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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schätzung einer Körperhaltung eines Insassen eines Kraftfahrzeugs, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass das Verfahren die Schritte umfasst: Einlesen einer ersten Information, welche einen ersten Körperbereich des Insassen beschreibt; Einlesen einer zweiten Information, welche einen zweiten Körperbereich des Insassen beschreibt; Ermittlung eines Gesamtkörpermodells des Insassen unter Berücksichtigung der Informationen bezüglich des ersten und zweiten Körperbereichs; Bereitstellen des Gesamtkörpermodells an eine Schnittstelle zur Steuerung einer Sicherheits- und/oder Assistenzeinrichtung des Kraftfahrzeugs.
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Stand der Technik
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Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Patentanmeldung
DE 10 2006 056 094 A1 bekannt. Diese Schrift betrifft ein Fahrerassistenzsystem mit einer Steuereinrichtung, die eine Selbstdeaktivierungsfunktion aufweist, gekennzeichnet durch eine Überwachungseinrichtung, die dazu ausgebildet ist, die Anwesenheit des Fahrers auf dem Fahrersitz zu überwachen und bei Abwesenheit des Fahrers die Selbstdeaktivierungsfunktion auszulösen.
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Aus dem Stand der Technik sind weiterhin sogenannte Fahrer- und Insassenbeobachtungssysteme bekannt. Diese basieren bspw. auf 2D sowie 3D-Kameras. Durch die Sensoren werden Körperposen im Fahrzeuginnenraum geschätzt und Skelettmodele abgeleitet. Daraus können Funktionen an den Fahrer und an die Innenraumsituation adaptiert werden. Da die Kamerasensoren eine bestimmte Position und Öffnungswinkeln haben, können Körperposen häufig jedoch nicht komplett abgebildet werden. Je nach der Kameraposition ist bspw. nur eine Aufnahme und Überwachung des Oberkörpers eines Insassen möglich. Eine Platzierung der Kamerasensoren ist aufgrund technischer und räumlicher Restriktionen weiterhin nicht beliebig möglich.
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Offenbarung der Erfindung
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Vorteilhaft ermöglicht hingegen das erfindungsgemäße Verfahren eine kostengünstige und valide Abschätzung eines Gesamtkörpermodells. Ermöglicht wird dies gemäß der Erfindung durch die in den unabhängigen Patentansprüchen angegebenen Merkmale. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Schätzung einer Körperhaltung eines Insassen eines Kraftfahrzeugs ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die Schritte umfasst:
- - Einlesen einer ersten Information, welche einen ersten Körperbereich des Insassen beschreibt;
- - Einlesen einer zweiten Information, welche einen zweiten Körperbereich des Insassen beschreibt;
- - Ermittlung eines Gesamtkörpermodells des Insassen unter Berücksichtigung der Informationen bezüglich des ersten und zweiten Körperbereichs;
- - Bereitstellen des Gesamtkörpermodells an eine Schnittstelle zur Steuerung einer Sicherheits- und/oder Assistenzeinrichtung des Kraftfahrzeugs.
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Hierunter wird verstanden, dass ein Verfahren zur Steuerung einer Sicherheitseinrichtung oder Assistenzeinrichtung eines Kraftfahrzeugs auf Basis eines ermittelten Gesamtkörpermodells adaptiert werden kann. Dabei ist vorgesehen, dass Gesamtkörpermodell unter Berücksichtigung zweier ermittelter Körperbereiche erstellt wird. Das heißt, es wird ein erster Körperbereich erfasst, bspw. der Oberkörper eines Fahrzeuginsassen. Weiterhin wird mit einem zweiten Sensor ein zweiter Körperbereich erfasst, bspw. der Unterkörper des Insassen. Diese beiden Datenmaterialien werden verwendet um ein Gesamtmodell des Insassen zu erstellen. Es sei erwähnt, dass ein Überlappungsbereich nicht zwingend notwendig ist, da aufgrund der bekannten Körperstrukturen fehlende Teilbereiche abgeschätzt werden können. In vorteilhafter weise werden jedoch die für die Adaption der Sicherheits- bzw. Assistenzeinrichtung relevanten Körperbereiche direkt mittels der Sensoren erfasst. Dies kann je nach Anwendungsfall entweder der gesamte Körper des Fahrers sein, um bspw. aufgrund der Körperhaltung spezifische Einstellungen vorzunehmen, bspw. die Sitzeinstellung zu verändern. Dies kann jedoch auch nur auf definierte Körperbereiche bezogen sein, bspw. die Knie- sowie Fußposition, bzw. die Kopfposition, bspw. bei der Ansteuerung von Airbags im Fußbereich, bzw. im Seiten und Frontbereich. In vorteilhafter Weise können im Fahrzeug bereits vorliegende Sensoren, wie bspw. eine Innenraumkamera genutzt werden, um die erforderlichen Daten zu generieren. Vorteilhaft kann auch vorgesehen sein, unterschiedliche Sensortypen einzusetzen, um bspw. ein technisch und wirtschaftliches Optimum zu erzielen.
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In einer möglichen Weiterbildung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren wenigstens einen der weiteren Schritte umfasst:
- - eine Ermittlung der ersten Information, welche einen ersten Körperbereich des Insassen beschreibt;
- - eine Ermittlung der zweiten Information, welche einen zweiten Körperbereich des Insassen beschreibt;
- - eine Anpassung der Sicherheitseinrichtung oder Assistenzeinrichtung des Kraftfahrzeugs auf Basis des bereitgestellten Gesamtkörpermodells.
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Hierunter wird verstanden, dass zusätzlich noch die Ermittlung der ersten und/oder zweiten Information durch das Verfahren erfolgt. Alternativ oder zusätzlich kann das Verfahren auch die Adaption der Sicherheitseinrichtung bzw. der Assistenzeinrichtung des Kraftfahrzeugs durchführen. Als Sicherheitseinrichtung kann bspw. ein Rückhaltesystem wie der Airbag verstanden werden. Eine Assistenzeinrichtung kann bspw. eine automatisierte Sitzeinstellung verstanden werden.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass der erste Körperbereich den Oberkörper des Insassen umfasst.
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Hierunter wird verstanden, dass für das Gesamtkörpermodell eines Insassen auch Informationen über den Oberkörper des Insassen berücksichtigt werden. Hierzu zählen bspw. der Rumpf, der Kopf sowie die Arme und Hände. In vorteilhafter Weise ist es nicht zwingend notwendig, dass mittels der eingelesenen Informationen der gesamte Oberkörper vollständig beschrieben wird, so können auch nur spezifische Bereiche, wie Extremitäten, oder Ankerpunkte, wie Gelenke, berücksichtigt werden.
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In einer möglichen Ausgestaltung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die erste Information im Greenhouse-Bereich des Fahrgastraums ermittelt wird.
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Als Greenhouse des Fahrgastraums kann der Bereich des Fahrzeuginnenraums in Höhe der Frontscheibe, der Seitenscheiben etc. verstanden werden. Vorliegend soll insbesondere der Innenbereich des Fahrgastraums von der Sitzfläche bis hin zum Fahrzeughimmel verstanden werden. Hierdurch wird ein Raum beschrieben, der im Wesentlichen mittels einer regulären Innenraumkamera abgedeckt werden kann.
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In einer bevorzugten Ausführung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass das Ermitteln der ersten Information mittels eines Videosensors erfolgt.
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Hierunter wird verstanden, dass eine Kamera verwendet wird, um die ersten Informationen zu ermitteln. Vorteilhaft wird eine bereits im Fahrzeug vorhandene Kamera hierfür verwendet. Bspw. eignen sich hierzu klassische 2D oder 3D Innenraumkameras. Eine Innenraumkamera kann bspw. vorteilhaft am Fahrzeughimmel und/oder im Bereich oberhalb des Rückspiegels und/oder an den jeweiligen B-Säulen angebracht werden. Denkbar ist auch die Verwendung von mehreren Innenraumkameras, insbesondere um die ersten Informationen von verschiedenen Insassen und/oder in verschiedenen Fahrzeugbereichen zu ermitteln.
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In einer alternativen Weiterbildung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Körperbereich den Unterkörper des Insassen umfasst.
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Hierunter ist zu verstehen, dass Daten bezüglich des Unterkörpers des Insassen bei der Erstellung des Gesamtkörpermodells berücksichtigt werden. Hierbei sollen insbesondere die Beine des Insassen umfasst sein. Als entsprechende relevante Daten können bspw. die Beinhaltung, die Stellung der Beine, die Fußposition Verwendung finden. Wenn die Erkennung der Füße gewährleistet werden kann, lassen sich unterschiedliche Funktionen ableiten. Einen möglicher Einsatzpunkt ist die AirbagSteuerung. Bspw. können die Airbags, die Knie und Fuß bei einem Crash schützen sollen, so gesteuert werden, dass eine ideale Fußhaltung erreicht wird. Damit wird die Schwere der Verletzung reduziert.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Information im Fußraum-Bereich des Fahrgastraums ermittelt wird.
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Hierunter wird verstanden, dass sich die Ermittlung der zweiten Information sich auf die Erkennung der Körperteile im Fußraum eines Fahrzeugs fokussiert. Hierdurch kann der Bereich berücksichtigt werden, welcher nicht mittels einer regulären Innenraumkamera erfasst werden kann. Um eine vollständige Körperpose (z.B. bis zum Fuß) erfassen zu können, kann eine Hardware-Erweiterung Verwendung finden. Das heißt, neben der Innenraumkamera für den oberen Fahrzeuginnenraumbereich, wird eine weitere Sensorvorrichtung eingesetzt, um den Fußbereich des Fahrzeuginnenraums abzudecken. In vorteilhafter Weise wird hierfür ein geeigneter Sensortyp verwendet, bspw. ein kostengünstiger Tiefensensor.
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In einer möglichen Ausführung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass das Ermitteln der zweiten Information mittels eines Ultraschallsensors erfolgt.
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Der Fußraum eines Fahrzeugs eignet sich besonders für die Ultraschallsensoren, die relativ kostengünstig sind und einfach zu integrieren sind. Durch die Abstandswerte lassen eine 3D-Model im Fußraum ableiten. Daraus können die beweglichen Körperteile (z.B. Füße) abgeschätzt werden und ein Gesamtkörpermodel - kombiniert mit einem vorhandenen Fahrerbeobachtungssystem (Innenraumkamera), das z.B. nur den Oberkörper überwachen kann - abgeleitet werden.
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In einer bevorzugten Weiterbildung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die erste Information und die zweite Information in eine Recheneinheit oder ein Steuergerät eingelesen und fusioniert werden.
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In einer alternativen Ausgestaltung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung der ersten Information im Wesentlichen zeitgleich mit der Ermittlung der zweiten Information erfolgt.
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Hierunter wird verstanden, dass beide Ermittlungen parallel verlaufen. Die Ermittlung der ersten sowie der zweiten Information können auch kontinuierlich erfolgen, um eine stetige Überwachung der aktuellen Körperhaltung sowie Bewegungen des Insassen erfassen und auswerten zu können.
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Erfindungsgemäß ist weiterhin eine Vorrichtung zur Schätzung einer Körperhaltung eines Insassen eines Kraftfahrzeugs vorgesehen, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Vorrichtung eingerichtet ist um wenigstens einen der folgenden Schritte auszuführen:
- - Einlesen einer ersten Information, welche einen ersten Körperbereich des Insassen beschreibt;
- - Einlesen einer zweiten Information, welche einen zweiten Körperbereich des Insassen beschreibt,
- - Ermittlung eines Gesamtkörpermodells des Insassen unter Berücksichtigung der Informationen bezüglich des ersten und zweiten Körperbereichs;
- - Bereitstellen des Gesamtkörpermodells an einer Schnittstelle.
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Hierunter ist zu verstehen, dass die Vorrichtung dazu ausgestaltet und eingerichtet ist, um das Verfahren wie oben beschrieben auszuführen. Die Vorrichtung kann bspw. als Steuergerät ausgestaltet sein, welches das zuvor beschriebene Verfahren durchführt. Das Steuergerät kann Mittel umfassen, um das Verfahren durchzuführen. In einer alternativen Ausführung ist die Vorrichtung als Sensorsystem zur Ermittlung der ersten Information ausgestaltet. In einer beispielhaften Ausführung ist die Vorrichtung als 2D- oder 3D-Kamera ausgestaltet. In einer alternativen Ausführung ist die Vorrichtung als Sensorsystem zur Ermittlung der zweiten Information ausgestaltet. In einer beispielhaften Ausführung hierzu ist die Vorrichtung als Ultraschallsensor ausgestaltet. Vorteilhaft ermöglich die Vorrichtung dadurch die Umsetzung des oben beschriebenen Verfahrens. Die sich dadurch ergebenden Vorteile sind im Wesentlichen die gleichen wie bereits zum Verfahren beschrieben.
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Weiterhin ist erfindungsgemäß ein Computerprogramm vorgesehen, das dazu eingerichtet ist, das zuvor beschriebene Verfahren auszuführen. Weiterhin ist erfindungsgemäß ein maschinenlesbares Speichermedium vorgesehen, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist.
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Ausführungsformen
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Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeit der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Figuren.
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Von den Figuren zeigt:
- 1 ein Prozessdiagramm des Verfahrens gemäß einer ersten möglichen Ausgestaltung
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1 zeigt ein Prozessdiagramm des Verfahrens 1 gemäß einer möglichen Ausgestaltung. Das Verfahren 1 startet in einem ersten Schritt S1. Der Start des Verfahrens kann dabei bspw. an die Zündung eines Fahrzeugs gekoppelt sein, so dass das Verfahren nach dem Start automatisch kontinuierlich ausgeführt wird. Denkbar ist jedoch auch, dass das Verfahren bedarfsorientiert gestartet und/oder ausgeführt wird.
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In einem zweiten Schritt S2 erfolgt die Ermittlung der ersten Information. Die erste Information beschreibt einen ersten Körperbereich des Insassen, bspw. dessen Oberkörper. Hierbei können natürlich auch der Rumpf, der Kopf sowie die Extremitäten wie Arme und Hände analysiert werden. Die Datenermittlung erfolgt bspw. mittels der regulären Innenraumkamera. Alternativ ist auch eine separate Kamera denkbar. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass verschiedene Teilbereiche des Innenraums mit verschiedenen Kameras ausgestattet sind. Auf diese Weise können bspw. die Insassen auf den Vordersitzen von einer Kamera analysiert werden und die Insassen auf der hinteren Sitzreihe (Fond-Bereich) von einer weiteren Kamera analysiert werden.
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In einem weiteren Schritt S3 werden diese ersten Informationen eingelesen, um im weiteren Verlauf bspw. mittels eines Steuergerätes ausgewertet werden zu können.
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In einem weiteren Schritt S4 erfolgt die Ermittlung der zweiten Information. Die zweite Information beschreibt einen zweiten Körperbereich des Insassen, bspw. dessen Unterkörper. Hierbei können natürlich die Fußposition sowie Beinstellung überwacht und analysiert werden. Die Datenermittlung erfolgt bspw. mittels eines Ultraschallsensors. Alternativ ist auch weitere kostengünstige Abstandsmessvorrichtungen denkbar. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass jeder Teilbereich der einem spezifischen Fahrzeuginsassen zugeordnet werden kann, mit einem eigenen Ultraschallsensor überwacht wird. Die so erfassten direkten Informationen werden in einem Schritt S5 eingelesen, um im weiteren Verlauf bspw. mittels eines Steuergeräts ausgewertet werden zu können. Die Ermittlung der zweiten Information erfolgt unabhängig von der Ermittlung der ersten Information. Die Ermittlung der zweiten Information ist, wie in 1 dargestellt, bspw. der Ermittlung der ersten Information nachgelagert - jedoch kann die Ermittlung der beiden Informationen auch parallel oder zeitgleich erfolgen.
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In einem nächsten Schritt S6 erfolgt unter Berücksichtigung der eingelesenen ersten und zweiten Informationen eine Ermittlung eines Gesamtkörpermodells eines Insassen. In dem Ausführungsbeispiel von 1 werden hierbei die ersten und zweiten Informationen erstmals zusammengeführt und gemeinsam ausgewertet. Hierbei spricht man auch von einer Datenfusion. Die Auswertung erfolgt dabei in einem gemeinsamen Steuergerät, beispielsweise ein Airbag-Steuergerät. Hierbei können natürlich auch weitere Informationen berücksichtigt werden. Als Ergebnis liegt ein Gesamtkörpermodell eines Insassen vor, bzw. Gesamtkörpermodelle von mehreren bis zu allen Fahrzeuginsassen. Diese Daten werden in einem nächsten Schritt S7 zur weiteren Verarbeitung oder Verwendung bereitgestellt. Bspw. an eine Schnittstelle zu einer Sicherheitseinrichtung. Als Sicherheitseinrichtung kann bspw. ein Airbag oder ein sonstiges Rückhaltesystem angesehen werden. Auch stellen automatisierte Fahrfunktion Sicherheitseinrichtungen dar. In einem Schritt S8 wird die entsprechende Sicherheitseinrichtung an die ermittelten und bereitgestellten Daten aus Schritt S7 angepasst. Das Verfahren wird in einem Schritt S9 beendet, bspw. wenn das Fahrzeug abgestellt ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006056094 A1 [0002]
