CN113002445A - 用于控制车辆功能的方法和触敏传感器系统 - Google Patents

Abstract

用于控制车辆功能的方法和触敏传感器系统。本发明涉及一种用于控制车辆功能的方法，其中借助在车辆内部空间的底部上的平面传感器（101）检测对象（140，145，250）对所述底部的触碰和/或接近所述底部。基于传感器信号确定对象特性，所述传感器信号包括关于所述触碰或接近的空间分辨的信息。根据所确定的对象特性控制车辆功能。此外，本发明涉及一种用于执行这种方法的传感器系统。

Description

用于控制车辆功能的方法和触敏传感器系统

技术领域

本发明涉及一种用于控制车辆功能的方法以及用于执行该方法的传感器系统和计算机程序。

背景技术

在现代车辆中，使用传感器来监控乘客。例如，安装摄像机系统，所述摄像机系统识别车辆的驾驶员是疲劳还是分心。

也可以使用压力或接近传感器，以便控制车辆功能。这样，例如可以使用同时包含输入接口的显示系统、如触摸屏，以便控制车辆的多媒体系统。

由WO 2015/023668 A1已知一种用于功能控制的压敏界面，利用所述压敏界面能够以空间分辨的方式识别触摸并且所述压敏界面可以被用作用于控制车辆功能的输入接口。为此，触摸传感器被安装在车辆的内部空间中的织物表面中，尤其在驾驶员的可到达的范围、例如扶手中，以便能够在没有物理按钮或开关的情况下实现车辆功能的控制。

发明内容

根据本发明提出具有独立权利要求的特征的用于控制车辆功能的方法以及用于执行该方法的传感器系统和计算机程序。有利的设计方案是从属权利要求以及随后的描述的主题。

在本发明的范围中提出：平面地根据被对象触碰或对象的接近监控车辆内部空间、即尤其乘客舱和/或行李舱的底部（Boden），并且由此导出对象特性、诸如大小信息（轮廓，质量）、位置（转动、攻角）、电特性（例如导电率、电容）、运动信息（主动/被动移动）并且由此导出用于车辆功能的控制信息。

由此，可以利用用于车辆功能控制的信息，所述信息传统上完全不被检测。这提供如下优点：在车辆功能控制中可以考虑主要因素，这些因素否则将保持不被考虑。

有利地，传感器布置在车辆的搁脚空间、行李舱和/或载物空间中。这样，来自可能对车辆的性能有影响的不同区域的信息可以被用于改进车辆的控制或车辆的功能。

尤其，对象的轮廓、接触轮廓、对象与传感器的距离、接触力和/或接触面或其中多个的组合可以被确定为大小信息或对象特性。由此可以推断出由传感器所检测的对象并且估计对象对于不同车辆功能的相关性。

优选地，基于对象特性执行对象分类，其中对象分类至少在第一对象类别与第二对象类别之间进行区分。如下所检测到的对象被归入在第一对象类别中，所述对象基于所确定的对象特性可标识为脚。所有如下对象分类在第二类别中，在所述对象的情况下对象特性允许推断出所检测到的对象并不是脚。在此，可以标识为脚的对象不仅可以被理解为光脚也可以被理解为尤其穿着袜子和/或鞋的脚。这能够实现所检测到的对象对于不同车辆功能的相关性的广泛的评价。

如果在对象分类时识别出了在上述解释的意义上的脚，则有利地将一个或多个车辆乘客的身体姿势、尤其脚位置、推测的反应时间和/或危害潜力确定为控制参数。此外有利地，车辆功能在此情况下包括在使用一个或多个控制参数的情况下控制车辆的安全装置。安全装置在此尤其选自如下组，该组由安全气囊触发设备、紧急制动辅助系统、安全带张紧器和间距辅助系统构成。由此，决定性的、尤其安全相关的信息可以被用于控制安全装置。

报警的显示也可以设置为安全装置。例如，当识别出例如踏板、尤其制动踏板处于车辆的驾驶员的脚的影响区域之外时，尤其可以警告该驾驶员。这样，驾驶员可以修正其脚位置，以便显著地降低反应时间并且这样提高驾驶安全性。如果没有对象处于制动踏板或油门踏板附近，则可以假定，反应时间提高了。因此对于这种功能而言仅感测踏板周围的相关区域就足够了。对象分类也不一定是必需的，因为可以假定，在该区域中的对象通常是脚，不过对象分类可以降低错误判定的概率（例如当没有脚而是非脚对象处于该区域中时）。

有利地规定：车辆功能包括确定和/或显示对象的位置和/或运动。这在如下情况下是特别有利的：在对象分类时识别出了非脚对象。由此例如车辆的用户已丢失的对象在其处于传感器的检测区域中时能够更容易地被重新找到。此外，又可以获得和利用潜在地安全相关的信息，例如如果识别出对象处于踏板与底部之间或在车辆的载物空间中移动，则可以显示报警。这样，车辆的驾驶员具有如下可能性：在发生事故或驾驶行为的妨碍之前固定装载物。

对象的位置或运动的显示在此例如可以经由车辆的显示设备、车辆内部空间中的所涉及的区域的照明装置或经由车辆的用户的移动终端设备上的通信接口进行。后者例如在如下情况下是特别有利的：车辆被多个用户使用，因为丢失的或被遗忘的对象这样不是被留在车辆中，而是用户在离开车辆之后及时被通知：还有物品处于车辆中。

特别有利的是，车辆功能此外包括校准传感器信号。当传感器或车辆处于基本位置中时（例如车辆是空的，即没有乘客和物品），在此自动地或手动地触发校准。在基本位置中，存在的对象（例如踏板、通过固定装置/按钮产生的压力）可以产生基本信号，但是没有附加的触碰和/或接近对传感器产生影响。由此，可以提高对象检测和分类的精度、敏感性和可靠性，因为永久存在的影响因素可以通过校准而不使传感器信号掺假。校准尤其可以循环地进行和/或例如包括对未被加载的传感器的多次检测的平均。

在一种有利的实施方式中，传感器构成为车辆内部空间的固定安装的内衬板的部件。因此，传感器位置是固定的并且所检测的数据可以非常精确地与车辆内部空间的底部上的实际位置关联。

在一个替代的有利的设计方案中，传感器构成为可取出的地垫的部件。由此可能的是以最小的耗费利用本发明加装现有车辆。

在本发明的范围内可以使用的传感器例如是电阻、电容、光学、红外光学和压电传感器，其中也可以使用其他合适的传感器方案。传感器的平面实施例如也可以通过点状单传感器元件的栅格状布置或线状传感器元件的交叉布置实现。因此关于成本、精度、可靠性等实现高灵活性和本发明与分别所期望的规范的适配能力。

根据本发明的计算单元、例如机动车的控制设备尤其以程序技术设立用于执行根据本发明的方法。

根据本发明的方法以具有用于执行所有方法步骤的程序代码的计算机程序或计算机程序产品的形式的实施也是有利的，因为这尤其在实施的控制设备还被用于其它任务并且因此总归存在时引起特别低的成本。适于提供计算机程序的数据载体尤其是磁、光和电存储器，诸如硬盘、闪速存储器、EEPROM、DVD等。程序经由计算机网络（互联网、内部网等）的下载也是可能的。

本发明的其他优点和设计方案由说明书和所附的附图得出。

附图说明

本发明借助附图中的实施例示意性地呈现并且在下文中参考附图来描述。

图1以示意性俯视图示出根据本发明的传感器系统在其应用期间的一种示例性实施方式。

图2以示意性俯视图示出根据本发明的传感器系统在其应用期间的另一示例性实施方式。

图3以示意性俯视图示出根据本发明的传感器系统在其应用期间的另一示例性实施方式。

图4以流程图的形式示出根据本发明的用于控制车辆功能的方法的有利的设计方案。

具体实施方式

在下文中更详细地描述根据本发明的传感器系统的几个实施例。所述解释在此相应地适用于根据本发明的方法的相应的设计方案。只要没有一些不同说明，在多个图中出现的部件分别配备有相同的附图标记，使得关于确定的图对部件的解释也应被理解为关于其余图。

在图1中所呈现的传感器系统包括平面传感器101和评估单元102，该传感器安装在驾驶员座位的区域中的车辆的搁脚空间100中。该传感器101在此可以是固定安装的底部覆盖物或可取出的脚垫的部件。评估单元102可以被设置为用于传感器系统的专用计算机单元或例如也以车辆的控制设备的形式设置。

除了传感器系统的传感器101之外例如离合器踏板110、制动踏板120和油门踏板130也处于搁脚空间100中，所述踏板以机械方式或以电子方式与其他车辆部件和/或与车辆的控制设备连接，以便履行其相应的功能。如果车辆配备有自动变速箱，则离合器踏板110可以取消。

驾驶员的左脚140和右脚145与脚垫接触。

传感器101的传感器元件在此例如可以构成为点状传感器的栅格状布置、线状传感器的交叉布置或平面传感器。也可以设置智能织物作为传感器元件的应用。这样例如在智能织物的第一层中导电纤维可以在第一方向上彼此平行地伸展，并且在智能织物的第二层中，导电纤维可以在垂直于第一方向的第二方向上彼此平行地伸展。第一层和第二层有利地彼此间隔开地布置并且中间层可以布置在第一层和第二层之间。中间层例如是弹性的并且构成为使得该中间层根据其密度或其厚度而改变其导电率。如果在一个部位处压缩中间层，则在该部位处该层的电阻改变。如果相对于第二层的纤维将电位施加到第一层的纤维上，则在压缩中间层的部位处由此例如可以实现第一层和第二层的纤维之间的电位降。智能织物的压应力的位置因此可以通过测量第一层的单纤维相对于第二层的单纤维的电位来确定。

在其他实施方式中，传感器101可以由平面传感器元件构建，所述传感器元件用作电容器结构的电极面并且因此允许电容信号测量。这与电阻系统相比已经实现检测对象/脚接近表面并且因此例如预测驾驶员的意图。如果该驾驶员例如突然且非常快地使其脚朝制动踏板的方向移动，则可以假定，该驾驶员想要进行紧急制动。在识别出该意图的情况下已经可以在脚到达踏板之前由系统引入该紧急制动并且这样实现更快的减速。

例如作为智能织物配备有所描述的类型的电阻传感器的传感器101以空间分辨的方式检测脚140、145的触碰并且将相应的信号输出给评估单元102。在该评估单元102中根据传感器101的该信号确定脚140、145的对象特性。尤其，分别确定脚140、145的轮廓和位置。基于脚的轮廓，评估单元102识别出，涉及脚类别的对象并且将脚140、145分别分类为脚。

在所示出的示例中，驾驶员的左脚140的轮廓和位置允许推断出：该脚基本上处于离合器踏板110上或之上。而右脚145处于与在制动和油门踏板120、130的范围之外的脚垫的完全接触中。评估单元从右脚145的轮廓和位置识别出该事实。脚145的位置允许推断出，驾驶员并未准备制动并且因此可以预料到与在正常场景中的情况相比更长的反应时间。作为对该认识的反应，评估单元例如控制车辆功能，以便将紧急制动辅助系统设定到更早的警告和干预。由此可以提高车辆的乘客以及在车辆附近的其他交通参与者的安全性。

在确定的实施方式中也可以规定：评估单元102在所描述的情况下在车辆的仪表区中输出警告，以便促使注意受妨碍的驾驶安全性。

对象250处于驾驶员座位的区域中的在图2中所呈现的搁脚空间200中。传感器101检测到对象250并且如关于图1所描述的那样将信号发送给评估单元102、例如车辆的控制设备，所述信号包括关于检测的空间分辨的信息。

在该示例中，评估单元102基于所述信号又确定对象250的对象特性，例如对象250的形状和重量。基于这些所确定的对象特性，评估单元102识别出，对象250并不是脚并且相应地将对象250分类为非脚。

在该示例中，尤其在车辆行驶时，评估单元102也可以促使显示报警消息。在这种情况下，存在对象250在踏板110、120、130附近移动并且妨碍车辆的可控制性的危险，这对驾驶安全性产生负面影响。

而如果车辆停止，则例如可以通过照明装置直接在脚垫上显示对象250处于何处，以便提示被遗忘的物品并且使找到例如丢失的物品变得容易。

尤其规定：在传感器101上跟踪过去被识别出的对象240的位置。由此可以识别出对象250接近踏板110、120、130并且当如上面所描绘的那样出现危险时输出报警消息。

也可以规定：将这种传感器系统安装在车辆中的其他位置处，例如安装在行李舱的底部上。在那里，对象250的位置的跟踪是特别有利的，因为重的对象例如在转弯行驶期间可能妨碍车辆的性能。如果例如对象250的位置在其在这以前在较长的时间间隔上是稳定的之后在行驶期间突然改变，则例如可以推断出，装载物固定措施（Ladungssicherungsmaßnahme）并不充分或有错误并且应被检查。这样，可以使交通中的损伤和危险最小化，其方式是：在出现损伤之前提示危险。

在图3中所呈现的搁脚空间300中，不仅脚140、150而且对象250都在场。评估单元又基于根据该信号所确定的对象特性将脚分别分类为脚，而评估单元将例如是钱包的对象250识别为非脚。

在所示出的示例中，右脚145至少处于制动踏板120和油门踏板130附近，使得可以推断出驾驶员的身体反应准备。而左脚140处于远离离合器踏板110，使得可以识别出，在不久的将来没有计划换挡过程。钱包250同样处于远离踏板110、120、130，使得不存在踏板被非脚250阻碍的直接危险。

这些信息可以由车辆的控制设备102利用，以便例如适配发动机控制。尤其，当左脚140的位置朝离合器踏板140的方向改变时，车辆的控制设备102可以在离合器踏板110还完全未被操作时已经准备换挡。这样，可以节约计算时间，例如在计算到期之前已经可以推测地计算用于喷油设备的所需喷油量。

通过驾驶员的可识别的反应准备，关于图1所描述的对紧急制动辅助系统的适配可以得出更适度的结果，因为可以预料到正常的反应时间并且这样不必要的报警或紧急制动的引入变得不太可能。

在图3中所示出的示例中，如关于图2所描述的地垫的照明可能是没有意义的，因为驾驶员专注于道路上的事件。然而，如同样已经描述的那样，可以进行尤其在驾驶员的视野中的显示，所述显示促使注意对象250。该显示例如可以在仪表区中或在车辆的仪表盘中进行。此外，可以规定：给用户、例如驾驶员或副驾驶员提供如下可能性：直接在搁脚空间300中手动地触发对象250的位置的显示，以便在行驶期间能够快速地消除危险，而不因寻找妨碍注意力。

在一些设计方案中也可以规定：踏板110、120、130的功能通过传感器101承担，使得在搁脚空间中不需要用于控制车辆的物理踏板。评估单元102于是尤其评估脚140、145在搁脚空间的踏板110、120、130传统上所处的区域中的传感器101的限定位置处的压紧力。在结合对应的脚140、145的相应的位置使用传感器上的压紧力的情况下，触发加速、减速或离合器运动。

特别有利地，对虚拟踏板的这种操作仅针对被分类为脚的对象140、145触发，而被分类为非脚的对象250不触发减速、加速或离合器运动。由此提高驾驶安全性，因为防止对踏板的无意的操作。

传感器系统的所描述的功能彼此的任意组合也是可设想的并且设置在确定的设计方案中。

在图4中根据本发明的方法的一个有利的设计方案示意性地以流程图的形式来阐明并且总体上用400表示。

在此，在第一步骤中，检测传感器数据，所述传感器数据例如包括以空间分辨的方式作用于平面传感器的力，其中可以使用如上面关于图1、2和3所描述的传感器101。

在步骤S2中，基于在步骤S1中所检测的传感器数据确定一个或多个对象特性、例如传感器上的对象的位置、轮廓、挤压力、支承面等等。

在步骤S3中基于在步骤S2中所确定的一个或多个对象特性执行对象分类，其中例如针对每个本身闭合的所检测的轮廓在脚140、145与非脚对象250之间进行区分。

如果在步骤S3中的对象分类中识别出脚140、145，则在步骤S6中控制车辆功能，其中使用在步骤S2中所确定的对象信息。例如，如果在步骤S3中所识别出的脚145基于在步骤S2中所确定的位置和/或轮廓可识别地并不处于准备制动的位置中，则可以缩短紧急制动辅助系统的反应时间，使得必须考虑到车辆的驾驶员的较长反应时间。

而如果在步骤S3中识别出非脚对象250，则在步骤S4中在使用在步骤S2中所确定的对象特性、尤其所确定的位置的情况下确定对象250是否是危害，例如因为该对象处于踏板110、120、130附近。如果情况如此，则转移至步骤S6，在该步骤中立即控制车辆功能，例如其方式是，在驾驶员的视野中显示警告提示。

然而如果在步骤S4中基于对象信息确定对象250不是危险，则在例如在车辆停住或停车之后才被激活的步骤S5中触发显示功能，例如通过声学信号、文本输出或对象250根据检测所处的区域的定位照明，该显示功能促使驾驶员注意对象250。

Claims (13)

1.一种用于控制车辆功能的方法，其中借助在车辆内部空间的底部上的平面传感器（101）检测对象（140，145，250）对所述底部的触碰和/或接近所述底部，

产生传感器信号，所述传感器信号包括关于所述触碰或接近的空间分辨的信息，

基于所述传感器信号确定对象特性，以及

根据所确定的对象特性实施车辆功能。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述对象特性包括来自如下组的一个或多个，该组由轮廓、接触轮廓、与所述传感器（101）的距离、接触力和接触面构成。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中基于所述对象特性执行对象分类，其中所述对象分类至少在脚（140，145）与非脚（250）之间进行区分。

4.根据权利要求3所述的方法，其中如果在所述对象分类时识别出了脚（140，145），则将一个或多个车辆乘客的身体姿势、尤其脚位置、推测的反应时间和/或危害潜力确定为控制参数。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述车辆功能包括在使用一个或多个控制参数的情况下控制所述车辆的安全装置，所述安全装置尤其选自如下组，该组由安全气囊触发设备、紧急制动辅助系统、安全带张紧器和间距辅助系统构成。

6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述车辆功能包括确定和/或显示所述对象的位置和/或运动。

7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述车辆功能此外包括校准所述传感器信号，其中如果没有触碰和/或接近对所述传感器（101）产生影响，则自动地或手动地触发所述校准。

8.一种传感器系统，具有平面地安装在车辆内部空间的底部上的传感器（101），所述传感器被设立用于检测对象（140，145，250）对所述底部的触碰和/或接近所述底部，并且基于所检测到的触碰或接近输出传感器信号；并且具有评估单元（102），所述评估单元被设立用于基于所述传感器信号实施根据上述权利要求中任一项所述的方法。

9.根据权利要求8所述的传感器系统，其中所述传感器（101）构成为所述车辆内部空间的固定安装的内衬板的部件。

10.根据权利要求8所述的传感器系统，其中所述传感器（101）构成为可取出的地垫的部件。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的传感器系统，其中所述评估单元（102）此外被设立用于控制车辆的内燃机、电动机、变速箱和/或制动器。

12.一种计算机程序，所述计算机程序当其在评估单元（102）上实施时促使根据权利要求8至11中任一项所述的传感器系统执行根据权利要求1至7中任一项所述的方法的所有方法步骤。

13.一种机器可读的存储介质，具有存储在其上的根据权利要求12所述的计算机程序。

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