用于控制车辆的装置和方法与流程

用于控制车辆的装置和方法
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求2020年12月2日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请no.10-2020-0166905的优先权权益，其全部内容通过引用结合于本文中。
技术领域
3.本发明涉及用于控制车辆的装置和方法。


背景技术：

4.近年来，研发了一种用于测量驾驶员的呼气中的酒精成分、并在检测到酒精时限制车辆行驶的技术，以防止驾驶员酒后驾驶。目前，用于测量驾驶员的呼气中的酒精成分的方案可以包括使用吹嘴的电化学方案和不使用吹嘴的光学方案。为了测量酒精成分，驾驶员必须至少向感测装置呼气一次。
5.特别地，为了使酒精成分测量更精确，驾驶员必须在距感测装置的预定距离内呼气，然而根据驾驶员偏好的座椅的位置，会发生驾驶员和感测装置没有保持预定距离的情况。在这种情况下，由于驾驶员需要移动座椅以保持预定距离，从而存在给驾驶员造成不便的限制。


技术实现要素：

6.作出本发明以解决现有技术中存在的上述问题，同时完整地保留了现有技术所实现的优点。
7.本发明的一个方面提供了一种用于控制车辆的装置和方法，其能够在测量驾驶员的呼气中的酒精时保持与酒精感测装置的预定距离。
8.本发明构思所解决的技术问题不限于前面提及的问题，并且本发明所属领域的技术人员通过以下描述将清楚地理解本文没有提及的任何其他技术问题。
9.根据本发明的一个方面，一种用于控制车辆的装置包括：第一传感器、第二传感器和控制器，所述第一传感器对驾驶员上车进行感测；所述第二传感器感测驾驶员的呼气中包含的酒精；所述控制器设置座椅的位置，使得从第二传感器到驾驶员的距离变为预定距离。
10.在一个实施方案中，控制器可以预先生成驾驶员的参考位置坐标和座椅的参考位置坐标。
11.在一个实施方案中，控制器可以基于驾驶员的信息来调整驾驶员的参考位置坐标和座椅的参考位置坐标。
12.在一个实施方案中，控制器可以设置座椅的位置，使得驾驶员的位置对应于驾驶员的参考位置坐标、并且座椅的位置对应于座椅的参考位置坐标。
13.在一个实施方案中，所述装置还可以包括摄像机和/或雷达的至少一个，其用于感测驾驶员的面部。
14.在一个实施方案中，控制器可以计算从驾驶员的面部到第二传感器的距离。
15.在一个实施方案中，控制器可以基于从驾驶员的面部到第二传感器的距离来设置座椅的位置。
16.在一个实施方案中，控制器可以基于所设置的座椅的位置来控制座椅的角度和座椅的滑动操作。
17.在一个实施方案中，控制器可以确定驾驶员的呼气中包含的二氧化碳浓度是否小于或等于参考值。
18.在一个实施方案中，当二氧化碳浓度小于或等于参考值时，控制器可以控制座椅的角度和座椅的滑动操作，使得从第二传感器到驾驶员的距离变得小于预定距离。
19.根据本发明的另一方面，一种用于控制车辆的方法包括：对驾驶员上车进行感测；以及设置座椅的位置，使得从用于感测驾驶员的呼气中包含酒精的传感器到驾驶员的距离变为预定距离。
20.在一个实施方案中，所述方法还可以包括预先生成驾驶员的参考位置坐标和座椅的参考位置坐标。
21.在一个实施方案中，所述方法还可以包括基于驾驶员的信息来调整驾驶员的参考位置坐标和座椅的参考位置坐标。
22.在一个实施方案中，设置座椅的位置可以包括：设置座椅的位置，使得驾驶员的位置对应于驾驶员的参考位置坐标、并且座椅的位置对应于座椅的参考位置坐标。
23.在一个实施方案中，所述方法还可以包括利用摄像机和/或雷达的至少一个来感测驾驶员的面部。
24.在一个实施方案中，所述方法还可以包括计算从驾驶员的面部到所述传感器的距离。
25.在一个实施方案中，可以基于从驾驶员的面部到所述传感器的距离来设置座椅的位置。
26.在一个实施方案中，所述方法还可以包括基于所设置的座椅的位置来控制座椅的角度和座椅的滑动操作。
27.在一个实施方案中，所述方法还可以包括确定驾驶员的呼气中包含的二氧化碳浓度是否大于参考值。
28.在一个实施方案中，所述方法还可以包括：当二氧化碳浓度小于或等于参考值时，控制座椅的角度和座椅的滑动操作，使得从所述传感器到驾驶员的距离变得小于预定距离。
附图说明
29.通过以下结合所附附图的详细描述，本发明的以上和其他目的、特征和优点将变得更加清楚：
30.图1为示出根据本发明实施方案的车辆控制装置的配置的示意图；
31.图2为示意性地示出根据本发明实施方案的用于计算物体坐标的方案的示意图；
32.图3a为示出fmcw雷达与物体之间的距离为r的情况的示意图，图3b为示出用于计算r的雷达的频率变化的曲线图；
33.图4为示出根据本发明实施方案设置的驾驶员的参考位置坐标和座椅的参考位置坐标；
34.图5为示出根据本发明实施方案的车辆控制装置的示意图；
35.图6为示出根据本发明实施方案的车辆控制方法的流程图；
36.图7为示出执行根据本发明实施方案的方法的计算系统的配置的示意图。
具体实施方式
37.在下文中，本发明的一些实施方案将参考示例性附图进行详细描述。在将附图标记添加到每个附图的组件时，应当注意的是，即使相同或等同组件显示在其他附图中，也由相同的附图标记来表示相同或等同组件。此外，在描述本发明的实施方案时，当确定会干扰对本发明的实施方案的理解时，将省略对相关的已知配置或功能的详细描述。
38.在描述根据本发明的实施方案的组件时，可以使用诸如第一、第二、a、b、(a)、(b)等术语。这些术语仅旨在将组件与其他组件相区分，并且这些术语并不限制构成组件的本质、次序或顺序。除非另有定义，否则本文使用的所有术语(包括技术术语或科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。可以进一步理解的是，术语(比如在通常使用的词典中所定义的术语)应被解释为具有与该术语在相关技术的上下文中的含义一致的含义，除非在本文中有明确的定义，否则不应以理想化或过于正式的含义来解释。
39.图1为示出根据本发明实施方案的车辆控制装置的配置的示意图。
40.如图1所示，根据本发明实施方案的车辆控制装置100可以包括传感器110、摄像机120、集成存储器系统(integrated memory system，ims)130、存储装置140和控制器150。
41.传感器110可以包括多个传感器，例如座椅传感器、酒精传感器、车门传感器和距离传感器。座椅传感器可以感测驾驶员的就座情况。控制器150可以基于由座椅传感器感测到的信息来确定驾驶员是否就座。酒精传感器可以测量驾驶员的呼气中包含的酒精含量，并且可以测量驾驶员的呼气中包含的二氧化碳浓度。车门传感器可以感测车门的打开或关闭。另外，距离传感器可以对驾驶员进行感测。根据实施方案，距离传感器可以包括雷达。例如，雷达可以包括调频连续波(frequency modulated continuous wave，fmcw)雷达、脉冲无线电超宽带(impulse-radio ultra wideband，ir-uwb)雷达、连续波(continuous wave，cw)雷达等。fmcw雷达可以通过随时间线性地改变电磁波的频率、利用从物体反射的电磁波的频率的差异来获得关于电磁波辐射之后返回所需时间的信息。fmcw雷达可以基于电磁波的速度(光速)和获得的时间信息计算驾驶员的位置(面部坐标)，并计算从酒精传感器到驾驶员(驾驶员的面部)的距离。将参考图2和图3进行更详细的描述。图2为示意性地示出根据本发明实施方案的用于计算物体坐标的方案的示意图。
42.如图2所示，在fmcw雷达中，发射器tx向预设区域“a”辐射电磁波。当多个接收器rx1、rx2、rx3和rx4感测到预设区域“a”中存在物体时，fmcw雷达可以利用从物体到相应的多个接收器的距离r1、r2、r3和r4以及多个接收器之间的距离“d”来计算物体的坐标。
43.当利用图2所示的方案计算驾驶员的面部坐标时，fmcw雷达可以基于图3a和图3b计算从驾驶员的面部坐标到酒精传感器的距离。
44.图3a为示出fmcw雷达与物体之间的距离为r的情况的示意图，图3b为示出用于计
算r的雷达的频率变化的曲线图。
45.如图3a和图3b所示，当在时间点t1从发射器辐射的频率为f1的电磁波在时间点t2到达接收器、并且从发射器辐射的电磁波返回至接收器的时间为tr(＝t
2-t1)时，fmcw雷达可以利用计算等式1计算tr。
46.计算等式1：tr＝2*r/c
47.其中，c是光速。
48.fmcw雷达可以将时间点t2处的发送/接收频率之间的差计算为fr(＝f
2-f1)，并且利用计算等式2计算时间tm期间的频率变化率。
49.计算等式2：fc＝2*δf/tm50.fmcw雷达可以基于频率与周期之间的关系(f＝1/t)、利用频率的调制率(fm＝1/tm)将计算等式2归纳为计算等式3。
51.计算等式3：fc＝2*δf*fm＝(f
2-f1)tr＝fr/tr52.fmcw雷达可以通过将计算等式1代入计算等式3导出计算等式4来计算距离r。
53.计算等式4：r＝cfr/(4δf*fm)
54.摄像机120可以对驾驶员进行感测。根据本发明的实施方案，摄像机120可以感测驾驶员的面部，并且可以计算摄像机120与驾驶员的面部之间的距离。根据实施方案，摄像机120可以包括附接至组合仪表的组合仪表飞行时间(time of flight，tof)摄像机。作为参考，组合仪表tof摄像机可以利用发射至目标物体的红外光束从目标物体反射并返回所需的时间来计算从摄像机到目标物体的距离。另外，摄像机120可以布置在车柱的一侧，以在驾驶员上车之前对驾驶员进行感测，所述车柱是将车身与车顶彼此连接的柱体。根据实施方案，摄像机120可以布置在位于车辆的前车门与后车门中间的b柱上。
55.集成存储器系统(ims)130可以包括这样的装置，该装置存储适合于驾驶员的最佳驾驶位置、并在驾驶员上车时基于存储的驾驶位置自动地调整驾驶姿势。
56.存储装置140可以存储至少一种算法，该算法执行用于操作根据本发明实施方案的车辆控制装置的各种命令的操作或运行。存储装置140可以包括闪存、硬盘、存储卡、只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、可编程只读存储器(prom)、磁性存储器、磁盘和/或光盘中的至少一种存储介质。根据本发明的实施方案，控制器150可以存储能够精确测量驾驶员的呼气中所含酒精的预定距离，并存储根据实施方案设置的驾驶员参考位置坐标和座椅位置坐标。
57.控制器150可以通过各种处理装置来实现，例如具有能够执行各种命令的操作或运行的嵌入式半导体芯片等的微处理器等，并且可以控制根据本发明实施方案的车辆控制装置的整体操作。根据实施方案，控制器150可以设置座椅位置，使得从酒精传感器到驾驶员的距离变为预定距离。
58.首先，控制器150可以生成并存储驾驶员的参考位置坐标和座椅的参考位置坐标。在这方面，可以基于能够满足车辆的前方可视性(驾驶员的视野范围)的驾驶员的人中位置来生成驾驶员的参考位置坐标。可以基于座椅角度不同地生成驾驶员的参考位置坐标。另外，可以基于根据前95％的驾驶员的身高的现代参考就座点(hyundai reference sitting point，hrsp)来生成座椅的参考位置坐标。
59.此外，控制器150可以基于驾驶员信息来调整驾驶员的参考位置坐标和座椅的参
考位置坐标。根据实施方案，控制器150可以基于由摄像机(布置在b柱上的摄像机)感测到的驾驶员来推断身高，并且基于驾驶员的身高来调整驾驶员的参考位置坐标和座椅的参考位置坐标。将参考图4进行更详细地描述。
60.图4为示出根据本发明实施方案设置的驾驶员的参考位置坐标和座椅的参考位置坐标。
61.如图4所示，在驾驶员的参考位置坐标(x
standardv
，y
standardv
，z
standardv
)和基于前95％的驾驶员的身高(例如，165cm至175cm)生成的座椅的参考位置坐标(x
standardh
，y
standardh
，z
standardh
)设置为设置b的情况下，当驾驶员的身高在155cm至165cm之间的范围内时，控制器150可以将驾驶员的参考位置坐标调整为(x
standardv-50mm，y
standardv
，z
standardv-50mm)，将座椅的参考位置坐标调整为(x
standardh-50mm，y
standardh
，z
standardh
)，并将调整后的坐标设置为设置a。此外，当驾驶员的身高在175cm至185cm之间的范围内时，驾驶员的参考位置坐标调整为(x
standardv
50mm，y
standardv
，z
standardv
50mm)，并且座椅的参考位置坐标可以调整为(x
standardh
50mm，y
standardh
，z
standardh
)。
62.当确定出车门处于打开(解锁)状态时，控制器150可以确定车门打开后驾驶员是否就座于座椅上，或者点火开关是否接通。当确定出驾驶员就座于座椅上或点火开关接通时，控制器150可以设置座椅位置，使得从酒精传感器到驾驶员的距离变为预定距离。根据本发明的实施方案，预定距离可以在350mm至450mm之间的范围内。将参考图5进行更详细描述。
63.图5为示出根据本发明实施方案的车辆控制装置的示意图。
64.根据实施方案，如图5所示，控制器150可以设置座椅位置，使得驾驶员的位置对应于预先生成的驾驶员的参考位置坐标，或者使得座椅的位置对应于预先生成的座椅的参考位置坐标，从而使从酒精传感器110到驾驶员的距离(lsensing)变为预定距离。为此，控制器150可以控制座椅的滑动操作(在前后方向上)，以调整长度lsliding或控制座椅的角度。
65.根据另一个实施方案，控制器150可以控制座椅的滑动操作(在前后方向上)，使得从摄像机120和fmcw雷达获得的从酒精传感器到驾驶员的距离变为预定距离，从而调整长度lsliding或控制座椅的角度。
66.当引入驾驶员的呼气时，控制器150可以开始测量驾驶员的呼气中的酒精。此外，控制器150还可以测量驾驶员的呼气中的二氧化碳浓度。
67.控制器150可以确定驾驶员的呼气中的二氧化碳浓度是否超过参考值。当驾驶员的呼气中的二氧化碳浓度超过参考值时，控制器150可以确定出驾驶员的呼气已经被准确引入。当确定出驾驶员的呼气已经被准确引入时，控制器150可以计算血液中酒精含量。
68.另一方面，当驾驶员的呼气中的二氧化碳浓度没有超过参考值时，控制器150可以设置座椅位置，使得从酒精传感器到驾驶员(驾驶员面部)的距离变得小于预定距离。根据实施方案，控制器150可以设置座椅位置，在该座椅位置处由摄像机获得的从酒精传感器到驾驶员(驾驶员面部)的距离变得小于预定距离，并且控制器150可以控制座椅的滑动操作(在前后方向上)或者控制座椅的角度。
69.图6为示出根据本发明实施方案的车辆控制方法的流程图。
70.如图6所示，在s110，当确定出车门处于打开(解锁)状态时，控制器150可以确定车门打开后驾驶员是否就座于座椅上，或者点火开关是否接通。
71.在s120，当确定出车门打开后驾驶员就座于座椅上或点火开关接通时，在s130，控制器150可以设置座椅位置，使得从酒精传感器到驾驶员的距离变为预定距离(第一长度)。根据实施方案，预定距离可以在350mm至450mm之间的范围内。
72.根据实施方案，在s130，控制器150可以设置座椅位置，使得驾驶员的位置对应于预先生成的驾驶员的参考位置坐标，或者使得座椅的位置对应于预先生成的座椅的参考位置坐标，从而使从酒精传感器110到驾驶员的距离(lsensing)变为预定距离。为此，控制器150可以控制座椅的滑动操作(在前后方向上)或控制座椅的角度。
73.此外，根据另一个实施方案，在s130，控制器150可以控制座椅的滑动操作或控制座椅的角度，使得从摄像机120获得的从酒精传感器到驾驶员的距离变为预定距离。
74.当引入驾驶员的呼气时，在s140，控制器150可以开始测量驾驶员的呼气中的酒精。控制器150可以测量驾驶员的呼气中的二氧化碳浓度，并且在s150，可以确定二氧化碳浓度是否超过参考值。
75.在s150，当确定出驾驶员的呼气中的二氧化碳浓度超过参考值时(是)，控制器150可以确定出驾驶员的呼气已经被准确引入。当确定出驾驶员的呼气已经被准确引入时，在s160，控制器150可以计算血液中酒精含量。
76.另一方面，当确定出驾驶员的呼气中的二氧化碳浓度没有超过参考值时(否)，在s170，控制器150可以设置座椅位置，使得从酒精传感器到驾驶员(驾驶员面部)的距离变得小于预定距离(第二长度)。根据实施方案，在s170，控制器150可以设置座椅位置，在该座椅位置处由摄像机或fmcw雷达获得的从酒精传感器到驾驶员(驾驶员面部)的距离变得小于预定距离，并且控制器150可以控制座椅的滑动操作或控制座椅的角度。在s170，当座椅位置被重置时，可以执行s140。
77.图7为示出执行根据本发明实施方案的方法的计算系统的配置的示意图。
78.参考图7，计算系统1000可以包括经由总线1200连接的至少一个处理器1100、存储器1300、用户接口输入装置1400、用户接口输出装置1500、存储装置1600和网络接口1700。
79.处理器1100可以是中央处理单元(cpu)或对存储在存储器1300和/或存储装置1600中的命令执行处理的半导体器件。存储器1300和存储装置1600可以包括各种类型的易失性或非易失性存储介质。例如，存储器1300可以包括rom(只读存储器)1310和ram(随机存取存储器)1320。
80.因此，结合本文公开的实施方案描述的方法或算法的操作可以直接实现为由处理器1100执行的硬件或软件模块，或者其组合形式。软件模块可以存在于存储介质(即，存储器1300和/或存储装置1600)上，比如ram、闪存、rom、eprom、eeprom、寄存器、硬盘、可移动磁盘或cd-rom。示例性存储介质联接至处理器1100，该处理器1100可以从存储介质读取信息，也可以将信息写入存储介质。在另一种方法中，存储介质可以与处理器1100集成。处理器与存储介质可以存在于专用集成电路(asic)中。asic可以存在于用户终端内。在另一种方法中，处理器与存储介质可以作为独立组件存在于用户终端内。
81.以上描述仅说明了本发明的技术思想，并且本领域技术人员可以在不脱离本发明的基本特征的情况下进行各种修改和改变。
82.因此，本发明公开的实施方案并不旨在限制本发明的技术思想，而是对本发明进行说明，并且本发明的技术思想的范围不限于实施方案。本发明的范围应被解释为由所附
权利要求的范围覆盖，并且落入权利要求的范围内的所有技术思想应被解释为包括在本发明的范围内。
83.根据本发明实施方案的车辆控制装置可以控制座椅位置，使得在测量酒精时驾驶员与感测装置之间的距离保持为等于或小于预定距离，以能够准确地测量驾驶员的呼气中的酒精成分，并且在控制座椅位置时，可以唤起驾驶员对酒精测量的警觉性。
84.在上文中，尽管已经参考示例性实施方案和所附附图对本发明进行了描述，但本发明不限于此，而是可以在不脱离所附权利要求书所要求保护的本发明的精神和范围的情况下，由本发明所属领域的技术人员进行各种修改和改变。