DE10326840A1

DE10326840A1 - Gerät und Verfahren zur Erkennung der Sitzbelegung für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE10326840A1
Application number: DE2003126840
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-06-14
Filing date: 2003-06-14
Publication date: 2004-12-30

Abstract

Gerät und Verfahren zur Erkennung von Belegung von Fahrzeugsitzen, bestehend aus einer auf den Fahrzeugsitz gerichteten Fernsehkamera, einer Beleuchtungseinheit in räumlichen Abstand zur Kamera zur Beleuchtung mit einem Lichtmuster, einer Auswerteeinheit, die die aus dem Lichtmuster abgeleitete Entfernungs- und Positionsinformation aufbereitet und die Information über die Sitzbelegung sowie Position relativ zum Sitz zu einer Auslöseeinheit für den Airbag weiterleitet.

Description

Die Erfindung betrifft ein System und Verfahren zur Erkennung der Sitzbelegung in Fahrzeugen.
Bekannte Systeme zur Erkennung von Sitzbelegung basieren auf in die Sitzflächen eingebaute Systeme zur Gewichtsbestimmung. Je nach Belastung der Sitzfläche wird eine Belegung des Sitzes erkannt, wobei durch entsprechende Schwellwerte ermittelt werden kann, ob es sich beispielsweise um ein Kind oder ein leichtes Gepäckstück oder um einen Erwachsenen handelt. Nachteilig an solchen Systemen ist, nicht festgestellt werden kann, ob es sich um eine Person oder um ein Gepäckstück der gleichen Gewichtsklasse handelt respektive wie die Sitzposition der Person auf dem Sitz ist. Diese Information ist wichtig, um ein gezieltes Auslösen der Airbagfunktion in verschiedenen Stufen zu veranlassen und dadurch das Verletzungsrisiko zu mindern.
Erfindungsgemäß wird ein System vorgeschlagen, bei dem von einer Beleuchtungseinheit eine Linie oder ein Linienmuster auf den Sitz projiziert wird. Eine Kamera in einem gewissen Abstand von der Beleuchtungseinheit nimmt dieses Linienmuster auf. Wird der Sitz durch eine Person oder einen Gegenstand belegt, so verformt sich das von der Kamera aufgenommene Lichtmuster in charakteristischer Weise, so dass aufgrund der Veränderung durch ein Triangulationsverfahren für jeden beleuchteten Punkt die Entfernung zur Kamera berechnet werden kann. Aufgrund der gemessenen Entfernungslinien oder Punkte ergibt sich eine Information über die Geometrie der Person oder des Gepäckstückes sowie der Lage zur Sitzoberfläche. 1 und 2 zeigen schematisch die Funktionsweise. Die Beleuchtungseinheit projiziert einen Lichtstreifen auf die zu vermessende Person. Die Kamera 2 liefert ein Bild der Person inklusive Lichtstreifen. Der Lichtstreifen wird, dargestellt in 2, abhängig von der Form und Entfernung des Gegenstandes verschiedenartig abgelenkt. Aufgrund der Ablenkung und des bekannten Abstandes von der Kamera zur Beleuchtungseinheit lässt sich aufgrund einer einfachen Dreiecksbeziehung für jeden beleuchteten Punkt die Entfernung berechnen.
Damit ergibt sich eine charakteristische Linie, die eine Berechnung der Lage des Oberkörpers relativ zu den Sitzen gestattet. Diese Information kann zum selektiven Ansteuern der Airbagauslösung im Falle einer Kollision verwendet werden.
Um beide Vordersitze im Fahrzeug mit einem Kamerasystem aufnehmen zu können, kann das Kamerabild , wie in 3 schematisch dargestellt, durch einen Spiegel oder Prismenvorsatz gesplittet werden, so dass auf dem Kameratarget zwei Bilder, jeweils vom rechten und linken Sitz , entstehen. 3 zeigt die Realisierung durch Spiegel, wobei 3 die Kamera und 4 die Spiegelflächen darstellt. In 4 ist das Bild einer Beleuchtungslinie auf dem Kameratarget dargestellt, wobei einer der beiden Sitze belegt ist.
5 zeigt das System mit Beleuchtungseinheit 1, Kamera 2 und Verarbeitungseinheit 3. In der Verarbeitungseinheit werden aus der Ablenkung des Beleuchtungsmusters die Entfernungswerte der beleuchteten Bildpunkte berechnet. Die Entfernung relativ zur Kontur des Sitzes liefert die benötigte Information zur Berechnung von Gestalt und Lage der Person oder des Gegenstandes. Zusätzlich zu dieser Information kann die Information zur Sitzbelegungserkennung aufgrund einer Gewichtsbestimmung benutzt werden, um beispielsweise leichte und schwere Gepäckstücke unterscheiden zu können. Für die Auswertung des Beleuchtungsmusters muss dieses Muster eindeutig von der erfassten Szeneninformation separierbar sein. Dazu kann das weitgehend monochrome Signal einer Dioden- oder Laserbeleuchtungseinheit entweder aus dem Signal einer Farbkamera, wie in Patentanmeldung 102 26 278.0 beschrieben, aufgrund der chromatischen Eigenschaften separiert werden oder aufgrund eines auf die Farbe der Beleuchtungseinheit abgestimmtes Bandfilter hervorgehoben Die Beleuchtungseinheit kann beispielsweise als Laserdiode, als Diodenstack oder als Diodenzeile ausgeführt werden.
Der Frequenzbereich des ausgesandten Lichtes kann sowohl im optisch sichtbaren als auch im unsichtbaren Infrarotbereich liegen, wobei im nahen Infrarot (0.7-1.2 μ) vergleichsweise lichtstarke und kostengünstige Elemente zur Verfügung stehen.
Moderne CCD -Farbkameras sind in diesem Bereich im Allgemeinen empfindlich, wobei bei manchen Systemen ein vorhandenes IR-Sperrfilter für diese Anwendung entfernt werden müsste.
Die Aufweitung des aus einer Laserdiode austretenden Lichtes zu einem Zeilenabschnitt kann üblicherweise mit einer Zylinderlinse erfolgen.
Eine weitere Möglichkeit, die strukturierte Beleuchtung vom Hintergrund zu separieren ergibt sich dadurch, dass man die Beleuchtungsquelle synchron zur Bildfrequenz der Videokamera moduliert. Beispielsweise ist die Beleuchtung bei jedem ersten Halbbild resp. Vollbild eingeschaltet, bei jedem zweiten ausgeschaltet. Durch Subtraktion der so erzeugten Bilder werden die gleichen Strukturen, die von der Szeneninformation der Umgebung herrühren, unterdrückt und die Information der eigenen strukturierten Beleuchtung hervorgehoben .
Die Kamera mit dem gesplitteten Bild kann zusätzlich noch zu anderen Zwecken genutzt werden, beispielsweise kann das Bild von Fahrer und/oder Beifahrer auf Wunsch über Autotelefone mit entsprechender Einrichtung zur Bildübertragung zum Empfänger übertragen werden.
Eine Weitere Anwendung für den Fall eines Unfalls ist denkbar. Wenn das Fahrzeug mit einem automatischen System zur Positionsübermittlung im Falle einer Kollision ausgestattet ist, so kann durch eine automatische Bildübertragung gleichzeitig eine Information über Schwere des Unfalls und Verletzung der Insassen übertragen werden, so dass unmittelbar Rettungsmaßnahmen eingeleitet werden können.

Claims

Gerät und Verfahren zur Erkennung von Belegung von Fahrzeugsitzen, bestehend aus einer auf den Fahrzeugsitz gerichteten Fernsehkamera, einer Beleuchtungseinheit in räumlichen Abstand zur Kamera zur Beleuchtung mit einem Lichtmuster, einer Auswerteeinheit, die die aus dem Lichtmuster abgeleitete Entfernungs- und Positionsinformation aufbereitet und die Information über die Sitzbelegung sowie Position relativ zum Sitz zu einer Auslöseeinheit für den Airbag weiterleitet.
Gerät und Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtmuster im Videobild durch Auswertung der spezifischen Farbinformation der Beleuchtungsquelle vom restlichen Bildinhalt separiert wird.
Gerät und Verfahren nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass durch zeitliche Modulation des Lichtmusters die Unterschiede aufeinanderfolgender Voll- oder Halbbilder dazu benutzt werden, um die Linien oder Punktmuster der Beleuchtung besser separieren zu können.
Gerät und Verfahren nach Anspruch 1,2 und 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Position der separierten Linien oder Punktstrukturen , die von der Beleuchtung auf dem Target der Videokamera abgebildet und vorverarbeitet wurden, im Bild bestimmt werden und die korrespondierenden Entfernungswerte in der Verarbeitungseinheit berechnet werden.
Gerät und Verfahren nach den vorangegangenen Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass eine Kamera mit angebauten Spiegel oder Prismenvorsatz das Bild auf dem Kameratarget in der Weise splittet, dass zwei Bilder von jeweils dem rechten und dem linken Vordersitz entstehen.
Gerät und Verfahren nach den vorangegangenen Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera zusätzlich zur Übertragung von Bildinformation über das eingebaute Telefon im Falle eines Unfalls oder zur Übersendung von Bildern von Fahrer und Beifahrer auf Wunsch der Insassen benutzt wird.