DE102021128209A1

DE102021128209A1 - Systeme und verfahren zur gasdetektion in fahrzeugen

Info

Publication number: DE102021128209A1
Application number: DE102021128209.8A
Authority: DE
Inventors: Bo Wu; Perry Robinson MacNeille
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2020-10-28
Filing date: 2021-10-28
Publication date: 2022-04-28
Also published as: CN114487271A; US11623349B2; US20220126457A1

Abstract

Die vorliegende Offenbarung stellt Systeme und Verfahren zur Gasdetektion in Fahrzeugen bereit. In dieser Schrift werden Systeme und Verfahren zur Gasdetektion innerhalb von Fahrzeugen offenbart. Ein beispielhaftes Verfahren beinhaltet Überwachen von Hintergrundgaskonzentrationen in einem Fahrzeug unter Verwendung eines Roboters, der ein Gasmodul aufweist, das einen nichtselektiven Sensor und einen selektiven Sensor aufweist, Bestimmen eines Betroffenheitsindexes auf Grundlage der Ausgabe des Gasmoduls, Bestimmen, wann der Betroffenheitsindex einen Schwellenwert überschreitet, was das Vorhandensein eines nichtatmosphärischen Gases angibt, wodurch der Roboter dazu veranlasst wird, sich in einem Betriebsbereich zu bewegen, wenn der Betroffenheitsindex den Schwellenwert überschreitet, um nach einer Quelle des nichtatmosphärischen Gases zu suchen, indem Gaskonzentrationsgradienten gemessen werden, Klassifizieren des nichtatmosphärischen Gases unter Verwendung des selektiven Sensors des Gasmoduls und Identifizieren einer Position der Quelle des nichtatmosphärischen Gases in dem Fahrzeug auf Grundlage der Gaskonzentrationsgradienten.

Description

GEBIET DER TECHNIK
Die Offenbarung richtet sich im Allgemeinen auf Systeme und Verfahren, die das Vorhandensein von nichtatmosphärischen Gasen in einem Fahrzeuginnenraum detektieren.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
In einem Fahrzeug können unerwünschte Gerüche vorhanden sein. Beispielsweise kann ein Fahrzeuginsasse versehentlich Lebensmittel oder Getränke im Fahrzeug verschütten oder zurücklassen. Im Allgemeinen werden diese unerwünschten Gerüche durch das Vorhandensein von nichtatmosphärischen Gasen in einem Fahrzeuginnenraum verursacht. Bei fahrerlosen Fahrzeugen sowie von Menschen geführten Fahrzeugen wird dies zunehmend zum Problem. Zwar sind Luftqualitätssensoren in Fahrzeugen verwendet worden, jedoch ist die Verwendung von fahrzeugbasierten Sensoren mit Nachteilen verbunden. Beispielsweise kann es sein, dass ein Sensor eine große Anzahl von Gasen bei Vorhandensein sich ständig ändernder Hintergrundgase erfassen muss. Erfassungsvorrichtungen müssen in der Automobilumgebung robust, schnell wirkend und hochselektiv sein. Auf den gewerblichen Märkten ist eine neue Klasse von Mikrosystemen (Micro Electrical Mechanical Systems - MEMS) aufgetaucht, die diese Fähigkeit versprechen und kostengünstig sind. Ihr Ansprechverhalten ist jedoch langsam und ihre feste Position kann keine spezifischen Informationen bezüglich dieser nichtatmosphärischen Gase detektieren.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Offenbarung richtet sich im Allgemeinen auf Systeme und Verfahren, die das Vorhandensein von nichtatmosphärischen Gasen in einem Fahrzeuginnenraum detektieren sowie eine Art von Gas oder Gasen klassifizieren, die in dem Fahrzeuginnenraum vorhanden ist. Eine Position einer Quelle der nichtatmosphärischen Gase kann ebenfalls bestimmt werden. Im Allgemeinen kann das Fahrzeug mit einem oder mehreren Sensormodulen ausgestattet sein, die einen ersten Gassensor, der dazu in der Lage ist, das Vorhandensein eines nichtatmosphärischen Gases schnell zu detektieren, sowie einen zweiten Gassensor, der dazu in der Lage ist, detaillierte Attribute des detektierten nichtatmosphärisches Gases zu bestimmen, umfassen. In einigen Fällen können ein oder mehrere Sensormodule an einem beweglichen Roboter angebracht sein. Der Roboter könnte ein Concierge-Roboter sein, der dazu konfiguriert ist, autonom innerhalb eines Fahrzeuginnenraums des Fahrzeugs betrieben zu werden. Im Großen und Ganzen kann ein nichtatmosphärisches Gas unter Verwendung von mehrstufigen Erfassungs- und Analyseprozessen, wie offenbart, detektiert und analysiert werden.
Wenn das Vorhandensein eines nichtatmosphärischen Gases detektiert wird, kann der Roboter derart gesteuert werden (entweder autonom oder durch Fernsteuerung), dass er sich innerhalb des Fahrzeuginnenraums bewegt, um eine Quelle des nichtatmosphärischen Gases in dem Fahrzeuginnenraum zu bestimmen. Dies kann erreicht werden, indem der erste Gassensor verwendet wird, um Gaskonzentrationsgradienten zu detektieren, während sich der Roboter innerhalb des Fahrzeuginnenraums bewegt. Der erste Gassensor kann einen beliebigen schnell wirkenden, nichtselektiven Sensor beinhalten, der im Allgemeinen das Vorhandensein eines nichtatmosphärischen Gases detektiert. In einigen Fällen können das eine oder die mehreren Sensormodule an dem Roboter bewegt oder neu ausgerichtet werden, um die gesammelten Gaskonzentrationsgradienten weiter zu verfeinern. Im Allgemeinen kann ein nichtatmosphärisches Gas ein beliebiges Gas mit einer chemischen Zusammensetzung mit mehr als zwei Molekülen einschließen, wozu organische Verbindungen gehören können. Künstliche Intelligenz (KI) kann genutzt werden, um einen Satz von in Frage kommenden oder möglichen Positionen für die Quelle des nichtatmosphärischen Gases zu bestimmen. Die künstliche Intelligenz kann Kontextinformationen wie etwa Temperatur, Luftdruck, Fahrzeug-HLK-Einstellungen, Fahrzeuggeschwindigkeit oder andere ähnliche Informationen verwenden, die beeinflussen können, wie Gase oder Fluide durch den Fahrzeuginnenraum strömen können. Die KI kann dazu konfiguriert sein, den Satz von in Frage kommenden oder möglichen Positionen auf einen ausgewählten Position iterativ zu verringern. Dies kann in einigen Fällen unter Verwendung der Kontextinformationen erreicht werden.
Ein zweiter Gassensor kann eingesetzt werden, der als langsamer, selektiver Sensor fungiert. Die Ausgabe dieses Sensors kann Bilder beinhalten, die verarbeitet werden können, um das nichtatmosphärische Gas auf Grundlage der chemischen Zusammensetzung zu klassifizieren. Die Verwendung des zweiten Gassensors kann auf Grundlage des durch den ersten Gassensor detektierten Vorhandenseins des nichtatmosphärischen Gases ausgelöst werden.
In einigen Fällen können zwei oder mehr Gasmodule an einem begleitenden Roboter im Inneren eines Fahrzeugs angebracht sein. Die Gasmodule saugen Innenraumluft an und analysieren die Innenraumluft, um ihre chemische Zusammensetzung zu bestimmen. Ein Ansaugpunkt von jedem der zwei oder mehr Gasdetektoren kann durch den Roboter bewegt werden. Der Roboter kann sich zudem im Inneren des Fahrzeugs bewegen. Jeder Detektor kann mehrere Stufen aufweisen (wie etwa einen ersten Gassensor und einen zweiten Gassensor). Innenraumluft kann in ein Gasmodul gesaugt und unter Verwendung des ersten Gassensors schnell detektiert werden, was eine sofortige Minderung ermöglicht. Ein langsamerer, aber selektiverer Sensor kann genau bestimmen, welches Gas detektiert wird. Sensorpositionen und -ausgaben können als Eingaben in ein KI-System verwendet werden. Das System sammelt zudem auch Daten von Fahrzeugsensoren. Die Steuerung des Roboters kann einen Beweisprozess verwenden, um den Roboter und die Ansaugpunkte der zwei oder mehr Gasmodule zu bewegen, um das Ausgangsmaterial und die Position zu ermitteln.
Während der Beweisprozess fortgesetzt wird, kann ein Gasanalysemodul unter Verwendung der hier offenbarten KI-Logik einen Satz von möglichen Quellen an einen Dienstanbieter (wie etwa einen Disponenten für autonome Fahrzeuge) melden. Während der Prozess fortgesetzt wird, kann die KI-Logik verwendet werden, um die Anzahl von Elementen in dem Satz soweit möglich zu verringern. Wenn sich die Größe des Satzes verringert, kann der Dienstanbieter besser bestimmen, welcher Minderungsansatz zu verwenden ist. In einigen Fällen kann eine Reaktion von dem Disponenten schnell sein, selbst wenn die Größe des Satzes hoch ist. In anderen Fällen kann der Disponent langsam reagieren und auf eine bessere Kenntnis dazu warten, welche Quellen detektiert werden.
Sobald ein nichtatmosphärisches Gas detektiert wurde, kann eine Fahrzeugsteuerung dazu konfiguriert sein, das nichtatmosphärische Gas zu mindern. Zu Minderungstaktiken können unter anderem Ablassen des nichtatmosphärischen Gases durch Öffnen eines oder mehrerer Fahrzeugfenster, Dispergieren eines Beseitigungsgases, wie etwa Ozon, Reinigen des Fahrzeugs, Evakuieren des Fahrzeuginsassen, Abdichten des Fahrzeugs und Löschen eines Brandes gehören - um nur einige zu nennen.
Figurenliste
Die detaillierte Beschreibung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen dargelegt. Die Verwendung der gleichen Bezugszeichen kann ähnliche oder identische Elemente angeben. Für verschiedene Ausführungsformen können andere Elemente und/oder Komponenten genutzt werden als die in den Zeichnungen veranschaulichten und einige Elemente und/oder Komponenten sind in verschiedenen Ausführungsformen unter Umständen nicht vorhanden. Die Elemente und/oder Komponenten in den Figuren sind nicht zwingend maßstabsgetreu gezeichnet. Für die gesamte Offenbarung gilt, dass Ausdrücke im Singular und Plural je nach Kontext synonym verwendet werden können.

1 stellt eine veranschaulichende Architektur dar, in der Techniken und Strukturen zum Bereitstellen der hier offenbarten Systeme und Verfahren umgesetzt sein können.
2 ist eine schematische Ansicht eines beispielhaften Gasmoduls der vorliegenden Offenbarung, das sowohl selektive als auch nichtselektive Gassensoren aufweist.
3 ist ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens der vorliegenden Offenbarung zum Identifizieren und Lokalisieren einer Quelle eines nichtatmosphärischen Gases in einem Fahrzeuginnenraum unter Verwendung eines Roboters.
4 ist ein Ablaufdiagramm eines anderen beispielhaften Verfahrens der vorliegenden Offenbarung.
5 ist ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Anwendungsfalls, der die hier offenbarten Systeme und Verfahren nutzt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Es wird nun auf die Zeichnungen Bezug genommen, in denen 1 eine veranschaulichende Architektur 100 darstellt, in der Techniken und Strukturen der vorliegenden Offenbarung umgesetzt sein können. Die Architektur 100 kann ein Fahrzeug 102, einen Dienstanbieter 104, einen Roboter 106 und ein Netzwerk 108 beinhalten. Jedes dieser Objekte kann kommunikativ mit dem Netzwerk 108 gekoppelt sein. Im Allgemeinen schließt das Netzwerk 108 ein jedes privates und/oder öffentliches Netzwerk ein, was drahtlose Netzwerke mit geringer oder großer Reichweite einschließen kann. Das Fahrzeug 102 und der Dienstanbieter 104 können über das Netzwerk 108 unter Verwendung einer beliebigen geeigneten Fahrzeug-zu-Infrastruktur(V2I oder V2X)-Kommunikation kommunizieren.
Das Fahrzeug 102 kann einen Fahrzeuginnenraum 110 (z.B. Betriebsbereich), einen drahtlosen Zugangspunkt 112, ein Robotersteuermodul 114, ein Gasanalysemodul 116 und ein Kommunikationsmodul (V2X) 118 beinhalten. Der Roboter 106 kann innerhalb des Fahrzeuginnenraums 110 betrieben werden, um ein nichtatmosphärisches Gas 120 in dem Fahrzeuginnenraum 110 zu detektieren. Im Allgemeinen könnte das nichtatmosphärische Gas 120 von einer Quelle 122 innerhalb einer spezifischen Position 124 in dem Fahrzeuginnenraum 110 ausgehen. Beispielsweise könnte die Quelle 122 Lebensmittel einschließen, die unter einem Sitz (einer bestimmten Position 124) des Fahrzeugs 102 zurückgelassen werden.
Während offenbart wird, dass das Detektieren einer Quelle eines nichtatmosphärischen Gases durch die vorliegende Offenbarung ermöglicht wird, befindet sich die Quelle möglicherweise nicht im Inneren des Fahrzeugs. Wenn zum Beispiel das nichtatmosphärische Gas von einer äußeren Quelle in das Fahrzeug 102 eintritt, kann das nichtatmosphärische Gas, wie hier offenbart, gemindert oder entfernt werden, ohne dass es konkret erforderlich ist, eine Position einer Quelle des nichtatmosphärischen Gases zu bestimmen.
Der drahtlose Zugangspunkt 112 kann Roboter-zu-Fahrzeug-Kommunikation über eine drahtlose Verbindung ermöglichen. Das Robotersteuermodul 114 kann verwendet werden, um das Roboterverhalten, wie etwa Roboterbewegung in der Fahrzeuginnenraum 110, zu steuern. Das Gasanalysemodul 116 kann dazu konfiguriert sein, ein nichtatmosphärisches Gas in dem Fahrzeuginnenraum 110 zu detektieren, zu klassifizieren und/oder zu beseitigen. Sicherlich können sich einige Ausführungsformen auf die Steuerung des Roboterverhaltens und/oder die Detektion, Klassifizierung und/oder Beseitigung von nichtatmosphärischem Gas beziehen, die auf Fahrzeugebene (z. B. durch das Robotersteuermodul 114 und das Gasanalysemodul 116) durchgeführt werden. Sicherlich können diese Funktionalitäten direkt auf der Roboterebene eingesetzt werden. In einigen Fällen können die hier offenbarten Merkmale zur Steuerung des Roboterverhaltens und/oder zur Detektion, Klassifizierung und/oder Beseitigung von nichtatmosphärischem Gas kooperativ zwischen dem Roboter 106 und dem Fahrzeug 102 durchgeführt werden. Somit kann, wenn beschrieben wurde, dass ein Merkmal durch das Robotersteuermodul 114 oder das Gasanalysemodul 116 des Fahrzeugs 102 durchgeführt wird, das Merkmal auch auf der Roboterebene durchgeführt werden. Somit kann der Roboter 106 dazu konfiguriert sein, Sensordaten zu sammeln, die Sensordaten zu verarbeiten, um grundlegende oder granulare Informationen zu nichtatmosphärischem Gas (einschließlich Quellenposition) zu bestimmen und das nichtatmosphärische Gas zu beseitigen.
Im Allgemeinen kann der Roboter 106 einen Körper 126, einen Antriebsmechanismus 128, eine Ablage 130 und eine Steuerung 132 umfassen. Der Körper 126 des Roboters 106 kann eine beliebige gewünschte Form oder Konfiguration aufweisen. Der Antriebsmechanismus 128 kann einen beliebigen Antriebsmechanismus beinhalten, der es dem Roboter 106 ermöglichen würde, sich innerhalb des Fahrzeuginnenraums 110 zu bewegen. Ein beispielhafter Roboter, der gemäß der vorliegenden Offenbarung konfiguriert sein kann, ist in der parallel anhängigen Offenbarung der US-Anmeldung mit der Seriennummer 16/174 166 , eingereicht am 19. Oktober 2018, zu finden, die hiermit durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit, einschließlich aller darin zitierter Quellen und Anhänge, aufgenommen ist. Die Steuerung 132 kann einen Prozessor 133 und einen Speicher 135 umfassen. Der Speicher 135 speichert Anweisungen, die es dem Roboter 106 ermöglichen, autonom betrieben zu werden, um nichtatmosphärisches Gas zu erfassen, zu analysieren und zu mindern. Der Speicher 135 kann zudem Anweisungen speichern, die es ermöglichen, den Roboter durch das Robotersteuermodul 114 des Fahrzeugs 102 zu steuern. Vorgänge, die als durch das Robotersteuermodul 114 und das Gasanalysemodul 116 ermöglicht offenbart sind, können auf der Roboterebene unter Verwendung der Steuerung 132 durchgeführt werden. Somit kann der Roboter 106 zur autonomen und unabhängigen Verwendung bei der Detektion, Verarbeitung und Minderung von nichtatmosphärischem Gas konfiguriert sein.
Die Steuerung 132 kann einen Prozessor 133 und einen Speicher 135 umfassen. Der Prozessor 133 führt Logik aus, die in dem Speicher 135 gespeichert ist. In einigen Fällen kann die Steuerung 132 Logik beinhalten, die es dem Roboter 106 ermöglicht, Fahrgästen des Fahrzeugs 102 Concierge-Dienste bereitzustellen. Die Steuerung 132 kann mit Logik versehen sein, die es dem Roboter 106 ermöglicht, innerhalb des Fahrzeuginnenraums 110 zur Förderung des Detektierens des Vorhandenseins von nichtatmosphärischem Gas sowie der Quelle des nichtatmosphärischen Gases betrieben zu werden.
Der Roboter 106 kann ein erstes Gasmodul 134 und ein zweites Gasmodul 136 beinhalten. Das erste Gasmodul 134 und das zweite Gasmodul 136 können ähnlich zueinander konfiguriert sein. Das erste Gasmodul 134 kann an einem oberen Abschnitt oder Ende des Roboters 106 angeordnet sein, während das zweite Gasmodul 136 an einem unteren Abschnitt oder Ende des Roboters 106 angeordnet sein kann. Jedes von dem ersten Gasmodul 134 und dem zweiten Gasmodul 136 kann Endpunktsensoren, wie etwa Endpunktsensoren 138 und 140, zugeordnet sein. In einigen Fällen können das erste Gasmodul 134 und das zweite Gasmodul 136 voneinander getrennt sein, um räumliche Diversität zu erzeugen. Diese räumliche Diversität könnte verwendet werden, um die Attribute eines nichtatmosphärischen Gases zu bestimmen, das in dem Fahrzeuginnenraum 110 vorhanden sein kann. Beispielsweise können einige nichtatmosphärische Gase schwer und durch das zweite Gasmodul 136 einfacher detektierbar sein, während einige nichtatmosphärische Gase leichter und durch das erste Gasmodul 134 einfacher detektierbar sein können.
In einigen Fällen kann eine Position des ersten Gasmoduls 134 oder des zweiten Gasmoduls 136 durch Bewegung eingestellt werden. Beispielsweise kann der Roboter 106 dazu konfiguriert sein, sich zu drehen, sodass das erste Gasmodul 134 oder das zweite Gasmodul 136 atmosphärische Gase in einem radialen Muster erfassen. In einigen Fällen kann/können das erste Gasmodul 134 und/oder das zweite Gasmodul 136 dazu konfiguriert sein, sich durch die Verwendung einer Schiene oder eines anderen ähnlichen Mechanismus, der dem Körper 126 zugeordnet ist, zu bewegen. Im Allgemeinen kann die Bewegung des ersten Gasmoduls 134 und/oder des zweiten Gasmoduls 136 verwendet werden, um Gaskonzentrationsgradienten zu bestimmen, wie nachstehend näher erörtert wird.
Im Großen und Ganzen kann sich der Roboter 106 durch den Fahrzeuginnenraum 110 bewegen, um Gaskonzentrationsgradienten zu messen. Das Abbilden und Messen von Gaskonzentrationsgradienten kann dabei helfen, die Gasquelle 122 zu lokalisieren. Das Vergleichen von Gaskonzentrationsgradienten kann verwendet werden, um zu bestimmen, welche Gase vorhanden sind und was die Quelle der Gase ist. Sicherlich weisen unterschiedliche Gase aus einer einzigen Quelle typischerweise unterschiedliche Gradienten auf.
Unter kurzer Bezugnahme auf 2 ist eine schematische Ansicht des ersten Gasmoduls 134 veranschaulicht. Das erste Gasmodul 134 kann einen ersten Gassensor 142, einen zweiten Gassensor 144 und einen Drahtlosadapter 146 beinhalten. Ein Ansaugpunkt 147 ermöglicht es, dass Innenraumluft in das erste Gasmodul 134 eintritt. Die Innenraumluft kann zur Analyse sowohl zu dem ersten Gassensor 142 als auch dem zweiten Gassensor 144 geleitet werden. Der erste Gassensor 142 kann dazu konfiguriert sein, ein schnelles, nichtselektives Erfassen von nichtatmosphärischen Gasen bereitzustellen. Der erste Gassensor 142 kann dazu konfiguriert sein, ein analoges Signal proportional zu einer Konzentration des nichtatmosphärischen Gases auszugeben. Das analoge Signal kann an den Drahtlosadapter 146 übertragen werden. Die Ausgabe des ersten Gassensors 142 kann durch den drahtlosen Zugangspunkt 112 an das Gasanalysemodul 116 zur Verarbeitung übertragen werden.
Unter gemeinsamer Bezugnahme auf die 1 und 2 kann, sobald das Vorhandensein eines nichtatmosphärischen Gases durch das Gasanalysemodul 116 bestimmt wurde, das Robotersteuermodul 114 Anweisungen an den Roboter 106 senden, um den Roboter 106 dazu zu veranlassen, sich durch den Fahrzeuginnenraum 110 zu bewegen und Gaskonzentrationsgradienten zu erlangen. Im Allgemeinen beinhaltet das Robotersteuermodul 114 einen Prozessor und einen Speicher. Der Speicher speichert Anweisungen, die eine Steuerung des Roboterverhaltens ermöglichen. Gleichermaßen beinhaltet das Gasanalysemodul 116 einen Prozessor und einen Speicher. Der Speicher speichert Anweisungen, welche die Verarbeitung von Daten ermöglichen, die durch die Gasmodule des Roboters 106 ausgegeben werden. Beispielsweise können die analoge Ausgabe und durch die Gasmodule des Roboters 106 erzeugte Bilder durch das Gasanalysemodul 116 verarbeitet werden.
Diese Gaskonzentrationsgradienten geben die relative Nähe des Roboters 106 zu der Quelle 122 des nichtatmosphärischen Gases an. In einigen Fällen kann der erste Gassensor 142 einen Photoionisationsdetektor oder einen anderen ähnlichen Sensor beinhalten. Jedes dieser Merkmale kann verwendet werden, um schnell zu identifizieren, dass ein nichtatmosphärisches Gas vorhanden ist. Somit kann der erste Gassensor 142 verwendet werden, um Hintergrundgaskonzentrationen in einem Fahrzeug zu überwachen und zu bestimmen, wann ein nichtatmosphärisches Gas vorhanden ist.
Wie vorstehend angemerkt, kann der Sensor der ersten Stufe (der erste Gassensor 142) als ein Beispiel eine Photoionisationsvorrichtung (Photoionization Device - PID) einschließen. Einige der hier offenbarten beispielhaften Gase können nicht durch PIDs detektiert werden. Die atmosphärischen Gase sind hauptsächlich Stickstoff, Sauerstoff, Argon, Kohlenstoffdioxid, Neon, Helium, Methan, Krypton, Wasserstoff und Wasserdampf. Eine Liste von Gasen, die ein PID-Sensor nicht erfassen kann, lautet: Stickstoff, Sauerstoff, Kohlenstoffdioxid, Schwefeldioxid, Kohlenstoffmonoxid, Methan, Fluorwasserstoff, Chlorwasserstoff, Fluor, Schwefelhexafluorid und Ozon. Der PID verwendet eine Ultraviolettquelle mit einer spezifischen Ionisierungsenergie. Atmosphärische Gase ionisieren mit einer höheren Ionisierungsenergie, sodass diese möglicherweise nicht detektiert werden. Der Ionisierungsenergieschwellenwert ist bei verschiedenen Arten von PID-Sensoren unterschiedlich. CH4, CO2 und CO sind Sonderfälle, die einen anderen Sensortyp erfordern, der als nichtdispersiver Infrarotsensor (NDIR) bezeichnet wird und eher mit Lichtabsorption als mit Ionisierung arbeitet. Somit kann der erste Gassensor 142 in einigen Fällen eine PID, einen NDIR oder eine Kombination aus sowohl PID als auch NDIR beinhalten.
Ferner kann, sobald das Vorhandensein eines nichtatmosphärischen Gases bestimmt wird, der zweite Gassensor 144 genutzt werden, um zusätzliche Details bezüglich des nichtatmosphärischen Gases zu bestimmen. Beispielsweise kann der zweite Gassensor 144 Bestandteile des nichtatmosphärischen Gases bestimmen. Der zweite Gassensor 144 kann die Photoionisationsdaten des ersten Gassensors 142 als Eingabe empfangen. Das Gasanalysemodul 116 kann ein oder mehrere belieibge von einer Hochfeld-Ionenmobilitätsspektrometrie mit asymmetrischer Wellenform (High Field Asymmetric Waveform Ion Mobility Spectrometry - FAIMS), Gaschromatographie-Massenspektrometrie (GCMS) und/oder Absorptionsspektroskopie mittels durchstimmbarer Laserdioden (Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy - TDLAS) nutzen - um nur einige zu nennen. In einigen Fällen kann der zweite Gassensor 144 Bilddaten zur Übertragung durch den drahtlosen Zugangspunkt 112 an das Gasanalysemodul 116 zur Verarbeitung an den Drahtlosadapter 146 ausgeben. Der zweite Gassensor 144 kann zudem über den Drahtlosadapter 146 Steuerdaten von dem Gasanalysemodul 116 empfangen, wie etwa Ionisierungsenergie.
Wie vorstehend angemerkt, können, während in diesem Beispiel auf die Verwendung des Gasanalysemoduls 116 zum Verarbeiten von Daten Bezug genommen wird, die durch den ersten Gassensor 142 und den zweiten Gassensor 144 erlangt werden, die offenbarten Analyseverfahren unter Verwendung einer Steuerung, die einen Prozessor und einen Speicher beinhaltet, in das erste Gasmodul 134 integriert werden. Der Speicher kann eine Gasanalyselogik beinhalten, die verwendet wird, um die hier offenbarten nichtselektiven und/oder selektiven Gasanalyseverfahren durchzuführen.
Zusätzlich zum Erlangen von Daten von dem ersten Gassensor 142 und dem zweiten Gassensor 144 kann das Gasanalysemodul 116 Kontextinformationen von einer Sensorplattform 150 des Fahrzeugs 102 erlangen. Die Sensorplattform 150 kann Temperatursensoren, Luftdrucksensoren, Innenraumluftgeschwindigkeitssensoren, Fahrzeuggeschwindigkeit, HLK-Steuereinstellungen (z. B. Betrieb der Klimaanlage oder Heizung) und so weiter beinhalten.
Im Allgemeinen können zu Faktoren, die Gaskonzentrationsgradienten beeinflussen, unter anderem eine vertikale Trennung zwischen dem ersten Gassensor 142 und dem zweiten Gassensor 144 (z. B. Schwerkraftsegregation) gehören. Gasdiffusion auf Grundlage von Temperatur, Luftdruck, Kollisionsdurchmesser der Moleküle, Konzentrationsgradienten kann ebenfalls Gaskonzentrationsgradienten beeinflussen. Konvektion aufgrund von Luftzirkulation und Vermischen kann ebenfalls Gaskonzentrationsgradienten beeinflussen. Gaskonzentrationsgradienten können zudem auf Grundlage der chemischen Zersetzung, Abscheidung und Synthese des Gases beeinflusst werden.
Das Gasanalysemodul 116 kann dazu konfiguriert sein, die Ausgabe des ersten Gassensors 142 und des zweiten Gassensors 144 zusammen mit Daten, die von der Sensorplattform 150 unter Verwendung einer Kontextroutine erlangt werden, auszuwerten. Zusätzlich kann das Gasanalysemodul 116 Verhaltens- oder Betriebsdaten des Roboters 106 als Eingabe verwenden. Diese Verhaltens- oder Betriebsdaten können die Roboterposition, die Robotergeschwindigkeit, die Roboterrichtung und dergleichen beinhalten.
Wie vorstehend angemerkt, kann die Ausgabe des zweiten Gassensors 144 Bilder beinhalten. In Bezug auf die Verarbeitung der von dem zweiten Gassensor 144 erlangten Daten kann das Gasanalysemodul 116 dazu konfiguriert sein, die Bilder zu verarbeiten. Im Allgemeinen können Abmessungen der Bilddaten durch die Art des verwendeten Sensors begrenzt sein. Ein Bereich und ein Inkrement von Bildern können durch eine Steuersystemstrategie bestimmt werden. Beispielsweise kann ein großer Bereich verwendet werden, um ein großes Inkrement für breites Abtasten mit niedriger Auflösung zu erzeugen. Ein kleiner Bereich kann verwendet werden, um ein kleines Inkrement für ein schmales, hochauflösendes Abtasten zu erzeugen. Grenzen für die Bilder können nach Wunsch geformt und unregelmäßig sein. Inkremente, die bei der Verarbeitung der Bilder verwendet werden, sind nicht notwendigerweise in allen Fällen einheitlich. Zu Beispiele für Eingaben (Bildabmessungen) können unter anderem eine Ionisierungsenergie, ein Dispersionsfeld, ein nichtdispersiver Spektrograph und ein Ionenbeschleunigungsfeld gehören. Eine beispielhafte Ausgabe kann Ionenstrom und/oder Ionenenergie beinhalten.
Eine Kontextroutine kann verwendet werden, um einen Datenspeicher mit aktuellen Kontextinformationen wie etwa einer Fahrzeugposition, einer Position des Roboters in dem Innenraum, thermodynamischen Luftmessungen, einer Position der Sensoren in dem Fahrzeug usw. zu erstellen. Ein Verlauf der erstellten Bilddateien kann zudem erstellt und bei Bestimmungen eines Betroffenheitsindexes verwendet werden, die nachstehend näher beschrieben sind. Die Kontextposition kann von einer beliebigen Anzahl von Quellen erlangt werden, wie etwa von Robotersensoren, Fahrzeugsensoren, einem Smartphone in dem Fahrzeuginnenraum 110, Umgebungsdaten von dem Dienstanbieter 104 oder einer Navigationsdatenbank - um nur einige Beispiele zu nennen.
3 ist ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Sensormodulbetriebsprozesses. Das Verfahren kann einen Schritt 302 zum Überwachen von Hintergrundgaskonzentrationen unter Verwendung eines Gasanalysemoduls beinhalten. Die Hintergrundgaskonzentrationen können unter Verwendung einer Vielzahl von Gasmodulen überwacht werden, wie vorstehend beschrieben, wozu sowohl selektive als auch nichtselektive Gassensoren gehören können. Ein Gasanalysemodul kann sich in dem Fahrzeug oder in einem Roboter befinden.
Das Verfahren kann einen Schritt 304 zum Bestimmen, ob ein analoges Signal, das durch einen nichtselektiven Gassensor erzeugt wird, das Vorhandensein eines nichtatmosphärischen Gases angibt, beinhalten. Dies kann durch Bestimmen einer Steigerungsrate eines Gaskonzentrationsgradienten bestimmt werden. In einigen Fällen kann ein Betroffenheitsindex (Cocern Index - CI) berechnet werden, der angibt, ob ein nichtatmosphärisches Gas vorhanden ist. Wenn der CI über einem Schwellenwert liegt, kann das Gasanalysemodul in Schritt 306 einem Robotersteuermodul signalisieren, nach einer Quelle des Gasanalysemoduls zu suchen. Dies kann Bewegen des Roboters durch den Fahrzeuginnenraum und Detektieren von Änderungen der Gaskonzentrationsgradienten beinhalten. Wie vorstehend angemerkt, kann dies unter Verwendung des ersten Gassensors durchgeführt werden, der ein nichtselektiver Sensor mit schnellem Ansprechen ist.
Sobald das Vorhandensein des nichtatmosphärischen Gases bestimmt wird, kann das Verfahren einen Schritt 308 beinhalten, bei dem das Gasanalysemodul einen zweiten Gassensor, der ein selektiver, langsam ansprechender Sensor ist, dazu veranlasst, Proben zu sammeln und Bilder mit spezifizierten Steuerparametern zu erzeugen. Diese Bilder werden an das Gasanalysemodul übertragen. Das Gasanalysemodul kann die von dem zweiten Gassensor erlangten Bilder verarbeiten, um in Schritt 310 eine genaue (oder ungefähre) chemische Spezies des nichtatmosphärischen Gases zu bestimmen.
In einigen Fällen kann das Gasanalysemodul die Spezies zusammen mit Kontextinformationen verwenden, um in Schritt 312 eine Quelle des nichtatmosphärischen Gases in dem Fahrzeuginnenraum sowie die Position der Quelle zu bestimmen. Wenn die Position bestimmt wird, kann das Verfahren beinhalten, dass das Gasanalysemodul in Schritt 314 die Spezies/Art und die Position an einen Dienstanbieter überträgt. In einigen Fällen kann der CIin Schritt 316 mit den gesammelten Informationen, einschließlich der Spezies- und Kontextinformationen, erneut berechnet werden. Somit kann, während eine allgemeine Position der Quelle des nichtatmosphärischen Gases unter Verwendung des nichtselektiven Gassensors bestimmt werden kann, der CI mit zusätzlichen Informationen erneut berechnet werden, welche die Kontextinformationen und die genaue Spezies beinhalten können.
4 ist ein schematisches Ablaufdiagramm eines beispielhaften KI-Verarbeitungs- und - Lernsystems, das Sensordaten verarbeitet. Während diese Beschreibungen auf verschiedene Komponenten und Module verweisen, können einige als Logik oder Anwendungen verwirklicht sein. Eine Vielzahl von Sensoren 402 kann verwendet werden, um Sensordaten zu erlangen. Beispielhafte Sensordaten können von beliebigen der Sensoren erlangt werden, die dem Roboter zugeordnet sind, wie vorstehend in Bezug auf die 1-3 beschrieben. Die Sensordaten können zudem kontextuelle Sensordaten beinhalten, die von dem Roboter und/oder dem Fahrzeug erlangt werden und nicht spezifisch mit der Gasdetektion zusammenhängen. Eine Sensoreingabesteuerung 404 kann verwendet werden, um die Eingabe in einen oder mehrere der Vielzahl von Sensoren 402 zu steuern. Das heißt, ein bestimmter Sensor kann Eingabedaten von einem anderen Sensor beim Erzeugen seiner Ausgabe nutzen. Im Allgemeinen kann die Ausgabe der Vielzahl von Sensoren 402 in einen Bilderstellungsprozess 406 überführt werden. Die erstellten Bilder können auf Grundlage von Bereichs- und Inkrementdaten konfiguriert werden, wie vorstehend beschrieben. Kontextinformationen können aus Kontextquellen 408 erlangt und in den Bilderstellungsprozess 406 integriert werden.
Ein Bildvorverarbeitungsprozess 410 kann verwendet werden, um eine Skalierung und Normierung von Bilddaten bereitzustellen. Ein Dimensionsreduktionsprozess 412 kann verwendet werden, um Positionen innerhalb des Fahrzeuginnenraums zu entfernen, an denen eine Quelle des nichtatmosphärischen Gases wahrscheinlich nicht vorhanden ist. Beispielsweise kann der Dimensionsreduktionsprozess 412 auf Grundlage von Konzentrationsgradientendaten Bereiche entfernen, in denen Konzentrationsgradientendaten eine niedrige Gaskonzentration im Verhältnis zu anderen Positionen angeben. Der Dimensionsreduktionsprozess 412 kann auch Kontextinformationen berücksichtigen. Wenn zum Beispiel das nichtatmosphärische Gas Kohlenstoffmonoxid ist, kann der Dimensionsreduktionsprozess 412 Positionen in dem Fahrzeuginnenraum beseitigen, in denen es weniger wahrscheinlich ist, dass Kohlenstoffmonoxid vorhanden ist. Umgekehrt können Positionen ausgewählt werden, von denen wahrscheinlich Kohlenstoffmonoxid ausgeht. Auch hier handelt es sich liediglich um Beispiele, die nicht einschränkend sein sollen.
Ein Klassifizierungs-, Regressions- und Clusterbildungsprozess 414 kann verwendet werden, um eine spezifischere Analyse des nichtatmosphärischen Gases bereitzustellen. Sowohl künstliche Intelligenz (KI) als auch nicht KI-gesteuerte Ansätze können verwendet werden. Beispielsweise kann eine bestimmte Art von nichtatmosphärischem Gas bestimmt werden. Diese Analysen können unter Verwendung von Ausgaben sowohl eines ersten Gassensors als auch eines zweiten Gassensors unter Verwendung sowohl unspezifischer als auch spezifischer Daten durchgeführt werden.
Sobald die Gassensordaten verarbeitet wurden, kann eine vollständigere Analyse von nichtatmosphärischem Gas verwendet werden, um Volatilomdaten des nichtatmosphärischen Gases zu erzeugen. In einigen Fällen kann ein Validierungsprozess 416 verwendet werden, um Rückkopplungsschleifen und Korrekturinformationen zu erzeugen, die wieder in ein beliebiges von der Sensoreingabesteuerung 404, dem Bildvorverarbeitungsprozess 410, dem Dimensionsreduktionsprozess 412 und/oder dem Klassifizierungs-, Regressions- und Clusterbildungsprozess 414 aufgenommen werden können. Die Validierung kann durch Durchführen eines Kalibrierungsprozesses erfolgen. Beispielsweise kann ein Referenzgas (siehe 152 aus 1) durch ein Fahrzeugsystem oder einen Roboter dispergiert werden. In einigen Beispielen kann ein Volatilom, das eine vorbestimmte chemische Signatur aufweist, durch ein Fahrzeugsystem oder einen Roboter dispergiert werden. Die vorbestimmte chemische Signatur stellt einen Ausgangswert für die Analyse bereit.
In einigen Fällen kann eine Reaktion auf das Referenzgas oder Volatilom durch das Gasanalysemodul 116 bestimmt werden (siehe 1 oder ein äquivalentes System in dem Roboter). Wenn das Ansprechen auf das Referenzgas innerhalb eines erwarteten Bereichs liegt, kann die Leistung des Gasanalysemoduls oder der Sensoren, die zum Erfassen von Daten des nichtatmosphärischen Gases verwendet werden, verifiziert und/oder validiert werden. Zusätzlich zur Kalibrierung und Validierung kann das Gasanalysemodul dazu konfiguriert sein, die KI-Logik mit Rückkopplung zu aktualisieren oder abzustimmen. Die Rückkopplung kann aus Daten erzeugt werden, die sich auf vorherige Gaserfassungsereignisse beziehen oder auf der Anwendung einer Minderungsstrategie beruhen.
Volatilomdaten des nichtatmosphärischen Gases können ebenfalls als Eingabe für einen Minderungsprozess 418 verwendet werden. Die Minderung kann Rückführen von Innenraumluft durch ein Filter des Fahrzeugs, Ablassen von Innenraumluft durch Öffnen eines Fensters des Fahrzeugs, Dispergieren einer neutralisierenden Chemikalie, wie etwa Ozon oder Lufterfrischer, Dispergieren eines Adsorptionsmittels, um an das nichtatmosphärische Gas zu binden, Dispergieren eines Beseitigungsgases und/oder Reinigen eines Innenraums des Fahrzeugs einschließen. Eine Position, die gereinigt werden muss, kann bestimmt werden, wenn eine Quelle des nichtatmosphärischen Gases auf Grundlage der Gaskonzentrationsgradientenanalyse, wie vorstehend offenbart, detektiert wird.
5 ist ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Anwendungsfalls, bei dem Detektion, Analyse und Minderung eines nichtatmosphärischen Gases offenbart sind. Das Verfahren beinhaltet einen Schritt 502 zum Überwachen von Hintergrundkonzentrationen von Gasen im Inneren eines Fahrzeuginnenraums. Dies kann unter Verwendung eines Roboters, wie vorstehend offenbart, erfolgen. Der Roboter umfasst Gassensoren und Gasmodule, welche die Gasdaten sammeln und diese an ein Gasanalysemodul übertragen. Das Gasanalysemodul kann sich auf dem Roboter, in einem Fahrzeug oder bei einem Dienstanbieter befinden, der kommunikativ mit dem Roboter und/oder dem Fahrzeug verbunden ist. Die Detektion des nichtatmosphärischen Gases kann eine Bewegung des Roboters und eine Detektion von Gaskonzentrationsgradienten auslösen, die vorstehend ausführlicher beschrieben sind.
In Schritt 504 detektiert ein erster Gassensor das Vorhandensein eines nichtatmosphärischen Gases in der Innenraumluft. Dies könnte Erfassen von nichtatmosphärischem Gas unter Verwendung eines Photoionisationssensors (oder (eines) anderen/-r ähnlichen/-r Sensors/-en, der/die hier offenbart ist/sind) oder eines anderen ähnlichen nichtselektiven, schnell ansprechenden Sensors beinhalten. In Schritt 506 kann ein zweites Gasmodul, das in seiner Verarbeitung selektiv ist, ausgeführt werden, um eine detailliertere Analyse des nichtatmosphärischen Gases durchzuführen. Zunächst detektiert das zweite Gasmodul Schwefel- und Kohlenstoffverbindungen in dem nichtatmosphärischen Gas. Dies könnte zum Beispiel durch einen verstimmten FAIMS-Sensor durchgeführt werden.
Mit fortschreitender Zeit kann das zweite Gasmodul eine zusätzliche detaillierte Analyse durchführen, indem der FAIMS-Sensor durchgestimmt wird, der dann in Schritt 508 Mercaptan in dem nichtatmosphärischen Gas detektiert. Das Durchstimmen des FAIMS-Sensors kann in einigen Fällen auf Grundlage von Kontextdaten erfolgen. Beispielsweise kann die KI-Logik in Schritt 510 vorhersagen, dass das nichtatmosphärische Gas Stinktiergeruch beinhaltet. Das Verfahren kann mit Sensorsignalen beginnen und zu einer chemischen Hypothese übergehen, welche die Quelle angibt.
Beispielsweise könnten die Kontextinformationen einen bordeigenen Fahrzeugsensor in dem Fahrzeug-HLK-System beinhalten, der einen Geruch in der Außenluft erfasst. Ferner kann der Roboter, wenn er sich bewegt, einen bestimmten Gaskonzentrationsgradienten detektieren, der angibt, dass das Gas aus einer Fahrzeugentlüftungsöffnung austritt. Während Fahrzeugsensoren beschrieben wurden, ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt. Die hier offenbarten Erfassungsmechanismen/-module können in einer Internetder-Dinge(IdD)-Vorrichtung, einem Smartphone und anderen ähnlichen Vorrichtungen und Systemen umgesetzt und eingesetzt werden.
In Schritt 512 kann eine Minderungsstrategie verwendet werden. Die Minderungsstrategie kann auf die Besonderheiten des nichtatmosphärischen Gases abgestimmt sein. Beispielsweise kann das Öffnen der Fenster des Fahrzeugs zum Ablassen von Innenraumluft nicht vorteilhaft sein, da dadurch zusätzliche verunreinigte Luft angesaugt werden könnte. Die Minderungsstrategie könnte beinhalten, dass der Roboter einen Lufterfrischer ausgibt. In den Schritten 514 und 516 wird eine Bestimmung vorgenommen, ob die Minderungsstrategie funktioniert hat oder nicht. Dies könnte Durchführen einer erneuten Analyse der Innenraumluft beinhalten, wie vorstehend offenbart. Insbesondere können die Sensoren in Schritt 516 rekalibriert werden, wenn die Minderungsstrategie nicht funktioniert hat.
In der vorstehenden Offenbarung wurde auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil hiervon bilden und konkrete Umsetzungen veranschaulichen, in denen die vorliegende Offenbarung angewandt werden kann. Es versteht sich, dass andere Umsetzungen genutzt und strukturelle Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Bezugnahmen in der Beschreibung auf „eine Ausführungsform“, „ein Ausführungsbeispiel“, „eine beispielhafte Ausführungsform“ und dergleichen geben an, dass die beschriebene Ausführungsform ein(e) bestimmte(s) Merkmal, Struktur oder Eigenschaft beinhalten kann, doch es muss nicht unbedingt jede Ausführungsform diese(s) bestimmte Merkmal, Struktur oder Eigenschaft beinhalten. Darüber hinaus beziehen sich derartige Formulierungen nicht unbedingt auf dieselbe Ausführungsform. Ferner wird, wenn ein(e) konkrete(s) Merkmal, Struktur oder Eigenschaft in Verbindung mit einer Ausführungsform beschrieben ist, der Fachmann ein(e) derartige(s) Merkmal, Struktur oder Eigenschaft in Verbindung mit anderen Ausführungsformen erkennen, ob dies nun ausdrücklich beschrieben ist oder nicht.
Umsetzungen der hier offenbarten Systeme, Einrichtungen, Vorrichtungen und Verfahren können einen Spezial- oder Universalcomputer umfassen oder nutzen, der Computerhardware beinhaltet, wie zum Beispiel einen oder mehrere Prozessoren und Systemspeicher, wie hier erörtert. Die Verarbeitungselemente können einen spezialisierten numerischen Prozessor beinhalten, wie etwa einen Array-Prozessor für neuronale Netze. Umsetzungen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung können zudem physische und andere computerlesbare Medien zum Transportieren oder Speichern computerausführbarer Anweisungen und/oder Datenstrukturen beinhalten. Bei derartigen computerlesbaren Medien kann es sich um beliebige verfügbare Medien handeln, auf die durch ein Universal- oder Spezialcomputersystem zugegriffen werden kann. Bei computerlesbaren Medien, auf denen computerausführbare Anweisungen gespeichert werden, handelt es sich um Computerspeichermedien (-vorrichtungen). Bei computerlesbaren Medien, die computerausführbare Anweisungen transportieren, handelt es sich um Übertragungsmedien. Somit können Umsetzungen der vorliegenden Offenbarung beispielsweise und nicht einschränkend mindestens zwei deutlich unterschiedliche Arten von computerlesbaren Medien umfassen: Computerspeichermedien (-vorrichtungen) und Übertragungsmedien. Computerspeichermedien (-vorrichtungen) beinhalten RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM, Festkörperlaufwerke (solid state drives - „SSDs“) (z. B. auf Grundlage von RAM), Flash-Speicher, Phasenwechselspeicher (phase-change memory - PCM), andere Speicherarten, andere optische Plattenspeicher, Magnetplattenspeicher oder andere magnetische Speichervorrichtungen oder ein beliebiges anderes Medium, das verwendet werden kann, um die gewünschten Programmcodemittel in Form von computerausführbaren Anweisungen oder Datenstrukturen zu speichern, und auf das durch einen Universal- oder Spezialcomputer zugegriffen werden kann.
Eine Umsetzung der in dieser Schrift offenbarten Vorrichtungen, Systeme und Verfahren kann über ein Computernetzwerk kommunizieren. Ein „Netzwerk“ ist als eine oder mehrere Datenverbindungen definiert, die den Transport von elektronischen Daten zwischen Computersystemen und/oder Modulen und/oder anderen elektronischen Vorrichtungen ermöglichen. Wenn Informationen über ein Netzwerk oder eine andere Kommunikationsverbindung (entweder festverdrahtet, drahtlos oder eine beliebige Kombination aus festverdrahtet oder drahtlos) an einen Computer übertragen oder diesem bereitgestellt werden, sieht der Computer die Verbindung zweckmäßig als ein Übertragungsmedium an. Übertragungsmedien können ein Netzwerk und/oder Datenverbindungen beinhalten, die/das verwendet werden kann/können, um gewünschte Programmcodemittel in Form von computerausführbaren Anweisungen oder Datenstrukturen zu tragen, und auf die durch einen Universal- oder Spezialcomputer zugegriffen werden kann. Kombinationen des Vorstehenden sollen ebenfalls im Umfang computerlesbarer Medien eingeschlossen sein.
Computerausführbare Anweisungen umfassen zum Beispiel Anweisungen und Daten, die, wenn sie an einem Prozessor ausgeführt werden, einen Universalcomputer, Spezialcomputer oder eine Spezialverarbeitungsvorrichtung dazu veranlassen, eine bestimmte Funktion oder Gruppe von Funktionen durchzuführen. Bei den computerausführbaren Anweisungen kann es sich zum Beispiel um Binärdateien, Zwischenformatanweisungen, wie etwa Assemblersprache, oder sogar um Quellcode handeln. Wenngleich der Gegenstand in für Strukturmerkmale und/oder methodische Handlungen spezifischer Sprache beschrieben worden ist, versteht es sich, dass der in den beigefügten Patentansprüchen definierte Gegenstand nicht notwendigerweise auf die vorstehend beschriebenen Merkmale oder Handlungen beschränkt ist.Die beschriebenen Merkmale und Handlungen sind vielmehr als beispielhafte Formen zum Umsetzen der Patentansprüche offenbart.
Für den Fachmann versteht es sich, dass die vorliegende Offenbarung in Network-Computing-Umgebungen mit vielen Arten von Computersystemkonfigurationen umgesetzt werden kann, die Armaturenbrett-Fahrzeugcomputer, Personal Computer, Desktop-Computer, Laptop-Computer, Nachrichtenprozessoren, handgeführte Vorrichtungen, Mehrprozessorsysteme, Unterhaltungselektronik auf Mikroprozessorbasis oder programmierbare Unterhaltungselektronik, Netzwerk-PCs, Minicomputer, Großrechner, Mobiltelefone, PDAs, Tablets, Pager, Router, Switches, unterschiedliche Speichervorrichtungen und dergleichen einschließen. Die Offenbarung kann außerdem in Umgebungen mit verteilten Systemen angewandt werden, in denen sowohl lokale als auch entfernte Computersysteme, die durch ein Netzwerk (entweder durch festverdrahtete Datenverbindungen, drahtlose Datenverbindungen oder durch eine beliebige Kombination aus festverdrahteten und drahtlosen Datenverbindungen) verbunden sind, Aufgaben ausführen. In einer Umgebung mit verteilten Systemen können sich Programmmodule sowohl in lokalen als auch in entfernten Datenspeichervorrichtungen befinden.
Ferner können die in dieser Schrift beschriebenen Funktionen gegebenenfalls in einem oder mehreren von Hardware, Software, Firmware, digitalen Komponenten oder analogen Komponenten durchgeführt werden. Beispielsweise können eine oder mehrere anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (Application-Specific Integrated Circuits - ASICs) dazu programmiert sein, eine(s) oder mehrere der in dieser Schrift beschriebenen Systeme und Prozesse auszuführen. Bestimmte Ausdrücke, die in der gesamten Beschreibung und den Ansprüchen verwendet werden, beziehen sich auf bestimmte Systemkomponenten. Für den Fachmann versteht es sich, dass die Komponenten mit anderen Benennungen bezeichnet sein können. In dieser Schrift soll nicht zwischen Komponenten unterschieden werden, die sich der Benennung nach unterscheiden, nicht jedoch hinsichtlich ihrer Funktion.
Es ist anzumerken, dass die vorstehend erörterten Sensorausführungsformen Computerhardware, Software, Firmware oder eine beliebige Kombination daraus umfassen können, um zumindest einen Teil ihrer Funktionen durchzuführen. Beispielsweise kann ein Sensor Computercode beinhalten, der dazu konfiguriert ist, in einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt zu werden, und kann eine Hardware-Logikschaltung / elektrische Schaltung beinhalten, die durch den Computercode gesteuert wird. Diese beispielhaften Vorrichtungen sind in dieser Schrift der Veranschaulichung halber bereitgestellt und sollen nicht einschränkend sein. Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können in weiteren Arten von Vorrichtungen umgesetzt werden, wie sie dem einschlägigen Fachmann bekannt sind.
Zumindest einige Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung richten sich auf Computerprogrammprodukte, die eine derartige Logik (z. B. in Form von Software) umfassen, die auf einem beliebigen computernutzbaren Medium gespeichert ist. Bei Ausführung auf einer oder mehreren Datenverarbeitungsvorrichtungen veranlasst derartige Software, dass eine Vorrichtung betrieben wird, wie hier beschrieben.
Wenngleich vorstehend verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese lediglich als Beispiele und nicht der Einschränkung dienen. Der einschlägige Fachmann wird erkennen, dass verschiedene Änderungen bezüglich Form und Detail daran vorgenommen werden können, ohne vom Wesen und Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Somit sollten Breite und Umfang der vorliegenden Offenbarung durch keines der vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiele eingeschränkt, sondern lediglich gemäß den folgenden Ansprüchen und deren Äquivalenten definiert werden. Die vorangehende Beschreibung ist zur Veranschaulichung und Beschreibung dargelegt worden. Sie erhebt keinerlei Anspruch auf Vollständigkeit und soll die vorliegende Offenbarung nicht auf die exakte offenbarte Form beschränken. Viele Modifikationen und Variationen sind in Anbetracht der vorangehenden Lehren möglich. Ferner ist anzumerken, dass beliebige oder alle der vorangehend genannten alternativen Umsetzungen in einer beliebigen gewünschten Kombination verwendet werden können, um zusätzliche Hybrid-Umsetzungen der vorliegenden Offenbarung zu bilden. Beispielsweise können beliebige der unter Bezugnahme auf eine bestimmte Vorrichtung oder Komponente beschriebenen Funktionen durch eine andere Vorrichtung oder Komponente durchgeführt werden. Ferner wurden zwar konkrete Vorrichtungseigenschaften beschrieben, doch können sich Ausführungsformen der Offenbarung auf zahlreiche andere Vorrichtungseigenschaften beziehen. Ferner versteht es sich, dass, obwohl Ausführungsformen in für Strukturmerkmale und/oder methodische Handlungen spezifischer Sprache beschrieben worden sind, die Offenbarung nicht notwendigerweise auf die konkreten beschriebenen Merkmale oder Handlungen beschränkt ist. Die konkreten Merkmale und Handlungen werden vielmehr als veranschaulichende Formen der Umsetzung der Ausführungsformen offenbart. Mit Formulierungen, die konditionale Zusammenhänge ausdrücken, wie unter anderem „kann“, „könnte“, „können“ oder „könnten“, soll vermittelt werden, dass bestimmte Ausführungsformen bestimmte Merkmale, Elemente und/oder Schritte beinhalten könnten, während andere Ausführungsformen diese unter Umständen nicht beinhalten, es sei denn, es ist ausdrücklich etwas anderes angegeben oder es ergibt sich etwas anderes aus dem jeweils verwendeten Kontext. Somit sollen derartige Formulierungen, die konditionale Zusammenhänge ausdrücken, nicht implizieren, dass Merkmale, Elemente und/oder Schritte für eine oder mehrere Ausführungsformen in irgendeiner Weise erforderlich sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren: Detektieren des Vorhandenseins eines nichtatmosphärischen Gases in einem Fahrzeuginnenraum unter Verwendung eines ersten Gasmoduls, das an einem Roboter angebracht ist; Bewegen des Roboters innerhalb des Fahrzeuginnenraums des Fahrzeugs; Abbilden eines Gaskonzentrationsgradienten innerhalb der Fahrzeuginnenraums unter Verwendung des ersten Gasmoduls, während sich der Roboter innerhalb des Fahrzeuginnenraums bewegt; Bestimmen einer Position einer Quelle des nichtatmosphärischen Gases innerhalb des Fahrzeuginnenraums auf Grundlage des Gaskonzentrationsgradienten; und Bestimmen einer Klassifizierung für das nichtatmosphärische Gas unter Verwendung eines zweiten Gasmoduls.
In einem Aspekt der Erfindung umfasst das Bestimmen der Position der Quelle des nichtatmosphärischen Gases innerhalb des Fahrzeuginnenraums: Bewegen von Ansaugpunkten für das erste Gasmodul und das zweite Gasmodul; Bestimmen eines Satzes von möglichen Positionen für die Position der Quelle auf Grundlage des Gaskonzentrationsgradienten; und Verringern des Satzes von möglichen Positionen auf die Position unter Verwendung des Gaskonzentrationsgradienten.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren Kalibrieren des ersten Gasmoduls oder des zweiten Gasmoduls durch: Ausgeben eines Referenzgases oder Volatiloms, das eine vorbestimmte chemische Signatur aufweist; und Messen eines Ansprechens des ersten Gasmoduls oder des zweiten Gasmoduls auf das Referenzgas oder Volatilom.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren Mindern des nichtatmosphärischen Gases.
In einem Aspekt der Erfindung umfasst das Mindern des nichtatmosphärischen Gases eines von: Rückführen von Innenraumluft durch ein Filter des Fahrzeugs; Ablassen von Innenraumluft; Dispergieren einer neutralisierenden Chemikalie in dem Fahrzeuginnenraum; Dispergieren eines Adsorptionsmittels in dem Fahrzeuginnenraum; Dispergieren eines Beseitigungsgases in dem Fahrzeuginnenraum; und Reinigen des Fahrzeugs.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 16/174166 [0014]

Claims

Roboter, umfassend: einen Körper; einen Antriebsmechanismus, der dem Körper zugeordnet ist, um den Roboter innerhalb eines Betriebsbereichs zu verschieben; ein erstes Gasmodul, das an dem Körper angeordnet ist; und eine Steuerung, die einen Prozessor und einen Speicher umfasst, wobei der Prozessor auf dem Speicher gespeicherte Anweisungen ausführt zum: Bestimmen des Vorhandenseins eines nichtatmosphärischen Gases in dem Betriebsbereich unter Verwendung eines nichtselektiven Sensors des ersten Gasmoduls; Bewegen des Roboters in einem Betriebsbereich unter Verwendung des Antriebsmechanismus, um nach einer Quelle des nichtatmosphärischen Gases zu suchen; Identifizieren einer Position der Quelle des nichtatmosphärischen Gases in dem Betriebsbereich; und Klassifizieren des nichtatmosphärischen Gases unter Verwendung eines selektiven Sensors des ersten Gasmoduls.
Roboter nach Anspruch 1, ferner umfassend Durchführen einer Minderungsstrategie als Reaktion auf das Vorhandensein des nichtatmosphärischen Gases.
Roboter nach Anspruch 1, ferner umfassend ein zweites Gasmodul, das an einem gegenüberliegenden Ende oder einer gegenüberliegenden Seite des Körpers im Verhältnis zu dem ersten Gasmodul angeordnet ist, um räumliche Diversität zwischen dem ersten Gasmodul und dem zweiten Gasmodul zu erzeugen, wobei das zweite Gasmodul zudem mit einem nichtselektiven Sensor und einem selektiven Sensor konfiguriert ist.
Roboter nach Anspruch 1, wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, einen Gaskonzentrationsgradienten zu bestimmen, während sich der Roboter innerhalb des Betriebsbereichs verschiebt, um die Position der Quelle des nichtatmosphärischen Gases zu identifizieren.
Roboter nach Anspruch 1, wobei das erste Gasmodul eines von einer Ionisierungsenergie, einem Dispersionsfeld, einem nichtdispersiven Spektrograph und einem Ionenbeschleunigungsfeld misst.
Roboter nach Anspruch 1, wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, das erste Gasmodul durch Dispergieren eines Referenzgases und Messen eines Ansprechens auf das Referenzgas durch das erste Gasmodul zu kalibrieren.
Roboter nach Anspruch 1, wobei der nichtselektive Sensor dazu konfiguriert ist, ein analoges Signal proportional zu einer Konzentration des nichtatmosphärischen Gases auszugeben.
Roboter nach Anspruch 7, wobei der selektive Sensor eine beliebige von Hochfeld-Ionenmobilitätsspektrometrie mit asymmetrischer Wellenform (FAIMS), Gaschromatographie-Massenspektrometrie (GCMS) und Absorptionsspektroskopie mittels durchstimmbarer Laserdioden (TDLAS) umfasst.
Roboter nach Anspruch 1, wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, Kontextinformationen zu erlangen, die eine beliebige von vertikaler Trennung zwischen dem ersten Gasmodul und einem zweiten Gasmodul beinhalten, die Schwerkraftsegregation, Diffusion aufgrund von Temperatur, Luftdruck, Kollisionsdurchmesser der Moleküle, Konzentrationsgradient, Konvektion aufgrund von Luftzirkulation und -mischung und chemische Zersetzung, Abscheidung und Synthese angibt.
Roboter nach Anspruch 1, wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, das erste Gasmodul dazu zu veranlassen, sich im Verhältnis zu dem Körper zu verschieben, um einen Ansaugpunkt des ersten Gasmoduls zu ändern.
Verfahren, umfassend: Überwachen von Hintergrundgaskonzentrationen in einem Fahrzeug unter Verwendung eines Roboters, der ein Gasmodul aufweist, das einen nichtselektiven Sensor und einen selektiven Sensor umfasst; Bestimmen eines Betroffenheitsindexes auf Grundlage der Ausgabe des Gasmoduls; Bestimmen, wann der Betroffenheitsindex einen Schwellenwert überschreitet, der das Vorhandensein eines nichtatmosphärischen Gases angibt; Veranlassen, dass sich der Roboter durch einen Betriebsbereich bewegt, wenn der Betroffenheitsindex den Schwellenwert überschreitet, um nach einer Quelle des nichtatmosphärischen Gases zu suchen, indem Gaskonzentrationsgradienten gemessen werden; Klassifizieren des nichtatmosphärischen Gases unter Verwendung des selektiven Sensors des Gasmoduls; und Identifizieren einer Position der Quelle des nichtatmosphärischen Gases in dem Fahrzeug auf Grundlage der Gaskonzentrationsgradienten.
Verfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend Übertragen der Position der Quelle des nichtatmosphärischen Gases in dem Fahrzeug an einen Dienstanbieter.
Verfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend Mindern des nichtatmosphärischen Gases.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Mindern des nichtatmosphärischen Gases beliebiges umfasst von: Rückführen von Innenraumluft durch ein Filter des Fahrzeugs; Ablassen von Innenraumluft; Dispergieren einer neutralisierenden Chemikalie in dem Betriebsbereich; Dispergieren eines Adsorptionsmittels in dem Betriebsbereich; Dispergieren eines Beseitigungsgases in dem Betriebsbereich; Reinigen des Fahrzeugs; Evakuieren von Fahrzeuginsassen; Abdichten des Fahrzeugs; und Löschen eines Brandes.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der nichtselektive Sensor eine Ionisierungsenergie, ein Dispersionsfeld und ein Ionenbeschleunigungsfeld verarbeitet, um das Vorhandensein des nichtatmosphärischen Gases zu bestimmen.