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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auswerten einer Mehrzahl von
Reflektorantworten eines Systems zur Sitzbelegungserkennung sowie
eine entsprechende Vorrichtung.
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Systeme
zur Sitzbelegungserkennung ermöglichen
eine Überwachung
der Belegung von Sitzplätzen
in einem Fahrzeug. Derzeit sind eine Vielzahl unterschiedlicher
Systeme zur Sitzbelegungserkennung bekannt, die aber hier nicht
weiter ausgeführt werden
sollen. Bei diesen bisher bekannten Systemen zur Sitzplatzerkennung
führt eine
von der normalen Sitzhaltung abweichende Sitzhaltung einer Person
sehr leicht zu Fehldiagnosen. Beispielsweise ist es für bekannte
Systeme schwierig, zu unterscheiden, ob ein Sitzplatz von einem
Erwachsenen, der eine untypische Sitzhaltung eingenommen hat, oder einem
Kleinkind belegt ist. Eine eindeutige Klassifizierung der auf dem
Sitz sitzenden Person ist bisher nicht sicher durchführbar.
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Einen
neueren Ansatz zum Erkennen der Sitzbelegung in einem Fahrzeug zeigt
die Offenlegungsschrift
DE
102 54 200 A1 . Das hierin gezeigte System umfasst zumindest
einen Mikrowellensender und Mittel zum Reflektieren bzw. zum Empfangen von
Mikrowellenstrahlung, die in einem Fahrzeugsitz angeordnet sind.
Der Mikrowellensender und die Mittel zum Reflektieren bzw. zum Empfangen
sind dabei so angeordnet, dass die von dem Mikrowellensender ausgesendete
Strahlung die Mittel zum Reflektieren bzw. zum Empfangen zumindest
bei unbelegtem Fahrzeugsitz erreichen kann und dass die von den Mitteln
zum Reflektieren bzw. zum Empfangen reflektierte bzw. empfangene
Strahlung in Abhängigkeit der
Sitzbelegung beeinflusst wer den kann. Diese Beeinflussung wird
dadurch ermöglicht,
dass die Mittel zum Reflektieren bzw. zum Empfangen mehrere örtlich verteilt
im Sitz angeordnete Elemente zum Reflektieren bzw. zum Empfangen
umfassen, so dass die Anzahl der reflektierenden bzw. empfangenden Elemente
von der Sitzbelegung abhängt.
Bei dem beschriebenen System wird insbesondere die auf Grund von
Beugungserscheinungen variierende Intensität der empfangenen Mikrowellenstrahlung
zur Sitzbelegungserkennung verwendet.
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Ein
weiteres System zum Erkennen der Sitzbelegung eines Fahrzeugs wird
in der Offenlegungsschrift
DE
102 54 202 A1 gezeigt. Das System weist zumindest einen
Mikrowellensender sowie Mittel zum Empfangen bzw. zum Reflektieren
von Mikrowellenstrahlung, die in einem Fahrzeug angeordnet sind, auf.
Der Mikrowellensender und die Mittel zum Empfangen bzw. zum Reflektieren
sind hierbei so angeordnet, dass die empfangene bzw. reflektierte
Intensität
von der Sitzbelegung in dem Fahrzeug abhängt. Zur Darstellung dieser
von der Sitzbelegung abhängigen
Intensität
umfassen die Mittel zum Reflektieren bzw. zum Empfangen mehrere
Elemente zum Reflektieren bzw. zum Empfangen, die während bestimmter
Zeitintervalle selektiv aktiviert bzw. deaktiviert werden können und
die über
eine Zuordnung der Elemente zu den Zeitintervallen voneinander unterscheidbar
sind. Bei dem beschriebenen System wird insbesondere die auf Grund
von Beugungserscheinungen variierende Intensität der empfangenen Mikrowellenstrahlung
zur Sitzbelegungserkennung verwendet.
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Die
Europäische
Patentanmeldung
EP
0 787 998 A2 offenbart eine Mikrowellensystem für die Überwachung
von Räumen.
Das Mikrowellensystem umfasst einen Sender zum Abstrahlen von Mikrowellen-Sendeimpulsen,
einen Empfänger
für den
Empfang der im überwachten
Raumbereich reflektierten Strahlung und eine Aus werteeinrichtung,
welche eine Abtasteinrichtung enthält, mittels der aus dem empfangenen
Signal zu vorgegebenen Zeiten Abtastwerte gewonnen werden. Der Auswerteeinrichtung
sind hierbei ein Verzögerungsglied
mit variierbarer Verzögerungszeit
für den
Abtastzeitpunkt des empfangenen Signals sowie Mittel zur Erzeugung
eines Messwerteprofils aus den ermittelten Abtastwerten zugeordnet.
Das Messwerteprofil repräsentiert
dabei der Entfernung des Objektes zum Empfänger entsprechende Amplitudenwerte,
die zwischen einem vorgebbaren Mindestwert und einem vorgebbaren Höchstwert
des Abstandes zum Empfänger
liegen. Der Auswerteeinrichtung ist optional ein Schwellwertgeber
zugeordnet, mittels dem bei Überschreitung
einer vorgebbaren Schwelle im Messwertprofil ein Alarmkriterium
gebildet wird. Das beschriebene Mikrowellensensorsystem zur Überwachung
von Räumen
kann optional zur Sitzbelegungserkennung in Fahrzeugen verwendet
werden.
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Die
Offenlegungsschrift
DE
101 24 915 A1 zeigt eine Anordnung zur Erfassung des Belegungszustandes
eines Sitzes, insbesondere in Fahrzeugen. Die Anordnung umfasst
einen Sender eines schwachen hochfrequenten Signals und mindestens einen
Empfänger
dieses Signals. Die empfangene Leistung hängt davon ab, ob sich eine
Person zwischen dem Sender und dem Empfänger befindet und wird gemessen
und hinsichtlich ihrer Größe ausgewertet,
insbesondere durch Vergleich mit mindestens einem Schwellenwert.
Einem Sitz können
mehrere Empfänger
zugeordnet sein, wobei einem Sitz oder mehreren Sitzen in einem
Raum oder Fahrzeug ein einziger Sender zugeordnet sein kann.
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Ein
neuartiges, derzeit von der Anmelderin entwickeltes, noch nicht
veröffentlichtes
System zur Sitzbelegungserkennung ist das HOBBIT-System (HOBBIT
= Human-Observation-by-Beam-Interference-Technology).
Das HOBBIT-System besteht aus einer zentralen Basisstation und einzelnen
Reflektoren im Sitz zur Erkennung einer jeweiligen Sitzplatzbelegung.
Bei dem HOBBIT-System
wird eine Beugung, Dämpfung
und Reflektion von hochfrequenten Signalen (zum Beispiel 2,45 GHz
Wellen) nutzbringend angewandt, um die Belegung des Sitzes mit Personen
zu erkennen. Bei dem HOBBIT-System wird ein Raum aller zu überwachenden Sitzplätze innerhalb
einer Fahrgastzelle eines Fahrzeuges mit dem hochfrequenten, elektromagnetischen Wellenfeld
ausgeleuchtet. Dazu sendet die Basisstation frequenzmodulierte Signale
mit einer Frequenz von 2,45 GHz aus, die auf die Reflektoren treffen.
Dort werden sie moduliert reflektiert und von der Basisstation empfangen.
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Die
so erhaltenen Reflektorantworten werden hinsichtlich ihres Pegels
ausgewertet. Dazu wird eine so genannte Dämpfungsdicke berechnet. Die Dämpfungsdicke
bezeichnet den Logarithmus aus dem Verhältnis aus gesendetem und empfangenem Pegel
der jeweiligen gesendeten bzw. empfangenen Signale. Der Wert der
Dämpfungsdicke
ist umso größer, je
geringer der Pegel des von der Basisstation empfangenen reflektierten
Signals ist. Die Dämpfungsdicke
ist also ein Maß für die Sitzbelegung,
so dass aus der Dämpfungsdicke
auf die Belegung des Sitzes mit einer Person oder einem Gegenstand
geschlossen werden kann.
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Ein
derartiges System zur Sitzbelegungserkennung, welches auf dem oben
genannten physikalischen Prinzip basiert, ist derzeit nicht bekannt.
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In
der nicht veröffentlichten
Patentanmeldung der Anmelderin mit dem Aktenzeichen
DE 103 12 740 ist ein System zur Überwachung
der Belegung mehrerer Sitzplätze
in einem Fahrzeug beschrieben, welches mit nur einer HF-Sendereinheit ausgestattet
ist.
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In
der ebenfalls noch nicht offengelegten Patentanmeldung der Anmelderin
mit dem Aktenzeichen
DE 103
41 578 wird vorgeschlagen, eine Belegung eines Sitzes mittels
HF-Signalen zu ermitteln und zusätzlich
mit Hilfe eines Gurtsensors zu erkennen, ob bei den belegten Sitzen
die Sicherheitsgurte angelegt sind.
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Ausgehend
davon liegt der vorliegenden Erfindung nun die Aufgabe zugrunde,
bei einem System zur Sitzbelegungserkennung eine verbesserte Auswertung
der Reflektorantworten zu ermöglichen.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch ein Auswerteverfahren mit den Merkmalen von Anspruch
1 sowie durch eine Auswertevorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch
9 gelöst.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass unterschiedliche
Sitzbelegungen unterschiedliche, insbesondere charakteristische
Reflektorantworten hervorrufen. Mittels spezieller erfindungsgemäßer Verfahren,
mit denen die einzelnen Reflektorantworten oder die an der Basisstation
eines Systems zur Sitzbelegungserkennung empfangenen Pegel ausgewertet
werden, ist damit eine sichere Klassifizierung einer Person auf
einem Sitz möglich.
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Ein
besonderer Vorteil besteht auch darin, dass der erfindungsgemäße Ansatz
zusätzlich
zu bereits bestehenden Systemen zur Sitzbelegungserkennung anwendbar
ist.
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Gemäß dem erfindungsgemäßen Ansatz
erfolgt eine Vorauswertung einzelner Reflektorantworten. Die Vorauswertung
kann speziell auf die einzelnen Bereiche abgestimmt sein, aus denen
die erfassten Reflektorantworten stammen. Nach der Vorauswertung
erfolgt eine Klassifizierung der vorausgewerteten Reflektorantworten,
um das Auswerteergebnis zu bestimmen. Die Vorauswertung hat den
besonderen Vorteil, dass Informationen einzelner Reflektorantworten
gezielt genutzt werden, um zusätzliche Belegungsinformationen
zu erhalten.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen sowie
der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung entnehmbar.
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Um
das erfindungsgemäße Verfahren
zum Beispiel mit einer Airbagsteuerung zu koppeln, kann der Schritt
des Klassifizierens ein Bereitstellen eines Freigabesignals abhängig von
dem Auswerteergebnisses umfassen. Das Freigabesignal kann ein Airbagauslösesignal
sein, das einen Airbag freigibt, wenn erkannt wurde, dass sich eine
Person auf dem Sitz befindet.
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Gemäß einer
ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im Verfahrensschritt (b)
der erste Entscheidungswert abhängig
von einem Vergleich der ersten Reflektorantwort mit einem vorbestimmten
ersten Vergleichswert des ersten Bereichs auf einen ersten Wert
gesetzt und der zweite Entscheidungswert abhängig von einem Vergleich der
zweiten Reflektorantwort mit einem vorbestimmten ersten Vergleichswert
des zweiten Bereichs auf den ersten Wert gesetzt. Im Verfahrensschritt
(c) werden eine Anzahl von Entscheidungswerten, die den ersten Wert
aufweisen, mit einer durch die Schwellwertregel bestimmten ersten
Anzahl verglichen. Gemäß dieser
Ausgestaltung können
sich die Vergleichswerte des ersten und zweiten Bereichs unterscheiden.
Dies ermöglicht
bereits eine Gewichtung der Reflektorantworten einzelner Sitzbereiche.
Alternativ sind die Vergleichswerte des ersten und zweiten Bereichs
gleich. Die Entscheidungswerte der Bereiche werden abhängig davon
gesetzt, ob die Reflektorantworten den zugehörigen Vergleichswert über- oder
unterschreiten. Die Schwellwertregel fordert eine bestimmte erste
Anzahl von Entscheidungswerten, die nach den Vergleichen gesetzt
sind. Dadurch wird sichergestellt, dass das Auswerteergebnis nicht aufgrund
einzelner extremer Messwerte verfälscht wird.
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Um
eine noch exaktere Auswertung der Reflektorantworten der einzelnen
Sitzbereiche zu ermöglichen,
kann für
die einzel nen Sitzbereiche ein zusätzlicher zweiter Vergleichswert
vorgegeben werden. Gemäß dieser
Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass im Verfahrensschritt (b)
der erste Entscheidungswert abhängig
von einem Vergleich der ersten Reflektorantwort mit einem vorbestimmten zweiten
Vergleichswert des ersten Bereichs auf einen zweiten Wert gesetzt
wird und der zweite Entscheidungswert abhängig von einem Vergleich der zweiten
Reflektorantwort mit einem vorbestimmten zweiten Vergleichswert
des zweiten Bereiches auf den zweiten Wert gesetzt wird. Im Verfahrensschritt (c)
wird anschließend
eine Anzahl von Entscheidungswerten, die den zweiten Wert aufweisen,
mit einer durch die Schwellwertregel bestimmten zweiten Anzahl verglichen.
Der Vorteil diese Ausgestaltung liegt darin, dass Reflektorantworten,
die den ersten Vergleichswert verfehlen, trotzdem noch mit in das Auswerteergebnis
eingehen können,
wenn sie den zweiten Vergleichswert erfüllen.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass im Verfahrensschritt
(b) der erste Entscheidungswert auf einen, mit einem vorbestimmten
Gewichtungsfaktor des ersten Bereichs gewichteten Wert der ersten
Reflektorantwort gesetzt wird und der zweite Entscheidungswert auf
einen, mit einem vorbestimmten Gewichtungsfaktor des zweiten Bereichs
gewichteten Wert der zweiten Reflektorantwort gesetzt wird. Im Verfahrensschritt
(c) wird anschließend
eine Summe aus den Entscheidungswerten mit einem durch die Schwellwertregel
bestimmten Summenwert verglichen. Ein solches Verfahren hat den
Vorteil, dass einzelne Reflektorantworten speziell gedichtet werden
können.
So können beispielsweise
von der Sitzmitte stammende Reflektorantworten stärker in
das Auswerteergebnis eingehen als von dem Rand des Sitzes stammende
Reflektorantworten.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung wird im Verfahrensschritt (a) ferner eine
dritte Reflektorantwort eines dritten Bereichs des Sitzes erfasst.
Im Verfahrensschritt (b) wird der erste Entscheidungswert abhängig von
einem Vergleich der ersten Reflektorantwort mit einem vorbestimmten
ersten Vergleichswert des ersten Bereichs auf einen ersten Wert
gesetzt und der zweite Entscheidungswert abhängig von einem Vergleich einer
zusammengefassten zweiten und dritten Reflektorantwort mit einem
vorbestimmten Gruppenvergleichswert des zusammengefassten zweiten
und dritten Bereichs auf einen zweiten Wert gesetzt. Im Verfahrensschritt
(c) wird schließlich
der zweite Entscheidungswert mit einem durch die Schwellwertregel
bestimmten Gruppenwert verglichen und ein Warnsignal abhängig von
dem ersten Entscheidungswert bereit gestellt. Diese Ausgestaltung
ermöglicht
ein Erkennen einer speziellen räumlichen
Charakteristik der Reflektorantworten. Eine solche spezielle Charakteristik
wird beispielsweise dadurch hervorgerufen, dass eine Person auf einer
Kante des Sitzes sitzt. In diesem Fall werden nur die Reflektoren
im Bereich der Kante abgedeckt. Eine Gruppenauswertung der Reflektorantworten
in diesem Bereich ermöglicht
ein Erkennen einer solchen speziellen Sitzposition. Eine zusätzliche
Sicherheit wird dadurch erreicht, dass auch die übrigen Reflektorantworten ausgewertet
werden. Weisen auch diese auf eine spezielle Sitzposition hin, beispielsweise
dadurch, dass sie nicht abgedeckt sind, so kann über das Warnsignal eine Gefährdung der
Person angezeigt werden.
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Vorteilhafterweise
können
einzelne Ausgestaltungen der Auswerteverfahren miteinander kombiniert
werden. Ein solches kombiniertes Auswerteverfahren kann zum Beispiel
folgende Verfahrensschritte umfassen:
- (A) Bestimmen
eines ersten Auswerteergebnisses und eines zweiten Auswerteergebnisses
gemäß unterschiedlicher Ausgestaltungen
des erfindungsgemäßen Auswerteverfahrens;
- (B) Gewichten des ersten Auswerteergebnisses mit einem ersten
Klassifizierungsfaktor und des zweiten Auswerteergebnisses mit einem
zweiten Klassifizierungsfaktor;
- (C) Bereitstellen eines korrelierten Auswerteergebnisses abhängig von
den gewichteten Auswerteergebnissen.
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Eine
Kombination unterschiedlicher Auswerteverfahren hat den Vorteil,
dass dadurch eine noch sicherere Klassifizierung einer Belegung
eines Sitzplatzes ermöglicht
wird.
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Ist
trotz der Kombination mehrerer Auswerteverfahren keine eindeutige
Klassifizierung möglich, so
kann dies über
ein korreliertes Warnsignal angezeigt werden. Das korrelierte Warnsignal
kann auch angezeigt werden, wenn eine eindeutige Klassifizierung
möglich
ist, dabei jedoch festgestellt wird, dass sich eine Person beispielsweise
in einer gefährlichen Sitzposition
befindet. Über
das Warnsignal können somit
Zusatzinformationen angezeigt werden, die durch eine Korrelation
der Auswerteergebnisse unterschiedlicher Auswerteverfahren erzielt
werden.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weisen die
vorbestimmten Bereiche des Sitzes Reflektoren auf, die ein hochfrequentes
Signal reflektieren. Die Reflektorantworten entsprechen dabei einem
Signalpegel des reflektierten Signals.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen sowie
der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung entnehmbar.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren
der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele
näher erläutert. Es zeigen
dabei:
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1 eine
schematische Darstellung eines Systems zur Sitzbelegungserkennung;
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2 ein
Blockschaltbild einer Auswertevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
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3 Reflektorantworten
einer ersten beispielhaften Sitzbelegung;
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4 Reflektorantworten
einer zweiten beispielhaften Sitzbelegung.
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In
den Figuren der Zeichnung sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente
und Signale – sofern nichts
anderes angegeben ist – mit
denselben Bezugszeichen versehen worden.
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1 zeigt
eine schematische Darstellung eines Systems zur Sitzbelegungserkennung
unter Verwendung hochfrequenter Signale. Ein Sitz 1 wird von
einem HF-Sender in einer Basisstation 2 mit einem hochfrequenten
elektromagnetischen Wellenfeld 3 ausgeleuchtet. Der Sitz 1 weist
an unterschiedlichen Stellen mehrere Reflektoren 4, 5, 6, 7 auf,
die das HF-Wellenfeld 3 reflektieren.
Die Reflektoren 4, 5, 6, 7 können die
reflektierten HF-Wellenfelder 4a, 5a, 6a, 7a moduliert
zurücksenden.
Reflektierte HF-Wellenfelder 4a, 5a, 6a, 7a werden
von einem HF-Empfänger
in der Basisstation 2 empfangen. Dadurch ist eine Zuordnung
der reflektierten HF-Wellenfelder 4a, 5a, 6a, 7a zu
den einzelnen Reflektoren 4, 5, 6, 7 möglich.
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2 zeigt
ein Blockschaltbild einer lediglich schematisch dargestellten Auswertevorrichtung 10 gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Die Auswertevorrichtung 10 dient
dem Auswerten einer Mehrzahl von Re flektorantworten eines Systems
zur Sitzbelegungserkennung, wie es zum Beispiel in 1 dargestellt
ist. In diesem Fall kann die Auswertevorrichtung 10 in
der in 1 gezeigten Basisstation 2 integriert
sein oder als extern ausgebildete Einrichtung alternativ mit dieser
verbunden sein. Die erfindungsgemäße Auswerteeinrichtung 10 kann
vorteilhafterweise auch Bestandteil eines nicht dargestellten Airbagsteuergeräts ausgebildet
sein.
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Die
Auswertevorrichtung 10 weist eine Erfassungseinrichtung 12,
eine Bestimmungseinrichtung 13 und eine Klassifizierungseinrichtung 14 auf.
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Die
Erfassungseinrichtung 12 ist derart ausgebildet, um eine
erste Reflektorantwort 16a eines ersten Bereichs eines
Sitzes und einer zweiten Reflektorantwort 16b eines zweiten
Bereichs des Sitzes zu erfassen. Die von der Erfassungseinrichtung 12 erfassten
Reflektorantworten 16a, 16b werden als erfasste
Reflektorantworten 17a, 17b an die Bestimmungseinrichtung 13 weiter
geleitet.
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Die
Bestimmungseinrichtung 13 dient dem Bestimmen eines ersten
Entscheidungswertes 18a aus der ersten erfassten Reflektorantwort 17a und
eines zweiten Entscheidungswertes 18b aus der zweiten erfassten
Reflektorantwort 17b. Die Entscheidungswerte 18a, 18b werden
gemäß vorbestimmter Bestimmungsregeln
bestimmt. Die Bestimmungsregeln können auf die einzelnen Bereiche
des Sitzes abgestimmt sein, von denen die Reflektorantworten stammen.
Die von der Erfassungseinrichtung 12 ermittelten Entscheidungswerte 18a, 18b werden
an die Klassifizierungseinrichtung 14 weiter geleitet.
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Die
Klassifizierungseinrichtung 14 ermittelt ein Auswerteergebnis
aus den Entscheidungswerten 18a, 18b. Dazu klassifiziert
die Klassifizierungseinrichtung 14 Entscheidungswerte 18a, 18b gemäß einer
Schwellwertregel und stellt entsprechend der Klassifizierung das
Auswerteergebnis bereit. Gemäß dem in 2 gezeigten
Ausführungsbeispiel
wird abhängig
von dem Auswerteergebnis ein Freigabesignal in Form eines Airbagauslösesignals 19a und
ein Warnsignal 19b weiter geleitet.
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Das
Auswerteergebnis stellt eine Klassifizierung einer auf dem Sitz
sitzenden Person zum Beispiel in die Kategorien einjähriges Kind
im Kindersitz, leichter Erwachsener, mittelschwerer Erwachsener, etc.
dar. Diese Klassifizierung wird von der Auswertevorrichtung 10 mittels
spezieller Verfahren ermittelt. Diese Verfahren werden als Bestimmungsregeln
in der Bestimmungseinrichtung 13 sowie als Schwellwertregel
in der Klassifizierungseinrichtung 14 umgesetzt. Als Grundlage
der Klassifizierung dienen die Reflektorantworten 16a, 16b,
die den an der Basisstation des Systems zur Sitzbelegungserkennung empfangenen
Pegel der reflektierten HF-Strahlung entsprechen.
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Beispielsweise
kann es sich bei der ersten Reflektorantwort 16a um das
in 1 gezeigte reflektierte HF-Wellenfeld 4a und
bei der zweiten Reflektorantwort 16b um das reflektierte
HF-Wellenfeld 5a handeln. Die erfassten Reflektorantworten 17a, 17b können Dämpfungsdicken
darstellen, die aus den HF-Wellenfelder 4a, 5a ermittelt
wurden. Alternativ können
die Reflektorantworten 16a, 16b bereits Dämpfungsdicken
sein, die aus den HF-Wellenfeldern 4a, 5a ermittelt
wurden und von der Basisstation an die Erfassungseinrichtung 12 weiter
geleitet werden. Die erfassten Reflektorantworten 17a, 17b können in
diesem Fall den Reflektorantworten 16a, 16b entsprechen.
Das Airbagauslösesignal 19a und
das Warnsignal 19b können
genutzt werden, um einen in den Figuren nicht gezeigten Airbag anzusteuern und/oder
freizugeben. Alternativ kann das Auswerteergebnis auch direkt ausgegeben
oder weiterver arbeitet werden. Alternativ können nur ein einzelnes Auswertesignal
oder eine Mehrzahl von Auswertesignalen (nicht gezeigt in den Figuren)
bereitgestellt werden, die beispielsweise von entsprechenden Sicherheitssystemen
in einem Fahrzeug, wie zum Beispiel einem Rückhaltemittel (Airbag, Anschnallgurt, etc.)
weiterverarbeitet werden.
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Abhängig von
den Gegebenheiten können
in der Auswertevorrichtung 10 unterschiedliche Verfahren
zur Auswertung der Reflektorantworten 16a, 16b realisiert
sein. Die unterschiedlichen Verfahren zeichnen sich durch unterschiedliche
Bestimmungsregeln sowie unterschiedliche Schwellwertregeln aus.
In den folgenden Ausführungsbeispielen
wird auf das in 1 beschriebene System zur Sitzbelegungserkennung
Bezug genommen. Die Reflektorantworten entsprechen hier den anhand
von 1 beschriebenen Dämpfungsdicken.
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Im
Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel eines
Auswerteverfahrens mit Schwellwertauswertung beschrieben. Bei dem
Verfahren wird das Auswerteergebnis mittels einer Schwellwertauswertung der
Dämpfungsdicken
der Einzelreflektoren ermittelt. Das Verfahren wird am Beispiel
eines kleinen Erwachsenen, der in Normalposition auf einem Beifahrersitz
sitzt, beschrieben. Der Beifahrersitz wird von dem System zur Sitzbelegungserkennung überwacht.
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3 zeigt
Dämpfungsdicken
verschiedener Reflektoren des Beifahrersitzes auf dem der kleine Erwachsene
in Normalposition sitzt.
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Auf
der horizontalen Achse sind die einzelnen Reflektoren L, HL, HR,
MM, VL, VR eines Sitzes aufgetragen. Bezogen auf 1 kann
der Reflektor L dem in der Rückenlehne
angeordneten Reflektor 7, die mit HL und HR bezeichneten
Reflektoren dem in einem hinteren Bereich der Sitzfläche angeordneten Reflektor 6,
die mit ML und MR bezeichneten Reflektoren dem in einem mittleren
Bereich der Sitzfläche angeordneten
Reflektor 5 und die mit VL und VR bezeichneten Reflektoren
dem in einem vorderen Bereich der Sitzfläche angeordneten Reflektor 4 entsprechen.
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Auf
der horizontalen Achse sind unterhalb der Bezeichnung für den jeweiligen
Reflektor zusätzlich
die jeweils entsprechenden Werte der Dämpfungsdicke D(x) angegeben,
wobei x = [L, HL, HR, MM, VL, VR] die verschiedenen Reflektoren
bezeichnet. Für
den beschriebenen Fall eines kleinen Erwachsenen in Normalposition
weist der Reflektor L einen Dämpfungswert
D(L) = 1,9, der Reflektor HL einen Dämpfungswert D(HL) = 4,5, der
Reflektor HR einen Dämpfungswert
D(HR) = 3,1, der Reflektor MM einen Dämpfungswert D(MM) = 3,8, der
Reflektor VL einen Dämpfungswert
D(VL) = 2,3 und der Reflektor VR einen Dämpfungswert D(VR) = 1,9 auf.
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Auf
der vertikalen Achse sind die von dem erfindungsgemäßen System
zur Sitzbelegungserkennung erfassten Dämpfungsdicken der einzelnen
Reflektoren L, HL, HR, MM, VL, VR aufgetragen.
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Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren führt eine
Dämpfungsdicke
D(x) > 2,5 bei mindestens zwei
der Reflektoren L, HL, HR, MM, VL, VR und eine Dämpfungsdicke D(x) > 2,0 bei mindestens
einem weiteren Reflektor L, HL, HR, MM, VL, VR zum Auslösen des
Airbags.
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In
diesem Fall sind die Bestimmungsregeln für alle Bereiche des Sitzes
identisch. Die Bestimmungsregeln beinhalten einen Vergleich der
einzelnen Reflektorantworten mit einem vorbestimmten ersten Vergleichswert
von 2,5 und einem vorbestimmten zweiten Vergleichswert von 2,0.
Abhängig von
einem Vergleichsergebnis werden die, den einzelnen Reflektoren zugeordneten
Entscheidungswerte gesetzt. Die Entscheidungswerte können dabei Flags
aufweisen, die gesetzt werden, oder den erreichten Vergleichswert
enthalten. Die Entscheidungswerte werden anschließend gemäß der Schwellwertregel
ausgewertet. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren
wertet die Schwellwertregel die Anzahl der Entscheidungswerte aus,
die eine Überschreitung
der Vergleichswerte 2,5 bzw. 2,0 anzeigen. Das Airbagauslösesignal
wird dann ausgegeben, wenn mindestens zwei Entscheidungswerte eine Überschreitung
des Vergleichswertes 2,5 und mindestens ein weiterer Entscheidungswert
eine Überschreitung
des Vergleichswertes 2,0 anzeigen.
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Für die in 3 gezeigten
Dämpfungsdicken führt das
Auswerteverfahren zur Freigabe des Airbags, da die beschriebene
Schwellwertregel erfüllt ist.
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Die
beschriebenen Vergleichswerte, Dämpfungsdicken
sowie die von der Schwellwertregel definierte Anzahl von Entscheidungswerten,
die die Vergleichswerte überschreiten,
sind beispielhaft gewählt und
können
variiert werden. Insbesondere können unterschiedliche
Vergleichswerte für
unterschiedliche Bereiche des Sitzes gewählt werden. Anstelle eines Überschreitens
eines Schwellwertes kann auch ein Erreichen bzw. Unterschreiten
ausgewertet werden.
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Im
Folgenden wird ein weiteres Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Auswerteverfahrens
beschrieben, bei dem die Auswertung mittels Summendämpfungsdickenregel
erfolgt. Unter der Summendämpfungsdicke
ist die Summe aller Dämpfungsdicken
zu verstehen. Gemäß diesem
erfindungsgemäßen Verfahren
wird aus der Summendämpfungsdicke
eine gewichtete Summendämpfungsdicke
SDD gebildet und gemäß einer,
dem Verfahren entsprechenden Schwellwertregel ausgewertet.
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Unter
der gewichtete Summendämpfungsdicke
SDD ist die Summe der gewichteten Dämpfungsdicken zu verstehen,
also
wobei y
i jeweils
einen beliebiger Gewichtungskoeffizient, D(x
i)
eine jeweilige Dämpfungsdicke
und der Index i die Laufweite bezeichnet.
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Gemäß diesem
Verfahren beinhalten die Bestimmungsregeln eine Gewichtung der einzelnen
Reflektorantworten. Die Gewichtung ist dabei abhängig von dem Bereich des Sitzes,
von dem die Reflektorantwort stammt. Die Schwellwertregel beinhaltet
einen Vergleich der aufsummierten gewichteten Reflektorantworten
mit einem vorbestimmten Summenwert. Beispielsweise wird bei einem
Summenwert von größer 12 der
Airbag freigegeben. Der Summenwert entspricht einer gewichteten
Summendämpfungsdicke
SDD. Die gewichtete Summendämpfungsdicke
SDD ergibt sich im Falle des Ausführungsbeispiels der 1 und 3 also
wie folgt: SDD = a·D(L) + b·D(HL) + c·D(HR) + d·D(MM) + e·D(VL) + + f·D(VR),wobei
a, b, c, d, e, f unterschiedliche Gewichtungsfaktoren y für die einzelnen
Bereich sind, aus denen die einzelnen Reflektorantworten (oder Dämpfungsdicken)
D(L), D(HL), D(HR), D(MM), D(VL), D(VR) stammen.
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Werden
diese Dämpfungsdicken
D(L), D(HL), D(HR), D(MM), D(VL), D(VR) der Reflektoren L, HL, HR,
MM, VL, VR jeweils mit dem Faktor y = 1 gewichtet, also
a =
b = c = d = e = f = 1, so ergibt sich mit den Werten der Dämpfungsdicken
D(x) aus 3 eine gewichtete Summendämpfungsdicke
SDD wie folgt: SDD = 1·1,9 + 1·4,5 + 1·3,1 + 1·3,8 + 1·2,3 + 1·1,9 = 17,5
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Die
gewichtete Summendämpfungsdicke SDD
= 17,5 ist also größer als
der von der Schwellwertregel vorgegebene Summenwert von 12. Somit ist
die Summendämpfungsdickenregel
erfüllt
und als Resultat wird der Airbag freigegeben.
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Im
Folgenden wird ein weiteres Ausführungsbeispiel
eines Auswerteverfahrens mittels Korrelation der Einzeldämpfungsdicken
beschrieben. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren
werden die Dämpfungsdicken
einzelner Reflektoren, die Dämpfungsdicken
von Reflektorpaaren oder anderer Gruppen von Reflektoren miteinander
korreliert. Werden bestimme Korrelationswerte überschritten, wird der Airbag
freigegeben. Das erfindungsgemäße Verfahren
wird an einem Grenzfall beschrieben, bei dem eine kleine erwachsene
Person auf der Vorderkante des Beifahrersitzes sitzt.
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4 zeigt
Dämpfungsdicken
der bereits in 3 beschriebenen Reflektoren
L, HL, HR, MM, VL, VR für
den Fall, dass eine kleine erwachsene Person auf der Vorderkante
des Beifahrersitzes sitzt. In diesem Fall weist der Reflektor L
einen Dämpfungswert
D(L) = 0,6, der Reflektor HL einen Dämpfungswert D(HL) = 1,8, der
Reflektor HR einen Dämpfungswert
D(HR) = 1,3, der Reflektor MM einen Dämpfungswert D(MM) = 2,4, der
Reflektor VL einen Dämpfungswert
D(VL) = 2,4 und der Reflektor VR einen Dämpfungswert D(VR) = 3,7 auf.
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Gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
bilden die beiden vorderen Reflektoren VL, VR ein Korrelationspaar,
deren Dämpfungsdicken
D(VL), D(VR) miteinander korreliert werden und gemäß einer
Bestimmungsregel für
den zusammengefassten vorderen Bereich des Sitzes mit einem vorbestimmten
Vergleichswert verglichen werden. Beispielsweise kann der Vergleichswert
für den
vorderen Bereich des Sitzes 6 betragen. Ist die Summe der Dämpfungsdicken D(VL),
D(VR) der Reflektoren VL, VR größer als
6, so kann gemäß einer
entsprechenden Schwellwertregel das Airbagauslösesignal gesetzt werden. Ferner kann
eine mögliche
Schwellwertregel besagen, dass zusätzlich zu dem Airbagauslösesignal
ein Warnsignal gesetzt wird, wenn keine der übrigen Dämpfungsdicken D(x) > 2,5 ist. Dazu werden
die übrigen
Reflektorantworten gemäß entsprechenden
Bestimmungsregeln mit dem Wert 2,5 verglichen, um entsprechende
Entscheidungswerte für
die übrigen
Reflektorantworten zu erhalten.
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Gemäß den in 4 gezeigten
Dämpfungsdicken
D(x) wird das Airbagauslösesignal
gesetzt, da für
die Summe der Dämpfungsdicken
D(VL), D(VR) der Reflektoren VL, VR gilt: D(VL)
+ D(VR) > 6.
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Zusätzlich wird
das Warnsignal gesetzt, da keine Dämpfungsdicke D(x) der übrigen Reflektoren L,
HL, HR, MM größer als
2,5 ist. Gemäß dem Verfahren
wird anhand des Auswerteergebnisses erkannt, dass die Person ganz
vorn, also auf der Vorderkante des Sitzes sitzt, da beide vorderen
Reflektoren VL, VR abgedeckt sind. Als Folge wird der Airbag freigegeben.
Da die Person jedoch eine gefährliche
Position bezüglich
einer Verletzung durch den Airbag eingenommen hat, wird ein Warnsignal
bereitgestellt. Über
das Warnsignal kann beispielsweise eine Warnlampe im Armaturenbrett
des Fahrzeuges angesteuert werden. In diesem Fall zeigt die Warnlampe
eine Gefahrensituation an, da trotz der gefährlichen Sitzposition eine
Auslösung
des Airbags erforderlich ist.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel werden
die Auswerteergebnisse aus bereits beschriebenen Auswerteverfahren
gewichtet oder ungewichtet miteinander korreliert. Wird ein definierter Korrelationswert überschritten,
so wird der Airbag freigegeben. Kann keine eindeutige Aussage ermittelt
werden, ob der Airbag freizugeben ist, so kann ein korreliertes
Warnsignal bereitgestellt werden, über das beispielsweise eine
Warnlampe im Armaturenbrett eingeschaltet wird.
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Das
Verfahren der Korrelation der Auswerteergebnisse aus unterschiedlichen
Auswerteverfahren wird anhand der in 4 gezeigten
Dämpfungsdicken
beschrieben.
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Gemäß dem bereits
beschriebenen Verfahren mit Schwellwertauswertung wird der Airbag
nicht freigeben, da lediglich eine einzige Dämpfungsdicke, nämlich die
Dämpfungsdicke
D(VR) des Reflektors VR, größer als
der definierte, erste vorbestimmte Vergleichswert von 2,5 ist. Gemäß dem bereits
beschriebenen Verfahren mit Summendämpfungsdickenregel wird, bei
einer durchgehenden Gewichtung mit dem Faktor 1, der Airbag freigeben,
da die gewichtete Summendämpfungsdicke
SDD > 12 ist.
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Gemäß dem Verfahren
mittels Korrelation wird, wie bereits anhand von 4 beschrieben
wurde, der Airbag freigeben und zusätzlich das Warnsignal gesetzt.
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Werden
die Auswerteergebnisse der einzelnen Verfahren korreliert, so wird
gemäß einem
korrelierten Auswerteergebnis der Airbag freigeben. Es wird die
Zusatzinformation bereitgestellt, dass eine gefährliche Position eingenommen
wurde, da die Rückenlehne
frei ist.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel
kann ein korreliertes Airbagauslösesignal
dann gesetzt werden, wenn mindestens ein Auswerteergebnis oder alternativ
eine Mehrzahl von Auswerteergebnissen eine Auslösung des Airbags fordern. Zusätzlich oder alternativ
können
die einzelnen Auswerteergebnisse mit unterschiedlichen Gewichtungsfaktoren
gewichtet werden, um einzelne Auswerteverfahren stärker in
die Korrelation der einzelnen Auswerteergebnisse eingehen zu lassen.
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Auch
wenn in den vorangegangenen Ausführungsbeispielen
auf spezielle Ausführungsformen der
Elemente und Signale Bezug genommen wurde, so ist dem Fachmann klar,
dass der erfindungsgemäße Ansatz
für jegliche
Art von Systemen zur Sitzbelegungserkennung eingesetzt werden kann,
die unterscheidbare Reflektorantworten einzelner Sitzbereiche bereitstellen.
Die Reflektorantworten sind dabei nicht auf HF-Signale beschränkt, sondern
es können hier
auch niederfrequente Signal verwendet werden. Die in den Ausführungsbeispielen
genannten Werte sind nur beispielhaft gewählt und können durch andere, geeignete
Werte ersetzt werden. Die Ausführungsbeispiele
können
auch beliebig miteinander kombiniert werden. Ebenso kann es vorteilhaft
sein, die Ausführungsbeispiele
gemäß dem erfindungsgemäßen Ansatz
geeignet zu erweitern. Das bedeutet insbesondere auch, dass weitere
Bestimmungsregeln, Schwellwertregeln und Korrelationsregeln eingeführt werden
können.
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Die
Auswertvorrichtung kann als diskretes Bauteil, beispielsweise als
ASIC, Prozessor oder Mikrocontroller realisiert sein und zusätzlich in
ein vorhandenes System zur Sitzbelegungserkennung eingebaut werden,
oder in andere Steuereinheiten des Fahrzeuges, beispielsweise der
Airbagansteuerung, integriert sein. Das beschriebene Verfahren kann
beispielsweise als VHDL-Code realisiert werden und zum Programmieren
eines Chips genutzt werden.
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Insbesondere
sei auch der schematische Aufbau eines Sitzes in 1 sowie
die Anordnungen der Sensoren nur beispielhaft zu verstehen. Es versteht
sich, dass im Bereich der Sitzfläche
auch mehr oder weniger oder auch keine Sensoren vorgesehen sein
können.
Gleiches gilt auch für
die Lehne.
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Auch
wurden in 2 ein Beispiel mit lediglich
zwei Kanälen
für die
Reflektorantworten beschrieben. Es versteht sich, dass hier auch
mehr als zwei Kanäle
vorgesehen sein können.
