CN104933824A - 机动车内人员保护系统 - Google Patents

Abstract

机动车内人员保护系统，本发明对机动车内座椅上的人员进行识别并发出警报和远程通知，属于安全装置。具体地讲是当机动车没有在发动状态时，系统首先确定车辆座椅上是否有人存在，通过对人员的状况进行检测，来启动报警和远程通知，可以实现手机短信通知功能，紧急情况下实现自动拨打紧急电话求救功能，拨叫号码存储在系统中的存储卡上，用户可以通过LED人机界面选择需要存储的号码及紧急情况需要发送的信息内容。无线通讯部分采用移动网络通讯与互联网，实现及时快速，可靠的发送声音或视频信息至目标客户端。

Description

机动车内人员保护系统

1.技术领域

系统属于机动车内人员安全有关的检测和报警通知装置。属于安全防护领域，涉及机动车安全保护，和远程通讯领域。适用于有安全需求的各类型机动车辆上的安全保护系统。

2.背景技术

2013年3月4日长春一两个月大的婴儿随车辆被盗，最终失去生命。夏季多超儿童被遗忘在班车中，最终因缺氧而失去生命。不仅儿童，成人滞留车中，或在车中休息时，因为缺乏相关常识而打开空调或暖气导致因缺氧而失去生命的也是比比皆是。即使是成人而且理智清醒，但如果没有手机信号也很难及时获得救助。尽管大部分事件发生时都会有路人在危险发生之前相助，却有相当多的事件结果造成了人员的伤害，对个人及家庭带来了巨大的悲痛。

发生这些事件的前提是在车辆发动机已经熄火，而潜在的危险在于有人员仍然留在车辆内，导致与车辆一起遭遇危险。另外，儿童通常被安置在认为安全的车辆后座上，因而增加了被忽略和遗忘的几率，尤其是在多人共同乘座的班车中，因为座位太多，如果大家下车后没有人去检查是否有人员因为睡觉或其他原因仍然留在车中则很容易被遗忘，这种依靠人员的细心来保证的安全是不可靠的。或者成人在车中等候，但之后被遗忘的情形，虽然不可思议，但却会发生在日常生活中。但这些情况在很多时候又不可避免。

除了上述情况之外，儿童有可能进入停着的车辆中玩耍，而停留在里面，这种情况则更加难以被发现，而且增加了父母找到孩子的难度。这种情况下一旦孩子处在危险之中则很难获救。

当发生危险情况，有人被困在车中，却无法求救时，比如人的健康状况突然恶化而失去求救的能力时，往往在发生这种情况时很难被他人发现，而导致这些情况一旦发生会对受害人及其家属造成巨大的伤害，因此而改变一个家庭的命运的情况更是时常发生。

3.发明内容

(1)概述

本系统设计用来提供报警或无线信息提醒，提示车主或路人，或者是可以联系到的人，在停止的车辆中有人员滞留。这些信息包括在停车的过程中提醒车主车中车中还有人存在，或以鸣笛和视讯信息的形式来尝试引起过路人员的注意，或者以无线通讯的形式通知车主车辆中有人员滞留，更进一步的，遇到紧急情况可以为车内人员发出求救电话。此系统设计用于检测有人员被遗忘在机动车辆中的情况。

此系统用于提醒和通知车辆相关人员有人员被遗忘在车辆中，并在紧急情况下拨打紧急电话来求救。本系统包括：压力传感器，加速度表，视觉传感器，警报系统，控制器，显示器。当压力传感器检测到压力，而且加速度表没有检测到运动，控制器驱动视觉传感器识别物体，并结合两次的结果激活警报系统。

系统中的其中一种形式中还包括一个临时的用于解除警报的复位开关。

一个具体结构中，压力传感器装在座椅上，比如在座椅的前表面，后表面，或者是驾驶座椅上，或者全部座位都安装。

在通知系统设备中，播放声音，比如当激活时播放歌曲，或者是求救录音，通知系统也可以在压力传感器检测到压力信号到信号消失的过程中激活，或者是反之播放不同的声音。

在设备中，在加速度表没有检测到运动之后和通知系统被激活之前，有一个大概15秒的延迟。

在另外一种结构中一旦通知系统被激活，会等待一个预先设定的时间后再次激活。这时可以提供相同的通知方式或者是不同的，比如提供一个增强一级的报警，比如发送短信息，随着时间的增加，报警方式升一级，依次是：声音，短信息，网络，播打车主电话，最高级别是拨打求救电话。越高级别对车内人员的安全越有保证。

这里还有一个设备用于提供车内座椅上有人存在的信息即，检测到有人在车内座椅上，或车子的座椅在移动，或者通知，提供指示检测到有人在座位上和指示座位在移动的信息。

传感器安装时，可以安装在车辆的座椅的前表面，后表面，或者是缓冲座椅表面。

另外一个装置用来检测车辆的加速度。

另一个装置，用来提供通知的系统会播放声音。

另外一个显示器用来提供报警的声音及视频信息的存储，和系统中定时器的时间，报警级别的使用，及报警级别对应的报警形式的选择。

另外，还有用于辅助检测在停着的机动车中有人的方法包括，检测是否有人在车辆中，检测车辆是否有运动，和如果有人在车中而且车子没有运动，生成通知信号，指示车中有人存在。

(2)附图简要说明

图1是报警系统的工作原理示意图。

图2指示通知系统在车辆中的安装位置。

图3电路图，显示控制系统包括报警系统的电路板。

图4报警系统通知部分电路图

(3)设备具体说明

这里讨论的报警系统和方法包括四个主要的元器件，这些元器件分别有不同的配置。首先，有一个警笛用于指示车内有被遗忘的人员存在时来提醒车主或附近的人存在的潜在危险，引起大家的注意。系统还包括一个人员检测器，用于确定是否有人在机动车中而且正确的激活报警。系统中包含一个检测装置目的是用于确定机动车是否在工作。通常这样的系统用于确定机动车的运动。系统中包含一个显示装置，用于显示在紧急时刻显示车内的情况。最后，系统包含一个处理器或类似的控制装置用于定位和控制操作系统中的其他部件。

之前类似系统的主要问题在于，即使车内没有人，系统也可能报警，或者在车辆行驶过程中报警装置被激活，而发出报警。这样的系统的一个问题就是当座椅被占用时，系统不能有效启动，和有人被遗忘在车里的情况时对报警系统进行控制。由于这个原因，当车内有人被遗忘在其中时就需要有一个自动启动报警的装置，而一切条件已知即车辆在行驶时解除报警的按键可以有效的将报警解除。

这个临时卸除报警装置用于当有人在座椅上，而座椅被安装在静止的表面却没有警报被激活。这样系统就不会受当座位没在车辆上而报警被激活的困扰了。比如，如果系统用于与驾驶员的移动设备交叉使用，用户知道有人会被留在车上，但系统可以不被激活(如用户在教堂里，或在看电影)，用户可以在他们不在车里时将报警解除一定时间，然后在一断时间以后再自动启动。

在更进一步的系统中，系统可以包括一个再次解除报警按钮以便当在车外的时间小于期望值时，用户可以安全的将报警系统再次解除，而不是等待解除报警的计时到时间后才能被解除。在一个装置中，这个再次解除报警的装置会在系统检测到座位上已经没有人之后自动激活。

在图1的装置中，系统总是处于打开状态以便监测车内的状态。这个装置在非正常情况下有人出现在车内时要更有用。在系统中的通知系统仅当人员检测传感器确定车内没有人存在时可以被禁用，因为此时没有必要监测机动车内是否有人。在禁用状态，通知系统会处于静音状态。

确定座位上是否有人的方法可以有很多种。系统用来确定车内有人存在的方法包括一个重量感应平台。这个平台会检测座椅上人的重量。座椅上的重量即使只有500克或1千克，也会激活系统来指示座位被占用，而系统开始工作。

可替代装置中，可以使用其他的检测人的传感器系统。比如，可以检测一个人的体温，或声音，而不是重量。这样的传感器可以检测车辆座椅上的一个温暖的物体，或者可以检测一个特定的声音的出现。比如，一个发射器和一个相反方向的接收器之间的信号被遮挡。这样的传感器可以是光(比如红外线发射和接收装置)，声音，电离子，电感，电容，红外光，机械的或其他已知的形式。

在运动检测系统中也可以使用类似的替代方案。通常用于检测车内的区域的运动，比如，从前面座椅的背面来观察。这可能是更加优化的检测系统，用于检测在安全座椅上的孩子，或者在更开放的座椅上的人的运动，人可能因为睡觉或运动离开一种类型的传感器的检测范围。在一个装置中，可以使用红外传感器，尽管可以使用其他传感器，比如，声音，雷达或与现有的车辆传感器相配合，或者是发射器或汽车车电子系统来定位入侵者。其中的一个例子是车辆保护气囊可以用于确定乘客的尺寸和重量，或者用于检测车辆平衡的传感器，或者是用安全带的松紧程序来检测乘客的存在。很明显，运动感应系统对于重量比较大的人(有可能是孩子或宠物)会更加有用，因为他们往往不限于在车辆座椅上。

在更高一级的装置中，系统可以被应用于相反要求的保护系统。比如，家长不希望在车辆行驶过程中孩子不系安全带或不坐在座椅上，此时用于感应孩子离开座椅指定区域的报警被激活。这种可选择模式可以使用不同的声音来提示。当人员检测用的传感器如压力传感器的信号消失时，显示孩子不在座位上(可能是其它类型的传感器用于检测安全带松开)，同时可以检测车辆是否在运动。而发出报警提示父母注意孩子的安全。孩子们不断增加的独立性增加了被限制的难度，也就增加了危险的可能性。在装置中，系统可以在两种模式间切换从而增加功能性，或者同时工作在两种模式下。

人员存在检测系统，比如上面讨论的可以单独使用，或者组合使用，取决于配置。比如，一个重量传感器可以用于检测较小的孩子或者是座椅只有一部分被占用的情况。声音检测器可以用来确定可移动的或手提的部分存在于系统中，用于保证机动车中的人员的安全，而不需要在各种装置间进行切换。除非两个系统都显示有人在车中存在，否则系统会保持解除报警状态。如果系统的感应部分安装在比如安全座椅上则不需要把孩子抱离座椅来解除报警，因为父母只需要把安全座椅搬走，而不是孩子。因此这样的座椅就可能不需要的手动解除报警的装置。

如图中所描述的，系统中有一个提醒或通知的装置。提醒系统通常是一个声音和视觉相结合的系统，用于提醒机动车中还有人。通知可以包括声音，触觉，视觉，电子或任何其他可以提醒车中有人的方式。提醒系统，取决于具体形式，可以包括一个敏感的但是特殊的以各种方式来吸引路人来检查车中是否有人，以便使车里的人得到救助。系统也可能包括各种不同的报警，比如提供一个逐级增加的报警系统。其中一种形式是，系统在特定时间段内仅在车内提供一种敏感的提醒。如果系统检测到在这段时间内一直出现，系统可以提升的报警的级别比如给车主打电话，如果系统检测到车内的人出现危险情况可以将报警的级别再次提升，向相关部门发出紧急求救信号。有时报警可以触发防盗系统，比如提供外部的扬声器或利用汽车本身的喇叭。

报警系统可以是自给的，也可以是与外部的有线或无线的车辆电子通讯系统集成，可以与车辆现有电子系统集成(比如允许车辆喇叭来做为警报扬声器)，或者与其他远程通讯接口如车主的电话，寻呼机，或其他无线设备或方式，如微博，微信等。系统可以以无线通讯或用有线的形式来激活报警系统。

在这种情况下一旦检测到车辆没有加速度系统应被激活，车辆感应系统通常没有延迟。报警系统可以包括一个扬声器和相关的电子器件，带有记忆卡存有儿童歌曲比如催眠曲或录制的声音并带有媒体播放的通用接口，如USB等。如果检测到车辆没有加速度，报警会播放一个简短的歌曲，大约15到30秒。如果车辆的门或窗是开着的，报警器可以是一个附加的扬声器，也可以只是视频来提醒车主或附近的人。这种类型的报警当作为孩子被遗忘在车中的报警器时，设计成敏感的，无干扰的。提示声音特别有用因为它不是噪音，可以重复播放而不会成为噪音。比如，系统在每次车辆停止时发出一次声音，比如在等红灯时提醒父母孩子在车里。系统也会在车辆停止时发出声音提醒车主车中还有人滞留。一旦提醒响过后，就可能进入等待模式，在这种模式下会有较长的时间不会再发出警报。如果没有检测到车辆运动，而车内有人，警报就会再响。这样系统就不会在车辆等红灯时变成干扰，却能保证提醒还会发出。

系统中的第三个主要部分是一个用于检测车辆是否在运转的系统。这个系统有效的防止在车辆运转时发出提示声音，同时却不需要关闭或解除通知系统。这样报警就会被有效的禁止在不需要时发出声音。因为在行驶中的车辆上的人员的安全通常不是问题，不会有人被忽略或遗忘。

有很多方法可以确定车辆是否在行驶。其中一种是检测发动机的运转。然而这不是最理想的因为人们不可能离开正在运转的车辆，然而却可能会被遗忘在停着的车里。相反，一个更好的系统是能检测车辆是否在运动。如果车辆在运动，在大多数情况下，车辆会按照同样在车上的司机的指令运动。如果车辆停止，有可能在车上的人是安全的不会被遗忘，也可能会被遗忘，因此就需要一个可靠的报警系统。

为了检测车辆的运动，系统的具体形式可以包括一个运动传感器用来确定车辆是否在运动。具体的说，运动传感器可以是一个加速计，用来检测车辆的加速度，这个仪表可以是任何尺寸和形式。然而，比如，远程定位系统(如GPS)，惯性系统如陀螺仪，红外线，电容性或声学传感器。设计来检测车辆运动的更高级的系统，不一定是运动，可以使用无线接收器来检测车辆的无线信号或接收器和车辆电子系统绑定或其它传感器用来确定速度或发动机功能或监测电池电压的波动，波动通常在启动时发生在车辆停止时结束。更进一步的，声学或振动的传感器也可以用来检测发动机或车辆的噪声或振动来指示车辆在行驶或运动。

加速计可能是较好的选择因为它会在车辆停止，或是没有加速度的任何时间激活报警。而且，加速计是简单的，稳定的，而且对车辆停止敏感，因而，即使车辆的运动是不稳定的或很慢，也不会在车辆运动时激活报警。即使是在巡航或计算机辅助的引航情况下，车辆的运动速度也不是恒定的，而是随着时间有小幅的波动。这些小的加速度使得报警系统不会在车辆运动时激活。同时，当车辆停止时很难产生任何加速度，因而报警会很稳定的被激活。需要注意的是在可选择的多种形式中，加速计和控制器可以更精确的区分加速度和车辆的运动。比如，可以检测一个特定的轴的加速度或特定的速率或曲线。

控制器通常是处理器或类似装置用于控制各元器件的操作。在一种情况下它可能包括一个延时用于在加速计激活到报警发出声音之间的延迟。如上面讨论的报警形式，在加速计检测到信号后几秒报警系统就会发出声音，如果报警系统设计得非常灵敏就不需要延迟了。因此，延时的选择取决于报警本身的形式。如果报警非常敏感，控制器可以没有延时或有一个很小的延时。这样无论车辆在任何时候停止，司机都会被提醒有人在车上。如果报警更敏感，延迟的时间可以更长。这样当车辆在等红灯而不是停止时，报警就不会被激活，而车辆停止时报警会在一个合理的时间后才激活。在另一种情况，控制器可以包括存储卡来记忆报警条件，操作方式或对软件进行测试，或存储处理器的可执行指令。

为了证明系统操作的多样性，这里会描述两个不同的例子。第一个系统中的设备使用两个运动检测器相互配合。第一个运动探测器(一个加速计)确定车辆是否在运动以及报警系统的情况，第二个运动探测器(GPS模块)用来确定如果车辆在运动(指示有人在车上)和激活报警系统。

在这个例子中系统的运行，加速计可以作为辅助。如果加速计输出在任何200ms时间内，在0.1到60MV变化，可以认为车辆在运动。控制器内的计时器(可能设为120s)在确定运动结果后复位到0s。如果计时器到120s车辆被认为在这个时间内没有运动(或一直静止)第二个运动传感器被激活，开始监视。这时车辆被认为可能不再运动，因此需要确认是否车内还有人。这种结构因会安装在用于确定车辆没有在运动的系统中。

加速计在200ms的时间内可以因加速计检测到因有人在座位上运动导致座位的加速度，但这与加速计检测到的车辆的运动产生的加速度不同。

车中的人的运动(或车辆座椅与人之间的运动)通常产生很短的加速度峰值通常持续小于67ms。这些峰值在67ms内是任意加减速的。实际上，加速度是忽动忽停的。然而车辆运动时通常加速度的增加是缓慢的(在同一个方向上有很小的或没有减速出现)，而且超过200ms。这样控制系统可以立即检测出车辆的静止，而忽略因车内人员的运动或座椅的运动而不是车辆运动而可能产生的加速度。通过软件或硬件电路，控制器可以将因车内人员运动而产生的加速度有效的过滤掉。。

延时的选择给关闭车辆，拨掉钥匙，拿走东西，抱孩子，离开车辆(大约120ms)留出了时间。现在讨论的结构中，如果加速计在120秒都没有检测到车辆启动，运动，或转动，第二个运动探测器会开始检测车辆中是否有人存在。当控制器，这里是处理器，检测到第二个运动传感器的输出，它会使能和启动另一个120秒的计时器来计算在下一个120秒内运动的变化次数。如果处理器预先设定一个在这个期间变化的次数，或如果初始脉冲在一段时间内连续低电平，控制器确定有人被遗忘在车里，报警信号被传送到报警系统，报警启动。

如果有人被遗忘在没有点火的车里，报警会在车辆停止后240s激活。如果孩子进入到没有点火的车里，而且被运动传感器或车辆座椅探测器检测到，车辆报警器会在120s后启动。如果车辆停止但发动机在运转，报警系统会在120s后激活，如果孩子还在车里则报警会在另外的120s后响起。

在报警响起时计时器可以被通过一个遥控的或连接到系统中的用于防止产生干扰报警的装置关闭(复位定时器)。

在第二个例子中，系统包含一个重量传感器来检测人的存在同时一个加速计来检测车辆运动。在这种情况下，重量传感器安装在系统中。如果座位上的重量不足以激活系统，则系统保持解除报警状态，报警不会被激活。一旦系统安装，控制系器会激活且监测加速计的输出。如上面讨论的车辆加速计检测到运动，则控制器不会激活报警。一旦车辆加速计没有检测到运动信号，在很短的时间内(如5s)控制器启动。这样，如果车辆以相对均匀的速度导航行驶时的错误警报被禁止了。如果车辆在短的延迟时间内没有运动，报警由控制器控制响起。这时对车内的人员播放音乐作为提醒。如果一首歌播放结束，系统进入保持状态，允许一个长的延时(如30s)再来确定车辆的运动。如果没有运动，报警由控制器控制再次启动。如果检测到运动持续一段时间，系统会复位。这个系统可以用来在车主离开车辆时做出提醒。

更具体的，当车内人员没有在座椅上，视觉检测装置也会对车内情况进行检测，从而在需要时触发通知来识别系统的报警是否解除。在这种结构中，通知装置会发出一系列的哔哔声或鸟叫声指示报警解除了。如果没有人停留在车中，通知系统会处在报警解除状态而不会打扰到别人。如果车上仍然有人则会立刻报警提醒车主来停下车子检查车内人员的安全状况。

这种情况下可以预先设定报警的次数，有人在车上(比如大约300s后)，控制器会升级报警，在这种结构中，包括激活无线发送器与父母的手机联系或蓝牙接收器与父母联系。系统会等待响应。如果父母知道这是错误报警，他们可以在无线设备上复位或解除报警系统。如果系统没有接收到父母的回应，系统会升级然后使外部报警器响起来吸引过路人的注意使他们来关注车子从而使车内的得救，如果在设定的时间后仍然没有响应，则报警级别会继续升高，将报警信息发送到微博，微信等有更多人关注的地方，当视觉系统确认车内情况危急时，会发出求救电话取得警方或医务人员的帮助。

需要注意的是使用加速计来感应车辆运动，复位带有升级功能的报警系统或其他外部报警，使得车辆很容易复位错误报警。比如，车主遭遇交通堵塞，报警升级或响起，他们可以容易的复位计时器来允许车辆再运转一个短的距离，这个运动被系统检测到然后复位。即使是严重的交通故障车辆不会动，升级的报警系统也可以被禁止。

发明优化系统的结构，不对所有的细节进行限制。各种结构的更改在实施时都不会离开发明的核心和范围。

Claims (8)

1.机动车内人员保护系统，包括： 

检测人员存在的传感器； 

检测车辆运动的传感器； 

通知系统； 

控制器； 

其中， 

如果检测人员存在的传感器检测到车辆中要检测的座椅上有人且检测车辆运动的传感器检测到车辆在运动，控制器不会去激活通知系统； 

如果检测人员存在的传感器检测到车辆中要检测的座椅上没有人存在且检测车辆运动的传感器检测到车辆在运动，控制器激活通知系统提供第一类通知。传感器没有检测到座椅上有人，检测车辆运动的传感器没有检测到车辆在运动，控制器会激活通知系统提供第二类通知。第一种通知可以和第二种通知一样也可以不一样。 

2.根据权利要求1其中传感器可以是压力传感器，也可以是光学传感器，或者是视觉传感器。传感器用于检测到座椅安全带是否扣紧了。 

3.根据权利要求1其中检测车辆运动的传感器可以与汽车电子系统集成；控制器可以与汽车电子系统结合。 

4.汽车电子系统与通知系统结合，包括： 

与汽车电子系统集成的传感器； 

加速计； 

通知系统； 

控制器； 

其中 

传感器检测到汽车座椅上有人存在且加速计检测到特定轴有持续加速，控制器不会激活通知系统； 

如果传感器检测到汽车座椅上有人存在且加速计没有检测到特定轴有持续加速，控制器激活通知系统提供通知。 

5.根据权利要求4其中传感器是压力传感器，光学传感器或视觉传感器。传感器用于检测到座椅的安全带扣紧。 

6.根据权利要求4其中加速计与汽车电子系统集成，控制器与汽车电子系统集成。通知系统与汽车电子系统集成；通知系统中包括与车窗集成的显示装置。 

7.根据权利要求4其中通知方式的等级分为： 

a.车内播放的简短的歌曲或哔哔声，鸟叫声； 

b.对车外播放的车喇叭声或事先录好的声音； 

c.发送短信息或聊天工具中的通知； 

d.电话或微博，微信朋友圈等的加强通知； 

e.发出求救电话。 

8.根据权利要求4其中通知系统中包括无线通讯系统包括： 

a.GPS卫星定位系统； 

b.移动通讯网线； 

c.互联网及其介质(如即时聊天工具，微博，朋友圈等) 。