用于驾驶员辅助系统的装置的制作方法

本发明涉及一种用于交通工具的驾驶员辅助系统的装置，所述装置具有挡风板、用于发出红外辐射的辐射源和用于接收红外辐射的辐射接收器，所述驾驶员辅助系统能够实现驾驶员的基于红外线的监控。此外，本发明涉及一种具有这种装置的交通工具的驾驶员辅助系统以及一种用于监控交通工具的驾驶员的方法。

背景技术：

1、现代交通工具经常被装备有电子驾驶员辅助系统，例如通过在碰撞的风险情况下自动制动干预或者在交通工具偏离车道时自动轮辙保持（spurhalten），所述电子驾驶员辅助系统在驾驶交通工具时辅助驾驶员。尤其是如果这种驾驶员辅助系统具有用于驾驶员的监控功能，例如以便提早识别驾驶员的疲劳，但是也以便识别例如由于操作移动电话而从安全交通工具驾驶的过度分心，则所述驾驶员辅助系统在实践中已经证明非常有效。

2、为此目的，已知借助于红外辐射扫描驾驶员的面部并且尤其是眼睛，所述红外辐射对于肉眼是不可见的，并且因此不干扰驾驶员和其余交通工具乘员。在此情况下可以通过精心琢磨的算法来检测驾驶员的视向和注视持续时间，这例如当在特定视向上的注视持续时间异常长（凝视）时可以指明疲劳。另一方面，太频繁地将视线从行驶方向移开可以指明分心。识别面部表情也是可能的，所述面部表情也可以给出对驾驶员的状态的提示。

3、参照图1至3，以示意性方式阐明机动车辆中的在现有技术中已知的驾驶员辅助系统100，所述驾驶员辅助系统使得能够借助于红外辐射来监控驾驶员。图1示出交通工具2的方向盘4处的驾驶员3，其中仅示出前面部分，包括挡风板5和控制台6在内。

4、de 10 2014 115958 a1公开一种用于监控交通工具的驾驶员的系统。该系统基于用于在驾驶员上产生红外光的红外闪光灯以及用于记录反射的红外摄像机。

5、ep 1 333 410 a2公开一种用于结合hud系统进行视线跟踪的设备，所述设备具有照明装置和反射设备。

6、wo 2016/184732 a1公开一种板，所述板包括基底和在基底的内部空间侧表面上的反射热辐射的覆层。

7、这种驾驶员辅助系统100总是包括用于发出红外辐射的辐射源7和用于接收红外辐射的辐射接收器8，所述辐射源和辐射接收器典型地是独立的构件，但是所述辐射源和辐射接收器大多情况下布置在同一组件中。辐射源7总是被布置为使得红外辐射直接对准驾驶员3的面部23并且尤其是眼区。红外辐射被驾驶员3的面部23反射，并且随后直接由辐射接收器8（例如摄像机）检测。辐射源7和辐射接收器8在这里例如安置在交通工具2的后视镜17处。

8、在图2中示意性地阐明具有基于红外光束的用于驾驶员的监控功能的这种驾驶员辅助系统100的功能部件。在这里，块i代表驾驶员辅助系统的与红外辐射的应用有关的部分，块ii代表处理在此情况下检测的信号数据用于确定关于驾驶员的信息，并且块iii代表基于关于驾驶员的所确定的信息的可能动作。

9、具体地，在块i、步骤a1中，通过辐射源7在驾驶员3的面部方向上发出红外辐射，并且在步骤a2中，直接通过辐射接收器8接收由驾驶员3的面部反射的红外辐射。在交通工具2中通过电子控制装置（ecu）实现的块ii中，根据本身已知的算法确定关于驾驶员3的信息，在这里例如驾驶员3的头部位置（b1）和眼睛位置（b2），此外，例如基于预设定的个性化驾驶员数据进行驾驶员3的标识（b3）。此外，可以根据合适的算法确定关于驾驶员3的进一步的（weitergehende）信息，诸如疲劳或困倦的存在（c1），所述疲劳或困倦尤其是可以根据眼球运动的降低的频率被检测；或驾驶员3的过度分心（c2），例如可借助于并非首要向前对准并且从而也不用于交通工具驾驶的视向来识别。尤其是也可以对在此情况下确定的驾驶员状态进行个性化（c3），以便能够确定特定于驾驶员的信息，这假设进行了驾驶员的标识（b3）。在块iii中，作为关于驾驶员的信息的确定的结果可以借助于执行机构对交通工具驾驶进行干预。例如果对于驾驶员已经识别到疲劳、尤其是微睡眠，则例如进行转向干预以保持轮辙。可替代地或补充地，可以通过信号装置输出声音和/或光学信号，例如光学提示：对于驾驶员已经识别到疲劳，必要时由声音警告信号辅助。

10、在具有基于红外辐射的用于驾驶员3的监控功能的常规驾驶员辅助系统100中，辐射源7和辐射接收器8必须总是被布置为使得存在到驾驶员3的面部上的自由视野，如这在图1中所阐明的。换句话说，辐射源7可以被布置为使得红外线辐射可以被对准驾驶员的面部并且辐射接收器8可以被布置为使得由驾驶员的面部反射的红外线辐射可以直接被接收。在图1中示出以下情况，即其中不仅辐射源7而且辐射接收器8均安置在后视镜17处。这（至少这关系到高度）能够实现在驾驶员3的面部处的相对好的入射角度以及在辐射接收器8处用于红外辐射的接收角度，其中不言而喻，因为后视镜17总是布置在驾驶员和副驾驶员的中心，所以红外辐射的入射和接收始终从侧向进行。

11、但是，在实践中辐射源7和辐射接收器8的其他定位完全也是常见的，也以便避免其在后视镜17处的显眼且良好可见的定位。这根据图3予以阐明。通过星形标记标记用于辐射源7和辐射接收器8的典型定位，诸如在a柱18的区域中、在方向盘4的中心、在方向盘柱19处或在控制台的前面区域6中。

12、与后视镜17处的定位相比，在图3中阐明的配置的情况下红外辐射的入射角和接收角不仅在交通工具横向方向上而且在交通工具高度方向上均相对强烈地偏离驾驶员的面部的垂直线，这在确定关于驾驶员的信息时是不利的，因为于是尤其是面部表情和眼球运动的识别变得更困难。事实上，红外辐射的入射越接近面部的垂直线，这就越好地是可能的。此外不利的是，辐射源7和辐射接收器8的定位由于到驾驶员3的面部上的自由视野的必要性而通常而言如此进行，使得辐射源7和辐射接收器8至少对于驾驶员3和副驾驶员来说是良好可见的。因为这些部件大多情况下不大美观，所以所述部件也可能仅糟糕地接合到用于交通工具内部的吸引人的设计中。

技术实现思路

1、与此相比，本发明的任务在于提供用于具有用于驾驶员的基于红外线的监控功能的驾驶员辅助系统的改善的装置，所述装置具有挡风板、用于红外辐射的辐射源和辐射接收器，所述装置使得能够简单地和可靠地检测关于驾驶员的信息。此外，用于红外辐射的辐射源和辐射接收器应该能够尽可能好地接合到交通工具内部的设计中并且在此情况下应该尽可能少地可见。

2、根据本发明的提议，该任务和其他任务通过根据独立专利权利要求所述的一种用于具有基于红外线的监控功能的驾驶员辅助系统的装置解决，所述装置具有挡风板、用于红外辐射的辐射源和辐射接收器。优选的实施方式从从属权利要求中得知。

3、根据本发明示出用于交通工具、尤其是机动车辆的驾驶员辅助系统的装置，所述驾驶员辅助系统具有基于红外辐射对交通工具的驾驶员的监控功能。该装置包括用于发出红外辐射的辐射源和用于接收红外辐射的辐射接收器。该装置此外包括用作挡风板的复合板，所述复合板由外板和内板组成，所述外板和内板经由热塑性中间层按平面方式相互连接。挡风板在交通工具中用于将内部空间与外部环境隔开。用内板表示在安装位置朝向内部空间的板。用外板表示在安装位置朝向外部环境的板。两个单板的表面或侧从外向内通常被称为侧i、侧ii、侧iii和侧iv。

4、重要的是，挡风板具有至少一个功能层，所述功能层适用于反射红外辐射。

5、根据本发明，辐射源被布置为使得由辐射源发出的红外辐射对准功能层并且可以由功能层反射到驾驶员的面部上。因此，由辐射源发出的红外辐射在无先前的反射的情况下直接射到功能层上并且由所述功能层反射。为了更容易地参考，由功能层反射的红外辐射被称为“第一反射辐射”。在此情况下，第一反射辐射射到驾驶员的面部上并且可以再次向功能层的方向上被反射。因此，第一反射辐射在无进一步反射的情况下直接射到驾驶员的面部上并且由所述驾驶员的面部反射。为了更容易地参考，由驾驶员的面部反射的红外辐射被称为“第二反射辐射”。射到功能层上的第二反射辐射然后由功能层反射。第二反射辐射因此在无进一步反射的情况下直接射到功能层上并且由所述功能层反射。为了更容易地参考，由功能层反射的红外辐射被称为“第三反射辐射”。在此情况下，辐射接收器被布置为使得由功能层反射的第三反射辐射可以被反射到辐射接收器并且可以由辐射接收器接收。

6、本发明基于以下认识，即具有反射红外辐射的特性的功能层也可以被使用用于在驾驶员辅助系统的基于红外线的监控功能的范围中反射红外辐射，所述功能层的实际功能首先在于使挡风板获得遮阳效应并且改善交通功能中的空间气候。根据本发明的装置的一个特别的优点在于，红外辐射可以由于在功能层处的反射而从前方射到面部上。反射到驾驶员的面部上的辐射因此可以包含垂直地落到驾驶员的面部上的辐射分量。同样，可以接收以相应的方式由面部反射的红外辐射，所述红外辐射包含垂直地由驾驶员的面部反射的辐射分量。在现有技术中，为此将会需要将辐射源和辐射接收器定位在驾驶员的面部前面，然而这由于对通过挡风板的透视的随之出现的干扰而也由于在许多地区中适用的法律准则而禁止。因此，本发明表明一种创新，所述创新提供相对于常规操作方式的显著优点，所述优点在现有技术中根本地不能实现。此外，通过对面部的间接照射，辐射源和辐射接收器仅必须鉴于红外辐射在功能层处的合适反射被定位，这通常而言是可行的，使得所述辐射源和辐射接收器不能由驾驶员和副驾驶员看到或者至少实际上不能看到，例如在控制台的后面区域中。这是本发明的另一大的优点。

7、如上所述，如果辐射源被布置为使得第一反射辐射具有垂直地射到驾驶员的面部上的辐射分量，则是有利的。在此情况下，如果第一反射辐射由挡风板的至少部分地由驾驶员的面部到挡风板上的水平投影得出的区域反射，则可以是有利的。第一反射辐射可以优选地在水平方向上或沿着驾驶员的面部的垂直线射到面部上。这使得能够非常好地识别驾驶员的面部的细节并且尤其是眼球运动。同样如果辐射接收器被布置为使得可以接收由功能层反射的辐射（即第三反射辐射），所述辐射基于第二反射辐射，所述第二反射辐射具有垂直地由驾驶员的面部反射的辐射分量，则是有利的。第三反射辐射有利地由挡风板的至少部分地由驾驶员的面部到挡风板上的水平投影得出的区域反射。于是第二反射辐射可以优选地在水平方向上或沿着驾驶员的面部的垂直线射到功能层上。这也使得能够非常好地识别驾驶员的面部的细节并且尤其是眼球运动。

8、红外辐射优选地仅由挡风板的第一子区域反射。同样优选地，第三反射辐射仅由挡风板的第二子区域反射。第一子区域和第二子区域可以彼此分离、部分重叠或完全重叠（即是相同的）。

9、挡风板具有至少一个反射红外辐射的功能层。功能层布置在外板或内板的表面上并且部分地、然而优选地的大面积地遮蔽或覆盖相应板的表面。表述“大面积地”意味着，板的表面的至少50%、至少60%、至少70%、至少75%或优选地至少90%由功能层遮蔽（例如涂覆）。但是，功能层也可以在板的表面的较小分量上延伸，尤其是仅在挡风板的用于反射红外辐射的那个区域（即第一子区域和第二子区域）上延伸。

10、功能层优选地对于可见光是透明的。在一种有利的设计方案中，功能层是具有小于或等于2μm、特别优选地小于或等于1μm的总厚度的单层或由多个单层组成的层结构。在本发明的意义上，“透明的”意味着，挡风板的总透射符合法律规定并且对于可见光优选地具有超过70%并且尤其是超过75%的穿透性。相应地，“不透明的”意味着小于15%、优选小于5%、尤其是0%的光透射。光透射（tl）和反射（rl）的值（如对于汽车玻璃常见的那样）涉及光类型a，即在波长为380 nm至780 nm的情况下太阳光的可见分量，即基本上是太阳辐射的可见光谱。大于约800 nm的波长的射线被理解为红外光束。

11、功能层优选地是具有遮阳效应的层。这种具有遮阳效应的层在红外线范围内并且因此在太阳辐照的范围内总是具有反射特性，由此有利地减少由于太阳辐射引起的交通工具的内部空间的加热。具有遮阳效应的层对于本领域技术人员是众所周知的并且典型地包含至少一种金属、优选地银、镍、铬、铌、锡、钛、铜、钯、锌、金、镉、铝、硅、钨或由其组成的合金和/或至少一种金属氧化物层、优选地锡掺杂的氧化铟（ito）、铝掺杂的氧化锌（azo）、氟掺杂的氧化锡（fto、sno2:f）或锑掺杂的氧化锡（ato，sno2:sb）。具有遮阳效应的层可以包括多个单层、尤其是至少一个金属层和介电层的序列，所述单层例如包含至少一种金属氧化物。金属氧化物优选地包含氧化锌、氧化锡、氧化铟、氧化钛、氧化硅、氧化铝等以及其中一种或多种的组合。介电材料例如包含氮化硅、碳化硅或氮化铝。

12、因为银不仅具有相对中性的色彩效应，而且选择性地反射太阳辐射的可见范围之外的红外辐射，所以银作为用于金属层的优选金属已得到承认。介电层具有以下任务：通过所述介电层的折射率改善经涂覆的板的光学特性并且保护金属功能层免受氧化。例如可以利用反应溅射方法制造的这种遮阳层大规模地被使用在交通工具中的玻璃中。在大多情况下，使用具有两个银功能层、但也有三个或四个银功能层的层系统，因为其效率、即可见范围之外的红外辐射的反射与可见辐射的透射相比更大。银功能层分别通过介电层彼此分离。具有遮阳效应的功能层例如从de 102009006062 a1、wo 2007/101964 a1、wo 2013/104439 a1、ep 0912455 b1、de 19927683 c1、ep 1218307 b1和ep 1917222 b1中已知。

13、层结构通常通过一系列沉积过程被获得，所述沉积过程通过如磁场辅助阴极溅射之类的真空方法或通过化学气相沉积（cvd）被执行。也可以在银层的两个侧上设置非常精细的金属层，所述金属层尤其是包含钛或铌。下金属层用作粘附和结晶层。上金属层用作保护和吸除层，以便防止银在其他工艺步骤期间改变。

14、透明的导电层优选地具有0.1欧姆/平方至200欧姆/平方、特别优选地1欧姆/平方至50欧姆/平方并且完全特别优选地1欧姆/平方至10欧姆/平方的表面电阻。

15、具有遮阳效应的功能层的厚度可以宽泛地变化并且被适配于个别情况的要求，其中10 nm至5μm并且尤其是30 nm至1μm的层厚是优选的。具有遮阳效应的功能层的表面电阻优选地为0.35欧姆/平方至200欧姆/平方、优选地0.5欧姆/平方至200欧姆/平方、完全特别优选地0.6欧姆/平方至30欧姆/平方并且尤其是2欧姆/平方至20欧姆/平方。

16、功能层或具有功能层的载体薄膜可以布置在挡风板的两个板之一的表面上。例如，功能层位于一个板或另一板的位于内部的表面（即侧ii或侧iii）上。例如，功能层布置在外板的内侧表面（侧ii）上。可替代地，功能层可以嵌入两个热塑性中间层之间。于是功能层优选地施加到载体薄膜或载体板上。载体薄膜或载体板优选地包含聚合物、尤其是聚乙烯醇缩丁醛（pvb）、乙烯醋酸乙烯酯（eva）、聚氨酯（pu）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（pet）或其组合。

17、然而也可能的是，具有反射红外光束的特性的功能层布置在内板的位于外侧的表面（侧iv）上，例如以低发射性层的形式，也称为低辐射层布置。这种功能层例如从wo2013/131667 a1中已知。低层具有以下任务，即反射热辐射，即尤其是ir辐射，所述热辐射具有比太阳辐射的ir分量更大的波长。在较低的外界温度下，低辐射层将热量反射回交通工具的内部空间中，并且减少内部空间的冷却。在高外界温度下，低辐射层将升温的复合板的热辐射向外反射，并且减少内部空间的加热。在内板的内侧上，低辐射层特别有效地在夏季减少板的热辐射到内部空间中的发出并且在冬季减少热量到外部环境中的辐射。

18、低辐射层优选地包括以下层，所述层包含透明导电氧化物（tco）、优选地氧化铟锡、掺杂有锑或氟的氧化锡和/或掺杂有镓和/或铝的氧化锌（zno:ga，或zno:al），其中氧化铟锡是优选的。但是，所述低辐射层也可以包含其他导电氧化物，例如掺杂氟的氧化锡（sno2:f）、掺杂锑的氧化锡（sno2:sb）、铟锌混合氧化物（izo）、掺杂镓或掺杂铝的氧化锌、掺杂铌的氧化钛、锡酸镉和/或锡酸锌。从而在发射率方面实现特别好的结果。氧化铟锡优选地利用由铟锡氧化物制成的靶借助于磁场辅助阴极溅射被沉积。靶优选地包含75重量%（gew.%）至95重量%的氧化铟和5重量％至25重量％的氧化锡和由制造引起的混合物。优选地在保护气氛、例如氩气下沉积掺杂锡的氧化铟。也可以将氧的小分量添加到保护气体，例如以便改善功能性层的均匀性。可替代地，靶可以优选地包含至少75重量％至95重量％的铟和5重量%至25重量％的锡。于是优选地在阴极溅射期间在附加氧气作为反应气体的情况下沉积氧化铟锡（indiumozinnxid）。

19、低辐射层此外典型地包括介电层，所述介电层尤其是由介电氧化物或氮化物、诸如zno、snzno、aln、tio2、sio2或si3n4构成。由反射性导电氧化物制成的层通过在上方和下方使用附加的介电层而变为抗反射的，以便保证内侧的足够低的反射。

20、复合板的内部空间侧发射率优选地为小于或等于50%、特别优选地为10%至50%、完全特别优选地为20%至35%。在此，用内部空间侧发射率表示说明板在安装位置与理想热辐射器（黑色体）相比向例如交通工具的内部空间中放出多少热辐射的量度。在本发明的意义上，发射率被理解为根据标准en 12898在283k下的正常发射系数。挡风板的发射率可能受低辐射层的功能性层的厚度影响。所述功能性层的厚度优选地为40 nm至200 nm、特别优选地60 nm至150 nm并且完全特别优选地65 nm至85 nm，例如约75 nm。在厚度的该范围中可以实现发射率的特别有利的值和低辐射层的特别有利的能力：在无破坏的情况下经受如弯曲或预加应力之类的机械变形。

21、挡风板的两个板优选地包含玻璃、特别优选地平板玻璃、浮法玻璃、石英玻璃、硼硅玻璃、钠钙玻璃或清澈塑料、优选地刚性清澈塑料、尤其是聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、 聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚酯、聚氯乙烯和/或其混合物或由其组成。合适的玻璃例如从ep 0 847 965 b1中已知。

22、两个板的厚度可以宽泛地变化并且被适配于个别情况的要求。优选地使用具有标准厚度为1.0 mm至25 mm并且优选地为1.4 mm至2.1 mm的板。板的大小可以宽泛地变化并且取决于用途。

23、中间层包含至少一种热塑性塑料、优选地聚乙烯醇缩丁醛（pvb）、乙烯醋酸乙烯酯（eva）和/或聚对苯二甲酸乙二醇酯（pet）或由其组成。但是，热塑性中间层也可以例如包含聚氨酯（pu）、聚丙烯（pp）、聚丙烯酸酯、聚乙烯（pe）、聚碳酸酯（pc）、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚乙酸酯树脂、浇铸树脂、丙烯酸酯、氟化乙烯丙烯、聚氟乙烯和/或乙烯四氟乙烯或其共聚物或混合物。热塑性中间层可以通过一个或多个相叠地布置的热塑性薄膜构造，其中热塑性薄膜的厚度优选地为0.25 mm至1 mm，典型地为0.38 mm或0.76 mm。

24、挡风板例如可以具有带有宽度为2 mm至50 mm、优选地5 mm至20 mm的环绕式边缘，所述环绕式边缘不配备功能层。功能层有利地不与大气接触并且例如在挡风板的内部中通过热塑性中间层保护免于损坏和腐蚀。

25、在层压时挡风板的两个单板的连接优选地在热、真空和/或压力的作用下进行。可以使用用于制造复合板的本身已知的方法。例如可以在约10巴至15巴的提高的压力和130°c至145°c的温度下在约2小时内执行所谓的压蒸方法。本身已知的真空袋或真空环方法例如在约200毫巴和80°c至110°c下工作。两个板和热塑性中间层也可以在压延机中在至少一个轧辊对之间被压制成复合板。这种类型的设备用于制造复合板是已知的，并且通常在压制机之前拥有至少一个加热隧道。在压制过程期间的温度例如为40°c至150°c。压延机方法和压蒸方法的组合在实践中已证明特别有效。可替代地，可以使用真空层压机。这些真空层压机由一个或多个可加热和可抽真空的室组成，在所述室中两个板可以在0.01毫巴至800毫巴的减小的压力和80°c至170°c的温度下在例如约60分钟之内被层压。

26、本发明此外涉及具有用于交通工具的驾驶员的基于红外线的监控功能的驾驶员辅助系统，所述驾驶员辅助系统包括根据本发明的装置。驾驶员辅助系统此外包括至少一个执行器和/或至少一个信号输出设备以及电子控制装置，所述电子控制装置被设置用于基于辐射接收器的输出信号确定关于驾驶员的信息并且基于关于驾驶员的所确定的信息将电信号移交给至少一个执行器用于执行机械动作和/或移交给至少一个信号输出设备用于输出光学和/或声音信号。

27、本发明此外涉及一种用于监控交通工具的驾驶员、尤其是用于在根据本发明的驾驶员辅助系统中进行执行的方法，所述方法包括以下步骤：

28、a）将红外辐射发出到挡风板的反射红外辐射的功能层上，使得由所述功能层反射的红外辐射作为第一反射辐射射到所述驾驶员的面部上，其中所述第一反射辐射从所述驾驶员的面部作为第二反射辐射射到所述功能层上并且由所述功能层作为第三反射辐射反射，

29、b）接收所述第三反射辐射，

30、c）确定关于所述驾驶员的信息,

31、d）基于关于所述驾驶员的所确定的信息执行动作和/或输出光学和/或声音信号。

32、此外，本发明涉及根据本发明的装置在用于陆上、水上或空中交通的交通工具、尤其是机动车辆的驾驶员辅助系统中的用途。

33、本发明的各种设计方案可以单独地或以任意的组合方式实现。尤其是，上面提到的和下面要阐述的特征不仅可以以所说明的组合方式被使用，而且可以以其他组合方式或以单独方式被使用，而不脱离本发明的范围。