Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 11 zur Anpassung einer Fahrzeugreglung an einen Zustand einer Person in einem Innenraum eines Fahrzeuges.

Aus dem Stand der Technik sind Fahrsicherheitssysteme bekannt. Beispielsweise offenbart die DE 10 2016 204 878 A1 ein Fahrsicherheitssystem, das in Abhängigkeit von der Aufmerksamkeit eines Fahrers für eine Warnung, für eine automatische Bremsung, eine automatische Lenkfunktion oder irgendeine ähnliche Antwort bereitgestellt wird.

Mit den bekannten Fahrsicherheitssystemen ist es jedoch nicht möglich, ein Fahrzeug in Abhängigkeit von einer Insassenprädiktion zu regeln.

Insassenprädiktion ist die Prädiktion einer Bewegungstrajektorie eines Insassen in einem Innenraum eines Fahrzeuges, das heißt eine Aussage über eine zukünftige Position eines Insassen in Abhängigkeit von einem Fahrverhalten.

Hier setzt die Erfindung an. Der Erfindung hat die Aufgabe zugrunde gelegen, ein Fahrzeugregelungssystem bereitzustellen, mit dem ein Fahrzeug anhand einer Insassenprädiktion geregelt werden kann.

Die Aufgabe wird gelöst mit einer Vorrichtung zur Anpassung einer Fahrzeugregelung an einen Zustand einer Person in einem Innenraum mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und mit einem Verfahren zur Anpassung einer Fahrzeugregelung an einen Zustand einer Person in einem Innenraum eines Fahrzeuges mit den Merkmalen des Anspruchs 11.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Anpassung einer Fahrzeugregelung an einen Zustand einer Person in einem Innenraum eines Fahrzeuges weist eine Erfassungseinrichtung auf, die einen ersten Zustand der Person im Innenraum erfasst. Ferner weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Auswerteeinrichtung auf, die anhand dieser Erfassung und Fahrzeugdaten einen zweiten Zustand der Person vorherbestimmt und in Abhängigkeit von dem zweiten Zustand ein Signal für eine Fahrzeugregelung erzeugt. Außerdem weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Schnittstelle auf, die das Signal für eine Fahrzeugregelungseinrichtung ausgibt.

Eine Erfassungseinrichtung ist eine Einrichtung, die Informationen erfasst. Ein Sensor ist eine Erfassungseinrichtung.

Eine Auswerteeinrichtung ist eine Einrichtung, die eingehende Informationen analysiert und entsprechend bewertete Informationen ausgibt. Ein Prozessor ist eine Auswerteeinrichtung.

Eine Schnittstelle ist eine Einrichtung zwischen wenigstens zwei Funktionseinheiten, an der ein Austausch von logischen Größen, z.B. Daten, oder physikalischen Größen, z.B. elektrischen Signalen, erfolgt, entweder nur unidirektional oder bidirektional. Der Austausch kann analog oder digital erfolgen. Eine Schnittstelle kann sich in Software und Software, Hardware und Hardware sowie Software und Hardware und Hardware und Software bestehen.

Ein Zustand einer Person in einem Innenraum eines Fahrzeuges bezeichnet eine Situation oder ein Verhältnis der Person relativ zum Innenraum. Zum Zustand zählen neben einer Position der Person im Innenraum auch Gegenstände, die im Innenraum angeordnet sind und die Situation oder das Verhältnis der Person im Innenraum beeinflussen. Zum Beispiel kann ein im Innenraum nichtbefestigter Gegenstand, beispielsweise eine auf einer Rückbank liegende Handtasche, bei einem Abbremsvorgang auf einen Insassen, der auf einem Vordersitz Platz genommen hat, fliegen, diesen verletzten und damit dessen Situation beeinflussen.

Einen Zustand vorherbestimmen bedeutet einen Zustand zu prädizieren. Fahrzeugdaten sind aktuelle und geschätzte oder angenommene Daten des Fahrzeuges. Beispielsweise sind Geschwindigkeitswerte und Beschleunigungswerte Fahrzeugdaten. Odometriedaten, das heißt geschätzte Daten zu Position, Ausrichtung und Fahrzustand, sind ebenfalls Fahrzeugdaten

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es damit möglich, anhand eines aktuellen Zustandes einer Person im Innenraum eines Fahrzeuges und Fahrzeugdaten einen zukünftigen Zustand der Person im Innenraum vorherzubestimmen und die Fahrzeugregelung entsprechend an diesen zukünftigen Zustand anzupassen. Dies bedeutet, dass die Fahrzeugregelung abhängig vom Verhalten eines Insassen erfolgt. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es damit z.B. vorteilhafterweise möglich zu verhindern, dass ein Insasse, der sich gerade die Schuhe zuschnürt und sich dabei nach vorne beugt, bei einer zukünftigen Abbremsung des Fahrzeuges den Kopf an der Armaturentafel anstößt. Die erfindungsgemäße Auswerteeinrichtung hat dabei nämlich den möglichen Anstoßpunkt des Kopfes an der Armaturentafel bei einer angenommenen Abbremsung vorherbestimmt und regelt die Fahrzeugregelungseinrichtung entsprechend derart, dass eine Abbremsung nicht abrupt erfolgt, so dass ein Anstoßen vermieden werden kann.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist ausgeführt, die Fahrzeugregelung an Zustände von mehreren Personen anzupassen. Die Erfindung ist nicht eingeschränkt, die Fahrzeugregelung an einen Zustand von nur einer Person anzupassen.

Vorteilhafterweise erfasst die Erfassungseinrichtung eine Körperhaltung, vorzugsweise einzelner Körperteile der Person. Damit ist es vorteilhafterweise möglich, sowohl die Raumposition als auch die Ausrichtung einzelner Körperteile, z.B. Armlage, Beinlage, Torsoposition, Kopfposition, etc. im Raum zu erfassen und damit einen zweiten Zustand detaillierter vorherzubestimmen.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Erfassungseinrichtung ausgebildet, Alter und Gewicht der Person, vorzugsweise mit einer künstlichen Intelligenz, zu erfassen. Damit ist es vorteilhafterweise möglich, das Fahrzeug, insbesondere das Fahrverhalten, in Abhängigkeit von Alter und Gewicht eines Insassen zu regeln. Abhängig vom Alter und Gewicht eines Insassen wird nämlich der Fahrkomfort verschieden aufgenommen. Beispielsweise reagiert ein junger Insasse mit leichtem Gewicht auf Beschleunigungsmanöver anders als ein älterer Insasse mit einem größeren Gewicht. Ein junger Insasse bevorzugt eher ein sportlich aggressives Fahrverhalten, ein älterer Insasse eher ein komfortables Fahrverhalten.

Künstliche Intelligenz bezeichnet das Projekt, in dem erforscht wird, ob und wie Computer Dinge tun können, die Menschen heute noch besser tun können. Künstliche Intelligenz kann insbesondere mit künstlichen neuronalen Netzwerken realisiert werden. Ein künstliches neuronales Netzwerk ist ein Algorithmus, der auf einer elektronischen Schaltung ausgeführt wird und am Vorbild des neuronalen Netzwerks des menschlichen Gehirns programmiert ist. Funktionseinheiten eines künstlichen neuronalen Netzwerkes sind künstliche Neuronen, deren Output sich im allgemeinen als Wert einer Aktivierungsfunktion ausgewertet über eine gewichtete Summe der Inputs plus einem systematischem Fehler, dem sogenannten bias, ergibt. Durch Testen von mehreren vorbestimmten Inputs mit verschiedenen Gewichtungsfaktoren und Aktivierungsfunktionen werden künstliche neuronale Netzwerke, ähnlich dem menschlichen Gehirn, angelernt oder trainiert. Das Trainieren einer künstlichen Intelligenz mithilfe von vorbestimmten Inputs wird maschinelles Lernen genannt. Eine Teilmenge des maschinellen Lernens ist das tiefgehende Lernen, das sogenannte deep learning, bei dem eine Reihe hierarchischer Schichten von Neuronen, sogenannten hidden layers genutzt wird, um den Prozess des maschinellen Lernens durchzuführen. Die künstliche Intelligenz ist z.B. trainiert, aus Personenbildern das Alter und das Gewicht der jeweils abgebildeten Person zu bestimmen.

In einer Weiterbildung der Erfindung erfasst die Erfassungseinrichtung den Innenraum des Fahrzeuges, vorzugsweise einen Zustand eines Sicherheitsgurtes, Einstellungen eines Sitzes und weitere, insbesondere nicht befestigte Gegenstände. Anhand dieser Gegenstände lässt sich der zweite Zustand der Person im Innenraum detaillierter vorherbestimmen, insbesondere unter Berücksichtigung der Einstellung des Sicherheitsgurtes und des Sitzes. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Erfassungseinrichtung einer Innenraumkamera, vorzugsweise eine 3D Innenraumkamera. Eine 3D Innenraumkamera kann auf besonders einfache Art und Weise mehrere physikalische Größen erfassen, die den Zustand eines Insassen im Innenraum beschreiben. Hierzu zählen die Pose, das Alter, das Gewicht und der physiologische Zustand eines Insassen.

Vorteilhafterweise wertet die Auswerteeinrichtung Raddrehungen, Fahrtrichtung, Gierrate, Radlenkwinkel und/oder ähnliche Odometriedaten zur Vorherbestimmung des zweiten Zustandes aus. Dadurch wird die Genauigkeit der Vorherbestimmung des zweiten Zustandes erhöht.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wertet die Auswerteeinrichtung Fahrmanöver zur Vorherbestimmung des zweiten Zustandes aus. Anhand des ersten Zustandes und den Odometriedaten des Fahrzeuges erstellt die Auswerteeinrichtung ein Modell, anhand dessen zu angenommen Beschleunigungs-/ Brems-/ Lenkmanövern der zu erwartende Einfluss auf die Insassen berechnet wird, um den zweiten Zustand detailliert vorherzubestimmen.

Vorzugsweise bestimmt die Auswerteeinrichtung eine Bewegungstrajektorie der Person von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand vorher. Aus der Prädiktion der Bewegungstrajektorien der Insassen im Fahrzeug lassen sich dann maximale Beschleunigungsparameter ableiten, mit denen das Fahrzeuge automatisiert gesteuert werden kann, ohne dass die Insassen dabei Verletzungen, sonstige Schäden odergeringeren Komfort in Kauf nehmen müssen. Die Vorhersage einer Personentrajekto- rie basiert auf einer angenommenen Änderung der Fahrzeugdynamik, die sich aus einer Umgebungserfassung eines Fahrerassistenzsystems, im Englischen advanced driver assistance System genannt, ergibt.

Vorzugsweise wertet die Auswerteeinrichtung Daten von Umfeldsensoren, vorzugsweise einer Umfeldkamera, Radar, Lidar oder Ultraschall oder eine Kombination der genannten Umfeldsensoren aus, vorzugsweise mit Hilfe einer künstlichen Intelligenz. Damit wird eine Außensensorik in die Vorherbestimmung des zweiten Zustandes eingebunden, mit der dynamische Fahrsituationen frühzeitig erkannt werden können, was einen größeren Handlungsspielraum bei der Auswahl möglicher Fahrmodi und Fahrstrategien ergibt.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist ein Fahrerassistenzsystem zur automatisierten Steuerung eines Fahrzeuges mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei vorzugsweise die Auswerteeinrichtung Daten eines Navigationssystems des Fahrerassistenzsystems zur Vorherbestimmung des zweiten Zustandes auswertet. Damit kann der zweite Zustand vorteilhafterweise auch in Abhängigkeit von einem zukünftigen Straßenverlauf vorherbestimmt werden. Zum Beispiel ist mittels des Navigationssystems bekannt, wann und wo auf einer vorgegebenen Strecke eine nächste Autobahnausfahrt erfolgt. Beim Durchfahren einer Autobahnausfahrt wird in der Regel die Geschwindigkeit abgebremst und eine Kurvenfahrt vollzogen, was den zweiten Zustand beeinflusst.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Anpassung einer Fahrzeugregelung an einem Zustand einer Person in einem Innenraum eines Fahrzeuges weist die folgenden Schritte auf:

Eine Erfassungseinrichtung erfasst einen ersten Zustand der Person im Innenraum. Anhand dieser Erfassung und Daten bestimmt eine Auswerteeinrichtung einen zweiten Zustand dieser Person vorher und erzeugt in Abhängigkeit von dieser Vorherbestimmung ein Signal für eine Fahrzeugregelung. Eine Schnittstelle gibt das Signal für eine Fahrzeugregelungseinrichtung aus.

Vorzugsweise wird bei dem Verfahren eine erfindungsgemäße Vorrichtung verwendet.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Figuren im Detail beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Fahrzeug mit einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren. In dem Fahrzeug 1 der Fig. 1 sitzt eine Person 2 auf einem Sitz 5. Die Person 2 ist mit einem Sicherheitsgurt 4 an dem Sitz 5 gesichert. Neben der Person 2 befindet sich in einem Innenraum 3 des Fahrzeuges 1 außerdem eine Tasche, die als nicht befestigter Gegenstand 6 bei der Person 2 angeordnet ist. Die Position der Person 2 im Innenraum 3 zusammen mit der Einstellung des Sicherheitsgurtes 4 und der Einstellung des Sitzes 5 sowie das Vorhandensein des losen Gegenstandes 6 bilden zusammen einen ersten Zustand 11 der Person 2 im Innenraum 3.

Eine Erfassungseinrichtung 10, die im Innenraum 3 angeordnet ist, erfasst den ersten Zustand 11 der Person 2. Die Erfassungseinrichtung 10 ist eine Innenraumkame- ra. Die Innenraumkamera weist eine künstliche Intelligenz auf, die trainiert ist, Alter und Gewicht der Person 2 anhand des aufgenommenen Bildes der Person 2 zu bestimmen. Alter und Gewicht der Person 2 bestimmen damit auch den ersten Zustand 11 der Person 2.

Die Erfassungseinrichtung 10 gibt erfasste Informationen an eine Auswerteeinrichtung 20 aus. Die Auswerteeinrichtung 20 ist ein Microcontroller. Neben Daten der Erfassungseinrichtung 10 wertet die Auswerteeinrichtung 20 auch Daten von Umfeldsensoren 50 aus. Das Fahrzeug 1 weist als Umfeldsensor 50 eine Rückfahrkamera auf.

Ferner wertet die Auswerteeinrichtung 20 Odometriedaten des Fahrzeuges aus.

Die Odometriedaten des Fahrzeuges gehen zusammen mit den Werten des ersten Zustandes 11 in ein Modell ein, welches zu angenommen Beschleunigungs-, Bremsund/oder Lenkmanövern den zu erwartenden Einfluss auf die Person 12 berechnet und Bewegungstrajektorien der Insassen im Fahrzeug prädiziert.

Bei einer angenommenen abrupten Abbremsung, d.h. einer negativen Beschleunigung, wird sich die Person 2 auf einem Vordersitz aufgrund der Trägheit ihrer Masse in Fahrtrichtung nach vorne auf die Armaturentafel bewegen. Die zu erwartende Po- sition der Person 2 aufgrund einer starken Abbremsung ist als zweiter Zustand 12 gezeigt.

Die Auswerteeinrichtung 20 bestimmt nun aus der Prädiktion des zweiten Zustandes 12 und der Fahrzeugdaten maximale Beschleunigungsparameter, mit denen das Fahrzeug automatisiert gesteuert werden kann, ohne dass dabei die Person 12 durch Schäden, z.B. Anschlag des Kopfes an der Armaturentafel oder an dem Gegenstand 6, in Kauf nehmen muss.

Im Rahmen der Erfindung liegt auch, das Model zur Prädiktion von Insassentrajekto- rien längerfristig dazu zu verwenden, die generelle Fahrstrategie zu verändern, d.h., dass z.B. generell mehr Abstand gehalten wird, vorausschauend die Spur gewechselt wird, oder auch eine andere Route geplant wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist schrittweise in Fig. 2 dargestellt. In einem ersten Schritt wird ein erster Zustand einer Person 2 erfasst, vorzugsweise mit einer In- nenraumkamera. In einem zweiten Zustand wird anhand der Erfassung und Fahrzeugdaten ein zweiter Zustand der Person vorherbestimmt. In einem dritten Schritt wird in Abhängigkeit von der Vorherbestimmung ein Signal erzeugt, dass in einem vierten Schritt aus einer Schnittstelle für eine Fahrzeugregelungseinrichtung ausgegeben wird.

Bezugszeichen Fahrzeug

Person

Innenraum

Sicherheitsgurt

Sitz

Gegenstand

Erfassungseinrichtung

erster Zustand

zweiter Zustand

Auswerteeinrichtung

Schnittstelle

Fahrzeugregelungseinrichtung

Umfeldsensor