[发明专利]有源光学回射器的检测及监控

说明书

一种检测车辆中操作的车辆部件的系统包括至少一个光源，该光源配置为将预定波长的光发射到车辆内的结构上，其中至少一个结构可以包括乘客安全带组件，该乘员安全带组件具有反射图案以及在优选亮度下调谐到预定波长的回射表面。至少一个3D飞行时间摄像头定位于车辆中以接收来自车辆中结构的反射光并提供结构的图像，该图像将优选亮度的图案与车辆中的其他结构区分开来。计算机处理器连接到计算机存储器和摄像头并包括计算机可读指令，该计算机可读指令使处理器重建关于结构的相应图像的3D信息并计算乘客安全带组件上反射图案距摄像头的距离的深度测量。

相关申请的交叉引用

本申请要求享有申请日为2019年4月4日、名称为“有源光学回射器的检测及监控”的美国临时专利申请序列号为62/829,475的优先权，其全部内容通过引用归并本文。

技术领域

本公开涉及车辆乘客座舱内的成像系统，并涉及定位、识别和突出车辆座舱内乘员状态和结构的变化。

背景技术

在当今的运输系统中，安全带是几乎所有类型的运送乘员的车辆的标准装备。不仅原始设备制造商(OEM)需要满足安全带工程和安装的严格标准，而且在许多情况下，按照法律要求车辆乘员系好安全带。然而，即使制定了制造法规并使用了适当法律，整体车辆安全也完全取决于车辆乘员正确使用安全带。考虑到从车辆外部只能部分看到车辆内部，外部机构的目视检查并不完全可靠。个别人试图规避安全带使用法律，在车辆内以貌似使用安全带但允许车辆乘员在移动范围内有更大自由度的方式定位安全带(即，将安全带系在用户背后，或拉动安全带使其仅部分跨过用户身体并操纵安全带卷轴将安全带保持在伸展位置而不需要固定锁住)。

安全带误用和/或不可靠的安全带监控可能牵涉到其他问题，而不仅仅是在事故中约束乘员的简单身体保护。目前主要是使用ON/OFF开关作为传感器完成对乘员安全带使用的检测和跟踪，传感器将相应的扣上/解开数据信号传输到中央处理器，作为车辆控制系统数据收集操作的一部分。来自安全带开关的传感器状态可用于确定约束设置并例如用于确定气囊抑制或胀开决策。电动安全带还可以使用安全带拉出传感器和/或安全带张力传感器，其中这些传感器可用于检测和/或跟踪正确的安全带放置以及当乘员移动时安全带拉出的动态变化。此类传感器可用于静态地和/或动态地控制约束设置。

现有的安全带监控方法可能有效，但也可能易受欺骗。如上所述，个别人持续在乘员身后或身下错误地扣上安全带，未使用安全带却附装了带扣替代品，并用手将自己从安全带、尤其是肩带中解脱出来。此外，许多后排座椅位置目前并未使用安全带开关、安全带拉出传感器或安全带张力传感器。可能难以在可调节且可移动的座椅位置安装必要的电子设备来支持作为售后控制硬件的带扣开关、拉出或张力传感器。

车辆市场中始终存在对控制系统的需求，此类控制系统应监控车辆乘员正确地使用安全带并向控制系统提供安全带使用和位置数据以制定如本文所论述的附加安全预防措施。

发明内容

一种车辆座舱监控系统包括图像传感器，该图像传感器连接到计算机处理器和计算机存储器，该计算机存储器包括控制图像传感器的软件，其中图像传感器定位成捕捉车辆内部的至少一部分的图像。至少一个参考结构定位于车辆座舱中图像传感器的视场内。光学有源部件定位于参考结构上，使得参考结构包括的光照表面被包括在至少一个图像内。图像的序列显示出关于参考结构的光照表面的差异，该差异指示车辆内部中的至少一个物品的至少一个状态变化。

一种车辆座舱监控系统包括光源，该光源在车辆内部沿着光投射路径提供投射光。图像传感器连接到处理器和计算机存储器，其中图像传感器定位成接收来自光源的投射光或从车辆内部返回的反射光。至少一个参考结构定位于车辆座舱中光投射路径内和图像传感器的视场内。光学有源组件定位于参考结构上，以将反射光引导回图像传感器。光学有源组件包括回射表面和回射表面上的光衰减层。光衰减层将光学有源部件的反射率调节到一定程度，使得反射光从参考结构以某一强度到达图像传感器，针对该强度处理器将反射光转换为光学传感器的动态范围内的测量信号。