CN103578211B - 交通工具的警报系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及交通工具的警报系统和方法。提供了用于提供触觉反馈给交通工具占用者的方法和交通工具。在一个实施例中，该方法包括评估与交通工具相关的状况，基于评估的状况选择触觉警报的类型，基于所述触觉警报的类型和触觉致动器在交通工具座椅中的位置来选择要命令的触觉致动器的方式，基于所述触觉警报的类型选择要命令的多个工作触觉时长，基于所述触觉警报的类型选择工作触觉时长的持续时间和不工作触觉时长的持续时间，和基于所选触觉致动器的方式、所选数量的工作触觉时长、和所选的工作和不工作触觉时长的持续时间产生指示工作触觉时长的信号。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2012年6月22日提交的美国临时申请61/663516的权益，该文献通过引用并入本文。
技术领域
技术领域总体涉及驾驶员警报系统和方法，并且更具体地涉及与交通工具座椅组件相关联的触觉设备的控制系统和方法。
背景技术
碰撞避免系统向驾驶员报警可能存在于驾驶员的视线内的潜在的碰撞征兆（例如，由车载交通工具传感器检测的）或可能在驾驶员的视线外的（例如，从无线交通工具-交通工具通信、交通工具-基础设施通信、和/或交通工具-行人通信确定的）。碰撞避免系统可产生视觉和/或听觉警报来向交通工具驾驶员报警潜在的碰撞征兆。这些用于使驾驶员意识到需要注意的情况的典型的碰撞避免系统可能是分神的且费解的。这种分神和费解可能具有增加驾驶员响应时间并降低碰撞避免系统的有效性的可能。
因此，期望提供一种用于向交通工具的驾驶员报警的方法和系统，其使用触觉设备，尤其是产生更有效的触觉警报的改进的方法和系统。本发明的其它令人满意的特征和特点将从下面的具体描述和所附的权利要求并结合附图以及前面的技术领域和背景技术而变得易于理解。
发明内容
提供了一种用于向交通工具的占用者报警的方法。在一个实施例中，该方法包括评估与交通工具相关的状况，基于评估的状况选择触觉警报的类型，基于所述触觉警报的类型和触觉致动器在交通工具座椅中的位置来选择要命令的触觉致动器的方式，基于所述触觉警报的类型选择要命令的多个工作触觉时长，基于所述触觉警报的类型选择工作触觉时长的持续时间和不工作触觉时长的持续时间，和基于所选触觉致动器的方式、所选数量的工作触觉时长、和所选的工作和不工作触觉时长的持续时间产生指示工作触觉时长的信号。
提供了一种用于向交通工具的占用者报警的方法。在一个实施例中，该方法包括基于来自与交通工具相关联的传感器的数据评估与交通工具有关的状况，基于所评估的状况选择触觉警报的类型，基于所述触觉警报的类型和所评估的状况的位置来选择邻近驾驶员的右腿的触觉致动器和邻近驾驶员的左腿的触觉致动器中的至少一个，基于所述触觉警报的类型选择要命令的数个工作触觉时长，基于所述触觉警报的类型选择工作触觉时长的持续时间和非工作触觉时长的持续时间，并且基于所选的触觉致动器的方式、所选数量的工作触觉时长、和所选的工作和不工作触觉时长的持续时间产生指示工作触觉时长的信号。
提供一种交通工具，用于向占用者提供触觉反馈。在一个实施例中，交通工具包括座椅、第一触觉致动器、第二触觉致动器、和控制器。座椅具有用于支撑驾驶员的右腿的第一垫枕和用于支撑驾驶员的左腿的第二垫枕。第一触觉致动器被设置在第一垫枕内并且第二触觉致动器被设置在第二垫枕内。控制器与第一和第二触觉致动器通信并评估与交通工具有关的状况。基于所评估的状况选择触觉警报的类型，基于所述触觉警报的类型和被评估的状况的位置选择要命令的第一和第二触觉致动器的方式，基于触觉警报的类型选择要命令给第一和第二触觉致动器的数个工作触觉时长，基于触觉警报的类型选择工作触觉时长的持续时间和不工作触觉时长的持续时间；以及基于所选择的触觉致动器的方式、所选数量的工作触觉时长，和所选的工作和不工作触觉时长的持续时间产生指示工作触觉时长的信号。
本申请还提供了如下方案：
方案1. 一种方法，其包括：
评估与交通工具有关的状况；
基于所评估的状况选择触觉警报的类型；
基于触觉警报的类型和触觉致动器在交通工具的座椅中的位置选择要命令的触觉致动器的方式；
基于触觉警报的类型选择要命令的多个工作触觉时长；
基于触觉警报的类型选择工作触觉时长的持续时间和不工作触觉时长的持续时间；以及
基于所选择的触觉致动器的方式、所选数量的工作触觉时长，和所选的工作和不工作触觉时长的持续时间产生指示工作触觉时长的信号。
方案2. 如方案1所述的方法，其中选择要命令的触觉致动器的方式包括基于触觉警报的类型和所评估的状况的位置选择邻近驾驶员的右腿的触觉致动器和选择邻近驾驶员的左腿的触觉致动器中的至少一者。
方案3. 如方案1所述的方法，其中选择要命令的触觉致动器的方式包括选择Z字形方式和圆形方式中的至少一者。
方案4. 如方案1所述的方法，其中选择工作触觉时长的数量包括随着警报的严重性的增加而增加工作触觉时长的数量并且包括随着警报的严重性的降低而减少工作触觉时长的数量。
方案5. 如方案1所述的方法，其中选择不工作触觉时长的持续时间包括在交通工具在停车辅助应用期间接近物体时减少在工作触觉时长之间的不工作触觉时长的持续时间。
方案6. 如方案1所述的方法，其中选择工作和不工作触觉时长的持续时间包括调节警报节奏以指示多个情景事件。
方案7. 如方案1所述的方法，还包括组合多个触觉警报类型的工作触觉时长以指示多个事件。
方案8. 如方案1所述的方法，其中评估状况包括评估来自与交通工具相关联的传感器的数据。
方案9. 如方案1所述的方法，其中选择触觉警报的类型包括选择车道偏离报警、车道保持辅助、后横向交通警报、向前碰撞警报、碰撞即将来临制动、自适应巡航控制、倒车报警、前停车辅助、和后停车辅助事件中的至少一个。
方案10. 一种方法，其包括：
基于来自与交通工具相关联的传感器的数据评估与交通工具有关的状况；
基于所评估的状况选择触觉警报的类型；
基于触觉警报的类型和所评估的状况的位置选择邻近驾驶员的右腿的触觉致动器和邻近驾驶员的左腿的触觉致动器中的至少一个；
基于触觉警报的类型选择要命令的多个工作触觉时长；
基于触觉警报的类型选择工作触觉时长的持续时间和不工作触觉时长的持续时间；以及
基于所选择的触觉致动器的方式、所选数量的工作触觉时长，和所选的工作和不工作触觉时长的持续时间产生指示工作触觉时长的信号。
方案11. 如方案10所述的方法，其中选择工作触觉时长的数量包括随着警报的严重性的增加而增加工作触觉时长的数量并且包括随着警报的严重性的降低而减少工作触觉时长的数量。
方案12. 如方案10所述的方法，还包括组合多个触觉警报类型的工作时长以指示多个事件。
方案13. 一种交通工具，其包括：
座椅，具有用于支撑驾驶员的右腿的第一垫枕和用于支撑驾驶员的左腿的第二垫枕；
设置在第一垫枕内的第一触觉致动器；
设置在第二垫枕内的第二触觉致动器；
与第一和第二触觉致动器通信的控制器，该控制器
评估与交通工具有关的状况；
基于所评估的状况选择触觉警报的类型；
基于触觉警报的类型和所评估的状况的位置选择要命令的第一和第二触觉致动器的方式；
基于触觉警报的类型选择要命令给第一和第二触觉致动器的多个工作触觉时长；
基于触觉警报的类型选择工作触觉时长的持续时间和不工作触觉时长的持续时间；以及
基于所选择的触觉致动器的方式、所选数量的工作触觉时长，和所选的工作和不工作触觉时长的持续时间产生指示工作触觉时长的信号。
方案14. 如方案13所述的交通工具，其中控制器选择Z字形方式和圆形方式中的至少一个来选择第一和第二触觉致动器的方式。
方案15. 如方案13所述的交通工具，其中控制器随着警报的严重性的增加而增加所选数量的工作触觉时长并且随着警报的严重性的降低而减少工作触觉时长的数量。
方案16.如方案13所述的交通工具，其中控制器在交通工具在停车辅助应用期间接近物体时减少在工作触觉时长之间的不工作触觉时长的持续时间。
方案17. 如方案13所述的交通工具，其中控制器调节警报节奏以指示多个情景事件。
方案18. 如方案13所述的交通工具，其中控制器组合多个触觉警报类型的工作时长以指示多个事件。
方案19. 如方案13所述的交通工具，还包括多个传感器，并且其中控制器基于来自传感器的数据评估状况。
方案20. 如方案12所述的交通工具，其中控制器选择触觉警报的类型包括选择车道偏离报警、车道保持辅助、后横向交通警报、向前碰撞警报、向前碰撞即将来临制动、自适应巡航控制事件、倒车报警、前停车辅助、和后停车辅助事件中的至少一个。
附图说明
此后将结合下面的附图描述示例性实施例，其中相同的附图标记表示相同的元件；并且附图中：
图1是说明包括根据示例性实施例的驾驶员警报系统的交通工具的功能框图；
图2是根据示例性实施例的图1的交通工具的交通工具座椅组件的示意性侧视位置视图；
图3是根据示例性实施例的图2的座椅组件的部分俯视位置视图；
图4是包含在根据示例性实施例的图3的座椅组件内的马达的侧视位置视图；
图5是根据示例性实施例的致动曲线和加速度曲线的曲线视图；以及
图6-8是可由根据示例性实施例的警报系统执行的警报方法的流程图。
具体实施方式
下面的具体描述本质上仅仅是示例性的，并非用于限定应用和使用。而且，并不意在受在前面的技术领域、背景技术、发明内容或者后面的具体实施方式中出现的任何明示或暗示的理论的约束。应该理解，在全部附图中，对应的参考数字指示类似或对应的零件和特征。当在本文被使用时，术语模块指的是专用集成电路（ASIC）、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器（共享的、专用的、或群组）和内存、组合逻辑电路；和/或提供所描述功能的其它合适的部件。
总的来说，本文讨论的示例性实施例涉及被实施为交通工具座椅组件的驾驶员警报系统和方法。驾驶员警报系统和方法可包括包含在座椅垫枕内的致动器，垫枕提供改进的触觉响应和更高效的安装。
图1是说明包括根据示例性实施例的驾驶员警报系统100的交通工具10的功能框图。尽管未示出，交通工具基于基本上已知的构造，其带有一个或多个座椅以支撑驾驶员和用于向交通工具10的部件供应电压的蓄电池12。关于交通工具座椅组件200的额外细节可在对驾驶员警报系统100的简要描述后被提供。
总体上，驾驶员警报系统100包括一个或多个碰撞避免模块110、通信模块120、控制模块130、触觉警报组件（或触觉反馈组件）140、和一个或多个额外的警报设备，包括视觉警报设备150、听觉警报设备152、和娱乐信息警报设备154。如上面介绍的并且如下面将更具体描述的，触觉警报组件140可被包含在交通工具座椅组件200内，这可被认为是驾驶员警报系统100的一部分。在操作期间并且也如下面将更具体地描述的，控制模块130从碰撞避免模块110和通信模块120接收输入信号，其指示碰撞状况的可能性。控制模块130评估输入信号，并且适当时，操作触觉警报组件140和/或警报设备150、152、154来向驾驶员报警碰撞状况。如此，驾驶员警报系统100可工作以向驾驶员报警碰撞状况使得可以发起撞车避免机动操作（例如，刹车和/或转向）和/或撞车减轻响应（例如，刹车和/或转向）。尽管本文中示出的附图描述了元件的示例性布置，但是在一些实施例中可以出现额外的中间元件、设备、特征或部件。
通常，碰撞避免模块110包括一个或多个车载交通工具传感器（例如，摄像机、雷达、和/或激光雷达），其基于交通工具传感器信号检测碰撞信息的可能。碰撞避免模块110可通常被实施为，例如，向前碰撞报警系统、车道偏离报警或车道保持辅助系统、前停车辅助系统、后停车辅助系统、前和后自动制动系统、后横向交通警报系统、自适应巡航控制（ACC）系统、侧面盲区（或点）检测系统、车道改变警报系统、驾驶员注意力系统（例如，分神和/或困倦监测）、和前行人检测系统和后行人检测系统。如上所述，驾驶员警报系统100可还包括通信模块120，其能实现交通工具之间、交通工具和基础设施之间、和/或交通工具和行人/骑车人之间的通信以预报因在驾驶员的视线内或驾驶员的视线外（例如检测到了超出驾驶员的视线的在前方的道路危险或交通拥堵）的交通、行人、骑车人或活动引起的可能碰撞。通常，碰撞避免模块110和/或通信模块120被通信地联接到控制模块130，控制模块130基于交通工具传感器信号和/或通信评估碰撞的可能。
控制模块130包括一个或多个子模块或单元132、134、136、和138，它们协作以评估来自碰撞避免模块110和通信模块120的信号，并且作为响应，产生控制信号以操作触觉警报组件140和/或设备150、152、154中的一个或多个。如下面描述的，控制模块130可包括监测单元132，用户构造单元134，评估单元136，和方式确定单元138。如可意识到的，图1中示出的单元可与其它控制模块集成或可对于每个碰撞避免系统被单独地实施。控制模块也可以是被安装到交通工具的车载诊断连接器（OBD-II）的插入式设备，被与已有的交通工具模块并列的加装模块（即，使用适配连接器安装在主模块处），或者已有的交通工具系统的更换部分（即，在后视镜组件内）。控制模块也可是无线设备，其通过短程无线连接，例如Wi-Fi、蓝牙、NFC等与交通工具通信联接。
总体上，监测单元132监测来自交通工具10的各种部件的输入，尤其是触觉警报组件140的输入以确定合适的操作。如果监测单元132确定部件有故障，监测单元132可产生报警消息、报警信号、和/或缺陷状况状态，其可被通信给交通工具驾驶员或技师。
用户构造单元134管理构造菜单的展示并管理来自与构造菜单交互的用户的用户输入。这种构造菜单可被展示在交通工具内的或相距该交通工具远程的显示设备上。在各种实施例中，构造菜单包括可选择的选项，其在被选择时，允许用户构造与设备150、152、154和/或触觉警报组件140相关联的各种警报设置。触觉警报组件140的警报设置可包括，但不限于，振动的发生（例如，是否要执行特定模式的振动），振动在座椅上的位置，振动的强度，振动的持续时间，振动的速率，和/或振动的脉冲频率。基于从与构造菜单交互的用户接收的用户输入，用户构造单元134在警报设置数据库内存储用户构造的警报设置。如能意识到的，警报设置数据库可包括易失存储器，其临时地存储该设置、非易失存储器，其横跨数个钥匙循环地存储该设置、或易失和非易失存储器的组合。
评估单元136工作以查清交通工具10的当前模式并基于该模式评估来自碰撞避免模块110和通信模块120的状况输入信号和通信。基于这个评估，评估单元136可确定存在碰撞状况，例如，交通工具可能具有发生碰撞的可能。在宣布碰撞状况时，评估单元136发出合适的信号给方式确定单元138。该信号也可指示碰撞状况的本质。
在指示碰撞状况时，方式确定单元138产生控制信号以操作设备150、152、154和/或触觉警报组件140中的一个或多个。在一个示例性实施例中，控制信号可基于碰撞状况定义一个或多个警报方式。警报方式包括触觉警报方式、视觉警报方式、和/或听觉警报方式。在各种实施例中，方式确定单元138通过基于碰撞状况检索来自警报设置数据库的预定义警报设置和/或用户定义的警报设置来确定警报方式。下面将讨论关于警报方式的额外细节。
警报方式也可指示设备150、152、154和触觉警报组件140的多个方面的同步。例如，触觉警报组件140可包括多个触觉致动器，例如右和左致动器，如下面讨论的。如此，警报方式可包括方向命令，例如，右或左致动器的操作以提供关于碰撞状况的本质的额外信息（例如，撞车征兆的位置）。
任何合适的视觉警报设备150和听觉警报设备152都可被提供。作为示例，视觉警报设备150可被实施为在交通工具10内部的灯，而听觉警报设备152可被实施为交通工具立体声系统的一部分。娱乐信息警报设备154可对应用于与交通工具10交互的设备或设备的组合。例如，娱乐信息警报设备154可包括集成在仪表板内的显示屏和用户界面，例如，触摸屏、按钮、和/或旋转拨号盘。与娱乐信息警报设备154相关联的警报信号可采取视觉、听觉、和/或触觉警报信号的形式（例如，当手指按住触摸屏的区域时所感觉到的触摸屏的触觉脉冲）。
触觉警报组件140可以是任何合适的触觉警报设备。在一个示例性实施例中，触觉警报组件140被实施为交通工具座椅组件200的一部分，下面将更具体地对此进行描述。
图2是根据示例性实施例的交通工具座椅组件200的示意侧视图。交通工具座椅组件200可被安装在交通工具的乘客区域的地板上，例如上述的交通工具10。在一个示例性实施例中，交通工具座椅组件200是汽车的驾驶员座椅，但是在其它的示例性实施例中，交通工具座椅组件200可以是乘客座椅和/或被实施在任何类型的交通工具内。
如在图2中所示，交通工具座椅组件200包括下座椅构件210、座椅背构件220、头枕230、和触觉警报组件140，例如上面讨论图1时介绍的触觉警报组件140。下座椅构件210定义了用于支撑占用者（未示出）的基本上水平的表面。座椅背构件220可能枢转地联接到下座椅构件210并定义了用于支撑占用者的后背的基本上竖直的表面。头枕230被可操作地联接到座椅背构件220以支撑占用者的头部。尽管未示出，下座椅构件210，座椅背构件220，和头枕230每一个都可由安装在框架或覆盖有覆盖物的泡沫体形成。
如下面将更具体地描述的，触觉警报组件140被安装在下座椅构件210内以在预定情况下给占用者提供触觉信号（例如，振动）。如上所述，触觉警报组件140是驾驶员警报系统100的一部分以向驾驶员报警和/或自动控制（例如，制动，或转向）该交通工具以帮助驾驶员避免撞车或减少撞车冲击速度。
图3是根据示例性实施例的图2的座椅组件200的俯视视图。如在图3中所示，下座椅构件210基本上包括座椅板310，第一垫枕320、和第二垫枕330。垫枕320、330通常被认为分别是下座椅构件210的最左侧和最右侧。如能意识到的，在不同的其它实施例中，座椅板310可不带垫枕320、330，例如平坦的座椅。在图3中，垫枕320、330被布置在座椅板310的纵向侧（例如，左和右侧）以支撑占用者的腿和大腿。垫枕320、330中的每一个可被认为具有相对于向前行进主方向的前端324、334和后端326、336。如所示，座椅背构件220可交叠垫枕320、330的后端326、336处的一部分。如在座椅设计中通常认识到的，垫枕320、330被布置在下座椅构件210的侧面，通常与座椅板310成一定角度。
图3还说明了触觉警报组件140的位置方面。具体地，触觉警报组件140包括安装在第一垫枕320内的第一致动器322和安装在第二垫枕330内的第二致动器332。第一致动器322和第二致动器332被通过线束360联接到触觉控制器350。在一个示例性实施例中，触觉控制器350对应如上讨论的控制模块130，尽管触觉控制器350可代替地是单独的控制器。如所能意识到的，触觉控制器350可与其它控制模块集成或者可对于每个碰撞避免系统被单独地实施。控制器也可以是被安装到交通工具的车载诊断连接器（OBD-II）的插入式设备，被与已有的交通工具模块并列的加装模块（即，使用适配连接器安装在主模块处），或者已有的交通工具系统的更换部分（即，在后视镜组件内）。控制器也可是无线设备，其通过短程无线连接，例如Wi-Fi、蓝牙、NFC等与交通工具通信联接。
通常，第一致动器322和第二致动器332被定位成能使占用者清楚地且快速地感知并区分各种类型的触觉信号，而不会负面地影响座椅舒适和座椅耐用性。第一致动器322和第二致动器332的具体位置还依赖于座椅设计考虑，包括座椅结构、垫枕设计、和泡沫厚度。尽管第一致动器322和第二致动器332被描述为被定位在垫枕320、330内，在其它实施例中，第一致动器322和第二致动器332可被定位在交通工具座椅组件200的其它区域，例如座椅板310，座椅背构件220，和/或头枕230。
如所示，第一致动器322和第二致动器332（例如，两个致动器）被提供以独立地在左侧、右侧、或左右两侧产生期望的触觉信号给占用者。不过，在其他实施例中，额外的致动器也可被提供。在一个示例性实施例中，第一致动器322和第二致动器332在第一垫枕320和第二垫枕330中的安装起到彼此隔离致动器的振动的作用，使得致动器322、332的可触知振动是彼此不耦合的（或隔离的）。如此，振动可被高度局部化。因此，当期望只产生这两个致动器中的一个（例如左致动器）时，座椅占用者不会经历意外的可能传过座椅垫材料或座椅结构到达另一致动器位置（例如右致动器）的振动。作为一个示例，在激活的致动器位置处的测量的垂直于座椅垫枕表面的竖直加速度的峰值幅度可以至少是沿着平行于马达致动的旋转轴线的轴线测量的加速度的峰值幅度的七倍大。
在一个示例性实施例中，第一致动器322和第二致动器332被定位在垫枕320、330的前端324、334和座椅背构件220之间的距离的约三分之二。在一个示例性实施例中，第一致动器322和第二致动器332（例如，致动器322、332的前边缘）可与H点（或臀部点）370侧向对齐，如示意所示。在其它的实施例中，致动器322、332（例如，致动器322、332的后边缘）被定位在H-点370前面的约25cm处和/或在H-点370前面的0cm和25cm之间的某处。如在交通工具设计中通常认识到的，H-点370是占用者的臀部的理论上的、相对位置，具体来说是在躯干和身体的上腿部分之间的枢转点。一般来说并且如上所述，致动器322、332的定位考虑了性能、座椅耐用性、和座椅舒适。不过，本文讨论的示例性位置能从辨认和解释（例如感觉振动和辨认警报方向）的角度实现有利的占用者反应时间，通常是在数百毫秒的量级上。在一个示例性实施例中，H-点370的位置与没有触觉反馈组件的下座椅构件相比是不变的。
如下描述的，两个致动器322、332提供了关于占用者对警报的检测和解释（例如，撞车征兆的方向）、座椅舒适、和座椅耐用性的优点。在一个示例性实施例中，致动器322、332可独立地分别产生触觉警报的第一和第二部分，或者可被独立地操作以产生整个响应。作为示例，两个致动器322、332提供了关于警报的本质和警报的方向的清楚信号指的是例如左致动器322的快速脉冲信号通知驾驶员它他们已经移过了左车道标记，但没有激活他们的左转弯信号，与停车振动带报警类似。额外的致动器，例如在这种左车道偏离的情况下也激活右致动器，将减少占用者将正确地将激活与左侧事件相关联的可能因此其将增加占用者确定已发生左侧事件的时间（例如，如果在致动在驾驶员正看着前方远处道路时发生）。类似地，致动器322、332的位置和大小提供了关于座椅耐用性的优点，耐用性可由通常使用的滑动进入、颠簸和扭动，和膝盖载荷耐用性座椅振动测试来测量。致动器322、332可被设计为在交通工具寿命的150000英里上正常致动100000次。其它的位置可危害占用者的检测和警报的有效性、座椅舒适、和座椅耐用性。例如，如果触觉设备被放置在座椅的最前边缘，那么如果占用者向后拉动他们的腿以使其靠在座椅的前部时，他们可能不会感知座椅振动。
图4是可被包含在上述的致动器322、332中的马达400的侧视图。作为示例，每个致动器322、332中都包含一个马达400。马达400可以是相对小且轻的马达，例如，12VDC马达，其中电流驱动磁体或线圈以旋转输出轴402。偏心质量404被联接到轴402并随其旋转从而产生触觉响应。换句话说，偏心质量404被选择性地旋转以产生用于占用者的振动感觉。马达400和/或轴402的大小和形状可设置为产生触觉响应的期望特征。其它类型的马达和/或致动组件也可被提供，包括智能材料。
如上所述，触觉控制器350可具有各种预定的方式，这些方式被以工作和不工作的操作时长实施。在工作时长期间，触觉控制器350命令所选的马达400（例如致动器322中的马达或致动器332中的马达400）旋转，并且在不工作时长期间，触觉控制器350不命令所选的马达400旋转。
马达400的操作方式可在座椅垫枕（例如，垫枕320、330）的表面处产生触觉脉冲，脉冲在长度、间隔、和强度方面变化以产生由交通工具的驾驶员感觉的触觉反馈。由触觉脉冲建立的触觉反馈，联合振动脉冲的位置，指示警报的类型，例如，碰撞状况的本质。触觉控制器350确定合适的电压并确定，例如，“开”和“闭”时长的脉宽调制（PWM）方式，在“开”时长中电压被提供给马达400，在“闭”时长中没有电压被提供给马达400。
现在参照图5，根据一些实施例示出了致动曲线500和加速度曲线510的示例。致动曲线500代表被发送到马达的所命令的致动信号，用于确定由驾驶员感觉的触觉反馈的强度和持续时间。例如，致动曲线可代表由触觉控制器350产生的命令致动器322、332的平均信号。致动曲线500包括工作时长502和不工作时长504。例如，工作时长502可由触觉控制器350产生的正电压信号定义，而不工作时长504可对应由触觉控制器350产生的低或零电压信号。每个工作时长502具有前边缘506和后边缘508。在一些实施例中，前边缘506和/或后边缘508可包括锥形509，以调节触觉脉冲的加速度曲线，如下面将描述的。在工作时长502期间，触觉致动器正命令所选的马达旋转。在不工作时长504期间，触觉致动器不命令所选的马达旋转。应该意识到，工作时长502是应用到马达的平均信号的代表，并且实际上可包括快速重复的PWM序列。
加速度曲线510指示在座椅垫枕的表面处的加速度。例如，加速度曲线510可用放置在第一垫枕320的表面处的加速度计测量，以测量由致动器322的致动引起的加速度。加速度曲线510说明了触觉脉冲512在长度和间隔上变化，从而建立了由交通工具的驾驶员感觉的触觉反馈。由触觉脉冲512建立的触觉反馈指示了警报的类型。加速度曲线510包括第一方向数据514、第二方向数据516、和第三方向数据518。在图示的实施例中，第一方向数据514对应垂直座椅垫枕表面测量的加速度，第二方向数据516对应在垫枕的表面处在关于马达的前后方向上测量的加速度，而第三方向数据518对应在垫枕的表面处在垂直于竖直和前后方向的侧向方向上测量的加速度。
在一个示例性实施例中，在垂直于座椅垫枕表面的激活致动器位置处测量的竖直加速度的峰值幅度是在非激活致动器位置处的沿竖直、前后、和侧向方向测量的加速度的峰值幅度的至少五倍大。而且，举例来说，致动曲线可被调节以建立由不同体型的驾驶员所感觉的期望加速度曲线。例如，对应马达400的旋转速度的振动的高频分量可在55到67Hz之间。高频分量也被选择成减少与道路振动频率的不期望的相互作用。振动的竖直加速度可在50和72m/s2之间。在一个示例中，竖直加速度水平在每个致动器位置之间在10％之内。
通常，在座椅垫枕处的加速度曲线510在致动曲线500的工作时长502期间增加并在致动曲线500的不工作时长504期间减小。致动曲线500的工作时长502和不工作时长504的相对持续时间可被用于指示潜在危险的严重性。而且，在工作时长502和不工作时长504之间的时间可被减少以指示更紧急的警报。例如，独特的触觉警报致动曲线500可被用于区分近场即将来临的撞车警报和可能发生在驾驶员的视线之外的远场咨询事件。
现在参照图6，根据一些实施例说明了控制触觉系统的方法600的流程图。通常，方法600建立系统警报与振动马达的映射，建立了要命令的数个振动脉冲，并建立了脉冲的开/闭循环重复方式。在所提供的示例中，方法600的操作由触觉控制器350执行。如鉴于本公开所能意识到的，在方法中的操作的顺序不限于图6中所示的序列执行，而是可在可应用时并根据本公开以一个或多个不同的顺序被执行。在不同的实施例中，方法可被安排为基于预定的事件而运行，和/或可在交通工具的操作期间连续地运行。
在第一操作602中，控制器评估与交通工具有关的状况。状况可包括交通工具周围和交通工具内的环境的状况。例如，触觉控制器350可评估来自碰撞避免模块110的传感器（例如，摄像机、雷达和/或激光雷达）的数据。
触觉控制器350基于这些状况确定是否命令触觉警报。例如，触觉控制器350可确定状况是否指示潜在碰撞（例如，在停车时的狭窄空间内，在行驶中与正在接近的交通工具的高速碰撞，等）。如果触觉控制器350确定不命令触觉警报，那么控制器返回到操作602以继续评估状况。如果控制模块确定命令触觉警报，那么控制器执行操作606。
在操作606中，控制器基于在操作602评估的状况确定要命令什么类型的触觉警报。例如触觉警报可指示车道偏离报警、车道保持辅助、后横向交通警报、向前碰撞警报、碰撞即将发生制动、自适应巡航控制事件、后停车辅助、倒车报警、前行人检测、后行人检测事件、或其它类型的事件。
控制器基于触觉警报的类型和触觉致动器的位置确定在操作608中要命令的哪些触觉致动器的方式。例如，触觉控制器350可基于所指示的触觉警报的类型命令第一致动器322、332或者这两个致动器。在一个示例中，定位在驾驶员的右腿附近的第二致动器332在检测到有物体从交通工具10的右侧接近且驾驶员正在倒车时被选择致动。相反，当检测到有物体从交通工具10的左侧接近而驾驶员正在倒车时，定位在驾驶员的左腿附近的第一致动器322被选择致动。对于右和左车道偏离报警，或检测到的其它的对交通工具的侧面的潜在危险，致动器被类似地选择。
当检测到对交通工具的前或后有潜在的危险时，触觉控制器350可选择位于驾驶员的两侧的致动器322、332。马达选择方式可被用于指示各种警报。例如，当多个马达被定位在特定区域内时，马达可被同时选择或可以任何方式被交替。例如，马达可被交替地致动以建立Z字形或圆形图案。
在操作610中，控制器基于触觉警报的类型选择要命令的工作触觉时长的数量。如上面指出的，工作时长对应通过座椅被传输到驾驶员的触觉脉冲。更少的工作时长和脉冲可指示不那么严重的警报，而更大数量的工作时长和脉冲可指示更严重的警报。例如，五个脉冲可指示向就在前方的交通工具的即将来临的撞车警报，而两个脉冲可指示远场前方的交通事件（例如前面的交通拥堵）。
在操作612中，控制器基于触觉警报的类型选择工作触觉时长和不工作触觉时长的持续时间。通过选择持续时间，可调节在脉冲之间的长度和时间。例如，停车辅助应用可使用脉冲之间的分隔时间或者脉冲的数量来指示交通工具与物体的接近。脉冲之间的分隔可通过增加不工作时长的持续时间而被增加。当物体被最初检测到时，可提供一个脉冲、两个脉冲、或独特的脉冲特征。当交通工具移动更接近物体时，脉冲之间的分隔时间（或脉冲特征）被减少直到达到了最小分隔时间和/或脉冲的数量可被增加（例如，可触发五个脉冲）。近距离警报的强度设置可不同于撞车警报设置以减少消费者的不舒适或烦恼。
在另一示例中，系统之间的警报节奏可被快速地转换以指示多个情景事件。例如，如果存在与侧方事件同时的前方事件，那么在致动曲线500的工作时长502和不工作时长504之间的时间可被减少以指示多个警报状态。例如，代替以100ms的时间间隔交替前方-侧方-前方-侧方警报，警报可以50ms被交替。替代地，与更高优先权事件相关联的工作时长502，这由安全系统确定，可被更频繁地命令。例如，如果前方警报被认为是更加严重，那么座椅将产生一种方式，例如前方-前方-侧方-前方-前方-侧方。该方式可基于个别的系统警报或可在多个警报情景的背景中被定制。
警报方式的工作和不工作时长的长度的示例被提供如下。对于车道偏离报警（LDW）事件的触觉警报可由三个脉冲指示，这三个脉冲以80ms的工作时长和120ms的不工作时长被命令。后横向交通警报（RCAT）事件可由三个脉冲指示，这是三个脉冲以100ms的工作时长和100ms的不工作时长被命令。向前碰撞警报（FCA）、碰撞即将来临制动（CIB）、或自适应巡航控制（ACC）事件可由五个脉冲指示，这五个脉冲以100ms的工作时长和100ms的不工作时长被命令。后停车辅助（RPA）首先检测事件可由一个或两个脉冲指示，所述脉冲以70ms的工作时长和130ms的不工作时长被命令。RPA和前停车辅助（FPA）接近物体事件可由五个脉冲指示，这五个脉冲以70ms的工作时长和130ms的不工作时长被命令。ACC“去通知人”事件（在交通工具已经停止后，使用ACC信号通知驾驶员他们正跟随的交通工具已经继续向前移动）可由三个脉冲指示，这三个脉冲以100ms的工作时长和100ms的不工作时长被命令。应该意识到，其它相对的和绝对的时间时长也可被包括，且不脱离本公开的范围。
在各种实施例中，警报模式能在任一时间指示多个警报模式（例如，向前碰撞报警和车道偏离报警可在紧挨着发生）。在这种情况下，所确定的对各种警报模式中的一个或多个的警报方式可被仲裁以确定优选的方式，可被组合或添加以建立独特的、叠加的、和/或综合方式，而无需仲裁，和/或可被同时给出而无需仲裁。在不需要仲裁的后一种情况中，例如，如果另一警报（例如，向前碰撞报警）被要求同时正在执行一个警报（例如，车道偏离报警），那么座椅振动警报可产生用于每个所要求的致动器的所要求的方式（或波形），并且此后将新的方式与当前执行的方式的剩余时间求和，并执行每个所要求的致动器的结果。每个致动器的工作时间和不工作时间将受求和过程的影响，不过，在工作时间期间的振动强度可被维持（或在期望的情况下被增加），如果多于一个的警报在那时都要求工作时间。
在操作614，控制器产生信号以命令所选方式的触觉致动器，所选数量的工作触觉时长，和工作和不工作触觉时长的持续时间。例如，触觉控制器350可产生信号以命令致动器322、332提供触觉脉冲512。
现在参照图7，根据一些实施例说明了控制触觉系统的方法700的流程图。例如，触觉控制器350可产生带有工作时长502的信号以命令致动器322、332建立脉冲514。一般来说，方法700基于提供给控制器的实际蓄电池电压使用对触觉致动器的脉宽调制（PWM）来建立恒定的振动感觉。
在操作702，控制器选择工作触觉时长的方式，在该时长中控制器将命令来自触觉致动器的触觉脉冲。例如，触觉控制器350可通过执行上述方法600的操作来选择工作触觉时长502的方式。
在操作704，控制器确定触觉脉冲的期望强度。例如，触觉控制器350可通过从查询表检索期望强度来确定该强度。在一个示例中，触觉控制器350可确定触觉脉冲512将被紧密地间隔并带有独特的强度值（例如，大嗡嗡声-小嗡嗡声或者小嗡嗡声-大嗡嗡声，其中大小指示独特的强度值）以建立独特的脉冲特征。
控制器在操作706确定在工作触觉时长期间实现触觉脉冲的期望强度所要求产生的信号的期望电压。例如，要应用给马达400的期望电压可基于直流马达400的旋转速度和应用到马达400的电压之间的直接比例关系确定。在一个示例中，触觉控制器350从查询表检索期望强度并省略操作704。
在操作708，控制器确定被供应到控制器的实际蓄电池电压。在交通工具供应的实际蓄电池电压可在点火循环内或在点火循环之间改变。在一个示例中，触觉控制器350测量由蓄电池12供应到触觉控制器350的实际电压。控制器在操作710中确定实际电压是否在阈值内。阈值指示在期望电压附近的电压范围，在该范围中控制器不会改变工作时长。例如，当期望电压是11伏并且实际供应的蓄电池电压是11.1伏时，触觉控制器350可确定不改变工作时长。
当实际蓄电池电压不在阈值内时，控制器在操作712计算脉宽调制（PWM）方式，该方式模拟期望电压。一般而言，PWM方式是快速的“开”时长和“闭”时长序列，在“开”时长电压被提供给马达，在“闭”时长没有电压被提供给马达。
在操作714中，控制器基于计算的PWM方式产生用于工作触觉时长的信号。例如，PWM方式可在致动曲线500的工作时长502期间被命令给马达400以控制传递给马达的功率。因为DC马达速度与电压成正比，所以PWM方式通过模拟期望电压建立了一致的振动强度。例如，当蓄电池电压比期望的高时，在PWM方式中的“开”时长的比例可被减少。另外，PWM方式可被调节以建立不同的振动强度。例如，为了产生带有更高强度的振动，在PWM方式中的“开”时长的比例可被增加。
现在参照图8，根据一些实施例说明了控制触觉系统的方法800的流程图。例如，触觉控制器350可产生具有工作时长502的信号以命令致动器322、332建立触觉脉冲512。一般而言，方法800建立宽范围的用户的期望振动特征，使得调节控制可被消除或减少。另外，方法800可被利用以实现期望的高频马达特征，如下面将讨论的。
在操作802中，控制器基于触觉警报的类型确定触觉脉冲的标准振动强度。例如，触觉控制器350可使用表查询来确定标准振动强度，或连续的函数关系。在一个示例中，标准振动强度是基于由体型上最低的百分之十五的人和体型上最大的百分之十五的人之间的用户感觉的“警报但不恼人”检测水平选择的。
控制器在操作804确定交通工具内部和外部状况。控制器在操作806确定交通工具状况是否指示振动强度要被改变。当振动强度要被改变时，控制器计算对工作时长502的调节以实现改变的振动强度。例如，控制器350可计算PWM方式，该方式将实现改变的振动强度。
在一个示例中，内部交通工具状况包括交通工具内部的感测的或预测的音响效果，这可能影响驾驶员感知振动的能力。例如，对在收音机上播放的特定歌曲或音乐的检测可被用于调试警报方式，或者通过基于低频成分的存在而增加振动强度或通过收音机音量。其它内部状况可包括驾驶员分神模块的输出，瞌睡驾驶员模块或半自主驾驶系统的启用状态（例如，巡航控制、自适应巡航控制、车道保持或车道对中系统）。
外部交通工具状况可包括，但不限于，交通工具外部的感测的或预测的音响效果或振动，这可影响驾驶员感知振动的能力。例如，对交通工具的悬挂系统指示的交通工具振动的检测可用于在粗糙道路状况期间调试警报方式。方式可被基于来自悬挂系统的振动的本质或幅值而调节。例如，如果在预定时间上平均幅值是高于阈值，那么警报方式可被调节以增加振动强度（例如，通过离散值，或基于幅值所确定的值）。
控制器在操作812确定可取的工作时长曲线。例如，工作时长502的前边缘506和后边缘508可通过包含变化PWM方式而为锥形从而提供不同的触觉反馈曲线。例如，PWM方式可被调节以产生触觉脉冲512，其在加速度中具有线性的或指数的增加。类似地，触觉脉冲512的结束部分可通过调节PWM方式而被改变。在触觉脉冲512中的增加加速度的速率可被用于指示警报的严重性。例如，快速增加的触觉脉冲512强度指示即将来临的、近场警报而缓慢增加的触觉脉冲512强度指示远场的、不那么紧要的警报。
控制器在操作814中确定可取的高频特征。例如，触觉控制器350可调节致动曲线500、PWM方式、和马达特征以建立由不同体型的驾驶员感觉的期望加速度曲线。在一个示例中，对应马达的旋转速度的振动的高频分量可在55到67Hz之间。高频分量也被选择成减少与道路振动频率的不期望的相互作用（例如，对致动振动的掩盖）。
在操作816中，控制器计算对工作时长的调节以实现期望的高频特征和触觉脉冲曲线。例如，控制器350可在工作时长502期间调节PWM方式或开/闭补偿方式。一般而言，开/闭补偿方式在触觉致动器超过上阈值旋转速度时停止命令触觉致动器的致动，并且在触觉致动器的旋转速度小于下阈值时恢复命令触觉致动器的致动。
虽然已经在前面的具体描述中给出了至少一个示例性实施例，但应当意识到存在大量的变型。还应意识到，一个或多个示例性实施例仅为示例，并且决不是用来限制本公开的范围、应用性、或构造。更确切地说，前面的具体描述将给本领域技术人员提供用于实施一个或多个示例性实施例的方便的路线图。应该理解的是，可在元件的功能和布置方式方面进行各种改变，而不脱离在所附权利要求及其法律等同方式中公开的本公开的范围。
Claims (19)
1.一种用于向交通工具的驾驶员报警的方法，其包括：
评估与交通工具有关的状况；
基于所评估的状况选择触觉警报的类型；
基于触觉警报的类型和触觉致动器在交通工具的座椅中的位置选择要命令的触觉致动器的方式，其中选择要命令的触觉致动器的方式包括基于触觉警报的类型和所评估的状况的位置选择邻近驾驶员的右腿的第一触觉致动器和选择邻近驾驶员的左腿的第二触觉致动器中的至少一者，其中所述第一触觉致动器和第二触觉致动器被独立地提供，并独立地分别产生触觉警报的第一和第二部分，或者被独立地操作以产生整个响应；
基于触觉警报的类型选择要命令的多个工作触觉时长；
基于触觉警报的类型选择工作触觉时长的持续时间和不工作触觉时长的持续时间；以及
基于所选择的触觉致动器的方式、所选数量的工作触觉时长，和所选的工作和不工作触觉时长的持续时间产生指示工作触觉时长的信号；
使用加速度计测量由触觉致动器引起的加速度，从而建立由交通工具的驾驶员感觉的触觉反馈，
其中第一触觉致动器和第二触觉致动器被定位在座椅垫枕的前端和座椅背构件之间的距离的三分之二。
2.如权利要求1所述的方法，其中选择要命令的触觉致动器的方式包括选择Z字形方式和圆形方式中的至少一者。
3.如权利要求1所述的方法，其中选择工作触觉时长的数量包括随着警报的严重性的增加而增加工作触觉时长的数量并且包括随着警报的严重性的降低而减少工作触觉时长的数量。
4.如权利要求1所述的方法，其中选择不工作触觉时长的持续时间包括在交通工具在停车辅助应用期间接近物体时减少在工作触觉时长之间的不工作触觉时长的持续时间。
5.如权利要求1所述的方法，其中选择工作和不工作触觉时长的持续时间包括调节警报节奏以指示多个情景事件。
6.如权利要求1所述的方法，还包括组合多个触觉警报类型的工作触觉时长以指示多个事件。
7.如权利要求1所述的方法，其中评估状况包括评估来自与交通工具相关联的传感器的数据。
8.如权利要求1所述的方法，其中选择触觉警报的类型包括选择车道偏离报警、车道保持辅助、后横向交通警报、向前碰撞警报、碰撞即将来临制动、自适应巡航控制、倒车报警、前停车辅助、和后停车辅助事件中的至少一个。
9.一种用于向交通工具的驾驶员报警的方法，其包括：
基于来自与交通工具相关联的传感器的数据评估与交通工具有关的状况；
基于所评估的状况选择触觉警报的类型；
基于触觉警报的类型和所评估的状况的位置选择邻近驾驶员的右腿的第一触觉致动器和邻近驾驶员的左腿的第二触觉致动器中的至少一个，其中所述第一触觉致动器和第二触觉致动器被独立地提供，并独立地分别产生触觉警报的第一和第二部分，或者被独立地操作以产生整个响应；
基于触觉警报的类型选择要命令的多个工作触觉时长；
基于触觉警报的类型选择工作触觉时长的持续时间和不工作触觉时长的持续时间；以及
基于所选择的触觉致动器的方式、所选数量的工作触觉时长，和所选的工作和不工作触觉时长的持续时间产生指示工作触觉时长的信号；
使用加速度计测量由触觉致动器引起的加速度，从而建立由交通工具的驾驶员感觉的触觉反馈，
其中第一触觉致动器和第二触觉致动器被定位在座椅垫枕的前端和座椅背构件之间的距离的三分之二。
10.如权利要求9所述的方法，其中选择工作触觉时长的数量包括随着警报的严重性的增加而增加工作触觉时长的数量并且包括随着警报的严重性的降低而减少工作触觉时长的数量。
11.如权利要求9所述的方法，还包括组合多个触觉警报类型的工作触觉时长以指示多个事件。
12.一种交通工具，其包括：
座椅，具有用于支撑驾驶员的右腿的第一垫枕和用于支撑驾驶员的左腿的第二垫枕；
设置在第一垫枕内的第一触觉致动器；
设置在第二垫枕内的第二触觉致动器；
与第一和第二触觉致动器通信的控制器，该控制器
评估与交通工具有关的状况；
基于所评估的状况选择触觉警报的类型；
基于触觉警报的类型和所评估的状况的位置选择要命令的第一和第二触觉致动器的方式；
基于触觉警报的类型选择要命令给第一和第二触觉致动器的多个工作触觉时长；
基于触觉警报的类型选择工作触觉时长的持续时间和不工作触觉时长的持续时间；以及
基于所选择的触觉致动器的方式、所选数量的工作触觉时长，和所选的工作和不工作触觉时长的持续时间产生指示工作触觉时长的信号；
其中所述第一触觉致动器和第二触觉致动器被独立地提供，并独立地分别产生触觉警报的第一和第二部分，或者被独立地操作以产生整个响应；以及
加速度计，所述加速度计测量由触觉致动器引起的在座椅垫枕的表面处的加速度，从而建立由交通工具的驾驶员感觉的触觉反馈，
其中第一触觉致动器和第二触觉致动器被分别定位在座椅的第一垫枕和第二垫枕的前端和座椅背构件之间的距离的三分之二。
13.如权利要求12所述的交通工具，其中控制器选择Z字形方式和圆形方式中的至少一个来选择第一和第二触觉致动器的方式。
14.如权利要求12所述的交通工具，其中控制器随着警报的严重性的增加而增加所选数量的工作触觉时长并且随着警报的严重性的降低而减少工作触觉时长的数量。
15.如权利要求12所述的交通工具，其中控制器在交通工具在停车辅助应用期间接近物体时减少在工作触觉时长之间的不工作触觉时长的持续时间。
16.如权利要求12所述的交通工具，其中控制器调节警报节奏以指示多个情景事件。
17.如权利要求12所述的交通工具，其中控制器组合多个触觉警报类型的工作触觉时长以指示多个事件。
18.如权利要求12所述的交通工具，还包括多个传感器，并且其中控制器基于来自传感器的数据评估状况。
19.如权利要求12所述的交通工具，其中控制器选择触觉警报的类型包括选择车道偏离报警、车道保持辅助、后横向交通警报、向前碰撞警报、向前碰撞即将来临制动、自适应巡航控制事件、倒车报警、前停车辅助、和后停车辅助事件中的至少一个。
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