DE102018110081B4

DE102018110081B4 - Erfassung und klassifizierung des rückhaltesystemzustands

Info

Publication number: DE102018110081B4
Application number: DE102018110081.7A
Authority: DE
Inventors: Tricia E. Morrow; Senthil Karuppaswamy
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2017-04-28
Filing date: 2018-04-26
Publication date: 2021-10-14
Anticipated expiration: 2038-04-27
Also published as: CN108791180B; DE102018110081A1; CN108791180A; US10144388B2; US20180312136A1

Abstract

Verfahren zum Bestimmen des Zustands eines Rückhaltesystems in einem Fahrzeug (10), das Verfahren umfassend:Integrieren mehrerer Markierungskomponenten (351, 352, 353) in einen innerhalb des Fahrzeugs (10) angeordneten Rückhaltegurt (321, 322);Empfangen von Sensordaten (411, 412), die der Position von mehreren der Markierungskomponenten (351, 352, 353) zugeordnet sind;Erfassen dreidimensionaler Koordinaten der mehreren der Markierungskomponenten (351, 352, 353) im Inneren des Fahrzeugs (10) anhand der Sensordaten (411, 412);Bestimmen eines Zustands des Rückhaltesystems basierend auf den Sensordaten (411, 412) mit einem Prozessor (44); undAbleiten einer genauen Schätzung der Größe und des Gewichts von Insassen (311, 312) des Fahrzeugs (10) anhand der dreidimensionalen Koordinaten der mehreren der Markierungskomponenten (351, 352, 353).

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen Fahrzeuge und insbesondere Rückhaltesysteme, wie etwa Airbags, Sicherheitsgurte und Kopfstützen, die in solchen Fahrzeugen verwendet werden.
HINTERGRUND
Moderne Fahrzeuge integrieren typischerweise eine breite Palette an Rückhaltesystemen, wie etwa Rückhaltegurte, Kopfstützen und dergleichen. In Verbindung mit solchen Rückhaltekomponenten werden oft intelligente Systeme verwendet, um zu bestimmen, ob einzelne Sitze besetzt sind, ob und in welchem Ausmaß die Insassen ihre jeweiligen Sicherheitsgurte vorverstellt haben, das geschätzte Gewicht/die Größe der einzelnen Insassen und weitere derartige Informationen, die verwendet werden können, um den effektiven Zustand der verschiedenen Komponenten des Rückhaltesystems zu charakterisieren. Während solche Systeme sehr effektiv sind, bleibt es aufgrund der Anzahl von Komponenten, die typischerweise erforderlich sind, um die Parameter des Rückhaltesystems zu überwachen (z. B. Gurtspulensensoren, Sitzgewichtssensoren usw.), weiterhin erforderlich, die Komplexität, das Gewicht und die Größe solcher Rückhaltesysteme zu reduzieren und die Fähigkeit des Systems, genaue Klassifizierungen vorzunehmen, zu verbessern.
In der DE 101 42 792 A1 sind Systeme und Verfahren beschrieben, die zum Bestimmen des Zustands eines Rückhaltesystems, insbesondere des Anlegestatus eines Sicherheitsgurtes, in einem Fahrzeug vorgesehen sind. Dabei werden Markierungen am Sicherheitsgurt mittels eines Sensors und einer Bildverarbeitungseinrichtung erfasst.
Die DE 197 49 855 A1 beschreibt ähnliche Systeme und Verfahren, mit denen zusätzlich der Abstand zwischen einem Oberkörper eines Insassen und einem Airbag eines Fahrzeugs ermittelt wird.
In der DE 696 08 451 T2 sind ebenfalls ähnliche Systeme und Verfahren beschrieben, die zur Steuerung eines Airbags vorgesehen sind.
Die DE 10 2006 040 244 B3 beschreibt ebenfalls ähnliche Systeme und Verfahren, mit denen die Sitzposition von Insassen erfasst wird.
Auch in der DE 10 2016 208 828 A1 sind ähnliche Systeme und Verfahren beschrieben, mit denen eine Änderung der Kontur eines Sicherheitsgurt erfasst wird, um die Höhe des Sitzes eines Insassen oder die Position des Sicherheitsgurts zu korrigieren.
Ferner beschreibt die DE 10 2005 009 486 A1 Systeme und Verfahren, bei denen eine absolute Markierung an einem Sicherheitsgurt in einem Fahrzeug mittels einer Messeinrichtung überwacht wird, um das Verhältnis der Länge eines Restwickels des Sicherheitsgurts und der Länge eines Beckenabschnitts des Sicherheitsgurts zu ermitteln. Anhand des Längenverhältnisses wird die Größe eines Insassen des Fahrzeugs klassifiziert.
In der WO 02/46003 A1 sind Systeme und Verfahren beschrieben, mit denen Markierungen an einem Sitz und/oder an einer Kopfstütze in einem Fahrzeug erfasst werden, um die Sitzbelegung im Fahrzeug zu ermitteln.
Schließlich beschreibt die DE 101 33 759 A1 Systeme und Verfahren, mit denen die Führung bzw. der Verlauf eines Sicherheitsgurtes in einem Fahrzeug, der mit Markierungen versehen ist, ermittelt wird.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, verbesserte Systeme und Verfahren bereitzustellen, die in der Lage sind, den Zustand von Rückhaltesystemen, die in Fahrzeugen und anderen sich bewegenden Plattformen verwendet werden, zu erfassen und zu klassifizieren.
KURZDARSTELLUNG
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Rückhalteklassifizierungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst.
Die Systeme und Verfahren werden zur effizienten Erfassung und Klassifizierung des Vorereigniszustands des Rückhaltesystems bereitgestellt. Das Verfahren umfasst zum Bestimmen des Zustands eines in einem Fahrzeug vorgesehenen Rückhaltesystems das Integrieren mehrerer Markierungskomponenten in einen innerhalb des Fahrzeugs angeordneten Rückhaltegurt und dann das Empfangen von Sensordaten, die der Position einer oder mehrerer Markierungskomponenten zugeordnet sind. Das Verfahren umfasst ferner das Bestimmen eines Zustands des Rückhaltesystems basierend auf den Sensordaten mit einem Prozessor.
In einem Beispiel beinhaltet das Rückhaltesystem außerdem eine Kopfstütze.
In einem Beispiel sind die Sensordaten RF-Daten, Infrarot-Daten und/oder optische Daten.
In einem Beispiel beinhalten die Markierungskomponenten Metallfasern, Metallfarbe und/oder Magnetfasern.
In einem Beispiel umfasst der Rückhaltegurt zusätzlich ein gewebtes Material, und die Markierungskomponente umfasst metallische Fasern, die in das gewebte Material eingearbeitet sind.
In einem Beispiel beinhaltet der Zustand des Rückhaltesystems außerdem Daten, die das Ausmaß angeben, in dem ein Rückhaltegurt ausgefahren wurde.
In einem Beispiel beinhaltet das Verfahren das Vornehmen einer Aktion basierend auf dem Zustand des Rückhaltesystems.
In einem Beispiel beinhaltet das Verfahren das Übertragen von Daten an einen Remote-Server basierend auf dem Zustand des Rückhaltesystems.
Das Rückhalteklassifizierungssystem für ein Fahrzeug umfasst ein Rückhaltesystem, das mehrere Rückhaltegurte und mehrere Markierungskomponentenumfasst, die in einer oder mehreren der Rückhaltegurte integriert sind. Das System beinhaltet ferner einen Sensor, der konfiguriert ist, um Sensordaten zu erzeugen, die der Position der einen oder mehreren Markierungskomponenten zugeordnet sind, und ein Modul, das einen Prozessor beinhaltet, der konfiguriert ist, um mit einem Prozessor einen Zustand des Rückhaltesystems basierend auf den Sensordaten zu bestimmen.
In einem Beispiel beinhaltet das Rückhaltesystem außerdem eine Kopfstütze.
In einem Beispiel sind die Sensordaten RF-Daten, Infrarot-Daten und/oder optische Daten.
In einem Beispiel beinhalten die Markierungskomponenten Metallfasern, Metallfarbe und/oder Magnetfasern.
In einem Beispiel umfassen die Rückhaltegurte zusätzlich ein gewebtes Material, und die Markierungskomponente umfasst metallische Fasern, die in das gewebte Material eingearbeitet sind.
In einer Ausführungsform beinhaltet ein Fahrzeug ein Rückhaltesystem mit mehreren Rückhaltesystemkomponenten, wobei mehrere Markierungskomponenten in einer oder mehreren der Rückhaltesystemkomponenten integriert sind. Ein Sensor ist konfiguriert, um Sensordaten erzeugen, die der Position der einen oder mehreren Markierungskomponenten zugeordnet sind. Ein Erfassungs- und Klassifikationsmodul eines Rückhaltesystems, das einen Prozessor beinhaltet, ist konfiguriert, um basierend auf den Sensordaten einen Zustand des Rückhaltesystems zu bestimmen.
In einem Beispiel beinhalten die ein oder mehreren Rückhaltesystemkomponenten außerdem einen Rückhaltegurt und eine Kopfstütze.
In einem Beispiel sind die Sensordaten RF-Daten, Infrarot-Daten und/oder optische Daten.
In einem Beispiel beinhalten die Markierungskomponenten Metallfasern, Metallfarbe und/oder Magnetfasern.
In einem Beispiel ist das Erfassungs- und Klassifizierungsmodul eines Rückhaltesystems konfiguriert, um basierend auf dem Zustand des Rückhaltesystems eine Aktion auszuführen.
Figurenliste
Die exemplarischen Ausführungsformen werden nachfolgend in Verbindung mit den folgenden Zeichnungen beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen und wobei:

1 ein Funktionsblockdiagramm ist, das ein beispielhaftes Fahrzeug mit einem System zum Erfassen eines Zustands eines Rückhaltesystems gemäß verschiedenen Ausführungsformen darstellt;
2 das Innere eines Fahrzeugs mit einem System gemäß verschiedenen Ausführungsformen veranschaulicht;
3 Insassen und Rückhaltevorrichtungen innerhalb des Inneren eines Fahrzeugs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform veranschaulicht;
4 ein Datenflussdiagramm ist, das ein System gemäß verschiedenen Ausführungsformen darstellt;
5 ein Ablaufdiagramm ist, das ein Steuerverfahren zum Steuern des Fahrzeugs gemäß verschiedenen Ausführungsformen darstellt;
6 und 7 beispielhafte Rückhaltegurtsegmente mit eingebetteten Markierungskomponenten gemäß verschiedenen Ausführungsformen zeigen; und
8 ein Querschnitt eines beispielhaften Rückhaltegurtsegments gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Es werden Systeme und Verfahren zum Erfassen und Klassifizieren des Zustands eines Rückhaltesystems beschrieben, das in Verbindung mit einem Fahrzeug verwendet wird. Beispielsweise können Markierungskomponenten in Rückhaltegurte, Kopfstützen und dergleichen eingebettet sein, die dann von einem Sensor beobachtet werden, der konfiguriert ist, um die Art und den räumlichen Ort dieser eingebetteten Markierungskomponenten innerhalb des Inneren des Fahrzeugs zu bestimmen. Diese Markierungskomponenten können beispielsweise metallische Fasern beinhalten, die an vordefinierten Stellen innerhalb des Rückhaltegurtbandes angeordnet sind, sodass ihre relativen Positionen, wenn sie ausgefahren sind, den Zustand des Rückhaltesystems anzeigen - beispielsweise die Anwesenheit und den Ort der Insassen, die Größe dieser Insassen, die Positionen der Kopfstützen, das Ausmaß, in dem sich die Rückhaltegurte von der Spule ausgefahren haben und dergleichen. Eine Vielzahl von Sensoren, wie etwa RF-Sensoren, kann verwendet werden, um die eingebetteten Markierungskomponenten zu charakterisieren.
Der hierin verwendete Begriff „Modul“ bezieht sich auf alle Hardware-, Software-, Firmwareprodukte, elektronische Steuerkomponenten, Verarbeitungslogik und/oder Prozessorgeräte, einzeln oder in allen Kombinationen, unter anderem beinhaltend, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppenprozessor) und einen Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten ausführt, welche die beschriebene Funktionalität bieten.
Ausführungen der vorliegenden Offenbarung können hierin als funktionale und/oder logische Blockkomponenten und verschiedene Verarbeitungsschritte beschrieben sein. Es ist zu beachten, dass derartige Blockkomponenten aus einer beliebigen Anzahl an Hardware-, Software- und/oder Firmware-Komponenten aufgebaut sein können, die zur Ausführung der erforderlichen Funktionen konfiguriert sind. Zum Beispiel kann eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eines Systems oder einer Komponente verschiedene integrierte Schaltungskomponenten, beispielsweise Speicherelemente, digitale Signalverarbeitungselemente, Logikelemente, Wertetabellen oder dergleichen, einsetzen, die mehrere Funktionen unter der Steuerung eines oder mehrerer Mikroprozessoren oder anderer Steuervorrichtungen durchführen können.
Der Kürze halber können konventionelle Techniken in Verbindung mit RF-Erfassung, Fahrzeug-Rückhaltesysteme, Signalverarbeitung, Datenübertragung, Signalgebung, Steuerung, maschinellen Lernen, Bildanalyse und weiteren funktionalen Aspekten der Systeme (und den einzelnen Bedienkomponenten der Systeme) hierin nicht im Detail beschrieben werden.
Unter Bezugnahme auf 1, beinhaltet ein Fahrzeug 10, das ein System gemäß verschiedenen Ausführungsformen verwendet, im Allgemeinen ein Fahrgestell 12, eine Karosserie 14, Vorderräder 16 und Hinterräder 18. Die Karosserie 14 ist auf dem Fahrgestell 12 angeordnet und umhüllt im Wesentlichen die anderen Komponenten des Fahrzeugs 10. Die Karosserie 14 und das Fahrgestell 12 können gemeinsam einen Rahmen bilden. Die Räder 16-18 sind jeweils mit dem Fahrgestell 12 in der Nähe einer jeweiligen Ecke der Karosserie 14 drehbar gekoppelt.
In verschiedenen Ausführungsformen ist Fahrzeug 10 durch ein gewisses Maß an Autonomie gekennzeichnet. Fahrzeug 10 kann beispielsweise einem Automatisierungssystem des Levels vier oder Levels fünf gemäß der Standardtaxonomie automatisierter Fahrlevels der Society of Automotive Engineers (SAE) „J3016“ entsprechen. Mit dieser Terminologie bezeichnet ein Level-Vier-System eine „hohe Automatisierung“ unter Bezugnahme auf einen Fahrmodus, bei dem das automatisierte Fahrsystem alle Aspekte der dynamischen Fahraufgabe übernimmt, selbst wenn ein menschlicher Fahrer nicht angemessen auf eine Aufforderung zum Eingreifen reagiert. Ein Level-Fünf-System hingegen zeigt eine „Vollautomatisierung“ und bezeichnet einen Fahrmodus, bei dem das automatisierte Fahrsystem alle Aspekte der dynamischen Fahraufgabe unter allen Fahrbahn- und Umweltbedingungen erfüllt, die ein menschlicher Fahrer bewältigen kann. Es versteht sich, dass die Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Thematik nicht auf eine bestimmte Taxonomie oder Rubrik der Automatisierungskategorien beschränkt sind. Darüber hinaus können Straßenbau-Erkennungssysteme gemäß der vorliegenden Ausführungsform in Verbindung mit jedem Fahrzeug verwendet werden, das ein Navigationssystem zur Streckenführung verwendet. Ferner kann das Fahrzeug 10 ein traditionelles Nicht-Fahrzeug sein.
Während das Fahrzeug 10 in der dargestellten Ausführungsform als ein Personenkraftwagen dargestellt ist, versteht es sich, dass jede Art von Fahrzeug, einschließlich Motorrädern, Lastwagen, Geländewagen, Freizeitfahrzeugen, Wasserfahrzeugen, Flugzeugen und andere bewegbare Plattformen sind, die ein Rückhaltesystem verwenden, auch die verschiedenen hierin beschriebenen Verfahren und Systeme verwenden können.
Unter erneuter Bezugnahme auf 1, beinhaltet das Fahrzeug 10 im Allgemeinen ein Antriebssystem 20, ein Getriebesystem 22, ein Lenksystem 24, ein Bremssystem 26, ein Sensorsystem 28, ein Stellgliedsystem 30, mindestens einen Datenspeicher 32, mindestens eine Steuerung 34 und ein Kommunikationssystem 36 zum Kommunizieren mit einem externen System 48. Das Antriebssystem 20 kann in verschiedenen Ausführungsformen einen Verbrennungsmotor, eine elektrische Maschine, wie beispielsweise einen Traktionsmotor und/oder ein Brennstoffzellenantriebssystem, beinhalten. Das Getriebesystem 22 ist dazu konfiguriert, Leistung vom Antriebssystem 20 auf die Fahrzeugräder 16 und 18 gemäß den wählbaren Übersetzungsverhältnissen zu übertragen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Getriebesystem 22 ein Stufenverhältnis-Automatikgetriebe, ein stufenlos verstellbares Getriebe oder ein anderes geeignetes Getriebe beinhalten.
Das Bremssystem 26 ist dazu konfiguriert, den Fahrzeugrädern 16 und 18 ein Bremsmoment bereitzustellen. Das Bremssystem 26 kann in verschiedenen Ausführungsformen Reibungsbremsen, Brake-by-Wire, ein regeneratives Bremssystem, wie beispielsweise eine elektrische Maschine und/oder andere geeignete Bremssysteme, beinhalten.
Das Lenksystem 24 beeinflusst eine Position der Fahrzeugräder 16 und/oder 18. Während in einigen Ausführungsformen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung zur Veranschaulichung als ein Lenkrad 25 dargestellt, kann das Lenksystem 24 kein Lenkrad beinhalten.
Das Sensorsystem 28 beinhaltet eine oder mehrere Sensorvorrichtungen 40a-40n, die beobachtbare Zustände der äußeren Umgebung und/oder der inneren Umgebung des Fahrzeugs 10 erfassen. Die Abtastvorrichtungen 40a-40n können Radargeräte, Lidare, globale Positionierungssysteme, optische Kameras, Wärmebildkameras, Ultraschallsensoren und/oder andere Sensoren beinhalten, sind aber nicht darauf beschränkt. In verschiedenen Ausführungsformen beinhalten die Erfassungsvorrichtungen 40a-40n Sensoren, die Markierungskomponenten erfassen können, die in Rückhaltegurten, Kopfstützen oder dergleichen eingebettet sind, wie etwa RF-Sensoren, die die Position und Konfiguration eingebetteter Metallmarkierungskomponenten erfassen können.
Das Stellgliedsystem 30 beinhaltet ein oder mehrere Stellgliedvorrichtungen 42a-42n, die ein oder mehrere Fahrzeugeigenschaften, wie zum Beispiel das Antriebssystem 20, das Getriebesystem 22, das Lenksystem 24 und das Bremssystem 26, steuern, sind aber nicht darauf beschränkt. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Fahrzeug 10 auch Fahrzeug-Innen- und/oder Außenausstattungen beinhalten, die nicht in 1 dargestellt sind, wie beispielsweise verschiedene Türen, Kofferraum- und Kabinenausstattungen, wie Luft, Musik, Beleuchtung, Touchscreen-Display-Komponenten (wie sie in Verbindung mit Navigationssystemen verwendet werden) und dergleichen.
Das Datenspeichergerät 32 speichert Daten zur Verwendung beim automatischen Steuern des Fahrzeugs 10 In verschiedenen Ausführungsformen speichert das Datenspeichergerät 32 definierte Landkarten der navigierbaren Umgebung In verschiedenen Ausführungsformen können die definierten Landkarten vordefiniert und von einem entfernten System abgerufen werden. So können beispielsweise die definierten Landkarten durch das entfernte System zusammengesetzt und dem Fahrzeug 10 (drahtlos und/oder drahtgebunden) mitgeteilt und in der Datenspeichervorrichtung 32 gespeichert werden. Routeninformationen können auch in der Datenvorrichtung 32 gespeichert werden - d. h. in einer Reihe von Straßenabschnitten (die geografisch mit einer oder mehreren der definierten Karten verknüpft sind), die zusammen eine Route definieren, die der Benutzer von einem Startort (z. B. dem aktuellen Standort des Benutzers) zu einem Zielort zurücklegen kann. Wie ersichtlich ist, kann die Datenspeichervorrichtung 32 ein Teil der Steuerung 34, von der Steuerung 34 getrennt, oder ein Teil der Steuerung 34 und Teil eines separaten Systems sein.
Die Steuerung 34 beinhaltet mindestens einen Prozessor 44 und eine computerlesbare Speichervorrichtung oder Medien 46. Der Prozessor 44 kann eine Spezialanfertigung oder ein handelsüblicher Prozessor sein, eine Zentraleinheit (CPU), eine Grafikprozessoreinheit (GPU) unter mehreren Prozessoren verbunden mit der Steuerung 34, ein Mikroprozessor auf Halbleiterbasis (in Form eines Mikrochips oder Chip-Satzes) eine Kombination derselben oder allgemein jede beliebige Vorrichtung zur Ausführung von Anweisungen. Die computerlesbare Speichervorrichtung oder Medien 46 können flüchtige und nicht-flüchtige Speicher in einem Nur-Lese-Speicher (ROM), einem Speicher mit direktem Zugriff (RAM) und einem Keep-Alive-Memory (KAM) beinhalten. KAM ist ein persistenter oder nichtflüchtiger Speicher, der verwendet werden kann, um verschiedene Betriebsvariablen zu speichern, während der Prozessor 44 ausgeschaltet ist. Die computerlesbare Speichervorrichtung oder Medien 46 können unter Verwendung einer beliebigen einer Anzahl an bekannten Speichervorrichtungen, wie beispielsweise PROMs (programmierbarer Nur-Lese-Speicher), EPROMs (elektrische PROM), EEPROMs (elektrisch löschbarer PROM), Flash-Speicher oder beliebige andere elektrischen, magnetischen, optischen oder kombinierten Speichervorrichtungen, implementiert werden, die Daten speichern können, von denen einige ausführbare Anweisungen darstellen, die von der Steuerung 34 beim Steuern des Fahrzeugs 10 verwendet werden.
Die Anweisungen können ein oder mehrere separate Programme beinhalten, von denen jede eine geordnete Auflistung von ausführbaren Anweisungen zum Implementieren von logischen Funktionen beinhaltet. Die Anweisungen empfangen und verarbeiten, wenn diese vom Prozessor 44 ausgeführt werden, Signale vom Sensorsystem 28, führen Logik, Berechnungen, Verfahren und/oder Algorithmen zur automatischen Steuerung der Komponenten des Fahrzeugs 10 durch und erzeugen Steuersignale, die an das Stellantriebsystem 30 übertragen werden, um die Komponenten des Fahrzeugs 10 basierend auf der Logik, den Berechnungen, den Verfahren und/oder Algorithmen automatisch zu steuern. Obwohl in 1 nur eine Steuerung 34 dargestellt ist, können Ausführungsformen des Fahrzeugs 10 eine beliebige Anzahl an Steuerungen 34 beinhalten, die über ein geeignetes Kommunikationsmedium oder eine Kombination von Kommunikationsmedien kommunizieren und zusammenwirken, um die Sensorsignale zu verarbeiten, Logiken, Berechnungen, Verfahren und/oder Algorithmen durchzuführen, und Steuersignale zu erzeugen, um die Funktionen des autonomen Fahrzeugs 10 automatisch zu steuern. In einer Ausführungsform, wie unten im Detail erörtert, ist die Steuerung 34 konfiguriert, um den Zustand eines in das Fahrzeug 10 integrierten Rückhaltesystems zu erfassen und zu klassifizieren.
Das Kommunikationssystem 36 ist dazu konfiguriert, Informationen drahtlos an und von anderen Einheiten 48 zu übermitteln, wie beispielsweise, jedoch nicht beschränkt auf andere Fahrzeuge („V2V“-Kommunikation), Infrastruktur („V2I“-Kommunikation), entfernte Transportsysteme und/oder Benutzervorrichtungen. In einer exemplarischen Ausführungsform ist das drahtlose Kommunikationssystem 36 dazu konfiguriert, über ein drahtloses lokales Netzwerk (WLAN) unter Verwendung des IEEE 802.11-Standards, über Bluetooth oder mittels einer mobilen Datenkommunikation zu kommunizieren. Im Geltungsbereich der vorliegenden Offenbarung werden jedoch auch zusätzliche oder alternative Kommunikationsverfahren, wie beispielsweise ein dedizierter Nahbereichskommunikationskanal (DSRC-Kanal), berücksichtigt. DSRC-Kanäle beziehen sich auf Einweg- oder Zweiwege-Kurzstrecken- bis Mittelklasse-Funkkommunikationskanäle, die speziell für den Automobilbau und einen entsprechenden Satz von Protokollen und Standards entwickelt wurden.
Wie ersichtlich, bietet der hierin offenbarte Gegenstand bestimmte verbesserte Eigenschaften und Funktionen für das, was als ein standardmäßiges oder Basisfahrzeug 10 betrachtet werden kann. Zu diesem Zweck kann ein Fahrzeug und ein fahrzeugbasiertes Transportsystem modifiziert, erweitert oder anderweitig ergänzt werden, um die nachfolgend näher beschriebenen zusätzlichen Funktionen bereitzustellen.
Wie oben erwähnt, werden Systeme und Verfahren zum Erfassen und Klassifizieren des Zustands eines Rückhaltesystems durch das Einbetten von Markierungskomponenten (z. B. Metallfasern, Streifen usw.) in Rückhaltegurte, Kopfstützen und dergleichen beschrieben, die dann durch die Rückhaltesysteme durch einen Sensor (z. B. ein RF-Sensor) beobachtet werden, der konfiguriert ist, um die Art und den räumlichen Ort dieser eingebetteten Markierungskomponenten im Inneren des Fahrzeugs zu bestimmen.
In dieser Hinsicht veranschaulicht 2 das Innere des Fahrzeugs 10, wobei verschiedene Rückhaltesystemmerkmale hervorgehoben sind, die darin integriert sein könnten. Zwei Insassen sind dargestellt, ein Insasse 211, der sich auf dem Rücksitz befindet, und ein zweiter Insasse 212, der auf dem vorderen Fahrersitz sitzt. Es sind auch verschiedene Rückhaltegurtspulen 221, 222, 223 und 224 dargestellt, von denen entsprechende Rückhaltegurte durch einen Insassen ausgefahren werden können. Der Insasse 212 ist beispielsweise so gezeigt, dass er einen Rückhaltegurt trägt. Die Anzahl und der Ort solcher Rückhaltegurte kann in Abhängigkeit von der Konstruktion des Fahrzeugs 10 variieren, wie es in der Technik bekannt ist.
Zusätzlich zu den Rückhaltegurtspulen 221-224 ist das Fahrzeug 10 auch so dargestellt, dass es eine Anzahl von Kopfstützen, wie etwa Kopfstützen 231 und 232, beinhaltet. In dieser Hinsicht wird der Ausdruck „Rückhaltesystem“ hierin verwendet, um eine beliebige der verschiedenen Komponenten zu umfassen, die verwendet werden, um einen Insassen während des Betriebs des Fahrzeugs 10 bis zu einem gewissen Grad zurückzuhalten. Während sich die vorliegende Offenbarung hauptsächlich auf Kopfstützen und Rückhaltegurte konzentriert, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt und kann auch verwendet werden, um den Zustand anderer Fahrzeuginnenbestandteile zu erfassen.
In 2 werden auch eine Gruppe von Sensoren 201 und 202 dargestellt, die im Inneren des Fahrzeugs 10 verteilt sind. Diese Sensoren umfassen jeweils geeignete Hardware und/oder Software, die in der Lage ist, das Vorhandensein verschiedener eingebetteter Markierungskomponenten zu erfassen, wie nachstehend ausführlicher erläutert wird.
3 veranschaulicht Insassen und Rückhaltevorrichtungen innerhalb des Inneren eines Fahrzeugs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Insbesondere zeigt 3 den hinteren Passagierbereich des Fahrzeugs 10 mit zwei Insassen: Insassen 311 und 312, von denen beide ihre jeweiligen Rückhaltegurte 321 und 322 ausgefahren haben. Die Gurte sind von ihren jeweiligen Gurtspulen ausgefahren worden, d. h. die Spulen 331 und 221 für den Rückhaltegurt 321 und die Spulen 222 und 332 für den Rückhaltegurt 322. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind zusätzliche Komponenten, die in Verbindung mit Rückhaltegurten verwendet werden, wie etwa Spannungsreduzierer, Gurtstraffer, Lastbegrenzer, Schnallen, Zungenplatten und dergleichen, in der Figur nicht gezeigt, werden jedoch von Fachleuten auf dem Gebiet verstanden.
In dieser Figur ist ferner ein Satz Markierungskomponenten gezeigt, die in die Rückhaltegurte 321 und 322 eingebettet sind. In dieser Ausführungsform ist der Rückhaltegurt 321 derart verlängert worden, dass er eine eingebettete Markierungskomponente 351 freilegt, und der Rückhaltegurt 322 derart verlängert worden, dass er zwei Markierungskomponenten 352 und 353 freilegt. In der dargestellten Ausführungsform sind die Markierungskomponenten 351, 352 und 353 als „stabförmige“ Markierungen gezeigt, der Bereich der Ausführungsformen ist jedoch nicht so beschränkt, wie weiter unten beschrieben wird.
Wie zuvor erwähnt, sind die Sensoren 201 und 202 von 1 (deren Anzahl und Position variieren können) in der Lage, den physikalischen Ort der Markierungskomponenten 351-353 unter Verwendung eines beliebigen geeigneten Erfassungsschemas zu erfassen. In einer Ausführungsform, in der Markierungskomponenten 351-353 metallische Komponenten (wie eingebettete metallische Fasern) sind, können die Sensoren 201 und 202 RF-Sensoren entsprechen. In der veranschaulichten Ausführungsform beinhaltet ein RF-Sensor (201 und/oder 202) einen Signalgenerator und einen reflektierten Datensensor, der konfiguriert ist, um das Muster von erfassten Markierungen zu identifizieren. Diese Information wird dann an eine Verarbeitungseinheit gesendet, die hilft, den entsprechenden Erfassungszustand für das aufgezeichnete Muster zu klassifizieren. Basierend auf der Raffiniertheit der Sensor- und Verarbeitungseinheits- und Fahrzeuginnenraumstatusdaten (Vorereignis) können die erfassten Markierungsdaten auch dazu beitragen, die physische Position dieser Markierungen in der erfassten Umgebung zu bestimmen, wenn dies erforderlich ist. In weiteren Ausführungsformen können die Sensoren 201 und 202 optische, IR- oder weitere derartige Sensoren sein.
In der dargestellten Ausführungsform wird der Fall betrachtet, in dem die Markierungskomponenten ähnlich für beide Rückhaltegurte 321 und 322 konfiguriert sind - das heißt, beide beinhalten (über ihre gesamte Länge) die gleiche Anzahl und die gleichen Typen (z. B. Formen) eingebetteter Markierungskomponenten. In einem solchen Fall ist das System in der Lage zu folgern, dass, weil zwei Markierungskomponenten (352 und 353) für den Rückhaltegurt 322 sichtbar sind und nur eine Markierungskomponente (351) für den Rückhaltegurt 321 sichtbar ist, der Rückhaltegurt 322 weiter als der Rückhaltegurt 321 ausgezogen wurde. Aufgrund dieses Unterschieds kann das System folgern, dass der Insasse 312 größer (volumetrisch) als der Insasse 311 ist. Dies kann auch anzeigen, dass das Gewicht oder die Größe des Insassen 312 größer als das des Insassen 311 ist. Weiterhin wird, indem das System den genauen Ort der Markierungskomponenten 351-353 im dreidimensionalen Raum erfasst, ferner eine genauere Schätzung der Größe und des Gewichts der Insassen 311 und 312 abgeleitet.
Die in 3 gezeigte Ausführungsform umfasst auch ein Paar Markierungskomponenten 354 und 355, die jeweils in Kopfstützen 371 und 372 eingebettet sind. Unter Verwendung der oben beschriebenen Verfahren kann das System auch die Positionen der Kopfstützen 371 und 372 basierend auf den bekannten Positionen der Markierungskomponenten 354 und 355 bestimmen.
4 ist ein Datenflussdiagramm, das allgemein den Betrieb eines Rückhaltesystemerfassungs-, Verarbeitungs- und Klassifizierungsmoduls (oder einfach „Moduls“) 420 veranschaulicht, das von der Steuerung 34 von 1 implementiert werden kann. Diesbezüglich versteht es sich, dass verschiedene Ausführungsformen des Systems gemäß der vorliegenden Offenbarung eine beliebige Anzahl an in die Steuerung 34 integrierten Untermodulen beinhalten können. Wie zu erkennen ist, können die in 4 dargestellten Untermodule kombiniert und/oder weiter unterteilt werden, um ähnlich zu arbeiten. Eingaben in das Modul 420 können vom Sensorsystem 28 empfangen werden, die von anderen Steuermodulen (nicht dargestellt) empfangen werden, die dem Fahrzeug 10 zugeordnet sind, die vom Kommunikationssystem 36 empfangen werden und/oder von anderen Untermodulen (nicht dargestellt), die innerhalb der Steuerung 34 von 1 ermittelt/modelliert werden.
Unter fortgesetzter Bezugnahme auf 4 empfängt das Modul 420 die Sensoreingabe 411, 412 usw. von geeigneten Erfassungssystemen, wie etwa den Sensoren 201 und 202, die in 2 gezeigt sind. Diese Sensoreingabe kann Daten beinhalten, die das Vorhandensein bestimmter Formen von Markierungskomponenten und/oder den physikalischen Ort (z. B. dreidimensionale Koordinaten) dieser Komponenten im Inneren des Fahrzeugs 10 anzeigen. Die Eingabe 411 kann beispielsweise der Sensorinformation von dem Sensor 201 entsprechen, während die Eingabe 412 der Sensorinformation von dem Sensor 202 entspricht.
Das Modul 420 ist konfiguriert, um eine Ausgabe 430 zu erzeugen, die Informationen bezüglich des Zustands des in das Fahrzeug 10 integrierten Rückhaltesystems beinhaltet. Wie hierin verwendet, beinhaltet der „Rückhaltesystemzustand“ Daten, die anzeigen, ob und in welchem Ausmaß verschiedene Komponenten des Rückhaltesystems (Kopfstützen, Rückhaltegurte usw.) ausgefahren worden sind. Anders ausgedrückt, könnte der Zustand des Rückhaltesystems eine geeignete Datenstruktur beinhalten, die angibt, wie viele Insassen im Fahrzeug vorhanden sind, wo sich diese Insassen befinden, ob für jeden der Insassen Rückhaltegurte eingesetzt wurden, in welchem Umfang die Gurte basierend auf der Position der eingebetteten Markierungskomponenten, der Position von Kopfstützen usw. ausgefahren werden. Solche Informationen können von anderen Systemen des Fahrzeugs 10 verwendet werden, z. B. für Gurterinnerungen, das Entriegeln von Infotainment-Merkmalen, wenn die Gurtstraffer ausgelöst werden müssen und dergleichen. Diese Information kann auch mit einer externen Entität (wie etwa 48 in 1) geteilt werden.
5 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Steuerverfahren zum Steuern des Fahrzeugs gemäß verschiedenen Ausführungsformen darstellt. Unter Bezugnahme auf 5 und mit weiterer Bezugnahme auf 1-4 stellt ein Ablaufdiagramm ein Verfahren 500 dar, das durch das Modul 420 von 4 ausgeführt werden kann. Wie aus der Offenbarung ersichtlich, ist die Abfolge der Vorgänge innerhalb der Verfahren nicht, wie in 5 veranschaulicht, auf die sequenzielle Abarbeitung beschränkt, sondern kann, soweit zutreffend, in einer oder mehreren unterschiedlichen Reihenfolgen gemäß der vorliegenden Offenbarung ausgeführt werden. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren 500 basierend auf einem oder mehreren vordefinierten Ereignissen und/oder kontinuierlich während des Betriebs des Fahrzeugs 10 ausgeführt werden.
Zuerst werden bei 501 Markierungskomponenten in verschiedene Rückhaltekomponenten, wie etwa Rückhaltegurten, Kopfstützen und dergleichen, integriert (z. B. in diese eingebettet). In Verbindung mit diesem Schritt wird das Modul 420 mit ausreichendem Code und/oder Daten versehen, die die Art und den Ort der eingebetteten Markierungskomponenten spezifizieren. Dies kann unter Verwendung einer beliebigen geeigneten Datenstruktur, die auf dem Fachgebiet bekannt ist, erreicht werden.
Anschließend wird bei 502 die Sensoreingabe 411 und 412 von den Sensoren 201 und 202 erfasst. Wie oben erwähnt, kann diese Eingabe einen weiten Bereich von Informationen beinhalten, abhängig von der Art der Sensoren 201, 202 sowie der eingebetteten Markierungskomponenten 351-353. Anschließend werden bei 503 die Sensoreingabe 411 und 412 unter Verwendung eines geeigneten Modells verarbeitet, um eine Ausgabe 430 zu erzeugen, die den Zustand des Rückhaltesystems anzeigt.
Als Nächstes ergreift die Steuerung bei 503 eine Aktion basierend auf dem Zustand des Rückhaltesystems und einer Art eines Ereignisses, wie etwa. eines Vorkollisions- oder Kollisionsereignisses, das erfasst wurde. Dies kann beispielsweise die Neuausrichtung oder Einstellung von Airbags und/oder Gurtstraffern beinhalten, um einen optimalen Insassenschutz für jeden der Insassen bereitzustellen, der erfasst und klassifiziert wurde.
6 und 7 veranschaulichen beispielhafte, nicht einschränkende Beispiele von Rückhaltegurtsegmenten einschließlich eingebetteter, aufgebrachter oder aufgemalter Markierungskomponenten. In einer Ausführungsform, wie in 6 gezeigt, beinhaltet der Rückhaltegurt 600 (entlang seiner Längsachse 610) eine Reihe von Markierungskomponenten 601, 602 und 603, die jeweils eine sukzessive größere Anzahl von ähnlich beabstandeten horizontalen Stäben beinhalten. Diese Markierungskomponenten 601-603 sind als entlang dem Rückhaltegurt 600 im gleichen Abstand dargestellt, können aber auch in beliebigen, aber bekannten Abständen (d. h. durch dem Modul 420 bekannte Abstände) verteilt sein.
In einer weiteren Ausführungsform, die in 7 gezeigt ist, beinhaltet ein Rückhaltegurt 700 eine Reihe von eingebetteten Markierungskomponenten 701-703, von denen jede eine unterschiedliche Form aufweist, wie sie von den Sensoren 201 und 202 beobachtet wird. Wie bei der Ausführungsform in 6 gezeigt, könnten die Markierungskomponenten 701-703 in willkürlichen aber bekannten Abständen beabstandet sein, anstatt entlang dem Rückhaltegurt 700 gleich beabstandet zu sein.
8 ist ein Querschnitt eines beispielhaften Rückhaltegurtsegments gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Wie oben erwähnt, können die Markierungskomponenten „eingebettet“ oder auf andere Weise in ihre jeweilige Kopfstütze oder jeweiligen Rückhaltegurt integriert sein. 8 zeigt einen vereinfachten Fall, in dem die Markierungskomponente 803 vollständig in ein Material 802 eingebettet ist, sodass die Markierungskomponente 803 für einen einzelnen beobachteten Rückhaltegurt 800 im Allgemeinen nicht sichtbar ist. In einigen Ausführungsformen wird die Markierungskomponente 803 in das Material 802 „gewebt“. Das heißt, die Markierungskomponente 803 kann eine Reihe von Fasern oder Fäden beinhalten, die in ein ähnlich gewebtes Material 802 integriert sein können.
In einer Ausführungsform ist das Material 802 ein Material, das typischerweise für solche Rückhaltegurte in modernen Fahrzeugen verwendet wird, wie etwa ein „Gurtband“ aus gewebtem Polyester. In einigen Ausführungsformen ist die Markierungskomponente 802 ein metallisches Material, wie etwa Aluminium, Stahl und/oder eine Legierung. Die Markierungskomponente 802 kann auch unter Verwendung einer Metallfarbe, eines Metallpulvers oder dergleichen gestrichen oder gedruckt werden. In weiteren Ausführungsformen können magnetische oder nicht sichtbare Markierungen verwendet werden.

Claims

Verfahren zum Bestimmen des Zustands eines Rückhaltesystems in einem Fahrzeug (10), das Verfahren umfassend: Integrieren mehrerer Markierungskomponenten (351, 352, 353) in einen innerhalb des Fahrzeugs (10) angeordneten Rückhaltegurt (321, 322); Empfangen von Sensordaten (411, 412), die der Position von mehreren der Markierungskomponenten (351, 352, 353) zugeordnet sind; Erfassen dreidimensionaler Koordinaten der mehreren der Markierungskomponenten (351, 352, 353) im Inneren des Fahrzeugs (10) anhand der Sensordaten (411, 412); Bestimmen eines Zustands des Rückhaltesystems basierend auf den Sensordaten (411, 412) mit einem Prozessor (44); und Ableiten einer genauen Schätzung der Größe und des Gewichts von Insassen (311, 312) des Fahrzeugs (10) anhand der dreidimensionalen Koordinaten der mehreren der Markierungskomponenten (351, 352, 353).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Sensordaten (411, 412) RF-Daten, Infrarot-Daten und/oder optischen Daten sind.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Markierungskomponenten (351, 352, 353) metallische Fasern, einen metallischen Lackfilm und/oder magnetischen Fasern beinhalten.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Rückhaltegurt (321, 322) ein gewebtes Material umfasst und die Markierungskomponenten (351, 352, 353) metallische Fasern umfassen, die in das gewebte Material eingearbeitet sind.
Rückhalteklassifizierungssystem für ein Fahrzeug (10), das Rückhalteklassifizierungssystem umfassend: ein Rückhaltesystem, das mehrere Rückhaltegurte (321, 322) umfasst; mehrere Markierungskomponenten (351, 352, 353), die in einen oder mehrere der Rückhaltegurte (321, 322) eingearbeitet sind; einen Sensor (201, 202), der konfiguriert ist, um Sensordaten (411, 412) erzeugen, die der Position der mehreren Markierungskomponenten (351, 352, 353) zugeordnet sind; und ein Modul (420), das einen Prozessor (44) beinhaltet, der konfiguriert ist, um: basierend auf den Sensordaten (411, 412) einen Zustand des Rückhaltesystems zu bestimmen, dreidimensionale Koordinaten der mehreren Markierungskomponenten (351, 352, 353) im Inneren des Fahrzeugs (10) anhand der Sensordaten (411, 412) zu erfassen und eine genaue Schätzung der Größe und des Gewichts von Insassen (311, 312) des Fahrzeugs (10) anhand der dreidimensionalen Koordinaten der mehreren Markierungskomponenten (351, 352, 353) abzuleiten.
Rückhalteklassifizierungssystem nach Anspruch 5, wobei die Sensordaten (411, 412) RF-Daten, Infrarot-Daten und/oder optische Daten sind.