CN102923024B - 汽车全自主座椅系统及其执行方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车辆全自主座椅系统及其执行方法，所述系统和方法旨在降低车辆内乘客因车辆转弯造成的离心力所带来的不适。所述车辆全自主座椅系统包括一车道预测单元、一控制单元以及一座椅调整单元。所述车道预测单元系用以获取车辆前方的车道信息。所述控制单元系用以根据所述车道信息，来计算在一预定时间后所述车辆某一座椅上乘客所受的离心力，以及为了降低或抵消该离心力所述座椅所需的座椅倾斜角度。所述座椅调整单元用以调整所述座椅，使其于所述预定时间后倾斜至所述座椅倾斜角度，进而使得所述乘客减少或不会受离心力影响。

Description

汽车全自主座椅系统及其执行方法

技术领域

本发明涉及一种座椅系统，具体而言是一种车辆全自主座椅系统及其执行方法。

背景技术

车辆驾驶在经过弯道时常因为减速、转弯、加速等多种因素所产生的离心力而造成乘客重心不稳，并使得乘客被往前甩、向外甩及/或向后甩，致使其身体晃动并且导致感觉与视觉不同，而造成晕车现象。

目前传统预防乘客晕车的方式包括有看窗外、开窗户、在乘坐车辆前预先吃晕车药、睡觉、幻想自己为驾驶者等等做法。在上述方式中，预先吃晕车药一般是较为有效的预防方法，然而其必须先准备好晕车药，因此较为麻烦，而其他方法效果并不显著。

时至今日，人类对于晕车缺乏有效的预防及克制方法，晕车造成的痛苦使得许多人害怕长途驾驶或是长途坐车旅游，目前仍缺乏能有效预防及克制晕车的方法。

因此，我们需要一种有效的防止晕车的方法。

发明内容

本发明的第一个目的在于，提供一种车辆全自主座椅系统其能改变座椅倾斜角度并使得乘客重心偏移，进而降低或完全抵销车辆转弯时的离心力。

为达到上述目的，本发明提供一种车辆全自主座椅系统，包括有一车道预测单元、一控制单元以及一座椅调整单元。所述车道预测单元系用以获取该车辆前方的车道信息。所述控制单元电性连接至所述车道预测单元，以根据所述车道信息来计算在一预定时间后，该车辆中某一座椅上的乘客所承受的离心力，并计算降低或完全抵销在所述预定时间后该乘客所承受的离心力所需的座椅倾斜角度。所述座椅调整单元电性连接至所述控制单元，用以调整座椅，使其在所述预定时间后，倾斜至所述座椅倾斜角度。

本发明的第二个目的在于，提供上述车辆全自主座椅系统的执行方法，所述车辆全自主座椅系统包括：一车道预测单元、一电性连接至所述车道预测单元的控制单元、以及一电性连接至所述控制单元的座椅调整单元，所述执行方法包括：

所述车道预测单元可获取车辆前方的车道信息；

所述控制单元根据所述车道信息来计算在一预定时间后，该车辆某一座椅上的乘客所承受的离心力，并计算降低或完全抵销在所述预定时间后该乘客所承受的离心力所需的座椅倾斜角度；以及

所述座椅调整单元用于调整所述座椅，使其在所述预定时间后，倾斜至所述座椅倾斜角度。

本发明的车辆全自主座椅系统及其执行方法，藉由预测在一预定时间后座椅上的乘客所将承受的离心力，并计算在该预定时间后用来克服所述离心力所需的座椅倾斜角度，以使得乘客减低或甚至不会感受到离心力，进而不会产生晕车的状况。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；

图1是本发明第一实施例的车辆全自主座椅系统的示意图；

图2是根据本发明车辆全自主座椅系统的执行方法的流程图； 

其中：

10                                  车道预测单元

12                                  控制单元

14                                  座椅调整单元

20                                  车辆

22                                  座椅

30                                  车道边界

40                                  乘客

S200-S220                     步骤。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

请参阅图1，图1是本发明第一实施例的车辆全自主座椅系统的示意图。所述车辆全自主座椅系统包括一车道预测单元10、一控制单元12以及一座椅调整单元14。所述车道预测单元10是用以获取车辆20前方的车道信息。所述控制单元12电性连接至所述车道预测单元10，用以根据所述车道信息来计算在一预定时间后（例如1秒后），所述车辆20的座椅22上乘客40所承受的离心力，并计算降低或完全抵销1秒后所述乘客40所承受的离心力所需的座椅倾斜角度。所述座椅调整单元14电性连接至所述控制单元12，用以在1秒后，将所述座椅22调整倾斜至所述座椅倾斜角度，并降低或完全抵销离心力。要注意的是，在本实施例中该座椅22为驾驶座右方的乘客座椅，在其他实施例中，所述座椅22可以是车辆20内的任何座椅。

所述车道预测单元10所获取的车道信息包括有所述车辆20前方的车道边界30，用以作为所述控制单元12在计算车道弯曲率时的依据。在一实施例中，所述车道预测单元10包括至少一摄影机(未图示)，其可以设置于所述车辆20上能够摄录前方道路边界30位置处，例如设置于车牌的上方，所述至少一摄影机可实时摄录所述车辆20前方的影像，藉由摄录的影像来判断车辆20前方的车道边界30并传送至所述控制单元12。在另一实施例中，所述车道预测单元10包括一全球定位系统(Global Positioning System, GPS, 未图示)，并由全球定位系统(未图标)所提供的地图，来计算所述车辆20行经车道的车道边界30并传送至该控制单元12。

要说明的是，一质量为m的物体以等切线速度V在曲率半径为R的道路上转弯时，所受的离心力F等于mV²/R。因此车辆20速度V愈快或道路越弯(即R越小)时，乘客40所受的离心力就越大。

所述控制单元12在收到所述车道预测单元10所提供的包括车道边界30的车道信息后，便会根据所述车道信息来计算1秒后的车道弯曲率，再根据所计算出的车道弯曲率及目前车速，来计算所述座椅22上乘客40在1秒后的预测离心力的大小和方向，其中该座椅22上乘客40在1秒后所承受的离心力，是与1秒后的车道弯曲率及该目前车速成正比，也就是说，当车道弯曲率越大时，离心力越大，同时该目前车速越大时，离心力也越大。座椅22上乘客40在感受到离心力的同时，所述座椅调整单元14将所述座椅22适度地倾斜至使得乘客40的重心偏移至座椅22底部中央的上方垂直线内侧，该偏移的重心将使得乘客40上半身的重心产生向心力而减低或完全抵消在车辆20转弯造成的离心力。

乘客40的不同的上身高度会与座椅22椅背产生不同的接触面积，并因而产生的不同摩擦力大小，进而使得所述座椅22上的乘客40所受的离心力产生些微变化，同时造成在所需座椅倾斜角度上的些微不同。所述座椅倾斜角度是与所述离心力及所述座椅22上的乘客40的上身高度成正比，也就是所述座椅22上的乘客40的上身高度越高时，其与椅背接触的相对面积的百分比将会降低，而椅背与身体的磨擦力相对于乘客上半身重量的百分比也降低，此时乘客40上半身所承受的离心力将会较大，而抵消离心力所需的座椅倾斜角度也越大。为简化系统的复杂度并减少需要主动侦测或人工输入上身高度的程序，可假设乘客40皆为成人，且其上身高度为一固定值，以简化离心力和座椅倾斜角度的计算程序。所述控制单元12在计算出所需的座椅倾斜角度后，会将所述座椅倾斜角度的信息传送至所述座椅调整单元14，以使得所述座椅调整单元14据以将所述座椅22于1秒后调整倾斜至所述座椅倾斜角度，藉以于1秒后减低或完全抵销该车辆20的座椅22上的乘客40所承受的离心力，并使得所述座椅22上的乘客40的上半身，在转弯时降低或甚至不会感受到离心力所导致的身体被甩动的感觉，因而能够降低或消除造成晕车的关键因素。

在上述实施例中，所述控制单元12是根据1秒后的车道弯曲率以及目前车速，来计算该座椅22上乘客40于1秒后所将承受的离心力。然而经过统计数据可知，大部分驾驶者在遇到转弯时会先减速，因此若考虑到1秒钟内减速的影响则能更精确地计算出1秒后的离心力。

为考虑减速的影响，在另一实施例中，所述控制单元12是根据所计算的1秒后的车道弯曲率以及1秒后的预测车速，来计算该座椅22上乘客40于1秒后所承受的离心力。所述座椅22上乘客40于1秒后所承受的离心力，是与1秒后该车道弯曲率以及1秒后的预测车速成正比。

在又一实施例中，其可以进一步根据实时刹车信息，来计算于1秒后的车速，并进而计算出所述座椅22上的乘客40于1秒后所承受的离心力，此时所述座椅22上的乘客40于1秒后所承受的离心力，是与1秒后的车道弯曲率以及根据目前车速和该实时刹车信息综合所得的1秒后的预测车速皆相关。上述剎车信息是指踩下剎车踏板的幅度和速度，其可被用来推估车速的变化，并可用以修正预测车速。

上述的1秒后的预测车速是指驾驶者遇到转弯时，使所述车辆20减速后的时速，其可以藉由统计所得知的大部分的减速的程度作为依据，举例来说，假设目前车速为每小时60公里，在所述车辆20前方20公尺的车道30将有某曲率半径值的转弯时，藉由统计可以得知大部分驾驶者会在1秒后将车速减低每小时10公里，因此1秒后的预测车速为每小时50公里。此外，实时刹车信息可以由所述车辆20的刹车器(未图示)提供，藉此其便能反应该车辆20的真实剎车情况，并使得其能更加精确地算出1秒后的预测车速。

接着所述控制单元12再根据计算出的离心力及乘客40的上身高度，来计算于1秒后抵消离心力所需的座椅倾斜角度，所述座椅倾斜角度是与所述离心力及所述座椅22上的乘客40的上身高度成正比。最后所述控制单元12可以将所述座椅倾斜角度的信息，传送至所述该座椅调整单元14，以使得所述座椅调整单元14得以将所述座椅22于1秒后调整倾斜至所述座椅倾斜角度，藉此抵销所述座椅22上乘客40于1秒后的离心力。实际操作上，为了座椅调整单元14的控制方便和简单性，也可选择降低但是不完全抵销离心力，所述控制单元12将适度修正的所述座椅倾斜角度的信息，传送至所述座椅调整单元14，以使得所述座椅调整单元14得以将所述座椅22于1秒后调整倾斜至所述适度修正的座椅倾斜角度，藉此降低所述座椅22上乘客40于1秒后的离心力。

要说明的是，所述预定时间并不限定为1秒，其可根据实际需要而进行调整，例如参考车道预测单元10进行车道弯曲率计算所需的时间，以及座椅调整单元14控制座椅22至预订倾斜角度所需的时间等因素来进行调整。

请参阅图2，图2是根据本发明车辆全自主座椅系统的执行方法的流程图，所述全自主座椅系统包括一车道预测单元、一电性连接至所述车道预测单元的控制单元、以及一电性连接至所述控制单元的座椅调整单元，所述执行方法包括下列步骤。

在步骤S200中，所述车道预测单元会获取所述车辆前方的车道信息，其中所述车道信息包括所述车辆前方的车道信息或边界，用以作为所述控制单元用于计算车道弯曲率的依据。

在步骤S210中，所述控制单元根据所述车道信息，来计算在一预定时间后所述车辆某一座椅上的乘客所承受的离心力，并计算降低或完全抵销在所述预定时间后的该乘客所承受的离心力，所需的座椅倾斜角度。

在一实施例中，所述控制单元是根据所述预定时间后的车道弯曲率以及目前车速，来计算在所述预定时间后所述座椅上乘客所承受的离心力，其中在所述预定时间后所述座椅的离心力是与所述预定时间后的车道弯曲率以及所述目前车速成正比。

为考虑转弯时减速的影响，在另一实施例中，所述控制单元会根据所述预定时间后的车道弯曲率，以及在所述预定时间后的预测车速，来计算在所述预定时间后所述座椅上的乘客所承受的离心力。在所述预定时间后，所述座椅上的乘客所承受的离心力是与该车道弯曲率以及所述预定时间后的预测车速成正比。

在又一实施例中，其可以进一步根据实时刹车信息，来计算在所述预定时间后的车速，并进而算出所述座椅上的乘客所承受的离心力，因此在所述预定时间后，所述座椅上的乘客所承受的离心力，是与所述预定时间后的所述车道弯曲率以及根据目前车速和该实时刹车信息综合所得在所述预定时间后的预测车速皆相关。上述剎车信息是指踩下剎车踏板的幅度和速度，可用来推估车速的变化，并可用以修正所述预测车速。

在计算出所述座椅上乘客所承受的离心力后，所述控制单元会根据离心力及所述座椅上乘客的上身高度，来计算所述座椅倾斜角度，其中所述座椅倾斜角度是与所述离心力以及所述座椅上乘客的上身高度成正比。

在步骤S220中，所述座椅调整单元是于所述预定时间后，将所述座椅调整倾斜至座椅倾斜角度以降低或完全抵销离心力，并使得所述座椅上的乘客在转弯时减少或不会感受到离心力所导致的身体甩动的感觉，因而能消除造成晕车的状况。

本发明的车辆全自主座椅系统及其执行方法，是借着预测在一预定时间后座椅上的乘客的离心力，并计算所述座椅于所述预定时间后，为了降低或完全克服上方乘客的离心力所需的座椅倾斜角度，换言之，本发明并不是在离心力发生后才去调整座椅，而是在离心力将发生的瞬间便将座椅倾斜调整至座椅倾斜角度以降低或完全抵销离心力，两者之间没有时间差，并藉此消除使乘客晕车的状况。

综上所述，虽然本发明已用较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明之精神和范围内，当可作各种之更动与润饰，因此本发明之保护范围当视后附之申请专利范围所界定者为准。

Claims (10)

1.一种车辆全自主座椅系统，其特征在于，包括：

一车道预测单元，用以获取车辆前方的车道信息；

一控制单元，电性连接至所述车道预测单元，所述控制单元根据所述车道信息来计算在一预定时间后，车辆某一座椅上的乘客所承受的离心力，并计算降低或完全抵销在所述预定时间后该乘客所承受的离心力所需的座椅倾斜角度；以及

一座椅调整单元，电性连接至所述控制单元，所述座椅调整单元将所述座椅在所述预定时间后调整倾斜至所述座椅倾斜角度。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述车道预测单元包括至少一摄影机。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述车道预测单元包括一全球定位系统。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制单元根据在所述预定时间后的车道弯曲率以及目前车速，计算在所述预定时间后所述座椅上的乘客所承受的离心力。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制单元根据所述预定时间后的车道弯曲率以及所述预定时间后的预测车速，计算在所述预定时间后所述座椅上的乘客所承受的离心力。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制单元根据所述乘客的上身高度，来计算所述座椅上乘客所承受的离心力。

7.一种车辆全自主座椅系统的执行方法，所述车辆全自主座椅系统包括一车道预测单元、一电性连接至所述车道预测单元的控制单元，以及一电性连接至所述控制单元的座椅调整单元，其特征在于，所述执行方法包括：

所述车道预测单元会获取车辆前方的车道信息；

所述控制单元根据所述车道信息，来计算在一预定时间后所述车辆某一座椅上的乘客所承受的离心力，并计算降低或完全抵销在所述预定时间后该乘客所承受的离心力所需的座椅倾斜角度；以及

所述座椅调整单元会在所述预定时间后，将所述座椅调整倾斜至所述座椅倾斜角度。

8.如权利要求7所述的执行方法，其特征在于，所述控制单元根据在所述预定时间后的车道弯曲率以及目前车速，来计算在所述预定时间后所述座椅上的乘客所受的离心力。

9.如权利要求7所述的执行方法，其特征在于，所述控制单元根据所述预定时间后的车道弯曲率，以及所述预定时间后的预测车速，来计算在所述预定时间后所述座椅上的乘客所承受的离心力。

10.如权利要求7所述的执行方法，其特征在于，所述控制单元根据所述乘客的上身高度，来计算所述座椅上的乘客所承受的离心力。