DE112013005660T5

DE112013005660T5 - Fahrzeugsitz mit integrierten Sensoren

Info

Publication number: DE112013005660T5
Application number: DE112013005660.7T
Authority: DE
Inventors: Matthew K. Benson; Dana R. Lowell; Sean M. Montgomery; Jeffery T. Bonk; David L. Cummings; Alexander. S. Haase; Samuel Baudu; Radouane Boussetta; Pioter Drubetskoy; Brian R. Dexter; Anne-Isabelle Dacosta-Mallet
Original assignee: Faurecia Automotive Seating LLC
Current assignee: Faurecia Automotive Seating LLC
Priority date: 2012-11-27
Filing date: 2013-11-25
Publication date: 2015-08-20
Also published as: US10786162B2; US20150313475A1; CN104837403A; US20170340214A1; WO2014085302A1

Abstract

Ein Fahrzeugsitz gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst einen Sitzboden und eine Sitzrücklehne. Die Sitzrücklehne ist mit dem Sitzboden gekoppelt und eingerichtet, sich in einer Richtung nach oben vom Sitzboden weg zu erstrecken. Der Fahrzeugsitz umfasst ferner ein Elektroniksystem.

Description

PRIORITÄTSANSPRUCH
Diese Anmeldung schließt durch Bezugnahme ein und beansprucht den Vorteil der provisorischen US-Patentanmeldung Seriennr. 61/846,871, eingereicht am 16. Juli 2013, der provisorischen US-Patentanmeldung Seriennr. 61/730,349 eingereicht am 27. November 2012 und der provisorischen US-Patentanmeldung Seriennr. 61/730,374 eingereicht am 27. November 2012, von denen alle hier durch Bezugnahme ausdrücklich eingeschlossen sind.
HINTERGRUND
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen Fahrzeugsitz und insbesondere auf einen Fahrzeugsitz, der einen Sensor umfasst. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Offenbarung auch auf einen Fahrzeugsitz, der einen oder mehrere Sensoren umfasst, der oder die ausgelegt ist oder sind, ein physiologisches Attribut, eine Verfassung und/oder einen Zustand eines Insassen zu erfassen, der auf dem Fahrzeugsitz sitzt.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Fahrzeugsitz gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst einen Sitzboden und eine Sitzrücklehne. Die Sitzrücklehne ist mit dem Sitzboden gekoppelt und eingerichtet, sich in einer Richtung nach oben vom Sitzboden weg zu erstrecken. In einer veranschaulichenden Ausführungsform umfasst der Fahrzeugsitz ferner ein Elektroniksystem.
In veranschaulichenden Ausführungsformen ist das Elektroniksystem ausgelegt, Mittel zum Erfassen eines physiologischen Attributs eines Insassen, der auf dem Fahrzeugsitz sitzt, durch vom Insassen getragene Kleidung hindurch vorzusehen, so dass eine vorbestimmte Aktion als Reaktion auf das vom Elektroniksystem detektierte physiologische Attribut ausgeführt werden kann.
In anderen veranschaulichenden Ausführungsformen umfasst das Elektroniksystem ein Elektrokardiogramm-(EKG-)System. Das EKG-System ist mit dem Fahrzeugsitz gekoppelt, um elektrische Signale im Insassen durch die Kleidung des Insassen hindurch zu erfassen und die elektrischen Signale in eine Herzrate des Insassen umzuwandeln. In anderen veranschaulichenden Ausführungsformen umfasst das Elektroniksystem ein Oxymetriesystem. Das Oxymetriesystem ist mit dem Sitzboden gekoppelt, um Sauerstoff im Blut des Insassen durch die Kleidung des Insassen hindurch zu erfassen und den erfassten Sauerstoffgehalt in eine Atmungsrate umzuwandeln.
In veranschaulichenden Ausführungsformen wird ein Fahrzeugsitz-Sensorsystem zur Detektion und Verarbeitung physiologischer Parameter offenbart, wobei das System umfasst: einen Fahrzeugsitz, der ausgelegt ist, einen Insassen aufzunehmen, wenigstens einen Oxymetriesensor, der in einen ersten Teil des Sitzes integriert ist, wobei der Oxymetriesensor ausgelegt ist, zwischen mehreren Lichtwellenlängen zur Ausstrahlung zu einem Insassenbereich oberhalb einer Fläche des Fahrzeugsitzes umzuschalten oder aus diesen auszuwählen. Das System umfasst auch ein Steuersystem, das mit dem Oxymetriesensor wirkgekoppelt ist, wobei das Steuersystem Signale verarbeitet, die von dem wenigstens einen Oxymetriesensor erzeugt werden, um einen Grad der Sauerstoffsättigung für den Insassen zu bestimmen. Das System kann so ausgelegt sein, dass der Grad der Sauerstoffsättigung verarbeitet wird, um wenigstens eines von Pulswellenlaufzeit, Blutdruck, Atmung, Atmungsrate und Atmungstiefe des Insassen zu bestimmen. Das Fahrzeugsitz-Sensorsystem kann ferner wenigstens einen Elektrokardiogramm-(EKG-)Sensor umfassen, der in einen zweiten Teil des Fahrzeugsitzes integriert ist, wobei der EKG-Sensor mit dem Steuersystem wirkgekoppelt ist. Das Steuersystem kann ausgelegt sein, Signale zu verarbeiten, die vom EKG-Sensor erzeugt werden, um wenigstens eines von Herzrate, Herzratenvariabilität, Stressbelastung, Pulswellenlaufzeit und Blutdruck für den Insassen zu bestimmen.
In veranschaulichenden Ausführungsformen wird ein Verfahren zum Detektieren und Verarbeiten physiologischer Parameter von einem Fahrzeugsitz-Sensorsystem offenbart, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Auslegen wenigstens eines Oxymetriesensors, der in einen ersten Teil eines Fahrzeugsitzes integriert ist, zwischen mehreren Lichtwellenlängen zur Ausstrahlung zu einem Insassenbereich oberhalb einer Fläche des Fahrzeugsitzes umzuschalten oder daraus auszuwählen. Nach dem Empfangen von Signalen vom wenigstens einen Oxymetriesensor wird ein Grad der Sauerstoffsättigung in einem Steuersystem für den Insassen im Fahrzeugsitz detektiert. Das Verfahren kann ferner die Schritte umfassen: Verarbeiten der detektierten Grade der Sauerstoffsättigung in einem Steuersystem, um wenigstens eines von Pulswellenlaufzeit, Blutdruck, Atmung, Atmungsrate und Atmungstiefe des Insassen zu bestimmen. Wenigstens ein Elektrokardiogramm-(EKG-)Sensor kann auch in einem zweiten Teil des Fahrzeugsitzes integriert sein, um elektrische Signale vom Insassen zu empfangen, wobei das Steuersystem die EKG-Signale verarbeitet, um wenigstens eines von Herzrate, Herzratenvariabilität, Stressbelastung, Pulswellenlaufzeit und Blutdruck des Insassen zu bestimmen.
In veranschaulichenden Ausführungsformen umfasst ein Fahrzeugsitz-Sensorsystem zur Detektion und Verarbeitung physiologischer Parameter einen Fahrzeugsitz, der ausgelegt ist, einen Insassen aufzunehmen, wenigstens einen Oxymetriesensor, der in einen ersten Teil des Sitzes integriert ist, wobei der Oxymetriesensor ausgelegt ist, zwischen mehreren Lichtwellenlängen zur Ausstrahlung zu einem Insassenbereich oberhalb einer Fläche des Fahrzeugsitzes umzuschalten oder aus diesen auszuwählen, und ein Steuersystem, das mit dem Oxymetriesensor wirkgekoppelt ist, wobei das Steuersystem Signale verarbeitet, die von dem wenigstens einen Oxymetriesensor erzeugt werden, um einen Grad der Sauerstoffsättigung für den Insassen zu bestimmen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird der Grad der Sauerstoffsättigung verarbeitet, um wenigstens eines von Pulswellenlaufzeit, Blutdruck, Atmung, Atmungsrate und Atmungstiefe des Insassen zu bestimmen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst der Oxymetriesensor: eine Fotodetektorstufe, die ausgelegt ist, vom Insassen reflektierte Lichtmengen zu detektieren, eine Verarbeitungsstufe, die mit der Fotodetektorstufe wirkgekoppelt ist, zur Verarbeitung von Signalen, die von der Fotodetektorstufe detektiert werden, wobei wenigstens ein Teil der verarbeiteten Signale verwendet wird, um eine oder mehrere der mehreren Lichtwellenlängen zur Ausstrahlung umzuschalten oder auszuwählen, und eine Lichtemissionsstufe, die mit der Verarbeitungsstufe wirkgekoppelt und ausgelegt ist, Licht zur Ausstrahlung zum Insassenbereich zu emittieren.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist die Verarbeitungsstufe ausgelegt, eine Spektralanalyse an wenigstens einigen der mehreren Lichtwellenlängen zyklisch durchzuführen und vorzunehmen, um wenigstens eine optimale Wellenlänge zur Bestimmung des Grads der Sauerstoffsättigung zu bestimmen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst die Lichtemissionsstufe wenigstens eine LED-Bank, die im Lichtbereich von 850 nm bis 950 nm betreibbar ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst die Lichtemissionsstufe ferner wenigstens eine LED-Bank, die im Lichtbereich von 600 nm bis 1100 nm betreibbar ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist das Steuersystem ausgelegt, Signale durch das Transformieren und Filtern elektrischer Signale zu verarbeiten, die vom Insassen empfangen werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst das Fahrzeugsitz-Sensorsystem ferner wenigstens einen Elektrokardiogramm-(EKG-)Sensor, der in einen zweiten Teil des Sitzes integriert ist, wobei der EKG-Sensor mit dem Steuersystem wirkgekoppelt ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verarbeitet das Steuersystem Signale, die vom EKG-Sensor erzeugt werden, um wenigstens eines von Herzrate, Herzratenvariabilität, Stressbelastung, Pulswellenlaufzeit und Blutdruck des Insassen zu bestimmen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist das Steuersystem ausgelegt, Herzschläge über eine Schwellen- und Spitzendetektion der Signale zu bestimmen, die vom EKG-Sensor erzeugt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist das Steuersystem ausgelegt, die Zuverlässigkeit von Signalen, die vom EKG-Sensor erzeugt werden, zu bestimmen, indem wenigstens eine vorgenommen wird von einer Spitzenanalyse an den Ausgängen, quadratischen Mittelwertbildung an Ausgängen zur Bestimmung stärkerer Signale, und Rauschabstandsanalyse an den Ausgängen zur Bestimmung zuverlässigerer Signale.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist das Steuersystem ausgelegt, die Herzratenvariabilität zu bestimmen durch ein Transformieren von Signalen, die vom EKG-Sensor erzeugt werden, um ein Herzratenvariabilitätsspektrum zu bilden, und ein Bestimmen eines Verhältnisses hoher Frequenzen zu niedrigeren Frequenzen im Spektrum.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird das Verhältnis hoher Frequenzen zu niedrigeren Frequenzen ausgedrückt durch LF / (LF+HF) .
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist das Steuersystem ausgelegt, eine Stressbelastung auf der Basis eines zweiten Verhältnisses hoher Frequenzen zu niedrigeren Frequenzen im Spektrum zu bestimmen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird das zweite Verhältnis hoher Frequenzen zu niedrigeren Frequenzen ausgedrückt durch
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist das Steuersystem ausgelegt, die Signale, die vom EKG-Sensor und Oxymetriesensor erzeugt werden, zu kombinieren, um Pulswellenlaufzeit und Blutdruck zu bestimmen.
In veranschaulichenden Ausführungsformen umfasst ein Verfahren zum Detektieren und Verarbeiten physiologischer Parameter von einem Fahrzeugsitz-Sensorsystem die Schritte: Auslegen wenigstens eines Oxymetriesensors, der in einen ersten Teil eines Fahrzeugsitzes integriert ist, zwischen mehreren Lichtwellenlängen zur Ausstrahlung zu einem Insassenbereich oberhalb einer Fläche des Fahrzeugsitzes umzuschalten oder aus diesen auszuwählen, Empfangen von Signalen vom wenigstens einen Oxymetriesensor, und Detektieren eines Grads der Sauerstoffsättigung in einem Steuersystem für den Insassen im Fahrzeugsitz auf der Basis der empfangenen Signale.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst das Verfahren ferner den Schritt eines Verarbeitens der detektierten Grade der Sauerstoffsättigung in einem Steuersystem, um wenigstens eines von Pulswellenlaufzeit, Blutdruck, Atmung, Atmungsrate und Atmungstiefe des Insassen zu bestimmen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst das Verfahren ferner die Schritte: Auslegen wenigstens eines Elektrokardiogramm(EKG-)Sensors, der in einem zweiten Teil des Fahrzeugsitzes integriert ist, elektrische Signale vom Insassen zu empfangen, und Empfangen von Signalen vom wenigstens einen EKG-Sensor.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst das Verfahren ferner den Schritt eines Verarbeitens der empfangenen Signale vom EKG-Sensor in einem Steuersystem, um wenigstens eines von Herzrate, Herzratenvariabilität, Stressbelastung, Pulswellenlaufzeit und Blutdruck des Insassen zu bestimmen.
In veranschaulichenden Ausführungsformen umfasst ein Verfahren zum Detektieren und Verarbeiten physiologischer Parameter von einem Fahrzeugsitz-Sensorsystem die Schritte: Auslegen wenigstens eines Oxymetriesensors, der in einen ersten Teil eines Fahrzeugsitzes integriert ist, zwischen mehreren Lichtwellenlängen zur Ausstrahlung zu einem Insassenbereich oberhalb einer Fläche des Fahrzeugsitzes umzuschalten oder daraus auszuwählen, Empfangen von Signalen vom wenigstens einen Oxymetriesensor, Auslegen wenigstens eines Elektrokardiogramm-(EKG-)Sensors, der in einem zweiten Teil des Fahrzeugsitzes integriert ist, elektrische Signale vom Insassen zu empfangen, Empfangen von Signalen vom wenigstens einen EKG-Sensor, und Verarbeiten der empfangenen Signale vom wenigstens einen Oxymetriesensor und wenigstens einen EKG-Sensor in einem Steuersystem, um (i) einen Grad der Sauerstoffstättigung für den Insassen und/oder (ii) wenigstens eines von Herzrate, Herzratenvariabilität, Stressbelastung, Pulswellenlaufzeit und Blutdruck des Insassen zu bestimmen.
In veranschaulichenden Ausführungsformen umfasst ein Fahrzeugsitz: einen Sitzboden, eine Sitzrücklehne, die mit dem Sitzboden gekoppelt und eingerichtet ist, sich in einer Richtung nach oben vom Sitzboden weg zu erstrecken, und ein Elektroniksystem, das ausgelegt ist, Mittel zum Erfassen eines physiologischen Attributs eines Insassen, der auf dem Fahrzeugsitz sitzt, durch vom Insassen getragene Kleidung hindurch vorzusehen, so dass eine vorherbestimmte Aktion als Reaktion auf das physiologische Attribut, das vom Elektroniksystem detektiert wird, ausgeführt werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst das Elektroniksystem ein Elektrokardiogramm-(EKG-)System, das mit dem Fahrzeugsitz gekoppelt ist, um elektrische Signale im Insassen durch die Kleidung des Insassen hindurch zu erfassen und die elektrischen Signale in eine Herzrate des Insassen umzuwandeln.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist das EKG-System mit der Sitzrücklehne gekoppelt und ausgelegt, elektrische Signale durch einen im Insassen umfassten Torso zu erfassen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst das Elektroniksystem ferner ein Oxymetriesystem, das mit dem Fahrzeugsitz gekoppelt ist, um Sauerstoff im Blut des Insassen durch die Kleidung des Insassen hindurch zu erfassen und den erfassten Sauerstoffgehalt in eine Atmungsrate umzuwandeln.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist das Oxymetriesystem mit dem Sitzboden gekoppelt und ausgelegt, Sauerstoff im Blut des Insassen durch im Imsassen umfasste Beine hindurch zu erfassen.
Zusätzliche Merkmale der vorliegenden Offenbarung werden für Fachleute durch die Berücksichtigung veranschaulichender Ausführungsformen ersichtlich, welche die beste Ausführungsweise der Offenbarung, wie derzeit realisiert, beispielhaft darstellen.
KURZE BESCHREIBUNGEN DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Offenbarung wird besser verständlich und andere Merkmale und Vorteile werden ersichtlich durch das Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung, welche Ausführungsformen als nicht-einschränkende besondere Beispiele mit Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen umfasst, die zur Vervollständigung des Verständnisses der vorliegenden Offenbarung und ihrer Implementierung verwendet werden können und geeignetenfalls zu ihrer Definition beitragen, wobei
1 eine perspektivische und schematische Ansicht eines Fahrzeugsitzes gemäß der vorliegenden Offenbarung ist, die einen beispielhaften Fahrzeugsitz veranschaulicht, der umfasst: einen Sitzboden, welcher zwei Oxymetriesensoren trägt, die eine Sauerstoffmenge im Blut eines Insassen durch die Kleidung des Insassen hindurch erfassen, um ein Oxymetriesignal zu liefern, eine Sitzrücklehne, welche eine Mehrzahl von Elektrokardiogramm-(EKG-)Empfängern trägt, die mit einer EKG-Matte zusammenwirken, die im Sitzboden enthalten ist, um elektrische Signale im Insassen durch die Kleidung des Insassen hindurch zu erfassen, um ein EKG-Signal zu liefern, und einen Computer, der die Signale empfängt und die Signale verarbeitet, um eine gemessene Herzrate, einen Blutdruck, eine Atmung und Stressinformationen zu liefern;
1A eine Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines Fahrzeugsitzs gemäß der vorliegenden Offenbarung ist, die zeigt, dass ein erster Oxymetriesensor in einer ersten Distanz von einer Vorderkante eines Sitzbodens vorliegt, der im Fahrzeugsitz enthalten ist, und dass ein zweiter Oxymetriesensor in einer relativ kleineren zweiten Distanz von der Vorderkante vorliegt, so dass der Kontakt des Insassen mit den Oxymetriesensoren maximiert wird;
2 eine schematische Ansicht einer Sitzrücklehne von 1 ist, die zeigt, dass die Sitzrücklehne einen Sitzpolster und einen Rand umfasst, der den Sitzpolster umgibt, und dass der EKG-Sensor mit der Sitzrücklehne gekoppelt ist, um in einer entgegengestellten Beziehung mit einem Insassen zu liegen, der mehrere Schichten Kleidung trägt, und die vorschlägt, dass der EKG-Sensor in der Lage ist, die elektrischen Signale des Insassen durch die mehreren Schichten Kleidung hindurch zu erfassen;
3 eine schematische Ansicht eines Teils des Sitzbodens von 1 ist, die zeigt, dass der Sitzboden einen Sitzpolster und einen Rand umfasst, der den Sitzpolster umgibt, und dass der Oxymetriesensor mit dem Sitzboden gekoppelt ist, um in einer entgegengestellten Beziehung mit dem Insassen zu liegen, der mehrere Schichten Kleidung trägt, und die vorschlägt, dass der Oxymetriesensor in der Lage ist, den Sauerstoffgehalt des Bluts des Insassen durch die mehreren Schichten Kleidung hindurch zu erfassen;
4 eine vergrößerte teilweise perspektivische Ansicht des EKG-Sensors von 1 ist;
5 eine vergrößerte teilweise perspektivische Ansicht der Sensormatte von 1 ist, wobei der Rand vom Sitzboden entfernt ist, um die Sensormatte zu zeigen;
6 eine vergrößerte teilweise perspektivische Ansicht des Oxymetriesensors von 1 ist, die zeigt, dass der Oxymetriesensor acht LED-Emitter umfasst, die positioniert sind, um rund um einem zentralen Lichtempfänger zu liegen;
7 eine Fotografie des Oxymetriesensors von 1 ist, der von einer Sensorbefestigung getrennt ist, wobei eine Sensorabschirmung entfernt ist, um darunterliegende Schaltungen freizulegen, die im Oxymetriesensor enthalten sind;
8 eine schematische Ansicht eines im Fahrzeugsitz von 1 enthaltenen Elektroniksystems ist, die zeigt, dass das Elektroniksystem umfasst: ein EKG-Sensorsystem, das einen ersten EKG-Empfänger, einen zweiten EKG-Empfänger, eine EKG-Einheit und eine EKG-Matte umfasst, ein Oxymetriesensorsystem, das einen ersten Oxymetriesensor und einen zweiten Oxymetriesensor umfasst, und ein Steuersystem, das einen Analog-Digital-Wandler, einen Computer und einen Ausgang umfasst;
9 eine schematische Ansicht eines EKG-Signalerfassungsprozesses ist, die zeigt, dass ein EKG-Signal erfasst wird durch das Erhalten elektrischer Signale vom Insassen, Transformieren der elektrischen Signale durch eine Driven-right-leg-Schaltung, Führen der transformierten Signale durch die EKG-Sensormatte, um ein Rauschen zu entfernen, Führen der Signale durch den Insassen, um ein Rauschen zu entfernen, Umwandeln des Signals von Analog in Digital, und Filtern des Signals, um ein Rauschen zu entfernen, und vorschlägt, dass das EKG-Signal verwendet werden kann, um Herzrate, Herzratenvariabilität und Stressbelastung zu bestimmen, und um kombiniert mit dem Oxymetriesignal Pulswellenlaufzeit und Blutdruck zu bestimmen;
10 eine schematische Ansicht eines Oxymetrie-Signalerfassungsprozesses ist, die zeigt, dass das Oxymetriesignal erfasst wird durch das Erhalten von Oxymetriesignalen, Umwandeln der Oxymetriesignale von Analog in Digital, Filtern der Signale, um ein Rauschen zu entfernen, und Bestimmen des besten Oxymetriesignals aus den beiden verfügbaren Signalen und vorschlägt, dass das Oxymetriesignal verwendet werden kann, um Atmung, Atmungsrate und Atmungstiefe zu bestimmen, und dass das Oxymetriesignal mit dem EKG-Signal kombiniert werden kann, um Pulswellenlaufzeit und Blutdruck zu bestimmen;
11 eine schematische Ansicht eines Herzratenbestimmungsprozesses ist, der die Schritte umfasst: Detektieren von Herzschlägen aus dem EKG-Signal, Differenzieren des Signals, Bestimmen einer groben Herzrate, Bestimmen der Zuverlässigkeit jedes Signals, Gewichten zuverlässigerer Signale und Berechnen einer mittleren Herzrate;
12 eine schematische Ansicht einer Herzratenvariabilitäts-Bestimmungsprozesses ist, der die Schritte umfasst: Heranziehen der Ableitung der mittleren Herzrate, Bestimmen des Herzratenvariabilitäts-(HRV-)spektrums, Bestimmen eines Verhältnisses hoher Frequenzen zu niedrigen Frequenzen, und Bestimmen des Einflusses von Adrenalin und anderen Neurotransmittern auf die Herzrate, und Hinwiesen, dass das Verständnis, welche Neurotransmitter die Herzrate beeinflussen, verwendet werden kann, um eine Stressbelastung des Insassen zu bestimmen;
13 eine schematische Ansicht eines Pulswellenlaufzeit-Erfassungsprozesses und eines Blutdruck-Erfassungsprozesses ist, die zeigt, dass der Pulswellenlaufzeit-Erfassungsprozess die Schritte umfasst: Detektieren von Spitzen im EKG-Signal, Detektieren von Spitzen im Oxymetriesignal, Bestimmen der Zeit zwischen Spitzen im Oxymetriesignal, und Berechnen der Pulswellenlaufzeit, und die zeigt, dass der Blutdruck-Erfassungsprozess die Schritte umfasst: Transformieren des Pulswellenlaufzeitsignals und Schätzen des systolischen Blutdrucks und diastolischen Blutdrucks;
14 eine schematische Ansicht eines Atmungsraten-Bestimmungsprozesses ist, der die Schritte umfasst: Detektieren von Spitzen im Oxymetriesignal, Detektieren von Tälern im Oxymetriesignal, Bestimmen der Zeitdifferenz zwischen Spitzen, Berechnen einer Atmungsrate, und Bestimmen einer Differenz in der Amplitude zwischen den Spitzen und Tälern, um eine Atmungstiefe zu berechnen;
15 eine schematische Ansicht des Steuersystems von 8 ist, die zeigt, dass der Computer umfasst: Eingänge, die mit dem Analog-Digital-Wandler gekoppelt sind, um die EKG- und Oxymetriesignale zu empfangen, einen Prozessor, der ausgelegt ist, Instruktionen auszuführen, die im Speicher gespeichert sind, und eine Spannungsversorgung, die mit dem Prozessor gekoppelt ist, um Spannung zu liefern;
16 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Sitzrücklehne gemäß der vorliegenden Offenbarung ist, die zeigt, dass die Sitzrücklehne einen Sitzpolster und einen Rand umfasst, der den Sitzpolster umgibt, und dass ein EKG-Sensor mit dem Sitzpolster gekoppelt sein kann, um unter dem Rand zu liegen, um elektrische Signale eines Insassen durch den Rand und mehrere Schichten Kleidung zu erfassen;
17 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Sitzbodens gemäß der vorliegenden Offenbarung ist, die zeigt, dass der Sitzboden einen Sitzpolster und einen Rand umfasst, der den Sitzpolster umgibt, und dass der Oxymetriesensor mit dem Sitzpolster gekoppelt sein kann, um unter dem Rand zu liegen, um den Sauerstoffgehalt des Bluts des Insassen durch den Rand und mehrere Schichten Kleidung hindurch zu erfassen;
18 eine beispielhafte schematische Darstellung ist, die elektronische Komponenten zeigt, welche in einer Oxymetriesensoranordnung enthalten sind, die gemäß der vorliegenden Offenbarung vorgesehen wird; und
19 eine Tabelle liefert, welche zusätzliche Informationen in Bezug auf die elektronischen Komponenten umfasst, die in 18 gezeigt sind.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Es ist klar, dass die beigeschlossenen Zeichnungen nicht unbedingt maßstgabgetreu sind, wobei sie eine etwas vereinfachte Darstellung verschiedener Merkmale präsentieren, welche die Grundprinzipien der vorliegenden Offenbarung veranschaulichen. Die spezifischen Ausbildungsmerkmale der vorliegenden Offenbarung, wie hier offenbart, die beispielsweise spezifische Abmessungen, Orientierungen, Orte und Formen umfassen, werden teilweise durch die besondere beabsichtigte Anwendungs- und Verwendungsumgebung bestimmt.
In den Figuren beziehen sich Bezugszahlen auf die gleichen oder äquivalente Teile der vorliegenden Offenbarung in allen der mehreren Figuren der Zeichnungen. So haben solche Elemente ähnliche oder identische Struktur-, Abmessungs- und Materialeigenschaften, wenn nichts anderes angegeben ist.
Ein Fahrzeugsitz 10 gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst einen Sitzboden 12, eine Sitzrücklehne 14 und ein Elektroniksystem 16, wie in 1 gezeigt und in 8 dargestellt. Die Sitzrücklehne 14 ist vorzugsweise mit dem Sitzboden 12 gekoppelt, um sich in einer Richtung nach oben vom Sitzboden 12 weg zu erstrecken. Das Elektroniksystem 16 ist ausgelegt, ein oder mehrere physiologische Attribute eines Insassen (nicht gezeigt), der auf dem Fahrzeugsitz 10 sitzt, durch vom Insassen getragene Kleidung hindurch zu erfassen, so dass eine vorherbestimmte Aktion als Reaktion auf das physiologische Attribut getroffen werden kann, das vom Elektroniksystem 16 detektiert wird. In einem veranschaulichenden Beispiel kann die vorherbestimmte Aktion eine Audio-, visuelle oder Berührungsrückkopplung sein, die vom Fahrzeugsitz 10 für den Insassen vorgesehen wird.
Wie in 8 gezeigt, umfasst das Elektroniksystem 16 ein Elektrokardiogramm-(EKG-)Sensorsystem 18, ein Oxymetriesensorsystem 20 und ein Steuersystem 22. Das EKG-Sensorsystem 18 ist vorzugsweise mit der Sitzrücklehne 14 und dem Sitzboden 12 gekoppelt, um elektrische Signale zu erfassen, die vom Insassen geliefert werden. Das Oxymetriesensorsystem 20 ist vorzugsweise mit dem Sitzboden 12 gekoppelt, um den Sauerstoffgehalt im Blut des Insassen zu erfassen. Das Steuersystem 22 ist mit dem EKG-Sensorsystem 18 und dem Oxymetriesensorsystem 20 gekoppelt, um Signale zu empfangen, die von jedem System geliefert werden, um die Signale zu verarbeiten, um Berechnungen unter Verwendung der Signale vorzunehmen und um physiologische Attribute des Insassen zu bestimmen. Das Steuersystem 22 kann eine oder mehrere vorherbestimmte Aktionen auf der Basis der physiologischen Attribute des Insassen vornehmen.
Das EKG-Sensorsystem 18 von 8 umfasst beispielsweise einen ersten EKG-Empfänger 24, einen zweiten EKG-Empfänger 26, eine EKG-Matte 28 und eine EKG-Einheit 30, wie in 1, 2, 4, 5 und 8 vorgeschlagen. Der erste und der zweite EKG-Empfänger 24, 26 sind mit der Sitzrücklehne 14 gekoppelt, um in einer Abstandsbeziehung zueinander zu liegen und um in einer Abstandsbeziehung über dem Sitzboden 12 zu liegen. Die EKG-Matte 28 ist mit dem Sitzboden 12 gekoppelt und vorzugsweise eingerichtet, unter den Oberschenkeln eines Insassen 50 zu liegen. In einem Beispiel sind die EKG-Empfänger 24, 26 mit der Brust eines Insassen ausgerichtet und eingerichtet, elektrische Signale zu erfassen, die vom Körper des Insassen geliefert werden. Die erfassten elektrischen Signale werden dann von einer Driven-right-leg-Schaltung transformiert, die in der EKG-Einheit 30 enthalten ist, und durch die EKG-Matte 28 geführt, die im Sitzboden 12 angeordnet ist, wie in 8 vorgeschlagen. Die EKG-Matte 28 sendet dann die Signale durch den Insassen 50 zurück, wobei die Signale erneut von den EKG-Empfängern 24, 26 detektiert, durch die EKG-Einheit 30 geführt und zum Steuersystem 22 gesendet werden. Als Ergebnis minimiert das EKG-Sensorsystem 18 ein Rauschen, so dass das verbleibende Signal mit der Herzrate eines Insassen enger assoziiert ist.
Der erste und der zweite EKG-Empfänger 24, 26 und die EKG-Matte 28 arbeiten zusammen, um einen EKG-Sensor 34 vorzusehen. Der EKG-Sensor 34 ist mit einem Sitzpolster 36 gekoppelt und von einem Rand 38 umgeben, wie in 2 gezeigt. Der EKG-Sensor 34 ist ausgelegt, Mittel zum Detektieren elektrischer Signale im Insassen 50 durch eine erste, zweite und N.te Kleidungsschicht 41, 42 und 43N vorzusehen, wie in 2 gezeigt. In einem Beispiel ist die erste Kleidungsschicht 41 ein Hemd aus Baumwolle. Die zweite Kleidungsschicht 42 ist ein Unterhemd aus Baumwolle. Die N.te Kleidungsschicht 43N kann noch ein weiteres Unterhemd aus Polyester sein. Die N.te Kleidungsschicht 43N kann eine Schicht oder können zusätzliche Schichten sein.
Das Oxymetriesensorsystem 20 umfasst einen ersten Oxymetriesensor 31 und einen zweiten Oxymetriesensor 32, wie in 1 und 8 gezeigt. Die Oxymetriesensoren 31, 32 sind vorzugsweise mit dem Sitzboden 12 gekoppelt, wie in 1, 3 und 6 gezeigt. Die Oxymetriesensoren 31, 32 liegen in einem Abstand voneinander und in einem Abstand von der EKG-Matte 28 vor, wie in 1 gezeigt. Jeder Oxymetriesensor 31, 32 ist eingerichtet, unter einem zugeordneten Bein des Insassen zu liegen, und ist eingerichtet, den Sauerstoffgehalt im Blut des Insassen zu erfassen. Jeder Oxymetriesensor 31, 32 emittiert Licht mit einer Wellenlänge, das durch Kleidungsschichten 41, 42, 43N hindurchgeht und in die Haut 40 des Insassen eintritt, wo ein Teil des Lichts vom Blut des Insassen absorbiert wird. Der verbleibende Teil des Lichts wird vom Blut des Insassen durch die Kleidungsschichten 41, 42, 43N zurückreflektiert und wird von jedem Oxymetriesensor 31, 32 detektiert. Das detektierte Licht wird in ein Oxymetriesignal umgewandelt und zum Steuersystem 22 gesendet.
In Bezug auf die Oxymetriesensoren 31, 32 und für Zwecke des Hintergrunds bezieht sich die Sauerstoffsättigung auf die Oxygenierung, oder wenn Sauerstoffmoleküle (O₂) in die Gewebe des menschlichen Körpers eindringen. Im menschlichen Körper wird Blut in der Lunge oxygeniert, wo Sauerstoffmoleküle von der Luft in das Blut wandern. Die Sauerstoffsättigung, auch als O₂-SAT bezeichnet, ist ein Maß des Prozentsatzes von Hämoglobin-Bindungsstellen im Blutstrom, die mit Sauerstoff besetzt sind. Die Messung der Sauerstoffsättigung einer Person liefert eine Anzeige des Gesamtgesundheitszustands der Person und insbesondere der pulmonalen und kardiovaskulären Gesundheit einer Person, da sowohl das pulmonale als auch das kardiovaskuläre System miteinander und anderen Systemen des menschlichen Körpers zusammenarbeiten, um eine Oxygenierung vorzunehmen. Die arterielle Oxygenierung wird typischerweise unter Verwendung der Pulsoxymetrie gemessen, die eine nicht-invasive Technologie zur Überwachung der Hämoglobin-Sättigung einer Person ist.
Bei transmissiven Pulsoxymetrietechniken wird ein Sensor auf einen dünnen Teil des Körpers einer Person platziert, beispielsweise eine Fingerspitze oder ein Ohrläppchen, oder im Fall eines Kindes quer über einen Fuß. Licht mit zwei unterschiedlichen Wellenlängen wird durch das Gewebe der Person zu einem Fotodetektor geführt. Der sich ändernde Absorptionsgrad bei jeder der Wellenlängen wird gemessen, wobei eine Bestimmung der Absorptionsgrade aufgrund des pulsierenden arteriellen Blutes allein, ausschließlich venösen Blutes, Haut, Knochen und Fett, ermöglicht wird. Ein weiterer Typ einer Pulsoxymetrie ist die Reflexionsgrad-Pulsoxymetrie. Die Reflexionsgrad-Pulsoxymetrie kann als Alternative zur oben beschriebenen transmissiven Pulsoxymetrie verwendet werden. Die Reflexionsgrad-Pulsoxymetrie erfordert keinen dünnen Teil des Körpers einer Person. Daher ist die Reflexionsgrad-Pulsoxymetrie für eine universellere Anwendung besser geeignet, wie zur Messung der Blutsauerstoffkonzentration in den Füßen, der Stirn und der Brust. Die Reflexionsgrad-Pulsoxymetrie unterliegt jedoch auch einigen Einschränkungen.
Die Pulsoxymetrie basiert auf dem Prinzip, dass das Oxy- und Desoxyhämoglobin unterschiedliche Lichtabsorptionsspektren aufweisen. Die Reflexionspulsoxymetrie misst die Lichtabsorption von Licht mit zwei verschiedenen Wellenlängen über das Reflexionsvermögen, das heißt durch Kenntnis der gesendeten Lichtmenge und Detektieren der reflektierten Lichtmenge unter Verwendung eines Fotodetektors oder ähnlichen Sensors, einer, der in der Lage ist, die Lichtmenge zu bestimmen, die vom Körper der Person absorbiert wird, d. h. die Lichtabsorption. Die Effizienz einer kontaktlosen Pulsoxymetrie durch dazwischenliegende Materialien ist jedoch den Absorptionsspektren dieser Materialien unterworfen.
In einer Ausführungsform sind die Oxymetriesensoren 31, 32 Oxymetriesensoren, auch PulsOx-Sensoren genannt, die ausgelegt sind, die Blutoxygenierung durch einen variablen Aufbau dazwischenliegender Materialien zu bestimmen, und sind mit der Fähigkeit ausgelegt, zwischen mehreren Lichtwellenlängen umzuschalten oder daraus auszuwählen, die am Körper der Person zu senden sind. Auf der Basis der reflektierten Lichtmenge, die aus den verschiedenen Wellenlängen resultiert, ist die Sensoranordnung in der Lage, eine oder mehrere optimale Lichtwellenlängen auszuwählen, die am Körper der Person zu senden sind, um die Sauerstoffsättigung für die Person über eine Reflexionspulsoxymetrie zu bestimmen. Ein beispielhafter Oxymetriesensor ist in der provisorischen US-Patentanmeldung Seriennr. 61/730,374, eingereicht am 27. November 2012, offenbart, deren Inhalt hier durch Bezugnahme zur Gänze eingeschlossen ist.
18 ist eine schematische Darstellung, die elektronische Komponenten einer Sensoranordnung veranschaulicht, welche gemäß offenbarten Ausführungsformen vorgesehen wird. Wie in 18 gezeigt, umfasst wenigstens eine offenbarte Ausführungsform der Sensoranordnung 400 drei beispielhafte Stufen: eine Fotodetektorstufe 405, eine Eingabe/Ausgabe- und Verarbeitungsstufe 415 und eine Lichtemissionsstufe 430. Die Fotodetektorstufe 405 umfasst einen Fotodetektor oder eine Fotodiode 410, der oder die verwendet wird, um die vom Körper einer Person reflektierten Lichtmengen zu detektieren. Die Fotodetektorstufe 405 umfasst auch verschiedene Schaltungselemente, die ein Puffer und Filtern des detektierten Signals ermöglichen, einschließlich Operationsverstärker zur Erstellung virtueller Erde und Puffer und Filtern des Signalausgangs vom Fotodetektor 410.
Die Lehren des US-Patents Nr. 5,348,004 mit dem Titel ”Electronic Prozessor for Pulse Oximeter” und US-Patents Nr. 6,839,580 , mit dem Titel ”Adaptive Calibration for Pulse Oximetry” sind beide hier durch Bezugnahme zur Gänze eingeschlossen. Jedes dieser Patente offenbart verschiedene Ausrüstung, Komponenten und Methodologie, die verwendet werden können, um die offenbarten Ausführungsformen zum Erfassen und Überwachen von Blutsauerstoff in einer Sitzumgebung zu implementieren.
Der Ausgang der Fotodetektorstufe 405 ist mit der Eingabe/Ausgabe- und Verarbeitungsstufe 415 gekoppelt, um so eine Analyse des vom Fotodetektor detektierten Signals zu ermöglichen, um eine Kalibrierung der Sensoranordnung und Detektion und Überwachung des Blutsauerstoffgehalts der Person vorzunehmen. Die Eingabe/Ausgabe- und Verarbeitungsstufe 415 umfasst einen Kommunikationsbus 420, der die Sensoranordnungskomponenten der Stufen 405 und 430 mit dem Prozessor 425 koppelt. Die Kopplung und zugeordnete bidirektionale Kommunikation ermöglichen es dem Prozessor 425, die Emission von Licht über die Lichtemissionsstufe 430 zu steuern und reflektierte Signale von der Fotodetektorstufe 405 zu empfangen, um eine Verarbeitung zur Kalibrierung, Detektion und Überwachung des Blutsauerstoffgehalts der Person vorzunehmen.
Die Lichtemissionsstufe 430 umfasst eine oder zwei Bänke von LEDS 435, 440. Die LED-Bänke können optimiert werden, um handelsübliche LEDs beispielsweise mit 850 nm und 950 nm Licht zu verwenden, das einen breiten Bereich von Materialien gut durchdringt. Die Lichtemissionsstufe 430 kann zusätzliche oder alternative LED-Bänke verwenden, beispielsweise mit zusätzlichen Wellenlängen zwischen 600 nm und 1100 nm für eine größere Robustheit der Rauschabstandsbestimmung. In Implementierungen werden die in 18 veranschaulichten Stufen und die eingebauten Komponenten aus im Handel erhältlichen Elektronikkomponenten ausgewählt, die in der Tabelle von 19 aufgelistet sind. Ferner ist es klar, dass die Fotodiode 410, d. h. der Rezeptor, und die LEDs der LED-Bänke 435, 440, d. h. der Emitter, ungefähr 7,5 mm sein können, um einen Überlauf von den LEDs zur Fotodiode zu vermeiden.
Hier offenbarte Ausführungsformen sehen die Fähigkeit vor, eine nichtinvasive, nicht-störende Überwachung des Blutsauerstoffgehalts durch mehrere Materialschichten vorzunehmen. Eine Kalibrierungssubroutine für einen Sensor und eine Sensoranordnung lernt die besten Lichtkomponenten für eine bestimmte Person, die überwacht wird. Dies ist darauf zurückzuführen, dass sich die Lichtkomponenten, die für eine Reflexionsüberwachung verwendet werden, in Abhängigkeit von der Menge, dem Typ und der Anzahl von Kleidungsschichten für eine bestimmte Person ändern. So können offenbarte Ausführungsformen anwendungsspezifische Schaltungen verwenden, die entwickelt wurden, um PulsOx-(auch bekannt als Photoplethysmographie- oder PPG-)Signale durch variable Schichten dazwischenliegender Kleidung abzulesen, die von einer Person getragen wird. So ermöglichen offenbarte Ausführungsformen eine Sensoranordnungskalibrierung, die zyklisch durch mehrere Lichtwellenlängen durchgeführt wird, um eine Spektralanalyse von Materialien und eine Oxy/Desoxyhämoglobinabsorption zu ermöglichen, um optimale Wellenlängen für eine Materialpenetration zu ermitteln und Sauerstoffsättigungskurven zu bestimmen, während eine Bewegung und andere Artefakte maximal identifiziert werden.
Offenbarte Ausführungsformen der Sensoranordnung können auch ausgelegt sein, eine Autokalibrierung vorzunehmen, welche die Fähigkeit ermöglicht, einen unbekannten Aufbau dazwischenliegenden Materials zu durchdringen, um Änderungen im reflektierten Licht abzulesen, die Schwankungen im Oxy- und Desoxyhämoglobin begleiten, welche jeden Herzschlag begleiten. Da sich einige der relevanten Aspekte der PulsOx-Signale mit einem sehr langsamen Zeitmaßstab ändern (z. B. Atmungsänderungen 10+ Sekunden), erzeugt die einfache Verwendung eines Hochpassfilterns des Signals nur wesentliche Verzerrungen und Verzögerungen. Um die Probleme von Hochpassfiltern zu vermeiden, wurden spezifische Schaltungen und Algorithmen entwickelt und sind in der provisorischen US-Patentanmeldung Seriennr. 61/730,374 offenbart, auf die vorstehend Bezug genommen wurde.
Mit erneuter Bezugnahme auf 8 ist das Steuersystem 22 ausgelegt, mit jedem Oxymetriesensor 31, 32 zu kommunizieren, um jedem Oxymetriesensor 31, 32 zu befehlen, einen Autokalibrierungsprozess ausführen, jedes Mal wenn ein Insasse auf dem Fahrzeugsitz 10 sitzt. Der Autokalibrierungsprozess bewirkt, dass die von den Oxymetriesensoren 31, 32 emittierte Lichtmenge variiert wird. In einem Beispiel wird eine Hochfrequenz-Impulsbreitenmodulation verwendet, um das Licht zu variieren, das emittiert wird. Es kann jedoch auch ein digital gesteuertes Potentiometer verwendet werden. Lichtpegel werden schrittweise erhöht, bis ausreichendes Licht von der Haut des Insassen durch mehrere Schichten Kleidung zurückreflektiert wird. Jedes Mal wenn ein Insasse auf dem Fahrzeugsitz 10 sitzt, können sich die Anzahl von Schichten und der Typ der Schicht ändern. Als Ergebnis kann sich auch die Lichtmenge ändern, die erforderlich ist, um durch die Kleidungsschichten hindurchzugehen, um von der Haut des Insassen reflektiert zu werden und um durch die Kleidungsschichten zurückzugehen, um eine Anzeige des Sauerstoffgehalts im Blut des Insassen zu liefern. Der Autokalibrierungsprozess bewirkt, dass ausgegebenes Licht allmählich zunimmt, bis ein ausreichend starkes Signal zurückgeführt wird, ohne zu bewirken, dass der Sauerstoffgehalt durch übermäßiges Licht überdeckt wird.
Die Oxymetriesensoren 31, 32 sind mit einem Sitzpolster 44 gekoppelt, der im Sitzboden 12 enthalten und von einem Rand 46 umgeben ist, wie in 3 gezeigt. Die Oxymetriesensoren 31, 32 sind ausgelegt, den Sauerstoffgehalt im Blut eines Insassen durch eine erste, zweite und N.te Kleidungsschicht 51, 52 und 53N zu detektieren, wie in 3 gezeigt. In einem Beispiel ist die erste Kleidungsschicht 51 eine Hose aus Denim. Die zweite Kleidungsschicht 52 ist eine Unterhose aus Baumwolle. Die N.te Kleidungsschicht 53N kann eine Tasche sein, die in der Hose enthalten ist, oder eine beliebige andere geeignete Alternative. Die N.te Kleidungsschicht 53N kann eine Schicht oder können mehrere Schichten sein.
Das Steuersystem 22 umfasst einen Analog-Digital-Wandler 48, einen Computer 54 und einen Ausgang 56, wie in 8 gezeigt. Sobald die Oxymetriesignale und das EKG-Signal erhalten werden, werden die Analogsignale dann vom Analog-Digital-Wandler 48 in Digitalsignale umgewandelt. Die Digitalsignale werden dann vom Computer 54 verarbeitet. Die Signale können vom Computer 54 verarbeitet werden, um Herzrate 61, Blutdruck 62, Atmungsrate 63 und Stressbelastung 64 zu bestimmen, wie in 1 gezeigt. Prozesse zur Bestimmung von Herzrate 61, Blutdruck 62, Atmungsrate 63 und Stressbelastung 64 sind in 9 bis 14 gezeigt.
Ein EKG-Signalerfassungsprozess 70 ist beispielsweise in 9 gezeigt. Der EKG-Signalerfassungsprozess 70 umfasst die Schritte: Erhalten 71 elektrischer Signale vom Insassen 50, Transformieren 72 der elektrischen Signale in der EKG-Einheit 30, Führen 73 der Signale durch die EKG-Matte 28, Führen 74 des Signals durch den Insassen 50, Umwandeln 75 des Analogsignals in ein Digitalsignal und Filtern 76 des Signals, um ein EKG-Signal zur Verwendung durch den Computer 54 zu liefern. Der Computer 54 verwendet das EKG-Signal, um Herzrate 61, Herzratenvariabilität 65, Stressbelastung 64, Pulswellenlaufzeit 66 und Blutdruck 62 zu bestimmen, wie in 9 gezeigt. Das EKG-Signal 58 wird erhalten, wenn der erste und der zweite EKG-Empfänger 24, 26 elektrische Signale im Insassen 50 erfassen. Auf der Basis des Ausgangs der Verarbeitung kann der Computer 54 eine vorherbestimmte Aktion vornehmen. Die vorherbestimmte Aktion kann ein Speichern der berechneten Werte im Speicher 542 des Computers 54 sein. Die vorherbestimmte Aktion kann ein Aktivieren des Ausgangs 56 sein, um den Ausgang an den Insassen zu kommunizieren.
Der Schritt 71 des Erhaltens erhält elektrische Signale vom Insassen 50, wie in 8 gezeigt. Die EKG-Empfänger 24, 26 erfassen elektrische Signale vom Insassen 50. Diese erfassten elektrischen Signale werden dann (1) zur EKG-Einheit 30 geführt, die dann (2) durch die EKG-Matte 28 geführt werden, welche (3) die Signale zum Insassen 50 zurückkommuniziert. Der erste und der zweite EKG-Empfänger 24, 26 erfassen dann (4) das Signal ein zweites Mal, das gesäubert und verstärkt wurde. Das Signal wird erneut (1) zur EKG-Einheit 30 kommuniziert, die dann (5) das Signal zum Analog-Digital-Wandler 48 kommuniziert, wie in 8 gezeigt.
Ein Oxymetriesignal-Erfassungsprozess 80 ist beispielsweise in 10 gezeigt. Der Oxymetriesignal-Erfassungsprozess 80 umfasst die Schritte: Erhalten 81 von Oxymetriesignalen vom Insassen 50, Umwandeln 82 der Analogsignale in Digitalsignale, Filtern 83 der Digitalsignale, um ein Rauschen zu entfernen, und Bestimmen 84 des besten Oxymetriesignals von den beiden Oxymetriesensoren 31, 32. Der Computer 54 verwendet das Oxymetriesignal, um Pulswellenlaufzeit 66, Blutdruck 62, Atmung 67, Atmungsrate 68 und Atmungstiefe 69 zu berechnen, wie in 10 gezeigt. Das Oxymetriesignal 60 wird erhalten, wenn der erste und der zweite Oxymetriesensor 31, 32 den Sauerstoffgehalt im Blut des Insassen erfassen. Auf der Basis des Ausgangs der Verarbeitung kann der Computer 54 den Ausgang 56 aktivieren.
Der Schritt 81 des Erhaltens erhält Oxymetriesignale vom Insassen 50, wie in 8 gezeigt. In einem ersten Subschritt emittiert jeder Oxymetriesensor 31, 32 (1) Licht, das durch die Kleidung des Insassen hindurchgeht und in den Insassen 50 eintritt. Ein Teil des Lichts wird dann (2) vom Insassen 50 zurückreflektiert und von jedem zugeordneten Oxymetriesensor 31, 32 eingefangen. Jeder Oxymetriesensor 31, 32 nimmt dann das eingefangene Licht und wandelt es (3) in ein Signal um, das dann zum Analog-Digital-Wandler 48 kommuniziert wird, wie in 8 gezeigt.
Die Herzrate 61 wird vom Computer 54 unter Verwendung eines Herzraten-Bestimmungsprozesses 90 berechnet, wie in 11 gezeigt. Der Herzraten-Bestimmungsprozesses 90 umfasst die Schritte: Detektieren 91 von Herzschlägen aus dem EKG-Signal, Differenzieren 92 des Herzschlagsignals, Bestimmen 93 einer groben Herzrate, Bestimmen 94 der Zuverlässigkeit jedes Signals, Gewichten 95 zuverlässigerer Signale und Berechnen 96 einer mittleren Herzrate (10, Bezugszahl 61). Der Detektionsschritt 91 detektiert Herzschläge vorzugsweise unter Verwendung einer Schwellen- und Spitzendetektions des EKG-Signals 58. Der Bestimmungsschritt 94 bestimmt die Zuverlässigkeit jedes Signals. In einem Beispiel verwendet der Bestimmungsschritt 94 eine Spitzenanalyse, um fehlerhafte Daten zu entfernen, eine quadratische Mittelwertbildung des Signals, um stärkere Signale zu bestimmen, und den Rauschabstand, um zuverlässigere Signale zu bestimmen. Sobald die Herzratendaten aus 90 bestimmt wurden, können weitere Bestimmungen in Bezug auf Herzratenvariabilität 100 und Stressbelastung 110 vorgenommen werden, wie nachstehend diskutiert.
Sobald die Herzrate 61 vom Computer 54 im Herzraten-Bestimmungsprozess 90 bestimmt ist, kann der Computer 54 dann zu einem Herzratenvariabilitäts-Bestimmungsprozess 100 weitergehen, wie in 12 gezeigt. Der Herzratenvariabilitäts-Bestimmungsprozess 100 umfasst: Heranziehen 101 einer Ableitung der Herzrate, Bestimmen 102 des Herzratenvariabilitätsspektrums durch Heranziehen einer Fourier-Transformation des Signals, Bestimmen 103 eines Verhältnisses hoher Frequenzen zu allen Frequenzen, und Bestimmen 104 des Einflusses von Adrenalin auf den Insassen. Adrenalin beeinflusst die niedrigeren Frequenzen der Herzratenvariabilität. Falls die niedrigeren Frequenzen die Herzratenvariabilität antreiben, kann als Ergebnis der Computer 54 zum Stressbestimmungsschritt 110 weitergehen, wie in 12 gezeigt. Im Stressbestimmungsschritt 110 identifiziert der Computer 54, dass der Insasse unter Stress steht, wenn das Adrenalin ansteigt.
Der Bestimmungsschritt 103 umfasst das Berechnen eines Verhältnisses hoher Frequenzen zu allen Frequenzen. Als Beispiel ist LF die Energie, die in niedrigen Frequenzen (0,05–0,125 Hz) enthalten ist, und HF ist die Energie, die in hohen Frequenzen (0,2–0,3 Hz) enthalten ist. LH2HF-Verhältnis = LF / (LF+HF)
In diesem Beispiel ist eine Stressbelastung des Insassen am niedrigsten, wenn sich dieser Wert Null Prozent nähert. Wenn sich der Wert 100 Prozent nähert, ist die Stressbelastung des Insassen am höchsten.
Der Computer (54) kann das EKG-Signal 58 und das Oxymetriesignal 60 kombinieren, um Pulswellenlaufzeit 66 und Blutdruck 92 zu erhalten, wie in 13 gezeigt. Der Computer (54) nimmt einen Pulswellenlaufzeit-Bestimmungsprozess 120 vor. Der Pulswellenlaufzeit-Bestimmungsprozess 120 umfasst die Schritte: Detektieren 121 von Spitzen im EKG-Signal 58, Detektieren 122 von Spitzen im Oxymetriesignal 60, Bestimmen 123 der Zeit zwischen Spitzen im Oxymetriesignal 60 und Berechnen 124 der Pulswellenlaufzeit 66. Sobald die Pulswellenlaufzeit 66 vom Computer 54 bestimmt ist, geht der Computer 54 zu einem Blutdruck-Bestimmungsprozess 130 weiter, wie in 13 gezeigt. Der Blutdruck-Bestimmungsprozess 130 umfasst die Schritte: Transformieren 131 der Pulswellenlaufzeit 66, Schätzen 132 des systolischen Blutdrucks und Schätzen 133 des diastolischen Blutdrucks, wie in 13 gezeigt.
Der Blutdruck-Bestimmungsprozess 130 kann durch das Hinzufügen anthropomorpher Daten eines Insassen zur Berechnung weiter verbessert werden. Spezifisch könnten Kenntnisse einer Distanz zwischen dem Herzen eines Insassen und dem Ort am Bein des Insassen, wo einer der Oxymetriesensoren eine Messung vornimmt, die Genauigkeit verbessern. Die SMARTFIT^®-Technologie von Faurecia kann verwendet werden, um solche anthropomorphen Daten dem Computer 54 zuzuführen.
Der Computer 54 kann nur das Oxymetriesignal 60 verwenden, um Atmungsrate 68 und Atmungstiefe 69 zu bestimmen, wie beispielsweise in 14 gezeigt. Der Computer 54 nimmt einen Atmungsraten-Bestimmungsprozess 140 vor, der die Schritte umfasst: Detektieren 141 von Tälern im Oxymetriesignal 60, Detektieren 142 von Spitzen im Oxymetriesignal 60, Bestimmen 143 der Zeit zwischen den Spitzen, Berechnen 144 der Atmungsrate 68 und Bestimmen 145 einer Amplitudendifferenz zwischen Spitzen und Tälern, wie in 14 gezeigt. Sobald die Amplitudendifferenz bestimmt ist, kann der Computer 54 zur Berechnung 146 der Atmungstiefe 69 weitergehen. Atmungsrate 68 und Atmungstiefe 69 können bei der Bestimmung eines emotionalen Zustands des Insassen 50, der Aufmerksamkeit des Insassen 50, der Wachsamkeit des Insassen 50 und anderer geeigneter gesundheitlicher und/oder physiologischer Indikatoren nützlich sein.
Der Computer 54 führt die oben beschriebenen verschiedenen Prozesse unter Verwendung eines Prozessors 541 aus, der im Computer 54 enthalten ist, wie in 15 gezeigt. Die Prozesse 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130 und 140 werden beispielsweise im Speicher 542 des Computers 54 gespeichert, der mit dem Prozessor 541 gekoppelt ist. Der Computer 54 umfasst ferner Eingänge 543 und eine Spannungsversorgung 544. Die Eingänge 543 sind eingerichtet, den Prozessor 541 und den Analog-Digital-Wandler 48 miteinander zu verbinden, so dass das EKG-Signal 58 und das Oxymetriesignal 60 zum Prozessor 541 zur Verarbeitung kommuniziert werden können. Der Prozessor 541 ist ferner mit dem Ausgang 56 gekoppelt, wie in 8 und 15 gezeigt. Die Spannungsversorgung 544 ist mit dem Prozessor 541 gekoppelt und ausgelegt, den Prozessor 541 und den Speicher 542 mit Strom zu versorgen.
In einem Beispiel ist der Computer 54 im Fahrzeugsitz 10 angeordnet und mit einem Steuereinheit-Bereichsnetz gekoppelt, das im Fahrzeug enthalten ist. In einem weiteren Beispiel ist der Computer 54 in einer Abstandsbeziehung zum Fahrzeugsitz 10 angeordnet und kann ein Computer sein, der andere Ausrüstung im Fahrzeug steuert. In beiden Beispielen kann der Ausgang 56 verwendet werden, um eine Audio-, visuelle oder Berührungsrückkopplung zu liefern.
In einem Beispiel kann der Ausgang 56 ein Videobildschirm sein, der im Fahrzeug angeordnet ist und der den Ausgang vom Computer 54 liefert und den Eingang vom Insassen empfängt. Ein solcher Eingang kann durch einen der Eingänge 543 eingefangen werden und zum Prozessor 541 zur weiteren Verarbeitung kommuniziert werden. In einem weiteren Beispiel kann der Ausgang 56 auch ein Armaturenbrett sein, das im Fahrzeug enthalten ist. In einem weiteren Beispiel kann der Ausgang 56 ein Personalcomputer, eine mobile Vorrichtung oder ein Smartphone oder eine Kommunikationsvorrichtung sein, die von den Prozessoren 541 gelieferte Daten entfernt senden. Daten können entfernt an einen Arzt, einen Fahrzeughersteller oder eine beliebige andere geeignete Alternative gesendet werden. In dem Beispiel eines Arztes können die Daten verwendet werden, um Behandlungen zu verschreiben, die mit oder ohne den Fahrzeugsitz vorgenommen werden können. In einem weiteren Beispiel kann der Ausgang 56 ein Aktuator sein, der im Fahrzeugsitz 10 enthalten ist und der Teile des Fahrzeugsitzes 10 bewegt. In diesem Beispiel kann der Aktuator verwendet werden, um einen Winkel einzustellen, unter dem sich die Sitzrücklehne 14 vom Sitzboden 12 weg erstreckt.
Ein Elektroniksystem 16 erhält Sensordaten von Signalen, die erhalten werden, und der Computer 54 verarbeitet die Signale, um Informationen in Bezug auf den Insassen 50 zu erhalten. Das Elektroniksystem 16 kann mit dem Sitzboden 12, der Sitzrücklehne 14, anderen Fahrzeugsystemen und vom Fahrzeug getrennten Systemen zusammenarbeiten, um den Komfort des Insasses zu maximieren, um die Fähigkeit des Insassen zu maximieren, das Fahrzeug zu steuern, um die Gesundheit des Insassen zu maximieren und um das emotionale Wohlbefinden des Insassen zu maximieren.
Der Komfort des Insassen kann gemäß einigen beispielhaften Modi maximiert werden, wie einem Autofit-Modus, einem Smart-Memory-Modus, einem Proaktiv-Komfort-Modus, einem Proaktiv-Wärmeeinstellmodus, einem Nächste-Position-Modus, einem Komfort-Validierungsmodus, einem Smart-Message-Modus, einem gezielten Wärme- und Kühlbehandlungsmodus, einem empfohlenen Pausenaktivitätsmodus, einem besseren Kreislaufmodus, einem Entspannungsmodus, einem Energetisierungsmodus und einem Ankunfts-Coach-Modus.
Ein Autofit-Modus kann Sensordaten verwenden, die vom Elektroniksystem 16 gesammelt wurden, und andere Daten, die zum Computer 54 über den Eingang 543 kommuniziert wurden, um die Position und Ausrichtung des Fahrzeugsitzes 10 und anderer Komponenten im Fahrzeug automatisch zu ändern. Als Ergebnis wird der Komfort des Insassen gemäß seinen physiologischen Daten maximiert.
Ein Smart-Memory-Modus kann Sensordaten verwenden, die vom Elektroniksystem 16 gesammelt wurden, um eine Identität des Insassen zu bestimmen und Einstellungen des Fahrzeugsitzes 10 gemäß der Identität des Insassen zu sichern. Als Ergebnis kann das Elektroniksystem 16 den Fahrzeugsitz 10 und Fahrzeugausrüstung gemäß dem gespeicherten Profil des Insassen, das der identifizierten Identität zugeordnet ist, positionieren.
Ein Proaktiv-Konfort-Modus kann Sensordaten verwenden, die vom Elektroniksystem 16 gesammelt wurden, um ein physisches oder thermisches Unbehagen vorherzusagen und als Reaktion Änderungen vorzunehmen. Änderungen können auftreten, bevor der Insasse ein physisches oder thermisches Unbehagen erkennt. Die Sensordaten können vom Computer 54 verarbeitet werden und mit bekannten oder erlernten Trends verglichen werden, um ein physisches oder thermisches Unbehagen vorherzusagen. Der Computer 54 kann lernen, dass, wenn bestimmte Sensordaten auftreten, ein Insasse manuell eine Aktion vornimmt, wie ein Gebläse abzuschalten, das im HVAC-System des Fahrzeugs enthalten ist.
Der Proaktiv-Wärmeeinstellungsmodus kann Sensordaten verwenden, die vom Elektroniksystem 16 gesammelt wurden, um ein Wärmeunbehagen vorherzusagen und als Reaktion Änderungen vorzunehmen. In einem Beispiel kann das Elektroniksystem 16 ein Wärmeunbehagen am Gesicht eines Insassen erfassen und über den Ausgang 56 das Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen-(HVAC-)system des Fahrzeugs anweisen, eine reduzierte Heizung oder Kühlung nur für das Gesicht des Insassen vorzusehen.
Ein Nächste-Position-Modus kann Sensordaten verwenden, die vom Elektroniksystem 16 gesammelt wurden, um eine neue Anordnung des Fahrzeugsitzes auf der Basis bekannter physiologischer Daten, wie der Abmessungen der Körperteile eines Insassen, zu berechnen. Als Ergebnis weist der Computer 54 durch den Ausgang 56 den Fahrzeugsitz 10 an, Einstellungen in Position und Ausrichtung vorzunehmen, um den Komfort des Patienten gemäß Echtzeit-Sensordaten weiter zu maximieren.
Ein Komfort-Validierungsmodus kann Sensordaten verwenden, die vom Elektroniksystem 16 gesammelt wurden, um zu bestimmen, ob vom Computer 54 über den Ausgang 56 vorgenommene Änderungen zu objektiven Maßnahme eines verbesserten Komforts geführt haben. Als Ergebnis kann ein Insasse bestimmen, ob sich sein Komfort tatsächlich verbessert hat verglichen damit, ob er denkt, er hat sich verbessert.
Ein Smart-Message-Modus kann Sensordaten verwenden, die vom Elektroniksystem 16 und Ausgang 56 gesammelt wurden, um sich konstant verbessernde Behandlungen für den Stress und die Ermüdung eines spezifischen Insassen vorzusehen. In einem Beispiel kann ein erster Nachrichtenalgorithmus festgelegt werden, um einen Insassen zu behandeln. Während der Fahrt kann das Elektroniksystem 16 bestimmen, dass ein zweiter anderer Nachrichtenalgorithmus festgelegt werden sollte, um den Stress und die Ermüdung des Insassen weiter zu lindern.
Ein gezielter Wärme- und Kühlbehandlungsmodus kann Sensordaten verwenden, die vom Elektroniksystem 16 und Ausgang 56 gesammelt wurden, um das Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen-(HVAC-)system des Fahrzeugs anzuweisen, eine lokalisierte Heizung oder Kühlung für den Insassen vorzusehen. Als Ergebnis wird die Energie, die zum Vorsehen eines Wärmekomforts für den Insassen verwendet wird, minimiert, während der Komfort des Insassen maximiert wird.
Ein empfohlener Pausenaktivitätsmodus kann Sensordaten verwenden, die vom Elektroniksystem 16 gesammelt wurden, bevor eine Pause während der Fahrt vom Insassen gemacht wird, und nachdem eine Pause während der Fahrt vom Insassen gemacht wird, um die effizientesten Pausenaktivitäten zur Verwendung durch den Insassen zu bestimmen. Als Beispiel kann der Computer 54 mit der Zeit lernen, dass, wenn der Insasse wenigstens zwei Stunden fährt, die effizienteste Pausenaktivität für den Insassen eine spezifische Stretching-Routine ist, indem Sensordaten verglichen werden, die vor und nach anderen Pausenaktivitäten erhalten wurden. Zusätzlich kann der Computer 54 bestimmen, dass die vorher vorgenommenen Pausenaktivitäten unzureichend waren und neue Pausenaktivitäten durch die Überwachung der Sensordaten nach der Pause verschreiben.
Ein besserer Kreislaufmodus kann Sensordaten verwenden, die vom Elektroniksystem 16 gesammelt wurden, um zu bestimmen, dass die Durchblutung an einem oder mehreren Stellen eines Insassen schlecht ist oder bald schlecht sein kann. In einem Beispiel können die Oxymetriesensoren im Sitz vom Computer 54 verwendet werden, um Trends in Bezug auf die Durchblutung zu bestimmen. Als Ergebnis kann der Computer 54 durch die Eingänge 56 verschiedene Merkmale des Fahrzeugs und Fahrzeugsitzes anweisen, um den Kreislauf im Insassen anzuregen und zu maximieren. In einem Beispiel kann der Computer 54 befehlen, dass vom Fahrzeugsitz eine Massage vorgenommen wird. In einem weiteren Beispiel kann der Computer 54 dem Fahrzeugsitz befehlen, die Änderung einer Ausrichtung des Fahrzeugsitzes zu betätigen, um einen erhöhen Kreislauf zu fördern. In noch einem weiteren Beispiel kann der Computer 54 befehlen, dass dem Insassen durch den Fahrzeugsitz Wärme zugeführt wird. In noch einem weiteren Beispiel kann der Computer 54 vorschlagen, dass vom Insassen eine Pause gemacht wird und eine oder mehrere Pausenaktivitäten (z. B. Stretching, Gehen, etc.) vom Insassen vorgenommen werden.
Ein Entspannungsmodus kann Sensordaten verwenden, die vom Elektroniksystem 16 gesammelt wurden, um einen Anspannungspegel eines Insassen zu bestimmen. In einem Beispiel kann die Anspannung als Maß der Muskelspannung des Insassen charakterisiert werden. Die Muskelspannung kann aus Eingängen bestimmt werden, wie Stress, Haltung und auf den Insassen ausgeübter Druck. In einem veranschaulichenden Szenario kann der Computer 54 bestimmen, dass ein Insasse hohe Anspannung erlebt. Als Ergebnis kann der Computer 54 den Insassen fragen, ob der Insasse die erfasste Anspannung durch die Verwendung eines oder mehrerer Merkmale senken möchte. In einem weiteren Beispiel kann der Computer 54 eine erhöhte Anspannung detektieren und automatisch ein oder mehrere Merkmale anregen, um die Anspannung des Insassen zu minimieren.
In einem Beispiel kann der Computer 54 über den Ausgang 56 befehlen, dass eine Massage vom Fahrzeugsitz vorgesehen wird. Verschiedene Charakteristiken einer Massage können vom Computer 54 variiert werden, um die Anspannung zu minimieren, wie Frequenz, Intensität, Ort und Anwendungsmuster für den Insassen.
In einem weiteren Beispiel kann der Computer 54 die Anwendung von Wärme oder Kühlung für den Insassen unter Verwendung des Fahrzeugsitzes oder der Fahrzeugheizund -kühlsysteme befehlen, um die Anspannung zu minimieren. Verschiedene Charakteristiken einer Heizung und Kühlung umfassen den Ort der Anwendung, angewendete Temperaturen, Dauer und Muster der Anwendung für den Insassen. Anwendungsmuster können das Abwechseln von warm und kalt oder die langsame Erhöhung warmer oder kalter Intensität umfassen.
In noch einem weiteren Beispiel kann der Computer 54 befehlen, dass der Luftstrom im Inneren des Fahrzeugs geändert wird, um die Anspannung zu minimieren. In einem Beispiel können die Fahrzeugfenster abgesenkt werden, um zu ermöglichen, dass Luft von außerhalb des Fahrzeugs in das Innere bläst. In einem weiteren Beispiel kann der Computer 54 befehlen, dass unter Druck stehende Luft auf spezifische Stellen des Insassen mit variierender Druckmenge, variierendem Volumen und variierender Temperatur geblasen wird.
In noch einem weiteren Beispiel kann der Computer 54 befehlen, dass sich eine oder mehrere Beleuchtungscharakteristiken im Fahrzeug ändern, um die Anspannung zu minimieren. Verschiedene Beleuchtungscharakteristiken umfassen Ort, Farbe, Wellenlänge, Intensität und Dauer der Beleuchtung.
In noch einem weiteren Beispiel kann der Computer 54 Musik verwenden, um die Anspannung zu minimieren. Spezifisch kann der Computer 54 mit der Zeit überwachen, wie verschiedene Musiktypen die Anspannung im Insassen beeinflussen. Als Ergebnis kann der Computer 54 bestimmen, dass verschiedene Musiktypen die Anspannung minimieren und diese Musiktypen abspielen, wenn gefunden wird, dass die Anspannung im Insassen hoch ist.
In einem weiteren Beispiel kann der Computer 54 verschiedene Gerüche anregen, um im Inneren des Fahrzeugs verströmt zu werden. Die Gerüche können mit bekannten Aromatherapien verbunden sein, von denen angenommen wird, dass sie die Anspannung minimieren, wenn sie bei einem Insassen angewendet werden.
In noch einem weiteren Beispiel kann der Computer 54 Befehle für den Insassen in Bezug auf vorgeschlagene Bewegungen liefern, um die Anspannung zu minimieren. In einem veranschaulichenden Beispiel kann der Computer 54 eine erhöhte Anspannung detektieren und Befehle für den Insassen liefern, um eine oder mehrere Stretching-Routinen vorzunehmen, um die Anspannung zu minimieren.
Ein Energetisierungsmodus kann Sensordaten verwenden, die vom Elektroniksystem 16 gesammelt wurden, um einen Energiepegel eines Insassen zu bestimmen. In einem Beispiel kann der Computer 54 einige Eingänge verwenden, um den Energiepegel des Insassen zu bestimmen. Diese Eingänge umfassen: Fahrzeug-basierte Messungen, Verhaltensmessungen und physiologische Messungen. Fahrzeug-basierte Messungen umfassen das Zählen einer Anzahl von Abweichungen von der gewünschten Spurposition und Überwachen von Änderungen in der Bewegung eines Lenkrads und im Druck auf ein Gaspedal oder Bremspedal, die von einem vorherigen überwachten normalen Gebrauch signifikant abweichen. Verhaltsmessungen können durch eine Kamera im Fahrzeuginneren überwacht werden und umfassen beispielsweise Gähnen, Schließen der Augen, Blinzeln der Augen und die Kopfposition. Physiologische Messungen umfassen Korrelationen zwischen EKG-Signal, Elektromyogramm (EMG), Elektrookulogramm (EoG), und ein EEG kann verwendet werden, um eine Schläfrigkeit oder einen niedrigen Energiepegel des Insassen zu bestimmen.
In einem veranschaulichenden Szenario kann der Computer 54 bestimmen, dass ein Insasse wenig Energie hat. Als Ergebnis kann der Computer 54 den Insassen fragen, ob der Insasse die erfasste Energie durch die Verwendung eines oder mehrerer Merkmale erhöhen möchte. In einem weiteren Beispiel kann der Computer 54 reduzierte Energie detektieren und automatisch eines oder mehrere Merkmale anregen, um die Energie des Insassen auf der Basis des Orts oder Terminplans des Insassen zu erhöhen.
In einem Beispiel kann der Computer 54 über den Ausgang 56 befehlen, dass eine Massage vom Fahrzeugsitz vorgesehen wird. Verschiedene Charakteristiken der Massage können vom Computer 54 variiert werden, um die Energie des Insassen zu maximieren, wie Frequenz, Intensität, Ort und Muster der Anwendung für den Insassen.
In einem weiteren Beispiel kann der Computer 54 die Anwendung von Wärme oder Kühlung für den Insassen unter Verwendung des Fahrzeugsitzes oder der Fahrzeugheiz- und -kühlsysteme befehlen, um die Energie des Insassen zu maximieren. Verschiedene Charakteristiken einer Heizung und Kühlung umfassen den Ort der Anwendung, angewendete Temperaturen, Dauer und Muster der Anwendung für den Insassen. Anwendungsmuster können das Abwechseln von warm und kalt oder die langsame Erhöhung warmer oder kalter Intensität umfassen.
In noch einem weiteren Beispiel kann der Computer 54 befehlen, dass der Luftstrom im Inneren des Fahrzeugs geändert wird, um die Energie des Insassen zu maximieren. In einem Beispiel können die Fahrzeugfenster abgesenkt werden, um zu ermöglichen, dass Luft von außerhalb des Fahrzeugs in das Innere bläst. In einem weiteren Beispiel kann der Computer 54 befehlen, dass unter Druck stehende Luft auf spezifische Stellen des Insassen mit variierender Druckmenge, variierendem Volumen und variierender Temperatur geblasen wird.
In noch einem weiteren Beispiel kann der Computer 54 befehlen, dass sich eine oder mehrere Beleuchtungscharakteristiken im Fahrzeug ändern, um die Energie des Insassen zu maximieren. Verschiedene Beleuchtungscharakteristiken umfassen Ort, Farbe, Wellenlänge, Intensität und Dauer der Beleuchtung.
In noch einem weiteren Beispiel kann der Computer 54 Musik verwenden, um die Energie des Insassen zu maximieren. Spezifisch kann der Computer 54 mit der Zeit überwachen, wie verschiedene Musiktypen den Energiepegel im Insassen beeinflussen. Als Ergebnis kann der Computer 54 bestimmen, dass verschiedene Musiktypen die Energie des Insassen maximieren und diese Musiktypen abspielen, wenn gefunden wird, dass der Energiepegel im Insassen niedrig ist.
In einem weiteren Beispiel kann der Computer 54 verschiedene Gerüche anregen, um im Inneren des Fahrzeugs verströmt zu werden. Die Gerüche können mit bekannten Aromatherapien verbunden sein, von denen angenommen wird, dass sie die Energie des Insassen maximieren, wenn sie bei einem Insassen angewendet werden.
In noch einem weiteren Beispiel kann der Computer 54 Befehle für den Insassen in Bezug auf vorgeschlagene Bewegungen liefern, um die Energie des Insassen zu maximieren. In einem veranschaulichenden Beispiel kann der Computer 54 reduzierte Energie detektieren und Befehle für den Insassen liefern, um eine oder mehrere Stretching-Routinen vorzunehmen, um die Energie zu maximieren.
Ein Ankunfts-Coach-Modus kann Sensordaten verwenden, die vom Elektroniksystem 16 gesammelt wurden, um zu bestimmen, in welchem Bewusstseinszustand der Insasse für einen spezifischen Ort oder eine spezifische Tageszeit sein sollte. In einem Beispiel kann das Elektroniksystem 16 Global-Positioning-System-(GPS-)Daten verwenden, um einen Ort eines Fahrzeugs zu bestimmen und automatisch einen oder mehrere der oben angegebenen Modi anzuregen, so dass der Insasse im geeigneten Bewusstseinszustand für den Ort ist. In einem Szenario kann das Elektroniksystem 16 bestimmen, dass sich das Fahrzeug dem Zuhause des Insassen am Ende des Tages nähert und der Insasse unter hoher Anspannung steht. Als Ergebnis kann der Computer 54 den Entspannungsmodus wählen, um die Anspannung des Insassen zu minimieren. In einem weiteren Beispiel kann das Elektroniksystem 16 aus einem Kalender des Insassen bestimmen, dass in Kürze ein Arbeitstreffen stattfindet und der Energiepegel des Insassen niedrig ist. Als Ergebnis kann der Computer 54 den Energetisierungsmodus wählen, um zu bewirken, dass sich der Energiepegel des Insassen in Vorbereitung der Teilnahme am Meeting erhöht.
In einem Beispiel können spezifische Orte und Meeting-Typen vom Insassen zur Verwendung mit dem Ankunfts-Coach-Modus programmiert werden. In einem weiteren Beispiel kann der Computer 54 automatisch durch verschiedene Faktoren bestimmen, dass bestimmte Orte zu einer Erhöhung der Anspannung führen und andere Orte zu einer reduzierten Anspannung führen. Als Ergebnis kann der Computer 54 versuchen, den Energiepegel des Insassen automatisch zu erhöhen, wenn er Orte mit hoher Anspannung betritt, und die Anspannung des Insassen senken, wenn er Orte mit niedriger Anspannung betritt.
Die Fähigkeit des Insassen, das Fahrzeug zu bedienen, kann gemäß einigen beispielhaften Modi maximiert werden. Diese Modi umfassen einen Fahrer-Fähigkeitsbeurteilungsmodus, einen Verhaltens-Coach-Modus, einen Check-in-Ein-Modus, einen Modus für Zeit-zum-Arzt-zu-gehen, einen Anfallsalarmmodus, einen Zusatz-Coach-Modus und einen richtigen Helfermodus.
Ein Fahrer-Fähigkeitsbeurteilungsmodus kann Sensordaten verwenden, die vom Elektroniksystem 16 gesammelt wurden, um zu bestimmen, ob die Fähigkeit des Fahrers, ein Fahrzeug zu bedienen, aufgrund von Überlastung, Ermüdung, Schläfrigkeit, Stress und Alkohol- oder Drogeneinfluss beeinträchtigt ist. Als Ergebnis kann der Computer 54 über den Eingang 56 verschiedene Ausrüstung im Fahrzeug anweisen, dem Fahrer zu kommunizieren, dass seine Fähigkeit beeinträchtigt ist. Der Computer 54 kann auch das Kommando über das Fahrzeug übernehmen, um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu verlangsamen oder um Hilfe zu rufen.
Ein Verhaltens-Coach-Modus kann Sensordaten verwenden, die vom Elektroniksystem 16 gesammelt wurden, um einen Einfluss des Verhaltens des Insassen auf seine Fähigkeit, das Fahrzeug zu bedienen, zu bestimmen. Als Beispiel kann der Computer 54 einen ankommenden Telefonanruf registrieren, gefolgt von einer Steigerung der Herzrate, da der Insasse durch den Telefonanruf abgelenkt und durch sich ändernde Straßenverhältnisse überrascht wurde. So kann der Computer 54 den Insassen daran erinnern, dass verschiedene Aktivitäten zuvor eine Ablenkung bewirkt haben.
Ein Check-in-Ein-Modus kann Sensordaten verwenden, die vom Elektroniksystem 16 gesammelt wurden, um zu bestimmen, dass der Insasse mit voller Kapazität funktioniert. In einem Beispiel kann der Computer 54 Sensordaten über den Ausgang 56 zu einer entfernten Person kommunizieren, die zeigen, dass der Insasse mit einer ausreichenden Kapazität funktioniert. In diesem Beispiel kann der Insasse ein älterer Insasse sein, die entfernte Person kann ein Familienmitglied sein.
Ein Modus Zeit-zum-Arzt-zu-gehen kann Sensordaten verwenden, die vom Elektroniksystem 16 gesammelt wurden, um zu bestimmen, dass die erfassten Daten anzeigen, dass ein Besuch beim Arzt angezeigt ist. Als Beispiel kann der Computer 54 bestimmen, dass der Blutdruck des Insassen einige Tage lang ausreichend hoch war. Als Ergebnis kann der Computer 54 über den Ausgang 56 einen Vorschlag kommunizieren, dass der Insasse seinen Arzt aufsucht.
Ein Anfallsalarmmodus kann Sensordaten verwenden, die vom Elektroniksystem 16 gesammelt wurden, um zu bestimmen, dass der Insasse einen medizinischen Anfall erleidet, wie einen Herzanfall. Als Ergebnis kann der Computer 54 über den Ausgang 56 befehlen, dass medizinisches Personal oder ein Familienmitglied kontaktiert wird. Der Computer 54 kann auch bewirken, dass das Fahrzeug abgebremst und gestoppt wird und die Warnblinkleuchten eingeschaltet werden.
Ein Zusatz-Coach-Modus kann Sensordaten verwenden, die vom Elektroniksystem 16 gesammelt wurden, um zu bestimmen, dass der Insasse einen medizinischen Anfall erleidet, wie einen Herzanfall. Als Ergebnis kann der Computer 54 über den Ausgang 56 Instruktionen an den Insassen kommunizieren, die den Insassen veranlassen, auf den Anfall in optimaler Weise zu reagieren. In einem Beispiel kann der Computer 54 dem Insassen die Notwendigkeit kommunizieren, abzubremsen, auf die Seite zu fahren und um Hilfe zu rufen.
Ein richtiger Helfermodus kann Sensordaten verwenden, die vom Elektroniksystem 16 gesammelt wurden, um die biometrischen Daten des Insassen zur Zeit eines Unfalls und nach einem Unfall zu bestimmen. Die tatsächlichen biometrischen Daten des Insassen können dann durch das Elektroniksystem 16 an Ersthelfer kommuniziert werden, so dass die Ersthelfer besser vorbereitet sind, den Insassen zu behandeln. In einem weiteren veranschaulichenden Beispiel kann das Elektroniksystem 16 die biometrischen Daten des Insassen mit der Zeit speichern. Sobald ein Unfall eintritt, kann das Elektroniksystem 16 sowohl die biometrischen Verlaufsdaten als auch die biometrischen Daten von und nach dem Unfall an die Ersthelfer senden. In diesem Beispiel sind die Ersthelfer in der Lage zu bestimmen, welche biometrischen Daten sich auf den Unfall beziehen und nicht typisch für den Insassen sind. In noch einem weiteren Beispiel sammelt das Elektroniksystem 16 bekannte medizinische Daten über den Insassen und sendet die bekannten medizinischen Daten an Ersthelfer zusammen mit den biometrischen Daten vom Zusammenstoß. In diesem Beispiel können Ersthelfer über eine Allergie oder andere medizinische Informationen unterrichtet werden, die für den Insassen relevant sind.
Das emotionale Wohlbefinden des Insassen kann gemäß einigen beispielhaften Modi maximiert werden. Diese Modi umfassen einen Umgebungsänderungsmodus, einen Stresskartenmodus, einen Task-Manager-Modus, einen emotionalen Geotagging-Modus und einen stimmungsoptimierten Wiedergabelisten-Modus.
Ein Umgebungsänderungsmodus kann Sensordaten verwenden, die vom Elektroniksystem 16 gesammelt wurden, um die Umgebung des Insassen zu ändern, um das emotionale Wohlbefinden zu maximieren. In einem Beispiel kann der Computer 54 gesammelte Sensordaten analysieren, um zu bestimmen, dass eine Änderung im Ton, der von der Tonanlage des Fahrzeugs emittiert wird, das emotionale Wohlbefinden des Insassen verbessern würde.
Ein Stresskartenmodus kann Sensordaten, die vom Elektroniksystem 16 gesammelt wurden, sowie andere Daten, die vom Fahrzeug gesammelt wurden, verwenden, um zu bestimmen, ob geografische Orte und/oder Routen erhöhten Stress verursacht haben. Als Ergebnis kann der Computer 54 in der Lage sein, spezifische Orte, Verkehrsmuster und Routen mit erhöhtem Stress zu korrelieren, und Alternativen empfehlen, um Stress zu minimieren.
Ein Task-Manager-Modus kann Sensordaten, die vom Elektroniksystem 16 gesammelt wurden, andere Daten, die von Fahrzeugsystemen verfügbar sind, und Daten, die von intelligenten Vorrichtungen geliefert werden, verwenden, um eine optimale Anordnung von zu erfüllenden Aufgaben zu bestimmen. Als Ergebnis kann der Computer 54 über den Ausgang 56 Änderungen für den Terminplan, die Route, Medien und das Telefon des Insassen vorschlagen, um die Produktivität zu maximieren, während der Stress minimiert wird.
Ein emotionaler Geotagging-Modus kann Sensordaten, die vom Elektroniksystem 16 gesammelt wurden, und andere Daten, wie Ortsdaten, die vom Fahrzeug geliefert werden, verwenden, um einen Ort mit einem emotionalen Zustand zu verbinden. Zusätzlich kann der Computer 54 emotionale Daten mit Kommunikationen kombinieren, die vom Fahrzeug zusammen mit dem Ort empfangen und aufgezeichnet werden. Als Ergebnis kann der Computer 54 verschiedene Faktoren erlernen, die den emotionalen Zustand des Insassen beeinflussen.
Ein stimmungsoptimierter Wiedergabelisten-Modus kann Sensordaten, die vom Elektroniksystem 16 gesammelt wurden, verwenden, um die Musik-Wiedergabeliste zu ändern, die von der Tonanlage des Fahrzeugs vorgesehen wird. Der Computer 54 kann den emotionalen Zustand mit abgespielten Liedern mappen, um eine Reaktion zu bestimmen, die Lieder organisiert, um eine Therapie vorzusehen, die Stress minimiert. Der Computer 54 kann Sensordaten überwachen, um zu bestätigen, dass die stimmungsoptimierte Wiedergabeliste die beabsichtigte Funktion hat, und kann Änderungen als Reaktion auf die erhaltenen Sensordaten vornehmen.
Die Gesundheit eines Insassen kann gemäß einigen beispielhaften Modi maximiert werden. Diese Modi umfassen einen Gesundheitsmetrik-Sammelmodus, einen Gesundheitsmetrik-Verfolgungsmodus, einen Gesundheitsmetrik-Teilungsmodus, einen Trainingsoptimierungsmodus, einen Zielvorbereitungsmodus und einen Haltungscoachmodus.
Ein Gesundheitsmetrik-Sammelmodus kann Sensordaten verwenden, die vom Elektroniksystem 16 gesammelt wurden, um verschiedene Gesundheitsmetriken, wie Herzrate, Blutdruck und Atmungsrate, zu sammeln und zu speichern. Als Ergebnis kann der Computer 54 auf Anforderung gespeicherte oder Echtzeit-Gesundheitsmetriken über den Insassen liefern.
Ein Gesundheitsmetrik-Verfolgungsmodus kann Sensordaten verwenden, die vom Elektroniksystem 16 gesammelt wurden, um Änderungen in Gesundheitsmetriken mit der Zeit zu verfolgen, indem verarbeitete Sensordaten im Speicher 542 des Computers 54 gespeichert werden oder verarbeitete Sensordaten zu einer vom Fahrzeugsitz entfernten Partei kommuniziert werden. Als Ergebnis können Gesundheitsmetriken über eine Zeitperiode betrachtet werden.
Ein Gesundheitsmetrik-Teilungsmodus kann Sensordaten verwenden, die vom Elektroniksystem 16 gesammelt wurden, um Gesundheitsmetriken vorzusehen, die intermittierend oder kontinuierlich mit einer Drittpartei geteilt werden können. Der Computer 54 kann über den Ausgang 56 an einen Arzt beispielsweise Herzrateninformationen kommunizieren, die über eine Zeitperiode gesammelt wurden.
Ein Trainingsoptimierungsmodus kann Sensordaten verwenden, die vom Elektroniksystem 16 gesammelt wurden, um eine Trainingsroutine zu bestimmen, die ein Training einrichtet, um die Ziele des Insassen zu erreichen. In einem Beispiel kann der Insasse wünschen, einen Muskelzuwachs zu maximieren, und der Computer 54 kann ein Training einrichten, das den Muskelzuwachs maximiert, indem erfasst wird, welche Muskeln von einem Training am meisten profitieren, und Übungen vorgesehen werden, die dieses Ergebnis erzielen. Der Computer 54 kann auch Sensordaten vor dem Training und Sensordaten nach dem Training analysieren, um zu bestimmen, ob das Training optimal war. Der Computer 54 kann auch ein Training eines Insassen optimieren, um den Stoffwechsel des Insassen zu maximieren.
Ein Zielvorbereitungsmodus kann Sensordaten, die vom Elektroniksystem 16 gesammelt wurden, und andere Daten, die an den Computer 54 geliefert werden, verwenden, um den Insassen auf seine Ankunft an seinem Ziel vorzubereiten. Als Ergebnis kann der Insasse in der Lage sein, Schritte zu unternehmen, die es ihm ermöglichen, in der besten Position zu sein, um an seinem Ziel anzukommen. Als Beispiel kann der Computer 54 aus den Sensordaten bestimmen, dass der Insasse schläfrig ist, und vorschlagen, dass Kaffee oder ein Essen vor seiner Ankunft vorteilhaft sein kann, damit der Insasse wach ist.
Ein Haltungscoachmodus kann Sensordaten, die vom Elektroniksystem 16 gesammelt wurden, verwenden, um zu bestimmen, dass die aktuelle Haltung des Insassen verbessert werden könnte, während er auf dem Falvzeugsitz 10 sitzt. Der Computer 54 kann über den Ausgang 56 dem Insassen Vorschläge liefern, wie die Haltung des Insassen zu verbessern ist, zusammen mit Vorteilen, die sich aus Änderungen der Haltung ergeben können, wie verbesserte Stimmung, erhöhte Durchblutung für bestimmte Bereiche des Rückens, verringerte Rückenschmerzen und bessere Sicht.
Die Verwendbarkeit und der Wert des Fahrzeugs können gemäß einigen beispielhaften Modi maximiert werden. Diese Modi umfassen einen Identifikationsmodus und einen Einsichtmodus.
Ein Identifikationsmodus kann Sensordaten, die vom Elektroniksystem 16 gesammelt wurden, verwenden, um die Identität eines Insassen zu bestimmen. Der Computer 54 kann verschiedene Signale untersuchen, die vom Elektroniksystem 16 gesammelt wurden, und Merkmale dieser Signale verwenden, um einen Insassen zu identifizieren. In einem Beispiel können Zeitdomänenmerkmale aus dem EKG-Signal extrahiert und verwendet werden, um einen Insassen zu identifizieren. In einem Beispiel kann der Computer 54 Daten sammeln, wie Herzrate und Atmungsrate, und diese Daten einem spezifischen Insassen auf der Basis von Merkmalen des EKG-Signals zuordnen, das aktuell vom Computer 54 empfangen wird. Als Ergebnis werden die vom Computer 54 gesammelten Daten dem geeigneten Benutzer zugeordnet und gespeichert. Als Ergebnis wird bestätigt, dass der biometrische Verlauf, der gespeichert und zu einem Gesundheitsdienstleister transferiert wird, zum Insassen gehört.
In einem weiteren Beispiel können bestimmte Fahrzeugmerkmale auf der Basis der Identität des Insassen freigegeben oder gesperrt werden. Als Beispiel kann der Computer 54 detektieren, dass der Sohn eines Benutzers das Fahrzeug fährt, der sechzehn ist. Der Computer 54 kann auch detektieren, dass ein anderer Insasse als ein Elterteil auf dem Beifahrersitz sitzt. Als Ergebnis kann der Computer 54 nicht zulassen, dass das Fahrzeug gestartet wird, aufgrund vorprogrammierter Einschränkungen, die der Besitzer festgelegt hat.
Ein Einsichtmodus kann vom Insassen verwendet werden, um Trends und Änderungen in der Gesundheit, im Komfort und im Bewusstseinszustand mit der Zeit zu bestimmen. In einem Beispiel kann das Elektroniksystem 16 einen anfänglichen Anspannungspegel des Insassen jeden Tag bestimmen, wenn der Insasse von der Arbeit nach Hause zurückkehrt. Mit der Zeit kann der Computer 54 zeigen, dass beispielsweise der Entspannungsmodus einen Anspannungspegel des Insassen mit der Zeit reduziert hat, so dass der Insasse entspannter ist, wenn der Insasse zu Hause ankommt. Der Computer 54 kann diese Informationen an den Insassen über eine Anzeige im Fahrzeug, eine Anwendung, die auf einem Smartphone, Tablet oder einer mobilen Rechnervorrichtung verwendet wird, oder über einen Webbrowser kommunizieren. Als Ergebnis ist der Insasse in der Lage, die Änderungen mit der Zeit zu sehen, verursacht durch das Elektroniksystem 16.
Das Elektroniksystem 16 umfasst ein EKG-Sensorsystem 18, ein Oxymetriesensorsystem 20 und ein Steuersystem 22, wie in 8 gezeigt. Das Elektroniksystem 16 kann auch ein weiteres Insassensensorsystem umfassen, das ausgelegt ist zu erfassen, wenn sich ein Insasse auf einen Fahrzeugsitz 10 gesetzt und diesen verlassen hat. In einem Beispiel umfasst das Insassensensorsystem einen Druckschalter, der zu einer offenen Position vorgespannt ist und zu einer geschlossenen Position bewegt wird, wenn ein Insasse auf dem Fahrzeugsitz sitzt. Der Druckschalter kann mit einem Eingang 543 des Computers 54 gekoppelt sein (siehe 15), um zu bewirken, dass ein Oxymetriesensorsystem 20 einen Kalibrierungszyklus initiiert und vornimmt. Obwohl ein Druckschalter diskutiert wird, kann eine beliebige andere geeignete Alternative verwendet werden.
Wie vorstehend diskutiert, umfasst das EKG-Sensorsystem 18 einen ersten und einen zweiten EKG-Sensor 24, 26, eine EKG-Matte 28 und eine EKG-Einheit 30, wie in 8 gezeigt. In einem veranschaulichenden Beispiel sind der erste und der zweite EKG-Empfänger 24, 26 Plessey EPIC^TM Ultra High Impedance Sensors (PS25102). Die EKG-Empfänger 24, 26 sind Kapazitäts-basierte Empfänger. Die EKG-Matte 28 ist eine leitfähige Matte oder eine beliebige andere geeignete Alternative. Die EKG-Einheit 30 umfasst beispielsweise eine Plessey Control and Interface Box (PS25001A) und eine Driven-right-leg-Schaltung, die mit der Control and Interface Box gekoppelt ist.
In einer weiteren veranschaulichenden Ausfürungsform ist der EKG-Sensor 34 mit einem Sitzpolster 36 gekoppelt und positioniert, um unter dem Rand 38 zu liegen, der sich rund um den Sitzpolster erstreckt, wie in 16 gezeigt. Der EKG-Sensor 34 ist ausgelegt, Mittel zum Detektieren elektrischer Signal im Insassen 50 durch den Rand 38, eine erste, zweite und N.te Kleidungsschicht 41, 42 und 43N vorzusehen, wie in 16 gezeigt. In einem Beispiel ist der Rand 38 ein Stoffrand. Der Rand 38 kann jedoch ein Lederrand oder ein beliebiges anderes geeignetes Material sein. In diesem Beispiel ist die erste Kleidungsschicht 41 ein Hemd aus Baumwolle. Die zweite Kleidungsschicht 42 ist ein Unterhemd aus Baumwolle. Die N.te Kleidungsschicht 43N kann ein Mantel aus Wolle oder eine beliebige andere geeignete Alternative sein. Die N.te Kleidungsschicht 43N kann eine Schicht oder können zusätzliche Schichten sein.
In einer weiteren veranschaulichenden Ausführungsform sind die Oxymetriesensoren 31, 32 mit einem Sitzpolster 44 gekoppelt, der im Sitzboden 12 enthalten ist, und sind eingerichtet, unter dem Rand 46 zu liegen und sich rund um den Sitzpolster 44 zu erstrecken, wie in 17 gezeigt. Die Oxymetriesensoren 31, 32 sind ausgelegt, den Sauerstoffgehalt im Blut eines Insassen durch den Rand 46, die erste, zweite und N.te Kleidungsschicht 51, 52 und 53N hindurch zu detektieren, wie in 17 gezeigt. In einem Beispiel ist der Rand 46 aus Stoff. Die erste Kleidungsschicht 51 ist eine Hose aus Denim. Die zweite Kleidungsschicht 52 ist eine Unterhose aus Baumwolle. Die N.te Kleidungsschicht 53N kann eine Tasche sein, die in der Hose enthalten ist, oder eine beliebige andere geeignete Alternative. Die N.te Kleidungsschicht 53N kann eine Schicht oder können mehrere Schichten sein.
In einem weiteren Beispiel kann das Elektroniksystem 16 ferner ein Wärmesensorsystem umfassen. Das Wärmesensorsystem kann mit dem Steuersystem 22 gekoppelt sein und ausgelegt sein, Informationen in Bezug auf die Temperatur- und Feuchtigkeitsverteilung rund um einen Insassen, Informationen in Bezug auf verletzte Bereiche eines Insassen und Informationen in Bezug auf Temperaturgradienten rund um einen Insassen zu liefern.
In dem Beispiel, wo Informationen in Bezug auf die Temperatur- und Feuchtigkeitsverteilung rund um einen Insassen geliefert werden, können personalisierte und automatische Einstellungen der Heizung und Kühlung für den Insassen vom Computer 54 unter Verwendung des HVAC-Systems des Fahrzeugs für Zielteile des Insassen zur Behandlung vorgesehen werden. Als Ergebnis der Kenntnisse spezifischer heißer und kalter Stellen am Körper des Insassen können Einstellungen der Heizung und Kühlung für den Insassen in Echtzeit ohne Anweisung vom Insassen oder Steuerung auftreten.
In dem Beispiel, wo Informationen in Bezug auf verletzte Bereiche eines Insassen geliefert werden, kann ein erhöhter Blutfluss zu verletzten Muskelbereichen dem Computer 54 die Notwendigkeit einer Kühlung in dem Bereich anzeigen, um eine Schwellung zu minimieren, um eine Stütze in dem Bereich zu reduzieren, so dass Druck auf den beschädigten Bereich minimiert wird, oder um eine Massage vorzusehen, um eine erhöhte Durchblutung in dem Bereich zu fördern. In dem Beispiel, wo Informationen in Bezug auf Temperaturgradienten rund um einen Insassen geliefert werden, kann eine Zusammenarbeit mit anderen anthropometrischen Daten nützlich sein, um auf Reaktionen des Fahrzeugs und Fahrzeugsitzes abzuzielen.
Das Wärmesensorsystem kann eine hydrothermale Matte umfassen, die wärmeempfindliche Schichten oder eine Anordnung von Temperatursensoren umfasst. Die hydrothermale Matte kann positioniert sein, um unter dem Rand des Fahrzeugsitzes zu liegen, und ausgelegt sein, Wärme durch den Rand zu erfassen, egal ob der Rand aus Stoff oder Leder ist. Die hydrothermale Matte erhält Wärmeinformationen über eine Rückseite des Insassen. Das Wärmesensorsystem kann auch eine Infrarot-Kamera umfassen, die mit dem Fahrzeug in einer solchen Position gekoppelt ist, dass sie den Insassen scannt, während er im Fahrzeugsitz sitzt. In einem weiteren Beispiel kann die Infrarot-Kamera mit dem Fahrzeug an einem solchen Ort gekoppelt sein, dass sie den Insassen scannt, bevor er auf dem Fahrzeugsitz sitzt. Eine Schnittstelle zum Vorsehen eines derartigen Scans und Ausrichten des Insassen während des Scans kann die Faurecia SMARTFIT^®-Technologie sein.
Automobilsensorsysteme können verwendet werden, um die Fahrzeugleistung zu erfassen und zu überwachen, welche die Motorleistung und -diagnose, den Reifendruck und die Sicherheit umfasst. Zusätzliches Interesse hat sich für die Verwendung anderer Typen von Automobilsensorsystemen entwickelt, um bestimmte Aspekte des Endverbraucher-Fahrerlebnisses zu überwachen und zu verstärken. Beispielsweise wurde die Automobil-Sitzsensortechnologie angewendet, um es solchen Systemen zu ermöglichen, Autofahrer zu identifizieren, Automobilsicherheit zu bieten, die Kindersicherheit zu verstärken und dgl.
Hinsichtlich Automobil-Sitzsensorsystemen liefern viele Systeme begrenzte Informationen in Bezug auf (i) Umwelt- und/oder physiologische Parameter von Insassen, und (ii) die Insassensitzumgebung und/oder Autoinnenraumumgebung. Ferner können bestimmte Sensoren innerhalb solcher Systeme darin begrenzt sein, dass viele Sensoren mühevoll in das Sitzsystem zu integrieren sind und schwierig an der Person des Insassen im Sitz anzubringen sind. Beispielsweise können bestimmte Systeme erfordern, dass Sensoren physisch an der Haut des Insassen angebracht werden, um physiologische Zustände oder Konditionen zu detektieren. Andere Systeme erfordern, dass Insassen spezifisch hergestellte Kleidung tragen, welche die Sensoren enthält, die für eine physiologische Detektion notwendig sind. Außerdem berücksichtigen physiologische Datensätze, die von herkömmlichen Sensorsystemen erzeugt werden, die Daten nicht adäquat, die von mehreren und manchmal verschiedenen Typen von Sensoren erzeugt werden, welche Teil eines Sitzsensorsystems sein können.
Demgemäß besteht ein Bedarf an einem Sitzsensorsystem, das flexibel zu verwenden ist und in der Lage ist, verschiedenen Arten von Insassen aufzunehmen. Das Sitzsensorsystem sollte fähig sein, bestimmte physiologische Parameter durch eine oder mehrere Schichten Kleidung zu detektieren. Das Sitzsensorsystem sollte auch Daten kombinieren, die von mehreren Sensoren erzeugt werden, um eine robustere physiologische Messung eines Insassen vorzusehen.
Obwohl bestimmte beispielhafte Ausführungsformen in der vorhergehenden detaillierten Beschreibung präsentiert wurden, gibt es eine große Anzahl von Variationen. Die beispielhafte Ausführungsform oder Ausführungsformen, die hier beschrieben werden, sollen den Umfang, die Anwendbarkeit oder Auslegung der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise einschränken. Verschiedene Änderungen können an der Funktion und Anordnung von Elementen vorgenommen werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung und den rechtlichen Äquivalenten davon abzuweichen.
Verschiedene andere Ausführungsformen und verschiedene Änderungen und Modifikationen der offenbarten Ausführungsform(en) sind für Fachleute ersichtlich. Insbesondere können alle oben beschriebenen Merkmale, Alternativen und/oder Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung miteinander kombiniert werden, wenn nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist, sofern sie nicht inkompatibel sind oder andere ausdrücklich gegenseitig ausschließen. Alle derartigen anderen Ausführungsformen, Änderungen und Modifikationen sollen in den Schutzbereich der beigeschlossenen Ansprüche fallen.

Claims

Fahrzeugsitz-Sensorsystem zur Detektion und Verarbeitung physiologischer Parameter, umfassend: einen Fahrzeugsitz, der ausgelegt ist, einen Insassen aufzunehmen, wenigstens einen Oxymetriesensor, der in einen ersten Teil des Sitzes integriert ist, wobei der Oxymetriesensor ausgelegt ist, zwischen mehreren Lichtwellenlängen zur Ausstrahlung zu einem Insassenbereich oberhalb einer Fläche des Fahrzeugsitzes umzuschalten oder aus diesen auszuwählen, und ein Steuersystem, das mit dem Oxymetriesensor wirkgekoppelt ist, wobei das Steuersystem Signale verarbeitet, die von dem wenigstens einen Oxymetriesensor erzeugt werden, um einen Grad der Sauerstoffsättigung für den Insassen zu bestimmen.
Fahrzeugsitz-Sensorsystem nach Anspruch 1, bei welchem der Grad der Sauerstoffsättigung verarbeitet wird, um wenigstens eines von Pulswellenlaufzeit, Blutdruck, Atmung, Atmungsrate und Atmungstiefe des Insassen zu bestimmen.
Fahrzeugsitz-Sensorsystem nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem der Oxymetriesensor umfasst: eine Fotodetektorstufe, die ausgelegt ist, vom Insassen reflektierte Lichtmengen zu detektieren, eine Verarbeitungsstufe, die mit der Fotodetektorstufe wirkgekoppelt ist, zur Verarbeitung von Signalen, die von der Fotodetektorstufe detektiert werden, wobei wenigstens ein Teil der verarbeiteten Signale verwendet wird, um eine oder mehrere der mehreren Lichtwellenlängen zur Ausstrahlung umzuschalten oder auszuwählen, und eine Lichtemissionsstufe, die mit der Verarbeitungsstufe wirkgekoppelt und ausgelegt ist, Licht zur Ausstrahlung zum Insassenbereich zu emittieren.
Fahrzeugsitz-Sensor nach Anspruch 3, bei welchem die Verarbeitungsstufe ausgelegt ist, eine Spektralanalyse an wenigstens einigen der mehreren Lichtwellenlängen zyklisch durchzuführen und vorzunehmen, um wenigstens eine optimale Wellenlänge zur Bestimmung des Grads der Sauerstoffsättigung zu bestimmen.
Fahrzeugsitz-Sensor nach Anspruch 3 oder 4, bei welchem die Lichtemissionsstufe wenigstens eine LED-Bank umfasst, die im Lichtbereich von 850 nm bis 950 nm betreibbar ist.
Fahrzeugsitz-Sensor nach einem der Ansprüche 3 bis 5, bei welchem die Lichtemissionsstufe ferner wenigstens eine LED-Bank umfasst, die im Lichtbereich von 600 nm bis 1100 nm betreibbar ist.
Fahrzeugsitz-Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem das Steuersystem ausgelegt ist, Signale durch das Transformieren und Filtern elektrischer Signale zu verarbeiten, die vom Insassen empfangen werden.
Fahrzeugsitz-Sensorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend wenigstens einen Elektrokardiogramm-(EKG-)Sensor, der in einen zweiten Teil des Sitzes integriert ist, wobei der EKG-Sensor mit dem Steuersystem wirkgekoppelt ist.
Fahrzeugsitz-Sensorsystem nach Anspruch 8, bei welchem das Steuersystem Signale verarbeitet, die vom EKG-Sensor erzeugt werden, um wenigstens eines von Herzrate, Herzratenvariabilität, Stressbelastung, Pulswellenlaufzeit und Blutdruck des Insassen zu bestimmen.
Fahrzeugsitz-Sensorsystem nach Anspruch 8 oder 9, bei welchem das Steuersystem ausgelegt ist, Herzschläge über eine Schwellen- und Spitzendetektion der Signale zu bestimmen, die vom EKG-Sensor erzeugt werden.
Fahrzeugsitz-Sensorsystem nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei welchem das Steuersystem ausgelegt ist, die Zuverlässigkeit von Signalen, die vom EKG-Sensor erzeugt werden, zu bestimmen, indem wenigstens eine vorgenommen wird von einer Spitzenanalyse an den Ausgängen, quadratischen Mittelwertbildung an Ausgängen zur Bestimmung stärkerer Signale, und Rauschabstandsanalyse an den Ausgängen zur Bestimmung zuverlässigerer Signale.
Fahrzeugsitz-Sensorsystem nach einem der Ansprüche 8 bis 11, bei welchem das Steuersystem ausgelegt ist, die Herzratenvariabilität zu bestimmen durch ein Transformieren von Signalen, die vom EKG-Sensor erzeugt werden, um ein Herzratenvariabilitätsspektrum zu bilden, und ein Bestimmen eines Verhältnisses hoher Frequenzen zu niedrigeren Frequenzen im Spektrum.
Fahrzeugsitz-Sensorsystem nach Anspruch 12, bei welchem das Verhältnis hoher Frequenzen zu niedrigeren Frequenzen ausgedrückt wird durch LF / (LF+HF) .
Fahrzeugsitz-Sensorsystem nach Anspruch 12 oder 13, bei welchem das Steuersystem ausgelegt ist, eine Stressbelastung auf der Basis eines zweiten Verhältnisses hoher Frequenzen zu niedrigeren Frequenzen im Spektrum zu bestimmen.
Fahrzeugsitz-Sensorsystem nach Anspruch 14, bei welchem das zweite Verhältnis hoher Frequenzen zu niedrigeren Frequenzen ausgedrückt wird durch
Fahrzeugsitz-Sensorsystem nach einem der Ansprüche 7 bis 15, bei welchem das Steuersystem ausgelegt ist, die Signale, die vom EKG-Sensor und Oxymetriesensor erzeugt werden, zu kombinieren, um Pulswellenlaufzeit und Blutdruck zu bestimmen.
Verfahren zum Detektieren und Verarbeiten physiologischer Parameter von einem Fahrzeugsitz-Sensorsystem, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Auslegen wenigstens eines Oxymetriesensors, der in einen ersten Teil eines Fahrzeugsitzes integriert ist, zwischen mehreren Lichtwellenlängen zur Ausstrahlung zu einem Insassenbereich oberhalb einer Fläche des Fahrzeugsitzes umzuschalten oder aus diesen auszuwählen, Empfangen von Signalen vom wenigstens einen Oxymetriesensor, und Detektieren eines Grads der Sauerstoffsättigung in einem Steuersystem für den Insassen im Fahrzeugsitz auf der Basis der empfangenen Signale.
Verfahren nach Anspruch 17, ferner umfassend den Schritt eines Verarbeitens der detektierten Grade der Sauerstoffsättigung in einem Steuersystem, um wenigstens eines von Pulswellenlaufzeit, Blutdruck, Atmung, Atmungsrate und Atmungstiefe des Insassen zu bestimmen.
Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, ferner umfassend die Schritte: Auslegen wenigstens eines Elektrokardiogramm-(EKG-)Sensors, der in einem zweiten Teil des Fahrzeugsitzes integriert ist, elektrische Signale vom Insassen zu empfangen, und Empfangen von Signalen vom wenigstens einen EKG-Sensor.
Verfahren nach Anspruch 19, ferner umfassend die Schritte eines Verarbeitens der empfangenen Signale vom EKG-Sensor in einem Steuersystem, um wenigstens eines von Herzrate, Herzratenvariabilität, Stressbelastung, Pulswellenlaufzeit und Blutdruck des Insassen zu bestimmen.
Verfahren zum Detektieren und Verarbeiten physiologischer Parameter von einem Fahrzeugsitz-Sensorsystem, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Auslegen wenigstens eines Oxymetriesensors, der in einen ersten Teil eines Fahrzeugsitzes integriert ist, zwischen mehreren Lichtwellenlängen zur Ausstrahlung zu einem Insassenbereich oberhalb einer Fläche des Fahrzeugsitzes umzuschalten oder daraus auszuwählen, Empfangen von Signalen vom wenigstens einen Oxymetriesensor, Auslegen wenigstens eines Elektrokardiogramm-(EKG-)Sensors, der in einem zweiten Teil des Fahrzeugsitzes integriert ist, elektrische Signale vom Insassen zu empfangen, Empfangen von Signalen vom wenigstens einen EKG-Sensor, und Verarbeiten der empfangenen Signale vom wenigstens einen Oxymetriesensor und wenigstens einen EKG-Sensor in einem Steuersystem, um (i) einen Grad der Sauerstoffstättigung für den Insassen und/oder (ii) wenigstens eines von Herzrate, Herzratenvariabilität, Stressbelastung, Pulswellenlaufzeit und Blutdruck des Insassen zu bestimmen.
Fahrzeugsitz, welcher umfasst: einen Sitzboden, eine Sitzrücklehne, die mit dem Sitzboden gekoppelt und eingerichtet ist, sich in einer Richtung nach oben vom Sitzboden weg zu erstrecken, und ein Elektroniksystem, das ausgelegt ist, Mittel zum Erfassen eines physiologischen Attributs eines Insassen, der auf dem Fahrzeugsitz sitzt, durch vom Insassen getragene Kleidung vorzusehen, so dass eine vorherbestimmte Aktion als Reaktion auf das physiologische Attribut, das vom Elektroniksystem detektiert wird, getroffen werden kann.
Fahrzeugsitz nach Anspruch 22, bei welchem das Elektroniksystem ein Elektrokardiogramm-(EKG-)System umfasst, das mit dem Fahrzeugsitz gekoppelt ist, um elektrische Signale im Insassen durch die Kleidung des Insassen hindurch zu erfassen und die elektrischen Signale in eine Herzrate des Insassen umzuwandeln.
Fahrzeugsitz nach Anspruch 23, bei welchem das EKG-System mit der Sitzrücklehne gekoppelt und ausgelegt ist, elektrische Signale durch den Torso des Insassen zu erfassen.
Fahrzeugsitz nach Anspruch 22 oder 23, bei welchem das Elektroniksystem ferner ein Oxymetriesystem umfasst, das mit dem Fahrzeugsitz gekoppelt ist, um Sauerstoff im Blut des Insassen durch die Kleidung des Insassen hindurch zu erfassen und den erfassten Sauerstoffgehalt in eine Atmungsrate umzuwandeln.
Fahrzeugsitz nach Anspruch 25, bei welchem das Oxymetriesystem mit dem Sitzboden gekoppelt und ausgelegt ist, Sauerstoff im Blut des Insassen durch die Beine des Insassen zu erfassen.