CN102717773A - 一种汽车安全带的检测控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车安全带的检测控制方法和装置，其中方法包括：步骤一，通过摄像头采集车内的座位图象；步骤二，通过对所述座位图象进行图像识别，找出有乘客的座位；步骤三，对所述有乘客的座位进行细节图像截取，获得细节图像；步骤四，对所述细节图像进行分析，获得乘客是否系上安全带的分析结果；步骤五，根据所述分析结果和当前车速，进行告警控制和车速控制。本发明能够综合安全带信息和当前车速进行车速控制，杜绝未系安全带的高速行使，保障乘客的生命安全。

Description

一种汽车安全带的检测控制方法及装置

技术领域

本发明涉及汽车安全技术，特别是涉及一种汽车安全带的检测控制方法及装置。

背景技术

安全是人们出行的最基本需求，有些人在购车时也非常注重车辆的安全性能，但是对于直接保护驾乘人员生命安全的安全带却重视不够。

在高速行驶的汽车发生碰撞或紧急制动时，汽车突然减速，但驾驶员及乘客仍然具有向原行驶方向前进的巨大惯性，这会使驾乘人员与车内的方向盘、挡风玻璃、座椅靠背、车门等物体发生二次碰撞，甚至将驾乘者抛离座位或抛出车外，造成对驾乘人员的严重伤害。而汽车安全带的作用就是防止发生二次碰撞，将乘员牢牢地拴在座椅上，化解惯性力，吸收撞击能量，避免受伤或减轻驾乘人员的受伤程度。

汽车事故调查表明，当汽车发生正面碰撞时，如果系了安全带，可使事故死亡率减少57％，侧面撞车时可使事故死亡率减少44％，翻车时可使事故死亡率减少80％，可见安全带的作用巨大，而且拥有安全气囊如果没系安全带的话，安全气囊一爆也等于撞到墙上，故在驾驶时无论何时都要将安全带系上，但是现在很多人都不喜欢将安全带系上，采用各种方式防止安全带未系的警告响起。

例如，有的驾驶员认为在城里开车速度不高，完全不需要安全带，但又烦扰于未系安全带的报警，于是采用替代插片代替安全带的插头，替代插片插在插座上后会阻止报警器鸣叫。

再例如，有的驾驶员认为系上安全带后自由度受限，行动不便，于是采用将安全带从背后直接插在座位旁的插孔里来骗过报警器。

事实上，即使车辆在较慢的速度下行驶，若发生碰撞或紧急制动，惯性仍然会使车内乘员与方向盘、挡风玻璃等设施发生二次碰撞，并对其身体造成损害。经研究表明，在我国有80％的驾乘人员没有自觉系安全带意识和习惯，未系安全带是导致道路交通死亡事故发生的第三大原因，仅次于超速行驶和酒后驾驶。

因此，如何采用有效手段，识别出乘客是否真实有效地系上了安全带，并且，强制驾乘人员在高速行驶之前系上安全带，是降低交通死亡事故，保护驾乘人员生命安全的重要研究方向。

发明内容

本发明的目的是提供一种汽车安全带的检测控制方法及装置，能够综合安全带信息和当前车速进行车速控制，杜绝未系安全带的高速行使，保障乘客的生命安全。

为了实现上述目的，本发明提供了一种汽车安全带的检测控制方法，其包括如下步骤：

步骤一，通过摄像头采集车内的座位图象；

步骤二，通过对所述座位图象进行图像识别，找出有乘客的座位；

步骤三，对所述有乘客的座位进行细节图像截取，获得细节图像；

步骤四，对所述细节图像进行分析，获得乘客是否系上安全带的分析结果；

步骤五，根据所述分析结果和当前车速，进行告警控制和车速控制。

优选地，上述的方法中，所述步骤五具体包括：当所述分析结果为没有系上安全带，并且当前车速大于起步车速，则进行告警，并通过油门控制器和档位控制器将车速限制在安全车速之下，其中，所述起步车速的取值范围为0-15公里/小时;所述安全车速的取值范围为30-40公里/小时。

优选地，上述的方法中，所述步骤五具体包括：当所述分析结果为已经系上安全带，并且在所述当前车速大于或等于行车车速的条件下，使安全带锁自动落锁；在当前车速小于所述行车车速的条件下，使所述安全带锁解锁。

优选地，上述的方法中，所述行车车速的取值范围为15-25公里/小时。

优选地，上述的方法中，所述步骤五具体包括：当所述分析结果为没有系上安全带，则进行告警，并禁止车辆起步。

优选地，上述的方法中，所述步骤四中，通过查找分析安全带图形形状以及通过所述安全带的插座内是否有插头卡合来获得所述分析结果。

本发明还提供一种汽车安全带的检测控制装置，其包括：

摄像头，用于：采集车内的座位图象；

识别单元，用于：通过对所述座位图象进行图像识别，找出有乘客的座位；

截取单元，用于：对所述有乘客的座位进行细节图像截取，获得细节图像；

分析单元，用于：对所述细节图像进行分析，获得乘客是否系上安全带的分析结果；

控制单元，用于：根据所述分析结果和当前车速，进行告警控制和车速控制。

优选地，上述的装置中，所述控制单元具体用于：

当所述分析结果为没有系上安全带，并且当前车速大于起步车速，则进行告警，并通过油门控制器和档位控制器将车速限制在安全车速之下；

当所述分析结果为已经系上安全带，还包括：在所述当前车速大于或等于行车车速的条件下，使安全带锁自动落锁；在当前车速小于所述行车车速的条件下，使所述安全带锁解锁。

优选地，上述的装置中，所述控制单元具体用于：当所述分析结果为没有系上安全带，则进行告警，并禁止车辆起步。

优选地，上述的装置中，所述分析单元通过查找分析安全带图形形状以及通过所述安全带的插座内是否有插头卡合来获得所述分析结果。

本发明实施例具有以下技术效果：

1）本发明实施例通过将是否系安全带的分析结果和当前车速进行综合考虑来进行车速控制，从而可以杜绝未系安全带的高速行使，确实保障乘客的生命安全；

2）本发明实施例还通过摄像头直接检测座位是否有人，从而省略了座椅承重传感器，节约了成本；

3）本发明实施例还通过细节图像进行分析来判断乘客是否系上安全带，从而防止乘客作假；

4）本发明实施例通过安全带锁，杜绝了高速行驶下私自解开安全带的危险行为。

附图说明

图1为本发明方法实施例的步骤流程图；

图2为本发明提供的装置实施例的逻辑结构图；

图3为本发明提供的安全带监控控制器的输入输出示意图；

图4为本发明提供的安全带监控控制器控制原理图；

图5为本发明提供的安全带监控控制器内部原理图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对具体实施例进行详细描述。

图1为本发明方法实施例的步骤流程图，如图1所示，本发明实施例提供了一种汽车安全带的检测控制方法，其包括：

步骤101：通过摄像头采集车内的座位图象；

步骤102：通过对所述座位图象进行图像识别，找出有乘客的座位；

步骤103：对所述有乘客的座位进行细节图像截取，获得细节图像；

步骤104：对所述细节图像进行分析，获得乘客是否系上安全带的分析结果；

步骤105：根据所述分析结果和当前车速，进行告警控制和车速控制。

可见，本发明实施例通过将是否系安全带的分析结果和当前车速进行综合考虑来进行车速控制，从而可以杜绝未系安全带的高速行使，确实保障乘客的生命安全。此外，本发明实施例还通过摄像头直接检测座位是否有人，从而省略了座椅承重传感器，节约了成本；还通过细节图像进行分析来判断乘客是否系上安全带，从而防止乘客作假。

其中，摄像头可以安装在座位的前方，可以每个座位对应安装一个，也可以只安装一个广角摄像头，只要能够拍下所有座位的情况即可。

其中，所述步骤105具体包括：如果所述分析结果为没有系上安全带，并且当前车速大于起步车速，则进行告警，并通过油门控制器和档位控制器将车速限制在安全车速之下。

油门控制器可以控制喷油量，档位控制器可以禁止进入用于高速行使的高档位，二者结合，可以很好的控制车速。

其中，如果所述分析结果为已经系上安全带，还包括：在所述当前车速大于或等于行车车速的条件下，使安全带锁自动落锁；在当前车速小于所述行车车速的条件下，使所述安全带锁解锁。

所述安全带一般包括束带，束带一端为安全带插头，座椅边上具有安全带插座，安全带插头插入安全带插座后，会卡合固定，固定后可以通过按钮开关解除卡合。为了防止在高速行驶时乘客通过该按钮开关自行解除卡合，本发明采用了安全带锁，上锁后乘客无法自行解除卡合，无法解开安全带。从而杜绝了高速行驶下私自解开安全带的危险行为。

其中，所述起步车速的取值范围可以为0-15公里/小时；所述安全车速的取值范围可以为30-40公里/小时；所述行车车速的取值范围可以为15-25公里/小时。以上仅为参考值，可以根据需要更改设定。

另外，所述步骤105中，如果所述分析结果为没有系上安全带，则进行告警，并禁止车辆起步。也就是不系安全带直接禁止行驶。

在步骤104中，可以通过查找分析安全带图形形状以及通过所述安全带的插座内是否有插头卡合来获得所述分析结果。具体包括：通过在细节图像中查找安全带的形状和长度，并且根据其显露的长度和在图像中的位置，可以分析出是否绕过并系住乘客，或者只是被乘客靠在身后并没有系住乘客。而插头是否卡合可以通过插头内的电信号获得，从而获得安全带是否真正系住的信息。

进一步的，为了提高检测效率，可以在安全带的束带材料中嵌入特殊的荧光或反光材料，以降低捕获难度，或者在束带上加入特殊花纹或图案，以降低识别难度。

在步骤102中，图像识别可以采用成熟的人脸识别技术，可以准确快捷的判断出座位上是否有人，进一步的，还可以根据人脸图像与座椅图像的比例关系，判断出座位上的是否为儿童，并且可以针对儿童采取特别的安全措施，例如仅在停车后才打开安全带锁。

图2为本发明提供的装置实施例的逻辑结构图，如图2所示，本发明还提供了一种汽车安全带的检测控制装置的实施例，其包括：

摄像头201，用于：采集车内的座位图象；

识别单元202，用于：通过对所述座位图象进行图像识别，找出有乘客的座位；

截取单元203，用于：对所述有乘客的座位进行细节图像截取，获得细节图像；

分析单元204，用于：对所述细节图像进行分析，获得乘客是否系上安全带的分析结果；

控制单元205，用于：根据所述分析结果和当前车速，进行告警控制和车速控制。

所述控制单元205具体用于：如果所述分析结果为没有系上安全带，并且当前车速大于起步车速，则进行告警，并通过油门控制器和档位控制器将车速限制在安全车速之下；如果所述分析结果为已经系上安全带，还包括：在所述当前车速大于或等于行车车速的条件下，使安全带锁自动落锁；在当前车速小于所述行车车速的条件下，使所述安全带锁解锁。

所述控制单元205还可以具体用于：如果所述分析结果为没有系上安全带，则进行告警，并禁止车辆起步。

其中，所述分析单元204，通过查找分析安全带图形形状以及通过所述安全带的插座内是否有插头卡合来获得所述分析结果。

在具体实现中，本发明的识别单元202、截取单元203、分析单元204和控制单元205可以设置在安全带监控控制器内。

图3为安全带监控控制器的输入输出示意图。如图3所示，其接收摄像头和安全带开关的数据，控制安全带锁，并通过CAN总线向发动机控制器和仪表发送控制信号。

其中，各个控制器的工作如下：

发动机控制器，发送发动机转速信号车速信号等，接收安全带监控控制器速度限制信号控制喷油量等，以限制速度；

仪表，接收到安全带监控控制器发送的安全带未系信号，相应的LED灯点亮，并蜂鸣器响，警告驾驶员，让车内人员都系上安全带。

图4为本发明提供的安全带监控控制器控制原理图；如图4所示，安全带监控控制器实施例的控制原理如下：

步骤401，当点火钥匙开关打到on档时，安全带监控控制器上电开始工作；

步骤402，用摄像头采集座椅方向数据；

步骤403，通过内部模式识别，判断座位上是否有人，如果没有，则摄像头进入低功耗模式不工作，转到步骤412，如果座椅上有人，转到步骤404；

步骤404，数据截取（提取有用信息），采集乘员身上有没有系上安全带；

步骤405，数据分析，通过内部摄像头细节捕获数据进行分析；

步骤406，判断车内人员是否系上安全带？是则步骤408；否则步骤411，此外还通过步骤407将相应的安全带状态信号发送到总线上；

步骤408，判断车速是否大于行车车速（此处可采用20公里/小时），是则步骤409，否则步骤410；

步骤409，将安全带锁锁上；

步骤410，安全带锁解锁，返回步骤402；

步骤411，发送车速限制信号，限制车速；

步骤412，判断车速是否在安全车速（此处为设定值，该实施例选择为20公里每小时）以下，是则返回步骤402，否则继续降低车速。

其中，将相应的信号发送到总线上后，可以再判断发动机有没启动，一旦启动如果判断人没系上安全带则声光提示用户安全带未系，并且只有当乘员系上安全带时才能开动汽车（或者限制车速），而且如果乘员在行车途中安全带锁自动锁上，只有车速低于一定值时才解除锁。

图5为本发明提供的安全带监控控制器内部原理图，如图5所示，摄像头采集的数据需要进行AD（模数）转换，模式识别可以借助预先存储的专家数据库中的资料，总线采用CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)模块，安全带卡扣的信号由IO(Input/Output，输出/输入)采集，运算功过MCU(Micro Control Unit，微控制单元)完成。

图5中具体处理过程如下：

安全带卡扣是否卡上的信号通过IO采集发给MCU；

摄像头采集的数据进行AD转换，然后进行模式识别，找出有乘客的座位，然后通过专家数据库中的资料进行比对，判断出乘客是否系上安全带，乘客是否系上安全带的信息发送给MCU；

MCU根据安全带卡扣是否卡上的信号以及乘客否系上安全带的信息进行运算，获得车速控制策略、报警控制策略和安全带锁控制策略，根据安全带锁控制策略控制安全带锁，并且把车速控制策略、报警控制策略通过CAN模块生成CAN信号；

发动机控制器，通过该CAN信号中的车速控制策略进行车速控制。

仪表通过该CAN信号中的报警控制策略进行LED灯和蜂鸣器控制。

由上可知，本发明实施例具有以下优势：

1）本发明实施例通过将是否系安全带的分析结果和当前车速进行综合考虑来进行车速控制，从而可以杜绝未系安全带的高速行使，确实保障乘客的生命安全；

2）本发明实施例还通过摄像头直接检测座位是否有人，从而省略了座椅承重传感器，节约了成本；

3）本发明实施例还通过细节图像进行分析来判断乘客是否系上安全带，从而防止乘客作假；

4）本发明实施例通过安全带锁，杜绝了高速行驶下私自解开安全带的危险行为。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种汽车安全带的检测控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，通过摄像头采集车内的座位图象；

步骤二，通过对所述座位图象进行图像识别，找出有乘客的座位；

步骤三，对所述有乘客的座位进行细节图像截取，获得细节图像；

步骤四，对所述细节图像进行分析，获得乘客是否系上安全带的分析结果；

步骤五，根据所述分析结果和当前车速，进行告警控制和车速控制。

2.根据权利要求1所述的检测控制方法，其特征在于，所述步骤五具体包括：

当所述分析结果为没有系上安全带，并且当前车速大于起步车速，则进行告警，并通过油门控制器和档位控制器将车速限制在安全车速之下，其中，所述起步车速的取值范围为0-15公里/小时；所述安全车速的取值范围为30-40公里/小时。

3.根据权利要求1所述的检测控制方法，其特征在于，所述步骤五具体包括：

当所述分析结果为已经系上安全带，并且在所述当前车速大于或等于行车车速的条件下，使安全带锁自动落锁；在当前车速小于所述行车车速的条件下，使所述安全带锁解锁。

4.根据权利要求3所述的检测控制方法，其特征在于，

所述行车车速的取值范围为15-25公里/小时。

5.根据权利要求1所述的检测控制方法，其特征在于，所述步骤五具体包括：

当所述分析结果为没有系上安全带，则进行告警，并禁止车辆起步。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的检测控制方法，其特征在于，所述步骤四中，通过查找分析安全带图形形状以及通过所述安全带的插座内是否有插头卡合来获得所述分析结果。

7.一种汽车安全带的检测控制装置，其特征在于，包括：

摄像头（201），用于：采集车内的座位图象；

识别单元（202），用于：通过对所述座位图象进行图像识别，找出有乘客的座位；

截取单元（203），用于：对所述有乘客的座位进行细节图像截取，获得细节图像；

分析单元（204），用于：对所述细节图像进行分析，获得乘客是否系上安全带的分析结果；

控制单元（205），用于：根据所述分析结果和当前车速，进行告警控制和车速控制。

8.根据权利要求7所述的检测控制装置，其特征在于，所述控制单元（205）具体用于：

当所述分析结果为没有系上安全带，并且当前车速大于起步车速，则进行告警，并通过油门控制器和档位控制器将车速限制在安全车速之下；

当所述分析结果为已经系上安全带，还包括：在所述当前车速大于或等于行车车速的条件下，使安全带锁自动落锁；在当前车速小于所述行车车速的条件下，使所述安全带锁解锁。

9.根据权利要求7所述的检测控制装置，其特征在于，所述控制单元（205）具体用于：当所述分析结果为没有系上安全带，则进行告警，并禁止车辆起步。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的检测控制装置，其特征在于，所述分析单元（204）通过查找分析安全带图形形状以及通过所述安全带的插座内是否有插头卡合来获得所述分析结果。

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