在对占有一个座位的物体进行分类时的方法和装置的制作方法
专利名称：在对占有一个座位的物体进行分类时的方法和装置的制作方法
背景技术：
本发明涉及在对占有一个座位的物体进行分类时的一种方法和装置，该方法和装置尤其用于对汽车上的回拉系统进行与分类有关的控制。
为了在发生事故时保护汽车上的乘客，汽车上的座位不仅装备有可逆的制动装置、如安全带，而且也有不可逆的制动装置，如安全气囊，它门在检测到事故时就触发，例如以烟火技术进行。
但是错误的点着或者在错误的时刻点着、甚至在发生事故时可能会造成严重的损伤，而这种损伤如果是安全气囊没有点着，或者在多级气囊时按其它方式点着却是不会发生的。另外必须避免不必要的点着，尤其是如果座位空着或者只有一个物体但没有人时。
按照现有技术例如已知对小孩座位进行识别(US-A-5,570,903)，例如借助于位于座位的座位面里的传感器，或者对占位情况进行检测(US-A-5,893,147)，例如通过视频监控来进行。
这当然还是不够的。因而为了避免在各自的情况下产生不利的、在一定情况下甚至是危险的触发必须要进行检测，看占了座位的人是大人还是小孩，是体重的还是较轻的，是靠近仪表板还是在位置上向后靠着。根据各自的情况在发生事故时可以以不同的方式来控制制动装置，它尤其适合于一种多级可点着的安全气囊，尤其又是对于一种副驾驶员的安全气囊。分组、分类已证实是足够的了。
对此在这以前已经开发了一种所谓的OC系统(占有者分类系统)。这种系统所依据的基础是经验所确定的一个人的身体重量和座位突起的间距之间的关系。因此借助于例如矩阵式布置的压力传感器在一个座位里来检测和分析压力的变化。这种分析首先也就可以检测到，是一个占用的座位还是一个未占用的座位。另外可以区分，在占用座位时究竟是一个小孩座位还是一个其它物体或者是一个人。
如果识别到是一个人作为物体，那么通过对压力变化的相应分析还可以根据经验知识进行另一种分类，该经验知识与座着的人的身体大小和身体重量相符合。另外可以借助于合适的传感器来求得座位里物体的绝对重量。例如该座位连同物体的重量例如可以借助于应变片来测量。另一方面也可以借助于一个装入到座位本身里的传感器、如一种压力薄膜检测出在一个被占位置和一个未占位置之间的压力差，并因此检测出物体的绝对重量。
传统的分类利用了经验知识，这种知识在各自感兴趣的个别情况下在控制制动装置的触发时当然可能会导致错误的结果。
本发明的优点由此出发因此本发明的任务是改善分类的正确性。
本发明的任务还有就是提出一种实施一种相应方法的装置。
该任务通过权利要求1的特征来解决。本发明通过从属权利要求所述的特征来改进。
本发明的出发点首先在于以下知识所求得参数的较高冗余度会达到所希望的改善。另外本发明还建立在以下知识的基础上由于车辆的动力学在所考察位置上的物体也经受动力学地作用于物体的力。此外这种动力学的力是可以测量的，也就是说按照其参数是可测得的认识这些力以及由于这些力使物体位置发生变化的方式就可以很准确地根据已知的物理定律推断出物体的物体参数，尤其是坐在座位里的人的参数，如质量、质量重心(超出座位)的高度、这个重心的高度/宽度比。这些参数提高了在确定相关参数时的冗余度，根据这种冗余度在发生事故时就可以实施对于触发机构的控制。尤其是改善了在对于控制触发装置具有重要意义的那些参数方面对占有一个座位的人的辨别和给定情况下的分类。为此可以应用传统的和可能情况下已经存在的室内系统来求出这里相关的(附加的)参数，因而不需要或者只需少量新的附加传感器。这种室内识别系统是一种视频监控装置、借助于应变片的绝对重量的检测装置、超声波整理装置、雷达系统、一种OC格栅垫等等。
必须提到由较早的申请(内部的档案标记R39531)本身就已知，检测通过坐着的人而作用到座位上的压力变化的动力学现象，并由此推导出动力系数，这个系数指明了物体或者说人是处于静止或是在运动。这种信息就可以评作出，这种动力系数是源自一个刚性物体还是源自一个人，因为它们具有不同的动力学性能，因此在询问是应该还是不应该控制所述触发装置时就可以相应地考虑这些信息。
以下根据在附图中简要表示的实施例对本发明进行详细说明。附图示出图1 实施按本发明的方法的一种装置简图；图2 按照本发明的方法的功能原理简图。
描述图1表示在一个简要表示的车辆5中一个由一个座位面1、一个靠背2和一个头靠3所组成的座位4。图1还表示了一个坐在座位4上的作为物体的人和这个人6的重心7的简图。为了在发生事故时或者一种其它危险情况下对人进行保护，座位4按本身就已知的方式都有回拉系统。用一个方框图简要表示了不可逆的可控制回拉系统8，如安全气囊、烟火技术可点着的带包捆器等等。这种回拉系统8由一个控制仪9开始触发或点着，如果根据所检测的和求出的准则必须以一个对于人6来说危险的事件为出发点的话。
如同本身就已知的而且并未详细叙述的那样，首先检测该座位4或它的座位面1是否占用了，因为如果座位4并未占用，那么通过控制仪9使回拉系统8的触发就不加考虑了。
此外重要的是，只有当有一个人6位于座位4里，而不是一个物体、如即使一个小孩座位在该座位4里，那才使回拉系统8触发。辨别位于座位4里的人6还是位于座位4里的物体例如可以而且尤其可以按如下方法来实现检测作用在座位面1上的压力分布，压力变化，这在图1中用一个压力传感器10示意地表示。一个人6通过两个间隔的座位隆起作用到座位面1上并因此作用于压力传感器10，而物体、即使是小孩座位，则按照一种显然不同的压力变化作用到压力传感器10上。
一种这样的压力变化可以通过至少两个、最好是3或4个单独的、隔开的在座位4或座位面1里的压力传感器来求出。一种所谓OC垫的意义上来说压力传感器的一种矩阵布置是特别有利的。
对应于一种这样的压力变化的信号D或者一个对应组的信号另外也可以以通常的方式来确定位置4的占用情况，也可以确定作用在座位4或座位面1上的质量，大致相当于在(静止着的)人6的重心7处所作用的垂直的力分量Z。
例如可以由借助于压力传感器10可求出的座位隆起间距和这个重量分量或Z分量、根据经验数据就推断出人6的参数或者说人6重心的高度，也就是可以进行分类。
这就是说，信号D允许一个控制电路11使用对应于6的质量的和/或人6的重心7的信号单独地或者可以与其它信号一起地用于计算控制仪9的控制信号。在后者信号中已经改善了冗余度。
按照本发明，如果人6的加速度、并因此尤其是其重心7在一个水平面上至少定性地检测到，那么就可以很精确地测定人6重心7的位置。如果遇到障碍产生碰撞，那么人6以及因此其重心7就有一个由箭头12所表示的动态运动，其中这个运动在水平面上可以认为是未制动的，并因此可以与借助于车辆上的传感器而求得的车辆5的加速度看成一样。
这也就是说，在车辆5中的一个水平平面里用至少两个加速度传感器(未详细表示出)就可以测定在一个水平平面里动态的运动，也就是人6或其重心7的加速度运动。这在图1中用X分量和Y分量简明表示出。
这在图1中也还按如下方式简要表示出一个计算电路13接收外部信号，例如相应的加速度传感器的信号并用于计算X-和Y-分量并进行分析，并输送给控制电路11。虚线表示了借助于这种传感器在一定条件下也可以(附加地)求出Z分量。这也可以如前所述根据信号D来求出。
用箭头12所表示的人6的动力性因而就根据从外面作用的力确定了人6位置变化的种类。如果这些力按照大小也是已知的，那么就可以极准确地确定实际存在的人6和其重心7的位置(参见例如Gillespie，T.D.，Fundamenfals of Vehicle Dymanics，(车辆动力学基础)，Society of Automotive Engineers Inc.，Warrendale，USA，1992，和/或Kuypers，F.，Klassiszhe Mechznik(经典力学)，第3版，VHC出版公司，Weinheim，1990)并且按照一种通过冗余度而改善的检测用来进行分类，其目的是使回拉系统8触发。无论如何与其它参数一起还可以(基本上甚至冗余地)测定质量、重心7的高度，但也可以测定重心7的高/宽比(其中宽度在这里表示为在倾倒运动时重心的尤其是侧向移动的一个尺度)并且用于借助于控制仪9根据各自危险的情况进行分类，以便尽可能最佳地控制这回拉系统8、尤其是一个安全气囊。
图2表示了上面所述的功能原理。
当通常情况下已在车辆里求出对于所述的利用人6的动力学所必需的信号之后，也就不再需要附加的传感器了。
权利要求
1.在对车辆(5)内占有一个座位(4)的物体进行分类的方法，该方法尤其是为了按分类来控制回拉系统(8)，其特征在于，在一个水平平面里作用在物体(6)上的力按照大小来检测；通过物体(6)作用于座位(4)上的力在一个垂直于水平平面的方向上按照大小来检测；至少检测作用在物体上的力的随时间的变化，并由这些所检测力的大小和力随时间变化的种类至少测定、尤其是计算物体(6)的本体的大小并用于进行分类。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，由所检测的力来计算物体重心(7)的位置、物体(6)的质量(重量)和/或物体(6)的重心(7)高度和/或物体(6)的重心(7)的高/宽比。
3.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，与物体(6)的其它特征值一起考虑所述的物体大小，用于进行分类。
4.按权利要求1至3中任意一项所述的方法，其特征在于，作用在物体(6)上的外力是动力学的力。
5.按权利要求1至4中任意一项所述的方法，其特征在于，根据垂直方向上作用在座位(4)上的力以及力在座位(4)里的分布辨别出一个物品或作为物体的一个人(6)，并且只有当辨别出一个人(6)作为物体后，才进行分类。
6.按权利要求5所述的方法，其特征在于，为了进行分辨要检测和辨别作用于座位(4)上或其座位面(1)上的压力变化。
7.用于实施按权利要求1至6中任意一项所述方法的装置，其特征在于车辆(5)里用于检测作用在物体(6)上的动力学的力的加速度传感器。
8.按权利要求7所述的装置，其特征在于至少两个设于座位(4)里的、间隔布置的、用于检测物体(6)的压力变化的传感器。
9.按权利要求6所述的装置，其特征在于三个或四个传感器或者一种矩阵布置的六个传感器。
全文摘要
本发明涉及在对占有一个座位(4)的物体进行分类时的方法和装置，尤其用于可靠地控制汽车(5)上回拉系统的触发。利用了占有该座位(4)的人(6)由于作用在其身上的惯性力这样的动力学。由这些力的大小以及由于通过人的质量而作用到座位(4)的座位面(1)上的力的大小和它们的变化可以用作冗余的参数求出质量、重心(7)的位置以及其它的物体参数，并用于可靠地进行分类。
文档编号B60R21/013GK1642788SQ03807438
公开日2005年7月20日 申请日期2003年2月26日 优先权日2002年7月20日
发明者R·马希塔勒 申请人:罗伯特-博希股份公司
背景技术：
本发明涉及在对占有一个座位的物体进行分类时的一种方法和装置，该方法和装置尤其用于对汽车上的回拉系统进行与分类有关的控制。
为了在发生事故时保护汽车上的乘客，汽车上的座位不仅装备有可逆的制动装置、如安全带，而且也有不可逆的制动装置，如安全气囊，它门在检测到事故时就触发，例如以烟火技术进行。
但是错误的点着或者在错误的时刻点着、甚至在发生事故时可能会造成严重的损伤，而这种损伤如果是安全气囊没有点着，或者在多级气囊时按其它方式点着却是不会发生的。另外必须避免不必要的点着，尤其是如果座位空着或者只有一个物体但没有人时。
按照现有技术例如已知对小孩座位进行识别(US-A-5,570,903)，例如借助于位于座位的座位面里的传感器，或者对占位情况进行检测(US-A-5,893,147)，例如通过视频监控来进行。
这当然还是不够的。因而为了避免在各自的情况下产生不利的、在一定情况下甚至是危险的触发必须要进行检测，看占了座位的人是大人还是小孩，是体重的还是较轻的，是靠近仪表板还是在位置上向后靠着。根据各自的情况在发生事故时可以以不同的方式来控制制动装置，它尤其适合于一种多级可点着的安全气囊，尤其又是对于一种副驾驶员的安全气囊。分组、分类已证实是足够的了。
对此在这以前已经开发了一种所谓的OC系统(占有者分类系统)。这种系统所依据的基础是经验所确定的一个人的身体重量和座位突起的间距之间的关系。因此借助于例如矩阵式布置的压力传感器在一个座位里来检测和分析压力的变化。这种分析首先也就可以检测到，是一个占用的座位还是一个未占用的座位。另外可以区分，在占用座位时究竟是一个小孩座位还是一个其它物体或者是一个人。
如果识别到是一个人作为物体，那么通过对压力变化的相应分析还可以根据经验知识进行另一种分类，该经验知识与座着的人的身体大小和身体重量相符合。另外可以借助于合适的传感器来求得座位里物体的绝对重量。例如该座位连同物体的重量例如可以借助于应变片来测量。另一方面也可以借助于一个装入到座位本身里的传感器、如一种压力薄膜检测出在一个被占位置和一个未占位置之间的压力差，并因此检测出物体的绝对重量。
传统的分类利用了经验知识，这种知识在各自感兴趣的个别情况下在控制制动装置的触发时当然可能会导致错误的结果。
本发明的优点由此出发因此本发明的任务是改善分类的正确性。
本发明的任务还有就是提出一种实施一种相应方法的装置。
该任务通过权利要求1的特征来解决。本发明通过从属权利要求所述的特征来改进。
本发明的出发点首先在于以下知识所求得参数的较高冗余度会达到所希望的改善。另外本发明还建立在以下知识的基础上由于车辆的动力学在所考察位置上的物体也经受动力学地作用于物体的力。此外这种动力学的力是可以测量的，也就是说按照其参数是可测得的认识这些力以及由于这些力使物体位置发生变化的方式就可以很准确地根据已知的物理定律推断出物体的物体参数，尤其是坐在座位里的人的参数，如质量、质量重心(超出座位)的高度、这个重心的高度/宽度比。这些参数提高了在确定相关参数时的冗余度，根据这种冗余度在发生事故时就可以实施对于触发机构的控制。尤其是改善了在对于控制触发装置具有重要意义的那些参数方面对占有一个座位的人的辨别和给定情况下的分类。为此可以应用传统的和可能情况下已经存在的室内系统来求出这里相关的(附加的)参数，因而不需要或者只需少量新的附加传感器。这种室内识别系统是一种视频监控装置、借助于应变片的绝对重量的检测装置、超声波整理装置、雷达系统、一种OC格栅垫等等。
必须提到由较早的申请(内部的档案标记R39531)本身就已知，检测通过坐着的人而作用到座位上的压力变化的动力学现象，并由此推导出动力系数，这个系数指明了物体或者说人是处于静止或是在运动。这种信息就可以评作出，这种动力系数是源自一个刚性物体还是源自一个人，因为它们具有不同的动力学性能，因此在询问是应该还是不应该控制所述触发装置时就可以相应地考虑这些信息。
以下根据在附图中简要表示的实施例对本发明进行详细说明。附图示出图1 实施按本发明的方法的一种装置简图；图2 按照本发明的方法的功能原理简图。
描述图1表示在一个简要表示的车辆5中一个由一个座位面1、一个靠背2和一个头靠3所组成的座位4。图1还表示了一个坐在座位4上的作为物体的人和这个人6的重心7的简图。为了在发生事故时或者一种其它危险情况下对人进行保护，座位4按本身就已知的方式都有回拉系统。用一个方框图简要表示了不可逆的可控制回拉系统8，如安全气囊、烟火技术可点着的带包捆器等等。这种回拉系统8由一个控制仪9开始触发或点着，如果根据所检测的和求出的准则必须以一个对于人6来说危险的事件为出发点的话。
如同本身就已知的而且并未详细叙述的那样，首先检测该座位4或它的座位面1是否占用了，因为如果座位4并未占用，那么通过控制仪9使回拉系统8的触发就不加考虑了。
此外重要的是，只有当有一个人6位于座位4里，而不是一个物体、如即使一个小孩座位在该座位4里，那才使回拉系统8触发。辨别位于座位4里的人6还是位于座位4里的物体例如可以而且尤其可以按如下方法来实现检测作用在座位面1上的压力分布，压力变化，这在图1中用一个压力传感器10示意地表示。一个人6通过两个间隔的座位隆起作用到座位面1上并因此作用于压力传感器10，而物体、即使是小孩座位，则按照一种显然不同的压力变化作用到压力传感器10上。
一种这样的压力变化可以通过至少两个、最好是3或4个单独的、隔开的在座位4或座位面1里的压力传感器来求出。一种所谓OC垫的意义上来说压力传感器的一种矩阵布置是特别有利的。
对应于一种这样的压力变化的信号D或者一个对应组的信号另外也可以以通常的方式来确定位置4的占用情况，也可以确定作用在座位4或座位面1上的质量，大致相当于在(静止着的)人6的重心7处所作用的垂直的力分量Z。
例如可以由借助于压力传感器10可求出的座位隆起间距和这个重量分量或Z分量、根据经验数据就推断出人6的参数或者说人6重心的高度，也就是可以进行分类。
这就是说，信号D允许一个控制电路11使用对应于6的质量的和/或人6的重心7的信号单独地或者可以与其它信号一起地用于计算控制仪9的控制信号。在后者信号中已经改善了冗余度。
按照本发明，如果人6的加速度、并因此尤其是其重心7在一个水平面上至少定性地检测到，那么就可以很精确地测定人6重心7的位置。如果遇到障碍产生碰撞，那么人6以及因此其重心7就有一个由箭头12所表示的动态运动，其中这个运动在水平面上可以认为是未制动的，并因此可以与借助于车辆上的传感器而求得的车辆5的加速度看成一样。
这也就是说，在车辆5中的一个水平平面里用至少两个加速度传感器(未详细表示出)就可以测定在一个水平平面里动态的运动，也就是人6或其重心7的加速度运动。这在图1中用X分量和Y分量简明表示出。
这在图1中也还按如下方式简要表示出一个计算电路13接收外部信号，例如相应的加速度传感器的信号并用于计算X-和Y-分量并进行分析，并输送给控制电路11。虚线表示了借助于这种传感器在一定条件下也可以(附加地)求出Z分量。这也可以如前所述根据信号D来求出。
用箭头12所表示的人6的动力性因而就根据从外面作用的力确定了人6位置变化的种类。如果这些力按照大小也是已知的，那么就可以极准确地确定实际存在的人6和其重心7的位置(参见例如Gillespie，T.D.，Fundamenfals of Vehicle Dymanics，(车辆动力学基础)，Society of Automotive Engineers Inc.，Warrendale，USA，1992，和/或Kuypers，F.，Klassiszhe Mechznik(经典力学)，第3版，VHC出版公司，Weinheim，1990)并且按照一种通过冗余度而改善的检测用来进行分类，其目的是使回拉系统8触发。无论如何与其它参数一起还可以(基本上甚至冗余地)测定质量、重心7的高度，但也可以测定重心7的高/宽比(其中宽度在这里表示为在倾倒运动时重心的尤其是侧向移动的一个尺度)并且用于借助于控制仪9根据各自危险的情况进行分类，以便尽可能最佳地控制这回拉系统8、尤其是一个安全气囊。
图2表示了上面所述的功能原理。
当通常情况下已在车辆里求出对于所述的利用人6的动力学所必需的信号之后，也就不再需要附加的传感器了。
权利要求
1.在对车辆(5)内占有一个座位(4)的物体进行分类的方法，该方法尤其是为了按分类来控制回拉系统(8)，其特征在于，在一个水平平面里作用在物体(6)上的力按照大小来检测；通过物体(6)作用于座位(4)上的力在一个垂直于水平平面的方向上按照大小来检测；至少检测作用在物体上的力的随时间的变化，并由这些所检测力的大小和力随时间变化的种类至少测定、尤其是计算物体(6)的本体的大小并用于进行分类。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，由所检测的力来计算物体重心(7)的位置、物体(6)的质量(重量)和/或物体(6)的重心(7)高度和/或物体(6)的重心(7)的高/宽比。
3.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，与物体(6)的其它特征值一起考虑所述的物体大小，用于进行分类。
4.按权利要求1至3中任意一项所述的方法，其特征在于，作用在物体(6)上的外力是动力学的力。
5.按权利要求1至4中任意一项所述的方法，其特征在于，根据垂直方向上作用在座位(4)上的力以及力在座位(4)里的分布辨别出一个物品或作为物体的一个人(6)，并且只有当辨别出一个人(6)作为物体后，才进行分类。
6.按权利要求5所述的方法，其特征在于，为了进行分辨要检测和辨别作用于座位(4)上或其座位面(1)上的压力变化。
7.用于实施按权利要求1至6中任意一项所述方法的装置，其特征在于车辆(5)里用于检测作用在物体(6)上的动力学的力的加速度传感器。
8.按权利要求7所述的装置，其特征在于至少两个设于座位(4)里的、间隔布置的、用于检测物体(6)的压力变化的传感器。
9.按权利要求6所述的装置，其特征在于三个或四个传感器或者一种矩阵布置的六个传感器。
全文摘要
本发明涉及在对占有一个座位(4)的物体进行分类时的方法和装置，尤其用于可靠地控制汽车(5)上回拉系统的触发。利用了占有该座位(4)的人(6)由于作用在其身上的惯性力这样的动力学。由这些力的大小以及由于通过人的质量而作用到座位(4)的座位面(1)上的力的大小和它们的变化可以用作冗余的参数求出质量、重心(7)的位置以及其它的物体参数，并用于可靠地进行分类。
文档编号B60R21/013GK1642788SQ03807438
公开日2005年7月20日 申请日期2003年2月26日 优先权日2002年7月20日
发明者R·马希塔勒 申请人:罗伯特-博希股份公司
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