CN117885673A - 机动车辆上乘客约束系统的基于生物特征识别脆弱性的控制 - Google Patents

机动车辆上乘客约束系统的基于生物特征识别脆弱性的控制 Download PDF

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CN117885673A CN202310530863.9A CN202310530863A CN117885673A CN 117885673 A CN117885673 A CN 117885673A CN 202310530863 A CN202310530863 A CN 202310530863A CN 117885673 A CN117885673 A CN 117885673A
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Abstract

公开了机动车辆上乘客约束系统的基于生物特征识别脆弱性的控制。一种用于控制机动车辆上的乘客约束系统的方法，包括经由控制器接收指示坐在机动车辆内部的乘客的脆弱性特征的(一个或多个)生物特征识别脆弱性分类器信号。响应于(一个或多个)生物特征识别脆弱性分类器信号和检测到的需要致动乘客约束系统的车辆事件，该方法包括经由控制器自动调整乘客约束系统的实际容量设置。一种机动车辆包括限定车辆内部的车身，位于车辆内部的乘客约束系统；以及控制器，其可操作用于根据该方法控制乘客约束系统的实际容量设置。乘客约束系统可以包括座椅安全带、座椅和一个或多个气囊系统。

Description

机动车辆上乘客约束系统的基于生物特征识别脆弱性的控制
背景技术
在机动车辆的乘客车厢或内部内，驾驶员座椅和一个或多个乘客座椅被固定在底盘上，并被各种乘客约束系统包围或附连。例如，通过座椅安全带机构保护驾驶员和其他车辆乘坐员免受突然减速或外力/冲击事件的影响。如现有技术中所理解的，典型的“三点式”腰部和肩部座椅安全带将乘客固定在车辆座椅的表面上，同时还将能量分布在乘客的胸部、肩部和骨盆上。除了这种座椅安全带之外，现代车辆内部还可以包括可致动的乘客约束系统，其形式为座椅安全带预张紧器、机动座椅安全带、座椅安全带和能量吸收装置、可充气气囊系统、可调整的头部约束部件、移动或充气膝垫、机械或可致动座椅能量吸收装置以及其他可能的装置。
发明内容
下文中详细描述的控制解决方案涉及硬件、基于计算机的系统以及用于适配机动车辆上的一个或多个乘客约束系统的操作的相关控制方法。具体而言，本教导涉及执行基于生物特征识别的“脆弱性”评估和乘客分类过程，以单独确定每个乘客对力的各自易感性或脆弱性，在约束系统的典型致动或展开期间约束系统会将力以另外方式传递给乘客。如本文所用，术语“致动”是指可具有可逆或不可逆约束元件的系统的激活，而“展开”是指通常具有不可逆约束元件的系统的激活。
例如，整形外科、神经肌肉或肌肉骨骼的虚弱(frailty)是本文设想的力脆弱性的典型类型。乘客的年龄、疾病、损伤、身体身材、身体周长、周长和身材之间的关系以及各种其他内部或外部特征标记可能对应于增加的虚弱。拥有这些特征可测量的特性的一个身体虚弱的人对于施加的力(无论力来源何处)都比一个身体健康的个人进而更容易脆弱。如上所述，在本公开的上下文中，施加的力具体包括由现代车辆内部发现的各种乘客约束系统的几乎瞬时的、高能量的致动所传递的力的类型。为此，本文提供的解决方案的各方面有助于识别预期或实际乘客并将其分类到合适的脆弱性类别中。包括但不限于乘客约束系统的一个或多个车辆系统的实际容量设置然后在随后的约束触发事件期间根据乘客的脆弱性类别进行调整。
在代表性实施例中，一种用于控制机动车辆上的乘客约束系统的方法包括经由控制器接收指示坐在机动车辆内部的乘客的一个或多个脆弱性特征的一个或多个生物特征识别脆弱性分类器信号。响应于(所述一个或多个)生物特征识别脆弱性分类器信号和检测到的约束触发事件，控制器自动调整(一个或多个)乘客约束系统的至少一个实际容量设置。以这种方式，控制器能够更好地在唯一的基础上计及每个相应乘客的生物特征识别脆弱性。
在一个或多个实施例中的方法可以包括使用车载传感器套件来检测(一个或多个)脆弱性特征，车载传感器套件的组成传感器可能包括至少一个连接到机动车辆内部的车辆座椅的座椅内传感器。车载传感器套件还可以或替代地包括至少一个远程传感器和/或至少一个生物特征识别传感器，这种传感器可能通过检测乘客的身体外观或基于运动的特征来检测脆弱性特征，例如呼吸率或对某种形式的脉冲的响应动作，或植入的医疗装置。
检测乘客的身体外观可以可选地包括检测位于乘客身体部分的石膏、夹板和/或托架，或者可能检测儿童约束座椅(CRS)。
在一个或多个实施例中，乘客约束系统包括座椅安全带。在这种情况下，该方法可以包括检测座椅安全带的扣住状态，并且至少部分基于扣住状态自动调整实际容量设置。调整容量设置还可以包括调整连接到座椅安全带的座椅安全带预张紧器和/或座椅安全带能量吸收装置的容量设置。
在一些配置中，座椅安全带包含肩带织带部分，其位置可以由远程传感器感测。这种实施例中的方法可包括检测肩带织带位置，并至少部分基于肩带相对于乘客的位置自动调整实际容量设置，例如能量吸收负载限制器或预张紧器容量、预张紧器致动定时等。
乘客约束系统可以可选地包括可展开气囊系统，在这种情况下，调整容量设置包括调整可展开气囊系统的充气机输出、充气垫深度、展开时间和/或排气口尺寸中的一个或多个。
乘客约束系统可以包括可致动的座椅系统，在这种情况下，调整容量设置包括修改可调整座椅系统的座椅表面位置和头部约束位置中的一个或多个的致动特征。
在一种可能的实现中，控制器可操作用于在可展开气囊系统的限定附近强制实施气囊抑制区域(ASZ)。在这种情况下调整实际容量设置可包括基于是否至少一部分乘客出现在ASZ内来调整充气机输出、充气垫深度、展开时间和/或排气口尺寸中的一个或多个。
在其一个或多个实施例中，该方法包括将机动车辆的多个乘客分类到相应的生物特征识别脆弱性类别中，以及经由控制器基于该特定乘客的相应生物特征识别脆弱性类别调整实际约束容量设置，该约束旨在对该特定乘客起作用。
本文还公开了一种机动车辆，其具有限定车辆内部的车身、位于车辆内部的乘客约束系统和控制器。控制器可操作用于控制乘客约束系统的实际容量设置。控制器的处理器执行指令使得处理器接收指示坐在车辆内部的乘客的脆弱性特征的一个或多个生物特征识别脆弱性分类器信号。响应于(一个或多个)生物特征识别脆弱性分类器信号和检测到的需要致动乘客约束系统的车辆事件，控制器被配置为自动调整乘客约束系统的实际容量设置。
根据另一个公开的实施例，用于控制机动车辆上的乘客约束系统的方法包括使用传感器套件检测机动车辆的一个或多个乘客的脆弱性特征，该传感器套件包括连接到机动车辆的乘客座椅的座椅内传感器、远程传感器和位于机动车辆内部的生物特征识别传感器中的至少一个(即，一个或多个)。在该实施例中，检测脆弱性特征包括使用传感器套件检测乘客的身体特征、乘客的内部特征或两者中的一个或多个。
该方法还包括生成指示乘客脆弱性特征的一个或多个生物特征识别脆弱性分类器信号，并且还经由机动车辆的控制器接收(一个或多个)生物特征识别脆弱性分类器信号。响应于(一个或多个)生物特征识别脆弱性分类器信号和检测到的需要致动乘客约束系统的车辆事件，该方法包括经由控制器自动调整乘客约束系统的实际容量设置，其中乘客约束系统包括座椅安全带、座椅和可展开气囊系统。
在一个或多个实施例中，调整乘客约束系统的容量设置包括减少乘客约束系统的部件输出、减少乘客约束系统的激活约束的尺寸、减少乘客约束系统的激活约束的施加力水平以及抑制乘客约束系统的约束的激活中的至少一个。
本公开还记载以下方案：
方案1.一种用于控制具有车辆内部的机动车辆上的乘客约束系统的方法，该方法包括：
经由控制器接收指示坐在机动车辆内部的乘客的脆弱性特征的一个或多个生物特征识别脆弱性分类器信号；和
响应于所述一个或多个生物特征识别脆弱性分类器信号和检测到的需要致动乘客约束系统的车辆事件，经由控制器自动调整乘客约束系统的至少一部分的实际容量设置。
方案2.根据方案1所述的方法，该方法进一步包括：
使用车载传感器套件检测脆弱性特征，该车载传感器套件包括连接到车辆内部内的车辆座椅的座椅内传感器、连接到车辆内部内的结构的远程传感器和位于车辆内部的生物特征识别传感器中的至少一个。
方案3.根据方案2所述的方法，其中检测脆弱性特征包括使用机载传感器套件检测乘客的身体外观。
方案4.根据方案2所述的方法，其中，检测所述脆弱性特征基于乘客的身体残疾、性别和年龄中的一个或多个而发生，并且包括检测位于乘客身体部分上的石膏、夹板和托架、乘客的尺寸、头发颜色、皱纹、头发凹陷、皮肤下垂和姿势中的一个或多个。
方案5.根据方案2所述的方法，其中检测脆弱性特征包括检测儿童约束系统(CRS)。
方案6.根据方案2所述的方法，其中，生物特征识别传感器检测脆弱性特征包括检测乘客的内部特征。
方案7.根据方案1所述的方法，其中，所述乘客约束系统包括座椅安全带，所述方法还包括：
检测座椅安全带的扣住状态；和
至少部分基于扣住状态自动调整实际容量设置。
方案8.根据方案7所述的方法，其中，所述座椅安全带包含肩带织带部分，其位置能够由远程传感器检测，所述方法还包括：
检测肩带织带位置；和
至少部分基于肩带相对于乘客的位置来自动调整实际容量设置。
方案9.根据方案7所述的方法，其中调整容量设置包括调整连接到座椅安全带的座椅安全带预张紧器和座椅安全带能量吸收装置中的至少一个的设置。
方案10.根据方案1所述的方法，其中所述乘客约束系统包括气囊系统，并且其中调整所述容量设置包括调整充气机输出、充气垫深度、展开时间和/或所述气囊系统的排气口尺寸中的一个或多个。
方案11.根据方案10所述的方法，其中，所述控制器可操作用于在所述可展开气囊系统的限定邻近区域强制实施气囊抑制区域(ASZ)，并且其中调整实际容量设置包括基于是否至少一部分乘客出现在所述ASZ内来调整充气机输出、充气垫深度、展开时间和/或排气口尺寸中的一个或多个。
方案12.根据方案1所述的方法，其中所述乘客约束系统包括可致动的座椅系统，并且其中调整所述容量设置包括修改所述可调整座椅系统的座椅表面位置和头部约束位置中的一个或多个的致动特征。
方案13.一种机动车辆，包括：
限定车辆内部的车身；
位于车辆内部的车辆座椅；和
传感器套件，其具有连接到车辆座椅的座椅内传感器、连接到车辆内部结构的远程传感器和位于车辆内部的生物特征识别传感器中的至少一个；
位于车辆内部的乘客约束系统；和
控制器，可操作用于控制乘客约束系统的实际容量设置，其中由控制器的处理器执行指令使得处理器：
使用传感器套件检测脆弱性特征；
生成指示脆弱性特征的一个或多个生物特征识别脆弱性分类器信号；和
响应于所述一个或多个生物特征识别脆弱性分类器信号和检测到的需要致动乘客约束系统的车辆事件，自动调整乘客约束系统的至少一部分的实际容量设置。
方案14.根据方案13所述的机动车辆，其中所述传感器套件包括远程传感器，并且其中所述指令的执行使得所述处理器至少部分地通过使用所述远程传感器检测所述乘客的身体外观特征来检测所述脆弱性特征。
方案15.根据方案13所述的机动车辆，其中，所述指令的执行使得所述处理器将儿童约束系统(CRS)检测为至少一个所述脆弱性特征。
方案16.根据方案13所述的机动车辆，其中所述乘客约束系统包括座椅安全带，并且其中所述指令的执行使得所述处理器：
检测座椅安全带的扣住状态；和
基于扣住状态调整实际容量设置，实际容量设置包括座椅安全带预张紧器和座椅安全带能量吸收装置的设置中的至少一个。
方案17.根据方案13所述的机动车辆，其中所述乘客约束系统包括气囊系统，并且其中所述指令的执行使得所述处理器：
通过调整充气机输出、充气垫深度、展开时间和/或气囊系统的排气口尺寸中的一个或多个来调整实际容量设置。
方案18.根据方案13所述的机动车辆，其中所述乘客约束系统包括可致动的座椅系统，并且其中调整所述容量设置包括修改所述可调整座椅系统的座椅表面位置和头部约束位置的致动特征。
方案19.一种用于控制机动车辆上的乘客约束系统的方法，包括：
使用传感器套件检测机动车辆的一个或多个乘客的脆弱性特征，该传感器套件包括连接到机动车辆的乘客座椅的座椅内传感器、远程传感器和位于机动车辆内部的生物特征识别传感器中的至少一个，其中检测脆弱性特征包括分别使用座椅内传感器和远程传感器检测每个乘客的身体特征和内部特征中的至少一个；
生成指示乘客的脆弱性特征的一个或多个生物特征识别脆弱性分类器信号；
经由机动车辆的控制器接收一个或多个生物特征识别脆弱性分类器信号；和
响应于一个或多个生物特征识别脆弱性分类器信号和检测到的需要展开乘客约束系统的车辆事件，经由控制器自动调整乘客约束系统的实际容量设置，其中乘客约束系统包括座椅安全带和可展开气囊系统。
20.根据方案19所述的方法，其中调整所述乘客约束系统的容量设置包括减少所述乘客约束系统的部件的输出、减少所述乘客约束系统的尺寸、减少所述乘客约束系统的所施加的力水平和抑制所述乘客约束系统的激活中的至少一个。
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，从下面对如所附权利要求中限定的用于实施本教导的一些最佳模式和其他实施例的详细描述中，是显而易见的。
附图说明
并入本说明书并构成其一部分的附图图示出了本公开的实施方式，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
图1示意性地图示出了根据本公开的具有带有乘客约束系统的内部的机动车辆，该乘客约束系统的单独容量设置被调整和控制。
图2是示意性电路图，图示出了当基于脆弱性特征控制(一个或多个)乘客约束系统时，在图1所示的机动车辆上使用的示例性控制系统。
图3是流程图，图示出了用于动态调整图1和图2所示的各种乘客约束系统的实际容量的方法的实施例。
附图不一定按比例绘制，并且可以呈现如本文公开的本公开的各种优选特征的简化表示，包括例如具体的尺寸、方位、位置和形状。与这些特征相关的细节将部分地由特定的预期应用和使用环境来确定。
具体实施方式
如这里描述和图示出的，所公开的实施例的部件可以以各种不同的配置来布置。因此，以下详细描述不旨在限制所要求保护的本公开的范围，而仅仅是其可能实施例的代表。此外，尽管在以下描述中阐述了许多具体细节以便提供对本文公开的实施例的全面理解，但是一些实施例可以在没有这些细节中的一些的情况下实施。此外，为了清楚的目的，没有详细描述在相关领域中理解的某些技术材料，以避免不必要地模糊本公开。此外，如在此图示出和描述的本公开可以在缺少或具有在此没有具体公开的元件的情况下实施。
参考附图，其中遍及几个视图相同的附图标记指代相同的特征，图1描绘了机动车辆10形式的代表性移动系统。机动车辆10包括限定车辆内部14的车身12和一组与其连接的车轮16。机动车辆10另外包括一个或多个乘客约束系统18和与其通信的控制器50。在本公开的范围内，控制器50被配置成在执行方法100的过程中执行计算机可读/可执行指令，方法100的非限制性示例实施例在下面参考图3描述。在执行方法100的各种步骤或逻辑方框时，控制器50可最终调整一个或多个乘客约束系统18的实际容量设置，控制器50基于识别或分类的特定乘客对由乘客约束系统18的致动所传递的力的脆弱性来这样做。
图1所描绘的车辆内部14包括前部和后部车辆座椅20，如所示，相应的前部和后部乘客11F和11R可以坐在座椅上。乘客11F、11R中的一个或多个，例如图1的非限制性示例性配置中的后排乘客11R，具有一个或多个物理限制，这可能使乘客11R对于来自乘客约束系统18的致动的力更脆弱。例如，后排乘客11R可能具有由颈托230指示的受伤的颈部、由石膏23指示的受伤的肢体，或者后排乘客11R可能具有由疾病、受伤、年龄、尺寸(例如身高与腰围之比)等引起的其他脆弱性，如下面详细阐述的。在一个或多个实施例中，每个车辆座椅20和可调整的头部约束装置22进而可以是可致动的座椅系统24的一部分，在一个或多个实施例中，可致动的座椅系统24进而可以被认为是本公开的(一个或多个)乘客约束系统18的一部分。在这样的实施例中，可致动的座椅系统24的容量设置可以是座椅20的可调整就座表面位置和可调整头部约束装置22的头部约束位置的形式。也就是说，(一个或多个)座椅20和相应的头部约束装置22可能具有可调整的容量设置，使得座椅20和头部约束装置22能够用作本公开范围内的乘客约束系统18之一。在机动车辆10的典型配置中，乘客约束系统18包括三点式座椅安全带18A和一个或多个可充气气囊系统18B。如本领域中所理解的，这种座椅安全带18A可以配备有可调整装置，例如诸如用于座椅安全带18A的如图2中示意性示出的电动预张紧器180和能量吸收装置280，以及充气机装置380和一个或多个气囊排气口480(图2)或一个或多个可释放或可延伸的气囊系绳580(图2)，其也可能与可充气气囊系统18B一起使用。
如本领域中所理解的，可烟火式展开的充气气囊(例如图2中所示的各种气囊系统18B)具有多种形式，给定的车辆内部14根据机动车辆10的特定构造配备有一个或多个气囊系统18B。例如，可充气气囊系统18B可以位于仪表板21处或附近，通常封装在方向盘19和与其相邻的一个或多个面板内，或者沿着仪表板21/在其下面/上面，沿着车辆内部14的侧面，在车辆座椅20中，在车门中，并且可能在座椅安全带18A的织物内。座椅20内的气囊可以具有多种构造，旨在约束座椅20内的乘坐员或相邻乘坐位置中的乘客11。因此，车辆内部14可以配备有正面气囊、帘式气囊、膝部气囊、安装在座椅上的气囊、安装在门上的气囊，座椅安全带气囊和/或本公开范围内的其他气囊。这种可充气气囊系统18B快速充气，例如在大约50毫秒或更短时间内，充气通常响应于化学电荷而发生，以允许充气的气囊系统18B快速填充车辆内部14的指定容积。
现在参考图2，控制器(C)50可操作用于接收指示坐在图1的车辆内部14内的乘客11的脆弱性特征的(一个或多个)生物特征识别脆弱性分类器信号(箭头CCI)。控制器50可以在车辆上或在车辆外部，并与车辆通信。当乘客11坐在车辆内部14中时，控制器50可以实时产生(一个或多个)生物特征识别脆弱性分类器信号(箭头CCI)。可替换地，可以离线产生生物特征识别脆弱性分类器信号(箭头CCI *)，这两种选项如下所述。当执行方法100时，控制器50可与每个乘客约束系统18通信，即，通过在可能值的范围或连续体(continumm)内适配其相应的激活水平或容量设置。如所示，每个相应的乘客安全系统18的实际容量可以通过控制座椅安全带18A的激活状态或容量来调节，例如经由电动预张紧器(“PT”)180和/或能量吸收(“EA”)装置280，例如如上所述的基于放出的力限制座椅安全带或可充气座椅安全带气囊。例如，与一次性使用的烟火装置或其他解决方案相比，电动预张紧器或电动基于放出的力限制水平座椅安全带由于其可调整性在本公开的范围内可能尤其有利。
可充气气囊系统18B可以包括充气机模块(“INF”)380和/或排气口(“V”)480以及可释放/可延伸的系绳(“T”)580。特别是在多级气囊中，两个或多个这样的充气机模块380连接到单个可充气气囊系统18A，每个充气机模块380具有相应的充气容量。在一些实施例中，充气机模块380可以在不同的时间、在彼此可调整的间隔内分级展开，或者充气机模块380中的一个可以激活而另一个不激活。用于其部分的气囊排气口480可以打开到更大的程度以提供更软的气囊18B，或者打开到更小的程度以提供更硬的气囊18B。可释放/可延伸的系绳580可将气囊限制为较小的充气形状或允许较大的充气形状。
座椅20可包含机动或烟火机构，其可用于在撞击事件期间将座椅20移动到更有利的方位。在这种事件期间，头部约束装置22也可以使用马达或烟火机构向乘坐员移动。此外，任何约束装置可以具有约束触发事件，其中约束装置可以在碰撞事件之前、在碰撞事件的预期中或者在碰撞事件期间被启动。一些可复位装置可以在制动、其他重要的车辆操纵期间被启动，或者当从外部检测到可能导致碰撞事件或重要的车辆操纵的情况时被启动。此外，一些可复位装置可被激活或具有基于检测到的乘坐员位置设置的约束容量水平。
在离线情况下，控制器50可以从用户装置25、从存储在机动车辆10或其他地方中的历史数据、从车辆个性化条目、从云、从具有先前脆弱性数据的外部数据库等获得乘客脆弱性信息。在可能的实现中，控制器50可以直接地或经由云从用户装置25(例如，平板电脑、膝上型电脑、智能电话等)或从如本领域所理解的包含虚弱指标的人群的存储数据库中接收(一个或多个)生物特征识别脆弱性分类器信号(箭头CCI *)。例如，用户可以访问软件应用程序(“app”)26，并被提示一组关于身体高度、体重、年龄、受伤状态、疾病状态和其他特征特性或标记的相关询问，控制器50从用户装置25或从远程服务器(未示出)接收(一个或多个)生物特征识别脆弱性分类器信号(箭头CCI *)。
在实时/车内场景中，控制器50可以从车载传感器套件30接收(一个或多个)生物特征识别脆弱性分类器信号(箭头CCI)，其实施例如下所述。响应于(一个或多个)生物特征识别脆弱性分类器信号(箭头CCI或CCI *)和(一个或多个)触发信号(箭头CCT)，后者由例如本领域中理解的车载感测诊断模块的碰撞预测、力或能量传感器40产生，响应于需要致动(一个或多个)乘客约束系统18的车辆事件，控制器50自动地将(一个或多个)乘客约束系统18中的一个或多个的实际容量设置调整到相应的适合分类的最大允许致动或展开水平。也就是说，控制器50基于脆弱性/虚弱和可选的冲击严重性，而不是使用纯粹的基于乘客重量的阈值，跨连续体而不是以二元开/关的方式调整容量设置。
在可能的离线方法中，用户可以经由应用程序26提供初始自我评估，该初始自我评估进而作为预设值被记录在控制器50的存储器54中。考虑或评估一个或多个乘客11，例如，同一家庭的成员、亲戚、朋友或在某个时刻预期出现在机动车辆10中的任何其他人。每次被评估的乘客11进入车辆内部14时，控制器50可以检查乘客11的脆弱性属性，将其与初始基线水平进行比较，然后根据需要调整乘客约束系统18的一个或多个容量设置以计及脆弱性。可以收集特定属性并用于填充参考数据集，换句话说，参考数据集基于实际观察到的指示脆弱性增加的特性随时间更新。
作为说明性示例，图1中所示的后排乘客11R可能具有基线水平的虚弱或另一脆弱性，控制器50基于该基线自动将实际容量限制应用于乘客附近的乘客约束系统18。在同一乘客11R经历骨科伤害的情况下，如图1中的石膏23所表示，控制器50可以自动检测石膏23，并且可能调整乘客11R佩戴的座椅安全带18A和/或位于乘客11R附近的气囊系统18B的实际容量设置。
如本领域所理解的，典型的感测和约束致动或展开系统的传感器40被配置成监控或测量大量变量，包括但不一定限于外部冲击、车轮速度、横向和纵向加速度、座椅乘坐员状态、座椅安全带扣住状态、制动压力、转向角、俯仰、偏航、滚动、入口-出口门内部压力等。传感器40将电信号作为触发信号(箭头CCT)中继给控制器50。控制器50分析触发信号(箭头CCT)，然后协调乘客约束系统18的机载功能，例如座椅安全带18A的预张紧、对一个或多个可充气气囊18B充气、控制门锁(未示出)的锁定/解锁状态、控制约束容量等。因此，在机动车辆10运行的同时，控制器50在控制器50的持续执行过程中知道来自传感器40的读数。
关于图2中所示的车载传感器套件30，代表性的传感器装置可以包括但不限于诸如压力检测气囊的座椅内传感器30A、当表面被压缩时改变状态的电阻检测表面、负载单元系统(load cell system)和/或电容传感器。如这里所使用的，“座椅内”指的是与图1的车辆座椅20之一集成，例如嵌入在座椅20内和/或连接到座椅20。
车载传感器套件30还可包括一个或多个远程传感器30B，即相对于乘客11和车辆座椅20是“远程”。这种远程传感器30B可以位于图1的车辆内部14内，例如通过附接到后视镜(未示出)、安装到车顶(未示出)、或者安装到图1的仪表板21。在各种可能的实施例中，远程传感器30B可以包括雷达、激光雷达和/或超声波传感器、照相机，例如红绿蓝(RGB)、RGB红外(IR)、IR、飞行时间(TOF)、结构光、热、立体视觉等。
图2所示的传感器套件30的其他可能的传感器包括生物特征识别传感器30C，其可以安装到车辆内部14和/或由乘客11佩戴。可以由生物特征识别传感器(“biosensor”)30C测量和报告的示例性生物特征识别数据包括乘客11的心跳或呼吸速率或其微动、声音、体温、脑电波、指纹、酒精水平、消耗的药物水平、佩戴的医疗设备的存在、诸如起搏器的植入医疗装置的存在、身体内部或外部的其他金属含量、热量、肌肉激活等。这些检测值的大部分是乘客11或11R的内部特征。
来自车载传感器套件30的信息集合可包括来自一个或多个位置传感器30D的位置数据，例如可操作用于确定乘客11在图1的车辆内部14内的位置的另一个照相机或近程检测器。如下所述，这种数据可与来自其他传感器30A、30B和/或30C或由30N表示的多个其他传感器的数据组合，以便在致动乘客约束系统18期间确定乘客11对力的脆弱性时“微调”控制器50的预测精度。
根据本公开，控制器50执行体现方法100的计算机可读指令，以执行本文所述的各种功能。术语“控制器”和相关术语，如微控制器、电子控制单元等是指(一个或多个)专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、(一个或多个)电子电路、(一个或多个)中央处理单元(例如，(一个或多个)微处理器)以及相关联的暂时和非暂时存储器/(一个或多个)存储组件的一种或多种组合。
图1和2的控制器50被示意性地描绘为具有一个或多个这种类型的处理器52，以及存储器54，其包括非暂时性存储器或有形存储装置(只读、可编程只读、固态、随机存取、光学、磁性等)。其上可以记录体现方法100的计算机可读指令的存储器54能够以一个或多个软件或固件程序或例程、(一个或多个)组合逻辑电路、(一个或多个)输入/输出电路和装置、信号调节和缓冲电路以及可以由一个或多个处理器访问以提供所述功能的其他部件的形式存储机器可读指令。
(一个或多个)输入/输出电路和装置包括模拟/数字转换器和监控来自传感器的输入的相关装置，以预设的采样频率或响应触发事件来监控这些输入。软件、固件、程序、指令、控制例程、代码、算法和类似术语是指控制器可执行的指令集，包括校准和查找表。每个控制器执行(一个或多个)控制程序以提供期望的功能。最终，控制器50将控制信号(箭头CCO)输出到本文所述的一个或多个乘客约束系统18，以调节其实际容量设置。现在将参考图3描述一种示例性方法。
现在参考图3，根据本公开的方法100由图1的处理器52从存储器54的非暂时性元件(例如从ROM)执行，以根据情况调整上述各种乘客约束系统18中的一个或多个的实际容量设置。给定一组指示每个乘客的脆弱性或虚弱水平的输入，也就是说，控制器50可以将权重分配给各种因素，以将预期的或实际的乘客单独分类为多个生物特征识别脆弱性类别之一。图2的乘客约束系统18的容量设置此后由控制器50基于相应的生物特征识别脆弱性类别来调整。
如将理解的，方法100可以以一系列方式执行，以在约束系统18的实际容量设置的可能连续体上提供期望的控制水平。总的来说，方法100包括经由控制器50接收指示坐在机动车辆内部的乘客的脆弱性特征的(一个或多个)生物特征识别脆弱性分类器信号。响应于(一个或多个)生物特征识别脆弱性分类器信号和检测到的需要致动(一个或多个)乘客约束系统18的车辆事件，方法100还包括经由控制器50自动调整(一个或多个)乘客约束系统18的实际容量设置。
方法100的一个示例在控制器50的初始化(*)之后开始，例如，按键接通事件，在方框B102。如此处所使用的，“方框”指的是用于实现相应功能的相应逻辑、代码、算法或子例程。在方框B102，图1和2的控制器50确定是否要完全启用脆弱性评估和约束控制(“ENBL？”)。例如，控制器50可以评估一个或多个评估条件。示例性的评估条件可以包括机动车辆10的当前动态状态，这进而可能需要确定机动车辆10是否处于驾驶模式以及当前是否在运动中，等等。在不同的实施例中可以使用其他可能的评估条件，包括可能使用重量、视觉、红外(IR)或热特征、位置、机器视觉和/或指示一个或多个乘客11、11R在图1的车辆内部14中的存在的其他可用传感数据，而不管他们当前的脆弱性状态。当评估和控制未被启用时，方法100返回到方框B102，以及在可替换方案中返回到方框B104。
在方框B104(“VC”？)，控制器50接下来确定检测到的乘客11、11R是否具有保证根据本公开进行容量调整的特定脆弱性，例如，如上所述的肌肉骨骼虚弱或小乘坐员尺寸作为示例。方框B104可以以各种方式实现。如上所述，用户可以可选地为图1所示机动车辆10的每个预期乘客11编程基线脆弱性水平。可替换地，乘客11可以是缺乏这种基线的新/第一次乘客。在任一情况下，与存储的数据或远程定位的数据相比，方框B104可能需要使用图2的传感器套件30来检测一个或多个在某种程度上与每个乘客11的脆弱性或虚弱相关联或预测每个乘客11的脆弱性或虚弱的“特征标记”。
示例性特征标记包括外观特征，例如图1的石膏23的存在，或者乘客11上的颈托230、吊索、夹板或其他医疗装置的存在。特征标记还可以包括例如头发颜色、发际线凹陷、皱纹或下垂的皮肤、身高、姿势、体重、身高-体重/腰围比、按体型的性别等。可使用图2的机载传感器套件30来检测脆弱性特征，例如，如上所述，使用(一个或多个)远程传感器30B来检测乘客11的身体外观，或者检测位于乘客11的身体部位上的石膏23或夹板、托架、固定器等。如上所述，这种信息可以可选地通过来自可选的生物传感器30C或图2的任何其他传感器30A、30D-N的数据来扩充。
由于这些和其他特征标记在预测给定乘客11的脆弱性时可能具有更大或更小的值，所以控制器50在一些实现中可以为每个特征标记分配相对权重。例如，对于一组标称特征标记M1、M2和M3，控制器50可以可选地计算脆弱性得分(S)，例如，S＝w1M1+w2M2+w3M3。相关联的权重w1、w2和w3可以离线确定并存储在控制器50的存储器54中，例如存储在数据查找表中。在这样的实施例中，控制器50然后可以测量或以其他方式收集图1的车辆内部14内的特征标记M1、M2和M3，或者经由远程源(例如用户设备25和应用程序26)离线/远程地测量或以别的方式收集特征标记M1、M2和M3，提取相关联的权重w1、w2和w3，并计算上面概括的脆弱性得分。
此外，在这个和其他可能的实施例中，控制器50可以可选地设置多个不同的生物特征识别脆弱性类别，在这种情况下，方法100可以包括将多个潜在乘客11自动分类到相应的一个生物特征识别脆弱性类别中。例如，对于该简化示例中的每个标称特征标记M1、M2和M3，控制器50可以将收集的数据归一化为范围在0和1之间的无单位值。相关联的权重w1、w2和w3此后可以应用于这种标准化值，以计算给定乘客11的脆弱性得分。每个生物特征识别脆弱性类别可以具有分配的脆弱性得分范围，每个类别也具有应用于(一个或多个)乘客约束系统18的相应容量调整水平，如下所阐述。如果检测到潜在脆弱性的乘客11，方法100进行到方框B106。当乘客11、11A被认为是低脆弱性类别时，方法100可替换地前进到方框B105。
方框B105(“CA#1”)包括响应于在块B104确定乘客11不是脆弱性而执行第一控制动作。如本文所设想的，方框B105可以包括以不受约束的方式，即以在没有本教导的控制改进的情况下通常会发生的方式，致动或展开一个或多个乘客约束系统18。在方框B105中采取的动作可以包括，例如，使用针对所经受的冲击严重性的最大默认设置来致动或展开这里描述的一个或多个乘客约束系统18，例如针对连接到座椅安全带18A的座椅安全带预张紧器180和/或能量吸收装置280(见图2)、气囊、可致动或可展开的座椅装置等。
尽管为了说明的简单而省略，但是一个或多个实施例中的方框B105也可以包含下面描述的方框B108-B115的逻辑版本，而不进行脆弱性调整。也就是说，所有描述的动作通常会为非脆弱性的乘坐员执行。
图3的方框B106(“REC CCI，CCI *”)包括接收指示坐在图1所示的车辆内部14内的乘客11的脆弱性特征的(一个或多个)生物特征识别脆弱性分类器信号。方框B106可包括例如从机载传感器套件30向控制器50传输(一个或多个)生物特征识别脆弱性分类器信号(箭头CCI、CCI *)，或者响应于方框B104中执行的评估自生成(一个或多个)生物特征识别脆弱性分类器信号(箭头CCI、CCI *)。
在方法100的所图示实施例中的方法100进行到方框B108，其他可能的/简化的实施例替代地进行到方框B114。
在方框B108(“DET P11”)，控制器50可以可选地确定乘客11在车辆内部14的自由空间中的位置。例如，图2所示的传感器套件30的一个或多个传感器可以用于检测乘客11并确定相应的位置。该位置可以对应于质心，该位置可以是最靠近传感器套件30的乘坐员的表面，或者该位置可以是提供乘客11占据的总空间的估计的点云。
当乘客约束系统18包括图1的一个或多个座椅安全带18A时，方法100在方框B108可以可选地包括检测座椅安全带18A的扣住状态，例如，如本领域中所理解的，从位于其中或其上的座椅安全带扣住传感器(未示出)检测。控制器50然后至少部分地基于座椅安全带18A的扣住状态自动调整座椅安全带18A的实际容量设置。在超过一定严重程度的碰撞中，正的扣住状态能够使安装有座椅安全带的约束装置被致动或展开。例如，使用位置传感器或在座椅安全带织带中的嵌入传感器，正扣住状态可以触发肩带相对于乘客躯干的位置的检测。当肩带没有正确定位时，或者如果乘客处于不稳定的位置，例如没有坐在相对于车辆座椅的垂直位置，可以采取行动。当已经确定了乘客11、11A的位置时，并且一旦已经确定了座椅安全带扣住状态和肩带位置(如果包括该步骤)，方法100进行到方框B110。
方框B110(“P11＝DEF？”)包括确定乘客11的位置是否明确，即乘客11没有被遮挡。方框B110可以包括将照相机图像的分辨率或其他位置数据与清晰度阈值进行比较，例如，以确定乘客11的位置是否在允许的容差内，或者乘客的某个表面区域是否可以被传感器直接观察到。当位置确定/没有清楚地观察到乘客11时，方法100进行到方框B112，以及在替换方案中进行到方框B111。
方框B111(″11＝S？″)可以包括可选地确定被检测的乘客11是否低于校准的尺寸阈值，即客观上“小”。这种确定可能表示存在小孩或其他身材矮小的人。根据方框B111检测乘客11的脆弱性特征可包括检测儿童约束系统(CRS)，例如面向前的CRS、面向后的CRS或儿童床CRS。例如，这可能基于来自RF标签的信号或响应或钥匙开关禁用状态而发生。当检测到的乘客11低于尺寸阈值时，方法100前进到方框B113，并且在替代方案中前进到方框B115。
在方框B112(“ASZ？”)，控制器50可确定乘客11是否至少部分位于限定的气囊抑制区域(ASZ)内。例如，可以利用在图1的车辆内部14内紧邻收起的气囊系统18B的3D边界编程控制器50。当乘客11的头部、躯干、颈部或其他脆弱性部位部分地处于这种限定的ASZ内时，方法100前进至方框B114。然而，当乘客11(例如诸如乘客的头部、颈部和身体区域)被检测为在ASZ之外时，方法100代之以前进至方框B115。
方框B113(“CA#3”)包括响应于检测到在车辆内部14中具有不确定的3D位置的小/身材不足的乘客11而执行控制动作。例如，当在方框B111处存在面向前的CRS时，控制器50可以抑制一个或多个约束系统18，或者改变气囊的输出，或者启用座椅安全带可致动或可展开装置的低水平输出，例如，通过将连接到图2所示座椅安全带18A的座椅安全带预张紧器180和/或能量吸收装置280的设置调整到小于最大可能设置。改变气囊输出的动作可以包括调整充气机输出、充气垫深度、展开时间和/或可展开气囊系统18B的排气口尺寸中的一个或多个。因此，方框B113中的控制动作可能需要将一个或多个乘客约束系统18的容量水平抑制到适合于这种乘客11的校准水平或无致动或展开水平。在方框B113中调整实际容量设置可以基于上述相应的生物特征识别脆弱性类别经由控制器50发生，例如，对于不太脆弱的乘客11使用更积极的控制和更高的充气/激活水平，而对于更脆弱的乘客11使用更不积极的控制和更低的充气/激活水平。
例如，在可充气气囊系统18B的两阶段实施例中，方框B113可能需要触发仅仅一个充气阶段以提供较低的总充气力，例如总可能充气力的大约70％。方框B113可以包括将图2的排气口480打开到预定的排气口尺寸，以确保更快/更大的排气，从而对展开的气囊系统18B产生更柔和的冲击。此外，方框B113可以包括不释放或释放图2的可延伸系绳580，调整乘坐员与展开的气囊系统18B的接触。对于不同的约束系统18，可以制定其他的响应，包括可能调整图2所示的预张紧器180和/或能量吸收装置280的设置，和/或调整座椅中的能量吸收或可致动/展开装置，单独或与(一个或多个)可充气气囊系统18B的基于尺寸的抑制相结合。
在方框B114(“CA#2A”)，控制器50可执行类似于框B113的控制动作的控制动作，然而在这种情况下，根据乘客11的相关状态执行调整。也就是说，当乘客11未被遮挡并且乘客11的某个脆弱部分位于ASZ中时，执行方框B114，如分别在方框B110和B112中确定的。可替换地，在一些实施例中，方法100可以在不确定乘客11在车辆内部14中的位置的情况下执行。
在这种情况下，控制器50可基于乘客11的至少一部分是否位于ASZ内来调节充气机输出、充气垫深度、展开时间和/或排气口尺寸中的一个或多个。这可能需要基于检测到的乘坐员相对于ASZ边界的位置或(一个或多个)生物特征脆弱性分类器信号以及检测到的需要展开(一个或多个)乘客约束系统18的车辆事件来抑制一个或多个可充气气囊系统18B中的一个或多个的充气。如同方框B113和方框B115，方框B114的执行可能需要经由控制器50将(一个或多个)乘客约束系统18的实际容量设置自动调整到比方框B105中做出的水平更低的程度。
例如，方框B114中的容量调整可以包括抑制紧邻乘客11的某些乘客约束系统18的激活，该乘客11的脆弱身体区域部分地在方框B112的ASZ内。当从方框B106直接到达方框B114时，在方框B114采取的控制动作可能包括从由乘客11和他或她的相应生物特征识别脆弱性类别索引的查找表中选择适当的容量，如上所述。控制器50此后可以基于相应的生物特征识别脆弱性类别来调整(一个或多个)实际容量设置。
方框B115(“CA#2B”)类似于方框B114，并且当不存在小尺寸/身材的乘客11时，即来自方框B111，或者当具有明确确定位置的乘客被确认不在ASZ内时(方框B112)，可以执行方框B115。在这种情况下，在方框B115中执行的控制动作可以包括将乘客约束系统18的(一个或多个)实际容量设置调整到比在方框B105中执行的控制动作更小的程度。
相对于方框B111，其中控制器50认为乘客11不小，方框B115具有关于乘客11的模糊位置和尺寸的附加信息。结果，在一些实施例中，方框B115中采取的动作可以不同于方框B105中的动作，或者方框B105和B115可以是相同的。由于在此预期的容量调整被认为是除了步进或二元开/关决定之外作为响应连续体的一部分是“可调的”，本领域技术人员将会理解，对于机动车辆10及其各种乘客约束系统18的给定构造，方框B105和B113-B115的控制动作可以是可校准的。
同样地，对于每个方框B105、B113、B114和B115，控制器50可以基于如上所述的相应的生物特征识别脆弱性类别来调整实际容量设置。也就是说，靠近具有第一组分类脆弱性的乘客11的乘客约束系统18可能相对于位于靠近具有第二组脆弱性的不同位置的乘客的另一个乘客约束系统18传递更高或更低的激活力。在机动车辆10的操作期间，将沿着可能设置的可允许的连续体或操作范围选择编程的操作点，换句话说，微调各种乘客约束系统18的性能，以计及这些约束系统18旨在约束的乘客11的实际限制或脆弱性。
如本领域技术人员将理解的，上述教导使得在机动车辆10上的乘客约束系统18的致动或展开期间能够进行乘客特定水平的控制。与基于静态重量阈值选择性地禁用某些装置(例如前气囊)的现有技术系统不同，本方法通过对机动车辆10的乘客11的独特生物特征识别脆弱性进行分类并根据该分类沿着可允许的连续体控制约束系统18的容量来提供一定程度的改进。
在本公开的范围内可以包括其他改进，包括但不限于对诸如宠物或物体之类的非人类乘坐员的分类和考虑，控制器50可能针对这些可能的乘客类型中的每一种进行校准。在此描述的解决方案最终允许由各种乘客约束系统18提供给特定乘客11的保护在约束致动或展开的情况下精确地匹配其独特的脆弱性。鉴于前述公开内容，本领域技术人员将容易理解这些和其他伴随的益处。
在本申请中，术语“至少一个”表示任何单个项目、多于一个项目但少于所有引用的项目、或者所有引用的项目都可以使用，这取决于实施例，并不一定表示必须使用所有引用的项目。
详细描述和附图或图是对本教导的支持和描述，但是本教导的范围仅由权利要求来限定。虽然已经详细描述了用于实现本教导的一些最佳模式和其他实施例，但是存在各种替代设计和实施例来实践在所附权利要求中限定的本教导。

Claims (10)

1.一种用于控制具有车辆内部的机动车辆上的乘客约束系统的方法，该方法包括：
经由控制器接收指示坐在机动车辆内部的乘客的脆弱性特征的一个或多个生物特征识别脆弱性分类器信号；和
响应于所述一个或多个生物特征识别脆弱性分类器信号和检测到的需要致动乘客约束系统的车辆事件，经由控制器自动调整乘客约束系统的至少一部分的实际容量设置。
2.根据权利要求1所述的方法，该方法进一步包括：
使用车载传感器套件检测脆弱性特征，该车载传感器套件包括连接到车辆内部内的车辆座椅的座椅内传感器、连接到车辆内部内的结构的远程传感器和位于车辆内部的生物特征识别传感器中的至少一个。
3.一种机动车辆，包括：
限定车辆内部的车身；
位于车辆内部的车辆座椅；和
传感器套件，其具有连接到车辆座椅的座椅内传感器、连接到车辆内部结构的远程传感器和位于车辆内部的生物特征识别传感器中的至少一个；
位于车辆内部的乘客约束系统；和
控制器，可操作用于控制乘客约束系统的实际容量设置，其中由控制器的处理器执行指令使得处理器：
使用传感器套件检测脆弱性特征；
生成指示脆弱性特征的一个或多个生物特征识别脆弱性分类器信号；和
响应于所述一个或多个生物特征识别脆弱性分类器信号和检测到的需要致动乘客约束系统的车辆事件，自动调整乘客约束系统的至少一部分的实际容量设置。
4.根据权利要求3所述的机动车辆，其中所述传感器套件包括远程传感器，并且其中所述指令的执行使得所述处理器至少部分地通过使用所述远程传感器检测所述乘客的身体外观特征来检测所述脆弱性特征。
5.根据权利要求3所述的机动车辆，其中，所述指令的执行使得所述处理器将儿童约束系统(CRS)检测为至少一个所述脆弱性特征。
6.根据权利要求3所述的机动车辆，其中所述乘客约束系统包括座椅安全带，并且其中所述指令的执行使得所述处理器：
检测座椅安全带的扣住状态；和
基于扣住状态调整实际容量设置，实际容量设置包括座椅安全带预张紧器和座椅安全带能量吸收装置的设置中的至少一个。
7.根据权利要求3所述的机动车辆，其中所述乘客约束系统包括气囊系统，并且其中所述指令的执行使得所述处理器：
通过调整充气机输出、充气垫深度、展开时间和/或气囊系统的排气口尺寸中的一个或多个来调整实际容量设置。
8.根据权利要求3所述的机动车辆，其中所述乘客约束系统包括可致动的座椅系统，并且其中调整所述容量设置包括修改所述可调整座椅系统的座椅表面位置和头部约束位置的致动特征。
9.一种用于控制机动车辆上的乘客约束系统的方法，包括：
使用传感器套件检测机动车辆的一个或多个乘客的脆弱性特征，该传感器套件包括连接到机动车辆的乘客座椅的座椅内传感器、远程传感器和位于机动车辆内部的生物特征识别传感器中的至少一个，其中检测脆弱性特征包括分别使用座椅内传感器和远程传感器检测每个乘客的身体特征和内部特征中的至少一个；
生成指示乘客的脆弱性特征的一个或多个生物特征识别脆弱性分类器信号；
经由机动车辆的控制器接收一个或多个生物特征识别脆弱性分类器信号；和
响应于一个或多个生物特征识别脆弱性分类器信号和检测到的需要展开乘客约束系统的车辆事件，经由控制器自动调整乘客约束系统的实际容量设置，其中乘客约束系统包括座椅安全带和可展开气囊系统。
10.根据权利要求9所述的方法，其中调整所述乘客约束系统的容量设置包括减少所述乘客约束系统的部件的输出、减少所述乘客约束系统的尺寸、减少所述乘客约束系统的所施加的力水平和抑制所述乘客约束系统的激活中的至少一个。
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