DE102013224725B4

DE102013224725B4 - Verfahren zur Erkennung eines Sturzes eines Fahrers eines Zweirads sowie Vorrichtung hierzu

Info

Publication number: DE102013224725B4
Application number: DE102013224725.7A
Authority: DE
Inventors: Matthias MÖRBE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2013-12-03
Filing date: 2013-12-03
Publication date: 2019-06-19
Anticipated expiration: 2033-12-04
Also published as: DE102013224725A1; JP2015107798A

Abstract

Verfahren zur Erkennung eines Sturzes eines Fahrers eines Zweirads, bei welchem zur Erkennung des Sturzes erste Aufnahmen einer ersten Kamera ausgewertet werden, wobei die Kamera an dem Zweirad derart angebracht ist, dass sich der Fahrer in Sitzposition zumindest teilweise mit dem Schulterbereich sowie dem Kopf oder Heim im Sichtfeld der ersten Kamera befindet, wobei spezifische Bewegungsmuster des Fahrers im Sichtfeld der ersten Kamera, die vorbestimmten, im Zweirad gespeicherten Bewegungsmustern entsprechen, als Hinweis auf den Sturz bewertet werden und wobei automatisch ein Notruf abgesetzt wird oder eine Airbagauslösung unterstützt oder plausibilisiert wird, wenn der Sturz des Fahrers des Zweirads erkannt wird.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft die Sicherheit von Zweiradfahrern, insbesondere eine verbesserte Sturzerkennung.
Stand der Technik
Aus der DE 102 10 975 B4 ist ein personenindividuelles Notfallerkennungssystem mit mindestens einem Sensor bekannt, wobei der Sensor beispielsweise eine in den Helm eines Zweiradfahrers integrierte Kamera sein kann. Hierin ist auch das Absetzen eines automatischen Notrufs auf Basis der von dem Sensor erfassten Informationen beschrieben.
Die DE 10 2012 203 462 A1 betrifft ein Verfahren zur Erfassung von Daten für eine Sicherheitsvorrichtung für ein Balancefahrzeug, wobei mittels mindestens zweier Sensoren bis erfasste fahrerspezifische Daten zusammen mit mittels mindestens eines weiteren Sensors bis erfassten fahrzeugspezifischen Daten an eine Datenspeicher- und Steuereinrichtung übermittelt, von dieser gespeichert und aus diesen Daten statische und/oder dynamische fahrer- und/oder fahrzeugspezifische Größen ermittelt werden, wobei die Sensoren bis als Drucksensoren und/oder optische Sensoren ausgebildet sind. Weiterhin Gegenstand der DE 10 2012 203 462 A1 ist eine Anordnung zur Erfassung von Daten für eine Sicherheitsvorrichtung für ein Balancefahrzeug, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass mindestens zwei Sensoren bis zur Erfassung fahrerspezifischer sowie mindestens ein weiterer Sensor bis zur Erfassung fahrzeugspezifischer Daten mit einer Datenspeicher- und Steuereinrichtung verbunden sind und diese die zeitlich korrelierte Erfassung von fahrer- sowie fahrzeugspezifischen Daten steuert, diese speichert sowie auswertet und aus diesen statische sowie dynamische Größen ermittelt.
Die DE 10 2006 037 731 A1 offenbart ein Überwachungssystem für ein Kraftfahrzeug. Mit einem zentralen PC-Modul sollen aktive Schutzmaßnahmen für den Führer des Kraftfahrzeugs bei Erkennen einer Notwendigkeit durchgeführt werden.
Die US 2010/0198453 A1 lehrt ein Verfahren und ein System zur Integration eines tragbaren elektronischen Gerätes in ein Fahrrad.
Aus der DE 102 23 210 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Alarmierung eines Fahrzeugführers bekannt.
Offenbarung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung sowie deren Integration in ein Zweirad zur Erkennung eines Sturzes des Fahrers des Zweirads sowie der basierenden Einleitung von Schutzmaßnahmen bereitzustellen.
Bei dem Verfahren werden zur Erkennung des Sturzes erste Aufnahmen einer ersten Kamera ausgewertet. Die Kamera ist dabei an dem Zweirad derart angebracht, dass sich der Fahrer in fahrender Sitzposition zumindest teilweise, vorzugsweise mit dem gesamten Schulterbereich sowie dem Kopf bzw. Helm, im Sichtfeld der ersten Kamera befindet. Mit fahrender Sitzposition ist damit das (normale) Sitzen des Fahrers auf dem Sitzsitz mit den Händen am Lenker gemeint. Damit kann die Kamera Bewegungen des Fahrers aufnehmen und über deren Auswertung einen Sturz des Fahrers erkennen. Während andere Verfahren zur Sturzerkennung oft auf das Verhalten des Zweirads abstellen, z.B. auf dessen Neigung oder Verzögerung, wird mit der Beobachtung des Fahrers direkt das potentielle Sturzopfer überwacht und somit insbesondere in Kombination mit anderen Sturzindikatoren im Zweirad eine zuverlässigere Aussage darüber ermöglicht, ob tatsächlich ein Sturz des Fahrers erfolgt ist. Zur Verbesserung der Auswertegenauigkeit kann auch eine Kamera vorgesehen werden, die den gesamten Oberkörperbereich einschließlich der Oberarme des Fahrers erfasst.
Bei der Auswertung der ersten Aufnahmen der ersten Kamera wird vorzugsweise ein Verschwinden des Fahrers aus dem Sichtfeld der ersten Kamera als Hinweis auf den Sturz bewertet. Befindet sich ein Fahrer unverändert im Sichtfeld der Kamera, ist ein Sturz zwar nicht ausgeschlossen, aber unwahrscheinlicher als beim Verschwinden aus dem Sichtfeld.
Dabei können nicht nur die Anwesenheit bzw. Abwesenheit des Fahrers im Sichtfeld der Kamera betrachtet werden.
Erfindungsgemäß werden spezifische Bewegungsmuster des Fahrers im Sichtfeld der ersten Kamera, die vorbestimmten, im Zweirad gespeicherten Bewegungsmustern entsprechen, als Hinweis auf den Sturz bewertet. Hierzu können zum einen schnelle Bewegungen im Sichtfeld oder aus dem Sichtfeld heraus oder Bewegungen in bestimmte Richtungen im Sichtfeld oder aus dem Sichtfeld heraus herangezogen werden. Die kritischen Bewegungsmuster eines Fahrers, die auf einen Sturz hindeuten, können vorbestimmt sein und zum Vergleich mit den tatsächlich erfassten Bewegungsmustern in einem Speicher des Zweirads abgelegt sein. Somit kann die Sturzerkennung noch zuverlässiger und schneller auf bekannte Sturzmuster reagieren und eine verbesserte Sturzerkennung ist möglich.
Die Erkennung des Sturzes durch die beschriebenen Auswertungen von Kameraaufnahmen des Fahrers können verbessert werden, wenn zudem weitere Daten ausgewertet werden. Es kann hierbei z.B. eine gesamte Sturzwahrscheinlichkeit auf Basis der einzelnen Sturzwahrscheinlichkeiten berechnet werden, die anhand verschiedener Datenquellen bestimmt werden. Wird z.B. aufgrund der Kameraaufnahmen mit mittlerer Wahrscheinlichkeit auf einen Sturz geschlossen, alle anderen ausgewerteten Daten zeigen aber keinen Hinweis auf einen Sturz, kann als Gesamtergebnis darauf geschlossen werden, dass kein Sturz erfolgt ist. Es kann auch eine Mehrheitsauswahl erfolgen, bei welcher auf einen Sturz geschlossen wird, wenn eine Mehrheit der Auswertungen der Daten aus verschiedenen Datenquellen auf Sturz erkannt hat. Außerdem kann auf einen Sturz erkannt werden, wenn eine oder mehrere Auswertungen der verschiedenen Datenquellen mit mindestens einer vorbestimmten Wahrscheinlichkeit auf einen Sturz erkannt hat.
Zu den weiteren Datenquellen können Sensoren gehören, welche Beschleunigungs- bzw. Verzögerungsinformationen, Informationen über die Lage bzw. Neigung des Zweirads oder Geschwindigkeitsinformationen liefern. Diese Quellen liefern wertvolle Daten, deren Auswertung die Sturzerkennung in Kombination mit der beschriebenen Auswertung auf Basis der Kameradaten weiter erhöht.
Die zusätzlichen Daten können auch weitere Aufnahmen einer zweiten Kamera sein. Insbesondere eine Helmkamera oder eine die Fahrbahn erfassende Kamera am Zweirad können wertvolle ergänzende Informationen zu den Daten der ersten Kamera liefern, um die Sturzerkennung noch genauer und zuverlässiger zu gestalten. Auch über ein Mikrofon erfasste Geräusche oder mittels Sensoren, insbesondere Beschleunigungssensoren, erfasste Vibrationen können zu diesem Zweck als weitere Informationen herangezogen werden.
Erfindungsgemäß wird automatisch ein Notruf abgesetzt, wenn der Sturz des Fahrers des Zweirads durch die Auswertung der Kamerainformationen, gegebenenfalls unterstützt durch Auswertungen weiterer Informationen, erkannt wird. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine Airbagauslösung unterstützt oder plausibilisiert werden.
Die Auswertung der ersten Aufnahmen der ersten Kamera und gegebenenfalls weiterer Daten zur Erkennung des Sturzes findet erfindungsgemäß in einer Recheneinheit des Zweirads statt. Hierbei handelt es sich insbesondere um eine zentrale Recheneinheit, die auch über Kommunikationsmittel verfügt, den Notruf zu versenden bzw. eine Airbagauslösung zu unterstützen oder zu plausibilisieren. Dadurch ist eine besonders schnelle Reaktion auf den erkannten Sturz möglich.
Die erste Kamera ist Teil einer Vorrichtung, die mit dem Zweirad physisch verbunden werden kann oder in das Zweirad integriert ist. Die Kamera ermöglicht dabei insbesondere Weitwinkelaufnahmen mit einem Bildwinkel von mindestens 50°, insbesondere von mindestens 60°. Hierdurch wird gewährleistet, dass es in diesem konkreten Anwendungsfall zu besonders aussagekräftigen Aufnahmen kommt. Kleinere Bildausschnitte können zu einer höheren Fehlerrate bei der Erkennung führen. Die Kamera kann weiterhin als Fotokamera oder als Videokamera ausgeführt sein. Während eine Fotokamera oft schneller ihre vergleichsweise kleineren Datenmengen zur Verfügung stellen kann, sind Videoaufnahmen aussagekräftiger, da sie z.B. ein vollständiges Bild der Bewegungsmuster des Fahrers während einer Sturzsituation vermitteln können.
Um eine schnelle Auswertung und damit eine schnelle Reaktion im Notfall sicher zu stellen, werden durch die Vorrichtung oder in der mit der Auswertung betrauten Recheneinheit stark vereinfachte Repräsentationen der KameraAufnahmen der ersten Kamera erstellt. Solche Repräsentation können schneller versendet, gespeichert und ausgewertet werden.
Bevorzugterweise wird die Vorrichtung samt Kamera im Lenkbereich bzw. im Anzeigecluster des Zweirades angebracht oder integriert, da hier ein Sichtfeld der Kamera besonders gut den relevanten Oberkörper-Bereich des Fahrers erfasst.
Figurenliste
Nachfolgend ist die Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen und anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigt

1 schematisch ein Zweirad mit Fahrer und einer beispielhaften Vorrichtung zur Erkennung eines Sturzes,
2 schematisch die Aufsicht auf den Lenkbereich eines Zweirads, dessen Fahrer und eine beispielhafte Vorrichtung zur Erkennung eines Sturzes.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Das Grundproblem der Sturzerkennung ist die Bewertung eines dynamischen Vorgangs und die Bestimmung der Schwere des Schadens, insbesondere für den Fahrer und Beifahrer. Aus der Dynamik des Fahrzeuges lassen sich hierzu Ableitungen treffen, aber es fehlt oft der Zusammenhang mit dem Fahrer bzw. die Information des Verhaltens bzw. der Bewegungen des Fahrers relativ zum Zweirad. So gibt es Ereignisse, die zwar wie ein Sturz aussehen, aber eigentlich keinen Notruf erforderlich machen. Ein Beispiel ist, wenn das Fahrzeug umkippt, weil die Abstützung im Stand nicht ausgereicht hat, sich aber gar kein Fahrer auf dem Fahrzeug befindet. Hier sollte kein Notruf erfolgen bzw. keine Airbagauslösung erfolgen.
Für das Führen eines Zweirades gibt es eine eindeutige Position des Fahrers, außerdem ist durch die Helmpflicht das Erscheinungsbild fast standardisiert. Das erfasste Rasterbild von Kopf mit Helm und Schultern, gegebenenfalls auch des gesamten Oberkörpers inklusive Oberarmen, kann sich nur in einem sehr begrenzten Raum verschieben. Mittels einer Kamera z.B. im Anzeigecluster des Zweirads können somit die Anwesenheit bzw. Abwesenheit des Fahrers sowie Veränderungen in dessen Position eindeutig erkannt werden.
Diese Information kann in Bezug gesetzt werden zu anderen verfügbaren Informationen wie Geschwindigkeit, Fahrzeugstabilität, Fahrzeug-Position über GPS etc. Zusätzlich kann auch eine Analyse von Geräuschen oder Vibrationen über ein Mikrofon oder über Beschleunigungssensoren durchgeführt werden und deren Ergebnis als weiteres Kriterium in die Bewertung einfließen.
Die Situation wird in einer zentralen Rechnereinheit zur Sturzerkennung erfasst und bewertet. Die Algorithmen reduzieren die Mehrdeutigkeit der Einzelinformation der verschiedenen Datenquellen (Kamera, GPS, Beschleunigung etc.) zu einem eindeutigen Gesamtzustand. Als Ergebnis kann ein Sturz erkannt werden und damit ein Notruf ausgelöst werden oder eine Airbagauslösung unterstützt oder plausibilisiert werden, ohne dass eine manuelle Betätigung erforderlich ist. Aus den Einzeldaten kann im Zusammenhang auch eine Schwere der Schäden abgeleitet werden.
Die photographischen Bilder vom Fahrer auf dem Fahrzeug können stark vereinfacht werden und trotzdem mittels Erkennungsalgorithmen eindeutig bestimmt sein. Die Bewertung des Ablaufs kann in einem Zentralrechner des Fahrzeuges erfolgen und damit z.B. die Notrufinformationsübertragung vereinfacht und abgesichert werden. Es wird somit ein Notruf abgesetzt, auch wenn der Fahrer nicht mehr dazu in der Lage ist. Die Wahrscheinlichkeit von Fehlmeldungen wird reduziert.
1 zeigt schematisch ein Zweirad 2 mit einem Fahrer 1. Im Lenkerbereich 6 weist das Zweirad 2 eine Vorrichtung 4 auf. Diese Vorrichtung 4 verfügt über eine Kamera, deren Sichtfeld 5 den Oberkörper 3 des Fahrers in natürlicher bzw. gewöhnlicher Sitzposition beim Fahren erfasst. Das Blickfeld 5 ist stark vereinfacht dargestellt und erfasst vorzugsweise in Kegelform zumindest den Kopf- bzw. Helmbereich sowie den Schulterbereich des Fahrers 1. Bevorzugterweise wird der gesamte Oberkörperbereich einschließlich Oberarmen des Fahrers erfasst.
In 2 ist schematisch eine Aufsicht der 1 dargestellt. Mit einem Weitwinkel-Sichtfeld 5 erfasst die Vorrichtung mit Weitwinkel-Kamera 4 den Oberkörper des Fahrers 1 als Rasterinformation. Die Vorrichtung 4 ist dabei in den Lenkbereich 6 des Zweirades integriert.
Die so erfassten Bildinformationen werden wie oben beschrieben ausgewertet, vorzugsweise in Kombination mit weiteren Informationen, z.B. einer Inertialsensorik (Fahrstabilität), Geräuschinformationen, Ortsinformationen sowie Fahrzeug-Beschleunigungs- oder Geschwindigkeitsinformationen. Wird auf einen Sturz erkannt, kann ein automatischer Notruf abgesetzt werden oder eine Airbagauslösung unterstützt oder plausibilisiert werden.

Claims

Verfahren zur Erkennung eines Sturzes eines Fahrers eines Zweirads, bei welchem zur Erkennung des Sturzes erste Aufnahmen einer ersten Kamera ausgewertet werden, wobei die Kamera an dem Zweirad derart angebracht ist, dass sich der Fahrer in Sitzposition zumindest teilweise mit dem Schulterbereich sowie dem Kopf oder Heim im Sichtfeld der ersten Kamera befindet, wobei spezifische Bewegungsmuster des Fahrers im Sichtfeld der ersten Kamera, die vorbestimmten, im Zweirad gespeicherten Bewegungsmustern entsprechen, als Hinweis auf den Sturz bewertet werden und wobei automatisch ein Notruf abgesetzt wird oder eine Airbagauslösung unterstützt oder plausibilisiert wird, wenn der Sturz des Fahrers des Zweirads erkannt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Auswertung der ersten Aufnahmen der ersten Kamera ein Verschwinden des Fahrers aus dem Sichtfeld der ersten Kamera als Hinweis auf den Sturz bewertet wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erkennung des Sturzes neben der Auswertung der ersten Aufnahmen der ersten Kamera weitere Daten ausgewertet werden.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Daten Beschleunigungs- oder Verzögerungsinformationen, Informationen über die Lage oder Neigung des Zweirads oder Geschwindigkeitsinformationen repräsentieren.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Daten zweite Aufnahmen einer zweiten Kamera umfassen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Daten über ein Mikrofon erfasste Geräusche oder mittels Sensoren erfasste Vibrationen repräsentieren.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertung der ersten Aufnahmen der ersten Kamera und gegebenenfalls weiterer Daten zur Erkennung des Sturzes in einer Recheneinheit des Zweirads erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der zweiten Kamera um eine Helmkamera oder eine um eine Fahrbahn erfassende Kamera handelt.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Sensoren um Beschleunigungssensoren handelt.
Vorrichtung zu Erkennung eines Sturzes eines Fahrers eines Zweirads mit einer ersten Kamera, wobei die Vorrichtung mit dem Zweirad verbunden werden kann, wobei die Vorrichtung Mittel aufweist, stark vereinfachte Repräsentationen von Aufnahmen der ersten Kamera zu erstellen und an eine Recheneinheit des Zweirads zu versenden, wobei in der Recheneinheit zur Erkennung eines Sturzes erste Aufnahmen der ersten Kamera ausgewertet werden, wobei die erste Kamera an dem Zweirad derart angebracht ist, dass sich der Fahrer in Sitzposition zumindest teilweise mit dem Schulterbereich sowie dem Kopf oder Helm im Sichtfeld der ersten Kamera befindet, wobei spezifische Bewegungsmuster des Fahrers im Sichtfeld der ersten Kamera, die vorbestimmten, im Zweirad gespeicherten Bewegungsmustern entsprechen, als Hinweis auf den Sturz bewertet werden und wobei automatisch ein Notruf abgesetzt wird oder eine Airbagauslösung unterstützt oder plausibilisiert wird, wenn der Sturz des Fahrers des Zweirads erkannt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kamera Weitwinkelaufnahmen mit einem Bildwinkel von mindestens 50° ermöglicht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kamera eine photographische Kamera ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kamera eine Videokamera ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kamera Weitwinkelaufnahmen mit einem Bildwinkel von mindestens 60° ermöglicht.
Zweirad mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, welche im Lenkbereich des Zweirads befestigt oder in den Lenkbereich des Zweirads integriert ist.