DE10028703A1 - Vorrichtung zur Erkennung von Personen oder Gegenständen, insbesondere für Sicherheitssysteme von Fahrzeugen - Google Patents

Vorrichtung zur Erkennung von Personen oder Gegenständen, insbesondere für Sicherheitssysteme von Fahrzeugen

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung (10) zur Erkennung von Personen oder Gegenständen, insbesondere für Sicherheitssysteme von Fahrzeugen, mit einer Einrichtung (11) zur Erfassung eines Bildes von der Person oder des Gegenstandes und mit einem Prozessor (14) zur Verarbeitung des erfaßten Bildes. Die Einrichtung (11) zur Erfassung eines Bildes umfaßt dabei wenigstens einen Laserstrahl (12), einen das Laserlicht (13) ablenkenden Prismakörper (15) und ein das von der Person oder dem Gegenstand reflektierte Laserlicht (13) aufnehmendes Detektorsystem (16). Der Prismakörper (15) ist dabei relativ zu dem Laserstrahl (12) derart angeordnet, daß er relativ zu dem Laserstrahl (12) eine drehende und/oder taumelnde Bewegung ausführt.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erkennung von Personen oder Gegenständen, insbesondere für Sicherheitssysteme von Fahrzeugen, mit einer Einrichtung zur Erfassung eines Bildes von der Person oder des Gegenstandes und mit einem Prozessor zur Verarbeitung des erfaßten Bildes.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Vorrichtungen zur Erkennung von Personen oder Gegenständen bekannt, z. B. aus der EP 0 669 227 A1 eine Vorrichtung zur Erkennung der Sitzbelegung in Fahrzeugen. Es wird bei diesem System die Art der Belegung des Sitzes z. B. über passive IR-Detektoren zur Erfassung der Temperaturdifferenz festgestellt.
Weiterhin ist z. B. in der DE-OS 28 55 322 ein Infrarot-Überwachungssystem mit einem Infrarotdetektor offenbart, der u. a. einen Vielflächenspiegel umfaßt, dessen Facetten in einem Winkel zu einander geneigt sind.
Die bekannten Anordnungen haben an sich den Vorteil, daß eine Überwachung grundsätzlich durch z. B. eine Erkennung der Sitzbelegung in Fahrzeugen durchgeführt werden kann, nachteilig ist bei den bekannten Anordnungen jedoch, daß es sich jeweils um statische Systeme handelt. Solche statischen Überwachungssysteme weisen insbesondere den Nachteil auf, daß eine Überwachung mit diesen Systemen nur in einer Ebene möglich ist, eine räumliche Überwachung ist mit diesen Systemen nicht möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Vorrichtungen zur Erkennung von Personen oder Gegenständen unter Beibehaltung der bisherigen Vorteile in der Weise zu verbessern, daß eine räumliche Überwachung der betreffenden Bereiche für eine Erkennung von Personen oder Gegenständen ermöglicht wird. Die gewünschte Anordnung soll dabei einfach und wirtschaftlich herstellbar und gut in den Funktionseigenschaften sein.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Einrichtung zur Erfassung eines Bildes wenigstens einen Laserstrahl, einen das Laserlicht ablenkenden Prismakörper und ein das von der Person oder dem Gegenstand reflektierte Laserlicht aufnehmendes Detektorsystem umfaßt, wobei der Prismakörper relativ zu dem Laserstrahl derart angeordnet ist, daß er relativ zu dem Laserstrahl eine drehende und/oder taumelnde Bewegung ausführt. Auf diese Weise wird erstmalig mit einfachen Mitteln die Möglichkeit geschaffen, mitunter z. B. nur einem Laserstrahl eine Rundumsicht (360°) räumlich zu erzielen, oder auch eine räumliche 180°-Sicht zu erzielen, und diese über ein Detektorsystem wie z. B. ein Kamerasystem auszuwerten. Es trifft dabei z. B. ein IR-Laserstrahl auf z. B. ein drehendes Prisma (oder z. B. eine Facettensäule), das zusätzlich eine Taumelbewegung ausführt, wobei der Laserstrahl von diesem Prisma abgelenkt wird. Es wird dann z. B. der pulsierende Laserstrahl durch ein Hindernis reflektiert und beispielsweise von einem Kamerasystem ausgewertet. Es würden bei einer 0 bis 180°-Sicht alle Strahlen durch einen geneigten oder auch taumelnden Reflektor bei der Drehung 180° bis 360° nach vorne versetzt gespiegelt. Damit würde das davorliegende Feld (z. B. vor der Schalttafel, vor dem Stoßfänger, etc.) großflächig mit einem Laserstrahl ausgeleuchtet, d. h. eine Erkennung von Personen oder Gegenständen in diesem Bereich ist problemlos möglich.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das das von der Person oder dem Gegenstand reflektierte Laserlicht aufnehmende Detektorsystem als wenigstens ein Kamerasystem ausgebildet. Mit diesem Kamerasystem können die von den Hindernissen reflektierten Laserstrahlen aufgenommen und an den Prozessor zur Weiterverarbeitung weitergeleitet werden.
Nach einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung ist der das Laserlicht ablenkende Prismakörper als ein relativ zu dem Laserstrahl drehendes und/oder taumelndes Prisma ausgebildet.
Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der das Laserlicht ablenkende Prismakörper als ein relativ zu dem Laserstrahl drehendes und/oder taumelndes Prisma mit Facetten-Schliff, insbesondere als Facettensäule, ausgebildet.
Zur Verbesserung der Ausleuchtung der zu überwachenden Bereiche ist nach einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung vorgesehen, daß die Einrichtung zur Erfassung eines Bildes mehrere Laserstrahlen umfaßt.
Zweckmäßig ist es, daß der Laserstrahl für die Einrichtung zur Erfassung eines Bildes als Impulslaser ausgebildet ist.
Bei einer bevorzugten Verwirklichung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Prismakörper relativ zu dem Laserstrahl derart angeordnet, daß der Prismakörper eine drehende und/oder taumelnde Bewegung ausführt. Dabei ist zweckmäßig zur Erzielung einer besseren räumlichen Ausleuchtung zusätzlich zu dem eine drehende und/oder taumelnde Bewegung ausführenden Prismakörper der Laserstrahl zur Ausübung einer drehenden und/oder taumelnden Bewegung ausgebildet.
Bei einer alternativen Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung ist der Prismakörper zu dem Laserstrahl derart angeordnet, daß der Laserstrahl eine drehende und/oder taumelnde Bewegung ausführt. Auch bei dieser Möglichkeit ist zur besseren räumlichen Ausleuchtung vorgesehen, daß zusätzlich zu dem eine drehende und/oder taumelnde Bewegung ausführenden Laserstrahl der Prismakörper zur Ausübung einer drehenden und/oder taumelnden Bewegung ausgebildet ist.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Vorrichtung zur Erkennung von Personen oder Gegenständen für eine Sitzbelegungserfassung vorgesehen.
Bei einer anderen Ausführungsform ist die Vorrichtung zur Erkennung von Personen oder Gegenständen für eine Einparkhilfe vorgesehen.
Die Vorrichtung zur Erkennung von Personen oder Gegenständen kann auch für ein Auslösegerät für ein Rückhaltesystem vorgesehen sein. Dabei empfiehlt es sich, daß die Vorrichtung zum Erkennen von Personen oder Gegenständen für einen Frontalaufprallschutz und/oder einen Seitenaufprallschutz vorgesehen ist.
Nach einem letzten Vorschlag der vorliegenden Erfindung ist die Vorrichtung zum Erkennen von Personen oder Gegenständen für einen Precrash-Sensor vorgesehen.
Die vorliegende Erfindung ist in den Figuren der Zeichnung in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine stark vereinfachte schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erkennung von Personen oder Gegenständen, und zwar für eine Verwendung für eine Sitzbelegungserfassung,
Fig. 2 eine schematische Teilansicht der Einrichtung zur Erfassung eines Bildes der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erkennung von Personen oder Gegenständen mit relativ beweglichem Prisma und
Fig. 3 eine schematische Teilansicht einer zweiten Ausführungsform der Einrichtung zur Erfassung eines Bildes der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erkennung von Personen oder Gegenständen mit relativ beweglicher Facettensäule.
Die Vorrichtung zur Erkennung von Personen oder Gegenständen ist generell mit 10 bezeichnet. Sie ist für eine Verwendung für Sicherheitssysteme von Fahrzeugen vorgesehen, und ist, siehe insbesondere die Fig. 1 der Zeichnung, mit einer Einrichtung 11 zur Erfassung eines Bildes von der Person oder des Gegenstandes und mit einem Prozessor 14 zur Verarbeitung des erfaßten Bildes versehen. Die Einrichtung 11 zur Erfassung eines Bildes umfaßt wenigstens einen Laserstrahl 12, einen das Laserlicht 13 ablenkenden Prismakörper 15 und ein das von der Person oder dem Gegenstand reflektierte Laserlicht aufnehmendes Detektorsystem 16. Der Prismakörper 15 ist relativ zu dem Laserstrahl 12 derart angeordnet, daß er relativ zu dem Laserstrahl 12 eine drehende und/oder taumelnde Bewegung ausführt.
Das das von der Person oder dem Gegenstand reflektierte Laserlicht 13 aufnehmende Detektorsystem 16 (siehe Fig. 1) ist als wenigstens ein Kamerasystem ausgebildet. Weiterhin ist, siehe die Fig. 2 der Zeichnung, der das Laserlicht 13 ablenkende Prismakörper 15 als ein relativ zu dem Laserstrahl 12 drehendes und/oder taumelndes Prisma 17 ausgebildet.
Bei der Ausführungsform gemäß der Fig. 3 der Zeichnung ist der das Laserlicht 13 ablenkende Prismakörper 15 als ein relativ zu dem Laserstrahl 12 drehendes und/oder taumelndes Prisma mit Facetten-Schliff ausgebildet, und zwar in dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel als Facettensäule 18.
Die Einrichtung 11 zur Erfassung eines Bildes kann auch mehrere Laserstrahlen 12 umfassen. Den Laserstrahl 12 für die Einrichtung 11 zur Erfassung eines Bildes wird man bevorzugt als Impulslaser ausbilden.
Für die Ausbildung der relativen Bewegung des Prismakörpers 15 gegenüber dem Laserstrahl 12 sind verschiedene Möglichkeiten vorgesehen:
Bei der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Prismakörper 15 relativ zum dem Laserstrahl 12 derart angeordnet, daß der Prismakörper 15 eine drehende und/oder taumelnde Bewegung ausführt. Es kann dabei zur Verbesserung der räumlichen Ausleuchtung zusätzlich zu dem eine drehenden und/oder taumelnde Bewegung ausführenden Prismakörper 15 der Laserstrahl 12 zur Ausübung einer drehenden und/oder taumelnden Bewegung ausgebildet sein.
Bei einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Prismakörper 15 relativ zu dem Laserstrahl 12 derart angeordnet, daß der Laserstrahl 12 eine drehende und/oder taumelnde Bewegung ausführt. Zur Verbesserung der räumlichen Ausleuchtung kann hier zusätzlich zu dem eine drehende und/oder taumelnde Bewegung ausführenden Laserstrahl 12 der Prismakörper 15 zur Ausübung einer drehenden und/oder taumelnden Bewegung ausgebildet sein.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 zur Erkennung von Personen oder Gegenständen ist bei dem in der Fig. 1 der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel für eine Sitzbelegungserfassung eines mit 19 bezeichneten Fahrzeugsitzes vorgesehen. Es ist aber auch möglich, die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 zur Erkennung von Personen oder Gegenständen für andere Anwendungen vorzusehen, z. B. für eine Einparkhilfe oder z. B. für ein Auslösegerät für ein Rückhaltesystem. In diesem Falle könnte die Vorrichtung 10 zur Erkennung von Personen oder Gegenständen beispielsweise für einen Frontalaufprallschutz und/oder einen Seitenaufprallschutz vorgesehen sein. Bei einer weiteren Anwendungsmöglichkeit ist die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 zur Erkennung von Personen oder Gegenständen für eine Precrash-Sensor vorgesehen.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zur Erkennung von Personen oder Hindernissen ist es erstmalig möglich, mit einem Laserstrahl eine Rundumsicht (360°) räumlich zu erzielen, (z. B. mit Hilfe der Triangulation Konturen zu verfolgen) oder auch eine räumliche 180°-Sicht zu erzielen und diese z. B. mit Kamerasystemen auszuwerten. Die Funktion der erfindungsgemäßen Anordnung 10 ist derart, daß der Laserstrahl 12 z. B. auf ein drehendes Prisma (oder auch auf eine Facettensäule 18) trifft, das eine Taumelbewegung durchführt, und von diesem reflektiert wird. Der z. B. pulsierende Laserstrahl wird durch Hindernisse reflektiert und von Kamerasystemen ausgewertet. Bei einer 0°- bis 180°-Sicht werden alle Strahlen durch einen geneigten oder auch taumelnden Reflektor bei der Drehung 180° bis 360° nach vorne versetzt gespiegelt. Damit wird das davorliegende Feld (wie eine Schalttafel, das vor dem Stoßfänger liegende Feld, etc.) großflächig mit einem Laserstrahl 12 ausgeleuchtet. Das betreffende Feld kann dabei auch mit mehreren Laserstrahlen ausgeleuchtet werden. Um in diesem Falle die räumliche Ausleuchtung zu verbessern kann z. B. der aktive IR-Laser eine zusätzliche Dreh- und Taumelbewegung ausführen.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zur Erkennung von Personen oder Gegenständen kann z. B. mit Hilfe eines Triangulationsverfahrens aus den reflektierenden z. B. IR-Strahlen wie beispielsweise Impulslaser eine Kontur abgetastet und ein Abstand bzw. eine Bewegung einer Bezugsfläche räumlich bestimmt werden. Es wird dann z. B. über einen Algorithmus der ausgesendete Strahl mit der jeweiligen Dreh- und Taumelbewegung bei der Reflektion einer entsprechenden Position zugeordnet und bewertet.
Es kann die gleiche Funktion erfindungsgemäß auch mit einem sich kontinuierlich drehenden und taumelnden Impulslaser erzielt werden. Es wird hier z. B. bei der Drehung 180° bis 360° der Strahl durch eine sich z. B. in der Neigung ständig verstellenden Spiegel das davorliegende Feld von 0° bis 180° räumlich ausleuchten. Auch hier kann durch eine zusätzliche Dreh- und Taumelbewegung des Reflektors eine noch bessere räumliche Ausleuchtung erzielt werden. Es werden dabei über die Frequenz der Bewegungen des Laserstrahles bzw. des Reflektors die erforderlichen Informationen pro Zeiteinheit geliefert.
Wie bereits erwähnt, sind die dargestellten Ausführungsformen nur beispielsweise Verwirklichungen der Erfindung, diese ist nicht darauf beschränkt, es sich vielmehr noch mancherlei Abänderungen und Ausbildungen möglich. So kann die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 zur Erkennung von Personen oder Gegenständen bei anderen Anordnungen verwendet werden, als in den Figuren der Zeichnung dargestellt. Weiterhin sind insbesondere von den Figuren der Zeichnung abweichende Ausgestaltungen des Prismakörpers 15 denkbar.
BEZUGSZEICHENLISTE
10
Vorrichtung zur Erkennung von Personen oder Gegenständen
11
Einrichtung zur Erfassung eines Bildes
12
Laserstrahl
13
Laserlicht
14
Prozessor
15
Prismakörper
16
Detektorsystem
17
Prisma
18
Facettensäule
19
Fahrzeugsitz

Claims (16)

1. Vorrichtung zur Erkennung von Personen oder Gegenständen, insbesondere für Sicherheitssysteme von Fahrzeugen, mit einer Einrichtung (11) zur Erfassung eines Bildes von der Person oder des Gegenstandes und mit einem Prozessor (14) zur Verarbeitung des erfaßten Bildes, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (11) zur Erfassung eines Bildes wenigstens einen Laserstrahl (12), einen das Laserlicht (13) ablenkenden Prismakörper (15) und ein das von der Person oder dem Gegenstand reflektierte Laserlicht (13) aufnehmendes Detektorsystem (16) umfaßt, wobei der Prismakörper (15) relativ zu dem Laserstrahl (12) derart angeordnet ist, daß er relativ zu dem Laserstrahl (12) eine drehende und/oder taumelnde Bewegung ausführt.
2. Vorrichtung zur Erkennung von Personen oder Gegenständen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Person oder dem Gegenstand reflektierte Laserlicht (13) aufnehmende Detektorsystem (16) als wenigstens ein Kamerasystem ausgebildet ist.
3. Vorrichtung zur Erkennung von Personen oder Gegenständen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der das Laserlicht (13) ablenkende Prismakörper (15) als ein relativ zu dem Laserstrahl (12) drehendes und/oder taumelndes Prisma (17) ausgebildet ist.
4. Vorrichtung zur Erkennung von Personen oder Gegenständen nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der das Laserlicht (13) ablenkende Prismakörper (15) als ein relativ zu dem Laserstrahl (12) drehendes und/oder taumelndes Prisma mit Facetten-Schliff, insbesondere als Facettensäule (18) ausgebildet ist.
5. Vorrichtung zur Erkennung von Personen oder Gegenständen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (11) zur Erfassung eines Bildes mehrere Laserstrahlen (12) umfaßt.
6. Vorrichtung zur Erkennung von Personen oder Gegenständen nach einem Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl (12) für die Einrichtung (11) zur Erfassung eines Bildes als Impulslaser ausgebildet ist.
7. Vorrichtung zur Erkennung von Personen oder Gegenständen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Prismakörper (15) relativ zu dem Laserstrahl (12) derart angeordnet ist, daß der Prismakörper (15) eine drehende und/oder taumelnde Bewegung ausführt.
8. Vorrichtung zur Erkennung von Personen oder Gegenständen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu dem eine drehende und/oder taumelnde Bewegung ausführenden Prismakörper (15) der Laserstrahl (12) zur Ausübung einer drehenden und/oder taumelnden Bewegung ausgebildet ist.
9. Vorrichtung zur Erkennung von Personen oder Gegenständen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Prismakörper (15) relativ zu dem Laserstrahl (12) derart angeordnet ist, daß der Laserstrahl (12) eine drehende und/oder taumelnde Bewegung ausführt.
10. Vorrichtung zur Erkennung von Personen oder Gegenständen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu dem eine drehende und/oder taumelnde Bewegung ausführenden Laserstrahl (12) der Prismakörper (15) zur Ausübung einer drehenden und/oder taumelnden Bewegung ausgebildet ist.
11. Vorrichtung zur Erkennung von Personen oder Gegenständen nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (10) zur Erkennung von Personen oder Gegenständen für eine Sitzbelegungserfassung vorgesehen ist.
12. Vorrichtung zur Erkennung von Personen oder Gegenständen nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (10) zur Erkennung von Personen oder Gegenständen für eine Einparkhilfe vorgesehen ist.
13. Vorrichtung zur Erkennung von Personen oder Gegenständen nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (10) zur Erkennung von Personen oder Gegenständen für ein Auslösegerät für ein Rückhaltesystem vorgesehen ist.
14. Vorrichtung zur Erkennung von Personen oder Gegenständen nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (10) zur Erkennung von Personen oder Gegenständen für einen Frontalaufprallschutz vorgesehen ist.
15. Vorrichtung zur Erkennung von Personen oder Gegenständen nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (10) zur Erkennung von Personen oder Gegenständen für einen Seitenaufprallschutz vorgesehen ist.
16. Vorrichtung zur Erkennung von Personen oder Gegenständen nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (10) zur Erkennung von Personen oder Gegenständen für einen Precrash-Sensor vorgesehen ist.
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