CN102124300B - 操作者识别设备、操作者识别方法和车载设备 - Google Patents

操作者识别设备、操作者识别方法和车载设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及操作者识别设备、操作者识别方法和车载设备。

Description

操作者识别设备、操作者识别方法和车载设备
技术领域
本发明涉及操作者识别设备、操作者识别方法和车载设备。
背景技术
近年来，为了增强车辆行驶期间的安全性，已经开发出多种设备来禁止车辆驾驶员在车辆运动时操作诸如导航系统、音频系统等的车载设备。然而，虽然严禁驾驶员操作这些车载设备，但是从方便的观点看，期望允许乘客操作车载设备。
发明内容
可能发生的情况是，乘客身体接触驾驶员时操作车载设备。此外，还可能发生的情况是，驾驶员和乘客同时接触车载设备的操作单元。在这种情况下，还期望禁止驾驶员在驾驶时操作车载设备。
因此，本发明的目的是提供操作者识别设备和操作者识别方法，其中提供设置使得能够适时地禁止被禁操作指定设备的人员操作所述设备或者能够识别参与了所述设备操作的任何操作者；本发明的目的还在于提供使用这种识别设备和识别方法的车载设备。
根据本发明的一个方面，提供一种操作者识别设备，用于识别已经操作具有操作单元的设备的操作者。所述操作者识别设备包括：第一振荡器，用于输出第一识别信号；第一电极，连接至所述第一振荡器并且设置成能够将第一识别信号传递至第一操作者；第二振荡器，用于输出第二识别信号，所述第二识别信号具有与所述第一识别信号不同的信号特征；检测器阵列，包括至少一个检测器，所述至少一个检测器用于检测所述第一识别信号或所述第二识别信号；第二电极，用于在第一振荡器输出所述第一识别信号且所述第二振荡器输出所述第二识别信号的第一周期期间将所述第二识别信号传递至第二操作者；并且所述第二电极用于在所述第一振荡器输出所述第一识别信号的、但是与所述第一周期不同的第二周期期间，当所述第一识别信号经由所述第一操作者联接至所述第二操作者时，将所述第一识别信号传递至所述检测器阵列；第三电极，设置在所述操作单元上，用于当所述第一操作者或所述第二操作者接触所述操作单元时将所述第一识别信号或所述第二识别信号传递至所述检测器阵列；以及控制器，连接至所述检测器阵列。当所述检测器阵列在所述第一周期期间检测到所述第一识别信号而在所述第二周期期间没有检测到所述第一识别信号时，所述控制器确定所述第一操作者已经操作所述操作单元，而当所述检测器阵列在所述第二周期期间检测到所述第一识别信号时，所述控制器确定所述第一操作者和所述第二操作者两者都参与了所述设备的操作。
根据本发明的另一个方面，提供一种操作者识别设备，用于识别已经操作具有操作单元的设备的操作者。所述操作者识别设备包括：振荡器阵列，包括至少一个振荡器，所述至少一个振荡器用于在第一周期期间输出第一识别信号并且用于在与所述第一周期不同的第二周期期间输出第二识别信号；第一电极，设置成能够将所述第一识别信号传递至所述第一操作者；第二电极，设置成能够将所述第二识别信号传递至第二操作者；第一检测器，用于检测所述第一识别信号或所述第二识别信号；第三电极，设置在所述操作单元上且连接至所述第一检测器，并且用于当所述第一操作者或所述第二操作者接触所述操作单元时将所述第一识别信号或所述第二识别信号传递至所述第一检测器；第二检测器，用于在所述第二周期期间检测经过所述第二操作者和所述第一操作者的所述第二识别信号；以及控制器，连接至所述第一检测器和所述第二检测器。当所述第一检测器在所述第一周期期间检测到所述第一识别信号时并且当在所述第二周期期间所述第一检测器和所述第二检测器都没有检测到所述第二识别信号时，所述控制器确定所述第一操作者已经操作所述操作单元，而当所述第二检测器在所述第二周期期间检测到所述第二识别信号时，所述控制器确定所述第一操作者和所述第二操作者两者都参与了所述设备的操作。
根据本发明的又一个方面，提供一种操作者识别设备，用于识别已经操作具有操作单元的设备的操作者。所述操作者识别设备包括：第一振荡器，用于输出以预设频率振荡的第一识别信号；第一电极，连接至所述第一振荡器并且设置成能够将所述第一识别信号传递至第一操作者；第二振荡器，用于输出第二识别信号，所述第二识别信号的频率和振幅与所述第一识别信号相同但是相位与所述第一识别信号相反；第二电极，连接至所述第二振荡器并且设置成能够将所述第二识别信号传递至第二操作者；检测器，用于检测所述第一识别信号或所述第二识别信号；第三电极，设置在所述操作单元上且连接至所述检测器，用于当所述第一操作者或所述第二操作者接触所述操作单元时将所述第一识别信号或所述第二识别信号传递至所述检测器；以及控制器，连接至所述检测器。当所述检测器检测到所述第一识别信号时，所述控制器确定所述第一操作者已经操作所述操作单元，当所述检测器既没有检测到所述第一识别信号也没有检测到所述第二识别信号时，所述控制器确定所述第一操作者和所述第二操作者两者都参与了所述设备的操作。
根据本发明的再一个方面，提供一种操作者识别方法，用于识别已经操作具有操作单元的设备的操作者。所述操作者识别方法包括以下步骤：在第一周期中，向第一电极提供由第一振荡器产生的第一识别信号并且向第二电极提供由第二振荡器产生的第二识别信号，所述第一电极设置成能够将所述第一识别信号传递至第一操作者，所述第二识别信号具有与所述第一识别信号不同的特征，所述第二电极设置成能够将所述第二识别信号传递至所述第二操作者；在所述第一周期中，通过所述检测器检测当所述操作单元被所述第一操作者或所述第二操作者接触时经由设置在所述操作单元上的所述第三电极传递至所述检测器的所述第一识别信号或所述第二识别信号；在与所述第一周期不同的第二周期中，将所述第一识别信号从所述第一振荡器提供至所述第一电极，并且由所述检测器检测经过所述第一操作者和所述第二操作者传递至所述检测器的所述第一识别信号；当所述检测器在所述第二周期期间检测到所述第一识别信号时，确定所述第一操作者和所述第二操作者两者都参与了所述设备的操作；以及，当所述检测器在所述第二周期期间没有检测到所述第一识别信号而在所述第一周期期间检测到所述第一识别信号时，确定所述第一操作者已经操作所述操作单元。
根据本发明的还一个方面，提供一种操作者识别方法，用于识别已经操作具有操作单元的设备的操作者。所述操作者识别方法包括以下步骤：在第一周期中，向第一电极提供由包括至少一个振荡器的振荡器阵列产生的第一识别信号，所述第一电极设置成能够将所述第一识别信号传递至所述第一操作者；在所述第一周期中，当所述操作单元被所述第一操作者接触时，通过第一检测器检测传递至所述第一检测器的所述第一识别信号，所述第一检测器连接到设置在所述操作单元上的第三电极；在与所述第一周期不同的第二周期中，向第二电极提供由所述振荡器阵列产生的第二识别信号，所述第二电极设置成能够将所述第二识别信号传递至所述第二操作者；在所述第二周期中，当所述操作单元被所述第二操作者接触时，通过所述第一检测器检测传递至所述第一检测器的所述第二识别信号；在所述第二周期中，通过第二检测器检测已经经过所述第一操作者和所述第二操作者的第二识别信号；当所述第一检测器在所述第一周期期间检测到所述第一识别信号时并且当在所述第二周期期间所述第一检测器和所述第二检测器都没有检测到所述第二识别信号时，确定所述第一操作者已经操作所述操作单元；以及，所述第二检测器在所述第二周期期间检测到所述第二识别信号时，确定所述第一操作者和所述第二操作者两者都参与了所述设备的操作。
根据本发明的另一个方面，提供一种操作者识别方法，用于识别已经操作具有操作单元的设备的操作者。所述操作者识别方法包括以下步骤：向第一电极提供由第一振荡器产生的以预设频率振荡的第一识别信号并且向第二电极提供由第二振荡器产生的第二识别信号，所述第一电极设置成能够将所述第一识别信号传递至第一操作者，所述第二识别信号的频率和振幅与所述第一识别信号相同但是相位与所述第一识别信号相反，所述第二电极设置成能够将所述第二识别信号传递至所述第二操作者；通过检测器检测当所述操作单元被所述第一操作者或所述第二操作者接触时传递至所述检测器的所述第一识别信号或所述第二识别信号，所述检测器连接至设置在所述操作单元上的第三电极；当所述检测器检测到所述第一识别信号时，确定所述第一操作者已经操作所述操作单元；以及，当所述检测器既没有检测到所述第一识别信号也没有检测到所述第二识别信号时，确定所述第一操作者和所述第二操作者两者都参与了所述设备的操作。
根据本发明的又一个方面，提供一种车载设备。所述车载设备包括：上述操作者识别设备中的任一个；操作单元；以及控制单元，用于响应于第一操作者或第二操作者经由所述操作单元已经执行的操作来执行处理过程。当在车辆行驶期间操作所述操作单元时，如果信号表示所述第一操作者已经执行所述操作单元或者信号表示所述第一操作者和所述第二操作者两者都参与了操作，那么所述控制单元使得所述操作不能被执行。
根据本发明的再一个方面，提供一种安装在车辆中的导航系统。所述导航系统包括：位置检测单元，用于检测车辆的当前位置；地图存储单元，用于存储道路地图信息；操作单元；路线确定单元，用于基于经由所述操作单元输入的目的地信息并且基于由所述位置检测单元检测到的车辆的当前位置以及存储在所述地图存储单元中的地图信息来确定从车辆的当前位置到目的地的路线；显示器单元，用于显示路线；第一振荡器，用于输出第一识别信号；第一电极，连接至所述第一振荡器并且设置成能够将所述第一识别信号传递至车辆驾驶员；第二振荡器，用于输出第二识别信号，所述第二识别信号具有与所述第一识别信号不同的信号特征；检测器阵列，包括至少一个检测器，所述至少一个检测器用于检测所述第一识别信号或所述第二识别信号；第二电极，用于在第一振荡器输出所述第一识别信号且所述第二振荡器输出所述第二识别信号的第一周期期间，将所述第二识别信号传递至乘客，并且用于在所述第一振荡器输出所述第一识别信号的、但是与所述第一周期不同的第二周期期间，当所述第一识别信号经由车辆驾驶员联接至乘客时将所述第一识别信号传递至所述检测器阵列；第三电极，设置在所述操作单元上，并且用于当车辆驾驶员或乘客接触所述操作单元时将所述第一识别信号或所述第二识别信号传递至所述检测器阵列；以及控制器，连接至所述检测器阵列。所述控制器包括：操作者识别单元，用于当所述检测器阵列在所述第一周期期间检测到所述第一识别信号但是在所述第二周期期间没有检测到所述第一识别信号时确定车辆驾驶员已经操作了所述操作单元，并且用于当所述检测器阵列在所述第二周期期间检测到所述第一识别信号时确定车辆驾驶员和乘客两者都参与了操作；以及控制单元，用于在从所述操作者识别单元接收到表示车辆驾驶员已经操作所述操作单元的信号或者表示车辆驾驶员和乘客两者都参与了所述操作的信号的情况下使得不能在所述操作单元上执行任何操作。
附图说明
图1是根据本发明第一实施例的操作者识别设备的构造示意图。
图2a至图2e是根据本发明第一实施例的在操作者识别设备中识别振荡器输出的信号和检测器检测到的信号的时间图。
图3是示出根据本发明第一实施例的由操作者识别设备执行的操作者识别过程的程序的流程图。
图4是示出根据第一实施例的修改实例的操作者识别设备的构造的示意图。
图5是示出根据第一实施例的另一个修改实例的操作者识别设备的构造的示意图。
图6是示出根据第一实施例的又一个修改实例的操作者识别设备的构造的示意图。
图7是示出根据本发明第二实施例的操作者识别设备的构造的示意图。
图8a至图8e是根据本发明第二实施例的在操作者识别设备中识别振荡器输出的信号和检测器检测到的信号的时间图。
图9是示出根据本发明第二实施例的由操作者识别设备执行的操作者识别过程的程序的流程图。
图10是示出根据本发明第二实施例的修改实例的操作者识别设备的构造的示意图。
图11是示出根据本发明第二实施例的另一个修改实例的操作者识别设备的构造的示意图。
图12是示出根据本发明第二实施例的又一个修改实例的操作者识别设备的构造的示意图。
图13是示出根据本发明第二实施例的再一个修改实例的操作者识别设备的构造的示意图。
图14是示出根据本发明第二实施例的还一个修改实例的操作者识别设备的构造的示意图。
图15是示出根据本发明第三实施例的操作者识别设备的构造的示意图。
图16a至图16d是根据本发明第三实施例的在操作者识别设备中识别振荡器输出的信号和检测器检测到的信号的时间图。
图17是示出根据本发明第三实施例的由操作者识别设备执行的操作者识别过程的程序的流程图。
图18是根据本发明的结合有操作者识别设备的导航系统的功能性框图。
具体实施方式
本发明能够提供识别设备、识别方法，和使用这种识别设备和识别方法的车载设备。即：将设备设置成使得能够适时地禁止被禁操作指定设备的人员操作该设备或者能够识别设备操作所涉及的任何操作者。
以下将参考附图说明本发明的实施例。
将根据本发明第一实施例的操作者识别设备安装在例如车辆中，并且识别已操作诸如导航系统之类的车载设备的人员，所述车载设备能够被车辆的任何乘员操作。为此，操作者识别设备输出对驾驶员座椅和乘客座椅的单独的识别信号。对驾驶员座椅的识别信号相对于对乘客座椅的识别信号在相位上被颠倒。在操作者识别设备的操作中，当乘员接触车载设备的操作单元时，流过接触操作单元的乘员且流过设置在操作单元上的电极的识别信号由检测器与识别信号的产生同步地进行检测，由此确定该识别信号是流过驾驶员的识别信号还是流过乘客的识别信号。如果对驾驶员座椅的识别信号被检测到已经过驾驶员和乘客两者，那么操作者识别设备确定驾驶员和乘客两者都参与了操作。
图1是示出根据本发明第一实施例的操作者识别设备1的构造的示意图。如图1所示，操作者识别设备1包括两个振荡器11和12、两个座椅电极13和14、电极15、检测器16、开关17a和17b、以及控制器18。
振荡器11电连接到安装在驾驶员座椅21中的座椅电极13上，并且向座椅电极13提供驾驶员识别信号D。驾驶员识别信号D是以指定频率振荡的信号波，并且可以以例如矩形波、正弦波或锯齿形波的形式产生。所述指定频率设定为等于这样一种频率，即在当驾驶员单次操作车载设备时他或她保持接触车载设备的操作单元20期间输出多个信号波，该频率设定为例如1kHz或2kHz。另一方面，振荡器12经由开关17b可电连接到安装在乘客座椅22中的座椅电极14上。振荡器12产生乘客识别信号P。乘客识别信号P是波形、频率和振幅与驾驶员识别信号D基本上相同但是相对于驾驶员识别信号D相位相反的信号波。驾驶员识别信号D和乘客识别信号P都是非常弱的在穿过人体时不会对人产生影响的信号。
振荡器11和12由控制器18控制，以彼此同步地进行操作，并且同时开始输出驾驶员识别信号D和乘客识别信号P。这里，可以使得驾驶员识别信号D和乘客识别信号P之间的发射开始时刻不同。因为，振荡器11和12可以由各种已知的振荡器回路构造而成，所以这里将不再说明其构造细节。
电极15由例如透明导电膜形成，并且设置在其操作者待被识别的车载设备的操作单元20上，该操作单元为例如触摸面板或类似物。电极15经由开关17a可电连接于检测器16。这里，当车载设备的操作单元20包括用于检测操作的诸如电阻膜式触摸面板之类的导电膜时，该导电膜可以用作电极15。另一方面以及当车载设备的操作单元20是电容式触摸面板时，电极15可由设置在触摸面板的周边处并且被构造成检测面板表面上电容变化的导电膜和电极形成。如果车载设备的操作单元20不具有这样的导电膜，例如在操作按钮的情况下，那么电极15可由诸如金属面板之类的不透明电极形成且可设置在操作单元20表面上。当电极15由如上所述的电容式触摸面板的部件等形成时，该触摸面板可以是能够同时多点检测的触摸面板，在所述多点检测中在同时触摸该触摸面板的人员之间不会出现电传导。此外，操作单元20可以由开关构成，该开关具有位于由绝缘材料形成的壳体内的电极，并且该开关利用操作者与电极之间出现的电容耦合来进行检测操作。
开关17a将电极15或座椅电极14(无论哪一个被选择)电连接至检测器16。另一方面，开关17b将振荡器12与座椅电极14电连接或者断开。开关17a和17b的操作在控制器18的控制下同步进行。
更具体地，当开关17a被设定为将电极15连接至检测器16时，开关17b被设定为将座椅电极14连接至振荡器12。在下文中这种状态称为第一状态。在第一状态下，由振荡器12产生的乘客识别信号P被提供给座椅电极14。另一方面，提供给电极15的信号被传递给检测器16。在这种情况下，如果坐在驾驶员座椅21中的驾驶员接触操作单元20以操作车载设备，那么从振荡器11输出的驾驶员识别信号D经过座椅电极13、驾驶员和电极15流至检测器16。如果坐在乘客座椅22中的乘客接触车载设备的操作单元20，那么从振荡器12输出的乘客识别信号P经过座椅电极14、乘客和电极15流至检测器16。
另一方面，当开关17a被设定为将座椅电极14连接至检测器16时，开关17b被设定为将座椅电极14与振荡器12断开。在下文中这种状态称为第二状态。在第二状态下，如果驾驶员和乘客彼此身体接触，那么从振荡器11输出的驾驶员识别信号D经过座椅电极13、驾驶员、乘客和座椅电极14流至检测器16。
检测器16检测经由座椅电极14或经由电极15传递的驾驶员识别信号D，或者检测经由电极15传递的乘客识别信号P。在本实施例中，检测器16包括电压表。当驾驶员操作车载设备的操作单元20时，检测器16测量在由振荡器11、座椅电极13、驾驶员和电极15(或乘客和座椅电极14)形成的回路中电极15输出的信号的电压。当乘客操作车载设备的操作单元20时，检测器16测量在由振荡器12、座椅电极14、乘客和电极15形成的回路中电极15输出的信号的电压。或者，检测器16可包括电流表。在这种情况下，检测器16测量在当驾驶员或乘客接触车载设备的操作单元20时或当驾驶员和乘客彼此身体接触时形成的闭合回路中流动的电流的值。
检测器16将信号波形的测量结果(例如，测量的电压的最大值和最小值)传输给控制器18。
控制器18包括内建的控制单元、诸如ROM、RAM等的半导体存储器、以及通信接口和其外围电路。控制器18控制振荡器11和12、开关17a和17b等。此外，基于从检测器16接收的信号波形的测量结果，控制器18确定操作车载设备的人员是驾驶员还是乘客。控制器18还检查是否驾驶员和乘客都参与了车载设备的操作。这里，句子“驾驶员和乘客都参与了车载设备的操作”不仅指的是在驾驶员和乘客彼此身体接触的同时驾驶员或乘客接触车载设备的操作单元20的情况，而且还指的是不管驾驶员和乘客是否彼此身体接触而驾驶员和乘客同时接触操作单元20的情况。
将参考图2(a)至图2(e)所示的时间图说明通过控制器18执行的操作者识别过程。图2(a)示出了驾驶员识别信号D的信号波形201和乘客识别信号P的信号波形202。图2(b)示出了开关17a和17b的设定状态。图2(c)示出了当驾驶员接触车载设备的操作单元20时检测器16检测到的波形203。图2(d)示出了当乘客接触车载设备的操作单元20时检测器16检测到的波形204。此外，图2(e)示出了当驾驶员和乘客彼此身体接触的同时驾驶员或乘客接触车载设备的操作单元20时检测器16检测到的波形205。在图2(a)至图2(e)中，横坐标表示实耗时间。在图2(a)和图2(c)至2(e)中，纵坐标表示电压，A表示基准电压。检测器16测量的电压的最大值或最小值与基准电压A之间的差表示由检测器16检测到的信号的最大振幅。图2(b)中所示的数值“1”表示开关17a和17b处于第一状态，数值“2”表示开关17a和17b处于第二状态。
当经由通信网络接收表示已经利用操作者待识别的车载设备上的操作单元20执行某种操作的信号时，控制器18开始识别操作者的过程，其中该通信网络根据诸如控制局域网络(CAN)的自动通信标准来执行通信。过程开始的时刻指定为时刻t0。在时刻t0，控制器18将开关17a和17b设定为第一状态。也就是，开关17a被设定为将电极15连接至检测器16，而开关17b被设定为将座椅电极14连接至振荡器12。此外，在时刻t0，控制器18使得振荡器11输出驾驶员识别信号D并且使得振荡器12输出乘客识别信号P。
在这个第一状态中，如果坐在驾驶员座椅21中的驾驶员接触操作单元20来操作车载设备，那么从振荡器11输出的驾驶员识别信号D经过座椅电极13、驾驶员和电极15流至检测器16。结果，如图2(c)所示，检测器16可以检测到以与驾驶员识别信号D相同的周期振荡的较大振幅的信号。另一方面，如果坐在乘客座椅22中的乘客接触车载设备的操作单元20，那么从振荡器12输出的乘客识别信号P经过座椅电极14、乘客和电极15流至检测器16。结果，如图2(d)所示，检测器16可以检测到以与乘客识别信号P相同的周期振荡的较大振幅的信号。
此外，在第一状态中，如果在驾驶员和乘客彼此身体接触的同时驾驶员或乘客接触车载设备的操作单元20，那么驾驶员识别信号D和乘客识别信号P都经过驾驶员和乘客流至检测器16。当驾驶员和乘客同时接触车载设备的操作单元20时，也出现这种情况。在这个实施例中，驾驶员识别信号D和乘客识别信号P的频率和振幅基本相同，但是相位彼此相反。结果，驾驶员识别信号D和乘客识别信号P彼此抵消。因此，如图2(e)所示，如果驾驶员识别信号D的衰减程度和乘客识别信号P的衰减程度基本相同，那么由检测器16检测到的信号的振幅变小。
接下来，在已经过去预定时间的时刻t1，控制器18将开关17a和17b变至第二状态。也就是，开关17a被设定为将座椅电极14连接至检测器16，而开关17b被设定为将座椅电极14与振荡器12断开。此外，在时刻t1，控制器18使得振荡器12停止输出乘客识别信号P，同时允许振荡器11继续输出驾驶员识别信号D。这里，因为振荡器12通过开关17b而与座椅电极14断开并且在时刻t1之后不向任何地方提供乘客识别信号P，所以可以允许振荡器12在时刻t1之后继续输出乘客识别信号P。
在这个第二状态中，当驾驶员和乘客彼此身体接触时或者当驾驶员和乘客同时接触操作单元20且在驾驶员和乘客之间通过电极15出现电传导时，检测器16可以检测到从振荡器11输出且经过驾驶员、乘客和座椅电极14的驾驶员识别信号D，如图2(e)所示。另一方面，如图2(c)和2(d)所示，当驾驶员和乘客彼此未身体接触时，检测器16检测不到这两个信号，这是因为振荡器11和振荡器12都未电连接到检测器16所连接的座椅电极14上。
此外，当电极15为在驾驶员和乘客之间不引起电传导的类型(例如能够同时多点检测的触摸面板)时，如果在第二状态下驾驶员和乘客同时触摸操作单元20，那么检测器16检测不到这两个信号。因此，控制器18能够区别驾驶员和乘客已经同时执行操作的情况和驾驶员和乘客彼此身体接触的情况。
接下来，以下将参考图3所示的流程图说明操作程序，控制器18通过该操作程序实施操作者识别过程。
首先，当车载设备检测到其操作单元20被操作并且指示操作者识别设备1开始操作者识别过程时，控制器18将开关17a和17b设定至第一状态。也就是，控制器18进行以下设定：开关17a将电极15连接至检测器16，并且开关17b将座椅电极14连接至振荡器12(步骤S301)。接下来，在开关17a和17b保持第一状态的第一周期内，控制器18使得振荡器11向座椅电极13输出驾驶员识别信号D。控制器18还使得振荡器12向座椅电极14输出乘客识别信号P(步骤S302)。接下来，在第一周期，控制器18检查由检测器16检测到的信号的最大振幅的绝对值是否超过第一阈值Tha(步骤S303)。
由例如下面的公式给出第一阈值Tha。
Tha＝V较小-Vm  (1)
这里，V较小表示与当驾驶员识别信号D仅经过驾驶员而传递至检测器16时由检测器16检测到的信号的振幅相对应的电压值，或者与当乘客识别信号P仅经过乘客而传递至检测器16时由检测器16检测到的信号的振幅相对应的电压值，取其中较小的值。Vm是用于防止错误检测的裕度值(margin value)。或者，第一阈值Tha可以通过V较小乘以预定的小于1的常数(例如0.9)来确定。
如果在步骤S303中最大振幅的绝对值不大于阈值Tha，那么控制器18确定驾驶员和乘客都参与了操作(步骤S304)。在这种情况下，控制器18向车载设备传输表示驾驶员和乘客都参与了操作的操作者识别信号。
另一方面，如果在步骤S303中检测到的信号的最大振幅的绝对值大于阈值Tha，那么控制器18检查由检测器16检测到的信号是驾驶员识别信号D还是乘客识别信号P(步骤S305)。
这里，如果在驾驶员识别信号D的正向摆动期间(即，当驾驶员识别信号D的电压值为最高时)由检测器16检测到的信号的振幅大于阈值Tha，如图2(c)所示，那么检测到的信号可以被认为具有与驾驶员识别信号D相同的相位。因此，在这种情况下，控制器18确定已经检测到驾驶员识别信号D。同样，如果在驾驶员识别信号D的负向摆动期间(即，当驾驶员识别信号D的电压值为最低时)由检测器16检测到的信号的振幅小于阈值Tha，那么控制器18可以确定已经检测到驾驶员识别信号D。此外，控制器18可以在第一周期期间将检测到的信号与阈值Tha进行多次比较，以防止由于噪声等导致的错误检测。例如，如果在驾驶员识别信号D的正向摆动期间检测到的信号的振幅超过阈值Tha，或者在驾驶员识别信号D的负向摆动期间检测到的信号的振幅超过阈值Tha，已经在第一周期期间被多次检测，那么控制器18可以确定已经检测到驾驶员识别信号D。
另一方面，如果在乘客识别信号P的正向摆动期间(即，当乘客识别信号P的电压值为最高时)由检测器16检测到的信号的振幅大于阈值Tha，如图2(d)所示，那么检测到的信号可以被认为具有与乘客识别信号P相同的相位。因此，当在乘客识别信号P的正向摆动期间检测到的信号的振幅大于阈值Tha，那么控制器18确定已经检测到乘客识别信号P。同样，如果在乘客识别信号P的负向摆动期间由检测器16检测到的信号的振幅小于阈值Tha，那么控制器18可以确定已经检测到乘客识别信号P。这里，因为乘客识别信号P与驾驶员识别信号D相位相反，所以清楚的是，检测器16不可能同时检测沿正向或负向摆动的两个识别信号。
控制器18将确定结果临时存储在控制器18的存储器中。
接下来，控制器18将开关17a和17b设定到第二状态，以开始第二周期。也就是，在第一周期已经过去之后，控制器18将开关17a设定为将座椅电极14连接至检测器16，而将开关17b设定为将座椅电极14与振荡器12断开。此外，控制器18使得振荡器12停止输出乘客识别信号P，同时允许振荡器11继续输出驾驶员识别信号D(步骤S306)。之后，在第二周期，控制器18检查由检测器16检测到的信号的最大振幅的绝对值是否超过第二阈值Thb(步骤S307)。基于实验或模拟的结果来合适地设定第二阈值Thb，以匹配安装操作者识别设备1的条件。在第二周期内，检测器16连接至安装在乘客座椅22中的座椅电极14，并且仅仅提供驾驶员识别信号D。结果，仅仅当驾驶员和乘客彼此身体接触、或者当驾驶员和乘客通过电极15处于导电条件时并且当驾驶员和乘客同时接触操作单元20时，在检测器16处检测到信号。因此，如果，如果在步骤S307中检测到的信号的最大振幅的绝对值大于第二阈值Thb，那么控制器18确定已经检测到驾驶员识别信号D。也就是，控制器18确定驾驶员和乘客都参与了操作(步骤S308)。
另一方面，如果在步骤S308中在第二周期期间检测到的信号的最大振幅的绝对值不大于第二阈值Thb，那么控制器18查询存储器并且检查在第一周期检测到的并且在步骤S305中确定的信号是否为驾驶员识别信号D(步骤S309)。如果在第一周期检测到的并且在步骤S309中确定的信号是驾驶员识别信号D，那么控制器18确定驾驶员已经操作了操作单元20(步骤S310)。另一方面，如果在第一周期检测到的并且在步骤S309中确定的信号是乘客识别信号P，那么控制器18确定乘客已经操作了操作单元20(步骤S311)。
在终止了上述过程之后，控制器18向车载设备发送表示操作者识别结果的操作者识别信号。
每次操作车载设备时，控制器18检查操作者是驾驶员还是乘客，并且检查是否驾驶员和乘客都参与了操作。为此，第一和第二周期被设定为比当驾驶员或乘客单次操作车载设备时他或她保持接触车载设备的操作单元20的周期足够短。此外，第一和第二周期被设定为比驾驶员识别信号D或乘客识别信号P的周期足够长，以精确地检测由检测器16检测到的识别信号的最大振幅。例如，第一和第二周期均被设定为10毫秒(msec)。第一和第二周期的长度可以设定成是不同的。此外，在第一周期中，输出驾驶员识别信号D的周期长度和输出乘客识别信号P的周期长度可以设定成是不同的。此外，控制器18可以控制振荡器11和12以及开关17a和17b，从而第一和第二周期交替地重复多次。此外，控制器18可以控制振荡器11和12以及开关17a和17b，从而第二周期在第一周期之前。
如上所述，在根据本发明第一实施例的操作者识别设备1中，因为乘客识别信号P与驾驶员识别信号D相位相反，并且因为审查由检测器16检测到的信号来查看其相位是否与驾驶员识别信号D或乘客识别信号P的相位匹配，所以能够精确地确定哪一个乘员(驾驶员或乘客)已经操作了车载设备。此外，在操作者识别设备1中，设置有不向座椅电极12提供乘客识别信号的断开周期，并且在该断开周期期间测量经过驾驶员和乘客两者的驾驶员识别信号D，以确定是否驾驶员和乘客都参与了操作。
如果驾驶员通过在座椅上放置坐垫而坐在座椅上，那么经过驾驶员的驾驶员识别信号D的衰减程度可能比经过乘客的乘客识别信号P的衰减程度大。在这种情况下，如果在驾驶员和乘客彼此身体接触的同时驾驶员接触车载设备的操作单元20，那么比乘客识别信号P的衰减程度大的驾驶员识别信号D被传递至检测器16。结果，检测器16检测到以与乘客识别信号P相同的周期振荡且具有与乘客识别信号P相同的相位但不是驾驶员识别信号D的信号。然而，因为根据本发明第一实施例的操作者识别设备1能够基于在第二周期中检测到的信号来确定是否驾驶员和乘客彼此身体接触，所以能够防止对车载设备的操作者的错误识别。此外，因为电极14与乘客之间的联接区域比电极15与驾驶员之间的联接区域大得多，所以经由电极14传递至检测器16的信号的衰减小于经由电极15传递至检测器16的信号的衰减。因此，在这种情况下，检测器16还可以在第二周期中以良好的敏感性检测识别信号。
图4示意性地示出了根据第一实施例的修改实例的操作者识别设备100的构造。如图4所示，操作者识别设备100与第一实施例的操作者识别设备1的不同之处在于，用单个开关17代替开关17a和17b，并且设置有两个检测器16a和16b。在图4中，与操作者识别设备1的构造和功能相同的组成元件用与表示操作者识别设备1中对应组成元件的附图标记相同的附图标记表示。以下将仅仅针对与操作者识别设备1的不同之处来说明操作者识别设备100。
设置在车载设备的操作单元20上的电极15电连接至检测器16a。开关17由控制器18控制并且被设定成将安装在乘客座椅22中的座椅电极14在第一周期中电连接至振荡器12而在第二周期中电连接至检测器16b。
在操作者识别设备100中，与在操作者识别设备1中一样，在第一周期中，振荡器输出驾驶员识别信号D，而振荡器12输出乘客识别信号P。驾驶员识别信号D和乘客识别信号P的频率和振幅基本相同，但是相位彼此相反。在第二周期中，振荡器输出驾驶员识别信号D。
因此，在第一周期中，检测器16a可以检测经过驾驶员和电极15的驾驶员识别信号D，与操作者识别设备1中的检测器16一样。类似地，检测器16a可以检测经过乘客和电极15的乘客识别信号P。
另一方面，在第二周期中，如果驾驶员和乘客彼此身体接触，那么检测器16b可以检测经过驾驶员和乘客的驾驶员识别信号D。当驾驶员和乘客通过电极15处于能导电的条件下时并且当驾驶员和乘客同时接触操作单元20时，检测器16b同样可以检测经过驾驶员和乘客的驾驶员识别信号D。
因此，通过审查在第一周期中由检测器16a检测到的信号并且通过审查在第二周期中由检测器16b检测到的信号，借助与图3中所示的操作程序相同的程序，操作者识别设备100可以识别车载设备的操作者并且确定是否驾驶员和乘客都参与了操作。
将参考图5说明第一实施例的另一个修改实例。
图5示意性地示出了根据第一实施例的另一修改实例的操作者识别设备110的构造。操作者识别设备110与操作者识别设备1的不同之处在于省略了开关17b并且座椅电极14被分为两个电绝缘的座椅电极14a和14b。在图5中，与操作者识别设备1的构造和功能相同的组成元件用与表示操作者识别设备1中对应组成元件的附图标记相同的附图标记表示。以下将仅仅针对与操作者识别设备1的不同之处来说明操作者识别设备110。
在操作者识别设备110中，座椅电极14a经由开关17a电连接至检测器16。座椅电极14b电连接至振荡器12。开关17a被设定成在第一周期中将电极15连接至检测器而在第二周期中将座椅电极14a连接至检测器16。
因此，在第一周期中，检测器16可以检测经过驾驶员和电极15的驾驶员识别信号D，与操作者识别设备1中一样。类似地，检测器16可以检测经过座椅电极14b、乘客和电极15的乘客识别信号P。
另一方面，在第二周期中，如果驾驶员和乘客彼此身体接触，那么检测器16可以检测经过驾驶员、乘客和座椅电极14a的驾驶员识别信号D。当驾驶员和乘客通过电极15处于能导电的条件下时并且当驾驶员和乘客同时接触操作单元20时，检测器16同样可以检测经过驾驶员、电极15、乘客和座椅电极14a的驾驶员识别信号D。
因此，根据与图3中所示的操作程序相同的程序，操作者识别设备110可以识别车载设备的操作者并且能够确定是否驾驶员和乘客都参与了操作。
将参考图6说明第一实施例的又一个修改实例。
图6示意性地示出了根据第一实施例的又一个修改实例的操作者识别设备120的构造。操作者识别设备120与操作者识别设备1的不同之处在于，省略了开关17a和17b、座椅电极14被分为两个电绝缘的座椅电极14a和14b、以及设置有两个检测器16a和16b。在图6中，与操作者识别设备1的构造和功能相同的组成元件用与表示操作者识别设备1中对应组成元件的附图标记相同的附图标记表示。以下将仅仅针对与操作者识别设备1的不同之处来说明操作者识别设备120。
在操作者识别设备120中，设置在车载设备的操作单元20上的电极15电连接至检测器16a。座椅电极14a电连接至检测器16b。座椅电极14b电连接至振荡器12。
因此，在第一周期中，检测器16a可以检测经过驾驶员和电极15的驾驶员识别信号D，与操作者识别设备1中的检测器16一样。类似地，检测器16a可以检测经过座椅电极14b、乘客和电极15的乘客识别信号P。
另一方面，在第二周期中，如果驾驶员和乘客彼此身体接触，那么检测器16b可以检测经过驾驶员、乘客和座椅电极14a的驾驶员识别信号D。当驾驶员和乘客通过电极15处于能导电的条件下时并且当驾驶员和乘客同时接触操作单元20时，检测器16b同样可以检测经过驾驶员、电极15、乘客和座椅电极14a的驾驶员识别信号D。
因此，通过审查在第一周期中由检测器16a检测到的信号并且通过审查在第二周期中由检测器16b检测到的信号，借助与图3中所示的操作程序相同的程序，操作者识别设备120可以识别车载设备的操作者并且确定是否驾驶员和乘客都参与了操作。这样，因为操作者识别设备120能够在不使用诸如开关之类的移动零件的情况下识别车载设备的操作者，所以能够获得高的容错能力。
在第一实施例或其任何一个修改实例中，仅仅输出驾驶员识别信号D或乘客识别信号P的周期可以设置在第一周期中。这种布置用来防止当检测器16检测到的识别信号之间存在大的最大振幅差时任一个识别信号由于另一个识别信号而变得不能被识别。实例包括这样的布置，其中在第一周期中，振荡器11开始产生驾驶员识别信号D，之后延迟预定时间，振荡器12开始产生乘客识别信号P，并且在振荡器11停止产生驾驶员识别信号D之后经过预定时间时，振荡器12停止产生乘客识别信号P。
在第一实施例或其任何一个修改实例中，将由振荡器12产生的乘客识别信号P的频率可以设定成与驾驶员识别信号D的频率不同。例如，驾驶员识别信号D的频率设定为f1(例如，1.1kHz)，而乘客识别信号P的频率设定为f2(例如，1.5kHz)。在此假设由检测器16检测到的信号的振幅已经在第一周期期间多次被检测到超过阈值Tha。在这种情况下，如果检测到的频率等于频率f1，那么由检测器16检测到的信号可以认为具有与驾驶员识别信号D相同的频率f1。因此，在这种情况下，控制器18可以确定已经检测到驾驶员识别信号D。另一方面，如果检测到的频率等于频率f2，那么由检测器16检测到的信号可以认为具有与乘客识别信号P相同的频率f2。因此，在这种情况下，控制器18可以确定已经检测到乘客识别信号P。此外，考虑到关于是否驾驶员和乘客都参与了操作的确定，如上所述，当在第二周期期间检测到信号振幅超过阈值Thb时，控制器18可以确定驾驶员和乘客彼此身体接触。当驾驶员识别信号D的频率设定为与乘客识别信号P的频率不同时，如果不需要检查是否驾驶员和乘客都参与了操作，那么可以省略第二周期中的接触确定。
此外，代替使驾驶员识别信号D与乘客识别信号P的相位相反的是或者除了使驾驶员识别信号D与乘客识别信号P的相位相反之外，可以使得驾驶员识别信号D的振幅与乘客识别信号P的振幅不同，以确定操作车载设备的人员是驾驶员还是乘客。在这种情况下，阈值Tha由用于检测驾驶员识别信号D的阈值ThaD和用于检测乘客识别信号P的阈值ThaP代替。例如，当使得驾驶员识别信号D的振幅大于乘客识别信号P的振幅时，阈值ThaD被设定成大于乘客识别信号P的振幅值，而阈值ThaP被设定成小于乘客识别信号P的振幅值。然后，在第一周期中，如果由检测器16检测到的信号的振幅最大值超过阈值ThaD，那么控制器18确定已经检测到驾驶员识别信号D。另一方面，在第一周期中，如果由检测器16检测到的信号的振幅最大值小于阈值ThaD但大于阈值ThaP，那么控制器18确定已经检测到乘客识别信号P。
或者，可以使得驾驶员识别信号D的波形与乘客识别信号P的波形不同。在这种情况下，控制器18确定由检测器16检测到的信号的波形是否接近驾驶员识别信号D的波形或乘客识别信号P的波形。基于这个确定结果，控制器18可以确定检测到的信号是驾驶员识别信号D还是乘客识别信号P。
这样，通过使得驾驶员识别信号D的特征与乘客识别信号P的特征不同，控制器18能够确定由检测器16检测到的信号是驾驶员识别信号D还是乘客识别信号P。
此外，在第一实施例中，驾驶员座椅21和乘客座椅22可以互换，使得座椅电极13安装在乘客座椅22中而座椅电极14安装在驾驶员座椅21中。在这种情况下，如前所述，如果检测器16在第一周期期间检测到从振荡器11输出的信号，那么控制器18可以确定乘客已经操作车载设备。另一方面，如果检测器16在第一周期期间检测到从振荡器12输出的信号，那么控制器18可以确定驾驶员已经操作车载设备。这里，控制器18可以采用与前述相同的方式确定是否驾驶员和乘客都参与了操作。
接下来，将说明根据本发明第二实施例的操作者识别设备。
根据本发明第二实施例的操作者识别设备在不同时刻分别输出对驾驶员座椅和乘客座椅的不同的识别信号。此外，操作者识别设备具有两个检测器。在操作者识别设备的操作中，当乘员接触设置在车载设备的操作单元上的电极时，流过接触电极的乘员并且流过电极的识别信号被检测器中的一个检测器检测，以识别已经操作车载设备的乘员。此外，通过检查经过驾驶员和乘客两者的识别信号是否被另外的检测器检测到，可以确定是否驾驶员和乘客都参与了车载设备的操作。与第一实施例中一样，句子“驾驶员和乘客都参与了车载设备的操作”不仅指的是驾驶员和乘客彼此身体接触的同时驾驶员或乘客接触车载设备的操作单元的情况，而且还指的是驾驶员和乘客同时接触操作单元而不管驾驶员和乘客是否彼此身体接触的情况。
图7是根据本发明第二实施例的操作者识别设备2的构造示意图。如图7所示，操作者识别设备2包括两个振荡器11和12、两个座椅电极13和14、电极15、两个检测器16a和16b、开关17c以及控制器18。在图4中，与第一实施例的操作者识别设备的组成元件的构造和功能相同的组成元件用与表示第一实施例的操作者识别设备中对应组成元件的附图标记相同的附图标记表示。以下将仅仅针对与第一实施例的操作者识别设备1的不同之处来说明据本发明第二实施例的操作者识别设备2。
振荡器11能够经由开关17c电连接至安装在驾驶员座椅21中的座椅电极13。振荡器11产生驾驶员识别信号D。另一方面，振荡器12电连接到安装在乘客座椅22中的座椅电极14上。振荡器12产生乘客识别信号P。乘客识别信号P可以产生为波形、频率和振幅与驾驶员识别信号D基本上相同的信号波。或者，乘客识别信号P可以产生为具有与驾驶员识别信号D不同的波形、频率和振幅。
振荡器11和12由控制器18控制。在振荡器11输出驾驶员识别信号D的周期期间，振荡器12不输出乘客识别信号P。相反，在振荡器12输出乘客识别信号P的周期期间，振荡器11不输出驾驶员识别信号D。
电极15电连接至检测器16a。当驾驶员接触电极15时，从振荡器11输出的驾驶员识别信号D经由电极15传递至检测器16a。另一方面，当乘客接触电极15时，从振荡器12输出的乘客识别信号P经由电极15传递至检测器16a。
开关17c由控制器18控制并且将座椅电极13电连接至振荡器11或者电连接至检测器16b。
检测器16a检测经由电极15传递至该检测器的驾驶员识别信号D或乘客识别信号P。更具体地，当驾驶员操作车载设备的操作单元20时，检测器16a测量从由振荡器11、座椅电极13、驾驶员和电极15形成的回路中的电极15输出的信号的电压。当乘客操作车载设备的操作单元20时，检测器16a测量从由振荡器12、座椅电极14、乘客和电极15形成的回路中的电极15输出的信号的电压。或者，与第一实施例的操作者识别设备1中的检测器16一样，检测器16a可以构造成测量在当驾驶员或乘客接触车载设备的操作单元20时或当驾驶员和乘客彼此身体接触时形成的闭合回路中流动的电流的值。
另一方面，检测器16b检测当驾驶员和乘客彼此身体接触时从振荡器12输出的并且经过座椅电极14、乘客、驾驶员和座椅电极13的乘客识别信号P。
检测器16a和16b各将信号波形的测量结果(例如，测量的电压的最大值和最小值)传输给控制器18。
控制器18控制振荡器11和12、开关17c等。此外，基于从检测器16a和16b中的每个接收的信号波形的测量结果，控制器18确定操作车载设备的人员是驾驶员还是乘客。控制器18还检查是否驾驶员和乘客彼此身体接触。
将参考图8(a)至图8(e)所示的时间图说明控制器18识别车载设备的操作者的操作者识别过程。图8(a)示出了驾驶员识别信号D的信号波形501和乘客识别信号P的信号波形502。图8(b)示出了开关17c的设定状态。图8(c)示出了当驾驶员接触车载设备的操作单元20时检测器16a和16b分别检测到的波形503和504。图8(d)示出了当乘客接触车载设备的操作单元20时检测器16a和16b分别检测到的波形505和506。此外，图8(e)示出了当驾驶员和乘客彼此身体接触的同时驾驶员或乘客接触车载设备的操作单元20时检测器16a和16b分别检测到的波形507和508。在图8(a)至图8(e)中，横坐标表示实耗时间。在图8(a)和图8(c)至图8(e)中，纵坐标表示电压，A表示基准电压。检测器16a或16b测量的电压的最大值或最小值与基准电压A之间的差表示由检测器16检测到的信号的最大振幅。图8(b)中所示的数值“1”表示开关17c处于将座椅电极13连接至振荡器11的第一状态，数值“2”表示开关17c处于将座椅电极13连接至检测器16b的第二状态。
在时刻t0处，控制器18开始车载设备的操作者识别过程。这时，控制器18将开关17c设定成第一状态。此外，在时刻t0处，控制器18仅仅允许振荡器11操作且输出驾驶员识别信号D。
在开关17c保持在第一状态的第一周期中，如果坐在驾驶员座椅21中的驾驶员接触操作单元20来操作车载设备，那么从振荡器11输出的驾驶员识别信号D经过座椅电极13、驾驶员和电极15流至检测器16a。结果，如图8(c)所示，检测器16a可以检测到以与驾驶员识别信号D相同的周期振荡的较大振幅的信号。
另一方面，在第一周期中，如果坐在乘客座椅22中的乘客接触车载设备的操作单元20而不与驾驶员身体接触，那么因为振荡器12没有操作，所以检测器16检测不到任何识别信号。
接下来，在已经过去预定时间的时刻t1，控制器18将开关17c变至第二状态。也就是，开关17c被设定为将座椅电极13连接至检测器16b并且将振荡器11与座椅电极13断开。此外，在时刻t1，控制器18使得振荡器12开始输出乘客识别信号P，而使得振荡器11停止输出驾驶员识别信号D。
在开关17c保持在第二状态的第二周期中，如果坐在乘客座椅22中的乘客接触车载设备的操作单元20，那么从振荡器12输出的乘客识别信号P经过座椅电极14、乘客和电极15流至检测器16a。结果，如图8(d)所示，检测器16a可以检测到以与乘客识别信号P相同的周期振荡的较大振幅的信号。此外，在第二周期中，如果驾驶员和乘客彼此身体接触，那么当驾驶员或乘客接触车载设备的操作单元20时，乘客识别信号P经由电极15流至检测器16a。因此，在这种情况下，检测器16a还检测到以与乘客识别信号P相同的周期振荡的较大振幅的信号。
在第二周期中，如果驾驶员和乘客彼此身体接触，那么乘客识别信号P经过座椅电极14、乘客、驾驶员和座椅电极13传递至检测器16b。结果，还可以在检测器16b处检测到以与乘客识别信号P相同的周期振荡的较大振幅的信号，如图8(e)所示。当驾驶员和乘客通过电极15而处于导电条件中时，如果驾驶员和乘客同时接触电极15，那么检测器16b的检测结果与当驾驶员和乘客彼此身体接触时的检测结果相同。
此外，还存在驾驶员和乘客之间通过电极15不发生导电的情况，与电极15由能够同时多点检测到的触摸面板构成的情况一样。在这样的情况下，如果驾驶员或乘客接触操作单元15而彼此没有身体接触，那么检测器16b在第一周期中或在第二周期中检测不到任何信号。另一方面，检测器16a在第一周期中检测以与驾驶员识别信号D相同的周期振荡的较大振幅的信号，而在第二周期中检测以与乘客识别信号P相同的周期振荡的较大振幅的信号。
因此，在第一周期中，如果由检测器16a检测到的识别信号的最大振幅的绝对值大于第一阈值Tha，那么控制器18确定驾驶员已经接触车载设备的操作单元20。在第二周期中，如果由检测器16a检测到的识别信号的最大振幅的绝对值大于第一阈值Tha、但由检测器16b检测到的识别信号的最大振幅的绝对值不大于第二阈值Thb，那么控制器18确定乘客已经接触车载设备的操作单元20。另一方面，在第二周期中，如果由检测器16b检测到的识别信号的最大振幅的绝对值大于第二阈值Thb，那么控制器18确定驾驶员和乘客都参与了车载设备的操作。第一阈值Tha和第二阈值Thb可以被设定为与第一实施例中使用的第一阈值Tha和第二阈值Thb相同的值。
在第一和第二周期中，如果由检测器16a检测到的识别信号的最大振幅的绝对值大于第一阈值Tha，那么控制器18还可以确定驾驶员和乘客都参与了车载设备的操作。
接下来，以下将参考图9所示的流程图说明操作程序，控制器18通过该操作程序实施操作者识别过程。
首先，当车载设备检测到其操作单元20被操作并且指示操作者识别设备2开始操作者识别过程时，控制器18将开关17c设定至第一状态。也就是，控制器18设定成使得开关17c将座椅电极13连接至振荡器11(步骤S601)。接下来，在开关17c保持为第一状态的第一周期中，控制器18使得振荡器11向座椅电极13输出驾驶员识别信号D(步骤S602)。接下来，在第一周期，控制器18检查由检测器16a检测到的信号的最大振幅的绝对值是否超过阈值Tha(步骤S603)。如果在步骤S603中最大振幅的绝对值不大于阈值Tha，那么控制器18确定还没有检测到驾驶员识别信号D(步骤S604)。另一方面，如果在步骤S603中检测到的信号的最大振幅的绝对值大于阈值Tha，那么控制器18确定已经检测到驾驶员识别信号D(步骤S605)。控制器18将确定结果临时存储在控制器18的存储器中。
在步骤S604或S605之后，即在第一周期已经过去之后，控制器18将开关17c设定至第二状态。也就是，控制器18进行以下设定：开关17c将座椅电极13连接至检测器16a并且将座椅电极13与振荡器11断开(步骤S606)。接下来，在开关17c保持为第二状态的第二周期中，控制器18使得振荡器12向座椅电极14输出乘客识别信号P(步骤S607)。之后，在第二周期中，控制器18检查由检测器16b检测到的信号的最大振幅的绝对值是否超过阈值Thb(步骤S608)。在第二周期期间，仅仅提供乘客识别信号，并且检测器16b连接至安装在驾驶员座椅21中的座椅电极13。结果，仅仅当驾驶员和乘客彼此身体接触时检测器16b能够检测到识别信号。因此，如果在步骤S608中检测到的信号的最大振幅的绝对值大于阈值Thb，那么控制器18确定已经检测到乘客识别信号P。也就是，控制器18确定驾驶员和乘客都参与了车载设备的操作(步骤S609)。
另一方面，如果在步骤S608中检测到的信号的最大振幅的绝对值不大于第二阈值Thb，那么控制器18检查在第二周期期间由检测器16a检测到的信号的最大振幅的绝对值是否大于阈值Tha(步骤S610)。如果在步骤S610中最大振幅的绝对值不大于阈值Tha，那么控制器18检查在步骤S605中存储的确定结果，以查看在第一周期期间是否已经检测到驾驶员识别信号D(步骤S611)。如果在第一周期期间已经检测到驾驶员识别信号D，那么控制器18确定驾驶员已经操作车载设备(步骤S612)。如果在步骤S611中确定在第一周期期间还没有检测到驾驶员识别信号D，那么控制器18确定既不是驾驶员也不是乘客的第三人已经操作车载设备(步骤S613)。另一方面，如果在步骤S610中检测到的信号的最大振幅的绝对值大于阈值Tha，那么控制器18确定乘客已经操作车载设备(步骤S614)。
在上述过程终止之后，控制器18向车载设备发送表示操作者识别结果的操作者识别信号。
上述操作程序可以做如下所示的修改。
如果在步骤S610中由检测器16a检测到的信号的最大振幅的绝对值大于阈值Tha(也就是，在第二周期期间检测到乘客识别信号P)，那么控制器18检查在步骤S605中存储的确定结果以查看在第一周期期间是否已经检测到驾驶员识别信号D。如果在第一周期期间已经检测到驾驶员识别信号D，那么控制器18确定驾驶员和乘客都参与了车载设备的操作。如果在第一周期期间还没有检测到驾驶员识别信号D，那么控制器18确定乘客已经操作车载设备。通过像这个修改的实例中那样识别操作者，即使驾驶员和乘客之间通过电极15没有出现电传导，控制器18也可以检测到驾驶员或乘客在彼此没有接触的情况下已经接触操作单元15。
此外，例如如果驾驶员通过在座椅上放置坐垫而坐在座椅上，那么经过驾驶员的驾驶员识别信号D的衰减程度可能比经过乘客的乘客识别信号P的衰减程度大。在这种情况下，如果驾驶员和乘客彼此身体接触的同时驾驶员接触车载设备的操作单元20，那么衰减程度比乘客识别信号P大的驾驶员识别信号D被传递至检测器16。在这种情况下，仅仅驾驶员识别信号D可以下降到比阈值Tha低的水平，这导致检测器16a检测不到驾驶员识别信号D而检测到乘客识别信号P的状况。然而，因为根据本发明第二实施例的操作者识别设备2可以基于在第二周期中由检测器16b检测到的信号来确定是否驾驶员和乘客彼此身体接触，所以可以防止车载设备的操作者识别错误。此外，因为电极14与乘客之间的联接区域比电极15与驾驶员之间的联接区域大得多，所以经由电极14传递至检测器16b的信号的衰减小于经由电极15传递至检测器16a的信号的衰减。因此，检测器16b可以以良好的敏感性检测识别信号。
如上所述，通过交替地提供驾驶员识别信号和乘客识别信号以及通过由检测器16a借助设置在车载设备的操作单元20上的电极检测识别信号，根据本发明第二实施例的操作者识别设备2能够识别哪一个乘员(驾驶员或乘客)已经操作了车载设备。此外，通过检查在乘客识别信号P的输出周期期间与检测器16a独立地设置的检测器16b是否已经检测到经过驾驶员和乘客两者的驾驶员识别信号，操作者识别设备2可以确定是否驾驶员和乘客彼此身体接触。
在第二实施例中，与根据第一实施例的操作者识别设备中一样，第一和第二周期的长度可以设定成是不同的。此外，控制器18可以控制振荡器11和12以及开关17c，从而第一和第二周期交替地重复多次。此外，控制器18可以控制振荡器11和12以及开关17c，从而第二周期在第一周期之前。
此外，根据第二实施例的操作者识别设备可以包括额外的检测器，以在第一周期中检测已经经过驾驶员和乘客两者的驾驶员识别信号D。
图10示意性地示出了根据第二实施例的修改实例的操作者识别设备200的构造。如图10所示，除了根据第二实施例的操作者识别设备2的组成元件之外，操作者识别设备200还包括检测器16c和开关17d。在图10中，与操作者识别设备2的构造和功能相同的组成元件用与表示操作者识别设备2中对应组成元件的附图标记相同的附图标记表示。以下将仅仅针对与操作者识别设备2的不同之处来说明操作者识别设备200。
开关17d由控制器18控制并且将乘客座椅22的座椅电极14在第一周期中电连接至检测器16c而在第二周期中电连接至振荡器12。
因此，在振荡器11连接至座椅电极13并且输出驾驶员识别信号D的第一周期中，如果驾驶员和乘客彼此身体接触，那么操作者识别设备200可以借助检测器16c检测已经经过驾驶员和乘客的驾驶员识别信号D。因此，在第一周期中，如果由检测器16a检测到的识别信号的最大振幅的绝对值大于阈值Tha但由检测器16c检测到的识别信号的最大振幅的绝对值不大于阈值Thb，那么控制器18确定驾驶员已经操作车载设备。另一方面，在第一周期中，如果由检测器16c检测到的识别信号的最大振幅的绝对值大于阈值Thb，那么控制器18确定驾驶员和乘客都参与了车载设备的操作。在第二周期中，以与操作者识别设备2相同的方式，操作者识别设备200可以确定乘客是否已经操作车载设备以及是否驾驶员和乘客都参与了车载设备的操作。此外，在操作者识别设备200中，因为开关17c和17d被设定成使得振荡器11和12中的一个或另一个与相关联的座椅电极断开，所以仅仅从振荡器11和12中的一个或另一个输出的识别信号可以传递至检测器16a。因此，振荡器11和12可以被构造成持续地分别输出驾驶员识别信号D和乘客识别信号P。
根据这个实施例，在第一周期中以及在第二周期中，能够检查是否驾驶员和乘客彼此身体接触。
将参考图11说明本发明的第二实施例的另一个修改实例。
图11示意性地示出了根据第二实施例的另一个修改实例的操作者识别设备210的构造。操作者识别设备210与操作者识别设备200的不同之处在于，省略了开关17c和17d以及座椅电极13和14各自被相应地分为两个电绝缘的座椅电极13a和13b或座椅电极14a和14b。在图11中，与操作者识别设备200的构造和功能相同的组成元件用与表示操作者识别设备200中对应组成元件的附图标记相同的附图标记表示。以下将仅仅针对与操作者识别设备200的不同之处来说明操作者识别设备210。
在操作者识别设备210中，座椅电极13a电连接至振荡器11。座椅电极13b电连接至检测器16b。另一方面，座椅电极14a电连接至振荡器12。座椅电极14b电连接至检测器16c。
然后，在振荡器11输出驾驶员识别信号D的第一周期中，操作者识别设备210检查由检测器16a检测到的信号和由检测器16c检测到的信号，但是忽略由检测器16b检测到的信号。在第一周期中，如果驾驶员接触车载设备的操作单元20，那么从振荡器11输出的驾驶员识别信号D经过座椅电极13a、驾驶员和电极15传递至检测器16a。此外，在第一周期中，如果驾驶员和乘客彼此身体接触，那么从振荡器11输出的驾驶员识别信号D经过座椅电极13a、驾驶员、乘客和座椅电极14b传递至检测器16c。因此，在第一周期中，与操作者识别设备200中一样，基于由检测器16a检测到的识别信号的振幅的绝对值与阈值Tha之间的比较结果以及由检测器16c检测到的识别信号的振幅的绝对值与阈值Thb之间的比较结果，控制器18可以确定驾驶员是否已经操作车载设备并且可以确定是否驾驶员和乘客都参与了车载设备的操作。
另一方面，在振荡器12输出乘客识别信号P的第二周期中，操作者识别设备210检查由检测器16a检测到的信号和由检测器16b检测到的信号，但是忽略由检测器16c检测到的信号。在第二周期中，如果乘客接触车载设备的操作单元20，那么从振荡器12输出的乘客识别信号P经过座椅电极14a、乘客和电极15传递至检测器16a。此外，在第二周期中，如果驾驶员和乘客彼此身体接触，那么从振荡器12输出的乘客识别信号P经过座椅电极14a、乘客、驾驶员和座椅电极13b传递至检测器16b。因此，在第二周期中，与操作者识别设备200中一样，基于由检测器16a检测到的识别信号的振幅的绝对值与阈值Tha之间的比较结果以及由检测器16b检测到的识别信号的振幅的绝对值与阈值Thb之间的比较结果，控制器18可以确定乘客是否已经操作车载设备并且可以确定是否驾驶员和乘客都参与了车载设备的操作。这样，因为操作者识别设备210能够在不使用诸如开关的移动零件的情况下识别车载设备的操作者，所以能够获得高的容错能力。
将参考图12说明本发明的第二实施例的又一个修改实例。
图12示意性地示出了根据第二实施例的又一个修改实例的操作者识别设备220的构造。操作者识别设备220与操作者识别设备2的不同之处在于省略了开关17c并且座椅电极13被分为两个电绝缘的座椅电极13a和13b。在图12中，与操作者识别设备2的构造和功能相同的组成元件用与表示操作者识别设备2中对应组成元件的附图标记相同的附图标记表示。以下将仅仅针对与操作者识别设备2的不同之处来说明操作者识别设备220。
在操作者识别设备220中，座椅电极13a电连接至振荡器11。座椅电极13b电连接至检测器16b。
在振荡器11输出驾驶员识别信号D的第一周期中，操作者识别设备220检查由检测器16a检测到的信号，但是忽略由检测器16b检测到的信号。在第一周期中，如果驾驶员接触车载设备的操作单元20，从振荡器11输出的驾驶员识别信号D经过座椅电极13a、驾驶员和电极15传递至检测器16a。
另一方面，在振荡器12输出乘客识别信号P的第二周期中，操作者识别设备220检查由检测器16a检测到的信号和由检测器16b检测到的信号。在第二周期中，如果乘客接触车载设备的操作单元20，那么乘客识别信号P经过座椅电极14、乘客和电极15传递至检测器16a。此外，在第二周期中，如果驾驶员和乘客彼此身体接触，那么乘客识别信号P经过座椅电极14、乘客、驾驶员和座椅电极13b传递至检测器16b。
因此，通过与图9中所示的操作程序相同的程序，操作者识别设备220可以识别车载设备的操作者并且能够确定是否驾驶员和乘客都参与了操作。
将参考图13说明本发明的第二实施例的再一个修改实例。
图13示意性地示出了根据第二实施例的再一个修改实例的操作者识别设备230的构造。操作者识别设备230与操作者识别设备220的不同之处在于，省略了第二振荡器12并且振荡器11的连接由开关17e改变。在图13中，与操作者识别设备220的构造和功能相同的组成元件用与表示操作者识别设备220中对应组成元件的附图标记相同的附图标记表示。以下将仅仅针对与操作者识别设备220的不同之处来说明操作者识别设备230。
在第一周期中，操作者识别设备230中的开关17e将振荡器11连接至座椅电极13a。另一方面，在第二周期中，开关17e将振荡器11连接至座椅电极14。当开关17e以这种方式操作时，振荡器11具有操作者识别设备220的振荡器12的功能。也就是，在第二周期中，从振荡器11输出的识别信号用作乘客识别信号P。因此，虽然仅仅使用一个振荡器，但是采用与操作者识别设备220相同的方式，操作者识别设备230可以识别车载设备的操作者并且能够确定是否驾驶员和乘客都参与了操作。
将参考图14说明本发明的第二实施例的还一个修改实例。
图14示意性地示出了根据第二实施例的还一个修改实例的操作者识别设备240的构造。操作者识别设备240与操作者识别设备230的不同之处在于，使用单个座椅电极13而不是座椅电极13a和13b，并且座椅电极13的连接由开关17f改变。在图14中，与操作者识别设备230的构造和功能相同的组成元件用与表示操作者识别设备230中对应组成元件的附图标记相同的附图标记表示。以下将仅仅针对与操作者识别设备230的不同之处来说明操作者识别设备240。
在第一周期中，操作者识别设备240中的开关17e和17f将振荡器11连接至座椅电极13。另一方面，在第二周期中，开关17e将振荡器11连接至座椅电极14。开关17f将座椅电极13连接至振荡器16b。当开关17e和17f以这种方式操作时，振荡器11具有操作者识别设备220的振荡器12的功能。即使在驾驶员座椅中仅仅安装有一个座椅电极，在第二周期中检测器16b也能检测到经过乘客和驾驶员两者的识别信号。
因此，采用与操作者识别设备230相同的方式，操作者识别设备240可以识别车载设备的操作者并且能够确定是否驾驶员和乘客都参与了操作。
接下来，将说明根据本发明第三实施例的操作者识别设备。
在根据本发明第三实施例的操作者识别设备中，振幅和频率相同但是相位彼此相反的识别信号分别同时地传输至驾驶员座椅和乘客座椅。在操作者识别设备的操作中，当操作者接触设置在车载设备的操作单元上的电极时，检测器检测到流过接触电极的操作者并且流过电极的识别信号，以识别操作车载设备的操作者。另一方面，当驾驶员和乘客彼此身体接触时或者当驾驶员和乘客同时接触操作单元时，识别信号彼此抵消并且其振幅降低；利用这一点，操作者识别设备仅仅检测到具有较大振幅的识别信号并且由此检测到仅仅乘员(驾驶员或乘客)已经操作车载设备。
图15是根据本发明第三实施例的操作者识别设备3的构造示意图。如图15所示，操作者识别设备3包括两个振荡器11和12、两个座椅电极13和14、电极15、检测器16以及控制器18。在图15中，与操作者识别设备1的组成元件的构造和功能相同的组成元件用与表示操作者识别设备1中对应组成元件的附图标记相同的附图标记表示。以下将仅仅针对与操作者识别设备1的不同之处来说明操作者识别设备3。
振荡器11电连接到安装在驾驶员座椅21中的座椅电极13上。向座椅电极13提供驾驶员识别信号D。驾驶员识别信号D是以指定频率振荡的信号波，并且可以以例如矩形波、正弦波或锯齿形波的形式产生。指定频率可以设定为等于这样一种频率，即在当驾驶员单次操作车载设备时他或她保持接触车载设备的操作单元20期间输出多个信号波，该频率设定为例如1kHz或2kHz。
另一方面，振荡器12电连接到安装在乘客座椅22中的座椅电极14上。振荡器12产生乘客识别信号P。乘客识别信号P是频率和振幅与驾驶员识别信号D基本上相同的信号波。
振荡器11和12由控制器18控制，以彼此同步地进行操作，并且驾驶员识别信号D和乘客识别信号P的相位相反。
电极15电连接至检测器16。当驾驶员接触车载设备的操作单元20时，电极15将驾驶员识别信号D传递至检测器16。同样，当乘客接触操作单元20时，电极15将乘客识别信号P传递至检测器16。
检测器16检测经由电极15传递至该检测器的驾驶员识别信号D或乘客识别信号P。当驾驶员操作车载设备的操作单元20时，检测器16测量经由由振荡器11、座椅电极13、驾驶员和电极15形成的回路中的电极15传递的信号的电压。当乘客操作车载设备的操作单元20时，检测器16测量经由由振荡器12、座椅电极14、乘客和电极15形成的回路中的电极15传递的信号的电压。
检测器16将信号波形的测量结果(例如，测量的电压的最大值和最小值)传输给控制器18。
控制器18控制振荡器11和12。此外，基于从检测器16接收的信号波形的测量结果，控制器18确定操作车载设备的人员是驾驶员还是乘客。控制器18还检查是否驾驶员和乘客都参与了车载设备的操作。与第一实施例中一样，句子“驾驶员和乘客都参与了车载设备的操作”不仅指的是驾驶员和乘客彼此身体接触的同时驾驶员或乘客接触车载设备的操作单元的情况，而且还指的是驾驶员和乘客同时接触操作单元而不管驾驶员和乘客是否彼此身体接触的情况。
将参考图16(a)至图16(d)的时间图说明控制器18识别车载设备的操作者的操作者识别过程。图16(a)示出了驾驶员识别信号D的信号波形1001和乘客识别信号P的信号波形1002。图16(b)示出了当驾驶员接触车载设备的操作单元20时检测器16检测到的波形1003。图16(c)示出了当乘客接触车载设备的操作单元20时检测器16检测到的波形1004。此外，图16(d)示出了当驾驶员和乘客彼此身体接触的同时驾驶员或乘客接触车载设备的操作单元20时检测器16检测到的波形1005。在图16(a)至图16(d)中，横坐标表示实耗时间。在图16(a)至图16(d)中，纵坐标表示电压，而且A表示基准电压。检测器16测量的电压的最大值或最小值与基准电压A之间的差表示由检测器16检测到的信号的最大振幅。
在振荡器11输出驾驶员识别信号D的周期期间，如果坐在驾驶员座椅21中的驾驶员接触操作单元20来操作车载设备，那么驾驶员识别信号D经过座椅电极13、驾驶员和电极15流至检测器16。结果，如图16(b)所示，检测器16可以检测到以与驾驶员识别信号D相同的周期振荡的较大振幅的信号。
同样，在振荡器12输出乘客识别信号P的周期期间，如果坐在乘客座椅22中的乘客接触车载设备的操作单元20，那么从振荡器12输出的乘客识别信号P经过座椅电极14、乘客和电极15流至检测器16。结果，如图16(c)所示，检测器16可以检测到以与乘客识别信号P相同的周期振荡的较大振幅的信号。
此外，如果驾驶员和乘客彼此身体接触的同时驾驶员或乘客接触车载设备的操作单元20、或者如果驾驶员和乘客同时接触操作单元20而不管驾驶员和乘客是否彼此身体接触，那么驾驶员识别信号D和乘客识别信号P都经由电极15流至检测器16。在这个实施例中，驾驶员识别信号D和乘客识别信号P的振幅和频率相同但是相位相反，如前所述。结果，在检测器16处，驾驶员识别信号D和乘客识别信号P彼此抵消。因此，在这种情况下由检测器16检测到的识别信号的振幅小于驾驶员识别信号D和乘客识别信号P中的仅仅一个或另一个传递至检测器16的情况下的振幅。
接下来，以下将参考图17所示的流程图说明操作程序，控制器18通过该操作程序实施操作者识别过程。
首先，当车载设备检测到其操作单元20被操作并且指示操作者识别设备3开始操作者识别过程时，控制器18使得振荡器11向座椅电极13输出驾驶员识别信号D。控制器18还使得振荡器12向座椅电极14输出振幅和频率与驾驶员识别信号D相同但是相位与驾驶员识别信号D相反的乘客识别信号P(步骤1101)。
接下来，控制器18检查由检测器16检测到的信号的最大振幅的绝对值是否超过预定阈值Thc(步骤S1102)。如果在步骤S1102中检测到的信号的最大振幅的绝对值大于阈值Thc，那么控制器18确定已经检测到驾驶员识别信号D或乘客识别信号P。然后，控制器18检查检测到的信号是驾驶员识别信号D还是乘客识别信号P(步骤S1103)。
在步骤S1103中，如果在驾驶员识别信号D的正向摆动期间由检测器16检测到的信号的振幅大于预定阈值Thc，那么控制器18确定已经检测到驾驶员识别信号D。同样，如果在驾驶员识别信号D的负向摆动期间检测到的信号的振幅小于阈值Thc，那么控制器18可以确定已经检测到驾驶员识别信号D。
相反，如果在乘客识别信号P的正向摆动期间由检测器16检测到的信号的振幅大于阈值Thc，那么控制器18确定已经检测到乘客识别信号P。同样，如果在乘客识别信号P的负向摆动期间检测到的信号的振幅小于阈值Thc，那么控制器18可以确定已经检测到乘客识别信号P。
此外，控制器18可以将检测到的信号与阈值Thc进行多次比较，以防止由于噪声等导致的错误的检测。例如，如果在驾驶员识别信号D的正向摆动期间检测到的超过阈值Thc的信号的振幅、或者在驾驶员识别信号D的负向摆动期间检测到的超过阈值Thc的信号的振幅，已经被多次检测，那么控制器18可以确定已经检测到驾驶员识别信号D。这里，因为乘客识别信号P与驾驶员识别信号D相位相反，所以清楚的是，检测器16不可能同时检测沿正向或负向摆动的两个识别信号。
如果在步骤S1103中确定检测到的信号是驾驶员识别信号D，那么控制器18确定驾驶员已经操作了操作单元20(步骤S1104)。另一方面，如果确定检测到的信号是乘客识别信号P，那么控制器18确定乘客已经操作了操作单元20(步骤S1105)。
另一方面，如果在步骤S1102由检测器16检测到的信号的最大振幅的绝对值不大于阈值Thc，那么控制器18确定驾驶员和乘客都参与了车载设备的操作(步骤S1106)。
在上述过程终止之后，控制器18向车载设备发送表示操作者识别结果的操作者识别信号。
阈值Thc被确定成满足以下条件。
Figure BPA00001311571000401
这里，NoiseFloor是本底噪声。V较小表示当驾驶员识别信号D或乘客识别信号P仅各自经过驾驶员或乘客而传递至检测器16时，并且当驾驶员和乘客彼此没有身体接触时，与驾驶员识别信号D或乘客识别信号P的振幅对应的电压值，取其中较小的值。V操作者表示当驾驶员和乘客彼此身体接触时，与仅经过驾驶员或乘客而传递至检测器16的驾驶员识别信号D或乘客识别信号P的振幅对应的电压值，无论哪一个乘员接触操作单元20。此外，V接触者表示与经过驾驶员和乘客两者而传递至检测器16的驾驶员识别信号D或乘客识别信号P的振幅对应的电压值。Vm1和Vm2都是用于防止错误的检测的裕度值。此外，α和β分别是V操作者和V接触者的衰减因子。
如公式(2)所示，阈值Thc被设定为大于由V操作者与α的商和V接触者与β的商之间的差的绝对值加上裕度值Vm2所获得的值。原因在于，驾驶员识别信号D与乘客识别信号P相位相反，并且在检测器16处，当驾驶员和乘客彼此身体接触时驾驶员识别信号D和乘客识别信号P彼此抵消。衰减因子α和β由以下公式给出
Figure BPA00001311571000402
这里，Z操作者是当驾驶员和乘客彼此身体接触时驾驶员或乘客的接地阻抗，无论哪一个乘员接触操作单元20。另一方面，Z接触者是当驾驶员和乘客彼此身体接触时驾驶员或乘客的接地阻抗，无论哪一个乘员都不接触操作单元20。当驾驶员和乘客彼此身体接触时，可以认为接地阻抗已经加入到接触操作单元20的乘员和没有接触操作单元20的乘员两者。因此，假设检测器16的输入阻抗足够大，Z操作者和Z接触者的分压比(voltage dividing ratios)的倒数提供相应的衰减因子α和β。
此外，如公式(2)所示，阈值Thc被设定为等于裕度值V较小减去Vm1所获得的值。结果，当驾驶员和乘客彼此没有身体接触时，可以防止仅经过驾驶员或乘客传递至检测器16的识别信号的最大振幅变得等于或小于Thc。因此，当乘员彼此没有身体接触时，控制器18可以可靠地检测哪一个乘员(驾驶员或乘客)已经操作了操作单元20。
如上所述，通过同时提供相位彼此相反的驾驶员识别信号和乘客识别信号以及通过由检测器16借助设置在车载设备的操作单元20上的电极检测识别信号，根据本发明第三实施例的操作者识别设备3能够识别哪一个乘员(驾驶员或乘客)已经操作了车载设备。此外，在操作者识别设备3中，当驾驶员和乘客彼此身体接触时，驾驶员识别信号D和乘客识别信号P彼此抵消，并且当由检测器16检测时其振幅降低。因此，通过检查由检测器16检测到的识别信号的振幅是否小于在识别信号中仅仅任一个传递至检测器16的情况下的振幅，操作者识别设备3可以确定是否驾驶员和乘客都参与了车载设备的操作。
接下来，将说明导航系统，该导航系统做为使用上述操作者识别设备的车载设备的实例。
图18是结合有上述操作者识别设备的导航系统4的功能性框图。除了操作者识别设备41之外，导航系统4还包括位置检测单元42、道路信息存储单元43、操作单元44、存储单元45、通信单元46和控制单元47。
根据本发明上述实施例中任一个的操作者识别设备可以用作操作者识别设备41。当经由操作单元44执行任意类型的操作时，操作者识别设备41向控制单元47传输操作者识别信号，该操作者识别信号表示哪一个乘员(驾驶员或乘客)已经操作了操作单元44、并且表示是否驾驶员和乘客都参与了导航系统4的操作。这里，句子“驾驶员和乘客都参与了导航系统4的操作”不仅指的是在驾驶员和乘客彼此身体接触时驾驶员或乘客接触操作单元44的情况，还指的是驾驶员和乘客同时接触操作单元44而不管他们是否彼此身体接触的情况，如前所述。
位置检测单元42检测装备有导航系统4的车辆的当前位置和航向方向。为此，位置检测单元42包括传感器和GPS接收器，传感器为诸如地磁传感器的、陀螺仪和距离传感器。地磁传感器用来获取绝对航向，而陀螺仪用来检测相对航向。距离传感器用来基于车辆速度脉冲信号计算从出发点行驶的距离。GPS接收器基于从形成GPS(全球定位系统)的GPS卫星接收的信息获得车辆当前位置的纬度和经度。通过组合这些信息片段，位置检测单元42检测车辆的当前位置和航向方向。地磁传感器、陀螺仪、距离传感器和GPS接收器是现有技术中公知的，因此在这里不再详细讨论。通过组合来自各个传感器的信息检测车辆的当前位置和航向方向的方法也是现有技术中公知的，因此在这里不再详细讨论。
位置检测单元42以预定的距离或时间间隔检测车辆的当前位置和航向方向，以用于向控制单元47传输。
道路信息存储单元43获取道路地图并且将该道路地图传输至控制单元47，该道路地图包括含有车辆当前位置的区域的道路信息。为此，道路信息存储单元43包括例如记录介质和读取该记录介质的装置，记录介质为例如其上记录有地图信息的DVD或CD。道路信息包括例如表示交叉路口的节点和表示连接在交叉路口之间的道路的线路。每个节点都与节点的识别信息、节点的位置、连接到节点上的线路的识别信息等相关。每个线路都与线路的识别信息、线路的位置和长度、道路的类型(例如普通道路或高速公路)、涉及单向交通的信息等相关。道路信息存储单元43可以被构造成经由无线电通信网络从服务器获取地图信息。
操作单元44是用于操作导航系统4的用户界面。为此，操作单元44由例如触摸面板显示器构造成。在检测到在操作单元44上进行操作的情况下，操作单元44向控制单元47发送表示操作类型的信号。此外，操作者识别设备41的电极设置在操作单元44上，使得当驾驶员或乘客通过接触操作该操作单元44时，驾驶员识别信号D或乘客识别信号P经由电极传递至检测器，如前所述。
如果操作单元44在被驾驶员或其他乘员接触的部分中具有透明导电膜，例如电阻膜或电容式触摸面板，如上所述，那么透明导电膜可以用作操作者识别设备41的电极。
存储单元45包括例如可变的非挥发性半导体存储器或磁性记录介质以及用于对其进行读取的装置。存储单元45用来存储由控制单元47执行的程序以及程序中使用的各种安装参数。
通信单元46包括通信界面及其外围电路，该通信界面用于经由车内网络与车辆内的其他装置通信。通信单元46经由车内网络获取由安装在车辆内的诸如车速传感器的各类传感器检测到的传感器信号。
控制单元47包括一个或多个未示出的微型计算机及其外围电路，该微型计算机每个都包括CPU、ROM、RAM等。控制单元47控制导航系统4的各个单元。例如，基于从位置检测单元42获得的车辆的当前位置等，控制单元47从道路信息存储单元43获取地图，该地图包括含有车辆当前位置的区域的道路信息。然后，控制单元47通过在所获取的地图上放置表示车辆当前位置的符号来产生图像数据，并且在导航系统4的显示器上呈现该图像数据以用于查看。控制单元47还包括路线确定单元48，路线确定单元48作为在控制单元47的CPU上执行的软件模块。路线确定单元48基于经由操作单元44输入的目的地并且基于车辆的当前位置、地图信息等计算从当前位置到目的地的最短路线。然后，基于由此计算的最短路线，控制单元47通过在车辆接近交叉路口时在显示器上视觉地和/或听觉地呈现诸如直行、右转或左转的航向信息来向驾驶员提供路线引导指示。
此外，当从操作单元44输入操作信号时，控制单元47将指示传输给操作者识别设备41，以开始操作者识别过程。然后，当从操作者识别设备41接收操作者识别信号时，如果车辆正在运动，那么控制单元47基于操作者识别信号确定能够还是不能够执行输入的操作。在本实施例中，如果从安装在车辆内的车速传感器(未示出)获取的车速不慢于预定的速度，例如5km/h或更高，那么控制单元47确定车辆正在运动。然后，如果操作者识别信号表示驾驶员已经执行该操作或者驾驶员和乘客都参与了导航系统4的操作，那么控制单元47使得该操作不能被执行。另一方面，如果操作者识别信号表示乘客或第三人已经执行该操作，那么控制单元47使得该操作能够被执行并且执行与该操作匹配的处理过程。如果从车速传感器获取的车速慢于预定的速度，例如慢于5km/h，那么控制单元47确定车辆静止，并且使得无论操作者是谁都能够执行该操作。
这样，因为当车辆运动时驾驶员不能够在导航系统4上执行任何操作，所以能够降低在行驶期间驾驶员的注意力集中于操作导航系统4的可能性，从而用来增强车辆行驶期间的安全性。此外，当接收的操作者识别信号表示驾驶员和乘客都参与了导航系统4的操作时，如果车辆正在运动，那么导航系统4不能执行该操作并且由此禁止驾驶员执行非法操作；这也用来增强车辆运动期间的安全性。
根据本发明的操作者识别设备还可以应用于其他的车载设备，例如音频系统，并且以如上所述相同的方式使得车辆行驶期间驾驶员的操作不能被执行。更具体地，当经由操作单元执行操作时，车载设备的控制单元指示操作者识别设备开始操作者识别过程，与上述导航系统中一样。然后，基于从操作者识别设备接收的操作者识别信号，控制单元确定是能够执行该操作还是不能执行该操作。如果确定能够执行该操作，那么操作单元执行与该操作相对应的处理过程(例如，调节音量、改变无线电台、播放CD播放器等，如果车载设备是音频系统的话)。当本发明应用于与车辆的操作相关的设备时，该设备可以被构造成仅仅在从操作者识别设备接收到的操作者识别信号表示执行该操作的人员是驾驶员时才能够执行该操作。根据本发明的操作者识别设备还能够用在除了车辆应用之外的其他应用中。当在除了车辆应用之外的其他应用中使用根据本发明的操作者识别设备时，分别安装在驾驶员座椅和乘客座椅中的座椅电极应当安装在分别接触待识别的第一和第二操作者的区域中。然后，用于向检测器传递第一操作者识别信号(对应于驾驶员识别信号)和第二操作者识别信号(对应于乘客识别信号)的电极应当设置在第一和第二操作者都能够接触进行操作的部分中。
此外，根据本发明的操作者识别设备可以与操作者待识别的目标设备结合成一体。当操作者识别设备一体地结合到目标设备中时，目标设备的控制单元可以被构造成具有操作者识别设备的控制器的功能。
如上所述，在不脱离本发明的范围的情况下，本领域技术人员可以进行各种改变和修改，以匹配任何实施模式。

Claims (22)

1.一种操作者识别设备，其用于识别已经操作具有操作单元的设备的操作者，所述操作者识别设备包括：
第一振荡器，用于输出第一识别信号；
第一电极，连接至所述第一振荡器并且设置成能够将所述第一识别信号传递至第一操作者；
第二振荡器，用于输出第二识别信号，所述第二识别信号具有与所述第一识别信号不同的信号特征；
检测器阵列，包括至少一个检测器，所述至少一个检测器用于检测所述第一识别信号或所述第二识别信号；
第二电极，用于在所述第一振荡器输出所述第一识别信号且所述第二振荡器输出所述第二识别信号的第一周期期间，将所述第二识别信号传递至第二操作者；并且所述第二电极用于在所述第一振荡器输出所述第一识别信号的、但是与所述第一周期不同的第二周期期间，当所述第一识别信号经由所述第一操作者联接至所述第二操作者时，将所述第一识别信号传递至所述检测器阵列；
第三电极，设置在所述操作单元上，所述第三电极用于当所述第一操作者或所述第二操作者接触所述操作单元时将所述第一识别信号或所述第二识别信号传递至所述检测器阵列；以及
控制器，连接至所述检测器阵列，其中
当所述检测器阵列在所述第一周期期间检测到所述第一识别信号，但是在所述第二周期期间没有检测到所述第一识别信号时，所述控制器确定所述第一操作者已经操作所述操作单元，以及
当所述检测器阵列在所述第二周期期间检测到所述第一识别信号时，所述控制器确定所述第一操作者和所述第二操作者两者都参与了所述设备的操作。
2.根据权利要求1所述的操作者识别设备，其还包括开关，所述开关用于在所述第一周期期间将所述第三电极连接至所述检测器阵列并且将所述第二振荡器连接至所述第二电极；并且所述开关用于在所述第二周期期间将所述第二电极连接至所述检测器阵列并且将所述第二振荡器与所述第二电极断开。
3.根据权利要求1所述的操作者识别设备，其中所述检测器阵列包括第一检测器和第二检测器，所述第一检测器用于在所述第一周期期间检测所述第一识别信号或所述第二识别信号，所述第二检测器用于在所述第二周期期间检测所述第一识别信号，以及
所述第三电极连接至所述第一检测器，并且其中
所述操作者识别设备还包括开关，所述开关用于在所述第一周期期间将所述第二振荡器连接至所述第二电极、并且用于在所述第二周期期间将所述第二检测器连接至所述第二电极。
4.根据权利要求1所述的操作者识别设备，其中所述第二电极包括第一子电极和第二子电极，所述第一子电极连接至所述第二振荡器，并且其中
所述操作者识别设备还包括开关，所述开关用于在所述第一周期期间将所述第三电极连接至所述检测器阵列，并且用于在所述第二周期期间将所述第二子电极连接至所述检测器阵列。
5.根据权利要求1所述的操作者识别设备，其中所述检测器阵列包括第一检测器和第二检测器，所述第一检测器用于在所述第一周期期间检测所述第一识别信号或所述第二识别信号，所述第二检测器用于在所述第二周期期间检测所述第一识别信号，以及
所述第三电极连接至所述第一检测器，以及
所述第二电极包括第一子电极和第二子电极，所述第一子电极连接至所述第二振荡器，所述第二子电极连接至所述第二检测器。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的操作者识别设备，其中当所述检测器阵列在所述第一周期期间检测到所述第二识别信号并且在所述第二周期期间没有检测到所述第一识别信号时，所述控制器确定所述第二操作者已经操作所述操作单元。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的操作者识别设备，其中所述第一识别信号和所述第二识别信号具有相同的振荡频率、但是相位彼此相反，并且其中
在所述第一周期中，当所述检测器阵列检测到的信号的相位和频率与所述第一识别信号相同时，所述控制器确定已经检测到所述第一识别信号，而当所述检测器阵列检测到的信号的相位和频率与所述第二识别信号相同时，所述控制器确定已经检测到所述第二识别信号。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的操作者识别设备，其中所述第一识别信号和所述第二识别信号具有不同的振荡频率，并且其中
在所述第一周期中，当所述检测器阵列检测到的信号的频率与所述第一识别信号相同时，所述控制器确定已经检测到所述第一识别信号，而当所述检测器阵列检测到的信号的频率与所述第二识别信号相同时，所述控制器确定已经检测到所述第二识别信号。
9.一种操作者识别设备，其用于识别已经操作具有操作单元的设备的操作者，所述操作者识别设备包括：
振荡器阵列，包括至少一个振荡器，所述至少一个振荡器用于在第一周期期间输出第一识别信号并且用于在与所述第一周期不同的第二周期期间输出第二识别信号；
第一电极，设置成能够将所述第一识别信号传递至第一操作者；
第二电极，设置成能够将所述第二识别信号传递至第二操作者；
第一检测器，用于检测所述第一识别信号或所述第二识别信号；
第三电极，设置在所述操作单元上且连接至所述第一检测器，所述第三电极用于当所述第一操作者或所述第二操作者接触所述操作单元时将所述第一识别信号或所述第二识别信号传递至所述第一检测器；
第二检测器，用于在所述第二周期期间检测经过所述第二操作者和所述第一操作者的所述第二识别信号；以及
控制器，连接至所述第一检测器和所述第二检测器，其中
当所述第一检测器在所述第一周期期间检测到所述第一识别信号并且当在所述第二周期期间所述第一检测器和所述第二检测器都没有检测到所述第二识别信号时，所述操作者确定所述第一操作者已经操作所述操作单元，以及
当所述第二检测器在所述第二周期期间检测到所述第二识别信号时，所述控制器确定所述第一操作者和所述第二操作者两者都参与了所述设备的操作。
10.根据权利要求9所述的操作者识别设备，其中所述振荡器阵列包括第一振荡器和第二振荡器，所述第一振荡器用于输出所述第一识别信号，所述第二振荡器用于输出所述第二识别信号，以及
所述第二振荡器在所述第二周期期间连接至所述第二电极，并且其中
所述操作者识别设备还包括开关，所述开关用于在所述第一周期期间将所述第一电极连接至所述第一振荡器、并且用于在所述第二周期期间将所述第一电极连接至所述第二检测器。
11.根据权利要求9所述的操作者识别设备，其中所述振荡器阵列包括第一振荡器和第二振荡器，所述第一振荡器用于输出所述第一识别信号，所述第二振荡器用于输出所述第二识别信号，
所述第一振荡器连接至所述第一电极，所述第一振荡器被控制成在所述第二周期期间不输出所述第一识别信号，
所述第二振荡器连接至所述第二电极，并且其中
所述操作者识别设备还包括连接至所述第二检测器的第四电极，所述第四电极用于将经过所述第二操作者和所述第一操作者的所述第二识别信号传递至所述第二检测器。
12.根据权利要求9所述的操作者识别设备，其还包括：
开关，用于在所述第一周期期间将所述振荡器阵列连接至所述第一电极，并且用于在所述第二周期期间将所述振荡器阵列连接至所述第二电极；以及
第四电极，连接至所述第二检测器，所述第四电极用于将经过所述第二操作者和所述第一操作者的所述第二识别信号传递至所述第二检测器。
13.根据权利要求9所述的操作者识别设备，其还包括开关，所述开关用于在所述第一周期期间将所述振荡器阵列连接至所述第一电极、而且用于在所述第二周期期间将所述振荡器阵列连接至所述第二电极并将所述第一电极连接至所述第二检测器。
14.根据权利要求9至13中任一项所述的操作者识别设备，其中当所述第一检测器在所述第一周期期间没有检测到所述第一识别信号时，并且当在所述第二周期期间所述第一检测器检测到所述第二识别信号但所述第二检测器没有检测到所述第二识别信号时，所述控制器确定所述第二操作者已经操作所述操作单元。
15.一种操作者识别设备，其用于识别已经操作具有操作单元的设备的操作者，所述操作者识别设备包括：
第一振荡器，用于输出以预设频率振荡的第一识别信号；
第一电极，连接至所述第一振荡器并且设置成能够将所述第一识别信号传递至第一操作者；
第二振荡器，用于输出第二识别信号，所述第二识别信号的频率和振幅与所述第一识别信号相同、但相位与所述第一识别信号相反；
第二电极，连接至所述第二振荡器并且设置成能够将所述第二识别信号传递至第二操作者；
检测器，用于检测所述第一识别信号或所述第二识别信号；
第三电极，设置在所述操作单元上且连接至所述检测器，所述第三电极用于当所述第一操作者或所述第二操作者接触所述操作单元时将所述第一识别信号或所述第二识别信号传递至所述检测器；以及
控制器，连接至所述检测器，其中
当所述检测器检测到所述第一识别信号时，所述控制器确定所述第一操作者已经操作所述操作单元，
当所述检测器检测到的信号的最大振幅小于通过组合所述第一识别信号和所述第二识别信号所产生的信号的振幅时，所述控制器确定既没有检测到所述第一识别信号也没有检测到所述第二识别信号，以及
当所述检测器既没有检测到所述第一识别信号也没有检测到所述第二识别信号时，所述控制器确定所述第一操作者和所述第二操作者两者都参与了所述设备的操作。
16.根据权利要求15所述的操作者识别设备，其中当所述检测器检测到的信号的相位与所述第一识别信号相同时，所述控制器确定已经检测到所述第一识别信号，而当所述检测器检测到的信号的相位与所述第二识别信号相同时，所述控制器确定已经检测到所述第二识别信号。
17.根据权利要求15或16所述的操作者识别设备，其中当所述检测器检测到所述第二识别信号时，所述控制器确定所述第二操作者已经操作所述操作单元。
18.一种操作者识别方法，其用于识别已经操作具有操作单元的设备的操作者，所述操作者识别方法包括以下步骤：
在第一周期中，向第一电极提供由第一振荡器产生的第一识别信号并且向第二电极提供由第二振荡器产生的第二识别信号，所述第一电极设置成能够将所述第一识别信号传递至第一操作者，所述第二识别信号具有与所述第一识别信号不同的特征，所述第二电极设置成能够将所述第二识别信号传递至第二操作者；
在所述第一周期中，通过所述检测器检测当所述操作单元被所述第一操作者或所述第二操作者接触时经由设置在所述操作单元上的第三电极传递至所述检测器的所述第一识别信号或所述第二识别信号；
在与所述第一周期不同的第二周期中，将所述第一识别信号从所述第一振荡器提供至所述第一电极，并且由所述检测器检测经过所述第一操作者和所述第二操作者传递至所述检测器的所述第一识别信号；
当所述检测器在所述第二周期期间检测到所述第一识别信号时，确定所述第一操作者和所述第二操作者两者都参与了所述设备的操作；以及
当所述检测器在所述第二周期期间没有检测到所述第一识别信号但是在所述第一周期期间检测到所述第一识别信号时，确定所述第一操作者已经操作所述操作单元。
19.一种操作者识别方法，其用于识别已经操作具有操作单元的设备的操作者，所述操作者识别方法包括以下步骤：
在第一周期中，向第一电极提供由包括至少一个振荡器的振荡器阵列产生的第一识别信号，所述第一电极设置成能够将所述第一识别信号传递至第一操作者；
在所述第一周期中，通过第一检测器检测当所述操作单元被所述第一操作者接触时传递至所述第一检测器的所述第一识别信号，所述第一检测器连接到设置在所述操作单元上的第三电极；
在与所述第一周期不同的第二周期中，向第二电极提供由所述振荡器阵列产生的第二识别信号，所述第二电极设置成能够将所述第二识别信号传递至第二操作者；
在所述第二周期中，通过所述第一检测器检测当所述操作单元被所述第二操作者接触时传递至所述第一检测器的所述第二识别信号；
在所述第二周期中，通过第二检测器检测已经经过所述第一操作者和所述第二操作者的所述第二识别信号；
当所述第一检测器在所述第一周期期间检测到所述第一识别信号时并且当在所述第二周期期间所述第一检测器和所述第二检测器都没有检测到所述第二识别信号时，确定所述第一操作者已经操作所述操作单元；以及
当所述第二检测器在所述第二周期期间检测到所述第二识别信号时，确定所述第一操作者和所述第二操作者两者都参与了所述设备的操作。
20.一种操作者识别方法，其用于识别已经操作具有操作单元的设备的操作者，所述操作者识别方法包括以下步骤：
向第一电极提供由第一振荡器产生的以预设频率振荡的第一识别信号并且向第二电极提供由第二振荡器产生的第二识别信号，所述第一电极设置成能够将所述第一识别信号传递至第一操作者，所述第二识别信号的频率和振幅与所述第一识别信号相同但是相位与所述第一识别信号相反，所述第二电极设置成能够将所述第二识别信号传递至第二操作者；
当所述操作单元被所述第一操作者或所述第二操作者接触时，通过检测器检测传递至所述检测器的所述第一识别信号或所述第二识别信号，所述检测器连接至设置在所述操作单元上的第三电极；
当所述检测器检测到所述第一识别信号时，确定所述第一操作者已经操作所述操作单元；以及
当所述检测器既没有检测到所述第一识别信号也没有检测到所述第二识别信号时，确定所述第一操作者和所述第二操作者两者都参与了所述设备的操作，其中当所述检测器检测到的信号的最大振幅小于通过组合所述第一识别信号和所述第二识别信号所产生的信号的振幅时，所述控制器确定既没有检测到所述第一识别信号也没有检测到所述第二识别信号。
21.一种车载设备，其包括：
根据权利要求1至18中任一项所述的操作者识别设备；
操作单元；以及
控制单元，用于响应于第一操作者或第二操作者经由所述操作单元已经执行的操作来执行处理过程，并且其中
当在车辆行驶期间操作所述操作单元时，如果从所述操作者识别设备接收到表示所述第一操作者已经执行所述操作单元的信号或者接收到表示所述第一操作者和所述第二操作者两个都参与了所述操作的信号，那么所述控制单元使得所述操作不能被执行。
22.一种安装在车辆中的导航系统，其包括：
位置检测单元，用于检测所述车辆的当前位置；
地图存储单元，用于存储道路地图信息；
操作单元；
路线确定单元，用于基于经由所述操作单元输入的目的地信息并且基于由所述位置检测单元检测到的所述车辆的当前位置以及存储在所述地图存储单元中的地图信息来确定从所述车辆的当前位置到目的地的路线；
显示器单元，用于显示所述路线；
第一振荡器，用于输出第一识别信号；
第一电极，连接至所述第一振荡器并且设置成能够将所述第一识别信号传递至车辆驾驶员；
第二振荡器，用于输出第二识别信号，所述第二识别信号具有与所述第一识别信号不同的信号特征；
检测器阵列，包括至少一个检测器，所述至少一个检测器用于检测所述第一识别信号或所述第二识别信号；
第二电极，用于在所述第一振荡器输出所述第一识别信号且所述第二振荡器输出所述第二识别信号的第一周期期间将所述第二识别信号传递至乘客，并且所述第二电极用于在所述第一振荡器输出所述第一识别信号的、但是与所述第一周期不同的第二周期期间，当所述第一识别信号经由所述车辆驾驶员联接至所述乘客时，将所述第一识别信号传递至所述检测器阵列；
第三电极，设置在所述操作单元上，所述第三电极用于当所述车辆驾驶员或所述乘客接触所述操作单元时将所述第一识别信号或所述第二识别信号传递至所述检测器阵列；以及
控制器，连接至所述检测器阵列，其中所述控制器包括：
操作者识别单元，用于当所述检测器阵列在所述第一周期期间检测到所述第一识别信号，但是在所述第二周期期间没有检测到所述第一识别信号时，确定所述车辆驾驶员已经操作了所述操作单元，并且所述操作者识别单元用于当所述检测器阵列在所述第二周期期间检测到所述第一识别信号时，确定所述车辆驾驶员和所述乘客两者都参与了所述操作；以及
控制单元，用于在从所述操作者识别单元接收到表示所述车辆驾驶员已经操作所述操作单元的信号或者表示所述车辆驾驶员和所述乘客两者都参与了所述操作的信号的情况下使得不能在所述操作单元上执行任何操作。
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