DE112022003103T5 - Systeme und Verfahren zum Erkennen von Windschutzscheibenrissen - Google Patents

Systeme und Verfahren zum Erkennen von Windschutzscheibenrissen Download PDF

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Jonathan Mailoa
Georgy Samsonidze
Charles Tuffile
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Abstract

Es werden Systeme und Verfahren zum Erkennen eines Risses in einer Kraftfahrzeugwindschutzscheibe und zum Warnen eines Benutzers davor offenbart. Dies kann es dem Benutzer ermöglichen, den Riss zu reparieren, bevor der Benutzer ansonsten den Riss möglicherweise durch eigene visuelle Untersuchung erkennt. Die Windschutzscheibe kann mit Emittern, die dafür konfiguriert sind, Signale (z. B. Schall, Licht usw.) auszusenden, und entsprechenden Detektoren, die dafür konfiguriert sind, die ausgesendeten Signale zu erkennen, versehen sein. Es können Signalprofile oder -signaturen gespeichert sein, die normale Messungen darstellen, wenn kein Riss vorliegt. Bei Erkennen einer Signalsignatur, die von den gespeicherten normalen Signalsignaturen abweicht, kann das System den Benutzer über einen möglichen Riss in der Windschutzscheibe benachrichtigen. Das System kann auch die Stelle des Risses bestimmen, basierend worauf die Detektoren eine Änderung des erkannten Signals erkennen.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft Systeme und Verfahren zum Erkennen von Windschutzscheibenrissen.
  • Stand der Technik
  • Kraftfahrzeugwindschutzscheiben sind für ein sicheres Fahren entscheidend und erfordern ein Material, das sowohl robust als auch transparent ist. Häufig sind zusätzliche Merkmale zum Verhindern eines Blendens durch die Sonne (z. B. Polarisation, Beschichtungen usw.) und Beschlagens (z. B. Heizung) vorhanden und kommen zu den Kosten einer Windschutzscheibe hinzu.
  • Eine hauptsächliche Bruchstelle einer Kraftfahrzeugwindschutzscheibe tritt auf, wenn ein Gegenstand, wie Geröll oder ein Stein, auf die Windschutzscheibe aufschlägt. Dies gilt insbesondere beim Fahren mit schneller Geschwindigkeit auf Autobahnen. Diese Risiken sind auf unbefestigten Straßen oder beim Fahren hinter Baufahrzeugen, die möglicherweise Kies oder dergleichen transportieren, sogar noch größer. Solche Gegenstände, die auf die Windschutzscheibe aufschlagen, können bewirken, dass Risse, angeschlagene Stellen oder dergleichen auf der Windschutzscheibe erscheinen. Andere Ursachen für Risse schließen extreme Temperaturschwankungen, Hagel, von Bäumen fallende Fremdkörper (z. B. Nüsse) und sogar Golfbälle oder Baseballbälle ein. Risse können klein und sogar vom Inhaber/Fahrer des Kraftfahrzeugs unbemerkt beginnen. Im zeitlichen Verlauf können die Risse jedoch auf Grund von Temperatur- oder Druckschwankungen größer werden.
  • Risse in der Windschutzscheibe sind nicht nur kosmetisch unansehnlich, sondern auch gefährlich, da sie die Sicht einschränken und zu einem größeren Schaden führen können, sofern das Fahrzeug später in einen Unfall verwickelt wird. Es ist daher wichtig, Windschutzscheibenrisse möglichst früh zu beseitigen.
  • Kurzdarstellung
  • In einer Ausführungsform wird ein System zum Erkennen eines Risses in einer Kraftfahrzeugwindschutzscheibe und zum Benachrichtigen eines Benutzers darüber bereitgestellt. Das System schließt eine Mehrzahl von Emittern ein, die sich in einem ersten Bereich einer Windschutzscheibe befinden und dafür konfiguriert sind, zumindest über einen Abschnitt der Windschutzscheibe Signale auszusenden. Das System schließt eine Mehrzahl von Detektoren ein, die sich in einem zweiten Bereich der Windschutzscheibe befinden und dafür konfiguriert sind, die Signale zu erkennen, nachdem sie über den Abschnitt der Windschutzscheibe ausgesendet worden sind. Das System schließt mindestens einen Prozessor ein, der an einen internen Speicher gekoppelt und dafür programmiert ist, (i) eine Mehrzahl von Signalsignaturen in den internen Speicher zu speichern, wobei die Signalsignaturen Qualitäten der von den Emittern ausgesendeten Signale darstellen, wie sie von den Detektoren erkannt wurden, (ii) die Mehrzahl von Emittern anzuweisen, ein neues Signal über den Abschnitt der Windschutzscheibe auszusenden, (iii) eine Signalsignatur des neuen Signals mit den in dem Speicher gespeicherten Signalsignaturen zu vergleichen, und (iv) als Reaktion darauf, dass die Signalsignatur des neuen Signals von den in dem internen Speicher gespeicherten Signalsignaturen abweicht, einen Benutzer über einen Riss in der Windschutzscheibe zu benachrichtigen.
  • In einer Ausführungsform wird ein Verfahren zum Erkennen eines Risses in einer Windschutzscheibe und zum Benachrichtigen eines Benutzers betreffend den Riss bereitgestellt. Das Verfahren umfasst: Aussenden einer ersten Mehrzahl von Signalen über zumindest einen Abschnitt der Windschutzscheibe aus sich in einem ersten Bereich der Windschutzscheibe befindenden Emittern; Erkennen der ersten Mehrzahl von Signalen über sich in einem zweiten Bereich der Windschutzscheibe befindende Detektoren; Verarbeiten der ersten Mehrzahl von Signalen, die von den Detektoren empfangen werden, um erste Signalsignaturen abzuleiten; Speichern der ersten Signalsignaturen in dem internen Speicher; Aussenden einer zweiten Mehrzahl von Signalen aus den Emittern; Erkennen der zweiten Mehrzahl von Signalen über die Detektoren; Verarbeiten der zweiten Mehrzahl von Signalen, die von den Detektoren empfangen wurden, um zweite Signalsignaturen abzuleiten; Vergleichen der zweiten Signalsignaturen mit den ersten Signalsignaturen; und Benachrichtigen eines Benutzers betreffend ein Vorliegen eines Risses in der Windschutzscheibe als Reaktion darauf, dass die zweite Signalsignatur von den ersten Signalsignaturen abweicht.
  • In einer Ausführungsform wird ein System zum Erkennen eines Risses in einer Kraftfahrzeugwindschutzscheibe und zum Benachrichtigen eines Benutzers darüber bereitgestellt. Das System schließt eine Windschutzscheibe mit einer Schicht aus einem transparenten leitfähigen Oxid (Transparent Conducting Oxide, TCO) ein. Das System schließt eine Gruppe von elektrischen Kontakten ein, die entlang des TCO angeordnet und dafür konfiguriert ist, eine Spannung oder einen Strom zwischen diesen zu erkennen, wobei die elektrischen Kontakte innerhalb der Windschutzscheibe elektrisch zusammengeschaltet sind. Das System schließt mindestens einen Prozessor ein, der programmiert ist, um eine Änderung der Spannung oder des Stroms zwischen mindestens zwei der elektrischen Kontakte zu erkennen; ein Vorliegen eines Risses in der Windschutzscheibe basierend auf der Änderung der Spannung oder des Stroms zu bestimmen; und eine Stelle des Risses in der Windschutzscheibe basierend auf einer entsprechenden Stelle der mindestens zwei der elektrischen Kontakte zu bestimmen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
    • 1 ist eine schematische Darstellung einer Windschutzscheibe und eines zugeordneten Systems zum Erkennen von Rissen in der Windschutzscheibe gemäß einer Ausführungsform.
    • 2 ist eine schematische Darstellung von ausgesendeten Wellen, die über die Windschutzscheibe geschickt werden, um Risse in dieser zu erkennen, gemäß einer Ausführungsform.
    • 3 ist eine schematische Querschnittsdarstellung der Windschutzscheibe mit in dieser reflektiertem Licht, um Risse optisch zu erkennen, gemäß einer Ausführungsform.
    • 4 ist eine schematische Darstellung eines Beispiels für einen akustischen Sensor, in diesem Fall ein elektroaktives Polymer (EAP), gemäß einer Ausführungsform.
    • 5 ist eine schematische Darstellung der Windschutzscheibe, die eine Gruppe von Elektroden zum Erkennen von Rissen über einen elektrischen Widerstand veranschaulicht, gemäß einer Ausführungsform.
    • 6 ist ein Beispiel für eine Signaländerung in den Elektroden während der Erkennung eines Risses gemäß einer Ausführungsform.
    • 7 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeug-Cloud-(V2C)-Kommunikationssystems gemäß einer Ausführungsform.
    • 8 ist ein schematisches Schaubild einer Interaktion zwischen einer computergesteuerten Maschine und einem Steuerungssystem gemäß einer Ausführungsform.
    • 9 ist ein schematisches Schaubild eines Trainingssystems zum Trainieren eines Klassifikators gemäß einer Ausführungsform.
    • 10 veranschaulicht ein Ablaufdiagramm eines Rechenverfahrens zum Erkennen eines Risses in der Windschutzscheibe und zum Warnen eines Benutzers davor gemäß einer Ausführungsform.
  • Ausführliche Beschreibung
  • Hier werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen nur Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgerecht; einige Merkmale könnten übertrieben oder minimiert sein, um Einzelheiten von besonderen Komponenten zu zeigen. Daher sollen hier offenbarte spezielle strukturelle und funktionelle Einzelheiten nicht als beschränkend gedeutet werden, sondern nur als eine repräsentative Grundlage, um einem Fachmann zu lehren, die Ausführungsformen auf verschiedenartige Weise einzusetzen. Wie der durchschnittliche Fachmann verstehen wird, können verschiedene Merkmale, die mit Bezug auf irgendeine der Figuren veranschaulicht und beschrieben werden, mit Merkmalen kombiniert werden, die in einer oder mehreren anderen Figuren veranschaulicht sind, um Ausführungsformen zu ergeben, die nicht ausdrücklich veranschaulicht oder beschrieben sind. Die Kombinationen von veranschaulichten Merkmalen bieten repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale in Übereinstimmung mit der Lehre dieser Offenbarung könnten jedoch für besondere Anwendungen oder Implementierungen gewünscht sein.
  • Es wird in dieser Offenbarung auf Risse in Kraftfahrzeugwindschutzscheiben Bezug genommen. Es sollte selbstverständlich sein, dass ein „Riss“ in vielen verschiedenen Formen, Arten und Größen vorkommen kann. Wenn es nicht anders angegeben ist, sollte der Begriff „Riss“ nicht auf nur eine bestimmte Art von sichtbarem Schaden an der Windschutzscheibe begrenzt sein. Übliche Arten von Rissen in Windschutzscheiben schließen angeschlagene Stellen, Krater, hufeisenförmige Risse, sternförmige Risse, runde Risse, eine gerade Linie und spinnwebenartige Risse ein. Diese Arten von Schäden an Windschutzscheiben werden häufig durch Fremdkörper (z. B. Steine) verursacht, die mit hohen Kräften oder Geschwindigkeiten mit der Windschutzscheibe in Berührung kommen. Es sollte selbstverständlich sein, dass hier Bezugnahmen auf einen „Riss“ mindestens diese Arten von Schäden abdecken sollen.
  • Kraftfahrzeugwindschutzscheiben sind für ein sicheres Fahren wichtig. Sie müssen transparent, aber auch stark genug sein, um einem Schaden bei einem Aufprall mit externen Gegenständen standzuhalten. Eine hauptsächliche Bruchstelle einer Kraftfahrzeugwindschutzscheibe tritt auf, wenn ein Gegenstand, wie Geröll oder ein Stein, auf die Windschutzscheibe aufschlägt. Dies gilt insbesondere beim Fahren mit schneller Geschwindigkeit auf Autobahnen. Diese Risiken sind auf unbefestigten Straßen oder beim Fahren hinter Baufahrzeugen, die möglicherweise Kies oder dergleichen transportieren, sogar noch größer. Solche Gegenstände, die auf die Windschutzscheibe aufschlagen, können das Auftreten von Rissen auf der Windschutzscheibe verursachen.
  • Risse in der Windschutzscheibe können klein beginnen und sind häufig mit dem bloßen Auge nicht erkennbar. Selbst wenn sie sichtlich erkennbar sind, können Risse an einer Stelle auf der Windschutzscheibe ihren Ursprung haben, auf die der Fahrer oder Fahrgast nicht oft genug blickt, um wahrzunehmen, dass der Riss vorhanden ist. Wenn der Riss nicht bald repariert wird, kann dieser größer werden, was weiter die Erscheinung und Sicherheit der Windschutzscheibe verschlechtert. Außerdem sind größere Risse typischerweise teurer in der Reparatur. Einige Risse können so groß werden, dass sie ein Ersetzen der gesamten Windschutzscheibe nötig machen. Es ist unerlässlich, den Riss möglichst früh zu erkennen und zu reparieren.
  • Daher werden gemäß verschiedenen hier offenbarten Ausführungsformen Systeme und Verfahren zum Erkennen eines Risses in der Windschutzscheibe und zum Benachrichtigen eines Benutzers darüber bereitgestellt. Ein Beispiel für ein System 10 zum Erkennen eines Risses in der Windschutzscheibe ist in 1 veranschaulicht. Eine Windschutzscheibe ist im Allgemeinen bei 12 gezeigt und weist einen Riss 14 auf. Während der Riss 14 in 1 sichtbar ist, sollte es selbstverständlich sein, dass dies nur Veranschaulichungszwecken dienen kann; in Wirklichkeit kann der Riss 14 so klein sein, dass er für einen Insassen oder Fahrer des Fahrzeugs nicht sichtbar ist oder von diesem nicht bemerkt wird. Der Riss kann bis zu 0,1 Millimeter (mm) klein oder bis zu 50 Zentimeter (cm) groß sein. Bei bestimmten Ausführungsformen ist das System dafür konfiguriert, einen Riss zwischen 0,1 mm und 30 cm zu erkennen. Auch kann die Stelle des Risses 14 variieren und ist nicht nur auf die in 1 gezeigte Stelle begrenzt.
  • Das System 10 schließt einen oder mehrere Emitter 16, die sich auf einer Seite der Windschutzscheibe 12 befinden, und einen oder mehrere Detektoren 18, die sich auf einer entgegengesetzten Seite der Windschutzscheibe befinden, ein. Die Emitter 16 und Detektoren 18 können sich auf entgegengesetzten lateralen Seiten der Windschutzscheibe 12, zum Beispiel angrenzend an die A-Säule des Fahrzeugs, befinden. Zugeordnete Drähte und elektrische Verbindungsstücke können innerhalb der oder angrenzend an die A-Säule auf einer oder jeder Seite der Windschutzscheibe 12 angeordnet sein. In einer anderen Ausführungsform liegen die Emitter 16 und Detektoren 18 jeweils auf beiden Seiten der Windschutzscheibe 12, so dass jede Seite der Windschutzscheibe sowohl einen Emitter 16 als auch einen Detektor 18 einschließt. Die Emitter 16 und Detektoren 18 können auch an den oberen oder unteren Grenzen der Windschutzscheibe 12 liegen. Kurz gesagt können sich die Emitter 16 und Detektoren 18 an jeder Stelle um den Umfang der Windschutzscheibe befinden, oder bei manchen Ausführungsformen können die Detektoren innerhalb der Windschutzscheibe liegen, wie es weiter unten beschrieben wird.
  • Die Emitter 16 und/oder die Detektoren 18 können mit einem Prozessor 20 verbunden sein. Der Prozessor 20 kann auch im Allgemeinen als ein Controller bezeichnet werden und kann eines oder mehrere von einem Prozessor oder Controller sein, der nicht nur in der Lage ist, die Emitter 16 zu steuern, sondern Informationen von den Detektoren zu empfangen, die Informationen zu verarbeiten und Anweisungen auszugeben, um dem Fahrer als Reaktion auf einen bestimmten Riss in der Windschutzscheibe eine Benachrichtigung zu senden. In dieser Offenbarung können sich die Begriffe „Controller“ und „System“ auf Prozessorhardware (gemeinsam genutzt, dediziert oder als Gruppe), die einen Code ausführt, und auf Speicherhardware (gemeinsam genutzt, dediziert oder als Gruppe), die den von der Prozessorhardware ausgeführten Code speichert, beziehen oder Teil davon sein oder diese einschließen. Der Code ist dafür konfiguriert, die Merkmale des Controllers und der Systeme, die hier beschrieben sind, bereitzustellen. In einem Beispiel kann der Controller einen Prozessor, einen internen Speicher und einen nichtflüchtigen externen Speicher einschließen. Der Prozessor kann eine oder mehrere Vorrichtungen einschließen, die ausgewählt sind aus Mikroprozessoren, Mikrocontrollern, digitalen Signalprozessoren, Mikrocomputern, Zentraleinheiten, feldprogrammierbaren Gatteranordnungen, programmierbaren logischen Vorrichtungen, Zustandsmaschinen, Logikschaltungen, analogen Schaltungen, digitalen Schaltungen oder beliebigen anderen Vorrichtungen, die, basierend auf durch Computer ausführbare Anweisungen, die im internen Speicher enthalten sind, (analoge oder digitale) Signale manipulieren. Der interne Speicher kann eine einzelne Speichervorrichtung oder eine Mehrzahl von Speichervorrichtungen einschließen, einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt, eines Direktzugriffspeichers („RAM“), eines flüchtigen internen Speichers, eines nichtflüchtigen internen Speichers, eines statischen Direktzugriffspeichers („SRAM“), eines dynamischen Direktzugriffspeichers („DRAM“), eines Flash-Speichers, eines Cache-Speichers oder einer beliebigen anderen Vorrichtung, die in der Lage ist, Informationen zu speichern. Der nichtflüchtige externe Speicher kann eine oder mehrere dauerhafte Datenspeichervorrichtungen einschließen, wie eine Festplatte, ein optisches Laufwerk, ein Bandlaufwerk, eine nichtflüchtige Festkörpervorrichtung oder eine beliebige andere Vorrichtung, die in der Lage ist, Informationen dauerhaft zu speichern. Der Prozessor kann dafür konfiguriert sein, in den internen Speicher einzulesen und vom Computer ausführbare Anweisungen auszuführen, die ein oder mehrere Softwareprogramme integrieren, die in dem nichtflüchtigen externen Speicher enthalten sind. Programme, die in dem nichtflüchtigen externen Speicher enthalten sind, können ein Betriebssystem oder eine Anwendung einschließen oder Teil von diesem/dieser sein und können von Computerprogrammen kompiliert oder übersetzt sein, die unter Verwendung einer Vielfalt von Programmiersprachen und/oder Technologien erzeugt wurden, einschließlich ohne Beschränkung, und entweder alleine oder in Kombination, Java, C, C++, C#, Objective C, Fortran, Pascal, Java Script, Python, Perl und PL/SQL. Die vom Computer ausführbaren Anweisungen der Programme können dafür konfiguriert sein, bei Ausführung durch den Prozessor den Fahrzeuginhaber oder - bediener über ein Vorliegen eines Risses in der Windschutzscheibe zu informieren, so dass der Inhaber oder Bediener möglichst früh für eine zügige Reparatur auf den Riss aufmerksam gemacht wird.
  • Implementierungen des Gegenstands und der Operationen, die in dieser Schrift beschrieben sind, können in einer digitalen elektronischen Schaltungsanordnung oder in Computersoftware, die auf einem greifbaren Medium, Firmware oder Hardware ausgeführt wird, implementiert werden, einschließlich der in dieser Schrift offenbarten Strukturen und ihren strukturellen Äquivalenten, oder in Kombinationen aus einem oder mehreren davon. Implementierungen des in dieser Schrift beschriebenen Gegenstands können als ein oder mehrere Computerprogramme implementiert werden, die in einem greifbaren Medium integriert sind, d. h. ein oder mehrere Module von Computerprogrammanweisungen, die zur Ausführung durch eine Datenverarbeitungseinrichtung oder zum Steuern der Operation von dieser verschlüsselt sind. Ein Computerspeichermedium kann eine computerlesbare Speichervorrichtung, ein computerlesbares Speichersubstrat, eine Direkt- oder Seriellzugriffsspeichergruppe oder -vorrichtung oder eine Kombination aus einem oder mehreren davon sein. Das Computerspeichermedium kann auch eine oder mehrere separate Komponenten oder Medien sein oder darin eingeschlossen sein (z. B. mehrere CDs, Festplatten oder andere Speichervorrichtungen). Das Computerspeichermedium kann greifbar und nicht vorübergehend sein.
  • Ein Computerprogramm (auch als Programm, Software, Softwareanwendung, Skript oder Code bekannt) kann in beliebiger Form einer Programmiersprache geschrieben sein, einschließlich kompilierter Sprachen, übersetzter Sprachen, deklarativer Sprachen und prozeduraler Sprachen, und das Computerprogramm kann in beliebiger Form eingesetzt werden, einschließlich als eigenständiges Programm oder als Modul, Komponente, Subroutine, Objekt oder eine andere zur Verwendung in einer Rechenumgebung geeignete Einheit. Ein Computerprogramm kann, aber muss nicht, einer Datei in einem Dateisystem entsprechen. Ein Programm kann in einem Teil einer Datei, die andere Programme oder Daten enthält (z. B. ein oder mehrere in einem Markup-Language-Dokument gespeicherte Skripte), in einer für das betreffende Programm dedizierten Einzeldatei oder in mehreren koordinierten Dateien (z. B. Dateien, die ein oder mehrere Module, Bibliotheken, Subprogramme oder Codeteile speichern), gespeichert sein. Ein Computerprogramm kann eingesetzt werden, um auf einem Computer oder mehreren Computern ausgeführt zu werden, die sich an einem Ort oder über mehrere Orte verteilt befinden und durch ein Kommunikationsnetz miteinander verbunden sind.
  • Die Prozesse und Logikflüsse, die in dieser Schrift beschrieben sind, können durch einen oder mehrere programmierbare Prozessoren durchgeführt werden, der/die ein oder mehrere Computerprogramme ausführt/ausführen, um Aktionen durch Arbeiten an Eingabedaten und Erzeugen von Ausgabedaten durchzuführen. Die Prozesse und die Logikflüsse können auch durch eine Speziallogikschaltungsanordnung, z. B. einen FPGA (Field Programmable Gate Array) oder einen ASIC (Application Specific Integrated Circuit), durchgeführt werden und eine Einrichtung kann auch als diese implementiert werden. Eine solche spezielle Schaltung kann als Computerprozessor bezeichnet werden, auch wenn es sich nicht um einen Allzweckprozessor handelt.
  • Der Prozessor 20 kann mit einem zugeordneten Fahrzeugsendeempfänger zum Übermitteln und Empfangen von Daten und Befehlen von einem entfernten Server (z. B. der Cloud) in Kommunikation stehen, wie es nachstehend weiter beschrieben wird. Der Prozessor 20 und/oder der zugeordnete Controller ist dafür konfiguriert, die Emitter 16 zu bedienen, über Detektoren 18 die von den Emittern 16 ausgesendeten Signale zu erkennen, die zugeordneten Signale von den Detektoren 18 zu verarbeiten und zugeordnete Warnungen oder Informationen an den Inhaber des Fahrzeugs betreffend das Vorliegen eines Risses in der Windschutzscheibe basierend auf den verarbeiteten Informationen zu senden. Als solches kann der Prozessor 20 mit einer zugeordneten Eingabe/Ausgabe-(E/A)-Schnittstelle 21 in Kommunikation stehen, die dafür konfiguriert ist, die Benachrichtigung über das Vorliegen des Risses anzuzeigen. Nicht einschränkende Beispiele für eine E/A- Schnittstelle 21 schließen eine Fahrzeuganzeige, ein Fahrzeug-Infotainmentsystem, eine mobile Vorrichtung wie ein Smartphone, akustische Vorrichtungen wie Fahrzeuglautsprecher und dergleichen ein. Die an den Benutzer gesendete Benachrichtigung betreffend das erkannte Vorliegen eines Risses kann ohne Einschränkung per SMS, E-Mail, Telefonanruf, Push-Nachricht über das Smartphone oder die Smartwatch oder Leuchten oder Töne direkt innerhalb des Fahrzeugs erfolgen.
  • Der Prozessor kann Softwareanwendungen, Daten und/oder Befehle, die über eine lokale Netzschnittstelle innerhalb des Fahrzeugs übertragen werden, empfangen und ausführen. Der Prozessor kann auch unabhängig lokal gespeicherte Anwendungen ausführen. In anderen Ausführungsformen ist das System 10 jedoch in der Lage, die Daten, wie sie von den Detektoren 18 erkannt wurden, an einen entfernten Server, wie die Cloud, zu kommunizieren, wie es in einer Ausführungsform nachstehend beschrieben wird. Als solches kann der Prozessor 20 an einen Sendeempfänger 23 angeschlossen sein, der für eine drahtgebundene und/oder drahtlose Kommunikation konfiguriert ist (z. B. einen Wi-Fi-Sendeempfänger, einen Bluetooth-Sendeempfänger, einen Mobilfunksendeempfänger, einen Satelliten-Sendeempfänger, einen GPS- oder SPS-Empfänger usw.). Der Sendeempfänger 23 kann eine Sendeempfängerschaltungsanordnung einschließen, die dafür konfiguriert ist, Informationen (z. B. Daten von den hier offenbarten Sensoren) zu übertragen und/oder zu empfangen, und kann eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle (z. B. Bluetooth, Wi-Fi, Wi-Fi Direkt, Long-Term Evolution (LTE) Direkt usw.) einschließen, wie einen drahtlosen Sendeempfänger und zugeordnete Hardware (z. B. eine HF-Antenne, ein MODEM, einen Modulator und/oder Demodulator usw.).
  • Im Allgemeinen kann das System gemäß einer Ausführungsform wie folgt arbeiten. Mit Bezug auf 2 kann eine Gruppe von Emittern 16 Signale oder Wellen 22 aussenden, die von einer entsprechenden Gruppe von Detektoren 18 zu erkennen sind. Die Signale oder Wellen können optische Signale, akustische Signale, elektrische Signale und dergleichen sein, wie es nachstehend weiter beschrieben wird. Im normalen Betrieb ohne Risse in der Windschutzscheibe verbreiten sich die Signale von den Emittern 16 und werden von den Detektoren 18 auf normale Weise erkannt. Mit anderen Worten sind die von den Detektoren 18 empfangenen Signale im zeitlichen Verlauf gleichbleibend. Die Muster der Signale oder Signalsignaturen, die von den Detektoren 18 empfangen werden, können als „normaler“ Betrieb trainiert oder gespeichert sein. Bei Vorliegen eines Risses 14 wird/werden jedoch ein oder mehrere der Signale verzerrt, was bei der Welle 24 gezeigt ist. Die Detektoren 18 erkennen diesen anormalen Zustand in den empfangenen Signalen und der Prozessor kann den Fahrer entsprechend vor dem Vorliegen des Risses 14 gemäß den hier bereitgestellten Lehren warnen.
  • 3 veranschaulicht eine Ausführungsform der Emitter; in diesem Beispiel sind die Emitter Lichtemitter 30. Die Lichtemitter 30 können eine oder mehrere Lichtquellen, wie eine Leuchtdiode (LED), einschließen, die Licht mit bestimmten Wellenlängen (z. B. Infrarot) aussenden, die vom menschlichen Auge nicht erkennbar sind. Die Lichtemitter 30 können sich auf einer lateralen Seite der Windschutzscheibe 12 befinden. Entsprechende Lichtdetektoren 32 können sich auf der entgegengesetzten lateralen Seite der Windschutzscheibe 12 befinden und sind dafür konfiguriert, das von den Lichtemittern 30 ausgesendete Licht zu erkennen oder abzufühlen. Die Lichtdetektoren 32 können zum Beispiel einen oder mehrere Photowiderstände oder Photodioden einschließen.
  • Aus den Lichtemittern 30 ausgesendetes Licht 34 kann innerhalb der Windschutzscheibe 12 reflektiert werden, bis es an den Lichtdetektoren 32 empfangen und von diesen erkannt wird. In einer Ausführungsform sind die Ausrichtung und der Winkel der Lichtemitter 30 derart, dass das Licht 34 durch innere Totalreflexion (TIR) innerhalb der Windschutzscheibe 12 wandern kann; die Lichtemitter senden Licht in einem Winkel aus, der kleiner als der kritische Winkel der Windschutzscheibe 12 ist. Dies bewirkt, dass die ausgesendeten Lichtwellen vollständig innerhalb der Grenzen der Windschutzscheibe reflektiert werden, wo sie von den Detektoren 32 auf der anderen Seite der Windschutzscheibe 12 erkannt werden können. Der Prozessor und der zugeordnete interne Speicher, der mit den Detektoren 32 verbunden ist, können die von den Detektoren 32 erkannte Lichtsignatur in den internen Speicher speichern, wodurch die einer nicht gebrochenen Windschutzscheibe zugeordneten Lichtsignaturen erlernt werden. Mit anderen Worten kann das System mit einer „Grundlinie“ versehen werden, die darstellt, wie eine Lichtsignatur, die abgefühlt wird, unter normalen Bedingungen aussieht. Durch das Vorliegen eines Risses in der Windschutzscheibe 12 wird das Licht in einer Weise gestreut, die die von den Detektoren 32 erkannte Lichtsignatur stört. Sofern das Muster von Licht oder Lichtsignatur, das von den Detektoren 32 erkannt wird, um einen bestimmten Schwellenwert von der erstellten Grundlinie abweicht, kann das System bestimmen, dass ein Riss in der Windschutzscheibe 12 vorliegt.
  • Ein Vorteil dieses Systems besteht darin, dass auf Grund der inneren Totalreflexion, die in der Windschutzscheibe 12 stattfindet, das Lichtsignal von weniger Rauschen beeinflusst wird, das ansonsten durch Schmutz oder Regen auf der Außenfläche der Windschutzscheibe verursacht werden kann. Da das Licht innerhalb der Windschutzscheibe reflektiert bleibt, haben Störungen von außerhalb der Windschutzscheibe keine Auswirkung auf das Muster des von den Detektoren 32 erkannten Lichts auf eine Weise, die bewirken würde, dass das System versehentlich ein Signal ausgibt, das einen Riss in der Windschutzscheibe 12 anzeigt.
  • Eine optische Erkennung von Rissen kann auch unter Verwendung einer Kamera ausgeführt werden. Insbesondere kann eine innerhalb des Fahrzeugs montierte Kamera während des Betriebs Bilder der Windschutzscheibe erfassen, zum Beispiel in konstanten oder gegebenen Zeitintervallen. Die Kamera kann die gleiche Kamera sein, die auch verwendet wird, um die Straße für autonomes Fahren zu verfolgen. Der angeschlossene Prozessor kann die Bilder im zeitlichen Verlauf vergleichen, und sofern Verzerrungen in der Windschutzscheibe vorliegen, kann das System den Fahrer vor einem möglichen Riss in der Windschutzscheibe warnen. Dieses System kann unter Verwendung der hier als Beispiel beschriebenen Lehren in einer Maschinenlernumgebung genutzt werden.
  • In einer anderen Ausführungsform erfolgt die Risserkennung akustisch. Die Emitter 16 können einen oder mehrere akustische Emitter einschließen, und die Detektoren 18 können einen oder mehrere akustische Detektoren oder Rezeptoren einschließen. Wiederum können die akustischen Emitter und akustischen Detektoren um den Umfang der Windscheibe platziert werden. Die akustischen Emitter und akustischen Detektoren können dafür konfiguriert sein, den Schall einer gegebenen Frequenz auszusenden und zu erkennen. In einer Ausführungsform liegt die Frequenz zwischen 10 und 100 Hertz (Hz). Dies kann zu typischen Frequenzen eines Kraftfahrzeugmotors passen. Sofern sich ein Riss auf der Windschutzscheibe 12 bildet, wird der Schall auf eine Weise verstreut, die nicht einer unbeschädigten Windschutzscheibe entspricht. Mit anderen Worten können die Schalldetektoren an den Prozessor und den zugeordneten internen Speicher gekoppelt sein, wodurch das System mit einer erstellten Grundlinie einer Schallsignatur, wie sie von den Detektoren erkannt wird, lernen oder programmiert werden kann; das Vorliegen eines Risses bewirkt, dass das von den Schalldetektoren erkannte Signal von der erstellten Grundlinie abweicht, wodurch das System veranlasst wird, an den Benutzer eine Warnung vor dem Vorliegen eines Risses auszugeben.
  • Das System kann auch einen an die Windschutzscheibe und den Prozessor gekoppelten Temperatursensor einschließen. Dies ermöglicht eine Korrektur der temperaturbedingten Schwankungen in den empfangenen Schallsignalen. Die Temperatur der Windschutzscheibe kann bewirken, dass sich der von den Detektoren erkannte Schall im Vergleich zu der erstellten Grundlinie ändert. Daher kann das System durch Verwendung eines Temperatursensors kompensiert werden, so dass, wenn sich die Schallsignatur mit sich ändernden Temperaturen unterscheidet, das System in der Lage ist, diese Erkenntnis zu berücksichtigen. Zusätzlich oder alternativ zu dem an die Windschutzscheibe gekoppelten Temperatursensor kann das System bereits existierende Temperatursensoren im Fahrgastraum oder atmosphärische (externe) Temperatursensoren verwenden. Es kann eine Nachschlagetabelle verwendet werden, die eine bestimmte Schallsignatur mit einer gegebenen Temperatur als die erstellte Grundlinien-Schallsignatur für eine unbeschädigte Windschutzscheibe korreliert.
  • In einer anderen Ausführungsform sind die akustischen Sensoren über die Windschutzscheibe in einem Muster angeordnet, ähnlich wie bei der in 5 veranschaulichten Ausführungsform, die nachstehend weiter beschrieben wird. Jeder akustische Sensor kann eine Gruppe von elektroaktiven Polymeren (EAP) sein, die bei mechanischen akustischen Störungen eine Spannungsänderung erzeugt, die dann von einem entsprechenden Spannungssensor erkannt werden kann. Beispiele für in der EAP-Gruppe verwendete Materialien würden Silikon, Polyurethan, Acrylat, Kohlenwasserstoff, Kautschuk, Olefincopolymer, Polyvinylidenfluoridcopolymer, Fluorelastomer, Styrolcopolymer und klebendes Elastomer einschließen. Jede EAP-Gruppe kann von der in der US-Patentanmeldung Nr. 16/897,929 mit dem Titel „SYSTEME ZUR WASSERENTKALKUNG“ offenbarten Struktur sein, die hier durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen ist. Die EAPs können innerhalb der Windschutzscheibe eingebettet sein, sich z. B. innerhalb der Außenflächen der Windschutzscheibe befinden.
  • 4 veranschaulicht ein Beispiel für eine EAP-Gruppe 40, die zur akustischen Erkennung eines Windschutzscheibenrisses verwendet werden kann. Jede EAP-Gruppe 40 kann innerhalb oder neben der Windschutzscheibe platziert sein, so dass Schallwellen, die sich durch die Windschutzscheibe übertragen, von der EAP-Gruppe 40 erkannt werden. Jede EAP-Gruppe 40 schließt eine EAP-Schicht 42 (z. B. ein elektroaktives Polymer) ein, die sich zwischen einer ersten Elektrode 44 und einer zweiten Elektrode 46 befindet. Die EAP-Schicht 42 kann eine Dicke in einem Bereich von 10 µm bis 100 µm aufweisen. Zusätzlich kann jede von der ersten und zweiten Elektrode 44 und 46 eine Dicke in einem Bereich von 100 nm bis 1 µm aufweisen. Die Abmessungen (d. h. Größe und Dicke) und die kristallinen Strukturen der EAP-Schicht 42 können dafür geeignet sein, Ultraschallschwingungsenergien gemäß Anwendungen der EAP-Gruppe 40 zu bieten. Die erste und die zweite Elektrode 44 und 46 können mit einer elektrischen Quelle (nicht gezeigt) in elektrischer Kommunikation stehen, so dass eine elektrische Spannung an die erste und die zweite Elektrode 44 und 46 angelegt werden kann. In einer Ausführungsform kann die elektrische Quelle ein elektrisches Gitter sein, das innerhalb oder neben der Windschutzscheibe verteilt ist. In einer anderen Ausführungsform kann die elektrische Quelle eine Batterie sein. In noch einer anderen Ausführungsform kann die elektrische Quelle drahtlos an die erste und die zweite Elektrode 44 und 46 gekoppelt sein. Mit Bezug auf die nachstehend beschriebene 5 können die EAP-Gruppen ähnlich wie die veranschaulichten und mit Bezug auf diese Figur beschriebenen Elektroden in einem Muster über die Windschutzscheibe verteilt sein.
  • Die EAP-Schicht 42 der EAP-Gruppe 40 kann mindestens einen EAP-Film einschließen. Der mindestens eine EAP-Film kann sich unter einem Einfluss einer an die erste und die zweite Elektrode 44 und 46 angelegten Spannung verformen (d. h. physische Änderungen der Größe und/oder Form). Die Verformung kann zur Erzeugung von Ultraschallschwingungsenergien führen. Das Entfernen der elektrischen Spannung kann anschließend dem mindestens einen EAP-Film ermöglichen, in einen Ursprungszustand zurückzukehren (d. h. ohne Verformung).
  • In einer anderen Ausführungsform können Risse in der Windschutzscheibe über Widerstandserkennung erkannt werden. Die Windschutzscheibe 12 kann mit einem transparenten leitfähigen Oxid (TCO) mit einer chemischen Formel beschichtet sein, wie MxZnO1+y (wobei M=AI und/oder Ga; x zwischen 0 und 1 liegt und y zwischen -1 und 1 liegt) oder MxTiO2+y (wobei M=Sb und/oder W; x zwischen 0 und 1 liegt und y zwischen -1 und 1 liegt) oder MxSnO2+y (wobei M=Sb, F und/oder In; x zwischen 0 und 1 liegt und y zwischen -1 und 1 liegt). Es können elektrische Kontakte innerhalb des oder neben dem TCO neben einer Außen- oder Innenfläche der Windschutzscheibe fein verteilt sein. Das TCO kann ähnlich wie bei der Veranschaulichung der hier offenbarten Elektroden und Drähte gemustert sein, an Stelle einer Beschichtung von TCO über die gesamte Windschutzscheibe. Das TCO-Muster kann an den Seiten der Windschutzscheibe an weiteren elektrischen Kontakten angebracht sein, die einen Spannungsunterschied zwischen den elektrischen Kontakten schaffen. Die Spannungs- oder Stromunterschiedsmessungen können zwischen zwei Punkten des TCO-Musters oder zwischen zwei Punkten an den Kanten der Windschutzscheibe erfolgen, die die Stelle des Risses identifizieren können. Die elektrischen Kontakte können zur Messung und Signalverarbeitung an den Prozessor gekoppelt sein. Die Messung von Spannung oder Strom kann zwischen den Kontakten abgenommen werden. Durch Verwendung eines transparenten leitfähigen Materials ist die Sicht des Fahrers nicht auf eine Weise behindert, wie herkömmliche Elektroden und Drähte die Sicht behindern können.
  • 5 veranschaulicht eine schematische Darstellung dieser Ausführungsform. Bezugnehmend auf 5 ist die Windschutzscheibe 12 mit einer Mehrzahl von elektrischen Kontakten 50 (z. B. Elektroden) ausgestattet, die durch die gesamte Windschutzscheibe 12 verteilt sind. Die Anzahl und Anordnung von elektrischen Kontakten 50 können variieren, und 5 ist nur eine schematische Darstellung einer Ausführungsform. Die elektrischen Kontakte 50 können über elektrische Leitungen 52 (z. B. Drähte) verbunden sein, die auch die elektrischen Kontakte 50 mit dem Prozessor (nicht gezeigt) verbinden. Die elektrischen Kontakte 50 können entlang der TCO-Beschichtung 54 angeordnet sein. Im Betrieb kann der Widerstand zwischen den elektrischen Kontakten 50 im Speicher als die erstellte Grundlinie der Windschutzscheibe 12 ohne Riss gespeichert sein. Wenn die Windschutzscheibe 12 von einem Aufprall getroffen wird und sich ein Riss 14 bildet, ändert sich der elektrische Widerstand zwischen den Elektroden in dem Bereich des Risses 14 im Vergleich zu der erstellten Grundlinie. Dies ist in 5 beispielhaft angegeben, wobei zwei Elektroden (gekennzeichnet mit „1“ und „2“) neben dem Riss 14 liegen. Der elektrische Widerstand zwischen diesen beiden Elektroden ändert sich im Wesentlichen stärker als jegliche Änderung des elektrischen Widerstands zwischen zwei anderen Elektroden, die von dem Riss 14 weiter entfernt sind. Dies ist in 6 beispielhaft angegeben, wobei ein oder mehrere elektrische Kontakte 50 in der Gruppe von elektrischen Kontakten eine Änderung des Signals relativ zu der erstellten Grundlinie aufweist. Als solches kann das System den Riss 14 orten. Der Prozessor kann die spezifischen elektrischen Kontakte identifizieren, die eine Änderung des elektrischen Widerstands erkennen, und dann auf den internen Speicher (z. B. eine Nachschlagetabelle) zugreifen, der die identifizierten Elektroden mit einer bestimmten Stelle auf der Windschutzscheibe korreliert. Der Prozessor und seine zugeordneten Systeme können wiederum den Fahrer über die Stelle des Risses 14 informieren, auf dessen Basis einige der Elektroden eine Störung des elektrischen Widerstands oder die größte Änderung des elektrischen Widerstands von allen der elektrischen Kontakte 50 erkennen. Dies ist besonders für kleinere Risse vorteilhaft, die vielleicht für den Fahrer mit bloßem Auge schwierig zu sehen sind, was es dem Fahrer ermöglicht, die Risse zügig zu identifizieren und den Riss zu reparieren oder zu beseitigen.
  • Die hier offenbarten Systeme können auf einer Cloudberechnung für das Offsite-Verarbeiten von Fahrzeugdaten von den Emittern und Detektoren und für entfernte Anweisungen, die zum Fahrzeug oder zu einem Benutzer betreffend das Vorliegen eines Risses in der Windschutzscheibe zurückgesendet werden, basieren. Die entfernte Verarbeitung ermöglicht auch bessere Maschinenlernfähigkeiten durch Verarbeitung von Daten aus einer Mehrzahl (z. B. tausenden) von Fahrzeugen. 7 ist eine schematische Veranschaulichung eines Systems 60 zur Verarbeitung von Daten an einem Offsite-Server (z. B. der Cloud 62), der kommunikativ mit einer Mehrzahl von Fahrzeugen 64 verbunden ist. Das System 60 kann als Fahrzeug-Cloud-(V2C)-System bezeichnet werden. Jedes Fahrzeug 64 hat ein Kommunikationssystem 66, einschließend, jedoch nicht darauf beschränkt, einen Prozessor (z. B. den Prozessor 20), einen Empfänger, einen Sendeempfänger (z. B. den Sendeempfänger 23), einen Sender und dergleichen, das in der Lage ist, Daten von den Detektoren 18 zu empfangen, die Daten (oder eine verarbeitete oder vorverarbeitete Form der Daten) an den Offsite-Server zu übertragen, woraufhin der Offsite-Server die Daten verarbeiten und entsprechende verarbeitete Daten oder Anweisungen (z. B. eine Anweisung, den Benutzer über einen Riss in der Windschutzscheibe zu benachrichtigen) zurück zum Kommunikationssystem 66 senden kann, um zu bewirken, dass eine Nachricht betreffend das Vorliegen eines Risses in der Windschutzscheibe angezeigt oder anderweitig an den Benutzer gesendet wird.
  • 8 veranschaulicht ein schematisches Diagramm einer Interaktion zwischen einer computergesteuerten Maschine 70 und einem Steuerungssystem 72 gemäß einer Ausführungsform. Die computergesteuerte Maschine 70 kann eines oder mehrere der Fahrzeuge (z. B. Fahrzeug 66) sein, das den hier beschriebenen Risserkennungssystemen unterliegt. Das Steuerungssystem 72 kann ein entfernter Server sein. Das Steuerungssystem 72 kann sich zumindest teilweise innerhalb der Cloud oder des entfernten Servers befinden. Das Steuerungssystem 72 kann sich vollständig an dem entfernten Server befinden, wobei die computergesteuerte Maschine 70 nur Daten zur Verarbeitung und Ausführung an den entfernten Server weitergibt und der entfernte Server wiederum basierend auf den verarbeiteten Daten Steuersignale an die computergesteuerte Maschine 70 weitergibt. Es sollte selbstverständlich sein, dass 8 nur eine schematische Veranschaulichung und nur ein Beispiel für eine mögliche Anordnung des Signalflusses ist. Dies soll nicht den Rahmen dieser Offenbarung einschränken, wenn es nicht ausdrücklich so angemerkt ist. Die computergesteuerte Maschine 70 und das Steuerungssystem 72 können sich jeweils innerhalb desselben Fahrzeugs befinden oder können zumindest teilweise einen Offsite-Server nutzen oder enthalten, wie die Cloud; 8 soll das System 10 nicht auf irgendeine Art von Anordnung der Datenerkennung, Berechnung und Steuerung beschränken.
  • Die computergesteuerte Maschine 70 schließt einen Sensor 73 und einen Stellantrieb 74 ein. Der Sensor 73 und der Stellantrieb 74 können sich innerhalb derselben physischen Einheit (z. B. dem Fahrzeug) befinden oder sich in verschiedenen physischen Einheiten befinden (z. B. der Sensor 73 innerhalb des Fahrzeugs, wobei der Stellantrieb 74 die mobile Vorrichtung des Benutzers ist). Der Sensor 73 kann einen oder mehrere der hier offenbarten Detektoren einschließen, wie den Detektor 18, die Elektrode 50 und dergleichen. Der Stellantrieb 74 kann einen oder mehrere Stellantriebe einschließen. Der Sensor 73 kann dafür konfiguriert sein, den abgefühlten Zustand in Sensorsignale 76 zu verschlüsseln und Sensorsignale 76 an das Steuerungssystem 72 entweder direkt oder indirekt über die hier offenbarten Kommunikationsmöglichkeiten zu senden.
  • Das Steuerungssystem 72 ist dafür konfiguriert, Sensorsignale 76 von der computergesteuerten Maschine 70 zu empfangen. Wie nachstehend angegeben wird, kann das Steuerungssystem 72 ferner dafür konfiguriert sein, Stellantriebssteuerbefehle 78 je nach den Sensorsignalen 76 zu berechnen und an den Stellantrieb 74 der computergesteuerten Maschine 70 Stellantriebssteuerbefehle 78 zu übertragen. In einem allgemeinen Beispiel ist das Steuerungssystem 72 dafür konfiguriert, einen Stellantriebssteuerbefehl 78 zu senden, der einen Stellantrieb 74 (z. B. eine Fahrzeuganzeige) informiert, eine Benachrichtigung basierend darauf anzuzeigen, dass eine Signalverarbeitung einen Riss in der Windschutzscheibe anzeigt; der Stellantrieb 74 würde wiederum die Benachrichtigung basierend auf dem Stellantriebssteuerbefehl 78 anzeigen. In einem anderen allgemeinen Beispiel schließt der Stellantrieb 74 ein System zum Senden von Benachrichtigungen und/oder zum Planen eines autorisierten Technikers ein, damit dieser das Fahrzeug wartet, um die Windschutzscheibe, die den Alarm verursacht hat, zu diagnostizieren und reparieren. Insbesondere kann der Stellantrieb 74 ein Planungsereignis einschließen, das für den Fahrzeuginhaber und/oder einen Service-Techniker erstellt wird, damit dieser zu dem Fahrzeug kommt. Dies führt dazu, dass Service-Techniker und Fahrzeuginhaber, noch bevor der Fahrzeuginhaber vielleicht visuell das Vorliegen eines Risses erkennt, über ein Problem benachrichtigt werden (z. B. einen Riss in der Windschutzscheibe).
  • Wie in 8 gezeigt ist, schließt das Steuerungssystem 72 eine Empfangseinheit 80 oder einen Empfänger ein. Die Empfangseinheit 80 kann dafür konfiguriert sein, Sensorsignale 76 von dem Sensor 73 zu empfangen (z. B. indirekt oder direkt von dem Sendeempfänger 23) und Sensorsignale 76 in Eingangssignale x umzuformen. In einer alternativen Ausführungsform werden Sensorsignale 76 direkt als Eingangssignale x ohne die Empfangseinheit 80 empfangen. Jedes Eingangssignal x kann ein Teil eines jeden Sensorsignals 76 sein. Die Empfangseinheit 80 kann dafür konfiguriert sein, jedes Sensorsignal 76 zu verarbeiten, um jedes Eingangssignal x zu erzeugen. Das Eingangssignal x kann Daten entsprechend den Signaturen der Signale, wie sie von dem Detektor 73 erkannt werden, einschließen.
  • Das Steuerungssystem 72 schließt einen Klassifikator 82 ein. Der Klassifikator 82 kann dafür konfiguriert sein, unter Verwendung eines Maschinenlern-(ML)-Algorithmus, wie eines neuronalen Netzes, Eingangssignale x in ein oder mehrere Label zu klassifizieren. In einer Ausführungsform ist der Klassifikator 82 dafür konfiguriert, Eingangssignale x unter Verwendung eines Risserkennungs-Maschinenlernmodells in ein oder mehrere Label zu klassifizieren. Der Klassifikator 82 ist dafür konfiguriert, durch Parameter θ parametrisiert zu sein. Die Parameter θ können in einem nichtflüchtigen externen Speicher 84 gespeichert und von diesem bereitgestellt werden. Der Klassifikator 82 ist dafür konfiguriert, anhand der Eingangssignale x Ausgangssignale y zu bestimmen. Jedes Ausgangssignal y schließt Informationen ein, die jedem Eingangssignal x ein oder mehrere Label zuordnen. Der Klassifikator 82 kann an die Umwandlungseinheit 86 Ausgangssignale y übertragen. Die Umwandlungseinheit 86 ist dafür konfiguriert, Ausgangssignale y in Stellantriebssteuerbefehle 78 umzuwandeln. Das Steuerungssystem 72 ist dafür konfiguriert, dem Stellantrieb 74 (entweder direkt oder indirekt zum Beispiel über den Sendeempfänger 23) Stellantriebssteuerbefehle 78 zu übertragen, wobei der Stellantrieb dafür konfiguriert ist, als Reaktion auf die Stellantriebssteuerbefehle 78 die computergesteuerte Maschine 70 zu betätigen. In einer anderen Ausführungsform ist der Stellantrieb 74 dafür konfiguriert, die computergesteuerte Maschine 70 direkt auf Ausgangssignalen y basierend zu betätigen. Als Beispiel kann der Klassifikator 82 dafür konfiguriert sein, basierend auf den hier offenbarten erlernten Modellen und Klassifikatoren Eingangssignale x entweder als „normal“ oder als „anormal“ zu klassifizieren. Zum Beispiel können erlernte Eingangssignale, die eine Sensorsignatur anzeigen, als normal klassifiziert werden, während Signalsignaturen, die um einen Schwellenwert von dem erlernten Standard abweichen, als anormal klassifiziert werden können. Wenn Eingangssignale als anormal klassifiziert werden, kann das System ein Ausgangssignal y senden, das eine Benachrichtigung oder Aktion bewirkt, um das mögliche Problem mit der Windschutzscheibe gemäß hier beschriebenen Ausführungsformen zu lösen.
  • Sensorsignale 76 können über den Sendeempfänger 23 gesendet werden, und es können von dem Sendeempfänger 23 Stellantriebssteuerbefehle 78 empfangen werden. Indessen kann das Steuerungssystem 72 seinen eigenen Sendeempfänger oder Empfänger (wie einschließlich der Empfangseinheit 80) zum Senden und Empfangen von Sensorsignalen 76 und Stellantriebssteuerbefehlen 78 aufweisen.
  • Bei Empfang von Stellantriebssteuerbefehlen 78 durch den Stellantrieb 74 ist der Stellantrieb 74 dafür konfiguriert, eine Aktion entsprechend dem verwandten Stellantriebssteuerbefehl 78 auszuführen. Der Stellantrieb 74 kann eine Steuerlogik einschließen, die dafür konfiguriert ist, Stellantriebssteuerbefehle 78 in einen zweiten Stellantriebssteuerbefehl umzuwandeln, der zur Steuerung des Stellantriebs 74 genutzt wird. In einer oder mehreren Ausführungsformen können Stellantriebssteuerbefehle 78 genutzt werden, um eine Anzeige an Stelle eines oder zusätzlich zu einem Stellantrieb zu steuern; der Stellantrieb kann bewirken, dass die E/A-Schnittstelle 21 eine Nachricht betreffend das Vorliegen des Risses anzeigt.
  • Wie in 8 gezeigt ist, schließt das Steuerungssystem 72 auch den Prozessor 88 und den internen Speicher 90 ein. Der Prozessor 88 kann einen oder mehrere Prozessoren einschließen. Der interne Speicher 90 kann eine oder mehrere Speichervorrichtungen einschließen. Der Klassifikator 82 (z. B. ML-Algorithmen, wie das Risserkennungs-Maschinenlernmodell) von einer oder mehreren Ausführungsformen kann durch das Steuerungssystem 72 implementiert sein, das einen nichtflüchtigen externen Speicher 84, den Prozessor 88 und den internen Speicher 90 einschließt.
  • Der nichtflüchtige externe Speicher 84 kann eine oder mehrere dauerhafte Datenspeichervorrichtungen einschließen, wie eine Festplatte, ein optisches Laufwerk, ein Bandlaufwerk, eine nichtflüchtige Festkörpervorrichtung, einen Cloud-Speicher oder eine beliebige andere Vorrichtung, die in der Lage ist, Informationen dauerhaft zu speichern. Der Prozessor 88 kann eine oder mehrere Vorrichtungen einschließen, die ausgewählt sind aus Hochleistungsrechensystemen (HPC), einschließlich Hochleistungskerne, Mikroprozessoren, Mikrocontroller, digitaler Signalprozessoren, Mikrocomputer, Zentraleinheiten, einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung, feldprogrammierbarer Gatteranordnungen, einer programmierbaren Logikschaltung, Zustandsmaschinen, analoger Schaltungen, digitaler Schaltungen oder beliebiger anderer Vorrichtungen, die Signale (analog oder digital) basierend auf durch Computer ausführbaren Befehlen, die im internen Speicher 90 enthalten sind, manipulieren. Der interne Speicher 90 kann eine einzelne Speichervorrichtung oder eine Reihe von Speichervorrichtungen einschließen, die einen Direktzugriffspeicher (RAM), einen flüchtigen internen Speicher, einen nichtflüchtigen internen Speicher, einen statischen Direktzugriffspeicher (SRAM), einen elektrisch löschbaren programmierbaren ROM (EEPROM), einen dynamischen Direktzugriffspeicher (DRAM), einen Flash-Speicher, einen Cache-Speicher oder eine beliebige andere Vorrichtung einschließen, die in der Lage ist, Informationen zu speichern, jedoch nicht darauf beschränkt sind.
  • Der Prozessor 88 kann dafür konfiguriert sein, in den internen Speicher 90 zu lesen und sich in dem nichtflüchtigen externen Speicher 84 befindliche, vom Computer ausführbare Anweisungen auszuführen, die einen oder mehrere Maschinenlernalgorithmen und/oder Methodologien von einer oder mehreren hier beschriebenen Ausführungsformen, wie das Risserkennungs-Maschinenlernmodell, darstellen. Der nichtflüchtige externe Speicher 84 kann ein oder mehrere Betriebssysteme und Anwendungen einschließen. Der nichtflüchtige externe Speicher 84 kann kompilierte und/oder übersetzte von Computerprogrammen speichern, die unter Verwendung einer Vielfalt von Programmiersprachen und/oder Technologien erzeugt wurden, einschließlich ohne Beschränkung, und entweder alleine oder in Kombination, Java, C, C++, C#, Objective C, Fortran, Pascal, Java Script, Python, Perl und PL/SQL. Der nichtflüchtige externe Speicher 84 und der interne Speicher 90 können allgemeiner als Speicher bezeichnet werden.
  • Bei Ausführung durch den Prozessor 88 können die durch den Computer ausführbaren Anweisungen des nichtflüchtigen externen Speichers 84 das Steuerungssystem 72 veranlassen, einen oder mehrere der Maschinenlernalgorithmen und/oder Methodologien, wie hier offenbart, zu implementieren. Der nichtflüchtige externe Speicher 84 kann auch Maschinenlerndaten (einschließlich Datenparameter) einschließen, die die Funktionen, Merkmale und Prozesse der einen oder mehreren hier beschriebenen Ausführungsformen unterstützen.
  • Der Programmcode, der die hier beschriebenen Algorithmen und/oder Methodologien darstellt, ist in der Lage, individuell oder gemeinsam als ein Programmprodukt in einer Vielfalt von verschiedenen Formen verteilt zu werden. Der Programmcode kann unter Verwendung eines computerlesbaren Speichermediums mit darin gespeicherten computerlesbaren Programmanweisungen verteilt sein, um einen Prozessor zu veranlassen, Aspekte von einer oder mehreren Ausführungsformen auszuführen. Computerlesbare Speichermedien, die an sich nicht vorübergehend sind, können flüchtige und nichtflüchtige, wechselbare und nicht wechselbare greifbare Medien, die durch ein beliebiges Verfahren oder eine beliebige Technologie zur Speicherung von Informationen, wie beispielsweise computerlesbare Anweisungen, Datenstrukturen, Programmmodule oder andere Daten, implementiert sind, einschließen. Computerlesbare Speichermedien können ferner RAM, ROM, einen löschbaren programmierbaren Festspeicher (EPROM), einen elektrisch löschbaren programmierbaren Festspeicher (EEPROM), einen Flash-Speicher oder eine andere Festkörperspeichertechnologie, einen tragbaren Compact-Disc-Festspeicher (CD-ROM) oder einen anderen optischen Speicher, Magnetkassetten, ein Magnetband, einen Magnetplattenspeicher oder andere magnetische Speichervorrichtungen oder ein beliebiges anderes Medium, das verwendet werden kann, um die gewünschten Informationen zu speichern, und welches von einem Computer gelesen werden kann, einschließen. Computerlesbare Programmanweisungen können auf einen Computer, eine andere Art von programmierbarem Datenverarbeitungsgerät oder eine andere Vorrichtung von einem computerlesbaren Speichermedium oder auf einen externen Computer oder eine externe Speichervorrichtung über ein Netz heruntergeladen werden.
  • In einem computerlesbaren Medium gespeicherte computerlesbare Programmanweisungen können verwendet werden, um einen Computer, andere Arten von programmierbaren Datenverarbeitungsgeräten oder andere Vorrichtungen zu steuern, so dass diese auf eine bestimmte Weise funktionieren, so dass die auf dem computerlesbaren Medium gespeicherten Anweisungen einen Herstellungsgegenstand erzeugen, einschließlich Anweisungen, die die in den Ablaufdiagrammen oder Schaubildern spezifizierten Funktionen, Aktionen und/oder Operationen implementieren. In bestimmten alternativen Ausführungsformen können die Funktionen, Aktionen und/oder Operationen, die in den Ablaufdiagrammen und Schaubildern spezifiziert sind, anders sortiert werden, seriell verarbeitet werden und/oder gleichzeitig in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen verarbeitet werden. Außerdem kann jedes der Ablaufdiagramme und/oder Schaubilder mehr oder weniger Knoten oder Blöcke einschließen, als die, die in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen veranschaulicht sind.
  • Die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen können ganz oder teilweise unter Verwendung von geeigneten Hardwarekomponenten ausgeführt werden, wie ASICs (anwendungsspezifische integrierte Schaltungen), FPGAs (Field Programmable Gate Arrays), Zustandsmaschinen, Controller oder andere Hardwarekomponenten oder Vorrichtungen, oder eine Kombination aus Hardware, Software und Firmware-Komponenten.
  • Im Allgemeinen werden der Klassifikator 82 und/oder das Windschutzscheibenrisserkennungs-Maschinenlernmodell trainiert, um eine Funktion zu erlernen, die eine präzise Korrelation zwischen Eingangswerten und Ausgangswerten bereitstellt. Zur Laufzeit verwendet der Maschinenlernautomat das in dem Maschinenlernmodell oder Klassifikator 82 verschlüsselte Wissen gegenüber Beobachtungsdaten, um Schlüsse, wie eine Diagnose oder eine Voraussage, herzuleiten. Es wird in Betracht gezogen, dass der Maschinenlernalgorithmus bekannte Maschinenlern-Klassifikationsalgorithmen einsetzen kann, wie lineare Klassifikatoren, Support-Vector-Maschinen, Entscheidungsbäume, Boosted Trees, Random Forest (Zufallswald), neuronale Netze oder Nearest Neighbour (Nächster Nachbar).
  • 9 veranschaulicht ein schematisches Diagramm eines Trainingssystems 100 zum Trainieren des Klassifikators 82 gemäß einer Ausführungsform. Die Trainingseinheit 102 ist dafür konfiguriert, Eingangssignale x zu bestimmen und Eingangssignale x an den Klassifikator 82 zu übertragen. In einer Ausführungsform ist die Trainingseinheit 102 dafür konfiguriert, auf den nichtflüchtigen externen Speicher 84 zuzugreifen, um einen Satz von dort gespeicherten Trainingsdaten X={(x1, y1), ... , (xn, yn)} zu erhalten. Der nichtflüchtige externe Speicher 84 speichert auch eine Verlustfunktion L. Der nichtflüchtige externe Speicher 84 kann auch einen Satz von klassenabhängigen zulässigen Störungen speichern. Ferner kann das Trainingssystem 100 einen Prozessor 88 und einen internen Speicher 90 einschließen. Der nichtflüchtige externe Speicher 84, der Prozessor 88 und der interne Speicher 90 können jeweils eine ähnliche Struktur sein oder einschließen, wie die vorstehend mit Bezug auf 8 beschriebenen Komponenten. Alternativ kann eines oder können mehrere von dem nichtflüchtigen externen Speicher 84, dem Prozessor 88 und dem internen Speicher 90 eine Einheit sein, die von der aus 8 verschieden ist, jedoch mit einer Struktur ähnlich wie die vorstehend beschriebenen Beispiele. Die Maschinenlernalgorithmen von einer oder mehreren Ausführungsformen können durch das Trainingssystem 100 implementiert werden, das einen nichtflüchtigen externen Speicher 84, den Prozessor 88 und den internen Speicher 90 einschließt.
  • Im Allgemeinen ist das Trainingssystem 100 dafür konfiguriert, den Maschinenlernalgorithmus (die Maschinenlernalgorithmen) mit Trainingsdaten zu versorgen, um aus diesen zu lernen. Die Trainingsdaten enthalten Mustereingangsdaten und eine korrekte Antwort (z. B. ein Ziel oder ein Zielattribut), wie Signalsignaturen entsprechend einer normalen Windschutzscheibe und andere Signalsignaturen entsprechend einer Windschutzscheibe mit einem Riss. Der Maschinenlernalgorithmus (die Maschinenlernalgorithmen) findet Muster in den Trainingsdaten, die die Eingangsdatenattribute auf dem Ziel abbilden, und gibt ein aktualisiertes Maschinenlernmodell aus, das diese Muster erfasst. In einer Ausführungsform wird das Risserkennungs-Maschinenlernmodell trainiert, indem es mit einer Mehrzahl von Datenläufen von einer Mehrzahl von Fahrzeugen oder Windschutzscheiben versorgt wird. Je mehr Datenläufe verfügbar gemacht werden, desto mehr Lerntechniken kann das Risserkennungs-Maschinenlernmodell anwenden, um Signalsignaturen, die einen „normalen Betrieb“ bedeuten, und andere Signalsignaturen, die „anormal“ bedeuten, zu assoziieren. Im Fall einer anormalen Bestimmung können die Stellantriebssteuerbefehle 78 gesendet werden.
  • Die Datenläufe, die in das System 100 eingegeben werden, können Daten einschließen, die jedem Fahrzeugfabrikat/-modell zugeordnet sind, dem der entsprechende Sensor zugeordnet ist. Über eine Mehrzahl von Fahrzeugen mit einem gemeinsamen Fabrikat/Modell würde das Risserkennungs-Maschinenlernmodell somit trainiert werden, um ein normales und ein anormales Verhalten der Windschutzscheiben eines jeden Fahrzeugfabrikats/-modells zu erkennen. Dies kann Schallsignaturen und -muster berücksichtigen, die über verschiedene Fahrzeugfabrikate/-modelle unterschiedlich sind.
  • Das Trainingssystem 100 ist dafür konfiguriert, eine robuste Trainingsprozedur P auszuführen, um eine Lösung oder eine ungefähre Lösung zu finden, um den Klassifikator f parametrisiert mit θ zu trainieren, so dass ein robuster Verlust mit Bezug auf θ minimiert ist. Die robuste Trainingsprozedur P kann ein asymmetrischer robuster Klassifikator sein, der dafür konfiguriert ist, durch das Trainingssystem 100 trainiert zu werden, indem eine robuste Verlustfunktion expandiert wird, um klassenseparabel zu sein. Dieses Training führt zu K verschiedenen robusten Verlustfunktionen, die über eine Partition der Trainingssätze über K verschiedene Klassen berechnet wurden. Die finalen Klassifikatorparameter können durch Auflösen für die Summe der K verschiedenen Verlustfunktionen über die Partition der Trainingssätze erhalten werden.
  • Im Allgemeinen kann das Risserkennungs-Maschinenlernmodell so trainiert werden, dass es Signalsignaturen (z. B. von Detektoren 18 oder Elektroden 50) erkennt, die so stark von der Norm abweichen, dass sie einen Riss in der Windschutzscheibe anzeigen. Der Betrag der Abweichung, der notwendig ist, um jegliche Warnungen für den Fahrer auszulösen, kann über das Maschinenlernmodell erlernt werden. Sobald eine anormale Sensorsignatur von dem Risserkennungs-Maschinenlernmodell erkannt wird, kann das System eine Benachrichtigung an den Fahrer über das Vorliegen eines Risses in der Windschutzscheibe gemäß den hier offenbarten Systemen bereitstellen.
  • Mehr noch als das Verwenden von Maschinenlernen kann das System dafür konfiguriert sein, unter Verwendung eines vom Menschen programmierten Algorithmus einen Riss in der Windschutzscheibe zu bestimmen. In einer Ausführungsform kann ein physisches Modell verwendet werden, um die Arten von erkannten Ereignissen (z. B. Uneinheitlichkeit in den Sensoren usw.) zu programmieren, die einem Riss zugeordnet werden würden. Dies kann mit einem auf einem Finite-Elemente-Verfahren (FEM) basierenden Computercode berechnet werden, der das erwartete Signal mit und ohne Riss in der Windschutzscheibe modelliert. Eine solche Berechnung kann unter Nutzung der integrierten Prozessoren und des internen Speichers an Bord oder auf einem entfernten Server (z. B. der Cloud) ausgeführt werden. In einer anderen Ausführungsform ist der Erkennungsalgorithmus dafür konfiguriert zu überwachen und aufzuzeichnen, wenn es eine plötzliche Änderung des Signals (z. B. der Spannung oder des Stroms, zum Beispiel festgestellt anhand der elektrischen Kontakte) von mehr als einem Schwellenwert (z. B. 5 %, 10 % usw.) seit der letzten Messung gibt. Eine solche Abweichung kann das System veranlassen, einen Riss in der Windschutzscheibe festzustellen.
  • Bei der Installation kann das System initialisiert werden, um die „normalen“ Messungen (das heißt ohne Riss in der Windschutzscheibe) für eine bestimmte Zeitlänge, wie eine Woche, zu erlernen. Dies kann über alle Autos eines spezifischen Fabrikats, Modells und Jahres einheitlich sein. Ferner können anonymisierte Daten der Cloud zugeführt werden. Zusätzlich kann, wenn ein Ereignis auftritt oder nachdem ein Riss repariert worden ist, der Benutzer oder Mechaniker einen Lernmodus aktivieren, um die neuen normalen Messungen zu erlernen. Danach können Messungen in einem gegebenen Zeitzyklus (z. B. jede Minute, Stunde oder jeden Tag) vorgenommen werden, um kontinuierlich auf einen Riss zu überprüfen.
  • 10 veranschaulicht ein Ablaufdiagramm eines Algorithmus, der von dem einem oder mehreren hier beschriebenen Prozessoren implementiert werden kann. Bei 110 wird eine Messung von einem oder mehreren der Sensoren 73 vorgenommen, die die hier beschriebenen Detektoren und/oder Elektroden einschließen können. Die Messungen von den Sensoren 73 können an einen entfernten Server, wie die Cloud, übertragen werden. Es können Daten organisiert oder gefiltert werden, so dass sie zum Beispiel pro Fahrzeugfabrikat/- modell abgerufen werden können. Dies ermöglicht es dem System, über das Training des Risserkennungs-Maschinenlernmodells eine „normale“ Windschutzscheibe ohne vorliegenden Riss zu erstellen. Ähnlich ermöglicht dies dem Maschinenlernmodell zu erkennen, ob ein Signal von einem oder mehreren der Sensoren 73 außerhalb der erstellten Norm liegt, was das System bei 112 veranlassen kann, einen Riss zu erkennen. Der Riss kann auf Grund einer von den Detektoren zum Beispiel auf Grund des Vorliegens des Risses in der Windschutzscheibe erkannten Änderung erkannt werden. Zum Beispiel können Schallwellen oder kann Licht auf Grund des Risses von deren normaler Bahn und Amplitude abweichen.
  • Sofern kein Riss erkannt wird - z. B. sofern die Auslesungen aus den Sensoren 73 Daten ausgeben, die innerhalb der erstellten normalen Betriebsmessungen, wie sie von dem Risserkennungs-Maschinenlernmodell bestimmt wurden, liegen - wartet das System einfach bei 114 bis zu einer nächsten Messung. Das System kehrt für eine weitere Messung zu 110 zurück.
  • Sofern ein Riss erkannt wird, sendet das System bei 116 eine Warnung an den Fahrer oder ein zugeordnetes Smartphone oder eine andere Vorrichtung des Benutzers, wie vorstehend beschrieben. Die Warnung kann durch SMS, E-Mail, einen Telefonanruf, eine Push-Benachrichtigung, ein Licht oder einen Ton am Armaturenbrett, ein Infotainmentsystem, eine Fahrzeuganzeige und dergleichen gesendet werden. Die Warnung kann auch an einen Techniker gesendet werden, wobei der Techniker über eine mögliche Reparatur oder zumindest eine Inspektion der Windschutzscheibe informiert wird. Die Warnung kann auch Informationen betreffend die Stelle des Risses, wie sie von den hier vorstehend beschriebenen Verfahren erkannt wird, einschließen.
  • Bei 118 kann ein Mechaniker die Windschutzscheibe bewerten und alle notwendigen Reparaturen vornehmen. Der Mechaniker kann dann das System zurücksetzen (z. B. über die E/A-Schnittstelle 21, OBD-II, usw.), so dass die Warnung entfernt und das Sensorsystem zurückgesetzt wird. Zu diesem Zeitpunkt kann das System neue Signale aussenden und die Signale über Detektoren erkennen, um sicherzugehen, dass die erkannten Signale wieder innerhalb der erstellten Norm liegen, so dass keine Warnung ausgelöst wird.
  • Die Lehren hier sind auf Kraftfahrzeugwindschutzscheiben, z. B. Windschutzscheiben von Autos, Lieferwagen, LKWs, Geländewagen und dergleichen anwendbar. Die Lehren hier können auch für die Luftfahrt (z. B. Flugzeugwindschutzscheiben), Motorräder (z. B. Motorradwindschutzscheiben oder Helmvisiere) und dergleichen anwendbar sein.
  • Während vorstehend beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurden, ist nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen beschreiben, die in den Ansprüchen enthalten sind. Die in der Beschreibung verwendeten Wörter sind eher beschreibende als einschränkende Wörter, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne das Wesen und den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen. Wie vorstehend beschrieben wurde, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden, die vielleicht nicht ausdrücklich beschrieben oder veranschaulicht wurden. Während verschiedene Ausführungsformen möglicherweise so beschrieben wurden, dass sie Vorteile bereitstellen oder gegenüber anderen Ausführungsformen oder Implementierungen des Stands der Technik in Bezug auf ein oder mehrere gewünschte Kennzeichen bevorzugt sind, wird der durchschnittliche Fachmann erkennen, dass bei einem oder mehreren Merkmalen oder Kennzeichen ein Kompromiss gewählt werden könnte, um gewünschte gesamte Systemattribute zu erhalten, die von der spezifischen Anwendung und Implementierung abhängen. Diese Attribute können unter anderem Kosten, Festigkeit, Haltbarkeit, Lebenszykluskosten, Verkehrsfähigkeit, Erscheinung, Verpackung, Größe, Wartbarkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, einfache Montage usw. umfassen. Von daher liegen Ausführungsformen, die als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Implementierungen des Stands der Technik in Bezug auf ein oder mehrere Kennzeichen beschrieben werden, nicht außerhalb des Schutzbereichs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 16897929 [0027]

Claims (20)

  1. System zum Erkennen eines Risses in einer Kraftfahrzeugwindschutzscheibe, wobei das System Folgendes umfasst: eine Mehrzahl von Emittern, die sich in einem ersten Endbereich einer Windschutzscheibe befinden und dafür konfiguriert sind, Signale über zumindest einen Abschnitt der Windschutzscheibe auszusenden; und eine Mehrzahl von Detektoren, die sich in einem zweiten Endbereich der Windschutzscheibe entgegengesetzt zu dem ersten Endbereich befinden, wobei die Detektoren dafür konfiguriert sind, die Signale zu erkennen, nachdem sie über den mindestens den Abschnitt der Windschutzscheibe übertragen worden sind.
  2. System nach Anspruch 1, ferner umfassend: mindestens einen Prozessor, der an einen internen Speicher gekoppelt und dafür programmiert ist: eine Mehrzahl von Signalsignaturen in den internen Speicher zu speichern, wobei die Signalsignaturen Qualitäten der von den Emittern ausgesendeten Signale darstellen, wie sie von den Detektoren erkannt werden, die Mehrzahl von Emittern anzuweisen, ein neues Signal über den Abschnitt der Windschutzscheibe auszusenden, eine Signalsignatur des neuen Signals mit den in dem internen Speicher gespeicherten Signalsignaturen zu vergleichen, und einen Benutzer über einen Riss in der Windschutzscheibe als Reaktion darauf zu benachrichtigen, dass die Signalsignatur des neuen Signals von den in dem internen Speicher gespeicherten Signalsignaturen abweicht.
  3. System nach Anspruch 2, wobei die Mehrzahl von Emittern entlang einer ersten Kante der Windschutzscheibe angeordnet ist und die Mehrzahl von Detektoren entlang einer zweiten Kante der Windschutzscheibe entgegengesetzt zu der ersten Kante angeordnet ist.
  4. System nach Anspruch 2, wobei die Mehrzahl von Emittern Lichtemitter sind, die dafür konfiguriert sind, Licht auszusenden, und wobei die Lichtemitter so ausgerichtet sind, dass das Licht durch interne Totalreflexion (Total Internal Reflexion, TIR) innerhalb der Windschutzscheibe wandert.
  5. System nach Anspruch 2, wobei die Mehrzahl von Detektoren eine Mehrzahl von elektrischen Kontakten einschließt, die in einer Gruppe durch den gesamten mindestens einen Abschnitt der Windschutzscheibe verteilt sind, wobei die elektrischen Kontakte elektrisch verbunden sind und wobei die elektrischen Kontakte dafür konfiguriert sind, eine Änderung der Spannung oder des Stroms an den elektrischen Kontakten zu erkennen.
  6. System nach Anspruch 5, wobei der mindestens eine Prozessor ferner dafür programmiert ist, eine Stelle des Risses zu erkennen, worauf basierend die elektrischen Kontakte die Änderung der Spannung oder des Stroms erkennen, und den Benutzer über die Stelle des Risses zu benachrichtigen.
  7. System nach Anspruch 5, wobei die Windschutzscheibe mit einem transparenten leitfähigen Oxid (Transparent Conducting Oxide, TCO) beschichtet ist und die elektrischen Kontakte des TCO entlang der Windschutzscheibe gemustert sind.
  8. System nach Anspruch 7, wobei das TCO mindestens eines der folgenden umfasst: MxZnO1+y, wobei M=AI und/oder Ga, x zwischen 0 und 1 liegt und y zwischen -1 und 1 liegt; MxTiO2+y, wobei M=Sb und/oder W, x zwischen 0 und 1 liegt und y zwischen - 1 und 1 liegt; und MxSnO2+y, wobei M=Sb, F und/oder In, x zwischen 0 und 1 liegt und y zwischen -1 und 1 liegt.
  9. System nach Anspruch 2, wobei der mindestens eine Prozessor ferner dafür programmiert ist, Signalsignaturen von einer Mehrzahl von Fahrzeugen in den internen Speicher zu speichern und die Signalsignatur des neuen Signals unter Verwendung eines Maschinenlernmodells basierend auf den Signalsignaturen von der Mehrzahl von Fahrzeugen zu klassifizieren.
  10. Verfahren zum Erkennen eines Risses in einer Windschutzscheibe und zum Benachrichtigen eines Benutzers betreffend den Riss, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Aussenden einer ersten Mehrzahl von Signalen über zumindest einen Abschnitt der Windschutzscheibe aus sich in einem ersten Bereich der Windschutzscheibe befindenden Emittern; Erkennen der ersten Mehrzahl von Signalen über sich in einem zweiten Bereich der Windschutzscheibe befindende Detektoren; Verarbeiten der ersten Mehrzahl von Signalen, die von den Detektoren empfangen werden, um erste Signalsignaturen abzuleiten; Speichern der ersten Signalsignaturen in dem internen Speicher; Aussenden einer zweiten Mehrzahl von Signalen aus den Emittern; Erkennen der zweiten Mehrzahl von Signalen über die Detektoren; Verarbeiten der zweiten Mehrzahl von Signalen, die von den Detektoren empfangen wurden, um zweite Signalsignaturen abzuleiten; Vergleichen der zweiten Signalsignaturen mit den ersten Signalsignaturen; und Benachrichtigen eines Benutzers betreffend ein Vorliegen eines Risses in der Windschutzscheibe als Reaktion darauf, dass die zweite Signalsignatur von den ersten Signalsignaturen abweicht.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Emitter optische Emitter sind, so dass die Schritte des Aussendens das Aussenden von Licht einschließen.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend das Ausrichten der optischen Emitter, so dass das Licht durch interne Totalreflexion (TIR) innerhalb der Windschutzscheibe wandert.
  13. Verfahren nach Anspruch 10, ferner umfassend: Anbringen der Emitter entlang einer ersten Kante der Windschutzscheibe; und Anbringen der Detektoren entlang einer zweiten Kante der Windschutzscheibe entgegengesetzt zu der ersten Kante.
  14. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Emitter akustische Emitter sind, so dass die Schritte des Aussendens das Aussenden von Schall einschließen.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Detektoren akustische Detektoren sind, wobei das Verfahren ferner das Einbetten der Detektoren in eine Gruppe in der gesamten Windschutzscheibe umfasst.
  16. Verfahren nach Anspruch 10, ferner umfassend: Anordnen der Detektoren in einer Gruppe durch die gesamte Windschutzscheibe; Bestimmen einer Stelle des Risses, basierend worauf die Detektoren die zweite Mehrzahl von Signalen entsprechend den zweiten Signalsignaturen erkennt, die von der ersten Mehrzahl von Signalsignaturen abweichen.
  17. Verfahren nach Anspruch 10, ferner umfassend: Speichern einer Mehrzahl von Signalsignaturen von einer Mehrzahl von Fahrzeugen in den internen Speicher; und Klassifizieren der zweiten Signalsignaturen unter Verwendung eines Maschinenlernmodells unter Verwendung der Mehrzahl von in dem internen Speicher gespeicherten Signalsignaturen.
  18. Verfahren nach Anspruch 10, ferner umfassend: Beschichten eines Abschnitts der Windschutzscheibe mit einem transparenten leitfähigen Oxid (TCO), wobei die Detektoren entlang des TCO angeordnet sind.
  19. System zum Erkennen eines Risses in einer Kraftfahrzeugwindschutzscheibe und zum Benachrichtigen eines Benutzers darüber, wobei das System Folgendes umfasst: eine Windschutzscheibe mit einer Schicht aus einem transparenten leitfähigen Oxid (TCO); eine Gruppe von elektrischen Kontakten, die entlang des TCO angeordnet und dafür konfiguriert ist, eine Spannung oder einen Strom zwischen diesen zu übertragen, wobei die elektrischen Kontakte innerhalb der Windschutzscheibe elektrisch zusammengeschaltet sind; und mindestens einen Prozessor, der programmiert ist, um: eine Änderung der Spannung oder des Stroms zwischen mindestens zwei der elektrischen Kontakte zu erkennen; ein Vorliegen eines Risses in der Windschutzscheibe basierend auf der Änderung der Spannung oder des Stroms zu bestimmen; und eine Stelle des Risses in der Windschutzscheibe basierend auf einer entsprechenden Stelle der mindestens zwei der elektrischen Kontakte zu bestimmen.
  20. System nach Anspruch 18, wobei das transparente leitfähige Oxid mindestens eines der folgenden umfasst: MxZnO1+y, wobei M=AI und/oder Ga, x zwischen 0 und 1 liegt und y zwischen -1 und 1 liegt; MxTiO2+y, wobei M=Sb und/oder W, x zwischen 0 und 1 liegt und y zwischen - 1 und 1 liegt; und MxSnO2+y, wobei M=Sb, F und/oder In, x zwischen 0 und 1 liegt und y zwischen -1 und 1 liegt.
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