DE102016219517B4 - Motor vehicle and method for determining an occupant information - Google Patents
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Abstract
Kraftfahrzeug (2), aufweisend wenigstens einen Sitz (3) für eine Person (18) in einem Innenraum (1), wenigstens einen auf den Sitz (3) gerichteten Radarsensor (8, 9) in dem Innenraum (1) und eine die Radardaten des Radarsensors (8, 9) zur Ermittlung einer eine auf dem Sitz (3) befindliche Person (18) beschreibenden Insasseninformation auswertende Steuereinrichtung (15), dadurch gekennzeichnet, dass in einen Sitzbezug (5) des Sitzes (3) ein radarreflektierendes Material integriert ist, wobei die Steuereinrichtung (15) zur Ermittlung der Insasseninformation wenigstens teilweise in Abhängigkeit der Radarsichtbarkeit des Sitzbezuges (5) ausgebildet ist.Motor vehicle (2), comprising at least one seat (3) for a person (18) in an interior (1), at least one on the seat (3) directed radar sensor (8, 9) in the interior (1) and one the radar data characterized in that in a seat cover (5) of the seat (3) a radar reflective material is integrated in the radar sensor (8, 9) for determining an occupant on the seat (3) person (18) descriptive occupant information evaluating control device (15) , wherein the control device (15) for determining the occupant information is formed at least partially as a function of the radar visibility of the seat cover (5).
Description
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, aufweisend wenigstens einen Sitz für eine Person in einem Innenraum, wenigstens einen auf den Sitz gerichteten Radarsensor in dem Innenraum und eine die Radardaten des Radarsensors zur Ermittlung einer eine auf dem Sitz befindliche Person beschreibenden Insasseninformation auswertende Steuereinrichtung. Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Ermittlung einer eine auf einem Sitz eines solchen Kraftfahrzeugs befindliche Person beschreibenden Insasseninformation.The invention relates to a motor vehicle, comprising at least one seat for a person in an interior space, at least one radar sensor directed to the seat in the interior and a control device evaluating the radar data of the radar sensor for determining a passenger information on the seat descriptive occupant information. In addition, the invention relates to a method for determining an occupant information on a seat of such a motor vehicle descriptive.
Moderne Kraftfahrzeuge weisen eine Vielzahl von Fahrerassistenzsystemen und Sicherheitssystemen auf, die den Fahrer insbesondere in kritischen Verkehrssituationen unterstützen können, wobei verschiedene Arten von Sensoren eingesetzt werden können. Für die Innenraumüberwachung werden dabei meist optische Sensoren, beispielsweise Kamerasysteme, für die Müdigkeitserkennung, Gestensteuerung oder Fahrerüberwachung eingesetzt.Modern motor vehicles have a variety of driver assistance systems and safety systems that can assist the driver, especially in critical traffic situations, where various types of sensors can be used. For interior monitoring, optical sensors, for example camera systems, are usually used for fatigue detection, gesture control or driver monitoring.
Ein wichtiges Sicherheitssystem für Kraftfahrzeuge sind Airbageinrichtungen, die einen Airbag umfassen, der bei einem Unfall bzw. einer Kollision aufgeblasen wird und so Verletzungen der Insassen vermeiden soll. Die Auslösung des Airbags spielt also eine wichtige Rolle bei der Reduzierung der Unfallschwere. Allerdings treten durch Airbags selber teilweise auch Probleme auf, insbesondere dann, wenn eine falsche Sitzposition des Insassen relativ zum Airbag vorliegt. Während bei der richtigen Sitzposition allenfalls leichtere Verletzungen auftreten können, sind bei einer falschen Sitzposition auch schwerere Verletzungen grundsätzlich denkbar.An important safety system for motor vehicles are airbag devices which include an airbag which is inflated in the event of an accident or collision and thus should avoid injury to the occupants. The triggering of the airbag thus plays an important role in reducing the severity of the accident. However, sometimes airbag itself also presents problems, in particular if there is an incorrect seating position of the occupant relative to the airbag. While at the correct sitting position possibly lighter injuries can occur, with a wrong seat position also heavier injuries are conceivable in principle.
Ein wichtiger Faktor für das Verletzungsrisiko durch einen Airbag ist der relative Abstand zwischen dem Insassen und dem Airbag. Dieser relative Abstand wiederum ist abhängig von der Größe der Person, die wiederum vom Alter (Kind oder Erwachsener), vom Geschlecht und auch der notwendigen Sitzposition (fahrsituationsabhängig) abhängig ist. Als ungünstigster Fall für eine schlechte Sitzposition wird bei Untersuchungen der Airbagsicherheit meist eine kleine weibliche Person, die sogenannte 5%-Frau, angenommen. Eine weitere Personengruppe, die geschützt werden soll, ist die der 4- bis 8-jährigen Kinder. Kinder nehmen häufig ungewöhnliche oder unruhige Sitzpositionen ein.An important factor for the risk of injury by an airbag is the relative distance between the occupant and the airbag. This relative distance, in turn, depends on the size of the person, who in turn depends on the age (child or adult), gender and also the required sitting position (depending on the driving situation). As unfavorable case for a bad sitting position, a small female person, the so-called 5% woman, is usually accepted in studies of airbag safety. Another group of people to be protected is that of 4- to 8-year-old children. Children often experience unusual or restless sitting positions.
Um festzustellen, ob eine geeignete Sitzposition des Insassen auf dem Sitz vorliegt, sind optische Sensoren eher ungeeignet, da sie zum einen von der Umgebungshelligkeit abhängig sind, zum anderen aber auch sichtbar im Kraftfahrzeug verbaut werden müssen, was meist unerwünscht ist. Werden die optischen Sensoren, beispielsweise eine Kamera, exakt auf einen ihrem Zweck entsprechenden Überwachungsbereich gerichtet, kann oft keine allgemeine Aussage über die Sitzposition getroffen werden. Beispielsweise wird bei der Fahrerüberwachung eine Kamera exakt auf das Gesicht des Fahrers gerichtet, um Kopfbewegungen oder die Augenaktivität im Gesicht zu überwachen.In order to determine whether a suitable sitting position of the occupant is present on the seat, optical sensors are rather unsuitable, since they depend on the one hand on the ambient brightness, but on the other hand also visible in the motor vehicle must be installed, which is usually undesirable. If the optical sensors, for example a camera, are aimed precisely at a surveillance area corresponding to their purpose, it is often impossible to make a general statement about the seating position. For example, in driver monitoring, a camera is aimed precisely at the driver's face to monitor head movements or facial eye activity.
In
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine einfache Möglichkeit zum Erhalt genauerer Informationen über einen auf einem Sitz eines Kraftfahrzeugs befindlichen Insassen zu erhalten.The invention is therefore based on the object to obtain a simple way to obtain more accurate information about an occupant located on a seat of a motor vehicle.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass in einem Sitzbezug des Sitzes ein radarreflektierendes Material, insbesondere Metall, integriert ist, wobei die Steuereinrichtung zur Ermittlung der Insasseninformation wenigstens teilweise in Abhängigkeit der Radarsichtbarkeit des Sitzbezugs ausgebildet ist.To solve this problem is inventively provided in a motor vehicle of the type mentioned that a radar reflective material, in particular metal, is integrated in a seat cover of the seat, wherein the control device for determining the occupant information is at least partially formed depending on the radar visibility of the seat cover.
Der Erfindung liegt mithin die Idee zugrunde, auf einfache Art und Weise einen Kontrast im Radarbild des Radarsensors zu erzeugen, indem der Sitzbezug des Sitzes, mithin dessen Oberfläche, im Vergleich zu einem Insassen stark radarreflektierend ausgestaltet wird, indem ein entsprechendes Material eingebracht bzw. verwendet wird, insbesondere ein Metall. Radarreflektierend bedeutet also insbesondere, dass eine Reflektivität für Radarstrahlen gegeben ist, die höher als die Reflektivität für Radarstrahlen durch eine Person ist, bevorzugt wenigstens zehnmal so hoch. In den Radardaten des Radarsensors ist es nun möglich, festzustellen, ob in dem Bereich, aus dem die Radarstrahlung reflektiert wird, der Fahrersitz vorliegt, mithin der Sitzbezug stark reflektiert (hohes Signal), oder ob eine Person vorhanden ist, welche deutlich schlechter reflektiert.The invention is therefore based on the idea to create a contrast in the radar image of the radar sensor in a simple manner by the seat cover of the seat, thus the surface, is radar highly reflective compared to an occupant by introducing or using a corresponding material is, in particular a metal. Radar-reflecting therefore means in particular that there is a reflectivity for radar beams which is higher than the reflectivity for radar beams by a person, preferably at least ten times as high. In the radar data of the radar sensor, it is now possible to determine whether in the area from which the radar radiation is reflected, the driver's seat is present, thus the seat cover strongly reflected (high signal), or if there is a person who reflects much worse.
Dabei ist der wenigstens eine Radarsensor bevorzugt verdeckt hinter einem durch Radarstrahlung durchstrahlbaren Material, beispielsweise einem Abdeckelement und/oder Verkleidungselement, verbaut. Hierbei kommen bevorzugt kleinbauende Radarsensoren in Halbleitertechnologie, insbesondere CMOS-Technologie, zum Einsatz, die beispielsweise in Größen von etwa 3 cm x 3 cm x 1 cm oder weniger realisiert werden können und somit auch in Funktionselementen, beispielsweise einem Lenkrad, verbaut werden können. Der Radarsensor wird dabei so positioniert, dass er den Sitz erfasst, beispielsweise also seine Hauptstrahlrichtung in Richtung des Sitzes zeigt. Nimmt eine Person auf dem Sitz Platz, so werden bestimmte Bereiche des Sitzes und somit des Sitzbezuges verdeckt, so dass sich die Reflektionsmuster in den Radardaten verändern. Mit anderen Worten detektiert der Radarsensor diese Veränderung in den Reflektionseigenschaften.In this case, the at least one radar sensor is preferably concealed behind a material which can be penetrated by radar radiation, for example a cover element and / or cladding element. Here are preferably small-sized radar sensors in semiconductor technology, in particular CMOS technology, used, for example, in sizes of about 3 cm x 3 cm x 1 cm or less can be realized and thus in functional elements, such as a steering wheel, can be installed. The radar sensor is thereby positioned so that it detects the seat, that is, for example, shows its main beam direction in the direction of the seat. If a person takes seat on the seat, certain areas of the seat and thus of the seat cover are concealed, so that the reflection patterns in the radar data change. In other words, the radar sensor detects this change in the reflection properties.
Da der menschliche Körper für hochfrequente Radarstrahlung absorbierend wirkt, wird bei der Verdeckung der Radarstrahlen-Ausbreitungswege zwischen dem Radarsensor und dem reflektierendem Sitzbezug eine Leistungsänderung (Degradation) detektiert. Sind bestimmte Bereiche des Sitzbezuges nicht bedeckt, so wird keine Leistungsdegradation festgestellt und die Bereiche können als nicht besetzt markiert werden. Die Verteilung der besetzten und nicht besetzten Bereiche resultiert dann in einer genaueren Aussage über die momentane Körperhaltung des Insassen relativ zum Radarsensor. Mithin erlaubt es die spezielle Ausgestaltung des Sitzes, deutlich verbesserte Informationen über die Person auf dem Sitz zu gewinnen, insbesondere seine Sitzhaltung bzw. Körperhaltung.Since the human body is absorbing for high frequency radar radiation, degradation of the radar beam propagation paths between the radar sensor and the reflective seat cover will detect a change in performance (degradation). If certain areas of the seat cover are not covered, no performance degradation is detected and the areas can be marked as unoccupied. The distribution of the occupied and unoccupied areas then results in a more accurate statement about the current posture of the occupant relative to the radar sensor. Thus, it allows the special design of the seat to gain significantly improved information about the person on the seat, especially his posture or posture.
Mithin ist in besonders bevorzugter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass die Steuereinrichtung zur Ermittlung einer Körperhaltungsinformation, die die Körperhaltung der Person beschreibt, als Insasseninformation ausgebildet ist. Eine derartige Körperhaltungsinformation kann im Hinblick auf die Ansteuerung einer Airbageinrichtung äußerst zweckmäßig ausgewertet werden, jedoch auch für andere Fahrzeugsystem nützlich sein, beispielsweise ein System zur Fahrerüberwachung, zur Hilfestellung bei der richtigen Sitzeinstellung und dergleichen.Thus, it is provided in a particularly preferred embodiment of the present invention that the control device for determining body posture information, which describes the posture of the person, is designed as occupant information. Such body posture information may be evaluated extremely expediently with regard to the actuation of an airbag device, but may also be useful for other vehicle systems, for example a system for driver monitoring, to assist in the correct seat adjustment and the like.
In diesem Kontext ist es auch besonders bevorzugt, wenn die Steuereinrichtung zur Segmentierung eines durch die räumlich aufgelösten Radardaten gebildeten Radarbildes in dem Sitzbezug und der Person zugeordnete Bereiche in Abhängigkeit der durch die Radardaten beschriebenen Radarreflektivität ausgebildet ist. Wie bereits diskutiert wurde, findet letztlich aufgrund der durch das Vorhandensein der Person stattfindenden Signaldegradation eine Segmentierung in besetzte (wenig Reflektion) und nicht besetzte (viel Reflektion vom Sitzbezug) Bereiche statt. Es ergeben sich bestimmte Reflektionsmuster in einem Radarbild, die sich je nach Körperhaltung des Insassen verändern.In this context, it is also particularly preferred if the control device for segmenting a radar image formed by the spatially resolved radar data in the seat cover and the person associated areas is formed as a function of the radar reflectivity described by the radar data. As already discussed, due to the signal degradation occurring due to the presence of the person, segmentation into occupied (little Reflection) and unoccupied (much reflection from the seat cover) areas instead. There are certain reflection patterns in a radar image, which change depending on the posture of the occupant.
In einer äußerst zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung kann zudem vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung zur Ermittlung einer die Position und/oder die Bewegung wenigstens einer Hand und/oder des Kopfes der Person beschreibenden Insasseninformation, insbesondere als Teil der Körperhaltungsinformation und/oder als Relativposition des Kopfes relativ zu einer Kopfstütze des Sitzes und/oder als Kopforientierung, durch Auswertung von Dopplerverschiebungen in den Radardaten ausgebildet ist. Durch Bewegungen des Insassen entsteht in den Radardaten eine Dopplerverschiebung, welche geeignet ist, um entsprechende Bewegungen der Hände und/oder des Kopfes zu detektieren, so dass damit auch die Körperhaltung in Bezug auf die Hände und den Kopf bewertet und als Insasseninformation ermittelt werden kann. Insbesondere hinsichtlich der Sicherheit im Kraftfahrzeug kann auch eine Position des Kopfes relativ zu einer Kopfstütze des Sitzes betrachtet werden, wobei bei einer ungünstigen Position des Kopfes relativ zu der Kopfstütze beispielsweise eine entsprechende Information an den Insassen ausgegeben werden kann und/oder eine Sitzverstellungseinrichtung, die auch die Kopfstütze verstellen kann, geeignet angesteuert werden kann. Die Kenntnis der Kopforientierung ist auch dann nützlich, wenn die Blickrichtung des Fahrers abgeleitet werden soll, was für einige Fahrerassistenzsysteme bzw. Fahrzeugsysteme ebenso eine nützliche Information darstellt, die beispielsweise zur Plausibilisierung einer mit anderen Sensoren ermittelten Blickrichtungsinformation genutzt werden kann.In an extremely expedient development of the invention, provision may additionally be made for the control device to determine occupant information describing the position and / or the movement of at least one hand and / or head of the person, in particular as part of the posture information and / or relative position of the head is formed relative to a headrest of the seat and / or as Kopforientierung, by evaluation of Doppler shifts in the radar data. By movements of the occupant arises in the radar data Doppler shift, which is suitable to detect corresponding movements of the hands and / or the head, so that thus the posture can be evaluated with respect to the hands and the head and determined as occupant information. In particular with regard to safety in the motor vehicle, a position of the head relative to a headrest of the seat can also be considered, whereby in the case of an unfavorable position of the head relative to the headrest, for example, corresponding information can be output to the occupant and / or a seat adjustment device, which also The headrest can adjust, can be controlled properly. The knowledge of the head orientation is also useful when the driver's line of sight is to be derived, which also constitutes useful information for some driver assistance systems or vehicle systems, which can be used, for example, to check the plausibility of sighting information determined with other sensors.
Vorzugsweise kann die Steuereinrichtung zur Ansteuerung einer dem Sitz zugeordneten Airbageinrichtung in Abhängigkeit von der Insasseninformation ausgebildet sein. Wesentlich ist eine Insasseninformation, insbesondere auch eine Köperhaltungsinformation, insbesondere hinsichtlich der Ansteuerung von Airbageinrichtungen, um Verletzungsrisiken für den Insassen durch den Airbag reduzieren zu können und gegebenenfalls eine Auslösung zu unterdrücken, falls ein Risiko für die Person besteht. Insbesondere können also Auslösekriterien definiert werden, die die Insasseninformation, insbesondere auch eine Körperhaltungsinformation, auswerten und damit das Risiko einer Airbagauslösung bewerten.Preferably, the control device for controlling an airbag device associated with the seat can be designed as a function of the occupant information. Essential is an occupant information, in particular a body posture information, in particular with regard to the actuation of airbag devices, in order to be able to reduce injury risks for the occupant by the airbag and, if appropriate, to suppress an actuation if there is a risk for the person. In particular, therefore, triggering criteria can be defined that evaluate the occupant information, in particular body posture information, and thus evaluate the risk of airbag deployment.
Zweckmäßigerweise kann die Steuereinrichtung zur Auswertung der Radardaten zur Ermittlung eines Abstands der Person von einem Airbag der Airbageinrichtung als Insasseninformation ausgebildet sein. Insbesondere als zusätzliche Information kann mithin der Abstand der Person von dem Airbag ermittelt und bewertet werden, da sich Radarsensoren besonders für Abstandsmessungen eignen. Konkret kann vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung ferner zur Überprüfung, ob der Abstand in einem erlaubten Referenzabstandsintervall liegt, ausgebildet ist und bei außerhalb des Referenzabstandsintervalls liegendem Abstand zur Ausgabe einer Hinweisinformation bezüglich des Abstands und/oder zur Ansteuerung einer Sitzverstellungseinrichtung zur Herstellung eines innerhalb des Referenzabstandsintervalls liegenden Abstands ausgebildet ist. Mit anderen Worten kann der Abstand überwacht werden und eine Rückmeldung auslösen, die eine unsichere Sitzposition mit insbesondere zu niedrigem Abstand zu dem Airbag anzeigt bzw. eine sichere Sitzposition mit einem Abstand in dem Referenzabstandsintervall bestätigt. Eine derartige Überwachungsfunktionalität kann auch mit einer automatischen Sitzverstellung durch eine Sitzverstellungseinrichtung kombiniert werden, um den Insassen weiter zu unterstützen. Dabei wird zweckmäßig bei einer solchen Abstandsüberwachungsfunktion eine zeitliche Verlaufsbetrachtung durchgeführt, um kurzzeitige Veränderungen der Sitzposition, beispielsweise ein Zurechtrücken im Sitz oder dergleichen, nicht mit einer Warnung und/oder Sitzverstellung zu quittieren. Es sei angemerkt, dass sich bei der Beurteilung einer Airbagauslösung die Auswertung der Auslösekriterien selbstverständlich immer auf den aktuellen Zustand des Insassen beziehen.Expediently, the control device for evaluating the radar data for determining a distance of the person from an airbag of the airbag device can be embodied as occupant information. In particular, as additional information, the distance of the person from the airbag can therefore be determined and evaluated, since radar sensors are particularly suitable for distance measurements. Specifically, it can be provided that the control device is further designed to check whether the distance is within a permitted reference interval interval, and at spaced outside the reference distance interval to output a hint information regarding the distance and / or driving a seat adjustment device for producing a within the reference distance interval lying distance is formed. In other words, the distance can be monitored and trigger a feedback that indicates an unsafe seating position, in particular with too low a distance to the airbag or confirms a safe seating position with a distance in the reference distance interval. Such monitoring functionality may also be combined with automatic seat adjustment by a seat adjuster to further assist the occupant. In this case, it is expedient to carry out a temporal course analysis in such a distance monitoring function in order to not acknowledge short-term changes in the seating position, for example a recline in the seat or the like, with a warning and / or seat adjustment. It should be noted that, of course, when evaluating an airbag deployment, the evaluation of the triggering criteria always relates to the current state of the occupant.
Aufgrund der genauere Informationen enthaltenden Radardaten in der erfindungsgemäßen Ausgestaltung können auch weitere Insasseninformationen abgeleitet werden. So kann vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung zur Ermittlung einer Sitzbelegungsinformation und/oder einer Befindlichkeit der Person in oder außerhalb des Sitzes und/oder einer Körpergröße als Insasseninformation ausgebildet ist. Neben der Sitzbelegung an sich, die für verschiedene Fahrzeugsysteme eine nützliche Information darstellt, können hinsichtlich der Befindlichkeit der Person im oder außerhalb des Sitzes mehrere Fälle unterschieden werden, beispielsweise eine In-Position bei normal im Sitz befindlichen Insassen, eine Out-Position bei teilweise, jedoch nicht zu stark, außerhalb des Sitzes angeordneter Postion des Insassen und/oder eine Critical-Out-Position bei einer starken Abweichung von der normalen Sitzposition oder gar einem vollständigen Verlassen des Sitzes. Die genauen Informationen, die insbesondere auch bei einer Segmentierung entstehen, erlauben zudem Rückschlüsse auf die Körpergröße des Insassen, welche ebenso für Fahrzeugsysteme, gegebenenfalls auch bei der Airbagauslösung, berücksichtigt werden kann.On the basis of the radar data containing the more detailed information in the embodiment according to the invention, further occupant information can also be derived. Thus it can be provided that the control device is designed to determine a seat occupancy information and / or a condition of the person in or outside the seat and / or a body size as occupant information. In addition to the seat occupancy itself, which is useful information for various vehicle systems, a number of cases can be distinguished with regard to the condition of the person in or out of the seat, for example an in-position with normally seated occupants, an out position at partial, but not too strong, out of the seat arranged position of the occupant and / or a critical-out position in a strong deviation from the normal seating position or even a complete departure from the seat. In addition, the precise information that arises in particular during segmentation also allow conclusions to be drawn regarding the body size of the occupant, which can also be taken into account for vehicle systems, if appropriate also in the case of airbag deployment.
In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass zwei auf den Sitz gerichtete Radarsensoren verwendet werden, von denen einer der Sitz frontal und einer den Sitz von oben erfasst und wobei die Steuereinrichtung die Radardaten beider Radarsensoren gemeinsam auswertet. Mithin kann vorgesehen sein, den Sitz und somit auch eine auf dem Sitz befindliche Person aus zwei insbesondere zueinander senkrechten Richtungen zu erfassen, um ein möglichst vollständiges Radarbild des Insassenzustands auf dem Sitz zu erhalten, so dass äußerst exakte Informationen hinsichtlich der Körperhaltung, der Befindlichkeit auf dem Sitz und dergleichen als Insasseninformationen abgeleitet werden können. Dabei werden mithin die Radardaten der wenigstens zwei Radarsensoren fusioniert, um ein äußerst genaues Bild der Sitzbelegung, Körperhaltung des Insassen, etc. zu erhalten.In a particularly advantageous embodiment of the present invention can be provided that two seat-directed radar sensors are used, one of which is the seat frontally and one detects the seat from above and wherein the controller evaluates the radar data of both radar sensors together. Thus, it can be provided to detect the seat and thus also a person located on the seat from two directions, in particular mutually perpendicular, in order to obtain a complete radar image of the occupant condition on the seat, so that very accurate information regarding the posture, the condition the seat and the like can be derived as occupant information. In this case, the radar data of the at least two radar sensors are thus fused in order to obtain an extremely accurate image of the occupancy, posture of the occupant, etc.
Konkret kann hierbei vorgesehen sein, dass wenigstens einer des wenigstens einen Radarsensors in einem Lenkrad und/oder einem Verkleidungselement des Kraftfahrzeugs verdeckt verbaut ist und/oder wenigstens einer des wenigstens einen Radarsensors in einer Deckenverkleidung des Innenraumes verdeckt verbaut ist. Insbesondere bei der Verwendung von kleinbauenden, auf Halbleitertechnologie, insbesondere CMOS-Technologie, basierenden Radarsensoren ist ein derartiger verdeckter Verbau in Funktionskomponenten und/oder in Verkleidungselementen des Kraftfahrzeugs problemlos realisierbar, ohne dass zu viel Bauraum benötigt wird bzw. das Design des Innenraums des Kraftfahrzeugs beeinflusst wird.Specifically, it can be provided here that at least one of the at least one radar sensor is concealed in a steering wheel and / or a cladding element of the motor vehicle and / or at least one of the at least one radar sensor is concealed in a ceiling cladding of the interior. In particular, when using small-scale based on semiconductor technology, in particular CMOS technology, radar sensors such covert installation in functional components and / or in cladding elements of the motor vehicle can be easily implemented without too much space is required or affects the design of the interior of the motor vehicle becomes.
Eine konkrete Realisierung der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass, insbesondere bei ein Gewebe umfassendem Sitzbezug, das radarreflektierende Material als Metallfäden ausgebildet ist. Insbesondere können also Metallfäden in ein Gewebe des Sitzbezugs integriert sein, um die erhöhte Radarreflektivität des Sitzbezugs und somit der Sitzoberfläche sicherzustellen. Beispielsweise können zur Erstellung des Gewebes des Sitzbezugs metallhaltige Fasern bzw. Fäden eingesetzt werden und/oder Metallfäden einen Teil des Gewebes bilden.A concrete realization of the present invention provides that, in particular in the case of a fabric-comprising seat cover, the radar-reflecting material is designed as metal filaments. In particular, therefore, metal threads can be integrated into a fabric of the seat cover to ensure the increased radar reflectivity of the seat cover and thus the seat surface. For example, metal-containing fibers or threads may be used to form the fabric of the seat cover and / or metal threads may form part of the fabric.
Um ein in mehreren Richtungen auswertbares Radarbild zu erfassen, ist es im Rahmen der Erfindung besonders zweckmäßig, wenn der Radarsensor eine zur Winkelmessung in zwei zueinander senkrechten Ebenen ausgebildete Antennenanordnung aufweist. Beispielsweise kann die Antennenanordnung einzelne Antennenelemente aufweisen, die matrixartig angeordnet sind und in zwei zueinander senkrechten Richtungen aufeinanderfolgen. So ist beispielsweise eine Winkelauflösung sowohl in der Elevation als auch im Azimut möglich, so dass beispielsweise durch die Segmentierung ein zweidimensionales Bild von Sitzbezug-Bereichen und Personen-Bereichen entstehen kann. Werden Abstandsinformationen abgeleitet, ist sogar ein dreidimensionales Abbild des Sitzes mit der Person möglich.In order to detect a radar image which can be evaluated in several directions, it is particularly expedient in the context of the invention if the radar sensor has an antenna arrangement designed for angle measurement in two mutually perpendicular planes. By way of example, the antenna arrangement can have individual antenna elements which are arranged in the form of a matrix and follow one another in two mutually perpendicular directions. Thus, for example, an angular resolution is possible both in the elevation and in the azimuth, so that, for example, the segmentation can result in a two-dimensional image of seat cover areas and person areas. If distance information is derived, even a three-dimensional image of the seat with the person is possible.
Es sei noch angemerkt, dass die im Rahmen der Erfindung verwendeten Radarsensoren selbstverständlich den Sender und den Empfänger bereits in einer Baueinheit umfassen, da es ja um die Messung der reflektierten Radarstrahlung geht, um die erhöhte Radarreflektivität des Sitzbezugs ausnutzen zu können.It should be noted that the radar sensors used in the invention of course already include the transmitter and the receiver in a single unit, since it is about the measurement of the reflected radar radiation in order to exploit the increased radar reflectivity of the seat cover can.
Es sei ferner darauf hingewiesen, dass das Kraftfahrzeug selbstverständlich mehrere Sitze aufweisen kann, wobei jedem der Sitze wenigstens ein Radarsensor zu dessen Erfassung zugeordnet werden kann, um die Insasseninformationen für mehrere, insbesondere alle, Sitze des Kraftfahrzeugs ermitteln zu können, insbesondere also auch die Körperhaltung des jeweiligen Insassen erfassen zu können. In jedem Fall ist es zweckmäßig, eine Insasseninformation für jeden Sitz, dem ein Airbag zugeordnet ist, ermitteln zu können.It should also be noted that the motor vehicle can of course have multiple seats, each of the seats at least one radar sensor can be assigned to its detection in order to determine the occupant information for several, especially all, seats of the motor vehicle, in particular so also the posture of the respective occupant. In any case, it is expedient to be able to determine occupant information for each seat to which an airbag is assigned.
Wie bereits erwähnt wurde, kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Verfügbarkeit von modernen, kleinbauenden und hochqualitative Radardaten liefernden, auf Halbleitertechnologie, insbesondere CMOS-Technologie, basierenden Radarsensoren ausgenutzt werden.As already mentioned, in the context of the present invention, the availability of modern, small-sized and high-quality radar data-providing radar sensors based on semiconductor technology, in particular CMOS technology, can be utilized.
Die Realisierung von Radarkomponenten auf Halbleiterbasis erwies sich lange Zeit als schwierig, da teure Spezialhalbleiter, insbesondere GaAs, benötigt wurden. Es wurden kleinere Radarsensoren vorgeschlagen, deren gesamtes Radar-Frontend auf einem einzigen Chip in SiGe-Technologie realisiert ist, ehe auch Lösungen in der CMOS-Technologie bekannt wurden. Solche Lösungen sind Ergebnis der Erweiterung der CMOS-Technologie auf Hochfrequenzanwendungen, was oft auch als RF-CMOS bezeichnet wird. Ein solcher CMOS-Radarchip ist äußerst kleinbauend realisiert und nutzt keine teuren Spezialhalbleiter, bietet also vor allem in der Herstellung deutliche Vorteile gegenüber anderen Halbleitertechnologien. Eine beispielhafte Realisierung eines 77 GHz-Radar-Transceivers als ein CMOS-Chip ist in dem Artikel von Jri Lee et al., „A Fully Integrated 77-GHz FMCW Radar Transceiver in 65-nm CMOS Technology“, IEEE Journal of Solid State Circuits 45 (2010), S. 2746-2755, beschrieben.The realization of semiconductor-based radar components has long proved difficult, as expensive specialty semiconductors, particularly GaAs, have been required. Smaller radar sensors have been proposed, whose entire radar frontend is realized on a single chip in SiGe technology before solutions in CMOS technology became known. Such solutions are the result of extending CMOS technology to high frequency applications, often referred to as RF CMOS. Such a CMOS radar chip is realized extremely compact and does not use expensive special semiconductors, thus offers significant advantages over other semiconductor technologies, especially in the production. An exemplary implementation of a 77 GHz radar transceiver as a CMOS chip is described in the article by Jri Lee et al., "A Fully Integrated 77 GHz FMCW Radar Transceiver in 65 nm CMOS Technology", IEEE Journal of Solid State Circuits 45 (2010), pp. 2746-2755.
Nachdem zudem vorgeschlagen wurde, den Chip und die Antenne in einem gemeinsamen Package zu realisieren, ist ein äußerst kostengünstiger kleiner Radarsensor möglich, der Bauraumanforderungen deutlich besser erfüllen kann und aufgrund der kurzen Signalwege auch ein sehr niedriges Signal-Zu-Rausch-Verhältnis aufweist sowie für hohe Frequenzen und größere, variable Frequenzbandbreiten geeignet ist. Daher lassen sich derartige, kleinbauende Radarsensoren auch für Kurzreichweiten-Anwendungen, beispielsweise im Bereich von 30 cm bis 10 m, einsetzen.After it has also been proposed to realize the chip and the antenna in a common package, a very low cost small radar sensor is possible, which can meet the space requirements significantly better and due to the short signal paths also has a very low signal-to-noise ratio and for high frequencies and larger, variable frequency bandwidths is suitable. Therefore, such small-sized radar sensors can also be used for short-range applications, for example in the range of 30 cm to 10 m.
Es wurde auch bereits vorgeschlagen, einen solchen CMOS-Transceiver-Chip und/oder ein Package mit CMOS-Transceiver-Chip und Antenne auf einer gemeinsamen Leiterplatte mit einem digitalen Signalverarbeitungsprozessor (DSP-Prozessor) vorzusehen oder die Funktionen des Signalverarbeitungsprozessors ebenso in den CMOS-Transceiver-Chip zu integrieren. Eine ähnliche Integration ist für Steuerungsfunktionen möglich. It has also been proposed to provide such a CMOS transceiver chip and / or a package with CMOS transceiver chip and antenna on a common circuit board with a digital signal processing processor (DSP processor) or the functions of the signal processing processor in the CMOS Integrate transceiver chip. Similar integration is possible for control functions.
Mithin ist es auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung besonders vorteilhaft, wenn der Radarsensor einen einen Radartransceiver realisierenden Halbleiterchip umfasst. Zweckmäßigerweise können durch den Halbleiterchip ferner eine digitale Signalverarbeitungskomponente des Radarsensors und/oder eine Steuereinheit des Radarsensors realisiert sein und/oder eine Antennenanordnung des Radarsensors und der Halbleiterchip können als ein Package realisiert sein. Auf diese Weise wird ein äußerst kleinbauender Radarsensor mit einer hervorragenden Qualität der Radardaten geschaffen, der insbesondere auch im Nahbereich hochqualitative Informationen liefert. Der Radarsensor kann zweckmäßigerweise mit einer hohen Frequenzbandbreite, insbesondere von 4 GHz, und/oder in einem Frequenzbereich von 77 bis 81 GHz betrieben werden.Consequently, it is also particularly advantageous in the context of the present invention for the radar sensor to comprise a semiconductor chip implementing a radar transceiver. Expediently, a digital signal processing component of the radar sensor and / or a control unit of the radar sensor can be realized by the semiconductor chip and / or an antenna arrangement of the radar sensor and the semiconductor chip can be realized as a package. In this way, an extremely small-scale radar sensor is created with an excellent quality of radar data, which provides high-quality information, especially in the vicinity. The radar sensor may expediently be operated with a high frequency bandwidth, in particular of 4 GHz, and / or in a frequency range of 77 to 81 GHz.
Neben dem Kraftfahrzeug betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Ermittlung einer eine auf einem Sitz eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs befindliche Person beschreibenden Insasseninformation, wobei zur Ermittlung der Insasseninformation die Radardaten des Radarsensors durch die Steuereinrichtung ausgewertet werden und die Insasseninformation wenigstens teilweise in Abhängigkeit der Radarsichtbarkeit des Sitzbezugs ermittelt wird. Sämtliche Ausführungen bezüglich des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs lassen sich analog auf das erfindungsgemäße Verfahren übertragen, mit welchem mithin die bereits genannten Vorteile ebenso erhalten werden können.In addition to the motor vehicle, the invention also relates to a method for determining occupant information on a seat of a motor vehicle according to the invention, wherein the radar data of the radar sensor are evaluated by the control device to determine the occupant information and determines the occupant information at least partially as a function of the radar visibility of the seat cover becomes. All statements relating to the motor vehicle according to the invention can be analogously transferred to the inventive method, with which therefore the already mentioned advantages can also be obtained.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
-
1 eine Prinzipskizze eines Ausschnitts eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, -
2 eine Detailansicht eines Sitzbezugs eines Sitzes des Kraftfahrzeugs, -
3 ein Radarbild eines unbelegten Sitzes, -
4 ein Radarbild eines belegten Sitzes, und -
5 ein Radarbild eines belegten Sitzes bei Veränderung der Körperhaltung.
-
1 a schematic diagram of a section of a motor vehicle according to the invention, -
2 a detailed view of a seat cover of a seat of the motor vehicle, -
3 a radar image of a blank seat, -
4 a radar image of a seat occupied, and -
5 a radar image of a seat occupied when changing the posture.
Wie
Im Innenraum
Konkret ist dabei der Radarsensor
Dabei sei noch angemerkt, dass sich zentral im Lenkrad
Die Radardaten der Radarsensoren
Um die Körperhaltung eines Insassen, beispielsweise des Fahrers
Die Radardaten, konkret die Radarbilder, der Radarsensoren
Erhaltene Insasseninformationen werden vorliegend seitens der Steuereinrichtung
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