DE19814691B4 - Vorrichtung zur Erfassung der Haltung eines Insassen - Google Patents

Vorrichtung zur Erfassung der Haltung eines Insassen Download PDF

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Abstract

Vorrichtung zur Erfassung der Haltung eines Insassen oder Objekts, mit
einem Sensor (1), der ein oder mehrere Paare linearer Fotosensoranordnungen (11, 12) je mit einer Mehrzahl von Fotosensorelementen enthält, wobei jedes Paar ein jeweiliges lineares Gesichtsfeld (R1 bis R4) definiert und ein Bild erzeugt, das den Insassen oder das Objekt in dem jeweiligen Gesichtsfeld (R1 bis R4) repräsentiert,
einem Abstandsmeßprozessor (101), der aus dem jeweiligen Bild in der Richtung, in der die Fotosensorelemente aneinandergereiht sind, eine Abstandsverteilung des Abstands zwischen dem Sensor (1) und dem Insassen oder Objekt ermittelt, und
einem. Insassenunterscheidungsprozessor (102), der die Abstandsverteilung mit einer Anzahl von zuvor in dem Insassenunterscheidungsprozessor (102) gespeicherten Modellmustern vergleicht, um hieraus eine bestimmte Haltung des Insassen oder Objekts zu ermitteln,
wobei das eine oder die mehreren Gesichtsfelder (R1 bis R4) so eingestellt sind, daß sie bezüglich des Insassen oder Objekts in einer im wesentlichen horizontalen Richtung verlaufen,...

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erfassen des Vorhandenseins und der Haltung einer Person, insbesondere einer sitzenden Person, vorzugsweise eines Insassen eines Kraftfahrzeugs, unter Verwendung von linearen Fotosensoranordnungen, die jeweils aus einer Mehrzahl von Fotosensorelementen bestehen. Insbesondere ist die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung zum Erfassen der Haltung eines Insassen gerichtet, die dazu benutzt werden kann, ein Airbagsystem zu steuern. Das Airbagsystem ist derart konzipiert, daß ein Airbag, der in der Nähe eines Fahrzeugsitzes eingebaut ist, aufgeblasen wird, wenn eine auf das Motorfahrzeug einwirkende Schockbelastung erfaßt wird.
  • In den letzten Jahren hat sich die Rate des Einbaus von Airbags in Kraftfahrzeugen deutlich erhöht. Airbagsysteme bilden nun zunehmend einen Teil der Standardausrüstung unabhängig von den jeweiligen Fahrzeugtypen. Allerdings wurde berichtet, daß Airbags auch die Ursache von fatalen Unfällen z. B. in einem Fall, bei dem ein Kind vor einem Sitz steht, oder bei dem eine kleine Frau in einem Sitz sitzt, werden können. Folglich sind bereits unterschiedliche Verfahren zum Steuern des Aufblasens eines Airbags vorgeschlagen worden, die darauf abzielen, solche fatalen Unfälle zu verhindern. Als eine dieser Methoden wird im folgenden eine Ausführungsform näher erläutert, die in einer früheren, nicht vorveröffentlichten Anmeldung des gleichen Anmelders ( DE 197 41 393 A1 ) dargestellt ist und bei der ein Sensor an einer Dachposition in einem Kraftfahrzeug angeordnet ist. Der Sensor dient dazu, die Abstände zwischen dem Sensor und einem Insassen zu messen, um hieraus das Vorhandensein und die Haltung des Insassen auf der Grundlage der Verteilung der gemessenen Abstände ermitteln zu können.
  • In 21 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung der vorstehend angesprochenen Ausführungsform gezeigt, bei der ein Insassensensor 1, ein Insasse 2 und ein Kraftfahrzeug 3 dargestellt sind.
  • Bei dem in 21 gezeigten Beispiel wird ein Bild des Insassen 2 durch den Insassensensor 1 gebildet, der z. B. vier lineare, auf den Insassen 2 bezogene Gesichtsfelder oder Suchstrahlen R1, R2, R3 und R4 bildet und Ausgangssignale erzeugt, die eine Mehrzahl von Abschnitten des Insassen, die in den jeweiligen Gesichtsfeldern vorhanden sind, repräsentieren. Eine nicht dargestellte Verarbeitungseinheit verarbeitet die von dem Insassensensor 1 erzeugten Ausgangssignale hinsichtlich der Messung der Abstände zwischen dem Sensor und den jeweiligen Abschnitten des Insassen, um hieraus eine Abstandsverteilung für jedes Gesichtsfeld zu erzielen. Hierdurch wird auf der Grundlage der in den Gesichtsfeldern vorhandenen Abstandsverteilungen nicht nur das Vorhandensein eines Insassen ermittelt, sondern auch dessen Haltung erfaßt. Dieses Prinzip der Abstandsmessung wird im weiteren Text näher erläutert.
  • Mittels des vorstehend erläuterten Verfahrens läßt sich eine Vielzahl von unterschiedlichen Haltungen von Insassen oder anderen Komponenten erfassen. In den 22–24 ist die Beziehung zwischen dem Fahrzeugsitz, der Haltung eines Insassen und den Gesichtsfeldern bzw. Erfassungsbereichen des Insassensensors 1 dargestellt. In den 25–27 sind die Ergebnisse der durch den Insassensensor 1 erzielten Abstandsmessungen gezeigt.
  • Hierbei ist in 22(a) eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugsitzes gezeigt, auf dem kein Insasse sitzt. 22(a)' zeigt eine Seitenansicht, die der 22(a) entspricht. 22(b) zeigt eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugsitzes mit einem Insassen, der mit einer normalen Haltung sitzt. 22(b) zeigt eine Seitenansicht, die der 22(b) entspricht. In 22(c) ist eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugsitzes dargestellt, auf dem ein Insasse sitzt, der sich nach vorne lehnt. 22(c)' stellt eine Seitenansicht dar, die der 22(c) entspricht. 23(a) zeigt eine perspektivische Ansicht, in der ein Fahrzeugsitz dargestellt ist, auf dem ein Kindersitz so angebracht ist, daß er nach vorne gewandt ist, wobei auf dem Kindersitz ein Kind sitzt. 23(a)' zeigt eine Seitenansicht, die der 23(a) entspricht. 23(b) zeigt eine perspektivische Ansicht, in der ein Fahrzeugsitz dargestellt ist, auf dem ein Kindersitz so montiert ist, daß er nach hinten weist. Wie in der 23(b) gezeigt ist, sitzt in dem Kindersitz ein Kind. 23(b)' zeigt eine Seitenansicht, die der 23(b) entspricht. 23(c) zeigt eine perspektivische Ansicht, in der ein Fahrzeugsitz und ein Kind dargestellt sind, das vor dem Sitz in dem Fahrzeugabteil, d. h. in der Fahrgastzelle, steht, wobei in 23(c)' eine Seitenansicht dargestellt ist, die der 23(c) entspricht. 24 zeigt eine perspektivische Ansicht, in der ein Fahrzeugsitz mit einem Insassen gezeigt ist, der seitlich auf dem Sitz sitzt. Eine Seitenansicht, die der 24 entspricht, ist gleichartig wie die in 22(b)' dargestellte Seitenansicht, die den Insassen mit der normalen Haltung zeigt, und ist daher nicht nochmals dargestellt.
  • In den 25(a), 25(b) und 25(c) sind Beispiele für die Abstandsverteilungsmuster dargestellt, die jeweils in den Fällen gemäß den 22(a), 22(b) bzw. 22(c) erhalten werden. Die 26(a), 26(b) und 26(c) zeigen Beispiele für die Abstandsverteilungsmuster, die jeweils in den Fällen gemäß den 23(a), 23(b) bzw. 23(c) erhalten werden. In 27(a) sind Beispiele für die Muster der Abstandsverteilungen bzw. Abstandsmessungen dargestellt, die bei dem in 24 gezeigten Fall erhalten werden. 27(b) zeigt Beispiele für die Abstandsverteilungsmuster bzw. Abstandserfassungsmuster, die in einem Fall erhalten werden, wenn auf einem Fahrzeugsitz ein nach vorne gewandter Kindersitz montiert ist, in dem kein Kind sitzt. Bei den Abstandsverteilungs- bzw. Abstandserfassungsdiagrammen, die in den 25(a) bis 27(b) gezeigt sind, ist auf der vertikalen Achse der Abstand zu dem Sensor aufgetragen, während die horizontale Achse die Position innerhalb des Gesichtsfelds repräsentiert. Dies trifft auch für die weiteren, in den vorliegenden Unterlagen enthaltenen Abstandsverteilungsdiagramme zu, sofern dies nicht anders dargestellt ist.
  • Aus den vorstehend erläuterten Diagrammen ist ersichtlich, daß die Abstände, die in jedem Gesichtsfeld R1, R2, R3 und R4 gemessen werden, als diskrete Werte erhalten werden. Die Methode zur Erzielung solcher diskreter Abstandswerte, die zur Bildung eines Abstandsverteilungsmusters bzw. Abstandserfassungsmusters herangezogen werden, wird im weiteren Text erläutert.
  • Das Vorhandensein und die Haltung eines Insassen eines Fahrzeugs werden normalerweise mit Hilfe einer sogenannten Musterübereinstimmungsüberprüfung ermittelt, nämlich durch Vergleichen des Abstandsverteilungsmusters, das für jedes Gesichtsfeld in der vorstehend beschriebenen Weise erhalten worden ist, mit Modellmustern. Es gibt jedoch eine beträchtlich große Anzahl von Modellmustern, die sich abhängig von dem Vorhandensein und der Haltung eines Fahrzeuginsassen ändern und ferner z. B. auch von dem Abstand oder der Neigung gegenüber einer Referenzposition des Fahrzeugsitzes abhängen. Dies führt nachteiligerweise dazu, daß eine sehr hohe Verarbeitungszeitdauer benötigt wird, um das in einem gewissen Gesichtsfeld vorhandene Muster der Abstandsverteilung bzw. Abstandserfassung mit allen diesen Modellmustern zu vergleichen.
  • Aus der EP 0 738 633 A1 ist ein Insassendetektor bekannt, der mehrere Entfernungsmesseinrichtungen aufweist, um Abstandmessungen zu mehreren Punkten bzw. in mehreren Bereichen zur Erfassung der Position eines Fahrzeuginsassen durchzuführen. Gemessene Abstandswerte werden nach Bereichen klassifiziert und das Ergebnis mit Musterwerten verglichen.
  • Aus der DE 196 17 405 A1 ist ein Insassendetektor bekannt, der Bilddaten, die in einem Fahrzeug den Blick auf einen Sitz darstellen, mit zuvor erstellten und gespeicherten Bilddaten vergleicht, welche derselben Darstellung, ohne einen Insassen entsprechen. Stimmen die Bilddaten im wesentlichen überein, ist der Sitz unbesetzt, andernfalls ist er besetzt. Im letzteren Fall lassen sich auch Aussagen über die Größe und Position des Insassen machen. Ein ähnlicher Stand der Technik ist in der US 4,625,329 A beschrieben. Bei ihm werden zugleich durch Verwendung von zwei symmetrisch angeordneten Bildsensoren mittels der Triangulation Entfernungsmessungen ausgeführt, um die Lage des Insassen zu bestimmen.
  • Die JP 60-061611 A beschreibt einen Abstandsmesser zur Ermittlung des Abstands zwischen zwei Fahrzeugen. Der Abstandsmesser verwendet zwei symmetrisch angeordneten Zeilensensoren enthaltende Bildsensoren und nutzt das Prinzip der Triangulation.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, bei der die Verarbeitungszeitdauer, die zur Ermittlung des Vorhandenseins und der Haltung eines Insassen erforderlich ist, verringert ist und insbesondere die Verarbeitungszeit, die für die Musterübereinstimmungsprüfung benötigt wird, reduziert ist.
  • Diese Aufgabe wird mit den in den unabhängigen Ansprüchen jeweils genannten Merkmalen gelöst.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Die bereits genannte DE 197 41 393 A1 offenbart zwar den Vergleich mit Modellmustern, unter den gespeicherten Modellmustern wird jedoch keine Vorauswahl getroffen. Demgegenüber extrahiert die vorliegende Erfindung aus der ermittelten Abstandsverteilung ein Kriterium für eine Vorauswahl unter den Modellmustern, so daß der Vergleich nur mit einer Teilmenge der insgesamt gespeicherten Modellmuster durchgeführt zu werden braucht.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung des gesamten Aufbaus einer Vorrichtung, bei der die vorliegende Erfindung zum Einsatz kommt,
  • 2 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung der Beziehung zwischen Fotosensoranordnungen, die bei der in 1 dargestellten Vorrichtung zum Einsatz kommen, und Gesichtsfeldern bzw. Meßbereichen,
  • 3 zeigt ein Blockschaltbild, in dem eine Ausführungsform eines Abstandsmeßprozessors dargestellt ist, der bei der in 1 gezeigten Vorrichtung vorgesehen ist,
  • 4 zeigt eine Ansicht zur Erläuterung eines Verfahrens zum Messen von Abständen,
  • 5 zeigt eine Ansicht zur Erläuterung einer Korrelationsberechnung bei einem Verfahren zum Messen von Abständen,
  • 6 zeigt eine Ansicht zur Erläuterung eines Verfahrens zur Messung von Abständen an einer Vielzahl von Punkten,
  • 7 zeigt ein Blockschaltbild, das einen Insassenunterscheidungsprozessor bei der in 1 gezeigten Vorrichtung veranschaulicht,
  • 8 zeigt eine erste erläuternde Ansicht zur Erläuterung des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung,
  • 9 zeigt eine zweite erläuternde Ansicht zur Erläuterung des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung,
  • 10 zeigt eine erste erläuternde Ansicht zur Veranschaulichung eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung,
  • 11 zeigt eine zweite erläuternde Ansicht zur Veranschaulichung des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung,
  • 12 zeigt eine dritte erläuternde Ansicht zur Veranschaulichung des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung,
  • 13 zeigt eine vierte erläuternde Ansicht zur Veranschaulichung des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung,
  • 14 zeigt eine erste erläuternde Ansicht zur Veranschaulichung eines dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung,
  • 15 zeigt eine zweite erläuternde Ansicht zur Veranschaulichung des dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung,
  • 16 zeigt eine erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung eines vierten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung,
  • 17 zeigt eine erläuternde Ansicht zur Veranschaulichung eines fünften Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung,
  • 18 zeigt eine erste erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen einem Fahrzeugsitz, der Haltung eines Insassen und vertikalen Gesichtsfeldern bzw. Meßbereichen,
  • 19 zeigt eine zweite erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen einem Fahrzeugsitz, der Haltung eines Insassen und vertikalen Gesichtsfeldern bzw. Meßbereichen,
  • 20 zeigt eine erläuternde Darstellung, in der Beispiele für die Abstandsmessungen bei den in den 18 und 19 jeweils gezeigten Fällen dargestellt sind,
  • 21 zeigt eine schematische Darstellung, in der ein bekanntes Beispiel gezeigt ist,
  • 22 zeigt eine erste erläuternde Darstellung, in der die Beziehung zwischen einem Fahrzeugsitz, der Haltung eines Insassen und horizontalen Gesichtsfeldern bzw. Meßbereichen veranschaulicht ist,
  • 23 zeigt eine zweite erläuternde Darstellung, die die Beziehung zwischen einem Fahrzeugsitz, der Haltung eines Insassen und horizontalen Gesichtsfeldern bzw. Meßbereichen veranschaulicht,
  • 24 zeigt eine dritte erläuternde Ansicht, in der die Beziehung zwischen einem Fahrzeugsitz, der Haltung eines Insassen und horizontalen Gesichtsfeldern bzw. Meßbereichen veranschaulicht ist,
  • 25 zeigt eine erläuternde Ansicht, in der Beispiele für die Abstandsmessungen in jedem der in 22 gezeigten Fälle dargestellt sind,
  • 26 zeigt eine erläuternde Ansicht, in der Beispiele für die Abstandsmessungen in jedem der in 23 gezeigten Fälle veranschaulicht sind, und
  • 27 zeigt eine erläuternde Darstellung, die Beispiele für die Abstandsmessungen in dem in
  • 24 dargestellten Fall sowie für einen Fall veranschaulicht, bei dem auf einem Fahrzeugsitz ein Kindersitz angebracht ist, in dem sich kein Insasse befindet.
  • 28–38 zeigen Beurteilungsalgorithmen und Abstandsverteilungen.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung des gesamten Aufbaus einer Vorrichtung, bei der die vorliegende Erfindung zum Einsatz kommt.
  • Hierbei ist im einzelnen ein Insassensensor 1 an einer zentralen Stelle an dem Dach bzw. im Himmel des Kraftfahrzeugs 3 angeordnet. Die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung stehende Vorrichtung zum Ermitteln der Haltung eines Insassen ist hierbei durch den Insassensensor 1, einen Abstandsmeßprozessor 101 und einen Insassenerkennungsprozessor bzw. Insassenunterscheidungsprozessor 102 gebildet, die mit einem Ausgangsanschluß des Insassensensors 1 verbunden sind. Mit dem Bezugszeichen 2 ist ein Insasse bezeichnet.
  • Im Betrieb wird ein Bild des Insassen 2 durch den Insassensensor 1 erzeugt, der z. B. vier lineare (linienförmige) Gesichtsfelder bzw. Meßbereiche R1, R2, R3 und R4 erzeugt, die auf den Insassen 2 bezogen bzw. auf dessen Position gerichtet sind, und erzeugt Ausgangssignale, die eine Mehrzahl von Abschnitten des Insassen 2 repräsentieren, die in den jeweiligen Gesichtsfeldern angeordnet sind. Der Abstandsmeßprozessor 101 verarbeitet die von dem Insassensensor 1 erzeugten Ausgangssignale unter Bereitstellung von die Abstandsverteilungen darstellenden Mustern, die dann mit Modellmustern verglichen werden, die bereits vorab in dem Insassenerkennungsprozessor bzw. Insassenunterscheidungsprozessor 102 gespeichert sind. Durch den Insassenunterscheidungsprozessor 102 läßt sich somit nicht nur das Vorhandensein eines Insassen, sondern auch dessen Position bzw. Haltung erfassen.
  • Eine zentrale Verarbeitungseinheit (Zentraleinheit) 201 empfängt ein Signal, das die Haltung des Insassen angibt, die durch den Insassenunterscheidungsprozessor 102 ermittelt wurde. Ferner erhält die zentrale Verarbeitungseinheit 201 auch ein Ausgangssignal, das von einem Sitzsensor 204 erzeugt wird, der z. B. ermittelt, ob ein Insasse sitzt bzw. ein Sitz belegt ist oder nicht. Wenn ein Schockerfassungssensor bzw. Unfallsensor 202 einen Schock bzw. Crash erfaßt, entscheidet die zentrale Verarbeitungseinheit 201 auf der Grundlage der Informationen bezüglich der unmittelbar vor der Erfassung des Crashs eingenommenen Haltung des Insassen sowie auf der Basis einer von dem Sitzsensor 204 stammenden Information, die den Belegungszustand des Sitzes angibt, ob sie einen Befehl zum Aufblasen bzw. Zünden eines Airbags erzeugen soll. Die zentrale Verarbeitungseinheit 201 gibt dann, wenn der Airbag aufgeblasen werden soll, einen Befehl an eine Aufblaseinrichtung bzw. Zündeinrichtung 203 ab, woraufhin die Aufblaseinrichtung 203 beginnt, einen Airbag aufzublasen, der in einem Speicherabschnitt untergebracht ist, der in der Nähe des Fahrzeugsitzes vorgesehen ist.
  • In 2 ist ein Beispiel für eine Ausführungsform des Insassensensors 1 dargestellt, der bei der in 1 gezeigten Vorrichtung zum Einsatz kommt.
  • Bei dieser Ausführungsform ist der Insassensensor 1 dadurch gebildet, daß ein mehrere Stufen aufweisender, fotoempfindlicher IC (Chip) 10, der aus vier Paaren von Fotosensoranordnungen besteht, mit Abbildungslinsen 21 und 22 zusammengefaßt ist. Auch wenn ein Paar oder mindestens ein Paar von Fotosensoranordnungen ausreichend sein kann, wird bei der vorliegenden Ausführungsform eine vier Stufen enthaltende Ausgestaltung eingesetzt, die aus vier Paaren Fotosensoranordnungen bzw. Fotosensorarrays besteht, so daß eine Mehrzahl von linearen Gesichtsfeldern bzw. Meßbereichen (beim vorliegenden Beispiel vier Gesichtsfelder) R1, R2, R3 und R4 gebildet sind. In 2 bezeichnet das Bezugszeichen 4 eine Hilfslichtquelle, während das Bezugszeichen V die Richtung bezeichnet, mit der der Sensor in Richtung zur Mitte der Gesichtsfelder, bzw. bezüglich des Zentrums dieser Gesichtsfelder, orientiert ist.
  • In 3 ist eine spezielle Ausführungsform des Abstandsmeßprozessors 101 dargestellt.
  • Der Abstandsmeßprozessor 101 enthält Register 1011 und 1012, die als Speicher dienen, einen Abschnitt 1013 zum Herausgreifen von Teildaten bzw. Datenabschnitten, einen Abschnitt 1014 zum Erfassen einer Korrelation und Berechnen des Abstands, eine Steuereinrichtung 1015 zum Steuern der Elemente 1011 bis 1014, und weitere Komponenten. Im folgenden wird ein Verfahren zum Messen von Abständen mit Hilfe des Abstandsmeßprozessors 101 näher erläutert. Hierbei wird zunächst das Prinzip der Messung der Abstände unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
  • In 4 sind die horizontale Achse X und die vertikale Achse Y in Verbindung mit ihrem Ursprung O aufgetragen, der in der Mitte zwischen den Abbildungslinsen 21 und 22 positioniert ist. Die Brennpunkte dieser Abbildungslinsen 21 und 22 sind als R1 bzw. L1 definiert. Die Koordinaten des Zentrumspunkts bzw. Mittelpunkts OR der Abbildungslinse 21 sind (B/2,0), wobei B den Abstand zwischen den Mittelpunkten der Abbildungslinsen 21 und 22 bezeichnet. In 4 sind mit (–x, y) die Koordinaten eines Punkts M bezeichnet, der sich auf einem Objekt (Subjekt oder Person) befindet. Mit "L0" ist diejenige Position bezeichnet, bei der sich eine gerade Linie, die durch den Punkt OL verläuft und sich parallel zu der geraden Linie MO erstreckt, mit der Fotosensoranordnung 12 schneidet. Mit "R0" ist diejenige Position bezeichnet, bei der sich eine gerade Linie, die durch den Punkt OR hindurch geht und parallel zu der Linie MO verläuft, mit der Fotosensoranordnung 11 schneidet.
  • In 4 ist mit "aL" der Abstand zwischen dem Punkt "L0" und dem Punkt "L1" bezeichnet, wohingegen mit "aR" der Abstand zwischen dem Punkt "R0" und dem Punkt "R1" bezeichnet ist. Die Punkte "L0", "R0" bilden Referenzpositionen, auf deren Grundlage die Abstände "aL" und "aR" ermittelt werden. Da die Dreiecke ΔMOLO und ΔOLL1L0 einander ähnlich sind und auch die Dreiecke ΔMORO und ΔORR1R0 einander ähnlich sind, ergeben sich die folgenden Gleichungen (1) und (2): (–x + B/2)f = aL·y (1) (x + B/2)f = aR·y (2)
  • Wenn aus den vorstehend angegebenen Gleichungen (1) und (2) die Größe x entfernt wird, ergibt sich die folgende Gleichung: y = B·f/(aL + aR) (3)
  • Da gilt: aL + aR = p·x, wobei mit "p" der Teilungsabstand der Sensoren bezeichnet ist und "x" die Anzahl von Sensoren repräsentiert, läßt sich "y" auch durch die folgende Gleichung ausdrücken: y = B·f/(p·x) (4)
  • Falls der Abstand "aL" zwischen der Brennposition bzw. dem Brennpunkt L1 der linken Fotosensoranordnung 12 und dem Punkt L0 sowie der Abstand "aR" zwischen der Brennpunktposition R1 der rechten Fotosensoranordnung 11 und dem Punkt R0 jeweils bekannt sind, läßt sich der Abstand "y" zwischen dem Ursprung und dem Objekt auf der Grundlage der Gleichung (3) berechnen. Das Prinzip der Messung von Abständen ist als solches im Stand der Technik bekannt.
  • Der Abstandsmeßprozessor 101 führt eine Korrelationsberechnung gemäß der nachstehenden Erläuterung durch, um hierdurch die relativen Positionen der beiden Bilder oder die Verschiebung zwischen den beiden Bildern zu ermitteln, die gemäß der vorstehenden Beschreibung erhalten worden sind.
  • Die Ausgangssignale, die von den jeweiligen Elementen der beiden Fotosensoranordnungen 11 und 12 erzeugt werden, werden in digitale Signale beispielsweise mit jeweils 8 Bit umgewandelt, die dann in den in 3 gezeigten, als Speicher dienenden Registern 1011 und 1012 gespeichert werden. Der zum Herausgreifen von partiellen Daten bzw. Datenteilen dienende Abschnitt 1013 wählt aus den in den Registern 1011 und 1012 gespeicherten Daten ein Paar Berechnungsflächen bzw. Berechnungsabschnitte 111 und 112 aus. Jeder der Berechnungsabschnitte 111 und 112 besteht aus quantisierten Daten A1–An, B1–Bn, die durch n Elementstücke bzw. n Elemente jeder Fotosensoranordnung erzeugt werden und in 5 näher dargestellt sind.
  • Damit der Ausdruck (aL + aR) des Abstands zwischen der Vorderfläche des Sensors und dem Objekt, das mit der Vorderfläche einen gewissen Winkel einschließt (dieser Winkel ist in 4 dargestellt und wird durch die Achse Y und die Linie MO eingeschlossen, die einen auf dem Objekt befindlichen Punkt M mit dem Ursprung O verbindet), ermittelt wird, legt der in 3 gezeigte, zur Erfassung der Korrelation und Berechnung des Abstands dienende Abschnitt 1014 Fenster W1–Wm+1, die eine gewisse Größe aufweisen, im Hinblick auf jeden Satz der vorstehend beschriebenen, quantisierten Daten fest, wie dies aus 5 ersichtlich ist. Hierdurch werden Untersätze bzw. Untergruppen C0-Cm+1 gebildet, die (m + 1) Fensterpaare enthalten, die abwechselnd um eine Sensoreinheit (1 Bit) verschoben werden. Es wird dann eine Korrelationsfunktion f(C0)–f(Cm) für jede der Untergruppen C0–Cm+1 (oder für jedes Fensterpaar) derart gebildet, daß die Funktion aus der Summe der absoluten Werte der Differenzen zwischen den entsprechenden quantisierten Daten besteht, und es wird diejenige Untergruppe oder Kombination Ck erhalten, bei der die Korrelationsfunktion zu dem minimalen Wert führt. Das Ausmaß der Verschiebung des linken und des rechten Bilds (oder die Korrelation zwischen den beiden Bildern) kann somit anhand des Werts des Index "k" berechnet werden. Auf diese Weise wird ein Abstandsindex erhalten, der proportional ist zu (aL + aR), wie dies in der vorstehend angegebenen Gleichung (3) angegeben ist (siehe auch DE 41 21 145 A1 und die korrespondierende US-PS 5 602 944 sowie die JP-PS 2 676 985 ).
  • Falls der vorstehend erläuterte Prozeß zur Ermittlung des Abstandsindex für jedes Paar von Berechnungsabschnitten 111 und 112 durchgeführt wird, wobei die Berechnungsabschnitte 111 und 112 jeweils aufeinanderfolgend um 1 Bit (einen Teilungsabstand p) zu einem jeweiligen Zeitpunkt verschoben werden, wie dies in 6 gezeigt ist, lassen sich s Stücke von diskreten Abstandsdaten anhand des ersten bis s-ten Paars von Berechnungsabschnitten ermitteln.
  • 7 zeigt in Form eines Blockschaltbilds ein spezielles Ausführungsbeispiel des Insassenunterscheidungsprozessors bzw. Insassenbeurteilungsprozessors 102. Der Insassenbeurteilungsprozessor 102 besteht bei diesem Ausführungsbeispiel aus vier Unterscheidungsabschnitten bzw. Beurteilungsabschnitten 103 bis 106, die zum Auswählen eines engeren Bereichs bzw. einer kleineren Anzahl an Modellmustern, die mit einem vorliegenden Abstandsverteilungsmuster zu vergleichen sind, in Abhängigkeit von unterschiedlichen Beurteilungsalgorithmen ausgelegt sind, einem Referenzwertspeicher 107, der eine Vielzahl von Modellmustern speichert, die jeweils eine bestimmte Haltung eines Insassen oder eine Form eines Objekts definieren und für den Vergleich mit einer beliebigen Kombination der Ausgangswerte A bis D der Beurteilungsabschnitte 103 bis 106 vorgesehen sind, und einem Vergleicher 108, der die durch die Ausgangssignale bzw. Ausgangswerte A bis D der Unterscheidungsabschnitte 103 bis 106 gebildete Kombination mit in dem Referenzwertspeicher 106 gespeicherten Daten hinsichtlich einer Musterübereinstimmungsüberprüfung vergleicht und das bei der Musterübereinstimmungsüberprüfung erzielte Resultat generiert. Wenn der Insassenbeurteilungsprozessor 102, der diese Beurteilungsabschnitte 103 bis 106 enthält, eingesetzt wird, ist eine Vielzahl von linearen Gesichtsfeldern, die durch die Fotosensoranordnungen 12 des Insassensenors 1 überwacht werden, so festgelegt oder definiert, daß sie mit Bezug zu dem Insassen 2 in einer jeweils im wesentlichen horizontalen Richtung verlaufen.
  • Der Beurteilungsabschnitt 103 enthält eine Ermittlungseinrichtung 1031 zur Ermittlung einer Symmetrie der Abstandsverteilung, einen Referenzwertspeicher 1033 und einen Symmetrie/Referenzwertvergleicher 1032. Die zur Ermittlung der Abstandsverteilungssymmetrie vorgesehene Ermittlungseinrichtung 1031 empfängt die Informationen hinsichtlich der Abstände in jedem der linearen Gesichtsfelder R1, R2, R3 und R4, erfaßt das Vorhandensein einer lateralen Symmetrie bzw. in seitlicher Richtung vorhandenen Symmetrie der Abstandsverteilung mit Bezug zu jedem der linearen Gesichtsfelder, und gibt schließlich die hinsichtlich der in seitlicher Richtung vorhandenen Symmetrie in der Mehrzahl von Gesichtsfeldern R1, R2, R3 und R4 erzielten Ergebnisse in der Reihenfolge R1, R2, R3, R4 aus. Die durch die Ermittlungseinrichtung 1031 erzielten Ergebnisse können als Beispiel in der Form eines Musters oder einer codierten Form "0110" erzeugt werden (hierbei bezeichnet "0" das Vorliegen einer Symmetrie, während "1" das Fehlen einer Symmetrie bezeichnet), und können in dieser Form generiert werden. Auf der anderen Seite speichert aber der Referenzwertspeicher 1033 bereits vorab eine Mehrzahl von Modell-Symmetriemustern, die mit unterschiedlichen Haltungen oder Formen von Insassen oder Objekten verknüpft sind. Der Symmetrie/Referenzwertvergleicher 1032 vergleicht das Ausgangssignal, das von der zur Ermittlung der Abstandsverteilungssymmetrie vorgesehenen Ermitt lungseinrichtung 1031 abgegeben wird, mit der Mehrzahl von Modell-Symmetriemustern, die in dem Referenzwertspeicher 1033 gespeichert sind, und gibt an den Vergleicher 108 ein Ausgangssignal A ab, das das Ergebnis der Auswahl eines engen bzw. eingeschränkten Bereichs an Modellmustern für die Haltungen oder Formen von Insassen oder Objekten repräsentiert. Der von dem Unterscheidungsabschnitt bzw. Beurteilungsabschnitt 103 benutzte Algorithmus entspricht der vorstehend bereits erwähnten "Beurteilung hinsichtlich der in seitlicher Richtung vorhandenen Symmetrie der Abstandsverteilung" (erstes Ausführungsbeispiel).
  • Der Unterscheidungs- bzw. Beurteilungsabschnitt 104 enthält eine Zeilen- bzw. Linienähnlichkeitsberechnungseinrichtung 1041, einen Referenzwertspeicher 1043 und einen Ähnlichkeits/Referenzwertvergleicher 1042. Die Linienähnlichkeitsberechnungseinrichtung 1041 empfängt Informationen hinsichtlich der Abstände in jedem der linearen Gesichtsfelder R1, R2, R3 und R4, erfaßt das Ausmaß der Ähnlichkeit zwischen benachbarten linearen Gesichtsfeldern, d. h. zwischen (1) R1 und R2, (2) zwischen R2 und R3, und (3) zwischen R3 und R4, im Hinblick auf die Änderungen der Abstandsverteilung in jedem Gesichtsfeld, und gibt die Ergebnisse in der Reihenfolge (1), (2) und (3) aus. Die durch die Ermittlungseinrichtung 1041 erzielten Ergebnisse können zum Beispiel in Form eines Musters oder eines Codes "100" vorliegen (hierbei bezeichnet "0" das Vorhandensein einer Symmetrie bzw. Ähnlichkeit, während "1" das Fehlen einer Symmetrie bzw. Ähnlichkeit repräsentiert), und können in dieser Form erzeugt werden. Auf der anderen Seite ist in dem Referenzwertspeicher 1043 bereits vorab eine Vielzahl von Modell-Ähnlichkeitsmustern gespeichert, die mit unterschiedlichen Haltungen der Insassen oder unterschiedlichen Formen der Objekte verknüpft sind. Der Ähnlichkeits/Referenzwertvergleicher 1042 vergleicht die Ausgangssignale, die von der die Linienähnlichkeit ermittelnden Ermittlungseinrichtung bzw. Berechnungseinrichtung 1041 erzeugt werden, mit der Vielzahl von in dem Referenzwertspeicher 1043 gespeicherten Modell-Ähnlichkeitsmustern, und gibt an den Vergleicher 108 ein Ausgangssignal B ab, das das Ergebnis der Auswahl eines engen bzw. eingeschränkten Bereichs an Modellmustern für die Haltungen oder Formen von Insassen oder Objekten repräsentiert. Der von dem Beurteilungsabschnitt 104 benutzte Algorithmus entspricht der vorstehend bereits erwähnten "Ermittlung der Ähnlichkeit zwischen benachbarten Linien bzw. Zeilen" (zweites Ausführungsbeispiel).
  • Der Unterscheidungs- bzw. Beurteilungsabschnitt 105 enthält eine Ermittlungseinrichtung 1051 zur Ermittlung eines konkaven oder konvexen Verlaufs der Abstandsverteilung, einen Referenzwertspeicher 1053, und einen Vergleicher 1052 für den Vergleich zwischen der konkaven/konvexen Form und einem Referenzwert. Die zur Ermittlung eines konkaven oder konvexen Verlaufs der Abstandsverteilung vorgesehene Ermittlungseinrichtung 1051 empfängt Informationen bezüglich der Abstände innerhalb jedes linearen Gesichtsfelds R1, R2, R3 und R4, erfaßt jeglichen konkaven Verlauf oder konvexen Verlauf der Abstandsverteilung mit Bezug zu jedem linearen Gesichtsfeld auf der Grundlage der Abstandsverteilung, die zwischen oder bei einer ersten Position und einer zweiten Position in dem Gesichtsfeld, die auf bezüglich der zentralen Position des Gesichtsfelds entgegengesetzten Seiten liegen, vorhanden ist, und gibt die Ergebnisse hinsichtlich eines konkaven oder konvexen Verlaufs, der in den Gesichtsfeldern R1, R2, R3 und R4 gegebenenfalls vorhanden ist, in der Reihenfolge R1, R2, R3 und R4 aus. Die durch die Beurteilungseinrichtung 1051 erzielten Ergebnisse können zum Beispiel in Form eines Musters oder in codierter Form "0120" vorliegen (hierbei repräsentiert eine "0" einen flachen Verlauf, während "1" einen konvexen Verlauf bezeichnet und "2" einen konkaven Verlauf repräsentiert). In dem Referenzwertspeicher 1053 ist bereits vorab eine Anzahl von konkaven/konvexen Modellmustern gespeichert, die mit jeweiligen Haltungen von Insassen und jeweiligen Formen von Objekten verknüpft sind. Der Vergleicher 1052 vergleicht das von der zur Ermittlung eines konkaven oder konvexen Verlaufs der Abstandsverteilung vorgesehenen Ermittlungseinrichtung 1052 erzeugte Ausgangssignal mit der Vielzahl von konkaven/konvexen Standardmustern, die in dem Referenzwertspeicher 1053 gespeichert sind, und gibt an den Vergleicher 108 ein Ausgangssignal C ab, das das Ergebnis der Auswahl eines engen Bereichs an Modellmustern, die für die Haltungen oder Formen von Insassen oder Objekten vorgesehen sind, repräsentiert. Der von dem Beurteilungsabschnitt 105 benutzte Algorithmus entspricht der vorstehend bereits angesprochenen "Ermittlung des konkaven/konvexen Verlaufs" (drittes Ausführungsbeispiel).
  • Der Unterscheidungs- bzw. Beurteilungsabschnitt 106 enthält eine Auswähleinrichtung 1061 zum Herausgreifen von Abständen, die an den mittleren Positionen der Gesichtsfelder vorhanden sind, einen Referenzwertspeicher 1063, und einen Vergleicher 1062 für den Vergleich zwischen einem Abstandsmittelwert und einem Referenzwert. Die Einrichtung 1061 empfängt die Informationen hinsichtlich der Abstände innerhalb jedes linearen Gesichtsfelds R1, R2, R3 und R4, erfaßt eine Zunahme oder eine Abnahme des an der mittleren Position jedes Gesichtsfelds jeweils vorhandenen Abstandswerts im Vergleich mit demjenigen eines benachbarten Gesichtsfeld, und gibt die eine Zunahme oder Abnahme des Abstands in jedem Gesichtsfeld R1, R2, R3 und R4 darstellenden Ergebnisse in der Reihenfolge R1, R2, R3, R4 ab. Die von der Einrichtung 1061 erzielten Ergebnisse können beispielsweise in Form eines Musters oder Codes "+, –, –, –" vorliegen (hierbei bezeichnet "+" eine Zunahme, während mit "–" eine Abnahme dargestellt ist). Der Referenzwertspeicher 1063 speichert hierbei bereits vorab eine Mehrzahl von Modellmustern für die Zunahme/Abnahme, die mit verschiedenen Haltungen von Insassen oder Formen von Objekten verknüpft sind. Der Vergleicher 1062 vergleicht das von der Einrichtung 1062 erzeugte Ausgangssignal mit der Mehrzahl von in dem Referenzwertspeicher 1063 gespeicherten Modellmustern für die Zunahme/Abnahme, und gibt an den Vergleicher 108 ein Ausgangssignal D ab, das das Ergebnis der Auswahl eines engen, d. h. eingeschränkten Bereichs an Modellmustern für die Haltungen oder Formen von Insassen oder Objekten repräsentiert. Der von dem Beurteilungsabschnitt 106 benutzte Algorithmus entspricht der vorstehend bereits erläuterten "Ermittlung der Zunahme/Abnahme der zwischen Linien (bzw. von Linie zu Linie) vorhandenen Abstände" (viertes Ausführungsbeispiel.
  • Der Vergleicher 108, der die verschiedenen, von den Beurteilungsabschnitten 103 bis 106 gemäß den vorstehenden Erläuterungen erzeugten Ausgangssignale A bis D empfängt, nimmt anfänglich das von dem Beurteilungsabschnitt 106 erzeugte Ausgangssignal D auf, das das Ergebnis der "Beurteilung der Zunahme/Abnahme der Abstände zwischen den Zeilen bzw. von Zeile zu Zeile" repräsentiert, und vergleicht ein charakteristisches Muster bzw. das Muster des Ausgangssignals D mit Modellmustern, die in dem Referenzwertspeicher 107 gespeichert sind, um hierdurch eine Gruppe von Modellmustern zu erzeugen, die mit dem charakteristischen Muster übereinstimmen. Falls eine bestimmte Haltung eines Insassen oder eine bestimmte Form eines Objekts anhand dieser Gruppe von Modellmustern festgelegt, d. h. ermittelt werden kann, werden diese Daten als Haltungsinformation generiert. Falls auf der Grundlage allein dieses Ausgangssignals D noch kein bestimmtes Ergebnis erzielt werden kann und eine Mehrzahl von Modellmustern dem charakteristischen Muster entspricht, werden die entsprechenden Modellmuster für die Zunahme/Abnahme in eine Gruppe eingeordnet, und es wird die "Ermittlung hinsichtlich des konkaven oder konvexen Verlaufs" mit Bezug zur dieser Modellmustergruppe durchgeführt. Dies bedeutet, daß auf der Grundlage des von dem Beurteilungsabschnitt 105 erzeugten Ausgangssignals C, das das Ergebnis der "Ermittlung hinsichtlich des konkaven oder konvexen Verlaufs" darstellt, ein beliebiges Modellmuster für den konkaven/konvexen Verlauf, das mit dem konkaven/konvexen Muster, das durch das Ausgangssignal C repräsentiert wird, übereinstimmt, aus der gemäß der vorstehenden Beschreibung ausgewählten Gruppe von Modellmustern für die Zunahme/Abnahme herausgegriffen wird. Falls ein spezielles Modellmuster für den konkaven/konvexen Verlauf erzielt wird, wird die mit diesem Muster verknüpfte Haltung des Insassen oder Form des Objekts als eine Haltungsinformation generiert. Falls jedoch immer noch kein definitives Ergebnis aufgrund dieser "Ermittlung (Beurteilung) hinsichtlich des konkaven/konvexen Verlaufs" erzielt werden kann, werden die Modellmuster für den konkaven/konvexen Verlauf, die dem durch das Ausgangssignal C repräsentierten Muster entsprechen, in eine Gruppe eingeordnet, und es wird ein bestimmtes Muster aus dieser Gruppe auf der Grundlage des von dem Beurteilungsabschnitt 104 erzeugten Ausgangssignals B, das als Ergebnis der "Beurteilung hinsichtlich der zwischen den Zeilen vorhandenen Ähnlichkeit" erzielt wird, herausgegriffen. Falls notwendig, kann auch das von dem Beurteilungsabschnitt 103 erzeugte Ausgangssignal A, das das Ergebnis der "Beurteilung hinsichtlich der in seitlicher Richtung vorhandenen Symmetrie der Abstandsverteilung" erhalten wird, zur Ermittlung der Haltung eines Insassen herangezogen werden.
  • In 28 sind die Beurteilungsergebnisse, die gemäß den vier vorstehend beschriebenen Beurteilungsalgorithmen erhalten werden, in Relation zu den jeweiligen Haltungen des Insassen oder den Formen eines Objekts dargestellt. Die 29 bis 34 zeigen die sich in den Beurteilungsergebnissen einstellenden Unterschiede, die auf Änderungen der Position des Sitzes zurückzuführen sind, in größeren Einzelheiten. Als Beispiel lautet das bei der Eingrenzung aufgrund der Zunahme/Abnahme-Muster erzielte Ergebnis "9" (die Bedeutung dieser Zahl wird im weiteren Text erläutert) im Fall "Erwachsener (mit nach vorne gelehnter Haltung)/Sitzposition: 0", wobei das Zunahme/Abnahme-Muster aber auch in dem in 33 gezeigten Fall "Kindersitz (rückwärts gewandte Position)/Sitzposition: 0", und in dem in 34 gezeigten Fall "stehendes Kind/Sitzposition: 0" den Wert "9" angibt. Es ist somit ersichtlich, daß diese drei Fälle nicht allein durch den Beurteilungsabschnitt 106, der eine "Beurteilung hinsichtlich der Zunahme/Abnahme der zwischen den Linien vorhandenen Abstände durchführt", unterschieden werden können. Wenn nun aber auch noch die Ergebnisse in Betracht gezogen werden, die von dem Beurteilungsabschnitt 105 bei der "Beurteilung des konkaven/konvexen Verlaufs" im Hinblick auf diese Fälle erzielt werden; ergibt sich bei den in 31 gezeigten Fall "Erwachsener (nach vorne gelehnte Haltung)/Sitzposition: 0" bei der "Beurteilung des konkaven/konvexen Verlaufs" das Ergebnis "0100", wohingegen bei dem in 33 gezeigten Fall "Kindersitz (nach hinten gewandte Position)/Sitzposition: 0" das Ergebnis "0120" erhalten wird, wohingegen bei dem in 34 gezeigten Fall "stehendes Kind/Sitzposition: 0" das Ergebnis "0102" erzielt wird. Hieraus ist ersichtlich, daß diese drei Fälle somit klar voneinander unterscheidbar sind. Allerdings ergeben sich bei dem in 29 gezeigten Fall "kein Insasse/Sitzposition: + 75 mm" und bei dem in 32 gezeigten Fall "Kindersitz (nach vorne gerichtete Position)/Sitzposition: + 75 mm" jeweils die gleichen Ergebnisse bei der "Beurteilung der Zunahme/Abnahme der Abstände von Linie zu Linie", durch die das Ausgangssignal D erzeugt wird, bei der "Beurteilung des konkaven/konvexen Verlaufs", die zur Erzeugung des Ausgangssignals C führt, bei der "Beurteilung der Ähnlichkeit zwischen den Linien", durch die das Ausgangssignal B erzeugt wird, und auch bei der "Beurteilung der in seitlicher Richtung vorhandenen Symmetrie der Abstandsverteilung", die zur Erzeugung des Ausgangssignals A führt. Daher können diese beiden Fälle durch die vier Unterscheidungsalgorithmen nicht voreinander unterschieden werden. Jedoch handelt es sich hierbei um extrem begrenzte, d. h. seltene Fälle. Falls notwendig, können diese Fälle dadurch voneinander unterschieden werden, daß die Abstandswerte in dem linearen Gesichtsfeld R3 verglichen werden.
  • Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel verarbeitet der Vergleicher 108 anfänglich zunächst das Ausgangssignal D, das als Ergebnis der "Beurteilung der Zunahme/Abnahme der Abstände zwischen den Linien bzw. von Linie zu Linie" erzeugt wird, und verarbeitet anschließend das Ausgangssignal C, das als Ergebnis der "Beurteilung des konkaven/konvexen Verlaufs" erzielt wird, das Ausgangssignal B, das als Ergebnis der "Beurteilung der Ähnlichkeit zwischen den Linien" erhalten wird, und das Ausgangssignal A, das als Ergebnis der "Beurteilung der in seitlicher Richtung vorhandenen Symmetrie der Abstandsverteilung" erzielt wird, wobei die Verarbeitung in der angegebenen Reihenfolge stattfindet. Der Vergleicher 108 kann die Ausgangssignale A bis D aber auch in anderer Reihenfolge verarbeiten, und es sind in vielen Fällen zwei Ausgangssignale ausreichend, damit ein bestimmtes Muster aus mehreren Mustern erkannt und festgelegt werden kann. Wichtig ist hierbei, daß die "Beurteilung der Zunahme/Abnahme des Abstands zwischen den Linien bzw. von Linie zu Linie", die zur Erzeugung des Ausgangssignals D ausgeführt wird, an erster Stelle getroffen werden sollte, und daß diese "Beurteilung der Zunahme/Abnahme der Abständen zwischen den Linien" und mindestens einer der drei anderen Unterscheidungs- bzw. Beurteilungsalgorithmen kombiniert werden sollten. Anhand der Ergebnisse der bislang durchgeführten Experimente haben die Erfinder des vorliegenden Gegenstands bestätigen können, daß die "Beurteilung der Zunahme/Abnahme des Abstands zwischen den Linien bzw. von Linie zu Linie", die durch den Beurteilungsabschnitt 106 durchgeführt wird, die einfachste Methode zur Einschränkung des Bereichs bzw. Umfangs von Modellmustern für die Musterübereinstimmungsüberprüfung darstellt, wenn die Haltung eines Insassen oder die Form eines Objekts zu ermitteln oder zu beurteilen ist, und daß diese Beurteilung eine äußerst effektive Verringerung der für die Erkennung erforderlichen Verarbeitungszeitdauer ermöglicht.
  • Auch wenn der Insassensensor 1 an dem Dach des Kraftfahrzeugs angebracht ist und die Gesichtsfelder des Sensors 1 bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in horizontaler Richtung mit Bezug zu dem Fahrzeugsitz festgelegt sind, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausgestaltung beschränkt. Der Insassensensor kann zum Beispiel auch an einem Raumspiegel bzw. in der Fahrgastzelle befindlichen Spiegel, der an einem frontseitigen, oberen Abschnitt, von einem Fahrer aus gesehen, angeordnet ist, angebracht sein oder kann an einem Armaturenbrett angeordnet sein, das vor einem Passagier angeordnet ist.
  • Nachfolgend werden die Einzelheiten der durch die jeweiligen Beurteilungsabschnitte 103 bis 106 durchgeführten Beurteilungsabläufe in größeren Einzelheiten in der folgenden Reihenfolge beschrieben: "Beurteilung der in seitlicher Richtung vorhandenen Symmetrie der Abstandsverteilung" (erstes Ausführungsbeispiel), die durch den Beurteilungsabschnitt 103 getroffen wird, "Beurteilung der Ähnlichkeit zwischen den Linien" (zweites Ausführungsbeispiel), die durch den Beurteilungsabschnitt 104 durchgeführt wird, "Beurteilung des konkaven oder konvexen Verlaufs" (drittes Ausführungsbeispiel), die durch den Beurteilungsabschnitt 105 getroffen wird, und "Beurteilung der Zunahme/Abnahme des Abstands zwischen den Linien bzw. von Linie zu Linie" (viertes Ausführungsbeispiel), die durch den Beurteilungsabschnitt 106 getroffen wird.
  • Die Abstandsverteilungsdaten lassen sich grob in solche Daten, bei denen das Muster der Abstandsverteilung in der seitlichen Richtung unter Bezugnahme auf die Achse der Aufblasung eines Airbags (zentrale Position des Gesichtsfelds bei diesem Ausführungsbeispiel) im wesentlichen symmetrisch ist, und in solche Daten unterteilen, bei denen das Muster der Abstandsverteilung in Bezug zu der gleichen Achse unsymmetrisch ist. Daten, die zu der erstgenannten Kategorie mit einer im wesentlichen symmetrischen Anordnung des Abstandsverteilungsmusters bezüglich der Aufblasachse gehören, sind z. B. diejenigen, die in 25(b), die die normale Haltung darstellt, in 25(c), die eine nach vorne gelehnte Haltung zeigt, in 26(c), die einen nach vorne gewandten Kindersitz zeigt, und in 27(c) dargestellt sind, die einen nach hinten gewandten Kindersitz zeigt. Daten der zweitgenannten Kategorie, bei denen das Muster der Abstandsverteilung asymmetrisch zur Aufblasachse angeordnet ist, sind z. B. die Daten im Fall der 27(a), bei denen ein Insasse seitlich auf dem Sitz sitzt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Haltung des Insassen anfänglich dadurch erkannt, daß die Symmetrie des Musters, das durch die Abstandsverteilungsdaten für jedes Gesichtsfeld repräsentiert ist, beachtet oder ausgewertet wird.
  • Damit die Symmetrie der Abstandsverteilungsdaten erfaßt werden kann, wird das Muster der Abstandsverteilungsdaten für ein gewisses Gesichtsfeld, wie es z. B. in 8(a) gezeigt ist, um die Achse, entlang derer der Airbag aufgeblasen wird, innerhalb des Gesichtsfelds invertiert (um 180° gedreht), damit ein Muster für die Abstandsverteilung erzeugt wird, wie es in 8(b) dargestellt ist. Es werden dann die Differenzen zwischen den Abstandsverteilungsmustern, die in 8(a) und 8(b) gezeigt sind, gebildet, wie es in 8(c) dargestellt ist. In gleichartiger Weise wird das Muster der Abstandsverteilungsdaten für ein gewisses Gesichtsfeld, wie es in 9(a) dargestellt ist, im Hinblick auf die gleiche Achse invertiert oder um 180° gedreht, so daß ein Abstandsverteilungsmuster erzeugt wird, wie es in 9(b) dargestellt ist. Die Differenzen zwischen den Abstandsverteilungsmustern, die in 9(a) und 9(b) gezeigt sind, werden ermittelt, wie es in 9(c) dargestellt ist.
  • Die auf diese Weise erhaltenen Differenzen werden mit einem vorbestimmten Schwellwert TH verglichen, oder es wird der integrale Wert bzw. integrierte Wert S der Differenzen, die auf der positiven Seite oder der negativen Seite liegen bzw. positives Vorzeichen oder negatives Vorzeichen aufweisen, mit einem vorbestimmten Schwellwert THS verglichen, um hieraus die Symmetrie des Abstandsverteilungsmusters zu ermitteln. Dieser Ablauf wird durch den Erkennungs- bzw. Unterscheidungsabschnitt 103 durchgeführt.
  • Bei dem in 8 gezeigten Fall, bei dem das Abstandsverteilungsmuster in dem relevanten Gesichtsfeld in der seitlichen Richtung symmetrisch ist, ist die Differenz an jeder lateralen bzw. seitlichen Position in dem Gesichtsfeld kleiner als der Schwellwert TH, und es ist auch das Integral über die an allen Positionen vorhandenen Differenzen kleiner als der Schwellwert THS. Bei dem in 9 gezeigten Fall, bei dem das Abstandsverteilungsmuster in dem relevanten Gesichtsfeld in der seitlichen Richtung asymmetrisch ist, d. h. bei dem der Insasse seitlich auf dem Sitz sitzt, wie es in 24 gezeigt ist, sind die Differenzen an einigen seitlichen Positionen in dem Gesichtsfeld größer als der Schwellwert TH, und es ist auch das Integral über die positiven Differenzen größer als der Schwellwert THS. Die Erfassungseinrichtung 1031 kann auf diese Weise ermitteln, ob die Abstandsverteilung symmetrisch ist oder nicht, und kann einen engeren Bereich an Modellmustern auswählen, mit denen das fragliche, d. h. gegenwärtig vorliegende Abstandsverteilungsmuster im Hinblick auf eine Musterübereinstimmungsüberprüfung zu vergleichen ist. Dies führt zu einer erheblich verringerten Verarbeitungszeit. Der Vergleicher 1032 dient dazu, den Bereich oder Umfang von Modellmustern für die Musterübereinstimmungsprüfung einzuengen, indem er das Ausgangssignal der Erfassungseinrichtung 1031 mit Gruppen der Modellmuster für die Abstandsverteilungen, die in dem Speicher 1033 gespeichert sind, vergleicht und das Ergebnis in Form eines Ausgangssignals "A" ausgibt.
  • Wenn eine Symmetrie in dem gegenwärtig vorliegenden Abstandsverteilungsmuster beobachtet wird, wählt der Vergleicher 1032 gewisse Gruppen von symmetrischen Mustern für die Abstandsverteilungen aus, wie z. B. das Muster gemäß 22(a), das das Fehlen eines Insassen anzeigt, das Muster gemäß 22(b), das einen Insassen angibt, der in der normalen Haltung sitzt, das Muster gemäß 22(c), das einen sich nach vorne lehnenden Insassen repräsentiert, das in 23(a) gezeigte Muster, das einen Kindersitz anzeigt, der nach vorne gewandt ist und auf dem Fahrzeugsitz angebracht ist, und das Muster gemäß 23(b), das einen Kindersitz anzeigt, der nach hinten weist und auf dem Sitz angebracht ist. Wenn jedoch keine Symmetrie in dem Abstandsverteilungsmuster beobachtet wird, wählt der Vergleicher 1032 verschiedene andere Muster aus, die z. B. anzeigen, daß ein Insasse seitlich auf dem Sitz sitzt, was dem in 24 dargestellten Fall entspricht.
  • Als zweites Verfahren zum Auswählen eines engeren Bereichs der Modellmuster für die Abstandsverteilungsmuster zur Durchführung der Musterübereinstimmungsüberprüfung kann die Ähnlichkeit der Abweichungen bzw. Schwankungen der Abstandsverteilungen, die zwischen einer Mehrzahl von Gesichtsfeldern vorhanden ist, beobachtet werden. Dieser Prozeß wird durch den Erkennungsabschnitt 104 bewerkstelligt, der in 7 dargestellt ist.
  • Die 10 und 11 zeigen Darstellungen zur Erläuterung dieser Vorgehensweise zur Einengung des Bereichs bzw. der Anzahl von Mustern für die Musterübereinstimmungsüberprüfung. Die in den 10 und 11 dargestellten Ansichten stellen ausgewählte Abschnitte aus den 25 bzw. 26 dar, wobei lediglich die Schwankungen der Entfernungen (Abstände) von dem Sensor gezeigt sind. Wenn die Muster bzw. Verläufe in den Gesichtsfeldern gemäß den 10 und 11, die insbesondere Änderungen der Abstände anzeigen, betrachtet werden, läßt sich ein hohes Ausmaß an Ähnlichkeit bei den Gesichtsfeldern R1, R2 und R3 gemäß 10(a) erkennen, bei denen kein Insasse auf dem Sitz vorhanden ist. Weiterhin läßt sich ein hohes Maß an Ähnlichkeit zwischen den Gesichtsfeldern R1 und R2 gemäß 10(b) erkennen, die die normale Haltung wiedergeben. Auch zwischen den Gesichtsfeldern R2 und R3 gemäß 11(a), die einen nach vorne gewandten Kindersitz anzeigen, ist ein hohes Ausmaß an Ähnlichkeit vorhanden. Gleichfalls ergibt sich ein hohes Ausmaß an Ähnlichkeit bei den Gesichtsfeldern R1, R2 und R3 gemäß 11(c), die ein stehendes Kind repräsentieren. Die Ähnlichkeit wird durch die Berechnungseinrichtung 1041 des Erkennungsabschnitts 104 ermittelt.
  • In den 12 und 13 sind im Hinblick auf alle in den 10 und 11 jeweils gezeigten Fälle jeweils die Unterschiede zwischen der Abstandsverteilung in dem Gesichtsfeld R1 und der Abstandsverteilung in dem Gesichtsfeld R2, die Unterschiede zwischen der Abstandsverteilung in dem Gesichtsfeld R2 und der Abstandsverteilung in dem Gesichtsfeld R3, und die Unterschiede zwischen der Abstandsverteilung in dem Gesichtsfeld R3 und der Abstandsverteilung in dem Gesichtsfeld R4 dargestellt. Jeder der in dieser Weise erhaltenen Unterschiede wird mit einem entsprechenden zugehörigen vorbestimmten Schwellwert TH1–TH6 verglichen, oder es wird ein integrierter Wert S der absoluten Werte der Differenzen mit einem entsprechenden, zugehörigen vorbestimmten, aus den Schwellwerten THS1–THS3 ausgewählten Schwellwert verglichen, um hierdurch das Maß der Ähnlichkeit zu ermitteln, das zwischen den Abstandsverteilungsmustern in dem oder den benachbarten Gesichtsfeldern vorhanden ist. Der Vergleicher 1042 benutzt dieses Ergebnis dazu, einen engeren Bereich bzw. eine kleinere Anzahl von Modellmustern für die Abstandsverteilungen, die in dem Speicher 1043 gespeichert sind, für die Musterübereinstimmungsüberprüfung auszuwählen, was zu einer Verringerung der Verarbeitungszeitdauer führt.
  • Unter Bezugnahme auf die 14 und 15 wird nachstehend eine dritte Methode zum Auswählen eines engeren Bereichs bzw. einer kleineren Anzahl von Modellmustern für die Musterübereinstimmungsüberprüfung erläutert.
  • Dieses Verfahren wird unter Ausnutzung der Erkenntnis ausgeführt, daß das Muster der Abstandsverteilung in jedem der Gesichtsfelder R1–R4 eine konvexe Form oder eine konkave Form in Abhängigkeit von dem Vorhandensein und von der Haltung eines Insassen auf dem Fahrzeugsitz besitzen kann. Als Beispiel zeigen die Muster der Abstandsverteilungen in den Gesichtsfeldern R1, R2 und R3 in einem Fall, bei dem kein Insasse auf dem Sitz sitzt, eine konvexe Form, wohingegen das Muster der Abstandsverteilung in dem Gesichtsfeld R4 in dem gleichen Fall eine monotone oder flache Form besitzt. Die Muster der Abstandsverteilungen in den Gesichtsfeldern R1 und R2 haben in einem Fall, bei dem ein Insasse mit der normalen Haltung auf dem Sitz sitzt, eine konvexe Form, wohingegen die Muster der Abstandsverteilungen in den Gesichtsfeldern R1 und R2 in einem Fall, bei dem sich ein auf dem Sitz befindlicher Insasse nach vorne lehnt, eine konvexe Form haben. Die Muster der Abstandsverteilungen in den Gesichtsfeldern R1, R2 und R3 haben in einem Fall, bei dem ein nach vorne gewandter Kindersitz auf dem Sitz montiert ist, eine konkave Form, wohingegen das Muster der Abstandsverteilung in dem Gesichtsfeld R4 in diesem Fall eine monotone oder flache Form besitzt. Das Muster der Abstandsverteilung in dem Gesichtsfeld R1 in einem Fall, bei dem ein Kindersitz auf dem Sitz derart angebracht ist, daß er nach hinten weist, besitzt eine konvexe Form, während die Muster der Abstandsverteilungen in den Gesichtsfeldern R2, R3 und R4 in diesem Fall eine konkave Gestalt bzw. einen konkaven Verlauf zeigen. Die Muster der Abstandsverteilungen in den Gesichtsfeldern R1, R2 und R3 in einem Fall, bei dem ein Kind vor dem Fahrzeugsitz steht, zeigen einen konvexen Verlauf, wohingegen das Muster der Abstandsverteilung in dem Gesichtsfeld R4 in diesem Fall einen konkaven Verlauf aufweist. In diesem Zusammenhang ist mit "konvexe Form" bzw. "konvexer Verlauf" gemeint, daß das Abstandsverteilungsmuster ausgehend von seinen entgegengesetzten Endbereichen nach vorne vorsteht, wohingegen der Ausdruck "konkave Form" bzw. "konkaver Verlauf" bedeutet, daß das Abstandsverteilungsmuster ausgehend von seinen entgegengesetzten Endabschnitten nach unten bzw. hinten vorsteht bzw. nach unten ausgebaucht ist. Die Ermittlungseinrichtung 1051 in dem Ermittlungsabschnitt 105 überprüft die Verläufe der Abstandsverteilungsmuster in den jeweiligen Gesichtsfeldern, und der Vergleicher 1052 vergleicht diese Muster mit Modellmustern, die in dem Speicher 1053 gespeichert sind. Es ist folglich möglich, den Bereich bzw. die Anzahl von Modellmustern für die Abstandsverteilungen bei der Musterübereinstimmungsüberprüfung einzuengen.
  • In den 14 und 15 sind spezielle Beispiele gezeigt, bei denen das vorstehend beschriebene Verfahren in den jeweiligen Fällen lediglich im Hinblick auf das Gesichtsfeld R1 ausgeführt wird.
  • Anfänglich wird ein mittlerer Wert bzw. Durchschnittswert LA aus einem Abstand, der an einer ersten Position PF1 in dem Gesichtsfeld R1 gemessen wird, und einem Abstand gebildet, der an einer zweiten Position PF2 in dem gleichen Gesichtsfeld R1 gemessen wird. Anschließend wird der in dieser Weise erhaltene Durchschnittswert LA mit einem Abstand LC verglichen, der an einer mittleren Position PFC, die zwischen der ersten Position PF1 und der zweiten Position PF2 liegt, gemessen wird, um hieraus den Verlauf des Abstandsverteilungsmusters zu ermitteln. Das Abstandsverteilungsmuster weist eine konvexe Form auf, wenn der Wert LC kleiner ist als der Wert LA, und besitzt demgegenüber einen konkaven Verlauf, falls der Wert LC größter ist als der Wert LA. Das Abstandsverteilungsmuster zeigt einen flachen Verlauf, falls der Wert von LC gleich groß ist wie der Wert von LA. Diese Ermittlung kann auch im Hinblick auf andere Gesichtsfelder als R1 durchgeführt werden, so daß der Bereich bzw. Umfang von Modellmustern, die für die Musterübereinstimmungsüberprüfung eingesetzt werden, noch weiter eingeschränkt werden kann.
  • Als eine vierte Methode (vierte Ausführungsform) zum Auswählen eines engeren Bereichs bzw. Umfangs an Modellmustern für die Musterübereinstimmungsüberprüfung läßt sich die Haltung eines Insassen allgemein auf der Grundlage von Informationen hinsichtlich der Abstände ermitteln, die an einer bestimmten Position in mindestens einem Gesichtsfeld, vorzugsweise in einer Mehrzahl von Gesichtsfeldern gemessen werden.
  • In 16 ist ein Beispiel zur Erläuterung dieser Methode dargestellt. Alle in 16 gezeigten Abstandsverteilungsdiagramme bzw. Abstandsverteilungsverläufe zeigen jeweils einen Abstand zwischen dem Sensor und einer bestimmten Position, z. B. der zentralen Position, in jedem der Gesichtsfelder R1–R4 an. Die bei diesem Beispiel gezeigten Muster können in eine erste Gruppe, bei der der Abstand dazu tendiert, sich von dem Gesichtsfeld R1 in Richtung zu dem Gesichtsfeld R4 zu vergrößern, wie dies bei dem in 16(a) dargestellten Fall gegeben ist, bei dem kein Insasse vorhanden ist, und auch bei dem in 16(b) gezeigten Fall zutrifft, bei dem ein Insasse mit der normalen Haltung bzw. Sitzhaltung sitzt, und weiterhin auch für den in 16(c) gezeigten Fall gültig ist, bei dem ein Insasse, der auf dem Sitz sitzt, sich nach vorne lehnt, und auch bei dem in 16(d) gezeigten Fall zutrifft, bei dem ein Kindersitz so auf dem Fahrzeugsitz montiert ist, daß er nach vorne gewendet ist, in eine zweite Gruppe, bei der der Abstand dazu tendiert, sich von dem Gesichtsfeld R1 in Richtung zu dem Gesichtsfeld R4 zu verkleinern, wie dies bei der durch 16(e) veranschaulichten Situation der Fall ist, bei der ein Kindersitz so auf dem Fahrzeugsitz angebracht ist, daß er nach hinten weist, und in eine dritte Gruppe unterteilt werden, bei denen der maximale Wert in einem mittleren Teil des Musters vorhanden ist, wie dies bei 16(f) der Fall ist, bei dem ein Kind vor dem Fahrzeugsitz steht.
  • Genauer gesagt, werden die Abstandsinformationen in den jeweiligen Gesichtsfeldern, die in 35(a) gezeigt sind, durch den Insassensensor 1 erzielt, dessen lineare Gesichtsfelder R1, R2, R3 und R4 so eingestellt oder festgelegt sind, daß sie mit Bezug zu einem Insassen in im wesentlichen horizontalen Richtungen verlaufen. Die Abstandsinformationen werden durch die Einrichtung (Extrahiereinrichtung) 1061 des Beurteilungsabschnitts 106 empfangen, die ihrerseits aus diesen Informationen die Abstandswerte an den mittleren Positionen der jeweiligen Gesichtsfelder herausgreift, um hierdurch die Zunahme oder Abnahme der zwischen den Gesichtsfeldern bzw. von Gesichtsfeld zu Gesichtsfeld vorhandenen Abstände zu ermitteln, wie dies in 35(b) gezeigt ist. Falls die bei dieser Beurteilung der Zunahme/Abnahme der Abstände in den jeweiligen Gesichtsfeldern R1, R2, R3 und R4 erhaltenen Ergebnisse in der Reihenfolge R1, R2, R3, R4 angeordnet werden und hierbei ein "+" eine Zunahme und ein "–" eine Abnahme repräsentieren, besitzen die in dem Fall gemäß 35(b) erzielten Ergebnisse das Muster, d. h. die Reihenfolge "+, +, +, +". In dem Referenzwertspeicher 1063 sind hierbei bereits vorab 27 Modellmuster für die Zunahme/Abnahme gespeichert, wie dies in den 36 bis 38 gezeigt ist. Diese Modellmuster sind verschiedenen Haltungen von Insassen und verschiedenen Objektformen zugeordnet. Falls der Vergleicher 1063 das von der Einrichtung 1061 ausgegebene Muster "+, +, +, +" mit den 27, in dem Referenzwertspeicher 1063 für die Zunahme/Abnahme gespeicherten Modellmustern vergleicht, wird dieses ausgegebene Muster "+, +, +, +" als "monotone Zunahme" beurteilt, die durch das für die Zunahme/Abnahme vorgesehene Modellmuster 1 angezeigt wird, und es wird dieses Ergebnis als Ausgangssignal D an den Vergleicher 108 abgegeben.
  • Hierbei ist anzumerken, daß die von der Einrichtung 1061 ausgeführte Signalmusterung, d. h. Signalgenerierung lediglich auf der Zunahme bzw. Abnahme des Abstands zwischen den Gesichtsfeldern bzw. von Gesichtsfeld zu Gesichtsfeld basiert, und daß keine absoluten Abstandswerte, die an den mittleren Positionen der jeweiligen Gesichtsfelder gemessen werden, für den Vergleich oder die Musterübereinstimmungsüberprüfung benutzt werden. Dies ist der Grund dafür, weshalb das Zunahme/Abnahme-Muster, das in dem Fall "Erwachsener (nach vorne gelehnte Haltung)/Sitzposition: 0" (siehe 31) erhalten wird, zu dem gleichen Ergebnis "9" wie in dem in 33 gezeigten Fall "Kindersitz (nach hinten gewandt)/Sitzposition: 0" und wie in dem in 34 gezeigten Fall "stehendes Kind/Sitzposition: 0" führt, obwohl sich die absoluten Abstandswerte in jedem Gesichtsfeld bei diesen Fällen jeweils voneinander unterscheiden. Diese drei Fälle können folglich nicht allein aufgrund einer "Beurteilung der Zunah me/Abnahme des Abstands von Linie zu Linie", die durch den Beurteilungsabschnitt 106 durchgeführt wird, voneinander unterschieden werden.
  • Wie vorstehend beschrieben, kann der Umfang bzw. die Anzahl von für die Musterübereinstimmungsüberprüfung eingesetzten Modellmustern dadurch eingeengt werden, daß in dem Beurteilungsabschnitt 103 eine "Beurteilung der in seitlicher Richtung vorhandenen Symmetrie der Abstandsverteilung" durchgeführt wird, in dem Beurteilungsabschnitt 104 eine "Beurteilung der Ähnlichkeit zwischen den Linien" vorgenommen wird, in dem Beurteilungsabschnitt 105 eine "Beurteilung des konkaven/konvexen Verlaufs" getroffen wird und in dem Unterscheidungsabschnitt 106 eine "Beurteilung der Zunahme/Abnahme des Abstands von Linie zu Linie" vorgenommen wird. Die Haltung des Insassen kann daher auf der Grundlage einer relativ kleinen Informationsmenge ermittelt werden. Die von dem Beurteilungsabschnitt 105 durchgeführte "Beurteilung des konkaven/konvexen Verlaufs" ist nicht auf die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eingesetzte Vorgehensweise beschränkt, sondern kann auch in anderer Weise ausgeführt werden. Als Beispiel können Differenzen zwischen dem Abstandswert an der mittleren Position eines linearen Gesichtsfelds, und all den anderen Meßpunkten in dem linearen Gesichtsfeld jeweils ermittelt werden, und es kann der Durchschnittswert dieser Differenzen mit einem Schwellwert verglichen werden. Das fragliche Muster weist einen konvexen Verlauf auf (oder steht nach oben vor), falls dieser Durchschnittswert größer ist als der Schwellwert, wohingegen das fragliche Muster einen konkaven Verlauf besitzt (oder nach unten ausgebaucht ist), falls der Durchschnittswert kleiner ist als der Schwellwert. Falls der Durchschnittswert innerhalb eines gewissen Bereichs um den Schwellwert liegt, kann festgestellt werden, daß das Muster einen flachen Verlauf besitzt.
  • Falls die Art und Weise bzw. die Entscheidung hinsichtlich des Aufblasens des Airbags auf der Grundlage des bei dem vierten Ausführungsbeispiel erzielten Ergebnisses der Ermittlung der allgemeinen Haltung festgelegt werden kann, wie dies vorstehend erläutert ist, kann der Airbag in der in dieser Weise festgelegten Art und Weise aufgeblasen werden, wenn eine Kollision auftritt. Falls die Art und Weise des Aufblasens eines Airbags jedoch auf der Grundlage einer noch detaillierteren Information hinsichtlich der Haltung festgelegt werden muß, wobei hierzu Informationen bezüglich Abständen eingesetzt werden, die an zahlreichen Positionen und auch an der bestimmten Position in jedem Gesichtsfeld gemessen worden sind, kann der Vorgang oder die Routine zur Ermittlung der Haltung eventuell nicht zeitgerecht ausgeführt werden, da die zentrale Verarbeitungseinheit 201 (ECU = elektronische Steuereinheit) auch für andere Fahrzeugsteuerzwecke eingesetzt wird. Dieses Problem läßt sich dadurch vermeiden, daß die Routine zur Ermittlung der Haltung bei Auftreten einer Kollision vor der Durchführung von anderen, nicht vordringlichen bzw. nicht Notfall bedingten Routinen ausgeführt wird, so daß die Haltung des Insassen innerhalb kurzer Zeit erfaßt werden kann.
  • In 17 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die 18 und 19 zeigen Darstellungen zur Veranschaulichung der positionsmäßigen Beziehung zwischen dem Fahrzeugsitz, dem Insassen oder einer sonstigen Komponente, und den Gesichtsfeldern bei diesem Ausführungsbeispiel. In 20 sind Muster der Abstandsverteilungen für jeden der in den 18 und 19 gezeigten Fälle dargestellt.
  • 18(a) zeigt eine perspektivische Ansicht, in der ein Fahrzeugsitz dargestellt ist, auf dem kein Insasse sitzt. 18(a)' stellt eine Seitenansicht dar, die der 18(a) entspricht. 18(b) zeigt eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugsitzes mit einem Insassen, der in der normalen Haltung sitzt. 18(b)' zeigt eine Seitenansicht, die der 18(b) entspricht. 19(a) zeigt eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugsitzes mit einem Insassen, der sich nach vorne lehnt. 19(a)' zeigt eine Seitenansicht, die der 19(a) entspricht. 19(b) zeigt eine perspektivische Ansicht, in der ein Fahrzeugsitz mit einem Insassen dargestellt ist, der seitlich auf dem Sitz sitzt. 19(b)' zeigt eine Seitenansicht, die der 19(b) entspricht. Dieses Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, daß die Gesichtsfelder bzw. Meßrichtungen, die für die Abstandsmessung benutzt werden, so eingestellt sind, daß sie im wesentlichen in der vertikalen Richtung anstelle in der im wesentlichen horizontalen Richtung verlaufen, wie dies bei dem ersten bis vierten Ausführungsbeispielen der Fall ist. Hierbei ist auf den Verlauf der Meßlinien bzw. der Meßpunktfolgen Bezug genommen.
  • Die 20(a)–20(d) zeigen Abstandsverteilungsdaten, die bei jedem der Gesichtsfelder bzw. Meßlinien R1–R5 erhalten werden. Hierbei ist in 20(a) ein Fall dargestellt, bei dem kein Insasse auf dem Fahrzeugsitz sitzt. 20(b) zeigt einen Fall, bei dem ein Insasse in der normalen Haltung bzw. Sitzhaltung sitzt. In 20(c) ist ein Fall dargestellt, bei dem ein Insasse auf dem Sitz sitzt und sich nach vorne lehnt. 20(d) zeigt einen Fall, bei dem ein Insasse seitlich auf dem Sitz sitzt. Bei den in 20 gezeigten Abstandsverteilungsverläufen zeigt die vertikale Achse die Position in dem vertikalen Gesichtsfeld an, während auf der horizontalen Achse der Abstand von dem Sensor aufgetragen ist. In den 20(b), 20(c) und 20(d) repräsentieren gestrichelte Linien Referenzmuster für die Abstandsverteilungen, die dann erhalten werden, wenn kein Insasse auf dem Sitz sitzt.
  • Anhand der 20 ist verständlich, daß in manchen Fällen ein hohes Maß an Ähnlichkeit bzw. Übereinstimmung zwischen den Mustern in den Gesichtsfeldern R1 und R5, und zwischen den Mustern in den Gesichtsfeldern R2 und R4 zu beobachten ist. Zu diesen Fällen zählt z. B. die in 20(a) dargestellte Situation, bei der kein Insasse auf dem Sitz sitzt, oder der in 20(b) gezeigte Fall, bei dem ein Insasse mit der normalen Haltung auf dem Sitz sitzt. Aus 20 ist aber weiterhin auch ersichtlich, daß in manchen anderen Fällen nur eine geringe Ähnlichkeit bzw. Übereinstimmung zwischen den Mustern in den Gesichtsfeldern R1 und R5, und zwischen den Mustern in den Gesichtsfeldern R2 und R4 zu beobachten ist. Zu diesen anderen Fällen zählt z. B. die in 20(d) gezeigte Situation, bei dem ein Insasse seitlich bzw. versetzt auf dem Sitz sitzt. Ein hohes Ausmaß an Ähnlichkeit ist auch zwischen den Mustern in den Gesichtsfeldern R1 und R5 zu erkennen und auch zwischen den Mustern in den Gesichtsfeldern R2 und R4 zu beobachten, und zwar in einem Fall, bei dem ein Kindersitz auf dem Fahrzeugsitz angebracht ist.
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Ausmaß an Ähnlichkeit zwischen den Mustern in den Gesichtsfeldern, die von der Mitte des Sitzes in der seitlichen Richtung jeweils gleiche Abstände aufweisen, dazu benutzt, den Bereich bzw. Umfang oder die Anzahl von Modellmustern einzuengen, mit denen jedes Abstandsverteilungsmuster zu vergleichen ist. Hierdurch läßt sich die Zeitdauer, die zur Ermittlung der Haltung erforderlich ist, verringern.
  • In 17 sind spezielle Beispiele dargestellt, gemäß denen das Ausmaß an Ähnlichkeit bzw. Übereinstimmung ermittelt werden kann. In 17(a) ist hierbei eine Verteilung der Differenzen (R1–R5) dargestellt, die dadurch erhalten werden, daß die Abstände in dem Gesichtsfeld R5 von den Abständen in dem Gesichtsfeld R1 subtrahiert werden. Weiterhin ist in 17(a) die Verteilung der Differenzen (R2–R4) dargestellt, die dadurch erhalten werden, daß die Abstände in dem Gesichtsfeld R4 von den Abständen in dem Gesichtsfeld R2 subtrahiert werden, und auch, wie bei 17(a), der Fall vorliegt, daß ein Insasse mit der normalen bzw. aufrechten Haltung auf dem Sitz sitzt. In 17(b) sind demgegenüber die Verteilungen der Differenzen (R1–R5) und (R2–R4) dargestellt, die in gleichartiger Weise, jedoch in einem Fall erzielt werden, bei dem ein Insasse seitlich auf dem Sitz sitzt.
  • Gemäß 17(a) wird das Ausmaß der Ähnlichkeit zwischen den Mustern in den entsprechenden Gesichtsfeldern dadurch ermittelt, daß die vorstehend genannten Differenzen mit gewissen Schwellwerten TH1 bis TH4 verglichen werden. Bei dem in 17(a) dargestellten Fall bleiben alle Differenzen innerhalb bzw. unterhalb der Schwellwerte, was bedeutet, daß die Muster in den entsprechenden Gesichtsfeldern jeweils einander in beträchtlichem Ausmaß ähnlich sind. In gleichartiger Weise kann das Ausmaß der Ähnlichkeit auch auf der Grundlage eines integralen bzw. integrierten Werts der Differenzen ermittelt werden. Gemäß 17(b) wird das Ausmaß der Ähnlichkeit zwischen den Mustern in den entsprechenden Gesichtsfeldern dadurch ermittelt, daß die integralen bzw. integrierten Werte S1 und S2 (schraffierte Abschnitte in 17(b)) der Differenzen (R1–R5) und (R2–R4) mit gewissen Schwellwerten THS1 und THS2 verglichen werden. In dem in 17(b) gezeigten Fall überschreiten die beiden integralen bzw. integrierten Werte S1 und S2 jeweils die Schwellwerte THS1 bzw. THS2, was bedeutet, daß die Muster in den entsprechenden Gesichtsfeldern ein geringes Ausmaß an Ähnlichkeit zeigen.
  • Die Muster, die hohe Ähnlichkeit zeigen, schließen hierbei z. B. auch diejenigen Muster der Abstandsverteilungen in den Gesichtsfeldern R1 und R5 und die Muster der Abstandsverteilungen in den Gesichtsfeldern R2 und R4 in dem Fall gemäß 20(a), bei dem kein Insasse auf dem Sitz sitzt, und auch die Muster der Abstandsverteilungen in den Gesichtsfeldern R1 und R5 sowie die Muster der Abstandsverteilungen in den Gesichtsfeldern R2 und R4 bei dem in 20(b) gezeigten Fall ein, bei dem ein Insasse mit der normalen Haltung sitzt. Die Muster, die geringe Ähnlichkeit zeigen, schließen die Muster der Abstandsverteilungen in den Gesichtsfeldern R1 und R5 sowie die Muster der Abstandsverteilungen in den Gesichtsfeldern R2 und R4 im Fall gemäß 20(d), bei dem ein Insasse seitlich auf dem Sitz sitzt, ein. Falls demzufolge die Muster der Abstandsverteilungen in den Gesichtsfeldern R1 und R5 sowie die Muster der Abstandsverteilungen in den Gesichtsfeldern R2 und R4 einander stark ähnlich sind, kann eine Gruppe von Mustern, die ein hohes Ausmaß an Ähnlichkeit zeigen, wie beispielsweise diejenigen Muster, die angeben, daß kein Insasse in dem Sitz sitzt oder daß ein Insasse mit der normalen Haltung sitzt, als Modellmuster ausgewählt werden, die mit diesen Mustern zu vergleichen sind, um hieraus die Haltung zu ermitteln. Falls die vorstehend genannten Muster der Abstandsverteilungen einander weniger ähnlich sind, kann eine Gruppe von Mustern, die ein geringes Ausmaß an Ähnlichkeit besitzen, wie etwa diejenigen Muster, die einen seitlich sitzenden Insassen angeben, als Modellmuster ausgewählt werden, die mit diesen Mustern zur Ermittlung der Haltung zu vergleichen sind. Folglich kann die Zeitdauer, die zur Musteranpassung bzw. Musterübereinstimmungsprüfung oder Mustererkennung notwendig ist, verringert werden.
  • Ein Airbag muß unmittelbar nach dem Auftreten einer Kollision und vor dem Stattfinden einer großen Bewegung eines Insassen aufgeblasen werden. Daher muß die Haltung des Insassen innerhalb einer kurzen Zeitdauer ab dem Auftreten der Kollision bis zu dem Zeitpunkt ermittelt werden, zu dem ein Signal zum Aufblasen des Airbags erzeugt wird. Da es eine übermäßig lange Zeitspanne beansprucht, eine Koinzidenz der Muster der Abstandsverteilungen in einer großen Anzahl von Gesichtsfeldern mit den Mustern der Modellhaltungen bzw. Modellmuster zu ermitteln, wird normalerweise der zentrale Abschnitt des Sitzes in einem einzigen Gesichtsfeld, z. B. im Gesichtsfeld R3, in der Richtung der Mittelachse des Aufblasens eines Airbags überwacht, und es wird lediglich das Muster der Abstandsverteilung in diesem Gesichtsfeld R3 mit Modellmustern für die Abstandsverteilungen verglichen, so daß die Haltung des Insassen allgemein bestimmt bzw. ermittelt ist.
  • Das Ergebnis der vorstehend erläuterten Ermittlung der allgemeinen Haltung kann bei dem Auftreten einer Kollision benutzt werden, falls das Aufblasen des Airbags auf der Grundlage der allgemeinen, in dieser Weise ermittelten Haltung in geeigneter Weise gesteuert werden kann. Wenn jedoch weitere, detaillierte Haltungsinformationen benötigt werden, wird eine Routine zur Ermittlung der Haltung bzw. Stellung des Insassen, bei der eine Mehrzahl von Gesichtsfeldern zum Einsatz kommt, mit hoher Priorität vor anderen, nicht vordringlichen Routinen ausgeführt, so daß eine Hochgeschwindigkeitsverarbeitung mit verbesserter Sicherheit erreichbar ist.
  • Gemäß dem ersten bis fünften Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung werden die Abstandsverteilungsdaten in den Gesichtsfeldern in unterschiedlicher Weise verarbeitet, und zwar derart, daß ihre charakteristischen Eigenheiten herausgegriffen werden oder daß die Datenmenge minimiert ist. Es ist folglich möglich, einen engeren Bereich bzw. eine kleinere Anzahl von Modellmustern für die Abstandsverteilungen, die mit den tatsächlich gemessenen Mustern der Abstandsverteilungen für eine Musteranpassung bzw. Musterübereinstimmungsprüfung zu vergleichen sind, auszuwählen. Hierdurch läßt sich die Verarbeitungszeit, die zur Ermittlung der Haltung des Insassen erforderlich ist, erheblich verringern.
  • Gemäß dem sechsten und siebten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird der Bereich bzw. Umfang von Modellmustern für die Abstandsverteilungen, die mit den tatsächlich gemessenen Abstandsverteilungsmustern zu vergleichen sind, dadurch eingeengt, daß gemeinsame charakteristische Eigenheiten oder eine Ähnlichkeit in den Abstandsverteilungsdaten, die zwischen einer Mehrzahl von Gesichtsfeldern vorhanden ist, beobachtet, d. h. überprüft werden, was ebenfalls zu einer erheblich verringerten Verarbeitungszeit für die Mustererkennung bzw. Musterübereinstimmungsüberprüfung führt. Ferner wird die Haltung des Insassen normalerweise auf der Grundlage von mindestens ausreichenden Daten bzw. einer mindestens ausreichenden Datenmenge im Fall einer Kollision ermittelt, und es kann das Ergebnis der Ermittlung benutzt werden, falls es zur Steuerung des Aufblasens bzw. Auslösens eines Airbags ausreichend ist. Falls dies nicht der Fall sein sollte, führt die zentrale Verarbeitungseinheit eine Routine zur Ermittlung der Haltung des Insassen auf der Grundlage von detaillierteren Daten noch vor anderen, nicht vordringlichen Routinen aus, wodurch eine rasche Verarbeitung sichergestellt wird und eine verbesserte Sicherheit gewährleistet wird.
  • Die beschriebene Vorrichtung zur Ermittlung der Haltung eines Insassen enthält somit einen Sensor, der mindestens ein Paar linearer Fotosensoranordnungen mit jeweils einer Vielzahl von Fotosensorelementen zur Erzeugung eines Bilds des Insassen aufweist, einen Abstandsmeßprozessor, der die Abstandsverteilungen in den durch die linearen Fotosensoranordnungen überwachten Gesichtsfeldern auf der Grundlage des durch den Sensor erzeugten Insassenbilds ermittelt, und einen Insassenbeurteilungsprozessor, der die Abstandsverteilungsmuster mit für die Abstandsverteilungen vorgegebenen, bereits vorab in dem Prozessor gespeicherten Modellmustern vergleicht und hieraus das Vorhandensein und die Haltung des Insassen erkennt. Die linearen Gesichtsfelder können so eingestellt sein, daß sie bezüglich des Insassen in einer im wesentlichen horizontalen Richtung verlaufen. Der Insassenbeurteilungsprozessor überprüft zunächst die Symmetrie der Abstandsverteilungsmuster in jedem Gesichtsfeld und/oder die konkave oder konvexe Form des Musters und/oder das Ausmaß der Ähnlichkeit hinsichtlich der Schwankungen der Abstandsverteilungsmuster zwischen benachbarten Gesichtsfeldern und/oder die an einer bestimmten Position der Gesichtsfelder gemessene Verteilung der Abstände, und ermittelt anschließend die Haltung des Insassen durch einen Vergleich der Muster der tatsächlich gemessenen Abstandsverteilungen mit einer Gruppe von Modellmustern, die zuvor in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Überprüfung ausgewählt worden ist.

Claims (14)

  1. Vorrichtung zur Erfassung der Haltung eines Insassen oder Objekts, mit einem Sensor (1), der ein oder mehrere Paare linearer Fotosensoranordnungen (11, 12) je mit einer Mehrzahl von Fotosensorelementen enthält, wobei jedes Paar ein jeweiliges lineares Gesichtsfeld (R1 bis R4) definiert und ein Bild erzeugt, das den Insassen oder das Objekt in dem jeweiligen Gesichtsfeld (R1 bis R4) repräsentiert, einem Abstandsmeßprozessor (101), der aus dem jeweiligen Bild in der Richtung, in der die Fotosensorelemente aneinandergereiht sind, eine Abstandsverteilung des Abstands zwischen dem Sensor (1) und dem Insassen oder Objekt ermittelt, und einem. Insassenunterscheidungsprozessor (102), der die Abstandsverteilung mit einer Anzahl von zuvor in dem Insassenunterscheidungsprozessor (102) gespeicherten Modellmustern vergleicht, um hieraus eine bestimmte Haltung des Insassen oder Objekts zu ermitteln, wobei das eine oder die mehreren Gesichtsfelder (R1 bis R4) so eingestellt sind, daß sie bezüglich des Insassen oder Objekts in einer im wesentlichen horizontalen Richtung verlaufen, und der Insassenunterscheidungsprozessor (102) aus der Abstandsverteilung in einem jeweiligen Gesichtsfeld (R1 bis R4) dadurch ein Muster extrahiert, daß er überprüft, ob diese Abstandsverteilung eine Symmetrie in seitlicher Richtung zeigt, und eine eingeschränkte Anzahl von Modellmustern für die Ermittlung der Haltung des Insassen oder Objekts auswählt, indem er das extrahierte Muster mit einer Anzahl von Modellmustern vergleicht, die zuvor in Abhängigkeit davon ausgewählt wurden, ob die Abstandsverteilung eine Symmetrie zeigt oder nicht.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Symmetrie der Abstandsverteilung dadurch überprüft wird, daß das Muster der Abstandsverteilung in einem jeweiligen Gesichtsfeld (R1 bis R4) bezogen auf seine Mitte in seitlicher Richtung invertiert wird, daß Differenzen der Abstände an entsprechenden Positionen des Musters der Abstandsverteilung vor und nach der Invertierung des Abstandsverteilungsmusters innerhalb jedes Gesichtsfelds ermittelt werden, und daß beurteilt wird, ob die Differenzen jeweils nicht größer sind als ein vorbestimmter Wert, oder daß ein integrierter Wert der Differenzen nicht größer ist als ein vorbestimmter Wert.
  3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (1) wenigstens zwei Paare linearer Fotosensoranordnungen (11, 12) entsprechend wenigstens zwei linearen Gesichtsfeldern (R1 bis R4) aufweist, und daß der Insassenunterscheidungsprozessor (102) aus den Abstandsverteilungen in wenigstens zwei benachbarten Gesichtsfeldern (R1 bis R4) dadurch ein Muster extrahiert, daß er das Ausmaß der Ähnlichkeit zwischen den benachbarten Gesichtsfeldern (R1 bis R4) im Hinblick auf Schwankungen in den Mustern der Abstandsverteilung überprüft und eine weiter eingeschränkte Anzahl von Modellmustern für die Ermittlung der Haltung des Insassen oder Objekts auswählt, indem er das extrahierte Muster mit einer Anzahl von Modellmustern vergleicht, die zuvor in Abhängigkeit von dem Ausmaß der Ähnlichkeit ausgewählt wurden.
  4. Vorrichtung zur Erfassung der Haltung eines Insassen oder Objekts, mit einem Sensor (1), der zwei oder mehr Paare linearer Fotosensoranordnungen (11, 12) je mit einer Mehrzahl von Fotosensorelementen enthält, wobei jedes Paar ein jeweiliges lineares Gesichtsfeld (R1 bis R4) definiert und ein Bild erzeugt, das den Insassen oder das Objekt in dem jeweiligen Gesichtsfeld (R1 bis R4) repräsentiert, einem Abstandsmeßprozessor (101), der aus dem jeweiligen Bild in der Richtung, in der die Fotosensorelemente aneinandergereiht sind, eine Abstandsverteilung des Abstands zwischen dem Sensor (1) und dem Insassen oder Objekt ermittelt, und einem Insassenunterscheidungsprozessor (102), der die Abstandsverteilung mit einer Anzahl von zuvor in dem Insassenunterscheidungsprozessor (102) gespeicherten Modellmustern vergleicht, um hieraus eine bestimmte Haltung des Insassen oder Objekts zu ermitteln, wobei die Gesichtsfelder (R1 bis R4) so eingestellt sind, daß sie bezüglich des Insassen oder Objekts in einer im wesentlichen horizontalen Richtung verlaufen, und der Insassenunterscheidungsprozessor (102) aus den Abstandsverteilungen in wenigstens zwei benachbarten Gesichtsfeldern (R1 bis R4) dadurch ein Muster extrahiert, daß er das Ausmaß der Ähnlichkeit zwischen den benachbarten Gesichtsfeldern (R1 bis R4) im Hinblick auf Schwankungen in den Mustern der Abstandsverteilung überprüft und eine eingeschränkte Anzahl von Modellmustern für die Ermittlung der Haltung des Insassen oder Objekts auswählt, indem er das extrahierte Muster mit einer Anzahl von Modellmustern vergleicht, die zuvor in Abhängigkeit von dem Ausmaß der Ähnlichkeit ausgewählt wurden.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausmaß der Ähnlichkeit zwischen benachbarten Gesichtsfeldern (R1 bis R4) dadurch überprüft wird, daß Differenzen hinsichtlich der Abweichungen in den Abstandsverteilungsmustern an entsprechenden Positionen von benachbarten Gesichtsfeldern ermittelt werden, und daß erfaßt wird, ob die Differenzen jeweils nicht größer sind als ein vorbestimmter Wert, oder daß ein integrierter Wert der Differenzen nicht größer ist als ein vorbestimmter Wert.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Insassenunterscheidungsprozessor (102) aus der Abstandsverteilung in einem jeweiligen Gesichtsfeld (R1 bis R4) dadurch ein Muster extrahiert, daß er eine konkave Form oder eine konvexe Form des Musters der Abstandsverteilung bezüglich einer ersten Position und einer zweiten Position überprüft, und eine weiter eingeschränkte Anzahl von Modellmustern für die Ermittlung der Haltung des Insassen oder Objekts auswählt, indem er das extrahierte Muster mit einer Anzahl von Modellmustern vergleicht, die vorab in Abhängigkeit davon, ob das Muster der Abstandsverteilung eine konkave Form oder konvexe Form aufweist, ausgewählt wurden, bevor er die jeweilige Haltung des Insassen oder Objekts ermittelt.
  7. Vorrichtung zur Erfassung der Haltung eines Insassen oder Objekts, einem Sensor (1), der ein oder mehrere Paare linearer Fotosensoranordnungen (11, 12) je mit einer Mehrzahl von Fotosensorelementen enthält, wobei jedes Paar ein jeweiliges lineares Gesichtsfeld (R1 bis R4) definiert und ein Bild erzeugt, das den Insassen oder das Objekt in dem jeweiligen Gesichtsfeld (R1 bis R4) repräsentiert, einem Abstandsmeßprozessor (101), der aus dem jeweiligen Bild in der Richtung, in der die Fotosensorelemente aneinandergereiht sind, eine Abstandsverteilung des Abstands zwischen dem Sensor (1) und dem Insassen oder Objekt in der Richtung ermittelt, und einem Insassenunterscheidungsprozessor (102), der die Abstandsverteilung mit einer Anzahl von zuvor in dem Insassenunterscheidungsprozessor (102) gespeicherten Modellmustern vergleicht, um hieraus eine bestimmte Haltung des Insassen oder Objekts zu ermitteln, wobei das eine oder die mehreren Gesichtsfelder (R1 bis R4) so eingestellt sind, daß sie bezüglich des Insassen oder Objekts in einer im wesentlichen horizontalen Richtung verlaufen, und der Insassenunterscheidungsprozessor (102) aus der Abstandsverteilung in einem jeweiligen Gesichtsfeld (R1 bis R4) dadurch ein Muster extrahiert, daß er eine konkave Form oder eine konvexe Form des Musters der Abstandsverteilung bezüglich einer ersten Position und einer zweiten Position überprüft, und eine eingeschränkte Anzahl von Modellmustern für die Ermittlung der Haltung des Insassen oder Objekts auswählt, indem er das extrahierte Muster mit einer Anzahl von Modellmustern vergleicht, die vorab in Abhängigkeit davon, ob das Muster der Abstandsverteilung eine konkave Form oder konvexe Form aufweist, ausgewählt wurden.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die konkave Form oder konvexe Form des Musters der Abstandsverteilung dadurch ermittelt wird, daß ein Durchschnittswert der Abstände, die an der ersten Position und der zweiten Position in jedem Gesichtsfeld (R1 bis R4) gemessen worden sind, mit einem Abstand verglichen wird, der an einer zwischen der ersten und der zweiten Position liegenden mittleren Position gemessen wird.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (1) wenigstens zwei Paare linearer Fotosensoranordnungen (11, 12) entsprechend wenigstens zwei Gesichtsfeldern (R1 bis R4) aufweist, und daß der Insassenunterscheidungsprozessor (102) aus der Abstandsverteilung in wenigstens zwei benachbarten Gesichtsfeldern (R1 bis R4) dadurch ein Muster extrahiert, daß er eine Zunahme- oder Abnahmetendenz der Abstände, die an einer vorbestimmten Position eines linearen Gesichtsfelds (R1 bis R4) gemessen werden, jeweils bezogen auf die entsprechenden Abstände im benachbarten Gesichtsfeld überprüft, und eine eingeschränkte Anzahl von Modellmustern für die Ermittlung der Haltung des Insassen oder Objekts auswählt, indem er das extrahierte Muster mit einer Anzahl von Modellmustern vergleicht, die vorab in Abhängigkeit von der Zunahme- oder Abnahmetendenz der Abstände ausgewählt wurden.
  10. Vorrichtung zur Erfassung der Haltung eines Insassen oder Objekts, mit einem Sensor (1), der zwei oder mehr Paare linearer Fotosensoranordnungen (11, 12) je mit einer Mehrzahl von Fotosensorelementen enthält, wobei jedes Paar ein jeweiliges lineares Gesichtsfeld (R1 bis R4) definiert und ein Bild erzeugt, das den Insassen oder das Objekt in dem jeweiligen Gesichtsfeld (R1 bis R4) repräsentiert, einem Abstandsmeßprozessor (101), der aus dem jeweiligen Bild in der Richtung, in der die Fotosensorelemente aneinandergereiht sind, eine Abstandsverteilung des Abstands zwischen dem Sensor (1) und dem Insassen oder Objekt ermittelt, und einem Insassenunterscheidungsprozessor (102), der die Abstandsverteilung mit einer Anzahl von zuvor in dem Insassenunterscheidungsprozessor (102) gespeicherten Modellmustern vergleicht, um hieraus eine bestimmte Haltung des Insassen oder Objekts zu ermitteln, wobei die Gesichtsfelder (R1 bis R4) so eingestellt sind, daß sie bezüglich des Insassen oder Objekts in einer im wesentlichen horizontalen Richtung verlaufen, und der Insassenunterscheidungsprozessor (102) aus der Abstandsverteilung in wenigstens zwei benachbarten Gesichtsfeldern (R1 bis R4) dadurch ein Muster extrahiert, daß er eine Zunahme- oder Abnahmetendenz der Abstände, die an einer vorbestimmten Position eines linearen Gesichtsfelds (R1 bis R4) gemessen werden, jeweils bezogen auf die entsprechenden Abstände im benachbarten Gesichtsfeld überprüft, und eine eingeschränkte Anzahl von Modellmustern für die Ermittlung der Haltung des Insassen oder Objekts auswählt, indem er das extrahierte Muster mit einer Anzahl von Modellmustern vergleicht, die vorab in Abhängigkeit von der Zunahme- oder Abnahmetendenz der Abstände ausgewählt wurden.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Position die, in seitlicher Richtung gesehen, zentrale Position eines Insassen ist, der mit einer normalen Haltung sitzt.
  12. Vorrichtung zur Erfassung der Haltung eines Insassen oder Objekts, mit einem Sensor (1), der zwei oder mehr Paare linearer Fotosensoranordnungen (11, 12) je mit einer Mehrzahl von Fotosensorelementen enthält, wobei jedes Paar ein jeweiliges lineares Gesichtsfeld (R1 bis R4) definiert und ein Bild erzeugt, das den Insassen oder das Objekt in dem jeweiligen Gesichtsfeld (R1 bis R4) repräsentiert, einem Abstandsmeßprozessor (101), der aus dem jeweiligen Bild in der Richtung, in der die Fotosensorelemente aneinandergereiht sind, eine Abstandsverteilung des Abstands zwischen dem Sensor (1) und dem Insassen oder Objekt in der Richtung ermittelt, und einem Insassenunterscheidungsprozessor (102), der die Abstandsverteilung mit einer Anzahl von zuvor in dem Insassenunterscheidungsprozessor (102) gespeicherten Modellmustern vergleicht, um hieraus eine bestimmte Haltung des Insassen oder Objekts zu ermitteln, wobei die linearen Gesichtsfelder (R1 bis R4) so eingestellt sind, daß sie bezüglich des Insassen oder Objekts in einer im wesentlichen vertikalen Richtung verlaufen, und der Insassenunterscheidungsprozessor (102) aus den Abstandsverteilungen wenigstens eines Paares von Gesichtsfeldern (R1 bis R4), die an im wesentlichen symmetrischen Positionen bezogen auf die Achse, entlang der ein Airbag aufgeblasen wird, angeordnet sind, dadurch ein Muster extrahiert, daß er ein Ausmaß der Ähnlichkeit ermittelt, die zwischen Mustern der Abstandsverteilungen in den beiden Gesichtsfeldern (R1 bis R4) des Paares vorhanden ist, und der Insassenunterscheidungsprozessor (102) eine eingeschränkte Anzahl von Modellmustern für die Ermittlung der Haltung des Insassen oder Objekts auswählt, indem er das extrahierte Muster mit einer zuvor in Abhängigkeit von dem Ausmaß der Ähnlichkeit ausgewählten Anzahl von Modellmustern vergleicht.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausmaß der Ähnlichkeit, die zwischen den Mustern der Abstandsverteilungen in dem Paar Gesichtsfelder vorhanden ist, dadurch ermittelt wird, daß die Differenzen, die zwischen den an entsprechenden Positionen in beiden Gesichtsfeldern gemessenen Abständen jeweils vorhanden sind, mit einem vorbestimmten Wert verglichen werden, oder daß ein integrierter Wert der Differenzen mit einem vorbestimmten Wert verglichen wird.
  14. Vorrichtung zur Steuerung eines Airbagsystem in einem Kraftfahrzeugs dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Haltungserfassungs-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche enthält und ausgebildet ist, in Abhängigkeit von der mittels der Haltungserfassungs-Vorrichtung ermittelten Haltung des Insassen oder der Form des Objekts das Aufblasen des Airbags zu steuern oder zu entscheiden, ob der Airbag aufzublasen ist oder nicht.
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19855301A1 (de) * 1998-12-01 2000-06-08 Volkswagen Ag Verfahren und Meßeinrichtung zur Erkennung der Sitzposition eines Fahrzeuginsassens
DE19910592A1 (de) 1999-03-10 2000-09-14 Volkswagen Ag Rückhaltevorrichtung
DE19926845A1 (de) * 1999-04-09 2000-10-19 Steinel Gmbh & Co Kg Sicherheitsvorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Sicherheitsvorrichtung
DE19932520A1 (de) * 1999-07-12 2001-02-01 Hirschmann Austria Gmbh Rankwe Vorrichtung zur Steuerung eines Sicherheitssystems
DE10003220A1 (de) * 2000-01-26 2001-08-02 Volkswagen Ag Verfahren und Einrichtung zur fahrerspezifischen Einstellung des Sitzes in Kraftfahrzeugen
DE10007014C2 (de) * 2000-02-16 2002-09-19 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Sitzbelegungserkennung
DE10207503B3 (de) * 2002-02-22 2004-03-18 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur Analyse von Streuungen der Ergebnisse von Crash-Vorgängen
DE10226257A1 (de) * 2002-06-13 2003-12-24 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Detektion einer Person in einem Raum
DE10248762B4 (de) * 2002-10-18 2005-06-23 Wilhelm Karmann Gmbh Kraftfahrzeug mit einem fahrbaren Verdeck
US20060291697A1 (en) * 2005-06-21 2006-12-28 Trw Automotive U.S. Llc Method and apparatus for detecting the presence of an occupant within a vehicle
KR101251836B1 (ko) * 2011-09-02 2013-04-09 현대자동차주식회사 적외선 센서를 이용한 운전자 상태감시 장치 및 그 방법
US11485383B2 (en) * 2019-12-06 2022-11-01 Robert Bosch Gmbh System and method for detecting and mitigating an unsafe condition in a vehicle
US11807181B2 (en) 2020-10-27 2023-11-07 GM Global Technology Operations LLC Vision-based airbag enablement
CN116879903B (zh) * 2023-07-26 2024-06-04 苏州呐敏智能装备科技有限公司 距离历程图时间同步方法、装置、电子设备和存储介质

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6061611A (ja) * 1983-09-14 1985-04-09 Mitsubishi Electric Corp 車間距離計
US4625329A (en) * 1984-01-20 1986-11-25 Nippondenso Co., Ltd. Position analyzer for vehicle drivers
EP0738633A1 (de) * 1993-12-29 1996-10-23 Sensor Technology Co., Ltd. Entscheidungssystem zur auslösung eines insassenschutzsystems für einen vordersitz
DE19617405A1 (de) * 1995-05-01 1996-11-07 Trw Vehicle Safety Systems Vorrichtung und Verfahren zum Steuern eines Insassen-Rückhaltesystems
DE19741393A1 (de) * 1996-09-19 1998-03-26 Fuji Electric Co Ltd Vorrichtung zur Erfassung der Haltung eines Fahrzeuginsassen in einem Automobil

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6061611A (ja) * 1983-09-14 1985-04-09 Mitsubishi Electric Corp 車間距離計
US4625329A (en) * 1984-01-20 1986-11-25 Nippondenso Co., Ltd. Position analyzer for vehicle drivers
EP0738633A1 (de) * 1993-12-29 1996-10-23 Sensor Technology Co., Ltd. Entscheidungssystem zur auslösung eines insassenschutzsystems für einen vordersitz
DE19617405A1 (de) * 1995-05-01 1996-11-07 Trw Vehicle Safety Systems Vorrichtung und Verfahren zum Steuern eines Insassen-Rückhaltesystems
DE19741393A1 (de) * 1996-09-19 1998-03-26 Fuji Electric Co Ltd Vorrichtung zur Erfassung der Haltung eines Fahrzeuginsassen in einem Automobil

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