CN105253085A - 车内滞留乘员状态识别及险态控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车内滞留乘员状态识别及险态控制系统，主要包括：在车辆处于停止时，获取车辆内部状态信息的监测单元。监测单元包括监测座椅压力参数的无源压力传感器模块，该模块用以根据座椅上的压力，判定是可能存在滞留的人员。作为一个可实现的实施方式，该无源压力传感器模块可采用现有技术中检测乘员是否系安全带的座椅压力参数传感器。

Description

车内滞留乘员状态识别及险态控制系统

技术领域

本发明涉及一种基于多传感器的车内滞留成员状态识别及险态控制系统。主要涉及专利分类号B60一般车辆B60K车辆动力装置或传动装置的布置或安装；两个以上不同的原动机的布置或安装；辅助驱动装置；车辆用仪表或仪表板；与车辆动力装置的冷却、进气、排气或燃料供给结合的布置B60K28/00专门适用于或安装于车上的动力装置控制机构的安全装置，例如，如果出现潜在危险情况，能防止燃料供给或点火的装置B60K28/02响应有关驾驶员情况的B60K28/04响应驾驶员存在与否的，例如，响应其体重或没有重量的。

背景技术

随着人们收入的增加，越来越多的家庭选择购买车辆。近日的一些关于夏季儿童被遗忘或滞留在车内发生危险的报道引起了人们的注意。车辆停车后由于空调等通风制冷设备停止工作，会对车内人员造成一定的安全隐患。针对上述问题，本发明在汽车发动机停机后仍能对车内环境起到监测和调节作用，大大提高了车内人员的安全性，同时也提高了汽车的智能程度。

现有的类似方案：

VolvoS80车内空气质量控制系统IAQS(InteriorAirQualitySystem)。IAQS系统的原理是在传统的空调滤清器前加装了一个专用的空气质量传感器，通过传感器对外部将进入到车厢内的空气质量进行分析，在发现外部空气中污染物含量超标时，系统会自动将通风方式切换到内循环模式，阻止外部污染物进入。IAQS系统还可以对一氧化碳做出反应，一氧化碳是汽柴油车尾气的主要成分，所以IAQS系统可以让车内人员免受一氧化碳带来的损伤。IAQS系统在发动机运行期间能够较好的控制车内的空气质量，但是在发动机停机期间不能对车内空气质量进行调节。

奔驰S级车内监视系统，该系统的原理是：在车锁止的情况下，如车内有东西活动，车就会发出报警声，在防盗的同时也防止将孩童遗留在车内憋闷发生危险。同时车主还可以通过手机上的智能互联系统远程遥控车辆解锁车门，或是警示周边人的注意。该系统可以有效避免儿童被遗忘在车内，但是如果车内有人的话无法对车内环境进行调节。

郑州宇通客车股份有限公司王义坤，申请号：201220050325.7，主分类号：B60R21/015(2006.01)I。《一种校车乘员滞留报警装置及带有该装置的校车》，该套装置能够使车辆发动机在熄火后，如果感应器感应到车上仍有乘员，会在所有车门全部关闭的几秒内发出警报，及时做出提醒，从而避免因人为疏忽导致小乘员被滞留在车上而出现危险。该系统同样是只起到了防滞留报警的作用，没能主动做出调节措施。

发明内容

本发明针对以上问题的提出，而研制的车内滞留乘员状态识别及险态控制系统，具有如下步骤：

监测单元，该单元包括监测座椅压力参数的无源压力传感器模块，监测车内人员体征参数和运动状态参数的人体监测模块，监测车内有害气体浓度参数的空气传感器模块以及温度传感器；

控制单元，根据所述监测单元上传的压力参数和体征参数判定当前车内是否有乘员滞留；以及至少控制车窗执行单元；

车辆停止、车门关闭超过阈值时间I后，监测单元开始向所述的控制单元发送监测得到的参数；若所述的控制单元判定车内有乘员滞留，根据所述的运动状态参数、有害气体浓度参数和温度判定所述滞留人员状态，根据人员状态控制执行单元执行通风动作。

作为优选的实施方式，所述的人体检测模块为：红外微波传感器；所述的执行单元还包括：车辆风机空调设备、灯光设备、喇叭和远程通信设备。

更进一步的，所述的控制单元判定车内存在滞留人员的过程为：

所述的控制单元接收到所述的座椅压力参数，判定座椅是否存在重物；若判定存在重物，控制所述的人体监测模块工作，确认重物是否为滞留人员；若为滞留人员，通过事先设定的座椅压力参数阈值判定滞留人员为成年人；

若滞留人员为成年人，则人体监测模块继续工作，检测滞留的成年人是否处于活动状态；若处于活动状态，则不向所述的执行单元发送指令；

若滞留的成年人处于静止状态，则分析有害气体浓度参数和温度是否超标；

若超标，则向所述的执行单元发送指令，打开车窗。

更进一步的，当所述的控制单元检测到车内有害气体浓度超标，控制执行单元打开车窗同时开启车辆风机空调设备，向车内输入新鲜空气并调节温度至合理区间。

更进一步的，所述风机空调设备运行超过阈值时间II，所述车内有害气体参数和温度没有降至合理区间，则控制单元控制所述的灯光设备开启闪光灯、喇叭响起和远程通信设备工作，开启闪光灯、启动喇叭向外界报警，向指定移动通信设备发出报警信息。

作为优选的实施方式，若所述的控制单元判定当前车内的滞留人员为儿童：

则所述的控制单元根据阈值时间III时间内的运动状态参数是否由活跃转为相对静止；若是，则控制所述的风机空调设备、灯光设备、喇叭和远程通信设备工作，同时进行通风、闪光灯开启、喇叭响起并向指定通信设备发出报警信息。

附图说明

为了更清楚的说明本发明的实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的流程图

图2为本发明的系统模块图

图3为本发明传感器布置示意图的侧视图

图4为本发明传感器布置示意图的俯视图

具体实施方式

为使本发明的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述：

如图1-2所示：一种车内滞留乘员状态识别及险态控制系统，主要包括：

在车辆处于停止时，获取车辆内部状态信息的监测单元。

监测单元包括监测座椅压力参数的无源压力传感器模块，该模块用以根据座椅上的压力，判定是可能存在滞留的人员。作为一个可实现的实施方式，该无源压力传感器模块可采用现有技术中检测乘员是否系安全带的座椅压力参数传感器。

由于传统的无源座椅无源压力传感器模块，只能单纯的识别车辆座椅上是否有重物，而并不能识别该重物是否为人员，故车内还设有基于红外和微波技术的双传感器，即所述的人体监测模块，红外探测器对水平移动目标敏感对垂直移动目标不敏感,而微波对垂直移动目标敏感,对水平移动目标不敏感，两种技术综合应用能够互相补充，可以有效的识别车内物体是否为滞留人员。红外传感器还可监测车内人员的体温，当出现体温过高的情况，可以直接起动紧急的预案。

采用无源压力传感器，可以首先检测是否有重物存在，如果不存在重物，则不需要启动后续的检测流程，即不需要给诸如双技术传感器进行供电，可以有效的节省车辆电瓶有限的能源，节能的同时，也可延长电池使用寿命。

考虑到车辆在暴晒情况下会导致车内温度急剧升高，导致车内滞留人员会因高温导致中暑、休克及死亡；而且，车内空间相对狭小，随着车内人员的呼吸，原本就不多的氧气很快会被耗尽，在造成滞留乘员呼吸困难。

当车辆在狭小和相对密闭空间中停放时，如果发动机仍处于运转状态，极容易产生以CO为主的有害气体，进而毒害车内滞留乘员，造成乘员的不可逆损伤。故监测单元还设置有有害气体浓度参数的空气传感器模块以及温度传感器。

典型的传感器布置方案，如图3和图4所示：图中1234均为座椅压力传感器。图示位置6为温度传感器和控制传感器的安装位置，区别于现有空气传感器安装于车辆中控台位置，设置在中央扶手位置获得数据更为准确。

控制单元，根据所述监测单元上传的压力参数和体征参数判定当前车内是否有乘员滞留。以及由控制单元控制的执行单元。

当车辆停止、车门关闭超过阈值时间I，在本实施例中，该阈值时间I为10分钟。后，监测单元开始向所述的控制单元发送监测得到的参数；若所述的控制单元判定车内有乘员滞留，根据所述的运动状态参数、有害气体浓度参数和温度判定所述滞留人员状态，根据人员状态控制执行单元执行通风动作。

关于阈值时间I的确定，也可设置阈值时间I调整单元，根据当前的车辆停泊位置的经纬度和季节(也可精确到每天，便于计算光照强度)以及当前的天气，计算当前的日光强度，对阈值时间I进行调整，以保证不会因具体的气候变换导致时间阈值I过长，造成车内人员健康的损害。

或者另一个可选的实施方案，可设置光照强度传感器，通过光照强度参数对阈值时间I进行调节；在未来可能的方案，也可与太阳能电池的充电监控模块通信，以便获取光照强度，进而修正阈值时间I。

工作时，若检测结果为滞留人员，通过事先设定的座椅压力参数阈值判定滞留人员是成年人还是儿童，并且针对儿童设置了相对成人更为细致的保护方案。

若检测到滞留人员为成年人，考虑到成人对车辆较为熟悉，处事冷静，人体监测模块继续工作，检测滞留的成年人是否处于活动状态；若处于活动状态，表明成人本意就是要留在车中，则不向所述的执行单元发送指令。

若滞留的成年人处于静止状态，判定成人乘员可能睡着，对周边环境变化的感知能力下降，为确保成人乘员的安全，所述的控制单元开始分析有害气体浓度参数和温度是否超标。

若超标，则向所述的执行单元发送指令，打开车窗。

考虑到，处在高温炙烤下的车辆，打开车窗降温效果有限；处在狭小空间内的车辆即使打开车窗，车内的有害气体也不能很好的散逸。故更进一步的，控制执行单元打开车窗同时开启车辆风机空调设备，向车内输入新鲜空气并调节温度至合理区间。

更进一步的，还设置有阈值时间II，当所述风机空调设备运行超过阈值时间II，所述车内有害气体参数和温度没有降至合理区间，则控制单元控制所述的灯光设备开启闪光灯、喇叭响起和远程通信设备工作，开启闪光灯、启动喇叭向外界报警，向指定移动通信设备发出报警信息，向外界发出报警信息。

如果所述的控制单元判定当前车内的滞留人员为儿童，需要进一步分析儿童的实际状态。在实际场景中，儿童可能的运动状态主要可分为四种：(成人也具有类似的4种状态)

(1)一直处于活动状态

(2)一直处于静止状态

(3)由活动状态转为静止状态

(4)由静止状态转为活动状态

其中的状态(3)运动状态由活跃转为相对静止，说明儿童可能由于车内温度升高或者有害气体浓度增加，感觉到明显不适，并且在不适的环境下做出过挣扎，企图逃出车辆，但是没有成功，已处于中暑或者休克等极度危险的状态。若是，则启动最全面的控制逻辑，直接控制所述的风机空调设备、灯光设备、喇叭和远程通信设备工作，同时进行通风、闪光灯开启、喇叭响起并向指定通信设备发出报警信息。

如果检测到车内滞留儿童一直处于非所述(3)的情况，说明儿童暂时没有危险(由于是停车时，即开始检测，排除了儿童一直处于静止状态时已经昏迷的可能)，则所述的控制单元监测所述的温度和有害气体浓度参数，当温度和有害气体浓度超过允许值时，控制单元控制执行单元降下车窗、启动风机空调降温通风。

经过阈值时间IV，若所述的温度和有害气体浓度参数仍然没有降至合理区间，则所述的控制单元继续保持车窗开启和风机空调降温，同时控制闪光灯开启、喇叭响起、远程设备工作向指定通信设备发送报警信息；若经过阈值时间IV有害气体参数和温度降至合理区间，则控制单元控制风机停止工作并升起车窗。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种车内滞留乘员状态识别及险态控制系统，其特征在于具有：

监测单元，该单元包括监测座椅压力参数的无源压力传感器模块，监测车内人员体征参数和运动状态参数的人体监测模块，监测车内有害气体浓度参数的空气传感器模块以及温度传感器；

控制单元，根据所述监测单元上传的压力参数和体征参数判定当前车内是否有乘员滞留；以及至少控制车窗的执行单元；

车辆停止、车门关闭超过阈值时间I后，监测单元开始向所述的控制单元发送监测得到的参数；若所述的控制单元判定车内有乘员滞留，根据所述的运动状态参数、有害气体浓度参数和温度判定所述滞留人员状态，根据人员状态控制执行单元执行通风动作。

2.根据权利要求1所述的车内滞留乘员状态识别及险态控制系统，其特征还在于所述的人体检测模块为：红外微波传感器；所述的执行单元还包括：车辆风机空调设备、灯光设备、喇叭和远程通信设备。

3.根据权利要求2所述的车内滞留乘员状态识别及险态控制系统，其特征还在于所述的控制单元判定车内存在滞留人员的过程为：

所述的控制单元接收到所述的座椅压力参数，判定座椅是否存在重物；若判定存在重物，控制所述的人体监测模块工作，确认重物是否为滞留人员；若确认为滞留人员，通过事先设定的座椅压力参数阈值判定滞留人员为成年人；

若滞留人员为成年人，则人体监测模块继续工作，检测滞留的成年人是否处于活动状态；若处于活动状态，则不向所述的执行单元发送指令；

若滞留的成年人处于静止状态，则分析有害气体浓度参数和温度是否超标；

若超标，则向所述的执行单元发送指令，打开车窗。

4.根据权利要求3所述的车内滞留乘员状态识别及险态控制系统，其特征还在当所述的控制单元检测到车内有害气体浓度超标，控制执行单元打开车窗同时开启车辆风机空调设备，向车内输入新鲜空气并调节温度至合理区间。

5.根据权利要求4所述的车内滞留乘员状态识别及险态控制系统，其特征还在于所述风机空调设备运行超过阈值时间II，所述车内有害气体参数和温度没有降至合理区间，则控制单元控制所述的灯光设备开启闪光灯、喇叭响起和远程通信设备工作，开启闪光灯、启动喇叭向外界报警，向指定移动通信设备发出报警信息。

6.根据权利要求3所述的车内滞留乘员状态识别及险态控制系统，其特征还在于若所述的控制单元判定当前车内的滞留人员为儿童：

则所述的控制单元根据阈值时间III时间内的运动状态参数是否由活跃转为相对静止；若是，则控制所述的风机空调设备、灯光设备、喇叭和远程通信设备工作，同时进行通风、闪光灯开启、喇叭响起并向指定通信设备发出报警信息。

7.根据权利要求6所述的车内滞留乘员状态识别及险态控制系统，其特征还在于若检测到车内滞留儿童一直处于相对静止状态；

则所述的控制单元监测所述的温度和有害气体浓度参数，当温度和有害气体浓度超过允许值时，控制单元控制执行单元降下车窗、启动风机空调降温通风；

经过阈值时间IV，若所述的温度和有害气体浓度参数仍然没有降至合理区间，则所述的控制单元继续保持车窗开启和风机空调降温，同时控制闪光灯开启、喇叭响起、远程设备工作向指定通信设备发送报警信息；若经过阈值时间IV有害气体参数和温度降至合理区间，则控制单元控制风机停止工作并升起车窗。