專利名稱：警告負責方在車輛的客室中存在乘客的系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于警告駕駛員(或其他負責方)兒童或其他乘客可能已經(jīng)不被注意地留在停放車輛的情況的方法和系統(tǒng)。
背景技術：
粗心或心煩意亂的車輛駕駛員可能會無意識地將嬰兒、兒童或其他人留在停放的車輛內(nèi)。因此期望在車輛就座位置的一些就座位置或者全部就座位置中(具體地講，在后排座位中)檢測人類乘客，并且如果狀態(tài)表示駕駛員已經(jīng)無意識地將乘客留在停放的車內(nèi)，則提供警告、提醒和/或警報，防止這種發(fā)生。已經(jīng)提出了解決這種顧慮的系統(tǒng)，但是沒有一種系統(tǒng)提供了最佳解決方案。由于錯誤的檢測將會導致對駕駛員的大量錯誤警告，導致隨著時間流逝，駕駛員完全忽略警告，因此，理想的檢測和警告系統(tǒng)不該容易出現(xiàn)錯誤檢測。由于基于重量的乘客檢測系統(tǒng)不能識別坐在重量傳感器上的人類乘客和任何類型的貨物，因此，基于重量的乘客檢測系統(tǒng)已在這種測試中表現(xiàn)欠佳。還提出了視覺系統(tǒng)以檢測人類乘客。盡管已經(jīng)在最近幾年顯著改進了 CMOS相機的成本和大小，但是說明視頻和精確地檢測人類乘客所需的處理功率很大。使用視頻的有生命的乘客的識別是不簡單的，并且在檢測很大的視覺場景和燈光條件時，使用相機覆蓋由后座中的孩子表示的多個就座位置(即，躺在座位上，蓋著毯子等)已經(jīng)證實是比較困難的任務。識別留在車輛內(nèi)的空的兒童座椅和包含小嬰兒的兒童座椅也正挑戰(zhàn)視頻系統(tǒng)。已經(jīng)提出了各種模板匹配方法，但由于上述原因，都沒有成功。已經(jīng)提出了能夠檢測低水平振動的加速計以識別乘客運動和心率，但是它們必須安裝在車輛底盤或其他結構部件中。這種傳感器可適合于入侵檢測，但是對于座位乘客檢測，它們距離乘客太遠而不能感測較小的乘客并向他們分配唯一的就座位置?；旧?，對于較小乘客，從加速計獲得的信噪比不利于魯棒性識別。為了監(jiān)控駕駛員的健康和/或機敏度，已經(jīng)提出了將各種類型的高靈敏度傳感器放置在駕駛員接觸的車輛部件中(上)以檢測運動和/或心率。例如，參見公開號為2006/0219459A1的美國專利。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種用于檢測車輛乘客存在的系統(tǒng)和方法，所述車輛乘客已經(jīng)被無意識地留在停放的車輛，向車輛操作者或者其他負責方警告乘客的存在。根據(jù)本發(fā)明的實施例，一種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:至少一個振動傳感器，布置在車輛客室(passenger compartment)中并用于檢測乘客的運動，以輸出與檢測的運動有關的信號；至少一個麥克風，布置在客室中并用于檢測乘客產(chǎn)生的聲音，并輸出與檢測的聲音有關的信號；處理器，用于接收從振動傳感器和麥克風輸出的信號，并使用振動傳感器信號和麥克風信號的結合來確定在客室中是否存在乘客；警告裝置，如果處理器已經(jīng)確定客室中存在乘客，則向負責方提供警告。根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，一種警告負責方乘客已經(jīng)被無意留在車輛的包廂中的可能性的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:多個振動傳感器，布置在客室中，所述多個振動傳感器布置為與多個限定的就座位置相鄰，檢測限定的就座位置的乘客的運動，輸出與檢測的運動有關的信號；多個麥克風，布置在客室中并檢測任何一個或多個就座位置的乘客產(chǎn)生的聲音，并輸出與檢測的聲音有關的信號；多個門傳感器，監(jiān)控車輛的多個門的打開/關閉狀態(tài)，并輸出與所述打開/關閉狀態(tài)有關的信號；至少一個動力系傳感器，監(jiān)控車輛動力系的狀態(tài)，并輸出與動力系狀態(tài)有關的信號；處理器，使用從振動傳感器和麥克風輸出的信號來確定客室的占用狀態(tài)，所述占用狀態(tài)包括乘客的總數(shù)以及哪個就座位置被占用，所述處理器還使用來自門傳感器和動力系傳感器的信號來確定車輛是否處于停放狀態(tài)；警告裝置，當處理器已經(jīng)確定在客室中存在乘客并且車輛處于停放狀態(tài)時，則向負責方提供警告。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種檢測在車輛的客室中是否存在乘客并警告負責方乘客的存在的方法，所述方法包括:使用振動傳感器來感測客室中乘客的運動；感測客室中的聲音；產(chǎn)生與感測的運動和聲音有關的信號；處理所述信號以確定感測的運動和聲音是否表不在客室中存在乘客；如果處理的信號表不在客室中存在乘客，則警告負責方。


下面將參照附圖來通過非限制性實施例進一步解釋本發(fā)明，其中:圖1是配備有根據(jù)本發(fā)明實施例的系統(tǒng)的車輛的示意性俯視圖；圖2是本系統(tǒng)的實施例的簡化的示意性框圖；圖3是可用于與發(fā)明結合的運動處理器的實施例的簡化的示意性框圖；圖4是可用于與發(fā)明結合的聲音處理器的實施例的簡化的示意性框圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的警告算法的流程圖。應該理解，為了簡明起見，附圖沒有必要按比例來繪制，并且特定特征的尺寸也已經(jīng)被放大。
具體實施例方式圖1示出了包括具有前排座位14和后排座位16的客室12的車輛10。示出后排座位包括貫穿客室的寬度的長座位18?？邕^長座位，三個振動傳感器20排列在通常對應于所述長座位的三個限定的就座位置的位置。所述限定的就座位置可以與就座表面輪廓和/或乘客約束帶(未示出)的存在一致。優(yōu)選地，振動傳感器20通常是足夠平并且足夠柔韌，從而它們可被集成到座位底部而不會削弱座位的舒適性。它們可被布置在座位底部的表面的頂部或者可嵌入座位底部的表面下面一定距離。作為選擇，振動傳感器20除了位于座位底部中或者位于座位底部上之外，還可被設置在與多個限定的就座位置之一有關的其他地方，例如，被設置在長座位的座位后背部分。應該定位振動傳感器20以有效地檢測在嬰兒/兒童座椅中受保護的嬰兒或兒童產(chǎn)生的振動，其中，所述嬰兒或兒童依次被保護在車輛內(nèi)的限定的就座位置中。適合在本發(fā)明中使用的已知類型的振動傳感器是柔韌的電介體感測墊(flexibleelectret sensing mat)。這種傳感器包括一對被包含電子充電包(electrically chargedpockets)的聚合體(比如聚丙烯)薄膜分開的薄的片狀電極。當經(jīng)歷壓縮或擴展時，所述電介體感測墊產(chǎn)生少量電荷。它們對振動非常敏感，并且能夠可靠地檢測非常小的幅度的振動，比如由人類的心跳所引起的振動。作為選擇，可采用足夠大小和靈敏度的單個振動傳感器來檢測由位于后排座椅中或附近的任何就座位置的乘客引起的振動?？梢岳斫?，可針對具有任何數(shù)量的幾排座位和/或就座位置來實施本發(fā)明，并且只為了便于描述而使用圖1中顯示的示例性車輛結構。一個或多個麥克風22被布置在客室中。優(yōu)選地，因為下面描述的原因，使用至少兩個麥克風22，并且所述至少兩個麥克風22彼此分開?？梢栽谲囕v乘客通信系統(tǒng)中利用一個或多個麥克風22。例如，免提通信和/或語音識別控制系統(tǒng)(比如SYNC)可利用位于車輛的駕駛員/操作員附近的麥克風。為每個客室門設置門狀態(tài)傳感器24，所述傳感器輸出用于指示它們對應的門打開還是關閉的信號。還可設置溫度傳感器26以監(jiān)控客室中的周圍溫度?，F(xiàn)在參照圖2，簡化的示意性框圖顯示了系統(tǒng)的實施例，在該實施例中，車輛電氣通信網(wǎng)絡(例如CAN總線28)用于獲得各種部件之間的通信。振動傳感器20輸出與在它們對應的就座位置的任何感測的運動有關的信號。麥克風22輸出與在客室感測的聲音有關的信號。動力系狀態(tài)傳感器(PSS) 30監(jiān)控表示車輛是處于駕駛模式還是停放模式的車輛動力系的條件的一個或多個標記。例如，對于由內(nèi)燃機提供動力的車輛，PSS可以監(jiān)控點火開關(未示出)的開/關狀態(tài)和/或變速器(transmission)的停放/駕駛狀態(tài)。對于由電機提供動力的車輛，PSS可以監(jiān)控電機的開/關狀態(tài)。在任何情況下，PSS輸出將允許確定車輛電機是否關閉的信號，從而車輛可被認為是停放的。利用高速通信協(xié)議經(jīng)CAN總線28傳送所有傳感器輸出的信號，如現(xiàn)有技術中所已知的，通過CAN總線28，那些信號可被與所述總線連接的任何其他部件接收。在本發(fā)明的可選擇的實施例中，振動傳感器20可被直接連接至運動處理器以減少通信網(wǎng)絡的傳送需要。運動處理器32接收通過振動傳感器20輸出的電信號，并處理那些信號，這是確定檢測的振動是否由就座位置中的任何一個位置的人引起所必需的。圖3是運動處理器32的一個可能實施例的示意圖。由振動傳感器20產(chǎn)生的電信號被發(fā)送到包括電荷存儲器34、低通濾波器36和高增益放大器38的信號調(diào)節(jié)器。這種處理步驟對于區(qū)分座位乘客運動(主動或者被動)和其他外來振動是必要的，所述外來振動由例如路面上的車輛運動或被風移動的停放車輛所引起。信號被傳送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器40，如果必要，在通過乘客狀態(tài)算法44分析信號之前可執(zhí)行附加信號處理42。乘客狀態(tài)算法44確定就座位置中的哪個位置被人占用，這個輸出被傳送到CAN總線28，這是所述處理中的后續(xù)操作所必需的?？梢砸愿鞣N方式(比如概率、百分比確定和/或可由模糊邏輯處理使用的值)來表達座位占用確定。現(xiàn)在參照圖4，描述了聲音處理器46的一個可能實施例的示意性示圖。聲音處理器46接收通過麥克風22輸出的信號，并對那些信號進行處理，這是確定檢測的聲音是否是由客室中的人類乘客引起所必需的。這種處理步驟可包括輸出信號的濾波、放大和/或模數(shù)轉(zhuǎn)換。聲音被傳送到包含在現(xiàn)有的SYNC系統(tǒng)或單獨的用于處理的外部模塊中的微處理器。首先，信號被轉(zhuǎn)換為數(shù)字數(shù)據(jù)以被微處理器進行處理。實時獲得乘客的頻域和時域聲音信號，然后發(fā)送到用于做檢測決定的基于規(guī)則的分類算法。如果使用兩個或多個麥克風，則在各個麥克風接收的聲音數(shù)據(jù)被處理以確定聲音的聲源的位置。例如，可使用三角測量法將在不同麥克風處聲音的不同到達時間用來計算聲音的聲源。也可使用如麥克風輸出信號所表現(xiàn)的其他聲學特征(比如相移)。 聲音處理器46還可執(zhí)行涉及將麥克風22接收的聲音與已知和/或存儲的乘客聲音的聲學聲音信號進行匹配的處理步驟。例如，在特定車輛旅程或經(jīng)過大量時間可獲得乘客聲音的頻域和時域聲學信號。從聲音信號提取的斜度(Pitch)、譜距、倒譜(cepstral)系數(shù)和其他合適的數(shù)字聲音信號處理參數(shù)可被用于信號分析。為了做乘客檢測決定，聲學聲音信號分析結果被用于基于規(guī)則的分類算法以識別特定乘客(例如，通常使用車輛的家庭成員)的聲音。如專利號為7353088B2的美國專利申請較完全公開的那樣，聲音處理器46可采用中樞網(wǎng)絡以執(zhí)行需要的信號分析和基于規(guī)則的分類，所述美國專利的公開包含于此以資參考。應該理解，這里使用的術語“語音”包括人類產(chǎn)生的任何用嗓子發(fā)聲的聲音，以包括嬰兒可產(chǎn)生的任何聲音(比如哭)，即使那些聲音不符合正常的“語音”的定義。聲音處理器46的后處理輸出至少應該是確定是否已經(jīng)在客室中檢測到人類產(chǎn)生的聲音。所述輸出還可包括一個或多個聲音的聲源的位置和/或檢測的聲音和已知/存儲的聲學語音信號之間的任何相互關系。乘客狀態(tài)模塊(OSM) 48通過CAN總線28或如圖2所示的虛線所表示的直接通信鏈路接收運動處理器32和聲音處理器46輸出的信號。0SM48解釋包含在傳感器信號中的振動和聲學數(shù)據(jù)，以確定乘客是否處于被監(jiān)控的就座位置中。被提供了合適的傳感器數(shù)據(jù)的0SM48還可確定車輛中的任何乘客的數(shù)量和/或位置?？梢砸袁F(xiàn)有技術中的已知方式，通過基于上下文的匯集和組合邏輯(context-based aggregation and combinational logic)來實現(xiàn)這些確定。警告模塊50通過CAN總線28或通過如圖2示出的虛線所示的直接電連接來從0SM48接收座位占用輸出。警告模塊50和/或0SM48也從門狀態(tài)傳感器24和動力系狀態(tài)傳感器30接收信號作為警告邏輯算法的進一步輸入，所述警告邏輯算法確定在車輛停下并且門被關上(表示駕駛員想要離開停放的車輛)之后，是否應該通知駕駛員或其他負責方車輛中有乘客。在圖5中示出這種警告算法的流程圖。在這個算法中，假定只對于后面就座位置來執(zhí)行占用監(jiān)控，然而，假定提供了正確的傳感器，則可對于前排座位位置執(zhí)行相同的監(jiān)控。在表示車輛被停放的車輛點火處于“關”(或根據(jù)車輛中的動力系的類型的等同條件)，在框100開始算法。在框110，從振動傳感器20和麥克風22收集對于正被監(jiān)控的座位的座位占用信息。應該注意，在車輛運轉(zhuǎn)(被停放之前)的同時，可利用振動傳感器20和麥克風22，以向其他車輛系統(tǒng)(比如乘客安全系統(tǒng)或娛樂系統(tǒng))提供占用數(shù)據(jù)。在此，車輛是靜止的，并且引擎關閉，從而將不需要振動和聲音處理器來處理來自它們對應的傳感器的外來信號。
系統(tǒng)監(jiān)控門條件傳感器24 (120)。首先，如果后門打開(130，是)，則系統(tǒng)將標志設置為1，然后檢查駕駛員的門是否打開(140)。如果駕駛員的門還沒有打開，則方法轉(zhuǎn)回框110。一旦確定駕駛員的門是打開的(140，是)，檢查后座位占用(150)。如果否，則過程結束。如果后座被占用，則再次監(jiān)控門開關(160)，如果后門打開(170)，則將標志設置為I。如果駕駛員的門保持打開(180，是)，則方法返回框160。當駕駛員的門關閉(表示駕駛員已經(jīng)離開車輛)時，在框190啟動定時器。然后監(jiān)控后門(200)，如果后門沒有打開(210，否)，則檢查標志值(220)。如果標志等于0，則檢查定時器以察看閾值時間是否已經(jīng)過去(230)。選擇閾值時間以給駕駛員足夠時間來離開車輛，打開后門并幫助后座乘客從車輛里出來。當閾值時間已經(jīng)過去而后門沒有打開(230，是)時，在240激活警告。如果在閾值時間過去之前打開后門(210，是)，則定時器被重置為零(250)。在260再次檢查后門開關，當后門關閉(270，是)時，啟動定時器(280)。再次檢查后排座位占用(290)，當閾值時間已經(jīng)過去(300，是)，如果后面座位被占用(310，是)，則激活警告(240)。所述警告可以以將通知駕駛員或其他負責人后排座位占用狀態(tài)的任何形式。所述警告可以是通過車輛中安裝的揚聲器52產(chǎn)生的可聽見的信號，或者天線54可被用于將警告發(fā)送到駕駛員攜帶的接收裝置(鑰匙鏈、蜂窩電話、個人數(shù)字助手(PDA)等)。如果想的話，可通過蜂窩電話呼叫、文本消息或者無線通信的其他手段來警告除駕駛員之外的負責人、服務人員或者代理人。產(chǎn)生的警告可按頻率和/或強度漸強，直至被警告方已按合適的方式進行響應，t匕如，返回車輛并打開車門。警告還可根據(jù)溫度傳感器感測的周圍溫度而漸強，當具有不舒服的熱或冷的溫度時發(fā)出更頻繁和/或更強烈的警告。盡管已經(jīng)詳細描述了執(zhí)行本發(fā)明的最佳方式，但是熟悉與本發(fā)明有關的現(xiàn)有技術的技術人員會知道各種用于實施本發(fā)明的可選擇的設計和實施例，本發(fā)明由權利要求進行限定。
權利要求
1.一種用于檢測在車輛的客室中存在乘客并警告負責方存在乘客的方法，所述方法包括: 監(jiān)控車輛的門的打開/關閉狀態(tài)； 監(jiān)控動力系部件的狀態(tài)； 處理與門打開/關閉狀態(tài)和動力系狀態(tài)有關的信號以進行確定； 使用與乘客就座的就座位置相關聯(lián)的振動傳感器來感測客室中乘客的運動； 感測客室中的聲音； 產(chǎn)生與感測的運動和聲音有關的信號； 處理信號以確定感測的運動和聲音是否指示在客室中存在乘客；以及 如果處理的信號指示車輛處于停放狀態(tài)并且在客室中存在乘客，則向負責方進行警生口 O
2.按權利要求1所述的方法，其中，感測聲音的步驟包括感測在客室中至少兩個分離位置的聲音，處理信號的步驟包括基于在所述至少兩個分離位置感測的聲音之間的區(qū)別來確定聲音源位置。
3.按權利要求1所述的方法，其中，由作為車輛乘客通信系統(tǒng)的部件的至少一個麥克風來執(zhí)行感測聲音的步驟。
4.按權利要求1所述的方法，其中，感測運動的步驟包括監(jiān)控與對應的多個限定的就座位置相鄰的多個振動傳感器，處理信號的步驟還包括基于振動傳感器信號來監(jiān)控限定的就座位置的乘客狀態(tài)。
5.按權利要求1所述的方法，其中，處理信號的步驟包括在車輛中存在的至少第一人和第二人的語音模式之間進行區(qū)分。
6.按權利要求5所述的方法，其中，處理信號的步驟包括采用用于在語音模式之間進行區(qū)分而訓練的中樞網(wǎng)絡。
7.按權利要求1所述的方法，還包括: 監(jiān)控客室的周圍溫度； 處理與周圍溫度有關的信號；以及 使用與周圍溫度有關的信號來確定是否激活警告裝置。
8.按權利要求7所述的方法，還包括: 使用與周圍溫度有關的信號來調(diào)節(jié)警告的強度、頻率和漸強程度中的至少一個。
全文摘要
一種警告負責方在車輛的客室中存在乘客的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括振動傳感器，檢測乘客的運動；麥克風，檢測乘客產(chǎn)生的聲音；處理器，用于接收從振動傳感器和麥克風輸出的信號，并使用信號的結合來確定是否存在乘客；警告裝置，如果處理器確定存在乘客，則向負責方提供警告。所述麥克風還可在通信或語音識別命令系統(tǒng)中使用。兩個或多個麥克風還可用于定位聲音的聲源。
文檔編號B60Q9/00GK103085718SQ201310027300
公開日2013年5月8日 申請日期2010年9月26日 優(yōu)先權日2009年9月28日
發(fā)明者馬克·A·卡迪希, 馬納哈普拉瑟德·K·勞, 呂泰, 夸庫·O·普拉卡-阿桑特 申請人:福特全球技術公司