CN112384781A - 用于验证气囊装置的正确展开的方法和系统 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于检查气囊装置(A)的正确展开的计算机实现的方法，包括，在车辆或在测试车辆模型中，在气囊装置(A)附近可选地布置车辆乘员的假人或模型(U)，触发气囊装置(A)的气室(C)的展开，在触发其展开之后的多个离散时间拍摄包括上述内气室(C)的场景的至少一个图像，以及基于上述图像在触发其展开之后的该多个离散时间验证气室(C)的膨胀体积和/或展开体积。

Description

用于验证气囊装置的正确展开的方法和系统

本发明总体上涉及车辆上的被动安全装置，更具体地涉及气囊装置。特别地，本发明涉及一种根据权利要求1或2的前序部分所述的用于验证气囊装置的正确展开的方法以及一种被编程为实施这种方法的用于验证气囊装置的正确展开的系统。

在本领域中，检查布置成安装在车辆中的气囊装置的展开并根据参考规格验证其正确性是公知的。这在测试车辆或测试车辆模型中通过以下方式来实现：如果需要，在气囊装置附近布置车辆乘员或其部分(无论是驾驶员还是乘客)的假人或类似模型，触发气囊装置的气室的展开，并且验证气室随时间的膨胀和/或展开的体积及其在车辆乘员的假人或模型周围或者在车辆乘员的假人或模型的身体的部分周围或者在气囊的指定覆盖区域中的位置。

通过在触发气室的展开之后的至少一个时间点拍摄包括车辆乘员的假人或模型的场景的至少一个图像来验证气囊装置随时间和空间的正确展开，这种图像能够从一系列图像中提取，即从运动图像或拍摄序列中提取。从这些图像中，在一个或多个图像分析区域中对气囊装置的气室的膨胀和/或展开的体积进行视觉检查。

操作者仔细地观察图像，操作者在视觉上比较假人或模型或指定区域的预定区域处的气室的延伸，并且将此延伸与符合参考规格的相应预定延伸掩模进行比较(例如，因为气囊装置的气室正确地包围包括在图像区域中的假人或模型或指定区域的一部分)。

因此，测量从气囊装置的气室的展开的触发直到拍摄图像的时刻(在该时刻，气室的延伸被认为是足够的，即，符合预期的延伸)所经过的时间间隔。通常，在包括要保护的假人或模型或者指定区域的不同部分的多个图像分析区域上进行验证。

通常重复该测试，以便进行一系列至少100次气囊装置激活。

比较的结果以在触发气囊装置的气室的展开和达到气室的认为适当的延伸之间经过的时间的简明指示的形式记录在表中。

此操作花费时间，因为在第一步中，与气囊装置的激活相关联地拍摄了拍摄序列或一系列图像，然后操作者必须控制拍摄序列的回放，并且在由验证协议建立的连续离散拍摄时间处停止拍摄序列，或者选择性地观看连续拍摄的静态图像，并且对于其中的每个重复他自己的视觉评估。由于后一原因，结果也可能由于同一操作者对图像的不正确感知而失真。

本发明的目的是提供一种对上述问题的令人满意的解决方案，同时避免已知技术的缺点。特别地，本发明的目的是提供一种快速、可靠且可重复的用于验证气囊装置的正确展开的技术。

根据本发明，此目的通过一种具有权利要求1或2中所述特征的用于验证气囊装置的正确展开的方法来实现。

特定实施方式形成从属权利要求的主题，将其内容应理解为本说明书的组成部分。

本发明的另一主题是一种用于验证气囊装置的正确展开的计算机系统以及一种可从计算机系统执行的计算机程序或一组计算机程序，如所要求的。

总之，本发明基于执行一种方法的原理以通过计算机验证气囊装置的正确展开，该计算机被编程为在至少一个图像分析区域中选择或识别至少一个研究区域，其中“选择”表示在图像中的给定位置处先验地选择该区域的实施方式，“识别”表示系统在图像中自动识别相关区域而不管其在图像中的位置的实施方式。在研究区域中，识别表示气囊装置的气室的区域的至少一部分，该气囊装置自气室的展开(膨胀)的触发以来在一个或多个可测量点处及时展开。该研究区域是二维区域或一维线。

研究区域的识别部分分别由计算机作为平面二维几何图形或作为线性曲线(例如，构成分段曲线的一个段或多个段)来处理，并且计算机布置成测量其至少一个几何延伸。在二维研究区域的识别部分的情况下，所考虑的几何延伸可以是面积或线性维度，例如，识别部分的轮廓的长度、识别部分的轴线的长度(例如，如果二维研究区域的识别部分具有近似规则的形状，例如圆形或椭圆形)，或者在所述部分的一对预定点之间绘制的识别部分的弦的长度。在一维研究区域的识别部分的情况下，所考虑的几何延伸可以是构成这种识别部分的一个或多个段的长度。

有利地，研究区域的该部分的识别基于所述部分和图像的背景或图像的表示车辆乘员的假人或模型的区域之间的颜色对比特性。

在本发明的实施方式中，如果必要，在触发气室的展开之后的多个离散时间点拍摄的场景(例如包括车辆乘员的假人或模型)的图像上执行研究区域的识别部分的几何延伸的测量，并且将测量值与参考阈值进行比较。在几何延伸的测量值等于或大于参考阈值的第一次发生时，测量从触发气室的展开的时间点到拍摄此图像的时间点所经过的时间。如果研究区域的表示正在膨胀(或在膨胀结束时)的气室的部分在不超过参考时间的时间内已经达到大于或等于参考阈值的几何延伸，则可以推断出气囊装置已经达到正确的展开，因为这确保了对车辆乘员的保护。相反，如果研究区域的表示正在膨胀(或在膨胀结束时)的气室的部分在大于参考时间的时间内已经达到大于或等于参考阈值的几何延伸，则可以推断出气囊装置没有达到正确的展开，因为正在膨胀(或在膨胀结束时)的气室没有达到在参考时间点确保保护车辆乘员所需的几何延伸。

在本发明的两个实施方式中，从自触发气室的展开起在至少一个预定的参考时间点拍摄的图像中提取研究区域的识别部分的几何延伸的测量值，并且将其与和这个参考时间点相关联的这种测量值的参考阈值进行比较。如果几何延伸的测量值大于或等于参考阈值，则可以推断出气囊装置已经达到正确的展开，因为正在膨胀(或在膨胀结束时)的气室已经达到(或超过)在该参考时间点确保保护车辆乘员所需的最小延伸。相反，如果几何延伸的测量值小于参考阈值，则可以推断出气囊装置没有达到正确的展开，因为正在膨胀(或在膨胀结束时)的气室没有达到在该参考时间点确保保护车辆乘员所需的最小延伸。

适当地，在触发气室的展开之后的多个离散时间点拍摄的多个图像上执行研究区域的识别部分的几何延伸的测量，并且将测量值与多个参考阈值进行比较，该多个参考阈值指示气囊装置的气室的展开随时间的演变。

在几何延伸的测量值等于或大于相应的参考阈值的第一次发生时，对于该多个参考阈值，测量从触发气室的展开的时间点到拍摄此图像的时间点所经过的对应时间。如果研究区域的表示正在膨胀(或在膨胀结束时)的气室的部分在不超过相应参考时间的时间内已经达到大于或等于相应参考阈值的几何延伸，则可以推断出气囊装置已经达到正确的展开，因为这确保了随着时间的推移对车辆乘员的保护。相反，如果在至少一次发生中，研究区域的表示正在膨胀(或在膨胀结束时)的气室的部分在大于相应参考时间的时间内已经达到大于或等于相应参考阈值的几何延伸，则可以推断出气囊装置没有达到正确的展开，因为正在膨胀(或在膨胀结束时)的气室没有达到在至少一个参考时间点确保保护车辆乘员所需的几何延伸。

或者，在触发气室的展开之后的多个参考时间点拍摄的多个图像上执行研究区域的识别部分的几何延伸的测量。如果研究区域的识别部分的几何延伸的测量值都大于或等于与相应参考时间相关联的相应参考阈值，则实现对气囊装置已经达到正确的展开的确定。相反，如果在一个参考时间点对研究区域的识别部分的几何延伸的至少一个测量小于相应的参考阈值，则可以推断出气囊装置没有达到正确的展开，因为正在膨胀(或在膨胀结束时)的气室没有达到在至少一个参考时间点确保保护车辆乘员所需的最小延伸。

适当地，在图像的多个不同区域上执行对研究区域的一部分的识别，该部分表示从触发气室的膨胀开始在一个或多个可测量时间点展开的气囊装置的气室，该图像例如包含车辆乘员的假人或模型，如果必要的话。如果对于每个图像分析区域，研究区域的识别部分的几何延伸的测量值与从触发气室展开的时间点起所经过的时间之间的所有上述条件都满足，则实现对气囊装置的正确展开的确定。

本发明的进一步的特征和优点将在以下通过非限制性实例给出的其实施方式的详细描述中参考附图更详细地描述，其中：

图1是根据本发明的用于验证气囊装置的正确展开的系统的示意图，通过实例的方式，涉及用于保护机动车辆的乘员的腿的气囊装置；

图2是包括车辆乘员的假人或模型的场景的图像的示意图、以及在车辆乘员的所述假人或模型的预定部分处的所选图像分析区域的实例；

图3a-3d示出了图2中的场景的时间连续图像，其中，在连续时间点拍摄气囊装置的气室的展开；

图4a和4b是图3d的图像分析区域的放大图，其中，突出显示了研究区域的可能的实施方式，分别是二维研究区域和一维研究区域；以及

图5a和5b示意性地示出了根据本发明的系统的应用变型，例如涉及用于保护机动车辆的乘客的气囊装置。

参考图1，示出了根据本发明的用于验证气囊装置的正确展开的系统的关键元件。

车辆的仪表板或其模型以D表示，在其前面放置车辆乘员的假人或模型U，无论是驾驶员还是乘客。

在仪表板D的下部中，具有气囊装置A，用于保护车辆乘员的腿部，在干预条件下，气囊装置A适于使气室C展开，在完全膨胀状态下，气室C至少部分地包围假人或模型U的腿部。适当地，气囊装置A的干预条件不由车辆仪表板D的碰撞事件或突然减速触发，而是由处理和控制装置P单独控制。

与气囊装置和车辆乘员的假人或模型(如果存在)的组合相关联的是摄像装置S，用于拍摄包括气囊装置A的气室C和假人或模型U(如果存在)的场景在离散时间的静态图像，或者运动图像或拍摄序列。处理和控制装置P与摄像装置S联接，该处理和控制装置P同样布置成分析在所述图像的至少预定分析区域中在从触发气囊装置的时间点起计算出的不同时间间隔拍摄的图像。所述处理和控制装置P包括与所述摄像装置S同步的时钟、秒表或类似的时间测量装置，或者与其相关联，如果随后不基于由摄像装置S产生的拍摄序列执行处理。提供处理和控制装置以确定气囊装置的展开验证的结果E，该结果E可由操作者获得，例如作为正确展开条件或不正确展开条件的通知信号，或者作为多个展开条件和相关测量或参考时间之间的相关表格形式的复杂数据。

图2是包括车辆乘员的假人或模型的场景的图像的示意图，这里由相对于仪表板D的前景中的一双腿L表示，以及如果存在的话，在车辆乘员的所述假人或模型的预定部分处选择或识别的图像分析区域R的实例。在通过实例示出的实施方式中，图像分析区域包括分别在每个腿的外上部(例如，右膝和左膝)和外中间部(例如，右胫骨和左胫骨)处表示每个腿和相邻区域的区域。

这些区域可以从摄像装置的已知布置开始，基于场景的图像坐标来先验地选择，或者作为图像元素的识别结果由处理和控制装置不时地识别，该图像元素例如重现的图像元素，例如假人或模型U的预定部分。

图3a-3d示出了由摄像装置S在四种连续展开(即膨胀)条件下在连续的离散时间点拍摄的图2的场景的图像，其也包括气囊装置A的气室C。在图中用虚线突出了图像分析区域R的部分，其中处理和控制装置P被编程以选择研究区域，在该研究区域内识别表示展开的气室C的部分。

如可以从图3a-3d看到的，气囊装置A的气室C的展开随着时间的推移而发展，首先到达右胫骨(图3a)，然后到达左胫骨(图3b)，然后到达左膝(图3c)，最后到达右膝(图3d)。

图4a更详细地示出了由操作者利用处理和控制装置P设置的研究区域Z，放大了图3d的图像分析区域R。区域Z是二维区域，其表示气室C的期望展开范围，即，其必须部分地或完全地包含表示展开的气室的图像部分。其轮廓的长度可以在图像参考系统中测量，并且其内表面的面积也可以在图像参考系统中测量。

在图4b所示的替代实施方式中，以表示轮廓的分段线的形式示出了一维研究区域Z，该轮廓必须部分或完全属于图像的表示展开的气室的一部分，或者等效地包含图像的表示展开的气室的一部分。分段线具有在图像参考系统中可测量的总长度和各个分量段的长度。

在当前优选的实施方式中，处理和控制系统P检查研究区域Z何时完全被展开的气室的图像的像素占据，或者对于大于预定最小阈值的区域，研究区域Z何时被展开的气室的图像像素占据，或者甚至在研究区域Z是二维的情况下，研究区域Z的诸如周界的线性延伸部分完全包含在展开的气室的图像中。这通过借助于表示气室的像素的颜色相对于表示图像的背景或其他元素的像素识别表示展开的气室的图像像素来实现。此验证可以针对单个研究区域或针对多个图像分析区域中的多个研究区域发生，每个图像分析区域与相应的参考时间相关联。

在完成验证时，系统测量发生这种情况的时间点，该时间点与触发气囊装置的时间点相关，并且填充数据表，例如，对于图1所示的气囊装置，如下：

	右胫骨	左胫骨	右膝	左膝
					测试1	0.0055	0.0085	0.015	0.0185
测试2
					…

表中的数据自动地与参考数据进行比较，例如与由规格预先确定的气室的参考膨胀时间进行比较，在实际实例中，该规格可以如下：

右胫骨保护：t＜0.006s

左胫骨保护：t＜0.008s

右膝保护：t＜0.016s

左膝保护：t＜0.020s

从此比较中，可能自动地推断出左胫骨的保护条件未被满足，因此确定为气囊装置的不正确展开。

或者，处理和控制系统P在多个预定参考时间——例如t1＝0.006s、t2＝0.008s、t3＝0.016s和t4＝0.020s——检查研究区域Z被展开的气室的图像占据的百分比，或者在展开的气室的图像中线性延伸的包含的百分比。此验证可以针对单个研究区域或针对多个图像分析区域中的多个研究区域发生，每个图像分析区域与相应的参考时间相关联。在验证结束时，系统测量不同图像区域的相应参考时间点t_ref处的研究区域Z相对于触发气囊装置的时间点的上述占用百分比或包含百分比，并且填充数据表，例如，对于图1中的气囊装置，如下：

	右胫骨	左胫骨	右膝	左膝
					测试1@t<sub>ref</sub>	100％	90％	100％	98％
测试2@t<sub>ref</sub>
					…

表中的数据自动地与参考数据进行比较，例如与由规格预先确定的研究区域Z的占用百分比或包含百分比进行比较，在实际实例中，该规格可以是：

右胫骨保护：98％

左胫骨保护：98％

右膝保护：98％

左膝保护：98％

从此比较中，可能自动地推断出左胫骨的保护条件未被满足，因此确定为气囊装置的不正确展开。

图5a和5b示意性地示出了根据本发明的系统的应用变型，例如涉及一种用于保护机动车辆的乘客的头部和躯干的气囊装置A'。在图5a和5b中，与图1所示的那些相同或功能等效的元件或部件已经用在前面附图的描述中已经使用的相同参考标记来指示。特别地，Z'指示操作者为了识别气囊装置A'的气室C的展开状况而用处理和控制装置P设定的图像分析区域的研究区域。

该系统的操作与上述操作类似。

应注意，在上述讨论中为本发明提出的实施方式纯粹是作为本发明的非限制性实例。本领域技术人员可以在不背离本文阐述的原理的情况下，以气囊装置的不同实施方式容易地实施本发明。

通常，在所述构造或其他等同构造中的处理和控制装置P布置成实施一种方法，以基于存储在相关存储器(图中未示出)中的程序或程序组(模块)来验证气囊装置的正确展开。

显然，在不影响本发明的原理的情况下，实施方式和实施细节可以相对于仅通过非限制性实例描述和示出的那些进行大幅度修改，从而不脱离如在所附权利要求中限定的本发明的范围。

Claims (12)

1.一种用于验证气囊装置(A)的正确展开的计算机实现的方法，包括在测试车辆中或在测试车辆模型中，触发所述气囊装置(A)的气室(C)的展开，在触发所述气室的展开之后的多个离散时间拍摄包括所述气室(C)的场景的至少一个图像，以及在基于所述图像触发展开之后的所述多个离散时间验证所述气室(C)的膨胀体积和/或展开体积，

其特征在于，所述方法包括以下步骤：

-在至少一个图像分析区域(R)中识别或选择至少一个研究区域(Z)；

-识别所述研究区域(Z)的这样的部分，即所述部分表示所述展开的气室(C)具有不低于参考阈值的所述部分的至少一个几何延伸的测量值；以及

-测量从触发所述气室(C)的展开到与所述研究区域(Z)的这样的部分的所述识别相关联的离散时间点所经过的时间间隔，即所述部分表示所述展开的气室(C)具有不小于参考阈值的所述部分的至少一个几何延伸的测量值，并且将所述测量的时间间隔与和所述几何延伸的参考阈值相关联的参考时间阈值进行比较，由此如果所述测量的时间间隔小于或等于所述参考时间阈值，则所述气囊装置(A)已经达到正确的展开，并且如果所述测量的时间间隔大于所述参考时间阈值，则所述气囊装置(A)没有达到正确的展开。

2.用于验证气囊装置(A)的正确展开的计算机实现的方法，包括在测试车辆中或在测试车辆模型中，触发所述气囊装置(A)的气室(C)的展开，在触发所述气室的展开之后的至少一个参考时间拍摄包括所述气室(C)的场景的至少一个图像，并且基于所述图像验证所述气室(C)在所述参考时间的膨胀体积和/或展开体积，

其特征在于，所述方法包括以下步骤：

-在至少一个图像分析区域(R)中识别或选择至少一个研究区域(Z)；

-识别表示在所述参考时间展开的所述气室(C)的所述研究区域(Z)的一部分；以及

-测量研究区域(Z)的所述识别部分的至少一个几何延伸，并且将至少一个几何延伸的测量值与和所述参考时间相关联的参考阈值进行比较，由此，如果至少一个几何延伸的所述测量值大于或等于所述参考阈值，则所述气囊装置(A)已经达到正确的展开，并且如果至少一个几何延伸的所述测量值小于所述参考阈值，则所述气囊装置(A)没有达到正确的展开。

3.根据权利要求1所述的方法，包括：

-识别所述研究区域(Z)的多个部分，所述多个部分表示所述展开的气室(C)，所述气室(C)具有不小于相应参考阈值的所述部分的至少一个几何延伸的相应测量值；以及

-如果从触发所述气室(C)的展开到离散时间点所经过的时间间隔的测量值全部小于或等于与所述参考几何延伸阈值相关联的相应参考时间阈值，则确定所述气囊装置(A)已经达到正确的展开，所述离散时间点与所述研究区域(Z)的这样的相应部分的所述识别相关联，即所述部分表示所述展开的气室(C)具有不小于相应参考阈值的所述部分的至少一个几何延伸的相应测量值，或者如果从触发所述气室(C)的展开到离散时间点所经过的时间间隔的至少一个测量值大于相应的相关联的参考时间阈值，则确定所述气囊装置(A)没有达到正确的展开，所述离散时间点与所述研究区域(Z)的这样的相应部分的所述识别相关联，即所述部分表示所述展开的气室具有不小于相应参考阈值的所述部分的至少一个几何延伸的测量值。

4.根据权利要求2所述的方法，包括：

-在多个参考时间识别表示所述展开的气室(C)的所述研究区域(Z)的相应部分，以及

-如果所述研究区域(Z)的所述识别的部分的至少一个几何延伸的测量值全部大于或等于与相应参考时间相关联的相应参考阈值，则确定所述气囊装置(A)已经达到正确的展开，或者如果所述研究区域(Z)的所述识别的部分的至少一个几何延伸的至少一个测量值小于与相应参考时间相关联的相应参考阈值，则确定所述气囊装置(A)没有达到正确的展开。

5.根据权利要求1或3所述的方法，包括：

-在多个图像区域(R)中识别或选择相应的研究区域(Z)；

-识别所述研究区域(Z)的这样的相应部分，即所述部分表示所述展开的气室(C)具有不低于相应参考阈值的所述部分的至少一个几何延伸的相应测量值；以及

-测量从触发所述气室(C)的展开到与所述研究区域(Z)的这样的相应部分的识别相关联的离散时间点所经过的时间间隔，即所述部分表示所述展开的气室(C)具有不小于相应参考阈值的至少一个几何延伸的测量值，并且将所测量的时间间隔与相应参考时间阈值进行比较，由此，如果每个所测量的时间间隔小于或等于相应参考时间阈值，则所述气囊装置(A)已经达到正确的展开，并且如果至少一个所测量的时间间隔大于相应时间阈值，则所述气囊装置(A)没有达到正确的展开。

6.根据权利要求2或4所述的方法，包括：

-在多个图像区域(R)中识别或选择相应的研究区域(Z)；

-识别所述研究区域(Z)的表示在所述参考时间的所述展开的气室(C)的相应部分；以及

-测量所识别的研究区域(Z)的所述部分的至少一个相应几何延伸，并且将研究区域(Z)的所述部分的至少一个相应几何延伸的所述测量值与和所述参考时间关联的相应参考阈值进行比较，由此，如果研究区域(Z)的所述部分的几何延伸的所述测量值全部大于或等于相应参考阈值，则所述气囊装置(A)已经达到正确的展开，并且如果研究区域(Z)的所述部分中的至少一个的几何延伸的至少一个测量值小于相应参考阈值，则所述气囊装置(A)没有达到正确的展开。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述研究区域(Z)是二维区域，并且所述研究区域(Z)的表示展开的气室(C)的部分的所述几何延伸是所述部分的面积或所述部分的线性尺寸，例如所述部分的轮廓的长度或所述部分的轴线的长度或在一对预先建立的点之间绘制的所述部分的弦的长度。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述研究区域(Z)是一维区域，并且研究区域(Z)的表示所述展开的气室(C)的部分的所述几何延伸是所述部分的线性尺寸，例如所述部分的一段或多段的长度。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括在所述气囊装置(A)附近提供车辆乘员的假人或模型(U)，拍摄包括车辆乘员的所述假人或模型(U)的场景的至少一个图像，并且在包括车辆乘员的所述假人或模型(U)的部分的至少一个图像分析区域(R)中识别或选择预定的研究区域(Z)。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述识别基于表示所述展开的气室(C)的所述部分与所述图像分析区域(R)的背景区域或表示车辆乘员的所述假人或模型(U)的所述图像分析区域(R)的区域之间的颜色对比特性。

11.一种用于检查气囊装置(A)的正确展开的计算机系统，被编程为执行根据权利要求1至10中任一项所述的方法。

12.一种可由计算机系统执行的计算机程序或计算机程序组，包括一个或多个代码模块，用于实施根据权利要求1至10中任一项所述的用于验证气囊装置(A)的正确展开的方法。

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