(57)【要約】本発明は車両の内室中の対象物または乗員を検出するための装置（１）並びに方法に関する。その際装置（１）の評価ユニット（３）によって、画像検出ユニット（２）および画像検出ユニット（２）から伝送されるデータに対する評価ユニット（３）を有している、車両の内室中の対象物または乗員を検出するための装置（１）が加速度しきい値（Ｓ）を下回っていることが評価ユニット（３）によって識別されれば第１の作動モードにおいて作動されかつ加速度しきい値（Ｓ）を上回っていることが評価ユニット（３）によって識別されれば第２の作動モードにおいて作動されることが実現される。
2005537986.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の内室中（１０）中の対象物または乗員（１６）を検出するための方法であって、
このために設けられている画像検出ユニット（２）および／または該画像検出ユニット（２）から伝送されるデータに対する評価ユニット（３）を、加速度しきい値（Ｓ）を下回っていることが評価ユニット（３）によって識別されれば第１の作動モードにおいて作動しかつ加速度しきい値（Ｓ）を上回っていることが評価ユニット（３）によって識別されれば第２の作動モードにおいて作動する
方法。
【請求項２】
車両加速度の値を評価ユニット（３）によって２ｍｓ、有利には１ｍｓのサイクル時間によって質問する
請求項１記載の方法。
【請求項３】
加速度しきい値を約２ｍ／ｓ２のところに置く
請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
第２の作動モードを第１の作動モードにおける最後の測定のポジションデータに基づいて結び付ける
請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
測定された加速度値に基づいて参照モデルを用いて第２の作動モードにおける次の対象物ポジションを推定する
請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
しきい値を下回ると現在の第２の作動モードを中断しかつ第１の作動モードをスタートするかその逆を行う
請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
例えば請求項１から６までのいずれか１項記載の方法を実施するための、車両の内室（１０）中の対象物または乗員（１６）を検出するための装置であって、
このための画像検出ユニット（２）を備え、
該画像検出ユニット（２）から伝送されるデータに対する評価ユニット（３）を備え、
加速度しきい値（Ｓ）を下回っていることが評価ユニット（３）によって識別されれば第１の作動モードにおいて作動されかつ
加速度しきい値（Ｓ）を上回っていることが評価ユニット（３）によって識別されれば第２の作動モードにおいて作動される
装置。
【請求項８】
評価ユニット（３）は、車両加速度の値がしきい値（Ｓ）を上回るや否や第２の作動モードが活性化されるように構成されている
請求項７記載の装置。
【請求項９】
評価ユニット（３）は、車両加速度の値がしきい値（Ｓ）を上下回るや否や第１の作動モードが活性化されるように構成されている
請求項７または８記載の装置。
【請求項１０】
評価ユニット（３）は、該評価ユニットが車両加速度の値を外部のエアバッグ制御ユニット（５）から手に入れるように構成されている
請求項７から９までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１１】
装置自体が加速度センサ（４）を含んでいる
請求項７から９までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１２】
加速度センサ（４）は評価ユニット（３）または画像検出ユニット（２）の構成部分である
請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
加速度センサ（４）は比較的小さな加速度に対する高感度センサである
請求項１１または１２記載の装置。
【請求項１４】
第２の作動モードは第１の作動モードに比べて低減されている、画像検出ユニット（２）に対する走査領域を設定する
請求項７から１３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１５】
第２の作動モードは第１の作動モードに比べて短縮されている、評価ユニット（３）に対する評価サイクルを設定する
請求項７から１４までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１６】
画像検出ユニット（２）はカメラ、有利には立体３Ｄカメラである
請求項７から１５までのいずれか１項記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の内室内の物体または乗員を検出するための装置並びに方法に関する。
【０００２】
ダッシュボードの方向へ大きく前方移動した乗員や、助手席側のいわゆるリボード式のチャイルドシートの子供は、エアバッグを搭載した自動車の車両運転中では、事故発生時に展開するエアバッグの膨張力により負傷を受ける危険にさらされている。乗員保護のための現在の制御システムは、このような状況ではエアバッグを遮断するか、または減じられた膨張力でのみ膨らませ、ひいては乗員の負傷危険を回避することを目標としている。車両内の乗員のポジションを突き止めるために、有利には非接触式の光学的なセンサが使用される。
【０００３】
通例、対象物および乗員検出のための公知の装置は、乗員保護手段に対する本来の制御装置とは別個に実現されている装置として車両内室に、車両シートにいる乗員の識別が可能であるが、折り畳まれているエアバッグの前の危険ゾーンの検知も可能になるように配置されている。後者の場合有利には、車両内室または少なくともその一部が対象物または乗員の存在について検査される。チャイルドシートまたは乗員の身体部分がこの危険ゾーンにおいて識別されると、エアバッグはトリガされないかまたは加減されてトリガされる。
【０００４】
この形式の装置は例えば、画像検出ユニットおよび画像検出ユニットから伝送されるデータに対する評価ユニットを有している。その際画像検出ユニットは画像を供給し、これら画像に対して後続の方法において第１の作動モードにおいてパターン認識ないし分類が行われる。分類は評価ユニットにおいてサイクリックに、例えば画像処理アルゴリズムを用いて行われる。画像検出ユニットから伝送されるデータに対するクラスとして例えば次のものが挙げられる：大きな乗員、小さな乗員、チャイルドシートの子供、チャイルドシートの配置、前向きかまたは後ろ向き、シート上の対象物、空のシートなど。
【０００５】
しかしシート占有、例えば助手席シートの分類は第１の作動モードにおいては煩雑な評価に結び付いている。このことは、単数または複数の画像検出ユニットの全体の観察領域（ダッシュボードから背もたれまで、シートクッションからルーフライナーまで）が評価されるときますますその度合いを増し、このために立体３Ｄ画像検出システムの場合は殊に計算時間に作用する。計算時間は、比較的高い分解能が必要とされるとき、シート占有の比較的煩雑な分類が実施されるとき、空間中の頭の位置および頭の、ダッシュボードまでの距離が計算されるとき、および／またはその都度全体の画像領域（立体の場合は２つのフレーム画像も）が画像検出ユニットによって読み出されるとき同じように著しく影響される。
【０００６】
エアバッグ展開に必要に応じて影響を及ぼすつまり制御するために、まさに現在の乗員ポジションが分類もしくは識別されなければならない衝突時には、乗員保護に対する反応時間として制御システムが時として持ち合わせていない、ポジション評価に対して価値のある単位時間を必要とする評価手段および／または評価方法はこの点において厳しい要求に大抵は満足に応えていない。
【０００７】
この問題を少しでも軽くするために、乗員の身体部分、普通は乗員の頭部の迅速な動きが識別されると、第２の作動モードに切り換えることが既に公知である。第２のアルゴリズムはとりわけ、身体部分の追跡のために一層迅速な画像処理アルゴリズム（いわゆるトラッキング）を利用する。公知のトラッキング法は次の特性を択一的にまたは累加的に有している：定義されている身体部分のポジション周辺の、比較的小さな画像領域、いわゆるサブウィンドウの評価；比較的僅かな空間的な分解能；通例は分類の断念；身体部分位置およびダッシュボードまでの距離の計算、または択一例として、距離計算は断念されているのだが、対象物の、領域への単なる侵入が再検査される危険領域の定義；および／または最終的に単数ないし複数の画像センサないし検出ユニットの読み出し領域の制限およびこれによる読み出し時間の低減。
【０００８】
これまで、第１の作動ないし分類モードから第２の作動ないしトラッキングモードへの切換は評価ユニットの画像処理アルゴリズムによって制御される。その際それにも拘わらず、乗員の追跡されるべき身体部分、殊に乗員の頭が第２の作動モードに制限されている評価領域を既に離れていること、またはそこには既に、別の対象物、例えばうろうろ飛び回る対象物が存在しているという危険性がある。
【０００９】
次に、上述した危険要因をフルブレーキの際に大体重力加速度に相応する１０ｍ／ｓ２を有する頭部の加速度の例に基づいて図１を参照して説明する。
【００１０】
ここには参照番号１３でいわゆるＣＯＯＰ（“Critical Out Of Position”）ゾーンが示されており、この中では乗員１６の頭部１７がそこにあるとダッシュボード１１に配置されているエアバッグ１２が遮断されることになる。このゾーン１３は典型的には頭部１７の休止位置から約６５ｃｍ離れたところにある。ダッシュボード１１まで典型的には休止位置から８０ｃｍである。例えば自動車の内室１０のルーフライナー１４に配置されている、車両の内室１０中の対象物または乗員１６を検出するための装置は画像検出ユニット２、例えば立体３Ｄカメラシステムを有しており、これは相応の画像データを評価ユニット３に伝送する。
【００１１】
例えば更新率が第１の作動モードにおいて例えば１００ｍｓである場合分類のために計算的に次の状況が生じる：１００ｍｓ後に時点０ｍｓに対する評価が用意される。これは評価自体に１００ｍｓが必要だからである。２００ｍｓ後に時点１００ｍｓに対する評価が用意される。３Ｄカメラはこの時点で約５ｃｍの動きを見るが、これは＋／−５ｃｍの典型的な測定エラーではまだ有意ではない。３００ｍｓ後に時点２００ｍｓに対する評価が用意される。カメラは今や２０ｃｍの有意な動きを知覚する。この時点でトラッキング、すなわち第２の作動モードへの切換が行われるべきであれば、適当なモデルを用いてサブウィンドウの中心が、それが現在の時点でポジション４５ｃｍにセットされるように計算なれなければならないことになる。すなわち頭部は最後の１００ｍｓの古い評価に比べて１頭直径以上に先へと動いた。更に、次の評価サイクル内で頭部はＣＯＯＰゾーンに達することになる。理想的にはこの段階でもう、約５０ｍｓ内にエアバッグを非活性化するようにというメッセージがエアバッグ制御装置に送出されなければならないことになる。このためには２０ｃｍから８０ｃｍへの測定結果の外挿が必要になってくる。それはこれまで進んだ距離の４倍になることもある。４００ｍｓ後に時点３００ｍｓに対する評価が用意されており、３Ｄカメラは今や４５ｃｍの動きを検出する。しかし実際には頭部は約５０ｍｓ以来既にＣＯＯＰゾーンに存在している。けれどもこの時点ですら、現在の頭部ポジションはモデルを用いてヒストリーから計算できるだけである。その際これまで進んだ距離のほぼ２倍を越えて外挿されなければならない。
【００１２】
上に挙げられた値が下の表にもう一度分かり易くまとめられている：
【００１３】
【表１】
2005537986.tif 000003
【００１４】
上の例は、今日の光学的な画像検出ユニットを利用している、車両の内室中の対象物または乗員を検出するための装置がフルブレーキの発生後約３００ｍｓ後に漸く加速度を検出することができることを意味している。しかしこの時点では、第２の、一層迅速なトラッキングアルゴリズムに切り換えるにはそもそも既に遅すぎる。かといって装置を専らトラッキングモードで作動させるのは殊に熱的な問題に基づいて持続的には可能ではない。
【００１５】
それ故に本発明の課題は、車両の内室中の対象物または乗員を検出するための冒頭に述べた形式の公知装置および冒頭に述べた形式の公知の方法から出発して、改善された、殊に装置の作動モード間の適時な切換を可能にする措置を講ずることである。
【００１６】
この課題の方法に関する部分は請求項１の特徴部分に記載の構成によって解決される。
この課題の装置に関する部分は請求項７の特徴部分に記載の構成によって解決される。個々にも相互の組み合わせにおいても使用することができる有利な実施形態および発展形態はそれぞれ従属請求項の対象である。
【００１７】
その際装置の評価ユニットによって、画像処理センサおよび該画像処理センサから伝送されるデータに対する評価ユニットを有している、車両の内室中の対象物または乗員を検出するための装置が、加速度しきい値を下回っていることが評価ユニットによって識別されれば第１の作動モードにおいて作動されかつ加速度しきい値を上回っていることが評価ユニットによって識別されれば第２の作動モードにおいて作動されることが実現される。
【００１８】
有利には評価ユニットは、車両加速度の値がしきい値を上回るや否や第２の作動モードが活性化されるように、もしくは車両加速度の値がしきい値を今度は下回るや否や第１の作動モードが活性化されるように構成されている。
【００１９】
十分に迅速な伝送速度、例えば２ｍｓ未満の速度が保証されている限り、車両加速度の値を外部のエアバッグ制御ユニットから手に入れるようにすることができる。
【００２０】
しかしこれに対して択一的に、装置は本発明によればそれ自体が加速度センサを有している。加速度センサは例えば評価ユニットまたは画像処理センサに組み込まれた構成部分であってよい。これにより有利にも、加速度値の伝送レートは例えば外部のエアバッグ制御装置の線路を介した情報の伝送の際のエラー発生確率と同様に小さい。加速度センサの、装置への組み込みは一方において加速度センサがエアバッグ制御装置とも場合により生じる障害作用とも無関係であるという利点を有している。他方において普及しているエアバッグ制御装置自体には何ら変更を加える必要はない。第３に、有利にも付加的なデータ線路、既存のデータ線路の付加的な負荷並びにデータの送信のために高められた計算出力は必要でない。
【００２１】
制動操作の際に発生するような比較的小さな加速度に対するいわゆる高感度センサないしＬｏｗ−Ｇセンサの使用で申し分なく適していることが分かっている。この種のセンサは有利にも申し分なく確実に動作するが、エアバッグ制御装置に通例使用されているタイプの加速度センサよりもコスト面で有利である。エアバッグ制御装置がこのタイプの加速度センサを使用することができない場合には、Ｌｏｗ−Ｇセンサのデータをエアバッグ制御装置が任意に使用できるようにすることもできる。
【００２２】
本発明によれば、第２の作動モードは第１の作動モードに比べて低減されている、画像検出ユニットに対する走査領域を設定し、これにより有利にも計算時間は僅かですむことになる。
【００２３】
これに対して択一的にまたは累加的に第２の作動モードは第１の作動モードに比して短縮された、評価ユニットに対する評価サイクルを設定することもできる。より短いサイクル時間、有利にはそれぞれ更新を２５ｍｓとすることによって、同じ測定時間間隔内で例えば４倍も多くの測定値を使用することができることになるので、頭部ポジションの外挿を有利にも著しく高い精度で行うことができる。
【００２４】
画像検出ユニットとして本発明によれば好適にはカメラ、有利には３Ｄカメラを使用することができる。更に、殊にトラッキングモードにおいて、対象物または乗員のアクティブ照射において対象物または乗員ポジションを有利にはトランジットタイム測定法または三角法を用いて求めることができる。
【００２５】
本発明の方法の発展形態において、車両加速度の値が評価ユニットによって有利には２ｍｓ、殊に１ｍｓのサイクル時間で問い合わされるようになっており、この場合には有利にも純然たる画像評価の場合より著しく僅かなサイクル時間ということになる。
【００２６】
加速度の値が本発明によれば有利には約２ｍ／ｓ２にありかつ場合によっては車両に規定されて生じる障害量を低減する目的で積分されるしきい値を上回ると、第１の、現在の作動モードが中断されかつ即刻、第２の作動モード、例えば迅速な頭部トラッキングが有利には最後の頭部ポジション測定のポジションデータに基づいてスタートされる。明細書冒頭の例に基づいて説明したように、最後の頭部ポジションは最大でも１００ｍｓ前のものでありかつ頭部はまだ外部の加速度を受けていなかったので、ポジションは有利にも、５ｃｍ周辺より著しく僅かしか変化しなかったということになる。
【００２７】
その場合測定された加速度値に基づいて、有利には参照モデルを用いて、トラッキング期間に次の頭部ポジションを一層よく推定することができる。
【００２８】
しきい値を下回った際に、第２の、現在の作動モードは中断されかつ第１の作動モードが再びスタートされる。
【００２９】
本発明の利点は殊に、装置の作動モードを、著しく早期に、約２００ｍｓないし３００ｓｍｓだけ早く、従ってより適時に切り換えることができるということにある。これにより装置の作動安全性は著しく高められる。というのは、物理的なパラメータ加速度に対して今や直接測定が行われ、かつもはや乗員のポジション測定から間接的に求める必要はないからである。殊に、作動モード間の適時の切換によって、第２の作動モードないしトラッキングモードにおいて頭部ポジションをこれまでよりも著しく高い信頼性で測定することができる。更に、頭部はトラッキングのスタート時にはまだ殆ど動いていないという理由で、トラッキングに対するサブウィンドウを頭部またはその他の身体部分に正確にセンタリングすることができる。更に、作動モードのより適時の切換によって、トラッキング期間の頭部ポジションを著しく高い精度で測定することができる。
【００３０】
次に、付加的な詳細および本発明の別の利点を有利な実施例に基づいて添付図面を参照して説明する。
【００３１】
そこに示されているのは：
図１は制動過程の期間の乗員の頭部の前方移動を略示し、
図２は評価ユニット内に配置されている加速度センサを備えている本発明の装置を略示し、
図３は画像検出ユニット内に配置されている加速度センサを備えている本発明の装置を略示し、かつ
図４は本発明の方法のシーケンス図を示す。
【００３２】
図１には、制動過程の期間の乗員の頭部の、０ｍにある休止ポジションからダッシュボードの方向への前方移動が略示されている。矢印を用いて距離縮尺を参照して前方移動の個々のポジションが特徴付けられている。前方移動の内容、シーケンスおよび問題点については明細書の冒頭に詳細に説明したのでここでは繰り返し説明しない。
【００３３】
図２には画像検出ユニット２および該画像検出ユニット２から伝送される画像データに対する評価ユニット３を備えている本発明の装置１が示されている。評価ユニット３は乗員保護のための外部のエアバッグ制御装置５に接続されている。本発明によれば有利にも、評価装置３は加速度センサ４を含んでいる。
【００３４】
図３には画像検出ユニット２および該画像検出装置２から伝送される画像データに対する評価ユニット３を備えている本発明の装置１が示されている。評価ユニット３は乗員保護のための外部のエアバッグ制御装置５に接続されている。図２の実施例とは異なって、加速度センサ４はここでは、画像検出装置２の構成部分である。
【００３５】
図４には、本発明の方法のシーケンス図が示されている。車両加速度の値は評価ユニット３によって１ｍｓないし２ｍｓのサイクル時間で問い合わされる。加速度値が必要に応じてフィルタリングされた、有利には約２ｍ／ｓ２にあるしきい値Ｓを上回ると、現在の分類サイクルは中断されかつ即刻、迅速な頭部トラッキングが最後の頭部ポジション測定のポジションデータに基づいてスタートされる。最後の頭部ポジションが最大で１００ｍｓ以前のものであり、かつ頭部はまだ外部の加速度を受けていないので、頭部ポジションは５ｃｍより著しく僅かしか変化しなかったということになる。それから測定された加速度値に基づいて、モデルを用いて次の頭部ポジションをトラッキング期間に一層よく推定することができる。加速が終了すると、頭部は最大でも一定の速度で先へ移動するかまたは減速することになる。それから、しきい値速度を下回った時に分類モードに戻し切り換えすることができる。
【００３６】
例えばＥＰ０６９４００３Ｂ１またはＤＥ４００５５９８Ａ１によって公開されている、クラッシュの間にエアバッグ制御装置の加速度信号を乗員の測定された動きと一緒にエアバッグのトリガ特性を定めるために利用するという従来技術に比べて、本発明では有利な仕方で、加速度信号を、車両の内室中の対象物または乗員を検出するための装置の異なった作動モードを切り換えるために利用するという思想を採用している。このために上に挙げた刊行物の場合のようにクラッシュ信号だけではなく、例えば激しい制動の間に発生するような加速度信号も評価されかつ乗員保護のために有利な処理を引き続き行うためにエアバッグ制御装置に伝送される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】制動過程の期間の乗員の頭部の前方移動を説明する略図
【図２】評価ユニット内に配置されている加速度センサを備えている本発明の装置の略図
【図３】画像検出ユニット内に配置されている加速度センサを備えている本発明の装置の略図
【図４】本発明の方法のシーケンス図
【図１】
2005537986.tif 000004
【図２】
2005537986.tif 000005
【図３】
2005537986.tif 000006
【図４】
2005537986.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成16年7月19日(2004.7.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の内室中（１０）中の対象物または乗員（１６）を検出するための方法であって、
このために設けられている画像検出ユニット（２）および／または該画像検出ユニット（２）から伝送されるデータに対する評価ユニット（３）を、加速度しきい値（Ｓ）を下回っていることが評価ユニット（３）によって識別されれば第１の作動モードにおいて作動しかつ加速度しきい値（Ｓ）を上回っていることが評価ユニット（３）によって識別されれば第２の作動モードにおいて作動し、ここで第２の作動モードを第１の作動モードにおける最後の測定のポジションデータに基づいて結び付ける
方法。
【請求項２】
車両加速度の値を評価ユニット（３）によって２ｍｓ、有利には１ｍｓのサイクル時間によって質問する
請求項１記載の方法。
【請求項３】
加速度しきい値を約２ｍ／ｓ２のところに置く
請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
測定された加速度値に基づいて参照モデルを用いて第２の作動モードにおける次の対象物ポジションを推定する
請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
しきい値を下回ると現在の第２の作動モードを中断しかつ第１の作動モードをスタートするかその逆を行う
請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか１項記載の方法を実施するための、車両の内室（１０）中の対象物または乗員（１６）を検出するための装置（１）であって、
このための画像検出ユニット（２）を備え、
該画像検出ユニット（２）から伝送されるデータに対する評価ユニット（３）を備え、
加速度しきい値（Ｓ）を下回っていることが評価ユニット（３）によって識別されれば第１の作動モードにおいて作動されかつ
加速度しきい値（Ｓ）を上回っていることが評価ユニット（３）によって識別されれば第２の作動モードにおいて作動される
装置。
【請求項７】
評価ユニット（３）は、車両加速度の値がしきい値（Ｓ）を上回るや否や第２の作動モードが活性化されるように構成されている
請求項６記載の装置。
【請求項８】
評価ユニット（３）は、車両加速度の値がしきい値（Ｓ）を上下回るや否や第１の作動モードが活性化されるように構成されている
請求項６または７記載の装置。
【請求項９】
評価ユニット（３）は、該評価ユニットが車両加速度の値を外部のエアバッグ制御ユニット（５）から手に入れるように構成されている
請求項６から８までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１０】
装置自体が加速度センサ（４）を含んでいる
請求項６から８までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１１】
加速度センサ（４）は評価ユニット（３）または画像検出ユニット（２）の構成部分である
請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
加速度センサ（４）は比較的小さな加速度に対する高感度センサである
請求項１０または１１記載の装置。
【請求項１３】
第２の作動モードは第１の作動モードに比べて低減されている、画像検出ユニット（２）に対する走査領域を設定する
請求項６から１２までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１４】
第２の作動モードは第１の作動モードに比べて短縮されている、評価ユニット（３）に対する評価サイクルを設定する
請求項６から１３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１５】
画像検出ユニット（２）はカメラ、有利には立体３Ｄカメラである
請求項６から１４までのいずれか１項記載の装置。
【国際調査報告】
2005537986.tif 000008
2005537986.tif 000009
2005537986.tif 000010
2005537986.tif 000011