DE102022212662A1 - Method and device for needs-based control of an occupant protection device - Google Patents

Method and device for needs-based control of an occupant protection device Download PDF

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Sharath Lakshman
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    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/01Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents
    • B60R21/015Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents including means for detecting the presence or position of passengers, passenger seats or child seats, and the related safety parameters therefor, e.g. speed or timing of airbag inflation in relation to occupant position or seat belt use

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur bedarfsgerechten Steuerung einer Insassenschutzeinrichtung eines Fahrzeugs bei einem Aufprall auf Grundlage einer zu erwartenden Bewegung eines Fahrzeuginsassen relativ zum Fahrzeug, umfassend folgende Schritte:- Bestimmen einer Anfangstrajektorie des Fahrzeuginsassen zum Zeitpunkt des Aufpralls des Fahrzeugs basierend auf von einer optischen Sensoreinrichtung erfassten Daten,- Ermitteln einer zukünftigen Trajektorie des Fahrzeuginsassen durch ein maschinelles Lernsystem auf der Grundlage der Anfangstrajektorie, und- Steuern der Insassenschutzeinrichtung basierend auf der zukünftigen Trajektorie des Fahrzeuginsassen.Weiter betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur bedarfsgerechten Steuerung einer Insassenschutzeinrichtung eines Fahrzeugs mit einer elektronischen Steuereinheit, welche zum Durchführen eines solchen Verfahrens eingerichtet ist.The invention relates to a method for the needs-based control of an occupant protection device of a vehicle in the event of an impact based on an expected movement of a vehicle occupant relative to the vehicle, comprising the following steps:- determining an initial trajectory of the vehicle occupant at the time of the impact of the vehicle based on data acquired by an optical sensor device,- determining a future trajectory of the vehicle occupant by a machine learning system based on the initial trajectory, and- controlling the occupant protection device based on the future trajectory of the vehicle occupant.The invention further relates to a device for the needs-based control of an occupant protection device of a vehicle with an electronic control unit which is set up to carry out such a method.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur bedarfsgerechten Steuerung, insbesondere zum Anpassen eines Auslösealgorithmus, einer Insassenschutzeinrichtung eines Fahrzeugs bei einem Aufprall. Die Erfindung betrifft ferner einer Vorrichtung zur bedarfsgerechten Steuerung, insbesondere zum Anpassen eines Auslösealgorithmus, einer Insassenschutzeinrichtung eines Fahrzeugs mit einer elektronischen Steuereinheit, welche zum Durchführen eines derartigen Verfahrens eingerichtet ist.The invention relates to a method for needs-based control, in particular for adapting a triggering algorithm, of an occupant protection device of a vehicle in the event of an impact. The invention further relates to a device for needs-based control, in particular for adapting a triggering algorithm, of an occupant protection device of a vehicle with an electronic control unit which is set up to carry out such a method.

Seit vielen Jahren sind in Fahrzeugen Insassenschutzeinrichtungen wie insbesondere Personenrückhaltevorrichtungen bekannt, welche die Fahrzeuginsassen im Falle eines Unfalls bzw. bei einem Aufprall oder einem Crash des Fahrzeugs schützen sollen, mit dem Ziel, Verletzungen der Fahrzeuginsassen möglichst zu verhindern oder zumindest deren Schwere zu verringern. In der Regel wird dabei ein Airbag oder werden dabei mehrere Airbags als eine entsprechende Rückhalteeinrichtung verwendet, die den Insassen im Falle eines Aufpralls auffängt. Der Airbag entfaltet sich üblicherweise durch ein einströmendes Gas in einem kurzen Zeitbereich zwischen 10 ms und 50 ms zwischen einem Fahrzeuginsassen und Teilen eines Fahrzeuginnenraums und bildet ein Kissen, das den Fahrzeuginsassen vor dem Aufprall auf harte Teile des Fahrzeuginnenraums wie beispielsweise ein Lenkrad schützt.For many years, occupant protection devices, particularly passenger restraint devices, have been known in vehicles. These are intended to protect vehicle occupants in the event of an accident or an impact or a crash of the vehicle, with the aim of preventing injuries to the vehicle occupants as far as possible or at least reducing their severity. As a rule, an airbag or several airbags are used as a corresponding restraint device that catches the occupant in the event of an impact. The airbag usually unfolds as a result of an inflowing gas in a short time range of between 10 ms and 50 ms between a vehicle occupant and parts of a vehicle interior and forms a cushion that protects the vehicle occupant from impact with hard parts of the vehicle interior, such as a steering wheel.

Darüber hinaus erfolgt in einem Fahrzeug gewöhnlich eine Insassenerkennung anhand von Sensoren, die in den Fahrzeugsitzen eingebaut sind. Diese Sensoren sind so ausgelegt, dass sie die Insassenerkennung mit Hilfe von Massenschätzungen durchführen. Darüber hinaus wird über Sensoren in Gurtschlössern von Sicherheitsgurtsystemen erkannt, ob ein Fahrzeuginsasse während der Fahrt angeschnallt ist oder nicht. Basierend auf den Daten dieser Sensoren wird im Falle eines Aufpralls des Fahrzeugs über die Auslösung eines dem entsprechenden Fahrzeugsitz zugeordneten Airbags entschieden.In addition, occupant detection in a vehicle usually occurs using sensors installed in the vehicle seats. These sensors are designed to perform occupant detection using mass estimates. In addition, sensors in seatbelt buckles are used to detect whether a vehicle occupant is wearing a seatbelt or not while driving. Based on the data from these sensors, in the event of an impact with the vehicle, a decision is made as to whether an airbag assigned to the corresponding vehicle seat will be triggered.

Die bekannten Rückhalteeinrichtungen sind in der Regel so ausgelegt, dass ein maximal möglicher Schutz für die Fahrzeuginsassen nur dann gegeben ist, wenn die Fahrzeuginsassen eine vorgegebene Position einnehmen. Nehmen die Fahrzeuginsassen diese vorgegebene Position nicht ein, kann sich eine Schutzwirkung der Rückhalteeinrichtung erheblich verringern. Die Fahrzeuginsassen sind dann bei einem Aufprall nicht mehr optimal geschützt.The known restraint devices are generally designed in such a way that the maximum possible protection for the vehicle occupants is only provided when the vehicle occupants assume a predetermined position. If the vehicle occupants do not assume this predetermined position, the protective effect of the restraint device can be significantly reduced. The vehicle occupants are then no longer optimally protected in the event of an impact.

Hinzu kommt, dass aufgrund des teilautomatisierten oder automatisierten Fahrens beispielsweise eine dynamische Sitzanordnung und das Agieren mit Gegenständen wie Laptops oder Mobiltelefonen ermöglicht wird und insgesamt die Bewegungsfreiheit der Insassen zunimmt.In addition, due to partially automated or automated driving, a dynamic seating arrangement and the use of objects such as laptops or cell phones are made possible, and the overall freedom of movement of the occupants increases.

Um den Insassenschutz bei einem Aufprall des Fahrzeugs zu verbessern und das Verletzungsrisiko zu verringern, ist es wünschenswert, die Auslösecharakteristik eines Airbags oder die Betriebscharakteristik anderer Insassenschutzeinrichtungen in Abhängigkeit von einer zu erwartenden Bewegung eines Fahrzeuginsassen und damit letztlich von einer konkreten zukünftigen Position und/oder Haltung eines Fahrzeuginsassen zu verändern bzw. anzupassen. Insbesondere ist es wünschenswert, eine bestimmte Insassenschutzeinrichtung der üblicherweise mehreren Insassenschutzreinrichtungen des Fahrzeugs, insbesondere einen bestimmten Airbag von mehreren im Fahrzeug angeordneten Airbags, die basierend auf der erwarteten Bewegung des Fahrzeuginsassen den besten Schutz in der konkreten Situation für den Fahrzeuginsassen bietet, auszulösen, beispielsweise eine basierend auf der erwarteten Bewegung des Fahrzeuginsassen dem Fahrzeuginsassen nach Durchführung dieser Bewegung nächstgelegene Insassenschutzeinrichtung, insbesondere einen basierend auf der erwarteten Bewegung des Fahrzeuginsassen dem Fahrzeuginsassen nach Durchführung dieser Bewegung nächstgelegenen Airbag.In order to improve occupant protection in the event of a vehicle impact and to reduce the risk of injury, it is desirable to change or adapt the triggering characteristics of an airbag or the operating characteristics of other occupant protection devices depending on an expected movement of a vehicle occupant and thus ultimately on a specific future position and/or posture of a vehicle occupant. In particular, it is desirable to trigger a specific occupant protection device of the usually several occupant protection devices of the vehicle, in particular a specific airbag of several airbags arranged in the vehicle, which offers the best protection for the vehicle occupant in the specific situation based on the expected movement of the vehicle occupant, for example an occupant protection device that is closest to the vehicle occupant after this movement has been carried out based on the expected movement of the vehicle occupant, in particular an airbag that is closest to the vehicle occupant after this movement has been carried out based on the expected movement of the vehicle occupant.

Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur bedarfsgerechten Steuerung, insbesondere zum Anpassen eines Auslösealgorithmus, einer Insassenschutzeinrichtung eines Fahrzeugs bei einem Aufprall auf Grundlage einer zu erwartenden Bewegung eines Fahrzeuginsassen relativ zum Fahrzeug bereitzustellen, die eine genaue Bestimmung der zu erwartenden Bewegung des Fahrzeuginsassen gewährleisten und damit einen guten Schutz des Insassen im Falle eines Aufpralls des Fahrzeugs ermöglichen.Against this background, it is the object of the present invention to provide a method and a device for the needs-based control, in particular for adapting a triggering algorithm, of an occupant protection device of a vehicle in the event of an impact on the basis of an expected movement of a vehicle occupant relative to the vehicle, which ensure an accurate determination of the expected movement of the vehicle occupant and thus enable good protection of the occupant in the event of an impact of the vehicle.

Die vorstehende Aufgabe wird durch die gesamte Lehre des Anspruchs 1 sowie des nebengeordneten Anspruchs 8 gelöst. Zweckmäßige Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung dargelegt.The above task is solved by the entire teaching of claim 1 and the independent claim 8. Appropriate embodiments and further developments of the invention are set out in the subclaims and the following description.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur bedarfsgerechten Steuerung einer Insassenschutzeinrichtung eines Fahrzeugs bei einem Aufprall auf Grundlage einer zu erwartenden Bewegung eines Fahrzeuginsassen relativ zum Fahrzeug umfasst folgende Schritte:

  • - Bestimmen einer Anfangstrajektorie des Fahrzeuginsassen zum Zeitpunkt des Aufpralls des Fahrzeugs basierend auf von einer optischen Sensoreinrichtung erfassten Daten,
  • - Ermitteln einer zukünftigen Trajektorie des Fahrzeuginsassen durch ein maschinelles Lernsystem auf der Grundlage der Anfangstrajektorie, und
  • - Steuern der Insassenschutzeinrichtung basierend auf der zukünftigen Trajektorie des Fahrzeuginsassen.
The method according to the invention for the needs-based control of an occupant protection device of a vehicle in the event of an impact based on an expected movement of a vehicle occupant relative to the vehicle comprises the following steps:
  • - determining an initial trajectory of the vehicle occupant at the time of impact of the vehicle based on data recorded by an optical sensor device,
  • - Determining a future trajectory of the vehicle occupant by a machine learning system based on the initial trajectory, and
  • - Controlling the occupant protection device based on the future trajectory of the vehicle occupant.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung hat den Vorteil, dass dadurch ein Verfahren bereitgestellt wird zur bedarfsgerechten Steuerung, insbesondere zum Anpassen eines Auslösealgorithmus, einer Insassenschutzeinrichtung eines Fahrzeugs bei einem Aufprall auf Grundlage einer zu erwartenden Bewegung eines Fahrzeuginsassen relativ zum Fahrzeug, das eine genaue Bestimmung der zu erwartenden Bewegung des Fahrzeuginsassen gewährleistet und damit einen guten Schutz des Insassen im Falle eines Aufpralls des Fahrzeugs ermöglicht. The embodiment according to the invention has the advantage that a method is thereby provided for needs-based control, in particular for adapting a triggering algorithm, of an occupant protection device of a vehicle in the event of an impact based on an expected movement of a vehicle occupant relative to the vehicle, which enables an exact determination of the expected movement of the vehicle occupant is ensured and thus enables good protection of the occupant in the event of an impact with the vehicle.

Die Insassenschutzeinrichtung ist vorteilhafterweise als eine Personenrückhalteeinrichtung, bevorzugt als ein Airbag, ausgebildet. Die bedarfsgerechte Steuerung einer Insassenschutzeinrichtung umfasst insbesondere ein Anpassen eines Auslösealgorithmus der Insassenschutzeinrichtung.The occupant protection device is advantageously designed as a passenger restraint device, preferably as an airbag. The needs-based control of an occupant protection device includes, in particular, adapting a triggering algorithm of the occupant protection device.

Durch die optische Sensoreinrichtung wird ein Fahrzeuginsasse oder werden mehrere, bevorzugt alle, Fahrzeuginsassen, des Fahrzeugs erfasst. Die durch die optische Sensoreinrichtung erfassten Daten umfassen insbesondere Bilddaten, woraus vorzugsweise eine Bewegung des Fahrzeuginsassen ermittelt wird.The optical sensor device detects a vehicle occupant or several, preferably all, vehicle occupants of the vehicle. The data recorded by the optical sensor device includes, in particular, image data, from which a movement of the vehicle occupant is preferably determined.

Die Anfangstrajektorie und die zukünftige Trajektorie des Fahrzeuginsassen umfassen insbesondere einen anfänglichen bzw. zukünftigen Bewegungspfad des Fahrzeuginsassen, der jeweils durch eine zeitliche Sequenz von Koordinaten während der Laufzeit in einem fahrzeugfesten Koordinatensystem beschrieben ist. Das Bestimmen einer Anfangstrajektorie des Fahrzeuginsassen umfasst insbesondere ein Berechnen einer Ausgangsposition der Anfangstrajektorie bzw. einer Anfangsposition des Fahrzeuginsassen für die ermittelte Anfangstrajektorie zum Zeitpunkt des Aufpralls, insbesondere das Berechnen von entsprechenden Koordinaten in einem fahrzeugfesten Koordinatensystem.The initial trajectory and the future trajectory of the vehicle occupant include in particular an initial or future movement path of the vehicle occupant, which is each described by a temporal sequence of coordinates during the runtime in a vehicle-fixed coordinate system. Determining an initial trajectory of the vehicle occupant includes in particular calculating a starting position of the initial trajectory or an initial position of the vehicle occupant for the determined initial trajectory at the time of the impact, in particular calculating corresponding coordinates in a vehicle-fixed coordinate system.

Die Anfangstrajektorie des Fahrzeuginsassen bildet eine Eingangsgröße des maschinellen Lernsystems. Das maschinelle Lernsystem ist vorteilhafterweise als ein maschineller Lernalgorithmus ausgebildet und umfasst insbesondere eine Musteranalyse, eine Mustererkennung, ein neuronales Netz und/oder einer Kombination aus diesen. Ein neuronales Netz ist so aufgebaut, dass es eine Eingangsschicht, eine oder mehrere verdeckte Schichten und eine Ausgangsschicht umfasst. In den verdeckten Schichten werden Basisfunktionen, sogenannte Neuronen, berechnet, welche von der vorangehenden Schicht Werte bekommen, diese auswerten und an die nachfolgende Schicht weitergeben. Insbesondere bei einem neuronalen Netz gibt es eine größere Anzahl von verdeckten Schichten.The initial trajectory of the vehicle occupant forms an input variable for the machine learning system. The machine learning system is advantageously designed as a machine learning algorithm and in particular includes a pattern analysis, a pattern recognition, a neural network and/or a combination of these. A neural network is constructed to include an input layer, one or more hidden layers, and an output layer. In the hidden layers, basic functions, so-called neurons, are calculated, which receive values from the previous layer, evaluate them and pass them on to the subsequent layer. Especially in a neural network, there are a larger number of hidden layers.

Das Ermitteln der zukünftigen Trajektorie des Fahrzeuginsassen umfasst vorteilhafterweise das Ermitteln zumindest einer zukünftigen Position der Trajektorie des Fahrzeuginsassen zu einem bestimmten zukünftigen Zeitpunkt, alternativ oder zusätzlich das Ermitteln zumindest einer zukünftigen Position und/oder Haltung des Fahrzeuginsassen zu einem bestimmten zukünftigen Zeitpunkt, insbesondere das Ermitteln einer jeweiligen zukünftigen Position der Trajektorie des Fahrzeuginsassen zu verschiedenen zukünftigen Zeitpunkten, alternativ oder zusätzlich das Ermitteln einer jeweiligen zukünftigen Position und/oder Haltung des Fahrzeuginsassen zu verschiedenen zukünftigen Zeitpunkten.Determining the future trajectory of the vehicle occupant advantageously includes determining at least one future position of the trajectory of the vehicle occupant at a specific future point in time, alternatively or additionally determining at least one future position and/or posture of the vehicle occupant at a specific future point in time, in particular determining a respective future position of the trajectory of the vehicle occupant at different future times, alternatively or additionally determining a respective future position and / or posture of the vehicle occupant at different future times.

Das Steuern des Insassenschutzeinrichtung basierend auf der ermittelten zukünftigen Trajektorie des Fahrzeuginsassen umfasst insbesondere ein Anpassen oder Modifizieren eines Auslösealgorithmus des Insassenschutzeinrichtung. Insbesondere wird ein zu einem bestimmten Zeitpunkt während der zukünftigen Trajektorie der Trajektorie bzw. der Position der Trajektorie oder der Position des Fahrzeuginsassen zu diesem Zeitpunkt nächstgelegener Airbag ausgelöst.Controlling the occupant protection device based on the determined future trajectory of the vehicle occupant includes, in particular, adapting or modifying a triggering algorithm of the occupant protection device. In particular, an airbag that is closest to a certain point in time during the future trajectory of the trajectory or the position of the trajectory or the position of the vehicle occupant at that point in time is triggered.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das maschinelle Lernsystem mit einem computerimplementierten Training angelernt basierend auf Daten von Aufprallsensoren eines Fahrzeugs und/oder Anfangstrajektorien von Fahrzeuginsassen und/oder Crashtest-Dummys. Dabei wird das maschinelle Lernsystem vor dem Ermitteln einer zukünftigen Trajektorie eines Fahrzeuginsassen des Fahrzeugs trainiert. Insbesondere erfolgt das Training durch ein überwachtes Lernen anhand von Trainingsdaten, wobei die Trainingsdaten Daten von Aufprallsensoren eines Fahrzeugs und/oder Anfangstrajektorien von Fahrzeuginsassen oder Crashtest-Dummys als Eingangsdaten und eine zukünftige Trajektorie des Fahrzeuginsassen oder Crashtest-Dummys als Ausgangsdaten umfassen.In an advantageous embodiment, the machine learning system is trained with computer-implemented training based on data from impact sensors of a vehicle and/or initial trajectories of vehicle occupants and/or crash test dummies. The machine learning system is trained before determining a future trajectory of a vehicle occupant of the vehicle. In particular, the training takes place through supervised learning based on training data, the training data comprising data from impact sensors of a vehicle and/or initial trajectories of vehicle occupants or crash test dummies as input data and a future trajectory of the vehicle occupant or crash test dummy as output data.

Die optische Sensorvorrichtung umfasst zumindest eine erste Kamera, die im Innenraum des Fahrzeugs angeordnet ist, und die bevorzugt als eine 3D-Kamera ausgebildet ist und besonders bevorzugt nach dem Time-of-Flight-Verfahren arbeitet. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst die optische Sensoreinrichtung aber eine im Innenraum des Fahrzeugs angeordnete erste Kamera und eine im Innenraum des Fahrzeugs angeordnete zweite Kamera, wobei die von der ersten Kamera erfassten Daten und die von der zweiten Kamera erfassten Daten fusioniert werden, und wobei besonders bevorzugt die erste Kamera und/oder die zweite Kamera als eine 3D-Kamera ausgebildet ist. Vorteilhafterweise ist die erste Kamera im Bereich oder unmittelbar an einem Armaturenbrett des Fahrzeugs oder ist im Dachhimmel zwischen den Vordersitzen des Fahrzeugs und/oder in einem Bereich in der Nähe des Rückspiegels, insbesondere unmittelbar oberhalb des Rückspiegels angeordnet und die zweite Kamera an einer hinteren Position des Innenraums, insbesondere im Dachhimmel. Auf diese Weise ist die Überwachung eines oder mehrerer Insassen im gesamten Innenraum ermöglicht. Es können auch mehr als zwei Kameras im Innenraum angeordnet sein, wobei die mehreren Kameras an verschiedenen Positionen im Innenraum angeordnet sind. Insbesondere werden die von der ersten Kamera erfassten Daten und die von der zweiten Kamera oder bei einer Ausgestaltung mit mehr als zwei Kameras, die von sämtlichen Kameras erfassten Daten zu einer Gesamtansicht des Fahrzeuginsassen kombiniert.The optical sensor device comprises at least a first camera which is arranged in the interior of the vehicle and which is preferably designed as a 3D camera and in particular preferably works according to the time-of-flight method. In a further advantageous embodiment, however, the optical sensor device comprises a first camera arranged in the interior of the vehicle and a second camera arranged in the interior of the vehicle, the data recorded by the first camera and the data recorded by the second camera being fused, and in particular preferably the first camera and/or the second camera is designed as a 3D camera. Advantageously, the first camera is arranged in the area or directly on a dashboard of the vehicle or is in the headliner between the front seats of the vehicle and / or in an area near the rear-view mirror, in particular immediately above the rear-view mirror, and the second camera is at a rear position of the Interior, especially in the roof lining. This makes it possible to monitor one or more occupants throughout the entire interior. More than two cameras can also be arranged in the interior, with the multiple cameras being arranged at different positions in the interior. In particular, the data captured by the first camera and the data captured by the second camera or, in an embodiment with more than two cameras, the data captured by all cameras are combined to form an overall view of the vehicle occupant.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird das Ermitteln einer zukünftigen Trajektorie des Fahrzeuginsassen durch das maschinelle Lernsystem ferner auf der Grundlage einer Größe, eines Gewichts, einer Position und/oder einer Orientierung des Fahrzeuginsassen durchgeführt. Bei der Position und/oder der Orientierung des Fahrzeuginsassen handelt es sich vorzugsweise um die Position und/oder Orientierung zum Zeitpunkt des Aufpralls. Bei der Position des Fahrzeuginsassen handelt es sich insbesondere um eine Sitzposition des Fahrzeuginsassen.In a further advantageous embodiment, the determination of a future trajectory of the vehicle occupant by the machine learning system is further carried out on the basis of a size, a weight, a position and/or an orientation of the vehicle occupant. The position and/or orientation of the vehicle occupant is preferably the position and/or orientation at the time of impact. The position of the vehicle occupant is in particular a sitting position of the vehicle occupant.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird das Ermitteln einer zukünftigen Trajektorie des Fahrzeuginsassen durch das maschinelle Lernsystem ferner auf der Grundlage von, insbesondere zum Zeitpunkt des Aufpralls, erfassten Daten eines Aufprallsensors des Fahrzeugs durchgeführt. Vorteilhafterweise ist der Aufprallsensor als ein Beschleunigungssensor oder als ein Drucksensor ausgebildet, wobei die Daten dann insbesondere als eine Fahrzeugbeschleunigung und/oder Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder eine die Fahrzeugbeschleunigung und/oder die Fahrzeuggeschwindigkeit repräsentierende Größe bzw. als ein Druck und/oder eine Druckänderung und/oder eine den Druck und/oder die Druckänderung repräsentierende Größe ausgebildet sind. Bevorzugt wird das Ermitteln einer zukünftigen Trajektorie des Fahrzeuginsassen durch das maschinelle Lernsystem dabei auf der Grundlage von, insbesondere zum Zeitpunkt des Aufpralls, erfassten Daten mehrerer Aufprallsensoren des Fahrzeugs durchgeführt, wobei einer oder mehrere der Aufprallsensoren als ein Beschleunigungssensor ausgebildet sein können, und wobei einer oder mehrere der Aufprallsensoren als ein Drucksensor ausgebildet sein können.In a further advantageous embodiment, the determination of a future trajectory of the vehicle occupant by the machine learning system is further carried out on the basis of data collected by an impact sensor of the vehicle, in particular at the time of the impact. The impact sensor is advantageously designed as an acceleration sensor or as a pressure sensor, with the data then in particular as a vehicle acceleration and/or vehicle speed and/or a quantity representing the vehicle acceleration and/or the vehicle speed or as a pressure and/or a pressure change and/or or a variable representing the pressure and/or the pressure change is formed. The determination of a future trajectory of the vehicle occupant is preferably carried out by the machine learning system on the basis of data recorded, in particular at the time of the impact, from several impact sensors of the vehicle, wherein one or more of the impact sensors can be designed as an acceleration sensor, and wherein one or several of the impact sensors can be designed as a pressure sensor.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird das Ermitteln einer zukünftigen Trajektorie des Fahrzeuginsassen durch das maschinelle Lernsystem ferner auf der Grundlage von einer aktuellen und/oder ermittelten zukünftigen, insbesondere vektoriellen, Geschwindigkeit des Fahrzeuginsassen durchgeführt. Vorteilhafterweise wird die aktuelle und/oder zukünftige, insbesondere vektorielle, Geschwindigkeit des Fahrzeuginsassen bestimmt basierend auf einer aktuellen und/oder ermittelten zukünftigen, insbesondere vektoriellen, Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder den, insbesondere zum Zeitpunkt des Aufpralls, erfassten Daten eines Aufprallsensors des Fahrzeugs. Bevorzugt ist dabei der Aufprallsensor als ein Beschleunigungssensor oder als ein Drucksensor ausgebildet, wobei die Daten dann insbesondere als eine Fahrzeugbeschleunigung und/oder Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder eine die Fahrzeugbeschleunigung und/oder die Fahrzeuggeschwindigkeit repräsentierende Größe bzw. als ein Druck und/oder eine Druckänderung und/oder eine den Druck und/oder die Druckänderung repräsentierende Größe ausgebildet sind.In a further advantageous embodiment, the determination of a future trajectory of the vehicle occupant is further carried out by the machine learning system on the basis of a current and/or determined future, in particular vectorial, speed of the vehicle occupant. Advantageously, the current and/or future, in particular vectorial, speed of the vehicle occupant is determined based on a current and/or determined future, in particular vectorial, vehicle speed and/or the data of an impact sensor of the vehicle recorded, in particular at the time of the impact. The impact sensor is preferably designed as an acceleration sensor or as a pressure sensor, with the data then in particular as a vehicle acceleration and/or vehicle speed and/or a quantity representing the vehicle acceleration and/or the vehicle speed or as a pressure and/or a pressure change and / or a variable representing the pressure and / or the pressure change is formed.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner:

  • - Aufnehmen eines, insbesondere dreidimensionalen, Oberflächenbildes zumindest eines Bereiches des Innenraums des Fahrzeugs durch die optische Sensoreinrichtung,
  • - Erstellen eines fahrzeugfesten, insbesondere als kartesisches Koordinatensystem ausgebildeten, 3D-Koordinatensytems basierend auf dem Oberflächenbild, und
  • - Zuordnen von den Fahrzeuginsassen repräsentierenden Bildpunkten, welche basierend auf von der optischen Sensoreinrichtung erfassten Bilddaten ermittelt werden, in das 3D-Koordinatensystem.
In a further advantageous embodiment, the method further comprises:
  • - recording a, in particular three-dimensional, surface image of at least an area of the interior of the vehicle by the optical sensor device,
  • - Creation of a vehicle-mounted 3D coordinate system, in particular designed as a Cartesian coordinate system, based on the surface image, and
  • - Assigning image points representing the vehicle occupants, which are determined based on image data captured by the optical sensor device, into the 3D coordinate system.

Dabei wird bei einer vorteilhaften Ausgestaltung, in der die optische Sensoreinrichtung mehrere Kameras umfasst, das, insbesondere dreidimensionale, Oberflächenbild durch eine Fusion der Daten der mehreren Kameras erzeugt. Vorteilhafterweise wird im Rahmen des Zuordnens von den Fahrzeuginsassen repräsentierenden Bildpunkten in das 3D-Koordinatensystem auf die von der optischen Sensoreinrichtung erfassten Bilddaten ein Objekterkennungsalgorithmus angewendet, wobei basierend darauf insbesondere eine Position und/oder Haltung des Fahrzeuginsassen ermittelt werden. Vorteilhafterweise werden Verfahrensschritte des Aufnehmens eines Oberflächenbildes, des Erstellens einer fahrzeugfesten 3D-Koordinatensystems und des Zuordnens von den Fahrzeuginsassen repräsentierenden Bildpunkten in das 3D-Koordinatensytem, zumindest teilweise, zeitlich vor dem Aufprall des Fahrzeugs durchgeführt, wobei insbesondere das Zuordnen von den Fahrzeuginsassen repräsentierenden Bildpunkten in das 3D-Koordinatensytem auch während und nach dem Aufprall durchgeführt werden kann.In an advantageous embodiment in which the optical sensor device comprises several cameras, the, in particular three-dimensional, surface image is generated by merging the data from the several cameras. Advantageously, as part of the assignment of image points representing the vehicle occupants in the 3D coordinate system to the image data recorded by the optical sensor device, an object recognition algorithm is applied, based In particular, a position and/or posture of the vehicle occupant can be determined. Advantageously, the method steps of recording a surface image, creating a vehicle-fixed 3D coordinate system and assigning image points representing the vehicle occupants into the 3D coordinate system are carried out, at least in part, in time before the impact of the vehicle, in particular the assignment of image points representing the vehicle occupants in the 3D coordinate system can also be carried out during and after the impact.

Ferner umfasst die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur bedarfsgerechten Steuerung einer Insassenschutzeinrichtung eines Fahrzeugs, umfassend eine elektronische Steuereinheit. Dabei ist elektronische Steuereinheit zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet.The present invention further comprises a device for the needs-based control of an occupant protection device of a vehicle, comprising an electronic control unit. An electronic control unit is designed to carry out the method according to the invention.

Die für das erfindungsgemäße Verfahren beschriebenen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen gelten entsprechend auch für die erfindungsgemäße Vorrichtung.The advantages and preferred embodiments described for the method according to the invention also apply correspondingly to the device according to the invention.

Bevorzugt ist die elektronische Steuereinheit als ein Steuergerät, insbesondere als ein Airbag-Steuergerät, ausgebildet.The electronic control unit is preferably designed as a control device, in particular as an airbag control device.

Vorteilhafterweise umfasst die Vorrichtung weiter eine optische Sensorvorrichtung, insbesondere zum Erfassen eines Fahrzeuginsassen, bevorzugt zudem einen oder mehrere Aufprallsensoren.Advantageously, the device further comprises an optical sensor device, in particular for detecting a vehicle occupant, preferably also one or more impact sensors.

Claims (8)

Verfahren zur bedarfsgerechten Steuerung einer Insassenschutzeinrichtung eines Fahrzeugs bei einem Aufprall auf Grundlage einer zu erwartenden Bewegung eines Fahrzeuginsassen relativ zum Fahrzeug, umfassend folgende Schritte: - Bestimmen einer Anfangstrajektorie des Fahrzeuginsassen zum Zeitpunkt des Aufpralls des Fahrzeugs basierend auf von einer optischen Sensoreinrichtung erfassten Daten, - Ermitteln einer zukünftigen Trajektorie des Fahrzeuginsassen durch ein maschinelles Lernsystem auf der Grundlage der Anfangstrajektorie, und - Steuern der Insassenschutzeinrichtung basierend auf der zukünftigen Trajektorie des Fahrzeuginsassen.Method for the needs-based control of an occupant protection device of a vehicle in the event of an impact based on an expected movement of a vehicle occupant relative to the vehicle, comprising the following steps: - determining an initial trajectory of the vehicle occupant at the time of impact of the vehicle based on data recorded by an optical sensor device, - Determining a future trajectory of the vehicle occupant by a machine learning system based on the initial trajectory, and - Controlling the occupant protection device based on the future trajectory of the vehicle occupant. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das maschinelle Lernsystem mit einem computerimplementierten Training angelernt ist basierend auf Daten von Aufprallsensoren eines Fahrzeugs und/oder Anfangstrajektorien von Fahrzeuginsassen und/oder Crashtest-Dummys.Procedure according to Claim 1 , wherein the machine learning system is trained with computer-implemented training based on data from impact sensors of a vehicle and/or initial trajectories of vehicle occupants and/or crash test dummies. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die optische Sensoreinrichtung eine im Innenraum des Fahrzeugs angeordnete erste Kamera und eine im Innenraum des Fahrzeugs angeordnete zweite Kamera umfasst, wobei die von der ersten Kamera erfassten Daten und die von der zweiten Kamera erfassten Daten fusioniert werden, und wobei besonders bevorzugt die erste Kamera und/oder die zweite Kamera als eine 3D-Kamera ausgebildet ist.Procedure according to Claim 1 or 2 , wherein the optical sensor device comprises a first camera arranged in the interior of the vehicle and a second camera arranged in the interior of the vehicle, wherein the data captured by the first camera and the data captured by the second camera are fused, and particularly preferably the first camera and/or the second camera is designed as a 3D camera. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ermitteln einer zukünftigen Trajektorie des Fahrzeuginsassen durch das maschinelle Lernsystem ferner auf der Grundlage einer Größe, eines Gewichts, einer Position und/oder einer Orientierung des Fahrzeuginsassen durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the determination of a future trajectory of the vehicle occupant by the machine learning system is further carried out based on a size, a weight, a position and/or an orientation of the vehicle occupant. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ermitteln einer zukünftigen Trajektorie des Fahrzeuginsassen durch das maschinelle Lernsystem ferner auf der Grundlage von, insbesondere zum Zeitpunkt des Aufpralls, erfassten Daten eines Aufprallsensors des Fahrzeugs durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the determination of a future trajectory of the vehicle occupant by the machine learning system is further carried out on the basis of data collected by an impact sensor of the vehicle, in particular at the time of the impact. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ermitteln einer zukünftigen Trajektorie des Fahrzeuginsassen durch das maschinelle Lernsystem ferner auf der Grundlage von einer aktuellen und/oder ermittelten zukünftigen, insbesondere vektoriellen, Geschwindigkeit des Fahrzeuginsassen durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the determination of a future trajectory of the vehicle occupant by the machine learning system is further carried out on the basis of a current and/or determined future, in particular vectorial, speed of the vehicle occupant. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren ferner umfasst: - Aufnehmen eines, insbesondere dreidimensionalen, Oberflächenbildes zumindest eines Bereiches des Innenraums des Fahrzeugs durch die optische Sensoreinrichtung, - Erstellen eines fahrzeugfesten, insbesondere als kartesisches Koordinatensystem ausgebildeten, 3D-Koordinatensytems basierend auf dem Oberflächenbild, und - Zuordnen von den Fahrzeuginsassen repräsentierenden Bildpunkten, welche basierend auf von der optischen Sensoreinrichtung erfassten Bilddaten ermittelt werden, in das 3D-Koordinatensystem.A method according to any one of the preceding claims, wherein the method further comprises: - recording a, in particular three-dimensional, surface image of at least an area of the interior of the vehicle by the optical sensor device, - Creation of a vehicle-mounted 3D coordinate system, in particular designed as a Cartesian coordinate system, based on the surface image, and - Assigning image points representing the vehicle occupants, which are determined based on image data captured by the optical sensor device, into the 3D coordinate system. Vorrichtung zur bedarfsgerechten Steuerung einer Insassenschutzeinrichtung eines Fahrzeugs, umfassend eine elektronische Steuereinheit, welche zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist.Device for the needs-based control of an occupant protection device of a vehicle, comprising an electronic control unit which is set up to carry out a method according to one of the preceding claims.
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