Panasonic entwickelt Technologie zur Müdigkeitskontrolle durch Erkennung und Vorhersage des Müdigkeitsgrades des Fahrers

Die Panasonic Corporation hat heute bekannt gegeben, dass es eine Technologie zur Müdigkeitskontrolle entwickelt hat, die den Müdigkeitsgrad einer Person erkennt und vorhersagt, und es dadurch ermöglicht, bequem wach zu bleiben.

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Photo 1: Detecting drowsiness by observing the blinking features: The system extracts an outline of the eyes and monitors time-sequence shifts in blinking features by checking the opening between the eyelids. (Graphic: Business Wire)

Video verfügbar unter: https://youtu.be/CT4qnpMnrxg

Diese Technologie, die dabei helfen kann, Fahren unter Müdigkeit zu verhindern, erkennt die leichte Müdigkeit eines Fahrers¹ im Anfangsstadium durch genaues Messen der Zustände des Fahrers ohne jeglichen physischen Kontakt, wie zum Beispiel Blinzelverhalten und Gesichtsausdruck. Diese Signale werden von einer Fahrzeugkamera erfasst und mithilfe von künstlicher Intelligenz verarbeitet. Weiterhin kann diese neue von Panasonic entwickelte Technologie durch Erfassen von Messdaten aus dem Fahrzeuginneren, wie zum Beispiel eines Abfalls der Körpertemperatur des Fahrers und der Lichtbedingungen, auch die Übergänge der einzelnen Müdigkeitsgrade des Fahrers voraussagen. Die Technologie vereinigt weiterhin die Überwachung des thermischen Empfindens, sodass der Fahrer während des Fahrens bequem wach bleiben kann.

Durch diese Technologie wurde es möglich, ein Fahrer-Monitoring-System zu entwickeln, das die aktuelle Müdigkeit des Fahrers erkennt und die Übergänge in der Müdigkeit des Fahrers auf der Grundlage der Umgebung im Fahrzeuginneren sowie eines Müdigkeitskontrollsystems vorhersieht, das es dem Fahrer ermöglicht, bequem wach zu bleiben. Diese Systeme hindern den Fahrer daran, beim Fahren einzuschlafen.

Diese neue Technologie bietet folgende Eigenschaften:

1. Erkennung von leichter Müdigkeit, der sich der Fahrer nicht einmal bewusst ist, durch berührungslose Messung von Blinzelverhalten und Gesichtsausdrücken.
2. Erfassung von Umgebungsdaten aus dem Fahrzeuginneren, um Übergänge in der Müdigkeit des Fahrers vorherzusagen.
3. Sensorische Überwachung des Wärmeempfindens des Fahrers, wodurch die Person bequem wach bleiben kann.

Konventionelle Müdigkeitserkennungssysteme haben Schwierigkeiten bei der Vorhersage von Übergängen der Müdigkeit. Konventionelle anti-hypnotische Stimulanzsysteme verwenden Alarmgeräusche und Vibrationen, um Benutzer aufzuwecken, was diese als störend empfinden können.

Die neu entwickelte Technologie von Panasonic mit 22 angemeldeten Patenten eignet sich für Anwendungen in Human- und Umweltüberwachungssystemen für den Einsatz an Orten, wie private und gewerbliche Fahrzeuge, Büros und Bildungseinrichtungen; Müdigkeit-Vorhersagesysteme und Müdigkeitskontrollsysteme, um Menschen wach zu halten.

Wichtige technologische Merkmale:

1. Erkennung von leichter Müdigkeit, der sich der Fahrer nicht einmal bewusst ist, durch berührungslose Messung von Blinzelverhalten und Gesichtsausdrücken.

Eine Person, die sich schläfrig fühlt, weist verschiedene Anzeichen auf. Zum Beispiel bekommen Menschen "einen schläfrigen Gesichtsausdruck" oder sie beginnen, "in einer bestimmten Weise zu blinzeln", wenn sie schläfrig werden. Die Identifizierung dieser Anzeichen ermöglicht es, das Niveau der Müdigkeit zu erkennen.

Mithilfe von Bilderkennungstechnologien, die durch die Entwicklung von Überwachungskameras und anderen Systemen verfeinert wurden, hat Panasonic vor kurzem eine berührungslose und hoch genaue Technologie entwickelt, um zum Beispiel das Blinzelverhalten und Gesichtsausdrücke von Menschen auf fotografierten Bildern zu erkennen. Das Unternehmen hat auch eine Datenbank mit verschiedenen Messungen über Müdigkeit und biologische Signale zusammengestellt und hat aus physiologischer Sicht die Beziehung zwischen etwa 1.800 Parametern im Zusammenhang mit Blinzelmerkmalen und Gesichtsausdrücken usw. und der Müdigkeit analysiert, die aus der Datenbank extrahiert wurden. Basierend auf den Ergebnissen einer Analyse von Müdigkeitsausdrücken, die während der gemeinsamen Forschung mit dem Ohara Memorial Institute for Science of Labor, einer gemeinnützigen Stiftung, zusammengestellt wurden, hat Panasonic eine künstliche Intelligenz entwickelt, die in der Lage ist, die Müdigkeit einer Person einzuschätzen.

Dank dieser Errungenschaften ist es nun möglich, die Anzeichen leichter Müdigkeit zu erkennen, auch wenn die betreffende Person sich derer gar nicht bewusst ist, und das Niveau der Müdigkeit zu bestimmen.

2. Erfassung von Umgebungsdaten aus dem Fahrzeuginneren, um Übergänge in der Müdigkeit des Fahrers vorherzusagen

Im Allgemeinen werden die Menschen selten in einer kühlen und hellen Umgebung schläfrig, können aber leicht in einer warmen und dunklen Umgebung schläfrig werden. Daher wird angenommen, dass die Schläfrigkeit von fahrzeuginternen Umwelteinflüssen wie Temperatur und Helligkeit abhängt. Allerdings tragen manche Leute mehrschichtige Kleidung, während andere bei der gleichen Temperatur weniger dicke Kleidung tragen. Solche Variationen im menschlichen Verhalten machen es schwierig, die Schläfrigkeit der Menschen nur auf Grundlage der Umgebungstemperatur einzuschätzen.

Forschungsstudien von Panasonic in Zusammenarbeit mit der Chiba Universität haben gezeigt, dass der Wärmeverlust des menschlichen Körpers in Abhängigkeit der Zeit mit der Müdigkeit der jeweiligen Person korreliert, unabhängig davon, wie viel Kleidung diese Person trägt. Panasonic hat auch eine berührungslose Technologie entwickelt, um den Wärmeverlust aus dem Körper einer Person eigens entwickelten Infrarot-Array-Sensor Grid-EYE [2] zu bestimmen. Zusätzlich dazu hat das Unternehmen die Wirkung des Zeitfaktors und der von einem Umgebungssensor gemessenen Lichtbedingungen auf den Grad der Müdigkeit einer Person ermittelt.

Dank dieser Ergebnisse wurde es möglich, vorauszusagen, wie sich die gegenwärtige Müdigkeit einer Person durch den (berührungslos gemessenen) Wärmeaustrag aus dem Körper und die Lichtbedingungen ändern kann.

3. Sensorische Überwachung der Wärmeempfindung des Fahrers, so dass die Person bequem wach bleiben kann

Durch Anpassung der Innenraumtemperatur oder des Luftstroms auf Grundlage des geschätzten Grades der Müdigkeit wird es einfacher, eine Person wach zu halten. Jedoch würde eine Person frösteln, wenn die Raumtemperatur zu niedrig ist, sodass der Grad des Wärmewohlbefindens gestört würde. Durch die Anwendung unseres aus der Forschung und Entwicklung von Innenraum-Klimaanlagen und anderen Produkten erlangten Know-hows über thermische Umgebungen und Physiologie hat Panasonic durch gemeinsame Forschung mit Nara Universität für Frauen eine Technologie zur Einschätzung des Wärmeempfindens entwickelt². Diese Technologie kann innerhalb eines Fahrzeugs verwendet werden, wo die Auswirkungen von Luftstrom und anderer Faktoren signifikant sind. Durch Anwendung des Infrarot-Array-Sensors Grid-EYE kann ein individueller Grad des Wärmeempfindens ständig als ein optimales Mittel zur Steuerung der Temperatur, z. B. der einer Klimaanlage, überwacht werden. Dies ermöglicht es einer Person, bequem wach zu bleiben³.

Begriffe

[1] Gleichmäßig verteilte fünf Ebenen der Müdigkeit
Maßstab zur Bestimmung des Grades der Müdigkeit einer Person über den Gesichtsausdruck. Die Müdigkeitsgrade werden folgende fünf Stufen unterteilt: 1 Überhaupt nicht müde, 2. Etwas müde, 3. Müde, 4 Sehr müde, 5. Ernsthaft müde.
Quelle: Hiroki Kitajima, Nakaho Numata, Keiichi Yamamoto, Yoshihiro Goi: "Prediction of Automobile Driver sleepiness (1st Report, Rating of Sleepiness Based on Facial Expression and Examination of Effective Predictor Indexes of Sleepiness)", Transaktionen des japanischen Verbands der Maschinenbauingenieure (Ausgabe C), Band. 63, Nr. 613, S. 93-100, 1997.

[2] Infrarot-Array-Sensor Grid-EYE
Der Infrarot-Array-Sensor enthält zweidimensional angeordnete Pixel, die Infrarotstrahlen (Wellenlänge: 10 µm) detektieren, die von einem menschlichen Körper oder Objekt emittiert werden. Er ist in der Lage, eine zweidimensionale Temperaturverteilung zu messen. Der Infrarot-Array-Sensor Grid-EYE von Panasonic hat 64 Pixel. Dieser ist mit einem Super-Auflösungsalgorithmus ausgestattet und kann mit entsprechender Geschwindigkeit und Winkel geschwenkt werden, sodass deutliche thermische Bilder mit einer Auflösung entstehen, die einer optischen Bildauflösung von etwa 7.800 Pixeln entspricht.

Über Panasonic

Panasonic Corporation ist ein weltweit führendes Unternehmen in der Entwicklung verschiedener elektronischer Technologien und Lösungen für Kunden in den Bereichen Unterhaltungselektronik, Housing, Automotive und Business-to-Business. Das Unternehmen, das im Jahr 2018 sein 100. Firmenjubiläum feiert, hat weltweit expandiert und unterhält mittlerweile 495 Tochtergesellschaften und 91 verbundene Unternehmen weltweit, die in dem am 31. März 2017 zu Ende gegangenen Geschäftsjahr einen Nettoumsatz von insgesamt 7,343 Billionen Yen ausweisen konnten. Im Bestreben, durch bereichsübergreifende Innovationen neue Werte zu schaffen, nutzt das Unternehmen seine Technologien, um seinen Kunden bessere Lebensbedingungen und eine bessere Welt zu ermöglichen. Weitere Informationen zu Panasonic: http://www.panasonic.com/global.

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