WO2005007468A1 - Sicherheitsgurt-warnvorrichtung - Google Patents

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Guido Becker
Thierry Mousel
Paul Schockmel
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Iee International Electronics & Engineering S.A.
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    • B60R2022/4866—Displaying or indicating arrangements thereof

Definitions

  • the present invention relates to a safety device for a vehicle and in particular to a seat belt warning device.
  • Such a seat belt warning device must have, on the one hand, a device for determining the occupancy state of the seat and, on the other hand, a device for detecting a wearing state of the assigned seat belt.
  • US Pat. No. 6,239,695 B1 describes, for example, a seat belt warning system, each with a seat occupancy sensor and a belt buckle sensor.
  • the seat occupancy sensor comprises a pressure-sensitive membrane switch which is arranged in a seat surface of the seat to be monitored in such a way that the pressure-sensitive membrane switch is triggered when the seat is occupied.
  • the belt buckle sensor has a switch which is arranged in the buckle and which is switched when the buckle is inserted into the buckle.
  • the object of the present invention is therefore to propose an improved seat belt warning device.
  • a seat belt warning device comprises a device for detecting occupancy of a seat by a passenger, a device for detecting a wearing condition of a seat belt assigned to the seat, and a device for outputting a warning signal.
  • the device for detecting occupancy of the seat by a passenger comprises an optical imaging system with an image evaluation unit.
  • the optical imaging system of the proposed warning device is not integrated into the vehicle seats to be monitored.
  • the problem of wiring when installing or removing a seat no longer arises.
  • the arrangement of the warning device therefore does not conflict with a modular structure, for example a rear seat arrangement in a vehicle.
  • the optical system can be integrated anywhere in the vehicle such that the seat or seats to be monitored are in the field of view of the system. It should be noted that with a single optical system, with a suitable design of the optical components, several seats can be captured by a single imaging system. This results in comparison with the prior art, in which each individual seat or each individual seating area of a rear seat bench with one own seat occupancy sensor must be equipped, an economic advantage with the proposed warning device.
  • the optical system can be integrated, for example, in the vehicle headlining. With an optical system arranged in this way, for example, the entire rear area of the vehicle can be detected well, so that reliable seat occupancy detection can be carried out for all rear seats of the vehicle. It should be noted that the proposed system can also be used to detect seat occupancy between the actual seats. Another advantage of the proposed system over the prior art is that a suitable image evaluation enables a distinction to be made between an object and a person. This enables a classification of the seat occupancy and consequently a situation-dependent output of a warning signal only when the seat is actually occupied by a person. An output of a warning signal in the event of an object being seated can thereby be effectively avoided.
  • the image evaluation unit can be integrated in the optical unit or connected to it via an interface. In the latter case, the space requirement of the optical system is reduced, so that integration into the vehicle is simplified. The evaluation unit itself can then be placed anywhere in the vehicle.
  • the image evaluation unit and the device for detecting a wearing state of a seat belt assigned to the seat are connected to a control unit which, when the seat is actually occupied and the seat belt is not fastened, controls the device for outputting a warning signal by an optical and / or acoustic warning signal to the driver and / or to issue the passenger in question.
  • the image evaluation unit evaluates one recorded by the imaging system
  • the Edge detection can be done using standard image processing techniques.
  • the edges determined make it easy to distinguish between different seat occupancy states.
  • the position of the determined edges or contours in the monitored space enables the position of a passenger to be determined, for example with respect to a belt lock.
  • the advantage of reducing the image content to the existing edges or contours is the reduction in the amount of data to be processed.
  • the imaging system has a CMOS camera and / or a CCD camera. These systems are characterized by a good resolution at low purchase costs.
  • the device for detecting the wearing condition of the seat belt can comprise, for example, a belt buckle sensor.
  • a belt buckle sensor An embodiment of such a sensor is known from the prior art mentioned above. It is, for example, a switch integrated in the buckle that is activated when the seat belt flap is inserted into the buckle.
  • the device for detecting the wearing state of the seat belt is formed by the optical imaging system.
  • the resolution of the optical system is sufficiently good, it is possible to optically determine the position of a seat belt and consequently to determine whether the belt is fastened or not.
  • Such an embodiment of the invention can therefore dispense with independent belt sensors. On the one hand, this reduces the number of individual components of the system, and on the other hand, the installation of the system in a vehicle is considerably simplified.
  • the belt can optionally have one or more markings recognizable by the optical system.
  • the proposed device can be equipped with an illumination device which allows the space to be monitored to be monitored insufficient ambient light intensity.
  • the lighting unit can preferably take place in an area which is not visible to the passenger, for example in the IR area.
  • the proposed warning device enables a very precise classification of the seat occupancy of the monitored seats and thus only outputs a situation-dependent warning signal if the current occupancy situation actually requires the seat belt to be worn.
  • the classification of the seat occupancy can also be used to control other applications. For example, electric headrests can be retracted automatically when the rear seats of a vehicle are not occupied. Headrests can also be adjusted to a height suitable for the stature of the passenger when occupancy is recognized by a person.
  • the data relating to the seat occupancy can also be used in emergency systems, for example to automatically report the number of passengers in the vehicle to an emergency center in the event of an accident.
  • the data can be stored in a vehicle data recorder so that it can be used in a later accident evaluation. It should be noted that with such a storage of the seat occupancy data, the storage of only the edge information on the one hand has the advantage. On the other hand, when the edge information is stored, it is not possible to identify the passengers in the vehicle, so that any data protection regulations can be complied with.
  • Fig.1 a side view of a vehicle with a seat belt warning device
  • Fig.2 a top view of the vehicle of Fig.1.
  • 1 shows a side view of a vehicle 10 with an optical system 12 arranged in the vehicle headlining.
  • the optical system for example a CCD camera or a CMOS camera, is arranged in the vehicle such that the field of view of the camera (through the dashed lines) Lines 14 indicated) covers the entire rear seat area of the vehicle.
  • a person 16 sitting in the rear seat is accordingly captured by the camera 12 and can be recognized by an image evaluation unit (not shown) in the situation images recorded by the camera. If it is also recognized that the person has not fastened the seat belt, a suitable warning signal is issued.
  • FIG. 2 A top view of the vehicle 10 is shown in FIG. 2. It can be seen that a corresponding configuration of the optical system expands the viewing area 14 of the camera 12 such that the entire rear area of the vehicle can be monitored by a single camera.

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Abstract

Eine Sicherheitsgurt-Warnvorrichtung umfasst eine Vorrichtung zum Erfassen einer Belegung eines Sitzes durch einen Passagier, eine Vorrichtung zum Erfassen eines Anlegezustands eines dem Sitz zugeordneten Sicherheitsgurt, und eine Vorrichtung zur Ausgabe eines Warnsignals. Erfindungsgemäß umfasst die Vorrichtung zum Erfassen einer Belegung des Sitzes durch einen Passagier ein optisches bildgebendes System mit einer Bildauswerteeinheit.

Description

Sicherheitsgurt-Warnvorrichtung
Einleitung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung für ein Fahrzeug und insbesondere eine Sicherheitsgurt-Warnvorrichtung.
Es ist allseits bekannt, dass das Tragen des Sicherheitsgurtes die Sicherheit von Fahrzeugpassagieren erheblich erhöht und die Folgen eines Unfalls deutlich verringern kann. Allerdings werden vorhandene Sicherheitsgurte häufig, bewusst oder unbewusst, nicht vorschriftsmäßig angelegt. Dies ist insbesondere auf den Rücksitzen des Fahrzeugs der Fall.
Um die Insassen eines Fahrzeugs zum Anlegen der vorhandenen Sicherheitsgurte zu bewegen ist man folglich dazu übergegangen, Fahrzeuge mit Warnsystemen auszustatten, die bei nicht angelegtem Sicherheitsgurt ein Warnsignal an den jeweiligen Passagier und/oder den Fahrer ausgeben. Die Warnsignale sollen bei solchen Warnvorrichtungen selbstverständlich nur dann ausgegeben werden, wenn die jeweiligen Sitze durch einen Passagier belegt sind. Demzufolge muss eine solche Sicherheitsgurt-Wamvorrichtuπg einerseits eine Vorrichtung zum Ermitteln des Belegungszustands des Sitzes und andererseits eine Vorrichtung zum Erkennen eines Anlegezustands des zugeordneten Sicherheitsgurts aufweisen.
Das US Patent US 6,239,695 B1 beschreibt beispielsweise ein Sicherheitsgurt- Warnsystem mit jeweils einem Sitzbelegungssensor und einem Gurtschloss- Sensor. Der Sitzbelegungssensor umfasst einen druckempfindlichen Folienschalter, der in einer Sitzfläche des zu überwachenden Sitzes derart angeordnet ist, dass der druckempfindliche Folienschalter ausgelöst wird, wenn der Sitz belegt ist. Der Gurtschloss-Sensor weist einen in dem Gurtschloss angeordneten Schalter auf, der beim Einführen der Gurtschnalle in das Gurtschloss geschaltet wird.
Der Nachteil einer solchen Vorrichtung liegt in der verhältnismäßig aufwendigen Verkabelung der Sitzbelegungssensoren. Diese notwendige Verkabelung der in den Sitz integrierten Sensoren stellt insbesondere bei variablen Rücksitzkonfigurationen mit herausnehmbaren Sitzen ein Problem dar.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es folglich, eine verbesserte Sicherheitsgurt-Warnvorrichtung vorzuschlagen.
Allgemeine Beschreibung der Erfindung
Diese Aufgabe wird durch eine Sicherheitsgurt-Warnvorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Eine solche Sicherheitsgurt-Warnvorrichtung umfasst eine Vorrichtung zum Erfassen einer Belegung eines Sitzes durch einen Passagier, eine Vorrichtung zum Erfassen eines Anlegezustands eines dem Sitz zugeordneten Sicherheitsgurt, und eine Vorrichtung zur Ausgabe eines Warnsignals. Erfindungsgemäß umfasst die Vorrichtung zum Erfassen einer Belegung des Sitzes durch einen Passagier ein optisches bildgebendes System mit einer Bildauswerteeinheit.
Im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten Sitzbelegungssensoren wird das optische bildgebende System der vorgeschlagenen Warnvorrichtung nicht in die zu überwachenden Fahrzeugsitze integriert. Somit stellt sich bei der vorgeschlagenen Warnvorrichtung das Problem der Verkabelung beim Ein- bzw. Ausbau eines Sitzes nicht mehr. Die Anordnung der Warnvorrichtung steht demzufolge einem modularen Aufbau beispielsweise einer Rücksitzanordnung in einem Fahrzeug nicht entgegen.
Das optische System kann im Inneren des Fahrzeugs an einer beliebigen Stelle derart integriert werden, dass der oder die zu überwachenden Sitze in dem Blickfeld des Systems liegen. Dabei ist anzumerken, dass mit einem einzigen optischen System bei geeigneter Ausgestaltung der Optikkomponenten mehrere Sitze durch ein einziges bildgebendes System erfasst werden können. Hierdurch ergibt sich gegenüber dem Stand der Technik, bei dem jeder Einzelsitz bzw. jeder einzelne Sitzbereich einer Rücksitzbank mit einem eigenen Sitzbelegungssensor ausgestattet werden muss, bei der vorgeschlagenen Warnvorrichtung ein wirtschaftlicher Vorteil.
In einer einfachen Ausgestaltung der Erfindung kann das optische System beispielsweise in dem Fahrzeughimmel integriert sein. Mit einem derart angeordneten optischen System lässt sich beispielsweise der gesamte hintere Bereich des Fahrzeugs gut erfassen, so dass eine zuverlässige Sitzbelegungserkennung für sämtliche hinteren Plätze des Fahrzeugs erfolgen kann. Es ist anzumerken, dass mit dem vorgeschlagenen System auch eine Sitzbelegung zwischen den eigentlichen Sitzplätzen erkannt werden kann. Ein weiterer Vorteil des vorgeschlagenen Systems gegenüber dem Stand der Technik liegt darin, dass durch eine geeignete Bildauswertung eine Unterscheidung zwischen einem Objekt und einer Person erfolgen kann. Dies ermöglicht eine Klassifizierung der Sitzbelegung und demzufolge eine situationsabhängige Ausgabe eines Warnsignals nur dann, wenn der Sitz tatsächlich durch eine Person belegt ist. Eine Ausgabe eines Warnsignals im Fall einer Sitzbelegung durch einen Gegenstand kann hierdurch wirksam vermieden werden.
Es ist anzumerken, dass die Bildauswerteeinheit in der optischen Einheit integriert sein kann oder mit dieser über eine Schnittstelle verbunden sein. Im letzteren Fall ist der Raumbedarf des optischen Systems reduziert so dass eine Integration in das Fahrzeug vereinfacht wird. Die Auswerteeinheit selbst kann dann an einer beliebigen Stelle im Fahrzeug untergebracht werden.
Die Bildauswerteeinheit und die Vorrichtung zum Erfassen eines Anlegezustands eines dem Sitz zugeordneten Sicherheitsgurt sind mit einer Steuereinheit verbunden, die bei einer tatsächlichen Sitzbelegung und bei nicht angelegtem Sicherheitsgurt die Vorrichtung zur Ausgabe eines Warnsignals ansteuert um ein optisches und/oder akustisches Warnsignal an den Fahrer und/oder den betreffenden Passagier auszugeben.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wertet die Bildauswerteeinheit ein von dem bildgebenden System aufgenommenes
Situationsbild anhand der darin enthaltenen Konturen und/oder Kanten aus. Die Kantenermittlung kann durch Standardbildbearbeitungsverfahren erfolgen. Anhand der ermittelten Kanten ist eine Unterscheidung zwischen verschiedenen Sitzbelegungszuständen leicht zu bewerkstelligen. Darüber hinaus ermöglicht die Lage der ermittelten Kanten bzw. Konturen im überwachten Raum eine Bestimmung der Position eines Passagiers beispielsweise bezüglich eines Gurt-Schlosses. Der Vorteil der Reduzierung des Bildinhalts auf die vorhandenen Kanten bzw. Konturen liegt in der Reduzierung der zu bearbeitenden Datenmenge.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist das bildgebende System eine CMOS Kamera und/oder eine CCD Kamera auf. Diese Systeme zeichnen sich durch eine gute Auflösung bei gleichzeitig geringen Anschaffungskosten aus.
Die Vorrichtung zum Erfassen des Anlegezustands des Sicherheitsgurts kann beispielsweise einen Gurtschlosssensor umfassen. Eine Ausgestaltung eines solchen Sensors ist aus dem oben angeführten Stand der Technik bekannt. Es handelt sich beispielsweise um einen in das Gurtschloss integrierten Schalter, der beim Einführen der Sicherheitsgurtlasche in das Gurtschloss aktiviert wird.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die Vorrichtung zum Erfassen des Anlegezustands des Sicherheitsgurts jedoch durch das optische bildgebende System ausgebildet. In der Tat ist es bei genügend guter Auflösung des optischen Systems möglich, die Lage eines Sicherheitsgurts optisch zu bestimmen und demzufolge festzustellen, ob der Gurt angelegt ist oder nicht. Eine solche Ausgestaltung der Erfindung kann demnach auf eigenständige Gurtsensoren verzichten. Hierdurch reduziert sich einerseits die Zahl der Einzelkomponenten des Systems, andererseits wird der Einbau des Systems in ein Fahrzeug wesentlich vereinfacht.
Um eine optische Einkennung der Lage des Sicherheitsgurtes zu vereinfachen, kann der Gurt gegebenenfalls eine oder mehrere von dem optischen System erkennbare Markierungen aufweisen.
Es ist anzumerken, dass die vorgeschlagene Vorrichtung je nach Empfindlichkeit des optischen Systems mit einer Beleuchtungsvorrichtung ausgestattet sein kann, die es erlaubt, den zu überwachenden Raum bei ungenügender Umgebungslichtstärke geeignet auszuleuchten. Die Beleuchtungseinheit kann dabei vorzugsweise in einem für den Passagier nicht sichtbaren Bereich erfolgen, z.B. im IR Bereich.
Zusammenfassend ist festzuhalten, dass die vorgeschlagene Warn Vorrichtung eine sehr genaue Klassifizierung der Sitzbelegung der überwachten Sitze ermöglicht und somit ein situationsabhängiges Warnsignal nur dann ausgibt, falls die momentane Belegungssituation ein Anlegen des Sicherheitsgurtes tatsächlich erfordert. Die erfolgte Klassifizierung der Sitzbelegung kann dabei auch zur Steuerung weiterer Anwendungen benutzt werden. So können beispielsweise elektrische Kopfstützen automatisch eingefahren werden, wenn die Fondssitze eines Fahrzeugs nicht belegt sind. Ebenso können Kopfstützen bei einer erkannten Belegung durch eine Person auf eine für die Statur des Passagiers geeignete Höhe eingestellt werden.
Die Daten bezüglich der Sitzbelegung können auch in Notfallsystemen verwendet werden, um beispielsweise bei einem Unfall automatisch die Zahl der in dem Fahrzeug befindlichen Passagiere an eine Notfallzentrale zu melden. Außerdem können die Daten in einem Fahrzeugdatenschreiber gespeichert werden, um bei einer späteren Unfallauswertung verwendet zu werden. Es ist anzumerken, dass bei einer solchen Speicherung der Sitzbelegungsdaten die Speicherung lediglich der Kanteninformationen einerseits den Vorteil autweist. Andererseits ist bei der Speicherung der Kanteninformationen eine Identifizierung der in dem Fahrzeug befindlichen Passagiere nicht möglich, so dass eventuelle Datenschutzbestimmungen eingehalten werden können. Im folgenden wird eine mögliche Anordnung des optischen Systems der vorliegenden Erfindung innerhalb eines Fahrzeugs anhand der beiliegenden Figuren kurz beschrieben. Es zeigen:
Fig.1: eine Seitenansicht eines Fahrzeugs mit einer Sicherheitsgurt- Warnvorrichtung Fig.2: eine Draufsicht auf das Fahrzeug der Fig.1. Die Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht eines Fahrzeugs 10 mit einem in dem Fahrzeughimmel angeordneten optischen System 12. Das optische System, beispielsweise eine CCD-Kamera oder eine CMOS-Kamera ist derart in dem Fahrzeug angeordnet, dass das Sichtfeld der Kamera (durch die gestrichelten Linien 14 angedeutet) den gesamten Rücksitzbereich des Fahrzeugs überdeckt. Ein in dem Rücksitz einsitzende Person 16 wird demnach von der Kamera 12 erfasst und kann von einer nicht dargestellten Bildauswerteeinheit in den von der Kamera aufgenommenen Situationsbildern erkannt werden. Wird darüber hinaus erkannt, dass die Person den Sicherheitsgurt nicht angelegt hat, wird ein geeignetes Warnsignal ausgegeben.
In der Fig. 2 ist eine Draufsicht des Fahrzeugs 10 dargestellt. Man erkennt, dass durch eine entsprechende Ausgestaltung des optischen Systems der Sichtbereich 14 der Kamera 12 derart aufgeweitet ist, dass der gesamte Fondsbereich des Fahrzeugs durch eine einzige Kamera überwachbar ist.

Claims

Patentansprüche
1. Sicherheitsgu rt-Wa rnvorrichtu ng umfassend eine Vorrichtung zum Erfassen einer Belegung eines Sitzes durch einen Passagier, eine Vorrichtung zum Erfassen eines Anlegezustands eines dem Sitz zugeordneten Sicherheitsgurt, und eine Vorrichtung zur Ausgabe eines Warnsignals, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Erfassen einer Belegung des Sitzes durch einen Passagier ein optisches bildgebendes System mit einer Bildauswerteeinheit umfasst.
2. Sicherheitsgurt-Warnvorrichtung nach Anspruch 1 , wobei die Bildauswerteeinheit ein von dem bildgebenden System aufgenommenes Situationsbild anhand der darin enthaltenen Konturen und/oder Kanten auswertet.
3. Sicherheitsgurt-Warnvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das bildgebende System eine CMOS Kamera und/oder eine CCD Kamera umfasst.
4. Sicherheitsgurt-Warnvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Vorrichtung zum Erfassen des Anlegezustands des Sicherheitsgurts einen Gurtschlosssensor umfasst
5. Sicherheitsgurt-Warnvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Vorrichtung zum Erfassen des Anlegezustands des Sicherheitsgurts durch das optische bildgebende System ausgebildet wird.
6. Sicherheitsgurt-Warnvorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Sicherheitsgurt eine oder mehrere von dem optischen System erkennbare Markierungen aufweist.
7. Sicherheitsgurt-Warnvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das optische bildgebende System eine Beleuchtungsvorrichtung zum Ausleuchten des zu überwachenden Raums umfasst.
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