确定车辆中有生命物的位置的系统和方法

确定车辆中有生命物的位置的系统和方法
【专利摘要】本公开涉及用于确定车辆（1）内部的活体（9）的位置的系统（3）。该系统包括至少三个部件，其中每个为第一部件类型或第二部件类型，第一或第二部件类型之一为发射器（5a，7a）且另一个为接收器（5b，7b）。所述部件中的两个为第一部件类型而一个为第二部件类型。每个部件适于根据部件类型发射或接收信号。信号适于确定活体的存在及确定活体和第一部件类型的部件中的每个之间的距离（d1，d2）。所述部件具有有效扇区，有效扇区适于在车辆（1）的内部内至少部分地重叠。第一部件类型的部件位于相对彼此已知的不同位置。该系统适于基于确定的距离确定活体的位置。本公开还涉及包括该系统的车辆及用于确定车辆内部的活体的位置的方法。
【专利说明】确定车辆中有生命物的位置的系统和方法

【技术领域】
[0001]本公开涉及一种用于确定车辆内部中的活体(living being，有生命物)的位置的系统。本公开还涉及一种包括这种系统的车辆以及一种用于确定车辆内部中的活体的位置的方法。

【背景技术】
[0002]在车辆中，可能会对确定车辆内部中活体的存在和/或位置感兴趣。这可能例如在为车辆付费或付车票时使用，其中花费取决于车辆中的人员数量。在一些道路上，可能会有用于包括至少两名人员的车辆的特殊车道。关于人员存在的信息那么就可用来检查车辆是否满足最低人员数量的要求。另外，关于活体位置的信息可在车辆的安全系统中使用，例如安全装置可能仅在座位中有人时应用。其他安全装置仅可在人员关于安全装置正确就位时应用，例如人员没有向前倾时。
[0003]文献EP2 472 289B1公开了一种用于根据车辆中乘员数量来征收车辆通行费的设备和方法。该系统使用多普勒雷达或UWB-1R (超宽带脉冲雷达)。雷达信号用来确定乘员的心跳或呼吸。第一实施例公开了使用一个雷达单元。关于不同乘员的信息由反射雷达信号的信号分析来提供，其中不同信号模式与不同人员相联系。在第二实施例中，具有指向每个座位的一个雷达单元，以使得可以确定每个座位中是否存在乘员。
[0004]EP2 472 289B1的第一实施例确定乘员的数量，但不是他们的位置。EP2 472289B1的第二实施例确定多个车辆座位中的每个是否存在活体。但是，对于每个座位使用一个雷达单元，例如对于具有五个座位的车辆，使用五个雷达单元，并且对于具有七个座位的车辆，使用七个雷达单元，等等。


【发明内容】

[0005]本公开的目标是克服或改善现有技术的至少一个缺点，或者提供有用的替代方案。
[0006]期望提供一种用于确定交通工具内部的活体的位置的系统和方法。
[0007]还期望提供一种系统和方法，其中相同部件可用来确定车辆内部超过一个活体的位置。尤其，位置待确定的活体的数量可高于该系统的发射器数量或接收器数量的最高值。
[0008]上述目标可通过权利要求1的主题来实现。
[0009]因而，在本发明的第一个方面，提供了一种用于确定车辆内部中活体位置的系统和方法。该系统包括至少三个部件，所述至少三个部件中的每个为第一部件类型或第二部件类型，第一或第二部件类型之一为发射器并且另一个为接收器。所述部件中的两个为第一部件类型并且所述部件中的一个为第二部件类型。所述至少三个部件中的每个适于根据部件类型发射或接收信号。所述信号适合用于确定活体的存在以及用于确定活体和第一部件类型的部件中的每个之间的距离。所述至少三个部件具有有效扇区，所述有效扇区适于在车辆的内部内至少部分地重叠。第一部件类型的部件位于相对彼此已知的不同位置。该系统适于基于确定的距离确定活体的位置。
[0010]该系统可作为独立的单元出售。其可装配入车辆。作为替代，该系统可在车辆出售时已经安装于车辆中。
[0011]第一部件类型的两个部件在使用中(即在发射和接收信号时)位于不同位置处。但是，在制造、装运或存储时，它们可定位为彼此相邻。
[0012]活体可以是人或动物。其可以是成年人、大儿童、小儿童或婴儿。
[0013]活体的存在可通过确定活动来确定，例如身体的单个活动比如向前或向侧面倾斜，或者反复活动比如呼吸或心跳。另外，无生命物体也可活动，例如由于车辆的加速、转弯或制动，但是这种活动可由活动性质和/或将车辆动力学考虑在内而与活体的活动区分开。车辆活动可由一个或多个传感器确定，比如加速计或角速度传感器。仅是举例，如果检测到频率对于呼吸或心跳而言是合理的反复活动，那么这个反复活动很可能与活体相关联。
[0014]所述至少三个部件包括两个发射器和一个接收器，或者作为替代，一个发射器和两个接收器。通过使用彼此间隔开的第一部件类型的两个部件，该系统布置为使得信号可至少部分地遵循两个不同的信号路径。
[0015]距离可确定为从发射器至反射信号的物体和/或从物体到接收器的距离。
[0016]例如，如果使用两个发射器和一个接收器，信号可从每个发射器发射并且信号可例如由车辆内部中的物体所反射，返回至接收器。由于使用了两个发射器，信号遵循通向物体的两个不同信号路径，尽管从物体至接收器的信号路径相一致。从发射器至物体的距离将不同，但是从物体至接收器的距离将会相同。
[0017]作为另一示例，如果使用一个发射器和两个接收器，信号可从发射器发射并且信号可例如由车辆内部中的物体所反射，返回至两个接收器。由于使用了两个接收器，信号遵循源自物体的两个不同信号路径，尽管仅一个信号从发射器发射。通向物体的距离将相同，但是从物体至接收器的距离将会不同。
[0018]作为又一示例，使用两个发射器和两个接收器，例如布置为包括一个发射器和一个接收器的对，并且每对彼此间隔开。那么，就通向物体和源自物体而言，信号将遵循不同的信号路径。通向物体的距离将不同，并且从物体至接收器的距离也将会不同。
[0019]作为其他示例，可使用第一部件类型的三个、四个或更多部件，并且可使用第二部件类型的一个、两个、三个、四个或更多部件。
[0020]总结不同的示例:根据本发明的系统布置为使得从发射器至物体和/或从物体至接收器可遵循至少两个不同的信号路径。信号路径可至少部分地相一致。通常，所述至少两个信号路径具有不同长度，即使从几何观点看着两个信号路径可能具有相同的长度。
[0021]该系统的部件的最小数量因而是三个:是一个发射器和两个在空间上彼此分开的接收器，或者作为替代，两个在空间上彼此分开的发射器和一个接收器。
[0022]每个发射器和接收器具有其各自的有效扇区(active sector)。对于发射器，有效扇区是其中发射信号的扇区。类似地，对于接收器，有效扇区是由此可接收信号的扇区。有效扇区可具有三维形状，例如圆锥形状。发射器的有效扇区至少部分地与接收器相重合，以使得接收器能接收由发射器发射并由车辆内部中的物体所反射的信号。
[0023]反射一般发生在交界面处，其中交界面两侧的材料具有不同的透射系数。材料就介电或磁通性而言可以不同。在空气和人体之间的交界面处例如可以有反射。在空气和车辆座位之间的交界面处例如也可以有反射。在人体和座位之间的交界面处也可以有反射。在人体内部也可以有反射，例如在心壁处。
[0024]如果反射雷达信号的物体有活动，这将会通过信号路径的距离的变化而被观察至1J。活动可以是单个活动，例如活体向前倾斜，或者反复活动，比如活体的心跳或呼吸。仅作为示例，如果活体向前倾斜，至位于车辆前部的发射器和/或接收器的距离将会缩短。如果活动是反复的，反射信号可包括关于反复活动的频率、幅度和/或总体曲线形状的信息。这种信息可例如通过评估信号的多普勒频移(Doppler shift)来提供。包含于反射信号中的信息将有助于确定信号是由活体还是由无生命物体反射。另外，信息可用来区分不同种类的活体，比如人和动物，或成人和儿童。包括关于活动信息的确定反馈还将包括关于与活动相关联的距离的信息。
[0025]至反射信号的物体的距离可例如借助于信号从发射器至物体和至接收器的传播时间来确定。该系统能同步信号的发射和接收，或者信号自身可包括时间信息。
[0026]活体的位置相对于第一部件类型的部件来确定。当第一部件类型的部件的位置相对于车辆已知，活体的位置可相对于车辆确定。
[0027]如果使用两个第一部件类型的部件，位置可在二维中确定。如果使用三个第一部件类型的部件，位置可在三维中确定。如果使用超过三个第一部件类型的部件，位置能以提高的准确度或在具有冗余度情况下在三维中确定。
[0028]信号可以是电磁信号，比如雷达信号。可选地，可以使用超声信号。
[0029]如上所述，该系统可包括第一部件类型的第四部件，即可以有三个接收器或三个检测器，第一部件类型的部件位于相对彼此已知的不同位置。那么将会有三个至少部分地不同的三个信号路径。
[0030]第一部件类型的部件的相对位置可选择为使得它们之间的距离至少为10厘米，优选地至少30厘米，更优选地至少50厘米，并且最优选地至少100厘米。如果使用两个第一部件类型的部件，其可位于车辆内部前端的角部处或附近。第二部件类型的部件那么可位于车辆内部前端的中心，这在仅使用一个第二部件类型的部件时是适合的。作为替代，部件可位于车辆内部的后端处，或车辆内部的前端和后端处均有。
[0031]信号可适合用于在0.2至3米的范围内或在0.5至3米的范围内确定距离，其中
0.2米的下限可适于确定面朝后的儿童座位中的儿童的位置。这适于处于车辆内部前端或后端处的部件的上述定位。
[0032]部件的有效扇区可适于包括车辆的至少50%的座位，优选地至少70%，并且最优选地至少90%。优选地，有效扇区至少覆盖最可能发现活体的位置。因此，部件的有效扇区可覆盖超过一个的座位。这使得能使用与车辆中的座位数量相比数量较少的第一部件类型的部件但仍能确定每个座位中的活体。
[0033]部件的有效扇区可适于包括至少30%的车辆内部体积，优选地至少50%，并且最优选地至少70%。在车辆内部有一些不大可能有人在的区域，例如车顶正下方，并且这些可以略过。如果没有覆盖车辆内部的全部体积，优选地至少覆盖最可能发现活体的位置，即座位中。
[0034]该系统可包括:第一收发器，其包括第一和第二部件类型的每个的至少一个部件；以及第二收发器，其包括第一和第二部件类型的每个的至少一个部件，第二收发器具有相对于第一收发器的已知位置。
[0035]该系统可适于确定车辆内部中至少两个不同活体的位置，这两个不同活体通过其不同活动来区分。
[0036]在本发明的第二个方面，提供了一种包括如上所述系统的车辆。
[0037]在本发明的第二个方面，提供了一种用于确定车辆内部的活体的位置的方法，该方法包括:
[0038]a)将第一信号发射入车辆的内部，
[0039]b)从第一物体接收第一反射信号，
[0040]c)基于第一反射信号确定第一物体是否为活体，
[0041]d)将第一物体与第一距离相关联，
[0042]e)从第二物体接收第二反射信号，第二反射信号至少部分地遵循与第一反射信号不同的另一信号路径，
[0043]f)基于第二反射信号确定第二物体是否为活体，
[0044]g)将第二物体与第二距离相关联，
[0045]h)将第二反射信号与第一反射信号相比较，
[0046]i)从比较来确定第二反射信号的活体是否与第一反射信号的活体相同，
[0047]j)如果相同，使用第一和第二距离来确定活体的位置。
[0048]该方法可通过从步骤a)再次开始而连续地或间歇地执行。
[0049]第二反射信号可从发射第一信号之外的另一位置发射的第二信号发出，例如通过使用在空间上分开的两个发射器。第一和第二信号可从一个或两个不同发射器以时间差发射。第一和第二信号可具有不同的频率。
[0050]作为替代，或另外地，第二反射信号可在接收第一反射信号之外的另一位置接收，例如，通过使用在空间上分开的两个接收器。
[0051]该方法可在上述的系统中执行。信号可由如上所述的发射器或收发器发射。第一和第二反射信号可由如上所述的接收器或收发器接收。
[0052]涉及第二反射信号的步骤，步骤e) — g)可与涉及第一反射信号的步骤，步骤b)—
d)平行地执行，或者在涉及第一反射信号的步骤，步骤b) — d)之后执行。第一反射信号的信号路径至少部分地与第二反射信号不同。它们可就从发射器至物体(如果使用两个发射器)和/或从物体至接收器(如果使用两个接收器)的路径不同。信号路径可至少部分地相一致。参照上述示例。通常，这两个信号路径具有不同的长度，即使从几何视角看这两个信号路径可能具有相同的路径。
[0053]步骤d)可在步骤c)之前执行。类似地，步骤g)可在步骤f)之前执行。步骤g)也可在步骤h)和i)之后执行。
[0054]在步骤j)中确定活体的位置时，还可检查确定的位置是否位于车辆内部和/或检查其是否位于发射器和/或接收器的有效扇区内。
[0055]上述方法描述了确定第一部件类型的部件和活体之间的相应距离并且此后用于确定活体的位置。这是三边测量的示例，即通过在二维中使用圆或在三维中使用球体的几何进行距离的测量来确定点的绝对或相对位置的过程。
[0056]步骤c)和步骤f)可通过确定是否存在与第一 /第二物体相关联的活动来执行，并且步骤h)在此情况下通过将与第一物体相关联的活动和与第二物体相关联的活动相比较来执行。如果反射信号与确定的活动相关联，还将有相关距离，也就是距发生活动的发射器和/或接收器的距离。如上所述，活动可以是单个活动或反复活动。
[0057]超过一对的相应第一和第二物体可被确定，每对与活体相关联，每对的活体的位置的确定通过使用与该对的第一和第二物体相关联的第一和第二距离来执行。例如，可以有两对与车辆中的两个不同人相关联的相应活动。对的数量可与车辆中的人的数量相同。
[0058]活体的确定的位置可用来确定车辆座位是否被占用。这可例如在为车辆支付费用或票时使用，其中花费取决于车辆中的人员数量。在一些道路上，可能会有用于包括至少两个人员的车辆的特殊车道。那么该系统和/或方法可用来检查车辆是否满足最少人员数量的要求。
[0059]如果使用两个第一部件类型的部件，即第二信号从发射第一信号之外的另一位置发射，和/或第二反射信号在接收第一反射信号的另一位置中接收，该位置可在二维中确定。
[0060]该方法还可包括假定车辆的平面的步骤，尤其在使用两个第一部件类型的部件的情况下。那么活体的位置确定为其在平面上的投影。平面可由车辆座位的高度(水平面)来确定。可选地，该平面可相对于车辆座位的基准点确定，基准点通过由汽车工程学会(SAE)规定的人体模型的定位来定义。作为另一选择，该平面可由穿过所述至少三个部件的平面所给出。在具有两个收发器的实施例中，该平面可以是穿过这两个收发器的水平面。在该平面上的投影(在该平面上产生二维位置)将不同于在三维空间中给出的实际位置。但是，投影将给出对于很多场合而言足够的估计，尤其是在意识到人最有可能将位于一个座位中时。
[0061]对于假定平面而言另外地或作为补充，可假定活体位于一个车辆座位中。那么可检查哪个座位最好地匹配确定的距离。
[0062]该方法还可包括:
[0063]k)从第三物体接收第三反射信号，所述第三反射信号至少部分地遵循与第一反射信号和第二反射信号不同的另一信号路径，
[0064]I)基于第三反射信号确定第三物体是否为活体，
[0065]m)将第三物体与第三距离相关联，
[0066]η)将第三反射信号与第一反射信号和第二反射信号相比较，
[0067]O)从比较来确定第三反射信号的活体是否与第一反射信号和第二反射信号的活体相同，
[0068]ρ)如果相同，使用第一、第二和第三距离以确定活体的位置。
[0069]涉及第三反射信号的步骤，步骤k)一m)可与涉及第一反射信号的步骤，步骤b)—
d)，和/或涉及第二反射信号的步骤，步骤e)— g)，平行地执行。可选地，涉及第三反射信号的步骤k) 一m)可在涉及第一反射信号的步骤b) — d)和/或涉及第二反射信号的步骤
e)一g)之后执行。
[0070]步骤m)可在步骤I)之前执行。步骤m)也可在步骤η)和O)之后执行。
[0071]如果使用三个不同的反射信号，比较第一和第二信号并由此确定位置的步骤，步骤h) — j)，可省略，以使得比较对所有三个信号在一个步骤中进行。
[0072]如果三个反射信号中仅有两个对应,可使用上述对于具有两个反射信号的实施例的方法，或者可重复与非对应信号相关的步骤。
[0073]如果使用三个第一部件类型的部件，位置可在三维中确定。如果使用超过三个第一部件类型的部件，位置能以提高的准确度或在具有冗余度情况下在三维中确定。
[0074]在本发明的第四个方面，提供了上述系统用于确定车辆内部的活体的位置的应用。
[0075]在应用的一个实施例中，相同的部件可用来确定车辆内部中超过一个的活体的位置。尤其，其位置待确定的活体的数量可高于发射器数量或接收器数量的最大值。

【专利附图】

【附图说明】
[0076]下文中奖参照附图借助于非限制性示例进一步解释本发明，其中:
[0077]图1是包括根据本发明的系统的车辆的示意图，
[0078]图2示出发射器的有效扇区，
[0079]图3示出接收器的有效扇区，
[0080]图4a示出确定二维中位置的方法，
[0081]图4b示出包括两个发射器和一个接收器的实施例，
[0082]图4c示出包括一个发射器和两个接收器的实施例，
[0083]图5示出图4a的方法应用于图1的车辆，并且
[0084]图6a_b示出确定三维中位置的方法，
[0085]图7示出图6a_b的方法应用于根据本发明的车辆，
[0086]图8a_b是不出根据本发明的方法应用于图5车辆的流程图，
[0087]图9是可选的附加方法步骤的流程图，并且
[0088]图10是根据本发明的方法的流程图。
[0089]应当说明，附图不是必须按比例绘制并且本发明的一些特征的尺寸可能为了清楚的缘故已经放大。

【具体实施方式】
[0090]下面，本发明将通过实施例来例举。但是，应当认识到，实施例只是为了解释本发明的原理并且不是要限制本发明由所附权利要求限定的范围。两个或更多个实施例的细节可彼此组合。
[0091]图1示意性地示出包括根据本发明的系统3的车辆I。该系统包括第一雷达单元5和第二雷达单兀7。雷达单兀5、7每个包括发射器5a、7a和接收器5b、7b。每个发射器5a、7a和每个接收器5b、7b具有其相应的有效扇区。对于发射器5a、7a，有效扇区是雷达信号在其中延伸的扇区。参见图2。类似地，对于接收器5b、7b，有效扇区是可从其接收雷达信号的扇区。参见图3。有效扇区具有三维形状，例如圆锥形状。发射器5a、7a的有效扇区至少部分地与相同雷达单元的接收器5b、7b的有效扇区相一致，以使得接收器5b、7b能接收从发射器5a、7a发送的被车辆内部中的物体9、11所反射的信号。物体可以是活体9，比如车辆I的用户。物体也是可是无生命物体，比如座位11。另外，第一雷达单元5和第二雷达单元7的发射器和接收器的有效扇区重叠，以使得物体可被每个雷达单元5、7所检测到。
[0092]雷达单元5、7相对于车辆I其余部分的位置在图1的实施例中是已知的，其中雷达单元5、7位于车辆内部的前拐角中。优选地，发射器5a、7a和接收器5b、7b的有效扇区覆盖大部分的车辆内部。尤其，优选地，有效扇区至少基本上覆盖车辆座位，即最有可能发现活体9的位置。各个雷达单元5、7的有效扇区之间至少存在部分重叠。
[0093]雷达信号由车辆I内部中的不同物体反射回到接收器5b、7b，例如被活体9或物体11所反射回去。反射的雷达信号包括与到反射雷达信号的物体的距离有关的信号，例如如由传播时间确定的。这个距离可确定为从发射器5a、7a至反射信号的物体9、11的距离，和/或从物体9、11至接收器5b、7b的距离。
[0094]如果反射雷达信号的物体进行了活动，这可标识为距离的变化。活动可以是单个活动，例如，活体9向前倾斜,或者反复活动，比如活体9的心跳或呼吸。反射的雷达信号可包括关于活动性质的信息，比如活动频率、其幅度和/或其总体曲线形状。包含于反射信号中的信息将有助于确定信号是由活体9还是无生命物体11所反射。另外，信息可用来区分不同种类的活体，比如人和动物，或者成人和儿童。包括与活动有关的信息的确定反馈还将包括关于与活动相关的距离的信息。
[0095]如果车辆中有第二个人，还可有这个人的反馈，连同第二个人的相关活动和距离。活动性质将根据人的不同而不同。如果车辆中有第三个人，也会有这个人的反馈，包括其相关活动和距尚等。
[0096]由两个雷达单元5、7的两个接收器5b、7b记录的反射信号彼此相比较。如果在第一雷达单元5的反射信号中和第二雷达单元7的反射信号中发现相应的活动，就推断这两个反射信号由相同的活体9反射。那么就有两个相关距离，第一雷达单元5的第一距离和第二雷达单元7的第二距离。
[0097]图4a示意性地示出在二维空间中确定位置P的方法中使用的几何形状。图4a示出了利用两个收发器13、15的实施例，如同图1的车辆中那样。第一收发器13发射信号，这个信号由位于位置P的物体反射。反射的信号由第一收发器13接收。系统确定在位于位置P的物体和第一收发器13之间具有第一距离屯。在此情况下，从第一收发器13至位置P的距离Cl1将与从位置P至第一收发器13的距离相同。
[0098]类似地，第二收发器15发射信号，这个信号由位于位置P的物体反射。反射的信号由第二收发器15接收。系统3确定在位于位置P的物体和第二收发器15之间具有第二距离d2。在此情况下，从第二收发器15至位置P的距离d2将与从位置P至第二收发器15的距离相同。
[0099]这两个距离(I1和d2在图4a中用圆C1X2表示,其中这两个距离(I1和d2构成圆C1、C2的半径。位置P位于圆C1X2相交之处。从而，点P具有距第一收发器13的距离Cl1和距第二收发器15的距离d2。从几何角度看，这两个相交圆CpC2还将具有另一个相交点。但是，这个另一相交点位于收发器13、15后面，即图4a的左侧，并且因此不可能是位于车辆内部的位置并且不位于收发器13、15的有效扇区内。通过使用圆C1X2，位置P在二维空间中确定。如果使用具有相应圆的第三收发器(未示出)，第三圆将在二维几何中在一个位置(点P)处与另两个圆Cp C2相交。
[0100]图5示出图4a的几何形状应用于图1的车辆I。如果如图5所示使用了图1的车辆I的两个收发器5、7，从发射器5a、7a至物体9所处的位置P的距离与从位置P至接收器5b、7b的距离相同。这两个距离Cl1和d2可用来确定相交点P，即反射信号的物体9的位置。这两个圆的另一相交点在车辆内部的外侧并且因而不可能是位于车辆内部中的物体，并且也没有位于发射器5a、7a和接收器5b、7b的有效扇区内。
[0101]如果替代地使用两个发射器1\、T2和一个接收器R，这两个距离Cl1和d2将由从发射器！\、T2至位于位置P的物体的距离表示。参见图4b。位置P如上述关于图4a所述那样确定。
[0102]如果使用一个发射器T和两个接收器凡、R2，这两个距离Cl1和d2将由从位于位置P的物体至接收器％、R2距离表示。参见图4c。位置P如上述关于图4a所述那样确定。
[0103]图4和5示出了在二维空间中确定位置P。但是，车辆I的内部是三维空间。为了能对三维空间使用二维几何形状，可假定车辆中具有理论平面。物体9的位置那么就确定为其在该平面上的投影。该平面可由车辆座位的水平面确定。可选地，该平面可相对于车辆座位的基准点确定，基准点通过由汽车工程学会(SAE )规定的人体模型的定位来定义。作为另一选择，该平面可由穿过所述至少三个部件的平面给出。在具有两个收发器5、7的实施例中，如图1和5所述，该平面可以是穿过这两个收发器5、7的水平面。在该平面上的投影(在该平面上产生二维位置P)将不同于在三维空间中给出的实际位置。但是，投影将给出对于很多场合而言足够的估计，尤其是在意识到人很有可能将位于一个座位中时。
[0104]除了假定平面还另外，或作为补充，可以假定活体9位于其中一个车辆座位中。于是可检查哪个座位最好地匹配确定的距离Cl1和d2和/或圆的相交点。
[0105]作为如上所述使用二维几何形状的替代，也可使用三维几何形状。物体的位置那么可如图6a和6b的几何形状所示在三维空间中确定。
[0106]第一信号从第一收发器13发射并且确定至物体的第一距离屯。假定半径为第一距离Cl1的第一球体Sp类似地，第二信号从第二收发器15发射并且确定至物体的第二距离d2。假定半径为第二距离d2的第二球体S2。在三维中看，第一球体S1和第二球体S2沿着圆C彼此相交。
[0107]在本发明的一些实施例中，如果能断定物体位于沿着圆C的某处，那么确定位置的分辨率就是足够的。圆C的位置可与车辆I中的座位的位置相比较。
[0108]为了使位置的确定更精确，可使用第三收发器17。第三信号从第三收发器17发射并且确定至物体的第三距离d3。假定半径为第三距离d3的第三球体S3。第三球体S3在两个点P1和P2处与圆C相交。点P1和P2满足距第一收发器13为第一距离Cl1，距第二收发器15为第二距离d2并且距第三收发器17为第三距离d3。为了确定物体处于点PpP2中的哪一个，可将点P:、P2的位置与车辆座位的位置相比较，因为人很可能位于座位中。知道人处于点P1或P2中也已足够，因为它们通常相当靠近。如果这两个点PpP2都位于车辆内部和/或位于发射器和接收器的有效扇区内，那么可能要进一步检验。
[0109]还可以使用具有相关球体的第四收发器以确定所有四个球体的一个相交点，未示出。
[0110]图7示出图6a-6b的几何形状应用于图1的车辆1，车辆I在所示实施例中另外地装备有位于车辆内部的后部处的第三收发器19。第一收发器5的球体S1沿着圆C与第三收发器19的球体S3相交。沿着圆C的任何点满足其距第一收发器5为第一距离Cl1并且距第三收发器19为第三距离d3，即，反射信号的物体9沿着圆C位于某处。在所示情况下，如果选择第一收发器5和第三收发器19,由于圆C小于第一球体S1和第二球体S2的相应相交圆。与从第二收发器7发出的信号相关的第二球体S2在点P1和P2处与圆C相交。物体9因而位于点P1或P2处。为了确定是点Pp P2中的哪个，可将点Pp P2与座位的位置相比较，因为人最可能位于座位中。知道人处于点P1或P2中也已足够，因为它们通常非常靠近。作为选择，可使用第四收发器，其相关球体(未示出)将与点P1或P2相交。
[0111]类似于二维情况，如果替代地使用三个发射器和一个接收器，三个距离dpddP d3将由从发射器至物体的距离来表示。如果使用一个发射器和三个接收器，三个距离Clpd2和d3将由从接收器至物体的距离来表示。在任一情况下，与各个距离相关的信号路径彼此间至少部分地不同。
[0112]图8a和b是根据本发明的用于确定车辆内部第一活体的位置的方法的流程图。该方法对应于图4和5所示的几何形状。
[0113]该方法包括:
[0114]801:将第一信号发射入车辆内部，
[0115]802:接收由第一物体反射后的第一信号，
[0116]803:评估所接收的第一信号，
[0117]804:从评估来确定是否有与第一物体相关联的活动，
[0118]805/806:从活动得出的结论:第一物体是第一活体806，或不是活体805，
[0119]807:将第一物体的第一活动与第一距离相关联，
[0120]808:将第二信号发射入车辆内部，
[0121]809:接收由第二物体反射后的第二信号，其中第二信号从与发射第一信号不同的另一位置发射和/或第二信号从与接收第一信号不同的另一位置接收，
[0122]810:评估所接收的第二信号，
[0123]811:从评估来确定是否有与第二物体相关联的第二活动并且得出第二物体是活体的结论813，或没有活动并且得出第二物体不是第一活体的结论812，
[0124]814:将第二物体的第二活动与第二距离相关联，
[0125]815:将第一活动与第二活动相比较，
[0126]816/817:如果比较显示第一活动对应于第二活动，得出第二物体是第一活体的结论817，否则得出其不是第一活体的结论816，
[0127]818:使用第一和第二距离来确定第一活体的位置。
[0128]步骤801-807涉及第一信号并且步骤808-814涉及第二信号。步骤808-814可在步骤801-807之前或之后或平行地执行。
[0129]在对应于图6a、6b和7的几何形状的利用三个不同信号的实施例中，参见图9，该方法还包括步骤:
[0130]901:将第三信号发射入车辆内部，
[0131]902:接收由第三物体反射后的第三信号，其中第三信号从与发射第一信号和第二信号不同的另一位置发射和/或第三信号从与接收第一信号和第二信号不同的另一位置接收，
[0132]903:评估所接收的第三信号，
[0133]904:从评估来确定有与第三物体相关联的第三活动906，或者没有905，
[0134]907:将第三物体的第三活动与第三距离相关联，
[0135]908:比较第一、第二和第三活动，
[0136]910:如果比较显示第一、第二和第三活动彼此相应，得出第三物体是第一活体的结论，否则得出其不是第一活体的结论909，
[0137]911:使用第一、第二和第三距离来确定第一活体的位置，例如通过如上所述的三边测量(tri laterat 1n)。
[0138]步骤901-907涉及第三信号。涉及第三信号的步骤901-907可与涉及第一信号的步骤801-807和/或涉及第二信号的步骤808-814平行地执行。可选地，涉及第三信号的步骤901-907可在涉及第一信号的步骤801-807和/或涉及第二信号的步骤808-814之后执行。如果如图9所示使用三个不同的信号，比较第一和第二信号并由此确定位置的步骤，步骤815-818，可省略，以使得比较在步骤908-910对所有三个信号进行。
[0139]图10是根据本发明的方法的流程图。该方法包括步骤:
[0140]a)将第一信号发射入车辆内部，
[0141]b)从第一物体接收第一反射信号，
[0142]c)基于第一反射信号确定第一物体是否为活体，
[0143]d)将第一物体与第一距离相关联，
[0144]e)从第二物体接收第二反射信号，第二反射信号至少部分地遵循与第一反射信号不同的另一信号路径，
[0145]f)基于第二反射信号确定第二物体是否为活体，
[0146]g)将第二物体与第二距离相关联，
[0147]h)将第二反射信号与第一反射信号相比较，
[0148]i)从所述比较来确定第二反射信号的活体是否与第一反射信号的活体相同，
[0149]j)如果相同，使用第一和第二距离来确定活体的位置。
[0150]该方法可在根据上述的系统3中执行。图10的方法是图8a、8b和9所示方法的概述。概述图9方法步骤的步骤k) 一P)是可选的并且将在下面描述。
[0151]第二反射信号可从由与发射第一信号的位置不同的另一位置发射的第二信号发出，例如通过使用在空间上分开的两个发射器，这在图8a的流程图以及图4a和4b中示出。作为替代或另外地，第二反射信号可在与接收第一反射信号不同的另一位置中接收，例如通过使用在空间上分开的两个接收器，这在图4a和4c中示出。第二反射信号于是可由与第一反射信号相同的发射器发射，参见图4c。
[0152]涉及第二反射信号的步骤，步骤e) — g)可与涉及第一反射信号的步骤，步骤b)—d)平行地执行，或者在涉及第一反射信号的步骤，步骤b) — d)之后执行。第一反射信号的信号路径至少部分地不同于第二反射信号的信号路径。如果使用两个发射器，从发射器至物体所遵循的路径可不同，和/或如果使用两个接收器，从物体至接收器所遵循的路径可不同。信号路径可至少部分地相一致。通常，这两个信号路径具有不同的长度，即使从几何观点看这两个信号路径可具有相同的长度。
[0153]步骤d)可在步骤c)之前执行。类似地，步骤g)可在步骤f)之前执行。步骤g)也可在步骤h)和i)之后执行。
[0154]步骤c)和步骤f )可通过确定是否存在与第一 /第二物体相关联的活动来执行，并且步骤h)在此情况下通过将与第一物体相关联的活动和与第二物体相关联的活动相比较来执行。参见图8a和Sb的流程图。如果反射信号与确定的活动相关联，还将有相关距离，也就是活动发生之处距发射器和/或接收器的距离。如上所述，活动可以是单个活动或反复活动。
[0155]可确定超过一对的相应第一和第二物体，每对与活体相关联，每对的活体的位置的确定通过使用与该对的第一和第二物体相关联的第一和第二距离来执行。例如，可以有两对与车辆中两个不同人相关联的相应活动。对的数量可与车辆中的人的数量相同。
[0156]如果使用第一部件类型的两个部件，位置可在二维中确定。
[0157]如果使用第一部件类型的三个部件，位置可在三维中确定。那么该方法可还包括:
[0158]k)从第三物体接收第三反射信号，第三反射信号至少部分地遵循与第一反射信号和第二反射信号不同的另一信号路径，
[0159]I)基于第三反射信号确定第三物体是否为活体，
[0160]m)将第三物体与第三距离相关联，
[0161]η)将第三反射信号与第一反射信号和第二反射信号相比较，
[0162]O)从比较来确定第三反射信号的活体是否与第一反射信号和第二反射信号的活体相同，
[0163]ρ)如果相同，使用第一、第二和第三距离来确定活体的位置。
[0164]涉及第三反射信号的步骤，步骤k)一m)可与涉及第一反射信号的步骤，步骤b)—d)，和/或涉及第二反射信号的步骤，步骤e) — g)，平行地执行。可选地，涉及第三反射信号的步骤可在涉及第一反射信号和/或第二反射信号的步骤之后执行。
[0165]步骤m)可在步骤I)之前执行。步骤m)也可在步骤η)和O)之后执行。
[0166]如果使用三个不同的反射信号，比较第一和第二信号并由此确定位置的步骤，步骤h) — j)，可省略，以使得比较在步骤η)和ο)对所有三个信号在一步骤中进行。
[0167]如果三个反射信号中仅有两个对应,可使用上述对于具有两个反射信号的实施例的方法，或者可重复与非对应信号相关的步骤。
[0168]本发明在所附权利要求范围内的进一步变型是可行的。因此，本发明不应当视为由这里所述的实施例和附图限制。而是，本发明的完全范围应当由所附权利要求在参照说明书和附图之下确定。
【权利要求】
1.一种用于确定车辆(I)内部的活体(9)的位置的系统(3)，所述系统(3)包括至少三个部件， 所述至少三个部件中的每个为第一部件类型或第二部件类型，所述第一或第二部件类型的其中一个为发射器(5a，7a)并且另一个为接收器(5b，7b)， 其中两个所述部件为所述第一部件类型并且其中一个所述部件为所述第二部件类型， 所述至少三个部件中的每个适于根据部件类型发射或接收信号， 所述信号适合用于确定所述活体(9)的存在以及用于确定所述活体(9)与所述部件中的是所述第一部件类型的每个之间的距离(Cl1，d2)， 所述至少三个部件具有有效扇区，所述有效扇区适于在所述车辆(I)的所述内部内至少部分地重叠， 所述第一部件类型的所述部件位于相对彼此已知的不同位置， 所述系统(3)适于基于所述确定的距离(屯，d2)确定所述活体(9)的所述位置。
2.根据权利要求1所述的系统(3)，其中所述活体(9)的所述存在通过确定所述活体(9)的活动来确定。
3.根据前述任何一项权利要求所述的系统(3)，其中所述系统(3)还包括第四部件，所述第四部件为所述第一部件类型，为所述第一部件类型的所述部件位于相对彼此已知的不同位置。
4.根据前述任何一项权利要求所述的系统(3)，其中为所述第一部件类型的所述部件的相对位置选择为使得它们之间的距离至少为10厘米，优选地至少30厘米，更优选地至少50厘米，并且最优选地至少100厘米。
5.根据前述任何一项权利要求所述的系统(3)，其中所述信号适合用于确定在0.2至3米的范围内的距离。
6.根据前述任何一项权利要求所述的系统(3)，其中所述部件的有效扇区适于包括所述车辆(I)的座位的至少50%，优选地至少70%，并且最优选地至少90%。
7.根据前述任何一项权利要求所述的系统(3)，其包括:第一收发器，所述第一收发器包括所述第一和第二部件类型的每个的至少一个部件；以及第二收发器，所述第二收发器包括所述第一和第二部件类型的每个的至少一个部件，所述第二收发器具有相对于所述第一收发器的已知位置。
8.—种车辆(I )，其包括根据前述任何一项权利要求所述的系统(3)。
9.一种用于确定车辆(I)内部的活体(9)的位置的方法，所述方法包括: a)将第一信号发射入所述车辆(I)的所述内部， b)接收来自第一物体的第一反射信号， c)基于所述第一反射信号确定所述第一物体是否为活体(9)， d)将所述第一物体与第一距离相关联， e)接收来自第二物体的第二反射信号，所述第二反射信号至少部分地遵循与所述第一反射信号不同的另一信号路径， f)基于所述第二反射信号确定所述第二物体是否为活体(9)， g)将所述第二物体与第二距离相关联， h)将所述第二反射信号与所述第一反射信号相比较， i)从所述比较来确定所述第二反射信号的所述活体是否与所述第一反射信号的所述活体相同， j)如果相同，使用所述第一和第二距离来确定所述活体(9)的位置。
10.根据前述权利要求9的方法，其中步骤c)和步骤f)是通过确定是否存在与所述第一 /第二物体相关联的活动来执行，并且步骤h)是通过将与所述第一物体相关联的活动和与所述第二物体相关联的活动相比较来执行。
11.根据前述权利要求9或10所述的方法，其中超过一对的相应第一和第二物体被确定，每对与活体(9)相关联，每对的活体(9)的位置的确定通过使用与该对的所述第一和第二物体相关联的所述第一和第二距离来执行。
12.根据权利要求9-11中任一项所述的方法，其中所述活体(9)的所述确定的位置用来确定车辆座位是否被占用。
13.根据权利要求9-12中任一项所述的方法，还假定所述车辆(I)的平面，所述第一活体(9)的所述位置确定为其在所述平面上的投影。
14.根据权利要求9-13中任一项所述的方法，其中所述活体(9)的所述位置的确定基于所述活体(9)位于其中一个车辆座位中的假定。
15.根据权利要求9-14中任一项所述的方法，还包括: k)接收来自第三物体的第三反射信号，所述第三反射信号至少部分地遵循与所述第一反射信号和所述第二反射信号不同的另一信号路径， I)基于所述第三反射信号确定所述第三物体是否为活体(9)， m)将所述第三物体与第三距离相关联， η)将所述第三反射信号与所述第一反射信号和所述第二反射信号相比较，ο)从所述比较来确定所述第三反射信号的所述活体是否与所述第一反射信号和所述第二反射信号的所述活体相同， P)如果相同，使用所述第一、第二和第三距离来确定所述活体(9)的位置。
【文档编号】G01S13/88GK104181525SQ201410213446
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年5月20日 优先权日:2013年5月27日
【发明者】P·哈达 申请人:沃尔沃汽车公司