DE102014214352A1 - Method and arrangement for operating an occupant observation system - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Insassenbeobachtungssystems (3) eines Fahrzeugs, insbesondere Fahrerbeobachtungssystem eines Kraftfahrzeugs (1), wobei das Insassenbeobachtungssystem (3) wenigstens eine Kameraeinrichtung (4) zum Erfassen zumindest eines Insassen aufweist, wobei die Kameraeinrichtung (4) wenigstens einmal kalibriert wird. Dabei sind folgende Schritte vorgesehen: – Bestimmen wenigstens eines feststehenden Merkmals (9) im Innenraum (2) des Fahrzeugs, – Ausrichten der Kameraeinrichtung (4) bei Inbetriebnahme, Erfassen des wenigstens einen Merkmals (9) mittels der Kameraeinrichtung (4) und Ermitteln und Speichern der Position des Merkmals (9) in einem von der Kameraeinrichtung (4) erfassten Bild, – Kalibrieren der Kameraeinrichtung (4) im Betrieb durch erneutes Erfassen des wenigstens einen Merkmals (9) mittels der Kameraeinrichtung (4), Ermitteln seiner aktuellen Position und Vergleichen der gespeicherten Position mit der aktuellen Position.The invention relates to a method for operating an occupant observation system (3) of a vehicle, in particular driver observation system of a motor vehicle (1), wherein the occupant observation system (3) has at least one camera device (4) for detecting at least one occupant, wherein the camera device (4) at least once is calibrated. The following steps are provided: determining at least one stationary feature in the interior of the vehicle, aligning the camera device during commissioning, detecting the at least one feature by means of the camera device and determining and Storing the position of the feature (9) in an image captured by the camera device (4), calibrating the camera device (4) during operation by re-acquiring the at least one feature (9) by means of the camera device (4), determining its current position and Compare the stored position with the current position.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Betreiben eines Insassenbeobachtungssystems eines Fahrzeugs, insbesondere eines Fahrerbeobachtungssystems eines Kraftfahrzeugs.The invention relates to a method and an arrangement for operating an occupant observation system of a vehicle, in particular a driver observation system of a motor vehicle.
Stand der TechnikState of the art
Um die Sicherheit im Verkehr zu erhöhen und um den Benutzungskomfort eines Kraftfahrzeug insbesondere für den Fahrer zu verbessern, ist es bekannt, den Fahrer und gegebenenfalls auch weitere Insassen des Fahrzeugs durch ein Insassenbeobachtungssystem zu beobachten. So ist es beispielsweise bekannt, durch ein derartiges System die Kopfposition des Fahrers zu bestimmen, um dann in Abhängigkeit der erfassten Kopfposition die Ausrichtung eines durch ein Head-Up-Display erzeugten Bildes anzupassen beziehungsweise auszurichten, so dass der Fahrer die angezeigten Daten stets im Blick hat. Hierzu wird beispielsweise eine Blickrichtung des Fahrers erfasst.In order to increase the safety in traffic and to improve the ease of use of a motor vehicle, in particular for the driver, it is known to observe the driver and possibly also other occupants of the vehicle by an occupant observation system. It is thus known, for example, to determine the head position of the driver by means of such a system, in order then to adapt or align the orientation of an image generated by a head-up display, so that the driver always keeps an eye on the displayed data Has. For this purpose, for example, a line of sight of the driver is detected.
Um die Blickverfolgung stets mit hoher Genauigkeit durchführen zu können, müssen das Insassenbeobachtungssystem und insbesondere die Kameraeinrichtung kalibriert werden. Dazu ist es bekannt, Kamera-interne Parameter wie Verzeichnung, Kammerkonstante und Hauptpunktlage bei der Installation des Systems zu erfassen und einzustellen. Ebenso wird die Einbaulage der Kameraeinrichtung bei der Installation berücksichtigt.In order to always be able to perform the eye tracking with high accuracy, the occupant observation system and in particular the camera device must be calibrated. For this purpose, it is known to capture and set internal camera parameters such as distortion, chamber constant and main point location during installation of the system. Likewise, the installation position of the camera device is taken into account during installation.
Durch im Betrieb auftretende Beschleunigungen und/der Vibrationen kann es dazu kommen, dass sich die Lage der Kameraeinrichtung mit der Zeit verändert. By occurring during operation accelerations and / or vibrations, it may happen that the position of the camera device changes over time.
Auch Materialveränderungen oder Temperaturbedingte Lageänderungen können mit der Zeit auftreten.Also, material changes or temperature-induced changes in position can occur over time.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass eine Kalibrierung der Kameraeinrichtung beziehungsweise des Insassenbeobachtungssystems im Betrieb des Insassenbeobachtungssystems durchgeführt wird, so dass Veränderungen, die mit der Lebenszeit des Insassenbeoachtungssystems auftreten können kompensiert und ausgeglichen werden können, so dass auch noch nach einer langen Lebensdauer das Insassenbeobachtungssystem mit einer hohen Genauigkeit verlässlich funktioniert. Erfindungsgemäß ist hierzu vorgesehen, dass zunächst wenigstens ein feststehendes Merkmal im Innenraum des Fahrzeugs bestimmt wird. Bei ihrer Erst-Inbetriebnahme wird die Kameraeinrichtung nach ihrer Montage zunächst durch bekannte Verfahren ausgerichtet, wobei zusätzlich das wenigstens eine Merkmal mittels der Kameraeinrichtung erfasst und seine Position im Bild der Kamera ermittelt und gespeichert wird. Im Betrieb beziehungsweise Normalbetrieb der Insassenbeobachtungssystems wird dann zur Kalibrierung beziehungsweise Nachkalibrierung das wenigstens eine Merkmal erneut mittels der Kameraeinrichtung erfasst und seine aktuelle Position in dem Bild der Kameraeinrichtung ermittelt und mit der gespeicherten Position des Merkmals verglichen. Aus dem Vergleich lässt sich auf eine Veränderung der Lage der Kameraeinrichtung schließen und damit Lageänderungen softwareseitig auf einfache Art und Weise ausgeglichen beziehungsweise kalibriert werden.The inventive method with the features of claim 1 has the advantage that a calibration of the camera device or the occupant observation system is carried out during operation of the occupant observation system, so that changes that can occur with the lifetime of the occupant observation system can be compensated and compensated, so that even After a long life, the occupant observation system works reliably with high accuracy. According to the invention, provision is made for this purpose to first determine at least one stationary feature in the interior of the vehicle. During its initial startup, the camera device is initially aligned after assembly by known methods, wherein additionally detects the at least one feature by means of the camera device and determines its position in the image of the camera and stored. During operation or normal operation of the occupant observation system, the at least one feature is then recaptured by the camera device for calibration or recalibration and its current position in the image of the camera device is determined and compared with the stored position of the feature. From the comparison, it is possible to conclude a change in the position of the camera device and thus to compensate or calibrate changes in position on the software side in a simple manner.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kameraeinrichtung im Betrieb mehrmals kalibriert wird. Dadurch wird die Genauigkeit der Insassenbeobachtung auf Dauer beibehalten.According to an advantageous development of the invention, it is provided that the camera device is calibrated several times during operation. This will permanently maintain the accuracy of occupant observation.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Kameraeinrichtung im Betrieb regelmäßig kalibriert wird. Insbesondere wird die Kameraeinrichtung im Betrieb auf die zuvor beschriebene Art und Weise in vorgebbaren Zeitabständen regelmäßig kalibriert, beispielsweise in Abhängigkeit von der Laufleistung des Fahrzeugs, zum Beispiel gemessen in gefahrenen Kilometern, oder von der Laufleistung des Beobachtungssystems, insbesondere gemessen in Stunden und/oder Minuten. Auch ist es denkbar, nach jeder Inbetriebnahme des Insassenbeobachtungssystems die erfindungsgemäße Kalibrierung erneut durchzuführen.Furthermore, it is preferably provided that the camera device is calibrated regularly during operation. In particular, the camera device is regularly calibrated during operation in the manner described above at predeterminable time intervals, for example as a function of the mileage of the vehicle, for example measured in kilometers driven, or on the mileage of the observation system, in particular measured in hours and / or minutes , It is also conceivable to carry out the calibration according to the invention again after each commissioning of the occupant observation system.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass als Merkmal die Kontur eines Sitzes, eines Fensters, eines Karosserieteils, einer Kopfstütze und/oder eines Lenkrads verwendet wird. Hierbei ist also vorgesehen, dass für die Kalibrierung sowieso schon vorhandene und visuell erfassbare Merkmale des Fahrzeugs für die Kalibrierung genutzt werden. Dabei wird vorzugsweise berücksichtigt, dass sich die Sitzposition und damit auch die Position einer Kopfstütze des Sitzes verändern lässt. Bei einer elektromotorischen Ansteuerung eines Sitzes lassen sich Positionsdaten leicht generieren und bei der Kalibrierung somit berücksichtigen. Lässt sich der betroffen Sitz nur mechanisch beziehungsweise manuell verstellen, so sind vorteilhafterweise Mittel vorgesehen, die eine Positionserfassung unabhängig von der Kameraeinrichtung erlauben.According to a preferred embodiment of the invention it is provided that the contour of a seat, a window, a body part, a headrest and / or a steering wheel is used as a feature. In this case, it is provided that for the calibration already existing and visually detectable features of the vehicle are used for the calibration anyway. It is preferably taken into account that the seat position and thus also the position of a headrest of the seat can be changed. With electromotive control of a seat position data can be easily generated and thus taken into account in the calibration. If the affected seat can only be adjusted mechanically or manually, means are advantageously provided which permit position detection independently of the camera device.
Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass als Merkmal eine Orientierungsmarke im Innenraum angebracht wird. Bei der Orientierungsmarke handelt es sich beispielsweise um eine bestimmte Form oder ein bestimmtes Zeichen, auch ein 3D-Punktfeld ist denkbar, das von der Kameraeinrichtung eindeutig erkannt und ausgewertet werden kann.Furthermore, it is preferably provided that as a feature an orientation mark is mounted in the interior. The orientation mark is, for example, a specific shape or a specific character, which is also a 3D point field conceivable that can be clearly recognized and evaluated by the camera device.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass als Merkmal wenigstens ein im Innenraum angeordnetes Leuchtmittel verwendet wird. Damit ist dann eine Kalibrierung des Systems beispielsweise auch bei Nachtfahrten möglich.According to an advantageous development of the invention, it is provided that at least one illuminant arranged in the interior is used as the feature. Thus, a calibration of the system, for example, even at night driving is possible.
Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass als Merkmal wenigstens ein Reflektorelement in dem Innenraum angeordnet wird. Das Reflektorelement bietet auch bei schlechteren Lichtverhältnissen noch eine ausreichend gute Orientierung.It is particularly preferably provided that at least one reflector element is arranged in the interior as a feature. The reflector element still offers a sufficiently good orientation even in poorer lighting conditions.
Insbesondere ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass der Kameraeinrichtung wenigstens ein Beleuchtungsmittel, insbesondere ein Infrarotstrahler zugeordnet wird, das zumindest zur Kalibrierung, insbesondere zum Anleuchten des Reflektorelements, aktiviert wird. Hierdurch wird gewährleistet, dass die Kalibrierung des Systems zu jeder Zeit möglich ist.In particular, it is advantageously provided that the camera device is assigned at least one illumination means, in particular an infrared radiator, which is activated at least for calibration, in particular for illuminating the reflector element. This ensures that the calibration of the system is possible at any time.
Die erfindungsgemäße Anordnung zum Betreiben eines Insassenbeobachtungssystems eines Fahrzeugs, insbesondere eines Fahrerbeobachtungssystem eines Kraftfahrzeugs, weist wenigstens eine Kameraeinrichtung zum Erfassen zumindest eines Insassen auf sowie Mittel zum Kalibrieren der Kameraeinrichtung, insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die erfindungsgemäße Anordnung zeichnet sich durch mindestens ein im Innenraum des Fahrzeugs feststehend angeordnetes Merkmal aus. Bei dem feststehenden beziehungsweise karosseriefesten Merkmal handelt es sich also um ein Merkmal, dass sich stets an derselben Stelle im Fahrzeug befindet und insbesondere stets unabhängig von im Innenraum des Fahrzeugs befindlichen Personen aufzufinden ist.The arrangement according to the invention for operating an occupant observation system of a vehicle, in particular a driver observation system of a motor vehicle, has at least one camera device for detecting at least one occupant and means for calibrating the camera device, in particular for carrying out the method according to the invention. The arrangement according to the invention is characterized by at least one fixed feature arranged in the interior of the vehicle. The fixed or body-mounted feature is therefore a feature that is always located at the same location in the vehicle and, in particular, is always to be found independently of persons located in the interior of the vehicle.
Besonders bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass das Merkmal als Reflektorelement und/oder Orientierungsmarke ausgebildet ist. Insbesondere ist vorgesehen, dass das Reflektorelement dazu ausgebildet ist, Infrarotstrahlung zu reflektieren. Zweckmäßigerweise ist dabei der Kameraeinrichtung wenigstens ein Infrarotstrahler zugeordnet, der das Reflektorelement anstrahlt. Dadurch ist es möglich, eine Kalibrierung des Systems auch im Dunkeln durchzuführen, ohne das der Fahre davon gestört wird.It is particularly preferred that the feature is designed as a reflector element and / or orientation mark. In particular, it is provided that the reflector element is designed to reflect infrared radiation. Expediently, the camera device is assigned at least one infrared radiator which illuminates the reflector element. This makes it possible to perform a calibration of the system in the dark, without the driver of it is disturbed.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Dazu zeigt die einzigeIn the following, the invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. The only one shows
Figur ein Kraftfahrzeug mit einem Insassenbeobachtungssystem in einer vereinfachten Darstellung.Figure a motor vehicle with a passenger observation system in a simplified representation.
Die Figur zeit in einer vereinfachten Darstellung ein Kraftfahrzeug
Bei der Montage des Insassenbeobachtungssystems
Das Insassenbeobachtungsystem
Dadurch, dass das Merkmal
Dabei wird die Position des Merkmals
Zur Kalibrierung des Insassenbeobachtungsystems
Ergibt der Vergleich, dass die aktuelle Position des Merkmals
Somit wird das Insassenbeobachtungsystem
Alternativ zu einer reflektierenden Ausbildung des Merkmals
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