DE10205281A1 - System zur Türraumüberwachung eines Fahrzeugs - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Türraum-Überwachungsvorrichtung für einen Türraum insbesondere eines Fahrzeugs mit einem Abstandssensor mit zugeordnetem Erfassungsbereich, wobei der Abstandssensor ausgebildet ist, ein Abstandssignal zu bilden, dass für einen Abstand zwischen dem Abstandssensor und einem Gegenstand im Erfassungsbereich des Abstandssensors repräsentativ ist, eine Auswerteeinheit aufweist, die auf das Abstandssignal des Abstandssensors anspricht und ein Ausgangssignal in Abhängigkeit davon generiert, ob das Abstandssignal einen Vergleichswert über- oder unterschreitet, sowie einen veränderlichen Speicher für den Vergleichswert und eine Abgleicheinheit für den Vergleichswert, wobei die Abgleicheinheit mit dem Abstandssensor und einem Signalgeber verbunden und ausgebildet ist, auf ein Signal des Signalgebers hin das jeweils aktuelle Abstandssignal des Abstandssensors als Vergleichswert in dem Speicher zu speichern.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Überwachungsvorrichtung insbesondere für einen Türraum eines Fahrzeugs. Die Überwachungsvorrichtung umfasst einen Abstandssensor mit zugeordnetem Erfassungsbereich, wobei der Abstandssensor ausgebildet ist, ein Abstandssignal zu bilden, das für einen Abstand zwischen dem Abstandssensor und einem Gegenstand im Erfassungsbereich des Abstandssensors repräsentativ ist. Außerdem umfasst die Überwachungsvorrichtung eine Auswerteeinheit, die auf das Abstandssignal des Abstandssensors anspricht und ein Ausgangssignal in Abhängigkeit davon regeneriert, ob das Abstandssignal einen Vergleichswert über- oder unterschreitet.
• Derartige Überwachungsvorrichtungen für Türräume sind grundsätzlich bekannt. Allgegenwärtige Ausführungsformen sind beispielsweise bei sich automatisch öffnenden und schließenden Türen vorgesehen und umfassen einen Sensor, der üblicherweise oberhalb der Tür angeordnet ist und Objekte oder Personen erfasst, die sich der Tür nähern. In Abhängigkeit vom Ausgangssignal eines solchen Sensors wird die Tür beim annähern einer Person automatisch geöffnet und schließt sich wieder, wenn die Person den Türraum durchschritten hat.
• In einer vereinfachten Ausführungsvariante kann anstelle des Abstandssensors auch ein Reflexions-Lichttaster vorgesehen sein. Dies ist ein Sensor, dessen Ausgangssignal nicht allein den Abstand zwischen Sensor und einem Objekt widerspiegelt wie dies beim Abstandsensor der Fall ist, der Lichttaster spricht vielmehr auf die Amplitude eines reflektierten Signals an. Das Ansprechen des Lichttasters hängt somit auch von den Reflexionseigenschaften eines Objektes ab und nicht nur von dem Abstand zwischen Objekt und Sensor. Auch im Falle der Verwendung des Lichttasters alternativ oder zusätzlich zum Abstandssensor ist eine Auswerteeinheit vorgesehen, die beispielsweise das Öffnen einer Tür auslöste, wenn das Ausgangssignal des Lichttasters einen Schwellwert, insbesondere einen Amplituden-Schwellwert überschreitet.
• Türen, die in Abhängigkeit vom Ausgangssignal einer solchen Überwachungsvorrichtung zu öffnen oder zu schließen sind, gibt es auch bei Fahrzeugen. Falls eine solche Überwachungsvorrichtung den Türraum außerhalb des Fahrzeuges überwachen soll, ergibt sich das besondere Problem, dass die Überwachungsvorrichtung eine sich beispielsweise dem Fahrzeug nähernde Personen vor einem je nach Aufenthaltsort des Fahrzeuges wechselnden Hintergrund erfassen muss. Ein passiver Infrarotsensor, der eine sich dem Türraum nähernde Person anhand ihrer Wärmestrahlung erfasst, kann beispielsweise durch einen warmen Hintergrund wie von der Sonne erhitztem Asphalt irritiert werden.
• Um diesem Problem zu entgehen, können Abstandssensoren eingesetzt werden, die tatsächlich den Abstand zu einem Objekt im Erfassungsbereich des Sensors der Überwachungsvorrichtung messen. Bei einem Fahrzeug wie beispielsweise einem Linienbus kann es jedoch vorkommen, dass sich an der Haltestelle des Busses ein festes Objekt im Erfassungsbereich des Abstandssensors befindet, auf das die Überwachungsvorrichtung dann anspricht.
• Die Erfindung setzt beim Erkennen der geschilderten Probleme an und schlägt zu deren Lösung vor, für die Überwachungsvorrichtung einen veränderlichen Speicher für den Vergleichswert für den Abstandssensor vorzusehen sowie eine Abgleicheinheit für den Vergleichswert, wobei die Abgleicheinheit mit dem Abstandssensor und einem Signalgeber verbunden und ausgebildet ist, auf ein Signal des Signalgebers hin das jeweils aktuelle Abstandssignal des Abstandssensors als Vergleichswert für den Abstand in dem Speicher zu speichern.
• In bevorzugten Ausführungsvarianten ist der Signalgeber mit einem Geschwindigkeitssignalgeber verbunden, der ein der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechendes Geschwindigkeitssignal ausgibt. Signalgeber und Geschwindigkeitssignalgeber wirken dann derart zusammen, dass der Signalgeber das Signal für das Speichern des Vergleichswertes für den Abstand generiert, wenn der Geschwindigkeitssignalgeber signalisiert, dass das entsprechende Fahrzeug ganz oder beinahe zum Stillstand gekommen ist. Diese Lösung läuft auf eine selbstständige Justage des Vergleichswertes für den Referenzabstand für den Abstandssensor hinaus. Der Referenzabstandswert wird immer dann aufgenommen, wenn das Fahrzeug ganz oder beinahe zum Stillstand gekommen ist, also beispielsweise an einer Haltestelle hält. Die Überwachungsvorrichtung kann dann so ausgebildet sein, dass sie eine Tür des Fahrzeuges erst dann öffnet, wenn eine Person der Überwachungsvorrichtung und damit auch der Fahrzeugtür näher kommt, als dies dem zuvor aufgenommenen Referenzabstandswert entspricht. Entsprechend können Überwachungsvorrichtung und Tür auch so zusammen geschaltet sein, dass die Tür erst dann wieder zu schließen ist, wenn der Überwachungsvorrichtung keine Person oder kein Objekt näher ist als dies beim Halten des Fahrzeuges der Fall war, das heißt, wenn das Abstandssignal des Abstandssensors keinem geringeren Abstandswert entspricht, als durch den Referenzabstandswert vorgegeben ist.
• Als Signalgeber, der zusammen mit der Abgleicheinheit das Speichern eines Referenzabstandswertes auslöst, kann auch ein an sich bekannter passiver Strahlungssensor dienen, der auf Veränderungen einer elektromagnetischen Strahlung in seinem Erfassungsbereich anspricht. Signalgeber und passiver Strahlungssensor wirken in diesem Falle so zusammen, dass der Signalgeber das Signal für das Speichern des Vergleichswertes (Referenzabstandswert) dann generiert, wenn der passive Strahlungssensor keine Veränderung elektromagnetischer Strahlung in seinem Erfassungsbereich erfasst. Mit anderen Worten wird der Referenzabstandswert immer dann gebildet, wenn der passive Sensor keine Bewegung in seinem Erfassungsbereich wahrnimmt. Der passive Sensor kann als Bewegungssensor so ausgebildet sein, dass er allmähliche Veränderungen der Strahlung in seinem Erfassungsbereich - beispielsweise durch Erwärmung des Hintergrundes in Folge von Sonneneinstrahlung - ausblendet. Hierzu kann ein Hochpass-Filter vorgesehen sein.
• Im Zusammenhang mit der Ausführungsvariante, in der ein Lichttaster anstelle oder zusätzlich zum Abstandssensor vorgesehen ist, erfolgt der Abgleich des Ansprechwertes (gespeichert in dem Speicher) mit Hilfe des passiven Strahlungssensors, sobald dieser keine Signaländerung (Bewegung) detektiert. Langsame Änderungen beispielsweise der Hintergrundbeleuchtung können z. B. mittels eines Tiefpassfilters ausgeblendet werden. In einer solchen Variante können passiver Sensor, Signalgeber und (Referenzwert-)Speicher so ausgebildet sein, dass der Referenzwert solange mit dem Ausgangswert des Lichttasters mitgeführt wird, bis der passive Strahlungssensor eine Bewegung ("schnelle" Änderung des erfassten Lichtes) erfasst. In diesem Fall wird der letzte Ausgangswert des Lichttasters - ggf. korrigiert um einen geringen Ansprech-Offset - als Schwellwert in dem Speicher gespeichert.
• Der Abstandssensor ist vorzugsweise als aktiver Sensor mit einer Strahlungsquelle, einem Strahlungsempfänger und einer Laufzeitmesseinheit ausgebildet. Diese wirken so zusammen, dass ein Abstand über eine Laufzeitmessung für ein von der Strahlungsquelle ausgesandtes und als reflektiertes Signal vom Strahlungsempfänger empfangenes Signal ermittelt wird.
• Der Abstandssensor ist vorzugsweise für eine Positionierung in unmittelbarer Nähe zu einem zu überwachenden Türraum geeignet ausgebildet.
• In bevorzugten Ausführungsformen ist die Überwachungsvorrichtung beispielsweise mit einer Sperrvorrichtung gekoppelt, die geeignet ist das Schließen einer Tür oder auch das Wegfahren eines Fahrzeuges zu verhindern. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass Personen von einer sich schließenden Tür eingeklemmt werden und im schlimmsten Fall Personen von einer sich schließenden Tür erfasst und vom anfahrenden Fahrzeug mitgeschleift werden.
• In einer weiteren Alternative wirkt der Signalgeber mit mindestens einem weiteren Abstandssensor zusammen. Dieser zweite Abstandssensor wirkt mit dem Signalgeber und mit der Abgleicheinheit derart zusammen, dass ein Vergleichswert für den ersten Abstandsensor dann gespeichert wird, wenn der zweite Abstandssensor keine Abstandsveränderung detektiert. Die Erfassungsbereiche der beiden Abstandsensoren sind dazu unterschiedlich, können sich aber überschneiden.
• Die letztgenannte Ausführungsalternative kann auch mit Hilfe einer 3D- Kamera verwirklicht werden. Eine 3D-Kamera weist ein Array von einzelnen Abstandssensoren auf, die so angeordnet und ausgestaltet sind, dass die 3D-Kamera ein Tiefenbild (Abstandsbild) ihres Gesichtsfeldes aufnimmt, also mehre winkelaufgelöste Abstandmessungen gleichzeitig durchführt und zu einem 3D-Bild verarbeitet. Die einzelnen Abstandsensoren der 3D-Kamera können alternativ als erste und zweite Abstandssensoren im vorgenannten Sinne derart zusammenwirken, dass als Vergleichwert ein 3D-Bild gespeichert wird, wenn sich dass gesamte Bild oder ausgewählte Teile des Bildes nicht verändern. Im letztgenannten Fall fungieren die dem ausgewählten Teil des 3D-Bildes zugeordneten Abstandssensoren als zweite Sensoren im vorgenannten Sinn, deren Ausgangssignal auf eine Signaländerung hin ausgewertet wird und im Falle keiner oder nur sehr geringer, beispielsweise sensordrift-bedingter Änderungen zur Speicherung des augenblicklichen 3D-Bildes als Vergleichswert führt.
• Die letztgenannte Ausführungsvariante läuft darauf hinaus, dass ein von der 3D-Kamera erfasstes Bild mit einem in dem Speicher gespeicherten Referenzbild verglichen wird. Erfasst die 3D-Kamera beispielsweise das statische Bild einer geschlossenen oder offenen Fahrzeugtür wird das jeweilige Bild automatisch als Referenzbild gespeichert. Gegenüber diesem Referenzbild abweichende Bilder der 3D-Kamera deuten auf einen Einstiegs- oder Ausstiegsvorgang hin, bei dem Passagiere zum Betreten oder Verlassen des Fahrzeugs durch die Türöffnung hindurchtreten.
• Die Erfindung soll nun anhand von Ausführungsbeispielen mit Hilfe der Figuren näher erläutert werden. Von den Figuren zeigen:
• Fig. 1 eine Überwachungsvorrichtung mit fahrzeuggeschwindigkeitsabhängiger Referenzabstandswertbildung, und
• Fig. 2 eine Überwachungsvorrichtung mit einem Abstandssensor und einem passiven Sensor für die Bildung eines Referenzabstandswertes.
• Die Türraumüberwachungsvorrichtung 10 aus Fig. 1 umfasst einen aktiven Sensor 12 mit einem Strahlungssensor 14 und einem Strahlungsempfänger 16 sowie einer Laufzeitmesseinheit 18. Die Laufzeitmesseinheit 18 ist dazu ausgebildet, die Laufzeit eines Signals zwischen seinem Aussenden durch die Strahlungsquelle 14 und dem Empfang des reflektierten Signals durch den Strahlungsempfänger 16 zu messen. Die Laufzeit bildet dabei ein Abstandssignal, welches vom Abstand zwischen dem Abstandssensor 12 und beispielsweise einer Person 20 im Erfassungsbereich des Abstandssensors 12 abhängt.
• Dieses Abstandssignal wird einer Auswerteeinheit 22 zugeführt, in der das aktuelle Abstandssignal mit einem in einem Speicher 24 gespeicherten Vergleichswert als Referenzabstandswert verglichen wird. Nähert sich ein Objekt oder eine Person 20 dem Abstandssensor 12 soweit, dass der Referenzabstandswert in dem Speicher 24 unterschritten wird, gibt die Auswerteeinheit 22 über die Signalleitung 26 ein entsprechendes Signal aus.
• Dieses Signal auf der Signalleitung 26 wird beispielsweise einer (nicht dargestellten) Sperreinheit zugeführt, die das Schließen einer Tür eines Fahrzeuges oder auch das Wegfahren des Fahrzeuges verhindert.
• Die Überwachungsvorrichtung 10 umfasst außerdem eine Abgleicheinheit 30, die mit der Auswerteeinheit 22, dem Speicher 24 und einem Signalgeber 31 und davon angeschlossenem Tachometer 32 für die Geschwindigkeit des Fahrzeuges verbunden ist. Die Abgleicheinheit 30 löst ein Speichern des jeweils aktuellen Abstandssignals im Speicher 24 aus, wenn das Ausgangssignal des Tachometers 32 anzeigt, dass das Fahrzeug bremst und zum Stillstand kommt. Die Abgleicheinheit 30 spricht mit anderen Worten auf ein Geschwindigkeitssignal des Tachometers 32 derart an, dass es ein Speichern des Abstandssignals auslöst, sobald das Geschwindigkeitssignal sinkt und einen für die Fahrzeuggeschwindigkeit "null" repräsentativen Wert erreicht.
• Der Abstandssensor 12 ist vorzugsweise oberhalb eines Türraumes im Einstiegs- oder Ausstiegsbereich eines Fahrzeuges so angeordnet, dass der Erfassungsbereich des Abstandssensors einen Bereich auf der Fahrzeugaußenseite vor einer entsprechenden Tür erfasst.
• Fig. 2 zeigt eine alternative Türraumüberwachungsvorrichtung 10', die ebenfalls einen Abstandssensor 12 aufweist, der in seinem Aufbau den Abstandssensor 12 aus Fig. 1 entspricht. Auch die Auswerteeinheit 22 und der Speicher 24 entsprechen denjenigen aus Fig. 1.
• Eine Abgleicheinheit 32' ist jedoch bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 nicht mit einem Tachometer, sondern über den Signalgeber 31' mit einem passiven Sensor 34 verbunden. Der passive Sensor 34 spricht beispielsweise auf Veränderungen eines von ihm erfassten Wärmebildes an. Solche Veränderungen ergeben sich, wenn beispielsweise eine im Vergleich zur Umgebung warme Person in den Erfassungsbereich des passiven Sensors 34 gerät.
• In diesem Fall gibt der passive Sensor 34 ein Signal an die Abgleicheinheit 30' aus. Solange ein Signal des passiven Sensors 34 an der Abgleicheinheit 30' anliegt, unterbindet diese das Speichern eines aktuellen Abstandssignals vom Abstandssensor 12 als Referenzabstandssignal in dem Speicher 24. Nur wenn der passive Sensor 34 keine Bewegung erfasst, löst die Abgleicheinheit 30- ein Speichern des aktuellen Abstandssignals als Vergleichswert und Referenzabstandswert im Speicher 24 aus.
• Auch im Fall der Ausführungsform gemäß Fig. 2 sind der Abstandssensor 12 und der passive Sensor 34 im Ein- oder Ausstiegsbereich eines Fahrzeuges ähnlich angeordnet, wie der Abstandssensor aus Fig. 1. Das heißt, auch der passive Sensor 34 ist so angeordnet, dass er einen Bereich außerhalb eines Fahrzeuges vor dessen Einstiegsbereich erfasst.
• Für die beiden Ausführungsformen in Fig. 1 und 2 gilt, dass die jeweilige Abgleichseinheit 30 bzw. 30' entweder mit der jeweiligen Auswerteeinheit 22 verbunden sein kann, wie in Fig. 1 dargestellt, oder direkt mit dem Abstandssensor 12 und dem weiteren Signalgeber 31 verbunden sein kann, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist.

Claims (8)

1. Türraum-Überwachungsvorrichtung (10) für einen Türraum insbesondere eines Fahrzeugs mit einem Abstandssensor (12) mit zugeordnetem Erfassungsbereich, wobei der Abstandssensor (12) ausgebildet ist, ein Abstandssignal zu bilden, dass für einen Abstand zwischen dem Abstandssensor (12) und einem Objekt (20) im Erfassungsbereich des Abstandssensors repräsentativ ist, eine Auswerteeinheit (22) aufweist, die auf das Abstandssignal des Abstandssensors (12) anspricht und ein Ausgangssignal in Abhängigkeit davon generiert, ob das Abstandssignal einen Vergleichswert über- oder unterschreitet, gekennzeichnet durch einen veränderlichen Speicher (24) für den Vergleichswert und eine Abgleicheinheit (30) für den Vergleichswert, wobei die Abgleicheinheit (30) mit dem Abstandssensor (12) und einem Signalgeber (32; 34) verbunden und ausgebildet ist, auf ein Signal des Signalgebers (31) hin das jeweils aktuelle Abstandssignal des Abstandssensors (12) als Vergleichswert in dem Speicher (24) zu speichern.

2. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Lichttaster zusätzlich zum oder anstelle des Abstandssensors.

3. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber (31) mit einem Geschwindigkeitssignalgeber (32) zum Ausgeben eines von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängigen Geschwindigkeitssignals derart zusammenwirkt, dass der Signalgeber das Signal für das Speichern des Vergleichswertes generiert, wenn das Geschwindigkeitssignal einer Fahrzeuggeschwindigkeit von Null oder annähernd Null entspricht, sodass der Vergleichswert gespeichert wird, wenn das Fahrzeug ganz oder beinahe zum Stillstand gekommen ist.

4. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber (31') mit einem passiven Strahlungssensor (34), der auf Veränderungen einer elektromagnetischen Strahlung in einem Erfassungsbereich anspricht, derart zusammenwirkt, dass der Signalgeber (31') das Signal für das Speichern des Vergleichswertes generiert, wenn der passive Strahlungssensor keine Veränderung elektromagnetischer Strahlung in dem Erfassungsbereich erfasst.

5. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber mit wenigstens einem zweiten Abstandssensor zum Erfassen eines zweiten Abstands zu einem Objekt im Erfassungsbereich des zweiten Abstandsensors derart zusammenwirkt, dass der Signalgeber (31') das Signal für das Speichern des Vergleichswertes generiert, wenn der zweite Abstandssensor keine oder einen unterhalb eines vorgegebenen Schwellwertes liegende Veränderung des zweiten Abstands erfasst.

6. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere erste und zweite Abstandssensoren vorgesehen sind, wobei das Ausgangssignal der ersten Abstandssensoren bezüglich seines Absolutwertes mit einem Schwellwert verglichen wird, während das Ausgangssignal der zweiten Abstandssensoren bezüglich der Signalveränderung ausgewertet wird.

7. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Abstandssensoren Sensoren einer 3D-Kamera sind.

8. Überwachungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandssensor (12) als aktiver Sensor mit einer Strahlungsquelle (14) und einem Strahlungsempfänger zum Empfangen von der Strahlungsquelle (14) ausgesandter und von einem Objekt (20) im Erfassungsbereich des Abstandssensors (12) reflektierter Strahlung sowie mit einer Laufzeitmesseinheit (18) derart ausgebildet ist, dass eine Abstandmessung auf Basis einer Laufzeitmessung für die reflektierte Strahlung erfolgt.