基于電磁感應(yīng)的乘員識別系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于電磁感應(yīng)的乘員識別系統(tǒng)，其包括控制單元，還包括可產(chǎn)生場強(qiáng)的發(fā)射單元，可響應(yīng)發(fā)射單元的場強(qiáng)以產(chǎn)生感應(yīng)電動勢或位移電流的接收單元，對接收單元的感應(yīng)電動勢或位移電流進(jìn)行檢測的測量單元，以及可在控制單元控制下對測量單元的測量結(jié)果進(jìn)行輸出的輸出單元。本乘員識別系統(tǒng)能夠識別座椅上有無乘員及判斷乘員的類型和坐姿，能夠排除金屬導(dǎo)體導(dǎo)致的錯誤判斷，且其安裝方便，成本低廉，具有很好的實(shí)用性。
【專利說明】基于電磁感應(yīng)的乘員識別系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種汽車乘員識別系統(tǒng)，尤其涉及一種基于電磁感應(yīng)的乘員識別系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]為了保護(hù)汽車乘員的安全，汽車的駕駛員和副駕駛位置都安裝有安全氣囊，當(dāng)汽車發(fā)生碰撞時，安全氣囊展開對乘員進(jìn)行保護(hù)，避免其受到二次傷害。但傳統(tǒng)的安全氣囊系統(tǒng)中其一般均為在受到一定的碰撞強(qiáng)度時打開，而不區(qū)分乘員的年齡及坐姿。在乘員是兒童或坐姿不正確時，安全氣囊的打開會對乘員造成比事故本身更大的傷害，因此設(shè)置乘員識別系統(tǒng)以對安全氣囊進(jìn)行控制就顯得至關(guān)重要。目前已有的乘員識別系統(tǒng)主要有基于視覺的檢測技術(shù)、基于重量和超聲波傳感器的檢測技術(shù)，以及基于體壓分布的檢測技術(shù)?；谝曈X的檢測技術(shù)其圖像處理芯片成本高，算法實(shí)現(xiàn)困難，且易受環(huán)境影響。基于重量和超聲波傳感器的檢測技術(shù)，在安裝上較有難度，需要改變原有座椅的結(jié)構(gòu)，且無法對人和物進(jìn)行區(qū)分?；隗w壓分布的檢測技術(shù)其在安裝及區(qū)分人和物方面具有優(yōu)勢，但其很難實(shí)現(xiàn)對乘員位置的實(shí)時追蹤，能夠檢測的乘員坐姿樣式有限，且傳感器的成本也較高。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實(shí)用新型提供了一種基于電磁感應(yīng)的乘員識別系統(tǒng)，其能夠識別座椅上有無乘員及判斷乘員的類型和坐姿，能夠排除金屬導(dǎo)體導(dǎo)致的錯誤判斷，且其安裝方便，成本低廉，具有很好的實(shí)用性。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的基于電磁感應(yīng)的乘員識別系統(tǒng)包括控制單元，還包括:
[0005]發(fā)射單元，具有供能模塊，以及在供能模塊提供的電能下產(chǎn)生場強(qiáng)的發(fā)射模塊；
[0006]接收單元，具有響應(yīng)所述發(fā)射單元產(chǎn)生的場強(qiáng)而產(chǎn)生感應(yīng)電壓的接收線圈模塊，以及產(chǎn)生位移電流的接收器模塊；
[0007]測量單元，包括對接收線圈模塊產(chǎn)生的感應(yīng)電壓和接收器模塊產(chǎn)生的位移電流進(jìn)行檢測的測量模塊，以及儲存有不同乘員參數(shù)所對應(yīng)的位移電流值的存儲模塊；
[0008]輸出單元，其信號輸入端與控制單元相連，以對測量結(jié)果進(jìn)行輸出。
[0009]采用上述的技術(shù)方案，在控制單元的控制下供能模塊使發(fā)射模塊產(chǎn)生場強(qiáng)(磁場)，從而可在接收線圈模塊中產(chǎn)生感應(yīng)電壓，此時若在座椅內(nèi)的為金屬導(dǎo)體，由于金屬導(dǎo)體在磁場中會感應(yīng)出渦流，從而激發(fā)出新的感應(yīng)磁場，新的感應(yīng)磁場作用于接收線圈模塊會使接收線圈模塊的感應(yīng)電壓發(fā)生變化，由此控制單元可判斷出金屬導(dǎo)體的存在并由輸出單元輸出判斷結(jié)果；而當(dāng)在座椅內(nèi)為乘員時，由于沒有新的感應(yīng)磁場的出現(xiàn)，接收線圈模塊的感應(yīng)電壓保持不變，此時控制單元控制供能模塊使發(fā)射模塊產(chǎn)生場強(qiáng)(電場)，從而可在接受器模塊中感應(yīng)出位移電流，且在座椅中乘員的影響下，接收器模塊所能響應(yīng)的電場會發(fā)生變化，由此導(dǎo)致接收器模塊中感應(yīng)出的位移電流也會發(fā)生變化，若利用比較器將此變化后的電流值與存儲模塊中的電流值進(jìn)行比對，即可判斷出座椅中的乘員參數(shù)(類型及坐姿)，從而可由輸出單元輸出判斷結(jié)果；輸出單元輸出判斷結(jié)果于安全氣囊控制系統(tǒng)，便可與安全氣囊控制系統(tǒng)中的碰撞力度傳感器一起聯(lián)合判斷氣囊的彈出與否，以及彈出的等級。
[0010]作為對上述方式的限定，所述的發(fā)射模塊為發(fā)射器線圈，所述的供能模塊為分別連接于發(fā)射器線圈的兩個接線端上的正弦電源。在發(fā)射器線圈的兩個接線端連接正弦電源從而可通過改變正弦電源的相位而使發(fā)射器線圈產(chǎn)生磁場或電場。
[0011]作為對上述方式的限定，所述的接收線圈模塊為感應(yīng)線圈，所述的接收器模塊為金屬片。感應(yīng)線圈可在磁場中感應(yīng)出感應(yīng)電流，而金屬片在電場中其內(nèi)的電子會在電場力的作用下定向移動，從而可產(chǎn)生位移電流。
[0012]作為對上述方式的限定，所述的發(fā)射單元及接收單元為設(shè)置在座椅座墊下的座椅骨架上。將發(fā)射單元和接收單元設(shè)置在座墊下的座椅骨架上，使得本識別系統(tǒng)安裝方便，且無需改變座椅的結(jié)構(gòu)。
[0013]綜上所述，采用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，其能夠識別座椅上有無乘員及判斷乘員的類型和坐姿，能夠排除金屬導(dǎo)體導(dǎo)致的錯誤判斷，且其安裝方便，成本低廉，具有很好的實(shí)用性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖及【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型作更進(jìn)一步詳細(xì)說明:
[0015]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為發(fā)射模塊、接收器模塊及接收線圈模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為L模式下的工作狀態(tài)示意圖；
[0018]圖4為C模式下的工作狀態(tài)示意圖；
[0019]圖中:1、座椅座墊；2、供能模塊；3、發(fā)射模塊；4、接收器模塊；5、接收線圈模塊；
6、測量模塊；7、控制單元；8、比較器；9、存儲模塊；10、輸出單元；11、正弦電源；12、正弦電源。

【具體實(shí)施方式】
[0020]本實(shí)施例涉及一種基于電磁感應(yīng)的乘員識別系統(tǒng)，如圖1所示，其包括可設(shè)置在座椅座墊I下的圖中未示出的座椅骨架上的發(fā)射模塊3、接收器模塊4以及接收線圈模塊
5。發(fā)射模塊3連接有供能模塊2，在接收器模塊4和接收線圈模塊5上又連接有測量模塊6，由測量模塊6可對接收器模塊4和接收線圈模塊5中產(chǎn)生的電壓或電流進(jìn)行檢測。測量模塊6的一個輸出端口連接控制單元7，測量模塊6的另一個輸出端口則連接比較器8。在比較器8的一個輸入端口連接有存儲模塊9，從而可以存儲模塊9中儲存的參數(shù)值為參照標(biāo)準(zhǔn)對測量模塊6檢測到的電壓或電流值進(jìn)行比對。比較器8的輸出端口連接輸出單元10，而輸出單元10的輸入端口也連接至控制單元7，從而可在控制單元7的控制下由輸出單元10將比較器8的比較結(jié)果輸出?？刂茊卧?的輸出端口還連接至供能模塊2，從而使供能模塊2可在控制單元7的控制下對其供能狀態(tài)進(jìn)行切換。
[0021]供能模塊2、發(fā)射模塊3、接收器模塊4以及接收線圈模塊5的結(jié)構(gòu)可如圖2中所示，本實(shí)施例中發(fā)射模塊3為一個發(fā)射器線圈，供能模塊2則為分別連接在發(fā)射器線圈的兩個接線端上的正弦電源11和正弦電源12。而接收器模塊4為一個絕緣設(shè)置在座椅骨架上的金屬片，接收線圈模塊5則為一感應(yīng)線圈。本實(shí)施例中感應(yīng)線圈的一個接線端可連接于金屬片的一端，而感應(yīng)線圈的另一個接線端為直接接地，在相對于與感應(yīng)線圈連接的金屬片的另一端則經(jīng)由高阻值電阻進(jìn)行接地。
[0022]本實(shí)施例的基于電磁感應(yīng)的乘員識別系統(tǒng)的工作過程是這樣的，其中為便于描述將系統(tǒng)順次進(jìn)行的兩個工作模式分別稱之為L模式和C模式。在L模式中，控制單元7通過改變供能模塊2中的兩個正弦電源的相位，使正弦電源11為Vl=Ve Z 0°，正弦電源12為V2=Ve Z 180°，此時在發(fā)射器線圈中將產(chǎn)生一個時變磁場，時變磁場的部分磁場線進(jìn)入接收線圈模塊5中，從而會在感應(yīng)線圈中產(chǎn)生一個感應(yīng)電動勢，其狀態(tài)可如圖3中所示。
[0023]在L模式中當(dāng)座椅上為金屬物體時，金屬物體進(jìn)入感應(yīng)線圈區(qū)域，由于金屬物體在磁場中會在其自身中感應(yīng)出一個電動勢，并產(chǎn)生渦流，從而會在感應(yīng)線圈區(qū)域激發(fā)出一個新的感應(yīng)磁場，這個新的感應(yīng)磁場與由發(fā)射器線圈產(chǎn)生的磁場相疊加，最終會導(dǎo)致感應(yīng)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的變化，感應(yīng)線圈中感應(yīng)電動勢的變化被測量模塊6檢測到，控制單元7即可由這種變化判斷出金屬物體的存在。此時控制單元7控制輸出單元10將判斷結(jié)果輸出至圖中未示出的汽車安全氣囊控制單元，并由安全氣囊控制單元控制安全氣囊不彈出。
[0024]在L模式中，當(dāng)座椅上沒有金屬物體時，由于沒有新的感應(yīng)磁場的產(chǎn)生，感應(yīng)線圈在發(fā)射器線圈產(chǎn)生的磁場下的感應(yīng)電動勢始終保持不變，測量模塊6檢測到感應(yīng)線圈的感應(yīng)電動勢沒有變化時，控制模式7則使系統(tǒng)由L模式進(jìn)入C模式中。在C模式中，控制模式7使供能模塊2的兩個正弦電源的相位相同，即Vl=V2=Ve Z 0°,此時發(fā)射器線圈中的電流為0，發(fā)射器線圈相當(dāng)于一個電場源，其不產(chǎn)生磁場，因此即使有金屬物體存在于座椅上，接收線圈模塊5中也不會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。發(fā)射器線圈作為電場源，電場線從發(fā)射器線圈發(fā)射，進(jìn)入接收器模塊4時，在金屬片中便會因電子的定向流動而產(chǎn)生位移電流，其狀態(tài)可如圖4中所示。
[0025]在C模式中當(dāng)乘員在座椅上時，由于乘員在接收器模塊4區(qū)域?qū)Πl(fā)射器線圈所產(chǎn)生的電場的阻擋，因此接收器模塊4的金屬片能夠響應(yīng)到的電場變?nèi)?，在其?nèi)產(chǎn)生的位移電流也會減少。并且隨著乘員參數(shù)(類型及其坐姿)的不同，其對發(fā)射器線圈產(chǎn)生的電場的阻擋效果也不同，因此在金屬片中產(chǎn)生的位移電流也會響應(yīng)的不同。測量模塊6在此時檢測到金屬片中產(chǎn)生的不同位移電流值，并將該位移電流值輸出至比較器8中，比較器8即可將該位移電流值與存儲模塊9中儲存的參數(shù)值進(jìn)行比較。而本實(shí)施例中存儲模塊9中儲存的參數(shù)值正是采用前述結(jié)構(gòu)的本系統(tǒng)在C模式下當(dāng)座椅上為不同類型(成人或兒童)乘員，以及對應(yīng)于不同類型的乘員的不同坐姿所檢測到的金屬片的不同位移電流值，因此經(jīng)由比較器8的比對便可判斷出座椅上的乘員類型及其坐姿情況。
[0026]當(dāng)比較器8判斷出乘員的類型及其坐姿情況后，比較器8便將比對結(jié)果輸出至輸出單元10，并在控制單元7的控制下輸出單元10將判斷結(jié)果輸出至汽車安全氣囊控制單元，最終即可由安全氣囊控制單元根據(jù)碰撞壓力傳感器信號和其內(nèi)的預(yù)設(shè)參數(shù)決定氣囊彈出類型及其彈出等級。
【權(quán)利要求】
1.一種基于電磁感應(yīng)的乘員識別系統(tǒng)，包括控制單元，其特征在于還包括: 發(fā)射單元，具有供能模塊，以及在供能模塊提供的電能下產(chǎn)生場強(qiáng)的發(fā)射模塊； 接收單元，具有響應(yīng)所述發(fā)射單元產(chǎn)生的場強(qiáng)而產(chǎn)生感應(yīng)電壓的接收線圈模塊，以及產(chǎn)生位移電流的接收器模塊； 測量單元，包括對接收線圈模塊產(chǎn)生的感應(yīng)電壓和接收器模塊產(chǎn)生的位移電流進(jìn)行檢測的測量模塊，以及儲存有不同乘員參數(shù)所對應(yīng)的位移電流值的存儲模塊； 輸出單元，其信號輸入端與控制單元相連，以對測量結(jié)果進(jìn)行輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電磁感應(yīng)的乘員識別系統(tǒng)，其特征在于:所述的發(fā)射模塊為發(fā)射器線圈，所述的供能模塊為分別連接于發(fā)射器線圈的兩個接線端上的正弦電源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電磁感應(yīng)的乘員識別系統(tǒng)，其特征在于:所述的接收線圈模塊為感應(yīng)線圈，所述的接收器模塊為金屬片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的基于電磁感應(yīng)的乘員識別系統(tǒng)，其特征在于:所述的發(fā)射單元及接收單元為設(shè)置在座椅座墊下的座椅骨架上。
【文檔編號】B60R21/015GK203937616SQ201420283769
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】王居成, 孫小光, 師玉濤, 楊勁松, 劉洋, 田喜鳳, 宋祁 申請人:長城汽車股份有限公司