DE102013216454B4

DE102013216454B4 - Verfahren und System zum Messen der Kopfposition eines Fahrers

Info

Publication number: DE102013216454B4
Application number: DE102013216454.8A
Authority: DE
Inventors: Gideok Kwon; Sung-Un Kim
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2013-03-29
Filing date: 2013-08-20
Publication date: 2023-11-23
Anticipated expiration: 2033-08-21
Also published as: US9399419B2; KR20140119390A; US20140291523A1; CN104071037A; CN104071037B; DE102013216454A1; KR101484201B1

Abstract

System zum Messen der Kopfposition eines Fahrers, aufweisend:eine Infrarotlampe (10), die an der fahrerseitigen B-Säule angeordnet und zum Senden eines Infrarotsignals konfiguriert ist;einen Infrarot-Empfangssensor (15), der an der beifahrerseitigen A-Säule angeordnet ist, um das Infrarotsignal von der Infrarotlampe (10) zu empfangen;eine Mehrzahl Infrarotlampen (20), die an der Kopfstütze des Fahrersitzes angeordnet und zum Senden von Infrarotsignalen konfiguriert sind;einen Infrarot-Empfangssensor (25), der am Armaturenbrett vor dem Lenkrad angeordnet ist, um die Infrarotsignale von den Infrarotlampen (20) an der Kopfstütze zu empfangen; undeine Steuerung (100), die zum Aktivieren der Infrarotlampen (10, 20), damit diese Infrarotsignale senden, und zum Messen der Kopfposition des Fahrers auf Basis der von den Infrarot-Empfangssensoren (15, 25) empfangenen Infrarotsignale konfiguriert ist.

Description

HINTERGRUND
(a) Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Messen der senkrechten sowie der linken und rechten Position des Kopfes des Fahrers in einem Fahrzeug, wobei Infrarotlampen und Infrarotsensoren verwendet werden.
(b) Beschreibung der verwandten Technik
Seit kurzem wird die Technologie zur Erkennung der Kopfposition des Fahrers in einem Fahrzeug eingehend untersucht, da das Interesse an Verbesserungen von Sicherheit und Komfort von Fahrzeugen zunimmt. Die Kopfposition des Fahrers dient als wichtiger Parameter in einem Algorithmus, der die Operationen einer Kopfstütze und eines Sitzes sowie die Operation eines Airbag steuert, um Fahren im schläfrigen Zustand zu verhindern oder Verletzungen von Kopf und Nacken des Fahrers bei einem Unfall auf ein Minimum zu beschränken.
Im Stand der Technik wird die Kopfposition des Fahrers in Bezug auf die vordere und hintere Position des Fahrersitzes berechnet, wobei die Position des Fahrersitzes auf Basis von Signalen von einem Sitzschienen-Positionssensor berechnet werden kann, der die vordere und hintere Position des Fahrersitzes erkennt, und die Kopfposition des Fahrers aus der bestimmten Position des Fahrersitzes bestimmt werden kann.
Allerdings kann die Kopfposition des Fahrers auf Basis des Neigungsgrads der Rückenlehne und/oder der Position des Fahrers auf dem Fahrersitz selbst wenn die Position des Fahrersitzes nicht geändert wird schwer zu bestimmen sein, und deshalb kann es schwierig sein, die Kopfposition des Fahrers präzise und genau zu messen.
Ein weiterentwickeltes herkömmliches Verfahren stellt ein Kopfstützen-Positionseinstelllgerät bereit, das eine Mehrzahl Detektorelektroden enthält, die senkrecht und parallel an der Sitz-Kopfstütze in einem Fahrzeug angeordnet sind und die Kapazität zwischen dem Kopf einer Person auf dem Sitz und der Kopfstütze erkennen, eine Detektorschaltung, die die senkrechte Position des Kopfes auf Basis der Detektionssignale von den Detektorelektroden erkennt, und eine Positionseinstelleinheit, die die Position der Kopfstütze auf Basis der senkrechten Position des Kopfes entsprechend dem Detektionsergebnis von der Detektorschaltung einstellt, wobei die Positionseinstelleinheit die Position der Kopfstütze einstellt, wenn der Abstand zwischen der Kopfstütze und dem Kopf gleich ist wie oder kleiner als ein vorgegebener Abstand, und die Positionseinstelleinheit die Kopfstütze in einer vorgegebenen Position stoppt oder in diese bewegt, wenn der Abstand zwischen der Kopfstütze und dem Kopf größer ist als der vorgegebene Abstand.
Beim herkömmlichen Verfahren kann jedoch die Kapazitäts-Detektorelektrode versagen, wenn an der Kopfstütze und/oder dem Kopf statische Elektrizität entsteht, und Detektionssignale einer Batterieelektrode können den Kopf des Fahrers direkt beeinflussen und die menschliche Gesundheit potentiell schädigen. Ferner kann dieses System möglicherweise die linke und rechte Position des Kopfes des Fahrers nicht messen, obwohl es über die Detektorschaltung verfügt, die die senkrechte Position des Kopfes auf Basis von Signalen von der Detektorelektrode erkennt und die senkrechte Position der Kopfstütze auf Basis der senkrechten Position des Kopfes einstellt.
Aus der JP 2006 315 636 A ist ein Nah-Infrarotlichtstrahler bekannt, der ein Lichtintensitätsniveau eines nahen Infrarotlichts ohne Abschirmung auf den Kopf des Fahrers gestrahlt wird und von einem Nahinfrarotsensor erfasst wird, der auf einer Kopfaufnahmefläche einer Kopfstütze zur Unterstützung des Kopfes des Fahrers vorgesehen ist. Eine Bewegungserkennungsschaltung erkennt die Bewegung des Kopfes des Fahrers anhand des Lichtintensitätsniveaus des erkannten Nahinfrarotlichts.
Die US 2008 / 0 266 552 A1 offenbart die Bewertung der Kopfhaltung eines Kraftfahrzeugfahrers in Bezug auf einen Fahrzeugreferenzrahmen mittels eines relativen Bewegungssensor sbewertet, der hinter dem Kopf des Fahrers positioniert ist, z. B. in oder an der Kopfstütze des Fahrersitzes. Der Relativbewegungssensor erfasst Änderungen der Kopfposition des Fahrers, und die erfassten Änderungen werden verwendet, um die Kopfhaltung des Fahrers zu bestimmen, und zwar insbesondere, ob die Kopfhaltung nach vorne gerichtet ist (d. h., ob der Fahrer auf das vordere Sichtfeld achtet) oder nicht nach vorne gerichtet ist. Es wird davon ausgegangen, dass die ermittelte Kopfhaltung anfänglich vorwärtsgerichtet ist, und danach wird sie in Richtung vorwärtsgerichtet verändert, wenn ein für eine vorwärtsgerichtete Kopfhaltung charakteristisches Fahrerverhalten erkannt wird.
Die US 2006 / 0 145 824 A1 schlägt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erfassung eines Objekts oder einer Person, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, unter Verwendung mindestens einer Beleuchtungseinheit, die Lichtimpulse zur Ausleuchtung eines zu untersuchenden Bildbereichs aussendet, und einer Bildaufnahmeeinheit mit mindestens einem Bildsensor vor, der Lichtimpulse empfängt, die von einem Objekt oder einer Person im Bildbereich reflektiert und die Bildinformation des Objekts aufzeichnet. Mindestens eine Beleuchtungseinheit ist im oder am Kraftfahrzeug so angeordnet dass sie von der Bilderfassungseinheit Einheit räumlich getrennt ist. Eine Einheit aus der getrennten Beleuchtungseinheit und der Bildaufnahmeeinheit sendet mittels eines Lichtwellensenders Steuerlichtimpulse zur Synchronisation bzw. Steuerung der Einheiten aus und die andere Einheit empfängt die Steuerlichtimpulse mittels eines Lichtwellenempfängers. Auf diese Weise kann in vorteilhafter Weise sowohl ein thermisch günstiger Ort als auch ein hinsichtlich der Ausleuchtung einer interessierenden Szene innerhalb und/oder außerhalb eines Kraftfahrzeugs günstiger Ort gewählt werden.
Die JP 2004 - 117 249 A beschreibt eine Erfassungsvorrichtung zur genauen Erfassung eines Insassen, die eine Infrarotkamera zum Erfassen der Position oder Haltung des Insassen in einem Fahrzeugraum verwendet. Die Infrarotkamera ist so installiert, dass sich innerhalb ihres Sichtbereichs in einem Hintergrundbereich eine Fensterscheibe ohne den Insassen befindet.
Die DE 197 31 053 A1 zeigt außerdem eine Vorrichtung zur Winkel- und/oder Höheneinstellung einer Kopfstütze an einem Sitz, bspw. eines Automobils. Damit nach Platznehmen einer Person auf dem Fahrzeugsitz die Kopfstütze stets ihre vorschriftsmäßige Winkel- und/oder Höhenlage einnimmt, schlägt die Erfindung vor, einen die Kopfhöhe ertastenden Sensor vorzusehen, welcher das Sensorsignal einem Signalauswerteorgan zuführt, welches einen Kopfstützen-Höheneinstellantrieb ansteuert.
Die in diesem Abschnitt offenbarten Informationen dienen nur zum besseren Verständnis des Hintergrunds der Erfindung und können deshalb Informationen enthalten, die nicht den Stand der Technik repräsentieren, die dem Durchschnittsfachmann in diesem Land bereits bekannt ist.
ZUSAMMENFASSUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Messen der Position des Kopfes des Fahrers mit den Vorteilen, dass die senkrechte sowie die linke und rechte Position des Kopfes des Fahrers in einem Fahrzeug gemessen werden, wobei Infrarotlampen und Infrarotsensoren verwendet werden.
Ferner stellt die vorliegende Erfindung ein System zum Messen der Kopfposition des Fahrers bereit, das die Menge der empfangenen Infrarotstrahlung vor dem Einsteigen des Fahrers in das Fahrzeug als Standardwert der Infrarotmessung einstellt, um die Störung des Infrarot-Empfangssensors durch externes Licht beim Messen der Kopfposition zu kompensieren, wobei Infrarotlampen und Infrarotsensoren verwendet werden.
Ferner stellt die vorliegende Erfindung ein System zum Messen der Kopfposition des Fahrers bereit, das die senkrechte sowie die linke und rechte Position des Kopfes des Fahrers im Fahrzeug misst, wobei Infrarotlampen und Infrarotsensoren verwendet werden, und das die senkrechte Position der Kopfstütze und/oder eines Sitzes einstellen kann und den Winkel eines Kombiinstruments auf Basis der gemessenen Kopfposition des Fahrers anzeigt.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung stellt ein System zum Messen der Kopfposition des Fahrers bereit, das enthalten kann: eine Infrarotlampe, die an der fahrerseitigen B-Säule angeordnet ist und ein Infrarotsignal sendet; einen Infrarot-Empfangssensor, der an der beifahrerseitigen A-Säule angeordnet ist, um des Infrarotsignal von der Infrarotlampe zu empfangen; mindestens zwei oder mehr Infrarotlampen, die an der Kopfstütze des Fahrersitzes angeordnet sind und Infrarotsignale senden; einen Infrarot-Empfangssensor, der am Armaturenbrett vor dem Lenkrad angeordnet ist, um Infrarotsignale von den Infrarotlampen an der Kopfstütze zu empfangen; und eine Steuerung, die die Infrarotlampen zum Senden der Infrarotsignale aktiviert und die Kopfposition des Fahrers auf Basis der von den Infrarot- -Empfangssensoren empfangenen Infrarotsignale misst.
Das System zum Messen der Kopfposition des Fahrers gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung kann ferner einen Türschalter enthalten, der Öffnen/Schließen der fahrersitzseitigen Tür erkennt und einen Fahrersitz-Sensor, der erkennt, ob der Fahrer auf dem Fahrersitz sitzt.
Die Steuerung kann die Stärke des Infrarotsignals, das vom Infrarot-Empfangssensor empfangen wird, auf einen Empfangs-Standardwert des Infrarotsignals einstellen, indem sie die Infrarotlampe so oft wie vorgegeben aktiviert, wenn der Schalter der fahrersitzseitigen Tür das Öffnen der fahrersitzseitigen Tür erkennt. Wenn der Fahrersitz-Sensor nach der Einstellung des Empfangs-Standardwerts des Infrarotssignals bestimmt, dass der Fahrer auf dem Fahrersitz sitzt, kann die Steuerung die Infrarotlampen während einer vorgegebenen Zeit aktivieren und die Kopfposition des Fahrers auf Basis der vom Infrarot-Empfangssensor empfangenen Infrarotsignale messen.
Die mindestens zwei oder mehr Infrarotlampen können in Querrichtung angeordnet sein. Die Steuerung kann die Höhe der Kopfstütze auf Basis des Messergebnisses der Kopfposition des Fahrers einstellen. Außerdem kann die Steuerung den Anzeigewinkel eines Kombiinstruments auf Basis des Messergebnisses der Kopfposition des Fahrers einstellen. Die Steuerung kann die Höhe des Fahrersitzes im Fahrzeug auf Basis des Messergebnisses der Kopfposition des Fahrers einstellen. Außerdem kann die Steuerung die mindestens zwei oder mehr Infrarotlampen an der Kopfstütze sequentiell bzw. die mindestens zwei oder mehr Infrarotlampen an der Kopfstütze mit spezifischen modulierten Impulsen aktivieren.
Wie oben beschrieben kann gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung die senkrechte sowie die linke und rechte Position des Kopfes des Fahrers in einem Fahrzeug mittels Infrarotlampen und Infrarotsensoren gemessen werden. Ferner kann gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung die Menge der Infrarotstrahlung vor dem Einsteigen des Fahrers in das Fahrzeug als Standardwert der Infrarotmessung einstellt werden, um die Störung des Infrarot-Empfangssensors durch externes Licht beim Messen der Kopfposition zu kompensieren, wobei Infrarotlampen und Infrarotsensoren verwendet werden.
Gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung kann die senkrechte sowie die linke und rechte Position des Kopfes des Fahrers in einem Fahrzeug mittels Infrarotlampen und Infrarotsensoren gemessen und die Höhe der Kopfstütze und des Sitzes sowie der Anzeigewinkel des Kombiinstruments auf Basis der gemessenen Kopfposition des Fahrers eingestellt werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist ein beispielhaftes Diagramm eines Systems zum Messen der Position des Kopfes des Fahrers gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine beispielhafte Draufsicht, die die Einbaupositionen der Bauteile zum Messen der senkrechten Position des Kopfes in einem System zum Messen der Kopfposition des Fahrers gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt;
3 ist eine beispielhafte Seitenansicht, die die Einbaupositionen der Bauteile zum Messen der senkrechten Position des Kopfes im System zum Messen der Kopfposition des Fahrers gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt;
4 ist eine beispielhafte Draufsicht, die die Einbaupositionen der Bauteile zum Messen der linken und rechten Kopfposition im System zum Messen der Kopfposition des Fahrers gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt; und
5 ist eine beispielhafte Seitenansicht, die die Einbaupositionen der Bauteile zum Messen der linken und rechten Kopfposition im System zum Messen der Kopfposition des Fahrers gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Es versteht sich, dass der Begriff „Fahrzeug“ oder „fahrzeugtechnisch“ oder andere ähnliche hierin verwendete Begriffe allgemein Kraftfahrzeuge betreffen, wie Personenkraftwagen, einschließlich Komfort-Geländewagen (sports utility vehicles; SUV), Busse, Lastkraftwagen, verschiedene Nutzfahrzeuge, Wassermotorfahrzeuge einschließlich verschiedener Boote und Schiffe, Luftfahrzeuge und dgl. und auch Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor, Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge (an der Steckdose aufladbar), Fahrzeuge mit Wasserstoffantrieb und andere Fahrzeuge für alternative Kraftstoffe (z. B. Kraftstoffe, die aus anderen Ressourcen als Erdöl gewonnen werden) umfasst.
Außerdem versteht es sich, dass sich der Begriff Steuerung/Steuereinheit auf ein Hardware-Gerät bezieht, das einen Speicher und einen Prozessor enthält. Der Speicher ist zum Speichern der Module konfiguriert und der Prozessor ist speziell zum Ausführen der Module konfiguriert, um einen oder mehrere der später beschriebenen Prozesse auszuführen.
Ferner kann die Steuerlogik der vorliegenden Erfindung als nicht flüchtige computerlesbare Medien auf einem computerlesbaren Medium mit ausführbaren Programmanweisungen, die von einem Prozessor, einer Steuerung oder dgl. ausgeführt werden, verwirklicht sein. Beispiele für computerlesbare Medien sind u. a. ROMs, RAMs, Compact Disc (CD)-ROMs, Magnetbänder, Disketten, USB-Sticks, Smart Cards und optische Datenspeichergeräte. Das computerlesbare Aufzeichnungsmedium kann auch in netzgekoppelten Computersystemen verteilt sein, so dass das computerlesbare Medium auf verteilte Weise gespeichert und ausgeführt wird, z. B. von einem Telematik-Server oder einem Controller Area Network (CAN).
Die hierin verwendete Terminologie hat den Zweck, nur bestimmte Ausführungsformen zu beschreiben und soll die Erfindung nicht einschränken. Wie hierin verwendet sollen die Singularformen „einer, eine, eines“ und „der, die, das“ auch die Pluralformen umfassen, sofern der Zusammenhang nicht eindeutig etwas anderes angibt. Außerdem versteht es sich, dass der Begriff „aufweisen“ und/ „aufweisend“ bei Verwendung in dieser Beschreibung das Vorhandensein angegebener Merkmale, ganzzahliger Größen, Schritte, Operationen und/oder Bauteile angibt, aber nicht das Vorhandensein oder das Hinzufügen eines oder mehrerer anderer Merkmale, ganzzahliger Größen, Schritte, Operationen, Elemente, Bauteile und/oder Gruppen derselben ausschließt. Wie hierin verwendet enthält die Formulierung „und/oder“ sämtliche Kombinationen eines oder mehrerer der aufgeführten Positionen.
Sofern nicht ausdrücklich angegeben oder aus dem Zusammenhang offensichtlich, ist der Begriff „etwa, ca.“ so zu verstehen, dass er sich auf Werte innerhalb des normalen Toleranzbereichs der Technik bezieht, z. B. auf zwei Standardabweichungen vom Mittelwert. „Etwa oder ca.“ kann als innerhalb von 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0,5%, 0,1%, 0, 05% oder 0,01% des angegebenen Wertes verstanden werden. Sofern aus dem Zusammenhang nicht anderweitig klar hervorgeht, sind alle hierin enthaltenen numerischen Werte durch den Begriff „etwa, ca.“ modifiziert.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen, die Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellen, ausführlicher beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt und kann auch auf andere Arten verwirklicht werden. Sofern nicht ausdrücklich anderweitig angegeben ist in der gesamten vorliegenden Beschreibung ‚beliebige Bauteile „enthaltend"‘ so zu verstehen, dass eher die Einbeziehung als der Ausschluss anderer Bauteile beabsichtigt ist.
1 ist ein beispielhaftes Diagramm eines Systems zum Messen der Position des Kopfes des Fahrers gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Die 2 bis 5 sind beispielhafte Ansichten, die die Einbaupositionen der Bauteile zum Messen der senkrechten Position des Kopfes in einem System zum Messen der Kopfposition des Fahrers gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung darstellen.
Ein Verfahren und System zum Messen der Kopfposition des Fahrers gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung ist ein System, das die senkrechte sowie die linke und rechte Position des Kopfes des Fahrers in einem Fahrzeug mittels Infrarotlampen und Infrarotsensoren messen kann.
Das System zum Messen der Position des Kopfes des Fahrer gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung kann enthalten: eine Infrarotlampe 10, die an der fahrerseitigen B-Säule (driver B-pillar; DBP) angeordnet ist und ein Infrarotsignal sendet; einen Infrarot-Empfangssensor 15, der an der beifahrerseitigen A-Säule (passenger A-pillar; PAP) angeordnet ist, um das Infrarotsignal von der Infrarotlampe 10 zu empfangen; mindestens zwei oder mehr Infrarotlampen 20, die an der Kopfstütze (headrest; HR) des Fahrersitzes angeordnet sind und Infrarotsignale senden; einen Infrarot-Empfangssensor 25, der am Armaturenbrett (dashboard; DB) vor dem Lenkrad (steering wheel; SW) angeordnet ist, um die Infrarotsignale von den Infrarotlampen 20 an der Kopfstütze (HR) zu empfangen; und eine Steuerung 100, die die Infrarotlampen 10 und 20 zum Senden der Infrarotsignale aktiviert, und die die Position des Kopfes des Fahrers auf Basis der von den Infrarot-Empfangssensoren 15 und 25 empfangenen Infrarotsignale misst.
Das System zum Messen der Position des Kopfes des Fahrers gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung kann ferner einen Türschalter 32 enthalten, der Öffnen und Schließen der fahrersitzseitigen Tür erkennt, und einen Fahrersitz-Sensor 34, der erkennt, dass sich der Fahrer auf den Fahrersitz gesetzt hat. Außerdem kann das System auch einen elektrischen Aktor 110 enthalten, der die Höhe der Kopfstütze einstellt, einen elektrischen Aktor 120, der den Anzeigewinkel eines Kombiinstruments einstellt, und einen elektrischen Aktor 130, der die Sitzhöhe einstellt.
Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die Infrarotlampe 10 z. B. eine Infrarot-Leuchtdiode (Light Emitting Diode (LED)) sein, aber es versteht sich, dass der Gültigkeitsbereich der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Das Konzept der vorliegenden Erfindung kann auf jedes Gerät angewendet werden, das entsprechend einer Infrarot-LED Infrarotlicht emittieren kann, selbst wenn es keine Infrarot-LED ist.
Die Position, wo die Infrarotlampe 10 installiert ist, kann auf der üblichen Position des Kopfes des Fahrers basieren. Die Infrarotlampe 10 kann z. B. an der fahrerseitigen B-Säule (DBP) positioniert sein, wo ein Infrarotsignal vom Bereich um die Mitte des Kopfes des Fahrers (MH) reflektiert wird.
Der Infrarot-Empfangssensor 15 kann z. B. ein Sensor sein, der bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ein Infrarotsignal erkennt und empfängt. Der Infrarot-Empfangssensor 15 kann in einer Höhe entsprechend der Höhe der Infrarotlampe 10 an der beifahrerseitigen B-Säule (PAP) angeordnet sein. Die an der Kopfstütze (HR) angeordneten Infrarotlampen 20 können bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung z. B. Infrarot-LEDs sein, aber es versteht sich, dass der Gültigkeitsbereich der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Das Konzept der vorliegenden Erfindung kann auf jedes Gerät angewendet werden, das entsprechend einer Infrarot-LED Infrarotlicht emittieren kann, selbst wenn es keine Infrarot-LED ist.
Die Infrarotlampen 20 an der Kopfstütze (HR) können in Querrichtung angeordnet sein, wie in den 4 und 5 dargestellt ist. Außerdem können die Infrarotlampen 2 in einer Reihe oder zick-zack-förmig wie in 5 dargestellt quer an der Kopfstütze (HR) angeordnet sein.
Der Infrarot-Empfangssensor 25, der die Infrarotsignale von den Infrarotlampen 20 an der Kopfstütze (HR) empfängt, kann bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung z. B. am Armaturenbrett (DB) vor dem Lenkrad (SW) positioniert sein. Der fahrersitzseitige Türschalter 32 kann ein Schalter sein, der ein- und ausschaltet, wenn die Fahrertür geöffnet und geschlossen ward, aber es versteht sich, dass der Gültigkeitsbereich der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Das Konzept der vorliegenden Erfindung kann auf jeden Schalter angewendet werden, sofern er Öffnen und Schließen der fahrersitzseitigen Tür erkennt. Der Fahrersitz-Sensor 34 kann bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung z. B. ein Ein-/Aus-Schalter sein, der ein EIN-Signal oder ein AUS-Signal ausgibt, wenn der Fahrer auf dem Fahrersitz sitzt, aber es versteht sich, dass der Gültigkeitsbereich der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Das Konzept der vorliegenden Erfindung kann auch auf andere Geräte, selbst wenn es sich um verschiedene handelt, sofern sie erkennen, dass der Fahrer auf dem Fahrersitz sitzt.
Der elektrische Aktor 110, der die Höhe der Kopfstütze einstellt, der elektrische Aktor 120, der den Winkel eines Kombiinstruments einstellt, und der elektrische Aktor 130, der die Höhe des Sitzes einstellt, können bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung von einem Elektromotor oder einem Magnetventil betätigt werden, aber es versteht sich, dass der Gültigkeitsbereich der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Selbst bei unterschiedlichen anderen Konfigurationen kann das Konzept der vorliegenden Erfindung auf solche Konfigurationen angewendet werden, sofern sie die Höhe der Kopfstütze (HR), den Anzeigewinkel eines Kombiinstruments und die Höhe des Sitzes elektrisch einstellen.
Die Steuerung 100 kann einen oder mehrere Mikroprozessoren und/oder Hardware enthalten, die nach einem vorgegebenen Programm arbeiten. Die Funktionsweise des Systems zum Messen der Position des Kopfes des Fahrers gemäß einer Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden anhand der 1 bis 5 beschrieben.
Die Steuerung 100 kann so konfiguriert sein, dass sie die Infrarotlampe 10 eine vorgegebene Anzahl Male (z. B. dreimal) aktiviert, wenn der fahrersitzseitige Türschalter 3 das Öffnen der Fahrertür erkennt. Außerdem kann die Steuerung 100 ein moduliertes Infrarotimpulssignal senden, wenn sie die Infrarotlampe 10 aktiviert. Wenn die Steuerung 100 Infrarotsignale von der Infrarotlampe die vorgegebene Anzahl Male gesendet hat, können die von der Infrarotlampe 10 gesendeten Infrarotsignale vom Infrarot-Empfangssensor 15 ohne Störung von außen empfangen werden, da der Fahrer noch nicht in das Fahrzeug eingestiegen ist.
Wenn der Infrarot-Empfangssensor 15 das von der Infrarotlampe 10 gesendete Infrarotsignal empfängt, kann die Steuerung 100 so konfiguriert sein, dass sie die Stärke des vom Infrarot-Empfangssensor 15 empfangenen Infrarotsignals als einen Empfangs-Standardwert für ein Infrarotsignal einstellt. Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann deshalb den Einfluss der Störung durch externes Licht kompensieren, wenn die Kopfposition auf Basis eines Infrarotsignals gemessen wird. Der Empfangs-Standardwert des Infrarot-Empfangssensors 25 zum Messen der linken und rechten Position des Fahrers kann auf die gleiche Weise gemäß des Verfahrens zum Einstellen des Empfangs-Standardwertes des Infrarot-Empfangssensors 15 zum Messen der Höhe des Kopfes des Fahrers eingestellt werden.
Nach der Einstellung des Empfangs-Standardwertes eines Infrarotsignals wie oben beschrieben kann die Steuerung 100 so konfiguriert sein, dass sie mittels des Fahrersitz-Sensors 34 bestimmt, ob der Fahrer auf dem Fahrersitz sitzt (z. B. wird auf dem Fahrersitz eine Bewegung des Setzens erkannt). Wenn auf dem Fahrersitz eine Bewegung des Setzens erkannt ward, kann die Steuerung 100 so konfiguriert sein, dass sie die Infrarotlampen 10 und 20 eine vorgegebene Zeit (z. B. ca. 3 Sekunden) aktiviert, damit die Infrarotlampen 10 und 20 modulierte Infrarotsignale senden können.
Die Steuerung 100 kann zur Berechnung der Anzahl der von den Infrarot-Empfangssensoren 15 und 25 empfangenen Infrarotsignale nach dem Aktivieren der Infrarotlampen 10 und 20 zum Senden der Infrarotsignale konfiguriert sein. Wenn z. B. die berechnete Anzahl der vom Infrarot-Empfangssensor 15 empfangenen Infrarotsignale ca. 90 ~ 100% der gesendeten Infrarotsignale beträgt, kann die Steuerung 100 so konfiguriert sein, dass sie bestimmt, dass die Kopfposition des Fahrers nicht der korrekten Höhe entspricht.
Wenn bestimmt wird, dass die Kopfposition des Fahrers der korrekten Höhe entspricht, kann die Steuerung 100 so konfiguriert sein, dass sie den Kopfstützen-Aktor 110 auf Basis auf Basis der berechneten Anzahl Infrarotsignale aktiviert, um die Höhe der Kopfstütze (HR) dem Kopf des Fahrers anzupassen. Die Steuerung 100 kann zum Einstellen der Sitzhöhe konfiguriert sein, so dass der Kopf (MH) des Fahrers und die Kopfstütze (HR) übereinstimmen, indem der Sitz-Aktor 130 aktiviert wird, und sie kann so konfiguriert sein, dass sie den Anzeigewinkel des Kombiinstruments so einstellt, dass er für den Kopf (MH) des Fahrers passend ist, indem der Instrumenten-Aktor 120 aktiviert wird.
Ferner kann die Steuerung 100 so konfiguriert sein, dass sie den Kopfstützen-Aktor 110 und/oder den Sitz-Aktor 130 und/oder den Instrumenten-Aktor 120, nicht aktiviert, wenn die Kopfposition (MH) des Fahrers die korrekte Position hat, d. h. mit der Kopfstütze (HR) übereinstimmend, wenn die berechnete Anzahl der vom Infrarot-Empfangssensor 15 empfangenen Infrarotsignale ca. 0% der gesendeten Infrarotsignale beträgt.
Wenn ferner die berechnete Anzahl der vom Infrarot-Empfangssensor 15 empfangenen Infrarotsignale ca. 1 ~ 90% der gesendeten Infrarotsignale entspricht, kann die Steuerung 100 so konfiguriert sein, dass bestimmt, dass sich langes Haar oder sonstige zum Haar gehörige Objekte in der entsprechenden Höhe befinden. Wenn bestimmt ward, dass sich das Haar oder sonstige zum Haar gehörige Objekte (z. B. andere Objekte als die Kopfposition des Fahrers) in der entsprechenden Höhe befinden Höhe, kann die Steuerung 100 zum Einstellen der Kopfstütze (HR) und/oder des Sitzes und/oder des Kombiinstruments konfiguriert sein, um Sicherheit und Komfort Genüge zu tun, indem sie den Kopfstützen-Aktor 110 und/oder den Sitz-Aktor 130 und/oder den Instrumenten-Aktor 120 auf Basis der Anzahl der empfangene Infrarotsignale aktiviert.
Die Steuerung 100 kann andererseits so konfiguriert sein, dass sie als Ergebnis der vom Infrarot-Empfangssensor 25 am Armaturenbrett (DB) erkannten Signale bestimmt, ob die Kopfposition (MH) Fahrers nach rechts geneigt ist, wenn die Infrarotlampen 20 an der linken Seite der Kopfstütze (HR) die gesendeten Infrarotsignale empfangen und die Infrarotlampen 20 an der rechten Seiten keine Infrarotsignale empfangen. Im entgegengesetzten Fall kann die Steuerung 100 so konfiguriert sein, dass sie als Ergebnis der vom Infrarot-Empfangssensor 25 am Armaturenbrett (DB) erkannten Signale bestimmt, dass die Kopfposition (MH) des Fahrers nach links geneigt ist, wenn die Infrarotlampen 20 an der linken Seite der Kopfstütze (HR) keine gesendeten Infrarotsignale empfangen und die Infrarotlampen 20 an der rechten Seite die gesendeten Infrarotsignale empfangen. Ferner kann die Steuerung 100 so konfiguriert sein, dass sie als Ergebnis der vom Infrarot-Empfangssensor 25 am Armaturenbrett (DB) erkannten Signale bestimmt, dass die Kopfposition (MH) des Fahrers im Wesentlichen mit der Mitte der Kopfstütze (HR) übereinstimmt, wenn die Infrarotlampen 20 an der linken und rechten Seite der Kopfstütze (HR) im Wesentlichen die gleiche Anzahl oder keine gesendeten Infrarotsignale empfangen.
Da nur ein Infrarot-Empfangssensor 25 am Armaturenbrett (DB) angeordnet sein kann, kann die Steuerung 100 so konfiguriert sein, dass sie die Infrarotlampen 20 sequentiell von der rechten Seite aus eine vorgegeben Zeit aktiviert, um die Position der Infrarotlampen 20 an der Kopfstütze (HR) zu erkennen. Alternativ kann die Steuerung 100 so konfiguriert sein, dass sie die Position der Infrarotlampen 20 an der Kopfstütze (HR) erkennt, indem die Infrarotlampen 20 so aktiviert werden, dass sie spezifische modulierte Infrarotimpulssignale senden.
Wenn die linke und rechte Position des Kopfes des Fahrers wie oben beschrieben gemessen werden, kann die Steuerung 100 so konfiguriert sein, dass sie den Kopfstützen-Aktor 110 und/oder den Sitz-Aktor 130 und/oder den Instrumenten-Aktor 120 so aktiviert, dass sie mit der gemessenen linken und rechten Position des Kopfes des Fahrers übereinstimmen.
Deshalb ist es gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung möglich, die senkrechte Position sowie die linke und rechte Position des Kopfes des Fahrers im Fahrzeug zu messen, wobei Infrarotlampen und ein Infrarotsensor verwendet werden, und die Positionen der Kopfstütze, des Sitzes und/oder eines Kombiinstruments können eingestellt werden, um die Position des Kopfes des Fahrers anzupassen.
Erläuterung der Bezugszeichen

10: Infrarotlampe zur Messung der Höhe
15: Infrarot-Empfangssensor zur Messung der Höhe
20: Infrarotlampe(n) zur Links-/ Rechts-Messung
25: Infrarot-Empfangssensor zur Links-/ Rechts-Messung
32: Fahrersitzseitiger Türschalter
34: Fahrersitz-Sensor
100: Steuerung
110: Kopfstützen-Aktor
120: Instrumenten-Aktor
130: Sitz-Aktor

Claims

System zum Messen der Kopfposition eines Fahrers, aufweisend: eine Infrarotlampe (10), die an der fahrerseitigen B-Säule angeordnet und zum Senden eines Infrarotsignals konfiguriert ist; einen Infrarot-Empfangssensor (15), der an der beifahrerseitigen A-Säule angeordnet ist, um das Infrarotsignal von der Infrarotlampe (10) zu empfangen; eine Mehrzahl Infrarotlampen (20), die an der Kopfstütze des Fahrersitzes angeordnet und zum Senden von Infrarotsignalen konfiguriert sind; einen Infrarot-Empfangssensor (25), der am Armaturenbrett vor dem Lenkrad angeordnet ist, um die Infrarotsignale von den Infrarotlampen (20) an der Kopfstütze zu empfangen; und eine Steuerung (100), die zum Aktivieren der Infrarotlampen (10, 20), damit diese Infrarotsignale senden, und zum Messen der Kopfposition des Fahrers auf Basis der von den Infrarot-Empfangssensoren (15, 25) empfangenen Infrarotsignale konfiguriert ist.
System nach Anspruch 1, ferner aufweisend: einen Türschalter (32), der zum Erkennen des Öffnens und Schließens der fahrersitzseitigen Tür konfiguriert ist; einen Fahrersitz-Sensor (34), der zum Erkennen einer Bewegung des Setzens auf den Fahrersitz konfiguriert ist, wobei die Steuerung (100) zum Einstellen der Stärke eines Infrarotsignals, das vom Infrarot-Empfangssensor (15) empfangen wird, auf einen Empfangs-Standardwert der Infrarotsignale konfiguriert ist, indem die Infrarotlampe (10) eine vorgegebene Anzahl Male aktiviert wird, wenn der Türschalter (32) das Öffnen der fahrersitzseitigen Tür erkennt.
System nach Anspruch 2, wobei die Steuerung (100) ferner zum Aktivieren der Mehrzahl Infrarotlampen (20) eine vorgegebene Zeit und zum Messen der Kopfposition des Fahrers auf Basis der vom Infrarot-Empfangssensor (25) empfangenen Infrarotsignale als Reaktion auf die Bewegung des Setzens auf den Fahrersitz nach der Einstellung des Empfangs-Standardwertes des Infrarotsignal konfiguriert ist.
System nach Anspruch 1, wobei die Mehrzahl Infrarotlampen (20) in Querrichtung angeordnet sind.
System nach Anspruch 3, wobei die Steuerung (100) ferner zum Einstellen der Höhe der Kopfstütze auf Basis des Messergebnisses der Kopfposition des Fahrers konfiguriert ist.
System nach Anspruch 3, wobei die Steuerung (100) ferner zum Einstellen eines Anzeigewinkels eines Kombiinstruments im Fahrzeug auf Basis des Messergebnisses der Kopfposition des Fahrers konfiguriert ist.
System nach Anspruch 3, wobei die Steuerung (100) ferner zum Einstellen der Höhe des Fahrersitzes im Fahrzeug auf Basis des Messergebnisses der Kopfposition des Fahrers konfiguriert ist.
System nach Anspruch 3, wobei die Steuerung (100) ferner zum sequentiellen aktivieren der Mehrzahl Infrarotlampen (20) an der Kopfstütze konfiguriert ist.
System nach Anspruch 3, wobei die Steuerung (100) ferner zum Aktivieren der Mehrzahl Infrarotlampen (20) an der Kopfstütze mit spezifischen modulierten Impulsen konfiguriert ist.
Verfahren zum Messen der Kopfposition eines Fahrers, aufweisend: Senden eines Infrarotsignals von einer an der fahrerseitigen B-Säule angeordneten Infrarotlampe (10) an einen an der beifahrerseitigen A-Säule angeordneten Infrarot-Empfangssensor (15) ; Senden von Infrarotsignalen von einer Mehrzahl Infrarotlampen (20) an der Kopfstütze des Fahrersitzes an einen am Armaturenbrett vor dem Lenkrad angeordneten Infrarot-Empfangssensor (25); Aktivieren der Infrarotlampen (10, 20) durch die Steuerung (100), um die Infrarotsignale zu senden; und Messen der Kopfposition des Fahrers auf Basis der von den Infrarot-Empfangssensoren (15, 25) empfangenen Infrarotsignale durch die Steuerung (100).
Verfahren nach Anspruch 10, ferner aufweisend: Erkennen des Öffnens und Schließens der fahrersitzseitigen Tür durch die Steuerung (100) mittels eines Türschalters (32); Erkennen einer Bewegung des Setzens auf den Fahrersitz durch den Fahrersitz-Sensor (34); und Einstellen der Stärke der vom Infrarot-Empfangssensor (15) empfangenen Infrarotsignale auf einen Empfangs-Standardwert des Infrarotsignals durch die Steuerung (100) durch Aktivieren der Infrarotlampe (10) eine vorgegebene Anzahl Male, wenn der fahrersitzseitige Türschalter (32) das Öffnen der fahrersitzseitigen Tür erkennt.
Verfahren nach Anspruch 11, ferner aufweisend: Aktivieren der Mehrzahl Infrarotlampen (20) eine vorgegebene Zeit durch die Steuerung (100); und Messen der Kopfposition des Fahrers auf Basis der vom Infrarot-Empfangssensor (25) empfangenen Infrarotsignale durch die Steuerung (100) als Reaktion auf die Bestimmung der Bewegung des Setzens auf den Fahrersitz nach dem Einstellen des Empfangs-Standardwertes eines Infrarotsignals.
Verfahren nach Anspruch 12, ferner aufweisend: Einstellen der Höhe der Kopfstütze auf Basis des Messergebnisses der Kopfposition des Fahrers durch die Steuerung (100) .
Verfahren nach Anspruch 12, ferner aufweisend: Einstellen eines Anzeigewinkels eines Kombiintruments im Fahrzeug auf Basis des Messergebnisses der Kopfposition des Fahrers durch die Steuerung (100).
Verfahren nach Anspruch 12, ferner aufweisend: Einstellen der Höhe des Fahrersitzes im Fahrzeug auf Basis des Messergebnisses der Kopfposition des Fahrers durch die Steuerung (100).
Verfahren nach Anspruch 12, ferner aufweisend: sequentielles Aktivieren der Mehrzahl Infrarotlampen (20) an der Kopfstütze durch die Steuerung (100).
Verfahren nach Anspruch 12, ferner aufweisend: Aktivieren der Mehrzahl Infrarotlampen (20) an der Kopfstütze mit spezifischen modulierten Impulsen durch die Steuerung (100).
Nicht flüchtiges computerlesbares Medium mit Programmanweisungen, die von einer Steuerung (100) ausführbar sind, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 10 bis 17, wobei das computerlesbare Medium aufweist: Programmanweisungen, die eine an der fahrerseitigen B-Säule angeordnete Infrarotlampe (10) steuern, um ein Infrarotsignal an einen an der beifahrerseitigen A-Säule angeordneten Infrarot-Empfangssensor (15) zu senden; Programmanweisungen, die eine Mehrzahl an der Kopfstütze des Fahrersitzes angeordneter Infrarotlampen (20) steuern, um Infrarotsignale an einen am Armaturenbrett vor dem Lenkrad angeordneten Infrarot-Empfangssensor (25) zu senden; Programmanweisungen, die die Infrarotlampen (10, 20) zum Senden von Infrarotsignalen steuern; und Programmanweisungen, die die Kopfposition des Fahrers auf Basis der von den Infrarot-Empfangssensoren (15, 25) empfangenen Infrarotsignale messen.
Nicht flüchtiges computerlesbares Medium nach Anspruch 18, ferner aufweisend: Programmanweisungen, die Öffnen und Schließen der fahrersitzseitigen Tür mittels eines Türschalters (32) erkennen; Programmanweisungen, die einen Fahrersitz-Sensor (34) steuern, um eine Bewegung des Setzens auf den Fahrersitz zu erkennen; und Programmanweisungen, die die Stärke des vom Infrarot-Empfangssensor (15) empfangenen Infrarotsignals auf einen Empfangs-Standardwert eines Infrarotsignals einstellen, indem die Infrarotlampe (10) eine vorgegebene Anzahl Male aktiviert wird, wenn der fahrersitzseitige Türschalter (32) das Öffnen der fahrersitzseitigen Tür erkennt.
Nicht flüchtiges computerlesbares Medium nach Anspruch 19, ferner aufweisend: Programmanweisungen, die die Mehrzahl Infrarotlampen (20) eine vorgegebene Zeit aktivieren; und Programmanweisungen, die die Kopfposition des Fahrers auf Basis der vom Infrarot-Empfangssensor (25) empfangenen Infrarotsignale als Reaktion auf die Bestimmung der Bewegung des Setzens auf den Fahrersitz nach dem Einstellen des Empfangs-Standardwertes eines Infrarotsignals messen.