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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung von zumindest zwei Abschnitten eines Fahrzeuginnenraums mit einer Infrarotkamera nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art sowie ein Fahrzeug zur Durchführung des Verfahrens.
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Mit Hilfe von Kameras lässt sich ein Fahrzeuginnenraum überwachen und darin befindliche Personen beobachten. Dies ermöglicht die Bereitstellung verschiedenster Sicherheits- und Komfortfunktionen im Fahrzeug, wie beispielsweise eine Müdigkeitserkennung der fahrzeugführenden Person. Hierzu werden u.a. Infrarotkameras eingesetzt, was eine verbesserte Bilderkennung bei schlechten Lichtverhältnissen erlaubt.
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An die Positionierung und Ausrichtung der Kameras im Fahrzeuginnenraum werden besondere Anforderungen gestellt, da die Kameras nach Möglichkeit den Großteil des Fahrzeuginnenraums überwachen sollen, dabei jedoch aufgrund der Bauraumsituation und einer Verdeckung des Fahrzeuginnenraums durch beispielsweise Sitze oder sonstige Gegenstände eine eingeschränkte Sicht aufweisen. Zudem können sich sichtbare Kameras nachteilig auf das Fahrzeugdesign auswirken. Es liegt somit das Erfordernis vor, die Anzahl an Kameras im Fahrzeug zu reduzieren, sowie das von einer jeweiligen Kamera erfassbare Sichtfeld zu vergrößern.
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Die
DE 199 21 518 A1 offenbart ein Verfahren und eine hierzu korrespondierende Vorrichtung zur berührungslosen Bestimmung der Temperaturverteilung von Insassenzellen von Kraftfahrzeugen. Das Verfahren sieht die Platzierung einer Infrarotkamera im Fahrzeuginnenraum vor, deren Erfassungsbereich auf einen beweglichen, Infrarotlicht reflektierenden Spiegel gerichtet ist. Der Spiegel wird mit Hilfe eines Aktors bewegt, was es der Kamera ermöglicht, den Innenraum des Fahrzeugs abzutasten. Dies erlaubt es, die Temperatur an verschiedenen Stellen im Fahrzeuginnenraum zu bestimmen, ohne das Strömungsbild der Fahrzeugklimatisierung durch etwaige Messaufbauten nachteilig zu beeinflussen. Das Verfahren erfordert jedoch eine Verstellbewegung des zur Erhöhung des Sichtbereichs der Infrarotkamera verwendeten Spiegels, was insbesondere bei Verwendung des Innenraumspiegels für Fahrzeuginsassen störend sein kann oder eine fahrzeugführende Person sogar ablenken kann. Zudem ist das Ansteuern des Spiegels mit Aufwand verbunden.
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Aus der
DE 10 2019 112 449 A1 ist eine optische Anordnung zur Erfassung von Objekten in einem Fahrzeuginnenraum bekannt. Wenigstens eine im Fahrzeuginnenraum angeordnete Infrarotkamera ist einem, als Spiegelfläche im nicht sichtbaren Spektralbereich ausgestalteten, Reflexionsabschnitt einer Windschutzscheibe und/oder einer Seitenscheibe des Fahrzeugs zugewandt, so dass ein Cockpitbereich und/oder ein seitlicher Bereich des Fahrzeuginnenraums indirekt erfasst wird bzw. werden.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Erfassung eines Fahrzeuginnenraums mit einer Infrarotkamera anzugeben, welches eine besonders einfache Innenraumüberwachung erlaubt und dabei von den Fahrzeuginsassen nicht als störend empfunden wird.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Erfassung von zumindest zwei Abschnitten eines Fahrzeuginnenraums mit einer Infrarotkamera mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie einem Fahrzeug mit wenigstens einer Infrarotkamera, einer Recheneinheit und wenigstens einer Infrarotlicht reflektierenden Scheibe gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus dem hiervon abhängigen Anspruch.
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Bei einem Verfahren zur Erfassung von zumindest zwei Abschnitten eines Fahrzeuginnenraums mit einer Infrarotkamera wird ein Teil des Strahlengangs der Infrarotkamera wenigstens einmal an einer Licht im Infrarotspektrum reflektierenden Oberfläche reflektiert, um das Sichtfeld der Infrarotkamera zu erweitern, wobei erfindungsgemäß als reflektierende Oberfläche eine Scheibe des Fahrzeugs verwendet wird.
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Die Verwendung einer Scheibe des Fahrzeugs als reflektierende Oberfläche zur Erweiterung des Sichtfelds der Infrarotkamera hat verschiedene Vorteile. Durch eine Vergrößerung des Sichtfelds lässt sich Anzahl zur Überwachung des Fahrzeuginnenraums erforderlichen Kameras reduzieren. Somit ist eine bauraumeffiziente Integration von Kameras in das Fahrzeug möglich. Ferner verfügt das Fahrzeug ohnehin über Scheiben, wodurch keine zusätzlichen Bauteile zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wie beispielsweise ein beweglicher Spiegel, erfordert werden, wodurch sich Produktionskosten des Fahrzeugs senken lassen. Durch den Verzicht auf bewegliche Teile erhalten zudem Fahrzeuginsassen keinen Hinweis darauf, dass der Fahrzeuginnenraum überwacht wird, was einer Ablenkung insbesondere der fahrzeugführenden Person entgegenwirkt.
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Die Infrarotkamera ist auf den Fahrzeuginnenraum ausgerichtet und erfasst dabei einen ersten Abschnitt. Im ersten Abschnitt liegt auch die Infrarotlicht reflektierende Scheibe, was es der Infrarotkamera ermöglicht durch die Reflektion einen zweiten Abschnitt des Fahrzeuginnenraums zu erfassen. Ist die Infrarotkamera beispielsweise in das Armaturenbrett des Fahrzeugs integriert und in Richtung des Fahrzeughecks ausgerichtet, so erfasst die Infrarotkamera im ersten Abschnitt beispielsweise den Fahrer, Beifahrer und den nicht durch die Frontsitze versperrten Teil des Fonds des Fahrzeugs. Über die Reflektion in der Scheibe ist die Infrarotkamera dann in der Lage als zweiten Abschnitt beispielsweise den durch die Frontsitze versperrten Teil des Fonds zu erfassen.
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Generell ist es auch möglich, dass der Strahlengang bzw. ein Teil des Strahlengangs der Infrarotkamera auch mehrmals an mehreren Scheiben des Fahrzeugs reflektiert wird. Diese sind entsprechend zueinander angeordnet und ausgerichtet. Dies ermöglicht eine Platzierung der Infrarotkamera an einer Position im Fahrzeuginnenraum, an der ansonsten die erwünschte Überwachung des Fahrzeuginnenraums nicht möglich wäre.
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Bei einem Fahrzeug mit wenigstens einer Infrarotkamera, einer Recheneinheit und wenigstens einer Infrarotlicht reflektierenden Scheibe sind erfindungsgemäß die Infrarotkamera, die Recheneinheit und die reflektierende Scheibe zur Durchführung des im vorigen beschriebenen Verfahrens eingerichtet. Dies bedeutet, dass die als reflektierende Oberfläche verwendete Scheibe zumindest dazu in der Lage ist, aus dem Fahrzeuginnenraum auf die Scheibe einfallendes Infrarotlicht in Richtung des Fahrzeuginnenraums zurück zu reflektieren. Hierzu kann die reflektierende Scheibe beispielsweise mit einer Beschichtung versehen sein. So existieren verschiedene Scheibenmaterialien, insbesondere aus Glas oder Kunststoff, die zur Integration oder Anordnung einer solchen reflektierenden Schicht geeignet sind. Beispielsweise kann hierzu die Glasbeschichtung „Prestige 90 Exterior“ der Firma 3M genutzt werden.
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Insbesondere ist die reflektierende Scheibe so ausgeführt, dass sie für sichtbares Licht transparent ist. Dies bedeutet, dass sichtbares Licht in einer Größenordnung von beispielsweise 30 bis 100 % durch die Scheibe transmittiert wird. Dies ermöglicht einen Lichteinfall in den Fahrzeuginnenraum, sodass dieser trotz Beschichtung nicht abgedunkelt wird, was sich ansonsten nachteilig auf den Komfort der Fahrzeuginsassen auswirken könnte. Von außerhalb des Fahrzeugs in Richtung des Fahrzeuginnenraums gerichtetes Licht, beispielsweise thermische Strahlung der Sonne, wird durch die reflektierende Scheibe ebenfalls reflektiert, sodass dieses Infrarotlicht nicht in den Fahrzeuginnenraum eindringen kann. Dies hat den Vorteil, dass sich der Fahrzeuginnenraum bei Sonneneinstrahlung weniger stark bis gar nicht aufheizt sowie, dass die von der Infrarotkamera erfasste Reflektion des Fahrzeuginnenraums in der Scheibe nicht durch Außenlicht überstrahlt wird, was eine verbesserte Bilderkennung seitens der Infrarotkamera ermöglicht.
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Je nach Anordnung der Infrarotkamera im Fahrzeug wird die Infrarotkamera gezielt auf die reflektierende Scheibe ausgerichtet, so dass die Infrarotkamera die zu überwachenden Abschnitte des Fahrzeuginnenraums erfassen kann. Die Infrarotkamera kann dabei an einer beliebigen Stelle im Fahrzeuginnenraum integriert sein und eine beliebige Ausrichtung aufweisen, also beispielsweise in Richtung der Fahrzeugfront, des Fahrzeughecks, des Dachhimmels, des Fußbodens oder auch einer der Seitenwände ausgerichtet sein.
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Entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung des Fahrzeugs ist zumindest eine reflektierende Scheibe in das Fahrzeugdach integriert. Dies ermöglicht eine zuverlässige Erfassung und Überwachung von Fahrzeuginsassen, wenn diese die Lehne ihres Sitzes zurückstellen, um in eine liegende Position zu verfahren. So erfordern verschiedene Fahrzeugfunktionen die Überwachung der Augen von Personen. Bei einer horizontal ausgerichteten Infrarotkamera und einer sich in einer liegenden Position befindlichen Person ist dies nur bedingt oder gar nicht mehr möglich. Durch die Nutzung von Reflektionen der im Fahrzeugdach integrierten reflektierenden Scheibe können jedoch auch die Augen von sich in einer liegenden Position befindlichen Personen erfasst und überwacht werden.
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Bevorzugt ist zumindest ein Seitenfenster, die Frontscheibe und/oder die Heckscheibe als reflektierende Scheibe ausgeführt. Durch Ausführung eines Seitenfensters als reflektierende Scheibe lässt sich beispielsweise der durch die Frontsitze des Fahrzeugs verdeckte Bereich des Fonds durch die Infrarotkamera seitlich erfassen. Wie bereits erwähnt, ist mittels ein- oder mehrmaliger Reflektion von Infrarotlicht beispielsweise auch über die Frontscheibe und/oder Heckscheibe eine noch größere Erweiterung des Sichtbereichs der Infrarotkamera möglich.
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Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein beliebiges Fahrzeug wie einen PKW, LKW, Transporter, Bus oder dergleichen handeln. Der Fahrzeuginnenraum kann auch mit mehreren Infrarotkameras überwacht werden, wobei dann eine oder auch mehrere der Infrarotkameras die entsprechende Reflektion von einer oder mehrerer Scheiben nutzen, um jeweils mehrere Abschnitte des Fahrzeuginnenraums zu erfassen. Mit Hilfe der Recheneinheit lassen sich die von der oder den Infrarotkameras aufgezeichneten Kamerabilder auswerten. Bei der Recheneinheit kann es sich um einen zentralen Bordcomputer, ein Steuergerät eines Fahrzeuguntersystems oder dergleichen handeln.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erfassung des Fahrzeuginnenraum sowie des Fahrzeugs ergeben sich auch aus den Ausführungsbeispielen, welche nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben werden.
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Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Schnittansicht durch eine Licht im Infrarotspektrum reflektierende Scheibe; und
- 2 eine schematische Schnittansicht durch ein erfindungsgemäßes Fahrzeug.
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1 zeigt einen Abschnitt einer Scheibe 4, welche als Licht im Infrarotspektrum reflektierende Oberfläche genutzt wird, um das Sichtfeld einer in 2 gezeigten Infrarotkamera 2 zu erweitern. Die Scheibe 4 ist für durch einen dicken Pfeil angedeutetes sichtbares Licht 7 transparent, so dass das sichtbare Licht 7 von einer Fahrzeugumgebung 8 in einen Fahrzeuginnenraum 1 eindringen kann, wenn der Fahrzeuginnenraum 1 mittels der Scheibe 4 gegenüber der Fahrzeugumgebung 8 abgegrenzt ist. Entsprechend kann sichtbares Licht 7 auch aus dem Fahrzeuginnenraum 1 in Richtung der Fahrzeugumgebung 8 entkommen.
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Die Scheibe 4 ist beispielsweise mit einer nicht näher dargestellten Beschichtung versehen, wodurch die Scheibe 4 Infrarotlicht reflektierende Eigenschaften erhält. Entsprechend wird aus der Fahrzeugumgebung 8 auf die Scheibe 4 treffendes Infrarotlicht 9 in Richtung der Fahrzeugumgebung 8 zurückreflektiert und aus dem Fahrzeuginnenraum 1 auf die Scheibe 4 treffendes Infrarotlicht 9 in Richtung des Fahrzeuginnenraums 1 zurückgeworden.
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Wie 2 zeigt, erlaubt die in 1 dargestellte Ausführung der Scheibe 4 diese als Reflektor für die Infrarotkamera 2 zu nutzen, um deren Sichtbereich zu vergrößern. In 2 ist die Infrarotkamera 2 in ein Armaturenbrett eines Fahrzeugs 5 integriert und in Richtung des Fahrzeuginnenraums 1 ausgerichtet. Ein Strahlengang 3 des von der Infrarotkamera 2 eingefangenen Lichts teilt sich dabei in einen ersten Teil 3.1 und in einen zweiten Teil 3.2. Mittels des ersten Teils 3.1 ist die Infrarotkamera 2 dazu in der Lage, einen ersten Abschnitt 1.1 des Fahrzeuginnenraums 1 zu erfassen, in diesem Falle einen Fahrer- und Beifahrersitz des Fahrzeugs 5. Dies ermöglicht beispielsweise eine Erfassung und Überwachung der Augen einer fahrzeugführenden Person zur Bereitstellung einer Müdigkeitserkennung.
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In dem Beispiel in 2 ist die Scheibe 4 in das Fahrzeugdach integriert und somit beispielsweise als Schiebedach oder Panoramadach ausgeführt. Durch die Reflektionen der Scheibe 4 ist die Infrarotkamera 2 dazu in der Lage, einen zweiten Abschnitt 1.2 des Fahrzeuginnenraums 1 zu erfassen, in diesem Falle einen Bereich im Fond des Fahrzeugs 5. Hierdurch wird das Sichtfeld der Infrarotkamera 2 erweitert. Es ist nun möglich, auch im Fond des Fahrzeugs 5 sitzende Personen zu erfassen, und auch wenn diese durch den Fahrer- oder Beifahrersitz verdeckt würden.
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Von der Infrarotkamera 2 erzeugte Kamerabilder werden dabei von einer Recheneinheit 6 ausgewertet.
