DE112018002494B4

DE112018002494B4 - Erkennung und Überwachung eines Sicherheitsgurtes für Insassen

Info

Publication number: DE112018002494B4
Application number: DE112018002494.6T
Authority: DE
Inventors: Leonard Cech; Chakravarthi Mallikarjun Nagolu; Josh Ramaglia; Salvatore Brauer; Babak Bakhtiar
Original assignee: Joyson Safety Systems Acquisition LLC
Current assignee: Joyson Safety Systems Acquisition LLC
Priority date: 2017-05-15
Filing date: 2018-05-15
Publication date: 2024-02-08
Anticipated expiration: 2038-05-16
Also published as: US20180326944A1; US11654862B2; WO2018213346A1; US10940828B2; US20230373435A1; US20210291780A1; US20200298796A1; DE112018002494T5; CN111194283A; CN111194283B; US10611335B2

Abstract

System zum Erfassen einer Sicherheitsgurtbetätigung in einem Fahrzeug, umfassend:mindestens eine Lichtquelle (16), die dazu konfiguriert ist, Licht mit einer vorbestimmten Wellenlänge auf Strukturen innerhalb des Fahrzeugs zu emittieren, wobei mindestens eine der Strukturen eine Fahrgast-Sicherheitsgurtanordnung (20) ist, die ein Muster (50, 52, 53, 56) umfasst, das die vorbestimmte Wellenlänge bei einer bevorzugten Leuchtdichte reflektiert;mindestens eine 3-D-Laufzeitkamera (12), die im Fahrzeug positioniert ist, um reflektiertes Licht von den Strukturen im Fahrzeug zu empfangen und Bilder (80) der Strukturen bereitzustellen,die die bevorzugte Leuchtdichte des Musters (50, 52, 53, 56) von anderen Strukturen im Fahrzeug unterscheiden;einen Computerprozessor, der mit einem Computerspeicher und der Kamera (12) verbunden ist, wobei der Computerspeicher computerlesbare Anweisungen umfasst, die den Prozessor veranlassen, 3D-Informationen in Bezug auf entsprechende Bilder (80) der Strukturen zu rekonstruieren und eine Tiefenmessung des Abstands des reflektierenden Musters (50, 52, 53, 56) auf der Fahrgast-Sicherheitsgurtanordnung (20) von der Kamera (12) zu berechnen,dadurch gekennzeichnet, dassdas Muster (50, 52, 53, 56) eine Größe, Form und ein Reflexionsvermögen aufweist, die konfiguriert sind, um das Muster (50, 52, 53, 56) in den Bildern (80) zu unterscheiden.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldungen
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der am 15. Mai 2017 eingereichten US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 62/506,245 mit dem Titel „Detection and Monitoring of Occupant Seat Belt“ (Erkennung und Überwachung eines Sicherheitsgurtes für Insassen) und schließt diese vollständig unter Bezugnahme ein.
Technisches Gebiet
Die hier präsentierte Offenbarung bezieht sich auf Bildgebungssysteme in einer Fahrzeugpassagierkabine und ist darauf gerichtet, Sicherheitsgurtanordnungen zu lokalisieren, zu identifizieren und darin hervorzuheben, um die Verwendung des Sicherheitsgurts und die Sicherheitsgurtpositionen für die jeweiligen Fahrzeuginsassen zu bestätigen.
Hintergrund
Sicherheitsgurte sind Standardausrüstung für nahezu alle Arten von Fahrzeugen, mit denen Insassen in heutigen Transportsystemen befördert werden. Hersteller von Originalausrüstungen (OEMs) müssen nicht nur strenge Normen für die Entwicklung und den Einbau von Sicherheitsgurten einhalten, sondern in vielen Fällen müssen Fahrzeuginsassen aus rechtlichen Gründen Sicherheitsgurte anlegen. Trotz der geltenden Herstellungs- und Verwendungsvorschriften ist die allgemeine Fahrzeugsicherheit davon abhängig, dass die Fahrzeuginsassen die Sicherheitsgurte ordnungsgemäß verwenden. Eine Sichtprüfung durch externe Behörden ist nicht völlig zuverlässig, da ein Fahrzeuginnenraum von außerhalb eines Fahrzeugs nur teilweise sichtbar ist. Personen, die versuchen, die Sicherheitsgurtgebrauchsgesetze zu umgehen, positionieren die Sicherheitsgurte in einem Fahrzeug so, dass sie den Anschein eines Sicherheitsgurtgebrauchs erwecken, dem Fahrzeuginsassen jedoch mehr Bewegungsspielraum lassen (das heißt, dass der Sicherheitsgurt hinter dem Rücken des Benutzers angelegt oder der Sicherheitsgurt nur teilweise über den Körper des Benutzers geführt wird und die Sicherheitsgurtspule manipuliert wird, um den Sicherheitsgurt in einer ausgefahrenen Position zu halten, ohne dass eine feste Verriegelung erforderlich ist).
Ein Missbrauch des Sicherheitsgurts und/oder eine unzuverlässige Überwachung des Sicherheitsgurts können andere Probleme als den einfachen Körperschutz, bei dem ein Insasse während eines Unfalls festgehalten wird, mit sich bringen. Die Erfassung und Überwachung der Benutzung des Insassen-Sicherheitsgurts wurde hauptsächlich unter Verwendung von Ein-/Aus-Schaltern als Sensoren erreicht, die entsprechende angeschnallt-/ nicht-angeschnallt- Datensignale an einen Zentralprozessor als Teil eines Datenerfassungsvorgangs eines Fahrzeugsteuerungssystems übertragen. Der Sensorzustand der Sicherheitsgurtschalter kann verwendet werden, um Rückhalteeinstellungen zu bestimmen, und kann beispielsweise verwendet werden, um die Unterdrückung oder Entfaltungsentscheidungen von Airbags zu bestimmen. Motorisierte Sicherheitsgurte können auch Gurtausgabesensoren und/oder Gurtstraffungssensoren verwenden, wobei diese Sensoren verwendet werden können, um eine ordnungsgemäße Gurtplatzierung sowie dynamische Änderungen der Sicherheitsgurtausgabe zu erfassen und/oder zu verfolgen, wenn sich der Insasse bewegt. Solche Sensoren können verwendet werden, um Rückhalteeinstellungen statisch und/oder dynamisch zu steuern.
Frühere Methoden zur Überwachung von Sicherheitsgurten können effektiv sein, können aber auch überlistet werden. Wie oben erwähnt, schließen Personen weiterhin den Sicherheitsgurt unzureichend hinter oder unter dem Insassen an, verwenden weiterhin einen Gurtschlossersatz ohne den Sicherheitsgurt zu verwenden, und manövrieren sich von Hand aus dem Sicherheitsgurt, insbesondere dem Schultergurt. Darüber hinaus verwenden viele hintere Sitzplätze derzeit keine Sicherheitsgurtschalter, Gurtausgabesensoren oder Gurtstraffungssensoren. Es kann schwierig sein, die erforderliche Elektronik an einstellbaren und beweglichen Sitzpositionen zu installieren, um Schnallenschalter, Ausgabe- oder Spannungssensoren als Zubehör-Steuerungshardware zu unterstützen.
Auf dem Fahrzeugmarkt besteht weiterhin ein Bedarf an Steuersystemen, die Fahrzeuginsassen auf ordnungsgemäße Verwendung des Sicherheitsgurts überwachen und dem Steuersystem Daten zur Verwendung und Position des Sicherheitsgurts bereitstellen, um zusätzliche Sicherheitsvorkehrungen zu treffen, wie hierin erörtert. Ein für die vorliegende Erfindung gattungsbildendes System zur Lokalisierung eines Fahrzeuginsassen in einem Fahrzeuginnenraum ist beispielsweise in der DE 10 2018 206 777 A1 beschrieben, in welchem in einer Tiefenwerteinrichtung mittels eines künstlichen neuronalen Netzwerks aus Bilddaten Tiefenwertinformationen ermittelt werden. Ein weiteres bildgebendes System für ein Automobil wird in der DE 11 2014 000 934 T5 beschrieben, mit welchem mit Hilfe von Photoplethysmographie auch Vitalwerte der Insassen gemessen werden können. Weitere optische Verfahren und entsprechende Systeme zur Sicherstellung, dass die Fahrzeuginsassen den Sicherheitsgurt ordnungsgemäß angelegt haben, sind in der DE 10 2015 120 811 A1 , in der DE 10 2015 113 536 A1 und in der DE 10 2015 010 421 A1 beschrieben.
Zusammenfassung der Offenbarung
In einer Ausführungsform umfasst ein System zum Erfassen eines Sicherheitsgurtbetriebs in einem Fahrzeug mindestens eine Lichtquelle, die dazu konfiguriert ist, Licht mit einer vorbestimmten Wellenlänge auf Strukturen innerhalb des Fahrzeugs zu emittieren, wobei mindestens eine der Strukturen eine Fahrgast-Sicherheitsgurtanordnung ist, die ein Muster umfasst, das die vorbestimmte Wellenlänge bei einer bevorzugten Leuchtdichte reflektiert. Mindestens eine 3-D-Laufzeitkamera ist im Fahrzeug positioniert, um reflektiertes Licht von den Strukturen im Fahrzeug zu empfangen und Bilder der Strukturen bereitzustellen, die die bevorzugte Leuchtdichte des Musters von anderen Strukturen im Fahrzeug unterscheiden. Ein Computerprozessor, der mit einem Computerspeicher und der Kamera verbunden ist, enthält computerlesbare Anweisungen, die den Prozessor veranlassen, 3-D-Informationen in Bezug auf entsprechende Bilder der Strukturen zu rekonstruieren und eine Tiefenmessung des Abstands des reflektierenden Musters auf der Fahrgast-Sicherheitsgurtanordnung von der Kamera zu berechnen. Das Muster eist dabei eine Größe, Form und ein Reflexionsvermögen auf, die konfiguriert sind, um das Muster in den Bildern zu unterscheiden
In einer anderen Ausführungsform weist der mit dem Computerspeicher und der Kamera verbundene Computerprozessor eine Software auf, die es dem Prozessor ermöglicht, entsprechende Bilder der Strukturen zu erstellen und die Bilder in einem Koordinatensystem zu zeichnen, wobei die computerlesbaren Anweisungen ferner dazu konfiguriert sind, das Koordinatensystem zu nutzen, um ausgewählte Winkel zwischen Teilen des Musters auf der Fahrgast-Sicherheitsgurtanordnung und den anderen Strukturen im Fahrzeug zu messen.
In einer dritten Ausführungsform umfasst ein Sicherheitsgurtsystem einen Bilddetektor, der einen Sensor umfasst, der auf eine ausgewählte Wellenlänge abgestimmt ist, um ein Bild auf dem Sensor aufzunehmen. Ein Computerprozessor, der mit einem Computerspeicher und dem Bilddetektor verbunden ist, wird durch computergesteuerte Softwareanweisungen so gesteuert, dass der Prozessor das Bild empfängt und das Bild in einem 3-D-Koordinatensystem zeichnet. Eine Sicherheitsgurtanordnung in dem Fahrzeug umfasst Sicherheitsgurtkomponenten, die reflektierende Muster aufweisen, wobei die reflektierenden Muster Licht mit der ausgewählten Wellenlänge und mit einer Leuchtdichte auf den Sensor reflektieren, die die reflektierenden Muster in dem Bild unterscheidet. Der Bilddetektor hat ein Sichtfeld, das ausreicht, um ein Bild von mindestens einem Fahrzeuginsassen aufzunehmen, der die Sicherheitsgurtanordnung im Fahrzeug betätigt, und die computerlesbaren Anweisungen, auf die der Prozessor zugreifen kann, passen die 3D-Informationen aus dem Bild, für deren Verwendung von einem Insassenklassifizierungssystem, an. Das Sicherheitsgurtsystem bietet Verifizierungsmessungen, die aus dem 3D-Koordinatensystem in Bezug auf die Position der reflektierenden Muster berechnet werden, wobei die Verifizierungsmessungen zum Vergleich mit erwarteten Messungen gemäß zuvor festgelegten Standards formatiert sind, die von einem klassifizierten Insassen herrühren, der die Sicherheitsgurtanordnung benutzt.
In noch einer weiteren Ausführungsform umfasst ein System zum Bewerten von in einem Fahrzeug installierten Sicherheitsgurtanordnungen mindestens eine Kamera, die mit einem Computersystem und mindestens eine Lichtquelle, die interessierende Bereiche in einem Fahrzeug beleuchtet, verbunden ist, wobei sich mindestens ein interessierender Bereich im Sichtfeld der mindestens einen Kamera befindet. Mindestens eine Sicherheitsgurtanordnung ist in dem Fahrzeug installiert und in dem mindestens einen Sichtfeld der Kamera positioniert, und die Sicherheitsgurtanordnung umfasst feststehende Komponenten, die im Fahrzeug stationär sind, und dynamische Komponenten, die sich im Fahrzeug bewegen, wobei die feststehenden und dynamischen Komponenten entsprechende Muster umfassen, die jeweils ein vorbestimmtes Reflexionsvermögen aufweisen. Das Computersystem umfasst mindestens einen Prozessor, der mit einem Speicher mit computerimplementierten Anweisungen verbunden ist, und der Computer ist mit Anweisungen implementiert, die konfiguriert sind, um die Kamera zu verwenden, um mindestens ein Bild des mindestens einen interessierenden Bereichs im Fahrzeug zu erzeugen; um mindestens eine feste Komponente der mindestens einen Sicherheitsgurtanordnung als Referenzkomponente innerhalb des Bildes des interessierenden Bereichs zu identifizieren; um mindestens einem Referenzmesswert als den Abstand zwischen der Kamera und einem identifizierten Muster im Bild, das von der Referenzkomponente reflektiert wird, zu berechnen; um entsprechende räumliche Messungen von dynamischen Komponenten der Sicherheitsgurtanordnung, wie sie im Bild erfasst sind, zu berechnen, wobei die entsprechenden räumlichen Messungen der dynamischen Komponenten Abstände zwischen ausgewählten Mustern, die von den dynamischen Komponenten, wie sie im Bild gezeigt sind, reflektiert werden, und anderen Strukturen im Fahrzeug die ebenfalls im Bild gezeigt sind, umfassen; und um die räumlichen Messungen der dynamischen Komponenten der Sicherheitsgurtanordnung mit der Referenzmessung zu vergleichen, um die Sicherheitsgurtanordnung im Fahrzeug zu bewerten.
Kurze Beschreibung der Figuren

1 ist eine Draufsicht auf einen Fahrzeuginnenraum mit Sitzen, die in jeweiligen Sichtfeldern von Kameras in dem Fahrzeug installiert sind.
2 ist eine perspektivische Ansicht einer Sicherheitsgurtanordnung mit reflektierenden Mustern darauf, wie hierin beschrieben.
3 ist eine perspektivische Ansicht einer Sicherheitsgurtschlosskomponente in einer angeschnallten Position mit einer daran befestigten Sicherheitsgurtzunge.
4 ist ein repräsentatives 3D-Bild, das von den Kameras von 1 aufgenommen wurde.
5 ist ein Teil des Bildes von 4, der für einen bestimmten interessierenden Bereich zugeschnitten ist.
6 ist ein Teil des Bildes von 4, der einen visuell behindernden Gegenstand in dem bestimmten interessierenden Bereich zeigt.
7A ist eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeuginnenraums, der als eine aus einer Reihe von 3D-Bildanalyseanzeigen aufgenommen ist, die von einem Computer bereitgestellt werden, der dem hier beschriebenen System zugeordnet ist.
7B ist eine schematische Ansicht eines ausgewählten Sicherheitsgurtmusters, das in der Reihe von 3-D-Analyseanzeigen von 7A aufgenommen wurde.
7C ist eine schematische Ansicht eines zweidimensionalen Kreuzkorrelationsbildes eines Fahrzeuginnenraums, das in der Reihe von 3D- Analyseanzeigen von 7A aufgenommen wurde.
7D ist eine schematische Darstellung einer eindimensionalen Version eines Kreuzkorrelationssignals, das aus dem zweidimensionalen Bild von 7C aufgezeichnet wurde.
8A ist eine perspektivische Ansicht einer Kamera, die zum Erfassen einer Reihe von Bildern verwendet wird und die die Festlegung fester Bezugspunkte in einem Fahrzeug veranschaulicht.
8B ist eine schematische Darstellung einer ersten erfassten Ansicht eines Referenzziels innerhalb eines Fahrzeuginnenraums, wie hierin offenbart.
8C ist ein 3D-Bild eines Fahrzeuginsassen und eines gezeigten Referenzziels wie schematisch in 8B gezeigt.
8D ist ein 3D-Bild mit reduzierter Auflösung eines Fahrzeuginsassen und einer Reihe von Referenzzielen, die in einem Fahrzeuginnenraum positioniert sind.
8E ist eine schematische Darstellung einer Mess- und Positionierungsfunktion, die von einer hier offenbarten Fahrzeugkamera ermöglicht wird.
9 ist eine schematische Zeichnung, die die Festlegung fester Bezugspunkte aus ansonsten dynamischen Strukturen in einem Fahrzeug zeigt.
10 ist ein Intensitätsbild, das mit einer hierin offenbarten Fahrzeuginnenraumkamera aufgenommen wurde.
11 ist eine schematische Darstellung eines Kamerasichtfelds, das innerhalb eines Fahrzeuginnenraums einstellbar ist, wie hierin offenbart.
12 ist eine schematische Darstellung eines Intensitätsbildes für eine Reihe von festen Bezugspunkten in einem Fahrzeuginnenraum, wie hierin offenbart.
13 ist eine schematische Darstellung eines Tiefenbildes für eine Reihe von festen Bezugspunkten im Fahrzeuginnenraum, wie hierin offenbart.
14 ist eine schematische Darstellung einer Auftragung von Einzelbildern, die Referenzzielentfernungen in Zentimetern zeigt, wie sie von einer Kamera gemäß der vorliegenden Offenbarung aufgenommen wurden.
15 ist ein zweidimensionales Bild der reflektierten Intensität und des Abstands, das die Festlegung fester Bezugspunkte in einem Fahrzeug gemäß 9 zeigt.
16 zeigt eine Reihe von 3-D-Analysen zur Entfernungsgenauigkeit von Bildern, die gemäß der vorliegenden Offenbarung erfasst wurden.
17 zeigt eine Reihe von 3-D-Analysen von RMS-Fehlerwerten, die Bildern zugeordnet sind, die gemäß der vorliegenden Offenbarung erfasst wurden.
18 zeigt eine Reihe von 3-D-Analysen von Restdaten für Bilder, die gemäß der vorliegenden Offenbarung erfasst wurden.
19A ist eine erste perspektivische Ansicht einer zeitgesteuerten Reihe von fünf Bildern (A-E), die die verfolgte Bewegung einer Sicherheitsgurtkomponente unter Verwendung fester Referenzen zeigt, wie hierin offenbart.
19B ist eine zweite perspektivische Ansicht einer zeitgesteuerten Reihe von fünf Bildern (A-E), die die verfolgte Bewegung einer Sicherheitsgurtkomponente unter Verwendung fester Referenzen zeigt, wie hierin offenbart.
19C ist eine dritte perspektivische Ansicht einer Zeitreihen-Zeitreihe von fünf Bildern (A-E), die die verfolgte Bewegung einer Sicherheitsgurtkomponente unter Verwendung fester Referenzen zeigt, wie hierin offenbart.
19D ist eine vierte perspektivische Ansicht einer zeitgesteuerten Reihe von fünf Bildern (A-E), die die verfolgte Bewegung einer Sicherheitsgurtkomponente unter Verwendung fester Referenzen, wie hierin offenbart, darstellt.
19E ist eine fünfte perspektivische Ansicht einer zeitgesteuerten Reihe von fünf Bildern (A-E), die die verfolgte Bewegung einer Sicherheitsgurtkomponente unter Verwendung fester Referenzen, wie hierin offenbart, darstellt.
19F ist eine sechste perspektivische Ansicht einer zeitgesteuerten Reihe von fünf Bildern (A-E), die die verfolgte Bewegung einer Sicherheitsgurtkomponente unter Verwendung fester Referenzen zeigt, wie hierin offenbart.
20 ist eine Auftragung der Referenzentfernung über der Zeit für Bilder, die gemäß der Offenbarung von 19 erfasst wurden.
21 ist eine grafische Darstellung von referenzkorrigierten und gemittelten Signalen für Bilder, die gemäß der Offenbarung von 19 erfasst wurden.
22 ist eine grafische Darstellung von Bildern mit gemittelten Signalen und tiefpassgefilterten Signalen, die gemäß der Offenbarung von 19 erfasst wurden.
23 zeigt eine Reihe von 3-D-Analysen von Bildern, die gemäß der Offenbarung von 19 aufgenommen wurden.

Detaillierte schriftliche Beschreibung
Übersicht
Diese Offenbarung verwendet einen oder mehrere elektromagnetische Sensoren, um Positionen zahlreicher Komponenten einer Sicherheitsgurtanordnung zu erfassen und die Verwendung von Sicherheitsgurten in einem Fahrzeug zu verfolgen. In einer Ausführungsform ist der Sensor ein aktives optisches 3-D-Laufzeit-Bildgebungssystem, das eine bekannte Wellenform (z. B. sinusförmig, pseudozufällig und dergleichen) der elektromagnetischen Wellenlänge(n) von Licht aussendet, die kollokalisiert und/oder synchronisiert sind mit einer 2-D-Bilddetektoranordnung, wobei die Amplitude des detektierten Signals proportional zum reflektierten Licht bei der (den) Lichtwellenlänge(n) ist. Mit Hilfe bekannter Techniken kann ein solcher Sensor sowohl die Intensität des reflektierten Lichts von Oberflächen im Sichtfeld des Bildgebers als auch den Abstand der Oberfläche vom Bildgeberdetektor erfassen.
Das Licht wird emittiert und trifft auf die Oberfläche aller Objekte innerhalb einer Standortlinie. In Abhängigkeit von der geometrischen Anordnung und den Kompositionsmaterialien des Objekts wird ein Teil des Lichts zu einer Bilddetektoranordnung zurückreflektiert. Die Signalverarbeitung der erfassten Signale kann verwendet werden, um 3D-Informationen (Intensitätsbild und Tiefenbild) zu rekonstruieren, die in Bildverarbeitungsalgorithmen zum Erfassen und/oder Klassifizieren und/oder Verfolgen von Informationen über die Objekte in der Szenerie verwendet werden können. In einer nicht einschränkenden beispielhaften Ausführungsform ist die Wellenlänge der Lichtquelle 950 nm, und die Quelle des ausgewählten Lichts könnte eine LED-Anordnung oder ein oder mehrere VCSEL-Laser mit Dispersions-/Filteroptik sein, um Licht innerhalb eines bekannten räumlichen Bereichs zu dispergieren. Ohne diese Offenbarung auf eine Art von Geräteaufbau zu beschränken, kann die Bildgeberanordnung beispielsweise ein Silizium-Multipixel-Array sein, das auf das oben beschriebene 950 nm-Licht, das von einer entsprechenden Lichtquelle emittiert wird, synchronisiert und sensitiv ist. Der Sensor und die zugehörigen Quellen und Detektoren könnten jedoch auch auf anderen elektromagnetischen Methoden basieren, wie z. B. passiven optischen Bildgebern (2-D unter Verwendung von Umgebungslicht), Radar, Ultraschall, Mikrowelle und zahlreichen Detektionstechnologien.
In beispielhaften Ausführungsformen bestehen das Sicherheitsgurtmaterial und/oder die mechanische Befestigung der Sicherheitsgurte (z. B. die Sicherheitsgurt-Ausgabeöffnung) und/oder mechanische Merkmale am Sicherheitsgurt (z. B. Ringe, Halteknöpfe usw.) aus Materialien und/oder ergänzt mit einem geeigneten Muster, so dass Merkmale innerhalb des Musters ein kontrolliertes, deterministisches Reflexionsvermögen in dem Sensorwellenlängenbereich (den Sensorwellenlängenbereichen) aufweisen. Beispielsweise kann das Sicherheitsgurtmaterial mit einem Austauschmuster aus Materialien mit hohem und niedrigem Reflexionsvermögen in der ausgewählten Sensorwellenlänge beschichtet (oder genäht) werden. Das Muster kann ausgewählt werden, um eine verbesserte Fähigkeit zum Erfassen und Verfolgen von Informationen über den Sicherheitsgurt durch visuelle Inspektion oder durch Bilderkennung in einem automatisierten Computersichtsystem bereitzustellen. Bildverarbeitungsmethoden können optimiert werden, um diese Muster zu erkennen, zu klassifizieren und zu verfolgen. Mustermerkmale können für einen optimalen Kontrast ausgewählt werden, um das Ausmaß der Ausgabe des Sicherheitsgurts, die Tiefe des Sicherheitsgurts und andere vergleichende Datensätze zu erfassen / zu verfolgen, beispielsweise welche Gurtposition der Kamera am nächsten ist (z. B. um die Brust des Insassen zu identifizieren). Hier beschriebene Ausführungsformen erfassen, überwachen und/oder verfolgen Sicherheitsgurtausgabeöffnungen und Sicherheitsgurtmuster, wo immer sie sich in einem aus einem Kamerasichtfeld erzeugten Bild befinden. Beispielsweise können diese Muster in Sitzen, auf Dächern oder in Fahrzeugseitenstrukturen angeordnet sein, um Positionen von Sicherheitsgurten oder Teilen davon relativ zur Anatomie des Insassenkörpers (z. B. Schulter / Kopf) zu erfassen. In Fällen, in denen der Gurt durch Insassenanhänge verdeckt sein könnte, können Gegenstände, die vom Insassen in ein Fahrzeug gebracht werden, wie zum Beispiel Kleidung, Decken, Gepäck, Fracht oder alles, was der Insasse über einem erwarteten Bereich für einen Sicherheitsgurt abstellt, in diesem System berücksichtigt werden. Das hier beschriebene System und die hier beschriebenen Verfahren identifizieren Referenzpunkte in einem Raum, bei denen die Wahrscheinlichkeit, dass sie in einem Fahrzeug verdeckt werden, erheblich geringer ist, und stellen bekannte Strukturen bereit, anhand derer die Verwendung und der Betrieb von Sicherheitsgurten bewertet werden können. Durch Identifizieren von Referenzstrukturen, die immer in einem Fahrzeug sichtbar sind, nutzen das hierin offenbarte System und die hierin offenbarten Verfahren teilweise sichtbare Teile einer Sicherheitsgurtanordnung zusammen mit Insassenklassifizierungsverfahren, um die ordnungsgemäße oder nicht ordnungsgemäße Verwendung des Sicherheitsgurts vorherzusagen. Die ausführliche, nachfolgende Beschreibung erläutert weitere Ausführungsformen der Verfahren und Systeme zur Sicherheitsgurtüberwachung gemäß den darin angegebenen Figuren.
1 ist ein Übersichtsschema eines Fahrzeugs gemäß dieser Offenbarung mit Sitzreihen (13A, 13B, 13C) innerhalb des Innenraums (10) oder der Kabine eines Fahrzeugs. Der Begriff „Fahrzeug“, wie er hier verwendet wird, umfasst alle allgemeinsten Bedeutungen für den Begriff im Zusammenhang mit dem Transportwesen (das heißt Verweise auf ein Automobil sind nur beispielhaft und beschränken diese Offenbarung nicht auf eine Ausführungsform). Das Fahrzeug von 1 umfasst einen Fahrersitz (13A) neben einem Lenkrad (19) und ein gemeinsames Fahrerbedienfeld (17) (möglicherweise mit einem Sichtbildschirm). Das Fahrzeugsteuersystem ist nicht separat gezeigt, würde aber Prozessoren, Speicher, elektronische Schaltungen und einen Sensor umfassen, die erforderlich sind, um eine sichere Fahrumgebung im Fahrzeuginnenraum (10) zu schaffen. Die Computer (27) in dem Fahrzeug können mit Insassenklassifizierungssystemen (21) kommunizieren, die verwendet werden, um die Anatomie des Einstiegs-/Ausstiegsorts, das Alter, den Erwachsenen-/Kinder-/Säuglingsstatus und andere quantitative Merkmale jedes Insassen in dem Fahrzeug zu bestimmen. Das Fahrzeug von 1 würde typischerweise eine Standard-OEM-Ausrüstung enthalten, wie beispielsweise Sicherheitsgurtanordnungen, die in anderen Figuren detaillierter gezeigt sind. Das Fahrzeug von 1 zeigt jedoch die Installation von Kameras (12A, 12B, 12C), die entsprechende Lichtquellen aufweisen und im Fahrzeuginnenraum (10) positioniert sind, um entsprechende Sichtfelder auf Insassen, Sitze (13), Sicherheitsgurtanordnungen (20A, 20B) und andere Strukturen in dem Fahrzeug zu erstellen. In diesem nicht einschränkenden Beispiel wurden die Kameras/Bildsensoren (12) an der Decke (15) des Fahrzeugs und auf dem Fahrerbedienfeld (17) installiert. Das Fahrzeug umfasst die zugehörige Schaltung, um die Kameras (12), Lichtquellen (16) und zugehörigen Anordnungen/Sensoren (im Folgenden „Bildsensoren“ (14)) mit einem Fahrzeugsteuersystem zu verbinden, das über eine Computerbank (11) arbeitet.
2 zeigt weitere Einzelheiten über den Fahrzeuginnenraum (10) und die Sitze (13) mit darin arbeitenden Sicherheitsgurtanordnungen (20A, 20B). Ein nicht einschränkender Aspekt dieser Offenbarung umfasst die Verwendung von Komponenten der Sicherheitsgurtanordnung (20A, 20B) auf eine Weise, die die Sicherheitsgurtüberwachungsfähigkeiten maximiert. Die Komponenten können eine Sicherheitsgurtaufrollanordnung (das heißt eine Spule, die den Sicherheitsgurt in einen Gurtausgabeabschnitt (44) abwickelt und zurückwickelt), eine Ausgabeöffnung (30), durch die ein Sitz geführt wird, umfassen, sind jedoch nicht darauf beschränkt Gurtverlängerung, ein Teil einer Sicherheitsgurtanordnung, die als Schultergurt (48), Beckengurt (36), Beckengurtanker (32), Gurtlängeneinstellzubehör (34), Gurtschloss (40) und Gurtschlosszubehör konfiguriert ist (35), eine Sicherheitsgurtzunge (42), mindestens eine Seite (46) des Sicherheitsgurtschlosses (40) und Peripheriegeräte, die zum Installieren oder Aktivieren der Sicherheitsgurtmontagefunktionen (z. B. D-Ringe, Rückhalteknöpfe) verwendet werden. Der Begriff „Sicherheitsgurt-Hardware“ soll diese Offenbarung nicht einschränken und umfasst jede Struktur der Sicherheitsgurtanordnung, die irgendeine Art von Verbindung, Installation oder Betriebsfunktion in Bezug auf den in 2 gezeigten Beckengurt und Schultergurt bereitstellt. Zumindest diese Komponenten können Muster enthalten, die einstückig mit einer jeweiligen Komponente sind, auf diese aufgebracht sind oder mit dieser hergestellt werden. Die Muster sind aus Materialien mit einem bekannten Reflexionsvermögen konstruiert, so dass das Muster in einem Intensitäts- und/oder Entfernungsbild, das von dem Fahrzeuginnenraum (10) aufgenommen wurde, unterscheidbar ist. Ein Muster mit einem vorbestimmten Reflexionsvermögen aufgrund seiner Materialzusammensetzung zeigt sich mit einer unterscheidbaren Leuchtdichte (oder sichtbaren Intensität), die ausreicht, um das Muster von anderen Strukturen in einem Bild zu unterscheiden. Das Muster kann auf Wunsch des Designers in einem Bild entweder als Bereich mit niedrigerer Luminanz oder als Bereich mit höherer Luminanz angezeigt werden und weiterhin zur Unterscheidung von Komponenten der Sicherheitsgurtanordnung nützlich sein. In 2 zeigen Komponenten der Sicherheitsgurtanordnung (20) entsprechende Schultergurtmuster (38), Gurtmuster (50), Gurtausgabeabschnittsmuster (52), Gurtschlossöffnungsmuster (53), Gurtschlossmuster (56) und unterschiedliche Muster auf gegenüberliegenden Seiten von Bauteilen (das heißt gegenüberliegende Seiten des Beckengurts und des Schultergurts mit unterschiedlichen Mustern können eine verdrehte Position für einen Sicherheitsgurt in einem zugehörigen Bild identifizieren).
2 zeigt bestimmte Komponenten, die zu jeder Zeit im Fahrzeuginneren (10) deutlich sichtbar sein können, selbst wenn ein Insasse oder das Eigentum eines Insassen andere Teile der Sicherheitsgurtanordnung aus dem Sichtfeld der Kamera verdecken. Beispielsweise kann ein Gurtausgabeabschnitt (44), wie beispielsweise ein Bereich, der innerhalb einer B-Säule in einem Fahrzeug definiert ist, an mehreren Stellen innerhalb des Fahrzeuginneren installiert sein, um eine Ausgabe eines zugeordneten Sicherheitsgurts über einen Insassen bereitzustellen. Das Rückziehgehäuse und eine zugeordnete Ausgabeöffnung (30) wären für eine richtig positionierte Kamera typischerweise sichtbar, selbst wenn der Insasse ein undurchsichtiges Objekt (33) auf dem Schoß des Insassen hält, wie in 6 dargestellt. Andere Arten von Komponenten, die weniger wahrscheinlich von Ladung verdeckt werden und normalerweise im Sichtfeld einer Kamera sichtbar sind, umfassen das Sicherheitsgurtschloss (40), das einen bekannten Bewegungsbereich aufweist.
3 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Sicherheitsgurtschlosses mit entsprechenden Mustern an bestimmten Unterkomponenten des Gurtschlosses. Beispielsweise weist ein Schultergurt (48) auf einer Seite ein erstes Schultergurtmuster (38) auf, das als Streifen erkennbar ist, und auf einer gegenüberliegenden Seite ein zweites Schultergurtmuster (50). Im Beispiel von 3 ist die gegenüberliegende Seite des Schultergurts auch als Beckengurtmuster (50) für einen zugeordneten Beckengurt (36) sichtbar. Das Gurtschloss (40), die Zunge (42), die Gurtschlossflächen (46) und die Hardware zur Einstellung der Bahnlänge (34) sind geeignete Kandidaten für ein identifizierbares Muster.
4 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform von mindestens drei Sicherheitsgurtanordnungen (20), die in einem Fahrzeuginnenraum (10) verwendet werden, und jede Sicherheitsgurtanordnung ist mit einem jeweiligen Sitz (13A, 13B, 13C) betreibbar, in dem sich ein anderer Insasse befindet. Wie in den meisten Szenarien üblich, unterscheiden sich die Insassen in Größe, Form und Abmessungen, die sich auf die richtige Position des Sicherheitsgurts für jeden Insassen auswirken können. Das Bild von 4 stellt ein Beispiel einer Art von Bild (80) dar, das eine Fahrzeugkamera (12) (oder ein geeignetes System von mehreren Kameras) aus einer richtig abgestimmten Lichtquelle (16) erzeugen kann, die den Fahrzeuginnenraum (10) beleuchtet, bei einer Wellenlänge elektromagnetischer Strahlung/Lichtwellen, die so ausgewählt wurde, dass sie den Erfassungsempfindlichkeiten und der Auflösung eines Bildsensors (14) entspricht, der reflektiertes Licht von Materialien und Objekten innerhalb des Sichtfelds der Kamera empfängt. Das Bild (80) kann entweder ein zweidimensionales oder dreidimensionales Bild sein, abhängig von der Kamera, der Anordnung und den zugeordneten Computerprozessoren, aber die Muster auf den Sicherheitsgurten, Ankerpunkten und Retraktoren sind darin sichtbar. Die Ausgabeöffnung (30) in jedem Gurtausgabeabschnitt (44) ist mit einem deutlich hervorgehobenen Muster (52) dargestellt, das die Öffnung umreißt, so dass ein Ursprung der Sicherheitsgurtausgabe in dem Bild unterscheidbar sein kann. Das Gehäuse (44) kann ein anderes Muster (45) aufweisen, um die Struktur der Retraktoranordnung weiter zu beleuchten. Die verbleibenden Strukturen von 4 zeigen die Verwendung entsprechender Muster an der Sicherheitsgurtanordnung, wie oben diskutiert. Die Komponenten können eine Sicherheitsgurtaufrollanordnung (das heißt eine Spule, die den Sicherheitsgurt in einen Gurtausgabeabschnitt (44) abwickelt und zurückwickelt), eine Ausgabeöffnung (30), durch die sich ein Sicherheitsgurt erstreckt, umfassen, sind jedoch nicht darauf beschränkt einen Abschnitt einer Sicherheitsgurtanordnung, die als Schultergurt (48), Beckengurt (36), Beckengurtanker (32), Gurtlängeneinstellzubehör (34), Gurtschloss (40) und Gurtschlosszubehör (35) konfiguriert ist, eine Sicherheitsgurtzunge (42), mindestens eine Seite (46) des Sicherheitsgurtschlosses (40) und Peripheriegeräte, die zum Installieren oder Aktivieren der Sicherheitsgurtmontagefunktionen (z. B. D-Ringe, Rückhalteknöpfe) verwendet werden. Ein Schultergurt (48) hat auf einer Seite ein erstes Schultergurtmuster (38), das als Streifen erkennbar ist, und auf der gegenüberliegenden Seite ein zweites Schultergurtmuster (50). Im Beispiel von 3 ist die gegenüberliegende Seite des Schultergurts auch als Beckengurtmuster (50) für einen zugeordneten Beckengurt (36) sichtbar. Das Gurtschloss (40), die Zunge (42), die Gurtschlossflächen (46) und die Hardware zur Einstellung der Bahnlänge (34) sind alles mögliche Kandidaten für ein identifizierbares Muster. Die Strukturen im Bild und die zugehörigen Muster liefern Daten, um mehrere Funktionen auszuführen - insbesondere die Klassifizierung von Insassen gemäß eines assoziiertes Insassenklassifizierungssystems („OCS“) (21), das räumliche Messungen in Bezug auf bekannte Referenzen innerhalb des Fahrzeugs berechnet und die Bewegung innerhalb des Fahrzeugs verfolgt. Ein Ziel besteht darin, zu identifizieren, dass ein Beckengurt und ein Schultergurt für die Sicherheitsgurtanordnung einen Insassen an den richtigen Stellen am Rumpf (65) kreuzen, um einen ordnungsgemäßen Zustand durch die Sensoren im Gurtschloss zu erreichen.
Das Insassenklassifizierungssystem („OCS“) (21) kann zahlreiche Arten von Hardware, Positionssensoren, Drucksensoren, Gewichtssensoren und dergleichen enthalten, um einen Fahrzeuginsassen zu identifizieren, so dass ein Fahrzeug die gesetzlichen Anforderungen erfüllt. Viele Merkmale eines Insassen werden derzeit von einem OCS identifiziert, um die Steuerung der Airbag-Auslösung sowie anderer Rückhaltesysteme, Warnungen und Betriebssteuersignale zu unterstützen. In nicht einschränkenden Ausführungsformen dieser Offenbarung können Bilder, die gemäß den hierin beschriebenen Verfahren und Systemen gesammelt wurden, in Verbindung mit einem OCS verwendet werden, um die richtige Platzierung des Sicherheitsgurts für viele verschiedene Ebenen der menschlichen Entwicklung (z. B. Erwachsene, Kinder, Säuglinge) als anatomische Strukturen (groß männlich, durchschnittlich männlich oder weiblich, klein weiblich) zu identifizieren. Die optimale Platzierung der Sicherheitsgurte für diese unterschiedlichen Insassen ist von Person zu Person erheblich unterschiedlich. Ein OCS kann Daten von den hier beschriebenen computergestützten Bildgebungssystemen empfangen, um Kantenanalysen zum Erfassen von Insassenformen, 3D-Tiefenanalysen für die Torsoposition und anatomische Bemaßungen zur Bestätigung des Sicherheitsgurts in Bezug auf den Körper des Insassen durchzuführen. Einzelkamera- und Mehrkamerasysteme sowohl für die Sicherheitsgurtüberwachung als auch für die Insassenklassifizierung liegen im Umfang dieser Offenbarung.
Die 5 und 6 veranschaulichen ein Beispiel einer dreidimensionalen Analyse eines Fahrzeuginsassen in einem Fahrzeugsitz (13) und unter Verwendung der oben angegebenen Komponenten der Sicherheitsgurtanordnung (20). Ein Bild wie gezeigt kann mit ausreichenden Detaillierungsgraden konstruiert werden, um Muster auf zahlreichen Komponenten der Sicherheitsgurtanordnung (wie beispielsweise die verschiedenen Muster (48, 50) auf dem Schultergurt (38) und dem Beckengurt (36)) zu unterscheiden. Die Komponenten der Sicherheitsgurtanordnung sowie der Körper des Insassen sind mit ausreichender Klarheit gezeigt, um das Innere des Fahrzeugs an diesem Sitz (d. H. In diesem interessierenden Bereich) in einem dreidimensionalen Koordinatensystem zu modellieren. Eine solche Abbildung auf ein Koordinatensystem ermöglicht es einer Computersoftware, räumliche Messungen für jedes Einzelbild eines Bildes zu berechnen und Bewegungen über Paare von Bildern hinweg zu verfolgen. In dem nicht einschränkenden Beispiel von 5 berechnet ein computergestütztes Verfahren, das durch das hier offenbarte System implementiert wird, zahlreiche Winkel, die zum Identifizieren einer ordnungsgemäßen Verwendung des Sicherheitsgurts oder einer nicht ordnungsgemäßen Verwendung des Sicherheitsgurts nützlich sind. Die räumlichen Messungen können Abstände von einer Kamera (12) zu einem Teil des Körpers des Insassen (das heißt einem Körper, der einen Schultergurt aufnimmt), Abstände zwischen Bauteilen der Sicherheitsgurtanordnung (20) und Teilen des Körpers des Insassen und einschließen Winkel zwischen Strukturen innerhalb des Fahrzeugs, dem Körper des Insassen und der Sicherheitsgurtanordnung umfassen. Ohne diese Offenbarung einzuschränken, zeigt 5 beispielsweise ein Verfahren zum Berechnen eines ersten Winkels (Theta 1) zwischen der Schulter eines Insassen und einer Längsachse entlang des Sicherheitsgurts und eines zweiten Winkels (Theta 2) zwischen der Längsachse des Sicherheitsgurts und eine referenzierte horizontale Achse für das Koordinatensystem, eines dritten Winkels (Theta 3), der zwischen einem Teil des Kopfes des Insassen und der Längsachse des Sicherheitsgurts berechnet wird. Diese Arten von statischen Messungen sind nur Beispiele für das System, das Datenpunkte sammelt, um Anfangs-, Zwischen- und Endpositionen von Sicherheitsgurtkomponenten in einem jeweiligen Fahrzeug zu bestimmen. Diese Daten können dann verwendet werden, um zugehörige Warnungen oder Warnungen für die Insassen vorzubereiten und auszugeben, Airbags und andere Rückhaltesysteme zu steuern und Daten zu aktualisieren, damit ein OCS die Klassifikationen der Insassen im Fahrzeug überprüfen kann.
6 zeigt das Bild von 5 unter Hinzufügung eines verdeckenden Objekts (33), das auf dem Schoß eines Insassen angeordnet ist. Das verdeckende Objekt kann eine Decke, eine Ladung, ein Lebensmittel, Haustiere oder ein beliebiger Gegenstand sein, der einen Teil der Sicherheitsgurtbaugruppe aus der Sicht des Bildes verbirgt. In diesem Szenario verwenden die hierin offenbarten Verfahren und Systeme die oben beschriebenen räumlichen Messungen und Winkel zusammen mit verfügbaren Ansichten der Sicherheitsgurtkomponenten, die nicht verdeckt wurden, um die Sicherheitsgurtposition vorherzusagen. Das System kann zusätzliche Winkelmessungen für Komponenten verwenden, die im Bild leicht erkennbar sind. Ein Aspekt dieser Offenbarung umfasst das Erstellen von Mustern mit bekanntem Reflexionsvermögen und bekannter Leuchtdichte an Sicherheitsgurtkomponenten und anderen Strukturen im Fahrzeug, um zahlreiche Möglichkeiten zum Berechnen der Sicherheitsgurtposition aus Bereichen bereitzustellen, die während des Gebrauchs am häufigsten nicht behindert werden. Zum Beispiel wären die Ausgabeöffnung (30) und das Öffnungsmuster (52) in dem Bild, wie in 6 gezeigt, immer noch leicht verfügbar, um Theta 5 als den Winkel zwischen einem Gurtausgabeabschnitt (44) entlang eines Bereichs einer B-Säule des Fahrzeugs und einer Sicherheitsgurtausgabe, die die Ausgabeöffnung (30) verlässt, zu berechnen. In ähnlicher Weise bleibt der Winkel (Theta 6) zwischen einem Schultergurt (48) und einem Beckengurt (36) entlang des Gurtschlossbereichs (40) der Sicherheitsgurtanordnung erkennbar. Durch Zuordnen der Reflexionsmuster an strategischen Stellen zu Kameras (12), die im Fahrzeuginnenraum (10) installiert sind, sammelt das System ausreichende Bilddaten von unverdeckten Bereichen, um die Verwendung und Platzierung des Sicherheitsgurts zu bestätigen.
7 zeigt die Arten von Analysen, die mit den in den 2 bis 4 dargestellten Vorrichtungen und der Musterplatzierung der 5 bis 6 verfügbar sind. Der Computer dieser Offenbarung kann in dem Fahrzeug auf eine Weise installiert sein, die es ermöglicht, dass das Anfangsbild von 7A als ein 3-D-Bild kompiliert wird und extrahierbare Musterdaten von einer Sicherheitsgurtkomponente, wie in 7B gezeigt, bereitgestellt werden. Anschließend stehen für die Datenverarbeitung sowohl zweidimensionale als auch eindimensionale Analysen des Spektrums zur Verfügung, das auf einen im Fahrzeug verwendeten Bildsensor zurückreflektiert wird. 7 zeigt einen Kreuzkorrelationsalgorithmus, der verwendet wird, um eine x-, y-, z-Position eines Sicherheitsgurtmusters über der Brust eines Insassen zu bestätigen.
In ähnlicher Weise zeigt 8A eine andere Ausführungsform einer Kamera (12), die Infrarot- oder Nahinfrarotlichtquellen (16) verwendet, um einen Fahrzeuginnenraum (10) zu beleuchten und reflektierende Lichtsignale an einen Bildsensor (14) zurückzugeben. In 8B wurden Bezugspunkte innerhalb des Fahrzeugs als feste Bezugsöffnungen (70A, 70B, 70C) identifiziert, die an festen Stellen entlang der Decke eines Fahrzeugs installiert sind. Ein Referenzziel (zum Beispiel eine feste Referenzapertur 70C) wurde in einem bekannten Abstand von der Kamera und einem bekannten Pixelort in Bezug auf den Kamera-Bildgeber ausgewählt. Diese Konfiguration bietet eine Möglichkeit, anspruchsvollere Bildverarbeitungstechniken zu verwenden, indem zunächst einfache Referenzpositionen von der Kamera (12) zu den festgelegten Referenzöffnungen (Ausgabeöffnungen mit vorbestimmten Musterapplikationen) (70A, 70B, 70C) wie in 8E gezeigt berechnet werden.
Das Einrichten der festen Referenzblenden (70) und ihrer jeweiligen Tiefenmessungen (von der Position der festen Kamera (12) und der Position der Ausgabeöffnung (30)) ermöglicht es dem System, sowohl feste Strukturen im Fahrzeug als auch dynamische (das heißt sich bewegende) Strukturen zu berücksichtigen oder einstellbare Strukturen im Fahrzeug. Die festen und dynamischen Strukturen können für Mess- und Bewegungsanalysen verwendet werden und behalten dennoch ein hohes Vertrauensniveau in den Bilddaten bei. Beispielsweise und ohne die Offenbarung in irgendeiner Weise einzuschränken, kann ein Sitz (13) in einem Fahrzeug entlang einer Schiene in einer Längsrichtung bewegbar sein (z. B. Bewegen eines Fahrersitzes entweder weg von oder hin zu einem Lenkrad (19)) und einen Winkelbereich zum Kippen sowohl einer Sitzlehne als auch eines Bodenkissens haben. 9 zeigt, dass ein Sitz (13), der in zahlreichen Fahrzeugen installiert ist, mindestens zwei Positionen, wie gezeigt, aufweist (und höchstwahrscheinlich Dutzende mehr, wenn die einstellbaren Strukturen gegeben sind, die in Sitzanordnungen üblich sind). Durch die Identifizierung fester Referenzöffnungen als Bezugspunkte (8, Bezugszeichen 70A, 70B, 70C) innerhalb des Fahrzeuginnenraums (10), beispielsweise der oben beschriebenen Ausgabeöffnungen (30), kann ein Sicherheitsgurtüberwachungssystem die festen Bezugspunkte (70) als Ursprungspunkt verwenden, um zusätzliche Messungen an Fahrzeugkomponenten vorzunehmen, die in einem bekannten Bewegungsbereich einstellbar sind. Außerdem können sich feste Bezugspunkte nicht relativ zum Kamera-Bildgeber bewegen und können mit einer festen Reflexionsintensität entworfen werden. Rauschentfernungsalgorithmen, die die gemeinsamen Rauschkomponenten des von diesen festen Bezugspunkten empfangenen Lichts verwenden, können angewendet werden, um die Reflexionsintensität und/oder das Distanzrauschen zu reduzieren. 9 zeigt, dass ein Referenzvektor (R1) als Teil der 3D-Koordinatenmodellierung für den Fahrzeuginnenraum konstruiert werden kann. Dementsprechend können andere Referenzpunkte (80A-D) in einem zugehörigen Bild identifiziert werden, und Abstände von der ersten Referenz (70) können für andere markierte Referenzen festgelegt werden, die ein Reflexionsmuster tragen, wie oben für die 1 - 6 beschrieben. Selbst wenn eine Fahrzeugstruktur wie ein Sitz (13) einstellbare Positionen aufweist, ermöglicht die begrenzte Anzahl von möglichen Positionen und der definierte Bewegungsbereich für den Sitz, oder einer anderen einstellbaren Struktur, in dem Fahrzeug eine Identifizierung hinsichtlich welcher der möglichen Positionen die Struktur in einem Bild angenommen hat.
Nachdem diese bekannten Werte ermittelt wurden, werden die Methoden zur Mustererkennung, 3D-Rekonstruktion, räumlichen Messung und Bewegungsverfolgung für eine vergleichende Analyse aktiviert. Die 10 - 13 veranschaulichen dieses Konzept weiter in Bezug auf ein Sicherheitsgurtschloss (40), das mit den oben beschriebenen Mustern zur Luminanz- und Bildanalyseerkennung ausgestattet wurde. In 11 hat eine Kamera (12), wie oben beschrieben, die Sitze (13) und Sicherheitsgurtschlösser (40) in ihrem Sichtfeld. Obwohl der Sitz und damit auch das Gurtschloss dynamische Komponenten sind, sind ihre Einstellbereiche begrenzt und gemäß den OEM-Spezifikationen bekannt. Die hierin beschriebene Computerprogrammlogik kann daher mit einem hohen Maß an Sicherheit bestimmen, wo verschiedene Referenzpunkte auf den dynamischen Strukturen zum Zeitpunkt eines beliebigen Frames einer Sequenz von Bildern innerhalb des Fahrzeugs positioniert sind. Diese Prozedur verbessert die Genauigkeit sowohl für eine Insassenklassifizierungsbestimmung als auch für eine Sicherheitsgurtüberwachung, wie oben beschrieben.
1. Ohne diese Offenbarung auf eine bestimmte Analyse zu beschränken, veranschaulichen die 13 - 18 und die 20 - 23, wie das Sicherheitsgurtüberwachungssystem und zugehörige Algorithmen, die von zugehörigen Computern verwendet werden, Ingenieuren, Designern und Bedienern komplizierte Trends in eindimensionalen, zweidimensionalen und dreidimensionalen Datenformaten zeigt. Die Ausführungsformen dieser Offenbarung profitieren auch von Computerverarbeitungstechniken, die in computergestützter Software implementiert sind und programmierte Rauschentfernungsalgorithmen enthalten, die die gemeinsamen Rauschkomponenten des von den jeweiligen Mustern empfangenen Lichts verwenden.
Die oben beschriebene Offenbarung hat Vorrichtungen und Techniken beschrieben, um (i) identifizierbare Muster in Verbindung mit einer Sicherheitsgurtanordnung und entsprechenden Fahrzeugstrukturen zu etablieren und (ii) Bildgebungstechniken bereitzustellen, die bekannte Referenzwerte unter zahlreichen Bedingungen sowohl in Bezug auf feste als auch in Bezug auf dynamische Strukturen innerhalb eines Fahrzeugs beinhalten. Strukturen in einem Fahrzeug können zu unterschiedlichen Zeiten entweder fest oder dynamisch sein. In gewissem Sinne umfassen bestimmte Komponenten, die als in einem Fahrzeug fixiert angesehen werden, die festen Komponenten der Sicherheitsgurtanordnung, wie zum Beispiel zumindest einen Gurtausgabeabschnitt (44), der eine Sicherheitsgurtausgabeöffnung definiert, ein Sicherheitsgurtschloss, einen ersten Verankerungspunkt für das Sicherheitsgurtschloss, einen zweiten Verankerungspunkt für einen Beckengurtabschnitt der Sicherheitsgurtanordnung oder Peripheriegeräte, die an die festen Komponenten angeschlossen sind. Dynamische Komponenten können einen Sicherheitsgurt, der sich von einer Öffnung in einem Sicherheitsgurtaufroller erstreckt, einen Schultergurtabschnitt des Sicherheitsgurtes, einen Beckengurtabschnitt des Sicherheitsgurtes und/oder eine Sicherheitsgurtzunge umfassen, da sich diese Dinge wahrscheinlich während des Gebrauchs bewegen und sich je nach Insassen in unterschiedlichen Positionen befinden. Andere Komponenten können begrenzte Bewegungsbereiche aufweisen, wie oben beschrieben (z. B. ein Sitz oder ein Sicherheitsgurtschloss), so dass dieselbe Komponente, obwohl sie in einem dynamischen Sinne einstellbar ist, als fester Komponentenreferenzpunkt dienen kann, wenn eine ausgewählte Position bekannt ist.
Die Verwendung mehrerer Kameras, mehrerer Referenzpunkte und ordnungsgemäß platzierter Muster mit unterschiedlichem Reflexionsvermögen ermöglicht ein System, das nicht nur statische räumliche Messungen von Entfernungen und Winkeln, sondern auch Bewegungsinformationen für einen Insassen oder eine Fahrzeugstruktur in Bezug auf einen bekannten oder berechneten Referenzpunkt bereitstellt.
Die iterativen Frames von 19 veranschaulichen die Verwendung dieser Techniken für eine Zeitreihenbewegungsanalyse eines Insassen, der mit einer Sicherheitsgurtausgabe von einem Bezugspunkt (70) wie einer Sicherheitsgurtausgabeöffnung (30) mit einem vorbestimmten Muster (52) interagiert. Mit diesen Bezugspunkten und den dazugehörigen Messungen und Bildern kann das System zahlreiche Insassenpositionen berücksichtigen (das heißt m Liegen gegenüber normalem Sitzen) und Berechnungen für die ordnungsgemäße Verwendung des Sicherheitsgurts entsprechend anpassen. In einer Ausführungsform können die Referenzpunkte (70) mit einer Bildanalyse verwendet werden, um ein Sicherheitsgurtmuster zu identifizieren, das das Durchhängen des Sicherheitsgurts über einen Insassen hinweg anzeigt, das nicht für eine ordnungsgemäße und sichere Verwendung des Sicherheitsgurts geeignet ist.
Aufeinanderfolgende Bilder von der mindestens einen Kamera werden analysiert, um die Insassenbewegung innerhalb eines interessierenden Bereichs zu verfolgen, wobei die Bewegung relativ zu mindestens einer der festen Komponenten in dem Fahrzeug ist. Von den Bildern abgeleitete Insassenbewegungsdaten werden vom Prozessor verwendet, um physiologische Prozesse des Insassen zu verfolgen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Atmung, Atemfrequenz, Herzfrequenz, Mundöffnung und -schließung, Zwinkern und Sprachmuster. Einige dieser Messungen können vom Prozessor validiert werden, indem eine Sitzposition innerhalb des interessierenden Bereichs relativ zu der Referenzmessung der festen Komponente weiter berechnet wird.

Claims

System zum Erfassen einer Sicherheitsgurtbetätigung in einem Fahrzeug, umfassend: mindestens eine Lichtquelle (16), die dazu konfiguriert ist, Licht mit einer vorbestimmten Wellenlänge auf Strukturen innerhalb des Fahrzeugs zu emittieren, wobei mindestens eine der Strukturen eine Fahrgast-Sicherheitsgurtanordnung (20) ist, die ein Muster (50, 52, 53, 56) umfasst, das die vorbestimmte Wellenlänge bei einer bevorzugten Leuchtdichte reflektiert; mindestens eine 3-D-Laufzeitkamera (12), die im Fahrzeug positioniert ist, um reflektiertes Licht von den Strukturen im Fahrzeug zu empfangen und Bilder (80) der Strukturen bereitzustellen, die die bevorzugte Leuchtdichte des Musters (50, 52, 53, 56) von anderen Strukturen im Fahrzeug unterscheiden; einen Computerprozessor, der mit einem Computerspeicher und der Kamera (12) verbunden ist, wobei der Computerspeicher computerlesbare Anweisungen umfasst, die den Prozessor veranlassen, 3D-Informationen in Bezug auf entsprechende Bilder (80) der Strukturen zu rekonstruieren und eine Tiefenmessung des Abstands des reflektierenden Musters (50, 52, 53, 56) auf der Fahrgast-Sicherheitsgurtanordnung (20) von der Kamera (12) zu berechnen, dadurch gekennzeichnet, dass das Muster (50, 52, 53, 56) eine Größe, Form und ein Reflexionsvermögen aufweist, die konfiguriert sind, um das Muster (50, 52, 53, 56) in den Bildern (80) zu unterscheiden.
System nach Anspruch 1, wobei die computerlesbaren Anweisungen die 3D-Informationen mit Rauschentfernungsalgorithmen rekonstruieren, unter Verwendung der gemeinsamen Rauschkomponenten des von den jeweiligen Mustern (50, 52, 53, 56) empfangenen Lichts.
System nach Anspruch 1, wobei die anderen Strukturen eine Lichtkuppel, Kleiderhaken, Handläufe, Stützstrukturen und entfernbares Zubehör, das vorübergehend an dem Fahrzeug als Referenzorte für zusätzliche Messungen angebracht ist umfassen.
System nach Anspruch 1, wobei der Prozessor die Bilder (80) ferner so einstellt, dass die bevorzugte Leuchtdichte des in den Bildern (80) erfassten reflektierenden Musters (50, 52, 53, 56) größer ist als eine entsprechende Leuchtdichte anderer Strukturen in den Bildern (80).
System nach Anspruch 1, wobei die Sicherheitsgurtanordnung (20) eine Ausgabeöffnung (30) mit einem ersten Muster (52), einen Sicherheitsgurt (36, 38) mit mindestens einem Muster (50) und Sicherheitsgurtbeschläge (35) mit einem dritten Muster (53, 56) aufweist, wobei jedes Muster die vorbestimmte Wellenlänge mit einer unterschiedlichen Leuchtdichte reflektiert.
System nach Anspruch 5, wobei die 3D-Information Fahrzeuginsassenkörperpositionen im Fahrzeug umfasst und der Prozessor konfiguriert ist, um relative Tiefenmessungen von Fahrzeuginsassen und zumindest dem Spulengehäuse (44), dem Sicherheitsgurt (36, 38) oder den Sicherheitsgurtbeschlägen (35) zu berechnen.
System nach Anspruch 1, wobei die 3-D-lnformation Strukturpositionen für die anderen Strukturen im Fahrzeug umfasst und der Prozessor konfiguriert ist, um relative Tiefenpositionen von zumindest dem Gurtausgabeabschnitt (44) einer B-Säule, dem Sicherheitsgurt (36, 38) oder der Sicherheitsgurtbeschläge (35) und den anderen Strukturen im Fahrzeug zu berechnen.
System zum Erfassen mindestens einer Sicherheitsgurtposition in einem Fahrzeug, wobei das System Folgendes umfasst: mindestens eine Lichtquelle (16), die dazu konfiguriert ist, Licht mit einer vorbestimmten Wellenlänge auf Strukturen innerhalb des Fahrzeugs zu emittieren, wobei mindestens eine der Strukturen eine Fahrgast-Sicherheitsgurtanordnung (20) ist, die ein Muster (50, 52, 53, 56) umfasst, das die vorbestimmte Wellenlänge reflektiert; mindestens eine Kamera (12), die im Fahrzeug positioniert ist, um reflektiertes Licht von den Strukturen im Fahrzeug zu empfangen und Bilder (80) der Strukturen bereitzustellen, die das Muster (50, 52, 53, 56) von anderen Strukturen im Fahrzeug unterscheiden; einen Computerprozessor, der mit einem Computerspeicher und der Kamera (12) verbunden ist, wobei der Computerspeicher computerlesbare Anweisungen umfasst, die den Prozessor veranlassen, entsprechende Bilder der Strukturen zu erstellen, dadurch gekennzeichnet, dass der Computerspeicher auch computerlesbare Anweisungen umfasst, die den Prozessor veranlassen die Bilder (80) in ein Koordinatensystem zu zeichnen, wobei die computerlesbaren Anweisungen ferner dazu konfiguriert sind, das Koordinatensystem zu nutzen, um ausgewählte Winkel (Θ) zwischen Teilen des Musters (50, 52, 53, 56) auf der Fahrgast-Sicherheitsgurtanordnung (20) und den anderen Strukturen im Fahrzeug zu messen.
System nach Anspruch 8, wobei die Sicherheitsgurtanordnung (20) eine Spule in einem Gehäuse (44) umfasst, die eine Öffnung (30) definiert, durch die sich ein Sicherheitsgurt (36, 38) von der Spule erstreckt und auf diese zurückzieht, und wobei das Muster ein erstes Muster (52) auf dem Gehäuse (44) in einer Position zum Beleuchten der Öffnung in den Bildern ist.
System nach Anspruch 9, wobei der ausgewählte Winkel (Θ) zum Messen durch eine Längsachse des Sicherheitsgurts (36, 38) und eine Querachse der Öffnung definiert ist.
System nach Anspruch 9, ferner umfassend ein zweites Muster (50) am Sicherheitsgurt (36, 38) und ein drittes Muster (53, 56) an Beschlagteilen (35) der Sicherheitsgurtanordnung (20).
System nach Anspruch 11, wobei das zweite Muster (50) Markierungen umfasst, die ein Ausmaß angeben, in dem sich der Sicherheitsgurt (36, 38) durch die Öffnung des Gehäuses (44) erstreckt hat.
System nach Anspruch 8, wobei der Prozessor ferner konfiguriert ist, um mindestens zwei Bilder (80) zu vergleichen und die Bewegung von Komponenten (30, 35, 36, 38, 44) der Sicherheitsgurtanordnung (20) zu verfolgen.
System nach Anspruch 13, wobei der Prozessor eine Bewegung von Komponenten (30, 35, 36, 38, 44) der Sicherheitsgurtanordnung (20) relativ zu Insassen im Fahrzeug identifiziert.
System nach Anspruch 13, wobei der Prozessor konfiguriert ist, um entsprechende Muster (50, 52, 53, 56) auf Komponenten (30, 35, 36, 38, 44) der Sicherheitsgurtanordnung (20) zu identifizieren und mindestens zwei Bilder (80) zu verwenden, um die Bewegung von mindestens einer der Komponenten (30, 35, 36, 38, 44) zu verfolgen, und wobei der Prozessor die verfolgte Bewegung mit dem ausgewählten Winkeln (8) vergleicht, wie sie im Koordinatensystem gemessen wurden, um die Position des Sicherheitsgurts (36, 38) zu bestätigen.
System nach Anspruch 13, ferner umfassend computerlesbare Anweisungen, die vom Prozessor verwendet werden, um die Sicherheitsgurtposition im Koordinatensystem mit einer zuvor berechneten richtigen Sicherheitsgurtposition für einen Fahrgast im Fahrzeug zu vergleichen, wobei Unterschiede zwischen der Sicherheitsgurtposition und der richtigen Sicherheitsgurtposition vom Prozessor zur Steuerung eines Fahrzeugwarnsystems verwendet werden.
System nach Anspruch 16, wobei die richtige Sicherheitsgurtposition in Verbindung mit einem Insassenklassifizierungssystem berechnet wird, das mit dem Prozessor verbunden ist und Körperpositionen von Passagieren zur Verwendung bei der Berechnung der richtigen Sicherheitsgurtposition identifiziert.
Sicherheitsgurtsystem, umfassend: einen Bilddetektor (12), umfassend einen Sensor, der auf eine ausgewählte Wellenlänge abgestimmt ist, um ein Bild (80) auf dem Sensor aufzunehmen; einen Computerprozessor, der mit einem Computerspeicher und dem Bilddetektor verbunden ist, wobei der Computerspeicher computerlesbare Anweisungen umfasst, die den Prozessor veranlassen, das Bild (80) zu empfangen und das Bild (80) in einem 3D-Koordinatensystem zu zeichnen; eine Sicherheitsgurtanordnung (20), die Komponenten (30, 35, 36, 38, 44) umfasst, die reflektierende Muster (50, 52, 53, 56) aufweisen, wobei die reflektierenden Muster (50, 52, 53, 56) Licht mit der ausgewählten Wellenlänge auf den Sensor reflektieren, wobei der Bilddetektor (12) ein zum Erfassen mindestens eines die Sicherheitsgurtanordnung (20) im Fahrzeug betätigenden Fahrzeuginsassen ausreichendes Sichtfeld umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die reflektierenden Muster (50, 52, 53, 56) Licht mit einer Leuchtdichte auf den Sensor reflektieren, welche die reflektierenden Muster (50, 52, 53, 56) in dem Bild unterscheidet, die computerlesbaren Anweisungen konfiguriert sind zum: Anpassen der 3-D-Informationen aus dem Bild (80) zur Verwendung durch ein Insassenklassifizierungssystem und Bereitstellen von Verifizierungsmessungen, die aus dem 3-D-Koordinatensystem berechnet werden, in Bezug auf die Position der reflektierenden Muster (50, 52, 53, 56), wobei die Verifizierungsmessungen zum Vergleich mit erwarteten Messungen gemäß zuvor festgelegten Standards formatiert sind, die von einem klassifizierten Insassen herrühren, der die Sicherheitsgurtanordnung (20) benutzt.
Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 18, wobei die besagten Komponenten (30, 35, 36, 38, 44) zumindest einen Sicherheitsgurt (36, 38), ein Spulengehäuse (44), das eine Öffnung definiert, die die Sicherheitsgurtausgabe (30) dort hindurch beherbergt oder Sicherheitsgurtbeschläge (34), die konfiguriert sind, um die Sicherheitsgurtanordnung (20) in ein Fahrzeug zur Verwendung durch den mindestens einen Fahrzeuginsassen zu installieren, umfassen.
Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 19, wobei die Verifizierungsmessungen Messungen in Bezug auf ein reflektierendes Muster (50) umfassen, das die Öffnung (30) in dem Spulengehäuse (44) hervorhebt.
Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 18, wobei die Verifizierungsmessungen Winkelmessungen zwischen den Komponenten (30, 35, 36, 38, 44) der Sicherheitsgurtanordnung (22), zwischen den Komponenten (30, 35, 36, 38, 44) und dem mindestens einen Insassen und/oder zwischen den Komponenten (30, 35, 36, 38, 44) und anderen Strukturen im Fahrzeug umfassen.
Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 18, wobei die Verifizierungsmessungen Tiefenmessungen von Abständen vom Sensor im Bilddetektor bis zumindest zu den reflektierenden Mustern (50, 52, 53, 56), zu einem Teil des Körpers eines Fahrzeuginsassen, zu den Komponenten (30, 35, 36, 38, 44) der Sicherheitsgurtanordnung (20) oder zu anderen Strukturen im Fahrzeug umfassen.
Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 18, wobei die Verifizierungsmessungen zumindest eine Größe des reflektierenden Musters (50, 52, 53, 56), eine Größe eines Teils des Körpers des Fahrzeuginsassen oder eine Größe der Komponenten (30, 35, 36, 38, 44) der Sicherheitsgurtanordnung (20) umfassen.
Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 18, wobei die Verifizierungsmessungen über mindestens zwei Bilder (80) vorgenommen werden, um die Bewegung von zumindest den reflektierenden Mustern (50, 52, 53, 56), des Fahrzeuginsassen oder der Komponenten (30, 35, 36, 38, 44) der Sicherheitsgurtanordnung (20) zu erfassen, wobei der Prozessor ferner konfiguriert ist, eine identifizierte Bewegung mit statischen Messungen aus dem 3D-Bild zu vergleichen, um die Verwendung des Sicherheitsgurts (36, 38) durch einen klassifizierten Insassen zu überprüfen.
Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 24, wobei der Prozessor konfiguriert ist, entsprechende Muster (50, 52, 53, 56) an Komponenten (30, 35, 36, 38, 44) der Sicherheitsgurtanordnung (20) zu identifizieren und mindestens zwei Bilder (80) zu verwenden, um die Bewegung von mindestens einer der Komponenten zu verfolgen, und wobei der Prozessor die verfolgte Bewegung mit ausgewählten Winkeln (8), wie im Koordinatensystem gemessen, vergleicht, um die Position des Sicherheitsgurts (36, 38) zu bestätigen.
Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 25, ferner umfassend computerlesbare Anweisungen, die vom Prozessor verwendet werden, um die Sicherheitsgurtposition im Koordinatensystem mit einer zuvor berechneten richtigen Sicherheitsgurtposition für einen Insassen im Fahrzeug zu vergleichen, wobei Unterschiede zwischen der Sicherheitsgurtposition und der richtigen Sicherheitsgurtposition vom Prozessor zur Steuerung eines Fahrzeugwarnsystems verwendet werden.
System zum Bewerten von in einem Fahrzeug installierten Sicherheitsgurtanordnungen (20), umfassend: mindestens eine Kamera (12), die mit einem Computersystem (27) und mindestens einer Lichtquelle (16), die interessierende Bereiche in einem Fahrzeug beleuchtet, verbunden ist, wobei sich mindestens ein interessierender Bereich im Sichtfeld der mindestens einen Kamera (12) befindet; mindestens eine Sicherheitsgurtanordnung (20), die im Fahrzeug installiert und in dem mindestens einen Sichtfeld der Kamera (12) positioniert ist, wobei die Sicherheitsgurtanordnung (20) feststehende Komponenten (30, 35, 44), die im Fahrzeug stationär sind, und dynamische Komponenten (36, 38), die sich im Fahrzeug bewegen, umfasst, wobei die feststehenden und dynamischen Komponenten (30, 35, 36, 38, 44) entsprechende Muster (50, 52, 53, 56) umfassen, die jeweils ein vorbestimmtes Reflexionsvermögen aufweisen, wobei das Computersystem (27) mindestens einen Prozessor umfasst, der mit einem Speicher mit computerimplementierten Anweisungen darauf verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die computerimplementierten Anweisungen konfiguriert sind, um: die Kamera (12) zu verwenden, um mindestens ein Bild (80) des mindestens einen interessierenden Bereichs am Fahrzeug zu erzeugen; mindestens eine feste Komponente (30, 35, 44) der mindestens einen Sicherheitsgurtanordnung (20) als Referenzkomponente innerhalb des Bildes (80) des interessierenden Bereichs zu identifizieren; mindestens einen Referenzmesswert als den Abstand zwischen der Kamera (12) und einem identifizierten Muster (50, 52, 53, 56) im Bild, das von der Referenzkomponente reflektiert wird, zu berechnen; entsprechende räumliche Messungen von dynamischen Komponenten (36, 38) der Sicherheitsgurtanordnung (20), wie sie im Bild (80) erfasst sind, zu berechnen, wobei die jeweiligen räumlichen Messungen der dynamischen Komponenten (36, 38) Abstände zwischen ausgewählten Mustern, die von den dynamischen Komponenten, wie sie im Bild gezeigt sind, reflektiert werden, und anderen Strukturen im Fahrzeug die ebenfalls im Bild gezeigt sind, umfassen; und die räumlichen Messungen der dynamischen Komponenten (36, 38) der Sicherheitsgurtanordnung (20) mit der Referenzmessung zu vergleichen, um die Sicherheitsgurtanordnung (20) im Fahrzeug zu bewerten.
System nach Anspruch 27, wobei die festen Komponenten (30, 35, 44) der Sicherheitsgurtanordnung (20) zumindest einen Gurtausgabeabschnitt (30), der eine Ausgabeöffnung definiert; ein Sicherheitsgurtschloss (40), einen ersten Verankerungspunkt für das Sicherheitsgurtschloss (40), einen zweiten Verankerungspunkt (32) für einen Beckengurtabschnitt (36) der Sicherheitsgurtanordnung (20) oder Peripheriegeräte, die mit den festen Bauteilen verbunden sind, umfassen.
System nach Anspruch 27, wobei die dynamischen Komponenten (36, 38) zumindest einen Sicherheitsgurt (36, 38), der sich von einer Öffnung in einem Sicherheitsgurtaufroller erstreckt, einen Schultergurtabschnitt (38) des Sicherheitsgurtes, einen Beckengurtabschnitt (36) des Sicherheitsgurtes oder eine Sicherheitsgurtzunge (42) umfassen.
System nach Anspruch 27, wobei mehrere feste Komponenten (30, 35, 44) der Sicherheitsgurtanordnung (20) vom Computersystem (27) als Referenzkomponenten im Bild (80) bezeichnet werden und die computerimplementierten Anweisungen konfiguriert sind, um räumliche Positionen von Punkten in dem Bild (80) relativ zu den Referenzkomponenten zu messen.
System nach Anspruch 30, wobei die Referenzmessung eine Tiefenreferenzmessung ist und die jeweiligen räumlichen Messungen Tiefenmessungen der jeweiligen Muster an dynamischen Komponenten der Sicherheitsgurtanordnung (20) sind, wie sie in dem Bild (80) erfasst sind.
System nach Anspruch 30, wobei die mehreren festen Komponenten (30, 35, 44) jeweils unterschiedliche Muster (52, 53, 56) mit einem individualisierten Reflexionsvermögen umfassen.
System nach Anspruch 27, wobei das System mindestens zwei Kameras (12) umfasst, die jeweils Bilder (80) des interessierenden Bereichs konstruieren, und ein Bild (80) von jeder der mindestens zwei Kameras (12) umfasst, wobei räumliche Messungen über das Bilderpaar gemacht werden und Daten an ein Insassenklassifizierungssystem liefern, das mit dem Computersystem (27) verbunden ist.
System nach Anspruch 33, wobei das Insassenklassifizierungssystem zusätzliche computerisierte Anweisungen umfasst, die den Prozessor so konfigurieren, dass er Körperformen, Körperkanten, Körpertiefen, Körpermaße und Körperpositionen für Insassen in dem interessierenden Bereich erfasst.
System nach Anspruch 34, wobei aufeinanderfolgende Bilder (80) von den mindestens zwei Kameras (12) analysiert werden, um die Insassenbewegung innerhalb des interessierenden Bereichs zu verfolgen, wobei die Bewegung relativ zu mindestens einer der festen Komponenten (30, 35, 44) im Fahrzeug ist.
System nach Anspruch 35, wobei aus den Bildern (80) abgeleitete Insassenbewegungsdaten vom Prozessor verwendet werden, um physiologische Prozesse des Insassen zu verfolgen.
System nach Anspruch 36, wobei die physiologischen Prozesse zumindest das Atmen, das Öffnen und Schließen des Mundes, das Zwinkern oder das Sprechen umfassen.
System nach Anspruch 27, wobei der Prozessor ferner eine Sitzposition relativ zu der Referenzmessung der festen Komponente (30, 35, 44) innerhalb des interessierenden Bereichs berechnet.
System nach Anspruch 27, ferner umfassend das Einrichten einer dynamischen Komponente (36, 38) des Sicherheitsgurtanordnungssystems (20) als eine zweite Referenzkomponente, wobei die zweite Referenzkomponente einen definierten Bewegungsbereich aufweist, der auf bekannte Positionen beschränkt ist, wobei der Prozessor die bekannte Position für die zweite Referenzkomponente, wie im Bild (80) aufgenommen, berechnet.
System nach Anspruch 39, wobei der Prozessor Vektoren von der zweiten Referenzkomponente zur Kamera (12) berechnet, wie sie von dem Bild (80) erfasst werden, um Positionsinformationen für die zweite Referenzkomponente abzuleiten.
System nach Anspruch 40, wobei die zweite Referenzkomponente zumindest einen Punkt auf einem Fahrzeugsitz oder ein mit dem Fahrzeugsitz verbundenes Sicherheitsgurtschloss (40) umfasst, so dass das Sicherheitsgurtschloss begrenzte Bewegungsbereiche in Bezug auf den Fahrzeugsitz hat.
System nach Anspruch 27, wobei die Kamera (12) eine Sequenz von Bildern (80) erstellt, um die Bewegung mindestens einer dynamischen Komponente (36, 38) der Sicherheitsgurtanordnung (20) zu vergleichen und zu erfassen, wobei räumliche Messungen über Frames der Sequenz hinweg vorgenommen werden, um die Verwendung einer dynamischen Komponente im Fahrzeug zu verfolgen.
System nach Anspruch 42, wobei die räumlichen Messungen Tiefenmessungen einer Sicherheitsgurtausgabe als die dynamische Komponente relativ zu einer Ausgabeöffnung als die feststehende Komponente umfassen und wobei die Tiefenmessungen die Sicherheitsgurtausgabe über einen Insassentorso verfolgen.
System nach Anspruch 43, ferner umfassend einen Gurtschlossschalter, um dem Prozessor ein Angeschnallt/Abgeschnallt-Signal zur Bestätigung der Benutzung des Sicherheitsgurts (36, 38) zu geben.
System nach Anspruch 42, wobei der Prozessor die Sequenz von Bildern (80) verwendet, um die Bewegung eines Insassen in dem interessierenden Bereich zu vergleichen und zu erfassen, indem Tiefenmessungen der Insassenposition in Bezug auf die Referenzkomponente verglichen werden.
System nach Anspruch 45, wobei der Prozessor die Sequenz von Bildern (80) verwendet, um Tiefenmessungen einer Sicherheitsgurtausgabe in Bezug zu einer Tiefe eines Insassentorsos zu vergleichen und zu erfassen, wobei die Referenzkomponente für einen bekannten Abstand verwendet wird und ein schlaffes Anliegen des Sicherheitsgurts (36, 38) am Torso bestimmt wird.