CN106427862B - 一种汽车落水预警救生系统与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车落水预警救生系统与方法,其特征包括:落水预警子系统、汽车玻璃自碎装置、落水救生子系统。落水预警子系统,其特征包括:GPS导航仪、车载摄像机、图像处理单元、预警单元;汽车玻璃自碎装置,其特征包括:综合判断单元、玻璃破碎单元、自动救生圈单元;落水救生子系统,其特征包括:浮标、声光求救器、GPS报警单元、消防中心平台。本发明能够对途径水域的车辆进行预警,并在车辆落水后能实现自动破窗和报警求救功能,从而提高乘客逃生几率。

Description

一种汽车落水预警救生系统与方法
技术领域
[0001]本发明属于汽车安全领域,涉及一种汽车安全系统与方法,主要用于对途径水域 的车辆进行预警,并在车辆落水后能实现自动破窗和报警求救功能的汽车落水预警救生系 统与方法。
背景技术
[0002] 近年来,比较重大的交通事故大多发生在长途客车或公交车上,乘客比较多、逃生 路径少,很多时候乘客还是清醒的,却因为找不到逃生的途径而最终死亡。当车辆发生落水 事故时,车辆会在两分钟内沉入水中。由于车辆落入水中后在车门内外形成一定的水位压 力差,使得无法推开车门逃生造成悲剧的情况屡有发生。于是在此危险情况下打破车窗成 为了唯一逃生路径,为此车辆的侧窗上配置有安全锤,但在车辆发生紧急情况时,时间就是 生命,乘客或许由于紧张而不知道安全锤在何处,或者不知道如何击碎玻璃等各种意外情 况,而耽误了自己的逃生时间。另外,由于车辆掉入水中后,乘客因为种种原因,自救十分困 难。因而有必要为此设计一种有效的救生系统。
[0003] 目前的车窗玻璃破碎装置多为应急锤,其在紧急事故中存在诸多不足:
[0004] (1)在事故发生后,破窗行为由乘客自行操作,而乘客对应急锤的位置放置及操作 方式并不熟悉,不能快速及时的进行操作;
[0005] (2)现有车窗玻璃通常强度较大,而应急锤为手动操作,需要的力度及操作空间要 求较高,车窗破碎难度较大。
[0006] (3)安全锤易丢失,而在事故发生时无法发挥作用。
[0007] 申请号为201220614479.4的中国专利提出了一种带自动打碎车窗玻璃装置的车 门,包括车门门体、升降器、升降器罩体和车窗玻璃,车门门体的内侧设有升降器罩体,升降 器设于升降器罩体内,车窗玻璃固定在升降器上,升降器罩体内设有水位传感器、控制器、 电源装置和车窗玻璃破碎装置(车窗玻璃破碎装置包括减速电机、动力传输齿轮螺杆),水 位传感器和车窗玻璃破碎装置均与控制器电连接,控制器与电源装置电连接。当水淹没车 门而车门无法打开时,当水位上升到水位传感器的位置时,水位传感器发送信号给控制器, 控制器控制减速电机开始运转,减速电机转动的同时带动动力传输齿轮转动,动力传输齿 轮带动螺杆转动,螺杆在转动的同时向汽车玻璃的方向运动,直到将车窗玻璃顶碎。而申请 号为201610113325. X的中国专利提出了一种车辆救生方法及系统,包括固定装置、水压探 测触发器和提醒浮标装置。在由于车辆沉入预定深度时,水压探测触发器触发,将提醒浮标 装置向水面弹射,起到提醒求救作用。
[0008] 上述专利虽能够解决车窗玻璃的破碎问题或落水车内乘客的求救的问题,但尚存 在以下不足:
[0009] (1)玻璃破碎装置所需虽然能够在小汽车上应用,但在长途客车或公交车由于空 间等因素的限制,并不适用;该装置是当水淹没水位传感器后就开始破碎玻璃,但当由于某 些外界环境因素而导致水位传感器处于浸水状态时,该装置可能会出现误判,进而在不需 要破碎玻璃的情况下启动装置。 >
[0010] (2)目前的车辆救生方法及系统的可靠性还不够强,还无法保证救援人员的及时 赶到。
发明内容
[0011] 本发明为克服现有的汽车安全系统不能很好适用于水下逃生的不足之处,提供一 种汽车落水预警及救生系统,以期能够对途经水域的车辆进行预警,以及对落水车辆实现 自动破窗和报警求救功能,从而提高乘客逃生几率。
[0012] 本发明为解决以上技术问题采用如下技术方案:
[0013] 本发明一种汽车落水预警救生系统的特点包括:落水预警子系统、汽车玻璃自碎 装置、落水救生子系统; _ _
[0014] 所述落水预警子系统包括:GPS导航仪、车载摄像机、图像处理单元、预警单元;
[0015] 所述GPS导航仪设置在汽车仪表盘周围,与所述预警单元相连,用于获取车辆前方 地理信息并提供给所述预警单元进行水域报警;所述车载摄像机设置在车辆侧面,与所述 图像处理单元相连,用于获取车辆侧面图像信息并提供给所述图像处理单元进行侧距识 另IJ;所述图像处理单元设在车辆驾驶室中,与所述预警单元相连,用于对所识别的侧距进行 安全预警; _
[0016] 所述汽车玻璃自碎装置包括:综合判断单元、玻璃破碎单元、自动救生圈单元;
[0017] 所述综合判断单元包括:独立电源、氧气传感器、水压传感器、总开关、预警灯、蜂 鸣器、点火装置、继电器、手动控制开关;
[0018] 所述独立电源的正极通过电源开关与所述继电器相连;所述继电器与所述点火装 置、蜂鸣器、预警灯依次串联;
[0019] 所述水压传感器的一端与所述预警灯相连,另一端与所述氧气传感器的一端串 联,从而形成环境判断单元;由水压传感器和氧气传感器构成水下环境的检测;
[0020] 所述手动控制开关与所述环境判断单元并联设置;
[0021] 所述氧气传感器的另一端与所述独立电源的负极相连;
[0022] 所述玻璃破碎单元包括:金属筒、发射开关、限位装置、拉杆、撞击子弹、反应室;
[0023] 所述金属筒为一端开口的矩形装筒体,开口处为出口;
[0024] 所述撞击子弹紧贴在金属筒的内壁上,且所述撞击子弹的头部朝向所述开口处; 所述撞击子弹的尾部与所述金属筒的底部之间留有蓄压区;所述蓄压区通过一导管与所述 反应室相连通;在所述反应室内设置有所述点火装置和火药;
[0025] 在所述金属筒内壁的,在所述撞击子弹上,且靠近所述金属筒内壁的一侧上设置 有一空腔;在所述空腔的顶部设置有所述发射开关,且所述发射开关与拉杆相连,在所述空 腔的底部设置有所述限位装置;所述发射开关与所述限位装置之间存在一定的发射空间; [0026]所述自动救生圈单元包括:气体导管、救生圈;
[0027] 所述救生圈通过所述气体导管与所述金属筒内壁上的充气孔相连通;所述充气孔 通过是否发射所述撞击子弹来控制与所述蓄压区的通断;
[0028]所述汽车玻璃自碎装置是通过所述环境判断单元是否满足阈值来判断是否接通 所述综合判断单元电路,或是通过所述手动控制开关来接通所述综合判断单元电路,当综 合判断单元电路接通后,所述预警灯、蜂鸣器、点火装置和继电器依次工作,从而通过所述 点火装置点燃所述反应室内的火药,并产生大量气体流入所述蓄压区,同时所述继电器控 制所述拉杆带动所述发射开关向外拔出,使得所述撞击子弹在所述蓄压区的气压下向外发 射,并在所述限位装置处停止,从而由所述撞击子弹形成对外界玻璃的破碎结构,并由所述 蓄压区的气体对所述救生圈进行充气。
[0029]所述落水救生子系统包括:浮标、声光求救器、GPS报警单元、消防中心平台;
[0030]所述浮标设置在车辆顶部,通过细绳与车体相连并固定在车顶;所述声光求救器 和所述GPS报警单元分别设在所述浮标上,分别用于发送求救信号和位置信息;所述消防中 心平台设在消防部门,通过网络与所述GPS报警单元相连,用于获取位置信息并指挥救援。 [0031]本发明所述的汽车玻璃自碎装置的特点也在于:所述水压传感器包括:压力膜片、 金属触点、粘结膜;
[0032]所述粘结膜设置在汽车外侧车体表面;所述压力膜片设置在粘结膜上,所述金属 触点成对设置在所述压力膜片的内侧面和所述粘结膜上;在水压作用下所述压力膜片产生 变形,从而使得所述压力膜片内侧面上的金属触点与所述粘结膜上的金属触点相接触,并 形成所述水压传感器的连通状态。
[0033]本发明一种汽车落水预警救生方法的特点是应用于由落水预警子系统、汽车玻璃 自碎装置、落水救生子系统组成的系统中,所述落水预警子系统包括:GPS导航仪、车载摄像 机、图像处理单元、预警单元;所述汽车玻璃自碎装置包括:综合判断单元、玻璃破碎单元、 自动救生圈单元;所述落水救生子系统包括:浮标、声光求救器、GPS报警单元、消防中心平 台;并按如下步骤进行:
[0034]步骤1、所述GPS导航仪识别前方地理信息,当识别到前方经过水域时,向所述预警 单元发出预警信号,所述预警单元接收到预警信号后,向驾驶员发出预警信息;
[0035]步骤2、进入水域旁道路后,所述图像处理单元对所述车载摄像机所采集的图像信 息进行处理,得到车辆侧边与路边之间的距离,若距离小于安全侧距时,所述图像处理单元 向所述预警单元发出预警信号,所述预警单元接收到预警信号后,向驾驶员发出预警信息; [0036]步骤3、若汽车落入水中,并下沉深度达到所设定的阈值时,所述综合判断单元电 路接通,汽车玻璃自碎装置开始工作将汽车玻璃打碎,并给所述救生圈充满气,供乘客自救 使用;
[0037]步骤4、所述浮标被释放时,设置在所述浮标上的声光求救器开始工作,发出较大 蜂鸣声和明亮的闪光;
[0038]步骤5、所述GPS报警单元将位置信息发送至所述消防中心平台;
[0039]步骤6、所述消防中心平台接收到所述GPS报警单元发来的信息,用于指挥援救并 发布救援信息。
[0040]与现有技术相比,本发明的有益效果体现在:
[0041] 1、本发明提出的一种对途经水域的车辆进行预警,并在车辆落水后能实现自动破 窗和报警求救功能的汽车落水预警救生系统与方法,包括落水预警子系统、汽车玻璃自碎 装置、落水救生子系统。落水预警子系统在识别到前方水域以及识别到车辆太过靠近道路 边缘时对驾驶员共进行两次提醒,从而增大了驾驶员落水警惕意识;汽车玻璃自碎装置在 车辆落入水中预设深度后实现了自动破窗,帮助乘客更快逃生;落水救生子系统对车辆落 水附近区域车辆与行人进行求救,同时向消防部门报警,帮助乘客获救,从而提高了乘客逃 生几率。
[0042] 2、本发明在车辆落入水中后,通过汽车玻璃自碎装置在实现自动破窗的同时,还 实现了为乘客自动提供救生圈,增大了车内人员逃生几率。
[0043] 3、本发明的水压传感器只需要贴附在车辆外侧,不会改变汽车本身构造,对汽车 的其他性能没有影响,适应性和通用性较高。
[0044] 4、在氧气浓度正常、没有水压的情况下,本发明的氧气传感器断开,压力膜片自动 弹开,撞击子弹回收也很方便,使电路可反复利用,实用性高。
[0045] 5、本发明汽车玻璃自碎装置中,在反应室内通过化学反应产生高压气体,为撞击 子弹提供动力,同时所产生气体也实现了充分利用,具有节能环保的优点。
[0046] 6、本发明的浮标设计能有效减小消防人员的搜救时间,极大提高了车内乘客的存 活率。
附图说明
[0047]图1为本发明落水预警子系统与落水救生子系统示意图;
[0048]图2为本发明综合判断单元电路示意图;
[0049]图3为本发明玻璃破碎单元与自动救生圈单元示意图;
[0050]图4为本发明水压传感器示意图;
[0051]图5为本发明汽车落水预警救生方法流程图;
[0052]图中标号:1、GPS导航仪;2、车载摄像机;3、图像处理单元;4、预警单元;5、独立电 源;6、氧气传感器;7、水压传感器;8、总开关;9、预警灯;10、蜂鸣器;11、点火装置;12、继电 器;13、手动控制开关;14、压力膜片;I5、金属触点;16、粘结膜;17、金属筒;18、发射开关; 19、限位装置;20、拉杆;21、撞击子弹;22、反应室;23、气体导管;24、救生圈;25、浮标;26、声 光求救器;27、GPS报警单元;28、消防中心平台。
具体实施方式
[0053]本实施例中,一种汽车落水预警救生系统,包括:落水预警子系统、汽车玻璃自碎 装置、落水救生子系统;
[00M]落水预警子系统包括:GPS导航仪1、车载摄像机2、图像处理单元3、预警单元4; [0055] GPS导航仪1设置在汽车仪表盘周围,与预警单元4相连;用于获取车辆前方地理信 息并提供给所述预警单元4进行水域报警,车载摄像机2设置在车辆侧面,与图像处理单元3 相连;用于获取车辆侧面图像信息并提供给所述图像处理单元3进行侧距识别;图像处理单 元3设在车辆驾驶室中,与预警单元4相连;用于对所识别的侧距进行安全预警;如图丨所示, 如今的汽车基本都配有GPS导航仪丨,可不必单独另行配置。车载摄像机2必须能够拍下车辆 两侧路边的图像,可设置在车辆侧面。图像处理单元3经过图像处理算法,可以计算出车辆 两侧与道路边缘的距离。预警单元4能接收来自图像处理单元3的信号,判别有危险距离小 于阈值即有危险,阈值可取为0_2〜0.4米后向司机发出预警。
[0056]汽车玻璃自碎装置包括:综合判断单元、玻璃破碎单元、自动救生圈单元;
[0057]综合判断单元包括:独立电源5、氧气传感器6、水压传感器7、总开关8、预警灯9、蜂 鸣器10、点火装置11、继电器12、手动控制开关13;如图2所示,独立电源5为综合判断单元提 供稳定电源,保证汽车玻璃自碎装置的正常工作。正常情况下综合判断单元电路并未接通, 只有当外界环境满足要求使得氧气传感器6与水压传感器7同时接通才会使得电路接通。
[0058] 独立电源5的正极通过电源开关与继电器12相连;继电器12与点火装置11、蜂鸣器 1〇、预警灯9依次串联;如图2所示,继电器12、点火装置11、蜂鸣器1〇、预警灯9在电路接通后 工作。电路接通后,继电器I2产生电磁吸引力控制如图3所示的玻璃破碎单元工作,点火装 置11产生火花,蜂鸣器10与预警灯9产生急促蜂鸣声和闪光灯,起到唤醒车中昏迷乘客和向 周边发出求救信号的作用。
[0059] 水压传感器7的一端与预警灯9相连,另一端与氧气传感器6的一端串联,从而形成 环境判断单元;由水压传感器7和氧气传感器6构成水下环境的检测;如图2所示,氧气传感 器6用来检测氧气浓度。当发生火灾或是汽车驶入水中,汽车外部环境氧气浓度较低,当氧 气浓度低于某阈值建议值为〇 • 〇8g/L〜〇 • 12g/L时,氧气传感器6两端接通。水压传感器7用 来测定水压。当水对水压传感器7产生的压力大于某阈值建议值为3〇kPa〜60kPa时,水压传 感器7在水的压力作用下两端接通。当车辆沉入深水中时,车外水压很大、氧气浓度很低,使 得水压传感器7和氧气传感器6同时接通,从而使得综合判断单元的电路接通。
[0060] 具体实施中,水压传感器7包括:压力膜片14、金属触点15、粘结膜16;
[0061] 粘结膜16设置在汽车外侧车体表面;压力膜片14设置在粘结膜I6上,金属触点15 成对设置在压力膜片14的内侧面和粘结膜16上;在水压作用下压力膜片14产生变形,从而 使得压力膜片14内侧面上的金属触点与粘结膜I6上的金属触点相接触,并形成水压传感器 的连通状态。如图4所示,由于水压传感器7在水压压力作用下才能正常工作,因而需要保证 水压传感器7中粘结膜16紧密贴附在汽车外侧车体表面上。同时要保证压力膜片14与粘结 膜16之间紧密粘合,以保证水压传感器7内外所受到的压力差。水压传感器的连通状态对应 的压强值,可通过改变压力膜片14的材料、厚度或形状进行调节。
[0062] 手动控制开关13与环境判断单元并联设置;如图2所示,按下手动控制开关13,可 直接使得综合判断单元电路接通。设置手动控制开关13的目的是防止传感器失灵影响汽车 玻璃自碎装置的正常工作。若车辆沉入水中,而传感器却因故失效时,乘客可按下手动控制 开关13,从而接通综合判断单元的电路。为了防止乘客误触到手动控制开关13,可以对手动 控制开关13进行一定的外壳防护。
[0063] 氧气传感器6的另一端与独立电源5的负极相连;
[0064] 玻璃破碎单元包括:金属筒17、发射开关18、限位装置19、拉杆20、撞击子弹21、反 应室22;
[0065] 金属筒17为一端开口的矩形装筒体,开口处为出口;金属筒17严格要求密封性,并 且材料强度需要较局。
[0066] 撞击子弹21紧贴在金属筒17的内壁上,且撞击子弹21的头部朝向所述开口处;撞 击子弹21的尾部与金属筒17的底部之间留有蓄压区;蓄压区通过一导管与反应室22相连 通;在反应室22内设置有点火装置11和火药;如图3所示,撞击子弹与金属筒内壁间的缝隙 要求极小,以保证蓄压区内气体能完成蓄压,且撞击子弹21头部与玻璃之间的距离建议设 置为lcm以内。当综合判断单元电路接通后,综合判断单元中的点火装置11点火,在点火装 置11点火瞬间,反应室22内的火药发生剧烈反应产生大量气体,气体通过导管进入金属筒 17的蓄压区,对撞击子弹21产生巨大推力。作为一种实施方案,反应药品可以选为叠氮酸钠 与硝酸铵,这两种物质在常温下接触并不发生化学反应,但当温度升高到300摄氏度以上 时,将会发生剧烈反应,产生大量气体。且100克叠氮化钠可产生50升氮气,反应时间小于30 微秒,因而少量反应药品即能够在极短时间内产生足够多气体,为撞击子弹21提供足够大 的气体压强,从而能够使得撞击子弹撞击玻璃时有足够大的速度撞碎玻璃,实现汽车玻璃 自碎。反应方程式为:NaN3+NH4N〇3—•Ns+NC^+Na+IfeO (g)。在这种火药方案下,应该在反应室22 内加入二氧化硅,以迅速氧化产生的钠。另外反应室22中的化学反应产物往往含有固体,这 些固体在高速气流的带动下可能会堵塞反应室22与金属筒I7的连接导管,故需要在反应室 22的出口处设置过滤装置。
[0067] 在金属筒17内壁的,在撞击子弹21上,且靠近金属筒17内壁的一侧上设置有一空 腔;在空腔的顶部设置有发射开关18,且发射开关18与拉杆20相连,在空腔的底部设置有限 位装置19;发射开关18与限位装置19之间存在一定的发射空间;当综合判断单元接通以后, 拉杆20受综合判断单元中的继电器12吸引,打开发射开关1S。当发射开关18打开后,蓄压区 的高压气体产生的巨大推力将撞击子弹21推动高速发射,撞击汽车玻璃。空腔的纵向长度 应设置为略大于撞击子弹21头部与玻璃之间的距离。
[0068]自动救生圈单元包括:气体导管23、救生圈24;
[0069]救生圈24通过气体导管23与金属筒17内壁上的充气孔相连通;充气孔通过是否发 射撞击子弹21来控制与蓄压区的通断;如图3所示,撞击子弹21未发射时,气体导管23与蓄 压区并未连通,此时蓄压区内气体不能通过气体导管23进入救生圈24内。当发射开关18打 开后,撞击子弹21发射,此时气体导管23与蓄压区连通,从而在反应室22中产生的气体由气 体导管23进入救生圈24,对救生圈24完成充气。乘客可以利用充好气的救生圈浮上水面完 成逃生。
[0070] 汽车玻璃自碎装置是通过环境判断单元是否满足阈值来判断是否接通综合判断 单元电路,或是通过手动控制开关I3来接通综合判断单元电路,当综合判断单元电路接通 后,预警灯9、蜂鸣器10、点火装置11和继电器12依次工作,从而通过点火装置11点燃反应室 22内的火药,并产生大量气体流入蓄压区,同时继电器12控制拉杆20带动发射开关18向外 拔出,使得撞击子弹21在蓄压区的气压下向外发射,并在限位装置19处停止,从而由撞击子 弹21形成对外界玻璃的破碎结构,并由蓄压区的气体对救生圈24进行充气。并且如图3所 示,由于限位装置19的限制,撞击子弹21并不会飞出,有利于避免伤害车外救援人员与逃生 乘客,同时也方便撞击子弹21的回收和循环利用。
[0071] 落水救生子系统包括:浮标25、声光求救器26、GPS报警单元27、消防中心平台28; [0072] 浮标25设置在车辆顶部,通过细绳与车体相连且一般情况下被固定在车顶;声光 求救器26设在浮标25上;GPS报警单元27设置在浮标25上,分别用于发送求救信号和位置信 息;消防中心平台28设在消防部门,通过网络与GPS报警单元27相连,用于获取位置信息并 指挥救援。如图3所示,浮标25在正常情况下固定在车顶,声光求救器27包含有蜂鸣器和闪 光灯部件,能够发出尖锐的蜂鸣声和显眼的闪光灯。
[0073] 本实施例中,一种汽车落水预警救生方法,是应用于由落水预警子系统、汽车玻璃 自碎装置、落水救生子系统组成的系统中,落水预警子系统包括:GPS导航仪1、车载摄像机 2、图像处理单元3、预警单元4;汽车玻璃自碎装置包括:综合判断单元、玻璃破碎单元、自动 救生圈单元;落水救生子系统包括:浮标25、声光求救器26、GPS报警单元27、消防中心平台 28;如图5所示,并按如下步骤进行:
[0074] 步骤1、GPS导航仪1识别前方地理信息,当识别到前方经过水域时,向预警单元4发 出预警信号,预警单元4接收到预警信号后,向驾驶员发出预警信息;此处采用的GPS导航仪 1被称作“二合一GPS导航仪”,具有“地图导航+固定点预警”功能。该GPS导航仪1利用所带的 GPS定位模块来实现固定点预警功能,通过集成相关跨平台整合软件(如善领公司的DSA系 统),结合内部的GPS固定点信息数据库,实现对固定点的预警功能。具体应用到本实施例中 来说,将车辆进入水域旁道路前必须经过的关键地点设为固定点,采集这些固定点的地理 信息构成GPS固定点信息数据库。在进入水域旁道路前,当车辆经过固定点时,通过“固定点 预警功能”实现预警。GPS导航仪1可通过无线技术向预警单元发送预警电信号,预警单元一 般应包含有语音提示功能,在收到预警电信号后,将电信号转化为声音信号,通过语音播报 的形式提醒驾驶员注意前方经过水域。
[0075] 步骤2、进入水域旁道路后,图像处理单元3对车载摄像机2拍下的画面进行处理, 计算出车辆侧边与路边之间的距离,若距离过近而小于安全侧距时,图像处理单元3向预警 单元4发出预警信号,预警单元4接收到预警信号后,向驾驶员发出预警信息。图像处理单元 3应带有缓冲器,由缓冲器对车载摄像机拍摄的画面进行缓存。图像处理单元3可应用现有 的基于图像识别的距离检测算法,计算出车辆侧边距路边距离S,若计算出的距离S小于安 全侧距h,则图像处理单元通过无线技术向预警单元发出预警信号,预警单元收到该信号 后,通过语音播报的形式提醒驾驶员。步骤2与步骤1形成对驾驶员的两次预警,从而提高驾 驶员的警惕和安全意识。
[0076]步骤3、若汽车仍落入水中,当汽车下沉深度达到所设定的阈值时,综合判断单元 电路接通,汽车玻璃自碎装置开始工作将汽车玻璃打碎,并给救生圈24充满气,供乘客自救 使用;若驾驶员在两次预警的情况下,仍错误地把车开到水中,此时由于处在水下环境,水 中氧气浓度低于所设阈值浓度建议值为0.08g/L〜0.12g/L,氧气传感器接通,那么当汽车 下沉使得水压大于某阈值时建议值为30kPa〜60kPa,综合判断单元电路接通,如图3所示, 汽车玻璃自碎单元按前面所述机理将汽车玻璃打碎,同时给救生圈充满气,从而能够更好 地帮助落水车内乘客逃生。
[0077] 步骤4、浮标25被释放,由于受到水的浮力而浮到水面,设置在浮标25上的声光求 救器26开始工作,发出较大蜂鸣声和明亮的闪光;
[0078]当综合判断单元电路接通后,浮标25被释放因而在浮力作用下浮到水面,为了尽 可能增大车内乘客的逃生几率,采用浮标25上声光求救器报警的方式吸引附近人民的注意 力,从而达到求救的目的。
[0079]步骤5、GPS报警单元27将位置信息以及所存储的车主信息发送至消防中心平台 28;
[0080] GPS报警单元设置在浮标上的目的是,通过将GPS报警单元设置在浮标上,救援人 员可以快速找到浮标所在地,又由于浮标与车体间有一根细绳相连,救援人员能够快速地 找到车辆所在地,而不用派更多人在水底进行漫长的搜索。同时将车主信息发送到消防中 心平台,也有利于消防中心能够尽快通知车主家属有关事宜。
[0081] 步骤6、消防中心平台28接收到GPS报警单元27发来的信息后,指挥距离事发地最 近的消防、医务人员出发进行援救,同时消防中心平台28向事发位置周围一定范围内经过 的车辆发布救援信息。
[0082]如图1〜图4所示,作为本发明的一种实施方式,当汽车外部氧气浓度低于某阈值 建议值为0_08g/L〜0.12g/L时,氧气传感器6连通,同时当水压大于某阈值建议值为30kPa 〜60kPa时,水压传感器7中压力膜片14变形使得成对金属触点15相接触,从而使得综合判 断单元电路接通,预警灯9、蜂鸣器10、点火装置11开始工作,点火装置11产生火花,引起反 应室22里的火药药品发生剧烈反应,瞬间产生大量气体。同时继电器12牵引玻璃破碎单元 中的拉杆20,在拉杆20的带动下,发射开关1S移开,在反应室22产生的大量气体推动下,撞 击子弹21释放撞击玻璃,实现汽车玻璃自碎,从而提升了乘客逃生几率。并且由于限位装置 19的限制,撞击子弹以并不会飞出,有利于避免伤害车外救援人员与逃生乘客,同时也方便 撞击子弹21的回收和循环利用。
[0083]作为本发明的另一种实施方式,当氧气传感器6或水压传感器7因故失效时,司机 与乘客可按下手动控制开关13,接通综合判断单元电路,实现汽车玻璃自碎。
[0084]由于本发明中侧窗玻璃自碎装置是在水下工作,为了尽可能保证该装置在水下可 以正常工作,可在独立电源5、继电器12表面涂上防水材料。
[0085]基于成本考虑,可仅在部分玻璃处设置该玻璃自碎装置。在这些位置,每块玻璃都 要设置综合判断单元与玻璃破碎单元。其中各位置玻璃处对应的手动控制开关13应与同一 个手动控制总开关S并联,将该手动控制总开关S设置在司机控制台前,方便司机直接控制 所有玻璃碎裂,增大所有乘客的逃生几率。

Claims (3)

1. 一种汽车落水预警救生系统,其特征包括:落水预警子系统、汽车玻璃自碎装置、落 水救生子系统; 、— 、 所述落水预警子系统包括:GPS导航仪(1)、车载摄像机(¾、图像处理单元(3)、预警单 元⑷; 所述GPS导航仪(1)设置在汽车仪表盘周围,与所述预警单元(4)相连,用于获取车辆前 方地理信息并提供给所述预警单元(4)进行水域报警;所述车载摄像机(2)设置在车辆侧 面,与所述图像处理单元⑶相连,用于获取车辆侧面图像信息并提供给所述图像处理单元 (3)进行侧距识别;所述图像处理单元⑶设在车辆驾驶室中,与所述预警单元(4)相连,用 于对所识别的侧距进行安全预警; _ 所述汽车玻璃自碎装置包括:综合判断单元、玻璃破碎单元、自动救生圈单元; 所述综合判断单元包括:独立电源(5)、氧气传感器(6)、水压传感器(7)、总开关⑻、预 警灯⑼、蜂鸣器(1〇)、点火装置(11)、继电器(12)、手动控制开关(13); 所述独立电源(5)的正极通过电源开关与所述继电器(1¾相连;所述继电器(12)与所 述点火装置(11)、蜂鸣器(1〇)、预警灯⑼依次串联; 所述水压传感器(7)的一端与所述预警灯(9)相连,另一端与所述氧气^感器(6)的一 端串联,且所述水压传感器(7)和所述氧气传感器(6)共同形成环境判断单元;由水压传感 器⑺和氧气传感器⑹构成水下环境的检测; 所述手动控制开关(13)与所述环境判断单元并联设置; 所述氧气传感器⑹的另一端与所述独立电源⑸的负极相连; 所述玻璃破碎单元包括:金属筒(1乃、发射开关(18)、限位装置(19)、拉杆(2〇)、撞击子 弹(21)、反应室(22); 所述金属筒(17)为一端开口的矩形装筒体,开口处为出口; 所述撞击子弹(21)紧贴在金属筒(17)的内壁上,且所述撞击子弹(21)的头部朝向所述 开口处;所述撞击子弹(21)的尾部与所述金属筒(17)的底部之间留有蓄压区;所述蓄压区 通过一导管与所述反应室(2¾相连通;在所述反应室(22)内设置有所述点火装置(U)和火 药; 在所述金属筒(17)内壁的,在所述撞击子弹(21)上,且靠近所述金属筒(17)内壁的一 侧上设置有一空腔;在所述空腔的顶部设置有所述发射开关(18),且所述发射开关(18)与 拉杆(20)相连,在所述空腔的底部设置有所述限位装置(19);所述发射开关(18)与所述限 位装置(19)之间存在一定的发射空间; 所述自动救生圈单元包括:气体导管(23)、救生圈G4); 所述救生圈(24)通过所述气体导管(23)与所述金属筒(17)内壁上的充气孔相连通;所 述充气孔通过是否发射所述撞击子弹(21)来控制与所述蓄压区的通断; 所述汽车玻璃自碎装置是通过所述环境判断单元是否满足阈值来判断是否接通所述 综合判断单元电路,或是通过所述手动控制开关(I3)来接通所述综合判断单元电路,当综 合判断单元电路接通后,所述预警灯(9)、蜂鸣器(1〇)、点火装置(11)和继电器(12)依次工 作,从而通过所述点火装置(11)点燃所述反应室(2¾内的火药,并产生大量气体流入所述 蓄压区,同时所述继电器(1¾控制所述拉杆(20)带动所述发射开关(18)向外拔出,使得所 述撞击子弹(21)在所述蓄压区的气压下向外发射,并在所述限位装置(19)处停止,从而由 所述撞击子弹(21)形成对外界玻璃的破碎结构,并由所述蓄压区的气体对所述救生圈(24) 进行充气; 所述落水救生子系统包括:浮标(25)、声光求救器(26)、GPS报警单元(27)、消防中心平 台(28); 所述浮标(25)设置在车辆顶部,通过细绳与车体相连并固定在车顶;所述声光求救器 (26)和所述GPS报警单元(27)分别设在所述浮标(25)上,分别用于发送求救信号和位置信 息;所述消防中心平台(28)设在消防部门,通过网络与所述GPS报警单元(27)相连,用于获 取位置信息并指挥救援。
2. 根据权利要求1所述的汽车落水预警救生系统,其特征是:所述水压传感器包括:压 力膜片(14)、金属触点(15)、粘结膜(16); 所述粘结膜(16)设置在汽车外侧车体表面;所述压力膜片(14)设置在粘结膜(16)上, 所述金属触点(15)成对设置在所述压力膜片(14)的内侧面和所述粘结膜(16)上;在水压作 用下所述压力膜片(14)产生变形,从而使得所述压力膜片(14)内侧面上的金属触点与所述 粘结膜(16)上的金属触点相接触,并形成所述水压传感器的连通状态。
3. —种汽车落水预警救生方法,其特征是应用于由落水预警子系统、汽车玻璃自碎装 置、落水救生子系统组成的系统中,所述落水预警子系统包括:GPS导航仪(1)、车载摄像机 (2)、图像处理单元(3)、预警单元(4);所述汽车玻璃自碎装置包括:综合判断单元、玻璃破 碎单元、自动救生圈单元;所述落水救生子系统包括:浮标(25)、声光求救器(26)、GPS报警 单元(27)、消防中心平台(28);并按如下步骤进行: 步骤1、所述GPS导航仪⑴识别前方地理信息,当识别到前方经过水域时,向所述预警 单元⑷发出预警信号,所述预警单元⑷接收到预警信号后,向驾驶员发出预警信息; 步骤2、进入水域旁道路后,所述图像处理单元(3)对所述车载摄像机(2)所采集的图像 信息进行处理,得到车辆侧边与路边之间的距离,若距离小于安全侧距时,所述图像处理单 元⑶向所述预警单元⑷发出预警信号,所述预警单元⑷接收到预警信号后,向驾驶员发 出预警信息; 步骤3、若汽车落入水中,并下沉深度达到所设定的阈值时,所述综合判断单元电路接 通,汽车玻璃自碎装置开始工作将汽车玻璃打碎,并给救生圈(24)充满气,供乘客自救使 用; 步骤4、所述浮标(25)被释放时,设置在所述浮标(25)上的声光求救器(26)开始工作, 发出较大蜂鸣声和明亮的闪光; 步骤5、所述GPS报警单元(27)将位置信息发送至所述消防中心平台(28); 步骤6、所述消防中心平台(28)接收到所述GPS报警单元(27)发来的信息,用于指挥援 救并发布救援信息。
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