[发明专利]车辆乘员姿势检测

说明书

一种车辆乘员姿势检测(OPD)系统，包括：被联接至车辆的座椅(12)的座椅靠背(16)并适于通过测量座椅靠背(16)的角度来确定Z轴与坐在座椅(12)中的乘员(10)的躯干线(18)之间的角度(α)的测量装置(23)；被联接至车辆的座椅(12)的座椅底部(14)并适于通过测量座椅底部(14)的角度来确定Z轴与坐在座椅(12)中的乘员(10)的股骨线(20)之间的角度(β)的测量装置(24)；和用于接收和使用α和β的确定值来确定坐在座椅(12)中的乘员(10)的躯干线(18)和股骨线(20)之间的角度并且由此来表征坐在座椅(12)中的乘员(10)的姿势状态的装置(26)。

技术领域

本发明总体上涉及汽车领域。更具体地，本发明涉及利用乘员姿势检测(OPD)的车辆乘员舒适性、安全性和设计特征。

背景技术

大多数常规车辆利用仅包含简单的传感器的座椅，通过监视用于调节座椅底部的步进或旋转马达致动器的展开程度来检测座椅长度/位置以及潜在的座椅底部高度。例如，可以监控控制座椅长度/位置或座椅底部高度的旋转马达执行器的转数。同样，HALL传感器通常用于监视被配备有记忆调用功能的座椅的调整，监视座椅长度/位置，座椅底部高度，座椅倾斜度，座椅靠背后倾度等。然而，此种HALL传感器进行相对性测量，不将车辆本身作为参考框架。通常，座椅(和乘员)相对于安全带、安全气囊和其他安全装置的位置非常重要。影响此安全性的一个变量是乘员姿势，该姿势在很大程度上由座椅底部长度/位置，座椅底部高度，座椅倾斜角度和座椅靠背倾斜角度以及头枕高度控制，在绝对意义上说。这些变量通常没有被充分地监视或利用。例如，座椅长度/位置通常仅出于安全气囊展开的目的而被监控，其中通/断阈值被用于触发小型车辆乘员等的不同安全气囊行为。因此，在本领域中需要改进的与座椅相关的车辆乘员的舒适性、安全性和设计特征。

发明内容

本文所述的先进车辆利用了结合有各种传感器的座椅，所述传感器用于以绝对意义检测座椅底部的长度/位置，座椅底部的高度，座椅倾斜角度，和座椅靠背后倾角度，以及头枕高度。车辆中的雷达/激光雷达传感器可用于这些相同的目的。从广义上讲，此信息用于建立一般的座椅位置(包括相对于安全带、安全气囊和其他安全系统)、定向、和配置，座椅控制算法将其用于默置或建议舒适的座椅设置或极限座椅设置，以及在即将发生的撞击事件到来之前将座椅预定位在安全的配置中。被确定为舒适且安全的座椅设置也可以用于随后的座椅设计和在车辆内的放置。根本上，这种算法考虑座椅信息，其被转换成乘员姿势信息。许多传感器用于收集次要的、但最终是主要的信息。真正重要的是乘员姿势。这在驾驶员辅助(DA)和自动驾驶(AD)的情况下尤其如此，在这种情况下，乘员在没有集中的驾驶任务的情况下被给与了更大的移动自由度。

本文中通过检测和利用从座椅信息转换的乘员姿势信息解决了以上提到的问题。因此，本文所述的车辆乘员姿势检测(OPD)系统、方法和算法利用经济数量的座椅传感器提供了提高的乘员舒适度和安全性。座椅控制算法可以使用获得的乘员姿势信息来默置或建议舒适的座椅设置或限制座椅设置，以及在即将发生的撞击事件到来之前将座椅预定位在安全的配置中。被确定为舒适且安全的座椅设置也可以用于随后的座椅设计和在车辆内的放置中。有利地，本文描述的OPD系统、方法和算法收集并最终利用主要的(即，乘员姿势)而不是次要的(即，简单的座椅配置)信息。本文提供的车辆OPD系统表示用于确定利用绝对姿势位置的独立系统，并且可以用于虚拟坡道、防止潜水(submarining)、设计评估等。通过将姿势信息与车辆速度、座椅长度/位置以及SRS信息相结合，例如，充分定义了车辆乘员相对于安全约束和其他系统的相对位置。

本文所述的车辆乘员姿势检测(OPD)系统通常包括：被联接至车辆的座椅的座椅靠背并适于通过测量座椅靠背的角度来确定Z轴(例如，绝对车辆或相对于重力)与坐在座椅中的乘员的躯干线之间的角度(α)的测量装置；被联接至车辆的座椅的座椅底部并适于通过测量座椅底部的角度来确定Z轴与坐在座椅中的乘员的股骨线之间的角度(β)的测量装置；和用于接收和使用α和β的确定值来确定坐在座椅中的乘员的躯干线和股骨线之间的角度并且由此来表征坐在座椅中的乘员的姿势状态的装置。