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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführung eines Crashtests eines Kraftfahrzeugs, bei welchem Verfahren das Kraftfahrzeug gegen eine feststehende Crashbarriere bewegt wird, wobei das Fahrzeug wenigstens ein Insassenschutzsystem mit zugeordneter Kamera aufweist, die das Fahrzeugvorfeld aufnimmt, wobei anhand der Kamerabilder mittels einer Steuerungseinrichtung für den Betrieb des Insassenschutzsystems relevante Informationen ermittelt werden.
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Es ist seit langem bekannt, Crashtests durchzuführen, um die Sicherheit moderner Kraftfahrzeuge zu testen. Es handelt sich hierbei um synthetische Tests, in denen beispielsweise ein gegnerisches Fahrzeug simuliert wird. Hierzu dient eine feststehende Crashbarriere, üblicherweise in Form einer feststehenden, also starren Wand, gegen die das zu testende Fahrzeug mit einer definierten Geschwindigkeit bewegt wird. Über einen solchen Test wird ein realer Zusammenstoß zweier sich bewegender, jedoch frontal aufeinandertreffender Fahrzeuge simuliert. Ein Testszenario ist beispielsweise die Kollision des zu testenden Kraftfahrzeugs mit einer Eigengeschwindigkeit von 56 km/h mit der starren Wand. Die Relativgeschwindigkeit zwischen Fahrzeug und Wand beträgt also 56 km/h. Während der Kollision wird das zu testende Fahrzeug stark verformt. Der diesbezügliche Energieeintrag, also die Energie, die zur Verformung des eigenen Fahrzeugs bei Kollision mit der starren Wand führt, entspricht näherungsweise einer realen Kollisionssituation, bei der beide Fahrzeuge mit einer Geschwindigkeit von 56 km/h frontal kollidieren. Im Realfall wäre also eine Relativgeschwindigkeit von 112 km/h (also 2 × 56 km/h) gegeben. Aufgrund des Umstands, dass sich aber auch das Kollisionsfahrzeug dementsprechend verformt, folglich auch dort ein Energieeintrag gegeben ist, ergibt sich am eigenen Fahrzeug folglich ein Energieeintrag, wie er bei Kollision mit der starren Wand, jedoch nur der halben Relativgeschwindigkeit gegeben ist. Das heißt, dass mit einem solchen Test, bei dem das Kraftfahrzeug gegen eine starre Wand bewegt wird, folglich eine reale Situation simuliert werden kann, bei der zwei Fahrzeuge frontal, jedoch mit genähert der doppelten Relativgeschwindigkeit kollidieren.
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Mit einem solchen Test kann das Verhalten des Kraftfahrzeugs im Kollisionsfall, der Verletzungsgrad der Insassen sowie die Insassenbelastung und auch diverse weitere Bewertungskriterien bestimmt werden. Diese Testkriterien werden in erster Linie bewertet, um den Insassenschutz zu überprüfen, aber auch um passive Maßnahmen wie Strukturverhalten, Verformbarkeit, etc. zu bewerten.
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Moderne Kraftfahrzeuge verfügen darüber hinaus zunehmend über „vorausschauende” Systeme, also Systeme, die aufgrund von Umfelddaten respektive der Beobachtung des Umfelds Informationen ermitteln, die geeignet sind, aktiv zur Schadensbegrenzung in das Fahrverhalten einzugreifen bzw. auch Rückhaltemittel an die gegebene Situation anzupassen. Solche vorausschauenden „Insassenschutzsysteme” können beispielsweise automatisch ein Notbremssystem aktivieren, um das Fahrzeug vor der sich anbahnenden Kollision aktiv zu verzögern, oder Rückhaltemittel vorlaufend aktivieren wie beispielsweise Gurtstraffer, Airbags und ähnliches. Hierzu erfolgt wie beschrieben eine Umfeldbeobachtung unter Verwendung geeigneter Sensoren wie Kameras und ähnlichem. Die Funktion solcher vorausschauenden Insassenschutzsysteme beruht zumeist darauf, dass unter Verwendung der aufgenommenen Sensorinformationen, also beispielsweise der Kamerabilder, die Fahrzeugmasse respektive der Fahrzeugtyp des entgegenkommenden, potentiell kollidierenden Fahrzeugs sowie die Relativgeschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs zu dem entgegenkommenden Fahrzeug abgeschätzt wird. Basierend auf diesen Informationen können dann die Rückhaltemittel entsprechend aktiviert und adaptiert oder Notbremsfunktionen eingeleitet werden etc.
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Derartige kamerabasierte Systeme können jedoch im Falle eines Crashversuchs, bei dem das Fahrzeug gegen eine starre Wand bewegt wird, nicht getestet werden. Denn das Kollisionselement oder die Crashbarriere, also die Wand, wird nicht als potentielles, einem entgegenkommenden Fahrzeug entsprechendes Objekt detektiert. Das heißt, dass die zur Aktivierung der Insassenschutzsysteme benötigten relevanten Parameter des Crashobjekts wie z. B. Relativgeschwindigkeit, geometrische Abmaße oder eine Masseschätzung nicht geliefert werden können. Selbst wenn die Crashbarriere an sich erkannt werden würde, bewegt sich die starre Wand nicht analog einem entgegenkommenden Fahrzeug, so dass folglich auch nicht die korrekte Relativgeschwindigkeit ermittelt wird, wie sie über den nachgebildeten Test in der Realität gegeben wäre, siehe das einleitende Beispiel. Denn die Relativgeschwindigkeit in dem synthetischen Test würde dann nur etwa so groß sein wie die Eigengeschwindigkeit des Fahrzeugs und damit nur der halben Relativgeschwindigkeit im Realfall entsprechen. Das heißt, dass folglich Energieeintrag und über den oder die Sensoren, also die Kamera und Ähnliches, erfasste Relativgeschwindigkeit nicht übereinstimmen. Ein gleichzeitiger Test auch der Sensorik respektive des Verhaltens eines Insassenschutzsystems im Rahmen eines solchen synthetischen Kollisionstests ist folglich nicht möglich.
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Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, eine Vorrichtung anzugeben, die es ermöglicht, im Rahmen eines solchen Crashtests auch die Funktion eines kamerabasierten Insassenschutzsystems testen zu können.
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Zur Lösung dieses Problems ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass im Aufnahmebereich der Kamera wenigstens ein Informationselement, das wenigstens eine spezifische codierte Information betreffend die Crashbarriere aufweist, angeordnet wird, das die Kamera während der Bewegung in Richtung der Crashbarriere aufnimmt, wobei die Steuerungseinrichtung die codierte Information ermittelt und in Abhängigkeit der Information das Insassenschutzsystem steuert.
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Erfindungsgemäß wird in dem Aufnahmebereich der Kamera ein Informationselement platziert, das wenigstens eine Information trägt, die den anstehenden Crash identifiziert respektive beschreibt. Diese Identifikation respektive Beschreibung geht dahingehend, dass anhand der Information seitens des Steuergeräts des Insassenschutzsystems, das die Kamerabilder auswertet, anhand dieser Information erfasst werden kann, dass ein simulierter Crash bevorsteht, mithin also, dass das Fahrzeug gegen eine feststehende Crashbarriere bewegt wird und nicht mit einem entgegenkommenden Fahrzeug kollidiert. Die Steuerungseinrichtung ist hierfür in der Lage, innerhalb der Kamerabilder einerseits das Informationselement durch geeignete Analysealgorithmen wie Kantendetektionsalgorithmen etc. zu erfassen, und zum anderen, die spezifische Elementinformation zu erfassen. Anhand der gegebenen Information, die zwingend mindestens die Information umfasst, dass es sich um einen „synthetischen” Crash handelt, kann nun die Steuerungseinrichtung unter Nutzung der entsprechenden, hierfür vorgesehenen respektive ausgelegten Algorithmen den weiteren Betrieb des zugeordneten Insassenschutzsystems, beispielsweise des Airbagsystems, der Gurtstraffung etc. dementsprechend steuern und insbesondere berücksichtigen, dass der Steuerung letztlich die doppelte Differenzgeschwindigkeit als die real gemessene Differenzgeschwindigkeit zur stehenden Crashbarriere zugrunde zu legen ist. Denn der „reale” Crash würde, wie einleitend ausgeführt, mit der doppelten Differenzgeschwindigkeit ablaufen, dieses Szenario soll dem Test des kamerabasierten Insassenschutzsystems zugrunde gelegt werden. Sämtliche anderen Informationen wie Abstand zur Crashbarriere und Ist-Geschwindigkeit, die wie beschrieben zu verdoppeln ist, sind steuerungseinrichtungsseitig bekannt, so dass eine korrekte Ansteuerung im Idealfall erfolgen kann. Das Insassenschutzsystem kann folglich das oder die zugeordneten Insassenschutzsysteme wie Rückhaltesysteme oder das Bremssystem etc. korrekt ansteuern, und zwar sowohl im Hinblick auf den korrekten Ansteuerzeitpunkt als auch auf die Heftigkeit respektive den Grad des Eingriffs. Dies ermöglicht es, auch derartige umfeldadaptive Schutz- oder Insassenschutzsysteme in einer „synthetischen” Testumgebung zu prüfen. Eingeschlossen sind auch Aktuatoren, die ein Verhalten auf die Fahrzeugstruktur zeigen.
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Die codierte Information kann dabei ein geometrisches Muster und/oder eine Farbe oder Farbkombination sein. Die Steuerungseinrichtung muss also über einen entsprechenden Algorithmus verfügen, der in der Lage ist, geometrische Muster zu erkennen und auszuwerten, und/oder eine entsprechende Farbe der Farbkombination. Alle diese Varianten sind geeignet, in kodierter, vereinfachter Form entsprechende Informationen zum anstehenden Crash zu übermitteln.
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Die kodierte Information kann beispielsweise beschreiben, dass das Kraftfahrzeug gegen eine starre Wand, die sich über mindestens die Fahrzeugbreite und die Fahrzeughöhe erstreckt, bewegt wird, so dass also letztlich eine 100%ige Überdeckung gegeben ist. Alternativ sind auch Crashtests üblich, bei denen die Crashbarriere eine Art Barriere darstellt, die die Fahrzeugsilhouette nur zu einem bestimmten Prozentsatz, üblicherweise 40%, überdeckt. D. h., dass die Crashbarriere schmäler als die Fahrzeugbreite und niedriger als die Fahrzeughöhe ist. Hieraus wird ersichtlich, dass, nachdem die Crashtests in ihrer Art letztlich begrenzt sind, die verwendete Information nur wenige verschiedene Szenarien kodieren muss, d. h., dass die verwendeten Muster respektive Farben oder Farbkombinationen in ihrer Anzahl relativ begrenzt sind. Dies heißt aber auch, dass die steuerungseinrichtungsseitig vorhandenen Auswertealgorithmen auch nur auf eine begrenzte Anzahl an Mustern/Farben/Farbkombinationen sensitiv sein müssen. Letztlich beschreibt die kodierte Information also die Crashbarriere selbst und/oder dessen räumliche Anordnung relativ zum Kraftfahrzeug.
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Neben diesen grundsätzlichen Informationen kann die Informationstiefe aber noch etwas größer sein, dahingehend, dass die Information auch die Höhe und/oder die Breite der Crashbarriere und/oder dessen Art und/oder Beschaffenheit beschreibt. Letztlich kann die Informationstiefe beliebig gewählt werden, soweit Informationen in irgendeiner Form relevant sind für den Ansteuerbetrieb.
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Das Informationselement selbst wird bevorzugt an der Crashbarriere angeordnet, wobei es sich bei dem Informationselement um ein solches handelt, das keinerlei Einfluss auf die anstehende Kollision selbst hat. Denkbar ist hier die Verwendung eines mit der Information bedruckten Trägers, insbesondere aus Papier oder Kunststoff, der auf einfache Weise auf die Crashbarriere aufgeklebt oder sonst wie befestigt werden kann. Es versteht sich von selbst, dass ein bedrucktes Papier oder eine dünne bedruckte Kunststofffolie keinerlei Auswirkungen auf den Kollisionsvorgang hat. Alternativ zur Anordnung an der Crashbarriere selbst besteht selbstverständlich die Möglichkeit, das Informationselement auch anderswo im Aufnahmebereich der Kamera zu positionieren.
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Neben dem Verfahren betrifft die Erfindung ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens der beschriebenen Art, umfassend mehrere unterschiedliche Crashbarrieren sowie mehrere Informationselemente, die jeweils wenigstens eine für eine Crashbarriere spezifische kodierte Information tragen, welche Information in einem mittels einer Kamera aufgenommenen Bild sichtbar ist.
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Die kodierte Information kann ein geometrisches Muster und/oder eine Farbe oder Farbkombination sein und Informationen zur Crashbarriere selbst und/oder dessen räumlicher Anordnung relativ zum Kraftfahrzeug beschreiben. Eine die Crashbarriere selbst betreffende Information kann beispielsweise seine Höhe und/oder Breite, seine Art und/oder Beschaffenheit näher beschreiben.
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Das Informationselement selbst ist bevorzugt ein Träger, der mit der Information bedruckt ist, wobei vorzugsweise ein Träger aus Papier oder Kunststoff verwendet wird.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
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1 eine Prinzipdarstellung eines Kraftfahrzeugs, das über verschiedene kamerabasierte Insassenschutzsysteme verfügt,
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2 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung respektive eines Testverfahrens einer ersten Ausführungsform, und
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3 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung respektive eines Testverfahrens einer zweiten Ausführungsform.
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1 zeigt exemplarisch ein Kraftfahrzeug 1, das als Testfahrzeug mit einer Crashbarriere, wie nachfolgend noch beschrieben wird, kollidieren soll. Das Kraftfahrzeug 1 verfügt im gezeigten Beispiel über mehrere Insassenschutzsysteme 2, 3, 4, bei denen es sich allesamt um Sicherheitssysteme handelt. Das Insassenschutzsystem 2 umfasst einen Sicherheitsgurt 5 mit zugeordnetem, beispielsweise pyrotechnischem Gurtstraffer 6, der bei Bedarf ausgelöst werden kann. Das Insassenschutzsystem 4 ist als Notbremssystem ausgeführt, zu dem exemplarisch ein Bremspedal 7 gezeigt ist, wobei im Falle einer Notbremsung selbstverständlich unmittelbar auf die eigentlichen Bremseinrichtungen zugegriffen wird. 3 ist lediglich eine Prinzipdarstellung zur Erläuterung der Grundfunktionen. Das Insassenschutzsystem 3 schließlich umfasst einen Airbag 8, der ebenfalls angesteuert werden kann, um aufgeblasen zu werden. Selbstverständlich ist eine Vielzahl solcher Airbags 8 und entsprechende Aktuatoren im Kraftfahrzeug verbaut, die allesamt entsprechend angesteuert werden können.
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Vorgesehen ist ferner eine Steuerungs- und Verarbeitungseinrichtung 9, die allen Insassenschutzsystemen 2, 3, 4 zugeordnet ist. Es kann sich also um eine übergeordnete Steuerungseinrichtung handeln, die sämtliche Insassenschutzsysteme steuert, wie aber auch um eine Steuerungseinrichtung, die den Insassenschutzsystemen eigene Steuerungseinrichtungen, die hier nicht näher gezeigt sind, ansteuert, welche sodann die entsprechenden Funktionen vornehmen.
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Vorgesehen ist ferner eine Kamera 10, wobei auch mehrere Kameras verbaut sein können. Es kann sich um eine Monokamera handeln, aber auch um eine Stereokamera, eine Infrarotkamera etc. In jedem Fall dient die Kamera 10 dazu, das Fahrzeugvorfeld aufzunehmen, mithin also laufend Kamerabilder von der Fahrzeugvorfeldsituation zu liefern. Diese werden der Steuerungs- und Verarbeitungseinrichtung 9 gegeben, die die Bilder hinsichtlich des Bildinhalts auswertet und analysiert, ob im Bild ein Informationselement gezeigt ist, und, wenn dem so ist, dessen Information, die in kodierter Form Näheres zu einem anstehenden Crash beschreibt, analysiert. Aufgrund des erfassten Informationsinhalts und folglich der Angaben zum anstehenden Crash wird die Steuerungs- und Verarbeitungseinrichtung 9 über entsprechende Algorithmen die entsprechende „synthetische” Unfallsituation im Rahmen der Ansteuerung des oder der zugeordneten Insassenschutzsysteme berücksichtigten, insbesondere wird sie die doppelte Relativgeschwindigkeit, die dem Doppelten der im synthetischen Crashfall gemessenen Relativgeschwindigkeit zwischen Fahrzeug und Crashbarriere entspricht, der Ansteuerung zugrunde liegen.
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In 2 ist eine erste Prinzipdarstellung einer Crashsituation, in welcher ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug 1 gegen eine Crashbarriere bewegt wird, dargestellt. Hierzu ist eine Vorrichtung 11 umfassend eine Crashbarriere 12 hier in Form einer starren Wand 13, die breiter ist als das sich nähernde Kraftfahrzeug und mindestens genauso hoch ist, vorgesehen. An der Crashbarriere 12 ist ein Informationselement 14 angebracht, das vergrößert in 2 dargestellt ist. Das Informationselement 14 besteht aus einem Träger 15, vorzugsweise aus Papier oder einer dünnen Kunststofffolie, auf welchen Träger ein Muster 16 aufgedruckt ist. Dieses Muster 16, hier ein Kreis mit einem Vertikalstrich, dient als kodierte Information, die nähere Angaben zu dem anstehenden Crash beschreibt.
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Wie 2 zeigt, bewegt sich das Kraftfahrzeug 1, wie durch den Pfeil angegeben, in Richtung der Crashbarriere 12. Die Kamera 10, die als einziges hier dargestellt ist, erfasst das Fahrzeugvorfeld und auch den Informationsträger 14, da dieser im Aufnahmebereich 17 der Kamera 10 angeordnet ist. Die Steuerungs- und Verarbeitungseinrichtung 9 ist nun in der Lage, aus den aufgenommenen Kamerabildern das Informationselement 14 als solches zu ermitteln, wozu entsprechende Detektionsalgorithmen hinterlegt sind. Darüber hinaus ist die Steuerungs- und Verarbeitungseinrichtung 9 in der Lage, die Information des Informationselements 14, also hier das Muster 16, zu erfassen und zu analysieren. Anhand dieses Musters 16, das spezifisch für genau diesen Kollisionstest ist, erkennt die Steuerungs- und Verarbeitungseinrichtung 9, dass der anstehende Crash ein „synthetischer” Crash ist, mithin also das Fahrzeug 1 gegen eine feststehende Crashbarriere 12 bewegt wird. Das Muster 16 kodiert des Weiteren, dass die Crashbarriere 12 eine starre Wand ist, also folglich eine 100%ige Überdeckung von Crashbarriere 12 und Fahrzeug 1 gegeben ist.
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Gestützt auf diese Informationen kann die Steuerungs- und Verarbeitungseinrichtung 9 nun entsprechende Steuerbefehle generieren, gestützt auf welche die einzelnen Insassenschutzsysteme 2, 3, 4 anzusteuern sind. Insbesondere wird aufgrund der erfassten, kodierten Information, dass es sich um einen synthetischen Crash handelt, im Rahmen der Ansteuerung nicht die reale Differenzgeschwindigkeit zwischen Kraftfahrzeug 1 und feststehender Crashbarriere 12 zugrunde gelegt, sondern die doppelte Relativgeschwindigkeit, wie sie im realen Kollisionsfall, der über den „synthetischen” Crashtest nachgebildet werden soll, gegeben wäre. Dies führt dazu, dass der Ansteuerung der Insassenschutzsysteme 2, 3, 4 solche Ansteuerparameter zugrunde gelegt werden respektive deren Ermittlung solche Randbedingungen zugeordnet werden, die auch im Rahmen eines realen Crashs, wenn also zwei Kraftfahrzeuge mit dergleichen Eigengeschwindigkeit miteinander frontal kollidieren, erfasst respektive zugrunde gelegt werden würden.
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3 zeigt eine weitere Prinzipdarstellung eines zweiten Kollisionsszenarios. Auch hier fährt ein Kraftfahrzeug 1 gegen eine erfindungsgemäße Vorrichtung 11, die zwar wiederum eine starre Wand 13 umfasst, der jedoch eine andere Crashbarriere 18 vorangestellt ist. Diese Crashbarriere 18 ist eine Barriere, es kann sich hierbei um einen entsprechenden Betonblock handeln. Ersichtlich ist die Crashbarriere 18 deutlich niedriger als die Fahrzeughöhe, es ist auch deutlich schmäler als die Fahrzeugbreite, beispielsweise nur ca. halb so breit, so dass sich insgesamt eine nur ca. 40%ige Überdeckung von Crashbarriere 18 und Fahrzeugfront ergibt. An der Crashbarriere 18 ist wiederum ein Informationselement 14 angeordnet respektive vor ihm aufgestellt, das auch hier vergrößert dargestellt ist. Es handelt sich wiederum um einen Träger 15, beispielsweise aus Papier oder Kunststofffolie, auf dem ein anderes Muster 19 aufgedruckt ist. Dieses Muster 19 umfasst einen Kreis und einen horizontalen Strich. Es unterscheidet sich also in der Form vom Muster 16 aus 2 und damit folglich auch im Informationsinhalt.
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Analysiert die Steuerungs- und Verarbeitungseinrichtung 9 nun das Muster 19, so wird durch entsprechenden Mustervergleich oder ähnliche Analysealgorithmen erkannt, dass über dieses Muster 19 ein anderer Kollisionsfall beschrieben wird, nämlich ein anstehender synthetischer Kollisionsfall mit einer relativ kleinen Crashbarriere 18. Die kodierte Information kann dabei die Höhe und/oder Breite des Kollisionselements 18 oder seine Beschaffenheit als weitere Information angeben, je nachdem, welche entsprechenden Informationen zu diesem Muster 19 in der Steuerungs- und Verarbeitungseinrichtung 9 hinterlegt sind.
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Wiederum kann die Steuerungs- und Verarbeitungseinrichtung 19 erkennen, dass es sich zum einen um einen synthetischen, also nachgebildeten Kollisionsfall handelt, so dass der anstehenden Ermittlung der Steuerungsparameter für die einzelnen Insassenschutzsysteme 2, 3, 4 zugleich die entsprechende Relativgeschwindigkeit, die im realen Kollisionsfall gegeben wäre, zugrunde gelegt wird. Auch können aus der Kenntnis, dass es sich nur um eine 40%ige Überdeckung handelt, gegebenenfalls in Verbindung mit der Breite und/oder Höhe respektive der räumlichen Anordnung der Crashbarriere 18 zum Kraftfahrzeug 1, die entsprechenden Ansteuerparameter ermittelt und die Insassenschutzsysteme 2, 3, 4 entsprechend angesteuert werden.
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Im Rahmen dieser Ansteuerung können, ganz grundsätzlich, die entsprechenden Gurtstraffer rechtzeitig vor der Kollision ausgelöst werden, so dass die Gurte im Kollisionsfall direkt gestrafft sind und der oder die im Fahrzeug befindlichen Personen fest gegen die Sitze gedrückt werden. Auch können die Airbags rechtzeitig angesteuert werden, um bereits vor dem eigentlichen Crash aktiviert zu werden und im richtigen Zeitpunkt vollständig aufgeblasen werden, wie auch beispielsweise ein Notbremseingriff vor der eigentlichen Kollision angesteuert werden kann, um das Fahrzeug möglichst weitgehend vor der Kollision zu verzögern und Ähnliches.
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Unter Zugrundelegung der Information, dass es sich um einen „synthetischen” Crash handelt, kann also, nachdem die Steuerungs- und Verarbeitungseinrichtung 9 entsprechende „reale” Randbedingungen der Ermittlung der Ansteuerparameter zugrunde liegen kann, getestet werden, inwieweit die entsprechenden Insassenschutzsysteme korrekt arbeiten, d. h., dass deren Funktionalität in einer synthetischen Testumgebung überprüft werden kann.
