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EINLEITUNG
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Sicherheitsgurt-Rückhaltesysteme und Verfahren zum Erkennen einer falschen Körperhaltung eines Insassen auf dem Fahrzeugsitz.
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Sicherheitsgurtsysteme zur Rückhaltung der Insassen in einem Kraftfahrzeug verwenden im Allgemeinen Sicherheitsgurt-Aufroller. Die Sicherheitsgurt-Aufroller haben eine Spule, um die ein Sicherheitsgurtband gewickelt wird. Das Sicherheitsgurtband kann von einem Fahrzeuginsassen von der Spule abgerollt und um den Fahrzeuginsassen herum befestigt werden, indem eine mit dem Sicherheitsgurtband gekoppelte Verriegelungsplatte in ein Sicherheitsgurt-Schloss eingeführt wird. Wenn er nicht benutzt wird, zieht der Sicherheitsgurt-Aufroller mit Hilfe einer Feder das Sicherheitsgurtband in eine oder mehrere Aufroller-Spulen zurück. Darüber hinaus haben Sicherheitsgurtsysteme einen Sensor im Sicherheitsgurt-Schloss eingesetzt, um festzustellen, ob ein Insasse angeschnallt ist. Wenn der Insasse nicht angeschnallt ist, wird eine Warnung an den Insassen ausgegeben, um ihn aufzufordern, den Sicherheitsgurt anzulegen.
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Während also die derzeitigen Sicherheitsgurtsysteme ihren Zweck erfüllen, besteht die Notwendigkeit eines neuen und verbesserten Systems und Verfahrens zur Sicherung der Fahrzeuginsassen in einem Fahrzeugsitz. Die neue und verbesserte Verfahren sollte in der Lage sein, die Position und die Haltung der Insassen auf einem Fahrzeugsitz zu bestimmen und den Fahrzeuginsassen zu warnen oder eine geeignete Fahrmaßnahme zu ergreifen, wenn verschiedene Fehlhaltungen des Insassen auf dem Fahrzeugsitz festgestellt werden.
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BESCHREIBUNG
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Nach mehreren Gesichtspunkten wird ein System zum Bestimmen, wann ein Insasse in einem Kraftfahrzeugsitz und durch ein Sicherheitsgurt-Rückhaltesystem zurückgehalten wird, eine falsche Körperhaltung hat, bereitgestellt. Das System umfasst einen Sicherheitsgurtschloss-Sensor zum Erfassen des Vorhandenseins einer Sicherheitsgurt-Verriegelungsplatte im Sicherheitsgurtschloss, um festzustellen, ob der Sicherheitsgurt geschlossen ist, einen Sicherheitsgurt-Ausgabesensor zum Erfassen einer ersten Sicherheitsgurt-Ausgabelänge und zum Erfassen einer zweiten Sicherheitsgurt-Ausgabelänge, einen Insassen-Haltungssensor zum Erfassen eines Bildes eines Insassen im Kraftfahrzeugsitz und ein Steuermodul. Das Steuermodul in Kommunikation mit dem Sicherheitsgurt-Schlosssensor, dem Sicherheitsgurt-Ausgabesensor und dem Insassen-Haltungssensor. Das Steuermodul hat ausführbaren Code zu: das Vorhandensein der Sicherheitsgurt-Verriegelungsplatte im Sicherheitsgurt-Schloss feststellen, feststellen, ob die Differenz zwischen der ersten Sicherheitsgurt-Ausgabelänge, wenn die Sicherheitsgurt-Verriegelungsplatte im Sicherheitsgurt-Schloss vorhanden ist, und der zweiten Sicherheitsgurt-Ausgabelänge größer als ein Schwellenwert für die Änderung der Sicherheitsgurt-Ausgabelänge ist, das vom Insassen-Haltungssensor erfasste Bild des Insassen mit einem gespeicherten Bild und/oder einer Haltungszone vergleichen, wenn die Differenz zwischen der ersten Sicherheitsgurt-Ausgabelänge und der zweiten Sicherheitsgurt-Ausgabelänge größer ist als der Schwellenwert für die Änderung der Sicherheitsgurt-Ausgabelänge, und auf der Grundlage des Vergleichs des erfassten Bildes des Insassen mit dem gespeicherten Bild und/oder der Haltungszone feststellen, ob der Insasse eine falsche Körperhaltung hat.
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In Übereinstimmung mit einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist der Sensor für die Körperhaltung der Insassen mindestens einer von einem Infrarotsensor, einem Ultraschallsensor und einem Kamerasensor mit visuellem Spektrum.
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In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist das gespeicherte Bild mindestens eines von einem Referenz-Haltungsbild und einem tatsächlichen Anfangs-Haltungsbild.
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In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die Haltungszone mindestens eine von einer Referenz-Haltungszone und einer tatsächlichen Anfangs-Haltungszone.
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In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst das Steuermodul ferner ausführbaren Code zum Speichern der ersten Sicherheitsgurt-Ausgabelänge innerhalb mindestens eines ersten und eines zweiten Zeitfensters.
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In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird das Referenz-Haltungsbild auf der Grundlage des vom Insassen-Haltungssensor erfassten Bildes des Insassen ausgewählt.
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In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird das Bild der Referenz-Haltungszone aus einer Vielzahl von gespeicherten Referenz-Haltungsbildern ausgewählt, die auf einer Form des Insassen basieren, die aus dem erfassten Bild des Insassen bestimmt wurde.
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In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird die tatsächliche Anfangs-Haltungszone aus einem tatsächlichen Anfangs-Haltungsbild bestimmt.
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In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst das Steuermodul ferner einen ausführbaren Code, um das vom Insassen-Haltungssensor erfasste Bild des Insassen mit einem gespeicherten Bild zu vergleichen, ferner einen ausführbaren Code, um ein Bild eines Insassen im Fahrzeugsitz innerhalb mindestens eines ersten Zeitfensters oder eines zweiten Zeitfensters zu erfassen und das Bild als das gespeicherte Bild zu speichern.
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In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst das Steuermodul ferner ausführbaren Code, um zu bestimmen, ob der Insasse eine falsche Körperhaltung einnimmt, und zwar auf der Grundlage des Vergleichs des erfassten Bildes des Insassen mit mindestens einem der gespeicherten Bilder, und die Haltungszone umfasst ferner ausführbaren Code, um zu bestimmen, ob mindestens einer von Kopf, Torso und Bein des Insassen eine Haltungsschwelle überschreitet.
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In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst das Steuermodul ferner ausführbaren Code, um auf der Grundlage des Vergleichs des erfassten Bildes des Insassen mit mindestens einem der gespeicherten Bilder zu bestimmen, ob der Insasse eine falsche Körperhaltung einnimmt, und die Haltungszone umfasst ferner ausführbaren Code, um zu bestimmen, ob mindestens einer von Kopf, Torso und Bein des Insassen eine Haltungsschwelle überschreitet.
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In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst das Steuermodul außerdem einen ausführbaren Code, um eine Nachricht an den Insassen auszugeben, wenn festgestellt wird, dass der Insasse eine falsche Haltung einnimmt.
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In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst das Steuermodul außerdem einen ausführbaren Code, um eine Fahraktion durchzuführen, wenn festgestellt wird, dass der Insasse eine ungünstige Körperhaltung einnimmt.
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In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst das Steuermodul ferner einen ausführbaren Code zur Erfassung eines zweiten Bildes eines Insassen im Fahrzeugsitz, wenn eine Sitzbewegung erkannt wird, und wobei das zweite Bild als das gespeicherte Bild gespeichert wird.
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In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst das Steuermodul ferner ausführbaren Code zur Einstellung der ersten Sicherheitsgurt-Ausgabelänge, wenn eine Bewegung des Kraftfahrzeugsitzes erkannt wird.
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In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst das Steuermodul ferner ausführbaren Code, um mindestens eines der folgenden Elemente einzustellen: das tatsächliche Bild der Ausgangsstellung, das Bild der Referenzhaltung, die tatsächliche Anfangs-Haltungszone und die Referenz-Haltungszone wird auf der Grundlage der Fahrzeugbewegung eingestellt.
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In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung, einer Verfahren zum Bestimmen, wann ein Insasse in einem Kraftfahrzeugsitz und durch ein Sicherheitsgurt-Rückhaltesystem zurückgehalten wird, eine falsche Körperhaltung hat. Das Verfahren umfasst das Erfassen des Vorhandenseins einer Sicherheitsgurt-Verriegelungsplatte im Sicherheitsgurtschloss, um zu bestimmen, ob der Sicherheitsgurt mit Hilfe eines Sicherheitsgurtschloss-Sensors geschlossen ist, das Speichern einer ersten Sicherheitsgurt-Ausgabelänge, nachdem der Sicherheitsgurtschloss-Sensor das Vorhandensein der Sicherheitsgurt-Verriegelungsplatte im Schloss erfasst hat, das Erfassen einer zweiten Sicherheitsgurt-Ausgabelänge, das Bestimmen einer Differenz zwischen der ersten Sicherheitsgurt-Ausgabelänge und der zweiten Sicherheitsgurt-Ausgabelänge, Erfassen eines Bildes des Insassen auf dem Fahrzeugsitz, wenn die Differenz zwischen der ersten und der zweiten Sicherheitsgurt-Ausgabelänge den Schwellenwert der Sicherheitsgurt-Ausgabelänge überschritten hat, Bestimmen, ob ein Insasse eine falsche Haltung hat, auf der Grundlage des Bildes des Insassen auf dem Fahrzeugsitz, und Ergreifen einer Maßnahme, wenn der Insasse eine falsche Haltung hat, auf der Grundlage des Bildes des Insassen auf dem Fahrzeugsitz.
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In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst die Verfahren das Speichern eines gespeicherten Bildes als mindestens eines von einem Referenz-Haltungsbild, einem tatsächlichen Anfangs-Haltungsbild, einer Referenz-Haltungszone und einer tatsächlichen Anfangs-Haltungszone.
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In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst das Verfahren ferner das Speichern der ersten Sicherheitsgurt-Ausgabelänge innerhalb mindestens eines ersten Zeitfensters und eines zweiten Zeitfensters
In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst das Bestimmen, ob ein Insasse eine falsche Körperhaltung hat, auf der Grundlage des Bildes des Insassen im Fahrzeugsitz ferner den Vergleich des gespeicherten Bildes mit mindestens einem der folgenden Bilder: dem Referenz-Haltungsbild, dem tatsächlichen Anfangs-Haltungsbild, der Referenz-Haltungszone und der tatsächlichen Anfangs-Haltungszone.
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In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst das Bestimmen, ob ein Insasse eine falsche Körperhaltung hat, auf der Grundlage des Bildes des Insassen auf dem Fahrzeugsitz ferner den Vergleich des vom Insassen-Haltungssensor erfassten Bildes des Insassen mit einem gespeicherten Bild.
In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst das Bestimmen, ob der Insasse eine falsche Körperhaltung hat, auf der Grundlage des Vergleichs des aufgenommenen Bildes des Insassen mit mindestens einem der gespeicherten Bilder und der Haltungszone ferner das Bestimmen, ob mindestens einer der Bereiche Kopf, Torso und Bein des Insassen eine Haltungsschwelle überschreitet.
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Weitere Anwendungsbereiche werden sich aus der hier gegebenen Beschreibung ergeben. Es sollte verstanden werden, dass die Beschreibung und die spezifischen Beispiele nur zur Veranschaulichung dienen und nicht den Umfang der vorliegenden Offenbarung einschränken sollen.
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Figurenliste
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Die hier beschriebenen Figuren dienen nur zur Veranschaulichung und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise einschränken.
- 1A ist eine Frontalansicht eines Fahrzeugsitzes und eines Sicherheitsrückhaltesystems in einer beispielhaften Ausführung;
- 1B ist eine Frontalansicht eines Fahrzeugsitzes und eines alternativen Sicherheitsrückhaltesystems, entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform;
- 1C ist eine Frontalansicht eines Fahrzeugsitzes und eines weiteren alternativen Sicherheitsrückhaltesystems, entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform;
- 1D ist eine frontale Ansicht eines Fahrzeugsitzes und noch ein weiteres alternatives Sicherheitsrückhaltesystem, entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform; und
- 2 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Erkennen der Position der Insassen in einem Fahrzeugsitz anhand einer beispielhaften Ausführungsform veranschaulicht; und
- 3 und 4 sind Front- und Seitenansichten, die einen Insassen zeigen, der auf einem Fahrzeugsitz sitzt und durch das Sicherheitsgurtband eines Sicherheitsrückhaltesystems zurückgehalten wird, entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Die folgende Beschreibung hat lediglich beispielhaften Charakter und soll die gegenwärtige Offenbarung, Anwendung oder Verwendung nicht einschränken.
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Unter Bezugnahme auf 1a wird ein Sicherheitsrückhaltesystem 10 für ein Kraftfahrzeug entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Das Sicherheitsrückhaltesystem 10 umfasst einen Sicherheitsgurt-Aufroller 12, ein Sicherheitsgurtband 14, eine Führungsschlaufe 16, eine Verriegelungsplatte 18, ein Sicherheitsgurt-Schloss 20, einen Sicherheitsgurtschloss-Sensor 22, Belegungs-Sensoren 24, 25, einen Sicherheitsgurtband-Ausgabesensor 26 und einen Insassen-Haltungssensor 28. Der Sicherheitsgurt-Aufroller 12 ist an einem Strukturteil des Kraftfahrzeugs neben einem Fahrzeugsitz 30 befestigt. Der Sicherheitsgurt-Aufroller 12 wird beispielsweise an der Basis der B-Säule 32 oder einem anderen Strukturteil des Fahrzeugs verschraubt. Alternativ kann der Sicherheitsgurt-Aufroller 12 in die Basis des Sitzes 30 des Kraftfahrzeugs integriert und fest an diesem befestigt werden. Ein Rahmen 34 des Sicherheitsgurt-Aufrollers 12 ist so eingerichtet, dass er eine Spule 36 zur freien Rotation im Aufroller 12 drehbar trägt.
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Eine Feder (nicht abgebildet) ist an einem Ende der Feder am Aufrollrahmen 34 und am anderen Ende der Feder an der Spule 36 befestigt, um das Sicherheitsgurtband 14 auf die Spule 36 und in den Aufroller 12 zurückzuziehen. Das Sicherheitsgurtband 14 ist zumindest teilweise um die Spule 36 gewickelt, um das Sicherheitsgurtband 14 im Aufroller 12 zu speichern, wenn das Sicherheitsrückhaltesystem 10 nicht benutzt wird. Wenn das Sicherheitsrückhaltesystem 10 in Gebrauch ist, wird das Sicherheitsgurtband 14 von der Spule 36 abgewickelt und von einem Fahrzeuginsassen aus der Aufrollvorrichtung 12 herausgezogen. Das Sicherheitsgurtband 14 besteht in der Regel aus einem gewebten Stoffmaterial wie gewebtem Nylon oder Polyester.
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Der Sicherheitsgurtband-Ausgabesensor 26 steht in Verbindung mit der Aufrollspule 36. Der Sicherheitsgurtband-Ausgabesensor 26 ist so eingerichtet, dass er die Drehung der Aufrollspule 36 erfasst. Ein Computer oder ein Mikroprozessor-Steuersystem 38 empfängt ein Spulendrehsignal vom Sicherheitsgurtband-Ausgabesensor 26 und ist so eingerichtet, dass die Länge der Sicherheitsgurtbandausgabe aus der Drehung der Spule 36 des Aufrollers 12 bestimmt wird.
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Die Führungsschlaufe 16 ist in der Regel fest am Kraftfahrzeug befestigt, und zwar in Richtung der B-Säule 32 des Kraftfahrzeugs. In der Führungsschlaufe 16 ist ein optionaler Schlitz 40 vorgesehen, der das Sicherheitsgurtband 14 aufnimmt und gleitend einrastet. Das Sicherheitsgurtband 14 erstreckt sich in der Regel von dem Aufroller 12 nach oben und entlang der B-Säule 32 und wird durch die Führungsschlaufe 16 geführt, wo das Sicherheitsgurtband 14 nach unten zur Basis des Sitzes 30 gerichtet und an einem Ende 41 an einem Strukturelement des Kraftfahrzeugs oder am Sitz 30 befestigt wird.
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Die Verriegelungsplatte 18 hat einen Schlitz 44, durch den das Sicherheitsgurtband eingefädelt wird, um die Verriegelungsplatte 18 mit dem Sicherheitsgurtband 14 gleitend in Eingriff zu bringen. Die Verriegelungsplatte 18 befindet sich auf dem Sicherheitsgurtband 14, im Allgemeinen zwischen der Führungsschlaufe 16 und dem Endstück 41 des Sicherheitsgurtbandes 14. Das Schloss 20 ist so eingerichtet, dass es die Verriegelungsplatte 18 lösbar erfasst. Üblicherweise wird die Verriegelungsplatte 18 in einen Schlitz 42 in dem Schloss 20 eingedrückt. Nachdem die Verriegelungsplatte 18 vollständig in das Schloss 20 eingeführt ist, wird die Verriegelungsplatte 18 in dem Schloss 20 verriegelt. Ein Knopf an der Schloss 20 wird gedrückt, um die Verriegelungsplatte 18 von dem Schloss 20 zu lösen.
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Der Sicherheitsgurt-Schlosssensor 22 ist im Sicherheitsgurt-Schloss 20 vorgesehen. Der Schloss-Sensor 22 ist so eingerichtet, dass er die Anwesenheit der Verriegelungsplatte 18 erkennt. Der Schlosssensor 22 überträgt ein Steuersignal an das Mikroprozessorsteuersystem 38. Das Mikroprozessorsteuersystem 38 enthält einen Steueralgorithmus, der das Steuersignal vom Sicherheitsgurt-Schlosssensor 22 empfängt und feststellt, ob die Verriegelungsplatte 18 im Sicherheitsgurt-Schloss 20 vorhanden ist.
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Ein oder mehrere Belegungs-Sensoren 24, 25 sind neben dem Fahrzeugsitz 30, wie z.B. der Insassen-Kabinensensor 24, oder im Fahrzeugsitz 30, wie z.B. der Insassen-Sitz-Sensor 25, vorgesehen. Der Insassen-Sitz-Sensor 25 bewertet die Anwesenheit von Insassen mit Hilfe verschiedener Mittel wie einem oder mehreren Druckpolstern, Gewichtspolstern, Wägezellen, Widerstandspolstern und biometrischen Sensoren. Der Kabinenbelegungs-Sensor 24 außerhalb des Sitzes 30 würde die Anwesenheit der Insassen auf verschiedene Weise bewerten, z.B. über eine oder mehrere Kameras, RADARs, Ultraschallsensoren, Infrarotsensoren usw. Die Anwesenheitssensoren 24, 25 sind so eingerichtet, dass sie die Anwesenheit eines Fahrzeuginsassen (wie durch die Referenznummer 301 in und angegeben) auf dem Sitz 30 erfassen. Jeder Belegungs-Sensor 24, 25 sendet ein Steuersignal an das Mikroprozessorsteuersystem 38. Das Mikroprozessorsteuersystem 38 enthält einen Regelalgorithmus, der das Steuersignal vom Belegungs-Sensor 24, 25 empfängt und feststellt, ob sich der Insasse auf dem Sitz 30 befindet. Anwesenheitssensoren 24, 25 können bestimmte Objekte als Insasse erkennen. Die Belegungs-Sensoren 24, 25 können eine oder mehrere Erfassungsschwellen haben, um Personen von Objekten zu unterscheiden, die Größe einer Person zu erkennen und die Position einer Person relativ zur Sitzfläche zu erkennen. Zusätzlich ist ein Insassen-Haltungssensor 28 in der Fahrgastzelle des Fahrzeugs 45 vorgesehen, um eine Anfangshaltung eines Fahrzeuginsassen auf dem Sitz 30 zu erkennen. Der Haltungssensor 28 kann mit den Sensoren 24, 25 oder auch anders als diese sein. Anschließend kann die anfängliche Haltung des Fahrzeuginsassen mit einer aktuellen Haltung des Fahrzeuginsassen verglichen werden, um festzustellen, ob sich die Haltung des Fahrzeuginsassen verändert hat. Der Insassen-Haltungssensor 28 ist ein auf Sicht oder Welle basierendes Sensorsystem, das Infrarotwellen, Ultraschallwellen, RADAR, LASER oder ähnliche Technologien verwendet. In einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird ein Bild der aktuellen Haltung eines Fahrzeuginsassen auf dem Fahrzeugsitz durch den Insassen-Haltungssensor erfasst. Das Bild der aktuellen Körperhaltung eines Fahrzeuginsassen auf dem Fahrzeugsitz wird mit einem Referenzbild oder einem früher erhaltenen Bild eines Insassen verglichen, der aufrecht auf dem Fahrzeugsitz sitzt und gegen die Rückenlehne des Fahrzeugsitzes 30 sitzend. In einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird das Bild von mindestens einem der Kopf, Rumpf oder Beine des Insassen mit einer Zone oder Zonen um das Bild eines Insassen verglichen, der aufrecht auf dem Fahrzeugsitz sitzt und gegen die Rückenlehne des Fahrzeugsitzes 30 sitzend, und dieser Vergleich wird verwendet, um festzustellen, ob der Insasse eine falsche Haltung hat.
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1B, 1C und 1D zeigen alternative Sicherheitsgurtanordnungen. 1B zeigt eine Fachbefestigung für den Aufroller 12, und die Führungsschlaufe 16 wird an oder in der Nähe des Sitzes 30 montiert. 1C und 1D zeigen Sicherheitsgurtsysteme mit zwei Aufrollern 12. Einer oder beide der Aufroller 12 haben einen Sicherheitsgurtband-Ausgabesensor 26. Jeder Band-Ausgabesensor 26 überträgt ein Steuersignal an das Mikroprozessorsteuersystem 38. Die Verriegelungsplatte 18 ist in das Sicherheitsgurtband 14 eingenäht. Bei Ausführungsformen mit zwei Sicherheitsgurtband-Ausgabesensoren 26 verwendet das Verfahren die beiden gemessenen Ausgabelängen zusammen. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Korrekturfaktor mit einer oder beiden Ausgabelängen multipliziert, um eine genauere Bestimmung nach dem Verfahren der vorliegenden Offenbarung zu erreichen. In einer anderen Ausführung, Systemen mit zwei Ausgabesensoren 26 berücksichtigt das Verfahren jede der Ausgabelängen individuell mit unterschiedlichen Schwellenwerten und führt jede Routine separat für jeden Sensoreingang aus.
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Die vorliegende Offenbarung umfasst eine Vielzahl von Algorithmen oder Verfahren zum Bestimmen der Haltung eines Fahrzeuginsassen auf dem Sitz 30 auf der Grundlage des Empfangs und der Verarbeitung der Steuersignale des Sicherheitsgurtschloss-Sensors 20, der Belegungs-Sensoren 24, 25, der Sicherheitsgurt-Ausgabe-Sensoren 26 und des Insassen-Haltungs-Sensors 28 durch das Mikroprozessor-Steuerungssystem 38. Das Mikroprozessorsteuersystem 38 enthält einen Computerspeicher zum Speichern der Vielzahl von Algorithmen oder Verfahren. Darüber hinaus enthält das Mikroprozessorsteuersystem 38 einen Prozessor zur Ausführung des Computercodes, der die Vielzahl der Algorithmen oder Verfahren definiert. Die Vielzahl von Algorithmen oder Verfahren nutzt die Steuersignale, die vom Sicherheitsgurtschloss-Sensor 20, den Belegungs-Sensoren 24, 25, den Sicherheitsgurt-Ausgabe-Sensoren 26 und dem Insassen-Haltungs-Sensor 28 bereitgestellt werden, um die Haltung eines Fahrzeuginsassen auf dem Sitz 30 zu bestimmen und zu entscheiden, ob die ermittelte Insassenhaltung eine Aktion wie eine Meldung oder eine Fahrt-Aktion erfordert, und entweder eine Meldung an den Fahrzeuginsassen auszugeben oder eine Fahrt-Aktion zu aktivieren.
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Unter Bezugnahme auf 2 ist nun ein Flussdiagramm zu sehen, das ein Verfahren 100 zum Erkennen der Position der Insassen in einem Fahrzeugsitz gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Genauer gesagt ist das Verfahren 100 so eingerichtet, dass festgestellt werden kann, ob ein Insasse auf dem Fahrzeugsitz nach vorn positioniert ist, ein Kinderinsasse seitlich auf dem Sitz liegt, mehrere Insassen auf einem Sitz sitzen und einige oder alle mit dem Sicherheitsgurt angeschnallt sind, ein Kinderinsasse innen- oder außenbords sitzt, ein Insasse im Sitz angewinkelt ist, ein Insasse im Sitz kauert, ein Erwachsener oder ein Kind sich im Sitz nach vom lehnt, ein Insasse z.B. im Sitz verdreht ist. Das Verfahren 100 beginnt bei Block 102, nachdem festgestellt wurde, dass sich ein Insasse auf dem Fahrzeugsitz 30 befindet und der Insasse angeschnallt ist. Die Anwesenheit von Insassen wird auf der Grundlage der Ausgabe der Anwesenheitssensoren 24, 25 ermittelt. Ein Insasse wird aufgrund des Vorhandenseins der Verriegelungsplatte 18 im Sicherheitsgurt-Schloss 20, wie sie vom Schloss-Sensor 22 erfasst wird, als angeschnallt bestimmt. In Block 104 wird festgestellt, ob sich die Sicherheitsgurt-Ausgabelänge über einen Schwellenwert für die erste Ausgabelängenänderung hinaus geändert hat, der in einer beispielhaften Ausführungsform die gespeicherte statische Länge ist. Die erste Ausgabelängenänderungsschwelle ist ein kalibrierbarer Wert oder fest in die Verfahren oder den Algorithmus eingebaut.
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Bei Verfahren 100 wird die gespeicherte statische Länge durch einen der folgenden Ansätze bestimmt: a) die tatsächliche Ausgabelänge beim Anschnallen, b) die durchschnittliche Ausgabelänge über ein vorbestimmtes Zeitfenster ab dem Zeitpunkt des Anschnallens, c) die Mindest-Ausgabelänge über ein vorbestimmtes Zeitfenster ab dem Zeitpunkt des Anschnallens (um zu berücksichtigen, dass sich ein Insasse während oder unmittelbar nach dem Anschnallen nach vorne lehnt oder verdreht), d) die durchschnittliche oder minimale Ausgabelänge zwischen einem vorbestimmten Zeitfenster, das zu vorbestimmten Zeiten nach dem Anschnallen beginnt und endet, e) die minimale Ausgabelänge, bevor die Ausgabe des Sicherheitsgurtes ansteigt (oder über einen vorbestimmten Betrag hinaus ansteigt), und alternativ auf innerhalb eines vorbestimmten Zeitfensters nach dem Anschnallen begrenzt, f) wenn die ALR-Funktion im Sicherheitsgurt-Aufroller aktiviert wurde, dann ist die gespeicherte statische Länge die minimale Ausgabelänge innerhalb eines vorbestimmten Zeitfensters nach der ALR-Aktivierung, und g) wenn ein angeschnallter Insasse im Fahrzeugsitz anwesend ist, kann jede der oben genannten gespeicherten statischen Längenbestimmungs-Verfahren zum Bestimmen der gespeicherten statischen Länge verwendet werden, jedoch wird die gespeicherte statische Länge bestimmt, nachdem der angeschnallte Insasse den Sicherheitsgurt zurückgezogen hat, um den Durchhang im Sicherheitsgurtband zu beseitigen. Bei den oben aufgeführten Beispielen wird das Fenster zum Bestimmen der gespeicherten statischen Länge alternativ beendet, sobald die Rückzugsgeschwindigkeit des Sicherheitsgurtbandes eine vorgegebene Rate überschreitet. Wenn die Änderung der Sicherheitsgurt-Ausgabelänge nicht größer als eine erste vordefinierte Änderung der Sicherheitsgurt-Ausgabelänge ist, wird das Verfahren 100 bei Block 106 fortgesetzt. Bei Block 106 geht das Verfahren 100 zum nächsten Verfahren oder zum nächsten Algorithmus weiter oder kehrt zu Block 102 zurück.
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Wenn jedoch die Änderung der Sicherheitsgurt-Ausgabelänge größer ist als der erste Schwellenwert für die Änderung der Ausgabelänge, dann wird das Verfahren 100 bei Block 108 fortgesetzt. In Block 108 wird festgestellt, ob der Insasse des Fahrzeugsitzes eine falsche Körperhaltung hat. Eine falsche Haltung wird hier z.B. definiert als ein Insasse, der sich vorn auf dem Fahrzeugsitz befindet, ein Kind, das seitlich auf dem Sitz liegt, mehrere Insassen, die auf einem Sitz sitzen und einige oder alle mit dem Sicherheitsgurt angeschnallt sind, ein Kind, das innen oder außen sitzt, ein Insasse, der im Sitz angewinkelt ist, ein Insasse, der im Sitz kauert, ein Erwachsener oder ein Kind, das sich im Sitz nach vom lehnt, oder ein Insasse, der im Sitz verdreht ist.
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Wenn bei Block 108 festgestellt wird, dass der Insasse des Fahrzeugsitzes eine falsche Haltung einnimmt, wird nach Verfahren 100 weiterhin 110 blockiert. In Block 110 wird eine Nachricht an die Fahrzeuginsassen gegeben und/oder eine Fahraktion durchgeführt. Die den Fahrzeuginsassen vermittelten Botschaften sind visuell, akustisch, haptisch oder eine Kombination davon. Zum Beispiel sind die Nachrichten und Fahraktionen, die ergriffen werden können: a) Anweisung an den Insassen, die Körperhaltung des Insassen zu korrigieren, b) Verhinderung des Anfahrens der Fahrt, c) Einnahme des Fahrzeugs und Parken des Fahrzeugs an einem Ort mit geringem Risiko und d) Fernrückstellung des Systems, Beobachtung der Innenumgebung zur Beurteilung der Situation oder Dialog mit dem Insassen und e) Einschalten eines Nachrichtensymbols, Erzeugung eines hörbaren Tons, Vibrieren eines Sitzes oder einer Kombination davon. Nach Block 110 fährt das Verfahren mit Block 106 fort. Von Block 106 geht das Verfahren 100 zum nächsten Verfahren oder zum nächsten Algorithmus weiter oder kehrt zu Block 102 zurück.
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Wenn bei Block 108 festgestellt wird, dass der Insasse des Fahrzeugsitzes keine Fehlhaltung hat, dann wird bei Verfahren 100 mit Block 106 fortgefahren. Von Block 106 geht die das Verfahren 100 zum nächsten Verfahren oder zum nächsten Algorithmus weiter oder kehrt zu Block 102 zurück.
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In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die unkorrekte Körperhaltung des Inhabers, wie in Block 108 bestimmt, durch die Aufnahme eines Bildes des Inhabers und den Vergleich des aufgenommenen Bildes mit einem Haltungsbild, wie z.B. einem Referenz-Haltungsbild oder einem tatsächlichen Anfangs-Haltungsbild, bestimmt. Zum Beispiel wird das tatsächliche Anfangsbild der Körperhaltung aus einem gespeicherten Bild des Insassen auf dem Fahrzeugsitz 30 innerhalb eines ersten Zeitfensters bestimmt, das beginnt, wenn der Insasse die Verriegelungsplatte 18 in das Sicherheitsgurt-Schloss 20 einführt. Die Länge des ersten Zeitfensters ist kalibrierbar oder fest programmiert. Innerhalb des ersten Zeitfensters ist das tatsächlich gespeicherte Anfangsbild des Insassen z.B. die richtige oder aufrechte Körperhaltung des Insassen. Alternativ wird das Referenz-Haltungsbild aus einer Vielzahl von gespeicherten Haltungsbildern von Insassen mit aufrechter Haltung ausgewählt. Die Auswahl des gespeicherten Haltungsbildes des Insassen als Referenz-Haltungsbild basiert auf der Form des Insassen. Ein aktuelles Bild des Insassen wird mit den gespeicherten Bildern der Insassenhaltung verglichen, und ein formgerechtes gespeichertes Bild der Insassenhaltung wird als Referenz-Haltungsbild ausgewählt.
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Alternativ dazu ist das tatsächliche Bild der Ausgangsstellung beispielsweise ein tatsächliches Bild des Insassen, das innerhalb des zweiten Zeitfensters erfasst wird, beginnend mit der Anwesenheit des Insassen auf dem Fahrzeugsitz 30 bis zum Erkennen der Verriegelungsplatte 18 im Sicherheitsgurt-Schloss 20. Das Bild, das als tatsächliches Bild der Ausgangsstellung ausgewählt wurde, ist beispielsweise ein Bild des Insassen, wenn dieser auf dem Fahrzeugsitz 30 am meisten aufgerichtet ist.
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Unter Bezugnahme auf die 3 und 4 wird nun eine Vorder- und Seitenansicht eines Insassen 301 auf dem Fahrzeugsitz 30, der durch das Sicherheitsgurtband 14 des Sicherheitsrückhaltesystems 10 zurückgehalten wird, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Eine Haltungszone 302 ist um den Insassen 301 herum definiert, wie durch die gestrichelte Begrenzungslinie 303 veranschaulicht wird. In einem Beispiel der vorliegenden Erfindung ist die Haltungszone 302 eine tatsächliche Anfangs-Haltungszone. Die tatsächliche Anfangs-Haltungszone ist definiert als der Raum, in dem sich der Insasse befindet, wie er aus einem gespeicherten Bild des Insassen auf dem Fahrzeugsitz 30 bestimmt wird, das innerhalb eines ersten Zeitfensters aufgenommen wurde, wenn der Insasse die Verriegelungsplatte 18 in das Sicherheitsgurt-Schloss 20 einführt, hier als tatsächliches Anfangs-Haltungsbild bezeichnet. Alternativ wird die tatsächliche Anfangs-Haltungszone als ein Raum außerhalb des Raums definiert, in dem sich der Insasse befindet, wie aus einem gespeicherten Bild des Insassen auf dem Fahrzeugsitz 30 bestimmt wird, das innerhalb eines ersten Zeitfensters aufgenommen wurde, wenn der Insasse die Verriegelungsplatte 18 in das Sicherheitsgurt-Schloss 20 einführt. Die tatsächliche Anfangs-Haltungszone ist, in einer beispielhaften Ausführungsform, die Form des Insassen oder die tatsächliche Anfangs-Haltungszonen-Schwelle ist definiert als ein Umfang um den Insassen, der größer ist als der Insasse, wie in 3 und 4 dargestellt. Die Erhöhung der Grenzlinie 303 ist eine kalibrierbare Eingabe oder ist in dem Verfahren 100 fest einprogrammiert.
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Alternativ ist die Haltungszone 302 eine Referenzbild-Haltungszone. Die Referenzbild-Haltungszone wird beispielsweise aus einer Vielzahl von gespeicherten Haltungsbildern von Insassen mit aufrechter Haltung ausgewählt, hier als Referenz-Haltungsbild bezeichnet. Die Auswahl des Referenz-Haltungsbildes basiert auf der Größe des Insassen. Ein aktuelles Bild des Insassen wird mit der Vielzahl der gespeicherten Haltungsbilder des Insassen verglichen und ein formangepasstes gespeichertes Bild des Insassen wird als Referenz-Haltungsbild ausgewählt. In einem Beispiel der vorliegenden Erfindung wird die Haltungszone des Referenzbildes als der Raum definiert, in dem das Referenz-Haltungsbild liegt. Alternativ wird die Haltungszone des Referenzbildes als ein Raum außerhalb des Raumes definiert, in dem das Referenz-Haltungsbild liegt. Die Haltungszone des Referenzbildes ist, in einer beispielhaften Darstellung, die Form des Insassen im Referenz-Haltungsbild oder die Haltungszonengrenze des Referenzbildes ist definiert als ein Umfang um den Insassen im Referenz-Haltungsbild, der größer ist als der Insasse, wie in den 3 und 4 dargestellt. Die Zunahme der Grenzgröße kann eine kalibrierbare Eingabe sein oder in Verfahren 100 fest eincodiert werden.
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Darüber hinaus werden für verschiedene Positionen unterschiedliche Haltungsschwellen festgelegt, um zu erkennen, ob die aktuelle Haltung eines Inhabers unangemessen ist. Die Haltungsschwellen sind z.B. der Betrag, um den der Körper eines Insassen die Haltungszone 302 überlappt, das tatsächliche Anfangsbild der Körperhaltung oder das Referenzbild der Körperhaltung. In einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist eine unkorrekte Haltung dann gegeben, wenn sich mindestens einer von Kopf, Rumpf und Beinen außerhalb der Haltungszone 302, des tatsächlichen Anfangsbildes der Körperhaltung oder des Referenzbildes der Körperhaltung um den Betrag, der die Haltungsschwelle überschreitet, befindet. Alternativ ist eine falsche Haltung dann gegeben, wenn sich mindestens einer der Bereiche Kopf, Rumpf und Beine innerhalb der Haltungszone 302, dem tatsächlichen Anfangsbild der Körperhaltung oder dem Referenzbild der Körperhaltung um den Betrag, der die Haltungsschwelle überschreitet, befindet. Die Erkennungs-Verfahren, die zum Erkennen einer ungünstigen Körperhaltung verwendet wird, ist in der Lage, Waffen, Hüte und andere Gegenstände zu ignorieren, um eine falsche Bestimmung einer ungünstigen Körperhaltung zu verhindern. Zusätzlich kann das Verfahren 100 den Kopf, die Beine oder beides entfernen. Das Verfahren hat auch die Fähigkeit, zu spezifizieren, wie weit oder wie viel Überlappung erforderlich ist, um die Haltungsschwelle zu erreichen. Dies kann eine kalibrierbare Eingabe sein oder sie kann fest in den Algorithmus einkodiert sein.
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Die Haltungszone 302, das tatsächliche Anfangsbild der Körperhaltung, das Referenzbild der Körperhaltung und die Länge der ersten Sicherheitsgurtausgabe wird geändert, wenn die Sitzposition an die Bewegung der Sitzposition angepasst wird. So werden die Haltungszone 302, das tatsächliche Anfangsbild der Körperhaltung, das Referenzbild der Körperhaltung und der Schwellenwert für die Veränderung der Sicherheitsgurt-Ausgabelänge bei der Sicherheitsgurt-Ausgabe entsprechend der Bewegung des Fahrzeugsitzes angepasst. Zum Beispiel bewegt sich die Haltungszone 302 nach vorne oder hinten oder nach oben oder unten oder neigt sich bei der Einstellung des Fahrzeugsitzes nach vorne oder hinten oder nach oben oder unten oder bei der Neigungsverstellung des Fahrzeugsitzes. Der Kabinenbelegungs-Sensor 24 erfasst die Sitzbewegung, oder Sensoren an den Sitzmechanismen können die Sitzbewegung erkennen. Die erste Sicherheitsgurt-Ausgabelänge wird auf der Grundlage der Sitzbewegung angepasst.
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Alternativ wird ein Bild des Insassen aufgenommen, sobald die Sitzbewegung gestoppt ist. Das aufgenommene Bild des Insassen wird verwendet, um eine neue, tatsächliche Bild-Zone für die Anfangshaltung zu erstellen, die ein Bild der akzeptablen Haltung darstellt.
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Die Größe des tatsächlichen Anfangsbildes der Körperhaltung, des Referenzbildes oder der Haltungszone, die Form des tatsächlichen Anfangsbildes der Körperhaltung, des Referenzbildes oder der Haltungszone und die Schwelle der Haltungszone können entweder auf der Grundlage der Zeit oder der Fahrzeugbewegung geändert werden. Beispielsweise werden Anpassungen der Größe der Haltungszone, der Form der Haltungszone und der Schwelle der Haltungszone vorgenommen, um mehr Bewegung der Insassen vor den Messaging- oder Fahraktionen oder weniger Bewegung vor den Messaging- oder Fahraktionen zu ermöglichen. Sobald sich ein Fahrzeug in Bewegung befindet, kann z.B. der Umfang der Bewegung der Insassen vor den Messaging- und Fahraktionen reduziert werden, und wenn das Fahrzeug angehalten hat, kann der Umfang der Bewegung der Insassen vor den Messaging- und Fahraktionen erweitert werden. Als weiteres Beispiel könnte das Verfahren mehr Bewegung des Insassen für eine Zeitspanne ermöglichen, in der ein Insasse ein Objekt erreichen kann, und dann weniger Bewegung des Insassen nach einer Zeitspanne zulassen, in der das System feststellt, dass der Insasse nach einem Objekt greift und das tatsächliche Anfangs-Haltungsbild, das Referenz-Haltungsbild, über- oder unterschreitet oder eine Haltungszone oder einen Haltungsschwellenwert überschreitet. Nachrichtenübermittlungs- oder Fahraktionen können für eine bestimmte Zeit verzögert werden.
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Die Beschreibung der vorliegenden Offenbarung ist lediglich beispielhafter Natur, und Abweichungen, die nicht vom Kern der vorliegenden Offenbarung abweichen, sollen in den Anwendungsbereich der vorliegenden Offenbarung fallen. Solche Abweichungen sind nicht als eine Abweichung vom Geist und Umfang der vorliegenden Offenbarung zu betrachten.
