CN111231882A - 用于汽车的基于雷达的占用检测器 - Google Patents

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Abstract

本发明题为“用于汽车的基于雷达的占用检测器”。本发明公开了一种基于雷达的占用检测系统，该系统包括设置为邻近于车辆座椅的安全带锁扣和设置在该安全带锁扣内的雷达模块，该雷达模块包括天线、射频(RF)发射器、RF接收器和处理器，该天线被配置为朝向座椅广播由RF发射器产生的RF信号，处理器被配置为根据从接收器接收的输出得出信号信息并基于该信号信息表征座椅的占用。

Description

用于汽车的基于雷达的占用检测器
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年11月29日提交的美国临时专利申请号62/772,698的权益，该专利申请的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开总体上涉及汽车传感器领域，并且更具体地涉及基于雷达的汽车占用检测器。
背景技术
占用检测系统通常用于汽车中，以确定汽车中的座椅是否容纳乘员。此信息用于便于或改进汽车内许多系统的操作。例如，占用检测系统可以将信号输出到汽车的安全带锁扣系统，以指示汽车中的特定座椅容纳乘员，并且如果与驾驶员座椅相关联的安全带解开，则安全带锁扣系统可以进而激活通知标记(例如，“安全带解开”状态灯和/或铃声)。在另一示例中，可以根据在座椅内是否检测到乘员来决定汽车中与特定座椅相关联的安全气囊的展开，并且安全气囊展开的力和/或尺寸可以根据座椅中检测到的乘员的类型(例如，儿童或成人)而变化。在另一示例中，汽车的气候控制系统可以根据是否在与汽车内的特定空间或区域相关联的座椅中检测到乘员而将冷却或加热后的空气引导到这些区域。
传统上，通过在汽车座椅内实施压力传感器来实现汽车内的占用检测。但是，这样的传感器与许多缺点相关联，包括不能确定座椅是被人员占用还是被无生命的物体占用，并且不能确定座椅的乘员是成人还是儿童/婴儿。另外，在汽车座椅上实施压力传感器既成本高又复杂。关于这些和其他考虑因素，本公开的改进可能是有用的。
发明内容
提供本发明内容是为了以简化的形式介绍构思的选择，这些构思将在下面的具体实施方式中进一步描述。本发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在帮助确定所要求保护的主题的范围。
根据本公开的基于雷达的占用检测系统的示例性实施方案可以包括：安全带锁扣，该安全带锁扣设置为邻近于车辆座椅；以及雷达模块，该雷达模块设置在该安全带锁扣内，该雷达模块包括被配置为朝向该座椅广播射频(RF)信号的天线。
根据本公开的基于雷达的占用检测系统的另一示例性实施方案可以包括：安全带锁扣，该安全带锁扣设置为邻近于车辆座椅；以及雷达模块，该雷达模块设置在该安全带锁扣内，该雷达模块包括：天线，该天线被配置为朝向该座椅广播射频(RF)信号；RF发射器和RF接收器，该RF发射器和该RF接收器联接到该天线；以及处理器，该处理器联接到该接收器，其中该处理器被配置为根据从该接收器接收的输出得出信号信息，该信号信息包括飞行时间、频率变化和振幅比中的至少一者，其中该处理器被配置为基于该信号信息来表征该座椅的占用，并且其中该处理器被配置为将与该座椅的占用有关的信息传送至该车辆中的系统，以影响此系统的操作。
附图说明
通过示例的方式，现在将参照附图描述所公开的系统的各种实施方案，其中：
图1是示出根据本公开的示例性实施方案的基于雷达的占用检测系统的示意图；
图2是车辆内图1所示的基于雷达的占用检测系统的示例性实施方式的示意图。
具体实施方式
现在将参照附图更全面地描述根据本公开的基于雷达的占用检测系统，在附图中呈现了基于雷达的占用检测系统的优选实施方案。然而，基于雷达的占用检测系统可以以许多不同的形式来体现，并且不应被解释为限于本文阐述的实施方案。相反，提供这些实施方案使得本公开将向本领域技术人员传达基于雷达的占用检测系统的某些示例性方面。
图1是根据本公开的示例性实施方案的基于雷达的占用检测系统10(以下称为“检测系统10”)的示意图。总体上，检测系统10可以包括雷达模块12，该雷达模块设置在汽车的车辆约束系统(例如，安全带系统)的安全带锁扣14内。安全带锁扣14可以是本领域普通技术人员熟悉的任何常规种类，并且例如可以适于接纳和可释放地保持安全带的锁舌。在各种实施方案中，在各种类型的车辆(例如，汽车、船舶、飞行器等)中，安全带锁扣14可以用于固定肩式安全带、腰式安全带、五点式安全带或其他类型的安全带中的一种或多种。
雷达模块12可以包括天线16、射频(RF)发射器18、RF接收器20、双工器22和处理器24。RF发射器18可以被配置为产生可以由天线16广播的射频(RF)信号(例如，脉冲波或连续波RF信号)。在一些实施方案中，RF发射器18可以产生毫米波频谱中的RF信号。本公开在这方面不受限制。RF接收器20可以放大和解调由天线16接收的RF信号，并且可以将放大和解调后的信号输出到处理器24。双工器22可以在RF发射器18和RF接收器20之间交替地切换天线16。替代地，设想雷达模块12可以包括单独的发射器和接收器天线。雷达模块12的操作将在下面更详细地描述。
尽管在图1中示出了雷达模块12的上述部件可以与安全带锁扣14成一体(例如，容纳在其中)，但是设想RF发射器18、RF接收器20、双工器22和处理器24(即，雷达模块12的除了天线16以外的部件)中的一个或多个可以替代地位于安全带锁扣14的外部、位于车辆内的其他地方。例如，RF发射器18、RF接收器20、双工器22和处理器24中的一个或多个可以位于车辆的仪表板或地板内和/或可以与车辆的电子控制单元(ECU)并列布置或成一体。本公开在这方面不受限制。
除了容纳雷达模块12之外，安全带锁扣14还可以容纳现代汽车中常规的其他电子部件。例如，如图1所示，安全带锁扣14可以包括锁扣传感器26，该锁扣传感器被配置为确定安全带的锁舌是否紧固在安全带锁扣14内。锁扣传感器26可以经由延伸到安全带锁扣14中的电力线28接收电力。有利地，雷达模块12还可以连接到电力线28并且可以从其接收电力。因此，雷达模块12可以在常规安全带锁扣中实施，而无需为雷达模块12增加新的专用电力线。在各种实施方案中，雷达模块12和锁扣传感器26可以被实施在公共电路板上和/或可以共享各种电路部件。
现在参照图2，示出了本公开的检测系统10的示例性实施方式，其中分别与车辆的乘客座椅104和驾驶员座椅106相关联的安全带锁扣100、102可以各自包括与以上描述并在图1中示出的雷达模块12基本相似的集成式雷达模块。即，安全带锁扣100、102中的每个可以基本上类似于图1所示的安全带锁扣14。在检测系统10的操作期间，安全带锁扣100、102中的雷达模块12的天线16可以广播由雷达模块12的RF发射器18产生的脉冲波或连续波RF信号108、110。替代地，安全带锁扣100、102中的雷达模块12可以共享单个RF发射器18。
安全带锁扣100、102中的雷达模块12的天线16可以配置为使得RF信号108、110被引导到可能将由分别位于乘客座椅104和驾驶员座椅106中的人员或物体占据的空间。天线16可以接收RF信号108、110的从乘客座椅104和驾驶员座椅106反射和/或从乘客座椅104和驾驶员座椅106中的人员或物体反射的部分。信号可以被递送到RF接收器20，在RF接收器中，信号可以被解调、放大并传送到雷达模块12的处理器24。基于从信号得出的信息(包括但不限于飞行时间、频率变化、振幅比等)，处理器24可以确定在乘客座椅104和/或驾驶员座椅106中存在人员还是物体，并且可以进一步表征人员或物体(例如，表征为成人、儿童、包、儿童座椅等)。
安全带锁扣100、102中的雷达模块12的处理器24所做出的确定可以经由雷达模块12的输出线32(见图1)传送到车辆内的各种系统，以便于或增强这样的系统的操作。例如，安全带锁扣102中的雷达模块12的处理器24可以将信号输出到车辆的安全带锁扣系统40，以指示汽车的驾驶员座椅106容纳乘员112。如果与驾驶员座椅106相关联的安全带解开，则安全带锁扣系统40可以进而激活通知标记(例如，“安全带解开”状态灯和/或铃声)。在另一示例中，处理器24可以将信号输出到车辆的安全保持系统42，并且可以根据是否在座椅104、106内检测到人类乘员决定与乘客座椅104和驾驶员座椅106相关联的安全气囊的展开，并且安全气囊展开的力和/或尺寸可以根据在座椅中检测到的乘员的类型(例如，儿童或成人)而变化。在另一示例中，处理器24可以根据是否在座椅中检测到乘员而将信号输出到车辆的气候控制系统44，以将冷却或加热后的空气引导到与乘客座椅104和驾驶员座椅106相关联的特定空间或区域。在另一示例中，处理器24可以将乘员信息传送到车辆的ECU46以改进发动机性能。
虽然图2所示的示例性实施方式包括两个安全带锁扣100、102，但是将理解，本公开的检测系统10可以在特定车辆中以少至一个或多至所有安全带锁扣来实施。本公开在这方面不受限制。
本领域普通技术人员将认识到，相对于常规的基于压力传感器的占用检测系统，本公开的检测系统10可以以降低的成本实施并且具有较小的复杂性，从而增加了在车辆的所有座椅(即，非仅在例如驾驶员座椅和前排乘客座椅)中实施占用检测的可行性。另外，本公开的检测系统10提供了优于常规的基于压力传感器的占用检测系统的优点，即，它便于更详细地表征车辆座椅中的物体和乘员。
如本文所用，以单数形式叙述并且前面冠以词语“一”或“一个”的元件或步骤将被理解为不排除多个元件或步骤，除非明确地叙述了此类排除。此外，对本公开的“一个实施方案”的引用不旨在被解释为排除包含所述特征的附加实施方案的存在。
本公开的范围不受本文所述具体实施方案的限制。实际上，除了本文所述那些之外，本公开的其他各种实施方案和修改对于本领域普通技术人员来说从前面的描述和附图中将是显而易见的。因此，这种其他实施方案和修改旨在落入本公开的范围内。此外，尽管本文出于特定目的在特定环境中的特定实施方式的上下文中描述了本公开，但是本领域普通技术人员将认识到其有用性不限于此。出于许多目的，可以在许多环境中有益地实施本公开的实施方案。因此，下面提出的权利要求书应该根据本文所述的本公开的全部广度和精神来理解。

Claims (18)

1.一种基于雷达的占用检测系统，所述系统包括：
安全带锁扣，所述安全带锁扣设置为邻近于车辆座椅；和
雷达模块，所述雷达模块设置在所述安全带锁扣内，所述雷达模块包括被配置为朝向所述座椅广播射频(RF)信号的天线。
2.根据权利要求1所述的基于雷达的占用检测系统，其中所述雷达模块进一步包括联接到所述天线的RF发射器和RF接收器。
3.根据权利要求2所述的基于雷达的占用检测系统，其中所述雷达模块进一步包括联接到所述接收器的处理器，其中所述处理器被配置为根据从所述接收器接收的输出得出信号信息，所述信号信息包括飞行时间、频率变化和振幅比中的至少一者。
4.根据权利要求3所述的基于雷达的占用检测系统，其中所述处理器被配置为基于所述信号信息来表征所述座椅的占用。
5.根据权利要求4所述的基于雷达的占用检测系统，其中所述处理器被配置为将与所述座椅的占用有关的信息传送到所述车辆的安全带锁扣系统、安全保持系统、气候控制系统和电子控制单元中的至少一者。
6.根据权利要求2所述的基于雷达的占用检测系统，其中所述发射器被配置为产生脉冲波RF信号。
7.根据权利要求2所述的基于雷达的占用检测系统，其中所述发射器被配置为产生连续波RF信号。
8.根据权利要求2所述的基于雷达的占用检测系统，其中所述发射器被配置为产生毫米波频谱中的RF信号。
9.根据权利要求1所述的基于雷达的占用检测系统，其中所述安全带锁扣包括锁扣传感器，所述锁扣传感器经由延伸到所述安全带锁扣中的电力线来接收电力，并且其中所述雷达模块也经由所述电力线接收电力。
10.一种基于雷达的占用检测系统，所述系统包括：
安全带锁扣，所述安全带锁扣设置为邻近于车辆座椅；和
雷达模块，所述雷达模块设置在所述安全带锁扣内，所述雷达模块包括：
天线，所述天线被配置为朝向所述座椅广播射频(RF)信号；
RF发射器和RF接收器，所述RF发射器和所述RF接收器联接到所述天线；和
处理器，所述处理器联接到所述接收器，其中所述处理器被配置为根据从所述接收器接收的输出得出信号信息，所述信号信息包括飞行时间、频率变化和振幅比中的至少一者；
其中所述处理器被配置为基于所述信号信息来表征所述座椅的占用；并且
其中所述处理器被配置为将与所述座椅的占用有关的信息传送至所述车辆中的系统，以影响此系统的操作。
11.根据权利要求10所述的基于雷达的占用检测系统，其中所述处理器的输出操作性地连接到所述车辆的安全带锁扣系统。
12.根据权利要求10所述的基于雷达的占用检测系统，其中所述处理器的输出操作性地连接到所述车辆的安全保持系统。
13.根据权利要求10所述的基于雷达的占用检测系统，其中所述处理器的输出操作性地连接到所述车辆的气候控制系统。
14.根据权利要求10所述的基于雷达的占用检测系统，其中所述处理器的输出操作性地连接到所述车辆的电子控制单元。
15.根据权利要求10所述的基于雷达的占用检测系统，其中所述发射器被配置为产生脉冲波RF信号。
16.根据权利要求10所述的基于雷达的占用检测系统，其中所述发射器被配置为产生连续波RF信号。
17.根据权利要求10所述的基于雷达的占用检测系统，其中所述发射器被配置为产生毫米波频谱中的RF信号。
18.根据权利要求10所述的基于雷达的占用检测系统，其中所述安全带锁扣包括锁扣传感器，所述锁扣传感器经由延伸到所述安全带锁扣中的电力线来接收电力，并且其中所述雷达模块也经由所述电力线接收电力。
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