CN107585125A - 车辆仪表板安全部件 - Google Patents

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Abstract

一种车辆包括：具有负载传感器和安全气囊的仪表板、座椅、处理器，处理器配置成：(a)检测仪表板上的负载，(b)基于(a)生成显示，(c)计算自从(b)以来经过的时间，(d)基于(a)和(c)启动座椅的振动马达，(e)计算自从(d)以来经过的时间，(f)基于(a)和(e)禁用安全气囊。

Description

车辆仪表板安全部件
技术领域
本发明涉及车辆安全系统。
背景技术
乘客偶尔将物体放在仪表板上。在意外事件(例如碰撞)中，所搁置的物体可能会变成抛射物并且造成安全危害。如果所搁置的物体是乘客的脚部并且乘客安全气囊展开，则乘客将会受伤。需要一种解决方案来阻止乘客将物体放在仪表板上。
发明内容
一种与本发明一致的车辆包括：具有负载传感器和安全气囊的仪表板、座椅、处理器，处理器配置成：(a)检测仪表板上的负载，(b)基于(a)生成显示，(c)计算自从(b)以来经过的时间，(d)基于(a)和(c)启动座椅的振动马达，(e)计算自从(d)以来经过的时间，(f)基于(a)和(e)禁用安全气囊。
附图说明
为了更好地理解本发明，可以参考以下附图中所示的实施例。附图中的部件不一定是按比例绘制，并且可以省略相关的元件，或者在某些情况下比例可能已被夸大，以便强调并且清楚地举例说明本文中所描述的新颖特征。此外，如本领域中已知的，可以对系统部件进行各种设置。进一步地，在附图中，相似的附图标记在几幅视图中始终标示相应的部分。
图1为车辆计算系统的框图；
图2为包括车辆计算系统的车辆示意图；
图3为包括仪表板和座椅的车辆横截面侧视图；
图4为仪表板的顶板的横截面俯视图；
图5为车辆所执行的方法的框图。
具体实施方式
虽然本发明可以体现为各种形式，但是在附图中示出并且在下文中将描述一些示例性和非限制性实施例，并且应该理解的是本公开应视为本发明的范例，而不是意在将本发明限制于所示的具体实施例。
在本申请中，转折连词的使用意在包括连词。定冠词或不定冠词的使用并非意在表明基数。特别是，对“该”对象或“一”(“a”和“an”)对象的引用意在还表示可能的多个这样的对象中的一个。进一步地，连词“或者”可以用来表达作为一个选项的同时存在的特征以及作为另一个选项的互斥的可选方案。换言之，连词“或者”应理解为包括作为一个选项的“和/或”以及作为另一个选项的“任何一个/或”。
图1示出了示例车辆200的计算系统100。车辆200也称为第一车辆200。车辆200包括马达、电池、由马达驱动的至少一个车轮以及配置成使至少一个车轮围绕轴转动的转向系统。适合的车辆例如在Miller等人(“Miller”)的第14/991,496号美国专利申请和Prasad等人(“Prasad”)的第8,180,547号美国专利中也有描述，以上美国专利申请和美国专利通过引用特此全部纳入。计算系统100能够自动控制装置内的机械系统。计算系统100还能够与外部装置进行通信。计算系统100包括数据总线101、一个或多个处理器108、易失性存储器107、非易失性存储器106、用户界面105、远程信息处理单元104、致动器和马达103以及本地传感器102。
数据总线101在电子部件之间传输电子信号或者数据。处理器108对电子信号或者数据执行操作以产生经修改的电子信号或者数据。处理器108可以代表按顺序或者并行工作的多个处理器108。易失性存储器107存储由处理器108即时重新调用的数据。非易失性存储器106存储重新调用到易失性存储器107和/或处理器108的数据。非易失性存储器106包括包含硬盘驱动器、固态硬盘(Solid State Disk，SSD)、数字视频光盘(Digital VideoDisk，DVD)、蓝光光盘(Blu-Ray)等在内的一系列非易失性存储器。用户界面105包括显示器、触摸屏显示器、键盘、按钮以及使用户能够与计算系统进行交互的其他装置。远程信息处理单元104通过蓝牙技术(Bluetooth)、蜂窝数据(例如，第三代移动通信技术(3rd-Generation，3G)、长期演进技术(Long Term Evolution，LTE))、通用串行总线(UniversalSerial Bus，USB)等与外部处理器既能够进行有线通信又能够进行无线通信。远程信息处理单元104可配置成以某一频率广播信号(例如，一种类型的车辆到车辆传输是以1kHz或者200kHz进行，这取决于下面所述的计算)。
致动器/马达103产生物理结果。致动器/马达的示例包括燃料喷射器、挡风玻璃刮水器、制动灯电路、变速器、安全气囊、马达、动力传动系马达、转向器、座椅振动马达等。安全气囊可具有禁用状态和启用状态。当安全气囊处于禁用状态时，安全气囊不能够展开。当安全气囊处于启用状态时，安全气囊将响应于来自处理器的信号而展开。本地传感器102将数字读数或者测量值传送到处理器108。适合的传感器的示例包括温度传感器、旋转传感器、安全带传感器、速度传感器、负载传感器、摄像机、激光雷达传感器、雷达传感器等。应当领会的是，图1中各种连接的部件可包括单独的或者专用的处理器和存储器。例如，在Miller和/或Prasad的专利申请和专利中描述了计算系统100的结构和操作的进一步细节。
图2概括地示出并且举例说明了包括计算系统100的车辆200。虽然未示出，但是车辆200与移动装置(例如移动电话)进行操作性无线通信。一些本地传感器102安装于车辆200的外部。本地传感器102a可为超声传感器、激光雷达传感器、摄像机、摄影机和/或麦克风等。本地传感器102a可配置成依照前方感测范围109a的指示检测车辆200前方的对象。本地传感器102b可为超声传感器、激光雷达传感器、摄像机、摄影机和/或麦克风等。本地传感器102b可配置成依照后方感测范围109b的指示检测车辆200后方的对象。左侧传感器102c和右侧传感器102d可配置成对车辆200的左侧和右侧执行相同的功能。车辆200包括位于车辆内部中或者在车辆外部上的大量其他传感器102。这些传感器102可包括在Prasad的专利中公开的任何或所有传感器。
应当领会的是，车辆200配置成执行下面所述的方法和操作。在一些情况下，车辆200配置成通过存储在计算系统100的易失性和/或非易失性存储器上的计算机程序来执行这些功能。处理器“配置成”当其与存储具有体现所公开操作的代码或指令的软件程序的存储器进行操作性通信时执行所公开的操作。处理器、存储器以及程序如何协作的进一步描述出现在Prasad的专利中。应当领会的是，与车辆200进行操作性通信的移动装置或者外部服务器可执行下面所讨论的部分或者全部方法和操作。
根据各种实施例，车辆200包括Prasad的车辆100a的部分或者全部特征。根据各种实施例，计算系统100包括Prasad的图2的VCCS(车辆通信与控制系统)102的部分或者全部特征。根据各种实施例，车辆200与Prasad的图1中所示的部分或者全部装置进行通信，这些装置包括移动装置110、通信塔116、电信网络118、互联网120以及数据处理中心122。
术语“负载车辆”当在权利要求中使用时特此被定义为意指：“一种包括马达、多个车轮、动力源以及转向系统的车辆；其中马达将扭矩传递到多个车轮的至少其中一个，从而驱动多个车轮的至少其中一个；其中动力源向马达提供能量；以及其中转向系统配置成控制多个车轮的至少其中一个”。术语“全装配电动车辆”当在权利要求中使用时特此被定义为意指“一种包括电池、多个车轮、马达、转向系统的车辆；其中马达将扭矩传递到多个车轮的至少其中一个，从而驱动多个车轮的至少其中一个；其中电池是可再充电的并且配置成向马达提供电能，从而驱动马达；以及其中转向系统配置成控制多个车轮的至少其中一个”。
图3概括地示出并且举例说明了车辆200的前排乘客侧。具有头部300a、身体300b以及脚部300c的人300正坐在包括头枕213a、背部或靠背213b以及座面213c的座椅213上。座面213c经由适合的支撑件连接至车辆200的地板217。车辆200包括位于挡风玻璃211下方并且在挡风玻璃211下面从车辆200一边横向延伸到另一边(即，从乘客侧到驾驶员侧)的仪表板212。仪表板包括用户界面105(例如气候控制装置、仪表、触摸屏显示器、开关、灯等)。仪表板212包括乘客侧安全气囊304和驾驶员侧安全气囊(未示出)。应当领会的是，安全气囊(例如，乘客侧安全气囊304)可代表设置在乘客周围的多个乘客侧安全气囊。仪表板212包括沿着交界面212c接合到侧板212b的顶板212a。脚部300c正在仪表板212上施加水平负载。仪表板212仅仅是示范性的并且可由更多面板或者单个面板来限定。
座椅213包括座椅负载传感器302a、302b以及302c。仪表板包括仪表板负载传感器301a、301b以及301c。地板217包括地板负载传感器302d。摄像机303对着仪表板212。负载传感器301、302和摄像机303是本地传感器102，因而如图1中图示的那样有线或者无线地连接至处理器108。
图4为顶板212a的俯视图。如图3和图4中所示，顶板212a可配置成将机械负载(例如，重量)传递到多个仪表板负载传感器301a、301b以及301c。如图3中所示，一些负载传感器(例如，仪表板负载传感器301b和301c)可配置成感测垂直机械负载。当乘客将脚部300c或者物体放在仪表板的顶部上(例如，在顶板212a上)时，将会存在垂直机械负载。一些传感器(例如，仪表板负载传感器301a)可配置成感测水平机械负载。当乘客使脚部300c压顶仪表板时，将会存在水平机械负载，如图3中所示。
如图4中所示，顶板212a可包括多行和多列负载传感器301a、301b、301c。应当领会的是，额外的负载传感器301可附接到仪表板的侧板212b和任何其它表面。应当领会的是，地板负载传感器302d和/或座椅负载传感器302a、302b、302c可排列成类似于仪表板负载传感器301a、301b、301c的多行和多列。
负载传感器301、302可为采用基于电阻的设计、电容设计、力测压元件设计、基于压力的设计或者能够感测重量和/或质量的任何其他设计的重量或质量传感器。根据各种实施例，负载传感器301、302配置成基于负载的程度将电压电平传送到处理器108。适合的负载传感器301、302在本领域中是已知的。应当领会的是，当本公开和权利要求书提到“重量”时，本公开和权利要求书还考虑“质量”。例如，“重量传感器”应该理解为包括“重量传感器”或者“质量传感器”，并且系统配置成“测量重量”应该理解为“测量重量”或者“测量质量”等。
图5示出了基于来自负载传感器301、302和摄像机303的读数来控制车辆200的安全系统的示例方法500。车辆配置成执行方法500。如上面所作的说明，车辆包括驻留在易失性存储器107和/或非易失性存储器106上的软件代码(例如，安全程序)。处理器108配置成执行该安全程序，从而执行方法500。
负载传感器301、302的每一个与处理器108进行操作性通信并且配置成向处理器108传送信号。车辆200配置成基于负载传感器301、302来检测或者估计各种车辆部件上的机械负载。例如，车辆200可基于负载传感器302c来检测座椅座面213c上的机械负载。车辆200可基于负载传感器302b来检测背部213b上的机械负载。车辆200可基于负载传感器301来检测仪表板212上的机械负载。
根据各种实施例，负载传感器301、302是二维负载传感器，因而能够报告水平方向和垂直方向中的负载。根据各种实施例，负载传感器301、302是一维负载传感器。在这些实施例中，车辆200可配置成基于(a)一维测量值和(b)负载传感器的已知位置来估计各种物体(例如，座椅213或者仪表板212)上的二维负载(例如，由负载传感器301c感测到的负载仅仅是垂直的，由负载传感器301a感测到的负载仅仅是水平的，由负载传感器302b感测到的负载具有垂直负载分量和水平负载分量)。
如上所述，车辆200的各种部件包括多个负载传感器。例如，如图4中所示，并且如前面所讨论的，顶板212a包括多行和多列负载传感器301a、301b、301c。根据各种实施例，车辆200配置成编译或者收集来自负载传感器的数据(或者选择有代表性的负载传感器)，并且估计在座椅213、仪表板212以及地板217中每一个的水平方向和垂直方向的其中一个或两个方向中的总负载或者净负载。
例如，车辆200可基于负载传感器301a、301b以及301c来估计仪表板212上的垂直机械负载和仪表板212上的水平机械负载。类似地，车辆可基于负载传感器302a、302b以及302c来估计座椅213上的垂直机械负载和座椅213上的水平机械负载。车辆可基于负载传感器302d来估计地板217上的垂直机械负载。
车辆200可对每个负载传感器的结果进行求和(例如，求和传感器301b和301c的垂直负载分量以得到仪表板212上的总垂直负载)，以便得到部件(即，座椅213、地板217以及仪表板212)上的净负载。可选择地，并且如上所述，车辆可选择单个负载传感器作为代表并且使物体上的机械负载与该单个负载传感器感测到的负载相等。可选择地，车辆可利用各种算法来基于来自多个负载传感器的信号估计物体上的总机械负载。
返回到图5，在框502车辆进行或者做出初步检测。初步检测可参照仪表板212的负载传感器301所确定的负载来做出。根据各种实施例，当仪表板212上的水平负载超过第一预定阈值和/或仪表板212上的垂直负载超过第二预定阈值时，发生初步检测。
该预定阈值可在制造时设定。根据各种实施例，车辆200配置成使用户或者乘客能够通过用户界面105来设定该预定阈值。当这样做时，车辆200通过用户界面105来指示用户从仪表板上移除(即，清除)所有物体。车辆200然后记录干净的仪表板212上的负载并且参照所记录的负载设定一个或多个基线(例如，设定水平负载基线和垂直负载基线)。当所测量的或检测到的负载超出一个或多个基线用户可调的预定程度(例如，10％或2磅)时，则车辆200做出初步检测。
当在框502做出初步检测时，车辆等待第一预定时间503，然后重复该初步检测。如果该初步检测不再出现(即，如果不超过该预定阈值)，则该过程结束。第一预定时间503补偿人只是暂时将脚部或者其他物体放在仪表板上的情况。
如果在第一预定时间503之后仍然出现初步检测，则车辆200继续进行框504。在框504，车辆200进行或者做出二次检测。二次检测确认初步检测的有效性或者准确性。可根据全距法(range method)(下面所讨论的)来执行二次检测。车辆200可配置成执行这些方法中的一种、一些种或者全部。
二次检测的一种方法是经由摄像机303。在框504，摄像机303记录仪表板212的顶板212a的一幅或多幅新的图像。摄像机303将这些新的图像传送到处理器108。处理器108将该新的图像与之前记录的顶板212a的干净图像进行比较。之前记录的干净图像为没有任何物体位于其上的顶板212a的基线图像。
干净图像可在制造时预加载到车辆200上。根据各种实施例，车辆200配置成使用户能够经由用户界面105来使摄像机303记录图像，然后使用户能够选择所记录图像中的一幅作为干净图像。例如，如果用户将物体永久地固定到仪表板上，则这个过程是有用的。
处理器108经由适当的编程而将新的图像与干净图像进行比较。根据各种实施例，处理器108将新的图像模糊或者结合成单一的合成图像(例如，通过求出每幅图像的像素平均值)。处理器108然后将合成图像与干净图像进行比较。更具体地，处理器108使合成图像与干净图像对齐(以应对摄像机偏移或者振动)。处理器108然后将合成图像的像素值与干净图像进行比较。如果合成图像的预定参考数量的像素与干净图像相差预定程度，则在框504车辆200做出二次检测。预定参考数量和预定程度可由用户调整。
由于经由挡风玻璃211入射到顶板212a上的光，因此预料到合成图像和干净图像之间的一些像素变化。根据各种实施例，车辆200包括多幅干净图像并且使每一幅干净图像与一天中的某个时间和/或天气状况关联。车辆200可应用查找表，该查找表使第一范围的光照条件(例如，50流明至55流明)与第一干净图像关联，使第二范围的光照条件(例如，56流明至60流明)与第二干净图像关联等。光照条件可由安装在仪表板上的适合的光传感器(例如，在黑暗时自动打开车头灯的传感器)来测量。
可选择地或者除上述的像素比较过程之外，车辆200可将图像或图案识别软件应用到新的图像。车辆200通过执行识别软件来识别仪表板212上的异物。当在仪表板212上识别出异物时，在框504车辆200做出二次检测。
应当领会的是，可在不涉及摄像机303的情况下(例如，在车辆200不包括摄像机303的情况下)在框504做出二次检测。在这种情况下，二次检测可包括以下所列的其中一项或多项：(a)根据载传感器302和/或安全带传感器而检测人目前占用座椅213；(b)检测到占用座椅213的人已重新分配他或她的重量；(c)检测到座椅213上的水平负载已增加到超过了用户可调整的预定水平负载值。
车辆200可配置成通过跟踪在行程期间(或者在行程内的预定时间跨度期间)座椅213和地板217上的最大垂直负载来执行(b)。车辆200将座椅213和地板217上的垂直负载的总和设定为乘客的重量。如果座椅213和地板217上的合并后的垂直负载在行程(或者预定时间跨度)期间减少了预定负载程度(例如，多于5％或者4磅)，则车辆200可假设失去的负载转移到了仪表板212上，因而在框504车辆200做出二次检测。
车辆200可配置成执行(c)得到座椅213上的总水平负载或者净水平负载。当所检测到的座椅213上的水平负载增加并超过了预定值时，车辆200假设用户已经对着仪表板212施加相等的并且相反的水平负载。车辆200因此做出二次检测。
应当领会的是，上述任何或所有二次检测方法均可以被组合。应当领会的是，上述任何或所有二次检测方法均可以被框502的初步检测取代。应当领会的是，框502的初步检测可为框504的二次检测的一部分。
如果在框504车辆未能做出二次检测，则车辆继续进行框506，在框506，车辆200实现第一功能。如果在框504车辆200做出了二次检测，则车辆等待第二预定时间507。在第二预定时间507之后，如果仍然出现框504的二次检测和/或框502的初步检测，则在框508车辆200实现第二功能。
在框508实现第二功能之后，车辆200等待第三预定时间509。在第三预定时间509之后，如果仍然出现框504的二次检测和/或框502的初步检测，则在框510车辆200实现第三功能。
在框510实现第三功能之后，车辆等待第四预定时间511。在第四预定时间511之后，如果仍然出现框504的二次检测和/或框502的初步检测，则在框512车辆200实现第四功能。
应当领会的是，预定时间503、507、509、511为可选择的并且预定时间503、507、509、511的一些或全部可不存在于方法500。应当领会的是，在方法500的所有阶段期间连续地重新执行初步检测和二次检测二者。
应当领会的是，每当初步检测不再出现(即，测量或者感测)时，方法500会终止。例如，如果在负载传感器301检测到的负载未能满足一个或多个阈值(即，在初步检测的其中一次重新执行期间初步检测为否)，则方法500会直接在第三预定时间509期间终止。应当进一步领会的是，每当二次检测不再出现，但是初步检测仍然出现时，方法500可直接跳到或继续进行框506的第一功能。例如，如果在二次检测的其中一次重新执行期间二次检测为否，则方法500可从框510直接跳到框506。应当领会的是，在到框512时，方法500停留在框512处，直到根据初步检测终止或者根据二次检测跳到框506为止。应当领会的是，从框508、510或者512跳到框506使车辆200结束除第一功能之外的功能(例如，第二功能、第三功能以及第四功能)。
根据各种实施例，每个功能使车辆200执行以下所列的其中一些操作或所有操作：激活用户界面105上的警告灯，经由用户界面105发出警告文本或视频，经由用户界面105产生声音或噪音，使一部分或所有座椅213振动以及禁用前排乘客安全气囊304。如上所述，前排乘客安全气囊304可代表设置在座椅213周围的多个安全气囊。前排乘客安全气囊304的禁用可包括禁用所有安全气囊或者只禁用多个安全气囊的一部分。应当领会的是，每个功能可包括上述特征的不同集合。
如图5中所示，功能可随着时间的推移而累积。换句话说，除了框506的第一功能之外，框508还可包括第二功能。框510可包括第一功能、第二功能以及第三功能。框512可包括第一功能、第二功能、第三功能以及第四功能。
根据各种实施例，第一功能是激活用户界面105上的警告灯。第二功能是通过用户界面105的扬声器进行声音广播。第三功能是引起一部分或所有座椅213的振动。第四功能是伴随着激活显示在用户界面105上的附加警告灯和/或附加文本而使乘客安全气囊304停用。

Claims (20)

1.一种车辆，所述车辆包括：
具有负载传感器和安全气囊的仪表板、座椅、处理器，所述处理器配置成：
(a)检测所述仪表板上的负载，
(b)基于(a)禁用所述安全气囊。
2.根据权利要求1所述的车辆，其中所述处理器配置成：
在(a)的基础上通过确定所检测到的负载是否超过预定负载来执行(b)。
3.根据权利要求1所述的车辆，其中一些所述负载传感器设置成检测水平方向中的负载，以及一些所述负载传感器设置成检测垂直方向中的负载。
4.根据权利要求3所述的车辆，其中所述处理器配置成：通过确定所述仪表板上的水平负载和所述仪表板上的垂直负载来执行(a)。
5.根据权利要求4所述的车辆，其中所述处理器配置成：
将所确定的垂直负载与第一阈值进行比较以及将所确定的水平负载与第二阈值进行比较；
在(a)的基础上通过确定所确定的垂直负载超过所述第一阈值或者所确定的水平负载超过所述第二阈值来执行(b)。
6.根据权利要求1所述的车辆，其中所述车辆包括朝向所述仪表板的摄像机，并且所述处理器配置成：
(c)通过处理来自所述摄像机的图像来确定在所述仪表板上物体的存在。
7.根据权利要求6所述的车辆，其中所述处理器配置成：
基于(a)和(c)执行(b)。
8.根据权利要求7所述的车辆，其中所述车辆包括光传感器，并且所述处理器配置成：基于所述光传感器感测到的光量处理来自所述摄像机的所述图像。
9.根据权利要求8所述的车辆，其中所述处理器配置成：通过利用基于所述光传感器感测到的所述光量而选择的算法处理所述图像，来进行基于所述光传感器感测到的光量处理来自所述摄像机的所述图像。
10.根据权利要求1所述的车辆，包括用户界面，并且其中所述处理器配置成：
(d)基于(a)而在所述用户界面上生成显示，
(e)计算自从(d)以来经过的时间，
基于(a)和(e)执行(b)。
11.根据权利要求1所述的车辆，其中所述座椅包括马达，并且所述处理器配置成：
(f)基于(a)启动所述马达以使所述座椅振动。
12.根据权利要求11所述的车辆，其中所述处理器配置成：
(g)基于(a)而在所述用户界面上生成显示，
(h)计算自从(g)以来经过的时间，
基于(a)和(h)执行(f)，
(i)计算自从(f)以来经过的时间，
基于(a)和(i)执行(b)。
13.一种车辆，所述车辆包括：
具有负载传感器和安全气囊的仪表板、座椅、处理器，所述处理器配置成：
(a)检测所述仪表板上的负载，
(b)基于(a)生成显示，
(c)计算自从(b)以来经过的时间，
(d)基于(a)和(c)启动座椅马达以使所述座椅振动，
(e)计算自从(d)以来经过的时间，
(f)基于(a)和(e)禁用所述安全气囊。
14.一种方法，所述方法包括经由包括具有负载传感器的仪表板、座椅以及安全气囊的车辆的处理器：
(a)检测所述仪表板上的负载，
(b)基于(a)禁用所述安全气囊。
15.根据权利要求14所述的方法，包括：
在(a)的基础上通过确定所检测到的负载是否超过预定负载来执行(b)。
16.根据权利要求15所述的方法，包括：
(c)经由摄像机来确定在所述仪表板上物体的存在，
基于(a)和(c)执行(b)。
17.根据权利要求16所述的方法，其中经由图像过滤软件来确定在所述仪表板上所述物体的存在，所述图像过滤软件依赖于所述车辆的光传感器检测到的光量。
18.根据权利要求14所述的方法，包括：
(d)基于(a)而在所述车辆的用户界面上生成显示，
(e)计算自从(d)以来经过的时间，
基于(a)和(e)执行(b)。
19.根据权利要求18所述的方法，包括：
基于(a)和(e)而利用座椅马达使所述座椅振动。
20.根据权利要求19所述的方法，包括：
在(a)的基础上经由摄像机来确定在所述仪表板上物体的存在。
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