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DE10133759C2 - Gurtführungserkennung mit Bildverarbeitungssystem im Kfz - Google Patents

Gurtführungserkennung mit Bildverarbeitungssystem im Kfz

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DE10133759C2 DE2001133759 DE10133759A DE10133759C2 DE 10133759 C2 DE10133759 C2 DE 10133759C2 DE 2001133759 DE2001133759 DE 2001133759 DE 10133759 A DE10133759 A DE 10133759A DE 10133759 C2 DE10133759 C2 DE 10133759C2
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Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung, einen Sicherheitsgurt und ein Verfahren zur Gurtführungserkennung nach dem Oberbe­ griff der Patentansprüche 1, 5 und 6.
Die Erfindung findet Verwendung bei Personen, die durch Gurte an Sitze gesichert sind, insbesondere im Fahrzeug. Durch den nicht korrekten Sitz von Gurten bei Unfällen erleiden viele Insassen schwere Verletzungen (Schnittwunden im Hals- und Kopfbereich; Durchrutschen unter den Gurt, insbesondere bei Kindern oder bei schlafenden Personen).
Bestehende Systeme kontrollieren z. B. mit einem Gurtschluß­ sensor, ob der Gurt benutzt wird, oder sie nutzen die Informa­ tionen wie Gurtspannung, Beschleunigung und Ort, um andere Rückhaltesysteme z. B. den Airbag zu steuern. Eine Erkennung der Gurtführung ist mit der am Gurt angebrachten Sensorik nicht möglich.
Aus der DE 199 32 520 A1 ist eine Einrichtung zum Erfassen eines Objektes oder einer Person im Innenraum eines Fahrzeugs bekannt, bei welcher eine Mustererkennungseinheit die von einem bildgebenden Sensor aufgenommenen Daten auswertet. Die Auswertungsergebnisse werden zur Ansteuerung von weiteren Sy­ stemen, insbesondere einem Airbag, in einem Fahrzeug herange­ zogen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Einrichtung, einen Sicherheitsgurt und ein Verfahren zur Gurtführung anzugeben, mit dem die Gurtführung kontrolliert wird und damit die Qualität der Rückhaltesysteme gesteigert wird.
Die Erfindung betreffend die Einrichtung ist in Anspruch 1, den Sicherheitsgurt in Anspruch 5 und das Verfahren in Anspruch 6 beschrieben. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass mit der Bildverarbeitung und Mustererkennung erkannt wird, wie viele Insassen vorhanden sind, bzw. welche der Sitzplätze belegt sind, welche Körper­ haltung die Insassen einnehmen, welche Kopfposition, Ohren- und Mundposition die Insassen haben. Die Bildverarbeitung und Mustererkennung erkennt die Insassen, insbesondere zur Insassenidentifizierung. Die Bildverarbeitung und Mustererkennung erkennt den Verlauf des Gurtes.
Die Mustererkennung entscheidet auf der Basis der erkannten Körperhaltung, Kopfhaltung und des Gurtverlaufes, ob von dem Verlauf des Gurtes eine potentielle Gefahr ausgeht.
Als besonders vorteilhaft ist der Mehrfachnutzen des abbildenden Sensors für andere Anwendungen, z. B. Out-Of- Position, Blickrichtungserkennung, Sprechererkennung, Insassen­ identifikation.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungs­ beispielen beschrieben.
Die Erfindung geht davon aus, dass als Sensor jeder abbildende Sensor, z. B. 2D- oder 3D-abbildende, verwendet wird. Als Wellenlänge wird sowohl der sichtbare Bereich als auch der nicht sichtbare Bereich gewählt.
Der Sensor wird beispielsweise am Fahrzeughimmel, der A-Säule, der B-Säule (bei Vans in einer der Säulen), am Armaturenbrett, an der Rückseite der Vordersitze, an den Kopfstützen der Vordersitze oder im Rückspiegel angebracht.
Über Mustererkennungsverfahren (z. B. Neuronale Netze, statistische Klassifikatoren) werden entweder
  • - einzelne Körperteile (Hände, Arme, Kopf, Korpus) detektiert und zu einem Körpermodell zusammengefügt,
  • - oder die Körperhaltung über holistische Verfahren bestimmt.
Die Kopfhaltung wird mit Mustererkennungsverfahren (z. B. Neuronale Netze, statistische Klassifikatoren) bestimmt. Beispielsweise werden
  • - einzelne Merkmale des Kopfes (Augen, Ohren, Mund, Nase) einzeln detektiert und zu einem Kopfmodell zusammengefügt,
  • - oder die Kopfhaltung über holistische Verfahren bestimmt.
Der Gurtverlauf wird mit Mustererkennungsverfahren (z. B. Neuronale Netze, statistische Klassifikatoren) und Detektionsverfahren bestimmt.
Die Gurtposition in bezug auf die Körperhaltung wird detektiert und klassifiziert. Es wird unterschieden zwischen korrektem Sitz und nicht korrektem Sitz. In Erweiterung wird das Gefährdungspotential je nach Gurtführung unterschieden.
Die oben angeführte Erfindung wird dahingehend erweitert, dass der Gurt durch für den Sensor sichtbare Marker gekennzeichnet wird. Die Marker können entweder nachträglich auf das Gurtmaterial aufgebracht werden oder in das Gurtmaterial eingebracht werden (z. B.. durch Einweben). Die Marker sind z. B. nur im Infrarotbereich sichtbar. Als besonders vorteilhaft erweist sich dabei, dass man als Markierungen Muster benutzt, die im Sensorumfeld sonst nicht auftreten und die mit Muster­ erkennungsverfahren besonders gut erkannt werden können.
Die Erfindung wird dahingehend erweitert, dass eine Warnung erfolgt, beispielsweise durch ein optisches oder akustisches Signal an
  • - den Insassen, dessen Gurt nicht korrekt angelegt ist,
  • - den Fahrer oder Beifahrer, wenn ein Insasse nicht korrekt angegurtet ist.
Außerdem wird die Warnung z. B. über ein Display dargestellt, das das Bild mit dem nicht korrekt angegurteten Insassen anzeigt.
In einer weiteren Ausführung der Gurtführungserkennung mit einem bildgebenden Sensor wird dessen Information mit der Information eines Druck- oder Wärmesensors oder Sensorfelds, das im Sitz und Rückenlehne integriert ist, fusioniert.
Eine Einrichtung und ein Verfahren der beschriebenen Art ist geeignet, die Gurtführung von Fahrzeuginsassen zu überwachen. Insbesondere ist die Einrichtung und das Verfahren geeignet für die Überwachung von Kindern in Kindersitzen.
Die Erfindung ist nicht auf die angegebenen Ausführungs­ beispiele beschränkt, sondern kann auch in Flugzeugen und Schienenfahrzeugen eingesetzt werden.

Claims (12)

1. Einrichtung zum Erfassen eines Objektes oder einer Person im Innenraum eines Fahrzeugs,
mit zumindest einem bildgebenden Sensor,
mit einer Mustererkennungseinheit,
mit einer Steuereinheit zur Speicherung und Weiterverarbeitung der durch die Mustererkennungseinheit und den bildgebenden Sensor aufgenommenen Daten und Ansteuerung von weiteren Systemen im Fahrzeug,
wobei der bildgebende Sensor und die Mustererkennungseinheit so ausgebildet sind, dass sie den Verlauf des Sicherheitsgur­ tes (Gurtverlauf) mindestens einer der Personen oder Objekte erkennt,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuereinheit bei nicht korrektem Gurtverlauf mit den Erkennungsdaten des bildgebenden Sensors und der Mustererken­ nungseinheit eine Warneinrichtung ansteuert, und dass die Warneinrichtung anzeigt, welches Objekt oder welche Person keine korrekte Gurtführung aufweist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der bildgebende Sensor und die Mustererkennungseinheit die Sitzbelegung, die Körperhaltung, Kopf-, Ohren-, Mund­ position und den Gurtverlauf eines Insassen erkennt und die Insassen identifiziert.
3. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit mit einem Rückhaltesystem gekoppelt ist.
4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit mit Druck- und/oder Wärmesensoren im Sitz gekoppelt ist.
5. Sicherheitsgurt der Gurtmarker besitzt, die für die Sen­ soren der Einrichtung nach Anspruch 1 sichtbar sind und über die Mustererkennungseinheit identifiziert werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Gurtmarker nur im Infrarotbereich sichtbar sind.
6. Verfahren zur Erkennung der Gurtführung,
welche mittels einer Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche den Gurtverlauf von Personen oder Objekten in bezug auf die Körperhaltung erkennt,
wobei mit den durch die Mustererkennungseinheit und den bildgebenden Sensor aufgenommenen Daten weitere Sicherheitssy­ steme im Fahrzeug angesteuert werden, dadurch gekennzeichnet,
dass als Mustererkennungsverfahren statistische Klassifikato­ ren oder neuronale Netze verwendet werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne Körperteile detektiert und zu einem Körpermodell zusammengefügt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Körperhaltung über holistische Verfahren bestimmt wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei nicht korrektem Gurtverlauf mit den Erkennungsdaten des bildgebenden Sensors und der Mustererkennungseinheit eine Warneinrichtung angesteuert wird, und dass über die Warneinrichtung anzeigt wird, welcher Insasse keine korrekte Gurtführung aufweist.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erkennungsdaten des bildgebenden Sensors und der Mustererkennungseinheit mit zur Ansteuerung und Auslösung eines Rückhaltesystems verwendet werden.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erkennungsdaten des bildgebenden Sensors und der Mustererkennungseinheit mit zur Ansteuerung von Druck- und/oder Wärmesensoren im Sitz verwendet werden.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit den Erkennungsdaten des bild­ gebenden Sensors und der Mustererkennungseinheit das Ge­ fährdungspotential unterschieden wird.
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