DE19645175A1 - Verfahren zum Steuern einer optischen Überwachungseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern einer optischen Überwa­ chungseinrichtung, insbesondere zum Steuern einer optischen Überwa­ chungseinrichtung für eine Sitzbelegungserkennungseinrichtung für Fahr­ zeuge zur Personenbeförderung, die zumindest eine Sendelichtquelle zum Aussenden eines Überwachungslichtbündels in einen Überwachungsbereich und eine Photoempfängeranordnung umfaßt, die eine Vielzahl von inte­ grierenden Photoempfängern zum Empfangen von von einem im Überwa­ chungsbereich befindlichen Objekt zurückgeworfenem Überwachungslicht aufweist.

Bei derartigen optischen Überwachungseinrichtungen wie auch bei Licht­ schranken und dergleichen wird die Photoempfängeranordnung üblicher­ weise nicht nur vom Überwachungslicht sondern auch von Umgebungs- oder Störlicht beaufschlagt. Daher ist es für eine einwandfreie Auswertung eines von der Photoempfängeranordnung gelieferten Ausgangssignals er­ forderlich, entweder den Störlichtanteil im Ausgangssignal zu kennen oder einen Einfluß von Störlicht auf das Ausgangssignal der Photoempfängeran­ ordnung weitgehend zu unterdrücken.

Eine Möglichkeit, den Störlichteinfluß zu unterdrücken besteht darin, für das Überwachungslicht einen Wellenlängenbereich zu verwenden, in dem die Intensität des Umgebungslichtes praktisch Null oder zumindest im Ver­ gleich mit der Intensität des zu empfangenden Überwachungslichts sehr klein ist, und die Photoempfängeranordnung auf diesen Wellenlängenbe­ reich abzustimmen. Hierfür bietet sich beispielsweise der Infrarotbereich an.

Diese Vorgehensweise reicht jedoch für eine hinreichende Unterdrückung des Störlichteinflusses nicht aus, wenn das Umgebungslicht auch in dem für das Überwachungslicht ausgewählten Wellenlängenbereich eine verhältnis­ mäßig hohe Intensität aufweist und das Nutz- oder Überwachungslicht nur eine begrenzte Intensität aufweisen darf, um die erforderliche Augensicher­ heit zugewährleisten, um also die Schädigung des menschlichen Auges auch dann ausschließen zu können, wenn die Überwachungslichtquelle direkt ins Auge strahlt. In diesem Fall ist es erforderlich, mit einer Vergleichs- oder Re­ ferenzmessung den vom Umgebungslicht bewirkten Störlichteinfluß festzu­ stellen, um diesen dann bei der Auswertung der Ausgangssignale der Photo­ empfängeranordnung berücksichtigen zu können.

Soll eine optische Überwachungseinrichtung bei sehr verschiedenen und sich zum Teil auch schnell ändernden Umgebungslichtverhältnissen betrie­ ben werden, so ist die Beseitigung des Störlichteinflusses besonders schwie­ rig. Derartige Umgebungslichtverhältnisse treten beispielsweise beim Be­ trieb einer optischen Überwachungseinrichtung in einem PKW auf, wenn dieser bei Tag benutzt wird und dabei z. B. mit hoher Geschwindigkeit ab­ wechselnd im prallen Sonnenlicht und durch schattige Waldstücke, kaum beleuchtete Tunnels fährt oder auf einer Allee fährt, wobei die Lichtverhält­ nisse infolge des Schattenwurfs der Alleebäume besonders rasch wechselt.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Steuern einer optischen Überwachungseinrichtung bereitzustellen, das insbesondere einen zuverlässig Betrieb der optischen Überwachungseinrich­ tung bei allen Umgebungslichtverhältnissen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.

Erfindungsgemäß werden also sämtliche integrierenden Photoempfänger einer Photoempfängeranordnung zunächst gelöscht, um anschließend mit einer ausgewählten Gruppe von Photoempfängern der Photoempfängeran­ ordnung eine Referenzmessung zur Ermittlung des Stör- oder Umgebungs­ lichtes durchzuführen. Danach werden wiederum alle Photoempfänger ge­ löscht, so daß danach das ausgesandte und zurückgeworfene Überwa­ chungslicht von den Photoempfängern der ausgewählten Gruppe zusam­ men mit dem Umgebungslicht erfaßt werden kann. Hierbei erfolgt das Aus­ lesen der während der jeweiligen Belichtungszeit gesammelten Signalladun­ gen aus den Photoempfängern der ausgewählten Gruppe jeweils unmittel­ bar nach Ablauf der Belichtungszeit. Auf diese Weise lassen sich sowohl das Umgebungslicht als auch das Überwachungslicht zuverlässig erfassen. Da die Photoempfänger der Photoempfängeranordnung hierbei in einzelne Grup­ pen eingeteilt sind, die bestimmten Bereichen im Überwachungsbereich zu­ geordnet sind, wird eine schnelle und zuverlässige Messung ermöglicht.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich eine schnelle und zuverläs­ sige Messung selbst dann erreichen, wenn die verwendete Sendelichtquelle nur eine im Hinblick auf die Augensicherheit der optischen Überwachungs­ einrichtung begrenzte Intensität aufweist und die Umgebungslichtverhält­ nisse den extrem hellen Lichtverhältnissen bei strahlender Sonne in einer Höhe von 3000 m (Referenzsonne AM07) entsprechen.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Löschen der einzelnen Photoempfän­ ger, also das Auslesen der in den Photoempfängern gespeicherten Informa­ tion, zum Beispiel Signalladungen, ohne deren Auswertung, mit einer höhe­ ren Taktfrequenz erfolgt, als das eigentliche Auslesen, bei dem die jeweils erhaltenen Informationen einer Verarbeitungsschaltung zur weiteren Infor­ mationsverarbeitung zugeführt werden. Hierdurch läßt sich die für einzelne Überwachungsmessungen benötigte Zeit stark verkürzen, so daß ein quasi kontinuierlicher Überwachungsbetrieb ermöglicht wird.

Zweckmäßiger Weise wird die Belichtungszeit, also die Zeit zwischen dem letzten Löschen der Photoempfänger und dem Auslesen der Informationen aus den einzelnen Photoempfängern der ausgewählten Gruppe, in Abhän­ gigkeit von der Intensität des Umgebungslichtes eingestellt, wobei vorzugs­ weise die Belichtungszeit mit zunehmenden Umgebungslicht verringert wird. Hierdurch kann sichergestellt werden, daß die jeweiligen Photoemp­ fänger während der Durchführung der Messungen nicht in ihren Sättigungs­ bereich gelangen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteran­ sprüchen angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung nä­ her erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine vereinfachte schematische Darstellung einer optischen Überwachungseinrichtung zur Durchführung des erfindungs­ gemäßen Verfahrens,

Fig. 2 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung des zeitlichen Ablaufs des Betriebs der optischen Überwachungseinrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 eine vereinfachte schematische Darstellung eines Insassen­ schutzsystems für ein Fahrzeug zur Personenbeförderung, bei dem die erfindungsgemäß gesteuerte optische Überwa­ chungseinrichtung als Sitzbelegungserkennungseinrichtung verwendet wird,

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugsitzes zur Veran­ schaulichung eines möglichen Einbaus der erfindungsgemäß gesteuerten optischen Überwachungseinrichtung nach Fig. 1,

Fig. 5 ein Flußdiagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens und

Fig. 6 ein weiteres Flußdiagramm zur Erläuterung des erfindungsge­ mäßen Verfahrens.

In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind einander entsprechende Bauteile und Verfahrensschritte mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Wie Fig. 1 zeigt, umfaßt eine optische Überwachungseinrichtung zur Durch­ führung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Sendelichtquelle 11 und eine Photoempfängeranordnung 12, die zweckmäßiger Weise in einem ge­ meinsamen Gehäuse 13 angeordnet sind. Die Sendelichtquelle 11 umfaßt je nach dem gewünschten Überwachungsbereich eine oder mehrere Licht­ quellen 14, die zum Aussenden von kurzen Lichtimpulsen geeignet sind. Bei­ spielsweise können als Lichtquellen 14 Leuchtdioden, insbesondere im Infra­ rotbereich arbeitende Leuchtdioden eingesetzt werden, die über zugeord­ nete Treiberkreise 15 angesteuert werden. Die Treiberkreise 15 sind hierzu über Leitungen 15.1, 15.2, 15.3 mit entsprechenden Steuerausgängen einer Steuerschaltung 16 verbunden.

Um ein Überwachungslichtbündel in den Überwachungsbereich auszusen­ den, sind die Lichtquellen 14 zweckmäßiger Weise in der Brennebene eines Sendeobjektivs 17 angeordnet, das in Abhängigkeit von der gewünschten oder erforderlichen Abbildungsqualität aus einer Einzellinse oder aus einer Linsenkombination bestehen kann.

Die Photoempfängeranordnung 12 umfaßt eine Vielzahl von einzelnen inte­ grierenden Photoempfängern 18, die in einem vorgegebenen Muster bei­ spielsweise entlang einer Linie angeordnet sind. Insbesondere können die Photoempfänger 18 von Photodiodenbereichen einer CCD-Bildsensorzeile, im folgenden kurz CCD-Zeile 19 genannt, sein. Steuereingänge der CCD-Zeile 19 sind über entsprechende Leitungen 19.1, 19.2 mit der Steuerschaltung 16 verbunden, während ein Ausgang der CCD-Zeile 19 über eine Leitung 19.3 mit einem Eingang eines Analog/Digital-Wandlers 20 verbunden ist, dessen Ausgang an eine Auswerteschaltung 21 geführt ist. Außerdem ist der Aus­ gang der CCD-Zeile 19 über einen von der Steuerschaltung 16 steuerbaren Schalter 22 unmittelbar mit Masse verbindbar, um beim Löschen der einzel­ nen Photoempfänger 18 der CCD-Zeile 19 die ausgelesene Information, also die Signalladungen schnell abführen zu können.

Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit der in Fig. 1 sche­ matisch dargestellten optischen Überwachungseinrichtung wird im folgen­ den mit Bezug auf die Fig. 2 und 5 näher erläutert.

Nach dem Start des erfindungsgemäßen Verfahrens werden zunächst im Schritt S10 alle Photoempfänger 18 der CCD-Zeile 19 gelöscht. Hierzu wird zum Zeitpunkt T1 ein Startimpuls an einen seriellen Eingang (CCD-SI) ange­ legt. Sobald der Startimpuls abfällt, wird ein Taktsignal (Takt) mit hoher Takt­ frequenz an den Takteingang der CCD-Zeile 19 angelegt, so daß die in den einzelnen Photoempfängern 18 der CCD-Zeile 19 gespeicherten Signalladun­ gen nacheinander schnell ausgelesen werden. Da die von der CCD-Zeile 19 gelieferten Signalladungen beim Löschen nur abgeführt werden brauchen, wird der Schalter 22 von der Steuerschaltung 16 geschlossen gehalten, so daß die in den Photoempfängern 18 gesammelten oder integrierten Signalla­ dungen über den leitend gehaltenen Schalter 22 schnell abfließen können.

Nach einem ersten Löschzyklus, der bei Verwendung einer CCD-Zeile 19 mit beispielsweise 64 Photoempfängern 18 und einer Taktfrequenz von 1 MHz nur etwas 64 µs dauert, wird zum Zeitpunkt T2 ein zweiter Löschzyklus ge­ startet, nach dessen Abschluß sämtliche Photoempfänger 18 der CCD-Zelle 19 leer sind, also keine Signalladungen mehr enthalten.

Wird die optische Überwachungseinrichtung in einer sehr hellen Umge­ bung, z. B. im prallen Sonnenlicht, betrieben oder erfolgt das Löschen der CCD-Zeile 19 mit einer noch höheren Taktfrequenz, z. B. 2 MHz, so können weitere Löschzyklen durchgeführt werden, um sicherzustellen, daß die CCD-Zeile 19 gelöscht ist. Zweckmäßiger Weise wird die Anzahl der Löschzyklen zwischen zwei und fünf je nach der Helligkeit der Umgebung eingestellt.

Nachdem die erforderliche Anzahl von Löschzyklen durchgeführt wurde, wird zum Zeitpunkt T3 im Schritt S11 die Belichtung für eine Referenzmes­ sung zur Ermittlung des Umgebungslichtes gestartet.

Unter der Annahme, daß bei einer CCD-Zeile 19 mit n Photoempfängern 18 nur eine Gruppe von Photoempfängern, also beispielsweise die Photoemp­ fänger 18.k bis 18.l (wobei k < l < n gilt) verwendet werden sollen, werden im Schritt S12 die vor der ausgewählten Gruppe liegenden Photoempfänger 18.1 bis 18.(k-1) mit der beim Löschen verwendeten hohen Taktfrequenz aus­ gelesen und somit gelöscht. Sobald zum Zeitpunkt T3' die ersten Photoemp­ fänger 18.1 bis 18.(k-1) gelöscht sind, wird die Zuführung des Taktsignals zur CCD-Zeile 19 unterbrochen und der Ablauf der Belichtungszeit TB wird im Schritt S13 abgewartet. Da die Belichtungszeit TB zwischen 0,5 ms und 2 ms, insbesondere 1 ms beträgt ist ein Löschen der ersten Photoempfänger auch bei einer CCD-Zeile 19 mit beispielsweise 128 oder 256 Photoempfänger 18 immer möglich. Nach Ablauf der Belichtungszeit TB werden im Schritt S14 die Photoempfänger 18.k bis 18.1 der ausgewählten Gruppe mit einer niedri­ gen Taktfrequenz von beispielsweise 50 kHz ausgelesen. Während des Ausle­ sens der Photoempfänger 18.k bis 18.l wird der Schalter 22 geöffnet, so daß am Eingang (A/D-AI) des AID-Wandlers 20 das in Fig. 2 dargestellte Analogsi­ gnal an liegt das daß Umgebungs- oder Störlicht repräsentiert.

Während des Auslesens der ausgewählten Photoempfänger 18.k bis 18.l wer­ den die die Belichtungsinformation darstellend Ausgangssignale der einzel­ nen Photoempfänger 18.k bis 18.l vom A/D-Wandler 20 digitaiisiert und an die Auswerteschaltung 21 geführt.

Nach dem Auslesen des letzten (18.l) der ausgewählten Photoempfänger 18.k bis 18.l werden im Schritt S15 die restlichen Photoempfänger 18.(l+1) bis 18.n gelöscht. Damit ist die Erfassung des Umgebungslichtes in dem von der ausgewählten Gruppe von Photoempfängern beobachteten Überwa­ chungsbereich abgeschlossen.

Anschließend wird im Schritt S16 die CCD-Zeile 19 wie im Schritt S10 mehr­ fach gelöscht. Sobald das Löschen von Schritt S16 abgeschlossen ist, wird zum Zeitpunkt T6 im Schritt S17 die der ausgewählten Gruppe von Photo­ empfängern 18.k bis 18.l zugeordnete Lichtquelle 14 eingeschaltet. Anschlie­ ßend wird im Schritt S18 wie im Schritt S11 die Belichtung gestartet. Ent­ sprechend den Schritten S12 bzw. S13 werden im Schritt S19 die ersten Pho­ toempfänger 18.1 bis 18.(k-1) gelöscht, um anschließend im Schritt S20 das Ende der Belichtungszeit TB abzuwarten.

Nach Ablauf der Belichtungszeit TB wird zum Zeitpunkt T8 im Schritt S21 die Lichtquelle 14 ausgeschaltet, um anschließend im Schritt S22 mit dem Ausle­ sen der ausgewählten Photoempfänger 18.k bis 18.l mit langsamer Taktfre­ quenz zu beginnen. Nachdem die gewünschte Belichtungsinformation aus der CCD-Zeile 19 ausgelesen und über den A/D-Wandler 20 der Auswerteschal­ tung 21 in digitaler Form zugeführt wurde, werden im Schritt S23 die restli­ chen Photoempfänger 18.(l+1) bis 18.n gelöscht. Damit ist eine vollständige Überwachungsmessung für einen ausgewählten Bereich innerhalb des ge­ samten Überwachungsbereiches abgeschlossen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es insbesondere eine Photo­ empfängeranordnung 12 zu verwenden, die ohne eine mechanische Blende zur Belichtungssteuerung auskommt, da die Zelt zum Auslesen der ausge­ wählten Photoempfänger 18.k bis 18.l im Vergleich zur Belichtungszelt klein gehalten werden kann. Werden beispielsweise bei einer CCD-Zeile 19 mit 64 Photoempfängern 18 die einzelnen Photoempfänger 18 jeweils zu Gruppen von acht Photoempfängern 18.k bis 18.(k+7) zusammen gefaßt, und wird zum Auslesen der interessierenden Signalladungen eine Taktfrequenz von 50 kHz verwendet, so dauert das Auslesen eines Photoempfängers 18 0,02 ms. Alle Photoempfänger 18.k bis 18.(k+7) der jeweiligen Gruppe können so­ mit innerhalb von 0,16 ms ausgelesen werden. Damit fällt bei einer Belich­ tungszeit von beispielsweise 1 ms der Störlichteinfluß praktisch nicht in Ge­ wicht.

Insbesondere wird durch das verglichen mit der Belichtungszeit sehr schnel­ le Auslesen der ausgewählten Photoempfänger 18.k bis 18.(k+7) verhindert, daß die Photoempfänger 18.k bis 18.(k+7) werden des Auslesens in die Sätti­ gung geraten können.

Außerdem ist zu berücksichtigen, daß die ausgewählten Photoempfänger 18.k bis 18.(k+7) stets in der gleichen Reihenfolge ausgelesen werden, so daß der Störlichteinfluß auf den i-ten Photoempfänger 18.(k+i-1) bei der Re­ ferenzmessung und bei der Belichtungsmessung im wesentlichen gleich ist und daher durch eine nachfolgende Differenzbildung beseitigt werden kann.

Um sämtliche interessierende Bereiche des Überwachungsbereiches zu be­ obachten, wird nacheinander für jeden interessierenden Bereich eine Über­ wachungsmessung, wie anhand von Fig. 5 beschrieben, durchgeführt. Damit ist ein vollständiger Überwachungszyklus für den gesamten Überwachungs­ bereich abgeschlossen.

Wie in Fig. 6 dargestellt, werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nach der Durchführung einer Überwachungsmessung in den Schritten S31 und S32, also einer Referenzmessung (Schritte S10 bis S15) zur Bestimmung des Umgebungslichtes und einer Belichtungsmessung (Schritte S16 bis S23) zur Bestimmung der Entfernung eines im Weg des Überwachungslichtbün­ dels befindlichen Objektes, z. B. einer Person oder eines Gegenstandes, die dabei erhaltenen Meßdaten ausgewertet, in dem zunächst eine Sättigungs­ überprüfung im Schritt S33 stattfindet.

Wird bei der Sättigungsüberprüfung beispielsweise festgestellt, daß bereits die während der Referenzmessung im Schritt S31 erhaltenen Meßwerte eine Sättigung der Photoempfänger 18 anzeigen, so ist die CCD-Zeile 19 so weit gesättigt, daß keine sinnvolle Überwachung durchgeführt werden kann und die CCD-Zeile 19 wird als gesättigt bewertet. Selbst wenn keiner der Meßwer­ te der Referenzmessung in Schritt S31 eine Sättigung der Photoempfänger 18 anzeigt, kann eine sinnvolle Auswertung der Meßwerte nicht möglich sein, wenn z. B. die bei der Belichtungsmessung im Schritt S32 erhaltenen Meßwerte anzeigen, daß sich eine unzulässig große Anzahl der Photoemp­ fänger 18 in der Sättigung befinden. Auch in diesem Fall ist kein sicheres Meßergebnis zu erhalten und die CCD-Zeile 19 wird ebenfalls als gesättigt be­ wertet.

Zeigt keiner oder nur eine kleine Anzahl, z. B. zwei oder drei, der bei der Be­ lichtungsmessung S32 erhaltenen Meßwerte eine Sättigung der zugeordne­ ten Photoempfänger 18 an, liegen also alle oder die meisten Ausgangssigna­ le der Photoempfänger 18 in deren Arbeitsbereich, so wird die CCD-Zeile 19 als nicht gesättigt bewertet. Im Anschluß an die Sättigungsüberprüfung wird im Schritt S34 abgefragt, ob die CCD-Zeile 19 gesättigt ist oder nicht. Falls dies der Fall ist, wird im Schritt S35 die Belichtungszeit TB verringert und mit der Überwachungsmessung erneut begonnen.

Ist die CCD-Zeile 19 nicht gesättigt und die erhaltenen Meßwerte daher aus­ wertbar, so werden im Schritt S36 die Meßwerte der Referenzmessung von den Meßwerten der Belichtungsmessung subtrahiert, um den Einfluß des Umgebungslichtes auf die Meßwerte der Belichtungsmessung zu beseitigen. Die so erhaltenen Meßwertdifferenzen zeigen demnach die Intensitätsver­ teilung des vom Objekt zurückgeworfenen Überwachungslichtes an.

Im Schritt S37 werden die Meßwertdifferenzen integriert oder aufaddiert, um eine sogenannte Plausibilitätsüberprüfung durchführen zu können. Ist das so erhaltene Integral der Meßwertdifferenzen kleiner als ein vorgegebe­ ner Grenzwert, so kann davon ausgegangen werden, daß die während der Belichtungszeit erzielte Belichtung der Photoempfänger zu klein ist, um ei­ ne sichere Auswertung der erhaltenen Meßwerte zu gewährleisten. Im Schritt S38 wird daher überprüft, ob das Integral größer als der gegebene Grenzwert ist. Falls dies nicht der Fall ist, wird im einfachsten Fall im Schritt S39 die Belichtungszeit vergrößert, um anschließend erneut eine Überwa­ chungsmessung durchzuführen.

Um auch andere Störfaktoren, wie beispielsweise eine außerhalb des Über­ wachungsbereiches liegende Abschattung der Sendelichtquelle 11 oder der Photoempfängeranordnung 12 berücksichtigen zu können, kann anstelle des Schritts S39 eine Belichtungszeiteinstellung durchgeführt werden, bei der zunächst die während der eingestellten Belichtungszeit erzeugte Belich­ tung der Photoempfänger erneut erfaßt wird, um dann ggf. die Belich­ tungszeit zu vergrößern. Anschließend wird ebenfalls die Überwachungs­ messung wiederholt.

Ist jedoch das Integral der Meßwertdifferenzen größer als der vorgegebene Grenzwert, so wird im Schritt S40 die Lage des Maximums der ermittelten In­ tensitätsverteilung des Überwachungslichtes bestimmt. Anstelle der Maxi­ mumlage kann auch die Lage des Schwerpunktes der erfaßten Intensitäts­ verteilung für die weitere Auswertung herangezogen werden.

Die beschriebene optische Überwachungseinrichtung, die entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren gesteuert wird, läßt sich für eine Viel­ zahl von Anwendungszwecken einsetzen. Insbesondere kann sie überall dort eingesetzt werden, wo es darauf ankommt, festzustellen, in welchem Ab­ stand von der Überwachungseinrichtung sich eine Person oder ein Gegen­ stand befindet. Besonders vorteilhaft läßt sich die beschriebene optische Überwachungseinrichtung als Sitzbelegungserkennungseinrichtung in ei­ nem Insassenschutzsystem für Fahrzeuge zur Personenbeförderung einset­ zen.

Wie Fig. 3 zeigt, umfaßt ein derartiges Insassenschutzsystem eine Aufpraller­ kennungseinrichtung 30 mit einer einen oder mehrere Beschleunigungsauf­ nehmer aufweisende Beschleunigungsaufnehmeranordnung 31 und einem damit verbundenen Auslösegerät 32. An das Auslösegerät 32 ist eine Auslöse­ einrichtung 33 einer Schutzeinrichtung 14 angeschlossen, die im Falle eines gefährlichen Aufpralls ein insassenschützendes Mittel, insbesondere einen Airbag 35 aus löst.

Während des Betriebs eines Fahrzeugs müssen einem Fahrzeugsitz 36 zuge­ ordnete insassenschützende Mittel wie z. B. Gurtstraffer, Airbag und Seiten­ airbag auslösebereit sein, wenn sich auf dem Fahrzeugsitz 36 eine Person befindet. Befindet sich auf dem Fahrzeugsitz 36 jedoch nur ein beliebiger Gegenstand, wie z. B. eine Aktentasche oder dergleichen, so ist eine Auslö­ sung der insassenschützenden Mittel nicht erforderlich und sollte aus Ko­ stengründen verhindert werden. Befindet sich jedoch auf dem Fahrzeugsitz 36 ein Kindersitz, so darf insbesondere der zugeordnete Airbag auf keinen Fall ausgelöst werden.

Um nun eindeutig eine auf dem Fahrzeugsitz 36 befindliche Person von ei­ nem Kindersitz oder einem anderen beliebigen Gegenstand unterscheiden zu können, kann die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gesteuerte optische Überwachungseinrichtung als Sitzbelegungserkennungseinrich­ tung 37 eingesetzt werden. Dazu kann die gesamte Sitzbelegungserken­ nungseinrichtung 37 oder ggf. auch nur die Sendelichtquelle 11 zusammen mit der Photoempfängeranordnung 12 beispielsweise oberhalb einer Wind­ schutzscheibe 38 am Fahrzeugdach 39 angeordnet sein.

Zweckmäßiger Weise sendet die Sendelichtquelle 11 eine Vielzahl, beispiels­ weise 5 oder 8 Überwachungslichtbündel 40 aus (in Fig. 4 sind der Übersicht­ lichkeit halber jedoch nur 5 Überwachungslichtbündel 40 dargestellt). Je­ dem dieser Überwachungslichtbündel 40 ist eine Gruppe von Photoempfän­ gern 18 in der Photoempfängeranordnung 19 zugeordnet. Die jeweilige Gruppe von Photoempfängern 18 ist dabei so ausgewählt, daß sich das Maxi­ mum einer durch von einem im interessierenden Bereich des Überwa­ chungsbereiches befindlichen Objektes zurückgeworfenen Überwachungs­ lichtes erzeugte Intensitätverteilung oder deren Schwerpunkt im Bereich der ausgewählten Photoempfänger 18 der Photoempfängeranordnung 12 befindet.

Wie in Fig. 1 durch die Mittenstrahlen 40'a und 40'b der Empfangslichtbün­ del angedeutet, liegt das Intensitätsmaximum des von einem Gegenstand 41 im mittleren Überwachungslichtbündel 40 zur Photoempfängeranordnung 12 zurückgeworfenen Lichtes an einer Stelle A', wenn sich der Gegenstand 41 in der Position A relativ dicht an der Sendelichtquelle 11 befindet, wäh­ rend es in eine Position B' auf der CCD-Zeile 19 verschoben ist, wenn der Ge­ genstand 41 sich in der relativ weit entfernten Position B befindet. In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind somit die Photoempfänger 18 der CCD-Zeile 19, die sich im Bereich C befinden zu einer Gruppe zusam­ mengefaßt, die dem mittleren Überwachungslichtbündel 40 zugeordnet ist.

Durch die Vielzahl von Überwachungslichtbündeln 40 mit den zugeordneten Photoempfängergruppen läßt sich somit in der beschriebenen Weise die Kontur eines schematisch angedeuteten Gegenstandes auf dem Fahrzeug­ sitz 36 ermitteln, in dem die Abstände der Punkte K₁ bis K₅, In denen die ein­ zelnen Überwachungslichtbündel auf die Kontur des Gegenstandes auftref­ fen, von der Sendelichtquelle 11 und der Photoempfängeranordnung 12 aus der jeweiligen Lage der Intensitätsmaxima relativ zur ausgewählten Photo­ empfängergruppe bestimmt werden. Die somit erfaßte Kontur des Gegen­ standes wird dann von der Auswerteschaltung 21 In geeigneter Weise ausge­ wertet, um im Fall einer auf dem Fahrzeugsitz befindlichen Person ein Frei­ gabesignal an das Auslösegerät 32 zu liefern, wodurch die Auslösebereit­ schaft der zugeordneten Schutzeinrichtung gewährleistet wird. Wird jedoch ein Kindersitz oder ein anderer Gegenstand festgestellt, so wird kein Freiga­ besignal an das Auslösegerät 32 geliefert und die Auslösung der entspre­ chenden Schutzeinrichtung wird verhindert.

Um die Genauigkeit der mittels der beschriebenen optischen Überwa­ chungsvorrichtung durchgeführten Entfernungsmessung weiter zu verbes­ sern, kann vorgesehen sein, daß bei der Auswertung der störlichtbereinig­ ten Meßwerte bzw. der Meßwertdifferenzen nicht nur die von den einzel­ nen Photoempfängern gebildeten Bildpunkte, sondern auch dazwischen lie­ gende virtuelle Bildpunkte berücksichtigt werden.

Außerdem ist es möglich, zusätzlich zu der Belichtungsregelung während der Durchführung der einzelnen Überwachungsmessungen eine Belich­ tungsregelung in vorgegebenen zeitlichen Abständen, beispielsweise nach jedem oder jedem zehnten oder jedem hundertsten Überwachungszyklus durchzuführen. Damit lassen sich Langzeitänderungen des Umgebungslich­ tes, wie sie beispielsweise bei langen, bis in die Nacht hinein dauernden, Fahrten auftreten können, berücksichtigen, während kurzzeitige Änderun­ gen des Umgebungslichtes, wie sie beim Durchfahren eines Tunnels bei strahlendem Sonnenschein entstehen, bereits durch die während jeder Überwachungsmessung durchgeführte Belichtungskontrolle erfaßt werden.

Claims (10)

1. Verfahren zum Steuern einer optischen Überwachungseinrichtung, insbe­ sondere für eine Sitzbelegungserkennungseinrichtung für Fahrzeuge zur Personenbeförderung, die eine Sendelichtquelle (11) zum Aussenden zumin­ dest eines Überwachungslichtbündels in einen Überwachungsbereich und eine vom Umgebungslicht beaufschlagte Photoempfängeranordnung (12) mit einer Vielzahl von integrierenden Photoempfängern (18) zum Empfan­ gen von von einem im Überwachungsbereich befindlichen Objekt zurückge­ worfenem Überwachungslicht umfaßt, wobei die Photoempfänger (18) in ei­ nem vorgegebenen Muster in einer logischen Reihenfolge angeordnet und jeweils zu einer Lichtquelle (14) der Sendelichtquelle (11) zugeordneten Gruppen zusammengefaßt sind; bei dem zur Durchführung einer Überwa­ chungsmessung:

• - alle Photoempfänger (18) gelöscht werden,
• - eine vorgegebenen Belichtungszeit (TB) gestartet wird,
• - die Photoempfänger (18.k bis 18.l) einer ausgewählten Gruppe nach Ablauf der Belichtungszeit (TB) ausgelesen werden,
• - alle Photoempfänger (18) erneut gelöscht werden,
• - nach Beendigung des erneuten Löschens die vorgegebene Belich­ tungszeit (TB) ein zweites Mal gestartet und ein der ausgewählten Gruppe zugeordnetes Überwachungslichtbündel impulsförmig ausge­ sendet wird,
• - nach Ablauf der entsprechenden Belichtungszelt (TB) die Photoemp­ fänger (18.k bis 18.l) der ausgewählten Gruppe ein zweites Mal ausge­ lesen werden, und
• - beim ersten und zweiten Auslesen erfaßte Ausgangssignale der Photo­ empfänger (18.k bis 18.l) ausgewertet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Photoempfänger (18) mit einer vorgegebenen Taktfrequenz nacheinander entsprechend ihrer logischen Reihenfolge gelöscht oder ausgelesen wer­ den.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Takt­ frequenz beim Löschen der Photoempfänger (18) höher ist als die Taktfre­ quenz zum Auslesen der Photoempfänger (18).

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach jedem Starten der Belichtungszeit (TB) alle in der logischen Reihenfolge vor der ausgewählten Gruppe angeordneten Photoempfänger (18.1 bis 18.(k-1)) ausgelesen oder vorzugsweise gelöscht werden, bevor die Belichtungszeit (TB) abgelaufen ist.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß nach dem Auslesen der Photoempfänger (18.k bis 18.l) der aus­ gewählten Gruppe die restlichen Photoempfänger (18.(l+1) bis 18.n) ge­ löscht werden.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zum Löschen aller Photoempfänger (18) der Photoempfänger­ anordnung (12) jeweils mehrere Löschzyklen, vorzugsweise zwei bis fünf Löschzyklen durchgeführt werden.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß für jede Lichtquelle (14) der Sendelichtquelle (11) bzw. jede Gruppe von Photoempfängern (18.k bis 18.l) eine Überwachungsmessung durchgeführt wird, um so einen vollständigen Überwachungszyklus abzu­ schließen.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die während einer Überwachungsmessung ausgelesenen Aus­ gangssignale der Photoempfänger (18) subtrahiert werden, daß die Diffe­ renzwerte zur Durchführung einer Plausibilitätsprüfung integriert werden und daß das Integral mit einem Grenzwert verglichen wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Belichtungszeit (TB) in Abhängigkeit von einer durch das Umgebungslicht bewirkten Störbelichtung einstellbar ist, wobei vorzugswei­ se die Belichtungszeit (TB) mit zunehmendem Umbebungslicht verringert wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstel­ lung der Belichtungszeit (TB) die Ausgangssignale der Photoempfänger (18.k bis 18.l) der ausgewählten Gruppe einer Sättigungsüberprüfung unterzogen werden, um bei Erreichen einer Sättigung die Belichtungszeit (TB) zu verkür­ zen.