CN1647098A - 汽车内至少一个人的生理数据的记录装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种确定生理数据的装置，该装置的特点是适用于确定年龄。用一个传感器来记录生理数据。特别是该装置用来测量瞳孔尺寸，瞳孔尺寸是一个区分年龄的好参数。这个参数最好与别的测量值相关，以使年龄确定建立在可靠的基础上。

Description

汽车内至少一个人的生理数据的记录装置

                      背景技术

本发明涉及一种按独立权利要求所述的汽车内至少一个乘员的生理数据的记录装置。

                    本发明的优点

具有独立权利要求所述特征的至少一个乘员是生理数据的本发明记录装置的优点在于该装置可借助生理数据来确定至少一个乘员的年龄。这样，特别是象气囊和安全带拉紧器之类的回拉装置就可按个人的具体情况动作。由于人的骨头在年老时变脆，在碰撞事故中，最好使气囊的充气在识别出老人时比在年轻人时充得弱一些。超过50岁的人的骨头韧性只有25岁的人的骨头韧性的30％。在安全带拉紧器释放时，如果不立即接通安全带力限制器，则老年乘员可导致肋骨骨折并存在内出血的危险。

本发明装置除了用在汽车中外，还可例如用于按年龄的入口准入或消费品的按年龄的发放。

但本发明装置特别用在汽车内时可发挥它的最大的优点。

通过在各项从属权利要求中提出的种种措施和方案可有利改进独立权利要求中所述的至少一个乘员的心理数据的记录装置。

记录心理数据用的至少一个传感器设计成一个视频信号发生器是特别有利的。这里最好用一个视频传感器，特别是一个立体视频传感器，这种传感器借助于三角测量可测定人离气囊保护层的距离，特别是可测定瞳孔大小。为此，该视频信号发生器或视频传感器配置一个分析单元来测量瞳孔大小。从瞳孔大小可用简单的方式推断该人的年龄。众所周知，瞳孔尺寸是随年龄减小的。老年人的瞳孔尺寸可下降到年轻人瞳孔尺寸的三分之一。

不用立体视频传感器，也可用其他方法，这类方法组合一个具有距离测量的视频传感器。为了测量距离。可用三角测量的其他方法，例如通过构图照明或延时法例如LIDAR(光线探测和测距)、图像传输的LIDAR、雷达或超声波或干涉测量法，亦即距离测量可用两个激光束的相位移通过它们的不同的光传输通路来实现。

本发明的装置可按有利方式使视频信号发生器与别的传感器组合，以便获得回拉装置适应具体情况控制的其他数据，或者使瞳孔尺寸与别的生理数据相关，以使年龄确定建立在更好的基础上。为此，例如可从图像信号中尤其是从视频信号中分析头发颜色和/或脸面光滑度和/或皮肤组织。也可借助于图像信号训练一种分类器来把人分成不同年龄阶段。

单是测量值可能对人的年龄给出错误的印象，但结合相关性特别是与瞳孔尺寸的相关性，则这些参数可使年龄确定更加可靠。

作为其他测量值可用借助于压力传感器测定的脉动频率或诸如皮肤电阻之类的电参数或确定人体水分的电容测量。人体内的水分也表示一个人的不同年龄，因为上年纪的人的水分下降到体重的60％，而小孩则为90％。

此外，本发明装置用人的体重测出的测量值来推断该人的年龄是有优点的。体重测量可用坐垫或测力杆或其他传感器来确定。

                      附图说明

本发明的实施例在附图中示出并在下面进行详细说明。

图1表示本发明装置的方块图；

图2表示汽车内配置的本发明装置。

                    具体实施方式

特别是由于装入了副驾驶员气囊，出于安全和保险技术的原因，产生了识别一个人占用的副驾驶员座位的必要性。在发生事故和没有占用副驾驶员座位的情况下，该座位没有乘客要保护，所以如果气囊打开，意味着不必要的高的修理费用。对此，为了识别一个人，广泛采用了座位占用识别。对自动的小孩座位识别也已有了一些办法。

根据本发明，配置生理数据记录装置来确定乘客即汽车内乘员的年龄成为可能。但本发明装置也可用于汽车外面，不过在汽车里可在事故情况下确定年龄，使回拉装置根据具体情况和人员进行动作。

特别是借助一个视频信号发生器例如一个视频系统对乘员瞳孔尺寸的分析和这些信息与其他独立测量值的组合可确定乘员的年龄。尤其是由于瞳孔尺寸随年龄明显下降，所以这是一个识别年长的人的好参数。下表表示瞳孔横截面随年龄增加而减小的情况。

表1不同年龄的人的瞳孔直径

年龄(岁)	白天(毫米)	夜间(毫米)	差(毫米)
				20	4.7	8.0	3.3
30	4.3	7.0	2.7
				40	3.9	6.0	2.1
50	3.5	5.0	1.5
				60	3.1	4.1	1.0
70	2.7	3.2	0.5
				80	2.3	2.5	0.2

这样，在汽车事故情况下，根据本发明就可实现对上年纪的人的有针对性的保护。对年长者的这种保护比性识别重要得多，因为例如未怀孕的妇女比同龄男子能忍受较高的加速度和单位面积压力，因而只有在较高的碰撞速度情况下才需要气囊保护。

特别是借助于一个立体视频系统可通过三角测量测出乘客到气囊保护层的距离和人的瞳孔尺寸。另一种办法是，可用一个摄像机与一个超声波距离传感器组合来测定瞳孔尺寸，在两种情况中，至关重要的，是用视频系统对准人的眼睛，眼睛进行跟踪并按一定间隔测量眼睛尺寸。借助汽车的公知的部位例如汽车的车顶可估计出汽车的亮度。借助汽车内的亮度和瞳孔的尺寸可进行年龄估计。与亮度的短时间波动比较，时间过滤提高了这种年龄估计的可靠性。对戴眼镜的人来说，虽然存在失真，但如果例如用眼睛和虹膜的尺寸作为参考，则仍可相当精确地确定瞳孔的尺寸，或又回算眼睛失真。

如果年龄估计发瞳孔尺寸的测量与其他测量值组合，以便由此获得一个冗余度和较大的确定安全性，则本发明装置可发挥它的最大优点。这些附加测量值例如头发颜色、脸部皮肤皱纹、眼下圈或皮肤的组织可来自同一个视频系统，但这些测量值也可来自别的传感系统，其中例如可在转向盘轮圈内用压力传感器测量汽车驾驶员的脉搏。上年纪的人的脉搏比年轻人的慢。作为压力传感器也可用压电传感器，这种传感器例如布置在座椅内。

对驾驶员的双手的特性测定可在转向盘轮圈上通过传感器测量电阻即一定距离例如2厘米之间的皮肤电阻、温度和压力分布来实现。从这方面也可至少获得一个有关人的年龄的提示。

另一种可能性是探测一个电场内的位移电流，亦即探测座椅内发射电极和接收电极之间的电容。在例如用视频系统识别乘客的情况下，可根据电容测量推断人体内的水分。电场内的小的电容意味着少的水分由此表明是上年纪的人，因为上年纪的人的水分与小孩的90％的水分比较，一般只有60％。

用一个确定乘客身材的视频系统和一个绝对重量敏感系统例如用一个在座椅高度调节关节内或在座椅导轨和座椅摇臂之间的测力杆可测定乘客重量和身材的比例。如果这个比例低于一个极限值，则得出老年人的又一个提示。

但瞳孔尺寸的测量是确定年龄的最重要的根据。当然，通过药物作用，瞳孔可不同寻常地放大许多小时，例如通过眼科医生进行视网膜检查可以确认。所以单是瞳孔测量会导致错误的结果，并由此造成在碰撞情况下乘客保护系统启动时对老年乘客不希望的不利后果。

所以为了可靠的人体测量的无侵入的年龄确定，必须一并考虑上列其他传感器或其一部分的数据。

图1表示本发明装置的方块图，视频信号发生器1通过一个数据输出端与一个分析单元2连接。分析单元2连接在控制器3的第二数据输入端上，该控制器具有一个处理器。一个重量传感器6连接在控制器3的第二个数据输入端上，该重量传感器测定座椅上一个乘客的重量，这里是指测力杆，该测力杆布置在座椅高度调节关节内。控制器3用来控制回拉装置，所以控制器3通过一个数据输出端与回拉装置4连接。控制器3通过第三个数据输入端与碰撞传感器5连接，以便识别碰撞，在传感装置5中，除了惯性传感器外，还有预碰撞传感器或变形传感器。除了可设计成坐垫的重量传感器6外，还有别的传感器，例如记录人的脉搏用的传感器或确定该人的皮肤阻抗或电容用的电传感器。视频信号发生器1在这里设计成立体视频传感器，以便通过三角测量测出该人的瞳孔尺寸及其离气囊保护层的距离。这些工作是由分析单元2来完成的，该分析单元在这里设计成一个微控制器。分析单元2也可布置在控制器3中，例如也可只作为控制器3的中央处理器的软件。

借助于视频信号发生器1和必要时上述的其他传感器，控制器3就可确定相关乘员的年龄。在碰撞事故情况下，控制器3就可根据这个确定年龄按乘员的年龄控制相关的气囊或安全带拉紧器。

图2表示在汽车内配置的本发明装置。相同的元件仍用相同的附图标记。视频信号发生器1通过数据输出端与分析单元2连接，该分析单元又是连接在控制器3的第一个数据输入端上。重量传感器7连接在控制器3的第二数据输入端上，这个重量传感器位于汽车座椅的坐垫9中，一个压力传感器8连接在控制器3的第三个数据输入端上。这个压力传感器用来测量坐在座椅上的司机的脉搏。一个压力传感器12连接在控制器3的第四数据输入端上，以便在这里的转向盘11测定司机的脉搏。此外，在转向盘11内还布置了一个阻抗测量仪13，它连接在控制器3的第五个数据输入端上，用于测定皮肤的阻抗。这里也可用上面提及的其他类型的传感器。也可用少于这里示出的传感器。也可把传感器装在座椅的靠背10内。在这里尤其也可只用一种超声波测距仪。

Claims (11)

1.记录至少一个人的生理数据的装置，该装置具有至少一个用来记录生理数据的传感器(1、6、7、8、12、13)，该装置是这样配置的，即该装置借助于生理数据可进行至少一个人的年龄确定。

2.按权利要求1的装置，其特征为，至少一个传感器(1、6、7、8、12、13)是一个视频信号发生器。

3.按权利要求2的装置，其特征为，该视频信号发生器(1)是一个立体视频传感器，该视频传感器(1)配置一个分析单元(2)，该分析单元用来测量瞳孔尺寸，其中该装置用瞳孔尺寸确定年龄。

4.按权利要求3的装置，其特征为，视频传感器(1)用来实施三角测量。

5.按权利要求2至4任一项的装置，其特征为，除了视频信号发生器(1)外，设置了一个超声波距离传感器来测定至少一个人到气囊保护层的距离。

6.按权利要求3的装置，其特征为，该装置构造成使瞳孔尺寸的测量与至少另一个测量值相关以确定年龄。

7.按权利要求6的装置，其特征为，该装置用头发颜色和/或脸面光滑度和/或皮肤的组织作为至少另一个测量值。

8.按权利要求6或7的装置，其特征为，该装置用至少一个人的脉搏作为至少另一个测量值，并设置了一个压力传感器(3)来测量脉搏。

9.按权利要求8的装置，其特征为，压力传感器(8，12)布置在转向盘(11)或汽车座椅(9)内。

10.按权利要求6至9任一项的装置，其特征为，为了测定至少另一个测量值，该装置确定至少一个人的一个电参数。

11.按权利要求6至10任一项的装置，其特征为，为了测定至少另一个测量值，该装置配置了至少一个人的体重测定装置。

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