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TECHNISCHES GEBIET
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Die Erfindung betrifft eine Zappelerfassung und eine Insassenerfassung für eine Sitzanordnung.
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HINTERGRUND
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Die US-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer
US 2015/0352979 A1 vom 10. Dezember 2015 (O'Bannon et al.) gibt eine einstellbare Sitzanordnung an.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Gemäß wenigstens einer Ausführungsform misst ein Verfahren zum Erfassen eines Zappelns eines Sitzinsassen den Druck in einer Vielzahl von Bereichen einer Sitzanordnung mit einem darauf sitzenden Insassen über eine Zeitperiode hinweg. Eine Änderung des Drucks wird von einer anfänglichen Sitzposition zu einer zweiten Sitzposition in der Vielzahl von Bereichen der Sitzanordnung mit dem darauf sitzenden Insassen über die Zeitperiode hinweg bestimmt. Die Änderung des Drucks in der Vielzahl von Bereichen wird ausgewertet, um wenigstens einen Vektor einer Druckänderung zu bestimmen. Ein Zappeln wird identifiziert, wenn der wenigstens eine Vektor einen vorbestimmten Wert überschreitet.
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Gemäß wenigstens einer anderen Ausführungsform umfasst eine Sitzanordnung eine Sitzfläche und eine Sitzlehne, die sich aufrecht und in Nachbarschaft zu der Sitzfläche erstreckt. Eine Vielzahl von Sensoren ist in einem Rahmen, einem Schaum und/oder einem Bezug der Sitzfläche und/oder der Sitzlehne vorgesehen. Eine Steuereinrichtung ist in Kommunikation mit der Vielzahl von Sensoren und ist programmiert, um ein Zappeln eines Sitzinsassen zu erfassen, indem sie den Druck in einer Vielzahl von Bereichen einer Sitzanordnung mit einem darauf sitzenden Insassen über eine Zeitperiode hinweg misst. Eine Änderung des Drucks wird von einer anfänglichen Sitzposition zu einer zweiten Sitzposition in der Vielzahl von Bereichen der Sitzanordnung mit dem darauf sitzenden Insassen über die Zeitperiode hinweg bestimmt. Die Änderung des Drucks in der Vielzahl von Bereichen wird ausgewertet, um wenigstens einen Vektor der Druckänderung zu bestimmen. Ein Zappeln wird identifiziert, wenn der wenigstens eine Vektor einen vorbestimmten Wert überschreitet.
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Gemäß wenigstens einer anderen Ausführungsform umfasst eine Sitzanordnung eine Sitzfläche und eine Sitzlehne, die sich aufrecht und in Nachbarschaft zu der Sitzfläche erstreckt. Eine Vielzahl von Sensoren ist in der Sitzfläche und in der Sitzlehne vorgesehen. Eine Steuereinrichtung ist in Kommunikation mit der Vielzahl von Sensoren und programmiert zum Empfangen einer Eingabe von den Sensoren, die eine Sitzposition eines Sitzinsassen angibt, und zum Erfassen eines Zappelns des Sitzinsassen.
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Gemäß wenigstens einer anderen Ausführungsform umfasst eine Sitzanordnung eine Sitzfläche und eine Sitzlehne, die sich aufrecht und in Nachbarschaft zu der Sitzfläche erstreckt. Eine Kamera ist auf die Sitzfläche und die Sitzlehne gerichtet. Eine Steuereinrichtung ist in Kommunikation mit der Kamera und ist programmiert zum Empfangen einer Eingabe, die eine visuelle Wiedergabe eines Sitzinsassen angibt, von der Kamera. Die Steuereinrichtung wertet die Kameraeingabe aus, um anatomische Dimensionen des Sitzinsassen zu bestimmen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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- 1 ist eine perspektivische Vorderansicht einer Sitzanordnung in einem teilweise demontierten Zustand eines Fahrzeugsitzsystems gemäß einer Ausführungsform.
- 2 ist ein Anzeigebild für das Fahrzeugsitzsystem von 1 gemäß einer Ausführungsform.
- 3 ist eine schematische Ansicht des Fahrzeugsitzsystems von 1 gemäß einer anderen Ausführungsform.
- 4 ist ein anderes Anzeigebild für das Fahrzeugsitzsystem von 1 und zeigt eine Position eines Sitzinsassen.
- 5 ist ein weiteres Anzeigebild für das Fahrzeugsitzsystem von 1 und zeigt eine andere Position des Sitzinsassen.
- 6 ist ein weiteres Anzeigebild für das Fahrzeugsitzsystem von 1 und zeigt eine weitere Position des Sitzinsassen.
- 7 ist ein weiteres Anzeigebild für das Fahrzeugsitzsystem von 1 und zeigt eine weitere Position des Sitzinsassen.
- 8 ist ein Kurvendiagramm einer durch das Sitzsystem von 1 über die Zeit gemessenen Zappelgröße.
- 9 ist eine perspektivische Vorderansicht einer Sitzlehne der Sitzanordnung von 1 und zeigt eine Vielzahl von durch das Fahrzeugsitzsystem gemessenen Vektoren.
- 10 ist ein Flussdiagramm zu einem Verfahren für das Erfassen eines Zappelns eines Insassen in einer Sitzanordnung gemäß einer Ausführungsform.
- 11 ist ein Flussdiagramm zu einem Verfahren zum Bestimmen von Daten eines Insassen in einer Sitzanordnung gemäß einer Ausführungsform.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung im Detail beschrieben, wobei jedoch zu beachten ist, dass die hier beschriebenen Ausführungsformen lediglich beispielhaft für die Erfindung sind, die auch durch verschiedene andere Ausführungsformen realisiert werden kann. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu, wobei einige Teile vergrößert oder verkleinert dargestellt sein können, um Details bestimmter Komponenten zu verdeutlichen. Die hier beschriebenen Details des Aufbaus und der Funktion sind nicht einschränkend aufzufassen, sondern lediglich als repräsentative Basis für den Fachmann, der die Erfindung umsetzen möchte.
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Ein Komfort-, Haltungs- und Wohlfühl-Sitzsystem für Fahrzeugsitzanordnungen sieht eine visuelle Schnittstelle mit einer Einstellungshardware organisch oder nicht-organisch vor. Das System kann verwendet werden, um ein beliebiges neues oder bestehendes Sitzsystem korrekt zu konfigurieren. Das System kann auch spezielle Bedürfnisse oder Präferenzen hinsichtlich des Komforts, der Haltung und des Wohlfühlens unterstützen. Das Sitzsystem objektiviert Komfortdaten und biomechanisches Wissen, um die Daten übertragbar zu machen.
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Das Komfort-, Haltungs- und Wohlfühl-Sitzsystem integriert Anthropometrie, Biomechanik und historische Sitzkomfortdaten. Das Sitzsystem kann in einer Originalausstattung für Fahrzeuge und in nachgerüsteten Produkten verwendet werden. Anwendbare Märkte sind Kraftfahrzeuge, Massenverkehrsmittel, Flugzeuge usw. sowie nicht-Fahrzeugsitze wie etwa in Büros, in Wohnungen und in kommerziellen/öffentlichen Sitzbereichen.
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Es kann eine Datensammlung durchgeführt werden, die eine Positionierung einer geeigneten Probegruppe von Insassen für einen optimalen Komfort und eine bevorzugte Haltung durch medizinische Experten umfasst. Die Datensammlung kann bei Bedarf an spezifischen Orten kontinuierlich verwendet werden. Die Experteneingabe sieht ein höheres Niveau von Komfort, Haltung und personalisierter Anpassung vor. Die Daten können auf Anthropometrie, Körperdruckverteilung (Body Pressure Distribution bzw. BPD), dem Status von Stellgliedern (wie etwa dem Druck von aufblasbaren Luftblasen, dem Status von Ventilen usw.) oder anderen Daten beruhen, die Komfort, Haltung und eine biomechanisch optimierte Position einer einstellbaren Fahrzeugsitzanordnung vorsehen. Die Daten werden in einer Wissensbasis oder Tabelle für Einstellungen basierend auf Datenkategorien gesammelt. Die Wissensbasis kann aus den expertenmäßig positionierten Daten und den insassenspezifischen Daten kompiliert werden. Die Einstellungen aus der Wissensbasis werden für voreingestellte Optionen in einer Fahrzeugsitzanordnung 20 verwendet. Die Einstellungen können durch einen Benutzer an einer Steuereinrichtung oder Anzeige angepasst werden.
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Eingabedaten können in Bezug auf Einstellungen für eine Kategorisierung auf hoher Ebene aufgetragen werden. Die Einstellungen können durch ein Topologie-Clustering für das Einstellen der voreingestellten Optionen kategorisiert werden. Es können verschiedene Einstellungsoptionen für verschiedene Fahrtypen vorgesehen werden. Zum Beispiel kann eine Toureinstellung ein Einstellungspaket und grundlegende Empfehlungen für Komfort, Haltung und Wohlgefühl vorsehen. Die Toureinstellung kann auch eine optimale Sicht, Nutzung von Funktionen und Steuerungen usw. vorsehen. Eine Performanzeinstellung kann für aktive Fahrer vorgesehen sein, um eine aufrechtere Haltung und ein festeres Sitzen vorzusehen. Außerdem kann eine Luxuseinstellung eine stärkere Neigung und ein weicheres Sitzen vorsehen.
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1 zeigt eine Fahrzeugsitzanordnung 20 mit entfernter Abdeckung. Die Sitzanordnung 20 umfasst ein Sitzpolster 22, das ausgebildet ist, um für eine motorbetriebene, einstellbare Verschiebung in einer Vorne-Hinten-Richtung und in einer Oben-Unten-Richtung eines Fahrzeugs 24 montiert zu werden. Die Sitzanordnung 20 umfasst eine Sitzlehne 26, die schwenkbar mit dem Sitzpolster 22 verbunden ist, um sich allgemein aufrecht relativ zu dem Sitzpolster 22 für eine motorbetriebene, schwenkbare Einstellung relativ zu dem Sitzpolster22 zu erstrecken. Eine Kopfstütze (nicht gezeigt) ist für eine motorbetriebene, einstellbare Verschiebung an der Sitzlehne 26 montiert.
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Wenigstens ein Kompressor 28 sieht eine Quelle für Luft für die Sitzanordnung 20 vor. Eine Vielzahl von Ventilen 30 empfängt die komprimierte Luft und wird durch eine Steuereinrichtung 32 für das Regeln von komprimierter Luft in und aus der Sitzanordnung 20 gesteuert. Das Sitzpolster 22 enthält eine Vielzahl von pneumatischen Elementen oder pneumatischen Stellgliedern wie etwa Luftblasenanordnungen. Das Sitzpolster 22 enthält eine vordere linke Luftblasenanordnung 34, eine vordere rechte Luftblasenanordnung 36, eine hintere linke Luftblasenanordnung 38, eine hintere rechte Luftblasenanordnung 40, eine linke Seitenpolster-Luftblasenanordnung 42 und eine rechte Seitenpolster-Luftblasenanordnung 44. Die Sitzlehne 26 enthält eine Vielzahl von Lenden-Luftblasenanordnungen 46, eine Vielzahl von Brust-Luftblasenanordnungen 48, eine linke Seitenpolster-Luftblasenanordnung 50 und eine rechte Seitenpolster-Luftblasenanordnung 52. Es wird hier nur eine Anordnung von Luftblasenanordnungen 34, 36, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52 gezeigt, wobei jedoch eine beliebige Anzahl und Anordnung von Luftblasenanordnungen verwendet werden kann.
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Die Ventile 30 können als eine gemeinsame Ventilbank vorgesehen sein, die in der Sitzlehne 26 oder unter dem Sitzpolster 22 aufgenommen ist. Alternativ dazu können die Ventile 30 jeweils an jeder der Luftblasenanordnungen 34, 36, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52 vorgesehen sein. Der Kompressor 28 kann in der Sitzlehne 26, in dem Sitzpolster 22 oder verborgen in dem Fahrzeugkörper 24 vorgesehen sein. Die Steuereinrichtung 32 kann in einem Modul unter dem Sitzpolster 22 vorgesehen sein und kann eine Multifunktionssteuereinrichtung sein, die auch andere Funktionen in dem Fahrzeug steuert.
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Die Steuereinrichtung 32 kann Einstellungen aus vorgegebenen Daten oder aus individuell angepassten Daten empfangen. Die Daten können von einer in dem Fahrzeug vorgesehenen Schnittstelle eingegeben werden. Die Schnittstelle kann in dem Fahrzeug wie etwa in einem Armaturenbrettdisplay, das auf drahtgebundene oder drahtlose Weise mit der Steuereinrichtung 32 kommuniziert, integriert sein. Die Schnittstelle kann auch fern vorgesehen sein, wie etwa als ein PDA (Personal Digital Assistant), ein Telefon ein Tablet oder ähnliches. Die Schnittstelle kann als eine Smartphone-App vorgesehen sein, wobei Benutzer relevante Informationen über sich selbst eingeben können. Die Smartphone-Schnittstelle benötigt unter Umständen keine Vor-Ort-Expertise oder Sitzeigenschaften. Die ferne Schnittstelle ermöglicht es einem Benutzer, Einstellungen zu verschiedenen Fahrzeugen wie etwa zu PKWs, Flugzeugen, Mietautos usw. zu übertragen.
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2 zeigt ein Anzeigebild von einer Schnittstelle wie etwa einem Tablet. Die Anzeige kann Daten von dem Insassen wie in Pereny et al. in der US-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer
US 2015/0351692 A1 beschrieben, die hier vollständig unter Bezugnahme eingeschlossen ist, sammeln. Jede der Luftblasenanordnungen 34, 36, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52 kann einen Drucksensor für das Erfassen des Luftdrucks in den entsprechenden Luftblasenanordnungen 34, 36, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52 enthalten. Es kann ein beliebiger Drucksensor wie etwa ein pneumatischer Drucksensor an dem Auslassventil jeder der Luftblasenanordnungen 34, 36, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52 verwendet werden. Der Druck kann auch durch Druckkontaktsensoren erfasst werden, die vor oder hinter einigen oder allen der Luftblasenanordnungen 34, 36, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52 wie etwa an einer Vorder- oder Rückfläche derselben angeordnet sind. Die Kontaktdrucksensoren können Kraftwandler, piezoelektrische Sensoren, Dopplersensoren, thermische Sensoren (Infrarot oder Thermoelemente), kapazitive Sensoren oder Druckerfassungsmatten wie sie etwa von Tekscan® Inc., 307 West First Street, South Boston MA., 02127-1309, USA erhältlich sind, oder beliebige andere Sensoren mit einer Fähigkeit zum Erfassen einer relativen Bewegung des Insassen sein.
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2 zeigt die Fahrzeugsitzanordnung 20 mit verschiedenfarbigen Zonen, um die Druckverteilung an einem Sitz wiederzugeben. Diese Visualisierung soll einem Insassen mit einer visuellen Live-Rückmeldung dabei helfen, sich auf der Sitzanordnung 20 zu positionieren. Es wird also eine dynamische Komfort-, Haltungs- und Wohlgefühl-Option angeboten. Bei einer Auswahl der dynamischen Komfortoption wird der Druck an den Sensoren in
1 gemessen und live wie in
2 gezeigt angezeigt. Die Steuereinrichtung 32 vergleicht die Sensorwerte, und wenn die Steuereinrichtung 32 bestimmt, dass der Insasse nicht gerade sitzt, gleicht die Steuereinrichtung 32 den Luftdruck in gegenüberliegenden Luftblasen aus, um die Sitzposition des Insassen auszugleichen. Die Einstellung der Sitzanordnung 20 kann also wie in O'Bannon et al. in der US-Patentanmeldung mit derVeröffentlichungsnummer
US 2015/0352979 A1 , die hier vollständig unter Bezugnahme eingeschlossen ist, beschrieben durchgeführt werden. Die Einstellung der Sitzanordnung kann auch wie in Zouzal et al. in der US-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer
US 2015/0352990 A1 , die hier vollständig unter Bezugnahme eingeschlossen ist, beschrieben durchgeführt werden.
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Wie in 3 gezeigt, verwendet das Sitzsystem das druckbasierte System als eine biometrische Erfassungseinrichtung. 3 zeigt eine Systemhauptarchitektur 53 für die Sitzanordnung 20. Die Systemhauptarchitektur 53 kann in der Steuereinrichtung 32 vorgesehen sein. Die Systemhauptarchitektur 53 erfasst repetitive Musterbewegungen als ein „Zappeln“, das charakteristisch für einen Insassen ist, der Schmerz oder ein anderes physisches Unwohlsein empfindet. Wenn ein Sitzinsasse Schmerz oder Unwohlsein empfindet, besteht eine instinktive Reaktion darin, den Schmerz oder das Unwohlsein durch Zappeln beiseite zu schieben. Ein Unwohlsein kann auch durch Übermüdung verursacht werden, etwa wenn der Insasse zu lang sitzt und das Blut nicht ausreichend zirkuliert. Zappeln ist ein instinktiver Versuch des Insassen, Druck aus dem Bereich des Schmerzes oder Unwohlseins zu nehmen. Ein Zappeln kann aber auch häufig eine Überreaktion sein. Durch das Analysieren von spezifischen Bewegungsmustern quantifiziert das System den Grad des Unwohlseins und sagt den Schmerz und Unwohlsein verursachenden Brennpunkt voraus.
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Ein Software-getriebener Algorithmus, der mit einer Künstliche-Intelligenz- oder Lernmaschine 54 gekoppelt ist, erfasst das repetitive Muster und bietet Gegenmaßnahmen zur Beseitigung der Ursache des Schmerzes oder Unwohlseins wie etwa eine aktive Umpositionierung, eine rhythmische Inflation-Deflation der Blasen für eine Massage, eine nicht-häufige Umpositionierung 56 oder ähnliches an. Die Anzeige kann eine Eingabe von dem Insassen für eine Auswahl oder Modifikation der Zappelgegenmaßnahmen gestatten.
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Gegenmaßnahmen für ein erfasstes Zappeln umfassen eine Steuerung der Inflation und/oder Deflation der Luftblasenanordnungen 34, 36, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52 in dem Polster 22 für das Erzeugen einer Massage, einer Umpositionierung und einer Seite-zu-Seite- und Vorne-Hinten-Verschiebung des Körpergewichts für eine Reduktion des Drucks, des Schmerzes und des Unwohlseins, die durch eine stationäre Position verursacht werden. Gemäß einem Beispiel führen die Luftblasenanordnungen 34, 36, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52 eine Inflation oder Deflation für jede Verschiebungsrichtung innerhalb einer Periode von dreißig Sekunden oder mehr durch, um die Wahrnehmung durch den Insassen zu reduzieren und eine konstante Bewegung wie etwa ein Gegenzappeln aufrechtzuerhalten. Die Periode kann insassenspezifisch sein und kann bis zu zehn Minuten dauern.
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Die Aktivierung des Gegenzappelns kann nach dem Erfassen eines Zappelns mittels der Sensoren und eines Software-getriebenen Algorithmus wie etwa eine Zappelinterpretation 58, die mit der Künstliche-Intelligenz-Maschine 54 gekoppelt ist, bestimmt werden. Sobald der Schwellwert für ein Zappeln durch das Zappelerfassungssystem erfasst wird, wird eine rhythmische, nicht-häufige Inflation/Deflation eingeleitet. Das Gegenzappeln kann Zeit-basiert 60 sein, wobei es etwa innerhalb von dreißig Minuten eines Sitzens eingeleitet wird und alle zwei Stunden pausiert wird, um die Zappelsituation neu zu beurteilen. Nach der Zappelinterpretation 58 kann eine Mustervoraussage 62 entwickelt werden und kann ein Schmerzbrennpunktbereich des Insassen 64 vorausgesagt werden, um eine nicht-häufige Umpositionierung anzuwenden.
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Die Sensoren in dem Sitzpolster 22 können auch verwendet werden, um das Gewicht des Insassen durch das Aufzeichnen der durch den Drucksensor erfassten Druckänderung zu messen. Das Gewicht und der berechnete Body-Mass-Index (BMI) können für ein allgemeines Wohlgefühlbündel zusammen mit einer Sauerstofferfassung und einer Blutdruck- und Stressüberwachung, die durch parallele biometrische Systeme berechnet werden können, verwendet werden.
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4 zeigt eine Anzeige einer statischen Sitzbedingung eines Insassen in einem Beispiel, das eine Druckverteilung des Insassen zeigt. 5-7 zeigen beispielhafte Anzeigen, die repräsentativ für ein Zappeln sind, das von spezifischen Schmerztypen abgeleitet ist. Zum Beispiel zeigt 5 eine Druckverteilung eines Zappelns, das mit einem Schmerz im Lendenbereich assoziiert ist, wobei der Druck gegen die Lendenzone der Sitzlehne 26 der Sitzanordnung 20 zu einem oberen Bereich der Sitzlehne 26 und des Sitzpolsters 22 umverteilt wird. 6 zeigt eine andere Druckverteilung des Sitzinsassen, die mit einem Schmerz auf der linken Seite assoziiert ist, wobei der Insasse sein Gewicht nach rechts verlagert. Entsprechend zeigt 7 eine Druckverteilung des Sitzinsassen in Reaktion auf ein Zappeln, das mit einem Schmerz auf der rechten Seite assoziiert ist, wobei das Gewicht zu der linken Seite umverteilt wird. Es wurden spezifische Verteilungen mit einer Gewichtsverteilung-Vektorredundanz untersucht, um ein Zappeln zu messen und zu erfassen. Es wird hier ein spezifischer Schmerz oder ein spezifisches Unwohlsein im Kontext eines spezifisch gemessenen Zappelns beschrieben, wobei jedoch ein beliebiges Unwohlsein adressiert werden kann, wenn dieses anhand einer Insassenbewegung gemessen werden kann.
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8 ist ein Kurvendiagramm für ein Beispiel eines in der Zeit erfassten Zappelns, wobei die Minuten auf der Abszisse angegeben sind und eine Vektorgröße auf der Ordinate angegeben ist. 8 ist ein Kurvendiagramm eines identifizierten Zappelns, wobei das Zappeln in der Größe, im Muster, in der Periode und in der Frequenz in Abhängigkeit von der Sitzanwendung, den verwendeten Sensoren, den Luftblasenanordnungen und deren Anordnung, dem Insassen usw. variieren können. Das Zappeln kann in vielen Fällen ein spezifisches Verhalten annehmen. Ein Zappeln kann eine anfängliche Spitze umfassen, die in dem gezeigten Beispiel bei ungefähr 0,232 Minuten oder früher beginnt. Eine Vektorgröße einer Standardabweichung von sechs wurde als eine Repräsentation eines Zappelns für dieses Beispiel identifiziert. Natürlich kann die Standard-Abweichungsgröße eines erfassten Zappelns in Abhängigkeit von der Ausführungsform variieren. Ein Zappeln kann als eine Standardabweichung von 1 oder größer, wie etwa 2,5, gemessen werden. Gelegentlich kann das Zappeln ein Nachlassen mitten während des Zappelns nach ungefähr 0,254 Minuten in dem Kurvendiagram aufweisen. Das Nachlassen kann unter dem Schwellwert liegen. Das Zappeln umfasst häufig eine weitere Spitze nach dem Nachlassen, das nach dem Nachlassen gezeigt ist und bei ungefähr 0,283 Minuten in dem Kurvendiagramm aufhört. Das Zappeln tritt gewöhnlich innerhalb einer Periode von einer bis dreißig Sekunden auf. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann ein Zappeln innerhalb einer Periode von vier bis zehn Sekunden auftreten. In dem Kurvendiagramm beträgt die Periode des beispielhaften Zappelns ungefähr sechs Sekunden.
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Auf ein Zappeln kann eine Umpositionierung des Insassen wie etwa eine geringfügige Verschiebung für ungefähr dreißig bis sechzig Sekunden folgen, wie etwa eine Umpositionierung von ungefähr einer Standardabweichung von zwei, die in dem gezeigten Beispiel nach 0,305 Minuten bis zu ungefähr 0,55 Minuten erfolgt.
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9 zeigt die Sitzlehne 26 mit einem repräsentativen Vektorsystem, das schematisch an der Sitzlehne 26 gezeigt ist. Die Sitzlehne 26 ist mit einem x-y-Koordinatensystem gezeigt, das zentral an der Sitzlehne 26 als ein Bezugsursprung ausgerichtet ist. Vektoren sind an einer Vielzahl von Luftblasenanordnungen gezeigt, um eine relative Nettodruckänderung wiederzugeben, die an jeder Luftblasenanordnung erfasst wird. Es sind keine Werte angegeben, wobei die Vektoren jedoch repräsentative Änderungen des Drucks in den x-y-Richtungen eines Sitzinsassen von einer anfänglichen Sitzposition zu einer folgenden Sitzposition über eine Zeitperiode hinweg zeigen. Vektoren, die in dergleichen Richtung weisen und einen vorbestimmten Wert überschreiten und also zum Beispiel größer als eine Standardabweichung von 2,5 sind (durch 2,5 σ (Sigma) wiedergegeben), geben eine distinkte Bewegung an, die als ein Zappeln identifiziert wird. Das Erfassen eines Zappelns kann verwendet werden, um eine Position eines möglichen Schmerzes oder Unwohlseins, das durch den Insassen empfunden wird, zu erfassen. Umgekehrt werden Vektoren, die in entgegengesetzten Richtungen weisen oder eine willkürliche Bewegung mit einer kleinen Größe aufweisen, nicht für das Erfassen eines Zappelns verwendet. Das System filtert mit einer gewöhnlichen Verwendung assoziierte Bewegungen wie etwa eine Bewegung in der Sitzanordnung 20, die auf eine von dem Fahrzeug auf den Insassen wirkende Beschleunigung zurückzuführen ist, heraus.
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Es wurden verschiedene Tests über die Zeit für eine dynamische Bewertung des Zappelerfassungssystems mit großem Erfolg durchgeführt. Die objektiven oder gemessenen Daten für eine Schmerzerfassung wurden mit subjektiven Daten, die von den getesteten Insassen erhalten wurden, verglichen, um die Bewertungsergebnisse zu bestätigen.
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10 zeigt ein Verfahren zum Erfassen eines Zappelns gemäß einer Ausführungsform. In dem Block 80 empfängt die Steuereinrichtung 32 Druckdaten von den Sensoren. In Block 82 werden die rohen Druckdaten zu Druckänderungen über eine Zeitperiode gewandelt, wie etwa zu einer Basislinie, die periodisch und z.B. alle fünf Minuten aktualisiert wird. In Block 84 werden Vektoren für die gemessenen Druckänderungen erstellt.
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In Block 86 bestimmt die Steuereinrichtung 32, ob drei von vier x-Komponenten der Vektoren kleiner als null sind und über einer Standardabweichung von 2,5 in der Größe liegen. Wenn dies der Fall ist, wird in Block 88 bestimmt, dass ein mit einem linken unteren Schmerz assoziiertes Zappeln erfasst wurde. Wenn nicht, dann wird in Block 90 bestimmt, dass kein mit einem linken unteren Schmerz assoziiertes Zappeln erfasst wurde.
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In Block 92 bestimmt die Steuereinrichtung, ob drei von vierx-Komponenten der Vektoren größer als null sind und über einer Standardabweichung von 2,5 in der Größe liegen. Wenn dies der Fall ist, wird in Block 94 bestimmt, dass ein mit einem rechten unteren Schmerz assoziiertes Zappeln erfasst wurde. Wenn nicht, wird in Block 96 bestimmt, dass kein mit einem rechten unteren Schmerz assoziiertes Zappeln erfasst wurde.
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In Block 98 bestimmt die Steuereinrichtung 32, ob drei von vier y-Komponenten der Vektoren größer als null oder kleiner als null sind und über einer Standardabweichung von 1 in der Größe liegen. Wenn nicht, dann wird in Block 100 bestimmt, dass kein mit einem Schmerz im Lendenbereich assoziiertes Zappeln erfasst wurde. Wenn dies der Fall ist, wird in Block 102 bestimmt, ob ein mittlerer Lendenbereich Druck über einer Standardabweichung über 2 in der Größe verliert. Wenn dies der Fall ist, bestimmt die Steuereinrichtung 32 in Block 104, dass ein mit einem Schmerz im Lendenbereich assoziiertes Zappeln erfasst wurde. Wenn nicht, bestimmt die Steuereinrichtung 32 in Block 106, dass kein Zappeln erfasst wurde.
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Die Zappelerfassung misst den Druck, wenn der Insasse zu der anfänglichen Sitzposition zurückkehrt, um auch eine Periode für jedes Zappeln, eine Periode zwischen dem Zappeln und eine Frequenz des Zappelns über die Zeit zu bestimmen, um einen dynamischen Komfort für den Insassen zu bestimmen. Zappelmuster können überwacht und gespeichert werden. Zum Beispiel enthält das in der Sitzlehne 26 erfasste Zappeln häufig eine anfängliche Spitze mit einer allmählichen Verminderung über die Zeit zu einer kleinen Oszillationsgröße, die mit gewöhnlichen Sitzbedingungen assoziiert ist. Das in der Sitzlehne 22 erfasste Zappeln enthält auch eine anfängliche Spitze. Das in dem Sitzpolster 22 erfasste Zappeln vermindert sich jedoch auch allmählich zu einer Oszillation mittlerer Größe. Insassen neigen dazu, sich weiter zu bewegen und das Sitzmuster in dem Sitzpolster 22 für ein bequemes Sitzen anzupassen, auch wenn sie nicht im Zusammenhang mit einem Schmerz zappeln. Weiterhin sind Druckänderungen in dem Sitzpolster 22 üblich, wenn Schmerz an anderen Stellen empfunden wird, wie etwa in der Sitzlehne 26.
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Die Zappelfrequenz weist eine Beziehung zu dem Komfort auf. Anders ausgedrückt, weisen das Unwohlsein und die Zappelfrequenz eine Korrelation mit einem allgemeinen Trend auf. Wenn zum Beispiel das Unwohlsein zunimmt, nimmt auch das Zappeln zu. Bei einem Zappeln und damit einem Unwohlsein weisen die relative Reduktion des Drucks und des Schmerzes eine negative lokale Korrelation auf. Lokale Minima des Drucks sind gewöhnlich bei lokalen Maxima des Schmerzes vorhanden und umgekehrt. Ein Zappeln lindert den empfundenen Schmerz.
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Kurz gesagt, erfasst die Sitzanordnung 20 Bewegungen mit repetitiven Mustern und sagt mit einem hohen Grad an Genauigkeit voraus, ob der Insasse einen Schmerz oder ein Unwohlsein empfindet, und identifiziert die Position des Schmerzes oder des Unwohlseins. Durch das Analysieren des spezifischen Musters kann die Steuereinrichtung 32 voraussagen, ob ein repetitives Muster auftritt und ob dieses Muster mit einem spezifischen Brennpunkt (einem betroffenen Bereich), der für den Schmerz und/oder das Unwohlsein verantwortlich ist, assoziiert werden kann.
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Um die Voraussagefähigkeit der Steuereinrichtung 32 zu verbessern, kann eine Lernmaschine 54 und/oder eine Software mit einer Bibliothek mit darin enthaltenen repetitiven Mustern verwendet werden. Wenn ein Schmerzknoten basierend auf dem Zappeln erfasst wird, kann die Sitzanordnung 20 verschiedene Gegenmaßnahmen vorsehen, um den Druck zu dem betroffenen Bereich zu beseitigen und das Unwohlsein oder den Schmerz zu lindern. Die Gegenmaßnahmen können auch unabhängig von dem erfassten Unwohlsein auf einer Zeit-Basis aktiviert werden.
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Zum Beispiel kann eine Gegenmaßnahme eine haptische Vibration in einem Bereich eines vorausgesagten Schmerzes vorsehen, um eine Rückmeldung für den Insassen vorzusehen. Die haptische Vibration kann durch die Steuereinrichtung 32 durch eine Inflation und/oder Deflation einer der Blasenanordnungen erzeugt werden. Die Sitzanordnung 10 kann auch eine Heizung, eine Lüftung und/oder eine Klimatisierung enthalten, die auf den Zielbereich angewendet werden können. Eine nicht-häufige Umpositionierung der Sitzanordnung 10 kann auch als eine Zappelgegenmaßnahme verwendet werden. Wenn zum Beispiel ein Zappeln erfasst wird, aber sich die Frequenz allmählich zu unter einem Standardniveau vermindert, kann dieses Muster mit einer Ermüdung assoziiert sein. In diesem Fall können Gegenmaßnahmen verwendet werden die einen Insassen wacher machen oder die Zirkulation fördern.
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Der Komfort einer Sitzanordnung ist gewöhnlich subjektiv und hängt von individuellen Präferenzen und Auffassungen ab. Der Sitzkomfort kann jedoch objektiv gemessen werden, indem die Frequenz des Zappelns an der Sitzanordnung 10 gemessen wird. Bei einer Sitzanordnung ohne integrierte Drucksensoren kann eine Druckmatte oder ein anderer Sensor zum Erfassen eines Drucks, einer Kraft, einer Bewegung oder eines elektrodermischen Potentials (EDP) an dem Sitz angeordnet oder in einem Teil des Rahmens, des Schaums, des Bezugs usw. integriert werden, um einen „objektiven“ Komfort jedes getesteten Sitzes durch das Analysieren von einzigartigen Zappelmustern zu erhalten.
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Wie in 1 gezeigt, kann eine Kamera 180 in dem Fahrzeug vorgesehen und auf die Sitzanordnung 20 gerichtet sein. Die Kamera 120 ist gemäß einer Ausführungsform in Kommunikation mit der Steuereinrichtung 32. Die Kamera kann eine zweidimensionale Kamera, eine dreidimensionale Kamera, eine Infrarotkamera oder ähnliches sein. Wie in 11 gezeigt, sitzt der Insasse in Block 200 in der Sitzanordnung 20. In Block 202 überwacht das Sitzdruck-Überwachungssystem den Druck des Insassen wie in den oben beschriebenen Ausführungsformen erläutert. Gleichzeitig messen und bestimmen die Kamera 180 und die Steuereinrichtung 32 in Block 204 anatomische Eigenschaften und die Position des Insassen. Diese Eigenschaften können die Größe, die Hüftbreite, die Brustbreite, die Schulterbreite, die Höhe des Kopfs in Bezug auf die Schulter und den Nacken usw. umfassen. Die Kamera kann die anatomischen Dimensionen des Insassen lesen, um einen bestimmten Insassen auf aus dem Stand der Technik bekannte Weise zum Beispiel mittels einer Gesichtserkennung zu identifizieren.
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In Block 206 wertet das Eingabe-/Ausgabe-Modul der Software/Hardware der Steuereinrichtung 32 die Identifikation des Insassen und die erfasste Sitzposition des Insassen aus. In Block 208 wird eine Sitzmodulanpassung durchgeführt, um den Sitz basierend auf für den Insassen gespeicherten Einstellungen einzustellen. In Block 210 wird eine Sitzmoduleinstellung durchgeführt, um den Sitz mit Umstellungen basierend auf der Sitzposition des Insassen einzustellen.
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Vorstehend wurden verschiedene Ausführungsformen beschrieben, wobei die Erfindung jedoch nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist. Die Beschreibung ist beispielhaft und nicht einschränkend zu verstehen, wobei verschiedene Änderungen an den hier beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne dass deshalb der Erfindungsumfang verlassen wird. Außerdem können Merkmale verschiedener Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden.
