TWI730678B

TWI730678B - 酒精感測方法及酒精感測系統

Info

Publication number: TWI730678B
Application number: TW109108946A
Authority: TW
Inventors: 蔡諺彬; 李昆勳; 秦克威; 吳庭宇
Original assignee: 仁寶電腦工業股份有限公司
Priority date: 2020-03-18
Filing date: 2020-03-18
Publication date: 2021-06-11
Also published as: TW202135731A; CN113492865A

Abstract

本發明提供一種酒精感測方法及系統。所述方法包括：反應於判定身體部位接觸方向控制結構，取得身體部位於方向控制結構上的接觸位置；將酒精濃度感測單元自當下位置移動至接觸位置；控制酒精濃度感測單元偵測對應於身體部位的酒精濃度；反應於判定酒精濃度高於預設門限值，限制排檔桿的控制權。

Description

酒精感測方法及酒精感測系統

本發明是有關於一種感測方法及系統，且特別是有關於一種酒精感測方法及酒精感測系統。

為避免駕駛人出現酒駕的情形，現有技術中已存在各式在駕駛人駕駛車輛之前對其實施酒測的技術方案。例如，習知一技術可在以坐墊下的壓力感測器偵測到駕駛之後，以固設於方向盤上特定位置的酒精感測器偵測駕駛皮膚所散發的酒精濃度，並在駕駛通過酒測後允許駕駛人駕駛車輛。習知另一技術係將多個酒精感測器分別設置於方向盤上的多個固定位置以及排檔桿的頂端，藉以在駕駛接觸這些酒精感測器時偵測駕駛皮膚所散發的酒精濃度。然而，由於以上兩種現有技術中的酒精感測器的位置為固定，因而使得駕駛需配合酒精感測器的位置而握持方向盤，從而造成使用上的不便。

此外，習知又一技術可將呼氣式的酒精感測器與車輛的中控系統連接，並可用於偵測駕駛所呼出氣體中的酒精濃度，進而在駕駛通過酒測後允許駕駛人駕駛車輛。然而，此種方式除了需另外加裝呼氣式的酒精感測器之外，還容易因駕駛人呼氣行為的不精確而出現誤判的情形，甚至出現由他人代為呼氣的情況。

有鑑於此，本發明提供一種酒精感測方法及酒精感測系統，其可用於解決上述技術問題。

本發明提供一種酒精感測方法，包括：反應於判定一第一身體部位接觸一方向控制結構，取得第一身體部位於方向控制結構上的一接觸位置，其中方向控制結構用以控制一交通工具的方向，且交通工具包括一排檔桿；將一酒精濃度感測單元自一當下位置移動至接觸位置；控制酒精濃度感測單元偵測對應於第一身體部位的一第一酒精濃度；反應於判定第一酒精濃度高於一預設門限值，限制排檔桿的一控制權。

本發明提一種酒精感測系統，包括控制電路。控制電路經配置以：應於判定一第一身體部位接觸一方向控制結構，取得第一身體部位於方向控制結構上的一接觸位置，其中方向控制結構用以控制一交通工具的方向，且交通工具包括一排檔桿；將一酒精濃度感測單元自一當下位置移動至接觸位置；控制酒精濃度感測單元偵測對應於第一身體部位的一第一酒精濃度；反應於判定第一酒精濃度高於一預設門限值，限制排檔桿的一控制權。

基於上述，本發明的系統及方法可增加對駕駛實施酒測的便利性及自由度。

請參照圖1，其是依據本發明之一實施例繪示的酒精感測系統示意圖。在圖1中，酒精感測系統100可包括控制電路110及方向控制結構120。在不同的實施例中，酒精感測系統100可設置於例如車輛等交通工具上，其中方向控制結構120例如是交通工具上的方向盤或其他可用於控制交通工具行進方向的物體，並可具有握持部121以供駕駛人員握持及操作。此外，控制電路110可以是設置於上述交通工具中的中控系統或其他類似的控制元件，並可用於限制/釋放交通工具的排檔桿的控制權。在本發明的實施例中，當控制電路110限制上述排檔桿的控制權時，即代表駕駛或其他人員無法調整排檔桿的檔位。此外，當控制電路110釋放上述排檔桿的控制權時，即代表駕駛或其他人員可依需求將排檔桿調整至所需的檔位，但可不限於此。

如圖1所示，方向控制結構120可包括酒精濃度感測單元122、滑軌123、馬達124及多個接觸感測器125。在一實施例中，酒精濃度感測單元122可耦接於控制電路110，並可實現為Raman光譜儀。在此情況下，酒精濃度感測單元122可藉由對人類皮膚發射具特定波長範圍（例如870nm ~ 930nm）的雷射光波，並透過高光譜感測器接收人類皮膚所反射的雷射光波來判定人類皮膚所散發的酒精濃度，而其相關細節將在之後另作說明。

滑軌123可設置於方向控制結構120內並沿著方向控制結構120（的握持部121）設置。酒精濃度感測單元122可固設於滑軌123上。馬達124可耦接於控制電路110，並經控制電路110驅動而帶動滑軌123於方向控制結構120內滑動。舉例而言，當控制電路110向馬達124提供逆向電流時，馬達124例如可相應地帶動滑軌123沿逆時鐘方向旋轉，從而令酒精濃度感測單元122隨之而逆時鐘移動。舉另一例而言，當控制電路110向馬達124提供正向電流時，馬達124例如可相應地帶動滑軌123沿順時鐘方向旋轉，從而令酒精濃度感測單元122隨之而順時鐘移動，但本發明可不限於此。

在圖1中，前述接觸感測器125例如可沿著握持部121均勻設置，但可不限於此。在一實施例中，各接觸感測器125（繪示為空心圓圈）可耦接於控制電路110，並可實現為電阻感測器。在本發明的實施例中，各接觸感測器125可藉由偵測電阻值的變化而判斷是否接觸到特定物體（例如人類皮膚）。為便於說明，在本發明的實施例中，當接觸感測器125判定接觸到人類皮膚時，此可代稱為接觸感測器125偵測到發生接觸事件，但可不限於此。此外，各接觸感測器125在方向控制結構120上的設置位置對於控制電路110而言可視為是已知的。在一實施例中，各接觸感測器125的設置位置還可表示為對應的座標，但可不限於此。

概略而言，本發明的方法可在判定某個接觸感測器125接觸到人類的身體部位（例如手掌）時，藉由驅動馬達124的方式來轉動滑軌123，從而將酒精濃度感測單元122移動至上述接觸感測器125所在位置，並以酒精濃度感測單元122對上述身體部位實施酒測。

具體而言，請參照圖2，其是依據本發明之一實施例繪示的酒精感測方法流程圖。本實施例的方法可由圖1的控制電路110執行，以下即搭配圖1所示的元件說明圖2各步驟的細節。此外，為使本發明的概念更易於理解，以下將另輔以圖3A至圖3D所示的應用情境圖作說明，但其僅用以舉例，並非用以限定本發明可能的實施方式。

首先，在步驟S210中，反應於判定第一身體部位199接觸方向控制結構120，控制電路110可取得第一身體部位199於方向控制結構120上的接觸位置。

在圖3A中，假設第一身體部位199（其例如是交通工具駕駛的手部）握持於所示的接觸位置。在此情況下，接觸於第一身體部位199的接觸感測器125a即可因偵測到電阻值的變化而判定發生接觸事件。相應地，控制電路110即可將接觸感測器125a在方向控制結構120上的設置位置（下稱第一設置位置）定義為第一身體部位199在方向控制結構120上的接觸位置，但可不限於此。

之後，在步驟S220中，控制電路110可將酒精濃度感測單元122自當下位置移動至接觸位置。如圖3B所示，控制電路110可控制馬達124旋轉以帶動滑軌123依指定方向D1於方向控制結構120內滑動，直至固設於滑軌123上的酒精濃度感測單元122隨滑軌123滑動而抵達上述接觸位置。

在一實施例中，假設酒精濃度感測單元122的當下位置對應於接觸感測器125b的設置位置（下稱第二設置位置），則控制電路110例如可取得第一設置位置（即，接觸位置）及第二設置位置之間的最短距離，並據以定義指定方向D1。

舉例而言，控制電路110可取得酒精濃度感測單元122從第二設置位置依第一方向（例如逆時鐘方向）前往第一設置位置的第一路徑P1，並取得位於此第一路徑P1上的接觸感測器125的第一數量。以圖3B為例，由於控制電路110已知各接觸感測器125的設置位置（例如，座標），故控制電路110可簡易地據以找出在第一路徑P1上的接觸感測器125的第一數量（例如，3個）。

此外，控制電路110還可取得酒精濃度感測單元122從第二設置位置依第二方向（例如順時鐘方向）前往第一設置位置的第二路徑P2，並取得位於第二路徑P2上的接觸感測器125的第二數量。如先前所提及的，控制電路110可簡易地依據各接觸感測器125的設置位置（例如座標）以找出在第二路徑P2上的接觸感測器125的第二數量（例如，9個）。

在圖3B中，由於第一數量（即3）少於第二數量（即9），故控制電路110可相應地將第一方向（即，逆時鐘方向）定義為指定方向D1。

在其他實施例中，若控制電路110判定第一數量多於第二數量，則控制電路110可將第二方向（即，順時鐘方向）定義為指定方向。以圖3C為例，假設第一身體部位199的接觸位置對應於圖3C中接觸感測器125c的設置位置（下稱第三設置位置），且酒精濃度感測單元122的當下位置對應於接觸感測器125d的設置位置（下稱第四設置位置）。在此情況下，控制電路110可取得酒精濃度感測單元122從第四設置位置依第一方向（例如逆時鐘方向）前往第一設置位置的第一路徑P1’，並取得位於此第一路徑P1’上的接觸感測器125的第一數量。以圖3D為例，由於控制電路110已知各接觸感測器125的設置位置（例如，座標），故控制電路110可簡易地據以找出在第一路徑P1’上的接觸感測器125的第一數量（例如，13個）。

此外，控制電路110還可取得酒精濃度感測單元122從第四設置位置依第二方向（例如順時鐘方向）前往第一設置位置的第二路徑P2’，並取得位於第二路徑P2’上的接觸感測器125的第二數量。如先前所提及的，控制電路110可簡易地依據各接觸感測器125的設置位置（例如座標）以找出在第二路徑P2’上的接觸感測器125的第二數量（例如，1個）。

在圖3B中，由於第一數量（即13）未少於第二數量（即1），故控制電路110可相應地將第二方向（即，順時鐘方向）定義為指定方向D2。

此外，由於上述實施例中係假設方向控制結構120為圓形，故即便控制電路110在一些實施例中僅可驅動馬達124沿固定方向旋轉滑軌123，滑軌123仍可將酒精濃度感測單元122移動至上述接觸位置，但本發明可不限於此。

在酒精濃度感測單元122移動至接觸位置之後，在步驟S230中，控制電路110可控制酒精濃度感測單元122偵測對應於第一身體部位199的第一酒精濃度。接著，在步驟S240中，反應於判定第一酒精濃度高於預設門限值，則控制電路110可限制排檔桿的控制權。在不同的實施例中，上述預設門限值可依設計者的需求而定為任意酒精濃度值。舉例而言，為避免交通工具的駕駛出現酒駕等情形，上述預設門限值可依相關交通法規而定為指定的酒測標準值（例如0.03%），但可不限於此。

簡言之，當控制電路110判定駕駛的第一身體部位199對應的第一酒精濃度高於相關的酒測標準值時，控制電路110可藉由限制排檔桿的控制權來避免駕駛將排檔桿調整為前進/後退等檔位，從而避免駕駛在酒精濃度值超標的情況下繼續駕駛交通工具。在另一實施例中，若控制電路110判定第一酒精濃度未高於預設門限值，則控制電路110可釋放排檔桿的控制權，以讓駕駛可順利地將排檔桿調整至所需檔位並繼續駕駛交通工具。

由上可知，本發明的系統及方法可適應性地將酒精濃度感測單元移動至所測得的身體部位（例如駕駛的手部）的接觸位置，因此可讓駕駛不需再配合酒精感測器的位置而握持在方向盤上的特定位置，從而能夠在進行酒測時具有較高的自由度。

在一實施例中，在控制電路110釋放排檔桿的控制權之後，還可週期性地偵測並記錄接觸方向控制結構120的任何身體部位（例如第一身體部位199）的酒精濃度，以作為後續參考。

在另一實施例中，在控制電路110釋放排檔桿的控制權之後，還可在等待一預設時間後再次偵測接觸方向控制結構120的任何身體部位（例如第一身體部位199）的第二酒精濃度。若此第二酒精濃度高於預設門限值，此代表駕駛可能已出現酒駕行為，故控制電路110可提供一警示，以提醒駕駛或隨車人員。藉此，可避免中途換駕駛或是由他人代為酒測的情形發生。

此外，在一實施例中，若控制電路110判定排檔桿經排檔至空檔或停車檔，控制電路110還可再偵測接觸方向控制結構120的任何身體部位（例如第一身體部位199）的第三酒精濃度。若控制電路110判定此第三酒精濃度高於預設門限值，則控制電路110可再限制排檔桿的控制權，以避免出現酒駕的行為。

在一些實施例中，若同時有多個身體部位接觸方向控制結構120，則控制電路110可控制酒精濃度感測單元122偵測這些身體部位個別的酒精濃度，並在任一身體部位對應的酒精濃度高於預設門限值時限制排檔桿的控制權，但本發明可不限於此。

請參照圖4，其是依據本發明實施例繪示的酒精濃度感測單元的架構示意圖。在本實施例中，酒精濃度感測單元122例如是Raman光譜儀，其可具有所示的光源、擴束器、濾光元件、狹縫、光柵及高光譜感測器等元件。

在一實施例中，所示光源可用於向身體部位499發射波長介於870nm ~ 930nm之間的雷射光波（俗稱Raman雷射光），而此雷射光波在經身體部位499反射之後，可由高光譜感測器據以測量身體部位499對應的酒精濃度，而上述技術細節可參照相關的文獻（例如「 Jianhua Zhao, Harvey Lui, David I. McLean and Haishan Zeng (January 1st 2010). Real-Time Raman Spectroscopy for Noninvasive in vivo Skin Analysis and Diagnosis, New Developments in Biomedical Engineering, Domenico Campolo, IntechOpen, DOI: 10.5772/7603」及「 Scott T. McCain, Michael E. Gehm, Yanqia Wang, Nikos P. Pitsianis, Michael E. Sullivan, and David J. Brady "Multimodal, multiplex, Raman spectroscopy of alcohol in diffuse, fluorescent media", Proc. SPIE 5864, Novel Optical Instrumentation for Biomedical Applications II, 58640L (1 September 2005)」），於此不另贅述。

請參照圖5，其是依據本發明實施例繪示的馬達驅動機制的示意圖。在本實施例中，控制電路110例如可藉由開啟/斷開開關S1~S4來控制馬達124的旋轉方向。舉例而言，當控制電路110開啟開關S1、S4並斷開開關S2、S3時，控制電路110可將正向電流提供予馬達124，從而讓馬達124正轉，藉以帶動滑軌123及酒精濃度感測單元122沿順時鐘方向旋轉/移動。舉另一例而言，當控制電路110斷開開關S1、S4並開啟開關S2、S3時，控制電路110可將逆向電流提供予馬達124，從而讓馬達124反轉，藉以帶動滑軌123及酒精濃度感測單元122沿逆時鐘方向旋轉/移動，但可不限於此。

請參照圖6，其是依據本發明實施例繪示的酒精感測系統示意圖。在本實施例中，接觸感測器620可實現為沿著握持部121設置的環狀態樣，但可不限於此。此外，在圖6中，滑軌（未另標示）的上方可設置有寬度約3mm~5mm的透明塑膠610，用以讓先前提及的雷射光波穿過並照射到接觸握持部121的身體部位。

綜上所述，本發明的系統及方法可適應性地將酒精濃度感測單元移動至所測得的身體部位（例如駕駛的手部）的接觸位置，因此可讓駕駛不需再配合酒精感測器的位置而握持在方向盤上的特定位置，從而能夠在進行酒測時具有較高的自由度。並且，本發明還可定時偵測接觸於方向控制結構的身體部位的酒精濃度，並在所測得的酒精濃度超過預設門限值時發出警示，以提醒駕駛或隨車人員，並同時避免中途換駕駛或是由他人代為酒測的情形發生。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100:酒精感測系統 110:控制電路 120:方向控制結構 121:握持部 122:酒精濃度感測單元 123:滑軌 124:馬達 125, 125a, 125b, 125c, 125d, 620:接觸感測器 199:第一身體部位 499:身體部位 610:透明塑膠 D1, D2:指定方向 P1, P1’:第一路徑 P2, P2’:第二路徑 S210~S240:步驟

圖1是依據本發明之一實施例繪示的酒精感測系統示意圖。圖2是依據本發明之一實施例繪示的酒精感測方法流程圖。圖3A至圖3D是依據本發明實施例繪示的應用情境圖。圖4是依據本發明實施例繪示的酒精濃度感測單元的架構示意圖。圖5是依據本發明實施例繪示的馬達驅動機制的示意圖。圖6是依據本發明實施例繪示的酒精感測系統示意圖。

S210~S240:步驟

Claims

一種酒精感測方法，包括：反應於判定一第一身體部位接觸一方向控制結構，取得該第一身體部位於該方向控制結構上的一接觸位置，其中該方向控制結構用以控制一交通工具的方向，且該交通工具包括一排檔桿；將一酒精濃度感測單元自一當下位置移動至該接觸位置；控制該酒精濃度感測單元偵測對應於該第一身體部位的一第一酒精濃度；反應於判定該第一酒精濃度高於一預設門限值，限制該排檔桿的一控制權。
如請求項1所述的方法，其中該方向控制結構上設置有多個接觸感測器，且取得該第一身體部位於該方向控制結構的該接觸位置的步驟包括：反應於判定該些接觸感測器的一第一接觸感測器偵測到一第一接觸事件，將該第一接觸感測器在該方向控制結構上的一第一設置位置定義為該第一身體部位於該方向控制結構上的該接觸位置。
如請求項2所述的方法，其中該酒精濃度感測單元固設於一滑軌上，該滑軌由一馬達驅動而於該方向控制結構內滑動，且將該酒精濃度感測單元自該當下位置移動至該接觸位置的步驟包括：控制該馬達旋轉以帶動該滑軌依一指定方向於該方向控制結構內滑動，直至固設於該滑軌上的該酒精濃度感測單元隨該滑軌滑動而抵達該接觸位置。
如請求項3所述的方法，其中該些接觸感測器包括一第二接觸感測器，該酒精濃度感測單元的該當下位置對應於該第二接觸感測器在該方向控制結構上的一第二設置位置，且所述方法更包括：取得該第一設置位置及該第二設置位置之間的一最短距離，並據以定義該指定方向。
如請求項4所述的方法，其中取得該第一設置位置及該第二設置位置之間的該最短距離，並據以定義該指定方向的步驟包括：取得該酒精濃度感測單元從該第二設置位置依一第一方向前往該第一設置位置的一第一路徑，並取得位於該第一路徑上的該些接觸感測器的一第一數量；取得該酒精濃度感測單元從該第二設置位置依一第二方向前往該第一設置位置的一第二路徑，並取得位於該第二路徑上的該些接觸感測器的一第二數量；反應於判定該第一數量少於該第二數量，將該第一方向定義為該指定方向，反之則將該第二方向定義為該指定方向。
如請求項1所述的方法，其中反應於判定該第一酒精濃度未高於該預設門限值，所述方法更包括釋放該排檔桿的該控制權。
如請求項6所述的方法，其中在釋放該排檔桿的該控制權的步驟之後，所述方法更包括：週期性地偵測並記錄接觸該方向控制結構的該第一身體部位的該第一酒精濃度。
如請求項6所述的方法，其中在釋放該排檔桿的該控制權的步驟之後，所述方法更包括：等待一預設時間並再次偵測該第一身體部位的一第二酒精濃度；反應於判定該第二酒精濃度高於該預設門限值，提供一警示。
如請求項6所述的方法，其中在釋放該排檔桿的該控制權的步驟之後，所述方法更包括：反應於判定該排檔桿經排檔至一空檔或一停車檔，偵測該第一身體部位的一第三酒精濃度；反應於判定該第三酒精濃度高於該預設門限值，限制該排檔桿的該控制權。
一種酒精感測系統，包括：一控制電路，其經配置以：反應於判定一第一身體部位接觸一方向控制結構，取得該第一身體部位於該方向控制結構上的一接觸位置，其中該方向控制結構用以控制一交通工具的方向，且該交通工具包括一排檔桿；將一酒精濃度感測單元自一當下位置移動至該接觸位置；控制該酒精濃度感測單元偵測對應於該第一身體部位的一第一酒精濃度；反應於判定該第一酒精濃度高於一預設門限值，限制該排檔桿的一控制權。
如請求項10所述的酒精感測系統，更包括該方向控制結構，其中該方向控制結構包括：一滑軌，其設置於該方向控制結構內並沿著該方向控制結構設置；該酒精濃度感測單元，其固設於該滑軌上；一馬達，其耦接於該控制電路，並經該控制電路驅動而帶動該滑軌於該方向控制結構內滑動。
如請求項11所述的酒精感測系統，其中該方向控制結構更包括多個接觸感測器，該些接觸感測器設置於該方向控制結構並耦接於該控制電路，且該控制電路經配置以：反應於判定該些接觸感測器的一第一接觸感測器偵測到一第一接觸事件，將該第一接觸感測器在該方向控制結構上的一第一設置位置定義為該第一身體部位於該方向控制結構上的該接觸位置。
如請求項12所述的酒精感測系統，其中該控制電路經配置以：控制該馬達旋轉以帶動該滑軌依一指定方向於該方向控制結構內滑動，直至固設於該滑軌上的該酒精濃度感測單元隨該滑軌滑動而抵達該接觸位置。
如請求項13所述的酒精感測系統，其中該些接觸感測器包括一第二接觸感測器，該酒精濃度感測單元的該當下位置對應於該第二接觸感測器在該方向控制結構上的一第二設置位置，且該控制電路更經配置以：取得該第一設置位置及該第二設置位置之間的一最短距離，並據以定義該指定方向。
如請求項14所述的酒精感測系統，其中該控制電路經配置以：取得該酒精濃度感測單元從該第二設置位置依一第一方向前往該第一設置位置的一第一路徑，並取得位於該第一路徑上的該些接觸感測器的一第一數量；取得該酒精濃度感測單元從該第二設置位置依一第二方向前往該第一設置位置的一第二路徑，並取得位於該第二路徑上的該些接觸感測器的一第二數量；反應於判定該第一數量少於該第二數量，將該第一方向定義為該指定方向，反之則將該第二方向定義為該指定方向。
如請求項10所述的酒精感測系統，其中反應於判定該第一酒精濃度未高於該預設門限值，該控制電路更經配置以釋放該排檔桿的該控制權。
如請求項16所述的酒精感測系統，其中在釋放該排檔桿的該控制權之後，該控制電路更經配置以：週期性地偵測並記錄接觸該方向控制結構的該第一身體部位的該第一酒精濃度。
如請求項16所述的酒精感測系統，其中在釋放該排檔桿的該控制權之後，該控制電路更經配置以：等待一預設時間並再次偵測該第一身體部位的一第二酒精濃度；反應於判定該第二酒精濃度高於該預設門限值，提供一警示。
如請求項16所述的酒精感測系統，其中在釋放該排檔桿的該控制權之後，該控制電路更經配置以：反應於判定該排檔桿經排檔至一空檔或一停車檔，偵測該第一身體部位的一第三酒精濃度；反應於判定該第三酒精濃度高於該預設門限值，限制該排檔桿的該控制權。