睡眠警戒設備的製作方法

2023-06-14 08:50:36

專利名稱：睡眠警戒設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及睡眠檢測報警設備，並且更特別地，本發明與一種用 於喚醒打瞌睡的駕駛員的新穎的方向盤睡眠警戒報警系統有關。
2.
背景技術：
機動車輛的駕駛員(特別是卡車駕駛員)常常由於長時間駕駛其 車輛而產生疲勞。由於需要或者希望在給定時間到達給定目的地，所 以並不罕見的是，駕駛員駕駛車輛的時間超出合理地謹慎及安全的時 間，或者在遠遠晚於其本應睡覺的時間疲勞駕駛。於是，發生其中駕 駛員在駕駛車輛時打瞌睡或者車輛駛離道路的機動車輛意外事故就不 令人吃驚了。意外事故不僅導致車輛損壞、財產損失以及駕駛員重傷 或死亡，而且其還可能導致在所述意外事故的範圍內的其他駕駛員或 行人的死亡或受傷。根據美國公路交通安全管理局的統計，每年大約 有100000起報警的撞車是駕駛員疲勞的直接結果。當駕駛員在駕駛車 輛時睡著的時候發生的意外事故常常具有高死亡率。據NHTSA保守估 計，疲勞相關的撞車每年導致估計有1550人死亡、71000人受傷以及 125億美元的金錢損失。在歐洲，情況也非常類似。德國保險行業協會 GDV估計，德國高速汽車道上的所有致命意外事故的大約25%是由疲勞 導致的。
已經開發了多種系統來嘗試警告睡著的駕駛員。沃爾沃汽車 (Volvo)是基於為其消費者引入一種由攝影機、傳感器、處理器和計 算機控制裝置所構成的複雜系統的汽車，以便通過測量汽車的移動而 在駕駛員變得疲勞時進行警告。很明顯，只有當車輛以60KPH或更高 的速度行駛時，該系統才會起作用。該設備獨立於駕駛員工作並且取 決於複雜的計算，而無需實際知道駕駛員的狀況。
已經把眼睛和頭部移動與疲勞相關聯，並且關於利用該信息的設備已經提出了一些解決方案。在2000年8月22日授予的、Bryuzgin 的美國專利6， 107， 922中描述了一種整套的頭戴耳機(self contained headset)。該設備監控駕駛員的下頜的位置以作為該駕駛員的狀況的 指標。當駕駛員的頜向下移動從而觸發警報條件時，該設備被觸發。 該設備依賴於還可能在談話或頭部移動期間發生的運動，而所述運動 不一定是疲勞駕駛員的第一運動指標。在Zoerb的美國專利6， 559， 779 中描述了一種安全設備，該安全設備利用安裝在眼鏡上的光束髮射器 和檢測器，當昏昏欲睡的駕駛員的眼睛閉上並且其睫毛中斷被聚焦的 光束時，該安全設備將發出警報聲。該設備要求準確的對準和校準， 並且會受到外部光源以及頭部移動和眨眼模式的影響。已經知道，隨著駕駛員疲勞，其對方向盤的握持鬆弛。已經通過 安裝在方向盤上的發明以及安裝在手上的發明測量了對所述握持的測 量。在2001年4月17日授予的、Sutherland的美國專利6， 218， 947 中描述了一種安裝在方向盤上的睡眠警報器，其包括測量方向盤上的 兩手之間的導電電容的一對導電元件。所述差被用來建立基線，當該 基線被改變時將啟動警報。在2000年1月18日授予的、Leavitt的美國專利6， 016， 103中，在兩隻手套中的每一隻上有至少一個壓力傳感器。所述傳感器可以被 定位在手的任何一個手指(在指尖上示出)或者手掌上。在兩隻手套 之間有遠程通信裝置，並且當兩隻手的握持壓力低於閾值水平時，激 活警報。該設備要求在駕駛員的兩隻手的握持都鬆弛的情況下才被觸 發，並且在該設備的優選實施例中，握持壓力必須在給定時間段內低 於閾值。在2001年1月9日授予的、Prus的美國專利6， 172， 610中描 述了一種接觸裝置，其中在手套上安裝了傳感器，並且在方向盤上安 裝了接觸件。只要所述手套和方向盤傳感器相接觸，警報器就不會響。 通過駕駛員的皮膚電阻而不是壓力來測量接觸，並且該接觸被認為是 不可靠的，因為環境溫度差影響排汗，並且因此改變皮膚電阻讀數。 在D，Agosto的美國專利6, 590, 499中描述了 一種安裝在方向盤上的警 戒系統。該警戒系統要求定製製造的方向盤或者定製安裝。雖然可以明顯看出上述設備中的每一個都滿足了特定目的或要 求，但是也可以明顯看出，每個設備都具有特定局限，並且一般來說 或者過於複雜，或者直到駕駛員已經開始打瞌睡時才激活警報。如果有一種傳感器裝置能夠在駕駛員開始打瞌睡時立即發出警報聲而不是 在駕駛員已經睡著時才發出警報聲，則會是有用的。如果該系統簡單 並且能夠在複雜交互作用最小化的情況下工作，則也會是有用的。發明內容本發明的目的是提供一種解決了上述問題並且對用戶還有其他益 處的新穎的設備，所述益處將通過在此描述的公開內容和實例而變得 顯而易見。本發明使用起來相對簡單，如果駕駛員開始打瞌睡，則立 即激活本發明，本發明能容易地被關斷以進行重定位或其他活動，並 且與其他系統相比較為經濟。因此，本發明在廣泛實施例中提供一種 在駕駛車輛時使用的方向盤睡眠警戒設備，該方向盤睡眠警戒設備包括一種用於在駕駛車輛時使用的睡眠警戒設備，其包括a)安裝在管上的多個壓力傳感器，所述管適於安裝在機動車輛方向盤上，所述壓力傳感器被安裝來給出其中可以測量方向盤上的手握持壓力的多種位置；b )警報器，當所有所述傳感器上的所述握持壓力都低於預定值時，該警報器被立即激活；c)用於接通或關斷所述傳感器的裝置；以及d )暫停裝置，用於在所述設備處於使用中時暫時停用所述傳感器。本發明的另一目的是提供一種睡眠警報器，其通過放置在處於方向盤上的期望位置處的手上而是有效的，該期望位置更可能是壓力的真實量度。本發明的又一目的是從把睡眠檢測器置於等待的過程中或者在其他活動期間去除自動化，這消除錯誤或者與要求所述系統的自動化部分是精確的相關性。


圖1示出了具有安裝在管上的多個傳感器的本發明的透視圖。 圖2是示出本發明的電路的操作的流程圖。圖3示出了具有安裝在管上的多個傳感器的本發明的透視圖，其 中所述管覆蓋有織物。
具體實施方式
本發明包括裝備有多個壓力傳感器的管，所述壓力傳感器套在機 動車輛的方向盤上。這些傳感器被連接到微處理器，用於在駕駛時確 定手指或手在方向盤上的壓力。其由電池或其他電源供電，並且由通 斷開關和暫停裝置控制。所述通斷和暫停裝置可以是相同的裝置或開 關。在達到最小壓力值時激活的警報器被連接到該處理器，並且在一 個實施例中，所述閾值水平是可調節的。在一個實施例中，出於舒適 或者保護所述傳感器免受破壞的目的，所述管覆蓋有織物或其他材料。這裡使用的"睡眠警戒設備"指的是這樣一種設備，其被設計成 在用戶將要睡著時警告所述用戶，以便防止用戶在駕駛車輛時睡著。 這在駕駛汽車或卡車時是最有用的，其中即使駕駛員剛開始打瞌睡， 所述睡眠警戒設備也能夠激活警報器並且防止駕駛員睡著。這裡的"管"指的是管狀結構，其被定形來配合方向盤。該管的 內直徑的尺寸被確定為使得其將方便地套在方向盤的外直徑上。雖然 通常這意味著如在附圖中所示的實施例中所顯示的圓形，但是對應於 方向盤的其他形狀也可以製造其他形狀。該管將具有被描述為開口的 切口，從而允許把該管安裝到方向盤上。製成該管的材料使得其將適 當地保留在方向盤上。諸如塑料、彈性體、聚合物、天然和人工纖維 那樣的材料都可以被適配成用在本發明中。基於這裡所公開的發明， 其他材料也將變得顯而易見。這裡使用的"壓力傳感器"指的是本領域中已知的電子壓力感應 墊，所述電子壓力感應墊可以被用來測量壓力。在本發明中，當裝備 有所述壓力傳感器的管被安裝在方向盤上時，所述傳感器將測量方向 盤與用戶的手指之間的壓力。圍繞所述管安裝所述壓力傳感器，以致 當該管被安裝在方向盤上時，用戶可以抓住方向盤的任何部分並且主 要確保抓住至少一個壓力傳感器。這樣，駕駛員可以在任何時間重定 位其手，並且只要有至少一隻手抓住方向盤就可以確保總是與壓力傳 感器相接觸。雖然這可以通過策略性地放置僅僅數個傳感器來實現，但是在一個實施例中有至少4個傳感器。在另一實施例中，有至少8 個傳感器。在另一實施例中，有至少12個傳感器。在另一實施例中， 有至少15個傳感器。在一系列其他實施例中，傳感器的最小數目是至 少18、 20、 25、 30、 35、 40、 45和50。從本^^開內容可以清楚看出，在確定傳感器的最優數目時，傳感器的數目將部分地由方向盤的尺寸 和用戶的手的尺寸來決定。然而，如上所述， 一個實施例的傳感器數 目和位置使得不管駕駛員抓住方向盤上的什麼地方都有傳感器被抓 住。在這裡，這也被稱作"多種位置"。壓力傳感器通常被連接到微處理器或類似裝置，並且如附圖中所 示，這可以通過直接的線連接來實現，但是隨著當今部件的小型化，這也可以通過RF、藍牙或其他無線裝置來實現。所述壓力傳感器可以 是筒單的通斷開關機構，或者在一個實施例中可以是定時器，該定時 器在給定駕駛時段之後或者在起動車輛之後接通或關斷所述單元。所 述壓力傳感器可以通過有線或無線裝置直接連接到所述警報器。所述 管被設計成可以通過該管背面的開口或切口很容易地套在方向盤上， 以致該管可以很容易地被放置在方向盤上並且同樣很容易被去除。所 述管的理想安裝位置是如此，以致將所述壓力傳感器定位成使得它們 處在駕駛員握住方向盤的正常手位置之下。在一個實施例中，所述傳 感器被放置在所述管上的位置，以致當被安裝在方向盤上時，在所述 安裝位置處所述傳感器最可能與手相接觸，這會是在手指的遠端指間 關節與掌指關節之間的手指的手掌側上。存在可以安裝在手上、方向盤上、儀錶盤上或者車輛內的任何方 便位置處的數種控制裝置。可以通過有線或無線裝置附著到所述壓力 傳感器。所述控制裝置可以被安裝在一起，或者任何控制裝置可以與 剩餘的控制裝置分開並且按照所期望的那樣被安裝。這裡使用的"警報器，，指的是用於由於駕駛員將要睡著的狀態而 振動打瞌睡的駕駛員的裝置。這可以是音頻警報器、振動裝置或類似 裝置，這些裝置對駕駛員的驚嚇恰好足以將其從睡眠的邊緣帶回。在 一個實施例中，這可以是蜂鳴器或其他音頻設備。該警報器會直接連 接到所述微處理器或壓力傳感器，並且在握持方向盤並且接合傳感器 之後沒有傳感器保持在預定水平之上時而被觸發。因此，只要駕駛員 用一隻手在方向盤上保持給定的握持，該警報器就不會發聲。這允許 如前所述地重定位手。在一個實施例中，可以有調節裝置，用於調節 觸發該警報器的水平。本發明的實施例是在激活內置於所述機構中的 警報器時沒有如例如在美國專利6， 016， 103中所教導的那樣的延遲。 延遲會意味著，在所述警報器被觸發之前，駕駛員可能已經駛離道路、撞車並死亡。利用圍繞方向盤的多個傳感器，只要有一隻手在方向盤上，就總 是有至少一個傳感器上的壓力將保持在預定握持壓力之上。因此，駕 駛員可以一次重定位一隻手，並且只要駕駛員沒有鬆開兩隻手，所述 警報器就不會被觸發。這樣做的優點是能夠圍繞方向盤移動手，以防 止疲勞，而不必暫停或者關斷所述警報系統。在沒有傳感器高於預定 壓力的時刻，所述警報器會被觸發，如開始打瞌睡時兩隻手都鬆開， 或者兩隻手的握持都減輕的時候發生的那樣。這裡使用的"暫停裝置，，指的是用於停用處在使用中的所述設備 以便重定位兩隻手等等的開關或其他裝置。該暫停裝置可以包括通斷 開關，該通斷開關實際上是電源開關，但是在一個實施例中其可以是 單獨的開關，該單獨的開關允許所述設備保持被供電，而同時瞬時停 用所述警報器的發聲能力。所述開關可以是瞬時開關或彈簧加載的開 關，可以是重力激活的開關等等。如上所述，在本發明的幾個實施例的範圍內設想了無線連接。如 上所述，這種無線裝置現在在本領域中是公知的，並且本領域技術人 員能夠使本發明適配於這種用途。本發明範圍內的定時器是公知的，並包括電子時鐘定時器，該電 子時鐘定時器可以被編程來在預定時間接通或關斷所述設備，或者可 能被用作報警時鐘，以便提醒駕駛員進行特定活動或者自動向駕駛員 給出重定位傳感器手而無需按壓暫停按鈕的機會。最後的實施例將是 自動暫停定時器。在本領域中已知每個駕駛員具有他或她自己的駕駛員握持壓力。 在一個實施例中，通過添加可變地調節電阻的裝置或者用於在感應設 備上設置壓力的其他標準裝置，可以在所述設備上調節所述握持壓力。在附圖中所示的實施例中，圖l是具有圍繞管13定位的傳感器12 的本發明ll的透視圖。通過打開背面切口50，圍繞方向盤(未示出) 定位管13。在圖1中，切口 50被定位在該管的背側，並且圍繞整個管 沿圓周延伸，以致可以利用方向盤的背面的切口 50把該管定位在方向 盤上。可以明顯看出，可以通過除了閉合管的壓力之外的其他手段來 附著該管。例如，可以利用撳鈕接頭(snap)或維克羅(Velcro)搭扣 或者任何其他方便的附著方法把所述管原地縫合。附圖僅僅以穿透的方式描繪了所述切口。示出了背面切口 50的小部分，但是該切口圍繞 整個管11延續。駕駛員通過打開該切口並且圍繞方向盤放置管13而 把該管放置在其方向盤上。在該管由彈性類材料製成的情況下，其將 會自我閉合。上面描述了其他閉合方法。所示出的通/斷按鈕16激活所 述設備。在管13上所描述的附加開關15可以是暫停裝置、通斷開關 或者二者皆是。在該實施例中示出了用於安裝控制裝置的控制面板20。 該控制面板20可以被安裝在任何方便的位置處。在控制面板20上還 有壓力控制開關25，用於控制激活本發明的壓力量。最後示出的是可 調節的音量開關26，用於調節所述警報器30的音量。該實施例中的警 報器30被示為拼湊區域(hashed area)，從而表明該警報器具有用於 某種類型的聲音的揚聲器裝置。如果必要的話，可以把電池插入到控 制面板20中或者根據本領域的任何位置。最後，連接線40和41分別 表示傳感器12與暫停按鈕15之間的電連接。圖2表示本發明的工作流程圖。該流程圖表明了本發明的傳感器 的即時特性以及最大程度的筒潔性。圖3表示本發明的另一實施例，其中所述管具有織物遮蓋物60。 該遮蓋物60被i殳計成用於舒適的目的，並且可以進一步#1加上襯墊或 以其他方式處理為用於手的握持的緩衝裝置。如圖1中所示，連接線 40和41被示為連接到控制面板20。還示出了通/斷按鈕16以及壓力控 制開關25和警報音量控制裝置26。該實施例中的暫停按鈕15被定位 在管13上。應當理解，有線連接40在本領域內還可以表示無線連接。相應地， 所述暫停機制連接41也可以是無線的。因此，現在公開了一種生產駕駛員睡眠警戒設備的新穎方法，該 駕駛員睡眠警戒設備克服了先前設備的許多問題和缺陷。本領域技術 人員將能夠根據上面的公開內容在本發明的範圍內想到各種變型和其 他實施例。因此，本公開內容並不意圖進行限制或包括一切，並且應 對所附的權利要求做出最廣泛的可能解釋。
權利要求
1、一種用於在駕駛車輛時使用的睡眠警戒設備，其包括a)被安裝在管上的多個壓力傳感器，所述管適於安裝在機動車輛方向盤上，所述壓力傳感器被安裝來給出其中能測量方向盤上的手握持壓力的多種位置；b)警報器，當所有傳感器上的握持壓力都在預定值之下時，該警報器被立即激活；c)用於接通或關斷所述傳感器的裝置；以及d)暫停裝置，用於在所述設備處於使用中時暫時停用所述傳感器。
2、 根據權利要求l所述的睡眠警戒設備，其中，用於控制該設備 的裝置不被安裝在方向盤上。
3、 根據權利要求l所述的睡眠警戒設備，其中，通斷開關由定時 器控制。
4、 根據權利要求l所述的睡眠警戒設備，其中，用於控制該設備 的所有裝置都被安裝在方向盤上。
5、 根據權利要求l所述的睡眠警戒設備，其中，警報器無線地連 接到壓力傳感器。
6、 根據權利要求l所述的睡眠警戒設備，其還包括用於以預先選 擇的時間間隔接通該設備的自動化裝置。
7、 根據權利要求l所述的睡眠警戒設備，其還包括用於調節激活 警報器的壓力的裝置。
8、 根據權利要求l所述的睡眠警戒設備，其中，所述管還被織物 遮蓋物所覆蓋。
9、 根據權利要求l所述的睡眠警戒設備，其中，傳感器的數目被 選擇成使得使用該設備的人可以在所述管上的任何地方重定位其手並 且能夠確保握持傳感器。
10、 根據權利要求l所述的睡眠警戒設備，其中，暫停裝置和通斷 裝置是相同的裝置。
全文摘要
本發明涉及一種安裝在車輛的方向盤上的睡眠警戒設備(11)，該睡眠警戒設備(11)通過駕駛員的手指或手的壓力起作用。本發明包括多個傳感器(12)以及即時警報系統，該即時警報系統防止了先前延遲警報系統的意外問題並且在無需暫停或關斷所述設備的情況下重定位手。圍繞方向盤沿圓周安裝傳感器(12)，所述傳感器(12)在沒有任何類型的延遲的情況下觸發並且報警，而且所述傳感器(12)直接或無線地被連接到控制面板，用於控制壓力傳感器(12)。
文檔編號G08B23/00GK101223561SQ200680024697
公開日2008年7月16日 申請日期2006年5月8日 優先權日2005年5月6日
發明者傑羅姆·阿諾德·鮑爾 申請人:傑羅姆·阿諾德·鮑爾