DE102013019897A1 - Position determination of an object in a vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Identifizieren und/oder Verfolgen eines Gegenstandes (1) in einem Suchraum (2) in einem Fahrzeug, mittels zumindest einer Kamera (3), wobei der Gegenstand mit einem Marker (4) gekennzeichnet ist, der ein Material umfasst, das unter Einfluss einer elektrischen Spannung aktivierbar ist, wobei das Material im aktivierten Zustand ein Licht einer vorbestimmten Wellenlänge ausstrahlt, die Schritte umfassend: – Erfassen eines Kamerabildes, – Erkennen des Markers (4) im Kamerabild, – Markerort im Kamerabild ermitteln, – Zuordnen eines Gegenstandortes im Suchraum (2) anhand des ermittelten Markerorts. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens. Mittels der Erfindung lassen sich auf einfache und kostengünstige Weise Gegenstände (1) in einem Suchraum (2) sicher identifizieren und orten.The invention relates to a method for identifying and / or tracking an article (1) in a search space (2) in a vehicle by means of at least one camera (3), the article being characterized by a marker (4) comprising a material , which is activatable under the influence of an electrical voltage, wherein the material in the activated state emits a light of a predetermined wavelength, comprising the steps of: - capturing a camera image, - detecting the marker (4) in the camera image, - detecting marker location in the camera image, - associating an object location in the search space (2) based on the determined marker location. The invention further relates to an apparatus for carrying out the method. By means of the invention, objects (1) can be reliably identified and located in a search space (2) in a simple and cost-effective manner.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Identifizieren eines Gegenstandes in einem Suchraum in einem Fahrzeug sowie eine mit dem Verfahren betriebene Vorrichtung.The invention relates to a method for identifying an object in a search space in a vehicle and to a device operated by the method.
Seit längerer Zeit sind optische Hilfssysteme bekannt, die zu einer computergestützten Lokalisierung von Gegenständen eingesetzt werden. Besonders auf dem medizinischen Gebiet, zum Beispiel in der Strahlentherapie, werden Gegenstände mittels einer Farbmarkierung gekennzeichnet, um dann beispielsweise einen Behandlungsstrahl auf diese Stellen auszurichten und eine Bestrahlung vorzunehmen.For some time optical auxiliary systems have been known which are used for computer-assisted localization of objects. Especially in the medical field, for example in radiation therapy, objects are marked by means of a color marking, in order to then align, for example, a treatment beam to these locations and to carry out an irradiation.
Aus der Druckschrift
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Identifizieren und/oder Verfolgen eines Gegenstands in einem Suchraum in einem Fahrzeug bereitzustellen, das eine genaue Lokalisierung von Gegenständen erlaubt und kostengünstig eingesetzt werden kann.It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for identifying and / or tracking an item in a search space in a vehicle that allows accurate location of items and that can be used inexpensively.
Diese Aufgabe wird mittels eines Verfahrens zum Identifizieren und/oder Verfolgen eines Gegenstandes in einem Suchraum in einem Fahrzeug, mittels zumindest einer Kamera gelöst, wobei der Gegenstand mit einem Marker gekennzeichnet ist, der ein Material umfasst, das unter Einfluss einer elektrischen Spannung aktivierbar ist, wobei das Material im aktivierten Zustand ein Licht einer vorbestimmten Wellenlänge ausstrahlt. Das Verfahren umfasst die Schritte: Erfassen eines Kamerabildes, Erkennen eines Markers im Kamerabild, Markerort im Kamerabild ermitteln, Zuordnen eines Gegenstandortes im Suchraum anhand des ermittelten Markerorts.This object is achieved by means of a method for identifying and / or tracking an object in a search space in a vehicle, by means of at least one camera, the object being characterized by a marker which comprises a material that can be activated under the influence of an electrical voltage, wherein the material in the activated state emits a light of a predetermined wavelength. The method comprises the steps: detecting a camera image, detecting a marker in the camera image, determining marker location in the camera image, assigning an object location in the search space on the basis of the determined marker location.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist, dass der Gegenstand mit einem Marker gekennzeichnet ist, der unter Einfluss einer elektrischen Spannung aktiviert werden kann. Elektrolumineszenz ist die Eigenschaft bestimmter Materialien oder Materialkombinationen, bei Anlegen eines elektrischen Feldes Licht zu emittieren. Ein Beispiel für einen derartigen Marker ist die illuminierende Farbe der Marke „LumiLor” der Firma Darkside Scientific. Das von dem Marker ausgestrahlte Licht kann mittels einer 2D-Kamera aufgenommen und im Bild leicht segmentiert werden. Durch die einfache Segmentierung kann eine Position des Gegenstandes berechnet werden.A particular advantage of the invention is that the article is marked with a marker that can be activated under the influence of an electrical voltage. Electroluminescence is the property of certain materials or combinations of materials to emit light upon application of an electric field. An example of such a marker is the "LumiLor" brand illuminating paint from Darkside Scientific. The light emitted by the marker light can be recorded by means of a 2D camera and easily segmented in the image. Due to the simple segmentation, a position of the object can be calculated.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird in einem weiteren Schritt des Verfahrens überprüft, ob sich der Gegenstand in zumindest einem vorbestimmten Gefahrenbereich des Suchraums befindet. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn sich der Gegenstand an einem Ort im Fahrzeuginnenraum – Suchraum – befindet, der die Funktion sicherheitskritischer Maßnahmen verhindert. Der Gegenstand könnte beispielsweise ein Tablet-PC, Navigationsgerät oder Mobilfunkgerät sein, das sich im Bereich eines Airbags befindet. Eine Zündung des Airbags müsste deswegen verhindert werden, damit ein Fahrer nicht durch den zwischen ihm und dem Airbag liegenden Gegenstand verletzt wird.In an advantageous embodiment of the invention, it is checked in a further step of the method whether the object is located in at least one predetermined danger zone of the search space. This is particularly advantageous when the object is at a location in the vehicle interior - search space - which prevents the function of safety-critical measures. The object could be, for example, a tablet PC, navigation device or mobile device that is located in the region of an airbag. An ignition of the airbag should therefore be prevented so that a driver is not injured by the lying between him and the airbag object.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird der zugeordnete Gegenstandort zur weiteren/für eine weitere Verarbeitung bereitgestellt und/oder auf einer Anzeige ausgegeben. Im Falle einer weiteren Verarbeitung kann der Betrieb von Funktionen im Fahrzeug an den Gegenstandsort eines vorbestimmten Gegenstands gekoppelt sein.In a particularly advantageous embodiment of the invention, the associated article location is provided for further / for further processing and / or displayed on a display. In case of further processing, the operation of functions in the vehicle may be coupled to the subject location of a predetermined object.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Kamera mit einem Filter ausgestattet, der eingerichtet ist, nur die vorbestimmte Wellenlänge des vom Marker ausgestrahlten Lichts zu erfassen. Dabei kann die Kamera dazu eingerichtet sein, nach unterschiedlichen Wellenlängen zu filtern. Dadurch ist bei einer selektiven Einstellung der Wellenlänge der Kamera eine Aufnahme von Objekten in dem Suchraum möglich, die mit unterschiedlichen Markern gekennzeichnet wurden.In a preferred embodiment of the invention, the camera is equipped with a filter which is adapted to detect only the predetermined wavelength of the light emitted by the marker. The camera can be set up to filter for different wavelengths. As a result, with a selective adjustment of the wavelength of the camera, it is possible to record objects in the search space that have been marked with different markers.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt die vorbestimmte Wellenlänge des vom Marker ausgestrahlten Lichts im Infrarotbereich. Ein spezieller Vorteil der Verwendung von Kameras, die sich zur Aufnahme einer bestimmten Wellenlänge eignen, also insbesondere Infrarotkameras, liegt darin, dass eine Ortsbestimmung im Suchraum ungestört von sichtbaren Lichteinstrahlungen oder -reflexen erfolgen kann und deshalb genauer und mit geringerem Rechenaufwand durchgeführt werden kann.In a particularly preferred embodiment of the invention, the predetermined wavelength of the light emitted by the marker is in the infrared range. A particular advantage of using cameras that are suitable for recording a specific wavelength, ie in particular infrared cameras, is that a location determination in the search space can be carried out undisturbed by visible light irradiations or reflections and can therefore be performed more accurately and with less computational effort.
Bei einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung wird der Marker erst beim Auslösen/Veranlassen des Identifizierungsvorgangs aktiviert. Dadurch kann erheblich Energie eingespart werden, die notwendig wäre, wenn der Marker durchgehend aktiviert wäre. In a particularly expedient embodiment of the invention, the marker is activated only when triggering / inducing the identification process. This can save a lot of energy, which would be necessary if the marker was activated throughout.
Ein weiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Identifizieren und/oder Verfolgen eines Gegenstandes in einem Suchraum in einem Fahrzeug, mittels zumindest einer Kamera, wobei der Gegenstand mit einem Marker gekennzeichnet ist, der ein Material umfasst, dass unter Einfluss einer elektrischen Spannung Licht einer vorbestimmten Wellenlänge abstrahlt, wobei die Kamera eingerichtet ist, Bilder eines abgetasteten Suchraums digital zu erzeugen und digitale Daten des erfassten Bildes einer Verarbeitungseinheit zur Verfügung zu stellen, und wobei die Verarbeitungseinheit eingerichtet ist, das vorstehend beschriebene Verfahren verfahrensgemäß durchzuführen.A further aspect of the invention relates to a device for identifying and / or tracking an object in a search space in a vehicle, by means of at least one camera, wherein the object is characterized by a marker comprising a material that under the influence of an electric voltage of a light predetermined wavelength, wherein the camera is adapted to digitally generate images of a scanned search space and provide digital data of the captured image of a processing unit, and wherein the processing unit is adapted to perform the method described above according to the method.
Die bei dem vorhergehenden Verfahren erörterten Vorteile treffen in analoger Weise auf die damit betriebene Vorrichtung zu. Darüber hinaus erlaubt der eingesetzte Marker eine designverträgliche Möglichkeit zum Identifizieren und/oder Verfolgen von Gegenständen mittels einer herkömmlichen 2D-Kamera. Eine mit dem Marker versehene Oberfläche leuchtet bei Aktivierung unter Spannung von selbst, ohne dabei weiteren Platz in Anspruch zu nehmen, wie dies bei herkömmlichen Markern, beispielsweise solchen mit LEDs und transparenter Scheibe der Fall wäre.The advantages discussed in the preceding method apply in an analogous manner to the device operated therewith. In addition, the marker used allows a design-compatible possibility for identifying and / or tracking objects by means of a conventional 2D camera. A tagged surface will self-illuminate when energized, without taking up more space, as would be the case with conventional markers such as those with LEDs and transparent glass.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Material des Markers auf den Gegenstand flächig aufgetragen, beispielsweise aufgesprüht. Durch das Aufsprühen des Markers auf den Gegenstand können unterschiedliche „Erkennungs”-Muster auf den Gegenstand gezeichnet werden. Gleichartige Gegenstände können so auf einfache Weise markiert werden. Solche Marker können organische Leuchtdioden OLEDs sein. Eine OLED ist ein leuchtendes Dünnschichtbauelement aus organischen halbleitenden Materialien, das sich von den anorganischen Leuchtdioden LEDs dadurch unterscheidet, dass Stromdichte und Leuchtdichte geringer sind und keine einkristallinen Materialien erforderlich sind.In a preferred embodiment of the invention, the material of the marker is applied to the object surface, for example, sprayed. By spraying the marker on the article, different "recognition" patterns can be drawn on the article. Similar objects can be marked in a simple way. Such markers may be organic light-emitting diode OLEDs. An OLED is a luminescent thin-film device made of organic semiconducting materials, which differs from the inorganic light-emitting diode LEDs in that current density and luminance are lower and no single-crystal materials are required.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Material des Markers homogen auf dem Gegenstand aufgebracht. Dadurch ergibt sich eine gleichmäßige Leuchtkraft, die das Identifizieren des mit dem Marker markierten Gegenstands erheblich erleichtert.In an advantageous embodiment, the material of the marker is applied homogeneously to the article. This results in a uniform luminosity, which greatly facilitates the identification of the marked with the marker object.
Bei einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung ist der Marker in Form eines vorbestimmten Musters auf dem Gegenstand aufgebracht. Das vorbestimmte Muster erlaubt eine weitere Differenzierung von identifizierten Gegenständen. Beispielsweise könnten so Gegenstände, die mit demselben Marker gekennzeichnet wurden, aufgrund eines Musters selektiert werden.In a further expedient embodiment of the invention, the marker is applied in the form of a predetermined pattern on the object. The predetermined pattern allows further differentiation of identified items. For example, objects marked with the same marker could thus be selected on the basis of a pattern.
Es ist besonders zweckmäßig einen zu identifizierenden Gegenstand mit einem Marker zu markieren, der mittels einer eigenen Spannungsquelle versorgt ist. Der Vorteil einer eigenen Spannungsversorgung liegt darin, dass der Marker mit einer zusätzlichen „Intelligenz” versehen werden kann, wobei der Marker erst dann aktiviert wird, wenn er beispielsweise über eine Fernbedienung zum betreffenden/relevanten Zeitpunkt des Identifikationsvorgangs ausgelöst wird. Bevorzugt erfolgt ein solches Einschalten, wenn die Kamera bereits aktiviert ist. Dadurch ergeben sich auch Vorteile bei dem Prozessieren der Bilddaten und somit der Identifikation der mit dem Marker markierten Gegenstände.It is particularly expedient to mark an object to be identified with a marker which is supplied by means of its own voltage source. The advantage of a separate power supply is that the marker can be provided with an additional "intelligence", whereby the marker is activated only when it is triggered, for example via a remote control at the relevant / relevant time of the identification process. Preferably, such switching is done when the camera is already activated. This also results in advantages in the processing of the image data and thus the identification of the objects marked with the marker.
Im Folgenden werden die Erfindung und beispielhafte Ausführungsformen anhand einer Zeichnung näher erläutert.In the following the invention and exemplary embodiments will be explained in more detail with reference to a drawing.
Die einzige Figur zeigt in einer schematischen Skizze einen Aufbau einer Vorrichtung zum Identifizieren und/oder Verfolgen eines Gegenstands in einem Suchraum gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.The single figure shows in a schematic sketch a structure of a device for identifying and / or tracking an object in a search space according to an embodiment of the invention.
Die Figur zeigt einen Gegenstand
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform überprüft die Verarbeitungseinheit, ob der lokalisierte Gegenstand sich in einem „Gefahrenbereich” des Suchraums befindet. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn sich der Gegenstand an einem Ort im Fahrzeuginnenraum – Suchraum – befindet, der die Funktion sicherheitskritischer Maßnahmen verhindert. Über Ausgabeeinrichtung
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung findet bei Fahrzeugen bzw. deren Innenraum eine zweckmäßig Anwendung. Dabei kann einem Fahrer während der Fahrt über ein als Ausgabeeinrichtung
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Gegenstand
Dadurch, dass der Marker
Bevorzugt werden Marker
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung unterscheiden sich die ausgestrahlten Wellenlängen in Abhängigkeit des Materials des Markers
Die Verwendung der vorhergehend beschriebenen Vorrichtung beschränkt sich nicht lediglich auf das beschriebene Ausführungsbeispiel, sondern kann zur Identifizierung und/oder Verfolgung eines Gegenstands in einem beliebigen Suchraum, beispielsweise Werkhalle, Materiallager, usw. verwendet werden. Ihr Einsatz ist kostengünstig und effizient.The use of the apparatus described above is not limited to the described embodiment, but may be used to identify and / or track an item in any search space, such as a workshop, warehouse, etc. Their use is cost effective and efficient.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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