使用生理数据控制车辆点火的系统和方法
【专利说明】使用生理数据控制车辆点火的系统和方法
[0001]联邦政府利益
[0002]本发明是在政府资助并在国家公路交通安全管理局颁发的合同DTNH22-08-H-0018下做出的。政府在本发明中具有某些权利。
[0003]相关文献的交叉引用
[0004]本发明要求2013年8月27号提出的美国临时申请的优先权，其系列号码为61/870384，名称为“利用LED/触觉通知和测量窗口来“下压启动”的单个/多个电容式传感器”；以及2014年6月26日提出的美国申请的优先权，其系列号码为14/315631，发明名称为“使用生理数据控制车辆点火系统的系统和方法”，两篇文献通过参考方式全文并入本文中。
技术领域
[0005]本发明涉及下压启动点火开关，其使用了电容式传感器和车辆驾驶员的生理数据来控制车辆点火。
【背景技术】
[0006]按压钮或者下压启动点火开关通常用于车辆中进行无匙进入。这种钮通常通过检测车辆中的钥匙而工作，并且在被车辆驾驶员按压的时候激活机械点火。这种系统基于钥匙的靠近程度和可得性工作。因为任何个体会拥有所述钥匙，这些系统不会防止未授权或者不当的个体启动车辆点火。据此，这些系统不提供对抗危险驾驶员的任意秘密或者安全的控制。
【发明内容】
[0007]控制车辆点火的系统和方法在本文中说明。测量车辆驾驶员生理特征的测量窗口包括能够检测车辆驾驶员手指的触摸板上的电容式传感器。控制器耦合到电容式传感器并被配置为提供表示手指放置是否正确的信号给车辆驾驶员。如果手指位置正确，控制者接收来自车辆驾驶员的生理特征的测量窗口的测量。控制器继而确定车辆驾驶员的生理特征的测量是否满足预定阈值，并基于车辆驾驶员生理特征的测量控制车辆启动。
[0008]在实施方式中，触觉启动器耦合到触摸板，并被配置为当车辆启动时模拟下压启动按钮。提供给车辆驾驶员的信号包括触觉反馈、视频指示、音频指示或者上述信号的组合。信号可以指示不同类型的放置错误，比如，车辆驾驶员的放置如何是错误的，或者如何修正放置错误。在一些实施方式中，触摸板包括一个或更多的电容传感器。在一些实施方式中，触摸板包括围绕电容传感器(多个)的一个或多个接地平面。测量窗口可以提供光学或者频谱测量，并能够测量一个或更多生理特征，包括，比如，血液酒精含量。
【附图说明】
[0009]本发明的上述和其他特征，包括其特点和其各种优势，在考虑以下的详细说明并结合附图而变得清晰，其中:
[0010]图1为根据说明性实施方式的电容式下压启动开关的透视图。
[0011]图2A-2E为根据说明性实施方式的电容式下压启动开关的前视图，显示了指纹放置和信号的示例。
[0012]图3A为根据说明性实施方式的电容式下压启动开关的电容传感器的前视图。
[0013]图3B为根据说明性实施方式的图3A的电容式下压启动开关的透视图。
[0014]图4A为根据说明性实施方式的电容式下压启动开关的电容传感器的前视图。
[0015]图4B为根据说明性实施方式、图4A的电容式下压启动开关的透视图。
[0016]图5为根据说明性实施方式的另一个电容式下压启动开关的前视图。
[0017]图6为根据说明性实施方式使用电容式下压启动开关的方法。
【具体实施方式】
[0018]为了提供对本发明的完全理解，某些说明性实施方式现在进行说明，包括电容式下压启动开关，所述开关包括了用以测量车辆驾驶员的生理数据的测量窗口。对本领域技术人员来说可以理解的是，本文所述的电容式开关和系统及方法可以调整并修正为适于所提出的应用，且本文所述系统和方法可以在其他适宜应用中采用，且这样的话其他增加和修正不会偏离本发明的范围。
[0019]下压启动点火钮已经被安装在很多类型的车辆中。一般来说，按钮靠近车辆仪表盘中的方向盘附近定位，通常也是钥匙点火开关定位的地方。下压启动按钮通过按压按钮来被激活并且导致机械开关被激活。这种钮由钥匙控制，且可以限制为仅在钥匙被检测到靠近各自的驾驶座位的时候启动。对激活点火开关增加额外的安全限制是有所需要的。
[0020]众所周知，在酒精的影响下驾驶是危险的，且到了某个血液酒精水平的时候是违法的。检测酒精水平和生理筛检在减少威胁生命车辆状况中是极其重要的。将这种筛检和点火控制器结合仅会让具有适当生理数据和/或血液酒精水平的驾驶员访问且打开车辆。将筛检功能增加到下压启动按钮，也增加了不需要占据受限制的额外仪表盘空间的优势。据此，本文所述实施方式与下压启动点火控制器相关，所述控制器包括了测量车辆驾驶员的生理数据的测量窗口。
[0021]参见图1，该图示出了电容式下压启动开关100的示例实施方式。在实施方式中，下压启动开关可以包括车辆驾驶员熟悉的元件，比如，让人想象到钥匙点火或者按压钮点火的大体上圆形的形状。文本或者词语也可以包括，比如“发动机”、“停止”、“启动”或其他词，为驾驶员提供了与车辆状况有关的信息。下压启动开关也包括测量窗口 120以及一个或更多的信号指示器llOa-c。测量窗口 120可以被定位在触摸板130中，该触摸板的形状一般被设计为具有符合手指的轮廓。。指示器IlOa-C被示为灯，并且可以是发光二极管(LED)或者其他灯。也可以使用其他指示器。
[0022]下压启动开关100可以被安装在汽车仪表板上，且可以执行为车辆制造过程的一部分，或者作为售后装置单独出售。下压启动开关100可以耦合到(未示出)车辆中的配电板(electrical panel)，以将动力提供给装置，以及耦合到车辆的音频系统，从而提供集成的音频反馈。在一些实施方式中，下压启动开关100可以包括具有处理器电路的控制器，该电路能够执行本文所述方法。在其他实施方式中，下压启动开关100可以耦合到车辆中的处理电路，执行本文所述的一些或者所有方法。
[0023]本文所述下压启动开关100包括围绕测量窗口定位的一个或更多电容传感器。开关100是便利且具有活动安全特征的，这些特征使用光谱仪分析，从而测量驾驶员的生理特征。不像传统的按钮点火开关，下压启动开关100的按钮不是机械式系统，而是包括了沿着手指痕迹的单个或者多个电容传感器。
[0024]此外，电容传感器被用于检测车辆驾驶员的存在。特别地，传感器检测驾驶员手指是否正确定位在轮廓触摸板130中，这样测量窗口 120被适当地覆盖。测量窗口 120为测量装置提供了屏幕，该装置可以测量驾驶员的生理特征。一些类型的测量装置包括光度计、光学传感器和光学装置。生理特征的一些示例包括指纹、为获得血液酒精水平的手指分光分析，物理的、生理的或者药理分析，或者其他特点。触摸板130中的电容传感器被用于向驾驶员提供驾驶员的手指放置是否适当的反馈。电容传感器耦合到处理器(未示出)，该处理器激活?目号，比如，光110a_c，以显不出手指放置是否正确ο
[0025]参见图2Α到2Ε，其示出了说明性下压启动开关的视频反馈的一些示例。图2Α-2Ε的每一个示出了围绕下压启动开关的触摸板轮廓的光指示器210，其中手指放在该触摸板轮廓中。触摸板区域包括了检测手指放置的一个或多个电容传感器，手指放置通过控制器处理，以使用光指示器210提供反馈，比如手指放置是否正确。正确的手指放置是很重要的，这样轮廓区域中的测量窗口(不能看见是因为被手指盖住了)可以测量手指。当手指放置不当，电容传感器感测手指位置，使得照亮信号210出现。在图2Α中，手指放置太高，这样顶部灯210点亮。在图2Β中，手指放置太过向左，将导致左侧的灯210点亮。图2C显示了相反的问题，手指太过向右，那么右侧灯210点亮。图2D显示了手指太低，但是居中，这样下部灯210点亮。在图2Ε中，手指处于正确位置，所有的灯210都亮了。
[0026]如本领域技术人员可以理解的，可以使用其他类型的信号和指示器。信号或者指示器的一些示例包括:显示向哪个方向移动手指的灯，给出语言反馈的音频反馈，触觉反馈，比如提供震动或者移动，以在特定方向上轻推手指，不同类型的灯-闪光、闪动、旋转、颜色或者其他信号。
[0027]尽管未示出，下压启动开关可以耦合到触觉启动器，该启动器可以提供定位反馈以及模拟按压钮启动。触觉启动器基于