CN112706720B - 确立安全气囊的展开力的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了确立安全气囊的展开力的系统和方法。一个总的方面包括一种确立交通工具的安全气囊的展开力的系统，该系统包括:存储器和处理器，存储器被配置为包括一个或多个可执行指令，处理器被配置为执行可执行指令，其中可执行指令使得处理器能够实现以下步骤:监测交通工具乘员的头部位置；基于监测的头部位置，计算交通工具操作者的身体部位相对于交通工具的内部客厢的部分的距离；并且基于身体部位的距离，确立安全气囊的展开力。

Description

确立安全气囊的展开力的系统和方法
技术领域
本发明涉及确立安全气囊的展开力的系统和方法。
背景技术
安全气囊系统在碰撞事件期间为交通工具乘员提供缓冲和约束。例如，安全气囊降低了交通工具乘员将其脸撞到方向盘上或将其膝盖撞到仪表板下侧上的风险。但是，安全气囊一般是为了帮助落入特定高度和姿势参数内的人而设计的。高度低于这些参数的人可能会发现自己坐得离方向盘或仪表板太近，并因此受到展开过猛的安全气囊的伤害。高度高于这些参数的人可能会发现自己坐得离方向盘或仪表板太远，并因此由于展开力太低而当他们跌落经过过早放气的安全气囊并撞击方向盘和/或仪表板时会受到伤害。因此，希望提供一种系统和方法，该系统和方法将计算交通工具乘员相对于交通工具的方向盘或仪表板的位置，并且然后基于该距离确立展开力，从而有助于降低碰撞事件期间乘员受伤的风险。此外，结合附图和本发明的背景，本发明的其他期望的特征和特性将从本发明的后续详细描述和所附权利要求中变得明显。
发明内容
一个或多个计算机的系统可以被配置成通过具有安装在系统上的软件、固件、硬件或它们的组合来执行特定的操作或动作，软件、固件、硬件或它们的组合在操作中导致系统执行这些动作。一个或多个计算机程序可以被配置成通过包括指令来执行特定的操作或动作，指令在被数据处理设备执行时使得该设备执行这些动作。一个总体方面包括一种确立交通工具的安全气囊的展开力的方法，该方法包括:经由处理器监测交通工具乘员的头部位置；基于所监测的头部位置，经由处理器计算交通工具操作者的身体部位相对于交通工具的内部客厢的部分的距离；并且基于身体部位的距离，经由处理器，确立安全气囊的展开力。该方面的其他实施例包括相对应的计算机系统、设备和记录在一个或多个计算机存储装置上的计算机程序，每个被配置为执行方法的动作。
实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。该方法还包括:经由处理器，经由座椅位置传感器监测交通工具座椅的座椅位置；并且其中计算交通工具操作者的身体部位相对于内部客厢的部分的距离的步骤还基于交通工具座椅的座椅位置。该方法还包括:经由处理器以确立的展开力展开安全气囊。在该方法中，确立安全气囊的展开力的步骤包括:当身体部位的距离大于或等于阈值时，经由处理器，将确立安全气囊的高展开力；并且当身体部位的距离小于阈值时，经由处理器，将确立安全气囊的低展开力。该方法中，交通工具操作者的身体部位是交通工具乘员的头部，而内部客厢的部分是方向盘。该方法中，交通工具操作者的身体部位是交通工具乘员的膝盖，而内部客厢的部分是仪表板。在该方法中，经由驾驶员监测系统监测交通工具乘员的头部位置。所描述的技术的实施方式可以包括硬件、方法或过程，或者计算机可访问介质上的计算机软件。
一个总的方面包括一种确立交通工具的安全气囊的展开力的系统，该系统包括:存储器和处理器，存储器被配置为包括一个或多个可执行指令，处理器被配置为执行可执行指令，其中可执行指令使得处理器能够执行以下步骤:监测交通工具乘员的头部位置；基于所监测的头部位置，计算交通工具操作者的身体部位相对于交通工具的内部客厢的部分的距离；并且基于身体部位的距离，确立安全气囊的展开力。该方面的其他实施例包括相对应的计算机系统、设备和记录在一个或多个计算机存储装置上的计算机程序，每个被配置为执行方法的动作。
实施方式可以包括以下特征中一个或多个。在该系统中，可执行指令使得处理器能够实现以下附加步骤:经由座椅位置传感器监测交通工具座椅的座椅位置；并且其中计算交通工具操作者的身体部位相对于内部客厢的部分的距离的步骤还基于交通工具座椅的座椅位置。在该系统中，可执行指令使得处理器能够执行以下附加步骤:以确立的展开力展开安全气囊。在该系统中，确立安全气囊的展开力的步骤包括:当身体部位的距离大于或等于阈值时，经由处理器，将确立安全气囊的高展开力；并且当身体部位的距离小于阈值时，经由处理器，将确立安全气囊的低展开力。该系统中，交通工具操作者的身体部位是交通工具乘员的头部，而内部客厢的部分是方向盘。该系统中，交通工具操作者的身体部位是交通工具乘员的膝盖，而内部客厢的部分是仪表板。在该系统中，经由驾驶员监测系统监测交通工具乘员的头部位置。所描述的技术的实施方式可以包括硬件、方法或过程，或者计算机可访问介质上的计算机软件。
一个总体方面包括一种非暂时性机器可读介质，具有存储在其上的可执行指令，可执行指令适于确立交通工具的安全气囊的展开力，当可执行指令被提供给处理器并由处理器执行时，使得处理器实现以下步骤:监测交通工具乘员的头部位置；基于监测的头部位置，计算交通工具操作者的身体部位相对于交通工具的内部客厢的部分的距离；并且基于身体部位的距离，确立安全气囊的展开力。该方面的其他实施例包括相对应的计算机系统、设备和记录在一个或多个计算机存储装置上的计算机程序，每个被配置为执行方法的动作。
实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。该非暂时性机器可读存储器还包括:经由座椅位置传感器监测交通工具座椅的座椅位置；并且其中计算交通工具操作者的身体部位相对于内部客厢的部分的距离的步骤还基于交通工具座椅的座椅位置。非暂时性机器可读存储器还包括:以确立的展开力展开安全气囊。在非暂时性和机器可读存储器中，确立安全气囊的展开力的步骤包括:当身体部位的距离大于或等于阈值时，经由处理器，将确立安全气囊的高展开力；并且当身体部位的距离小于阈值时，经由处理器，将确立安全气囊的低展开力。在非暂时性机器可读存储器中，交通工具操作者的身体部位是交通工具乘员的头部，而内部客厢的部分是方向盘。在非暂时性机器可读存储器中，交通工具操作者的身体部位是交通工具乘员的膝盖，而内部客厢的部分是仪表板。所描述的技术的实施方式可以包括硬件、方法或过程，或者计算机可访问介质上的计算机软件。
本发明可以包括以下方案：
1. 一种确立交通工具的安全气囊的展开力的方法，所述方法包括:
经由处理器监测交通工具乘员的头部位置；
基于监测的头部位置，经由所述处理器计算交通工具操作者的身体部位相对于所述交通工具的内部客厢的部分的距离；和
基于身体部位的距离，经由所述处理器确立安全气囊的展开力。
2. 根据方案1所述的方法，进一步包括:
经由所述处理器，经由座椅位置传感器监测交通工具座椅的座椅位置；和
其中计算交通工具操作者的身体部位相对于内部客厢的部分的距离的步骤还基于所述交通工具座椅的座椅位置。
3. 根据方案1所述的方法，进一步包括:
经由所述处理器以确立的展开力展开安全气囊。
4. 根据方案1所述的方法，其中，确立安全气囊的展开力的步骤包括:
当身体部位的距离大于或等于阈值时，经由所述处理器，将确立安全气囊的高展开力；和
当身体部位的距离小于所述阈值时，经由所述处理器，将确立安全气囊的低展开力。
5. 根据方案1所述的方法，其中，交通工具操作者的身体部位是交通工具乘员的头部，并且其中内部客厢的部分是方向盘。
6. 根据方案1所述的方法，其中，交通工具操作者的身体部位是交通工具乘员的膝盖，并且其中内部客厢的部分是仪表板。
7. 根据方案1所述的方法，其中，经由驾驶员监测系统监测交通工具乘员的头部位置。
8. 一种确立交通工具的安全气囊的展开力的系统，所述系统包括:
存储器和处理器，所述存储器被配置为包括一个或多个可执行指令，所述处理器被配置为执行所述可执行指令，其中所述可执行指令使得所述处理器能够实现以下步骤:
监测交通工具乘员的头部位置；
基于监测的头部位置，计算交通工具操作者的身体部位相对于所述交通工具的内部客厢的部分的距离；和
基于身体部位的距离，确立安全气囊的展开力。
9. 根据方案8所述的系统，其中，所述可执行指令使得所述处理器能够实现以下附加步骤:
经由座椅位置传感器监测交通工具座椅的座椅位置；和
其中计算交通工具操作者的身体部位相对于内部客厢的部分的距离的步骤还基于交通工具座椅的座椅位置。
10. 根据方案8所述的系统，其中，所述可执行指令使得所述处理器能够实现以下附加步骤:
以确立的展开力展开安全气囊。
11. 根据方案8所述的系统，其中，确立安全气囊的展开力的步骤包括:
当身体部位的距离大于或等于阈值时，经由所述处理器，将确立安全气囊的高展开力；和
当身体部位的距离小于所述阈值时，经由所述处理器，将确立安全气囊的低展开力。
12. 根据方案8所述的系统，其中，交通工具操作者的身体部位是交通工具乘员的头部，并且其中内部客厢的部分是方向盘。
13. 根据方案8所述的系统，其中，交通工具操作者的身体部位是交通工具乘员的膝盖，并且其中内部客厢的部分是仪表板。
14. 根据方案8所述的系统，其中，经由驾驶员监测系统监测交通工具乘员的头部位置。
15. 一种非暂时性机器可读介质，具有存储在其上的可执行指令，所述可执行指令适于确立交通工具的安全气囊的展开力，当所述可执行指令被提供给处理器并由其执行时，使得所述处理器执行以下步骤:
监测交通工具乘员的头部位置；
基于监测的头部位置，计算交通工具操作者的身体部位相对于交通工具内部的客厢的部分的距离；和
基于身体部位的距离，确立安全气囊的述展开力。
16. 根据方案15所述的非暂时性机器可读存储器，进一步包括:
经由座椅位置传感器监测交通工具座椅的座椅位置；和
其中计算交通工具操作者的身体部位相对于内部客厢的部分的距离的步骤还基于交通工具座椅的座椅位置。
17. 根据方案15所述的非暂时性机器可读存储器，进一步包括:
以确立的展开力展开安全气囊。
18. 根据方案15所述的非暂时性机器可读存储器，其中，确立安全气囊的展开力的步骤包括:
当身体部位的距离大于或等于阈值时，经由所述处理器，将确立安全气囊的高展开力；和
当身体部位的距离小于所述阈值时，经由所述处理器，将确立安全气囊的低展开力。
19. 根据方案15所述的非暂时性机器可读存储器，其中，交通工具操作者的身体部位是交通工具乘员的头部，并且其中内部客厢的部分是方向盘。
20. 根据方案15所述的非暂时性机器可读存储器，其中，交通工具操作者的身体部位是交通工具乘员的膝盖，并且其中内部客厢的部分是仪表板。
当结合附图考虑时，本教导的上述特征和优点以及其他特征和优点从以下用于实施教导的详细描述中变得显而易见。
附图说明
下文将结合以下附图描述所公开的示例，其中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中:
图1是描绘能够利用本文公开的系统和方法的电子系统的示例性实施例的框图；
图2是利用本文公开的示例性系统和方法方面的示例性流程图；
图3是图2的过程流程的说明性方面；
图4是图2的过程流程的另一个说明性方面；
图5是图2的过程流程的说明性方面；
图6是利用本文公开的示例性系统和方法方面的示例性流程图；
图7是图6的过程流程的说明性方面；
图8是图6的过程流程的说明性方面；
图9是图6的过程流程的说明性方面；和
图10是图6的过程流程的说明性方面。
具体实施方式
本文描述了本公开的实施例。然而，应当理解，所公开的实施例仅仅是示例，并且其他实施例可以采取各种以及替代形式。这些图不一定是按比例的；一些特征可以被放大或缩小以示出特定部件的细节。因此，本文公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的，而仅作为教导本领域技术人员以不同方式使用本发明的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的那样，参考附图中的任何一个附图图示和描述的各种特征可以与一个或多个其他附图中图示的特征相结合，以产生没有明确图示或描述的实施例。所示特征的组合为典型应用提供了代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的各种组合和修改对于特定的应用或实施方式而言是合乎需要的。
参考图1，交通工具12在图示实施例中被描绘为运动型多功能车(SUV)，但是应当理解，也可以使用包括摩托车、卡车、客车、休闲车(RV)、船舶、包括无人机(UAV)的飞行器等的任何其他交通工具。在某些实施例中，交通工具12可包括动力传动系统，该动力传动系统具有多个通常已知的扭矩产生装置，包括例如发动机。发动机可以是内燃发动机，其使用一个或多个气缸来燃烧燃料，例如汽油，以便推进交通工具12。动力传动系统可替代地包括许多电动马达或牵引马达，它们将电能转换成机械能，用于推进交通工具12。
在图1中总体示出了交通工具电子设备20中的一些，并且其包括全球导航卫星系统(GNSS)接收器22、主体控制模块或单元(BCM) 24、其他交通工具系统模块（VSM）28、远程信息处理单元30、交通工具-用户接口50-58和车载计算机60。一些或所有不同的交通工具电子设备可以经由一条或多条通信总线(例如通信总线58)相互通信。通信总线58使用一个或多个网络协议为交通工具电子设备提供网络连接，并且可以使用串行数据通信架构。合适的网络连接的示例包括控制器局域网(CAN)、面向媒体的系统传输(MOST)、本地互连网络(LIN)、局域网(LAN)和其他合适的连接，例如以太网或符合已知的ISO、SAE和IEEE标准和规范的其他连接，仅举几个例子。在其他实施例中，可以使用无线通信网络，无线通信网络使用短程无线通信(SRWC)与交通工具的一个或多个VSM通信。在一个实施例中，交通工具12可以使用硬连线通信总线58和SRWC的组合。例如，可以使用远程信息处理单元30来执行SRWC。
交通工具12可以包括作为交通工具电子设备20的一部分的许多交通工具系统模块（VSM），例如GNSS接收器22、BCM 24、安全气囊模块29、远程信息处理单元30(交通工具通信系统)、交通工具-用户接口50-56和车载计算机60，如将在下面详细描述的。交通工具12还可以包括位于交通工具各处的电子硬件部件形式的其他VSM 28，其可以从一个或多个传感器接收输入，并使用感测的输入来执行诊断、监测、控制、报告和/或其他功能。VSM 28中的每一个通过通信总线58硬连线连接到包括远程信息处理单元30的其他VSM。此外，VSM中的每一个可以包括和/或通信地联接到合适的硬件，该硬件使得能够通过通信总线58执行交通工具内通信；这种硬件可以包括例如总线接口连接器和/或调制解调器。一个或多个VSM 28可以定期或偶尔更新其软件或固件，并且在一些实施例中，这种交通工具更新可以是经由陆地网络(未示出)和远程信息处理单元30从远程计算机或设施接收的空中(OTA)更新。如本领域技术人员所理解的，上述VSM仅仅是可以在交通工具12中使用的模块中的一些模块的示例，因为许多其他模块也是可能的。还应该理解，这些VSM也可以称为电子控制单元或ECU。
全球导航卫星系统(GNSS)接收器22从GNSS卫星的星座(未示出)接收无线电信号。GNSS接收器22可以被配置为与各种GNSS实施方式一起使用，包括美国的全球定位系统(GPS)、中国的北斗导航卫星系统(BDS)、俄罗斯的全球导航卫星系统(GLONASS)、欧洲联盟的伽利略以及各种其他导航卫星系统。例如，GNSS接收器22可以是GPS接收器，其可以从GPS卫星的星座(未示出)接收GPS信号。并且，在另一个示例中，GNSS接收器22可以是从GNSS（或BDS）卫星的星座接收多个GNSS（或BDS）信号的BDS接收器。接收的GNSS可以基于从GNSS卫星的星座接收的多个GNSS信号来确定当前交通工具位置。交通工具位置信息然后可以被传送到远程信息处理单元30或其他VSM，例如车载计算机60。在一个实施例中(如图1所示)，无线通信模块30和/或远程信息处理单元可以与GNSS接收器22集成，使得例如GNSS接收器22和远程信息处理单元30(或无线通信装置)彼此直接连接，而不是经由通信总线58连接。在其他实施例中，GNSS接收器22是单独的独立模块，或者除了经由通信总线58连接到远程信息处理单元30的单独的独立GNSS接收器之外，还可以有集成到远程信息处理单元30中的GNSS接收器22。
主体控制模块(BCM) 24可用于控制交通工具的各种VSM 28，以及获得关于VSM的信息，包括它们的当前状态或状况，以及传感器信息。在图1的示例性实施例中，BCM 24被示为电联接到通信总线58。在一些实施例中，BCM 24可以与中央堆叠模块（CSM）集成或作为中央堆叠模块（CSM）的一部分，和/或与远程信息处理单元30或车载计算机60集成。或者，BCM可以是经由总线58连接到其他VSM的单独装置。BCM 24可以包括处理器和/或存储器，其可以类似于远程信息处理单元30的处理器36和存储器38，如下文所讨论。BCM 24可以与无线装置30和/或例如发动机控制模块(ECM)、驾驶员监测系统71、音频系统56、安全气囊模块29或其他VSM 28的一个或多个交通工具系统模块通信；在一些实施例中，BCM 24可以经由通信总线58与这些模块通信。存储在存储器中并可由处理器执行的软件使得BCM能够指导一个或多个交通工具功能或操作，包括例如控制中控锁、控制电子驻车制动器、电动天窗、交通工具前照灯、空调操作、电动后视镜、控制交通工具原动机(例如，发动机、主推进系统)和/或控制各种其他交通工具系统模块(VSM)。
安全气囊模块29是使用安全气囊的交通工具乘员约束系统，安全气囊被设计成在碰撞期间极快地充气和放气。安全气囊模块29在交通工具乘员与方向盘72(图3)、仪表板(例如，驾驶员脚部空间上方的仪表板下部)、仪表面板、主体立柱、顶盖内饰板和挡风玻璃之间提供能量吸收表面。安全气囊模块29操作性地连接到一个或多个充气装置62(图5)，充气装置62提供气体来给安全气囊强力充气。在低严重性碰撞事件期间，一个充气装置62可以被实施从而以低展开力(即，1级充气)给安全气囊模块29充气。替代地，在高严重性碰撞事件期间，两个充气装置62和62’可以被实施从而以高展开力(即，2级充气)给安全气囊模块29充气。此外，由于气体从多个充气装置62注入安全气囊29’(图5)中，因此充气装置62和62’中的每一个的启动也可以彼此相对定时，以实现满足交通工具乘员的身体要求的特定展开力(例如，充气装置62和62’的启动之间的0.1秒、0. 5秒或1秒)。此外，安全气囊模块29可以位于交通工具内部各处，并且具有各种已知配置中的一种，例如但不限于，驾驶员(在方向盘内)、乘客(在仪表板内)、侧帘(在门面板内)、座椅安装侧的冲击(在驾驶员/乘客座椅内)、膝垫(安装在仪表板底部)和可充气座椅安全带(在座椅安全带内)。安全气囊模块29的某些版本仅包括一个充气装置62(例如，模块的膝垫版本)。在那些实施例中，充气装置62的充气水平可被抑制以实现满足交通工具乘员的身体要求的特定展开力(例如，最大充气强度潜力的40%、70%、90%)。
车载计算机60也可以称为电子控制单元(ECU)，并控制交通工具12的电气系统或子系统中的一个或多个。如下，车载计算机60用作中央交通工具计算机，其可用于实现各种交通工具任务。此外，一个或多个其他VSM可以与车载计算机60结合或由车载计算机60控制。这些VSM可包括但不限于发动机控制模块(ECM)、动力系统控制模块(PCM)、变速器控制模块(TCM)、主体控制模块(BCM)、制动控制模块(EBCM)、中央堆叠模块(CSM)、中央正时模块(CTM)、通用电子模块(GEM)、主体控制模块(BCM)、悬架控制模块(SCM)、安全气囊模块29和驾驶员监测系统71。
远程信息处理单元30能够通过使用SRWC电路32经由SRWC和/或通过使用蜂窝芯片组34经由蜂窝网络通信来传送数据，如所示实施例中所描绘的。远程信息处理单元30可以提供交通工具12的各种VSM与交通工具12外部的一个或多个装置例如在远程呼叫中心处的一个或多个网络或系统(例如，GM的ON-STAR)之间的接口。这使得交通工具能够与远程呼叫中心处的远程系统进行数据或信息通信。
在至少一个实施例中，远程信息处理单元30还可以用作中央交通工具计算机，其可以用于实现各种交通工具任务。在这样的实施例中，远程信息处理单元30可以与车载计算机60集成，使得车载计算机60和远程信息处理单元30是单个模块。或者，除了车载计算机60之外，远程信息处理单元30可以是交通工具12的单独中央计算机。此外，无线通信装置可以与其他VSM例如中央堆叠模块(CSM)、主体控制模块(BCM) 24、信息娱乐模块、头部单元、远程信息处理单元和/或网关模块结合或作为其他VSM的一部分。在一些实施例中，远程信息处理单元30是独立的模块，并且可以被实施为安装在交通工具中的OEM安装的(嵌入式)或售后装置。
在图示实施例中，远程信息处理单元30包括SRWC电路32、蜂窝芯片组34、处理器36、存储器38、SRWC天线33和天线35。远程信息处理单元30可以被配置为根据一个或多个SRWC协议进行无线通信，SRWC协议例如是Wi-Fi™、WiMAX™、Wi-Fi™ Direct、其他IEEE802.11协议、ZigBee™、Bluetooth™、Bluetooth™Low Energy (BLE)或近场通信(NFC)中的任何一种。如本文所用的，Bluetooth™是指Bluetooth™技术中的任一种技术，例如Bluetooth Low Energy™ (BLE)、Bluetooth™ 4.1、Bluetooth™ 4.2、Bluetooth™ 5.0以及其他可能开发的Bluetooth™技术。如本文所用的，Wi-Fi™或Wi-Fi™技术是指Wi-Fi™技术中的任一种技术，例如IEEE 802.11b/g/n/ac或任何其他IEEE 802.11技术。并且，在一些实施例中，远程信息处理单元30可以被配置为使用IEEE 802.11p进行通信，使得交通工具可以实现交通工具对交通工具(V2V)通信，或者与例如在远程呼叫中心处的基础设施系统或装置的交通工具对基础设施(V2I)通信。并且，在其他实施例中，其他协议可以用于V2V或V2I通信。
SRWC电路32使得远程信息处理单元30能够传输和接收SRWC信号，例如BLE信号。SRWC电路可以允许远程信息处理单元30连接到另一个SRWC装置(例如，智能电话)。另外，在一些实施例中，远程信息处理单元30包含蜂窝芯片组34，从而允许装置通过天线35经由一个或多个蜂窝协议（例如蜂窝载波系统70所使用的那些协议）进行通信。在这种情况下，远程信息处理单元30是可用于经由蜂窝载波系统70实现蜂窝通信的用户设备(UE)。
天线35用于通信，并且通常已知在远程信息处理单元30外部的一个或多个位置，定位于交通工具12各处。使用天线35，远程信息处理单元30可以使得交通工具12能够经由分组交换数据通信与一个或多个本地或远程网络(例如，远程呼叫中心或服务器处的一个或多个网络)通信。这种分组交换数据通信可以通过使用经由路由器或调制解调器连接到陆地网络的非交通工具无线接入点或蜂窝系统来实现。当用于例如TCP/IP的分组交换数据通信时，通信装置30可以配置有静态互联网协议(IP)地址，或者可以被设置为自动从网络上的另一个装置(例如路由器)或从网络地址服务器接收分配的IP地址。
分组交换数据通信也可以经由使用可由远程信息处理单元30访问的蜂窝网络来实现。通信装置30可以经由蜂窝芯片组34在无线载波系统70上传送数据。在这种情况下，无线电传输可以用于确立与无线载波系统70的通信信道，例如语音信道和/或数据信道，使得语音和/或数据传输可以在信道上发送和接收。数据可以经由数据连接发送，例如经由数据信道上的分组数据传输，或者使用本领域已知的技术经由语音信道发送。对于涉及语音通信和数据通信的组合服务，系统可以利用语音信道上的单次呼叫，并根据需要在语音信道上在语音与数据传输之间切换，并且这可以使用本领域技术人员已知的技术来完成
处理器36可以是能够处理电子指令的任何类型的装置，包括微处理器、微控制器、主处理器、控制器、交通工具通信处理器和专用集成电路（ASIC）。它可以是仅用于通信装置30的专用处理器，或者可以与其他交通工具系统共享。处理器36执行各种类型的数字存储指令，例如存储在存储器38中的软件或固件程序，这使得远程信息处理单元30能够提供很多种服务。例如，在一个实施例中，处理器36可以执行程序或处理数据来实现本文讨论的方法的至少一部分。存储器38可以包括任何合适的非暂时性计算机可读介质；这些包括不同类型的RAM (随机存取存储器，包括各种类型的动态RAM (DRAM)和静态RAM (SRAM))、ROM(只读存储器)、固态驱动器(SSD)(包括其他固态存储装置，例如固态混合驱动器（SSHD）)、硬盘驱动器(HDD)、磁盘或光盘驱动器，其存储实现本文讨论的各种外部装置功能所需的一些或全部软件。在一个实施例中，远程信息处理单元30还包括用于通过通信总线58传送信息的调制解调器。
交通工具电子设备20还包括多个交通工具-用户接口，其为交通工具乘员提供用于提供和/或接收信息的手段，包括视觉显示器50、（一个或多个）按钮52、麦克风54、音频系统56和相机58。如本文所使用的，术语“交通工具-用户接口”广泛地包括任何合适形式的电子装置，包括硬件和软件部件，其位于交通工具上并且使得交通工具用户能够与交通工具的部件通信或者通过交通工具的部件进行通信。（一个或多个）按钮52允许用户向通信装置30内手动输入，以提供其他数据、响应和/或控制输入。音频系统56向交通工具乘员提供音频输出，并且可以是专用的、独立的系统或者是主要交通工具音频系统的一部分。根据一个实施例，音频系统56操作性地联接到交通工具总线58和娱乐总线(未示出)，并且可以提供AM、FM和卫星广播、CD、DVD和其他多媒体功能。该功能可与信息娱乐模块结合或独立于信息娱乐模块提供。麦克风54向远程信息处理单元30提供音频输入，以使得驾驶员或其他乘员能够经由无线载波系统70提供语音命令和/或实现免提呼叫。为此，它可以利用本领域已知的人机接口(HMI)技术连接到车载自动语音处理单元。视觉显示器或触摸屏50优选地是图形显示器，并且可以用于提供多种输入和输出功能。显示器50可以是仪表面板上的触摸屏、从挡风玻璃反射的平视显示器、将图像从交通工具的客厢天花板投影到挡风玻璃上的视频投影仪或一些其他显示器。例如，显示器50可以是位于交通工具内部的中央控制台处的交通工具信息娱乐模块的触摸屏。也可以使用各种其他交通工具-用户接口，因为图1的接口只是一个特定实施方式的示例。
相机58可以是数字类型的，并且可以捕获一个或多个图像，然后这些图像可以被传输到远程信息处理单元30和处理器36。相机58可以安装在任何可接受的位置，以观察交通工具的操作者68的头部位置(图3)。例如，在一个或多个实施例中，相机58可以安装在仪表板、方向盘72(或转向柱)或后视镜上，并且是驾驶员监测系统71(图3中所示的DMS)的一部分。DMS 71(也称为驾驶员注意力监测器或DAM)是一种交通工具安全系统，其实施为相机58以及其他红外传感器来监测交通工具操作者的专注力(如图3所示)。例如，如众所周知的，DMS 71可以部署相机58和红外传感器来跟踪驾驶员(交通工具乘员)的眼睛以及驾驶员头部的位置。这允许远程信息处理单元30确定驾驶员头部相对于X、Y、Z轴点的位置，以及计算驾驶员的其他相关身体部位(例如膝盖)的精确位置。DMS 71还可以经由远程信息处理单元30部署面部识别软件来监测交通工具操作者的眼睑位置，以检测他们是否变得昏昏欲睡。如果交通工具操作者似乎没有注意到道路或者似乎昏昏欲睡，则DMS可以通过在交通工具内部提供一个或多个通知(例如，经由显示器50的视觉通知、经由音频系统56的听觉通知或者经由安装在驾驶员座椅中的压电装置的触觉通知)来警告驾驶员。
方法
现在转到图2，示出了确立交通工具12的安全气囊模块29的展开力的方法200的实施例，使得当安全气囊29’在碰撞事件中展开时，减轻了交通工具乘员受伤的风险。展开力确立方法200的一个或多个方面可以由电子控制模块60(即，车载计算机60)实现，电子控制模块60实施存储器和处理器以完成方法步骤。熟练的技术人员还将了解，展开力确立方法200的一个或多个方面可以替代地/附加地由远程信息处理单元30来实现。例如，为了实现方法200的一个或多个方面，存储器38包括存储在其上的可执行指令，并且处理器36执行这些可执行指令。熟练的技术人员还将了解，展开力确立方法200的一个或多个方面可以替代地/附加地由主体控制模块24实现，实施存储器和处理器来完成方法步骤。方法200的一个或多个辅助方面也可以由一个或多个交通工具装置例如相机58和座椅位置传感器64(图3)完成。
方法200开始于201，其中交通工具12的点火被转到开启（ON）状态(即，交通工具被开启)。在步骤210中，如图3所示，相机58捕获交通工具操作者68的头部66的一个或多个图像。此外，在一个或多个实施例中，相机58是用于监测交通工具操作者的头部66的位置的驾驶员监测系统(DMS) 71的一部分。如下，当操作DMS 71时，将实施一种或多种已知技术来检测交通工具乘员的眼睛的位置，这可以符合SAE J941标准。还将实施一种或多种已知技术来检测交通工具乘员68的头部66的位置，这可以符合SAE J1050标准。这些技术允许确定作为(X，Y，Z轴)位置测量的头部位置，该位置可以以米为单位，并考虑面部坐标系原点相对于世界坐标系原点的位置(即，提供驾驶员头部的准确位置)。熟练的技术人员将会了解，交通工具操作者68的头部位置可以每五十(50)毫秒监测一次。
在一个或多个替代实施例中，相机58可以安装在交通工具内部59中，并且定位成监测交通工具内部59。此外，在这些实施例中，实施已知的面部识别或对象识别技术来监测交通工具操作者的头部66的位置。这些技术还可以允许确定作为(X，Y，Z轴)位置测量的头部位置，该位置可以以米为单位，并考虑面部坐标系原点相对于世界坐标系原点的位置(即，提供驾驶员的头部的准确位置)。
在步骤220中，另外参考图4，计算交通工具乘员的头部相对于交通工具的方向盘72的归一化距离。可以使用以下公式计算归一化（normalized）头部位置:
Figure 716488DEST_PATH_IMAGE002
其中HP是在步骤210中计算的头部位置(如上文所讨论-在图4中示出为附图标记74)，HP5th是第5百分位女性头部位置(在图4中示出为附图标记76)，以及HP95th是第95百分位男性头部位置(在图4中示出为附图标记78)。此外，一旦归一化驾驶员头部位置已经被确定，则从方向盘72到归一化头部位置的归一化距离可以基于相机到归一化头部位置和方向盘72到归一化头部位置之间的差的角度来计算。熟练的技术人员还会了解，从相机到方向盘的距离是恒定的偏移，并且因此可以从计算的距离中减去。如下可见，第5百分位女性头部位置以及第95百分位男性头部位置可以存储在数据库中并从其中检索。
熟练的技术人员将进一步了解，由座椅位置传感器64测量的交通工具座椅80(图3)的位置可以是计算交通工具乘员的头部相对于交通工具的方向盘72的归一化距离的附加因素。例如，座椅位置传感器64将提供沿着座椅轨道的座椅位置以及交通工具座椅80相对于交通工具内部59的地板的高度的信息。该信息可被汇总并进一步用于确定座椅位置与方向盘之间的距离。
在步骤230中，在一个或多个实施例中，方向盘72到归一化头部位置的归一化距离(“normalized distance”)将作为输入被提供到展开力传递函数。展开力传递函数然后将产生唯一的输出值，该输出值可用于确立安全气囊模块29的展开力。熟练的技术人员将会了解，展开力传递函数可以实施为归一化距离与展开力关系的二维图。替代地，传递函数可以是被设计成基于归一化距离值产生唯一展开力值的方程式(即，展开力可以被认为是归一化距离的函数)。在一个或多个替代实施例中，计算的归一化距离可以简单地与阈值进行比较(例如，方向盘被计算为离归一化头部位置22英寸)。低于阈值的展开力值可以与“低”展开力(120 kpa)相关联；而大于或等于阈值的归一化距离值可能与“高”展开力(200 kpa)相关联。
在步骤240中，将确立安全气囊模块29的展开力。在一个或多个示例中，当已经确定将确立“低”展开力时，安全气囊模块29可以仅使用一个充气装置62来将气体填充到模块的安全气囊29’中(即，1级充气)。此外，当确定将确立“高”展开力时，安全气囊模块29可以同时使用充气装置62和62’来将气体填充到模块的安全气囊29’中(即，1级和2级充气)。
在一个或多个替代示例中，安全气囊模块29的性能可以基于1级充气装置62的启动和2级充气装置62’启动的正时(即，1级充气装置62和2级充气装置62’之间的延迟时间)来调节。如下，当展开力传递函数提供唯一的展开力时，每个充气装置62和62’启动之间的时间可以对应于该展开力。特别地，1级充气装置62与2级充气装置62’之间的较短的展开延迟将导致安全气囊模块29的“更刚性”或“高力”的展开。而1级充气装置62与2级充气装置62’之间较长的展开延迟将导致安全气囊模块29的“较软”或“低力”的安全气囊展开。如下，利用关于驾驶员头部位置的动态信息(在步骤210-230中计算的)，安全气囊模块29可以被优化以向各种高度的交通工具乘员提供高度可调的性能。通常，交通工具乘员的头部离方向盘72越远，延迟时间参数具有的值就越低，导致为安全气囊模块29确立“高”展开力(例如，大约2毫秒至5毫秒)。这将允许额外的直立时间，使得驾驶员的头部可以向方向盘72移动得更远，并且可以落在充气的安全气囊上，而不用担心安全气囊29’已经开始放气。另一方面，交通工具乘员的头部离方向盘72越近，延迟时间参数具有的值就越高，从而导致为安全气囊模块29确立“低”展开力(例如，大约80毫秒至120毫秒)。这将确保交通工具乘员的头部不会因为充气安全气囊具有来自两个充气装置62和62’的不希望的气体量而太快地与充气安全气囊接触。因此，这些“低”展开力将确保安全气囊引起的伤害不那么常见，同时响应于给定的碰撞条件提供必要的乘员保护。
在可选的步骤250中，另外参考图5，安全气囊模块29的安全气囊29’将从方向盘72以确立的展开力展开。在可选步骤250之后，方法200移至完成202。
现在转到图6，示出了方法300的另一个实施例，该方法300为交通工具12的安全气囊模块29确立展开力，使得当安全气囊29’在碰撞事件中展开时，减小了交通工具乘员受伤的风险。展开力确立方法200的一个或多个方面可以由电子控制模块60(即，车载计算机60)实现，电子控制模块60实施存储器和处理器以完成方法步骤。熟练的技术人员还将了解，展开力确立方法200的一个或多个方面可以替代地/附加地由远程信息处理单元30来实现。例如，为了实现方法200的一个或多个方面，存储器38包括存储在其上的可执行指令，并且处理器36执行这些可执行指令。熟练的技术人员还将了解，展开力确立方法200的一个或多个方面可以替代地/附加地由主体控制模块24实现，实施存储器和处理器来完成方法步骤。方法300的一个或多个辅助方面也可以由一个或多个交通工具装置例如像相机58和座椅位置传感器64(下面讨论)完成。
方法300开始于301，其中交通工具12的点火被转到开启（ON）状态(即，交通工具被开启)。在步骤310中，如图3所示，相机58捕获交通工具操作者68的头部66(即，面部)的一个或多个图像。此外，在一个或多个实施例中，相机58是DMS 71的一部分，并且可以监测交通工具操作者的头部66的位置。如下，当操作DMS 71时，将实施一种或多种已知技术来检测交通工具乘员的眼睛的位置，这可以符合SAE J941标准。还将实施一种或多种已知技术来检测交通工具乘员68的头部66的位置，这可以符合SAE J1050标准。这些技术允许远程信息处理单元30确定作为(X，Y，Z轴)位置测量的头部位置，该位置可以以米为单位，并考虑面部坐标系原点相对于世界坐标系原点的位置(即，提供驾驶员头部的准确位置)。
在一个或多个替代实施例中，相机58可以安装在交通工具内部59中，并且定位成监测交通工具内部。此外，在这些实施例中，将实施已知的面部识别或对象识别技术来监测交通工具操作者的头部66的位置。这些技术还可以允许确定作为(X，Y，Z轴)位置测量的头部位置，该位置可以以米为单位，并考虑面部坐标系原点相对于世界坐标系原点的位置(即，提供驾驶员的头部的准确位置)。
在步骤320中，计算作为(X，Y，Z轴)位置测量的头部位置的移动平均值。熟练的技术人员将会了解这种移动平均值被实施为有限脉冲响应滤波器。移动平均值也可以包括简单形式、累积形式、加权形式或它们的一些组合。此外，驾驶员头部位置的移动平均值可以存储在非易失性存储器(例如，在存储器38中)中，并且与驾驶员的面部识别相关联，以在后续行程中使用。在步骤330中，另外参考图7，测量交通工具座椅80的座椅高度84。例如，座椅位置传感器64将提供关于与交通工具内部59的地板86相关的座椅高度84的信息。在步骤340中，访问直立高度传递函数(例如，在存储器38中)，以便基于头部位置的移动平均值来确定交通工具乘员68的实际直立高度。作为一个示例，如果发现交通工具乘员68的直立坐姿高度为85.3厘米(基于归一化的头部位置和座椅高度输入)，直立高度传递函数可以输出直立高度为122.86厘米。熟练的技术人员将会了解直立高度传递函数可以是头部位置的移动平均值与直立高度关系的二维图，或者传递函数可以是设计成基于头部位置的移动平均值产生唯一直立高度值的方程式。
在步骤350中，另外参考图8和图9，可以访问数据库90(例如，在存储器38中)以确定交通工具操作者68的腿长88(即，臀部高度)。例如，可以从数据库90中检索第95百分位男性和第5百分位女性的臀部与直立高度比的比率，以确定交通工具操作者68的腿长88。随后，交通工具操作者68相对于仪表板下侧82(即，仪表板下端)的膝盖位置可以使用从数据库90获取的值以及由座椅位置传感器64提供的座椅位置信息来确定。熟练的技术人员将会了解，交通工具操作者68的膝盖位置可以每30或40毫秒计算一次，以确保考虑交通工具操作者的姿势的微小变动(即，系统继续基于头部位置的移动平均值和座椅位置实时进行校正和学习过程)。此外，归一化（normalized）膝盖位置可以通过以下公式计算:
Figure 695945DEST_PATH_IMAGE004
其中KP是在该步骤中计算的膝盖位置，KP5th是基于第5百分位女性头部位置计算的膝盖位置，以及KP95th是基于第95百分位男性头部位置计算的膝盖位置。
在步骤360中，基于驾驶员的归一化膝盖位置和与仪表板下侧82相关的座椅位置，计算驾驶员的膝盖位置到仪表板下侧82(即，仪表板的下端)的归一化距离。
在一个或多个实施例中，驾驶员膝盖位置到仪表板下侧82的归一化距离(“normalized distance”)将作为输入被提供到展开力传递函数。展开力传递函数然后将产生唯一的输出值，该输出值可用于确立安全气囊模块29的展开力。熟练的技术人员将会了解，展开力传递函数可以实施为归一化距离与展开力关系的二维图。替代地，传递函数可以是被设计成基于归一化距离值产生唯一展开力值的方程式(即，展开力可以被认为是归一化距离的函数)。
在步骤370中，将确立安全气囊模块29的展开力。在一个或多个实施例中，当安装在仪表板下方的安全气囊模块29具有单个充气装置62时，可以基于展开力传递函数的输出值来抑制被推出充气装置62的气体量。这样，来自传递函数的高输出值可以导致对充气装置62的很少或没有抑制；然而，来自传递函数的低输出值会导致对充气装置62的显著抑制。此外，特别地，对充气装置62的很少或没有抑制(例如，以潜力的95% -100%的充气)将导致安全气囊模块29的“更刚性”或“高力”展开。然而，对充气装置62的充分抑制(例如，以潜力的40% -70%的充气)将导致安全气囊模块29的“更软”或“低力”安全气囊展开。如下，利用关于膝盖位置的动态信息(在步骤310-360中计算的)，安全气囊模块29可以被优化以为交通工具乘员68提供各种高度和坐姿的高度可调的性能。
一般来说，交通工具乘员的膝盖骨离仪表板下侧82越远，抑制水平将越低，从而导致为安全气囊模块29确立“高”展开力(例如，最大充气潜力的大约95%至100%)。这将允许额外的直立时间，使得驾驶员的膝盖可以向仪表板下侧82移动得更远，并且可以撞进充气的安全气囊中，而不用担心安全气囊29’过早放气。另一方面，交通工具乘员的膝盖到仪表板下侧82的距离越近，抑制水平将越高，从而导致为安全气囊模块29确立“低”展开力(例如，最大充气潜力的大约40%-70%)。这将确保交通工具乘员的膝盖不会因为安全气囊中存在由充气装置62提供的不希望的气体量而过早地与充气的安全气囊接触。因此，“低”展开力将确保安全气囊引起的膝盖损伤不太常见，同时响应于给定的碰撞条件提供必要的乘员保护。
在可选的步骤380中，另外参考图10，安全气囊模块29的安全气囊29’将以确立的展开力从仪表板下侧82展开。在可选步骤350之后，方法300移至完成302。
虽然上面描述了示例性实施例，但是这些实施例并不旨在描述权利要求所包含的所有可能的形式。说明书中使用的词语是描述性的词语，而不是限制性的词语，并且应当理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以进行各种改变。如前所描述的，各种实施例的特征可以被组合以形成可能没有被明确描述或图示的本发明的进一步的实施例。尽管各种实施例可能已经被描述为在一个或多个期望的特性方面提供了优于其他实施例或现有技术实施方式的优点或者相对于其他实施例或现有技术实施方式是优选的，但是本领域的普通技术人员认识到，一个或多个特征或特性可以被折衷以实现期望的总体系统属性，这取决于具体的应用和实施方式。这些属性可以包括但不限于成本、强度、耐用性、生命周期成本、适销性、外观、包装、尺寸、适用性、重量、可制造性、组装容易性等。因此，相对于一个或多个特性而言，被描述为不如其他实施例或现有技术实施方式合乎需要的实施例不在本公开的范围之外，并且对于特定应用而言可以是合乎需要的。
空间上相关的术语，例如“内部”、“外部”、“下方”、“之下”、“下部”、“上方”、“上部”等，在本文可能为了易于描述而描述一个元件或特征与图中所示的另一个元件或特征的关系而使用。除了附图中描绘的方位之外，空间上相对的术语可能意在包含使用或操作中的装置的不同方位。例如，如果图中的装置被翻转，那么被描述为在其他元件或特征“下方”或“之下”的元件则将被定向为在其他元件或特征“上方”。因此，示例术语“下方”可以包括上方和下方的方位。装置可以以其他方式定向(旋转90度或以其他方位)，并且本文使用的空间相对描述相应地进行解释。
权利要求中引用的元件都不旨在是35 U.S.C. §112(f)意义上的装置加功能元件，除非在权利要求中使用短语“用于...的装置”或者在方法权利要求的情况下使用短语“用于...的操作”或“用于...的步骤”来明确地叙述元件。

Claims (14)

1.一种确立交通工具的安全气囊的展开力的方法，所述方法包括:
经由处理器监测交通工具乘员的头部位置；
基于监测的头部位置、第5百分位女性头部位置和第95百分位男性头部位置，经由所述处理器计算交通工具操作者的头部相对于所述交通工具的方向盘的归一化距离；和
基于头部的归一化距离，经由所述处理器确立安全气囊的展开力。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括:
经由所述处理器，经由座椅位置传感器监测交通工具座椅的座椅位置；和
其中计算交通工具操作者的头部相对于所述交通工具的方向盘的归一化距离还基于所述交通工具座椅的座椅位置。
3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括:
经由所述处理器以确立的展开力展开安全气囊。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，确立安全气囊的展开力的步骤包括:
当头部的归一化距离大于或等于阈值时，经由所述处理器，将确立安全气囊的高展开力；和
当头部的归一化距离小于所述阈值时，经由所述处理器，将确立安全气囊的低展开力。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，经由驾驶员监测系统监测交通工具乘员的头部位置。
6.一种确立交通工具的安全气囊的展开力的系统，所述系统包括:
存储器和处理器，所述存储器被配置为包括一个或多个可执行指令，所述处理器被配置为执行所述可执行指令，其中所述可执行指令使得所述处理器能够实现以下步骤:
监测交通工具乘员的头部位置；
基于监测的头部位置、第5百分位女性头部位置和第95百分位男性头部位置，经由所述处理器计算交通工具操作者的头部相对于所述交通工具的方向盘的归一化距离；和
基于头部的归一化距离，确立安全气囊的展开力。
7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述可执行指令使得所述处理器能够实现以下附加步骤:
经由座椅位置传感器监测交通工具座椅的座椅位置；和
其中计算交通工具操作者的头部相对于方向盘的归一化距离还基于交通工具座椅的座椅位置。
8.根据权利要求6所述的系统，其中，所述可执行指令使得所述处理器能够实现以下附加步骤:
以确立的展开力展开安全气囊。
9.根据权利要求6所述的系统，其中，确立安全气囊的展开力的步骤包括:
当头部的归一化距离大于或等于阈值时，经由所述处理器，将确立安全气囊的第一展开力；和
当头部的归一化距离小于所述阈值时，经由所述处理器，将确立安全气囊的第二展开力，
其中，第二展开力小于第一展开力。
10.根据权利要求6所述的系统，其中，经由驾驶员监测系统监测交通工具乘员的头部位置。
11.一种非暂时性机器可读介质，具有存储在其上的可执行指令，所述可执行指令适于确立交通工具的安全气囊的展开力，当所述可执行指令被提供给处理器并由其执行时，使得所述处理器执行以下步骤:
监测交通工具乘员的头部位置；
基于监测的头部位置、第5百分位女性头部位置和第95百分位男性头部位置，经由所述处理器计算交通工具操作者的头部相对于所述交通工具的方向盘的归一化距离；和
基于头部的归一化距离，确立安全气囊的所述展开力。
12.根据权利要求11所述的非暂时性机器可读介质，进一步包括:
经由座椅位置传感器监测交通工具座椅的座椅位置；和
其中计算交通工具操作者的头部相对于方向盘的归一化距离还基于交通工具座椅的座椅位置。
13.根据权利要求11所述的非暂时性机器可读介质，进一步包括:
以确立的展开力展开安全气囊。
14.根据权利要求11所述的非暂时性机器可读介质，其中，确立安全气囊的展开力的步骤包括:
当头部的归一化距离大于或等于阈值时，经由所述处理器，将确立安全气囊的第一展开力；和
当头部的归一化距离小于所述阈值时，经由所述处理器，将确立安全气囊的第二展开力，
其中，第二展开力小于第一展开力。
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