专利名称：乘客检测和分类系统的利记博彩app
乘客检测和分类系统相关申请的交叉引用本申请要求2009年11月19日提交的美国临时专利申请第61/272，928号的优先权和利益。前述专利申请以引用方式并入本文。背景本公开内容大体涉及电容感测系统和感测方法的领域。更具体来说，所述公开内容涉及用于车座的电容感测系统和感测方法。乘客分类系统需要一种准确区分乘客与安放在座椅上的物体的系统和方法。
附图简述从以下描述内容和下文概述的附图中所示的附随示例性实施方案，将明显看出本发明的这些和其它特征、方面和优势。图I为根据示例性实施方案的车座的示意图。图2A至图2C为根据示例性实施方案的电容感测系统的示意图。图3A和图3B为根据另一个示例性实施方案的电容感测系统的示意图。图4为根据一个示例性实施方案的乘客检测系统的电路图。详细说明附图详细示出示例性实施方案。然而，应了解，申请不限于描述内容中阐述或各图中示出的细节或方法。也应了解，术语仅用于描述而不应视为限制性的。用于乘客分类系统或乘客感测系统(例如，检测车座是否被占据的系统)的电容或电场式传感器可用许多方式实现。举例来说，根据一个实施方案，可向位于车座内的感测电极提供AC电流。可测量传感器的电流或电流改变，并将其用作感测电极与地面之间的阻抗的指示符。针对特定车座配置，可提供座椅加热器。根据乘客感测系统的一个实施方案，电极既可用作电容感测电极，又可用作座椅加热器。在乘客分类系统中，经由使用感测车座上物体的特征的传感器发出的信息，对乘客进行分类。一些系统感测座椅上的总重量。当使用电容传感器对乘客进行分类时，使用各种技术来感测座套上的环境，以便识别乘客的介电性和导电性。导电感测元件安放在座椅内，并且根据一个实施方案，电极与地面之间的阻抗可用作座套上乘客状态的指示符。乘客检测和分类系统经过配置以使得座椅表面下方的环境不影响乘客的分类。当提供座椅加热器时，通常使用电阻加热器。电阻加热器实质上是位于车座内的接地导线或导体。乘客分类和检测系统的感测电极可安放在座椅加热器上方。如果感测电极与加热器之间的方位发生改变，补偿电容也将改变，并且所述改变可对系统准确地对乘客进行分类的能力产生不利影响。举例来说，检测系统可经过配置以包括对空座导电性的测量的补偿。如果测量的空座补偿有显著漂移(例如，由于电极和加热器方位的改变)，系统可能无法准确地对乘客进行分类。根据各种示例性实施方案，用于汽车乘客分类的感测系统可在座椅内使用各种导体作为感测电极。举例来说，感测系统可包括位于“屏蔽”导体上方的“传感器”导体或组件。屏蔽导体经过配置以降低感测系统对屏蔽件下方物体(例如，座椅底板、座椅加热器等)的灵敏度或减少所述屏蔽件下方物体所产生的干扰。由于提供了屏蔽电极，乘客感测系统可维持同样的感测配置来感测座椅上方的物体，而同时屏蔽件防止系统感测位于感测电极下方的物体。电容感测式乘客分类系统可使用从感测电极获得的测量对车座上的乘客进行分类，并且确定是否提醒乘客扣带安全带。根据其它示例性实施方案，感测系统可在厚泡沫材料块的对边上使用多个电极。可在电极处于各种配置时进行测量。又根据其它示例性实施方案，感测系统可将重量感测概念与电容感测概念结合或整合到单个系统中。整合后的系统可使用重量/压力信息以及电容信息来识别乘客状态并 产生优选分类。根据各种示例性实施方案，感测系统可使用用于进行电容测量的电子方法(例如，使用高频电流测量或其它方法)。传感器组件材料可包括用于电极的任何类型的导电材料(例如，铜、导电油墨、导电织物等)和用于传感器与屏蔽件之间的隔片的任何可压缩材料(例如，无纺布毛毯、编织材料、泡沫材料、用来允许空气流过强风温控座椅(climatecontrol seat)的材料,或任何其它在Ipsi的压力下将显著压缩的材料)。参阅全部附图，将乘客分类系统描述为使用传感器(例如，车用电容辆传感器)来检测座椅占据情况和检测座椅上的重量。乘客分类系统通常可包括传感器和屏蔽件。为了感测乘客，传感器可定位于屏蔽件上方，以便减少位于屏蔽件(例如，座椅加热器)下方的物体对传感器测量的影响。分类系统可包括重量或受力感测能力。当感测重量时，传感器和屏蔽件可交换方位(例如，经由电子切换)，以使得传感器定位于屏蔽件下方，以便减少安放在座椅上面的物体(例如，电子装置)对传感器测量的影响。可同时使用乘客感测测量和重量或受力感测测量，以便确定座椅上的物体是否是人，并可减少将物体当成人的错误检测。参阅
图1，图I示出了根据示例性实施方案的车辆10，且乘客12坐在车辆10的座椅14上。座椅14可包括乘客分类和检测系统16。如图I所示，乘客分类系统16通常可位于座椅14内车辆10的乘客12所坐区域的下方，或可位于座椅14或车辆10的其它区域内。乘客分类系统16通常可包括传感器、屏蔽件和电子设备以用于感测座椅14的占据情况并进行分类。举例来说，传感器可用来提供与物体由于导电性和自身重量而对传感器产生作用相对应的测量。可评估传感器的测量，以便确定座椅14上物体或乘客的存在。乘客分类系统16可包括车辆10的座椅14的座椅加热系统和/或其它系统，或配置为与车辆10的座椅14的座椅加热系统和/或其它系统一起操作。乘客分类系统16包括电容或电场传感器，所述传感器包括感测电极。电容传感器通常能够感测物体的诸如接近、位置或重量之类的特性等。感测电极的各个测量可用来检测座椅上物体的存在。举例来说，系统可测量电容的改变(例如，两个导电物体之间电气特性的改变)。当乘客12坐在座椅14上时，系统可检测电容的改变，以便乘客分类系统16确定乘客12的存在。根据如图2A所示的一个实施方案，基于电容的乘客分类系统200包括上电极202和下平面电极204。在图2A的实施方案中，上平面电极202为感测电极202，且下平面电极204为屏蔽电极。在典型或正常的测量模式或配置下，系统200检测来自感测电极(最靠近乘客206的上电极202)的信号的改变，以便确定乘客是否存在。屏蔽电极(下电极204)位于车座内感测电极下方。感测电极和屏蔽电极可改变成其它不同配置，以便测量座椅表面的受力。参阅图2B，在一个示例性实施方案中，当乘客分类和检测系统在受力或重量测量模式下运作时，可切换感测电极和屏蔽电极的作用或功能。在重量测量模式下，系统200可配置成对乘客的存在较不敏感，并可用来确定乘客206的重量。在重量测量模式下，使用从距离乘客最远的下电极204(在乘客感测测量中是屏蔽电极)获得的测量来执行电容感测或电场感测，并且将最靠近乘客206的上电极202切换成屏蔽电极。经由使用经过配置以改变流经电极的电流的电子或机械开关来切换电极202、204。而在受力或重量测量模式下，并不使用下感测电极来测量乘客的 存在，而是可以配置系统的电子设备和/或软件来测量传感器与屏蔽件(电极202、204)之间的电容(或电流或阻抗)。可将测量得到的电容(或表示电容或电流或阻抗、或者与电容或电流或阻抗有关的度量)与阈值相比较。测量值与阈值之间的差异可归因于传感器由于座椅受力而引起的相对位置改变。可在并不受到乘客206的导电或介电特征的显著影响的情况下进行测量，因为乘客206被上电极202屏蔽，不会被测量。参阅图2C，当座椅底部的受力增大时，传感器(电极204)与屏蔽件(电极202)之间的材料208被压缩。所述压缩造成电极202、204靠得更近，因此造成两个电极202、204之间的电容相应地增加。电极202、204之间的电容(或作为电极202、204之间的相对位置改变的指示的任何其它度量)可用来估计乘客206施加在座椅上的力。座椅所受的力可用来区分乘客(即，人)与无生命物体(例如，计算机)。图3A和图3B揭露了电容或电场式乘客分类和检测系统的另一个示例性实施方案。图3A和图3B示出的系统300类似图2A至图2C的系统200，并且系统300包括用于感测乘客306的上电极302和下电极304。系统300还包括电子设备310 (例如，感测和信号调节电子设备)，其经过配置以提供电流或信号来驱动电极302、304，并且对电极302、304
进行测量。本文揭露的乘客分类和检测系统可包括控制系统并从系统部件(例如，感测电极)接收各个测量的控制器、处理器或电子控制单元(ECU)。控制器配置为与例如车辆安全系统(例如，安全气囊和安全带系统)的其它车辆系统交互。控制器可向车辆安全系统提供指示是否是成人位于车座上的信号，以便适当时可启动安全装置。乘客分类系统的控制器可与另一个车辆系统的控制器(例如，用于车辆安全系统的控制器)整合。具体参阅图3A，根据一个示例性实施方案的系统300包括乘客感测模式或配置，其用于检测乘客306，同时屏蔽来自系统300下方的干扰。系统300包括将上电极302电耦接到电子设备310的感测端口 316的开关312，还包括将下电极304电耦接到电子设备310的屏蔽端口 318的开关314。在图3A的配置中，上电极302为感测电极，且下电极304为屏蔽电极。现在参阅图3B，根据一个示例性实施方案的系统300也包括重量或受力传感模式或配置，所述模式或配置降低对乘客306的电气特性的灵敏度，并且可用于确定乘客306的重量。在图3B的实施方案中，靠近乘客306的导体或上电极302切换到地面320，且远离乘客306的导体或下电极308切换到电子设备310的感测端口 316。在图3B的配置中，上电极302为屏蔽电极，且下电极304为感测电极。
本系统所使用的电子设备310可以是能够控制乘客分类系统300的软件和任何模拟或数字电路。同时，根据各种示例性实施方案，开关312、314可以是能够改变电流流动的任何电子或机械触发式开关。电子设备310可经过配置以控制开关312、314的切换。举例来说，系统300通常可处于乘客感测配置，且仅在感测配置确定乘客具有成人尺寸时才切换到重量感测配置进行验证。或者，可以一定的时间间隔周期性地进行切换。在电场或电容测量之外再添加重量或受力测量，使得系统可以区分或辨别物体实际上很小、但对电容感测系统200、300来说可能会显得很大(例如,看起来像成人)的情况。举例来说，座椅上的电子装置所产生的电容负载或电气干扰，尤其是当这些电子装置插入到车辆中的12伏的附带插座时，可能会在感测节点定位在屏蔽节点上方时，造成测量得到的电容增大。这类电子装置可包括移动电话、智能电话、个人数字助理(PDA)、全球定位系统(GPS)、光盘(例如，DVD、蓝光光盘等)播放器、笔记本电脑或任何其它电子装置。电子装置对电容传感器来说可能会显得很大，因为它们是导体并且良好地耦接到地面。当车辆 安全带提醒装置打开时，将座椅上的电子装置或其它物体错误地识别为成人可能会造成烦 扰。上述示例性实施方案将低成本的受力测量整合到电容感测系统中，解决了所述烦扰问题。重量感测配置也可用来识别空座椅和诊断电容感测系统的故障，并且同样的测量电子设备以及与传感器的连接可用于重量测量和电容测量，从而得到低成本的解决办法。图2和图3的示例性实施方案可使用任何电极配置，只要能够以电子方式测量到感测器相对于屏蔽件的实际位置的改变，并且所述改变不受乘客的导电或介电特征的显著影响。根据替代的示例性实施方案，系统并不检测传感器与屏蔽电极之间的电容，而是可使用多个配置的多个测量来计算仅在传感器与屏蔽件之间流动的高频AC电流(例如，大约100kHz、大于IOOkHz等)。测量得到的电流的显著增大说明传感器与屏蔽件之间的电容的增大，这又说明由于来自乘客的力增大而引起传感器与屏蔽件相对位置的改变。根据其它实施例，经由分析RC时间常数的改变、系统对电极跨步电压的响应的改变、电极之间电荷共享的改变或任何其它测量电容的方法，可测量传感器与屏蔽电极之间的电容。图4描绘根据一个示例性实施方案的乘客检测系统400的代表性或示例性电路图。乘客检测系统400包括电连接感测电极410、屏蔽电极412、开关SWds以及SWiis以及电子设备420的感测电路402。感测电路402还可以包括放置在电子设备420与屏蔽电极412之间的信号生成装置406，诸如，放大器或晶体管。感测电极410还可以包括导体、感测节点或放置在电子设备420外部的其它装置，诸如，电感器。屏蔽电极412还可以包括导体或放置在屏蔽电极412与信号生成装置406之间的其它装置，诸如，屏蔽节点。虽然感测电路402展示为在电子设备420之外，但电子设备420可以包括感测电路402的部件，诸如，开关、放大器或其它装置。举例来说，电子设备420和感测电路402的部件可以是一体的，放置在共同的外壳中或共同的电路板上，然而感测电极410和屏蔽电极412在外壳外部并且电耦接到电子设备420。然而，根据其它实施方案，本领域的技术人员将会认识到其它配置也是可行的。电子设备420大体包括控制器422和信号调节装置424。信号调节装置424大体包括正弦波输出装置425、电流感测电路426以及解调和过滤装置427。信号调节装置424生成输出信号、测量电流并且生成与测量得到的电流相对应的输入信号。控制器422可以是微处理器或电子控制单元(ECT)，并且控制乘客检测系统400。控制器422确定信号调节装置424何时生成输出信号、何时断开和闭合开关SWds和SWiis,以及何时中断从信号调节装置接收的输入信号。如下文进一步所述，系统400可经运作以在诸如乘客的重量迫使感测电极410朝向屏蔽电极412时获得特定测量，所述测量可用于获得车座所受力的代表性指示。电子设备420用来计算感测电极410与屏蔽电极412之间的阻抗，所述阻抗可用于对乘客进行分类。电子设备420还可用于计算感测电极410与地面之间的阻抗，所述阻抗可用于检测乘客。电子设备420还可用于计算感测电极410与屏蔽电极412与之间以及感测电极410与地面之间的阻抗，以便检测乘客并且对其进行分类。控制器422可以是微处理器或电子控制单元(ECT)，并且控制乘客检测系统400。控制器422确定信号调节装置424何时生成输出信号、何时断开和闭合开关SWds和SWiis,以及何时中断从信号调节装置424接收的输入信号。经由断开和闭合开关SWds和SW_，乘客检测系统400的感测电路402可置于四种不同配置(也就是说，开关SWds和SW_分别闭合/断开、闭合/闭合、断开/断开以及断开/闭合)。闭合SWds改变屏蔽电极412上输出信号的振幅，并且闭合SW5lgJ在传感器电极410与屏蔽电极412之间引入阻抗Zsw。在四种电路配置的每一种中，经由信号调节装置424测量电流，从而提供四个电流测量Mp M2、M3以及M4。在SWds闭合并且SW_断开的情况下测量W，在SWds闭合并且SWM闭合的情况下测量M2，在SWds断开并且SW_断开的情况下测量M3,以及在SWds断开并且SW负载闭合的情况下测量M4。根据这四个电流测量，与在感测电极410与屏蔽电极412之间的阻抗成比例的数值(也就是说，力值)可由控制器422计算如下
权利要求
1.一种用于检测车辆内乘客的系统，其包括 感测电极，其可安装在车座的座椅底部； 屏蔽电极，其位于所述车座内所述感测电极下方； 感测电路，其操作地耦接到所述感测电极和所述屏蔽电极； 控制器，其操作地耦接到所述感测电路，其中所述控制器经过配置以在乘客感测模式和重量感测模式下操作所述感测电路；以及 其中，在所述乘客感测模式下，所述感测电路经过配置以向所述感测电极提供信号，且其中所述感测电路经过配置以检测由于所述车座上物体的电场影响特性而流动到所述感测电极的所述电流的改变；以及 其中，在所述重量感测模式下，所述感测电路经过配置以向所述屏蔽电极提供所述信号，且其中所述感测电路经过配置以检测流动到所述屏蔽电极的所述电流的改变，所述改变是由于位于所述车座上的所述物体的所述重量而使所述感测电极与所述屏蔽电极的相对位置发生改变引起的。
2.根据权利要求I所述的系统，其中 在所述乘客感测模式下，所述控制器基于所述电流的所述改变而计算所述感测电极与地面之间的阻抗，以便确定是否存在所述物体，以及 在所述重量感测模式下，所述控制器基于所述电流的所述改变而计算所述屏蔽电极与所述感测电极之间的阻抗，以便对所述物体进行分类。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述控制器 经过配置以将所述乘客感测模式和所述重量感测模式下的所述感测电路的所述配置改变成多个电路配置， 进行多个电流测量，每一电流测量与所述多个电路配置中的一个相对应，以及基于所述乘客感测模式下进行的所述多个测量来确定是否存在所述物体，并且基于所述重量感测模式下进行的所述多个测量来对所述乘客进行分类。
4.根据权利要求3所述的系统，其中所述控制器确定是否启动安全带指示器或安全气囊。
5.根据权利要求3所述的系统，其中可压缩材料放置在所述感测电极与所述屏蔽电极之间。
6.一种用于检测车辆内乘客的系统，其包括 感测电极，其可安装在车座的座椅底部； 屏蔽电极，其位于所述车座内所述感测电极下方； 感测电路，其操作地耦接到所述感测电极和所述屏蔽电极； 控制器，其操作地耦接到所述感测电路，其中所述控制器进行操作以配置所述感测电路，以便将第一信号施加到所述感测电极且交替地将第二信号和第三信号施加到所述屏蔽电极； 其中，所述控制器经过配置以经由使用独立测量的结果来计算与所述感测电极与地面之间的阻抗相关的检测值，检测所述座椅上是否存在物体，其中对于所述独立测量中的每一个来说，施加到所述屏蔽电极的所述信号是不同的； 其中所述控制器经过配置以经由使用所述独立测量的所述结果来计算与所述感测电极与所述屏蔽电极之间的所述阻抗相关的力值，检测由所述物体施加到所述座椅的相对力。
7.根据权利要求6所述的系统，其中所述控制器进行操作以配置所述感测电路，以便交替地耦接所述感测电极与所述屏蔽电极之间的多个阻抗；且其中在所述耦接阻抗处于不同配置时，进行所述检测值和所述力值的所述计算中使用的所述独立测量。
8.根据权利要求7所述的系统，其中所述独立测量是第一电流测量、第二电流测量、第三电流测量以及第四电流测量。
9.根据权利要求8所述的系统，其中在将所述第二信号施加到所述屏蔽电极时，进行所述第一电流测量和所述第二电流测量，并且在将所述第三信号施加到所述屏蔽电极时，进行所述第三电流测量和所述第四电流测量。
10.根据权利要求9所述的系统，其中在所述多个阻抗中没有一个耦接在所述感测电极与所述屏蔽电极之间时，进行所述第一电流测量和所述第三电流测量，并且在所述多个阻抗耦接在所述感测电极与所述屏蔽电极之间时，进行所述第二电流测量和所述第四电流测量。
11.根据权利要求10所述的系统，其中可压缩材料放置在所述感测电极与所述屏蔽电极之间。
12.根据权利要求10所述的系统，其中所述控制器确定是否启动安全带指示器或安全气囊。
13.根据权利要求6所述的系统，其中所述第一信号和所述第二信号大体上是相同的。
14.一种用于检测车辆内乘客的系统，其包括 感测电极，其可安装在车座的座椅底部； 屏蔽电极，其位于所述车座内所述感测电极下方； 感测电路，其操作地耦接到所述感测电极和所述屏蔽电极； 控制器，其操作地耦接到所述感测电路，其中 所述控制器进行操作以将所述感测电路配置成多个电路配置，向所述感测电路发送信号，并且进行多个电流测量，每一电流测量与所述多个电路配置中的一个相对应，其中 所述多个电流测量用来确定所述车座上是否存在物体。
15.根据权利要求14所述的系统，其中所述控制器基于所述多个电流测量对所述物体进行分类。
16.根据权利要求15所述的系统，其中所述控制器基于所述多个电流测量来计算与所述感测电极与地面之间的阻抗相关的检测值，以便确定是否存在所述物体，并且基于所述多个电流测量来计算与所述感测电极与所述屏蔽电极之间的阻抗相关的力值，以便对所述物体进行分类。
17.根据权利要求16所述的系统，其中所述多个电流电路配置包括四个电路配置。
18.根据权利要求17所述的系统，其中所述感测电路包括 第一开关，其经过配置以改变第一振幅与第二振幅之间的信号， 第二开关，其经过配置以向所述感测电路引入阻抗，其中由所述控制器来断开和闭合所述第一开关和所述第二开关，以便将所述感测电路配置成所述四个电路配置。
19.根据权利要求18所述的系统，其中所述控制器确定是否启动安全带指示器或安全气囊。
20.根据权利要求18所述的系统，其中可压缩材料放置在所述感测电极和所述屏蔽电极之间。
21.一种用于检测车辆内乘客的系统，其包括 感测电极，其耦接到感测节点并且可安装在车座的座椅底部； 屏蔽电极，其耦接到屏蔽节点并且位于所述车座内所述感测电极下方； 感测电路，其操作地耦接到所述感测电极和所述屏蔽电极，以及控制器，其经过配置以控制所述感测节点与所述屏蔽节点之间的阻抗的添加，并且经过配置以控制到所述屏蔽节点的第一信号和第二信号。
全文摘要
一种乘客检测系统包括控制器、感测电极和屏蔽电极，所述电极放置在车座内。控制器由感测电路电耦接到感测电极和屏蔽电极。控制器经过配置以向感测电极、屏蔽电极或者感测电极和屏蔽电极发送输入信号，并且测量电流、阻抗或电容值，以便确定座椅上是否存在物体、对物体进行分类，或者确定座椅上是否存在物体并对物体进行分类。
文档编号B60R21/015GK102725183SQ201080052644
公开日2012年10月10日 申请日期2010年11月18日 优先权日2009年11月19日
发明者菲利普·马圭尔, 詹姆斯·格雷戈里·斯坦利 申请人:Tk控股公司