监测驾驶员在驾驶交通工具时的行为的电子装置和方法、相关电子监督系统和计算机程序与流程

1.本发明涉及一种用于监测驾驶员在驾驶交通工具时的行为的电子监测装置，该装置适于被装载在交通工具上并与驾驶员头部的至少一个图像的传感器和位于交通工具座舱内的至少一个光源进行连接。
2.本发明还涉及一种用于监督交通工具驾驶员的电子监督系统，该系统适于被装载在交通工具上并且包括：被配置为获取驾驶员头部的至少一个图像的(多个)图像传感器；被配置为定位在交通工具座舱内的至少一个光源；以及用于监测驾驶员在驾驶交通工具时的行为的所述电子监测装置，该装置与(多个)图像传感器和至少一个光源连接。
3.本发明还涉及一种包括所述电子监督系统的交通工具，特别是机动车辆。
4.本发明还涉及一种通过所述电子监测装置实施的用于监测驾驶员在驾驶交通工具时的行为的监测方法，并且涉及一种计算机程序，其包括软件指令，该软件指令在通过计算机执行时实施所述监测方法。
5.本发明涉及交通工具、尤其是汽车的领域，特别是预防这些交通工具所涉及的事故。
6.本发明然后涉及交通工具驾驶员监督领域，特别是涉及监测驾驶员在驾驶相应交通工具时的行为的领域。本发明特别是涉及监测认知上的驾驶员分心的领域。


背景技术：

7.从us8,487,775b2中已知一种基于驾驶员的生理定位来分析数据的方法。数据描述了驾驶员在驾驶时的注视方向，并确定了限定驾驶员关注的位置的标准。然后，基于所确定的标准，注视方向的实例被分类为处于正确方向上或错误方向上。然后，可以将以这种方式分类的实例用于进一步分析，通常涉及驾驶员的高工作负荷时段，而不是驾驶员的睡意。分类后的实例被转换为表示分类后的实例是处于正确方向上还是错误方向上的两个二进制值中的一个。使用这种二进制值可以使数据处理和分析更快速和高效。
8.us10,476,488b2涉及一种分析驾驶员的注意力边界并防止驾驶员注意力不集中和不安全驾驶的方法。该方法由计算装置实施并且包括：从面对驾驶员的摄像头和面对道路的另一个摄像头接收特征；接收反映驾驶员行为的特征，包括头部和眼睛的运动、语言和手势；接收交通工具遥测特征；还接收反映驾驶员的生物测量值的特征；然后通过接收表示上述每个特征的信息的决策引擎来确定驾驶员的注意力和情绪状态。确定这种驾驶员注意力和情绪状态的目的是评估与移动的交通工具相关的风险以及驾驶员应对这些风险的能力。
9.us2019/0236386a1涉及一种用于检测驾驶员在驾驶时的分心的计算机实施的方法。该方法包括：在环境表示中确定主预览区，也称为ppr；基于驾驶员的一系列图像确定驾驶员的视角；检测驾驶员的视角是否处于ppr之外。然后，该方法还包括如果检测到驾驶员的视角处于ppr之外则降低驾驶员对ppr的注意力水平；然后根据驾驶员对ppr的注意力水
平生成警报。
10.然而，使用这些方法，对驾驶员在驾驶交通工具时的行为的监测并不是最佳的。


技术实现要素：

11.本发明的目的因此在于提供一种用于监测驾驶员在驾驶交通工具时的行为的电子监测装置及一种相关的监测方法，从而能够改善对所述行为的监测并因此降低交通工具事故的风险。
12.为此，本发明涉及一种用于监测驾驶员在驾驶交通工具时的行为的电子监测装置，其适于被装载在交通工具上并与驾驶员头部的至少一个图像的传感器以及位于交通工具座舱内的至少一个光源进行连接，该装置包括：
[0013]-检测模块，其被配置为从(多个)图像传感器获取的驾驶员头部的至少一个图像中检测出驾驶员的异常行为；
[0014]-刺激模块，其被配置为在检测到所述异常行为之后通过根据预定的初始刺激水平打开至少一个相应的光源来控制至少一种光信号的发射；
[0015]-评估模块，其被配置为基于在发射至少一种光信号之后通过(多个)图像传感器获取的驾驶员头部的至少一个图像来评估驾驶员的反应。
[0016]
使用根据本发明的电子监测装置，检测模块可以从(多个)图像传感器获取的驾驶员头部的一个或多个图像中检测出驾驶员的异常行为，这种异常行为例如对应于驾驶员的眼睛在超过预定的第一阈值的持续时间内没有运动。如果检测到这种异常行为，刺激模块就可以根据初始刺激水平通过由至少一个相应的光源发射的至少一种光信号的形式向驾驶员发送至少一种刺激，以引起驾驶员的反应。然后评估模块可以评估驾驶员对至少一种刺激、即至少一种光信号的发射的反应。这种反应评估通常显示在驾驶员的显示屏上，以使驾驶员意识到他们可能的认知分心并鼓励驾驶员更多地专注于驾驶，以降低驾驶事故的风险。
[0017]
例如，根据驾驶员从发射至少一种光信号以来的反应时间、即根据驾驶员在发射刺激之后做出反应所用的时间来评估驾驶员的反应。
[0018]
另外，监测装置还可以通过控制从车内的不同位置发射光信号来评估驾驶员的有效视野(useful field of view)，也称为ufov，驾驶员的有效视野因此取决于引起驾驶员充分反应的光信号的(多个)位置。
[0019]
监测装置采取的(多个)后续行动则通常取决于评估模块所评估的驾驶员的反应。例如，如果驾驶员的反应被评估为充分，则不需要进一步的刺激，然后监测装置通过其检测模块寻找驾驶员的任何新的异常行为。
[0020]
然而，如果驾驶员的响应被评估为不充分，则监测装置尝试进一步刺激驾驶员，并且刺激模块优选还被配置为根据与初始刺激水平不同的下一种刺激水平控制进一步发射至少一种光信号。下一种刺激水平例如高于初始刺激水平。
[0021]
作为另一种可选的补充，该装置还包括用于在连续评估出驾驶员的n次反应不充分时生成警报(例如，声音警报)的模块，n是预定值的整数，通常值大于或等于3，优选等于3。如果驾驶员对n个连续的光刺激没有做出充分反应，则生成模块提供额外的警告。
[0022]
根据本发明的其他的有利方面，电子监测装置包括单独地或以任何技术上可行的
组合考虑的以下特征中的一个或多个：
[0023]-刺激模块还被配置为在评估出驾驶员的反应不充分之后根据与初始刺激水平不同的下一种刺激水平来控制至少一种光信号的新的发射；
[0024]-每种刺激水平取决于以下至少一个参数：相应的光信号的位置、相应的光信号的颜色、相应的光信号的亮度和相应的光信号的频率；
[0025]-刺激模块被配置为在检测到所述异常行为之后通过打开位于座舱内的不同位置处的m个光源来控制同时发射多种光信号；
[0026]-m个光源设置在交通工具的驾驶位置的两侧上；
[0027]-m优选等于2；
[0028]-检测到的异常行为是驾驶员在大于预定的第一阈值的持续时间内没有眼睛运动；
[0029]-评估模块被配置为根据驾驶员从发射至少一种光信号以来的反应时间来评估驾驶员的反应；
[0030]-如果驾驶员的反应时间大于预定的第二阈值，则将反应评估为不充分；
[0031]-第二阈值在2到3秒之间，更优选基本上等于2.5秒；
[0032]-评估模块(36)还被配置为基于驾驶员从发射至少一种光信号以来的反应时间来估计驾驶员的分心程度，并且对于指定的刺激水平来说反应时间越长估计出的分心程度就越高；
[0033]-所述装置还包括生成模块，其被配置为在连续评估出驾驶员的n次反应不充分时生成警报，其中n为预定的整数；
[0034]-n大于或等于3，更优选等于3；
[0035]-所述装置还包括显示模块，其被配置为在显示屏上显示与驾驶员的行为有关的信息，显示屏在交通工具座舱内设置为与驾驶员的座椅相对；
[0036]-显示模块优选被配置为显示与评估模块评估出的驾驶员的反应相关的信息和/或与评估模块评估出的驾驶员的分心程度相关的信息；以及
[0037]-刺激模块被配置为只有在从至少一种光信号的前次发射以来的预定的持续时间终止之后才控制至少一种光信号的新的发射。
[0038]
本发明还涉及一种用于监督交通工具的驾驶员的电子监督系统，其适于被装载在交通工具中并且包括：
[0039]-(多个)图像传感器，其被配置为获取驾驶员头部的至少一个图像；
[0040]-至少一个光源，其被配置为定位在交通工具的座舱内；以及
[0041]-用于检测驾驶员在驾驶交通工具时的行为的电子监测装置，其与(多个)图像传感器和至少一个光源连接，该电子监测装置是上文限定的。
[0042]
本发明还涉及一种交通工具，特别是机动车辆，其包括用于监督交通工具的驾驶员的电子监督系统，该电子监督系统是上文限定的。
[0043]
本发明还涉及一种用于监测驾驶员在驾驶交通工具时的行为的监测方法，该方法通过电子监测装置来实施，该电子监测装置适于被装载在交通工具上并与驾驶员头部的至少一个图像的传感器以及位于交通工具座舱内的至少一个光源进行连接，该方法包括以下步骤：
[0044]-从通过(多个)图像传感器获取的驾驶员头部的至少一个图像中检测出驾驶员的异常行为；
[0045]-在检测出所述异常行为之后通过根据预定的初始刺激水平打开至少一个相应的光源来控制至少一种光信号的发射；
[0046]-基于(多个)图像传感器获取的在发射至少一种光信号之后的驾驶员头部的至少一个图像来评估驾驶员的反应。
[0047]
本发明还涉及一种计算机程序，其包括软件指令，该软件指令在通过计算机执行时实施上文限定的监测方法。
附图说明
[0048]
通过阅读以下仅作为非限制性例子给出并参照附图做出的说明，本发明的这些特征和优点将更加清楚，在附图中：
[0049]-图1是交通工具、特别是机动车辆的示意图，其包括根据本发明的用于监督交通工具驾驶员的电子监督系统，该监督系统包括驾驶员头部的(多个)图像传感器、位于交通工具座舱内的至少一个光源以及用于监测驾驶员在驾驶交通工具时的行为的电子监测装置，该装置与(多个)图像传感器和至少一个光源连接；
[0050]-图2示出了图1的交通工具座舱内部的两个示意性立体图，第一视图对应于驾驶员的第一刺激并且第二视图对应于驾驶员的第二刺激，在驾驶员对第一刺激的反应被评估为不充分时启用第二刺激，并且第二刺激的刺激水平高于第一刺激；并且
[0051]-图3是根据本发明的用于监测交通工具驾驶员的行为的监测方法的流程图，该方法通过图1的电子监测装置实施。
具体实施方式
[0052]
在以下说明中，短语“基本上等于”是指在10％以内、优选在5％以内相等。
[0053]
在图1和图2中，交通工具10包括座舱12，在座舱12内，如本身已知的那样，包括用于驾驶员16的座椅14和用于驾驶交通工具的方向盘18。
[0054]
根据本发明，交通工具10还包括用于监督交通工具的驾驶员16的电子系统20，该监督系统20适于被装载在交通工具10上。
[0055]
本领域技术人员将理解，交通工具10被广泛理解为允许驾驶员(也称为飞行员)以及另外的一名或多名乘客出行的交通工具。交通工具10因此通常从以下中选择：机动车辆，例如汽车、公共汽车或卡车；轨道交通工具，例如火车或有轨电车；海上交通工具，例如船舶；以及航空器，例如飞机。
[0056]
电子监督系统20包括被配置为获取驾驶员16的头部24的至少一个图像的(多个)图像传感器22、被配置为定位在交通工具的座舱12内的至少一个光源26以及用于监测驾驶员在驾驶交通工具10时的行为的电子装置30，监测装置30与(多个)图像传感器22和至少一个光源26连接。
[0057]
监督系统20优选包括位于座舱12内的不同位置处的多个光源26。
[0058]
在图1的例子中，监督系统20包括5个光源26，即第一光源26a、第二光源26b、第三光源26c、第四光源26d和第五光源26e。
[0059]
本领域技术人员将理解，总体上由附图标记26表示的光源是指能够发射光通量的任何光源，例如灯泡、一个或多个发光二极管(也称为led)、显示屏的全部或部分等等。
[0060]
(多个)图像传感器22本身是已知的并且被配置为获取驾驶员16的头部24的至少一个图像，特别是能够跟踪驾驶员16的头部24和眼睛的运动。(多个)图像传感器22通常定位为与座椅14相对，并且优选与方向盘18和座椅14定位在一条线上。
[0061]
第一光源26a位于第一位置p1处，例如靠近方向盘18，当驾驶员16坐在座椅14上时面对驾驶员16。
[0062]
第二光源26b位于第二位置p2处并且第三光源26c位于第三位置p3处，第二位置p2和第三位置p3优选位于第一位置p1的两侧，例如在方向盘18的两侧。第二位置p2和第三位置p3优选也相对于第一位置p1基本对称地设置。换言之，第二位置p2和第三位置p3例如各自与第一位置p1间隔开基本上等于第一距离d1的距离。
[0063]
同样地，第四光源26d位于第四位置p4处并且第五光源26e位于第五位置p5处，第四位置p4和第五位置p5优选位于第一位置p1的两侧，例如在方向盘18的两侧。第四光源26d和第五光源26e优选相对于第一光源26a基本对称地定位，第四位置p4和第五位置p5因此相对于第一位置p1基本对称。第四位置p4和第五位置p5各自与第一位置p1间隔开基本上等于第二距离d2的距离。
[0064]
作为可选的补充，第四光源26d和第五光源26e比第二光源26b和第三光源26c离第一光源26a更远。换言之，根据这种可选的补充，第二距离d2大于第一距离d1。第二距离d2例如是第一距离d1的大约两倍。
[0065]
作为通过相应的位置区别光源26的补充或替代，光源26被配置为发射颜色不同的相应的光信号，并且例如颜色在一个相应的光信号与下一个相应的光信号之间变化，由相应的光源26发射的每种光信号因此具有相应的颜色。
[0066]
补充地或替代地，光源26被配置为发射亮度不同的光信号，即，光信号的亮度在一个光源26与另一个光源26之间变化。
[0067]
补充地或替代地，光源26被配置为发射频率不同的光信号，即，光信号的频率在一个光源26与另一个光源26之间变化。
[0068]
每个光源26都被配置为发射包括一个或多个连续光脉冲的光信号，每个光脉冲具有预定的持续时间。如果光信号包括多个光脉冲，则每个光脉冲优选具有相同的预定持续时间。
[0069]
本领域技术人员因此将理解，当光信号包括单个光脉冲时，从一个光源26到另一个光源26的光信号频率的变化对应于从一个光源26到另一个光源26的光脉冲持续时间的变化。
[0070]
当光信号包括一系列光脉冲且这些光脉冲优选周期性地发射时，从一个光源26到另一个光源26的光信号频率的变化则通常对应于这些光脉冲的发射周期的变化，即对应于两个连续的光脉冲之间的持续时间的变化。替代地，对于每个相应的光信号的一系列光脉冲，从一个光源26到另一个光源26的光信号频率的变化对应于每个光脉冲的持续时间的变化。
[0071]
在图1中可见的电子监测装置30被配置为监测驾驶员16在驾驶交通工具10时的行为。电子监测装置30包括用于从驾驶员的头部24的至少一个图像中检测出驾驶员16的异常
行为的模块32、用于在检测到所述异常行为之后刺激驾驶员16的模块34和用于评估驾驶员16在所述刺激之后的反应的模块36。
[0072]
作为可选的补充，电子监测装置30还包括用于在连续评估出驾驶员16的n次反应不充分时生成警报的模块38。
[0073]
作为另一种可选的补充，电子监测装置30还包括模块40，其用于在设置在座舱12内的显示屏42上显示信息(如图2所示)，特别是与驾驶员16的行为和/或其对刺激的反应有关的信息。
[0074]
在图1的例子中，电子监测装置30包括例如通过存储器52和与存储器52关联的处理器54形成的信息处理单元50。
[0075]
在图1的例子中，检测模块32、刺激模块34和评估模块36以及可选的补充中的生成模块38和显示模块40各自是可以通过处理器54执行的软件或软件块的形式。监测装置30的存储器52因此能够存储用于检测驾驶员16的异常行为的软件、用于在检测到所述异常行为之后刺激驾驶员16的软件以及用于评估驾驶员16在所述刺激之后的反应的软件。作为可选的补充，监测装置30的存储器52适于存储用于在连续评估出驾驶员16的n次反应不充分时生成警报的软件以及用于在显示屏42上显示信息的软件。处理器54因此能够执行检测软件、刺激软件和评估软件以及可选的生成软件和显示软件中的每一个。
[0076]
在未被示出的变型中，检测模块32、刺激模块34和评估模块36以及可选的补充中的生成模块38和显示模块40各自是可编程逻辑器件的形式，例如fpga(现场可编程门阵列)，或作为专用集成电路，例如asic(专用集成电路)。
[0077]
当监测装置30是一个或多个软件的形式、即计算机程序的形式(也称为计算机程序产品)时，其也能够被存储在计算机可读介质(未被示出)上。例如，计算机可读介质是可以存储电子指令并与来自计算机系统的总线耦合的介质。例如，可读介质是光盘、磁光盘、rom存储器、ram存储器、任何类型的非易失性存储器(例如eprom、eeprom、flash、nvram)、磁卡或光卡。在这种情况下，可读介质存储包括软件指令的计算机程序。
[0078]
检测模块32被配置为从(多个)图像传感器22获取的所述驾驶员的头部24的至少一个图像中检测出驾驶员16的异常行为。
[0079]
检测模块32例如被配置为检测出驾驶员16的眼睛在大于第一预定阈值的持续时间内没有运动，所述没有运动是要检测的异常行为。
[0080]
作为可选的补充，检测模块32例如被配置为检测出驾驶员16的头部24和眼睛二者在大于第一预定阈值的持续时间内没有运动，因此异常行为对应于所述的驾驶员16的头部24和眼睛没有运动。
[0081]
检测模块32例如被配置为通过应用于由图像传感器22获取的驾驶员的头部24的(多个)图像的图像处理算法来检测所述的运动缺乏。该图像处理算法本身是已知的。
[0082]
第一预定阈值是预定持续时间，例如在5到15秒之间，优选基本上等于10秒。
[0083]
刺激模块34被配置为在检测到驾驶员16的所述异常行为之后通过根据预定的初始刺激水平打开至少一个相应的光源26来控制至少一种光信号的发射。
[0084]
作为可选的补充，如果监督系统20包括多个光源26，则刺激模块34被配置为在检测到驾驶员16的所述异常行为之后通过打开位于座舱12内的不同位置处的m个光源26来控制同时发射多种光信号。可以根据来自刺激模块34的对应的控制而被同时打开的m个光源
优选设置在方向盘18的两侧上。
[0085]
根据这种可选的补充，同时打开的光源26的数量m、即按照来自刺激模块34的对应的控制而同时发射的光信号的数量m优选等于2。同时打开的m个光源26也优选相对于方向盘18基本对称地设置。
[0086]
根据这种可选的补充，同时打开的两个光源26之间的距离从一次光信号发射到下一次光信号发射、即从一次光刺激到下一次光刺激减小，因此这也允许估计出驾驶员16的有效视野(简称为ufov)的值。驾驶员16的有效视野的值因此取决于使驾驶员16充分反应的光信号的位置，特别是取决于同时打开的两个光源26的两个位置之间的距离。驾驶员16的有效视野的值通常与引起驾驶员16充分反应的同时打开的两个光源26的两个位置之间的这个距离成比例。同时打开的两个光源26之间的距离从一次光刺激到下一次光刺激的减小因此能够逐步细化，特别是减少对驾驶员16的有效视野的值的估计直到获得驾驶员16的充分反应为止，然后可以根据引起驾驶员16充分反应的两个位置之间的所述距离来估计驾驶员16的有效视野的值。
[0087]
根据这种可选的补充，例如，刺激模块34然后被配置为通过以下方式来控制多种光信号同时发射：点亮位于方向盘18两侧上的各自基本上与位于在座舱12内靠近并面对方向盘18的位置的第一位置p1处的第一光源26a相距第二距离d2的第四位置p4和第五位置p5处的第四光源26d和第五光源26e；或者打开位于方向盘18两侧上的各自基本上与第一光源26a相距第一距离d1的第二位置p2和第三位置p3处的第二光源26b和第三光源26c。
[0088]
评估模块36被配置为在由刺激模块34控制的至少一种光信号的发射之后从驾驶员的头部24的至少一个图像中评估出驾驶员16的反应，头部24的至少一个图像由图像传感器22获取。
[0089]
评估模块36例如被配置为基于驾驶员16从发射至少一种光信号以来的反应时间来评估驾驶员16的反应。然后，评估模块36通常被配置为在驾驶员16从所述发射以来的反应时间大于第二预定阈值时将驾驶员16的反应评估为不充分。第二阈值是持续时间，并且第二阈值的值例如在2到3秒之间，优选基本上等于2.5秒，即2500毫秒。
[0090]
作为可选的补充，评估模块36还被配置为基于驾驶员16从发射至少一种光信号以来的反应时间来估计驾驶员16的分心程度，例如认知分心程度。根据这种可选的补充，对于指定的刺激水平，反应时间越长，估计出的分心程度就越高。
[0091]
作为另一种可选的补充，刺激模块34被配置为在评估模块36评估出驾驶员16的反应不充分之后控制具有与初始刺激水平不同的下一种刺激水平的至少一种光信号的新的发射。该下一种刺激水平例如高于初始刺激水平。
[0092]
作为另一种可选的补充，刺激模块34被配置为只有在从至少一种光信号的前次发射以来的预定持续时间终止之后才控制所述至少一种光信号的新的发射。所述预定时间通常大于第二预定阈值，例如基本上等于3秒。
[0093]
根据这种可选的补充，每种刺激水平取决于相应的光信号的位置、相应的光信号的颜色、相应的光信号的亮度或相应的光信号的频率中的至少一个，或者取决于所述参数的组合。
[0094]
较高的刺激水平通常对应于较靠近驾驶员16的光信号的位置或者较深的光信号颜色或者较高的光信号亮度或者较高的光信号频率或者以上的组合。
[0095]
刺激模块34因此例如被配置为根据p种刺激水平中相应的刺激水平来控制至少一种光信号的相应发射，p优选大于或等于3，更优选等于3。
[0096]
刺激模块34优选被配置为控制至少一种光信号的每次发射从一次发射到下一次发射具有增加的刺激水平。
[0097]
举例来说，刺激模块34被配置为控制具有第一刺激水平的(多个)光信号的第一次发射；然后被配置为在评估出驾驶员16在第一次发射之后的反应不充分的情况下根据高于第一刺激水平的第二刺激水平控制(多个)光信号的第二次发射；最后被配置为在评估出驾驶员16在第二次发射之后的反应不充分的情况下控制具有高于第二刺激水平的第三刺激水平的(多个)光信号的第三次发射。
[0098]
作为可选的补充，生成模块38被配置为在评估模块36连续评估出驾驶员16的n次反应不充分时生成警报，其中n是预定的整数。n例如大于或等于3，优选等于3。
[0099]
导致生成警报的不充分反应的数量n优选等于不同的刺激水平的数量p。
[0100]
作为可选的补充，显示模块40被配置为在设置在驾驶员16对面的显示屏42上显示信息。特别地，显示模块40被配置为在屏幕42上显示与驾驶员16的行为有关的信息，例如由评估模块36估计出的驾驶员16的分心程度。
[0101]
根据这种可选的补充，如图2所示，分心程度例如以标尺60和与该标尺60关联的光标62的形式表示。在图2的例子中，第一情况s1对应于图2的上部示出的第一示意性立体图，并说明了中等甚至较低的分心程度，表示分心程度的光标62位于标尺60的一半以下的位置，光标62则进一步显示灰色填充，这通常对应于正常情况的绿色。在图2的这个例子中，对应于图2的下部示出的第二示意性立体图的第二情况s2又说明了驾驶员16的高分心程度，表示第二情况s2的分心程度的光标62因此接近标尺60的最大值，光标62则另外显示更深的填充，这通常对应于异常情况的红色。
[0102]
现在将参照图3描述根据本发明的监督系统20、特别是监测装置30的操作，图3示出了根据本发明的用于监测驾驶员16在驾驶交通工具10时的行为的监测方法的流程图。
[0103]
在初始步骤100中，监测装置20最开始通过其检测模块32基于(多个)图像传感器22获取的驾驶员的头部24的(多个)图像来监测驾驶员16的行为，以检测出驾驶员的任何异常行为。
[0104]
只要驾驶员16的行为被认为是正常的，监测装置30就保持在该初始阶段100中。
[0105]
如果在该初始检测步骤100中监测装置30通过其检测模块32检测到驾驶员16的异常行为，则监测装置进行到下个步骤110，在其中其刺激模块34通过根据预定的初始刺激水平打开至少一个相应的光源26而控制至少一种光信号的发射来刺激驾驶员16。
[0106]
在下个步骤120中，监测装置30通过其评估模块36根据(多个)图像传感器22在发射至少一种光信号之后获取的驾驶员的头部24的至少一个图像来评估驾驶员16在前面的刺激步骤110中执行的刺激之后的反应。
[0107]
作为可选的补充，在评估步骤120期间，评估模块36基于驾驶员16从发射至少一种光信号以来的反应时间来估计驾驶员16的分心程度，例如认知分心程度。对于指定的刺激水平，反应时间越长，估计出的分心程度就越高。
[0108]
在评估步骤120结束时，如果驾驶员16的反应被评估为充分，则监测装置30返回到初始步骤100以重新开始监测驾驶员16的行为。
[0109]
替代地，如果驾驶员16的反应相反被评估为不充分，则监测装置30返回到刺激步骤110，以采用不同于前次刺激的刺激水平的下一种刺激水平重新刺激驾驶员16，该下一种刺激水平例如高于初始刺激水平。
[0110]
作为可选的补充，在步骤130中监测装置30通过其显示模块40在设置在驾驶员16对面的显示屏42上显示与驾驶员16的行为有关的信息，例如在评估步骤120中可选地额外估计出的驾驶员16的分心程度。在图2的例子中，分心程度通过与标尺60关联的光标62来表示。
[0111]
在该新的刺激步骤110结束时，监测装置30再次进行评估步骤120，以重新评估驾驶员16在这种新的刺激之后的反应。
[0112]
在评估步骤120的这种进一步迭代结束时并且类似于在评估步骤120的第一次迭代结束时执行的操作，如果驾驶员对新的刺激的反应的评估被评估为充分，则监测装置30返回到初始步骤100，否则返回到刺激步骤110来采用与前次刺激的刺激水平不同的刺激水平(例如，高于前次刺激)执行驾驶员16的新的刺激。
[0113]
作为可选的补充，如果在刺激步骤110和评估步骤120的n次迭代结束时已经连续评估出驾驶员16的n次不充分反应(n例如大于或等于3，优选等于3)，则监测装置30在步骤140中通过其生成模块38生成警报，例如声音警报，以使驾驶员16进一步反应并意识到其分心程度太高并且其之后必须再次集中注意力在驾驶交通工具10上，以避免所述交通工具10发生驾驶事故。
[0114]
在图3中，检测步骤100包括初始子步骤200，在该步骤期间初始化两个变量，即，与分心程度关联的表示为dl的第一变量，其值在该初始子步骤200期间设置为零，以及对应于光信号发射配置的表示为c的第二变量，其值在该初始子步骤200期间被初始化为1。
[0115]
在该初始子步骤200之后，检测步骤100包括子步骤210，在该步骤期间检测模块32基于图像传感器22获取的头部24的(多个)图像执行对驾驶员16的(多个)运动的跟踪，特别是对驾驶员的头部24和眼睛的(多个)运动的跟踪。
[0116]
周期性地，在监测子步骤210结束时，检测模块32确定驾驶员的行为是正常还是异常，其中异常行为被定义为在大于第一预定阈值的持续时间内驾驶员的眼睛16没有运动或驾驶员的头部和眼睛16没有运动。这种确定在测试子步骤220中进行。
[0117]
在测试子步骤220结束时，如果检测模块32确定驾驶员16的行为是正常的，则检测模块32返回到监测子步骤210，而在检测到驾驶员16的异常行为的情况下(即，基于示出驾驶员16的头部24和眼睛不进行运动的(多个)图像确定不存在上述的运动)进行到下一个子步骤230。
[0118]
刺激步骤110随后例如包括刺激模块34更新驾驶员16的分心程度的分心程度更新子步骤230。这种更新例如包括使与分心程度关联的第一变量dl递增一个单位，在该更新子步骤230的每次迭代中都这样做，除了该子步骤230的尚未发射任何光信号时的第一次迭代之外。
[0119]
在该更新子步骤230之后，刺激步骤110包括刺激模块34确定分心程度的值是否已经达到预定最大值的测试子步骤240。如果与分心程度关联的第一变量dl的值小于最大值max，则刺激模块34进行到子步骤250，在其中其根据与第二变量c关联的配置并通过打开至少一个相应的光源26来控制至少一种光信号的发射。(多个)光信号发射配置对应于相应的
刺激水平，并且与所述发射配置关联的第二变量c的初始值1因此通常对应于第一刺激水平。
[0120]
在由刺激模块34执行的该发射子步骤250结束时，监测装置30进行到由评估模块36执行的并且如上所述的评估步骤120。
[0121]
如果评估模块36在评估步骤120中评估出驾驶员16的反应不充分，则监测装置30进行到子步骤260，在其中刺激模块34等待从前次光信号发射以来的预定持续时间终止，该预定持续时间通常等于3秒。
[0122]
在该子步骤260期间，刺激模块34进一步更新与光信号发射配置关联的第二变量c，这种更新例如对应于使第二变量c递增一个单位，使得下一次光信号发射根据具有递增了一个单位的值并因此对应于比用于前次光信号发射的刺激水平更高的刺激水平的配置来进行。
[0123]
在等待和更新子步骤260结束时，刺激模块34返回到更新与分心程度关联的第一变量dl的子步骤230。在该更新子步骤230结束时，刺激模块34在测试子步骤240期间再次测试第一变量dl的值并确认其是否等于最大值max，并且如果等于最大值max则进行到由生成模块38执行并在前面描述的警报生成步骤240。
[0124]
如果在测试子步骤240期间第一变量dl的值小于最大值max，则刺激模块34返回到子步骤250以根据与递增了一个单位的第二变量c对应的配置来进行新的光信号发射，即采用比前次光信号发射更高的刺激水平。
[0125]
这种配置或刺激水平的递增例如对应于所发射的光信号的位置更靠近驾驶员16，即，对应于打开比在前次光信号发射期间已打开的(多个)光源26更靠近驾驶员16定位的光源26。
[0126]
替代地或补充地，这种配置或刺激水平的递增对应于所发射的光信号的颜色更深，或所发射的光信号的亮度更高，或所发射的光信号的频率更高，或上述变化的组合。
[0127]
本领域技术人员随后将观察到，在图3的例子中，刺激步骤110包括更新子步骤230、测试子步骤240、发射子步骤250以及等待和更新子步骤260。
[0128]
例如，假设刺激水平的数量p为3，并且假设光源26的数量n为5，如图1的例子中的具有分别位于第一位置p1、第二位置p2、第三位置p3、第四位置p4和第五位置p5的第一光源26a、第二光源26b、第三光源26c、第四光源26d和第五光源26e。
[0129]
根据第一场景，在刺激步骤110的第一次迭代期间，通常在子步骤250的第一次迭代期间刺激模块34通过打开第四光源26d和第五光源26e来控制第四位置p4和第五位置p5处的光信号的发射。
[0130]
在评估步骤120的第一次迭代中，监测装置30随后通过其评估模块36评估驾驶员16的反应。如果评估模块36确定驾驶员16在小于与该第一刺激关联的第二预定阈值的反应时间内(例如2.5秒)已经察觉到第四位置p4和第五位置p5处的光信号的发射，则评估模块36将驾驶员16的反应评估为充分。作为可选的补充，评估模块36进一步将分心程度的值估计为零，对应于不存在分心风险。
[0131]
另一方面，如果评估模块36确定驾驶员16在低于第二预定阈值的反应时间内没有察觉到第四位置p4和第五位置p5处的光信号的发射，则其评估出驾驶员16的反应不足并返回到刺激步骤110，使得配置c递增一个单位，并且根据该第一场景刺激模块34通过打开对
应的第二光源26b和第三光源26c来控制在第二位置p2和第三位置p3处发射光信号。
[0132]
在刺激步骤110的这种新的第二次迭代之后，监测装置30再次进行到评估步骤120，在其中评估模块36确定驾驶员16在小于第二预定阈值的反应时间内是否已经察觉到第二位置p2和第三位置p3处的光信号的发射，对于这种第二刺激，第二预定阈值的值例如等于2.5秒。如果驾驶员16已经在小于该第二预定阈值的反应时间内做出了反应，则评估模块36在评估步骤120中评估出驾驶员16的反应是充分的。
[0133]
此外，作为可选的补充，评估模块36根据从第二光刺激以来、即从第二位置p2和第三位置p3处的光信号发射以来的反应时间的值来估计分心程度的值。如果驾驶员16的反应时间小于中间阈值(例如1.5秒)，则评估模块36将分心程度的值估计为1，对应于中等分心风险；如果驾驶员16的反应时间在中间阈值与第二预定阈值之间，(例如在1.5秒到2.5秒之间)，则评估模块36将分心程度的值估计为2，对应于高分心风险。
[0134]
如果在评估步骤120中驾驶员16的反应被评估为充分，则监测装置30在根据驾驶员16的反应时间的值估计出的分心程度为1或2的情况下返回到初始检测步骤100。
[0135]
相反，如果在评估步骤120中驾驶员16的反应被评估为不充分，即，如果驾驶员16在低于第二预定阈值的反应时间内没有察觉到第二位置p2和第三位置p3处的光信号的发射，则监测装置30返回到刺激步骤110以对驾驶员16执行具有与前次刺激的刺激水平不同(例如高于前次刺激的刺激水平)的新的刺激。在子步骤260期间执行的配置更新因此对应于光信号的发射位置的改变，并且在刺激步骤110的这种第三次迭代期间、特别是在发射子步骤250的第三次迭代期间刺激模块34通过打开第一光源26a来控制第一位置p1处的光信号的发射。
[0136]
监测装置30然后再次进行到评估步骤120以执行其第三次迭代，并且特别是确定驾驶员16是否在小于第二预定阈值的反应时间内已经察觉到第一位置p1处的光信号的发射，该第二预定阈值的用于评估步骤120的这种第三次迭代的值小于用于评估步骤120的先前两次迭代的值，第二预定阈值针对评估步骤120的这种第三次迭代例如基本上等于500毫秒。
[0137]
换言之，如果评估模块36确定驾驶员16在小于0.5秒的反应时间内没有察觉到第一位置p1处的光信号的发射，则其将驾驶员16的反应评估为不足。作为可选的补充，评估模块36将分心程度的值估计为3，对应于非常高的分心风险。在这个例子中，值3对应于分心程度的最大值max，并且因此在下一个测试子步骤240中刺激模块34确定与分心程度关联的第一变量dl已经达到最大值max，然后进行到生成警报(例如声音警报)的可选步骤140。
[0138]
根据第二场景，以五个光源26a至26e为例，第一刺激配置仍然对应于通过打开第四光源26d和第五光源26e进行的第四位置p4和第五位置p5处的光信号的发射，此次针对该第一刺激发射的光信号还具有第一颜色。
[0139]
在驾驶员16的反应在第一刺激之后被评估为不充分时实施的第二刺激配置在该第二场景中对应于通过打开第二光源26b和第三光源26c在第二位置p2和第三位置p3处发射光信号，另外在第二位置p2和第三位置p3处发射的光信号的颜色比在第一刺激期间在第四位置p4和第五位置p5处发射的光信号的颜色更深。
[0140]
根据该第二场景，如果在该第二刺激之后再次将驾驶员16的反应评估为不充分，则刺激模块34移动到第三刺激配置，在其中控制的光信号发射是通过打开第一光源26a在
第一位置p1处发射光信号，此外，在第一位置p1处的颜色比前次在第二位置p2和第三位置p3处针对第二刺激发射的光信号的颜色更深。
[0141]
换言之，根据该第二场景，不同的刺激水平对应于随着刺激水平增加光信号的位置更靠近驾驶员16，并且也对应于随着刺激水平增加发出的(多个)光信号的颜色更深。
[0142]
本领域技术人员将观察到，在该第二场景下，分心程度的不同值的估计类似于在第一场景下执行的估计。
[0143]
根据第三场景，刺激水平既对应于随着刺激水平增加光信号的位置更靠近驾驶员16，还对应于随着刺激水平增加在相应位置处发出的(多个)光信号的亮度更高。在刺激步骤110的可能的第二次迭代期间，刺激模块34因此控制在第二位置p2和第三位置p3处发射比在刺激步骤110的第一次迭代期间在第四位置p4和第五位置p5处发射的光信号的亮度更高的光信号。类似地，在刺激步骤110的可能的第三次迭代期间，刺激模块34控制在第一位置p1处发射光信号，该光信号具有比在刺激步骤110的第二次迭代期间在第二位置p2和第三位置p3处发射的光信号更高的光信号亮度。
[0144]
本领域技术人员因此将观察到，在该第三场景下，评估模块36通过与根据第一场景或第二场景下估计分心程度的值的类似的方式评估分心程度的不同的值。
[0145]
另外，其他刺激场景也是可能的，例如像上文针对第一场景、第二场景和第三场景所述那样组合光信号的不同的发射位置，此次从一种刺激水平到另一种刺激水平光信号的频率增高。
[0146]
替代地，当监督系统20包括单个光源26时，本领域技术人员将理解，刺激水平的变化很可能通过从一种刺激水平到另一种刺激水平改变光信号的颜色来实现，通常对于越高的刺激水平光信号的颜色越深；或者通过从一种刺激水平到另一种刺激水平改变光信号的亮度来实现，通常对于越高的刺激水平光信号的亮度越高；或者通过从一种刺激水平到另一种刺激水平改变光信号的频率来实现，通常对于越高的刺激水平光信号的频率越高。
[0147]
本领域技术人员将进一步观察到，在图2的例子中，第一情况s1对应于在第四位置p4和第五位置p5处发射光信号的第一刺激水平，并且第二情况s2对应于在第二位置p2和第三位置p3处发射光信号的第二刺激水平。
[0148]
因此，根据本发明的监督系统20、特别是监测装置30不仅可以在检测到驾驶员16的异常行为之后刺激驾驶员16做出反应而且还可以评估驾驶员16在该刺激之后的反应，以在必要时执行随后的补充刺激动作和/或通过显示与评估出的反应有关的信息来帮助驾驶员16驾驶交通工具10。
[0149]
显示屏42上的这种信息显示还可以为驾驶员16提供驾驶辅助，同时帮助其意识到其分心程度，并在其分心程度存在显著风险时、特别是当分心程度对应于高分心风险(2级)或非常高的分心风险(3级)时劝诫驾驶员更加警惕。
[0150]
作为可选的补充，驾驶员的反应16的这种评估也可以用于估计驾驶员16的分心程度，从而可以向驾驶员16显示这方面的指示，使其可以意识到这一点并做出相应的反应来减少随后发生事故的风险。
[0151]
根据本发明的监测装置30还可以基于驾驶员16对形成视觉刺激的(多个)光信号的发射做出反应的反应时间来估计驾驶员16的精神负荷。
[0152]
因此，可以想到根据本发明的监督系统20、特别是监测装置30可以改进对驾驶员
16在驾驶交通工具10时的行为的监测，从而降低交通工具10发生事故的风险。