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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Diese
Erfindung betrifft allgemein ein Bildverarbeitungssystem in einem
Fahrzeug zum Detektieren der Anwesenheit einer Person und insbesondere
ein Bildverarbeitungssystem zur Verwendung in einem Fahrzeug, das
ein menschliches Gesicht identifiziert und diese Information zum
Zwecke der Fahrzeugsicherheit verwendet.
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2. Diskussion
der betroffenen Technik
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Die
Oberste Verkehrssicherheitsbehörde
der Vereinigten Staaten von Amerika (National Highway Traffic Safety
Administration) schreibt Fahrgast-Seitenairbags bei allen nach 1998
hergestellten Personenkraftwagen vor. Airbags retteten Tausende
Leben, aber sicherere Airbagauslösesysteme
können
sogar mehr Leben retten. Von der Obersten Verkehrssicherheitsbehörde der
Vereinigten Staaten von Amerika wurden Vorschläge unterbreitet, fortgeschrittene
Airbags vorzuschreiben, die sicherer und effizienter sind. Es gibt
folglich in der Technik einen Bedarf für ein fortgeschrittenes Airbagauslösesystem,
das das Auslösen
eines Airbags in Abhängigkeit
von der Detektion, der Identifizierung und der Nachverfolgung einer
Person in dem Fahrgastsitz eines Fahrzeuges bestimmt.
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Zukünftige Airbagauslösesysteme
werden in der Lage sein, eine Person in dem Fahrgastsitz des Fahrzeuges
zu identifizieren und nachzuverfolgen. Basierend auf dieser Information
stellt das System Signale bereit, ob während eines Unfallereignisses
der Airbag zu zünden
ist, der Airbag mit einer niedrigen Geschwindigkeit zu zünden ist
oder der Airbag mit einer normalen hohen Geschwindigkeit zu zünden ist,
und zwar in Abhängigkeit
davon, ob eine Person in dem Fahrgastsitz Platz genommen hat, von
der Größe der Person
und von der Position der Person bezüglich der Airbagauslöseklappe.
Falls eine Person in dem Fahrgastsitz detektiert wird und sich diese
in einem kleinen Abstand (beispielsweise innerhalb von 3 Inch) von
der Airbagklappe befindet, dann wird bei einem Beispiel der Airbag
während
eines Unfallereignisses nicht gezündet. Falls eine Person in
dem Fahrgastsitz detektiert wird und sich diese nahe (beispielsweise
zwischen 3 und 8 Inch) an der Airbagklappe befindet, wird der Airbag
während
eines Unfallereignisses mit einer niedrigeren Geschwindigkeit gezündet. Falls
die Person in dem Fahrgastsitz detektiert wird und sich diese weit
genug (beispielsweise mehr als 8 Inch) von der Airbagklappe befindet,
dann wird der Airbag während
eines Unfallereignisses mit der normalen hohen Geschwindigkeit gezündet.
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Heutige
Fahrgasterfassungssysteme umfassen typischerweise Ultraschallsensoren,
Gewichtssensoren, Infrarot-Sensoren und/oder elektromagnetische
Sensoren, um einen Fahrgast zur Airbagauslösung zu detektieren. Ultraschallerfassungssysteme
erfassen die Bewegung von Objekten im Bereich des Fahrgastsitzes und
bestimmen, ob sich das Objekt näher
zu dem Sensor-Ort oder von diesem weiter weg bewegt. Jedoch können Ultraschallsensoren
nicht das Wesen des Objektes identifizieren und können folglich
nicht melden, ob es eine Person oder irgendein anderes Objekt, beispielsweise
eine Lebensmitteltasche, ist. Ähnlich
wie die Ultraschallsensoren können
Mikrowellensensoren, die in aktiven Doppler-Radar-Systemen verwendet werden, Objekte
nachverfolgen, aber nicht die Anwesenheit eines Menschen identifizieren.
Gewichtssensoren identifizieren Objekte in dem Fahrgastsitz basierend
auf dem angelegten Druck, aber berücksichtigen nicht den Ort des
Fahrgastes bezüglich
des Airbags. Passive IR-Sensoren nehmen thermische Bilder des Fahrgastsitzes auf,
aber diese Systeme sind sehr aufwendig. Heutige aktive IR-Sensoren
erfassen den relativen Ort des Fahrgastes bezüglich des Airbags, aber können nicht
die Anwesenheit eines Menschen identifizieren. Elektromagnetische
Systeme umfassen LC-Resonanzschaltungen, bei denen die Körperkapazität genutzt
wird, um die Anwesenheit von Objekten zu detektieren und diese zu
identifizieren, aber diese Systeme können die Objekte nicht nachverfolgen.
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Das
US-Patent 5,835,613, das am 10. November 1998 an Breed et al. erteilt
wurde, offenbart ein Überwachungssystem
für einen
Fahrzeuginnenraum, das behauptet, Personen in dem Fahrgastraum des
Fahrzeuges zu identifizieren, zu orten und zu überwachen. Das Überwachungssystem
verwendet Infrarotstrahler, die den Innenraum des Fahrzeuges beleuchten,
und Anordnungen von ladungsgekoppelten Vorrichtungen (CCD, charge
coupled device), die die Strahlung detektieren. Ausgangssignale
von den CCD-Anordnungen werden von Berechnungsvorrichtungen analysiert,
die Mustererkennungsalgorithmen verwenden, um den Inhalt oder die
Objekte in dem Fahrgastsitz zu klassifizieren, zu identifizieren
oder zu orten. Das in dem Patent '613 offenbarte Mustererkennungssystem
zum Bestimmen von Fahrzeuginsassen verwendet eine komplizierte Software,
die die Form eines Individuums in allen möglichen Beleuchtungssituationen
unter verschiedenen Bedingungen lernen muss. Zusätzlich ist die Anwendung der
Mustererkennung auf diese Weise hinsichtlich ihrer Fähigkeit,
das Individuum nachzuverfolgen, während er oder sie sich in dem
Fahrgastsitz hin und her bewegt, beschränkt. Ferner ist die Eignung
einer allgemeinen Mustererkennung zum Identifizieren und Nachverfolgen
von Menschen fragwürdig
unzuverlässig.
Die Mustererkennung kann nicht identifizieren, wer die Person ist,
sie kann nur die Form eines Objektes detektieren.
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Das
US-Patent 5,729,619 von Puma betrifft ein System zum Identifizieren
der Identität
eines Fahrzeugfahrers und zum Bestimmen, ob sich der Fahrer im Rauschzustand
befindet oder andersartig schläfrig
ist.
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Das
System bestimmt das durch Detektieren von Rauschmitteln und/oder
der physiologischen Beiprodukte von Rauschmitteln oder anderen sekundären biochemischen Änderungen,
die von Rauschmitteln in dem Tränenfilm
verursacht werden, der die Oberfläche der Augen des Fahrers bedeckt.
Obwohl diese Anordnung unter manchen Umständen zuverlässige Identifikationstechniken
bereitstellen kann, ist sie aufwendig zu implementieren und erfordert
genaue Messungen.
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Es
wird ein verbesserter Airbagauslösesensor
und ein verbessertes Airbagauslösesystem
benötigt, das
in der Lage ist, effektiv eine Person in dem Fahrgastsitz eines
Fahrzeuges zu identifizieren und nachzuverfolgen. Es ist daher eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein derartiges Erfassungssystem
für eine Fahrgastairbagauslösung eines
Fahrzeuges bereitzustellen.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Gemäß den Lehren
der vorliegenden Erfindung ist ein Bildverarbeitungssystem zum Bereitstellen
von Fahrzeugsicherheitsmerkmalen offenbart, das eine Gesichtserkennungssoftware
und Algorithmen zum Identifizieren und Nachverfolgen einer Person
verwendet. Das System umfasst Infrarotstrahler, die ein Infrarotsignal entlang
einem vorbestimmten Gesichtsfeld abstrahlen, und einen Infrarotsensor,
beispielsweise einen CMOS-Sensor, der als eine Videosignalanordnung
verwendet wird und die reflektierte Infrarotbeleuchtung von Objekten
in dem Gesichtsfeld empfängt.
Ein Prozessor, der eine Gesichtserkennungssoftware umfasst, wird zum
Detektieren von menschlichen Gesichtern verwendet. Sobald ein Gesicht
detektiert wird, kann es mit einer Datenbank verglichen werden,
um die Person zu identifizieren.
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Verschiedene
Anwendungen des Bildverarbeitungssystems zum Bereitstellen von Fahrzeugsicherheitsmerkmalen
umfassen das Identifizieren des Fahrers oder des Fahrgastes zum
persönlichen
Anpassen der Airbags des Fahrzeuges, das Bereitstellen einer Kollisionsvermeidung
vor einem Unfall, das Bereitstellen einer Detektion im toten Winkel,
das Bereitstellen einer Aufzeichnung eines Fahrzeugunfalls und das
Bereitstellen eines Warnsignals, falls der Fahrer schläfrig erscheint.
Zusätzliche
Aufgaben, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden
von der folgenden Beschreibung und den anhängenden Ansprüchen, die zusammen
mit den begleitenden Zeichnungen zu betrachten sind, ersichtlich.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine weggeschnittene, seitliche, ebene Ansicht einer Person in dem
Fahrgastsitz eines Fahrzeuges in Verbindung mit einem Bilderfassungssystem
für eine
Airbagauslösung
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine perspektivische Ansicht einer Videokamera und einer LED-Beleuchtungseinheit,
die in dem Airbagauslösesystem
der vorliegenden Erfindung verwendet werden;
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3 ist
ein Graph mit der Wellenlänge
auf der horizontalen Achse und der Luminanzenergie auf der vertikalen
Achse, der die Luminanzkurve für
Sonnenlicht zeigt;
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4 ist
eine Darstellung von Orientierungs- und Positionsparametern einer
Kamera bezüglich
des Mittelpunktes der Airbagklappe und senkrecht dazu;
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5 ist
ein Blockdiagramm des Airbagauslösesystems
der vorliegenden Erfindung;
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6 ist
eine schematische Darstellung, die eine Bildrahmendifferenztechnik
darstellt, die in dem Airbagauslösesystem
der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
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7 ist
ein Zeitsteuerungsdiagramm für
die Bildrahmendifferenztechnik der Erfindung;
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8 ist
eine ebene Ansicht von oben auf ein Fahrzeug, die verschiedene Sensor-Orte
zum Erfassen verschiedener Bereiche des Fahrzeuges für verschiedene
Sicherheits- und Komfortzwecke gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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9 ist
eine Seitenansicht eines Fahrzeuges, die eine Kamera mit einem Gesichtsfeld
zum Detektieren von Objekten vor dem Fahrzeug gemäß einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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10 ist
eine Draufsicht auf ein Fahrzeug, das eine Seitenkamera und eine
Kamera hinten in der Mitte zum Detektieren von Objekten seitlich
des und hinter dem Fahrzeug gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst;
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11 ist
eine Seitenansicht eines Fahrzeuges, das gemäß einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung eine Kamera umfasst, die vor dem Fahrer
des Fahrzeuges positioniert ist; und
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12 ist
eine Seitenansicht eines Fahrzeuges, das gemäß einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung eine Kamera umfasst, die in der Deckenleuchte
des Fahrzeuges für
Einsatzzwecke im Falle eines Eindringens angebracht ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die
folgende Diskussion der bevorzugten Ausführungsformen, die auf ein Airbagauslösesystem
gerichtet sind, das eine Erkennung eines menschlichen Gesichtsmerkmals
verwendet, ist lediglich beispielhaft, und es ist keinesfalls beabsichtigt,
dass sie die Erfindung oder ihre Anwendungen oder ihre Einsatzmöglichkeiten
beschränkt.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird eine Technik zum Detektieren, Identifizieren
und Nachverfolgen einer Person in dem Fahrgastsitz eines Fahrzeuges
offenbart. Wie zuvor diskutiert wurde, ist es manchmal wünschenswert,
einen Fahrgastseitenairbag in einem Fahrzeug während eines Unfallereignisses
mit einer niedrigen Geschwindigkeit auszulösen oder den Airbag nicht auszulösen, und
zwar in Abhängigkeit
davon, ob eine Person den Fahrgastsitz des Fahrzeuges einnimmt,
von der Nähe
der Person zu der Airbagklappe und von der Größe der Person. Erfindungsgemäß wird die
Identifizierung und die Nachverfolgung der Person von einer Gesichtserkennungssoftware
bestimmt, insbesondere von einer Software, die die Augen der Person
und andere Gesichtsmerkmale erkennt und nachverfolgt. Die Nachverfolgung
kann auf diese Weise bei vielen Kopfwinkeln und Kopfstellungen erfolgen.
Der Softwarealgorithmus würde
ein kalibriertes Gesicht und eine kalibrierte Merkmalsseparation
verwenden, um den Abstand zu schätzen.
Das Nachverfolgen eines lokal beschränkten Bereichs des menschlichen
Gesichts ermöglicht,
dass mehr Bildrahmen pro Sekunde aufgenommen werden, was ermöglicht,
dass die Person häufiger
nachverfolgt wird. Das häufigere Nachverfolgen
der Gesichtsmerkmale vermeidet das Aufnehmen eines verschwommenen
Bildes, weil das Bild häufiger
aktualisiert wird.
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In
der Technik ist diverse Software bekannt, die Daten von Videodatenmustern,
die von einem zu analysierenden Objekt erhalten werden, verarbeitet
und bestimmt, ob das Objekt ein Gesicht hat. Beispielsweise umfasst
eine derartige Software die "Visionics
Face-It"-Software,
die Fachleuten gut bekannt ist. Es wird betont, dass die vorliegende
Erfindung nicht auf eine spezielle Gesichtsmerkmals-Zuordnungsfunktion
beschränkt
ist, sondern jeden bekannten Algorithmus umfassen kann, der für die hier
beschriebenen Zwecke zum Erkennen von Gesichtsmerkmalen geeignet
ist, ob er zweidimensional oder dreidimensional ist, die dann auch
für Abstandsmessungsfunktionen
verwendet werden. Ferner werden erfindungsgemäß Abstandsmessungsalgorithmen
zusammen mit der bekannten Gesichtserkennungssoftware verwendet.
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Wie
nachstehend detailliert diskutiert wird, verwendet die vorliegende
Erfindung Infrarotstrahlung, die von Objekten in der Fahrgastseite
des Fahrgastraumes eines Fahrzeuges wegreflektiert wird und die
von einer elektronischen Videokamera empfangen wird. Die Videokamera
erzeugt die elektrischen Signale und das Bild, das von der Gesichtserkennungssoftware
verwendet wird, um die Anwesenheitsermittlung und das Nachverfolgen
der Person zu bestimmen.
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1 ist
eine weggeschnittene, seitliche, ebene Ansicht des fahrgastseitigen
Raumes 10 eines Fahrzeuges 12. In dieser Darstellung
ist eine Person 16 in dem Fahrgastsitz 18 gezeigt,
wo sich die Person 16 während
eines Unfallereignisses nach vorne bewegt. Es wird gezeigt, dass
ein Airbagkissen 20 während
eines Unfallereignisses durch eine Airbagklappe 24, die
in einem Armaturenbrett 22 untergebracht ist, entfaltet
wird.
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Eine
Videokamera und eine IR-LED-Beleuchtungseinheit 26 ist
an dem Armaturenbrett 22 an einer für die hier beschriebenen Zwecke
geeigneten Stelle angebracht. 2 ist eine
perspektivische Ansicht der Einheit 26, die von dem Fahrzeug 12 entfernt
ist. Die Einheit 26 umfasst eine Gruppe 28 von
IR-LEDs 30. Eine Mehrzahl von LEDs 30 wird bereitgestellt,
um die erforderliche Intensität
für einen
Betrieb bei Tageslicht bereitzustellen. Die Gruppe 28 strahlt
einen Strahl mit IR-Strahlung in Richtung der Person 16,
der von dort in Richtung der Einheit 26 zurückreflektiert
wird. Eine Videokamera 34 wird in der Einheit 26 bereitgestellt,
um die von der Person 16 reflektierte Strahlung zu empfangen.
Die Videokamera 34 wird mittels eines nicht beschränkenden
Beispiels verwendet, bei dem ein beliebiger Detektor verwendet werden
kann, der eine Infrarotstrahlung detektiert, die für die hier
beschriebenen Zwecke geeignet ist.
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Ein
Filter 36 wird über
der Kamera 34 vorgesehen, um Strahlung herauszufiltern,
die sich nicht innerhalb des gewünschten
Infrarotbereichs befindet. Der Filter 36 kann ein beliebiger
Filter sein, der für
die hier beschriebenen Zwecke geeignet ist, beispielsweise ein TiO2-Filter oder ein Polarisations-Filter. Die
Filterschichten und die Filterdicke können derart ausgewählt werden,
dass das IR-Bild an den Detektor übertragen wird, aber das sichtbare
Bild von dem Detektor wegreflektiert wird. Der Polarisations-Filter
kann verwendet werden, um das zu dem Detektor gerichtete sichtbare
Licht unter Verwendung einer elektro-optischen Polarisation, die
die IR-Wellenlängen
passieren lässt,
aber die Nicht-IR-Wellenlängen
stark abschwächt,
zu reduzieren. 3 zeigt die Luminanzkurve für Sonnenlicht,
wo der Filter 36 die Infrarotstrahlung in dem Bandpassfenster
mit 40 nm passieren lässt.
Der Filter 36 stellt einen gewissen Schutz gegen Sonnenlicht
bereit, das die Funktionsweise des Airbagauslösesystems und die Erkennung
des Gesichts der Person 16 beeinträchtigen kann.
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Bei
dieser Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird eine einzige Kamera verwendet, um
die Person 16 aufzunehmen und deren Abstand zu überwachen.
Die zum Durchführen
dieser Funktion eingesetzte Software verwendet zwei getrennte Orte
auf dem Gesicht des Insassens, um die Abstandsmessung bereitzustellen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform
werden die Augen der Person detektiert, um die Triangulation zum
Zwecke der Abstandsmessung bereitzustellen. Fachleute erkennen jedoch,
dass auch andere Merkmale der Person 16 verwendet werden
können,
beispielsweise die Ohren, etc. der Person. Der Softwarealgorithmus
ermöglicht
auch, dass die Größe des Kopfes
der Person bestimmt wird, so dass es nicht erforderlich ist, dass
beide Augen im Aufnahmebereich sind, um die Person nachzuverfolgen,
nachdem sie erfasst wurde. Die Software kann zusätzlich verwendet werden, um
andere Teile des Körpers
der Person zu erkennen, beispielsweise den Rumpf der Person zusammen
mit der Gesichtsmerkmalsdetektion oder der Detektion der Kopfgröße.
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Weil
menschliche Gesichtsmerkmale einzigartig sind, kann eine Datenbank
verwendet werden, um eine spezielle Information über eine Person zu speichern,
beispielsweise den Abstand von Auge-zu-Auge, so dass die Software
speziell diese Person identifizieren kann. Das ist bei einem Beispiel
wichtig, so dass das System Kinder und Frauen, die zu der Gruppe
von einem fünftel
Prozent der erwachsenen weiblichen Bevölkerung der Vereinigten Staaten
von Amerika mit der kleinsten Körpergröße gehören (fifth-percent
females), identifizieren kann und das Zünden des Airbags bei diesen
Leuten verhindert, wie in der von der Regierung angeordneten Verordnungen
gefordert wird. Die Fähigkeit,
speziell eine Person zu identifizieren, verbessert auch die Genauigkeit
der Abstandsmessung des Systems, weil das System den Abstand der
Augen der Person oder anderer spezieller Gesichtsmerkmale kennt.
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Die
Aufnahme- und Nachverfolgungssoftware muss für eine spezielle Sitzposition,
eine spezielle Airbagposition und einen speziellen Fahrzeugaufbau,
etc. kalibriert werden. 4 ist eine Darstellung der Kameraorientierungs-
und Kamerapositionsparameter bezüglich
des Mittelpunktes der Airbagklappe 24 und rechtwinklig
zu dieser. Die drei Parameter, die in dem Fahrzeug für die erfindungsgemäße Abstandsmessung
geschätzt
werden müssen,
nachdem die Kamera und die "Visionics
Face-It"-Software
kalibriert sind, umfassen zwei Positionsabstände und einen Winkelversatz.
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Die
zwei Positionsabstände
sind der seitliche Abstand der Kamera 34 bezüglich des
Mittelpunktes des Airbags (ΔY),
der seitlich und rechtwinklig zu dem Normalvektor ausgehend vom
Mittelpunkt der Airbagklappe 24 gemessen wird, und der
Versatz (ΔX)
nach vorne oder nach hinten der Kamera 34 bezüglich des
Mittelpunktes der Airbagklappe 24, der entlang einer Achse
gemessen wird, die sich parallel zu dem Normalvektor ausgehend von
dem Mittelpunkt der Airbagklappe 24 befindet. Der Winkelparameter
ist der Azimutversatz (Δθ) zwischen
der optischen Achse der Kamera 34 und dem Normalvektor,
der aus dem Mittelpunkt des Airbags 20 austritt. Nur zwei
dieser Parameter, ΔX
und ΔΦ, werden
in der modifizierten monokularen Abstandsgleichung verwendet.
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Eine
nachstehend beschriebene Kalibrierungsprozedur kann verwendet werden,
um ΔY, ΔX und ΔΦ zu bestimmen.
Es gibt einen Kompromiss zwischen dem Messen einer großen Anzahl
von Kalibrierungspunkten und dem linearen Interpolieren dazwischen
oder dem Messen einer kleinen Anzahl von Kalibrierungspunkten und
dem nicht-linearen Interpolieren dazwischen. Theoretisch würde das
Kalibrieren mit einer großen
Anzahl von Punkten kein Modell zum Schätzen, das hier beschrieben
ist, erfordern. Der Aufwand zum Durchführen einer großen Anzahl
von Messungen, der für
eine Kalibrierung nach dem Brechstangenprinzip erforderlich ist,
und die Möglichkeit,
dass ein Betrieb der Kamera 34 oder der Software außerhalb
des zulässigen
Bereichs mit der Kalibrierung nach der Brechstangenmethode auftreten
könnte,
muss in Erwägung
gezogen werden, bevor dieser Ansatz verwendet wird. Der hier verwendete
Ansatz verwendet eine kleine Anzahl von Kalibrierungstests, um ein
Modell für
die Interpolation zu bilden.
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Ausgehend
von 4 können
die folgenden Gleichungen aufgestellt werden, um die in dem Airbagklappen-Referenzrahmen
(xyz) durchgeführten
Messungen zu jenen, die in den Kameralinsen-Referenzrahmen (xyz)
durchgeführt
wurden, in Beziehung zu bringen. Bei den folgenden Gleichungen werden
nur Gesichtspositionen vor der Airbagklappe (x > 0) betrachtet. Für ρ,θ (Nickwinkel oder Elevationswinkel)
und Φ (Gierwinkel
oder Azimutwinkel), die in dem Kugelkoordinatensystem der Kamera
definiert sind, lauten die Gleichungen für die Abstände x und y in dem Airbagkoordinatensystem: x = –ΔX + ρsin(θ + Δθ)cos(Φ + ΔΦ) (1) y = –ΔY + ρsin (θ + Δθ)sin(Φ + ΔΦ) (2)
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Dabei
wird angenommen, dass θ + Δθ während der
Kalibrierung festgelegt ist. Das Umformen der Gleichungen (1) und
(2) ergibt:
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Das
Durchführen
von Augenkoordinaten-Auslesemessungen bei einem konstanten x + ΔX und das anschließende Bestimmen
der Steigung des Tangens bezüglich Änderungen
in y ergibt:
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Bei
bekanntem x und bei bekanntem Ergebnis der rechten Seite der Gleichung
(4) kann ΔX
bestimmt werden. Bei bekannten ΔX
können
die Gleichung (3) und die Messdaten dazu verwendet werden, ΔY zu bestimmen.
Anschließend
kann unter Verwendung von ΔX
und ΔY der
Gleichung (3) und der Daten ΔΦ bestimmt werden.
Unter Verwendung von Gleichung (3) und der Tatsache, dass: eye_separation_distance =
yrt_eye – Yleft-eye (5)ist, folgt
die modifizierte monokulare Gleichung aus Gleichung (6) zum Definieren
des Zielparameters x oder des Abstandes des Auges zum Airbag.
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Die
Kalibriertabelle besteht aus einer Nachschlagetabelle (lookup table)
der von der SDK (Software Development Kit, Softwareentwicklungsbibliothek)
bestimmten Augenkoordinate als ein Pixelwert, der mit der zugeordneten
Strahlsteigung, so wie sie in dem Kamerakoordinatensystem gesehen
wird, verknüpft
ist. Die Gleichung (6) kann bezüglich
der Strahlsteigungen (Tangens von einzelnen Winkeln) vereinfacht
werden, so dass die Kalibriertabelle direkt verwendet werden kann,
um den Abstand des Auges zum Airbag aus einer monokularen Betriebsweise
zu bestimmen. Das Anwenden der trigonometrischen Tangensidentität in nachstehender
Gleichung (7)
und das Anwenden dieser Identität bei Gleichung
(6) lässt
die modifizierte monokulare Gleichung in einer Form, die bei einem
direkten Nachschlagen des Tangens/der Steigungen aus der Kalibriernachschlagetabelle verwendet
werden kann. Diese Gleichung ist in nachstehender Gleichung (8)
dargelegt.
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5 ist
ein Blockdiagramm eines Bildverarbeitungssystems 50 der
Erfindung, das einen digitalen Signalprozessor (DSP) 52 umfasst.
Der DSP 52 umfasst die Gesichtserkennungssoftware und Abstandsmessungsfunktionen,
die die Analyse bei dem von der Kamera 34 erzeugten Bild
durchführen.
Ein Taktgenerator 60 stellt eine Zeitsteuerung für die verschiedenen
digitalen Einrichtungen in dem System 50 bereit, und ein Leistungsmanagementsystem 62 stellt
Strom bereit. Der DSP 52 ist an einen CMOS-Chip 70 angeschlossen, der
eine Pixelanordnung 72 umfasst, die den IR-Detektor darstellt,
beispielsweise die Kamera 34. Bei diesem Beispiel umfasst
die Pixelanordnung 72 256 × 256 Pixel, um das gewünschte Auflösungsniveau
bereitzustellen. Der CMOS-Chip 70 umfasst auch verschiedene
Elemente für
die Zeitsteuerung und für
Steuerungszwecke, die eine zustandsangepasste Logik 74,
eine Takt-/Zeitsteuerungsschaltung 76,
eine analoge Aufbereitungsschaltung 78, Register/Puffer 80,
eine auf Chipebene programmierbare logische Schaltung 82,
etc. umfassen. Zusätzlich
ist auch ein Analog-zu-Digital-Umsetzer 84 vorgesehen,
um das analoge Signal von der Pixelanordnung 72 in ein
dieses darstellende Digitalsignal umzusetzen. Ein SRAM-Speicher 86 auf
dem Chip ist für
Speicherzwecke dargestellt, aber er kann sich auch außerhalb
des Chips befinden. Die Funktionsweise dieser Einrichtungen in dem
hier beschriebenen System ist Fachleuten ersichtlich.
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Bei
einer Ausführungsform
sind die Infrarot-LEDs 30 kontinuierlich eingeschaltet,
um die von der Kamera 34 empfangene reflektierte Strahlung
bereitzustellen. Jedoch muss typischerweise eine Art von Filterung oder
Signalverarbeitung durchgeführt
werden, um die von direktem Sonnenlicht auf die Kamera 34 verursachten
Probleme zu korrigieren, das durch den Filter 36 passiert.
Insbesondere muss das System 50 in der Lage sein, zwischen
von Sonnenlicht verursachten Schatten und tatsächlichen Kanten von Merkmalen
des Insassen 16 zu unterscheiden. Erfindungsgemäß wird eine
Bildrahmendifferenztechnik angewendet, die die LEDs 30 für eine vorbestimmte
Zeitspanne und eine vorbestimmte Anzahl von Videodatenrahmen impulsartig
einschaltet und dann für
eine vorbestimmte Zeitspanne über
die gleiche Anzahl von Videodatenrahmen impulsartig ausschaltet.
Anschließend
werden die Datenrahmen voneinander subtrahiert, so dass die Rahmen
ohne IR-Beleuchtung von den Rahmen mit IR-Beleuchtung subtrahiert
werden können
und der Hintergrund eliminiert werden kann. Der Detektor wird synchron
mit den Impulsen elektronisch geschlossen (shuttered), um eine Belichtungssteuerung
bereitzustellen. Die hier beschriebene Rahmendifferenztechnik wird
zusammen mit den Infrarotimpulsen verwendet, um das gewünschte Ergebnis
zu erzielen. In anderen Worten, die Rahmendifferenzbildung ist mit
den Infrarotimpulsen synchronisiert.
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Das
Konzept der Rahmendifferenzbildung ist die zeitgesteuerte Öffnung der
Blende und die Speicherung der Bilder auf Pixelebene unter Verwendung
von lediglich natürlicher
Beleuchtung und natürlicher
Beleuchtung mit zusätzlicher
Infrarotbeleuchtung. Die Rahmendifferenzbildung ermöglicht,
dass diese Bilder subtrahiert werden, um die Effekte einer starken
sichtbaren Beleuchtung abzuschwächen.
Der Aufbau umfasst einen Neutraldichtefilter (neutral density filter),
der die IR-Beleuchtung einschließlich eines Hintergrundes im
ungünstigsten
Fall einstellt, um das Eingangssignal für den Analog-zu-Digital-Umsetzer
zu maximieren. Die Gesichtserkennung erfordert, dass der Analog-zu-Digital-Bereich
für das
subtrahierte Bild 5 bis 6 Bit beträgt. Das sichtbare Licht würde innerhalb
des verbleibenden Bereichs passen, der für den Analog-zu-Digital-Umsetzer zulässig ist.
Die Bilddifferenzbildung wird entweder im Analogbereich, wo zwei
Kondensatoren auf Pixelebene, je einer pro Beleuchtungspegel, geladen
werden, oder im Digitalbereich, wo ein RAM-Speicher des digitalisierten
Pixelausgangssignals bei jeder Beleuchtung verwendet werden, durchgeführt. Die
Rahmendifferenzbildung arbeitet derart, dass sie die Beleuchtungseffekte
der sichtbaren Beleuchtung heraussubtrahiert und dass sie den Bildkontrast
verbessert. Die Rahmendifferenzbildungsfunktion kann in dem Erfassungserzeugungsmodus
mit einer hohen Bandbreite oder in dem Nachverfolgungsmodus mit
einer niedrigen Bandbreite unter Verwendung einer gepulsten LED-Beleuchtung
durchgeführt
werden. Die Anzahl der Elektronen von der gepulsten IR-Lichtquelle muss
10 Mal größer als
das Photonenrauschen der Umgebungsbeleuchtung sein. Hier ist das
Rauschen der Umgebungsbeleuchtung die Quadratwurzel des Doppelten
der Anzahl der Elektronen innerhalb der Sonnenintensität, weil
zwei Bildrahmen für
jedes einzelne empfangene IR-Bild aufgenommen werden.
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6 ist
eine Darstellung wie die Rahmendifferenzbildung gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung in der Kamera 34 durchgeführt wird. 7 ist
eine Signalzeitsteuerungslinie, die die Funktionsweise der Rahmendifferenztechnik
der Erfindung zeigt. Eine Pixelanordnung 90 in der Kamera 34 empfängt Strahlung von
der Szene über
eine vorbestimmte Zeitspanne (10 μs)
während
eines IR-Impulses von den LEDs 30. Zu diesem Zeitpunkt
empfängt
die Pixelanordnung 90 Umgebungslicht und Infrarotlicht.
Die von jedem Pixel oder jeder Photodiode 92 in der Anordnung 90 gespeicherte
Ladung wird anschließend
an einen Ladungsspeicherungsort 94 übertragen, der aus einer Mehrzahl
von Kondensatoren mit je einem Kondensator 96 für jedes
Pixel 92 gebildet ist. Etwa 10 μs später am Ende
des Impulses von der Gruppe 28 detektiert die Pixelanordnung 90 lediglich
das Umgebungslicht über
die gleiche Zeitspanne. Die zu diesem Zeitpunkt von der Pixelanordnung 90 empfangene
Ladung wird in einem Kondensatorspeicherort 98 mit Kondensatoren 100 gespeichert.
In dem Detektor wird ein elektronischer Shutter verwendet, um diesen
für den
hier beschriebenen Betrieb zu den ordnungsgemäßen Zeitpunkten synchron mit
den Impulsen aus IR-Strahlung zu öffnen und zu schließen.
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Die
zwei Speicherorte 94 und 98 werden in einem Summenbildungsverstärker 102 summiert.
Die Differenz zwischen den zwei Speicherorten 94 und 98 wird
anschließend
von einem Analog-zu-Digital-Umsetzer 104 digitalisiert
und stellt den Datenrahmen dar, wo das Umgebungslicht entfernt wurde.
Das Auslesen der Daten dauert etwa 10 ms, und in der nächsten Zeitspanne
tritt anschließend
der nächste
Impuls von der Gruppe 28 auf. Das komplette Rahmendifferenzbildungsverfahren
kann auf einem einzigen Chip in CMOS-Technologie durchgeführt werden,
wo die Pixelanordnung 90 und die Speicherorte 94 und 98 gemeinsam
vorgesehen sind. Bei einer anderen Ausführungsform wird die Rahmendifferenzbildung
während
einer anderen Zeitspanne an einer vom Chip entfernten Stelle durchgeführt, wo
sich die Speicherorte 94 und 98 ein RAM sind.
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Die
Rahmendifferenzbildungstechnik der Erfindung kann auf folgende Weise
beschrieben werden. Die Variablen sind als eine Umgebungsbeleuchtung
I(x, y), eine direkte Umgebungsbeleuchtung T(x, y), ein Reflektionsgrad
des Szene R(x, y) und eine modulierte Quelle als L, wenn sie eingeschaltet
ist, und als 0, wenn sie ausgeschaltet ist, definiert. Die Antwort
der Kamera 34 ist proportional zum Produkt des Reflektionsgrades und
der Beleuchtung. S(x, y, AUS) = k·(I(x,
y)·R(x,
y)) + T(x, y) S·(x, y, EIN) = k·((L +
I(x, y))·R(x,
y)) + T(x, y) D(x, y) = S(x, y, EIN) – S(x, y,
AUS) = KL·R(x,
y)
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Diese
Differenzszene hat einen viel kleineren Dynamikbereich als das einfache
Bild S(x, y, AUS). Der gleiche Vorteil kann durch Auslesen des Bildrahmens
mit der LED, das anschließende
Auslesen des Bildrahmens ohne LED und dem Subtrahieren der Rahmen
außerhalb
der Kamera 34 erreicht werden. Der Nachteil ist ein erhöhter Dynamikbereich,
der erforderlich ist, um eine Sättigung
zu vermeiden.
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L
muss viel größer als
die Antwort auf eine direkte Umgebungsbeleuchtung auf I sein. Folglich
wird I so klein wie möglich
gemacht, indem ein schmaler Bandpassfilter, der hinsichtlich der
Frequenz mit L ausgerichtet ist, verwendet wird. Die Rohabtastrate
muss zweimal so hoch sein, wie für
die Objektnachverfolgung erforderlich ist, weil zwei Rahmen subtrahiert
werden, um einen Rahmen zum Versorgen der Gesichtserkennungssoftware
zu erhalten. Die LEDs 30 müssen viel schneller sein. Die
IR-Strahlungsquelle muss derart moduliert werden, dass die gesamte
Strahlung während
des Zeitraumes auftritt, in dem alle Detektoren aktiv sind. Falls
die Integrationszeiten aller Pixel in dem Detektor nicht ausgerichtet
sind, wird die zur Verfügung
stehende Zeitspanne, in der die Quelle eingeschaltet ist, durch
die Fehlausrichtung im ungünstigsten
Fall reduziert.
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Das
zuvor beschriebene Gesichtserkennungssystem zum Identifizieren und
Nachverfolgen einer Person in einem Fahrgastsitz eines Fahrzeuges
kann auf andere Typen von Fahrzeugsystemen für andere Zwecke ausgedehnt
werden. 8 ist eine ebene Ansicht von
oben auf ein Fahrzeug 110, die an verschiedenen Orten für andere
Zwecke positionierte Sensoren oder Kameras zeigt. Beispielsweise
ist ein nach vorne gerichteter Infrarotsensor 112 an einer
Stelle in der Mitte an dem Armaturenbrett 22 positioniert
und nach vorne gerichtet, um Objekte vor dem Fahrzeug zu detektieren.
Zusätzlich
ist ein nach hinten gerichteter Infrarotsensor 114 an einem
Ort in der Mitte an dem Armaturenbrett 22 angeordnet und
in Richtung des hinteren Fahrgastraumes des Fahrzeuges 110 gerichtet,
um Vorgänge
in diesem Teil des Fahrzeuges zu überwachen. Zusätzlich ist
ein Infrarotsensor 116 an dem Armaturenbrett 22 vor
dem Fahrersitz 118 positioniert, um die Gesichtsmerkmale
des Fahrers für
verschiedene nachstehend diskutierte Zwecke zu detektieren. Ein
Infrarotsensor 120 ist an dem Armaturenbrett 22 vor
dem Fahrgastsitz 122 für
die Airbagauslösung
positioniert, wie zuvor diskutiert wurde. Die verschiedenen Sensoren 112, 114, 116 und 120 können auf
verschiedene Arten in verschiedenen Systemen verwendet werden. Andere
Sensor-Orte können
auch für
andere Zwecke verwendet werden, die mit der Diskussion hier übereinstimmen.
Einige der Anwendungen werden nachstehend diskutiert.
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Bei
einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
ist ein Sensor oder eine Kamera in Richtung auf den Fahrgastsitz
und den Fahrersitz gerichtet, der bzw. die ein Bild des Gesichtsmerkmales
des Fahrers und des Fahrgastes aufnimmt. Unter Verwendung der Gesichtsmerkmalssoftware
werden die Gesichtsmerkmale, beispielsweise die Augen oder eine
beliebige Kombination von 2-D oder 3-D Gesichts-/Kopf-/Rumpf-Merkmalkoordinaten
des Fahrers und des Fahrgastes mit Bildern verglichen, die in einer
Computerdatenbank oder einer Nachschlagetabelle gespeichert sind.
Falls die Software eine Übereinstimmung
des menschlichen Gesichts mit einem in der Datenbank gespeicherten
auffindet, wird der Airbag des Fahrers und/oder des Fahrgastes angepasst,
so dass die Charakteristika dieser Person verwendet werden, um die
Airbagauslösung
zu personalisieren. Das hilft dabei, den Airbag automatisch für junge
Personen mit einem niedrigen Gewicht, kleine Fahrer, etc. anzupassen.
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Erfindungsgemäß umfasst
eine Anwendung für
schläfrige
Fahrer das Ermitteln, wenn ein Fahrer am Steuer einschläft, und
das Aufwecken des Fahrers. Anfänglich
erfasst die Gesichtserkennungssoftware zu regelmäßigen Zeitspannen die Gesichtsmerkmale
des Fahrers und deren Koordinaten. In Abhängigkeit von den neuen Koordinaten
der Gesichtsmerkmale des Fahrers gibt die Software eine Warnung
an den Fahrer, dass er oder sie einschläft, aus. Diese Warnung basiert
auf der Häufigkeit
des Nickens des Kopfes des Fahrers, d. h. die Kopfbewegung nach
vorne und nach hinten, ob die Augen des Fahrers geschlossen sind,
etc. Insbesondere wird der Prozentsatz der Zeit, während welchem
die Augen während
eines festen Zeitintervalls geschlossen sind, verwendet, um zu bestimmen,
ob der Fahrer schläft.
Vorläufige
Studien zeigten, dass, wenn die Augen eines Fahrers mehr als 70
% über
die Zeitspanne von zwei Sekunden geschlossen sind, der Fahrer schläfrig ist
und beim Einschlafen sein kann. Zusätzlich werden die Bewegung
des Kopfes des Fahrers nach hinten und nach vorne oder die Augen
des Fahrers, die ein Mobiltelefon betrachten, verwendet, um zu bestimmen, ob
der Fahrer auf die vor ihm liegende Strasse achtet. Die Gesichtserkennungssoftware
kann die Differenz der Augenkoordinaten des Fahrers erfassen, und
diese Information kann dem Fahrer zurückgegeben werden. Diese Information
kehrt zu dem Fahrer in der Form einer mechanischen Bewegung oder
einer elektrischen Stimulierung oder des Erzeugens eines lauten
Signals, um den Fahrer aufzuwecken, zurück.
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Ähnlich wie
bei der zuvor diskutierten Anwendung für schläfrige Fahrer kann eine Einnahme
von Drogen verursachen, dass der Fahrer einschläft. Heutzutage verwenden viele
Fahrer Koffein oder "Speed", um sich während einer
langen Fahrt wach zu halten. Wenn jedoch die Wirkung der Droge nachlässt, verschlechtert sich
die Reaktionszeit des Fahrers hinsichtlich kritischer Änderungen
der Strassen- oder der Fahrbedingungen. Folglich hilft das Überwachen
der Pupillen des Fahrers, einen Fahrer zu detektieren, der Drogen
verwendet, wenn die Wirkung der Drogen endet. Die Gesichtsmerkmalserkennungssoftware
bestimmt im Wesentlichen, wie häufig
die Iris des Auges von dem Augenlid des Fahrers blockiert ist, um
zu bestimmen, ob der Fahrer beim Einschlafen ist.
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Das
hier beschriebene Gesichtsmerkmalerkennungssystem kann auch zur
Fahreridentifizierung verwendet werden. Wenn der Fahrer in ein Fahrzeug
einsteigt, nimmt eine Kamera, die nach außen gerichtet ist und in der
Nähe der
Fahrertür
angeordnet ist, ein Bild der Gesichtsmerkmale des Fahrers auf. Unter
Verwendung der Gesichtsmerkmalserkennungssoftware werden Gesichtsmerkmale,
beispielsweise die Augen oder eine beliebige Kombination von 2-D-
oder 3-D Gesichts-/Kopf-/Rumpf-Merkmalskoordinaten aus der Perspektive
des Fahrers mit Bildern verglichen, die in der Softwaredatenbank
gespeichert sind. Falls die Software eine Übereinstimmung des Gesichts
mit einem in der Datenbank gespeicherten ermittelt, öffnen sich
die Türen
und das Fahrzeug kann automatisch gestartet werden. Andernfalls
bleibt das Fahrzeug abgeschaltet. Bei einer anderen Ausführungsform
kann die Kamera dazu verwendet werden, den Fahrer zum Zwecke des
Startens des Fahrzeuges zu identifizieren, nachdem der Fahrer Zugang
zu dem Fahrzeug erhalten hat und sich der Fahrer in dem Sitz befindet.
Zusätzlich
kann in einer elterlichen Kontrollsituation der Fahrer als eine
junge Person identifiziert werden, bei der Algorithmus die Steuerung
des Fahrzeuges auf eine Maximalgeschwindigkeit zur Verwendung durch
diesen Fahrer einstellt.
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Das
Fahrer-ID-Konzept kann auf Fahrerkomfortmerkmale ausgedehnt werden,
die auch die Gesichtserkennungssoftware verwenden. Insbesondere
können
die menschlichen Gesichtsmerkmale des Fahrers verwendet werden,
um die letzte Sitzposition, die Einstellung des Rückspiegels
und der Seitenspiegel, die Lenkradeinstellung, die Radioeinstellung,
etc. des Fahrers abzurufen. Bei diesem Beispiel kann der Computer
des Fahrzeuges die letzte Sitzposition und die Einstellung des Rückspiegels
und der Seitenspiegel des Fahrers mit den menschlichen Gesichtsmerkmalen
des Fahrers speichern. Wenn die Kamera nachfolgend die Gesichtsmerkmale
des Fahrers aufnimmt und dieses Bild mit einer gespeicherten persönlichen
Präferenz
des Fahrers übereinstimmt,
können
der Sitz und die Spiegel automatisch zu den gewünschten Stellungen repositioniert werden.
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Die
Verwendung der speziellen Bildaufnahmetechnik- und Bildverarbeitungstechnik
der vorliegenden Erfindung ermöglicht
die Detektion der Anwesenheit von Leuten jeglichen Alters und jeglicher
Größe, ob sie wach
sind oder schlafen, in dem Innenraum eines Fahrzeuges mit einer
sehr hohen Zuverlässigkeit.
Diese Detektion ist zu allen Zeiten für stehende oder sich bewegende
Fahrzeuge effektiv, ob der Motor läuft oder nicht, ohne dass sie
von einer externen Anregung der Vorgänge des Fahrzeuges gestört wird,
so dass die Bestimmung von für
den Menschen gefährlichen
Situationen im Inneren ermöglicht
wird, um Warnungsalarme lokal zu erzeugen oder diese zu kommunizieren.
Das umfasst Situationen mit zurückgelassenen
Kindern, einem medizinischen Notfall, eingeschlossenen Insassen,
schlafenden Insassen, etc.
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9 ist
eine Seitenansicht eines Fahrzeuges 130, das einen nach
vorne gerichtet angebrachten Sensor 132 umfasst, der ein
Sensor-Gesichtsfeld vor dem Fahrzeug 130 bereitstellt.
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Reflektionen
von Objekten in der nach vorne gerichteten Richtung, beispielsweise
von einem Fußgänger auf
einem Fußgängerübergang,
von einem sich langsam bewegenden Fahrzeug, etc., werden von dem Verarbeitungssystem
registriert und stellen dem Fahrer eine Warnung bereit, dass sich
ein Objekt in der Bahn des Fahrzeuges befindet. Durch Erkennen eines
Fußgängers auf
einem Fußgängerübergang
oder dergleichen kann eine vorbeugende Unfallvermeidungsfunktion
unter Verwendung des Gesichtserkennungssystems der vorliegenden
Erfindung bereitgestellt werden.
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10 ist
eine Draufsicht auf ein Fahrzeug 140, das eine zentral
angebrachte Kamera 142 hinter dem Fahrzeug 140 zum
Bereitstellen eines Hinweises auf Objekte in der Bahn des Fahrzeuges
umfasst, wenn es sich nach hinten bewegt. Zusätzlich kann eine Kamera 144,
die in dem Seitenspiegel 146 des Fahrers platziert ist,
Objekte detektieren, die sich in dem toten Winkel des Fahrers befinden
und die der Fahrer nicht sehen könnte,
um Warnungen bereitzustellen. Bei diesem Beispiel ermöglicht die
Kamera 144 dem Fahrer, auf die Straße vor ihm konzentriert zu
bleiben, aber er kann immer noch sicher nach rechts oder links abbiegen
oder die Fahrspur wechseln. Die Kamera 144 kann zum Detektieren
von Fußgängern oder
Fahrradfahrern im toten Winkel des Fahrzeuges durch das Gesichtserkennungssystem
vorgesehen sein.
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Bei
schweren Autounfällen
ist es manchmal schwierig festzustellen, was den Unfall verursachte.
Bei einem Beispiel kann vor dem Unfallereignis die äußere, nach
vorne gerichtete Kamera Bilder vor dem Unfall aufnehmen. Diese Bilder
werden an den Fahrer in Form einer elektrischen oder einer mechanischen
Warnung zurückgesendet,
so dass der Fahrer Anpassungen vornehmen kann, um eine Kollision
zu vermeiden. Im Falle einer Fahrzeugkollision können die aufgenommenen Bilder
gespeichert werden, so dass zu einem späteren Zeitpunkt die erfassten
Zustände
vor dem Unfall zur Verfügung
stehen, um eine Schadensschätzung
nach dem Unfall durchzuführen.
Nach dem Unfall kann ein Unfallbenachrichtigungssignal in Form eines
Funkwellensignals automatisch gesendet werden, was die Polizei und
die Feuerwehr über
den Unfallort alarmiert.
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Um
die Aufmerksamkeit des Fahrers auf die Strasse gerichtet und die
Hände auf
dem Lenkrad zu halten, können
Gesichtsgesten des Fahrers, beispielsweise eine Bewegung von Gesichtsmerkmalen,
verwendet werden, um Funktionen durchzuführen, die zuvor manuell durchgeführt wurden.
Beispielsweise kann ein Gesichtsmerkmalbefehl des Fahrers mit einem
bestehenden gespeicherten Gesichtsmerkmal verglichen werden, der
bewirkt, dass das Fahrzeug die Autosteuerungseinrichtungen automatisch
verändert,
ohne dass der Fahrer bzw. die Fahrerin seine oder ihre Augen von
der Strasse wegrichten muss. Einige Beispiele umfassen die Steuerung
von Autozubehör,
beispielsweise das Einschalten und Abschalten des Radios, das Einschalten
und Abschalten der Lichter des Fahrzeuges, das Einschalten und Abschalten
der Scheibenwischer der Windschutzscheibe oder das Betätigen der
Hupe. 11 zeigt eine Seitenansicht
eines Fahrzeuges 152, das einen Sensor 154 des
hier diskutierten Typs umfasst, der vor einem Fahrer 156 zum
Identifizieren und Nachverfolgen der Gesichtsmerkmale des Fahrers 156 positioniert
ist. Das Gesichtserkennungssystem der Erfindung kann diese Information
auf die hier diskutierte Weise verwenden.
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Ferner
kann eine Kamera in dem Fahrzeug positioniert sein, um ein Eindringen
zu überwachen.
Bei diesem Beispiel nimmt eine Kamera ein Bild irgendwo innerhalb
des Fahrgastraumes des Fahrzeuges auf. Falls eine Person in dem
Rücksitz
des Fahrzeuges detektiert wird, nimmt die Kamera ein Bild der Gesichtsmerkmale
der Person auf. Falls die Gesichtsmerkmale einem in dem Computer
gespeicherten entsprechen, wird kein Alarm ausgelöst. Andernfalls
kann ein Alarm ertönen,
um den Fahrer zu warnen, dass sich jemand auf dem Rücksitz befindet.
Die Kamera kann ein Aufzeichnen des Eindringlings zur späteren Identifikation
bereitstellen, und die Detektion der Anwesenheit eines Menschen,
nachdem das Fahrzeug abgeschlossen ist, bereitstellen. 12 zeigt
eine Seitenansicht eines Fahrzeuges 160, die dieses Beispiel
darstellt, wo ein Sensor 162 an einem zentralen Ort in
dem Fahrgastraum des Fahrzeuges, beispielsweise in der mittleren
Deckenleuchte, angebracht ist.
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Die
vorangegangene Diskussion offenbart und beschreibt lediglich beispielhafte
Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung. Ein Fachmann wird aus einer derartigen Diskussion
und den begleitenden Zeichnungen und den Ansprüchen leicht erkennen, dass
verschiedene Änderungen,
Modifikationen und Variationen daran gemacht werden können, ohne
vom Bereich der Erfindung, wie er in den folgenden Ansprüchen definiert ist,
abzuweichen.
