专利名称：一种座椅及其人体坐姿传感检测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及汽车座椅技术领域，更具体地说，涉及一种座椅及其人体坐姿传感检测系统。
背景技术：
随着现代汽车工业的迅速发展，道路交通安全愈来愈被广大社会所重视。每年由于车辆驾驶引发的交通事故给社会造成了巨大的人身和物质损失。如何主动性地减少道路交通的车辆事故发生率，已经成为了当今社会广为关注的全球性课题。由于车辆驾驶者的操控失误引起的交通事故，占了道路交通事故中很大的比例。因此，针对驾驶者的主动预防性技术也成为汽车主动安全技术的一个重要的研究课题。在以往的道路事故中，由于驾驶者在道路行驶中精力分散，常常会出现不能集中思想驾驶的现象。其表现在车辆行驶过程中，驾驶员有时出现弯腰侧身取物、回头说聊、歪坐座椅、趴伏在方向盘上、探身车厢外等不正确的异位驾驶姿态。每年由于驾驶员出现此类非正常驾车而引发的交通事故也大量出现。这类驾驶者的坐姿识别传感器通常采用的技术类型是位于座椅面套内的柔性压力开关技术进行人体坐姿位置的监测。当人体存在于座椅之上时，臀部压力直接使得座椅内部的分组压力传感开关触发产生信号输出。根据此信号，相关控制回路来识别和判断驾驶者座椅的坐姿占用情况。此类技术由于驾驶者的人体体型差异的缘故，在实际应用中常常易于产生误判断。且由于此类传感器由于较难适应由于驾驶者的靠背异位引起的坐姿改变判定，因此其应用可靠性受到了很大的限制。另一类的驾驶者的坐姿识别传感器是采用的技术类型是采用红外影像识别技术，通过摄像头对驾驶者的坐姿进行检测，通过与数据识别回路的设定进行比较，产生判断后的信号输出。根据此信号，相关控制回路来识别和判断驾驶者座椅的坐姿占用情况。此类传感技术由于对影像数据转换及识别技术的要求很高，其系统的软硬件成本问题也凸显出来。由于其高企的价格及尚待进一步完善的影像数据转换及识别技术，此类传感器的实际应用也受到了很大的限制。因此，如何有效地检测出驾驶者座椅乘坐时人体坐姿的异位，以相对低成本的方式，提高该系统的可靠性及稳定性，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型提供了一种座椅及其人体坐姿传感检测系统，以有效地检测出驾驶者座椅乘坐时人体坐姿的异位，以相对低成本的方式，提高该系统的可靠性及稳定性。为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案一种人体坐姿传感检测系统，包括[0012]坐垫传感部分，包括用于感应人体位置的至少一个第一电容式传感单元，以及布置于人体臀部的主承压区范围内的压力式传感单元；靠背传感部分，包括用于感应人体位置的至少一个第二电容式传感单元；中央控制单元，用于对所述第一电容式传感单元、压力式传感单元和第二电容式传感单元的侦测信号进行处理和判断，并最终产生座椅是否存在人体和该人体坐姿是否异位的判断和信号输出。优选地，在上述人体坐姿传感检测系统中，所述第一电容式传感单元为多个，且分别排列于座椅坐垫的相应位置。优选地，在上述人体坐姿传感检测系统中，所述压力式传感单元布置于座椅坐垫的主坐区位置。优选地，在上述人体坐姿传感检测系统中，多个所述第一电容式传感单元布置于座椅坐垫的主坐区位置和/或侧翼区域。优选地，在上述人体坐姿传感检测系统中，所述第二电容式传感单元为多个，且分别排列于座椅靠背的相应位置。优选地，在上述人体坐姿传感检测系统中，多个所述第二电容式传感单元布置于所述座椅靠背的主靠区位置和/或侧翼区域。优选地，在上述人体坐姿传感检测系统中，所述中央控制单元通过传感连接导体线束分别与所述坐垫传感部分和所述靠背传感部分相连。优选地，在上述人体坐姿传感检测系统中，所述中央控制单元通过对外连接线束与外部连接器相连，所述外部连接器与车辆中控及警示电路相连。一种座椅，包括人体坐姿传感检测系统，所述人体坐姿传感检测系统为如上任一项所述的人体坐姿传感检测系统。从上述的技术方案可以看出，本实用新型提供的人体坐姿传感检测系统，通过设置压力式传感单元，作为探测与感知具有一定身体重量的驾驶者人体是否存在于座椅之上的判断依据。同时，通过对电容式人体传感单元传感组内各传感单元的设置，使其成为在一定距离内探测与感知人体作为生命物体存在的判断依据。在座椅坐垫和靠背面套内部由若干相对独立的电容式传感单元，各个电容式传感单元分别依照人体坐姿的特点，按照一定的相对位置关系布置，可以有效地检测出驾驶者座椅乘坐时人体坐姿的异位，以相对低成本的方式，提高该系统的可靠性及稳定性。系统通过与安全提醒系统的配合，进而可降低道路行驶时车辆此类事故的发生率，提高道路交通工具的主动安全性。
图1为本实用新型实施例提供的人体坐姿传感检测系统的结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的坐垫传感部分的结构示意图；图3a为本实用新型实施例提供的正常驾驶姿态情况下的人体坐姿特征的结构示意图；图3b为图3a中的座椅的结构示意图；图4a为本实用新型实施例提供的上体躯干及头部前向低垂状态的驾驶姿态情况的人体坐姿特征的结构示意图；[0029]图4b为图4a中的座椅的结构示意图；图5a为本实用新型实施例提供的身体过分前移的驾驶姿态情况的人体坐姿特征的结构不意图；图5b为图5a中的座椅的结构示意图；图6a为本实用新型实施例提供的身体侧移的驾驶姿态情况的人体坐姿特征的结构示意图；图6b为图6a中的座椅的结构示意图。
具体实施方式
本实用新型公开了一种座椅及其人体坐姿传感检测系统，以有效地检测出驾驶者座椅乘坐时人体坐姿的异位，以相对低成本的方式,提高该系统的可靠性及稳定性。下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。请参阅图1和图2，图1为本实用新型实施例提供的人体坐姿传感检测系统的结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的坐垫传感部分的结构示意图。本实用新型实施例提供的人体坐姿传感检测系统00，包括坐垫传感部分20、靠背传感部分30和中央控制单元10。其中坐垫传感部分20和靠背传感部分30以柔性垫状形式存在，并定置安装于座椅坐垫和靠背面套的内部。坐垫传感部分20包括用于感应人体位置的至少一个第一电容式传感单元21，以及布置于人体臀部的主承压区范围内的压力式传感单元22。靠背传感部分30包括用于感应人体位置的至少一个第二电容式传感单元31。中央控制单元10用于对第一电容式传感单元21、压力式传感单元22和第二电容式传感单元31的侦测信号进行处理和判断，并最终产生座椅是否存在人体和该人体坐姿是否异位的判断和信号输出。本实用新型提供的人体坐姿传感检测系统，通过设置压力式传感单元，作为探测与感知具有一定身体重量的驾驶者人体是否存在于座椅之上的判断依据。同时，通过对电容式人体传感单元传感组内各传感单元的设置，使其成为在一定距离内探测与感知人体作为生命物体存在的判断依据。在座椅坐垫和靠背面套内部由若干相对独立的电容式传感单元，各个电容式传感单元分别依照人体坐姿的特点，按照一定的相对位置关系布置，可以有效地检测出驾驶者座椅乘坐时人体坐姿的异位，以相对低成本的方式，提高该系统的可靠性及稳定性。系统通过与安全提醒系统的配合，进而可降低道路行驶时车辆此类事故的发生率，提高道路交通工具的主动安全性。本实用新型至少包括一个及一个以上的压力式传感单元22。该压力式传感单元22以双层导电的中空箔形压力开关的传感单元形式存在，定置安装于座椅坐垫面套的内部，位于座椅使用者人体臀部的主承压区范围。在本实施例中，该压力式传感单元22可以集成与第一电容式传感单元21集成在一起，也可以相对分立形式单独布置。[0043]在本实施例中,第一电容式传感单兀21为多个,且分别排列于座椅坐垫的相应位置。压力式传感单元22布置于座椅坐垫的主坐区位置。多个第一电容式传感单元21布置于座椅坐垫的主坐区位置和/或侧翼区域。第二电容式传感单元31为多个，且分别排列于座椅靠背的相应位置。多个第二电容式传感单元31布置于座椅靠背的主靠区位置和/或侧翼区域。各个传感单元(第一电容式传感单元21、压力式传感单元22和第二电容式传感单元31)分别依照人体坐姿的特点，按照一定的相对位置关系布置。通过对各个传感单元的人体探测信号情况检测，由中央控制单元10的信号控制回路进行数据处理，产生该座椅是否存在人体，以及该人体的坐姿是否为异位状态的判断和相关信号输出。作为人体的坐姿是否为异位状态的判断，中央控制单元10对来自各个传感单元的信号进行逻辑组合判断。其逻辑组合判断方式可以是各个传感单元信号之间的逻辑“与”的关系，也可以是相关传感组之间、或传感组与独立传感单元之间的逻辑“与”的关系。即，有可能任何一个独立传感单元的触发状态均会对中央控制单元10的信号输出产生影响。压力式传感单元22以及各个电容式传感单元之间，均彼此呈排列状态的分布。各传感单元的探测信号经信号控制回路进行数据判断后，产生相关的回路通断和/或电平变换信号，用以标示在该相应传感单元探测区内是否有人体触发或生命物体作用，而导致其信号真值状态的发生变化。当驾驶者在座椅上以正确的坐姿存在时，对电容式传感组而言，各传感单元可以检测到椅面上各个特定位置处或位置点的人体存在。其探测的真值状态经信号控制回路进行数据联合判断后认定为特定正确坐姿及正确乘坐位置状态。当驾驶者在座椅上以不正确的坐姿存在时，其中的某些特定位置处和/或位置点的传感单元就会探测不到该处和/或该点的人体存在。此时，其探测的真值状态经信号控制回路进行数据联合判断后，即认定为不正确坐姿或处于非正常乘坐位置状态，即存在驾驶者身体坐姿异位的情况。作为人体是否存在探测的压力式传感单元22的位置设定，也会对座椅使用者的坐姿异位情况产生判断。当椅面上人体偏离压力式传感单元22的探测位置时，也会对相应该传感单元的探测信号输出产生影响。本实用新型内设置了一定数量若干相对独立的电容式传感单元，以实现传感器主体的坐姿探测传感功能。但是，系统同时兼容了压力式传感单元22也作为探测传感部分，其特别针对于当人体提臀、欠身等存在坐垫主椅面预定坐姿区域的椅面压力达不到限定值情况下的判断，用以强化该系统在驾驶者人体乘坐时的坐姿传感探测效果。不同组别的电容式传感组内部的各个电容式传感单元用以探测一定距离内的生命物体如人体的存在，其各个电容式传感单元的布放位置与被测体的可探测性相关联。因此不同传感组组别内的各个传感单元灵敏度的设置可以是一致的，也可以是差异的。当驾驶者以正常坐姿乘坐在车俩座椅上时，其身体各部位与座椅椅面的接触状态以相对特定的模式存在。以人体与座椅坐垫部分的关系为例，诸如大腿前部下面与座椅坐垫前部接触、两个大腿的外侧面与坐垫侧翼接近、臀部与坐垫主椅面接触等等。这些相对特定的坐姿模式特征，成为了布置各个传感单元数量和位置的主要依据。各个相对独立的传感单元进行相对驾驶者乘坐环境内的各个相关探测位置处或位置点的人体存在探测。各个传感单元相对独立的人体存在特征探测检测的结果，共同构成系统中央控制单元进行驾驶者坐姿是否异位的判断依据。坐垫传感部分内的各个传感单元根据人体坐姿，及各传感单元自身的探测灵敏度设置进行位置布置。压力式传感组及其压力式传感单元通常布置于座椅坐垫的主坐区位置，而电容式传感组及其电容式传感单元既可以布置于坐垫的主坐区位置，亦可以布置于坐垫的侧翼区域。对于靠背传感部分内的各个电容式传感单元布置亦如此。本实用新型内的电容式传感组的数量和布置位置不仅限于驾驶者座椅的坐垫和靠背，也可包括使用座椅本体之外区域的传感组。如作用于人体头部或脚部的传感组，亦可置于在车辆天花板顶棚、车辆地板等位置。不同组别的传感组之间布放位置、电气回路特征虽然相对独立，但是，各个传感单元之间的信号传感特征是相关联的，并共同由系统中央控制单元来进行数据采集和判断。中央控制单元10通过传感连接导体线束11分别与坐垫传感部分20和靠背传感部分30相连。中央控制单元10通过对外连接线束12与外部连接器13相连，外部连接器13与车辆中控及警示电路相连。本实用新型还公开了一种座椅，包括人体坐姿传感检测系统，其中，人体坐姿传感检测系统为如上实施例公开的人体坐姿传感检测系统。本实用新型提供的座椅设置了上述人体坐姿传感检测系统，因此间距上述人体坐姿传感检测系统所有技术效果。请参阅图3a和图3b，图3a为本实用新型实施例提供的正常驾驶姿态情况下的人体坐姿特征的结构示意图；图3b为图3a中的座椅的结构示意图。在此坐姿状态下，人体的臀部和背部各自与座椅的坐垫和靠背正常贴合。此时，对应与安装在座椅的坐垫内部的坐垫传感部分20和安装于座椅的靠背内部的靠背传感部分30中的第一电容式传感单元21、压力式传感单元22和第二电容式传感单元31来说，各传感单元均处于正常被触发状态。各个传感单元等均对外发出存在被占用侦测信号。系统的中央控制单元10对来自诸如第一电容式传感单元21、压力式传感单元22和第二电容式传感单元31等每一个传感单元的被占用侦测信号进行处理和判断，产生正常坐姿的判断，此时对外不输出警示提醒信号。请参阅图4a和图4b，图4a为本实用新型实施例提供的上体躯干及头部前向低垂状态的驾驶姿态情况的人体坐姿特征的结构示意图；图4b为图4a中的座椅的结构示意图。在此坐姿状态下，人体的臀部与座椅的坐垫正常贴合，但人体明显前倾，导致背部与座椅靠背已无法正常贴合。此时，对应于安装在座椅的坐垫内部的坐垫传感部分20的第一电容式传感单元21、压力式传感单元22来说，其均处于正常被触发状态。但是，安装在座椅的靠背内部的靠背传感部分30的第二电容式传感单元31中位于上部的传感单元32来说，其已处于无法触发状态。此时，该传感单元32对外发出未被占用侦测信号状态。系统的中央控制单元10对来自传感单元32的未被占用侦测信号进行识别和判断，将产生非正常坐姿的判断，此时将会对外输出警示提醒信号，提示驾驶者注意坐姿状态。请参阅图5a和图5b，图5a为本实用新型实施例提供的身体过分前移的驾驶姿态情况的人体坐姿特征的结构示意图；图5b为图5a中的座椅的结构示意图。在此坐姿状态下，人体的臀部相对于座椅的坐垫正常位置明显前移。同时，人体明显前移导致背部与座椅靠背已无法正常贴合。此时，对应于安装在座椅的坐垫内部的坐垫传感部分20的压力式传感单元22来说，其已处于无法被触发的状态。同时，安装在座椅的靠背内部的靠背传感部分30的第二电容式传感单元31中位于上部的传感单元32来说，其已处于无法触发状态。此时,压力式传感单元22、第二电容式传感单元31、第二电容式传感单元32、第二电容式传感单元33等均对外发出未被占用侦测信号状态。系统的中央控制单元10对来自各个传感单元的信号进行识别和判断，亦将产生非正常坐姿的判断，此时也将会对外输出警示提醒信号，提示驾驶者注意和调整坐姿状态。请参阅图6a和图6b，图6a为本实用新型实施例提供的身体侧移的驾驶姿态情况的人体坐姿特征的结构示意图；图6b为图6a中的座椅的结构示意图。在此坐姿状态下，人体的臀部相对于座椅的坐垫正常位置明显向一侧偏移。此时，人体明显侧移导致坐垫和/或背部与座椅的椅面已无法正常贴合。此时，对应于安装在座椅的坐垫内部的坐垫传感部分20的第一电容式传感单元23来说，其已处于无法被触发状态。安装在座椅的靠背内部的靠背传感部分30的上部的第二电容式传感单元33来说，其亦将处于无法触发状态。此时，系统的中央控制单元10对来自各个传感单元的信号进行识别和判断，将会产生非正常坐姿的判断，此时也将会对外输出警示提醒信号，提示驾驶者及时注意和调整坐姿状态。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求1.一种人体坐姿传感检测系统，其特征在于，包括 坐垫传感部分(20)，包括用于感应人体位置的至少一个第一电容式传感单元(21)，以及布置于人体臀部的主承压区范围内的压力式传感单元(22)； 靠背传感部分(30)，包括用于感应人体位置的至少一个第二电容式传感单元(31)； 中央控制单元(10)，用于对所述第一电容式传感单元(21)、压力式传感单元(22)和第二电容式传感单元(31)的侦测信号进行处理和判断，并最终产生座椅是否存在人体和该人体坐姿是否异位的判断和信号输出。
2.如权利要求1所述的人体坐姿传感检测系统，其特征在于，所述第一电容式传感单元(21)为多个，且分别排列于座椅坐垫的相应位置。
3.如权利要求2所述的人体坐姿传感检测系统，其特征在于，所述压力式传感单元(22)布置于座椅坐垫的主坐区位置。
4.如权利要求3所述的人体坐姿传感检测系统，其特征在于，多个所述第一电容式传感单元(21)布置于座椅坐垫的主坐区位置和/或侧翼区域。
5.如权利要求1所述的人体坐姿传感检测系统，其特征在于，所述第二电容式传感单元(31)为多个，且分别排列于座椅靠背的相应位置。
6.如权利要求5所述的人体坐姿传感检测系统，其特征在于，多个所述第二电容式传感单元(31)布置于所述座椅靠背的主靠区位置和/或侧翼区域。
7.如权利要求1-6任一项所述的人体坐姿传感检测系统，其特征在于，所述中央控制单元(10)通过传感连接导体线束(11)分别与所述坐垫传感部分(20)和所述靠背传感部分(30)相连。
8.如权利要求7所述的人体坐姿传感检测系统，其特征在于，所述中央控制单元(10)通过对外连接线束(12)与外部连接器(13)相连，所述外部连接器(13)与车辆中控及警示电路相连。
9.一种座椅，包括人体坐姿传感检测系统，其特征在于，所述人体坐姿传感检测系统为如权利要求1-8任一项所述的人体坐姿传感检测系统。
专利摘要本实用新型公开的一种人体坐姿传感检测系统，包括坐垫传感部分，包括用于感应人体位置的第一电容式传感单元，以及布置于人体臀部的主承压区范围内的压力式传感单元；靠背传感部分，包括用于感应人体位置的第二电容式传感单元；中央控制单元，用于对第一电容式传感单元、压力式传感单元和第二电容式传感单元的侦测信号进行处理和判断，并最终产生座椅是否存在人体和该人体坐姿是否异位的判断和信号输出。本实用新型有效地检测出驾驶者座椅乘坐时人体坐姿的异位，以相对低成本的方式，提高该系统的可靠性及稳定性，可降低道路行驶时车辆此类事故的发生率，提高道路交通工具的主动安全性。本实用新型还公开了一种座椅。
文档编号B60K28/02GK202896498SQ201220339219
公开日2013年4月24日 申请日期2012年7月13日 优先权日2012年7月13日
发明者张海涛 申请人:廊坊市金色时光科技发展有限公司