DE102019212408A1 - Method for determining body weight and / or sitting position, control unit and motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Ein Verfahren zum Ermitteln des Körpergewichts und/oder der Sitzposition eines Fahrzeuginsassen (F) eines Kraftfahrzeugs (10) hat die folgenden Schritte:- Erhalten eines Bildes (B) des Fahrzeuginsassen (F) von einer Kamera (20) des Kraftfahrzeugs (10),- Ermitteln von wenigstens einem Körpermerkmal (M) des Fahrzeuginsassen (F) anhand des Bildes (B) durch ein Merkmalmodul (24) des Kraftfahrzeugs (10), und- Ermitteln des Körpergewichts und/oder der Sitzposition durch ein klassisches Maschinenlernmodul (26) anhand des wenigstens einen ermittelten Körpermerkmals (M).Ferner sind ein Steuergerät (22) und ein Kraftfahrzeug (10) gezeigt.A method for determining the body weight and / or the seating position of a vehicle occupant (F) of a motor vehicle (10) has the following steps: - Obtaining an image (B) of the vehicle occupant (F) from a camera (20) of the motor vehicle (10), - Determination of at least one body feature (M) of the vehicle occupant (F) on the basis of the image (B) by a feature module (24) of the motor vehicle (10), and - Determination of the body weight and / or the seat position by a classic machine learning module (26) on the basis of the at least one determined body feature (M). Furthermore, a control device (22) and a motor vehicle (10) are shown.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln des Körpergewichts und/oder der Sitzposition eines Fahrzeuginsassen eines Kraftfahrzeugs, ein Steuergerät für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a method for determining the body weight and / or the seat position of a vehicle occupant of a motor vehicle, a control device for a motor vehicle and a motor vehicle.
Moderne Kraftfahrzeuge, wie Pkw und Lkw, besitzen Sicherheitssysteme, beispielsweise Sicherheitsgurtsysteme und Gassackmodule, deren Schutzwirkung optimiert werden kann, wenn diese passend auf den Fahrzeuginsassen des jeweiligen Sitzes abgestimmt sind. Insbesondere sind dabei das Gewicht und/oder die Sitzposition des Fahrzeuginsassen von Bedeutung.Modern motor vehicles, such as cars and trucks, have safety systems, for example seat belt systems and gas bag modules, the protective effect of which can be optimized if these are matched to the vehicle occupant of the respective seat. In particular, the weight and / or the seating position of the vehicle occupant are important.
Steuergeräte von Kraftfahrzeugen, insbesondere für sicherheitsrelevante Systeme, sollen jedoch so ressourcenschonend und robust, d. h. mit geringer Komplexität, wie möglich ausgeführt sein. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Ermitteln des Körpergewichts und/oder der Sitzposition eines Fahrzeuginsassen bereitzustellen, das robust und ressourcenschonend ausführbar ist.Control units of motor vehicles, in particular for safety-related systems, should, however, be as resource-saving and robust, i.e. H. with as little complexity as possible. It is therefore the object of the invention to provide a method for determining the body weight and / or the seating position of a vehicle occupant which can be carried out in a robust and resource-saving manner.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Ermitteln des Körpergewichts und/oder der Sitzposition eines Fahrzeuginsassen eines Kraftfahrzeugs, mit den folgenden Schritten:
- - Erhalten eines Bildes des Fahrzeuginsassen von einer Kamera des Fahrzeugs,
- - Ermitteln von wenigstens einem Körpermerkmal des Fahrzeuginsassen anhand des Bildes durch ein Merkmalmodul des Fahrzeugs, und
- - Ermitteln des Körpergewichts und/oder der Sitzposition durch ein klassisches Maschinenlernmodul anhand des wenigstens einen ermittelten Körpermerkmals.
- - Obtaining an image of the vehicle occupant from a camera of the vehicle,
- Determination of at least one body feature of the vehicle occupant on the basis of the image by a feature module of the vehicle, and
- - Determination of the body weight and / or the sitting position by a classic machine learning module based on the at least one determined body feature.
Durch die Verwendung eines klassischen Maschinenlernmoduls ist eine besonders robuste, zuverlässige und ressourcenschonende Bestimmung des Körpergewichtes und/oder der Sitzposition des Fahrzeuginsassen möglich.By using a classic machine learning module, a particularly robust, reliable and resource-saving determination of the body weight and / or the seating position of the vehicle occupant is possible.
Unter einem klassischen Maschinenlernmodul wird im Rahmen dieser Erfindung ein Maschinenlernmodul verstanden, das kein künstliches neuronales Netzwerk ist oder umfasst.In the context of this invention, a classic machine learning module is understood to mean a machine learning module that is not or does not include an artificial neural network.
Zum Beispiel werden mehrere verschiedene Körpermerkmale ermittelt und berücksichtigt.For example, several different body characteristics are determined and taken into account.
In einer Ausgestaltung wird ein Sicherheitssystem, insbesondere ein Sicherheitsgurtsystem und/oder ein Rückhaltesystem in Abhängigkeit des ermittelten Körpergewichts und/oder der ermittelten Sitzposition gesteuert, um das Sicherheitssystem optimal an den Fahrzeuginsassen anpassen zu können.In one embodiment, a safety system, in particular a seat belt system and / or a restraint system, is controlled as a function of the determined body weight and / or the determined seating position in order to be able to optimally adapt the safety system to the vehicle occupant.
Beispielsweise verwendet das klassische Maschinenlernmodul einen symbolischen Ansatz zum maschinellen Lernen, wodurch ressourcenschonend aber zuverlässig das Körpergewicht und/oder die Sitzposition bestimmt wird.For example, the classic machine learning module uses a symbolic approach to machine learning, whereby the body weight and / or the sitting position is determined in a resource-saving but reliable manner.
In einer Ausführungsform verwendet das Maschinenlernmodul beim Ermitteln des Körpergewichts und/oder der Sitzposition ein Klassifikationsverfahren, insbesondere einen Random Forest. Dadurch lässt sich das Körpergewicht und/oder die Sitzposition schnell ermitteln.In one embodiment, the machine learning module uses a classification method, in particular a random forest, when determining the body weight and / or the sitting position. This allows the body weight and / or the sitting position to be determined quickly.
Alternativ oder zusätzlich kann das Maschinenlernmodul beim Ermitteln des Körpergewichts und/oder der Sitzposition ein Regressionsverfahren verwenden, insbesondere eine Support Vector Machine, wodurch eine besonders zuverlässige Ermittlung möglich ist.As an alternative or in addition, the machine learning module can use a regression method when determining the body weight and / or the sitting position, in particular a support vector machine, whereby a particularly reliable determination is possible.
Beispielsweise wird das Bild vorverarbeitet, insbesondere durch Segmentieren des Körpers des Fahrzeuginsassen, sodass die Ermittlung des Körpergewichtes und/oder der Sitzposition weiter vereinfacht werden kann.For example, the image is preprocessed, in particular by segmenting the body of the vehicle occupant, so that the determination of the body weight and / or the seat position can be further simplified.
Zur robusten Erkennung von Körperteilen kann das Merkmalmodul das wenigstens eine Körpermerkmal mittels eines maschinellen Bilderkennungsverfahrens, insbesondere unter Verwendung des Canny-Algorithmus ermitteln. Dabei können insbesondere Parameter der Kamera, zum Beispiel Kalibrationsparameter berücksichtigt werden.For the robust recognition of body parts, the feature module can determine the at least one body feature by means of a machine image recognition method, in particular using the Canny algorithm. In particular, parameters of the camera, for example calibration parameters, can be taken into account.
Um ein besonders ressourcenschonendes Verfahren bereitzustellen, kann das Merkmalmodul bei der Bestimmung des wenigstens einen Körpermerkmals ein klassisches Maschinenlernverfahren, insbesondere mit einem symbolischen Ansatz verwenden.In order to provide a particularly resource-saving method, the feature module can use a classic machine learning method, in particular with a symbolic approach, when determining the at least one body feature.
Zum Beispiel kann ein Random Forest, d.h. ein Klassifikationsverfahren aus mehreren unkorrelierten Entscheidungsbäumen, verwendet werden.For example, a random forest, i.e. a classification method made up of several uncorrelated decision trees, can be used.
In einer Ausführungsform des Verfahrens verwendet das Merkmalmodul bei der Bestimmung des wenigstens einen Körpermerkmals ein künstliches neuronales Netzwerk, wodurch eine Vielzahl an verschiedenen Körpermerkmalen unterschieden werden kann.In one embodiment of the method, the feature module uses an artificial neural network when determining the at least one body feature, as a result of which a multiplicity of different body features can be differentiated.
Zum Beispiel hat das Merkmalmodul ein künstliches neuronales Netzwerk.For example, the feature module has an artificial neural network.
Beispielsweise ist das wenigstens eine Körpermerkmal die Höhe des Körpers, insbesondere des Oberkörpers, die Breite des Körpers, insbesondere des Oberkörpers, die Armlänge wenigstens eines Arms, der Bauchumfang, die Orientierung des Oberkörpers, die Orientierung des Kopfes und/oder die Orientierung wenigstens eines Arms ist, wodurch das Körpergewicht und/oder die Sitzposition genau bestimmbar ist.For example, the at least one body feature is the height of the body, in particular the height of the body Upper body, the width of the body, in particular the upper body, the arm length of at least one arm, the waist circumference, the orientation of the upper body, the orientation of the head and / or the orientation of at least one arm, whereby the body weight and / or the sitting position can be precisely determined .
Die Orientierung wird zum Beispiel relativ zu anderen Körperteilen oder zu einem fahrzeugfesten Teil, wie dem Sitz oder der B-Säule bestimmt.The orientation is determined, for example, relative to other body parts or to a part that is fixed to the vehicle, such as the seat or the B-pillar.
Um die Effektivität des Verfahrens weiter zu steigern, kann das wenigstens eine Körpermerkmal, das zur Ermittlung des Körpergewichts und/oder der Sitzposition herangezogen wird, mittels wenigstens eines Data-Mining Verfahrens ausgewählt werden.In order to further increase the effectiveness of the method, the at least one body feature that is used to determine the body weight and / or the sitting position can be selected by means of at least one data mining method.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist das Bild eine Aufnahme des Fahrzeuginsassen, der auf einem entsprechenden Sitz des Kraftfahrzeugs sitzt, wodurch die Körpermerkmale in der relevanten Situation ermittelt werden, insbesondere in der für das Sicherheitssystem relevanten Stellung.In one embodiment of the invention, the image is a recording of the vehicle occupant who is sitting on a corresponding seat of the motor vehicle, whereby the body features are determined in the relevant situation, in particular in the position relevant to the safety system.
Ferner wird die Aufgabe gelöst durch ein Steuergerät für ein Kraftfahrzeug, das dazu eingerichtet ist, eines der zuvor beschriebenen Verfahren durchzuführen.The object is also achieved by a control device for a motor vehicle that is set up to carry out one of the methods described above.
Die Aufgabe wird zudem durch ein Kraftfahrzeug mit einer Kamera und einem zuvor beschriebenen Steuergerät gelöst.The object is also achieved by a motor vehicle with a camera and a control device described above.
Die zum Verfahren erläuterten Merkmale und Vorteile gelten entsprechend für das Steuergerät sowie das Kraftfahrzeug und umgekehrt.The features and advantages explained for the method apply correspondingly to the control unit and the motor vehicle and vice versa.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie aus den beigefügten Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
- -
1 schematisch ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Steuergerät, - -
2 zeigt äußerst schematisch ein Bild eines Fahrzeuginsassen, und - -
3 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
- -
1 schematically a motor vehicle according to the invention with a control unit according to the invention, - -
2 shows, in a highly schematic manner, an image of a vehicle occupant, and - -
3 a flow chart of a method according to the invention.
Das Kraftfahrzeug
Weiterhin hat das Kraftfahrzeug
Das Steuergerät
Das Steuergerät
In
Hierzu führt das Steuergerät
In einem ersten Schritt S1 nimmt die Kamera
Im nächsten Schritt S2 übermittelt die Kamera
Das Bild
Bereits in diesem Schritt kann ein Canny-Algorithmus (Canny edge detector) zur Kantendetektion verwendet werden.A Canny algorithm (Canny edge detector) can already be used in this step for edge detection.
Hierbei können auch Parameter der Kamera
Das vorverarbeitete Bild wird in einem nächsten Schritt S4 an das Merkmalmodul
Das Merkmalmodul
Ein Körpermerkmal
Beispielsweise wird die Orientierung des Oberkörpers, die Orientierung des Kopfes und/oder die Orientierung der Arme als Körpermerkmal
Dabei kann jeweils entweder die Länge und/oder Orientierung einer der Arme, beide Arme getrennt oder beide Arme gemeinsam bestimmt werden.Either the length and / or orientation of one of the arms, both arms separately or both arms can be determined in each case.
Es werden von dem Merkmalmodul
Die Auswahl, welche Körpermerkmale
Die Bestimmung erfolgt beispielsweise mithilfe eines Data-Mining Verfahrens, manuell oder auf andere geeignete Weise.The determination is made, for example, using a data mining method, manually or in another suitable manner.
Das Merkmalmodul
Zusätzlich kann das Merkmalmodul
Alternativ oder zusätzlich zum klassischen Maschinenlernverfahren ist es ebenfalls denkbar, dass das Merkmalmodul
Die ermittelten Körpermerkmale
In Schritt S6 ermittelt das klassische Maschinenlernmodul
Das klassische Maschinenlernmodul
Beispielsweise wird ein Klassifikationsverfahren, insbesondere ein Random Forest verwendet, um aufgrund der Körpermerkmale
Alternativ oder zusätzlich kann das Maschinenlernmodul
Unabhängig davon, ob eines, beide oder eine Kombination dieser Verfahren verwendet wird, erhält das klassische Maschinenlernmodul
In einem nächsten Schritt S7 steuert das Steuergerät
Beispielsweise wird bei einem schweren Fahrzeuginsassen einem Gurtstraffer des Sicherheitsgurtsystems
Das Rückhaltesystem
Aufgrund der Verwendung eines klassischen Maschinenlernmoduls sind die notwendigen Ressourcen zur Ermittlung des Körpergewichts und/oder der Sitzposition des Steuergerätes
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- KraftfahrzeugMotor vehicle
- 1212
- SitzSeat
- 1414th
- Lenkradsteering wheel
- 1616
- RückhaltesystemRestraint system
- 1818th
- SicherheitsgurtsystemSeat belt system
- 2020th
- Kameracamera
- 2222nd
- SteuergerätControl unit
- 2424
- MerkmalmodulFeature module
- 2626th
- klassisches Maschinenlernmodulclassic machine learning module
- 2828
- B-SäuleB-pillar
- 3030th
- künstliches neuronales Netzwerkartificial neural network
- BB.
- Bildimage
- FF.
- FahrzeuginsasseVehicle occupant
- MM.
- KörpermerkmalBody feature
Claims (14)
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- 2019-08-20 DE DE102019212408.9A patent/DE102019212408A1/en active Pending
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