DE19753160C1 - Arrangement for detecting an impending accident situation for a motor vehicle - Google Patents
Arrangement for detecting an impending accident situation for a motor vehicleInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erkennen einer bevorstehenden Unfallsituation eines Fahrzeugs, welche aus Reaktionen des Fahrers ein prädiktives Steuersignal für ein oder mehrere Sicherheitssysteme - vorzugsweise Bremse, Fahrdynamikregelung, Rückhalteeinrichtungen - herleitet.The present invention relates to a device for Detect an impending accident situation Vehicle, which is a predictive from the driver's reactions Control signal for one or more security systems - preferably brake, driving dynamics control, Restraint devices - derives.
Damit Fahrzeuginsassen möglichst unbeschadet eine Unfallsituation überstehen, kommt es entscheidend auf die rechtzeitige Aktivierung von Sicherheitssystemen wie z. B. der Bremse, einer Fahrdynamikregelung oder von Rückhalteeinrichtungen (z. B. Gurtstraffer, Airbags) an.So that vehicle occupants get one as undamaged as possible To survive an accident, it depends crucially on the timely activation of security systems such as B. the brake, a vehicle dynamics control or Restraint devices (e.g. belt tensioners, airbags).
Aus ATZ Automobiltechnische Zeitschrift 98 (1996) 9, Seite 452, ist ein gattungsgemäßes System bekannt, das den Reflex des Fahrers vor Einleiten einer Vollbremsung aufgrund eines bevorstehenden Unfalls erfaßt. Aufgrund des erkannten Reflexes wird ein "Bremsassistent" aktiviert, der automatische eine Vollbremsung einleitet. Als Reflex wird die Fußbewegung des Fahrers beim Wechsel vom Gaspedal zum Bremspedal mittels optischer Sensoren erfaßt. Erfolgt dieser Pedalwechsel mit einer Geschwindigkeit, die oberhalb einer vorgegebenen Schwelle liegt, so wird die Bremse aktiviert noch bevor der Fahrer das Bremspedal niedergetreten hat. Die Reaktionszeit bei einer Vollbremsung und damit der Anhalteweg wird dadurch stark verkürzt. Auch für andere Sicherheitssysteme, wie die genannte Fahrdynamikregelung oder Rückhalteeinrichtungen, gilt es, möglichst kurze Reaktionszeiten zu erzielen.From ATZ Automobiltechnische Zeitschrift 98 (1996) 9, page 452, is a generic system known that the driver's reflex before Initiate an emergency stop due to an upcoming Accident recorded. Due to the detected reflex, a "Brake assistant" activated, the automatic one Full braking initiates. The foot movement of the Driver when changing from accelerator to brake pedal optical sensors detected. If this pedal change takes place with a speed that is above a predetermined If the threshold lies, the brake is activated even before the Driver depressed the brake pedal. The response time in the event of full braking and thus the stopping distance greatly shortened. Also for other security systems like that named driving dynamics control or restraint systems, the aim is to achieve the shortest possible response times.
Aus der DE 42 00 642 A1 ist ein Warn- und Sicherheitssystem für Fahrzeuge bekannt, das Druckschalter am Lenkrad aufweist. Wenn bei Fahruntüchtigkeit die Druckschalter vom Fahrer nicht betätigt werden, wird zunächst ein Licht- und Hupsignal aktiviert. Falls dann keine Reaktion des Fahrers erfolgt, werden automatisch die Bremsen betätigt und es wird die Zündung unterbrochen.DE 42 00 642 A1 is a warning and safety system known for vehicles, the pressure switch on the steering wheel having. If the pressure switch from Driver will not be operated, will first be a light and Horn signal activated. If there is no reaction from the driver takes place, the brakes are automatically applied and it is the ignition is interrupted.
Bei einer aus der DE 195 45 848 A1 erkannten Sicherheitsvorrichtung weist das Lenkrad Sensormittel auf, durch welche über die das Lenkrad drehenden Hände des Fahrers physiologische (Körpertemperatur, Puls) Parameter erfaßt werden, um daraus ein Nachlassen der Konzentration oder der Fahrtüchtigkeit des Fahrers abzuleiten.In one recognized from DE 195 45 848 A1 Safety device, the steering wheel has sensor means, through which the hands of the driver turn the steering wheel Driver's physiological (body temperature, pulse) parameters to be detected to decrease concentration or to derive the driver's ability to drive.
Aus der DE 25 46 345 A1 geht ein Gerät zur Warnung des Fahrers vor Einschlafen hervor, das kleine Lenkbewegungen erfaßt. Das Gerät warnt den Fahrer durch ein Signal, wenn die normalerweise ständig auftretenden kleinen Lenkbewegungen ausbleiben.DE 25 46 345 A1 describes a device for warning the Driver before sleep, the small steering movements detected. The device warns the driver with a signal when the little ones that usually appear all the time No steering movements.
Ein in der DE 43 51 500 A1 beschriebener Sitzpositionssensor erfaßt mit Hilfe eines Infrarotsensors die Position eines Fahrzeuginsassen relativ zu dem Ort (z. B. Armaturenbrett), an dem ein Airbag untergebracht ist.A seat position sensor described in DE 43 51 500 A1 detects the position of a with the help of an infrared sensor Vehicle occupants relative to the location (e.g. dashboard), on which an airbag is housed.
Üblicherweise werden technische Sensoren, wie z. B. Drehratensensoren oder Beschleunigungssensoren eingesetzt und in Abhängigkeit von deren Ausgangssignalen ein oder mehrere Sicherheitssysteme aktiviert. Diese Sensoren sprechen aber in der Regel erst dann an, wenn das Fahrzeug in eine kritische Situation zu Beginn eines Unfalls gelangt ist. In der Regel bleibt dann nur noch sehr wenig Zeit für die Aktivierung der Sicherheitssysteme.Usually technical sensors, such as. B. Rotation rate sensors or acceleration sensors are used and depending on their output signals one or several security systems activated. These sensors but usually only respond when the vehicle got into a critical situation at the beginning of an accident is. As a rule, there is very little time left for the activation of security systems.
Der Anmeldung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die möglichst frühzeitig eine bevorstehende Unfallsituation erkennt, um möglichst viel Zeit für die Aktivierung eines oder mehrerer Sicherheitssysteme zu gewinnen.The registration is therefore based on the task of a Specify device of the type mentioned, the an impending accident situation as early as possible recognizes as much time as possible for the activation of a or more security systems to win.
Die genannte Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß eine Vorrichtung zum Erfassen der Bewegung der Hände des Fahrers am Lenkrad vorhanden ist, welche ein Steuersignal für das bzw. die Sicherheitssysteme abgibt, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit der Hände eine Schwelle überschreitet, die auf eine Panikreaktion des Fahrers hinweist.The above object is achieved according to the features of the claim 1 solved in that a device for detecting the There is movement of the driver's hands on the steering wheel which is a control signal for the security system (s) emits when the speed of movement of the hands a Threshold that is due to a panic reaction of the Points out to the driver.
Sobald der Fahrer eine unmittelbar bevorstehende Unfallsituation erkennt, wird er erfahrungsgemäß panikartig am Lenkrad drehen, um der Unfallsituation auszuweichen. Dabei kommt es zu schnellen hektischen Übergriffen der Hände am Lenkrad. Diese Handbewegungen erfolgen sicherlich einige Millisekunden bevor technische Sensoren aufgrund von Schleuderbewegungen oder Verzögerungen des Fahrzeugs reagieren. Gemäß der Erfindung werden also die Bewegungen der Hände des Fahrers erfaßt und falls diese auf eine panikartige Bewegung hindeuten, bereits bevor andere technische Sensoren reagiert haben, ein oder mehrere Sicherheitssysteme aktiviert.As soon as the driver has an imminent accident situation recognizes, experience shows that he becomes panicky turn the steering wheel to avoid the accident situation. This leads to rapid hectic attacks on the hands at the steering wheel. These hand movements are certainly some Milliseconds before technical sensors due to Spin movements or vehicle delays react. According to the invention, the movements of the driver's hands and if this is on a indicate panicky movement even before others technical sensors have responded to one or more Security systems activated.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.Advantageous developments of the invention can be seen in the Sub-claims emerge.
Es ist zweckmäßig, ein Bilderkennungssystem zu verwenden, das Bewegungsänderungen der Hände registriert und die Geschwindigkeit, mit der die Bewegungsänderung erfolgt, ermittelt.It is convenient to use an image recognition system that registers changes in movement of the hands and the The speed at which the movement changes, determined.
Zusätzlich zu der Vorrichtung zum Erfassen der Handbewegungen kann auch noch eine Vorrichtung zum Erfassen der Bewegung des das Gas- und das Bremspedal betätigenden Fußes vorhanden sein, welche ebenfalls ein Steuersignal für Sicherheitssysteme abgibt, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit des Fußes eine Schwelle überschreitet, die auf eine Panikreaktion des Fahrers hinweist. Auch diese Vorrichtung zum Erfassen der Fußbewegung kann ein Bilderkennungssystem sein.In addition to the device for detecting the Hand movements can also be a device for detecting the movement of the accelerator and brake pedals Foot be present, which is also a control signal for Security systems emits when the speed of movement of the foot crosses a threshold, which on a Panic reaction of the driver indicates. This device too An image recognition system can be used to record the movement of the foot be.
Das Bilderkennungssystem kann z. B. mit Infrarotstrahlen oder mit Ultraschall arbeiten. The image recognition system can e.g. B. with infrared rays or work with ultrasound.
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird nachfolgend die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:Using one shown in the drawing The invention is described in more detail below explained. Show it:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Fahrers in einem Fahrzeug mit Vorrichtungen zum Erkennen von Hand- bzw. Fußbewegungen, Fig. 1 is a side view of a driver in a vehicle with means for detecting a hand or foot movements,
Fig. 2 ein Blockschaltbild, das die Erfassung und Auswertung von Hand- bzw. Fußbewegungen verdeutlicht. Fig. 2 is a block diagram that illustrates the detection and evaluation of hand and foot movements.
In der Fig. 1 ist ein Fahrer 1 in einem Fahrzeug dargestellt, der mit seinen Händen 2 ein Lenkrad 3 umgreift und mit einem Fuß 4 ein Gas- oder Bremspedal 5 betätigt.In FIG. 1, a driver 1 is illustrated in a vehicle with his hands 2 encloses a steering wheel 3 and operates an accelerator or brake pedal 5 with a base 4.
Erkennt der Fahrer 1 eine bevorstehende Unfallsituation, so wird er in der Regel panikartige Bewegungen des Lenkrades 3 durchführen, das heißt seine Hände 2 am Lenkrad 3 werden sich erheblich schneller und hektischer bewegen als bei einer normalen Fahrt. Solche Panikbewegungen der Hände 2 lassen eine bevorstehende Unfallsituation viel früher erkennen als sonstige im Fahrzeug angeordnete technische Sensoren, z. B. zur Erfassung von Drehraten oder Beschleunigung bzw. Verzögerungen des Fahrzeugs. Denn der Mensch erkennt mit seinen Sinnen eine bevorstehende Unfallsituation früher als technische Sensoren und reagiert aus Erfahrung dementsprechend panikartig. Wenn man nun diese panikartigen Bewegungen der Hände 2 am Lenkrad 3 erfaßt, hat man ein sehr frühzeitiges Kriterium zur Aktivierung von Sicherheitssystemen, wie z. B. Bremse, Fahrdynamikregelung und Rückhalteeinrichtungen.If the driver 1 detects an impending accident situation, he will generally carry out panic-like movements of the steering wheel 3 , that is to say his hands 2 on the steering wheel 3 will move considerably faster and more hectically than during a normal drive. Such panic movements of the hands 2 reveal an impending accident situation much earlier than other technical sensors arranged in the vehicle, e.g. B. to record rotation rates or acceleration or deceleration of the vehicle. Because people sense with their senses an impending accident situation earlier than technical sensors and, based on experience, react accordingly in a panic. If one now detects these panicky movements of the hands 2 on the steering wheel 3 , one has a very early criterion for activating security systems, such as, for. B. brake, vehicle dynamics control and restraint systems.
In der Fig. 2 ist als Blockschaltbild eine Vorrichtung dargestellt, welche die Handbewegungen am Lenkrad 3 erfaßt und erkennt, ob es sich dabei abweichend von Normalbewegungen um Panikbewegungen handelt. Diese Vorrichtung besitzt eine Sende-/Empfangseinheit 6, welche an einer geeigneten Stelle im Fahrzeug - vorzugsweise am Dach des Fahrzeugs im Bereich des Rückspiegels - angeordnet ist, wie der Fig. 1 zu entnehmen ist. Die Sende-/Empfangs- Einheit 6 besitzt einen Sender SE für Infrarotstrahlung oder Ultraschall. Die an den Händen 2 reflektierten optischen oder Schall-Wellen werden von einem Empfänger EM aufgenommen. Der Empfänger EM ist beispielsweise ein CCD array (charge coupled device), mit dem ein komplettes Bild des Lenkrades 3 mit den Händen 2 des Fahrers 1 aufgenommen wird.In Fig. 2, a device is shown as a block diagram, which detects the hand movements on the steering wheel 3 and detects whether it is a panic movements deviating from normal movements. This device has a transmitting / receiving unit 6 , which is arranged at a suitable point in the vehicle - preferably on the roof of the vehicle in the area of the rear-view mirror - as can be seen in FIG. 1. The transmitting / receiving unit 6 has a transmitter SE for infrared radiation or ultrasound. The optical or sound waves reflected on the hands 2 are received by a receiver EM. The receiver EM is, for example, a CCD array (charge coupled device), with which a complete image of the steering wheel 3 is recorded with the hands 2 of the driver 1 .
Ein Signalprozessor SP, der an einer anderen Stelle im Fahrzeug angeordnet sein kann, verarbeitet das vom Empfänger EM aufgenommene Bild mit an sich bekannten Bilderkennungsmethoden, wie sie z. B. auch in der US 5,653,462 zur Sitzpositionserkennung von Fahrzeuginsassen verwendet werden. Der Signalprozessor SP filtert aus dem aufgenommenen Bild die Hände 2 des Fahrers 1 heraus und ermittelt aus der eingehenden Bildfolge die Geschwindigkeit, mit der sich die Hände 2 bewegen. Die Bewegungsgeschwindigkeit der Hände 2 wird mit einer Schwelle verglichen, welche sich an Normalbewegungen der Hände 2 orientiert. Überschreitet die ermittelte Bewegungsgeschwindigkeit der Hände 2 diese Schwelle, so entscheidet der Signalprozessor SP auf eine bevorstehende Unfallsituation. Die genannte Schwelle kann empirisch ermittelt werden anhand von vielen zuvor ermittelten Normalbewegungen der Hände 2.A signal processor SP, which can be arranged at another point in the vehicle, processes the image taken by the receiver EM using image recognition methods known per se, such as, for. B. also be used in US 5,653,462 for seat position detection of vehicle occupants. The signal processor SP filters the hands 2 of the driver 1 out of the recorded image and determines the speed at which the hands 2 move from the incoming image sequence. The speed of movement of the hands 2 is compared with a threshold which is based on normal movements of the hands 2 . If the determined speed of movement of the hands 2 exceeds this threshold, the signal processor SP decides on an impending accident situation. The threshold mentioned can be determined empirically on the basis of many previously determined normal movements of the hands 2 .
Entscheidet nun der Signalprozessor SP auf eine bevorstehende Unfallsituation aufgrund erkannter Panikbewegungen der Fahrerhände 2, so gibt er ein Steuersignal zur Aktivierung von ein oder mehreren Sicherheitssystemen im Fahrzeug ab. Wie die Fig. 2 zeigt, können zu diesen Sicherheitssystemen beispielsweise die Bremse BR oder eine Fahrdynamikregelung FD oder eine Rückhalteeinrichtung RH (z. B. Gurtstraffer oder verschiedene Airbags) gehören. Das beschriebene Bilderkennungssystem kann mit an sich bekannten Bilderkennungssystemen, wie sie für die Erkennung von Sitzpositionen der Fahrzeuginsassen bekannt sind, kombiniert werden.If the signal processor SP decides on an impending accident situation due to detected panic movements of the driver's hands 2 , it emits a control signal for activating one or more safety systems in the vehicle. As FIG. 2 shows, these safety systems can include, for example, the brake BR or a driving dynamics control FD or a restraint device RH (for example belt tensioners or various airbags). The image recognition system described can be combined with image recognition systems known per se, as are known for the recognition of seat positions of the vehicle occupants.
In einer Paniksituation wird der Fahrer 1 nicht nur seine Hände 2 am Lenkrad 3 hektisch bewegen, sondern auch sehr rasche Fußbewegungen durchführen. Das heißt, insbesondere der rechte Fuß 4 für die Bedienung des Gaspedals und des Bremspedals 5 wird sehr schnell vom Gaspedal zum Bremspedal 5 wechseln, um eine plötzliche Vollbremsung vorzunehmen. Da diese schnelle Fußbewegung vor dem eigentlichen Bremsvorgang erfolgt, ist es auch sinnvoll, zuvor die Fußbewegung zu erfassen und ebenso wie bei der Handbewegung eine Panikreaktion erkennbar zu machen. Deshalb befindet sich ebenfalls in dem Fahrzeug eine Sende-/Empfangs-Einheit 7 z. B. unterhalb des Amaturenbretts wie in Fig. 1 dargestellt, welche die Bewegungen des Fußes 4 erfaßt und daraus ebenfalls bei einer erkannten Panikbewegung ein Steuersignal für ein oder mehrere Sicherheitssysteme ableitet. Die Vorrichtung für die Erkennung der Fußbewegung ist die gleiche wie die im Zusammenhang mit Fig. 2 beschriebene. Auch bei der Fußbewegung wird für die Bewegungsgeschwindigkeit eine Schwelle vorgegeben, die empirisch durch Auswertung vieler normaler und panikartiger Fußbewegungen ermittelt worden ist.In a panic situation, driver 1 will not only hectically move his hands 2 on steering wheel 3 , but will also perform very rapid foot movements. This means that in particular the right foot 4 for operating the accelerator pedal and the brake pedal 5 will change very quickly from the accelerator pedal to the brake pedal 5 in order to apply the brakes suddenly. Since this rapid foot movement takes place before the actual braking process, it also makes sense to record the foot movement beforehand and, just as with the hand movement, to make a panic reaction recognizable. Therefore, there is also a transmission / reception unit 7 z in the vehicle. B. below the dashboard as shown in Fig. 1, which detects the movements of the foot 4 and also derives a control signal for one or more security systems from a detected panic movement. The device for the detection of the foot movement is the same as that described in connection with FIG. 2. When moving the foot, a threshold is also specified for the speed of movement, which has been determined empirically by evaluating many normal and panicky foot movements.
Durch Kombination der ermittelten Handbewegungen und Fußbewegungen läßt sich eine sichere Aussage über eine tatsächliche Panikreaktion vor einem bevorstehenden Unfall treffen. Das heißt, die Sicherheitssysteme BR, FD, RH werden erst dann aktiviert, wenn beide Vorrichtungen 6 und 7 ein aus einer Panikbewegung hergeleitetes Steuersignal abgeben.By combining the determined hand movements and foot movements, a reliable statement about an actual panic reaction before an impending accident can be made. This means that the safety systems BR, FD, RH are only activated when both devices 6 and 7 emit a control signal derived from a panic movement.
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