用于压电传感器传声器车窗键盘输入的系统和方法技术方案

本公开提供了“用于压电传感器传声器车窗键盘输入的系统和方法”。公开了使用车窗作为键盘输入系统的系统和方法，所述键盘输入系统用作车辆中的无钥匙进入键盘的替代。所述系统包括使用压电换能器用作键盘的车窗，所述压电换能器在压力波(例如，由语音命令或轻击生成的)撞击玻璃时捕获来自车窗的谐振。换能器控制器放大来自车窗用户轻击或口头命令的振动，并对信号进行三角测量以定位轻击的起始点的位置，所述位置可以被映射到相应的数字或基数输入值。所述系统可以包括在车辆关闭时接收输入的低功率模式。入的低功率模式。入的低功率模式。

【技术实现步骤摘要】
用于压电传感器传声器车窗键盘输入的系统和方法


[0001]本公开总体上涉及车辆安全系统，并且更具体地涉及车辆键盘输入系统。

技术介绍

[0002]车辆用户普遍认可使用键盘进入车辆的能力。他们认可将钥匙留在车辆内的便利性或使客人/儿童能够在不给他们钥匙的情况下进入车辆的能力。
[0003]键盘通常设置在车辆的外表面上的门或门柱上。当前使用各种类型的按钮接口，当配置在车辆外部时，这些按钮接口可能易受天气状况的影响。其他输入机构(包括传声器)也可以用于汽车控制系统，以为与汽车操作相关联的各种应用提供输入。传统的传声器传感器在被配置在车辆外部时也可能易受天气状况的影响。
[0004]关于这些和其他考虑因素，提出了本文的公开内容。

技术实现思路

[0005]公开了使用车窗作为传声器作为无钥匙进入车辆的替代的系统和方法。本文描述的实施例可以包括车窗键盘输入系统，所述车窗键盘输入系统使用车窗作为传声器从而无钥匙进入车辆。所述系统可以包括车窗，所述车窗被配置为利用压电换能器阵列操作为键盘，所述压电换能器在来自由用户生成的车窗触摸或轻击的压力波撞击车窗玻璃时捕获所述车窗的外表面上的谐振。为了识别振动信号，换能器控制器放大来自车窗轻击的振动以相对于汽车玻璃上的固定位置或控制点定位该轻击。
[0006]车窗使用包含多个压电换能器传声器的嵌入式传声器阵列充当传声器，所述多个压电换能器传声器可以经由通过用户触摸或轻击在车窗表面上生成的压力波来检测和测量车窗表面的谐振。被设置为与传声器阵列通信的换能器控制器对轻击位置进行三角测量，并且将每个相应轻击的位置与代替车辆上的正常触摸板PIN的数字或基数个人识别号码(PIN)数字相关联。在一个示例性实施例中，用户可以轻击车窗以将系统从低功率模式唤醒，并且随后在其转变为高功率模式之后在车窗玻璃上输入PIN码。在一些情况下，可以将键盘投影在玻璃上，并且可以使用来自压电元件的三角测量来定位玻璃上的按压位置。
[0007]车窗键盘输入系统可以在车辆关闭并且系统处于低功率模式时使用来自作为传声器阵列的一部分操作的压电换能器的输入来处理对车窗的初始化轻击。在低功率模式下，相对于以全时钟速度操作的功率模式，车窗键盘输入系统可以以低时钟速度操作。和与高功率模式相关联的全信号放大相比，低功率模式还可以最小信号放大操作以最小化功率消耗。
[0008]用户可以使用指尖或物体在车窗上轻击来接合车窗键盘输入系统。传声器阵列的压电换能器可以检测振动脉冲。所述换能器控制器可以响应于接收到所述振动脉冲而切换到所述高功率模式，其中所述高功率模式利用全时钟速度和全信号放大。然后，车窗键盘输入系统可以经由传声器阵列接收第二轻击、第三轻击等，对轻击的位置进行解码以确定与轻击位置相关联的数值或每个相应轻击输入的基本位置。然后，换能器控制器可以级联各
个基数或数字以形成PIN并将PIN转发到车辆的车身控制模块以触发致动器，所述致动器可以响应于经认证的PIN码来解锁车辆。
[0009]所述系统可以包括在车辆关闭时监听输入的低功率模式。在第二高功率模式中，系统可以检测语音或轻击事件，这可以提示转换到唤醒状态。在一些情况下，系统可以将轻击的次数和定时与唯一的用户密钥相关联，类似于键盘上的数字的键选择。
[0010]在其他情况下，系统可以识别包括口头PIN码的口头输入。所述系统可以利用所述压电换能器传声器来通过使用所述车窗玻璃接收的振动来接收和放大语音。
[0011]压电隔膜换能器系统可以允许二次使用汽车车窗玻璃以将其用作无钥匙车辆进入系统的键盘。在一些方面，所公开的系统可不依赖于设置在车辆外表面上的电容或机械按钮，所述电容或机械按钮可能随时间推移而磨损并增加车辆成本。此外，可以在车门或其他表面上没有难看的键盘接口的情况下改进车辆造型。
[0012]在其他方面，所公开的系统可在不增加车辆成本的情况下实现附加的用户友好的车辆特征，诸如车辆安全特征，其中系统识别用户语音或轻击，然后将输入系统从低功率模式转变为用于接收口头命令以解锁所述车辆的高功率模式。在其他方面，当利用车窗轻击特征时，所述系统可以在输入每个数字之后向用户提供触觉反馈。
[0013]在本文中更详细地提供了本公开的这些和其他优点。
附图说明
[0014]参考附图阐述具体实施方式。使用相同的附图标记可以指示类似或相同的项。各种实施例可以利用除了附图中示出的那些之外的元件和/或部件，并且一些元件和/或部件可能不存在于各种实施例中。附图中的元件和/或部件不一定按比例绘制。在整个本公开中，根据上下文，单数和复数术语可以可互换地使用。
[0015]图1描绘了根据本公开的压电隔膜换能器车窗键盘系统，所述压电隔膜换能器车窗键盘系统包括具有设置在车窗上的多个压电隔膜换能器传声器的传声器阵列。
[0016]图2示出了根据本公开的实施例的用户轻击车窗。
[0017]图3示出了根据本公开的实施例的用于使用压电隔膜换能器车窗键盘系统来提供用户对车辆的访问的示例性流程图。
[0018]图4A、图4B、图4C、图4D、图4E和图4F描绘了根据本公开的示例性实施例的可以相对于初始化轻击位置的位置测量的车窗上的位置处的基本轻击的视图。
[0019]图5描绘了根据本公开的实施例的可包括车辆的示例性计算环境。
具体实施方式
[0020]下文将参考附图更全面地描述本公开，附图中示出了本公开的示例实施例，并且所述实施例不意图为限制性的。
[0021]图1描绘了压电隔膜换能器车窗键盘系统100，所述压电隔膜换能器车窗键盘系统包括具有多个压电隔膜换能器传声器110、115和120的传声器阵列101。传声器阵列101可以在三个或更多个位置处刚性地设置在车窗105的内表面上。
[0022]图2示出了用户205轻击车窗105。当用户205用手指或其他物体轻击车窗105时，与车窗上的轻击相关联的振动可以从撞击点210在车窗105的玻璃介质上行进，因为振动以相
对于行进距离而变化的给定速率行进通过介质。例如，在一种示例性玻璃介质中，与对车窗105的轻击相关联的振动信号可以约5500米/秒的速度行进，并且可以分别在不同时间到达三个压电隔膜换能器传声器110、115和120中的每一个，这取决于从撞击点210行进到相应传声器的距离。换能器控制器118可以从压电隔膜换能器传声器110、115和120接收振动信号。从压电隔膜换能器传声器(分别为110、115和120)接收三个信号(215、220和225)中的每一个的时间点在本文中称为t1、t2和t3。应理解，t1、t2和t3不是从撞击点210行进到每个相应的压电隔膜换能器传声器所花费的时间，而是指示相应到达时间的时间参考。
[0023]给定已知的到达时间，则以下方程组必须为真，其中x1、y1、x2、y2、x3、y3、t1、t2和t3是已知变量，x
T
、y
T
、t0是未知变量，并且v是可测量参数，使得本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于经由车窗键盘系统解锁车辆的方法，其包括：响应于车窗上的初始化轻击，经由设置在所述车窗上的传声器阵列来接收第一振动信号；经由所述传声器阵列接收与对所述车窗的第二轻击相关联的第二振动信号；基于所述第二振动信号来定位所述第二轻击；以及至少基于所述第二轻击来解锁所述车辆的车门。2.根据权利要求1所述的方法，其中定位所述第二轻击包括经由所述传声器阵列对所述第二振动信号进行三角测量。3.根据权利要求2所述的方法，其中对所述第二振动信号进行三角测量包括：确定所述第二振动信号在第一压电隔膜换能器传声器处的第一到达时间；确定所述第二振动信号在第二压电隔膜换能器传声器处的第二到达时间；确定所述第二振动信号在第三压电隔膜换能器传声器处的第三到达时间；以及基于所述第一到达时间、所述第二到达时间和所述第三到达时间，确定所述第二轻击在所述车窗上的位置。4.根据权利要求1所述的方法，其还包括：基于所述第二轻击在所述车窗上的位置来确定与所述第二轻击的所述位置相关联的数字；基于与所述第二轻击相关联的所述数字来确定车辆进入的认证。5.根据权利要求1所述的方法，其中定位所述第二轻击包括：在所述车窗上定位所述初始化轻击的初始化轻击位置；相对于所述初始化轻击位置在所述车窗上定位第二轻击位置；以及相对于所述初始化轻击位置分配所述第二轻击的相对基本位置。6.根据权利要求1所述的方法，其还包括：响应于接收到所述第一振动信号而修改所述传声器阵列的功率状态；以及响应于修改所述功率状态而定位所述第二轻击。7.根据权利要求6所述的方法，其中修改所述传声器阵列的所述功率状态包括：在低功率状态下操作被设置成与所述传声器阵列通信的换能器控制器；在所述换能器控制器处经由所述传声器阵列接收所述第一振动信号；响应于接收到所述第一振动信号而将所述换能器控制器转变为高功率状态；在处于所述高功率状态时接收所述第二振动信号；以及经由所述传声器阵列确定所述第二轻击在所述车窗上的位置。8.根据权利要求1所述的方法，其中对所述车窗的所述第二轻击是与个人识别号码(PIN)代码相关联的多个经定位的车窗轻击中的一个轻击。9.一种用于车辆的车窗键盘系统，其包括：传声器阵列，所述传声器阵列包括多个压...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得罗，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：