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Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zum Überwachen des Innenraums eines Kraftfahrzeugs. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zum Überwachen des Innenraums eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 8 und ein Kraftfahrzeug, das eingerichtet ist, ein solches Verfahren auszuführen oder eine solche Vorrichtung aufweist.
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Mittlerweile sind eine Vielzahl verschiedenartiger Assistenzsysteme bekannt, die in Kraftfahrzeugen den Fahrer unterstützen können. Teilweise beschränken sich die Assistenzsysteme lediglich auf Signalisierungs- bzw. Warnfunktionen, teilweise greifen diese aber auch in den Antrieb oder die Steuerung des Fahrzeugs ein. Beides setzt eine Kenntnis der aktuellen Fahrzeugsituation voraus, die basierend auf Daten von geeigneten Sensoren gewonnen wird. Die Sensoren können hierbei technische Parameter des Fahrzeugs selber, wie z. B. für ein Fahrstabilisierungssystem (ESP) oder Antiblockiersystem (ABS), aber auch Informationen über das Fahrzeugumfeld ermitteln. Für die Beobachtung des Fahrzeugumfelds und darauf basierende Assistenzfunktionen wie Einparkhilfen, automatische Abstandswarnungen und -regelungen, Verkehrszeichenerkennungen, Totwinkel-Überwachungen oder Notbremssysteme zum Fußgängerschutz kommen hierbei verschiedene Techniken, häufig auch in Kombination, zum Einsatz. Besonders häufig werden Ultraschall-, Radar-, Lidar- und Kamerasysteme verwendet um Objekte im Umfeld des Fahrzeugs, wie Fußgänger, andere Fahrzeuge, Verkehrsschilder etc. zu identifizieren. Hierbei können die Sensordaten mehrerer Sensoren zusammengefasst bzw. verknüpft werden um die Qualität der gewonnenen Informationen zu verbessern. Sind beispielsweise die gewonnenen Informationen eines oder mehrerer Sensoren nicht verlässlich, so kann sich dieses mittels Daten weiterer Sensoren teilweise oder vollständig ausgleichen lassen. Ebenso können aber auch mittels Daten weiterer Sensoren bereits vorhandene Informationen bestätigt werden.
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Weiterhin können Sensoren im Fahrzeug vorgesehen sein. Diese können der Innenraumüberwachung beispielsweise zum Diebstahlschutz dienen oder aber auch Informationen über das Verhalten, den Zustand oder die Position eines Fahrzeuginsassen oder von Objekten im Fahrzeuginnenraum liefern.
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So offenbart die
DE 10 2007 031 556 A1 einen Geschwindigkeitsregler für Kraftfahrzeuge, der eine Überwachungseinheit umfasst, die bei aktiver Geschwindigkeitsregelung mittels einer Fußraumüberwachungssensorik eine Bremspedalbetätigung überwacht und bei erkannter Bremspedalbetätigung eine Unterbrechung oder Modifizierung der Geschwindigkeitsregelung einleitet.
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Ähnlich beschreibt die
DE 10 2010 062 756 A1 ein Kraftfahrzeug mit einer Auswerteeinheit zur Erkennung eines Bremswunsches des Fahrers, wobei der Bremswunsch des Fahrers bereits vor einer Bremspedalbetätigung erkennbar ist, und abhängig vom Bremswunsch des Fahrers ein Befehl zur Aktivierung eines Segelbetriebs oder Schubbetriebs ausgebbar ist.
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Die
DE 10 2013 007 980 A1 offenbart einen vorgegebenen Bereich im Innenraum eines Kraftfahrzeugs, wie den Bereich zwischen Fahrer und Lenkrad, einen Teil des Armaturenbretts oder der Mittelkonsole, abzutasten. Wenn sich ein Objekt in dem vorgegebenen Bereich befindet und beispielsweise bei einem Auslösen eines Airbags zwischen Airbag und Fahrzeuginsasse gelangen könnte, wird der Start des Motors verhindert um eine Gefährdung des Fahrzeuginsassen auszuschließen.
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Die
DE 10 2015 010 243 A1 offenbart eine Sitzanlage für ein Fahrzeug, die mit einem Antrieb in unterschiedliche Stellungen bewegbar ist. Hierbei kann eine Erfassungseinrichtung nicht nur die Belegung der Sitzanlage erfassen, sondern auch eine Fußraumüberwachung durchführen um Gegenstände im Fußraum zu ermitteln, die beim Verfahren der Sitzanlage eingeklemmt werden könnten. Eine automatische Sitzverstellung findet dann nur statt, wenn der Fußraum leer ist, beziehungsweise erfolgt bei einem Gegenstand im Fußraum nur so weit, dass der Gegenstand nicht eingeklemmt wird.
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Die
DE 10 2016 104 068 A1 offenbart ein Fahrzeug mit einem Fußraum-Objektdetektionssensor, der Objekte im Fußraum detektiert. Der Fußraum-Objektdetektionssensor enthält einen Objektdetektionssensor und eine Steuerung. Der Objektdetektionssensor gibt Daten aus, die einen Status des Fußraums, der eine Vielzahl von Pedalen enthält, angeben. Die Steuerung ist programmiert, als Reaktion auf eine Differenz zwischen den Daten und gespeicherten Daten, die mit Referenzstatus des Fußraums korrespondieren, die eine Gegenwart eines Objekts angibt, das die Betätigung eines oder mehrerer der Pedale hindert, ein Warnsignal auszugeben. Die Steuerung kann einen Pedalstatus für jedes der Pedale basierend auf einem Vergleich zwischen den Daten und den gespeicherten Daten ausgeben. Steuerungsausgänge können verwendet werden, Pedalpositionssignale, die von anderen Steuersystemen im Fahrzeug verwendet werden, zu bestätigen oder aufzuheben.
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Die
DE 10 2014 226 108 A1 beschreibt ein Verfahren zum Erkennen einer ungesicherten Ladung in einem Kraftfahrzeug, wobei durch eine Überwachungsvorrichtung in einem ersten Messzyklus vor oder während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs mittels einer Lageerfassungseinrichtung ein erster mit einer Lage der Ladung im Kraftfahrzeug korrelierender Lagedatensatz ermittelt wird und in einem späteren zweiten Messzyklus während der Fahrt mittels der Lageerfassungseinrichtung ein zweiter mit der Lage der Ladung korrelierender Lagedatensatz ermittelt wird. Es wird ein Unterschied (dA, dS) zwischen dem ersten Lagedatensatz und dem zweiten Lagedatensatz ermittelt und, falls der ermittelte Unterschied ein vorbestimmtes Auslösekriterium erfüllt, eine vorbestimmte Sicherungsmaßnahme eingeleitet.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Überwachen des Innenraums eines Kraftfahrzeugs zur Verfügung zu stellen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Verfahren nach Anspruch 2 sowie durch eine entsprechende Vorrichtung gemäß Anspruch 8 und ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 12 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Nach einem ersten Aspekt des Erfindung wird ein Verfahren zum Überwachen des Innenraums eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, wobei ein Objekt im Innenraum erfasst werden, und der Innenraum während des Fahrbetriebs mittels mindestens einer Sensoreinheit zum Abtasten des Innenraums und einer Analyse- und Steuereinheit daraufhin kontrolliert wird, ob das Objekt in den Wirkungsbereich eines Fahrzeuginsassen gelangt ist oder gelangen kann und hierdurch die Projektion auf die Windschutzscheibe eines als Head-up-Display ausgestalteten Anzeigeelements beeinträchtigt werden kann.
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Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Überwachen des Innenraums eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, wobei ein Objekt im Innenraum erfasst wird, und der Innenraum während des Fahrbetriebs mittels mindestens einer Sensoreinheit zum Abtasten des Innenraums und einer Analyse- und Steuereinheit daraufhin kontrolliert wird, ob das Objekt in den Wirkungsbereich eines Fahrzeuginsassen gelangt ist oder gelangen kann und hierdurch die Funktionstüchtigkeit eines Bedienelements beeinträchtigt und/oder ein Fahrzeuginsasse direkt gefährdet werden kann. Dazu wird eine Warnung über die Beeinträchtigung durch das Objekt über ein Car-to-Car-Kommunikationsprotokoll an andere Verkehrsteilnehmer oder Datenbanken weitergeleitet.
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Besonders vorteilhaft kann das Verfahren angewendet werden, wenn die Bedienbarkeit eines Bedienelements durch den Fahrzeuginsassen aufgrund des Objekts im Wirkungsbereich des Fahrzeuginsassen beeinträchtigt werden kann.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird der Fußraum im Bereich des Fahrers daraufhin kontrolliert, ob ein vom Fahrer bedienbares Pedal durch das Objekt blockiert werden kann.
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Vorteilhafterweise wird das Kraftfahrzeug automatisch zum Halten gebracht, wenn das Objekt das Bremspedal blockiert.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird eine Warnung über die Beeinträchtigung durch das Objekt an den Fahrer und/oder einen anderen Fahrzeuginsassen ausgegeben.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die Position eines Objektes, dass zu einer Beeinträchtigung oder direkten Gefährdung führen kann, angezeigt.
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Dabei kann auch vor Gegenständen/Objekten, die sich im Fahrzeuginnenraum mit einer gewissen Geschwindigkeit oder nach einem gewissen Muster bewegen und somit die Fahrzeuginsassen verletzen und dadurch gefährden könnten, gewarnt werden.
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Entsprechend eines dritten Aspekts umfasst eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Überwachen des Innenraums eines Kraftfahrzeugs mindestens eine Sensoreinheit zum Abtasten des Innenraums und eine Analyse- und Steuereinheit, der Daten von der Sensoreinheit zugeführt werden und die aus den Daten ein Objekt im Innenraum ermitteln kann, wobei mittels der mindestens einen Sensoreinheit und der Analyse- und Steuereinheit der Innenraum während des Fahrbetriebs daraufhin kontrolliert wird, ob das Objekt in den Wirkungsbereich eines Fahrzeuginsassen gelangt ist oder gelangen kann und hierdurch die Funktionstüchtigkeit eines Anzeige- und/oder Bedienelements beeinträchtigt werden und/oder ein Fahrzeuginsasse direkt gefährdet kann. So ist eine Kommunikationseinheit zur Weiterleitung einer Warnung über die Beeinträchtigung durch das Objekt über ein Car-to-Car-Kommunikationsprotokoll an andere Verkehrsteilnehmer oder Datenbanken vorgesehen. Dabei befindet sich die Analyse- und Steuereinheit, oder ein Teil dieser, nicht notwendigerweise im Fahrzeug selbst, sondern kann auch als weitere Ausführungsform als externe Einheit über Kommunikationsnetze mit den notwendigen Daten versorgt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist eine Sensoreinheit im Fußraum im Bereich des Fahrers angeordnet.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Vorrichtung dazu eingerichtet, die Position des Objektes, das zu einer Beeinträchtigung oder Gefährdung führen kann, anzuzeigen.
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Vorzugsweise ist eine Ausgabeeinheit vorgesehen, mittels der eine Warnung über eine Beeinträchtigung durch ein erfasstes Objekt an den Fahrer und/oder einen anderen Fahrzeuginsassen ausgegeben wird.
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Ebenso kann es von Vorteil sein, wenn eine Kommunikationseinheit vorgesehen ist, mittels der eine Warnung über eine Beeinträchtigung durch ein erfasstes Objekt an andere Verkehrsteilnehmer oder Datenbanken weitergeleitet werden kann.
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Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug, in dem das erfindungsgemäße Verfahren oder die erfindungsgemäße Vorrichtung eingesetzt wird.
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Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung und den Ansprüchen in Verbindung mit den Figuren ersichtlich.
- 1 zeigt schematisch ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Überwachen des Innenraums eines Kraftfahrzeugs; und
- 2 zeigt den Fußraum im Bereich des Fahrers mit einem Objekt, das die Bedienung der Pedale behindert.
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Zum besseren Verständnis der Prinzipien der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Ausführungsformen der Erfindung anhand der Figuren detaillierter erläutert. Es versteht sich, dass sich die Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt und dass die beschriebenen Merkmale auch kombiniert oder modifiziert werden können, ohne den Schutzbereich der Erfindung, wie er in den Ansprüchen definiert ist, zu verlassen.
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1 zeigt schematisch ein Kraftfahrzeug 1 mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Überwachen des Innenraums. In diesem Ausführungsbeispiel sind im Bereich des Fußraums des Fahrers, im Dachhimmel, und im Bereich des Kofferraums Sensoreinheiten 2 zur Erfassung von Objekten im Innenraum vorgesehen. Ebenso können Sensoreinheiten aber auch in anderen Bereichen des Fahrzeuginnenraums, wie beispielsweise im Armaturenbrett, der A-Säule oder im Bereich des Rückspiegels, angeordnet sein.
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Durch die Sensoreinheiten kann festgestellt werden, ob sich in ihrem Erfassungsbereich Objekte befinden und gegebenenfalls in Bewegung sind, die für die Fahrzeuginsassen eine Beeinträchtigung oder sogar eine Gefahr darstellen könnten. Dabei könnte es sich z.B. um Gegenstände im Fahrerraum oder ungesicherte Ladung im Kofferraum handeln, die in den Fußraum gelangen könnten.
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Für die Erfassung der Objekte kommen verschiedene Sensortypen in Betracht. Gut geeignet sind Radarsensoren, die auf dem Aussenden einer Radarwelle und dem Auswerten des Echos beruhen. Aus der Laufzeit der Radarwelle und dem Frequenzunterschied der zurückkommenden Radarwelle aufgrund des Doppler-Effekts können hierbei sowohl der Abstand als auch die Geschwindigkeit des reflektierenden Objekts direkt ermittelt werden.
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Radarsensoren liefern eine gute Messgenauigkeit und zeichnen sich durch einen breiten Erfassungsbereich mit großem Öffnungswinkel aus. Weiterhin haben Radarsensoren den Vorteil, dass sie sich aufgrund der geringen Absorption hinter Blenden oder anderen Oberflächenmaterialien im Innenraum des Kraftfahrzeugs verbauen lassen.
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Es können aber auch optische Verfahren eingesetzt werden, die auf einer Bilderfassung durch Kameras im sichtbaren oder infraroten Spektralbereich beruhen. Hierbei können neben Mono- auch Stereokameras eingesetzt werden, die zusätzlich eine Tiefeninformation liefern. Ebenso erlauben TOF-Kameras mit einem Laufzeitverfahren (englisch: time of flight), bei dem für jeden Bildpunkt die Zeit, die das Licht eines Lichtpulses bis zum Objekt und wieder zurück braucht, gemessen wird, für jeden Bildpunkt die Entfernung des darauf abgebildeten Objektes zu bestimmen. Eine Bilderfassung mittels einer Kamera ermöglicht hierbei ggfs. durch Verfahren der Bildanalyse und Bilderkennung auch eine Erkennung der Objekte. Weiterhin kann mit einem Laserstrahl ein relevanter Bereich abgescannt oder mit einem Lidarverfahren abgetastet werden. Schließlich ist auch der Einsatz von akustischen Verfahren basierend auf Ultraschallwellen denkbar.
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Wenn mehrere Sensoren gleichzeitig verwendet werden, können diese auch auf unterschiedlichen Verfahren beruhen. So können beispielsweise Radarsensoren mit Kamerasensoren kombiniert werden, so dass dann mittels Sensorfusion sowohl eine genaue Ermittlung von Abstand und ggfs. Geschwindigkeit des reflektierenden Objekts als auch eine Erkennung des Objekts möglich ist. Dazu können Methoden der Mustererkennung und Klassifizierung herangezogen und die Bewegung der Objekte verfolgt werden.
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Von den Sensoreinheiten 2 werden Sensordaten einer Analyse- und Steuereinheit 5 zugeführt. Die Analyse- und Steuereinheit 5 bestimmt während des Fahrbetriebs aus den Sensordaten die Position und gegebenenfalls die Geschwindigkeit von Objekten, die sich im Fahrzeuginnenraum befinden. Weiterhin ermittelt die Analyse- und Steuereinheit 5 ob ein Objekt in den Wirkungsbereich eines Fahrzeuginsassen 3 gelangt ist oder gelangen kann und hierdurch die Funktionstüchtigkeit eines Anzeige- und/oder Bedienelements 7 beeinträchtigt werden kann.
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Dieses kann beispielsweise durch einen Vergleich der Sensordaten einer Sensoreinheit im Fahrbetrieb mit entsprechenden vorher empfangenen Sensordaten, die vor Antritt der Fahrt generiert wurden und in einem nicht dargestellten Speicher abgelegt wurden, erfolgen. Ebenso können für den von der Sensoreinheit erfassten Bereich des Fahrzeuginnenraums bereits werksseitig entsprechende Daten in dem Speicher abgelegt und später für den Vergleich herangezogen werden. Letzteres hat den Vorteil, dass ausgeschlossen werden kann, dass sich ein gegebenenfalls störendes Objekt bei der Erzeugung der Vergleichsdaten in dem erfassten Bereich des Fahrzeuginnenraums befunden hat. Weiterhin können in dem Speicher Positionsangaben zu dem Anzeige- und/oder Bedienelements 7 abgelegt sein.
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Je nach Anwendungsfall kann es sich hierbei um verschiedenartige Anzeige- und/oder Bedienelemente des Fahrzeugs handeln. So kann es sich beispielsweise um die durch den Fahrer zu betätigende Gas- oder Bremspedale, aber auch um andere Bedienelemente für den Fahrer oder einen anderen Fahrzeuginsassen handeln. Ebenso können Anzeigeelemente durch Objekte im Fahrzeuginnenraum beeinträchtigt werden, so kann beispielsweise ein auf dem Armaturenbrett während der Fahrt abgelegtes Objekt die Projektion eines Head-up-Displays auf die Windschutzscheibe beeinträchtigen.
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Die Analyse- und Steuereinheit 5 kann bei einer Beeinträchtigung durch ein erfasstes Objekt einen Warnhinweis über eine Ausgabeeinheit 4 ausgeben. So kann ein optischer Warnhinweis beispielsweise durch eine geeignete Anzeige auf einem Display im Sichtbereich des Fahrzeuginsassen erfolgen. Stattdessen oder aber auch zusätzlich kann ein akustischer Warnhinweis über einen oder mehrere Lautsprecher oder auch ein haptisches Feedback ausgegeben werden.
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Ebenso kann eine Kommunikationseinheit 6 vorgesehen sein, die insbesondere bei einer potentiellen Gefährdung durch das erfasste Objekt eine Weiterleitung von Informationen an andere Kraftfahrzeuge in der Fahrzeugumgebung basierend auf einem Car-to-Car-Kommunikationsprotokoll oder auch an andere Verkehrsteilnehmer wie Fußgänger oder Fahrradfahrer ermöglicht. So kann beispielsweise bei einer erfassten Gefahrensituation, die zu einem automatischen Abbremsen des Eigenfahrzeugs 1 führt, das nachfolgende Fahrzeug hierüber informiert werden und die Geschwindigkeit des nachfolgenden Fahrzeugs automatisch angepasst werden. Weiterhin kann die Analyse- und Steuereinheit 5, gegebenenfalls über ein weiteres Steuergerät, ein Fahrerassistenzsystem des Eigenfahrzeugs 1 ansteuern und über eine Notbrems-Funktion eine automatische Abbremsung initiieren.
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Die Analyse- und Steuereinheit 5 kann einen Mikroprozessor, einen elektronischen Speicher und eine oder mehrere elektrische Schnittstellen aufweisen. Über die elektrischen Schnittstellen kann, beispielsweise über ein CAN- oder Ethernet-Bussystem, eine Kommunikation mit den Sensoreinheiten 2, ggfs. der Ausgabeeinheit 4, der Kommunikationseinheit 6, weiteren Steuergeräten oder auch anderen Komponenten der Fahrzeugelektronik erfolgen.
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2 zeigt einen Anwendungsfall, bei dem eine Sensoreinheit 2 im Fußraum des Fahrers oberhalb der Pedale angeordnet ist. Dieses ermöglicht ein Objekt 8, beispielsweise eine Trinkflasche, zu erfassen, dass hinter Gas- bzw. Bremspedals gelangt ist und hierdurch die Bedienbarkeit des Gas- oder Bremspedals beeinträchtigt. Infolge der Erfassung des Objekts können dann, wie bereits oben beschrieben, Maßnahmen wie die Ausgabe eines Warnhinweises oder die Einleitung einer Notbremsung eingeleitet werden.
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Die verbauten Sensoreinheiten können auch für unterschiedliche Anwendungen eingesetzt werden, sodass durch die Mehrfachnutzung eine Kostenoptimierung erzielt werden kann. So kann durch eine im Fußraum vorhandene Sensoreinheit auch die Position der Füße festgestellt und ausgewertet werden. Befindet sich nun ein Fuß beispielsweise schwebend über dem Bremspedal, zeigt dies die Bereitschaft des Fahrers an, die Bremse zu betätigen. Aufgrund dieser Bremsbereitschaft kann die Bremse bereits vorgespannt werden, um so den tatsächlichen Bremsvorgang zu beschleunigen. Ebenso kann auch die Geschwindigkeit, mit welcher der Fuß z.B. bei einer Gaspedalrücknahme bewegt wird, bestimmt und ausgewertet werden um daraus das weitere Brems-/Fahrverhalten abzuleiten. Ebenso kann eine Sensoreinheit gegebenenfalls zusätzlich auch zum Diebstahlschutz oder zur Gestenerkennung genutzt werden.