DE102019209145A1 - Detektionsvorrichtung und Fahrzeugsensorsystem - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Detektionsvorrichtung (18) zum Detektieren von Personen (20) beim Einsteigen in ein Fahrzeug (10) und beim Aussteigen aus dem Fahrzeug, mit: einer Eingangsschnittstelle (24) zum Empfangen von Detektionsdaten mit Informationen zu einer von einer Umgebungssensorvorrichtung (14) detektierten Person in einem ersten Bereich (32) außerhalb des Fahrzeugs oder mit Informationen zu einer von einer Innenraumsensorvorrichtung (16) detektierten Person in einem zweiten Bereich (34) innerhalb des Fahrzeugs; einer Auswerteeinheit (26) zum Ermitteln eines bevorstehenden Bereichswechsels der detektierten Person zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich basierend auf den Detektionsdaten; und einer Steuereinheit (28) zum Weitergeben des bevorstehenden Bereichswechsels an die Umgebungssensorvorrichtung, wenn die Detektionsdaten von der Innenraumsensorvorrichtung empfangen wurden, und an die Innenraumsensorvorrichtung, wenn die Detektionsdaten von der Umgebungssensorvorrichtung empfangen wurden. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Fahrzeugsensorsystem (12) an einem Fahrzeug (10) sowie ein autonomes Personentransportfahrzeug.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Detektionsvorrichtung zum Detektieren von Personen beim Einsteigen in ein Fahrzeug und beim Aussteigen aus dem Fahrzeug. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Fahrzeugsensorsystem sowie ein autonomes Personentransportfahrzeug und ein Verfahren zum Detektieren von Personen.
  • Moderne Fahrzeuge (Autos, Transporter, Lastwagen, Motorräder, Busse etc.) umfassen eine Vielzahl an Systemen, die einem Fahrer oder einem autonomen Fahrsystem Informationen zur Verfügung stellen und/oder einzelne Funktionen des Fahrzeugs teil- oder vollautomatisiert steuern. Über Sensoren werden die Umgebung des Fahrzeugs sowie gegebenenfalls andere Verkehrsteilnehmer erfasst. Basierend auf den erfassten Daten kann ein Modell der Fahrzeugumgebung erzeugt werden und auf Veränderungen in dieser Fahrzeugumgebung reagiert werden. Durch die Entwicklung immer präziserer Sensoren und leistungsfähigerer Auswertungsalgorithmen ist es möglich, einen Personen- und/oder Warentransport mittels autonomer Fahrzeuge zu realisieren.
  • Ein relevantes Anwendungsszenario des autonomen Fahrens ist dabei der Personentransport. In Großstädten droht der Verkehrskollaps und es gibt immer mehr Pendler, die täglich weite Strecken zu ihrem Arbeitsplatz zurücklegen. Autonom fahrende Kleinbusse stellen hierbei einen vielversprechenden Lösungsansatz dar, um insbesondere individuelle innerstädtische Mobilität zu ermöglichen und gleichzeitig die Verkehrsbelastung zu reduzieren. In solchen Kleinbussen finden beispielsweise bis zu 10 Personen Platz. Mittels eines Einsatzes einer Flotte derartiger Fahrzeuge kann ein individueller on-demand Transport ermöglicht werden. Durch einen autonomen Betrieb kann ein flächendeckender und kosteneffizienter Einsatz ermöglicht werden.
  • Eine Problemstellung in diesem Zusammenhang betrifft den Einstieg und den Ausstieg von Passagieren. Dadurch, dass zumindest mittelfristig auf einen Fahrer verzichtet werden soll und ein (voll-) autonomer Fahrbetrieb ermöglicht werden soll, ist neben der Überwachung der Umgebung des Fahrzeugs zum Zwecke der Umgebungserkennung auch eine Überwachung der Passagiere im Innenraum notwendig, um Anomalitäten zu erkennen. In bisherigen Ansätzen sind hierzu Innenraumüberwachungssysteme basierend auf Kameras vorgesehen, die den Innenraum des Fahrzeugs überwachen. Eine Herausforderung liegt dabei darin, dass es beim Ein- und Aussteigen der Passagiere zu einem Wechsel zwischen einer Überwachung durch entsprechende Umgebungs- und Innenraumsensorik kommt. Eine lückenhafte oder fehlerbehaftete Überwachung der Personen in und um das Fahrzeug kann zu Unfällen mit Personenschäden führen.
  • Ausgehend hiervon stellt sich der vorliegenden Erfindung die Aufgabe, einen Ansatz zum Gewährleisten der Sicherheit von Personen beim Einsteigen in ein autonomes Fahrzeug oder beim Verlassen eines autonomen Fahrzeugs bereitzustellen. Insbesondere soll ein Fahrbetrieb des autonomen Fahrzeugs erst dann aufgenommen werden, wenn alle Passagiere den Einstiegs- bzw. Ausstiegsvorgang abgeschlossen haben. Es sollen sich keine Personen im Umfeld des autonomen Fahrzeugs befinden, die bei der Aufnahme des Betriebs gefährdet werden könnten.
  • Zum Lösen dieser Aufgabe betrifft die vorliegende Erfindung in einem ersten Aspekt eine Detektionsvorrichtung zum Detektieren von Personen beim Einsteigen in ein Fahrzeug und beim Aussteigen aus dem Fahrzeug, mit:
    • einer Eingangsschnittstelle zum Empfangen von Detektionsdaten mit Informationen zu einer von einer Umgebungssensorvorrichtung detektierten Person in einem ersten Bereich außerhalb des Fahrzeugs oder mit Informationen zu einer von einer Innenraumsensorvorrichtung detektierten Person in einem zweiten Bereich innerhalb des Fahrzeugs;
    • einer Auswerteeinheit zum Ermitteln eines bevorstehenden Bereichswechsels der detektierten Person zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich basierend auf den Detektionsdaten; und
    • einer Steuereinheit zum Weitergeben des bevorstehenden Bereichswechsels an die Umgebungssensorvorrichtung, wenn die Detektionsdaten von der Innenraumsensorvorrichtung empfangen wurden, und an die Innenraumsensorvorrichtung, wenn die Detektionsdaten von der Umgebungssensorvorrichtung empfangen wurden.
  • In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrzeugsensorsystem an einem Fahrzeug, mit:
    • einer Umgebungssensorvorrichtung zum Detektieren von Personen in einem ersten Bereich außerhalb des Fahrzeugs, wobei die Umgebungssensorvorrichtung vorzugsweise mehrere Kameras, insbesondere Time-of-Flight-Kameras, umfasst;
    • einer Innenraumsensorvorrichtung zum Detektieren von Personen in einem zweiten Bereich innerhalb des Fahrzeugs, wobei die Innenraumsensorvorrichtung vorzugsweise mehrere Kameras, insbesondere Time-of-Flight-Kameras, umfasst; und
    • einer Detektionsvorrichtung wie zuvor beschrieben.
  • In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein autonomes Personentransportfahrzeug mit einer Detektionsvorrichtung wie zuvor beschrieben oder mit einem Fahrzeugsensorsystem wie zuvor beschrieben.
  • Weitere Aspekte der Erfindung betreffen ein entsprechend der Detektionsvorrichtung ausgebildetes Verfahren und ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode zum Durchführen der Schritte des Verfahrens, wenn der Programmcode auf einem Computer ausgeführt wird, sowie ein Speichermedium, auf dem ein Computerprogramm gespeichert ist, das, wenn es auf einem Computer ausgeführt wird, eine Ausführung des hierin beschriebenen Verfahrens bewirkt.
  • Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Insbesondere können die Detektionsvorrichtung, das Verfahren, das Personentransportfahrzeug sowie das Computerprogrammprodukt entsprechend der für die Detektionsvorrichtung und das Personentransportfahrzeug in den abhängigen Ansprüchen beschriebenen Ausgestaltungen ausgeführt sein.
  • Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass eine Detektion einer Umgebungssensorvorrichtung, mit der ein Bereich außerhalb des Fahrzeugs erfasst werden kann, und eine Detektion einer Innenraumsensorvorrichtung, mit der eine Person innerhalb des Fahrzeugs erfasst werden kann, gemeinsam ausgewertet werden. Basierend auf Detektionsdaten einer der beiden Sensorvorrichtungen wird ermittelt, ob ein Bereichswechsel einer Person bevorsteht. Wenn ein Bereichswechsel einer Person bevorsteht, werden Informationen bezüglich des Bereichswechsels an die jeweils andere Sensorvorrichtung weitergegeben. Insoweit wird eine Kooperation zwischen an sich unabhängigen Sensorvorrichtungen im Innenraum und im Außenraum ermöglicht. Die Personenerkennung beim Übergang einer Person zwischen einem Außen- und einem Innenbereich oder in die andere Richtung wird verbessert. Es wird sichergestellt, dass auch im Übergangsbereich zwischen zwei unabhängigen Sensorvorrichtungen eine präzise und zuverlässige Überwachung erfolgen kann. Die Informationen über die detektierten Personen werden zwischen den Sensorvorrichtungen ausgetauscht. Durch die Weitergabe des bevorstehenden Bereichswechsels an die jeweils andere Vorrichtung kann diese andere Vorrichtung davon in Kenntnis gesetzt werden, dass eine erneute Personendetektion zu erwarten ist. Wenn diese Personendetektion dann nicht erfolgt, kann die entsprechende Sensorvorrichtung Maßnahmen ergreifen.
  • Im Vergleich zu bisherigen Ansätzen, bei denen die Erfassungssysteme im Innenraum und die Erfassungssysteme im Außenraum nicht verbunden sind, wird die Sicherheit der Passagiere verbessert. Durch die gemeinsame Auswertung bzw. durch die Informationsübertragung zwischen den Sensorvorrichtungen wird erst erreicht, dass ein autonomer Betrieb eines Personentransportfahrzeugs möglich wird. Es ist nicht notwendig, dass ein Fahrzeugführer manuell eine Prüfung vornimmt, ob alle Passagiere eingestiegen bzw. ausgestiegen sind. Die erfindungsgemäße Detektionsvorrichtung stellt sicher, dass auch beim Ein- und Aussteigen eine sichere und lückenlose Detektion erfolgen kann. Erst nach Abschluss aller Ein- und Ausstiegsvorgänge nimmt das autonome Personentransportfahrzeug seinen Fahrbetrieb wieder auf.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Auswerteeinheit zum Ermitteln einer Position und einer Bewegung der detektierten Person basierend auf den Detektionsdaten ausgebildet. Die Auswerteeinheit ist weiterhin zum Ermitteln des bevorstehenden Bereichswechsels basierend auf der ermittelten Position und Bewegung ausgebildet. Vorzugsweise ist die Auswerteeinheit zum Aufstellen eines Constant-Velocity-Zustandsmodells der detektierten Person ausgebildet. Es ist möglich, ein Zustandsmodell der detektierten Person aufzustellen, um hierauf basierend eine zutreffende Prognose eines bevorstehenden Bereichswechsels abzugeben. Durch die Verwendung einer Position und Bewegung kann die Genauigkeit bei der Ermittlung des bevorstehenden Bereichswechsels verbessert werden. Mit einem Constant-Velocity-Zustandsmodells kann eine Vorausberechnung der voraussichtlichen Trajektorie der detektierten Person erfolgen. Es ergibt sich eine hohe Sicherheit bei der Ermittlung des bevorstehenden Bereichswechsels.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Auswerteeinheit zum Ermitteln, ob sich die detektierte Person in einem vordefinierten Nahbereich befindet, ausgebildet, wenn die Detektionsdaten von der Umgebungssensorvorrichtung empfangen wurden. Hierbei entspricht der vordefinierte Nahbereich einem Teilbereich des ersten Bereichs, der sich in unmittelbarer Nähe des Fahrzeugs befindet. Die Auswerteeinheit ist zum Verfolgen einer Position der Person ausgebildet, wenn sich die Person in dem vordefinierten Nahbereich befindet. Die Auswerteeinheit ist zum Ermitteln des bevorstehenden Bereichswechsels basierend auf der verfolgten Position ausgebildet. Im Außenbereich des Fahrzeugs (erster Bereich) wird ein Nahbereich vordefiniert, der das Fahrzeug in unmittelbarer Nähe umgibt. Wenn sich eine Person innerhalb dieses Nahbereichs aufhält bzw. diesen Nahbereich betritt, wird ihre Position verfolgt. Diese verfolgte Position dient dann als Grundlage für die Ermittlung des bevorstehenden Bereichswechsels. Dadurch, dass nicht die gesamte Sensorreichweite der Umgebungssensorvorrichtung verwendet wird und alle Personen innerhalb der Sensorreichweite der Umgebungssensorvorrichtung verfolgt werden, kann die benötigte Rechenleistung reduziert werden. Es sind weniger Personen zu verfolgen. Personen, die sich überhaupt nicht innerhalb des Nahbereichs befinden und bei denen damit ein Wechsel vom Außenbereich in den Innenbereich ausgeschlossen ist, werden nicht verfolgt. Die Anforderung an die Rechenleistung kann bei gleichbleibender Zuverlässigkeit vermindert werden.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst die Vorrichtung eine Ausgabeschnittstelle zum Ausgeben eines Warnsignals, wenn nach der Weitergabe des bevorstehenden Bereichswechsels nicht innerhalb einer vordefinierten Zeitspanne entweder neue Detektionsdaten von der Umgebungssensorvorrichtung empfangen werden, sofern die Detektionsdaten von der Innenraumsensorvorrichtung empfangen wurden, oder neue Detektionsdaten von der Innenraumsensorvorrichtung empfangen werden, sofern die Detektionsdaten von der Umgebungssensorvorrichtung empfangen wurden. Wenn es bei einem detektierten Bereichswechsel dazu kommt, dass die jeweils andere Sensorvorrichtung keine (neue) Person in ihrem Bereich detektiert, führt dies zur Ausgabe eines Warnsignals. Wenn für eine Person detektiert wird, dass diese den Bereich wechselt, wird eine Detektion der Person in dem anderen Bereich erwartet. Erfolgt diese Detektion nicht, wird ein Warnsignal ausgegeben, um zu signalisieren, dass eine Person an einem undefinierten Ort ist. Hierdurch kann eine gefährliche Situation beim Bereichswechsel vermieden werden.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Auswerteeinheit zum Ermitteln, ob sich die detektierte Person in einem vordefinierten Zugangsbereich des ersten oder zweiten Bereichs befindet, basierend auf den Detektionsdaten ausgebildet. Hierbei ist der vordefinierte Zugangsbereich einem Zugang des Fahrzeugs vorgelagert. Weiterhin ist die Auswerteeinheit zum Ermitteln des bevorstehenden Bereichswechsels basierend auf der Anwesenheit der detektierten Person in dem Zugangsbereich ausgebildet. Der Zugangsbereich kann beidseitig einer Fahrzeugtür des Fahrzeugs, also sowohl im Innenbereich als auch im Außenbereich liegen. Dieser Zugangsbereich wird für die Prädiktion des bevorstehenden Bereichswechsels verwendet. Wenn sich eine Person innerhalb des Zugangsbereichs befindet, ist anzunehmen, dass diese Person den Bereich wechseln möchte. Die Zuverlässigkeit bei der Ermittlung des bevorstehenden Bereichswechsels wird verbessert.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Auswerteeinheit zum Ermitteln einer Zeitprädiktion mit Informationen zu einer voraussichtlichen Zeit des Bereichswechsels der Person ausgebildet. Die Steuereinheit ist zum Weitergeben der ermittelten Zeitprädiktion ausgebildet. Eine Zeitprädiktion kann insbesondere eine Angabe einer Zeitspanne sein. Es wird insoweit ermittelt, ob der Bereichswechsel unmittelbar bevorsteht oder ob dieser erst zu einem etwas späteren Zeitpunkt erfolgen soll. Die Zeitprädiktion erlaubt eine weitere Verbesserung der Zuverlässigkeit bei der Detektion von Personen. Die Zeitprädiktion erlaubt eine präzise Eingrenzung des Zeitpunkts des Bereichswechsels der Person.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Auswerteeinheit zum Ermitteln, ob es sich bei der erkannten Person um einen Fußgänger handelt, ausgebildet. Die Auswerteeinheit ist zudem zum Ermitteln des bevorstehenden Bereichswechsels basierend auf einem Bewegungsmodell eines Fußgängers ausgebildet, wenn es sich bei der erkannten Person um einen Fußgänger handelt. Insbesondere soll eine Erkennung von Fußgängern erfolgen. Wenn erkannt wird, dass es sich bei der Person um einen Fußgänger handelt, kann dies als Modellwissen bei der Prädiktion des Bereichswechsels verwendet werden. Hierdurch kann die Zuverlässigkeit bei der Detektion von Personen verbessert werden.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fahrzeugsensorsystems weisen ein den Überlappungsbereich erfassender Sensor der Umgebungssensorvorrichtung und ein den Überlappungsbereich erfassender Sensor der Innenraumsensorvorrichtung einen unterschiedlichen Wellenlängenbereich auf. Hierdurch wird vermieden, dass sich die Sensoren der Innenraumsensorvorrichtung und der Umgebungssensorvorrichtung gegenseitig beeinflussen. Die Zuverlässigkeit wird verbessert.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung des Fahrzeugsensorsystems umfasst die Umgebungssensorvorrichtung einen Kamerasensor, einen Radarsensor und einen Lidarsensor. Durch die Kombination mehrerer verschiedener Sensorsysteme bzw. Messprinzipien wird die Zuverlässigkeit bei der Detektion von Personen verbessert. Hierdurch kann die Sicherheit beim Einsteigen in ein Fahrzeug und beim Aussteigen aus dem Fahrzeug weiter erhöht werden.
  • Eine Umgebung eines Fahrzeugs umfasst insbesondere einen von dem Fahrzeug aus sichtbaren Bereich im Umfeld des Fahrzeugs. Eine Sensorvorrichtung (Umgebungssensorvorrichtung oder Innenraumsensorvorrichtung) kann einen oder mehrere einzelne Sensoren umfassen. Hierbei können gleichartige oder verschiedene Sensorprinzipien verwendet werden. Unter einer Sensorvorrichtung wird insbesondere ein selbständig arbeitendes Sensorsystem verstanden. Vorzugsweise bildet die Umgebungssensorvorrichtung das oder ist Bestandteil des Fahrzeugsensorsets, das auch für das autonome oder teilautonome Fahren verwendet wird. Detektionsdaten sind insbesondere Sensordaten, also Ausgangsdaten eines Sensors oder eines Sensorsystems, gegebenenfalls nach einer Vorverarbeitung. Unter einem bevorstehenden Bereichswechsel wird insbesondere eine binäre Information verstanden.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger ausgewählter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung eines autonomen Personentransportfahrzeugs mit einem Fahrzeugsensorsystem gemäß der vorliegenden Erfindung;
    • 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Detektionsvorrichtung;
    • 3 eine schematische Darstellung verschiedener Bereiche, in denen Personen detektiert werden;
    • 4 eine schematische Darstellung eines Überlappungsbereichs; und
    • 5 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • In der 1 ist schematisch ein Fahrzeug 10 mit einem Fahrzeugsensorsystem 12 dargestellt. Das Fahrzeug 10 ist als autonomes Personentransportfahrzeug ausgebildet. Das Fahrzeugsensorsystem 12 umfasst eine Umgebungssensorvorrichtung 14, eine Innenraumsensorvorrichtung 16 sowie eine Detektionsvorrichtung 18. Das Fahrzeug 10 umfasst eine (automatische) Tür 22, durch die Personen 20 zwischen einem ersten Bereich außerhalb des Fahrzeugs 10 und einem zweiten Bereich innerhalb des Fahrzeugs 10 hin- und herwechseln können. Durch die Detektionsvorrichtung 18 werden die Umgebungssensorvorrichtung 14 sowie die Innenraumsensorvorrichtung 16 verbunden. Beide Sensorvorrichtungen dienen zum Detektieren von Personen, wobei die Umgebungssensorvorrichtung 14 dazu ausgebildet ist, Personen 20 in einem Bereich außerhalb des Fahrzeugs zu detektieren, und die Innenraumsensorvorrichtung 16 dazu ausgebildet ist, Personen 20 in einem Bereich innerhalb des Fahrzeugs 10 zu detektieren. Wenn eine der beiden Sensorvorrichtungen eine Person detektiert, wird in der Detektionsvorrichtung 18 ermittelt, ob diese Person den entsprechenden Bereich verlassen will und in den anderen Bereich eintreten will. Sofern ein solcher bevorstehender Bereichswechsel detektiert wird, wird eine entsprechende Information an die jeweils andere Sensorvorrichtung weitergegeben. Basierend auf dieser Information kann eine verbesserte Detektion und Verfolgung von Personen beim Einsteigen bzw. beim Aussteigen erreicht werden.
  • Erfindungsgemäß wird somit die Qualität der Fußgängererkennung innerhalb und außerhalb eines Fahrzeugs 10 verbessert. Beim Aussteigen einer Person 20 besteht das Problem, dass eine Innenraumsensorvorrichtung, die im Inneren angeordnet ist, nicht den gesamten Bereich bis zu einem Erkennungsbereich einer Umgebungssensorvorrichtung außerhalb des Fahrzeugs abdeckt. Deswegen kann es zu einer verzögerten oder einer ausbleibenden Erkennung von Personen, insbesondere Fußgängern, um das Personen befördernde Fahrzeug kommen. Insbesondere ist dies dem geschuldet, dass üblicherweise verwendete Umgebungssensorvorrichtungen (umfassend eine Kombination von Kamera-, Lidar- und Radarsensoren) einen gewissen Mindestabstand von Objekten benötigen, um eine zuverlässige Erkennung und Klassifizierung der Objekte durchführen zu können.
  • In der 2 ist schematisch eine erfindungsgemäße Detektionsvorrichtung 18 zum Detektieren von Personen beim Einsteigen in ein Fahrzeug und beim Aussteigen aus dem Fahrzeug dargestellt. Die Detektionsvorrichtung 18 umfasst eine Eingangsschnittstelle 24, eine Auswerteeinheit 26 sowie eine Steuereinheit 28. Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Detektionsvorrichtung 18 zudem eine (optionale) Ausgabeschnittstelle 30. Die verschiedenen Einheiten und Schnittstellen können einzeln oder kombiniert in Soft- und/oder in Hardware ausgeführt bzw. implementiert sein. Insbesondere können die Einheiten in Software implementiert sein, die auf einem Prozessor einer Umgebungssensorvorrichtung oder einer Innenraumsensorvorrichtung ausgeführt wird.
  • Über die Eingangsschnittstelle 24 werden Detektionsdaten mit Informationen zu einer detektierten Person empfangen. Hierbei können die Detektionsdaten einerseits von einer Umgebungssensorvorrichtung und andererseits von einer Innenraumsensorvorrichtung des Fahrzeugs empfangen werden. Zum einen kann also eine Information darüber empfangen werden, ob sich eine Person im Innenraum befindet. Zum anderen kann eine Information darüber empfangen werden, ob sich eine Person in einer Umgebung des Fahrzeugs befindet. Die empfangenen Detektionsdaten entsprechen insbesondere den Sensordaten der entsprechenden Sensorvorrichtung. Insbesondere ist es möglich, dass Kamerabilder einer Time-Of-Flight-Kamera (TOF-Kamera) empfangen werden.
  • In der Auswerteeinheit 26 werden die empfangenen Detektionsdaten ausgewertet, um zu ermitteln, ob die detektierte Person den Bereich, in dem sie detektiert wurde, verlassen wird und in den anderen Bereich eintreten wird. Es wird insoweit also ermittelt, ob die Person von einem Bereich außerhalb des Fahrzeugs in einen Bereich innerhalb des Fahrzeugs oder in die entgegengesetzte Richtung wechselt. Hierzu kann in der Auswerteeinheit 26 insbesondere ein Bewegungsmodell der detektierten Person aufgestellt und ausgewertet werden (Verfolgung). Es wird insoweit ein Tracking-Algorithmus angewendet, um festzustellen, ob die Person einen Bereichswechsel plant. Insbesondere kann ein Constant-Velocity-Zustandsmodell, bei dem eine Position sowie eine Geschwindigkeit bzw. ein Bewegungsvektor der Person geschätzt wird, verwendet werden.
  • In der Steuereinheit 28 wird eine Weitergabe entsprechender Daten an diejenige der beiden Sensorvorrichtungen vorgenommen, die nicht die Detektionsdaten übermittelt hat. Es erfolgt insoweit also eine Übergabe einer Detektion einer Person von einer Sensorvorrichtung an eine andere Sensorvorrichtung. Die Steuereinheit 28 kann dabei einerseits eine binäre Information weitergeben. Andererseits ist es ebenfalls möglich, dass weitere Informationen hinsichtlich der Bewegung der detektierten Person, wie beispielsweise der Zustandsvektor, weitergegeben werden.
  • Über die Ausgabeschnittstelle 30 kann ein Warnsignal ausgegeben werden, wenn festgestellt wird, dass sich die Person in einem undefinierten Bereich befindet. Wenn also der bevorstehende Bereichswechsel an eine der beiden Sensorvorrichtungen übermittelt wurde und diese Sensorvorrichtung keine neue Person in ihrem jeweiligen Sensorbereich detektiert, wird das Warnsignal ausgegeben. Ein derartiger Zustand kann beispielsweise vorliegen, wenn sich eine Person in direkter Nähe im Bereich des Fahrzeugs befindet. Durch das Ausgeben des Warnsignals wird verhindert, dass es zu einem Unfall mit Personenschaden kommt. Die Ausgabeschnittstelle 30 kann beispielsweise als akustische oder optische Ausgabeschnittstelle (Hupe, Blinklicht etc.) ausgebildet sein. Ebenfalls ist es möglich, dass direkt ein autonomes Fahrsystem angesteuert wird, das beispielsweise eine Weiterfahrt des Fahrzeugs verhindert, während das Warnsignal anliegt.
  • In der 3 ist eine schematische Draufsicht aus Vogelperspektive auf das Fahrzeug 10 sowie auf den ersten Bereich 32 außerhalb des Fahrzeugs und den zweiten Bereich 34 innerhalb des Fahrzeugs 10 gezeigt. Der erste Bereich 32 ist mittels der Umgebungssensorvorrichtung erfassbar. Der zweite Bereich 34 ist mittels der Innenraumsensorvorrichtung erfassbar. Um zwischen den Bereichen zu wechseln, muss die Tür 22 des Fahrzeugs 10 passiert werden. Zumeist entspricht der erste Bereich 32 einem Bereich, der mit der üblicherweise an einem Fahrzeug vorhandenen Umgebungssensorik erfasst werden kann.
  • Um den Übergang zwischen dem ersten Bereich 32 und dem zweiten Bereich 34 abzubilden und Personen beim Übergang nicht zu verlieren, kann ein Nahbereich 36 vorgegeben (vordefiniert) werden. Befindet sich eine Person, insbesondere ein Fußgänger, innerhalb dieses Nahbereichs 36, wird für diese Person ein Bewegungsmodell aufgestellt und die Position und Bewegung der Person verfolgt. Insbesondere kann hierzu ein Constant-Velocity-Zustandsmodell angewendet werden. Mit den so geschätzten Zuständen auf Basis der Informationen der Umgebungssensorvorrichtung kann die Trajektorie der Person über folgende Zeitschritte prädiziert werden, wenn die Person von der Umgebungssensorvorrichtung nicht mehr erkannt wird. Insoweit wird also lediglich dann eine Positionsverfolgung initiiert, wenn eine Person einen unmittelbaren Nahbereich 36 betritt.
  • Zusätzlich oder alternativ ist es möglich, dass im Bereich der Tür 22 des Fahrzeugs ein vordefinierter Zugangsbereich 38 angeordnet ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel in der 3 ist der Zugangsbereich 38 dabei außerhalb der Tür 22 angeordnet. Es versteht sich aber, dass es auch möglich ist, einen entsprechenden Zugangsbereich 38 innerhalb des Fahrzeugs im Bereich der Tür 22 anzuordnen. Personen innerhalb des Zugangsbereichs 38 können gesondert überwacht werden. Insbesondere ist es möglich, dass für Personen, die sich innerhalb des Zugangsbereichs 38 befinden, eine höhere Wahrscheinlichkeit für einen bevorstehenden Bereichswechsel angenommen wird.
  • Wenn die so prädizierte Trajektorie nach einer gewissen Zeit mit einer Kontur des Fahrzeugs 10 kollidiert, ohne dass von der Innenraumsensorvorrichtung eine neue Person detektiert wurde, muss sich die Person noch im nahen Umfeld des Fahrzeugs 10 befinden und ihren Bewegungszustand geändert haben. Mit wachsender Zeit ab dem Eintritt eines derartigen Ereignisses steigt die Unsicherheit bezüglich der Position und der Bewegung der Person. In diesem Fall wird ein kritischer Zustand erreicht, da sich eine Person in einem nicht näher bekannten Bereich des Fahrzeugs 10 befindet und möglicherweise verletzt werden kann, wenn das Fahrzeug weiterfährt. Im Idealfall überschneidet sich die prädizierte Zeit für den Eintritt in den Innenbereich der Innenraumsensorvorrichtung mit dem Zeitpunkt der Detektion einer neuen Person durch die Innenraumsensorvorrichtung.
  • Beim Übergang zwischen dem zweiten Bereich 34 und dem ersten Bereich 32, also beim Aussteigen aus dem Fahrzeug 10, kann ein Problem darin bestehen, dass aufgrund fehlender Informationen zu den Bewegungszuständen der Personen im Fahrzeug 10 eine Bewegung nur sehr ungenau bestimmt werden kann. Hier kann dann entsprechend den obigen Erläuterungen ein Zugangsbereich des zweiten Bereichs vorgegeben werden, der sich im unmittelbaren Bereich der Tür 22 befindet. Über eine Änderung der Anzahl der Insassen in Kombination mit einem Aufenthalt der Insassen in diesem Zugangsbereich kann darauf geschlossen werden, wann eine Person aussteigt. Wird ein solches Ereignis erkannt, wird die Detektionswahrscheinlichkeit der Umgebungssensorvorrichtung im Bereich um den Ein- oder Ausstieg erhöht. Neu detektierte dynamische Objekte in diesem Bereich sind mit hoher Wahrscheinlichkeit Personen bzw. Fußgänger. Wie zuvor erläutert, kann ein kritischer Zustand erreicht werden, wenn keine neuen dynamischen Objekte im Umfeld erkannt werden, da dann davon ausgegangen werden muss, dass sich eine ausgestiegene Person in einem kritischen Bereich um das Fahrzeug aufhält.
  • In der 4 ist eine weitere Draufsicht auf ein Fahrzeug 10 mit einer Detektionsvorrichtung oder einem Fahrzeugsensorsystem dargestellt. Optional kann es vorgesehen sein, dass der erste Bereich und der zweite Bereich einen Überlappungsbereich 40 umfassen, in dem Personen von der Umgebungssensorvorrichtung und der Innenraumsensorvorrichtung erfasst werden können. Dieser Überlappungsbereich 40 ist insbesondere im Bereich der Tür 22 angeordnet. Durch die Verwendung eines entsprechend geeigneten Sensoraufbaus, wobei jeweils ein Sensor der Innenraumsensorvorrichtung und der Umgebungssensorvorrichtung den Überlappungsbereich 40 abbildet, kann eine Fusion der Daten der Innenraumsensorvorrichtung und der Umgebungssensorvorrichtung erfolgen. Dies liefert die Voraussetzung, dass eine Person durchgängig zugeordnet werden kann.
  • Um ein gegenseitiges Stören der Sensorik zu verhindern, kann für den Überlappungsbereich 40 in den beiden Sensorvorrichtungen jeweils ein Sensor mit unterschiedlicher Wellenlänge verwendet werden. Insbesondere kann jeweils eine TOF-Kamera, die einen unterschiedlichen Wellenlängenbereich verwendet, vorgesehen sein. Durch die Verwendung des Überlappungsbereichs 40 wird es möglich, dass eine durchgängige Positionsverfolgung erfolgen kann.
  • In der 5 ist schematisch ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Detektieren von Personen beim Einsteigen in ein Fahrzeug und beim Aussteigen aus dem Fahrzeug dargestellt. Das Verfahren umfasst Schritte des Empfangens S10 von Detektionsdaten, des Ermittelns S12 eines bevorstehenden Bereichswechsels und des Weitergebens S14 des bevorstehenden Bereichswechsels. Das Verfahren kann beispielsweise in Software implementiert sein, die auf einem Prozessor eines Fahrzeugsteuergeräts ausgeführt wird.
  • Die Erfindung wurde anhand der Zeichnungen und der Beschreibung umfassend beschrieben und erklärt. Die Beschreibung und Erklärung sind als Beispiel und nicht einschränkend zu verstehen. Die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt. Andere Ausführungsformen oder Variationen ergeben sich für den Fachmann bei der Verwendung der vorliegenden Erfindung sowie bei einer genauen Analyse der Zeichnungen, der Offenbarung und der nachfolgenden Patentansprüche.
  • In den Patentansprüchen schließen die Wörter „umfassen“ und „mit“ nicht das Vorhandensein weiterer Elemente oder Schritte aus. Der undefinierte Artikel „ein“ oder „eine“ schließt nicht das Vorhandensein einer Mehrzahl aus. Ein einzelnes Element oder eine einzelne Einheit kann die Funktionen mehrerer der in den Patentansprüchen genannten Einheiten ausführen. Ein Element, eine Einheit, eine Schnittstelle, eine Vorrichtung und ein System können teilweise oder vollständig in Hard- und/oder in Software umgesetzt sein. Die bloße Nennung einiger Maßnahmen in mehreren verschiedenen abhängigen Patentansprüchen ist nicht dahingehend zu verstehen, dass eine Kombination dieser Maßnahmen nicht ebenfalls vorteilhaft verwendet werden kann. Ein Computerprogramm kann auf einem nichtflüchtigen Datenträger gespeichert/vertrieben werden, beispielsweise auf einem optischen Speicher oder auf einem Halbleiterlaufwerk (SSD). Ein Computerprogramm kann zusammen mit Hardware und/oder als Teil einer Hardware vertrieben werden, beispielsweise mittels des Internets oder mittels drahtgebundener oder drahtloser Kommunikationssysteme. Bezugszeichen in den Patentansprüchen sind nicht einschränkend zu verstehen.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Fahrzeug
    12
    Fahrzeugsensorsystem
    14
    Umgebungssensorvorrichtung
    16
    Innenraumsensorvorrichtung
    18
    Detektionsvorrichtung
    20
    Person
    22
    Tür
    24
    Eingangsschnittstelle
    26
    Auswerteeinheit
    28
    Steuereinheit
    30
    Ausgabeschnittstelle
    32
    erster Bereich
    34
    zweiter Bereich
    36
    Nahbereich
    38
    Zugangsbereich
    40
    Überlappungsbereich

Claims (14)

  1. Detektionsvorrichtung (18) zum Detektieren von Personen (20) beim Einsteigen in ein Fahrzeug (10) und beim Aussteigen aus dem Fahrzeug, mit: einer Eingangsschnittstelle (24) zum Empfangen von Detektionsdaten mit Informationen zu einer von einer Umgebungssensorvorrichtung (14) detektierten Person in einem ersten Bereich (32) außerhalb des Fahrzeugs oder mit Informationen zu einer von einer Innenraumsensorvorrichtung (16) detektierten Person in einem zweiten Bereich (34) innerhalb des Fahrzeugs; einer Auswerteeinheit (26) zum Ermitteln eines bevorstehenden Bereichswechsels der detektierten Person zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich basierend auf den Detektionsdaten; und einer Steuereinheit (28) zum Weitergeben des bevorstehenden Bereichswechsels an die Umgebungssensorvorrichtung, wenn die Detektionsdaten von der Innenraumsensorvorrichtung empfangen wurden, und an die Innenraumsensorvorrichtung, wenn die Detektionsdaten von der Umgebungssensorvorrichtung empfangen wurden.
  2. Detektionsvorrichtung (18) nach Anspruch 1, wobei die Auswerteeinheit (26) zum Ermitteln einer Position und einer Bewegung der detektierten Person (20) basierend auf den Detektionsdaten ausgebildet ist; zum Ermitteln des bevorstehenden Bereichswechsels basierend auf der ermittelten Position und Bewegung ausgebildet ist; und vorzugsweise zum Aufstellen eines Constant-Velocity-Zustandsmodells der detektierten Person ausgebildet ist.
  3. Detektionsvorrichtung (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Auswerteeinheit (26) zum Ermitteln, ob sich die detektierte Person (20) in einem vordefinierten Nahbereich (36) befindet, ausgebildet ist, wenn die Detektionsdaten von der Umgebungssensorvorrichtung (14) empfangen wurden, wobei der vordefinierte Nahbereich einem Teilbereich des ersten Bereichs (32) entspricht, der sich in unmittelbarer Nähe des Fahrzeugs (10) befindet; zum Verfolgen einer Position der Person ausgebildet ist, wenn sich die Person in dem vordefinierten Nahbereich befindet; undzum Ermitteln des bevorstehenden Bereichswechsels basierend auf der verfolgten Position ausgebildet ist.
  4. Detektionsvorrichtung (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit einer Ausgabeschnittstelle (30) zum Ausgeben eines Warnsignals, wenn nach der Weitergabe des bevorstehenden Bereichswechsels nicht innerhalb einer vordefinierten Zeitspanne neue Detektionsdaten von der Umgebungssensorvorrichtung (14) empfangen werden, sofern die Detektionsdaten von der Innenraumsensorvorrichtung (16) empfangen wurden; und/oder neue Detektionsdaten von der Innenraumsensorvorrichtung empfangen werden, sofern die Detektionsdaten von der Umgebungssensorvorrichtung empfangen wurden.
  5. Detektionsvorrichtung (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Auswerteeinheit (26) zum Ermitteln, ob sich die detektierte Person (20) in einem vordefinierten Zugangsbereich (38) des ersten oder zweiten Bereichs (32, 34) befindet, basierend auf den Detektionsdaten ausgebildet ist, wobei der vordefinierte Zugangsbereich einem Zugang des Fahrzeugs (10) vorgelagert ist; und zum Ermitteln des bevorstehenden Bereichswechsels basierend auf der Anwesenheit der detektierten Person in dem Zugangsbereich ausgebildet ist.
  6. Detektionsvorrichtung (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Auswerteeinheit (26) zum Ermitteln einer Zeitprädiktion mit Informationen zu einer voraussichtlichen Zeit des Bereichswechsels der Person (20) ausgebildet ist; und die Steuereinheit (28) zum Weitergeben der ermittelten Zeitprädiktion ausgebildet ist.
  7. Detektionsvorrichtung (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Auswerteeinheit (26) zum Ermitteln, ob es sich bei der erkannten Person (20) um einen Fußgänger handelt, ausgebildet ist; und zum Ermitteln des bevorstehenden Bereichswechsels basierend auf einem Bewegungsmodell eines Fußgängers ausgebildet ist, wenn es sich bei der erkannten Person um einen Fußgänger handelt.
  8. Fahrzeugsensorsystem (12) an einem Fahrzeug (10), mit: einer Umgebungssensorvorrichtung (14) zum Detektieren von Personen (20) in einem ersten Bereich (32) außerhalb des Fahrzeugs, wobei die Umgebungssensorvorrichtung vorzugsweise mehrere Kameras, insbesondere Time-of-Flight-Kameras, umfasst; einer Innenraumsensorvorrichtung (16) zum Detektieren von Personen in einem zweiten Bereich (34) innerhalb des Fahrzeugs, wobei die Innenraumsensorvorrichtung vorzugsweise mehrere Kameras, insbesondere Time-of-Flight-Kameras, umfasst; und einer Detektionsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche.
  9. Fahrzeugsensorsystem (12) nach Anspruch 8, wobei der erste Bereich (32) und der zweite Bereich (34) einen Überlappungsbereich (40) umfassen, in dem Personen (20) von der Umgebungssensorvorrichtung (14) und der Innenraumsensorvorrichtung (16) erfasst werden können; und der Überlappungsbereich vorzugsweise im Wesentlichen außerhalb des Fahrzeugs (10) liegt.
  10. Fahrzeugsensorsystem (12) nach einem der Ansprüche 8 bis 9, wobei ein den Überlappungsbereich erfassender Sensor der Umgebungssensorvorrichtung (14) und ein den Überlappungsbereich erfassender Sensor der Innenraumsensorvorrichtung (16) einen unterschiedlichen Wellenlängenbereich aufweisen.
  11. Fahrzeugsensorsystem (12) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Umgebungssensorvorrichtung (14) einen Kamerasensor, einen Radarsensor und einen Lidarsensor umfasst.
  12. Autonomes Personentransportfahrzeug mit einer Detektionsvorrichtung (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 oder mit einem Fahrzeugsensorsystem (12) nach einem der Ansprüche 8 bis 11.
  13. Verfahren zum Detektieren von Personen (20) beim Einsteigen in ein Fahrzeug (10) und beim Aussteigen aus dem Fahrzeug, mit den Schritten: zum Empfangen (S10) von Detektionsdaten mit Informationen zu einer von einer Umgebungssensorvorrichtung (14) detektierten Person in einem ersten Bereich (32) außerhalb des Fahrzeugs oder mit Informationen zu einer von einer Innenraumsensorvorrichtung (16) detektierten Person in einem zweiten Bereich (34) innerhalb des Fahrzeugs; zum Ermitteln (S12) eines bevorstehenden Bereichswechsels der detektierten Person zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich basierend auf den Detektionsdaten; und zum Weitergeben (S14) des bevorstehenden Bereichswechsels an die Umgebungssensorvorrichtung, wenn die Detektionsdaten von der Innenraumsensorvorrichtung empfangen wurden, und an die Innenraumsensorvorrichtung, wenn die Detektionsdaten von der Umgebungssensorvorrichtung empfangen wurden.
  14. Computerprogrammprodukt mit Programmcode zum Durchführen der Schritte des Verfahrens nach Anspruch 13, wenn der Programmcode auf einem Computer ausgeführt wird.
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