益的控制设备的移动的检测，用于检测睡意的系统仅基于例如具有光传感器和光源以及相符的处理单元的这种简单的设置可检测并且还向车辆的驾驶员告知他的/她的睡意。
[0027]根据本发明的方法的另一实施例，该方法进一步包括如下步骤:
基于光强度信息确定多个光传感器相对于光源的位置，
其中基于位置中的变化确定移动。通过提供控制设备(比如车辆中的操纵盘)的实际的位置，除了如前面提到的检测睡意指示模式之外，给予了提供操纵方向数据的可能性。这些可以容易地被用于其它的驾驶员协助应用。
[0028]根据本发明的方法的另一实施例，方法进一步包括如下步骤:
通过直接地比较光强度信息确定多个光传感器的光强度信息中的变化，
其中基于光强度信息的该比较确定移动。该方法的实施例允许光强度信息的直接使用。这导致所提供的数据(即光强度信息)的快速且可靠的使用，并且因此导致移动或者驾驶模式的有效的分析。
[0029]根据本发明的另一方面，提供了计算机程序，计算机程序包括当所述计算机程序在计算机上被实施时用于使得计算机实施根据本发明的方法的步骤的程序代码构件。

【专利附图】

【附图说明】
[0030]依据下文中描述的(多个)实施例，本发明的这些和其它方面将是明显的，并且将参照它们来阐明本发明的这些和其他方面。在下面的附图中:
图1以示意性的表达示出了根据本发明的处理单元、用于确定控制设备的移动的系统和用于检测车辆的驾驶员的睡意的系统，
图2示出了根据本发明的系统和其操作型式的示意性表达，
图3示出了安装在汽车的操纵盘上的根据本发明的系统，
图4a至4c以根据箭头IV的示意性顶视图示出了图3的操纵盘，以及图5a至5c示出了针对贯穿图4a到4c示出的操纵盘定向由根据本发明的系统的光传感器提交的光强度信息的示意性图形表达。

【具体实施方式】
[0031]用于检测车辆的驾驶员的睡意的系统贯穿图1到图5c被示出，并且在图1到图5c的帮助下被进一步解释，并且整体上由附图标记10指明。进一步地，用于确定控制设备的移动的系统贯穿图1到图5C被示出，并且在图1到图5c的帮助下被解释，并且整体上由附图标记12指明。而且，根据本发明的处理单元的实施例贯穿图1到图5c被示出，并且在图1到图5c的帮助下被解释，并且整体上由附图标记14指明。
[0032]图1示出了用于确定控制设备12的移动的系统。为了检测车辆的驾驶员的睡意，可以使用该系统12。因此，图1也示出了用于检测车辆10的驾驶员的睡意的系统。由于为了检测车辆的驾驶员的睡意的系统12的优选的应用的缘故，在下面的贯穿图1到图5c示出的优选的实施例的解释内，系统10和12相互被用作同义词。然而，这不被理解为系统12对只检测车辆的驾驶员的睡意的限制。
[0033]系统12包括处理单元14、多个光传感器16和接口 18。
[0034]如箭头20指示的，接口 18从处理单元14得到信息或者由处理单元14控制。接口 18的意图是向用户提供信息，这由另一箭头22指示。在本示例性的实施例中，信息经由扬声器24被提供至用户。因此，本实施例内的信息可以为任何的声学信息，比如但不限于报警、警告或者告知的音频等等。除了只是告知用户之外，系统12经由接口 18与其它的设备的交互也是可能的，例如，向控制设备给予力反馈，从而减少车辆的速度，等等。
[0035]处理单元14包括处理器26、数据接口 28和存储器30。处理单元14使用数据接口28以与其它的设备通信，比如接口 18。数据接口 28和接口 18之间的通信由箭头20指示。进一步地，数据接口 28与多个光传感器16通信。这由箭头32和34指示。正如由箭头32指示的，数据接口 28可以向多个光传感器16提供数据命令或者另外的信息，例如为了控制该光传感器16的某些部件。进一步地，正如由箭头34指示的，多个光传感器16可以向处理单元14提供信息，即经由数据接口 28。正如稍后将更详细地解释的，根据箭头34被提供的那些信息是与经由多个光传感器16检测的信息最相关的，比如但不限于光强度信息、颜色信息等。尽管以这种方式被图示，但是不言而喻的是，代替用于与接口 18和多个光传感器16通信的一个单个的数据接口 28，可使用分离的多个数据接口。
[0036]数据接口 28可进一步与处理器26通信。这由箭头36和38指示。处理器26可根据箭头36向数据接口 28递送信息或者数据，或者经由数据接口 28向如前面提到的其它设备递送。进一步地，处理器26可根据箭头38从数据接口 28接收数据或者信息，那些数据可能产生于数据接口 28自身，或者也可能从如前面提到的其它的设备经由数据接口 28被递送。
[0037]同样，处理器26可与存储器30交换数据。这由另外的箭头40和42指示。除了从处理器26向存储器30递送数据或者信息之外(这由箭头40指示)，处理器26也可从存储器30接收数据或者信息。后者由箭头42指示。由箭头40和42指示的那些过程也可以被视为存储和检索(retrieving)存储器30中的数据或信息。除了向存储器30存储数据或信息或者从存储器30检索数据或信息之外，处理器26还可从存储器30接收或者检索例程，然后在处理器26上执行例程。在下面的关于工作原理和根据本发明的方法的解释中，那些例程的内容和特性将被更加详细地解释并且变得更加明显。
[0038]在该确定的实施例中，多个光传感器16包括8个光传感器44、46、48、50、52、54、56和58。那些光传感器46至58向处理单元14提交数据。在本实施例中，这是示例性地经由集线器(hub)60实现的。光传感器44至58向集线器60提交相应的数据或者信息，集线器自身保持与处理单元14联系，如由箭头32和34所指示的并且如前面所解释的。光传感器44至58的数据的传输由箭头62至78指示。
[0039]处理单元14和多个光传感器16的组合形成传感器元件80。
[0040]图2示出了用于确定控制设备的移动的系统82的另一实施例。该系统82还包括具有处理单元14、多个光传感器16和接口 18的传感器元件80。在这里并且在下文中，相同的附图标记被用于同样的特征。进一步地，系统82包括光源84，该光源在本实施例中为红外灯。该光源84被示出在相对于传感器元件80的三个不同的位置，也就是为光源84、84’和84’’。光从该光源被提供至传感器元件80的多个光传感器16，这由相应的箭头86和88或者90和92或者94和96指示。正如在下文中将更加详细解释的，到达多个光传感器16的来自光源84的光的强度对于每个光传感器44至58是不同的。该被检测和确定的光强度被提交至处理单元14，例如如前面在图1的上下文内解释的。在图2和下面的表达内，传感器元件80的细节可以被视为与图1中传感器元件80是同样的。然而，为了清楚的原因，在图2中，不是处理单元14、多个光传感器16以及数据或者信息是如何交换的方式的所有的特征都被示出。
[0041]在关于图2的表达的左侧不出的从光源84发射的光朝多个光传感器16行进不同的距离，如箭头86和88所示出的。关于光传感器44至58，到达光传感器44的光行进最短的路线，而到达光传感器58的光行进最长的路线。由于在行进时的光的强度中的损失，例如，由于空气中的微粒和分子等等的缘故，如箭头86所指示的到达光传感器44的光具有比如箭头88所指示的到达光传感器58的光更高的强度。到达在中间的光传感器(意味着光传感器46到56)的光具有从光传感器46到光传感器56增加的要行进的距离，并且相应地示出了降低的强度。
[0042]在图2的表达的右侧示出了由光源84’’示出的相反的情况。在那里，到达光传感器44的光由箭头94指示，而到达光传感器58的光由箭头96指示。如由箭头94指示的到达光传感器44的光的行进距离比由箭头96指示的到达光传感器58的光的行进距离更长。相应地，由光传感器44检测到的强度比由光传感器58检测到的光的强度更低。与前述的类似，由光传感器46到56检测的强度相应地从46至56增加。
[0043]在光源84’的情况中，光源84’被布置在光源84和84’’中间，即在图2的表达的中间，朝表示多个光传感器16的光传感器的该线性阵列的外侧光传感器的光传感器44和58的行进距是大致相同的。这由箭头90和92指示。然而，到达该多个光传感器16(S卩，该线性光传感器阵列)的中间的光行进较短的距离，如由箭头91所指示的。因此，到达基本上被布置在多个光传感器16的中间的光传感器50和52的光具有比到达外侧光传感器44和58的光更高的强度。多个光传感器16中测量或者检测的光强度相应地从中间朝其侧边降低。这意味着分别从光传感器50或52开始，所测量的强度朝光传感器44或者另一侧边至光传感器58降低。
[0044]因此，由光传感器44到58检测的那些光强度的结果是可被用于确定光源的相对位置的光强度的阵列，此处由光源84、84’和84’’表示光源84。移动相应的光源84导致所测量的光强度中的相符的变化，在该情形中，导致由多个光传感器16测量的光强度的阵列中的变化。如果多个光传感器16相对于光源84移动，则也是如此。这种情况可以被视为仅仅改变观察者的视图(view)。相应地，从由多个光传感器16关于光源84’的关系示出的情况开始，该多个光传感器16相对于图2的表达朝左的移动将导致如由光传感器16关于光源84’’所不的关系。相应地,朝右移动多个光传感器16将导致如由多个光传感器16关于光源84所指示的朝向光源的位置或者关系。由于在该实施例中，多个光传感器16被包括在传感器元件80中，所以对于相对于光源(比如，光源84)移动该整个传感器元件80也是如此。
[0045]以图3开始，在被布置在操纵盘100的背侧上的传感器元件98的示例中将更加详细地描述根据本发明的工作原理和方法。至于操纵盘100的背侧，它指的是指向远离驾驶员(即，指向车辆的前部)的操纵盘的那侧。
[0046]在图3中并且还在下面的图4a到4c的表达中示出的传感器元件98在该示例中可以被视为与贯穿图1和2示出且描述的传感器元件80是同样的。相应地，相同的附图标记指明同样的部件。然而，不言而喻的是，根据本发明的传感器元件的其它实施例可以被用于该应用。
[0047]正如从图3中可以看出的，传感器元件98被布置在操纵盘100的部件上，当操纵盘100移动(即绕其旋转轴102转动)时，所述操纵盘的部件经历移动。操纵盘100，并且因此传感器元件98可以在两个方向上环绕旋转轴102移动。从驾驶员的视点看，那些方向可以是向左或者向右，如由箭头104和106所指示的。例如，在操纵盘的后面从驾驶员的视点考虑相对于操纵盘100的移动是固定的光源，比如图2的光源84，使得由光源发射的光被指向操纵盘100的背侧并且因此指向传感器元件98，根据箭头104和106的操纵盘100的移动导致传感器元件98和该光源之间的不同的相对位置。相应地，传感器元件98，尤其是该传感器元件98内的多个光传感器16，检测指向传感器元件98的光，并且能够确定光传感器44至58中的每个上的光强度。这已经在图2的上下文中被详细解释。结果，通过在箭头104的方向上或者箭头106的方向上移动操纵盘能够到达的每个旋转位置导致光传感器44到58 (即，多个光传感器16)的不同的检测模式。因此，传感器元件98可以被用作用于检测移动的系统，因为对于操纵盘100的每个位置，一般可以检测到不同的光强度模式或者不同的光强度，并且可基于光强度中的变化来识别移动。例如，如果之前发生了校准(calibrat1n)，则每个检测到的光强度或者光强度模式可被转换为操纵盘100的位置，意味着环绕旋转轴102的旋转位置。
[0048]这将在下面的图4a到4c和对应的图5a到5c的上下文内被更加详细地解释。
[0049]图4a到4c示出了根据图3的箭头IV的顶视图中的操纵盘100。在这里，一个人可以看出传感器元件98经由粘结层108附接至操纵盘100。该粘结层108基本上可以通过附接至传感器元件98的背侧并且之后附接至操纵盘100或者倒过来的方式的粘结带实现。除了一般性地使用用于粘结层108的粘结带或者粘结层108之外，将传感器元件98附接至操纵盘100的其它方式当然是可能的，比如但不限于夹钳、螺旋、铆接等。
[0050]进一步地，光源110贯穿图4a至4c被示出。该光源110发射图案化的光。该图案化的光(优选地也是红外光)以闪烁的方式从光源110发射。这意味着由光源110发射的光以预定的频率闪现。通过使用这样的闪烁的光，整个系统的准确性被改进，因为应当由传感器元件98 (即，多个光传感器16)检测到的光能够通过已知的频率的闪烁被识别。因此，也可能发射红外光的其它的周围的光源基本上可以通过发光光源110和关断的光源110之间的差从所检测到的光被过滤。进一步地，可以使用闪烁光使得用户不能感知到光，即使没有使用红外光。例如，这可通过被选择为使得仅人眼不可感知的短的光脉冲被发射的高频率和发光周期完成。
[0051]图4a到4c中示出的不同的情况产生于操纵盘100环绕旋转轴102在不同的方向上的移动。在这里，光源I1可以被视为相对于可移动的传感器元件98是静止的。而图4a在该实施例中示出了可与图3的表达相比照的开始位置，其将导致车辆向前直行的驾驶，4b中的表达是操纵盘100在箭头104的方向上(也就是说朝驾驶员的左侧)转动的结果。相应地，图4c示出了在将操纵盘向右(意味着在箭头106的方向上)转动之后的情况。
[0052]正如已经在图2的上下文内提到的，具有光源110和多个光传感器(在该情形中，传感器元件98)之间的不同的相对定位的每种情况导致不同的并且也是特有的(characteristic)光强度信息,优选地以光强度模式的形式。这样的光强度模式在图5a到5c中被示出。在那里，用横坐标112和纵坐标114示出了二维图。横坐标112表示多个光传感器16的相应的光传感器44到58，其也存在于传感器元件98中。不言而喻的是，即使在图3到5c的表达中，对于传感器元件98只示出和提到了光传感器44到58，后者也包括在传感器元件80的上下文内描述的其它部件，例如，处理单元14和接口 18。在图5a到5c的图中示出的纵坐标114表示由相应的光传感器44到58检测的光强度。正如前面所提到的，图5a到5c的每个表达表示在贯穿图4a到4c示出的情况中检测到的光强度。换言之，图5a示出了图4a中的情况的检测到的光强度。同样地，图5b对应于图4b，并且图5c对应于图4c。
[0053]在这里，已经在图2的上下文中提到并且讨论的结果由图5a到5c的图形象化。在图4a中操纵盘100没有被转动的情况中，光传感器50和52最接近光源110，而光传感器44和58是最远离光源110的光传感器。这连同从光传感器58到光传感器52或者从光传感器44到光传感器50逐渐降低的距离导致图5a中示出的光强度模式。在那里，光传感器50和52显示最高的光强度，其朝侧边(即，朝光传感器44和58)逐渐降低。
[0054]图4b中的情况是使得光传感器58最接近光源110，而光传感器44是最远离的。相应地，光从光源110朝光传感器不得不行进的距离从光传感器58到光传感器44增加。相应地，在图5b中示出的光强度模式使得光传感器44的光强度是最低的并且朝由光传感器58检测的最高的光强度逐渐增加。
[0055]图4c中的情况是与图4b的表达相反的情况，意味着此处光传感器44是最接近的而光传感器58是最远离的。相应地，光强度模式也是与图5c中所示的倒过来的。光传感器44显示最高的光强度，其朝光传感器58的检测的光强度降低。
[0056]考虑到在环绕旋转轴102的转动运动中，图4b和图4c中示出的情况之间的距离逐渐地变化，这两个示例之间的每个旋转位置显示特有的光强度模式。例如，如果在旋转位置中光传感器56是最接近的，则光传感器44将是最远离的，并且光强度模式将是使得针对光传感器56测量最高的光强度。与光传感器56的光强度相比，少许更降低的下一个光强度将是针对光传感器58和54。从那开始，光强度从光传感器54朝光传感器44逐渐地降低。
[0057]因此，在这里示出并且贯穿附图描述的系统和处理单元允许控制设备(此处，操纵盘100)的移动的确定。如果周期性地完成移动和位置的这种确定，并且存储该确定，例如经由存储器30，则控制设备(例如，操纵盘100)的移动可以被视为随时间推移的(over time)函数。在该函数中，通过可例如指示车辆的驾驶员的睡意的已知的算法可以辨识某些移动模式。用于辨识和分析这样的移动模式的这些算法和方法例如从以下知晓:R.Sayed和A.Eskandarian,uUnobtrusive drowsiness detect1n by neural network learning ofdriver steering (通过驾驶员操纵的神经网络学习的不引人注意的睡意检测)”，机械工程师协会论文集，2001,第 215 卷,D 部分,969-975 ; F.Friedrichs 和 B.Yang, "Drowsinessmonitoring by steering and lane t/aia(通过操作车道数据的睡意监控)〃，EUSIPC0 2010会议论文集，8 月 23-27，奥尔堡，丹麦，209-213 ;或者 A.Eskandarian 和 A.Mortazavi,"Evaluat1n of a smart algorithm for commercial vehicle driver drowsiness
针对商业车辆驾驶员睡意检测的智能算法的评估)〃，IEEE智能车辆讨论会2007会议论文集，6月13-15，伊斯坦布尔，土耳其，553-559，通过引用将它们完全并入本文。因此，这样的模式能够指示驾驶员(意味着例如操纵盘100的控制设备的用户)遭受睡意或者大体上变得昏昏欲睡。例如，如果被驾驶员正常地使用来在某些有规则的时间间隔上实行的操纵盘100的修正的移动变化或者例如在某些时间间隔上停止，可能就是这种情形。基于这个并且通过在处理单元14，尤其是处理器26和存储器30中实施这些检测例程，前述的用于确定移动的系统12或82变为例如用于检测车辆10的驾驶员的睡意的系统。
[0058]相应地，通过从多个光传感器16 (即，所示的示例中的光传感器44至58)接收光强度信息，例如基于该光强度信息和前面描述的其相对于时间的变化确定比如操纵盘100的控制设备的移动，并且进一步分析针对睡意指示模式的那些移动，可以实现车辆的驾驶员的睡意的检测。这一点以及经由处理单元14实行的所有的其它操作可通过在处理单元14的存储器30中包括相应的例程来实现，相应地，例程然后可由处理器26执行。
[0059]在那里，直接地经由多个光传感器16的检测的光强度信息或者通过在第一步骤中将那些光强度信息转换为控制设备(例如，操纵盘100)的位置信息来确定移动是可能的。然后，经由变更光强度信息或者经由位置中的变化可以检测这种变化。通过在此处示出和描述的系统，尤其是通过使用其中传感器元件80或98被实现在例如可以直接地被附接在操纵盘100上的紧凑的设备中的这样的实施例，升级具有睡意检测的能力的汽车的容易的方式是可能的。由于只利用一定量的光传感器而不是复杂的视频信号来工作，在该优选的实施例中，仅利用8个光传感器44到58，所以用于计算和存储的资源可以被设计相对小并且还允许低的功率消耗。这意味着通过在传感器元件80或者98内包括小的、优选地可再充电的电池，可以甚至在没有任何的用于电力供应的附加电缆的情况下安装该设备。
[0060]尽管在附图和前面的说明中已经详细图示和描述了本发明，但是这样的图示和描述被认为是例证性的或者示例性的，并且不是限制性的。本发明不限于所公开的实施例。在实践要求保护的发明时，依据附图、公开内容和所附的权利要求的研究，本领域技术人员能够理解和完成所公开的实施例的其它变型。
[0061]在权利要求中，词语“包括”不排除其它的元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个的元件或其它的单元可履行叙述在权利要求中的数个项目的功能。某些手段叙述在相互不同的从属权利要求中这一纯粹事实不指示不能有利地使用这些手段的组合。
[0062]计算机程序可以被存储/分布在适当的介质上，例如光学存储介质或者与其它的硬件一起提供或者作为其它硬件的一部分的固态介质，但是也可以其它的形式分布，例如经由互联网或者其它的有线的或无线的电信系统。
[0063]权利要求中的任何附图标记不应解释为限制范围。
【权利要求】
1.具有处理器(26)、数据接口(28)和存储器(30)的处理单元，所述存储器(30)存储可由所述处理器(26)执行的一个或多个例程， 其中所述处理单元能够经由所述数据接口(28)从多个光传感器(16)接收数据，并且 其中所述一个或多个例程适合于: 基于从所述多个光传感器(16)接收的相对于时间的光强度信息的变化确定所述多个光传感器(16)相对于至少一个光源(84，110)的移动。
2.如权利要求1所述的处理单元，其中所述一个或多个例程还适合于: 基于光强度信息确定所述多个光传感器(16)相对于光源(84,110)的位置，以及 基于位置中的变化确定所述移动。
3.如权利要求1所述的处理单元，其中所述一个或多个例程还适合于: 通过直接地比较所述光强度信息确定所述多个光传感器(16)的所述光强度信息中的所述变化，以及 基于光强度信息的该比较确定所述移动。
4.用于确定控制设备的移动的系统，具有 多个光传感器(16、44、46、48、50、52、54、56、58)， 处理单元(14)，和 接口(18)， 其中所述多个光传感器(16、44、46、48、50、52、54、56、58)能够向所述处理单元(14)发送光强度信息并且所述处理单兀(14)能够从所述光传感器(16、44、46、48、50、52、54、56、58)接收所述光强度信息， 其中所述处理单元(14)能够经由所述接口( 18)向用户提供信息，并且其中所述处理单元(14)被设计来基于由所述光传感器(16、44、46、48、50、52、54、56、58)提交的所述光强度信息中的变化确定所述控制设备(100)的所述移动。
5.如权利要求4所述的系统，其中所述多个光传感器(16、44、46、48、50、52、54、56、58)和所述处理单元(14)组合在传感器元件(80、98)中，所述传感器元件包括用于将所述传感器元件(80、98 )附接在所述控制设备(100 )上的附接构件(108 )。
6.如权利要求4所述的系统,还包括用于向所述多个光传感器(16、44、46、48、50、52、54、56、58)提供光的光源(84、110)。
7.如权利要求6所述的系统，其中所述光源(84、110)提供图案化的光。
8.如权利要求6所述的系统，其中所述光源(84、110)提供红外光。
9.如权利要求4所述的系统，其中所述系统包括4-12、优选地6-10并且更优选地8个光传感器(16、44、46、48、50、52、54、56、58)。
10.如权利要求4所述的系统，其中所述处理单元(14)是权利要求1至3的任意一个权利要求的处理单元。
11.用于检测车辆的驾驶员的睡意的系统，所述系统具有用于检测权利要求4至10的任意一个权利要求的控制设备的所述移动的系统。
12.用于检测车辆的驾驶员的睡意的方法，具有以下步骤: 从多个光传感器(16、44、46、48、50、52、54、56、58)接收光强度信息， 基于所述光强度信息的变化确定移动，和 针对睡意指示模式分析所述移动。
13.如权利要求12所述的方法，还包括如下步骤: 基于所述光强度信息确定所述多个光传感器(16、44、46、48、50、52、54、56、58)相对于光源(84，110)的位置， 其中基于位置中的变化确定所述移动。
14.如权利要求12所述的方法，还包括如下步骤: 通过直接地比较所述光强度信息确定所述多个光传感器(16、44、46、48、50、52、54、56、58)的所述光强度信息中的所述变化， 其中基于光强度信息的该比较确定所述移动。
15.包括程序代码构件的计算机程序，所述程序代码构件用于当所述计算机程序在计算机上实施时使得计算机实施如权利要求12中要求保护的方法的步骤。
【文档编号】G08B21/06GK104379384SQ201380034987
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2013年9月12日 优先权日:2012年10月5日
【发明者】I.贝雷兹伊, G.N.加西亚莫里纳, M.A.维弗斯-阿尔布 申请人:皇家飞利浦有限公司