DE112014002961B4

DE112014002961B4 - Überschlag-Warnung für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE112014002961B4
Application number: DE112014002961.0T
Authority: DE
Inventors: Fredrich Claezon; Carl Fredrik Ullberg; Mikael Lindberg
Original assignee: Scania CV AB
Current assignee: Scania CV AB
Priority date: 2013-07-18
Filing date: 2014-06-30
Publication date: 2019-02-07
Anticipated expiration: 2034-07-01
Also published as: SE538987C2; DE112014002961T5; WO2015009222A1; SE1350902A1

Abstract

Verfahren (300) auf einer Recheneinheit (120) zur Feststellung des Überschlagens eines Fahrzeugs (100), wobei das Verfahren umfasst:
Bestimmung (301) einer Normalebene (140) durch Messung eines Abstands (A1) in der Vertikalrichtung eines Fahrzeugs zwischen einer 3D-Kamera (110-1, 110-2) im Fahrzeug (100) und einem Untergrund (130) wenn sich das Fahrzeug (100) in einer Horizontalposition befindet, bei der die 3D-Kamera (110-1, 110-2) aus einer TOF-Kamera, einer Stereo-Kamera und/oder einer plenoptischen Kamera besteht;
Messung (302) des Abstands (A2, A3) zwischen der 3D-Kamera (110-1, 110-2) und dem Untergrund (130) unter dem Fahrzeug anhand der 3D-Kamera (110-1, 110-2);
Berechnung (303) des Unterschieds zwischen dem gemessenen (302) Abstand (A2, A3) und dem Abstand (A1) zur bestimmten (301) Normalebene (140);
Feststellung (304), dass das Fahrzeug (100) kurz davor ist, sich zu überschlagen, wenn der berechnete (303) Unterschied einen Schwellenwert übersteigt;
Feststellung (305) eines Objekts (150) auf dem Untergrund (130) anhand einer 3D-Kamera (110-1, 110-2), von dem angenommen wird, dass es auf das Fahrerhaus (105) bei einem Überschlagen aufschlagen kann, wobei die Feststellung (304), dass das Fahrzeug (100) kurz davor ist, sich zu überschlagen und/oder die Feststellung (305) eines Objekts (150), das möglicherweise auf das Fahrerhaus (105) bei einem Überschlag aufschlagen kann, verwendet werden, um eine Schutzmaßnahme zum Schutz des Fahrers des Fahrzeugs auszulösen.

Description

Technischer Bereich der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Recheneinheit bei einem Fahrzeug. Konkret bezieht sich die Erfindung auf einen Mechanismus zur Feststellung eines Überschlagens eines Fahrzeugs.
Hintergrund
Ein Fahrzeug kann auf einer Fahrbahn kippen, beispielsweise aufgrund einer stark asymmetrisch platzierten Ladung und/oder einem unebenen Untergrund, beispielsweise beim Fahren in einen Graben oder dergleichen.
Fahrzeug bezieht sich in diesem Zusammenhang beispielsweise auf ein Gütertransportfahrzeug, einen Langstrecken-Sattelschlepper, einen Lieferwagen, ein Transportfahrzeug, einen Radlader, einen Bus, ein Geländefahrzeug, ein Kettenfahrzeug, einen Panzer, ein Vierräder, ein Auto oder ein ähnliches motorisiertes bemanntes oder unbemanntes Transportmittel zur landgebundenen geografischen Fortbewegung.
Ein solches Kippen kann wiederum ein Überschlagen des Fahrzeugs verursachen, wodurch der Fahrer des Fahrzeugs schwer verletzt werden kann. Im Fall von Schwerlastfahrzeugen sind Unfälle mit Überschlagen vermutlich die häufigsten Todesursachen bei Fahrern.
Ein Kollisionssensor, der eine Art von Beschleunigungssensor und Gyroskop enthält, die Beschleunigungen und Rotationsbeschleunigungen erfassen, wird häufig zur Feststellung verwendet, ob ein Fahrzeug kurz davor ist, sich zu überschlagen. Ein Fahrzeugmodell kann verwendet werden, das anhand von Berechnungen ein Signal generiert, wenn ein aktueller Neigungswinkel und eine aktuelle Beschleunigung über die Position hinausgehen, in der das Fahrzeug spurstabil ist, und dieses folglich kurz davor ist, sich zu überschlagen. Da ein Schwerlastfahrzeug sich relativ langsam überschlägt, wird häufig bei diesem Vorgang lange gewartet, um das Risiko der zu frühen oder fehlerhaften Auslösung der Seitenairbags zu verhindern.
Die Kalibrierung eines Kollisionssensors zur Bewältigung von Unfällen dieser Art erfordert mehrere Crashtests, bei denen Beschleunigungsmesserdaten für jede Position und Fahrzeugart gemessen werden, für die der Einbau eines Kollisionssensors und Schutzes gegen Überschlagen gewünscht sind. Das ist überaus teuer und zeitaufwändig.
Der Kollisionssensor mit Beschleunigungsmesser und Gyroskop kann nicht per se feststellen, ob für das Fahrzeug das Risiko eines Überschlagens und der Kollision mit einem Felsen besteht, und wird folglich Seitenairbags nicht rechtzeitig bei einem entsprechenden Unfall auslösen. Dies kann potenziell gelöst werden durch den zusätzlichen Einbau eines oder mehrerer Drucksensoren, die beispielsweise in den Türen eingebaut werden. Diese haben die Funktion zu erfassen, wenn die Seite des Fahrzeugs auf den Boden aufschlägt, um dann die Seitenairbags in solchen Fällen früher als sonst auszulösen. Es handelt sich um Fälle, bei denen das Fahrzeug sich bei der Kollision mit einem Stein oder einem Objekt überschlägt, das aus der Grundebene hervorsteht.
Jedoch benötigt der Einbau entsprechender Drucksensoren zusätzliche Verkabelung, die in den Türen verlegt werden muss. Folglich sind zusätzliche Arbeitsschritte und Materialkosten erforderlich.
Ein Kollisionssensor ist ein teures Bauelement, das außerdem über einen sehr begrenzten Anwendungsbereich verfügt, und er kann nur das Überschlagen des Fahrzeugs feststellen, kann jedoch nicht feststellen, ob ein anderes Fahrzeug kurz davor ist, die Seite des Fahrzeugs zu rammen oder ob das Fahrzeug kurz davor ist, ein Hindernis zu rammen usw.
Es steht fest, dass noch viel getan werden muss, um die Feststellung von Risiken zu verbessern, welche die Auslösung eines anschließenden Kollisionsschutzes verursachen, und um die Kosten davon zu senken.
Stand der Technik
WO 2010/125 492 A1 offenbart ein Laser-Bildgebungssystem zum Ermitteln von Fahrdynamikparametern eines Fahrzeugs. Das Laser-Bildgebungssystem basiert auf einer Laserdiode, dessen Laserstrahlen auf die Straßenoberfläche gerichtet sind. Ein kompaktes Bildgebungsverfahren, das einen Bildgebungsmatrixsensor umfasst, wie eine CCD oder CMOS Kamera, erfasst Orte, Abstände und Entfernungen der einzelnen Laserpunkte. Der Beladezustand und der Nick- und Rollwinkel des Fahrzeugs kann durch eine Auswertung der Veränderung der Orte oder Abstände der Laserpunkte bestimmt werden.
DE 102 42 687 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Überrollerkennung in einem Fahrzeug. Dabei werden mindestens zwei Detektoren zur Höhenmessung gegenüber dem Boden unter dem Fahrzeug verwendet, wovon ein Detektor im Bereich des Fahrzeugdaches und ein anderer im Bereich des Fahrzeugbodens angebracht sind. Durch die Bildung des Differenzwertes aus beiden Höhenmessungen wird ein Überschlag- oder Überrollvorgang durch einen Differenzwert festgestellt, der gegen null strebt und sich damit die beiden Höhen der Detektoren gegenüber dem Boden annähern.
JP 2009-208 509 offenbart eine Vorrichtung zur Vermeidung eines Überschlags eines Traktors. Dazu werden Mittel zur Abstandsmessung gegenüber dem Untergrund verwendet, die jeweils beidseitig an Vorder- und Hinterseite des Traktors angebracht werden. Sobald der gemessene Wert eines Sensors einen ersten Schwellenwert überschreitet, wird eine Warnung ausgegeben. Wird auch ein zweiter Schwellenwert überschritten, so wird eine Warnung in Form einer Aufforderung zum Stoppen des Traktors ausgegeben.
DE 196 50 629 A1 offenbart ein Verfahren zum Messen der Neigung eines Fahrzeugs. Dabei wird an wenigstens zwei Stellen des Fahrzeugs der lichte Abstand zur Fahrbahnebene ermittelt. Als Fahrbahnebene wird die Spur des Fahrzeugs verwendet, in der sich die Räder bewegen. Sobald die Änderungsgeschwindigkeit des im zeitlichen Verlauf ermittelten Abstandswerts und das Zeitintegral über der Abstandsänderung jeweils einen vorgegebenen Wert überschreiten, wird ein Warnsignal ausgegeben.
EP 1 698 521 A1 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Schutz eines Kopfes eines Fahrzeuginsassen im Falle eines seitlichen Aufpralls. Dazu wird der Kopf des Insassen weg von der Tür und schnell in Richtung Mitte des Fahrzeugs bewegt. Sobald eine Steuerung einen Aufprall prognostiziert, wird ein Airbag in der Polsterung eines Fahrzeugsitzes verwendet, um eine Innenseite der Gesäßregion des Insassen nach unten zu bewegen. Dadurch wird der obere Teil des Körpers so bewegt, dass sich der Kopf in Richtung der Mitte des Fahrzeugs bewegt.
US 2005/0 168 575 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Ermitteln eines Überschlags. Dazu wird eine Stereokamera an einem Fahrzeug verwendet, die in Fahrtrichtung orientiert ist. Mit dieser Kamera werden Objekte außerhalb des Fahrzeugs erfasst und mit Vektoren beschrieben. Sobald sich eine vertikale Komponente eines Vektors verändert, so wird ein Fahrzeugüberschlag festgestellt.
DE 10 2011 055 795 A1 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erkennen eines drohenden Überschlags eines Fahrzeugs. Dazu wird mit einer Kamera eine Bilderfolge der vorausliegenden Fahrbahn erstellt. Basierend darauf werden Punktmerkmale in der Bilderfolge ermittelt, getrackt und Punktmerkmale auf sich bewegenden Objekten eliminiert. Schließlich wird eine Größe der rotatorischen Kamerabewegung basierend auf den Punktmerkmalen berechnet. Überschreitet diese Größe einen Schwellenwert, so wird im Fahrzeug ein Schutzmechanismus für Insassen aktiviert.
Zusammenfassung der Erfindung
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht folglich darin, die Feststellung eines Überschlagens eines Fahrzeugs zu verbessern, um mindestens eines der zuvor erwähnten Probleme zu lösen und dabei eine Fahrzeugverbesserung zu erzielen.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Weiterhin wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch eine Recheneinheit mit den Merkmalen nach Anspruch 6 gelöst.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird diese Aufgabe erreicht durch ein Verfahren einer Recheneinheit zur Feststellung des Überschlagens eines Fahrzeugs. Das Verfahren umfasst die Bestimmung einer Normalebene durch Messung eines Abstands in der Vertikalrichtung eines Fahrzeugs zwischen einer 3D-Kamera im Fahrzeug und einem Untergrund, wenn das Fahrzeug sich in einer Horizontalposition befindet. Das Verfahren umfasst außerdem die Messung des Abstands anhand der 3D-Kamera zwischen der 3D-Kamera und dem Untergrund für das Fahrzeug. Die Verfahren umfasst außerdem die Berechnung des Abstandsunterschieds zwischen dem gemessenen Abstand und dem Abstand zur bestimmten Normalebene. Das Verfahren umfasst außerdem die Feststellung, dass das Fahrzeug kurz davor ist, sich zu überschlagen, wenn der berechnete Unterschied beim Abstand einen Schwellenwert übersteigt.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird diese Aufgabe erzielt durch eine Recheneinheit zur Feststellung des Überschlagens eines Fahrzeugs. Die Recheneinheit umfasst einen Signalempfänger, der einen Messwert von einer 3D-Kamera im Fahrzeug erhalten kann. Die Recheneinheit umfasst einen Prozessorkreis zur Bestimmung einer Normalebene, die auf der Messung eines Abstands in der Vertikalrichtung des Fahrzeugs zwischen einer 3D-Kamera im Fahrzeug und einer Fläche, auf der sich das Fahrzeug in einer Horizontalposition befindet, basiert. Der Prozessorkreis kann außerdem den Abstandsunterschied zwischen dem gemessenen Abstand zum Untergrund und dem Abstand zur bestimmten Normalebene berechnen. Der Prozessorkreis kann außerdem feststellen, dass das Fahrzeug kurz davor ist, sich zu überschlagen, wenn der berechnete Unterschied beim Abstand einen Schwellenwert übersteigt.
Die Verwendung einer 3D-Kamera zur Feststellung eines Überschlagens des Fahrzeugs statt eines Kollisionssensors ermöglicht eine zuverlässigere Feststellung eines Überschlagens, und eine erweiterte Funktionsfähigkeit, da hervorstehende Objekte oder Unregelmäßigkeiten im Untergrund, die in das Fahrerhaus eindringen können oder auf dieses aufschlagen können, festgestellt werden können. Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, Seitenairbags und/oder Sitzgurtstraffer frühzeitig zu aktivieren. Im Vergleich zu herkömmlichen Kollisionssensoren werden auch über die Feststellung eines Überschlagens hinausgehende Anwendungsbereiche erzielt, wie beispielsweise die Feststellung eines anderen Straßennutzers in einem dem Fahrer verborgenen Winkel, die Messung des Abstands zu einem vorausfahrenden Fahrzeug zur Warnung des Fahrers, dass der Abstand zu gering ist, und/oder die Anpassung des Temporeglers des Fahrzeugs an die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs.
Die Nutzungsänderung der 3D-Kamera zur Messung und Bestimmung der Neigung des Fahrzeugs gemäß den hier beschriebenen Verfahren macht es folglich möglich, die Anzahl an Sensoren im Fahrzeug zu reduzieren, was geringere Materialkosten, weniger Einrichtungsschritte, geringere Herstellungskosten für das Fahrzeug zur Folge hat, da weniger Bauelemente gelagert und im Fahrzeug eingebaut werden müssen.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die 3D-Kamera relativ unempfindlich ist bezüglich der Position, wo sie im Fahrzeug eingebaut wird, so lange sie über ein ungehindertes Sichtfeld verfügt. Somit wird ein schneller und einfacher Einbau ermöglicht, der ebenfalls geringere Herstellungskosten zur Folge hat.
Da außerdem weder die Einbauhöhe noch die Platzierung der 3D-Kamera problematisch sind, sind weniger Versuche zur Kalibrierung der Algorithmen erforderlich, als es bei herkömmlichen Kollisionssensoren der Fall ist. Folglich werden für eine entsprechende Überschlagen-Warnungsfunktion die Kosten gesenkt und die Produkteinführungszeit verkürzt. Somit wird eine Verbesserung des Fahrzeugs erzielt.
Andere Vorteile und zusätzliche neue Eigenschaften gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung hervor.
Figurenliste
Die Erfindung wird im Folgenden unter Verweis auf die beigefügten Abbildungen, die verschiedene Ausführungsformen der Erfindung darstellen, näher erläutert:

ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem Sensoren im Profil
ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem Sensoren in der Rückseitenansicht.
ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem Sensoren in der Rückseitenansicht, mit einer Winkelabweichung zur Horizontalebene.
ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit zwei Sensoren in der Rückseitenansicht, mit einer Winkelabweichung zur Horizontalebene.
ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit zwei Sensoren in der Rückseitenansicht, mit einer Winkelabweichung zur Horizontalebene, bei der die Feststellung eines Objekts auf dem Untergrund durchgeführt wird.
ist ein Ablaufdiagramm, das eine Ausführungsform eines Verfahrens zeigt.
ist eine schematische Darstellung einer Recheneinheit in einem System gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Die Erfindung ist definiert als ein Verfahren und eine Recheneinheit zur Bestimmung einer Winkelabweichung in der Horizontalebene eines Fahrzeugs, die bei jeder der unten beschriebenen Ausführungsformen umgesetzt werden kann. Jedoch kann die Erfindung auf viele verschiedene Weisen umgesetzt werden und soll nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsformen beschränkt werden, die vielmehr dazu dienen, verschiedene Aspekte der Erfindung zu erläutern und zu veranschaulichen.
Zusätzliche Aspekte und Eigenschaften der Erfindung gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung hervor, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Abbildungen betrachtet wird. Jedoch sind die Abbildungen nur als Beispiele der verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung zu verstehen und sind nicht als Einschränkungen für die Erfindung zu betrachten, die nur durch die beigefügten Patentansprüche beschränkt wird. Außerdem sind die Abbildungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu gezeichnet und dienen, sofern nicht anders angegeben, der konzeptionellen Verdeutlichung von Aspekten der Erfindung.
zeigt ein Fahrzeug 100 in einer Fahrtrichtung 101. Die genannte Fahrtrichtung 101 bezieht sich auf eine gegebene oder geplante Fahrtrichtung 101, das heißt das Fahrzeug 100 kann sich in der Fahrtrichtung 101 fortbewegen oder sich im Stillstand befinden und für eine geplante Fortbewegung in der Reiserichtung 101 vorbereitet sein, oder sich in der exakt entgegengesetzten Richtung fortbewegen, das heißt es fährt rückwärts.
Das Fahrzeug 100 besitzt ein Fahrerhaus 105, in dem sich der Fahrer des Fahrzeugs normalerweise beim Fahren des Fahrzeugs 100 aufhält.
Mindestens eine 3D-Kamera 110-1 ist am Fahrzeug montiert oder in das Fahrzeug 100 eingebaut, z.B. im oder am Fahrerhaus 105. Die genannte 3D-Kamera 110-1 kann beispielsweise Folgendes enthalten oder daraus bestehen: eine/r Radar-Messungseinrichtung, eine/r Laser-Messungseinrichtung wie beispielsweise eine/r LIDAR-Einrichtung (LIDAR = Light Detection And Ranging, teilweise auch als LADAR oder Laser-Radar bezeichnet), eine/r Kamera wie beispielsweise eine/r TOF-Kamera (TOF = Time of Flight), eine/r Stereokamera, eine/r plenoptische/n Kamera oder eine/er vergleichbare/n Einrichtung zur Abstandsbestimmung.
Ein LIDAR ist ein optisches Messinstrument, das die Eigenschaften von reflektiertem Licht misst, um den Abstand zu bestimmen und/oder andere Eigenschaften eines entfernten Objekts zu bestimmen. Diese Technologie erinnert an Radar (Funkortung und -abstandsmessung), jedoch wird Licht anstelle von Funkwellen verwendet. Der Abstand zu einem Objekt wird üblicherweise gemessen durch Messung der Zeitverzögerung zwischen einem ausgesendeten Laserimpuls und der registrierten Reflexion des Objekts.
Eine TOF-Kamera ist eine Art von Kamera, die eine Bildfolge aufnimmt und auf Grundlage der bekannten Lichtgeschwindigkeit eine Entfernung zu einem Objekt misst, indem die Zeit gemessen wird, die ein Lichtsignal benötigt, um von der Kamera zum Objekt sich hin und her zu bewegen, z.B. durch Messung der Phasenverschiebung zwischen dem ausgesendeten Lichtsignal und einer erhaltenen Reflexion des Lichtsignals durch das Objekt.
In bestimmten Ausführungsformen sind mehr als eine 3D-Kamera 110-1 am Fahrzeug 100 montiert. Ein Vorteil von mehr als zwei 3D-Kameras 110-1 besteht darin, dass zuverlässigere Abstandsbestimmungen durchgeführt werden können, und ein größerer Bereich kann mit einer zusätzlichen 3D-Kamera überwacht werden. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass eine Bewertung der Neigung des Fahrzeugs in mehreren Dimensionen durchgeführt werden kann, etwa zwei oder drei Dimensionen gemäß bestimmten Ausführungsformen. In den entsprechenden Ausführungsformen mit mehr als einer 3D-Kamera 110-1 können die 3D-Kameras gemäß unterschiedlichen Ausführungsformen aus der gleichen Art von 3D-Kamera oder unterschiedlichen Arten von 3D-Kameras bestehen.
Das Fahrzeug 100 enthält außerdem eine Recheneinheit 120, die dazu dient, Messdaten von der 3D-Kamera 110-1 zu erhalten und auf Grundlage der genannten Messdaten Berechnungen durchzuführen. Beispielsweise kann durch die 3D-Kamera 110-1 ein Abstand zum Untergrund 130 gemessen werden und der Recheneinheit 120 übermittelt werden, die diesen Messwert mit einem Messwert vergleichen kann, der auf einer Horizontalebene gewonnen wurde.
Gemäß bestimmten Ausführungsformen kann eine 3D-Kamera 110-1 an jeder Seite des Fahrerhauses 105 montiert werden, damit es möglich wird festzustellen, ob das Fahrzeug 100 kurz davor ist, sich zu überschlagen. Die 3D-Kamera 110-1 kann den Abstand zum Untergrund 130 unter dem Fahrzeug messen, z.B. fortlaufend oder zu einem gegebenen Zeitintervall. Die Bestimmung einer Normalebene, wenn das Fahrzeug 100 auf einer horizontalen Fläche fährt, und die Bestimmung des Abstands zur genannten Normalebene sowie der Vergleich dieses Abstands zum später gemessenen Abstand ermöglicht die Berechnung des Risikos, dass das Fahrzeug 100 sich überschlagen wird, z.B. wenn ein vorgegebener Grenzwert überschritten wird.
Ein Vorteil der Anbringung der 3D-Kamera 110-1 im Inneren des Fahrerhaus 105 des Fahrzeugs 100 statt außerhalb des Fahrzeugs 100 besteht darin, dass die 3D-Kamera 110-1 dort besser geschützt ist gegen äußere Beschädigung wie beispielsweise Schmutz, Spritzer und dergleichen, sowie gegen Diebstahl, Schaden und sonstige Beschädigungen. Die Zuverlässigkeit der 3D-Kamera 110-1 kann folglich verbessert werden und die Nutzungsdauer der 3D-Kamera 110-1 wird, verglichen mit der Anbringung außerhalb des Fahrzeugs 100, verlängert.
Andererseits kann die 3D-Kamera 110-1 bei bestimmten Ausführungsformen hoch oben auf dem Dach des Fahrzeugs 100 angebracht werden. Dadurch wird eine hohe Reichweite der 3D-Kamera 110-1 erzielt. Eine entsprechend hohe Platzierung bietet ein Schutzniveau gegen Spritzer von anderen Fahrzeugen sowie gegen Diebstahl und Beschädigung usw.
Gemäß bestimmten Ausführungsformen kann die 3D-Kamera 110-1 zur Feststellung eines Objekts an der Seite des Fahrzeugs 100 dienen, das aus dem Untergrund 130 hervorsteht und welches ein Risiko darstellt, auf das Fahrerhaus 105 aufzuschlagen und dabei den Fahrer zu verletzen, bevor sich das Fahrzeug 100 vollständig überschlagen hat.
Ein entsprechendes hervorstehendes Objekt kann ein beliebiges Objekt sein, wie beispielsweise ein Fels, ein anderes Fahrzeug, ein Verkehrsschild, ein Baum, ein Haustier oder ein anderes vergleichbares Objekt. Es hat für die Erfindung keine Bedeutung, ob das hervorstehende Objekt sich bewegt oder sich im Stillstand befindet. Es ist für die Erfindung auch irrelevant, ob das Trägerfahrzeug 100 sich im Stillstand befindet oder gemäß bestimmten Ausführungsformen sich bewegt.
Ein Vorteil der Verwendung einer 3D-Kamera 110-1 zur Feststellung eines Überschlagens des Fahrzeugs 100 besteht im Vergleich zu Kollisionssensoren auf dem bisherigen Stand der Technik, die auf Beschleunigungsmessern und Gyroskopen basiert, darin, dass eine 3D-Kamera 110-1 über die Feststellung eines Überschlagens hinausgehende Anwendungsbereiche besitzt. Die 3D-Kamera 110-1 kann beispielsweise Fußgänger und andere Fahrzeuge feststellen, die sich dem Trägerfahrzeug 100 nähern, sowie weitere Aspekte feststellen, wodurch eine höhere Funktionsvielfalt als bei einem herkömmlichen Kollisionssensor ermöglicht wird. Ein Seitenairbag bei Überschlagunfällen hat eine größere Chance, Leben zu retten als ein am Lenkrad eingebauter Airbag in einem Schwerlastfahrzeug, einem Gütertransportfahrzeug, einem Langstrecken-Sattelschlepper oder einem Bus. Folglich ist es entscheidend, dass er bestmöglich funktioniert. Gleichzeitig ist es natürlich in Zusammenhang mit der Verkehrssicherheit abträglich, wenn ein Airbag versehentlich im Fahrzeug 100 während der Fortbewegung ausgelöst wird.
Beispielsweise kann die 3D-Kamera 110-1 im oder am Fahrzeug 100 für einen anderen Zweck angebracht werden, wie zum Beispiel die Messung der Abstände zu vorausfahrenden Fahrzeugen in der Absicht der Warnung des Fahrers, wenn der Abstand zu kurz ist, und/oder die Anpassung des Temporeglers des Fahrzeugs an die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs. Ein anderer denkbarer Zweck ist die Feststellung eines Objekts, das vor dem Fahrzeug 100 erscheint, und die Warnung des Fahrers über dieses, oder beispielsweise die Auslösung eines automatischen Bremsvorgangs.
Die Nutzungsänderung der 3D-Kamera 110-1 zur Messung und Bestimmung der Neigung des Fahrzeugs gemäß der hier beschriebenen Verfahrenn ermöglicht es folglich, die Anzahl an Sensoren im Fahrzeug 100 zu reduzieren, was geringere Materialkosten, weniger Einrichtungsschritte, geringere Herstellungskosten für das Fahrzeug 100 zur Folge hat, da weniger Komponenten gelagert und im Fahrzeug 100 eingebaut werden müssen.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die 3D-Kamera 110-1 relativ unempfindlich ist bezüglich der Position, wo sie im Fahrerhaus 105 eingebaut wird, so lange sie über ein ungehindertes Sichtfeld verfügt. Somit wird ein schneller und einfacher Einbau ermöglicht, der geringere Herstellungskosten zur Folge hat.
Ein weiterer Vorteil der 3D-Kamera 110-1 im Vergleich zu herkömmlichen Kollisionssensoren besteht darin, dass sie, wie oben beschrieben, feststellen kann, ob das Fahrzeug 100 kurz davor ist, in ein hervorstehendes Objekt zu fahren, wodurch die Möglichkeit gegeben wird, die Seitenairbags und/oder Sitzgurtstraffer frühzeitig zu aktivieren.
Da außerdem weder die Einbauhöhe noch die Platzierung der 3D-Kamera 110-1 problematisch sind, sind weniger Versuche zur Kalibrierung der Algorithmen erforderlich. Folglich werden für eine entsprechende Überschlag-Warnungsfunktion die Kosten gesenkt und die Produkteinführungszeit verkürzt.
zeigt das Fahrzeug 100 aus aus der Rückseitenansicht. Die 3D-Kamera 110-1 misst den vertikalen Abstand A1 zum Untergrund 130 unter dem Fahrzeug, wenn sich das Fahrzeug 100 auf einem horizontalen Untergrund befindet. Vertikal bezeichnet hier eine Richtung, die grundsätzlich senkrecht zur Fahrtrichtung 100 des Fahrzeugs ist. Dadurch kann eine Normalebene 140 mit einem Referenzabstand A1 zur genannten Normalebene 140 geschaffen werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine entsprechende Bestimmung des Referenzabstands A1 und der Normalebene 140 durchgeführt werden, beispielsweise bei der Herstellung des Fahrzeugs, während der Inspektion, bei einem Software-Update für das Fahrzeug 100 oder wenn bestimmt werden kann, dass das Fahrzeug 100 sich auf einem horizontalen Untergrund befindet, beispielsweise durch Messungen anhand der 3D-Kamera 110-1 oder einem anderen Sensor im Fahrzeug.
zeigt das Fahrzeug 100 aus und aus der Rückseitenansicht, das nun kurz davor ist, sich zu überschlagen. Die 3D-Kamera 110-1 misst den Abstand A2 zum Untergrund 130. Dieser Messwert kann anschließend der Recheneinheit 120 übermittelt werden durch einen Drahtverbund oder eine drahtlose Schnittstelle.
Eine entsprechende drahtlose Schnittstelle kann beispielsweise auf den folgenden Technologien basieren: Global System for Mobile Communications (GSM), Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE), Universal Mobile Telecommunications System (UMTS), Codemultiplexverfahren (CDMA), (CDMA 2000), Synchrones CDMA-Verfahren (TD-SCDMA), Long Term Evolution (LTE); Wireless Fidelity (Wi-Fi), definiert nach den IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)-Standards (802.11 a, ac, b, g und/oder n), Internet Protocol (IP), Bluetooth und/oder Near Field Communication, (NFC), oder einer vergleichbaren Kommunikationstechnologie gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
Gemäß bestimmten anderen Ausführungsformen werden die Recheneinheit 120 und die 3D-Kamera 110-1 zum Kommunikations- und Datentransfer über eine drahtgebundene Schnittstelle verwendet. Eine entsprechende drahtgebundene Schnittstelle kann ein Kommunikationsbussystem umfassen, das aus einem oder mehreren Kommunikationsbussen zum Anschluss von mehreren elektronischen Steuereinheiten (ECUs) oder Steuereinheiten/Reglern und verschiedenen Komponenten und Sensoren besteht, die sich im Fahrzeug 100 befinden, wie beispielsweise die 3D-Kamera 110-1.
Die Recheneinheit 120 und die 3D-Kamera 110-1 können miteinander kommunizieren, um Signale und Messwerte zu erhalten und um optional eine Messung auszulösen, beispielsweise zu einem gegebenen Zeitintervall. Außerdem können die Recheneinheit 120 und die 3D-Kamera 110-1 beispielsweise über den Fahrzeugkommunikationsbus kommunizieren, der aus einem oder mehreren Kabeln bestehen kann; einem Datenbus wie beispielsweise einem CAN-Bus (Controller Area Network Bus), einem MOST-Bus (Media Oriented Systems Transport), oder einer anderen Buskonfiguration.
Wenn der Messwert, der den Messabstand A2 zwischen der 3D-Kamera 110-1 und dem Untergrund 130 unter dem Fahrzeug angibt, von der Recheneinheit 120 erhalten wird, kann er anschließend mit dem zuvor bestimmten Abstand A1 zur Normalebene 140 verglichen werden. Gemäß bestimmten Ausführungsformen kann die Feststellung, dass das Fahrzeug 100 kurz davor ist, sich zu überschlagen, erfolgen, wenn der Unterschied zwischen den Abständen A1 und A2 über einen bestimmten Grenzwert hinausgeht, wie beispielsweise 50 cm, 100 cm, 130 cm, 180 cm, 250 cm oder einen anderen beliebigen Grenzwert zwischen einem der genannten Beispiel-Grenzwerte. In bestimmten Ausführungsformen kann ein entsprechender Grenzwert je nach beispielsweise Fahrzeugtyp, Fahrzeugmodell und Fahrzeugbelastung variieren.
Außerdem kann die Messung anhand der 3D-Kamera 110-1 des Abstands A2 zum Untergrund 130 unter dem Fahrzeug verwendet werden, um einen Winkel α der Fahrzeugneigung im Verhältnis zur bestimmten Normalebene 140 zu berechnen.
Der Winkel α kann anhand der folgenden trigonometrischen Gleichung (Additionstheorem für ein rechtes Dreieck) berechnet werden: $Sin α = \frac{A 2 - A 1}{D}$
wo der Abstand D den Abstand zwischen der Kontaktfläche des äußeren Rads mit dem Untergrund 130 und dem Punkt der Normalebene 140 kennzeichnet, an dem die 3D-Kamera 110-1 ihre Aufnahmen macht. Genannter Abstand D, der im Wesentlichen konstant ist, kann im Voraus in Verbindung mit einer Kalibrierung bestimmt oder gemessen werden und als eine Konstante gespeichert werden.
Gemäß bestimmten Ausführungsformen erfolgt die Feststellung, dass das Fahrzeug 100 kurz davor ist, sich zu überschlagen, wenn der Winkel α der Neigung des Fahrzeugs über einen bestimmten Grenzwert hinausgeht, wie beispielsweise 10°, 25°, 42°, 60° oder einen anderen beliebig gesetzten Grenzwert zwischen einem der genannten Beispiel-Grenzwerte. In bestimmten Ausführungsformen kann ein entsprechender Grenzwert je nach beispielsweise Fahrzeugtyp, Fahrzeugmodell und Fahrzeugbelastung variieren.
Das dargestellte Beispiel der Winkelabweichung α eines Fahrzeugs in ist nur eine beliebige Darstellung.
zeigt das Fahrzeug 100 aus , und/oder 2A aus der Rückseitenansicht, das nun kurz davor ist, sich zu überschlagen, und außerdem eine 3D-Kamera 110-2 umfasst, die den Abstand A3 zum Untergrund 130 misst. Dieser Messwert kann der Recheneinheit 120 durch ein Drahtverbund oder eine drahtlose Schnittstelle gemäß der obigen Beschreibung übermittelt werden und gemeinsam mit oder anstelle von dem Messwert A2 verwendet werden, der durch die erste 3D-Kamera 110-1 gemessen wurde.
Gemäß bestimmten Ausführungsformen kann die zweite 3D-Kamera 110-2 an der anderen Seite des Fahrzeugs 100 im Verhältnis zur ersten Kamera 110-1 wie beispielsweise in gezeigt angebracht werden, oder auf der gleichen Seite wie die erste Kamera 110-1 angebracht werden.
Ein Vorteil einer zweiten 3D-Kamera 110-2 als Ergänzung zur ersten Kamera 110-1 besteht darin, dass zuverlässigere Messdaten gewonnen werden können, und es ist möglich, Messungen zu vermeiden, die in einem Graben, einer Grube oder einer Vertiefung im Verlaufe der Fahrbahn 130 erfolgten.
Ein weiterer Vorteil einer zweiten 3D-Kamera 110-2 als Ergänzung zur ersten Kamera 110-1 und deren Anbringung an gegenüberliegenden Seiten des Fahrzeugs 100 besteht darin, dass ein Objekt, das aus dem Untergrund 130 hervorsteht und in das Fahrerhaus 105 eindringen und den Fahrer verletzen kann, [festgestellt werden kann]. Dies wird detaillierter in gezeigt.
zeigt, wie die zweite 3D-Kamera 110-2 ein Objekt 150 feststellt, das, wenn das Fahrzeug 100 kurz davor ist, sich zu überschlagen, in das Fahrerhaus 105 eindringen und den Fahrer verletzen könnte. Folglich können zum Schutz des Fahrers eine oder mehrere Maßnahmen durchgeführt werden, wie beispielsweise die Auslösung eines Seitenairbags, die Straffung der Sitzgurte, der Einsatz eines Schutzvorhangs am Seitenfenster im Fahrerhaus 105, die Bewegung des Fahrersitzes in der der Fallrichtung des Fahrzeugs 100 entgegengesetzten Richtung, die Auslösung eines Katapultmechanismus im Fahrersitz und das Herausschleudern des Fahrers aus dem Fahrerhaus 105 oder dergleichen.
ist die Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung. Das Ablaufdiagramm in zeigt ein Verfahren 300 zur Feststellung des Überschlagens eines Fahrzeugs 100. Das Verfahren 300 kann vollständig oder teilweise auf einer Recheneinheit 120 im Fahrzeug 100 auf Grundlage von einer oder mehreren Messungen anhand einer 3D-Kamera 110-1 im Fahrzeug 100 durchgeführt werden. Alternativ dazu kann das Verfahren 300 in einem System im Fahrzeug 100 durchgeführt werden. Das System umfasst eine 3D-Kamera 110-1 und eine Recheneinheit 120. In bestimmten Ausführungsformen kann die Recheneinheit 120 in einer 3D-Kamera 110-1 im Fahrzeug 100 enthalten sein.
In bestimmten Ausführungsformen kann das Fahrzeug 100 zwei 3D-Kameras 110-1, 110-2 enthalten. Entsprechende 3D-Kameras 110-1, 110-2 können sich aus einer TOF-Kamera, einer Stereo-Kamera und/oder einer plenoptischen Kamera zusammensetzen.
Um das Überschlagen des Fahrzeugs 100 korrekt darzustellen zu können, kann das Verfahren 300 eine Reihe von Schritten 301-305 umfassen. Es sollte jedoch beachtet werden, dass die beschriebenen Schritte 301-305 in einer anderen als durch den numerischen Code angezeigten zeitlichen Reihenfolge durchgeführt werden können, und das gemäß verschiedenen Ausführungsformen bestimmte davon mit anderen gleichzeitig durchgeführt werden können. Außerdem können bestimmte Schritte, jedoch nicht notwendig alle Schritte mit Sicherheit durchgeführt werden, wie beispielsweise Schritt 305. Das Verfahren 300 umfasst die folgenden Schritte:
Schritt 301
Eine Normalebene 140 wird durch Messung eines Abstands A1 in Vertikalrichtung des Fahrzeugs zwischen einer 3D-Kamera 110-1, 110-2, die im Fahrzeug 100 enthalten ist, und einem Untergrund 130 bestimmt, wenn sich das Fahrzeug 100 in einer Horizontalposition befindet.
Gemäß bestimmten Ausführungsformen kann eine Horizontalposition bestimmt werden durch Messung der 3D-Kamera 110-1, 110-2, durch Messung eines zweiten Sensoren im Fahrzeug 100 oder durch Messung im Verhältnis zur einer Referenzfläche, die als horizontal festgelegt wird, wie beispielsweise ein flacher Straßenabschnitt.
Schritt 302
Die 3D-Kamera 110-1, 110-2 misst den Abstand A2, A3 zwischen der 3D-Kamera 110-1, 110-2 und dem Untergrund 130 unter dem Fahrzeug.
In bestimmten Ausführungsformen kann das Fahrzeug 100 zwei 3D-Kameras 110-1, 110-2 enthalten, und die Messung des Abstands A2, A3 kann jeweils anhand der 3D-Kameras 110-1, 110-2 durchgeführt werden.
Die Messung anhand der 3D-Kamera 110-1, 110-2 des Abstands A2, A3 zwischen der 3D-Kamera 110-1, 110-2 und dem Untergrund 130 unter dem Fahrzeug kann Abstandsmessungen zu mehreren Punkten auf dem Untergrund 130 umfassen.
In bestimmten Ausführungsformen kann die Messung anhand der 3D-Kamera 110-1, 110-2 des Abstands A2, A3 verwendet werden, um einen Winkel α der Fahrzeugneigung im Verhältnis zur bestimmten Normalebene 140 zu berechnen.
Die Messung anhand der 3D-Kamera 110-1, 110-2 des Abstands A2, A3 zwischen der 3D-Kamera 110-1, 110-2 und dem Untergrund 130 unter dem Fahrzeug kann fortlaufend durchgeführt werden oder zu einem vorgegebenen oder konfigurierbaren Zeitintervall.
Schritt 303
Der Unterschied zwischen dem gemessenen 302 Abstand A2, A3 und dem Abstand zur bestimmten 301 Normalebene 140 wird berechnet.
In bestimmten Ausführungsformen, in denen das Fahrzeug 100 zwei 3D-Kameras 110-1, 110-2 enthält und die Messung des Abstands A2, A3 durch Verwendung der entsprechenden 3D-Kameras 110-1, 110-2 erfolgt, wird der Abstandsunterschied zwischen dem entsprechenden gemessenen 302 Abstand A2, A3 und dem Abstand A1 zur bestimmten 301 Normalebene 140 berechnet.
Schritt 304
Wenn der berechnete 303 Abstandsunterschied über einen Schwellenwert hinausgeht, erfolgt die Feststellung, dass das Fahrzeug 100 kurz davor ist, sich zu überschlagen.
In bestimmten Ausführungsformen, in denen das Fahrzeug 100 zwei 3D-Kameras 110-1, 110-2 enthält und in denen die Messung des Abstands A2, A3 durch Verwendung der entsprechenden 3D-Kameras 110-1, 110-2 erfolgt und der Abstandsunterschied zwischen dem entsprechenden gemessenen 302 Abstand A2, A3 und dem Abstand zur bestimmten 301 Normalebene 140 berechnet wurde, kann festgestellt werden, dass das Fahrzeug 100 kurz davor ist, sich zu überschlagen 100, wenn beide der berechneten Abstandsunterschiede gleichzeitig über ihren jeweiligen Schwellenwert hinausgehen.
In bestimmten Ausführungsformen, in denen die Messung des Abstands A2, A3 anhand der 3D-Kamera 110-1, 110-2 zur Berechnung eines Winkels α der Fahrzeugneigung im Verhältnis zu bestimmten Normalebene 140 verwendet wurde, kann eine Feststellung erfolgen, dass das Fahrzeug 100 kurz davor ist, sich zu überschlagen, wenn der Winkel α der Fahrzeugneigung über einen Schwellenwert hinausgeht.
In bestimmten Ausführungsformen kann die Feststellung, dass das Fahrzeug 100 kurz davor ist, sich zu überschlagen, verwendet werden, um eine Schutzmaßnahme zum Schutz des Fahrers des Fahrzeugs auszulösen.
Schritt 305
Dieser Schritt kann in bestimmten, aber nicht notwendigerweise in allen Ausführungsformen durchgeführt werden.
Die 3D-Kamera 110-1, 110-2 kann ein Objekt 150 auf dem Untergrund 130 feststellen, von dem angenommen wird, dass es auf das Fahrerhaus 105 des Fahrzeugs bei einem Überschlagen des Fahrzeugs 100 aufschlagen kann.
In bestimmten Ausführungsformen kann die Feststellung, dass ein Objekt 150 auf dem Untergrund 130 möglicherweise auf das Fahrerhaus 105 bei einem Überschlagen des Fahrzeugs 100 aufschlägt, zur Auslösung einer Schutzmaßnahme zum Schutz des Fahrers des Fahrzeugs verwendet werden.
zeigt eine Ausführungsform eines Systems 400, das eine Recheneinheit 120 umfasst. Die genannte Recheneinheit 120 kann mindestens bestimmte der oben genannten Schritte des Verfahrens 301-305 durchführen, die in der Beschreibung des Verfahrens 300 zur Feststellung eines Überschlagens eines Fahrzeugs 100 enthalten sind.
Gemäß bestimmten Ausführungsformen kann die Recheneinheit 120 außerdem ein Objekt 150 auf dem Untergrund 130 feststellen, von dem angenommen wird, dass es auf Grundlage der Messwerte von der 3D-Kamera 110-1, 110-2 auf das Fahrerhaus 105 des Fahrzeugs bei einem Überschlagen aufschlagen würde.
Um ein Überschlagen des Fahrzeugs 100 korrekt feststellen zu können, enthält die Recheneinheit 120 eine Reihe von Komponenten, die im Folgenden ausführlicher beschrieben werden. Bestimmte der beschriebenen Teilkomponenten sind in einigen, aber nicht notwendig in allen Ausführungsformen enthalten. Außerdem kann in der Recheneinheit 120 zusätzliche Elektronik vorhanden sein, die nicht komplett notwendig ist zum Verständnis der entsprechenden Funktion gemäß der Erfindung.
Die Recheneinheit 120 umfasst einen Signalempfänger 410, der einen Messwert A2, A3 von einer 3D-Kamera 110-1, 110-2 im Fahrzeug 100 erhält.
Gemäß bestimmten Ausführungsformen kann der Messwert A2, A3 von der 3D-Kamera 110-1, 110-2 dem Signalempfänger 410 auf der Recheneinheit 120 über einen Drahtverbund oder eine drahtlose Schnittstelle übermittelt werden.
Das drahtlose Netzwerk kann beispielsweise auf den folgenden Technologien basieren: Global System for Mobile Communications (GSM), Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE), Universal Mobile Telecommunications System (UMTS), Codemultiplexverfahren (CDMA), (CDMA 2000), Synchrones CDMA-Verfahren (TD-SCDMA), Long Term Evolution (LTE); Wireless Fidelity (Wi-Fi), definiert nach den IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)-Standards (802.11 a, ac, b, g und/oder n), Internet Protocol (IP), Bluetooth und/oder Near Field Communication, (NFC), oder einer vergleichbaren Kommunikationstechnologie gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
Gemäß bestimmten anderen Ausführungsformen werden die 3D-Kamera 110-1, 110-2 und der Signalempfänger 410 zum Kommunikations- und Datentransfer über eine drahtgebundene Schnittstelle verwendet. Eine entsprechende drahtgebundene Schnittstelle kann ein Kommunikationsbussystem umfassen, das aus einem oder mehreren Kommunikationsbussen zum Anschluss von mehreren elektronischen Steuereinheiten (ECUs) oder Steuereinheiten/Reglern und verschiedenen Komponenten und Sensoren besteht, die sich im Fahrzeug 100 befinden. Der Kommunikationsbus des Fahrzeugs kann aus einem oder mehreren Kabeln bestehen; einem Datenbus wie beispielsweise einem CAN-Bus (Controller Area Network Bus), einem MOST-Bus (Media Oriented Systems Transport) oder einer anderen Buskonfiguration; oder einer drahtlosen Verbindung gemäß beispielsweise einer der obigen drahtlosen Kommunikationstechnologien.
Die Recheneinheit 120 umfasst außerdem einen Prozessorkreis 420 zur Bestimmung einer Normalebene 140, die auf der Messung eines Abstands A1 in der Vertikalrichtung des Fahrzeugs zwischen einer 3D-Kamera 110-1, 110-2 im Fahrzeug 100 und einem Untergrund 130 basiert, wenn sich das Fahrzeug 100 in einer Horizontalposition befindet. Der Prozessorkreis 420 kann außerdem den Abstandsunterschied zwischen einem gemessenen Abstand A2, A3 und dem Untergrund 130 und dem Abstand A1 zur bestimmten Normalebene 140 berechnen. Der Prozessorkreis 420 kann außerdem feststellen, dass das Fahrzeug 100 kurz davor ist, sich zu überschlagen, wenn der berechnete Abstandsunterschied einen Schwellenwert übersteigt.
Der Prozessorkreis 420 kann beispielsweise aus einer oder mehreren zentralen Recheneinheiten (CPU), Mikroprozessoren oder anderen Logikgeräten bestehen, die der Interpretation und Ausführung von Befehlen und/oder dem Lesen und Schreiben von Daten dienen. Der Prozessorkreis 420 kann Daten für Zuflüsse, Abflüsse oder die Verarbeitung von Daten verwalten, einschließlich Datenpufferung, Steuerfunktionen und dergleichen.
Ausführungsformen der Recheneinheit 120 können außerdem eine Speichereinheit 425 enthalten, die in bestimmten Ausführungsformen aus einem Datenspeichermedium bestehen kann. Die Speichereinheit 425 kann beispielsweise aus einer Speicherkarte, einem Flash-Speicher, einem USB-Speicher, einer Festplatte oder einer vergleichbaren Datenspeichereinheit bestehen, beispielsweise vom folgenden Typus: ROM (Read-Only Memory), PROM (Programmable Read-Only Memory), EPROM (Erasable PROM), Flash-Speicher, EEPROM (Electrically Erasable PROM), usw., in verschiedenen Ausführungsformen.
Die Recheneinheit 120 kann außerdem einen Signalübermittler 430 umfassen zur Übermittlung eines Steuersignals zur Auslösung einer Schutzmaßnahme zum Schutz des Fahrers des Fahrzeugs, wenn eine Feststellung erfolgt ist, dass das Fahrzeug 100 kurz davor ist, sich zu überschlagen und/oder dass ein Objekt 150 beim Überschlagen möglicherweise auf das Fahrerhaus 105 aufschlagen könnte.
Gemäß bestimmten Ausführungsformen umfasst die Erfindung außerdem ein Computerprogramm zur Feststellung eines Überschlagens eines Fahrzeugs 100. Das Computerprogramm kann das Verfahren 300 gemäß mindestens einem der oben beschriebenen Schritte 301-305 ausführen, wenn das Programm in einem Prozessorkreis 420 auf der Recheneinheit 120 ausgeführt wird.
Das Verfahren 300 gemäß mindestens einem der Schritte 301-305 zur Feststellung eines Überschlagens des Fahrzeugs 100 kann durch eine oder mehrere Prozessorkreise 420 auf der Recheneinheit 120 gemeinsam mit einem Computerprogrammcode umgesetzt werden, um von den oben beschriebenen Schritten 301-305 einen, einige, bestimmte oder alle durchzuführen. Ein Computerprogramm, das Befehle zur Durchführung der Schritte 301-305 enthält, wenn das Programm in dem Prozessorkreis 420 aufgerufen wird, kann folglich [sic].
In bestimmten Ausführungsformen kann das oben beschriebene Computerprogramm im Fahrzeug 100 auf der Speichereinheit 425 der Recheneinheit installiert werden, beispielsweise über eine drahtlose Schnittstelle.
In bestimmten Ausführungsformen können der oben beschriebene Signalempfänger 410 und/oder der Signalübermittler 430 aus einem separaten Übermittler und Empfänger bestehen. In bestimmten Ausführungsformen können jedoch der Signalempfänger 410 und der Signalübermittler 430 auf der Recheneinheit 120 aus einem Empfangsgerät bestehen, das zum Senden und Empfangen von Funksignalen dient und bei dem Teile der Konstruktion bei Übermittler und Empfänger identisch sind, wie beispielsweise die Antenne. Die genannte Kommunikationseinrichtung kann zum drahtlosen Datentransfer über Funkwellen, WLAN, Bluetooth oder ein Infrarot-Empfangsgerät-Modul verwendet werden. In bestimmten Ausführungsformen können alternativ der Signalempfänger 410 und/oder der Signalübermittler 430 speziell auf den drahtgebundenen Datentransfer oder alternativ auf sowohl drahtlosen als auch drahtgebundenen Datenaustausch gemäß bestimmten Ausführungsformen ausgerichtet sein.
Die Erfindung umfasst außerdem ein System 400 zur Feststellung eines Überschlagens eines Fahrzeugs 100. Das genannte System 400 umfasst wie oben beschrieben mindestens eine 3D-Kamera 110-1, 110-2 und eine Recheneinheit 120.
Das System 400 kann außerdem zwei 3D-Kameras 110-1, 110-2 umfassen, die im oder am Fahrzeug 100 eingebaut oder montiert sind.
Eine entsprechende 3D-Kamera 110-1, 110-2 kann beispielsweise aus einer TOF-Kamera, einer Stereo-Kamera und/oder einer plenoptischen Kamera bestehen.
Einige Ausführungsformen der Erfindung umfassen außerdem ein Fahrzeug 100, das ein im Fahrzeug 100 eingebautes System 400 zur Feststellung eines Überschlagens des Fahrzeugs 100 umfasst.

Claims

Verfahren (300) auf einer Recheneinheit (120) zur Feststellung des Überschlagens eines Fahrzeugs (100), wobei das Verfahren umfasst: Bestimmung (301) einer Normalebene (140) durch Messung eines Abstands (A1) in der Vertikalrichtung eines Fahrzeugs zwischen einer 3D-Kamera (110-1, 110-2) im Fahrzeug (100) und einem Untergrund (130) wenn sich das Fahrzeug (100) in einer Horizontalposition befindet, bei der die 3D-Kamera (110-1, 110-2) aus einer TOF-Kamera, einer Stereo-Kamera und/oder einer plenoptischen Kamera besteht; Messung (302) des Abstands (A2, A3) zwischen der 3D-Kamera (110-1, 110-2) und dem Untergrund (130) unter dem Fahrzeug anhand der 3D-Kamera (110-1, 110-2); Berechnung (303) des Unterschieds zwischen dem gemessenen (302) Abstand (A2, A3) und dem Abstand (A1) zur bestimmten (301) Normalebene (140); Feststellung (304), dass das Fahrzeug (100) kurz davor ist, sich zu überschlagen, wenn der berechnete (303) Unterschied einen Schwellenwert übersteigt; Feststellung (305) eines Objekts (150) auf dem Untergrund (130) anhand einer 3D-Kamera (110-1, 110-2), von dem angenommen wird, dass es auf das Fahrerhaus (105) bei einem Überschlagen aufschlagen kann, wobei die Feststellung (304), dass das Fahrzeug (100) kurz davor ist, sich zu überschlagen und/oder die Feststellung (305) eines Objekts (150), das möglicherweise auf das Fahrerhaus (105) bei einem Überschlag aufschlagen kann, verwendet werden, um eine Schutzmaßnahme zum Schutz des Fahrers des Fahrzeugs auszulösen.
Verfahren (300) gemäß Patentanspruch 1, bei der dem das Fahrzeug (100) zwei 3D-Kameras (110-1, 110-2) enthält und bei der die Messung (302) des Abstands (A2, A3) und die Berechnung (303) für die entsprechenden 3D-Kameras (110-1, 110-2) durchgeführt werden, und bei dem die Feststellung (304) darin besteht, dass der berechnete (303) Abstandsunterschied für beide Messungen gleichzeitig über den Schwellenwert hinausgeht.
Verfahren (300) gemäß einem der Patentansprüche 1-2, bei dem die Messung (302) anhand der 3D-Kamera (110-1, 110-2) des Abstands (A2, A3) zwischen der 3D-Kamera (110-1, 110-2) und dem Untergrund (130) unter dem Fahrzeug Abstandsmessungen zu mehreren Punkten auf dem Untergrund (130) umfasst.
Verfahren (300) gemäß einem der Patentansprüche 1-3, bei dem die Messung (302) des Abstands (A2, A3) anhand der 3D-Kamera (110-1, 110-2) zur Berechnung eines Winkels (α) der Fahrzeugneigung im Verhältnis zur bestimmten Normalebene (140) verwendet wurde, und bei dem eine Feststellung (304) erfolgt, dass das Fahrzeug (100) kurz davor ist, sich zu überschlagen, wenn der Winkel (α) der Fahrzeugneigung über einen Schwellenwert hinausgeht.
Verfahren (300) gemäß einem der Patentansprüche 1-4, bei der die Messung (302) des Abstands (A2, A3) anhand der 3D-Kamera (110-1, 110-2) zwischen der 3D-Kamera (110-1, 110-2) und dem Untergrund (130) unter dem Fahrzeug kontinuierlich durchgeführt wird.
Recheneinheit (120) zur Feststellung des Überschlagens eines Fahrzeugs (100), umfassend: einen Signalempfänger (410) zum Erhalt eines Messwerts (A2, A3) von einer 3D-Kamera (110-1, 110-2) im Fahrzeug (100), bei der die 3D-Kamera (110-1, 110-2) aus einer TOF-Kamera, einer Stereokamera und/oder einer plenoptischen Kamera besteht; einen Prozessorkreis (420) zur Bestimmung einer Normalebene (140) auf Grundlage der Messung eines Abstands (A1) in der Vertikalrichtung des Fahrzeugs zwischen einer 3D-Kamera (110-1, 110-2) im Fahrzeug (100) und einem Untergrund (130) bei einer Horizontalposition des Fahrzeugs (100) zur Berechnung des Abstandsunterschieds zwischen gemessenen Abständen (A2, A3) zum Untergrund (130) und dem Abstand (A1) zur bestimmten Normalebene (140) sowie zur Feststellung, dass das Fahrzeug (100) kurz davor ist, sich zu überschlagen, wenn der berechnete Abstandsunterschied über einen Schwellenwert hinausgeht, und bei der die Recheneinheit (120) ein Objekt (150) auf dem Untergrund (130) feststellen kann, das auf Grundlage von Messwerten von der 3D-Kamera (110-1, 110-2) möglicherweise im Falle eines Überschlagens auf das Fahrerhaus aufschlagen kann (105), und einen Signalübermittler (430) zur Übermittlung eines Steuersignals zur Auslösung einer Schutzmaßnahme zum Schutz des Fahrers des Fahrzeugs, wenn eine Feststellung erfolgt ist, dass das Fahrzeug (100) kurz davor ist, sich zu überschlagen und/oder dass ein Objekt (150) beim Überschlagen möglicherweise auf das Fahrerhaus (105) aufschlagen könnte.
Computerprogramm zur Feststellung eines Überschlagens eines Fahrzeugs (100) durch ein Verfahren (300) gemäß den Patentansprüchen 1-5, wenn das Computerprogramm in einem Prozessorkreis (420) auf einer Recheneinheit (120) gemäß Patentanspruch 6 ausgeführt wird.
System (400) zur Feststellung eines Überschlagens eines Fahrzeugs (100), das folgendes umfasst: eine 3D-Kamera (110-1, 110-2) die aus einer TOF-Kamera, einer Stereo-Kamera und/oder einer plenoptischen Kamera und eine Recheneinheit (120) gemäß Patentanspruch 6 besteht,
System (400) gemäß Patentanspruch 8, das außerdem zwei 3D-Kameras (110-1, 110-2) umfasst.
Fahrzeug (100) mit einem System (400) gemäß einem der Patentansprüche 8-9 und zur Durchführung eines Verfahrens (300) gemäß einem der Patentansprüche 1-5 zur Feststellung eines Überschlagens des Fahrzeugs (100).