[0001] 本申请涉及汽车智能座椅系统领域，具体地涉及一种座椅防干涉控制方法，并进一步涉及一种座椅控制装置及包括该座椅控制装置的车辆。

[0002] 随着汽车行业技术的发展，汽车的发展方向开始向更为智能化的方向发展，传统的座椅已经不能满足人们对汽车要更安全、更舒适、智能化的新要求，随着智能座椅系统的发展，增加了座椅电机后，还可以为客户提供更多的座椅坐姿调节功能，通过高度调节、前后调节、靠背调节、头枕调节、腿托调节、脚蹬调节、左右移动等将座椅调到舒适的坐姿，座椅支持记忆、模式调节等功能。但是车内空间有限并且不规则，座椅在各个方向调节时容易发生碰撞，包括座椅之间的碰撞，座椅和车内部件之间的碰撞等，从而导致座椅和车内部件的损坏以及降低的乘坐舒适性。

[0016] 下文将参照附图中的示例性实施例来详细地描述本申请。但应当知道的是，本申请可通过多种不同的形式来实现，而不应该被理解为局限于本文所阐述的实施例。在此提供这些实施例旨在使得本申请的公开内容更为完整与清楚，并将本申请的构思完全传递给本领域技术人员。

[0017] 此外，对于本文所提及的实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，本领域技术人员容易想到在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行适当的组合或者删减，由此获得可能未在本文中直接提及的本申请的更多其它实施例，这些实施例并未脱离本申请的技术思想范围。

[0018] 图1是根据本申请的一种实施方式的用于车辆的座椅防干涉控制方法的流程图。该方法包括：
S1：在座椅上选取多个特征点并获取多个特征点的初始坐标；
S2：根据座椅的移动信息进行座椅调节计算以获得多个特征点的更新坐标；
S3：根据设定的干涉场景，利用多个特征点的更新坐标计算多个特征点中与干涉场景对应的一对或多对特征点之间的预测距离；
S4：将预测距离与安全距离比较，并输出干涉结果；以及
S5：基于所述干涉结果控制所述座椅的调节。

[0019] 在此种流程下，本文述及的座椅防干涉控制方法通过多种座椅调节计算并结合不同的干涉场景进行干涉判断，实现了具体干涉场景下的干涉预测与控制，从而有效避免了座椅的不同部位之间、座椅与座椅之间、座椅与地毯或车身内饰之间的碰撞，减少了座椅以及车辆内饰等的运动干涉及碰撞损坏，提高了座椅调节的适当性和安全性，进而提高了车辆的乘坐舒适性。

[0020] 如下将通过示例性说明来介绍关于该座椅防干涉控制方法的进一步的具体实施或细化、改进过程，以便进一步改善其工作效率、可靠性或出于其他方面的改进考虑。

[0021] 在一种实施方式中，如图2所示，步骤S4可以具体为：判断预测距离是否小于或等于安全距离，如是，则判定发生干涉，在步骤S5中执行禁止座椅朝向缩小预测距离的方向调节；如否，则判定未发生干涉，并允许座椅朝向缩小预测距离的方向调节。其中，座椅的移动是通过座椅中的一个或多个座椅调节电机的移动实现的，步骤S2中的座椅的移动信息可以包括座椅调节电机的移动信息。

[0022] 在另一种实施方式中，座椅防干涉控制方法还可以包括：根据数模仿真模拟，获取座椅与车辆的车身的干涉查询表，并基于座椅的移动信息(具体地可以是座椅调节电机的移动信息)，通过查询干涉查询表判断座椅是否与车身干涉，并输出干涉结果。该干涉查询表中可以直接记载有与座椅调节电机的移动信息相对应的干涉或未干涉的结果，因此可以不必计算特征点的位置坐标。由此可以通过结合数值仿真模拟建立干涉查询表的数据库，减少频繁地进行复杂的干涉计算，实现干涉信息的快速查询和干涉结果的快速有效的输出，提高了座椅防干涉控制的效率。

[0023] 在具体的实施方式中，在执行步骤S1之前，还可以执行步骤S0：设定座椅在车辆中的二维坐标系，并基于二维坐标系选取多个特征点并进行后续的座椅调节计算步骤。例如，在一种常规的三维车辆坐标系中，坐标原点在车辆前轴中点处，X轴为平行于地面的从车头到车尾的方向，Z轴为垂直于地面的向上方向，Y轴垂直于X轴和Z轴沿车辆的横向方向(即车辆的宽度方向)指向驾驶员左侧，由于座椅基本上沿Y轴左右对称，因此可以将座椅的三维坐标简化到X‑Z平面上形成二维坐标，如图3示出了座椅的一个特征点(X，Z)。由此，在保证计算准确性的前提下简化计算过程并提高计算效率。

[0024] 在此基础上，以下结合图4和图5中示意性地示出的座椅及特征点来具体描述步骤S2中的座椅调节计算，其可以包括下述计算中的一种或多种：(1)前后移动计算，其包括根据前后移动计算函数，基于多个特征点的初始坐标以及座椅的前后调节电机的移动信息，计算多个特征点的所述更新坐标。

[0025] 前后移动计算函数为：Xi＝Xi0+s·cos(ζ)
Zi＝Zi0+s·sin(ζ)
其中，(Xi0，Zi0)为多个特征点(例如图4和图5中的点1‑7，包括点2.1、2.2、2.3、
5.1、5.2、5.3)中的任意一个特征点i的初始坐标，(Xi，Zi)为前后调节电机移动后的特征点i的更新坐标，s为在座椅调节后特征点i的位移，ζ为座椅的前后移动导轨(未示出)与水平线的夹角。

[0026] (2)高度调节计算，其包括根据高度调节计算函数，基于多个特征点的初始坐标以及座椅的高度调节电机的移动信息，计算多个特征点的更新坐标。

[0027] 高度调节计算函数为：Xe＝XD+d14·cos(θ14)+d·cos(π‑θ34‑(θ14‑θ4))
Ze＝ZD+d14·cos(θ14)+d·cos(π‑θ34‑(θ14‑θ4))
如图6示出了座椅的四边形高度调节机构，包括第一顶点D、第二顶点A、第三顶点B以及第四顶点D，其依次相连在竖直平面上形成四边形，第一顶点D和第四顶点C相比于第二顶点A和第三顶点B更靠近座椅的靠背，并且第一顶点D位于第四顶点C之下并且固定，因此将D点作为计算的基准点，(XD，ZD)为第一顶点D的坐标；图中E整体地表示多个特征点(例如图4和图5中的点1‑7，包括点2.1、2.2、2.3、5.1、5.2、5.3)，(Xe，Ze)为多个特征点中的任意一个特征点e的更新坐标；d14为第一顶点D与第四顶点C之间的距离，θ14为第一顶点D与第四顶点C之间的连线与水平线的夹角，d为特征点e与第一顶点D之间的距离，θ34为第三顶点B与第四顶点C之间的连线与特征点e与第四顶点C之间连线的夹角，θ4为第四顶点C与第三顶点B和第一顶点D形成的夹角。

[0028] 其中：d132＝d342+d142‑2·d34·d14·cosθ4，d13为BD之间的距离，d34为BC之间的距离；2 2 2
θ14＝π‑arccos((d12+d13‑d23)/(2·d12·d13))
2 2 2
‑arccos((d14+d13 ‑d34)/(2·d14·d13))‑θ12，d12为AD之间的距离，d23为AB之间的距离，θ12为AD与水平线的夹角；
2 2 2
θ34＝arccos((d34+d‑d3e)/(2·d34·d))，d3e为特征点e与第三顶点B之间距离。

[0029] (3)靠背调节计算，其包括根据靠背调节计算函数，基于多个特征点中的靠背特征点的初始坐标以及座椅的靠背调节电机的移动信息，计算多个特征点中的靠背特征点的更新坐标。

[0030] 靠背调节计算函数为：Xk＝XK+d·cos(α+△α)
Zk＝ZK+d·sin(α+△α)
其中，(Xk，Zk)为多个特征点中的任意一个靠背特征点k(例如图5中的点2、2.1、
2.2、2.3、3、4)的更新坐标，(XK，ZK)为座椅的靠背旋转中心点(例如图5中的点1)的坐标；α为初始时靠背特征点k与靠背旋转中心点之间的连线与竖直方向的夹角，△α为在座椅调节后靠背特征点k与靠背旋转中心点之间的连线与竖直方向的夹角的变化量。

[0031] (4)脚蹬调节计算，其包括根据脚蹬调节计算函数，基于多个特征点中的脚蹬特征点的初始坐标以及座椅的脚蹬调节电机的移动信息，计算多个特征点中的脚蹬特征点的更新坐标。

[0032] 脚蹬调节计算函数为：Xj＝XJ+m·sin(β+Δβ)
Zj＝ZJ+m·cos(β+Δβ)
其中，(Xj，Zj)为所述多个特征点中的任意一个脚蹬特征点j的初始坐标，例如在图
5的实施方式中脚蹬安装在前排座椅的靠背后部，脚蹬特征点可以为点2.1、2.2、2.3；(XJ，ZJ)为脚蹬旋转中心点(例如点2)的坐标，m为脚蹬特征点j到脚蹬旋转中心点(点2)的距离，β为脚蹬在初始零位时脚蹬特征点j与点2的连线与竖直方向的夹角，Δβ为脚蹬调节后的脚蹬特征点j与点2的连线与竖直方向的夹角的变化量。

[0033] (5)腿托高度调节计算，其包括根据腿托高度调节计算函数，基于多个特征点中的腿托特征点的初始坐标以及座椅的腿托高度调节电机的移动信息，计算多个特征点中的腿托特征点的更新坐标。

[0034] 腿托高度调节计算函数为：Xt＝XT‑n·sin(γ+△γ)
Zt＝ZT‑n·cos(γ+△γ)
其中，(Xt，Zt)为多个特征点中的任意一个腿托特征点t(例如图4中的点5.1、5.2、
5.3)的初始坐标，(XT，ZT)为座椅的腿托机构的腿托旋转中心点T的坐标，n为腿托特征点t与腿托旋转中心点(例如点5)之间的距离，γ为初始时腿托特征点t与腿托旋转中心点之间的连线与竖直方向的夹角，Δγ为腿托机构调节后腿托特征点t与腿托旋转中心点之间的连线与竖直方向的夹角的变化量。

[0035] (6)腿托延伸调节计算，其包括根据腿托延伸调节计算函数，基于多个特征点中的腿托特征点的初始坐标以及座椅的腿托延伸调节电机的移动信息，计算多个特征点中的座椅腿托特征点的更新坐标。

[0036] 腿托延伸调节计算函数为：Xs＝Xs0‑p·cos(ε)
Zs＝Zs0‑p·sin(ε)
其中，(Xs0，Zs0)为座椅的腿托未延伸时的多个特征点中的任意一个腿托延伸特征点s的初始坐标，(Xs，Zs)为腿托延伸特征点s的更新坐标，p为腿托从最短状态延伸出来的距离，ε为腿托的延伸滑轨(未示出)与水平方向的夹角；
(7)头枕前后调节计算，其包括根据头枕前后调节计算函数，基于多个特征点中的头枕特征点的初始坐标以及座椅的头枕前后调节电机的移动信息，计算多个特征点中的头枕特征点的更新坐标。

[0037] 头枕前后调节计算函数为：Xz＝XP+dZP·cos(‑δ)
Zz＝ZP+dZP·sin(‑δ)
如图7所示，G为头枕边界上端，Z为头枕边界下端，I为头枕边界前端，M为靠背边界上端，L为靠背边界下端。又如图8所示，O、P、Q、R是连杆机构对应的点，O点和O点位置固定，Q点和R点位置可移动，例如Q点可绕O点旋转移动，R点可绕P点旋转移动，F点为头枕前后调节电机的机构中的蜗杆机构的滑块凸起的短圆柱与蜗杆的交点F’投影到平面OPQR上的点，E点为蜗杆机构的蜗杆延长线上的一个点E’投影到平面OPQR上的点,F点可沿EF线滑动，F’点上下滑动可让头枕前后运动，E点在平面上位置固定。

[0038] 在计算公式中，(Xz，Zz)为多个特征点中的头枕特征点z(例如可以是图7中的点G、Z、I，也可以是座椅靠背上的点L、M)的更新坐标，(XP，ZP)为座椅的头枕与靠背之间连接点(如图7中的点P)的坐标，头枕可以绕连接点旋转，dZP为头枕特征点z到连接点的距离，δ为头枕特征点z到连接点之间的连线与水平方向的夹角。

[0039] 由于该头枕前后调节计算是为了判断头枕与座椅靠背之间的干涉，因此，最终可以仅计算点Z的更新坐标，然而应当理解，图7中的点G和点I或头枕上的其他特征点的更新坐标也可以通过类似方法得到，并在实际计算中在需要时加以利用。

[0040] (8)头枕上下调节计算，其包括根据头枕上下调节计算函数，基于多个特征点中的头枕特征点的初始坐标以及座椅的头枕上下调节电机的移动信息，计算多个特征点中的头枕特征点的更新坐标。

[0041] 头枕上下调节计算函数为：Xz＝Xz0+h·cos(λ)
Zz＝Zz0+h·sin(λ)
其中，(Xz0，Zz0)为多个特征点中的头枕特征点的初始坐标，(Xz，Zz)为头枕特征点的更新坐标，h为头枕沿点G、Z连线方向移动的距离，λ为头枕的移动方向(G、Z连线方向)与水平线的夹角，λ＝arctan((ZG‑Zz)/(XG‑XK))。

[0042] 同样，由于该头枕上下调节计算是为了判断头枕与座椅靠背之间的干涉，因此，最终可以仅计算点Z的更新坐标，然而应当理解，图7中的点G和点I或头枕上的其他特征点的更新坐标也可以通过类似方法得到。

[0043] 根据本申请的一种实施方式，干涉场景包括：座椅的不同部位之间的干涉场景、座椅之间的干涉场景、座椅与所述车辆的地毯之间的干涉场景以及座椅与车辆的内饰之间的干涉场景。

[0044] 更具体地，座椅之间的干涉场景包括前排座椅与后排座椅干涉场景，如图9所示，车辆在其横向方向(Y轴方向)上包括依次远离其横向中心面(左右对称面)的内侧区域(L0～L1之间)、中间区域(L1～L2之间)和外侧区域(L2～L3之间)；所述前排座椅与后排座椅干涉场景包括：第一前后干涉场景，在第一前后干涉场景中，后排座椅在外侧区域(L2～L3之间)，前排座椅靠背与后排座椅的内侧扶手可能发生干涉，多个特征点可以取前排座椅的靠背处的前排靠背特征点(例如图5中的点3、4)和后排座椅的内侧扶手处的后排内侧扶手特征点(例如图4中的点7)，并且座椅防干涉控制方法包括根据后排座椅的横向移动信息计算前排靠背特征点与后排内侧扶手特征点之间的预测距离。若预测距离小于安全距离则判定为干涉，此时可以禁止前排座椅高度调低，禁止前排座椅向后移动，禁止前排座椅靠背向后调节，禁止后排座椅向前移动，允许前排座椅高度调高，允许前排座椅向前移动，允许前排座椅靠背向前调节，允许后排座椅向后移动。

[0045] 第二前后干涉场景，在第二前后干涉场景中，后排座椅在中间区域(L1～L2之间)，前排座椅靠背与后排座椅的坐垫可能发生干涉，多个特征点可以取前排座椅的靠背处的前排靠背特征点(例如图5中的点3、4)和后排座椅的坐垫处的后排坐垫特征点(例如图4中的点5)，并且座椅防干涉控制方法包括根据后排座椅的横向移动信息计算前排靠背特征点与后排坐垫特征点之间的预测距离。若预测距离小于设定的安全距离，可以禁止前排座椅高度调低，禁止前排座椅向后移动，禁止前排座椅靠背向后调节，禁止后排座椅向前移动，禁止座椅左右移动，允许前排座椅高度调高，允许前排座椅向前移动，允许前排靠背向前调节，允许后排座椅向后移动。

[0046] 第三前后干涉场景，在第三前后干涉场景中，后排座椅在内侧区域(L0～L1之间)，前排座椅靠背与后排座椅的外侧扶手可能发生干涉，多个特征点可以取前排靠背特征点(例如图5中的点3、4)和后排座椅的外侧扶手处的后排外侧扶手特征点(例如图4中的点7)，并且座椅防干涉控制方法包括根据后排座椅的横向移动信息计算前排靠背特征点与后排外侧扶手特征点之间的预测距离。若预测距离小于设定的安全距离，可以禁止前排座椅高度调低，禁止前排座椅向后移动，禁止前排座椅靠背向后调节，禁止后排座椅向前移动，允许前排座椅高度调高，允许前排座椅向前移动，允许前排座椅靠背向前调节，允许后排座椅向后移动。

[0047] 在另一种实施方式中，座椅之间的干涉场景还可以例如包括前排脚蹬(脚蹬装在前排座椅靠背)与后排腿托的干涉场景，其中，首先判断例如图5中的脚蹬特征点2.2、2.3中X值最大的点max与例如图4中的腿托特征点5.1、5.2、5.3中X值最小的点min，当min‑max<设定的安全距离时，则认为前排脚蹬与后排腿托发生干涉，若此时脚蹬在腿托之上，则禁止前排座椅向后移动，禁止前排座椅脚蹬向下调节，禁止前排座椅靠背向后调节，禁止前排座椅高度调低，禁止后排座椅向前调节，禁止后排座椅腿托向上调节；若发生干涉时脚蹬在腿托之下，则禁止前排座椅向后移动，禁止前排座椅脚蹬向上调节，禁止前排座椅靠背向前调节，禁止前排座椅高度调高，禁止后排座椅向前调节，禁止后排座椅腿托向下调节。

[0048] 在一种实施方式中，座椅与车辆的地毯之间的干涉场景可以包括前排脚蹬与地毯(车内地板)之间的干涉场景，其中根据地毯上的两个特征点坐标得出地毯在二维坐标系下的直线方程，然后计算此干涉场景对应的脚蹬特征点(例如图5中的点2.3)到地毯直线方程的距离作为预测距离，再与设定的安全距离进行比较，来判断此干涉场景是否干涉。如果座椅脚蹬与车内地毯(地板)干涉，则禁止前排座椅高度调低，禁止前排座椅靠背向后调节，禁止座椅向后调节，允许前排座椅高度调高，允许前排座椅向前移动，允许前排靠背向前调节。

[0049] 由此，根据本申请的座椅防干涉控制方法，通过设定各种具体的干涉场景并结合座椅计算函数，实现了座椅防干涉调节的准确预测与控制，有效避免了座椅不同部位之间、座椅与座椅之间、座椅与车身内饰之间的摩擦与碰撞，降低了部件的磨损速度、提高了其使用寿命，并且改善了车辆的乘坐舒适性。

[0050] 此外，本申请还提供一种用于车辆的座椅控制装置，其执行前述的座椅防干涉控制方法，该座椅控制装置包括电连接的以下装置：电机，其与座椅的运动机构连接并控制座椅的移动；电机控制器，其控制电机的运动；主控制器，其获取座椅上的多个特征点的初始坐标，并根据座椅的移动信息进行座椅调节计算以获得多个特征点的更新坐标，并基于更新坐标计算多个特征点中与干涉场景对应的一对或多对特征点之间的预测距离，进而将预测距离与安全距离比较以获得干涉结果；以及座椅调节器，其接收座椅调节请求以及干涉结果，并根据干涉结果确定是否执行座椅调节请求。在可选的实施方式中，电机控制器、主控制器、座椅调节器等可以集成在一个控制模块中，也可以作为独立的部件分开地布置在座椅控制装置中。

[0051] 本申请还提供一种车辆，其包括若干座椅和前述的座椅控制装置。

[0052] 以上例子主要说明了本申请的座椅防干涉控制方法、座椅控制装置及车辆。尽管只对其中一些本申请的实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本申请可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离本申请的技术方案的精神及范围的情况下，本申请可能涵盖各种的修改与替换。