IT201800009289A1 - Un apparato acustico per monitorare e rilevare la presenza di un soggetto all'interno di un autoveicolo - Google Patents

Description

Descrizione a corredo della domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo:

UN APPARATO ACUSTICO PER MONITORARE E RILEVARE LA PRESENZA

DI UN SOGGETTO ALL’INTERNO DI UN AUTOVEICOLO

Ambito dell’invenzione

La presente invenzione riguarda il settore tecnico relativo agli accessori per autoveicolo.

In particolare l’invenzione si riferisce ad un innovativo apparato che consente di non dimenticare accidentalmente un soggetto, ad esempio un bambino o un animale domestico, all’interno della propria autovettura anche in caso di un accesso di quest’ultimo non autorizzato.

Brevi cenni alla tecnica nota

Oggigiorno, purtroppo, non è raro sentire notizie che riguardano la morte di bambini, in quanto dimenticati accidentalmente all’interno dell’auto.

Purtroppo, per quanto possa sembrare improbabile, la cosa può accidentalmente capitare in modo più frequente di quanto si possa pensare. Infatti la vita frenetica e le preoccupazioni lavorative possono distrarre la persona che trasporta il bambino in auto al punto tale da recarsi ad esempio al lavoro dimenticando il bambino in auto.

La cosa ovviamente mette in forte pericolo di vita il bambino, soprattutto nei periodi estivi in cui la macchina, sotto al sole, diviene al passare delle ore un vero e proprio forno con temperature interne che possono tranquillamente superare i 50 °C.

Alcune soluzioni al problema si basano sull’uso di un sensore di peso predisposto nel seggiolone su cui viene alloggiato il bambino in auto.

E’ ad esempio noto il brevetto Italiano numero 0001408654, il quale descrive un sistema di rilevazione della presenza del bambino attraverso l’uso di un sensore di peso, che dunque rileva la presenza del bambino posto nel suo seggiolino all’interno dell’auto, ed un sensore che rileva la condizione di motore acceso o spento.

Tale soluzione è però indirizzata specificatamente a ai bambini che vengono predisposti volontariamente dal genitore sul seggiolino auto.

Purtroppo può accadere, però, che infanti (o bambini che dir si voglia) in età un po’ più avanzata, ad esempio quattro o cinque anni, possano introdursi volontariamente e per gioco nella macchina (magari quando questa è parcheggiata sotto casa all’interno di un giardino privato dell’abitazione) per poi rimanervi bloccati per molto tempo e con grave pericolo di vita.

Non in ultimo ci sono stati casi in cui i bambini sono rimasti imprigionati all’interno di scuolabus, perché addormentatisi durante il tragitto, o nel tentativo di fare uno scherzo che poi si è trasformato in tragedia.

Ulteriormente, anche l’introduzione accidentale o volontaria di un animale domestico quale un gatto o un cane, che ovviamente non può essere alloggiato su un seggiolino a sensore, può essere a rischio e le soluzioni attuali non contribuiscono a risolvere tale problema.

E’ dunque ancora non risolta e sentita l’esigenza di risoluzione di tale problema indirizzata a soggetti che, in modo volontario o involontario, si introducono in un abitacolo e dunque non necessariamente predisposti su seggioloni auto.

Ad esempio la problematica può esistere anche per persone anziane, disabili, in particolare persone adulte con problemi mentali (vedi ad esempio anziani malati di Alzheimer) che potrebbero introdursi volontariamente in auto rimanendovi pericolosamente bloccati all’interno.

In tutti questi casi, la soluzione a sensore sul seggiolino risulta ovviamente in una soluzione non funzionale.

Sintesi dell’invenzione

È quindi scopo della presente invenzione fornire un assieme che consente di risolvere, almeno in parte, i suddetti inconvenienti.

In particolare è scopo della presente invenzione fornire un assieme, e relativo metodo di funzionamento dello stesso, che consenta di rilevare la presenza di un soggetto all’interno dell’abitacolo di un veicolo, preferibilmente un bambino, in modo efficace e con una soluzione che risulti costruttivamente semplice, il tutto senza essere vincolato alla presenza di sensori di peso predisposti su un seggiolino auto.

Questi ed altri scopi sono dunque ottenuti con il presente assieme per rilevare la presenza di un soggetto, preferibilmente un bambino, all’interno dell’abitacolo di un veicolo motorizzato, ad esempio un’automobile, in accordo alla rivendicazione 1.

Tale assieme comprende:

- Almeno un primo elemento di acquisizione del suono (6) installabile in uso all’interno dell’abitacolo del veicolo, detto elemento di acquisizione del suono essendo atto a rilevare un suono;

- Almeno un secondo elemento di acquisizione del suono (5) installabile in uso all’esterno dell’abitacolo del veicolo, detto secondo elemento di acquisizione del suono essendo atto a rilevare un suono;

- Un’unità di elaborazione (10) configurata per ricevere il suono (A, A’, B) intercettato da detti primo e secondo elemento (5, 6) e programmata per elaborare una analisi di detto suono in modo tale da identificare un eventuale suono (B) la cui sorgente è interna all’abitacolo (2);

- Detta unità di elaborazione (10) inviando un segnale di comando per generare un allarme quando detto eventuale suono (B) interno supera una soglia prestabilita e, contestualmente, si ha il verificarsi di una o più condizioni operative predeterminate del veicolo su cui in uso detto assieme è operativo.

In questo modo sono agevolmente risolti tutti gli inconvenienti tecnici suddetti.

In particolare quando si individua un eventuale suono generato internamente dal veicolo, il sistema è in grado di analizzarne l’intensità ed incrociare tale dato con una o più condizioni operative del veicolo.

Nel caso di condizioni operative del veicolo definite di rischio e contestualmente rilevazione di un suono interno, ciò è indicativo della probabile presenza di un soggetto all’interno del veicolo e, dunque, partono gli allarmi.

Tale sistema funziona dunque attraverso la rilevazione ed analisi del suono ed è dunque svincolata dai classici sensori di peso. In tal modo risulta essere ampiamente funzionale.

Ulteriori vantaggi sono desumibili dalle rivendicazioni dipendenti.

Breve descrizione dei disegni

Ulteriori caratteristiche e i vantaggi del presente assieme e relativo metodo, secondo l’invenzione, risulteranno più chiaramente con la descrizione che segue di alcune sue forme realizzative, fatta a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni annessi, in cui:

- La figura 1 schematizza un auto e schematizza la presenza dei microfoni che vengono predisposti internamente ed esternamente all’abitacolo;

- La figura 2 schematizza sempre un abitacolo con i microfoni interni ed esterni e mostra il suono A proveniente dall’esterno dell’abitacolo e percepito dal microfono esterno e i suoni A’ e B interni all’abitacolo e percepiti dal microfono interno;

- La figura 3 schematizza in un grafico le intensità dei suoni;

- La figura 4 mostra un diagramma di flusso di funzionamento dell’invenzione.

Descrizione di alcune forme realizzative preferite La figura 1 schematizza dunque un veicolo, ad esempio una automobile.

L’automobile, come da arte nota, prevede un abitacolo interno 2 in cui sono posizionati i comandi di guida e i sedili per guidatore e passeggeri.

Ovviamente l’automobile di per se non è oggetto del brevetto e, dunque, si potrebbe avere qualsiasi tipo di auto senza per questo allontanarsi dall’invenzione.

In accordo all’invenzione, come da schematizzazione di figura 1, sono previsti dei sistemi di acquisizione del suono, ad esempio dei microfoni (5, 6).

Ad esempio uno o più microfoni 6 possono essere predisposti, dunque installati, all’interno dell’abitacolo.

L’esperto del ramo potrà liberamente selezionare punti convenienti di installazione tale per cui tali microfoni possano acquisire un suono.

Alla stessa maniera un predeterminato numero di microfoni 5 vengono installati all’esterno dell’abitacolo.

Lo scopo di utilizzare microfoni interni 6 all’abitacolo ed esterni 5 all’abitacolo è quello di poter determinare univocamente ed in modo piuttosto preciso un suono la cui sorgente proviene esclusivamente dall’interno dell’abitacolo.

In questo modo, per come chiarito nel seguito, è possibile verificare se vi è presenza di un soggetto (persona umana o animale) che è accidentalmente presente nell’abitacolo e che emette rumore nel tentativo di guadagnare l’uscita.

Sono necessari sia i microfoni interni all’abitacolo che quelli esterni all’abitacolo in quanto è necessario isolare il solo rumore che si genera prettamente dall’interno, cioè con sorgente interna all’abitacolo, per cui eliminando il suono proveniente dall’esterno ed identificabile come un disturbo.

Per fare questo, una tecnica può essere quella dell’utilizzo di microfoni interni ed esterni all’abitacolo, come di seguito descritto.

Se infatti si utilizzassero solo microfoni interni all’abitacolo questi certamente intercetterebbero un suono in cui è anche presente il suono proveniente dall’esterno dell’abitacolo, ad esempio rumori della strada quali altre autovetture, sirene, ecc.

Attraverso i microfoni interni ed esterni all’abitacolo si può fare una comparazione e si riesce di fatto ad estrapolare un suono originario dall’interno dell’autoveicolo e dunque ripulito dai rumori esterni.

In un’ipotesi semplicistica, supponendo che all’interno dell’abitacolo non vi sia nessuno, il suono percepito dai microfoni interni è sostanzialmente il suono proveniente dall’esterno ma attenuato dalle pareti dell’abitacolo che hanno certo fattore di attenuazione del suono dipendente dalla struttura dell’autoveicolo.

Ovviamente ogni parete avrà un suo valore di attenuazione.

Come dunque schematizzato in figura 2, diciamo dunque che il suono rilevato all’interno dai microfoni 6 ha una certa intensità A’, corrispondente al suono A ma attenuato di un certo fattore.

Il suono percepito invece dai microfoni esterni 5 ha una intensità maggiore ed uguale ad A.

Noto il fattore di attenuazione dovuto alle pareti dell’abitacolo, ed eventuali altri fattori che possono influenzare l’attenuazione stessa quali intensità sonora, frequenza sonora, si ricava che il suono esterno A è uguale al suono interno A’ a meno del fattore di attenuazione.

Questo principio di analisi del suono, di per se ben noto nello stato della tecnica in altri campi, consente dunque di comprendere se al suono esterno e a quello interno filtrato dall’attenuazione delle pareti si aggiunge una ulteriore sorgente di suono ad esempio emessa da un qualsiasi soggetto presente nell’abitacolo.

Con questa tecnica di confronto, dunque, si può determinare il suono percepito dai microfoni interni all’abitacolo e ripuliti del suono esterno o“rumore”.

Sempre la figura 2 mostra infatti il suono A’ che proviene dall’esterno ed il suono B che viene emesso da una sorgente interna all’abitacolo, ad esempio un bambino che è entrato nell’abitacolo ed è rimasto bloccato.

Il microfono 6, in una ipotesi semplificata, percepisce A’ e B mentre il microfono esterno 5 percepisce A.

Noti A ed A’ si può isolare il solo suono B, come schematizzato anche nel grafico di figura 3.

Tale tecnica di analisi del suono, per come detto, è comunque di per se nota per altri scopi e non oggetto specifico, da sola, di invenzione.

Questa che è stata descritta è una ipotesi semplificata in cui si considera che il suono B originato all’interno dell’abitacolo non attraversa verso l’esterno la parete. Per come detto, essendo di per se un’arte nota, non entreremo dunque ulteriormente nel dettaglio dei metodi e sistemi elettronici che riescono a ripulire i suoni da predeterminati rumori, potendo dunque l’esperto del ramo utilizzare il sistema che ritiene più idoneo e commercialmente disponibile.

Essa viene tuttavia utilizzata nell’assieme e nel metodo oggetto dell’invenzione.

Il sistema può rilevare, confrontare e gestire i segnali elettrici provenienti dai microfoni e quelli risultanti dal confronto con l’ausilio di circuiti prettamente elettronici o anche processori e/o altri dispositivi programmabili e che funzionano mediante apposito software.

Tecniche diverse di analisi del suono al fine di estrapolare una sorgente sonora interna all’abitacolo, isolandolo da altri rumori, possono dunque essere utilizzate.

In accordo all’invenzione, nell’ipotesi di aver isolato l’eventuale sorgente di suono interna all’abitacolo, se tale suono “interno” dell’abitacolo supera una certa soglia prestabilita, ciò implica che all’interno dell’abitacolo è presente un soggetto che può essere ad esempio un bambino oppure una persona adulta o un animale in pericolo.

A questo punto un controllo incrociato tra tale soglia di suono con parametri funzionali del veicolo sono determinati per far scattare o meno un allarme.

Il sistema, oggetto dell’invenzione, prevede dunque una centralina di elaborazione, opportunamente programmata.

Tale centralina potrebbe ad esempio essere la stessa centralina dell’auto ed opportunamente programmata oppure potrebbe essere una apposita centralina programmata vendibile insieme al set di microfoni e tutto pronto per l’installazione nell’auto.

La centralina viene collegata ai microfoni ed acquisisce i suoni provenienti dal microfono esterno e da quello interno.

La centralina analizza tali suoni utilizzando il suono esterno per “ripulire” il suono intercettato dal microfono interno e comprendere se a tale suono si “somma” un ulteriore suono B proveniente dal soggetto che è presente nel veicolo.

Le modalità con cui si può generare un allarme, quando il suono interno rilevato supera una certa soglia, possono essere diverse e variabili.

Innanzitutto devono essere impostate delle condizioni di funzionamento del veicolo e che si raffrontano con l’esito di analisi del suono.

Percepire un suono interno B, cioè la cui sorgente è nell’abitacolo, a motore spento e/o porte e finestrini chiusi può essere indicativo del fatto che un soggetto è presente all’interno del veicolo perché si è introdotto accidentalmente oppure è stato dimenticato all’interno del veicolo ed è in una condizione di pericolo.

Alla stessa maniera un suono interno a motore spento, freno a mano inserito e senza chiavi nel cruscotto può essere un’altra indicazione di condizione di pericolo.

Suono interno rilevato a motore acceso è chiaramente una indicazione che, con molta probabilità, nessuno si è introdotto accidentalmente o è stato dimenticato all’interno dell’abitacolo.

Dunque alcuni parametri funzionali del veicolo vengono incrociati con i dati di esito di analisi del suono e l’allarme scatta solo quando il suono interno supera una certa soglia ed una predeterminata condizione di funzionamento del veicolo si verifica.

In sostanza se si verificano le seguenti condizioni:

Suono interno B rilevato = True;

Suono interno B oltre una certa soglia = True;

Parametri funzionali veicolo = Verificati

Allora scatta un allarme.

I livelli di allarme possono essere diversi e modificabili a piacimento, senza per questo allontanarsi dal presente concetto inventivo.

Lo schema a blocchi di figura 4 riassume dunque il funzionamento.

La centralina 10, opportunamente programmata, riceve i suoni percepiti dai microfoni esterni ed interni ed elabora tale informazione, in accordo ad un software di analisi del suono, al fine di estrapolare il solo suono proveniente da una sorgente posta internamente all’abitacolo.

Avviene poi un confronto dell’eventuale valore di intensità di tale suono con una soglia minima prestabilita.

Se il suono è sotto una soglia minima prestabilita il sistema non prosegue e non genera allarme.

Se il suono supera una certa soglia prestabilita, allora la centralina 10 controlla alcuni parametri funzionali relativi al veicolo.

La scelta dei parametri funzionali di controllo può essere variata da costruttore a costruttore a seconda delle esigenze.

Ad esempio si può verificare la condizione delle portiere (chiuse o aperte) e la condizione del motore (acceso/spento).

Una condizione di motore spento, portiere chiuse e rumore interno oltre una certa soglia innescano una condizione di allarme.

Una condizione di suono oltre una certa soglia ma, ad esempio, portiere aperte o motore accesso possono essere interpretate dal sistema come una condizione di non allarme.

Ovviamente, per come detto, i parametri funzionali del veicolo possono essere selezionati liberamente.

Anche i livelli di allarme possono essere selezionati e programmati liberamente e possono prevedere allarmi sonori e/o successivi invii di sms o chiamate di allerta a numeri prestabiliti. Non per ultimo può essere prevista l’attivazione automatica del sistema e-Call o altro sistema di emergenza.

In una possibile variante d’invenzione, la centralina può effettuare prima di tutto il controllo delle condizioni operative del veicolo (dunque come sopra detto verifica se il motore è acceso o spento e/o l’inserimento chiave o altre condizioni liberamente selezionabili in fase di progetto). Se tali condizioni operative corrispondono a quelle selezionate come condizioni operative di potenziale rischio (ad esempio motore spento e porte chiuse), allora viene attivato il sistema di acquisizione dei suoni e la sua relativa analisi facendo scattare le sequenze di allarme nel caso appunto si rilevi un suono interno oltre una certa soglia. Il sistema di acquisizione del suono può essere attivato ad esempio trascorso un certo tempo prestabilito dalla rilevazione positiva della condizione di attivazione.

Questa configurazione consente un risparmio energetico in quanto l’acquisizione e analisi del suono avviene solo in certe condizioni di potenziale rischio.

Tuttavia, in alternativa, nulla vieterebbe una attivazione continua e contestuale sia della acquisizione suoni che della verifica delle condizioni operative del veicolo oppure prima una verifica dei suoni e poi una successiva verifica delle condizioni operative, come indicato nello schema di figura 4.

Per i periodi relativamente lunghi di standby si può anche prevedere la disattivazione dell’unità centrale. In questo caso potrà rimanere attivo un circuito integrativo di confronto e di soglia, il quale riscontrando una differenza tra i segnali interno ed esterno superiore ad una soglia prestabilita, ma anche semplicemente quando il microfono interno rilevi un rumore, anche in questo caso superiore ad una soglia prestabilita, potrà inviare un segnale di attivazione all’unità centrale che da quel momento si attiverà per svolgere le proprie funzioni. L’analisi dei suoni interni ed esterni potrà inoltre essere indirizzata a determinate frequenze e valori di decibel attraverso l’uso di appositi sistemi di filtro.

La presente invenzione, seppur preferibilmente indirizzata alla salvaguardia dei bambini, può ovviamente essere egualmente utilizzata per un qualsiasi soggetto, persona o animale, ad esempio persone disabili, ma anche eventuali animali.

Nella presente descrizione, con il termine abitacolo di un veicolo non si intende soltanto l’area di guida e l’area ove siedono i passeggeri ma include anche l’eventuale portabagagli anche se esso è fisicamente separato dall’area di alloggio dei passeggeri e del guidatore.

Nella configurazione preferita dell’invenzione vengono utilizzati microfoni per l’acquisizione del suono.

Tuttavia nulla esclude, nella presente invenzione, l’uso in genere di elementi di acquisizione del suono.

Ad esempio possono utilizzarsi soluzioni in cui il suono, invece che essere rilevato con un microfono, viene rilevato con trasduttori sensibili al suono o altri rilevatori di intensità sonora che funzionano attraverso l’analisi delle onde d’urto generate dal suono che avanza.

Infine è noto il fatto che nell’auto sono presenti altri sensori quali ad esempio quelli presenti nei sensori per l’attivazione del segnale relativo alle cinture di sicurezza (generalmente sensori di peso).

Il presente sistema, dunque, può essere combinato con tali sensori tale per cui il sistema di analisi centrale può eventualmente rilevare una attivazione randomica di tali sensori. Tale condizione è indicativa della presenza di un soggetto intrappolato in auto e che si muove randomicamente. Incrociando tali dati con le condizioni operative del veicolo si verifica se vi è presenza o meno all’interno dell’abitacolo di un soggetto in genere.

Questa soluzione ulteriore può essere combinata con la precedente soluzione descritta o funzionare in modo indipendente.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Un assieme per rilevare la presenza di un soggetto, preferibilmente un bambino, all’interno dell’abitacolo (2) di un veicolo (1), l’assieme comprendendo: - Almeno un primo elemento di acquisizione del suono (6) installabile in uso all’interno dell’abitacolo del veicolo, detto elemento di acquisizione del suono essendo atto a rilevare un suono; - Almeno un secondo elemento di acquisizione del suono (5) installabile in uso all’esterno dell’abitacolo del veicolo, detto secondo elemento di acquisizione del suono essendo atto a rilevare un suono; - Un’unità di elaborazione (10) configurata per ricevere il suono (A, A’, B) intercettato da detti primo e secondo elemento (5, 6) e programmata per elaborare una analisi di detto suono in modo tale da identificare un eventuale suono (B) la cui sorgente è interna all’abitacolo (2); - Detta unità di elaborazione (10) inviando un segnale di comando per generare un allarme quando detto eventuale suono (B) interno supera una soglia prestabilita e, contestualmente, si ha il verificarsi di una o più condizioni operative predeterminate del veicolo su cui in uso detto assieme è operativo.
2. 2. Un assieme, secondo la rivendicazione 1, in cui detti primo e secondo elemento di acquisizione del suono (5, 6) sono in forma di microfoni.
3. 3. Un assieme, secondo la rivendicazione 2, in cui sono previsti almeno due microfoni esterni ed almeno due microfoni interni.
4. 4. Un assieme, secondo la rivendicazione 1, in cui detta unità di elaborazione è una centralina auto.
5. 5. Un assieme, secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, in cui è previsto ulteriormente un sistema di stand-by.
6. 6. Un’autovettura comprendente un assieme come precedentemente rivendicato.
7. 7. Un metodo per rilevare la presenza di un soggetto, preferibilmente un bambino, all’interno dell’abitacolo (2) di un veicolo (1), il metodo comprendendo le seguenti fasi: - Installazione di almeno un primo elemento di acquisizione del suono (6) all’interno dell’abitacolo del veicolo, detto primo elemento essendo atto a rilevare un suono; - Installazione di almeno un secondo elemento di acquisizione del suono (5) all’esterno dell’abitacolo del veicolo, detto secondo elemento essendo atto a rilevare un suono; - Ed in cui è prevista una operazione di analisi di detto suono proveniente da detti primo e secondo elemento di acquisizione del suono in modo tale da identificare l’eventuale presenza di un suono interno (B) generatosi esclusivamente all’interno dell’abitacolo; - Generazione di un segnale di allarme quando detto eventuale suono interno (B), generatosi all’interno dell’abitacolo, supera una soglia prestabilita e, contestualmente, si ha il verificarsi di una o più predeterminate condizioni operative del veicolo.
8. 8. Un metodo, secondo la rivendicazione 7, in cui detti primo e secondo elemento di acquisizione del suono sono in forma di microfoni.
9. 9. Un metodo, secondo la rivendicazione 7 o 8, in cui è prevista prima una fase di verifica delle condizioni operative del veicolo e nel caso in cui dette condizioni operative corrispondono a quelle classificate come condizioni di rischio allora viene attivata l’analisi del suono.
10. 10. Un metodo, secondo una o più delle precedenti rivendicazioni dalla 7 alla 10, in cui è ulteriormente prevista una analisi per verificare una eventuale attivazione randomica di sensori pre-esistenti del veicolo, ad esempio il sensore presente nel sedile che attiva l’allarme che indica il mancato allaccio delle cinture di sicurezza.