智能地墊的製作方法
2023-08-11 16:40:51 1
專利名稱：智能地墊的製作方法
技術領域：
本發明通常涉及地墊，尤其涉及適於在機動交通工具中使用的地墊。
背景技術：
當今，在機動交通工具中幾乎所有的地墊僅僅是防止使用者的腳使地墊弄髒和損壞。(在本文中，使用者包括機動交通工具的操作者、駕駛者以及乘客。機動交通工具包括所有類型的交通工具，這些交通工具包括但不限於客車、卡車、列車、飛機和船。)地墊的這些有限的用途沒有考慮到它們能夠作為信息處理中心以及用於其他設備的控制器的潛能。在不同的環境下，以這種方式使用地墊能夠為使用者提高安全性和便利性。所需要的是能夠完全實現這種潛能的方法和設備。
發明內容
本發明的目的在於，通過提供能夠與其他設備進行通信和/或對其他設備進行控制、以及能夠起到信息處理中心作用的智能地墊，而在很大程度上解決上述提出的問題。
在本發明的一個實施方案中，適於在機動交通工具中使用的地墊使得使用者能夠通過他們的腳或其他手段(示例性地包括但不限於使用者的語音)啟動和/或停止可遙控設備。這樣能讓使用者的手空出來做其他事情。當使用者是駕駛者時，這種特徵能夠使司機在啟動可遙控設備時保持雙手放在方向盤上，從而提高了安全性。可遙控設備可以位於交通工具內(例如，收音機)或位於交通工具外(例如，車庫開門裝置、安全系統、門、電子門鎖、照明系統、電器等等)。
在本發明的另一個實施方案中，地墊配備有響應探詢系統(例如通常在高速公路、橋梁和隧道的收費站處使用的探詢系統)的應答器(transponder)。將應答器併入所述地墊中而不是將其置於擋風玻璃上，避免了妨礙使用者視線，由此提高安全性。
在本發明的另一個實施方案中，GPS(全球定位系統)接收器或其他定位系統與將機動交通工具的位置發送到遠程跟蹤站的發射器一起併入所述地墊中。這就使得能夠對交通工具的位置進行跟蹤。
在本發明的另一個實施方案中，振動裝置併入地墊中。振動裝置使得地墊在處理器(其也併入地墊中)的控制下振動。處理器使得振動裝置以隨機或周期性方式啟動或停止，以幫助使用者保持清醒和警覺，由此提高安全性。
在本發明的另一個實施方案中，地墊控制倒退報警系統。這允許使用者能夠選擇性地啟動和停止該系統。
在本發明的另一個實施方案中，地墊從無線電子郵件設備(例如，BLACKBERRY)接收電子郵件，對該電子郵件的內容進行文本到語音的識別處理，並向揚聲器輸出語音信號，從而將電子郵件讀給使用者。這就允許使用者無需將其目光從道路轉移就能夠瀏覽電子郵件消息。
本發明的一個方面是「可插件化」，即，可以通過將地墊和其他相關裝置(將在下面進行詳細描述)增加到交通工具中，而將新的功能和技術增加到已經銷售的現有交通工具中。
在參照相應的附圖對本發明進行以下的詳細描述後，本發明的前述有益效果和特徵將變得容易理解，其中圖1是根據本發明第一實施方案的用於控制可遙控設備的地墊控制電路的方框圖；圖2是顯示圖1中的地墊控制電路的開關位置的示意圖；圖3是根據本發明第二實施方案的用於控制可遙控設備的地墊控制電路的方框圖；
圖4是根據本發明第三實施方案的、包括跟蹤電路的地墊的方框圖；圖5是根據本發明第四實施方案的、具有振動板的地墊的方框圖；圖6是根據本發明第五實施方案的、包括用於啟動倒退傳感器系統的開關的地墊的方框圖；圖7是根據本發明第六實施方案的、包括識別應答器的地墊的方框圖；圖8是根據本發明第七實施方案的、配置成接收和向使用者讀出電子郵件的地墊的方框圖。
具體實施例方式
在下面的詳細描述中，描述了多個具體的細節，例如通信系統類型和可由地墊控制的可遙控設備類型，其目的在於提供對本發明的完全理解。參照優選實施方案論述的細節不應該理解為對本發明的限制。此外，為了便於理解，將某些方法步驟描述為分開的步驟；然而，這些步驟並不一定是獨特的，其執行順序也並不是不變的。
圖1示出了根據本發明一個實施方案的、可操作啟動和/或停止可遙控設備20的可適於在地墊中使用的電路10的方框圖。電路10包括由電池2供電的控制單元1。在電池2的正極端和控制單元1之間串聯有電阻3和開關4。開關4優選是適於由使用者的腳啟動的壓力敏感型常開開關。在控制單元還連接有發射器5。發射器5連接有天線6。發射器5和天線6優選地適於向可遙控設備20無線地發射消息。發射器5能以RF、微波或本領域公知的其他頻率進行發射。在正常的操作中，控制單元1檢測到開關4的閉合，並通過產生信號來作為應答，該信號發送到發射器5，並經由天線6發射到可遙控設備20。
如上所述，可以由根據本發明的地墊控制的可遙控設備20(包括位於交通工具內和交通工具外的設備)是很多的。位於交通工具外的設備包括諸如車庫開門裝置、遙控門以及電子門鎖等的具體地配置成可遙控的設備。然而，本發明的地墊還能夠用來控制通常不能配置成可遙控的設備。這些設備可以通過將可遙控的電源模塊置於設備的電源線及其電源(例如，牆插座)之間，從而使用本發明的地墊來進行控制。這些可遙控的電源模塊例如是RadioShack的商標為PLUG′N POWERTM的設備以及X10及其他。這些模塊對於本領域的技術人員來說是公知的，在本文中不作詳細描述。因此，普通電器(咖啡壺、洗碗機等)、燈以及家庭中的其他電動設備可以用本發明的地墊來控制。
交通工具內的設備也可以由結合了圖1中電路10的地墊來控制。例如，許多新型的汽車具有能夠實現藍牙通信的無線電裝置。這些無線電裝置不需要手參與就能實現與能夠藍牙通信的蜂窩電話進行操作。在蜂窩電話接收到呼入時，將自動地發送靜音(mute)信號至無線電裝置，以使得使用者能夠聽到電話呼叫。此外，蜂窩電話能夠將呼叫者的語音傳輸到汽車音響系統，以通過汽車的音響系統聽到呼叫者的聲音。如果使用者的蜂窩電話能夠進行藍牙通信，這種系統可以很好地工作。然而，許多蜂窩電話是不能夠進行藍牙通信的。具有這種電話的使用者必須手動地降低無線電裝置的音量，以能夠使用這些老式的、不能夠藍牙通信的電話聽到呼叫。然而，在本發明的一些實施方案中，地墊發射器5是藍牙發射器，控制單元1在使用者用他或她的腳啟動開關4時，將生成使無線電裝置靜音的信號，從而使得使用者的手空出來。上述僅僅是可使用本發明的地墊控制的、位於交通工具內的可遙控設備的一個示例。
如在本領域中公知的那樣，可遙控設備通常由包含代碼的信號來啟動。在本發明的使用上述設備的實施方案中，電路10的控制單元1負責產生包括所需代碼的信號。在本文中討論的一些實施方案主要涉及需要事先知道必需代碼和其他發射參數(例如，載波信號頻率)的特殊可遙控設備20。因此，控制單元1能夠事先配置成以本領域公知的方式產生所需的信號和代碼。
然而，能夠控制大量可遙控設備的地墊是期望得到的。因此，本發明的一些實施方案具有控制單元1，控制單元1能夠複製這樣的信號，這些信號包括了從與大量可遙控設備相關聯的遙控發射器接收的代碼。第6,556,813號美國專利(其內容通過引用併入本文)描述了一種公知的適於在本發明中使用的「通用發射器」。
為了避免電池2耗盡，以及避免對可遙控設備20無意啟動/停止，優選地將開關4置於使用者不會在無意中踩到開關的位置。開關4(用於置於駕駛者位置處的地墊50)的示例性位置在圖2中表示為「X」。應該理解，地墊50可以由任意的材料製成，包括橡膠、乙烯基、塑料、織物、氈毯以及其他材料。還應該理解，地墊50的形狀不限於在圖2中示出的形狀，地墊50可具有適於交通工具的任意形狀。
在本發明的優選實施方案中，電路10包含在地墊50內。作為一種選擇，電路10可以附著到地墊50的上表面或下表面。在這些實施方案中，電路10可從一個地墊50轉移到另一地墊，或可以是永久地附著到單個地墊50上。
在本發明的一些實施方案中，電路10的元件安裝在塑料膜的柔性片上，塑料膜可以作為一層而位於地墊中，或在其一側粘合有粘合劑，用於粘合到一個或多個地墊的底面。在本文中，「相鄰」包括所有將電路併入到地墊中的所有前述方法。
電路10以及在這裡討論的所有電路可以使用分立的元件來實現，例如單晶片、分段晶片或多個晶片上的集成電路。可以將天線6集成到地墊中或置於遠處(例如，安裝到儀錶板或汽車外表面)，並通過電纜連接到發射器5。
在上述的實施方案中，在使用者的腳啟動開關4後，控制單元1通過信號控制可遙控設備20。在圖3所示的一個可選實施方案中，電路10的開關4由電路310中的A/D轉換器308和麥克風309代替。電路310能夠通過使用者語音控制可遙控設備320。麥克風309檢測使用者語音，並將其轉換為模擬信號。該模擬信號由A/D轉換器308轉換為數位訊號。接著將該數位訊號輸入到控制單元301，控制單元301對該數位訊號執行語音識別處理。語音識別處理對於本領域的技術人員來說是公知的，在這裡不再詳細討論。在控制單元301中的語音識別處理檢測到來自使用者的命令時，將相應的信號發送到發射器305。發射器305通過天線306將該命令發射到可遙控設備。
在本發明的另一個可選實施方案中，控制單元通過接收無線信號而不是通過啟動開關來啟動。所述無線信號可以由可遙控設備(將由地墊控制)來產生，或者由與可遙控設備相鄰的一些其他設備產生。控制單元通過產生第二信號以啟動可遙控設備而響應所述無線信號。這樣，在交通工具進入車道時，可以自動地啟動可遙控設備(例如，車庫開門裝置)，而無需駕駛者採取任何操作。這種實施方案可以設置超越控制開關(override switch)，以允許司機在不需要自動操作時，防止控制單元產生發射到可遙控設備的信號。
如上所述，本發明的一個方面是，使得現有的交通工具能夠進行更新，以包括新的功能。上述幾個實施方案可併入到交通工具中，而不用對交通工具進行修改或修改甚少。這樣，上述實施方案是可插件化的。
上述的實施方案主要是控制可遙控設備。然而，本發明並不局限於該功能。包括跟蹤電路400的地墊在圖4中示出。該跟蹤電路使得能夠通過跟蹤站420來跟蹤地墊的位置，並從而跟蹤安裝有地墊的交通工具的位置。這種系統可用於幾個目的。它可由保險公司所使用，以驗證自稱與其家相距某段距離工作的消費者的確在該距離內工作，而不是在距離消費者的家更遠的市區工作(這種情況需要支付更高的費用)。在機動交通工具被盜時，實施法律的當局還可以使用這種系統跟蹤安裝有上述地墊的機動交通工具。
電路400的操作如下所述。GPS接收器480(或其他的定位系統)通過天線481從多個衛星接收信號。GPS接收器可以是標準的GPS接收器、差分GPS接收器以及任意其他類型的GPS接收器。GPS接收器480根據這些衛星信號計算其位置，並將計算出的位置發送到控制單元401。控制單元401優選地對來自GPS接收器480的位置執行位置誤差粗校驗(例如，控制單元401將那些與之前報告的位置相差甚遠的位置丟棄)，並通過發射器405和天線406周期性地向跟蹤站420發射當前位置。在其他的實施方案中，控制單元過濾從GPS接收器480接收的位置，以形成經過過濾的位置信號。應該注意到，跟蹤站420可以位於遠離安裝有地墊的交通工具的位置，或者可以位於該交通工具內(例如，客車的行李箱中)。如果跟蹤站420位於交通工具內，則發射器405可以是藍牙發射器，而跟蹤站420可以將跟蹤電路400報告的位置記錄在可移動記錄裝置中，例如可以如期望的那樣移動用於檢查的磁帶和軟盤。
在圖5中示出了能夠幫助駕駛者清醒和警覺的本發明的實施方案。地墊包括振動器電路550，電路550包括配置為可周期性啟動和停止電機590的控制單元501。在被啟動時，電機使連接有凸輪592的軸591旋轉。在凸輪592轉動時，其不規則的形狀使鄰近凸輪592的板551振動。板592位於地墊中，以能夠讓使用者的腳感到其振動。由於是周期性而不是恆定地啟動振動，因此使用者會注意到振動的發生和停止，從而使得使用者保持清醒和警覺。在本文中，「周期」的意思是不時的，包括電機590的啟動和停止之間的規則和不規則(包括隨機的)的時間差。在本發明的一個實施方案中，控制單元501使電機590啟動約2秒，使電機停止約20秒，接著重複該過程。在圖5所示的實施方案中，使用者未通過控制單元501對電機550的啟動進行控制。在可選的實施方案中，可以提供使電路550有效和無效的開關，以使得在不需要時能夠關閉振動功能。
圖6示出了配置成控制避免碰撞系統670的地墊650。避免碰撞系統在本領域中是公知的。通常，這些系統使用超聲波、紅外或雷達發射器和傳感器來檢測出現在交通工具後的物體。一種避免碰撞系統是可以從American Road Products得到的REVERSEGUARDX系統，它是倒退傳感器系統(例如，檢測出現交通工具倒退路徑上的物體的傳感器系統)。該系統安裝牌照框架上，並在交通工具的倒退燈開啟時被自動啟動，因此，REVERSEGUARDX系統將倒退燈的功率應用作為確定何時啟動REVERSEGUARDX系統的信號。其他的倒退和避免碰撞系統也可在本發明的範圍中使用，這些系統包括在美國專利第6,594,614和5,314,037號(這兩個專利通過引用併入本文)中描述的那些系統。
跟這種系統的有益性一樣，它們有時候是一種妨礙。地墊650使得使用者在這種情形下停止系統。載有啟動倒退傳感器系統670的信號(例如，與在上述REVERSEGUARDX系統使用的倒退燈的啟動相對應的信號)的線路609與地墊650中的開關604連接。開關604的另一端連接至傳感器系統670的啟動輸入，其控制對位於交通工具後面的、倒退路徑中的物體進行監控的傳感器675。通過對開關650的控制，使用者能夠選擇性地啟動和停止傳感器系統670。
本領域的技術人員應該理解，上面描述的地墊650可以加入到之前已經安裝了避免碰撞系統的交通工具中。作為一種選擇，可同時將避免碰撞系統和地墊650加入到交通工具中。
圖7示出了包括應答器707的地墊750。應答器707可用來識別其中的地墊750設置為對設備720(例如，位於許多高速公路、橋梁和隧道處的收費設備)進行接收的交通工具。應答器707可以為本領域中任意公知的類型，包括在EZ-PASSTM系統中使用的應答器。通過將應答器707併入到地墊750中，不再需要將應答器安裝在擋風玻璃上和/或將應答器從手套箱或其他存儲區域取回。這提高了使用者的視線範圍和/或空出使用者的手。
圖8示出了包括電路800的地墊，電路800配置成從使用者的無線電子郵件設備接收電子郵件並為使用者閱讀電子郵件。這就使得使用者無需眼睛和手參與，就能夠在車內瀏覽電子郵件。在優選的實施方案中，無線電子郵件設備是BLACKBERRY無線可攜式數字助理，更優選地，是使用藍牙無線接口的配置為同步的BLACKBERRY無線可攜式數字助理(可選地，使用傳統有線接口的配置為同步的BLACKBERRY無線可攜式數字助理)。
電路800的工作如下所述。在無線電子郵件設備820位於電路800附近時，設備820和電路800之間的同步以本領域公知的方式進行。在同步處理中，無線電子郵件設備820保存的、還未被存儲到電路800的電子郵件存儲器809中的所有電子郵件消息在控制單元801的控制下，從無線電子郵件設備820經由收發器805和天線806而下載到電子郵件存儲器809。如上所述，收發器805優選地配置成符合藍牙標準。
在使用者啟動開關804(通過與參照圖1所述方式相似的方式經由電阻803連接到控制單元801和電池802之間)時，控制單元801從電子郵件存儲器809取到第一封新電子郵件消息，並對該電子郵件進行文本到語音的轉換處理。在一些實施方案中，上述轉換處理是使用PARABENVOICE-TO-TEXTTM軟體(Paraben公司出品，並輸出.wav格式的文件)來執行的。控制單元801將該.wav格式的文件傳送到音效卡830(「音效卡830」應該理解為執行作為計算機領域中音效卡的普通功能的電路，而不應理解為需要將這種電路置於單獨的印刷電路板或晶片上)。音效卡830將.wav格式的文件轉換為模擬電信號，並將其輸出到揚聲器840，以使得使用者能夠聽到電子郵件的消息。在一些實施方案中，如果使用者在閱讀電子郵件時按下開關804，則控制單元801將停止正在讀取的電子郵件，並開始讀取下一電子郵件。
應該注意到，包括在上述地墊中的各種系統和電路的電源可以是包括在地墊內的長壽命電池(long-life battery)。在其他的實施方案中，將地墊連接到交通工具的電氣系統。在其他的實施方案(例如，圖7所示的應答器的實施方案)中，當外部電源的電場在地墊的線圈中以應答器領域中公知的方式產生電流時，將產生能量。
還應該理解，在本文中討論的各種實施方案不是相互排他的，在本文中討論的一個或全部電路和功能可以集成到單個地墊中。此外，在該單個地墊中，可以具有一個或多個相同類型的電路。因此，在本發明的一些實施方案中，地墊包括用於控制可遙控設備的電路和應答器。同樣，本發明的一些實施方案能夠控制多個可遙控設備(例如，車庫開門裝置和照明系統)，並因此優選地包括在地墊的不同位置間隔設置的多個開關。
顯然，可以參照上面的教導對本發明進行各種其他修改和變化。因此，應該理解，在所附的權利要求的範圍內，本發明能以與本文中的具體描述所不同的方式來實現。
權利要求
1.一種用於控制可遙控設備的地墊，包括墊部分；開關，與所述墊部分相鄰，所述開關位於所述墊部分中，並配置成能通過使用者的腳來操作；控制單元，與所述開關的第一端相連接，所述控制單元配置成感應通過所述使用者的腳對所述開關的操作，並產生控制信號，用於響應所述操作而控制所述可遙控設備；以及發射器，與所述控制單元相連接，並配置成將所述控制單元產生的所述控制信號發射到可遙控設備。
2.如權利要求1所述的地墊，進一步包括連接到所述發射器的天線。
3.如權利要求1所述的地墊，進一步包括連接到所述開關的第二端的電源。
4.如權利要求3所述的地墊，其中，所述電源是長壽命電池。
5.如權利要求1所述的地墊，其中，所述開關的第二端連接到設置有所述地墊的交通工具的電氣系統。
6.如權利要求1所述的地墊，其中，所述信號包含代碼。
7.如權利要求6所述的地墊，其中，所述代碼與車庫開門裝置相對應。
8.如權利要求6所述的地墊，其中，所述代碼與對電源進行控制的功率模塊相對應，所述電源向位於遠處的設備提供功率。
9.如權利要求1所述的地墊，其中，所述發射器配置成向在安裝有所述地墊的交通工具外部設置的可遙控設備發射信號。
10.如權利要求1所述的地墊，其中，所述發射器配置成向在安裝有所述地墊的交通工具內部設置的可遙控設備發射信號。
11.如權利要求10所述的地墊，其中，所述發射器是藍牙發射器。
12.如權利要求1所述的地墊，其中，所述發射器和控制單元構成單個晶片上的單個集成電路的一部分。
13.如權利要求1所述的地墊，其中，所述發射器和控制單元構成不同晶片上的不同的集成電路。
14.如權利要求1所述的地墊，其中，所述發射器和控制單元構成單個分段晶片上的不同的集成電路。
15.一種用於控制可遙控的設備的地墊，包括墊部分；麥克風，與所述墊部分相鄰，並配置成產生表示使用者的語音的模擬信號；模擬-數字轉換器，與所述麥克風相連接，並配置成產生表示所述模擬信號的數位訊號；控制單元，被連接以從所述模擬-數字轉換器接收所述數位訊號，所述控制單元配置成執行語音識別處理，並且當在所述數位訊號中檢測到相應的命令時，產生用於控制所述可遙控設備的控制信號；以及發射器，與所述控制單元相連接，並配置成將所述控制單元產生的所述控制信號發射到可遙控設備。
16.如權利要求15所述的地墊，進一步包括連接到所述發射器的天線。
17.如權利要求15所述的地墊，其中，所述信號包含代碼。
18.如權利要求17所述的地墊，其中，所述代碼與車庫開門裝置相對應。
19.如權利要求17所述的地墊，其中，所述代碼與對電源進行控制的功率模塊相對應，所述電源向位於遠處的設備提供功率。
20.一種地墊，包括墊部分；定位系統，與所述墊部分相鄰，並配置成計算和輸出表示位置的第一位置信號；控制單元，與所述定位系統相連接，並配置成接收所述第一位置信號，以及基於所述第一位置信號輸出第二位置信號；以及發射器，被連接以從所述控制單元接收所述第二位置信號，並配置成向監控站發射所述第二位置信號。
21.如權利要求20所述的地墊，其中，所述控制單元對所述第一信號執行誤差檢驗。
22.如權利要求20所述的地墊，其中，所述控制單元通過過濾多個第一位置信號而計算所述第二位置信號。
23.如權利要求20所述的地墊，其中，所述定位系統是全球定位系統(GPS)接收器。
24.一種地墊，包括墊部分；電機，通過連接部件與所述墊部分相連接，以使得在啟動所述電機時，所述墊部分振動，並使得使用者的腳能夠感覺到所述振動；以及控制單元，與所述電機相連接，並配置成周期性地啟動所述電機，從而使得使用者保持清醒和警覺。
25.如權利要求24所述的地墊，其中，所述連接部件包括附著到所述電機的軸的凸輪。
26.一種系統，包括避免碰撞系統，所述避免碰撞系統安裝在交通工具上，並定位和配置成能夠檢測交通工具後方的物體，所述避免碰撞系統還配置成能夠在啟動信號的控制下啟動和停止；以及地墊，具有與其相鄰的開關，所述開關具有與所述避免碰撞系統相連接的第一端，並能由使用者的腳來操作，以控制所述避免碰撞系統的啟動。
27.如權利要求26所述的系統，其中，所述避免碰撞系統是倒退傳感器系統。
28.一種地墊，包括墊部分；以及應答器電路，與所述墊部分相鄰，並配置成根據從遠程設備接收到的探詢信號而發射識別信號。
29.一種地墊，包括墊部分；以及與所述墊部分相鄰的電路，所述電路包括配置成與無線電子郵件設備通信的收發器、與所述收發器相連接的控制單元、與所述控制單元相連接的存儲器、與所述控制單元相連接的音效卡、以及與所述音效卡相連接的揚聲器，所述控制單元配置成對從所述無線電子郵件設備接收的電子郵件執行文本到語音的轉換處理，並向所述音效卡輸出表示所述電子郵件內容的信號，以通過所述揚聲器產生表示所述電子郵件內容的能聽到的語音信息。
30.如權利要求29所述的地墊，其中，所述收發器是藍牙收發器。
全文摘要
一種適用於交通工具的地墊，如圖1中所示，所述地墊包括電路(1)，用於對位於交通工具內部或外部的可遙控設備進行操作。在另一實施方案中，地墊配有應答器，該應答器將響應諸如通常在高速公路、橋梁和隧道的兩端收費處使用的探詢系統。在另一實施方案中，GPS接收器連同發射器一起結合到地墊中，發射器向遠程跟蹤站發射機動交通工具的位置。
文檔編號H03K17/94GK1860688SQ200480028171
公開日2006年11月8日 申請日期2004年8月2日 優先權日2003年8月1日
發明者阿達·坎農·貝利 申請人:Gg貝利有限責任公司