TW201300262A - 汽車全自主座椅系統及其執行方法 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種車輛全自主座椅系統及其執行方法，該系統和方法旨在降低車輛內乘客因車輛轉彎造成的離心力所帶來的不適。該車輛全自主座椅系統包括一車道預測單元、一控制單元以及一座椅調整單元。該車道預測單元係用以獲取該車輛前方之車道資訊。該控制單元係用以根據該車道資訊，來計算在一預定時間後該車輛之一座椅上乘客所受之離心力，以及降低或抵消該離心力該座椅所需之一座椅傾斜角度。該座椅調整單元係用以調整該座椅，使其於該預定時間後傾斜至該座椅傾斜角度，進而使得該乘客減少或不會受離心力影響。

Description

汽車全自主座椅系統及其執行方法

本發明係與一種座椅系統有關，特別是與一種車輛全自主座椅系統及其執行方法有關。

車輛駕駛在經過彎道時常因為減速、轉彎、加速等多種因素所產生的離心力而造成乘客重心不穩，並使得乘客被往前甩、向外甩及/或向後甩，致使其身體晃動並且導致感覺與視覺不同，而造成暈車現象。

目前傳統預防乘客暈車的方式包括有看窗外、開窗戶、在乘坐車輛前預先吃暈車藥、睡覺、幻想自己為駕駛者等等做法。在上述方式中，預先吃暈車藥一般是較為有效的預防方法，然而其必須先準備好暈車藥，因此較為麻煩，而其他方法效果並不顯著。

時至今日，人類對於暈車缺乏有效的預防及克制方法，暈車造成的痛苦使得許多人害怕長途駕駛或是長途坐車旅遊。因此，目前仍缺乏能有效預防及克制暈車的方法，而需要提出解決方法。

本發明之一目的在於提供一種車輛全自主座椅系統及其之執行方法，其能改變座椅傾斜角度並使得乘客重心偏移，進而降低或完全抵銷車輛轉彎時之離心力。

根據本發明之車輛全自主座椅系統，包括有一車道預測單元、一控制單元以及一座椅調整單元。該車道預測單元係用以獲取該車輛前方之車道資訊。該控制單元係電性連接至該車道預測單元，以根據該車道資訊來計算在一預定時間後，該車輛之一座椅上的乘客所承受之離心力，並計算降低或完全抵銷在該預定時間後該乘客所承受的該離心力所需之座椅傾斜角度。該座椅調整單元係電性連接至該控制單元，以調整該座椅而於該預定時間後傾斜至該座椅傾斜角度。

本發明另外提供一根據本發明之車輛全自主座椅系統的執行方法，該車輛之全自主座椅系統包括一車道預測單元、一電性連接至該車道預測單元之控制單元、以及一電性連接至該控制單元之座椅調整單元，該執行方法包括：該車道預測單元可獲取該車輛前方之車道資訊；該控制單元係根據該車道資訊來計算在一預定時間後，該車輛之一座椅上的乘客所承受之離心力，並計算降低或完全抵銷在該預定時間後該乘客所承受之離心力所需的座椅傾斜角度；以及該座椅調整單元係將該座椅於該預定時間後調整傾斜至該座椅傾斜角度。

本發明之車輛全自主座椅系統及其執行方法，係藉由預測在一預定時間後座椅上的乘客所將承受之離心力，並計算於該預定時間後用來克服該離心力所需之座椅傾斜角度，以使得乘客減低或甚至不會感受到離心力，進而不會產生暈車的狀況。

以下將參照附圖並就本發明的具體實施例進行詳細說明。

請參閱第1圖，其繪示根據本發明的第一實施例之車輛全自主座椅系統的示意圖。該車輛全自主座椅系統包括一車道預測單元10、一控制單元12以及一座椅調整單元14。該車道預測單元10係用以獲取車輛20前方之車道資訊。該控制單元12係電性連接至該車道預測單元10，以根據該車道資訊來計算在一例如1秒後之預定時間後，該車輛20之一座椅22上乘客40所承受之離心力，並計算降低或完全抵銷1秒後該乘客40所承受該離心力所需之座椅傾斜角度。該座椅調整單元14係電性連接至該控制單元12，以於1秒後將該座椅22調整傾斜至該座椅傾斜角度並降低或完全抵銷離心力。要注意的是，在本實施例中該座椅22係為駕駛座右方之乘客座椅，於其他實施例中，該座椅22可以為車輛20內之任何座椅。

該車道預測單元10所獲取之車道資訊包括有該車輛20前方的車道邊界30，以作為該控制單元12在計算車道彎曲率時的依據。於一實施例中，該車道預測單元10包括至少一攝影機(未圖示)，其可以設置於該車輛20上能夠攝錄前方道路邊界30之位置處，例如設置於車牌的上方，該至少一攝影機可即時攝錄該車輛前方的影像，藉由攝錄的影像來判斷車輛20前方之車道邊界30並傳送至該控制單元12。於另一實施例中，該車道預測單元10係包括一全球定位系統(Global Positioning System,GPS,未圖示)，並由全球定位系統(未圖示)所提供的地圖，來計算該車輛20行經車道的車道邊界30並傳送至該控制單元12。

要說明的是，一質量為m之物體以等切線速度V在曲率半徑為R的道路上轉彎時，所受的離心力F等於mV²/R。因此車輛20速度V愈快或道路越彎(即R越小)時，乘客40所受的離心力就越大。

該控制單元12在收到該車道預測單元10所提供之包括車道邊界30的車道資訊後，便會根據該車道資訊來計算1秒後之車道彎曲率，再根據所計算出的車道彎曲率及目前車速，來計算該座椅22上乘客40於1秒後之預測離心力的大小和方向，其中該座椅22上乘客40於1秒後所承受之離心力，係與1秒後之車道彎曲率及該目前車速成正比，也就是說，當車道彎曲率越大時，離心力越大，同時該目前車速越大時，離心力也越大。座椅22上乘客40在感受到離心力的同時，該座椅調整單元14將該座椅22適度地傾斜至使得乘客40之重心偏移至座椅22底部中央之上方重直線處，該偏移之重心將使得乘客40上半身的重心產生向心力而減低或完全抵消在車輛20轉彎造成之離心力。

乘客40之不同的上身高度會與座椅22椅背產生不同的接觸面積，並因而產生的不同摩擦力大小，進而使得該座椅22上之乘客40所受之離心力產生些微變化，同時造成在所需座椅傾斜角度上的些微不同。該座椅傾斜角度係與該離心力及該座椅22上之乘客40的上身高度成正比，也就是該座椅22上之乘客40的上身高度越高時，其與椅背接觸之相對面積的百分比將會降低，而椅背與身體之磨擦力相對於乘客上半身重量之百分比也降低，此時乘客40上半身所承受之離心力將會較大，而抵消離心力所需的座椅傾斜角度也越大。為簡化系統的複雜度並減少需要主動偵測或人工輸入上身高度的程序，可假設乘客40皆為成人，且其上身高度為一固定值，以簡化離心力和座椅傾斜角度的計算程序。該控制單元12在計算出所需的座椅傾斜角度後，會將該座椅傾斜角度的資訊傳送至該座椅調整單元14，以使得該座椅調整單元14據以將該座椅22於1秒後調整傾斜至該座椅傾斜角度，藉以於1秒後減低或完全抵銷該車輛20之座椅22上的乘客40所承受之離心力，並使得該座椅22上的乘客40之上半身，在轉彎時降低或甚至不會感受到離心力所導致之身體被甩動的感覺，因而能夠降低或消除造成暈車的關鍵因素。

於上述實施例中，該控制單元12係根據1秒後之車道彎曲率以及目前車速，來計算該座椅22上乘客40於1秒後所將承受之離心力。然而經過統計數據可知，大部分駕駛者在遇到轉彎時會先減速，因此若考慮到1秒鐘內減速的影響則能更精確地計算出1秒後之離心力。

為考量減速的影響，於另一實施例中，該控制單元12係根據所計算之1秒後的車道彎曲率以及1秒後之預測車速，來計算該座椅22上乘客40於1秒後所承受之離心力。該座椅22上乘客40於1秒後所承受之離心力，係與1秒後該車道彎曲率以及1秒後之預測車速成正比。

在又一實施例中，其可以進一步根據即時煞車資訊，來計算於1秒後的車速，並進而計算出該座椅22上之乘客40於1秒後所承受之離心力，此時該座椅22上的乘客40於1秒後所承受之離心力，係與1秒後之該車道彎曲率以及根據目前車速和該即時煞車資訊綜合所得之1秒後之預測車速皆相關。上述該刹車資訊係指踩下刹車踏板的幅度和速度，其可被用來推估車速的變化，並可用以修正該預測車速。

上述的1秒後之預測車速係指駕駛者遇到轉彎時，使該車輛20減速後的時速，其可以藉由統計所得知之大部分的減速的程度以作為依據，舉例來說，假設目前車速為每小時60公里，在該車輛20前方20公尺之車道30將有某曲率半徑值之轉彎時，藉由統計可以得知大部分駕駛者會在1秒後將車速減低每小時10公里，因此1秒後之預測車速為每小時50公里。此外，即時煞車資訊可以由該車輛20之煞車器(未圖示)提供，藉此其便能反應該車輛20的真實刹車情況，並使得其能更加精確地算出1秒後之預測車速。

接著該控制單元12再根據計算出的離心力及乘客40之上身高度，來計算於1秒後抵消離心力所需的座椅傾斜角度，該座椅傾斜角度係與該離心力及該座椅22上之乘客40的上身高度成正比。最後該控制單元12可以將該座椅之傾斜角度的資訊，傳送至該座椅調整單元14，以使得該座椅調整單元14得以將該座椅22於1秒後調整傾斜至該座椅傾斜角度，藉此抵銷該座椅22上乘客40於1秒後之離心力。實際操作上，為了座椅調整單元14的控制方便和簡單性，也可選擇降低但是不完全抵銷離心力，該控制單元12將適度修正之該座椅之傾斜角度的資訊，傳送至該座椅調整單元14，以使得該座椅調整單元14得以將該座椅22於1秒後調整傾斜至該適度修正之座椅傾斜角度，藉此降低該座椅22上乘客40於1秒後之離心力。

要說明的是，該預定時間並不限定為1秒，其可根據實際需要而進行調整，例如參考車道預測單元10進行車道彎曲率計算所需的時間，以及座椅調整單元14控制座椅22至預訂傾斜角度所需的時間等因素來進行調整。

請參閱第2圖，其繪示根據本發明之車輛全自主座椅系統的執行方法之流程圖，該即時警示系統包括一車道預測單元、一電性連接至該車道預測單元之控制單元、以及一電性連接至該控制單元之座椅調整單元，該執行方法包括下列步驟。

在步驟S200中，該車道預測單元會獲取該車輛前方之車道資訊，其中該車道資訊包括該車輛前方的車道資訊或邊界，以作為該控制單元用於計算車道彎曲率的依據。

在步驟S210中，該控制單元係根據該車道資訊，來計算在一預定時間後該車輛之一座椅上的乘客所承受之離心力，並計算降低或完全抵銷在該預定時間後的該乘客所承受之離心力，所需之座椅傾斜角度。

於一實施例中，該控制單元係根據該預定時間後之車道彎曲率以及目前車速，來計算在該預定時間後該座椅上乘客所承受之離心力，其中在該預定時間後該座椅之離心力係與該預定時間後之車道彎曲率以及該目前車速成正比。

為考量轉彎時減速的影響，於另一實施例中，該控制單元會根據該預定時間後之車道彎曲率，以及在該預定時間後之預測車速，來計算在該預定時間後該座椅上的乘客所承受之離心力。在該預定時間後，該座椅上的乘客所承受之離心力係與該車道彎曲率以及該預定時間後之預測車速成正比。

於又一實施例中，其可以進一步根據即時煞車資訊，來計算在該預定時間後的車速，並進而算出該座椅上的乘客所承受之離心力，因此在該預定時間後，該座椅上的乘客所承受之離心力，係與該預定時間後之該車道彎曲率以及根據目前車速和該即時煞車資訊綜合所得在該預定時間後之預測車速皆相關。上述該刹車資訊係指踩下刹車踏板的幅度和速度，可用來推估車速的變化，並可用以修正該預測車速。

在計算出該座椅上乘客所承受之離心力後，該控制單元會根據離心力及該座椅上乘客的上身高度，來計算該座椅傾斜角度，其中該座椅傾斜角度係與該離心力以及該座椅上乘客的上身高度成正比。

在步驟S220中，該座椅調整單元係於該預定時間後，將該座椅調整傾斜至該座椅傾斜角度以降低或完全抵銷離心力，並使得該座椅上的乘客在轉彎時減少或不會感受到離心力所導致之身體甩動的感覺，因而能消除造成暈車的狀況。

本發明之車輛全自主座椅系統及其執行方法，係藉著預測在一預定時間後座椅上的乘客之離心力，並計算該座椅於該預定時間後，為了降低或完全克服上方乘客的離心力所需之座椅傾斜角度，換言之，本發明並不是在離心力發生後才去調整座椅，而是在離心力將發生的瞬間便將座椅傾斜調整至該座椅傾斜角度以降低或完全抵銷離心力，兩者之間沒有時間差，並藉此消除使乘客暈車的狀況。

綜上所述，雖然本發明已用較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10．．．車道預測單元

12．．．控制單元

14．．．座椅調整單元

20．．．車輛

22．．．座椅

30．．．車道邊界

40．．．乘客

S200-S220．．．步驟

第1圖繪示根據本發明的第一實施例之車輛全自主座椅系統的示意圖；以及

第2圖繪示根據本發明之車輛全自主座椅系統的執行方法之流程圖。

10．．．車道預測單元

12．．．控制單元

14．．．座椅調整單元

20．．．車輛

22．．．座椅

30．．．車道邊界

40．．．乘客

Claims (10)

1. 一種車輛全自主座椅系統，包括：一車道預測單元，其係用以獲取該車輛前方之車道資訊；一控制單元，其係電性連接至該車道預測單元，以根據該車道資訊來計算在一預定時間後，該車輛之一座椅上的乘客所承受之離心力，並計算降低或完全抵銷在該預定時間後之該乘客所承受的該離心力所需之座椅傾斜角度；以及一座椅調整單元，其係電性連接至該控制單元，以將該座椅在該預定時間後調整傾斜至該座椅傾斜角度。
2. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該車道預測單元係包括至少一攝影機。
3. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該車道預測單元係包括一全球定位系統。
4. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該控制單元係根據在該預定時間後之車道彎曲率以及目前車速，來計算在該預定時間後該座椅上的乘客所承受之離心力。
5. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該控制單元係根據該預定時間後之車道彎曲率以及該預定時間後之預測車速，來計算在該預定時間後該座椅上的乘客所承受之離心力。
6. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該控制單元係根據該乘客之上身高度，來計算該座椅上乘客所承受之離心力。
7. 一種車輛全自主座椅系統之執行方法，該車輛全自主座椅系統包括一車道預測單元、一電性連接至該車道預測單元之控制單元，以及一電性連接至該控制單元之座椅調整單元，該執行方法包括：該車道預測單元會獲取該車輛前方之車道資訊；該控制單元係根據該車道資訊，來計算在一預定時間後該車輛之一座椅上的乘客所承受之離心力，並計算降低或完全抵銷在該預定時間後該乘客所承受的該離心力所需之座椅傾斜角度；以及該座椅調整單元會在該預定時間後，將該座椅調整傾斜至該座椅傾斜角度。
8. 如申請專利範圍第7項所述之執行方法，其中該控制單元係根據在該預定時間後之車道彎曲率以及目前車速，來計算在該預定時間後該座椅上的乘客所受之離心力。
9. 如申請專利範圍第7項所述之執行方法，其中該控制單元係根據該預定時間後之車道彎曲率，以及該預定時間後之預測車速，來計算在該預定時間後該座椅上的乘客所承受之離心力。
10. 如申請專利範圍第7項所述之執行方法，其中該控制單元係根據該乘客的上身高度，來計算該座椅上的乘客所承受之離心力。