CN203937616U - 基于电磁感应的乘员识别系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于电磁感应的乘员识别系统，其包括控制单元，还包括可产生场强的发射单元，可响应发射单元的场强以产生感应电动势或位移电流的接收单元，对接收单元的感应电动势或位移电流进行检测的测量单元，以及可在控制单元控制下对测量单元的测量结果进行输出的输出单元。本乘员识别系统能够识别座椅上有无乘员及判断乘员的类型和坐姿，能够排除金属导体导致的错误判断，且其安装方便，成本低廉，具有很好的实用性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种汽车乘员识别系统，尤其涉及一种基于电磁感应的乘员识别系统。
背景技术
为了保护汽车乘员的安全，汽车的驾驶员和副驾驶位置都安装有安全气囊，当汽车发生碰撞时，安全气囊展开对乘员进行保护，避免其受到二次伤害。但传统的安全气囊系统中其一般均为在受到一定的碰撞强度时打开，而不区分乘员的年龄及坐姿。在乘员是儿童或坐姿不正确时，安全气囊的打开会对乘员造成比事故本身更大的伤害，因此设置乘员识别系统以对安全气囊进行控制就显得至关重要。目前已有的乘员识别系统主要有基于视觉的检测技术、基于重量和超声波传感器的检测技术，以及基于体压分布的检测技术。基于视觉的检测技术其图像处理芯片成本高，算法实现困难，且易受环境影响。基于重量和超声波传感器的检测技术，在安装上较有难度，需要改变原有座椅的结构，且无法对人和物进行区分。基于体压分布的检测技术其在安装及区分人和物方面具有优势，但其很难实现对乘员位置的实时追踪，能够检测的乘员坐姿样式有限，且传感器的成本也较高。
实用新型内容
为解决现有技术中存在的不足，本实用新型提供了一种基于电磁感应的乘员识别系统，其能够识别座椅上有无乘员及判断乘员的类型和坐姿，能够排除金属导体导致的错误判断，且其安装方便，成本低廉，具有很好的实用性。
为实现上述目的，本实用新型的基于电磁感应的乘员识别系统包括控制单元，还包括：
发射单元，具有供能模块，以及在供能模块提供的电能下产生场强的发射模块；
接收单元，具有响应所述发射单元产生的场强而产生感应电压的接收线圈模块，以及产生位移电流的接收器模块；
测量单元，包括对接收线圈模块产生的感应电压和接收器模块产生的位移电流进行检测的测量模块，以及储存有不同乘员参数所对应的位移电流值的存储模块；
输出单元，其信号输入端与控制单元相连，以对测量结果进行输出。
采用上述的技术方案，在控制单元的控制下供能模块使发射模块产生场强（磁场），从而可在接收线圈模块中产生感应电压，此时若在座椅内的为金属导体，由于金属导体在磁场中会感应出涡流，从而激发出新的感应磁场，新的感应磁场作用于接收线圈模块会使接收线圈模块的感应电压发生变化，由此控制单元可判断出金属导体的存在并由输出单元输出判断结果；而当在座椅内为乘员时，由于没有新的感应磁场的出现，接收线圈模块的感应电压保持不变，此时控制单元控制供能模块使发射模块产生场强（电场），从而可在接受器模块中感应出位移电流，且在座椅中乘员的影响下，接收器模块所能响应的电场会发生变化，由此导致接收器模块中感应出的位移电流也会发生变化，若利用比较器将此变化后的电流值与存储模块中的电流值进行比对，即可判断出座椅中的乘员参数（类型及坐姿），从而可由输出单元输出判断结果；输出单元输出判断结果于安全气囊控制系统，便可与安全气囊控制系统中的碰撞力度传感器一起联合判断气囊的弹出与否，以及弹出的等级。
作为对上述方式的限定，所述的发射模块为发射器线圈，所述的供能模块为分别连接于发射器线圈的两个接线端上的正弦电源。在发射器线圈的两个接线端连接正弦电源从而可通过改变正弦电源的相位而使发射器线圈产生磁场或电场。
作为对上述方式的限定，所述的接收线圈模块为感应线圈，所述的接收器模块为金属片。感应线圈可在磁场中感应出感应电流，而金属片在电场中其内的电子会在电场力的作用下定向移动，从而可产生位移电流。
作为对上述方式的限定，所述的发射单元及接收单元为设置在座椅座垫下的座椅骨架上。将发射单元和接收单元设置在座垫下的座椅骨架上，使得本识别系统安装方便，且无需改变座椅的结构。
综上所述，采用本实用新型的技术方案，其能够识别座椅上有无乘员及判断乘员的类型和坐姿，能够排除金属导体导致的错误判断，且其安装方便，成本低廉，具有很好的实用性。
附图说明
下面结合附图及具体实施方式对本实用新型作更进一步详细说明：
图1为本实用新型实施例的结构示意图；
图2为发射模块、接收器模块及接收线圈模块的结构示意图；
图3为L模式下的工作状态示意图；
图4为C模式下的工作状态示意图；
图中：1、座椅座垫；2、供能模块；3、发射模块；4、接收器模块；5、接收线圈模块；6、测量模块；7、控制单元；8、比较器；9、存储模块；10、输出单元；11、正弦电源；12、正弦电源。
具体实施方式
本实施例涉及一种基于电磁感应的乘员识别系统，如图1所示，其包括可设置在座椅座垫1下的图中未示出的座椅骨架上的发射模块3、接收器模块4以及接收线圈模块5。发射模块3连接有供能模块2，在接收器模块4和接收线圈模块5上又连接有测量模块6，由测量模块6可对接收器模块4和接收线圈模块5中产生的电压或电流进行检测。测量模块6的一个输出端口连接控制单元7，测量模块6的另一个输出端口则连接比较器8。在比较器8的一个输入端口连接有存储模块9，从而可以存储模块9中储存的参数值为参照标准对测量模块6检测到的电压或电流值进行比对。比较器8的输出端口连接输出单元10，而输出单元10的输入端口也连接至控制单元7，从而可在控制单元7的控制下由输出单元10将比较器8的比较结果输出。控制单元7的输出端口还连接至供能模块2，从而使供能模块2可在控制单元7的控制下对其供能状态进行切换。
供能模块2、发射模块3、接收器模块4以及接收线圈模块5的结构可如图2中所示，本实施例中发射模块3为一个发射器线圈，供能模块2则为分别连接在发射器线圈的两个接线端上的正弦电源11和正弦电源12。而接收器模块4为一个绝缘设置在座椅骨架上的金属片，接收线圈模块5则为一感应线圈。本实施例中感应线圈的一个接线端可连接于金属片的一端，而感应线圈的另一个接线端为直接接地，在相对于与感应线圈连接的金属片的另一端则经由高阻值电阻进行接地。
本实施例的基于电磁感应的乘员识别系统的工作过程是这样的，其中为便于描述将系统顺次进行的两个工作模式分别称之为L模式和C模式。在L模式中，控制单元7通过改变供能模块2中的两个正弦电源的相位，使正弦电源11为V1=Ve∠0o，正弦电源12为V2=Ve∠180o，此时在发射器线圈中将产生一个时变磁场，时变磁场的部分磁场线进入接收线圈模块5中，从而会在感应线圈中产生一个感应电动势，其状态可如图3中所示。
在L模式中当座椅上为金属物体时，金属物体进入感应线圈区域，由于金属物体在磁场中会在其自身中感应出一个电动势，并产生涡流，从而会在感应线圈区域激发出一个新的感应磁场，这个新的感应磁场与由发射器线圈产生的磁场相叠加，最终会导致感应线圈中产生的感应电动势的变化，感应线圈中感应电动势的变化被测量模块6检测到，控制单元7即可由这种变化判断出金属物体的存在。此时控制单元7控制输出单元10将判断结果输出至图中未示出的汽车安全气囊控制单元，并由安全气囊控制单元控制安全气囊不弹出。
在L模式中，当座椅上没有金属物体时，由于没有新的感应磁场的产生，感应线圈在发射器线圈产生的磁场下的感应电动势始终保持不变，测量模块6检测到感应线圈的感应电动势没有变化时，控制模式7则使系统由L模式进入C模式中。在C模式中，控制模式7使供能模块2的两个正弦电源的相位相同，即V1=V2=Ve∠0o,此时发射器线圈中的电流为0，发射器线圈相当于一个电场源，其不产生磁场，因此即使有金属物体存在于座椅上，接收线圈模块5中也不会产生感应电动势。发射器线圈作为电场源，电场线从发射器线圈发射，进入接收器模块4时，在金属片中便会因电子的定向流动而产生位移电流，其状态可如图4中所示。
在C模式中当乘员在座椅上时，由于乘员在接收器模块4区域对发射器线圈所产生的电场的阻挡，因此接收器模块4的金属片能够响应到的电场变弱，在其内产生的位移电流也会减少。并且随着乘员参数（类型及其坐姿）的不同，其对发射器线圈产生的电场的阻挡效果也不同，因此在金属片中产生的位移电流也会响应的不同。测量模块6在此时检测到金属片中产生的不同位移电流值，并将该位移电流值输出至比较器8中，比较器8即可将该位移电流值与存储模块9中储存的参数值进行比较。而本实施例中存储模块9中储存的参数值正是采用前述结构的本系统在C模式下当座椅上为不同类型（成人或儿童）乘员，以及对应于不同类型的乘员的不同坐姿所检测到的金属片的不同位移电流值，因此经由比较器8的比对便可判断出座椅上的乘员类型及其坐姿情况。
当比较器8判断出乘员的类型及其坐姿情况后，比较器8便将比对结果输出至输出单元10，并在控制单元7的控制下输出单元10将判断结果输出至汽车安全气囊控制单元，最终即可由安全气囊控制单元根据碰撞压力传感器信号和其内的预设参数决定气囊弹出类型及其弹出等级。
Claims (4)
1.一种基于电磁感应的乘员识别系统，包括控制单元，其特征在于还包括：
发射单元，具有供能模块，以及在供能模块提供的电能下产生场强的发射模块；
接收单元，具有响应所述发射单元产生的场强而产生感应电压的接收线圈模块，以及产生位移电流的接收器模块；
测量单元，包括对接收线圈模块产生的感应电压和接收器模块产生的位移电流进行检测的测量模块，以及储存有不同乘员参数所对应的位移电流值的存储模块；
输出单元，其信号输入端与控制单元相连，以对测量结果进行输出。
2.根据权利要求1所述的基于电磁感应的乘员识别系统，其特征在于：所述的发射模块为发射器线圈，所述的供能模块为分别连接于发射器线圈的两个接线端上的正弦电源。
3.根据权利要求1所述的基于电磁感应的乘员识别系统，其特征在于：所述的接收线圈模块为感应线圈，所述的接收器模块为金属片。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的基于电磁感应的乘员识别系统，其特征在于：所述的发射单元及接收单元为设置在座椅座垫下的座椅骨架上。
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Cited By (1)
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| CN106157606A (zh) * | 2016-07-06 | 2016-11-23 | 孙建华 | 一种生物感应斑马线提示桩及其使用方法 |
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2014
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