一種個人主動安全氣囊系統(tǒng)及控制方法
【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明設及安全氣囊的研究領域，特別設及一種個人主動安全氣囊系統(tǒng)及控制方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著國內(nèi)經(jīng)濟的飛速發(fā)展車輛漸漸進入千家萬戶，私家車讓生活更加便利。由于 駕駛員素質(zhì)或車輛運行安全狀況等諸多原因，當前行人與車輛之間的交通事故量也日益攀 升。安全帶及車用安全氣囊能有效保障車輛駕乘人員安全，很多時候交通意外發(fā)生后無辜 的行人通常受到很大的傷害往往非死即殘，然而需在復雜交通環(huán)境下工作或出行的行人自 身卻缺乏必要的安全保障手段。公開號為CN104908702A的中國專利提出了一種"用于 行人保護的主動墊式氣囊"，它安裝于汽車上對車輛前側(cè)行人具有一定的保護作用；公開號 為CN104210489A的中國專利提出了一種"車路協(xié)同環(huán)境下車輛與行人碰撞規(guī)避方法與系 統(tǒng)"，它利用車載檢測和行人路況做出避碰控制；公開號為CN104724045A的中國專利公開 了一種"行人安全氣囊襯墊"，提出將氣囊覆蓋擋風玻璃，發(fā)生碰撞時對行人提供緩沖。運些 功能在一定程度上可有效減輕對行人所造成的傷害非常值得應用和推廣，然而現(xiàn)實中大多 數(shù)車輛根本不具備運些功能。行人將自身安全寄希望于車輛狀況或駕駛員道德水平，往往 會面臨更大的安全風險。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，提供一種個人主動安全氣囊 系統(tǒng)及控制方法。
[0004] 為了達到上述目的，本發(fā)明采用W下技術(shù)方案： 陽〇化]一種個人主動安全氣囊系統(tǒng)，包括用于采集個人周邊設定范圍內(nèi)的環(huán)境數(shù)據(jù)的環(huán) 境采集子系統(tǒng)、用于接收環(huán)境采集子系統(tǒng)發(fā)送過來的環(huán)境原始數(shù)據(jù)，通過計算周邊環(huán)境變 化情況來判斷是否發(fā)生危險情況的安全預判子系統(tǒng)W及用于碰撞時提供安全保護的安全 氣囊子系統(tǒng)，所述環(huán)境采集子系統(tǒng)、安全預判子系統(tǒng)W及安全氣囊子系統(tǒng)順序連接。
[0006] 優(yōu)選的，所述環(huán)境采集子系統(tǒng)包括攝像頭、超聲收發(fā)探頭、=維加速計、電場感應 器W及磁場感應器，所述攝像頭、超聲收發(fā)探頭、=維加速計、電場感應器W及磁場感應器 均與安全預判子系統(tǒng)連接。
[0007] 優(yōu)選的，所述超聲收發(fā)探頭為多個，所述多個超聲收發(fā)探頭呈多維相陣排列。
[0008] 優(yōu)選的，所述安全預判子系統(tǒng)為可穿戴計算機，所述可穿戴計算機為片上系統(tǒng)或 其他低功耗高性能計算機系統(tǒng)。
[0009] 優(yōu)選的，所述安全氣囊子系統(tǒng)包括藥劑起爆器、藥劑筒、快速氣閥、高壓氣罐W及 多個氣囊；所述藥劑起爆器分別與藥劑筒和快速氣氛連接，所述高壓氣罐與快速氣閥連接， 所述多個氣囊并聯(lián)連接后與藥劑筒及快速氣閥連接。
[0010] 優(yōu)選的，所述氣囊是由聚酷胺織物制成的氣囊。
[0011] 本發(fā)明還提供了一種個人主動安全氣囊系統(tǒng)的控制方法，該方法包括下述步驟：
[0012] 步驟210、開始：電源接通后系統(tǒng)進入工作狀態(tài)，完成系統(tǒng)自檢對各功能模塊或附 屬設備進行初始化和狀態(tài)測試；自檢通過后進入步驟220 ;
[0013] 步驟220、采集環(huán)境參數(shù)：實時采集接入系統(tǒng)的各類傳感器信號，將非數(shù)字信號轉(zhuǎn) 換為數(shù)字數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)傳送至運算單元轉(zhuǎn)至步驟230 ;
[0014] 步驟230、計算環(huán)境變化：解算出其相對系統(tǒng)的運動方向、速度或加速度的物理變 化情況，
[0015] 步驟240、判斷是否安全；判斷是否存在可能與系統(tǒng)發(fā)生碰撞情況及碰撞的危險 程度
[0016] 步驟250、判斷是否關閉系統(tǒng)：電源導通循環(huán)進入步驟220,否則進入步驟270 ;
[0017] 步驟260、打開安全氣囊：迅速打開安全氣囊，并可同時發(fā)出聲光報警型號；當安 全氣囊完全打開后進入步驟270 ;
[0018] 步驟270、結(jié)束：系統(tǒng)停止工作；若安全氣囊被打開可釋放氣體后恢復原狀，更換 藥筒或高壓氣罐恢復有用狀態(tài)；進入備用狀態(tài)。
[0019] 優(yōu)選的，所述步驟201中，所述各類傳感器信號包括視頻圖像、超聲、=維加速度、 電場或磁場信號。
[0020] 優(yōu)選的，步驟230具體為：
[0021] 步驟231、基于視覺的碰撞檢測及參數(shù)解禪，利用視覺=維重建技術(shù)設系統(tǒng)為 0(0, 0, 0)原點坐標重構(gòu)物體在t時刻虛擬環(huán)境下的S維P(x，y，Z)坐標位置；結(jié)合t。時刻 物體歷史坐標P' (X'，y'，Z')解算出其相對系統(tǒng)的距離1、運動方向I(i，j，k)、速度V或 加速度a的物理變化情況；
[0022] 步驟232、基于超聲的碰撞檢測及參數(shù)解禪，利用超聲=維重建技術(shù)設系統(tǒng)為 0(0, 0, 0)原點坐標重構(gòu)物體在t時刻虛擬環(huán)境下的S維P(x，y，Z)坐標位置；結(jié)合t。時刻 物體歷史坐標P' (X'，y'，Z')解算出其相對系統(tǒng)的距離1、運動方向I(i，j，k)、速度V或 加速度a的物理變化情況；
[0023] 步驟233、基于電場的碰撞檢測及參數(shù)解禪，利用電場=維重建技術(shù)設系統(tǒng)為 0(0, 0, 0)原點坐標重構(gòu)物體在t時刻虛擬環(huán)境下的S維P(x，y，Z)坐標位置；結(jié)合t。時刻 物體歷史坐標P' (X'，y'，Z')解算出其相對系統(tǒng)的距離1、運動方向I(i，j，k)、速度V或 加速度a的物理變化情況；
[0024] 步驟234、基于磁場的碰撞檢測及參數(shù)解禪，利用磁場=維重建技術(shù)設系統(tǒng)為 0(0, 0, 0)原點坐標重構(gòu)物體在t時刻虛擬環(huán)境下的S維P(x，y，Z)坐標位置；結(jié)合t。時刻 物體歷史坐標P' (X'，y'，Z')解算出其相對系統(tǒng)的距離1、運動方向I(i，j，k)、速度V或 加速度a的物理變化情況；
[00對其中計算公式為：
[0026] 1 =IOP
[0027] I(i，j，k) =P(x，y，z)-P' (X'，y' ,Z')

[0030] V'為t。時刻速度，初始可認為V' =0。
[0031] 優(yōu)選的，步驟240具體為：
[0032] 步驟241、判斷是否存在碰撞，判斷公式為： 陽03引IP+AtII《L，其中At為安全反應時間參數(shù)，其中AtG化ls，5s]，L為安全距 離參數(shù)，LG[0.Im, 2m];若不滿足條件則判斷為不會發(fā)生碰撞轉(zhuǎn)至步驟250 ;
[0034] 步驟242、計算碰撞的危險程度，采用近似判斷公式V《v,anda《a,，其中V,為 安全相對速度參數(shù)，v,G[Okm/s, 20km/s]，a,為安全相對加速度參數(shù)，a,G[0.Ig,l.Og]; 若判斷將出現(xiàn)有嚴重傷害的碰撞轉(zhuǎn)至步驟260 ;
[0035] 步驟243、跌倒危險程度，針對啟用安全模式相對地面跌倒的情況采用近似判斷公 式，a《a,，其中a,為安全相對加速度參數(shù)，a,G[0.Ig, 0.5g];若判斷將出現(xiàn)有嚴重傷害的 碰撞轉(zhuǎn)至步驟260。
[0036] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點和有益效果：
[0037] 1、本發(fā)明是基于數(shù)字化傳感器技術(shù)，通過攝像頭、超聲波、電場或電磁等多種方式 實時采集安全系統(tǒng)與環(huán)境對象之間的距離及相對運動變化情況，并利用=維加速計采集自 身運動狀態(tài)信息。
[0038] ①應用基于視覺的碰撞檢測及參數(shù)解禪，利用視覺=維重建技術(shù)將系統(tǒng)視為 0(0, 0, 0)原點坐標重構(gòu)物體在t時刻虛擬環(huán)境下的S維P(x，y，Z)坐標位置；結(jié)合t。時刻 物體歷史坐標P' (X'，y'，Z')解算出其相對系統(tǒng)的距離1、運動方向I(i，j，k)、速度V和 加速度a的物理變化情況。
[0039] ②應用基于超聲的碰撞檢測及參數(shù)解禪，利用超聲S維重建技術(shù)設系統(tǒng)為 0(0, 0, 0)原點坐標重構(gòu)物體在t時刻虛擬環(huán)境下的S維P(X，y，Z)坐標位置；結(jié)合to時刻 物體歷史坐標P' (X'，y'，Z')解算出其相對系統(tǒng)的距離1、運動方向I(i，j，k)、速度V或 加速度a的物理變化情況；
[0040] ③應用基于電場的碰撞檢測及參數(shù)解禪，利用電場S維重建技術(shù)設系統(tǒng)為 0(0, 0, 0)