CN106740630A - 基于adas和ivi的汽车外部主动安全气囊控制系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于ADAS和IVI的汽车外部主动安全气囊控制系统及方法，其中，系统包括与运算控制单元连接的汽车外部主动安全气囊体、距离传感器、速度传感器，还包括与运算控制单元连接的第一通信单元，所述第一通信单元通过车身总线网络连接车载信息娱乐系统的第二通信单元与先进驾驶辅助系统的第三通信单元；所述先进驾驶辅助系统还包括：与数据采集单元连接的传感器阵列和摄像头阵列、处理器单元、碰撞模式数据库单元；所述车载信息娱乐系统包括移动通讯单元；所述移动通讯单元用于当汽车外部主动安全气囊体被引爆时向求救中心发出求救信息；本发明主动应对了汽车各种类型的碰撞，显著的降低了汽车发生碰撞事故时的人员伤亡和财产损失。

Description

基于ADAS和IVI的汽车外部主动安全气囊控制系统及方法
技术领域
本发明涉及汽车安全技术领域，具体涉及一种基于先进驾驶辅助系统ADAS和车载信息娱乐系统IVI的汽车外部主动安全气囊控制系统及方法。
背景技术
随着汽车行业的不断发展，汽车安全性已逐渐成为广大车主购车时考虑的首要因素。汽车安全系统主要分为两大类，一类是主动安全系统，即在车辆危险发生之前起到警示或自身调整干预，防患于未然的汽车安全系统；另一类是被动安全系统，即在无法避免汽车发生碰撞事故时，依靠车辆本身的车体结构，如安全带和车内安全气囊等部件吸收撞击力的汽车安全系统。
主动安全系统领域中的汽车外部主动安全气囊的概念渐渐被人提出。相对于车内安全气囊只是被动的在碰撞时瞬间展开对车主进行有限的保护，外部主动安全气囊可以在碰撞发生前主动展开，对车主、行人和车体起到全方位的缓冲吸能，最大程度的降低伤亡及损失。
如图1所示，现有的汽车外部主动安全气囊控制系统主要由传感器、运算控制单元和汽车外部安全气囊体组成。运算控制单元实时运算传感器发送过来的距离和速度信息，将运算结果同预先设置好的阈值进行比较做出是否起爆点火的判决。但是，行车环境的立体动态瞬息万变，任何单功能的传感器都存在局限性。因此，现有的汽车外部主动安全气囊控制系统明显受制距离传感器的侦测盲区而存在局限性，类似“追底碰撞”、“坠物碰撞”、“坠落碰撞”或“失控翻滚碰撞”等碰撞事故无法进行良好的识别和预判。为了让汽车外部主动安全气囊控制系统能应对类型复杂的碰撞事故，需对现有的汽车外部主动安全气囊控制系统进行进一步的设计。
发明内容
本发明提供一种基于ADAS和IVI的汽车外部主动安全气囊控制系统及方法，通过ADAS的传感器阵列和摄像头阵列采集第一汽车行车数据信息，及通过IVI在汽车碰撞事故发生后，向外发出求救信息，主动应对了汽车各种类型的碰撞，显著的降低了汽车发生碰撞事故时的人员伤亡和财产损失。
为了解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：
本发明一方面提供一种基于ADAS和IVI的汽车外部主动安全气囊控制系统，包括与运算控制单元连接的汽车外部主动安全气囊体、距离传感器、速度传感器，还包括与运算控制单元连接的第一通信单元，所述第一通信单元通过车身总线网络连接车载信息娱乐系统的第二通信单元与先进驾驶辅助系统的第三通信单元；
所述先进驾驶辅助系统还包括：与数据采集单元连接的传感器阵列和摄像头阵列、处理器单元、碰撞模式数据库单元；
所述数据采集单元用于通过传感器阵列和摄像头阵列采集汽车行车数据信息；
所述处理器单元用于对所述汽车行车数据信息进行整合运算处理后获取点火预判数据；当所述点火预判数据与碰撞模式数据库单元中的碰撞模式数据匹配成功时，向运算控制单元发送安全气囊点火控制指令；所述运算控制单元根据所述安全气囊点火控制指令引爆汽车外部主动安全气囊体；
所述车载信息娱乐系统包括移动通讯单元；所述移动通讯单元用于当汽车外部主动安全气囊体被引爆时向求救中心发出求救信息。
进一步地，所述车载信息娱乐系统还包括：陀螺仪与重力加速度传感器、GPS定位单元、警示单元；所述GPS定位单元用于对汽车进行定位，并向处理器单元发送当前位置地图数据信息。
具体地，所述汽车行车数据信息包括车辆姿态数据信息、碰撞对象类型数据信息、碰撞对象方位数据信息、与碰撞对象相对距离数据信息、与碰撞对象相对速度数据信息。
具体地，所述先进驾驶辅助系统的传感器阵列包括安装于汽车各个部位的超声波阵列传感器、雷达传感器和激光传感器。
具体地，所述汽车外部主动安全气囊体包括汽车前侧气囊组、后侧气囊组、左侧气囊组、右侧气囊组、上侧气囊组和下侧气囊组，各气囊组独立受控。
本发明另一方面提供一种基于ADAS和IVI的汽车外部主动安全气囊控制方法，包括自检步骤、先进驾驶辅助系统状态获取与判断步骤、第一点火引爆步骤、第二点火引爆步骤、求救信号发送步骤；
所述自检步骤为：对汽车外部主动安全气囊体进行运行故障自检；
所述先进驾驶辅助系统状态获取与判断步骤为：判断获取的先进驾驶辅助系统运行状态是否发生故障，若是，执行第二点火引爆步骤，若否，执行第一点火引爆步骤；
所述第一点火引爆步骤包括：
S11：数据采集步骤：通过传感器阵列、摄像头阵列采集第一汽车行车数据信息；
S12：数据处理步骤：对所述第一汽车行车数据信息进行整合运算处理后获取点火预判数据；
S13：碰撞模式匹配步骤：所述点火预判数据与碰撞模式数据库中的碰撞模式数据匹配，直至匹配成功，发送安全气囊点火控制指令；
S14：点火控制步骤：根据所述安全气囊点火控制指令引爆汽车外部主动安全气囊体；
第二点火引爆步骤包括：
S21：数据采集步骤：通过距离传感器、速度传感器采集第二汽车行车数据信息；
S22：数据处理步骤：对所述第二汽车行车数据信息进行整合运算处理后获取汽车行车数据信息中的距离值与速度值；
S23：判断步骤：判断所述汽车行车数据中的距离值与速度值是否大于等于预先设置的距离阈值和速度阈值，若是，则发送安全气囊点火控制指令；
S24：点火控制步骤：根据所述安全气囊点火控制指令引爆汽车外部主动安全气囊体；
所述求救信号发送步骤包括：当汽车外部主动安全气囊体被引爆时，向求救中心发出求救信息。
进一步地，所述数据采集步骤还包括通过陀螺仪与重力加速度传感器采集汽车行车数据信息；
所述数据处理步骤还包括对当前位置地图数据信息进行整合运算处理。
还进一步地，在所述自检步骤中，当检测到汽车外部主动安全气囊体发生故障时，通过警示单元在车载显示屏上弹出故障警示信息，并发出故障警报提示音。
更进一步地，当汽车外部主动安全气囊体被引爆时，通过警示单元发出危险警报提示音。
本发明提供一种基于ADAS和IVI的汽车外部主动安全气囊控制系统及方法，通过先进驾驶辅助系统(ADAS)的传感器阵列和摄像头阵列采集第一汽车行车数据信息，所述第一汽车行车数据信息经处理器单元整合运算后，参与汽车外部主动安全气囊体引爆的判决。车载信息娱乐系统(IVI)的GPS定位单元和移动通讯单元用于当汽车碰撞事故发生后，向外发出具有汽车当前位置信息的求救信息。本发明通过共享先进驾驶辅助系统和车载信息娱乐系统丰富的传感器资源、数据高速运算资源、图像处理资源、GPS定位资源、移动通讯资源，使得所述汽车外部主动安全气囊控制系统能够在事故发生前进行预判、警报、主动引爆安全气囊体，在事故发生后向外求救，以便应对类型复杂的汽车碰撞事故，使得所述系统更智能化，系统功能更健全，实现了ADAS与IVI的不同传感器之间进行功能互补，解决了现有技术中由于汽车外部主动安全气囊控制系统受速度传感器和距离传感器的侦测局限导致无法应对类型复杂的汽车碰撞事故的问题。
本发明提供的基于ADAS和IVI的汽车外部主动安全气囊控制方法，若ADAS出现故障时，执行第二点火引爆步骤，即运算控制单元通过距离传感器、速度传感器采集第二汽车行车数据信息，对所述第二汽车行车数据信息进行整合运算处理后获取汽车行车数据信息中的距离值与速度值，并判断所述汽车行车数据中的距离值与速度值大于等于预先设置的距离阈值和速度阈值时引爆汽车外部主动安全气囊体，使得汽车外部主动安全气囊体可基于自身的距离传感器和速度传感器数据独立运行，有效防止了因ADAS发生故障而导致汽车外部主动安全气囊体功能失效的问题。本发明提出的基于ADAS和IVI的汽车外部主动安全气囊控制方法，主动应对了汽车各种类型的碰撞，比如“追底碰撞”、“坠物碰撞”、“坠落碰撞”或“失控翻滚碰撞”等，显著的降低了汽车发生碰撞事故时的人员伤亡和财产损失。
附图说明
图1是现有技术中汽车外部主动安全气囊控制系统的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种基于ADAS和IVI的汽车外部主动安全气囊控制系统的第一结构示意图；
图3是本发明实施例提供的一种基于ADAS和IVI的汽车外部主动安全气囊控制系统的第二结构示意图；
图4是本发明实施例提供的一种基于ADAS和IVI的汽车外部主动安全气囊控制方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图具体阐明本发明的实施方式，附图仅供参考和说明使用，不构成对本发明专利保护范围的限制。
本发明实施例一方面提供一种基于ADAS和IVI的汽车外部主动安全气囊控制系统，如图2和图3所示，包括与运算控制单元连接的汽车外部主动安全气囊体、距离传感器、速度传感器，还包括与运算控制单元连接的第一通信单元，所述第一通信单元通过车身总线网络连接车载信息娱乐系统IVI(In Vehicle Information)的第二通信单元与先进驾驶辅助系统ADAS(Advanced Driver Assistant System)的第三通信单元；
所述先进驾驶辅助系统还包括：与数据采集单元连接的传感器阵列和摄像头阵列、处理器单元、碰撞模式数据库单元；
所述数据采集单元用于通过传感器阵列和摄像头阵列采集汽车行车数据信息；
所述处理器单元用于对所述汽车行车数据信息进行整合运算处理后获取点火预判数据；当所述点火预判数据与碰撞模式数据库单元中的碰撞模式数据匹配成功时，向运算控制单元发送安全气囊点火控制指令；所述运算控制单元根据所述安全气囊点火控制指令引爆汽车外部主动安全气囊体；所述碰撞模式数据库单元中的碰撞模式数据不断更新升级，以适应类型复杂的碰撞事故；
所述车载信息娱乐系统包括移动通讯单元；所述移动通讯单元用于当汽车外部主动安全气囊体被引爆时向求救中心发出求救信息。
进一步地，所述车载信息娱乐系统还包括：陀螺仪与重力加速度传感器、GPS定位单元、警示单元；所述GPS定位单元用于对汽车进行定位，并向处理器单元发送当前位置地图数据信息。所述处理器单元对所述当前位置地图数据信息及传感器阵列和摄像头阵列采集的汽车行车数据信息进行整合运算处理获取点火预判数据。
具体地，所述汽车行车数据信息包括车辆姿态数据信息、碰撞对象类型数据信息、碰撞对象方位数据信息、与碰撞对象相对距离数据信息、与碰撞对象相对速度数据信息。
具体地，所述先进驾驶辅助系统的传感器阵列包括安装于汽车各个部位的超声波阵列传感器、雷达传感器和激光传感器。
具体地，所述汽车外部主动安全气囊体包括汽车前侧气囊组、后侧气囊组、左侧气囊组、右侧气囊组、上侧气囊组和下侧气囊组，各气囊组独立受控。
本发明另一方面提供一种基于ADAS和IVI的汽车外部主动安全气囊控制方法，包括自检步骤、先进驾驶辅助系统状态获取与判断步骤、第一点火引爆步骤、第二点火引爆步骤、求救信号发送步骤；
如图4所示，所述自检步骤为：对汽车外部主动安全气囊体进行运行故障自检；
所述先进驾驶辅助系统状态获取与判断步骤为：判断获取的先进驾驶辅助系统运行状态是否发生故障，若是，执行第二点火引爆步骤，若否，执行第一点火引爆步骤；
所述第一点火引爆步骤包括：
S11：数据采集步骤：通过传感器阵列、摄像头阵列采集第一汽车行车数据信息；
S12：数据处理步骤：对所述第一汽车行车数据信息进行整合运算处理后获取点火预判数据；
S13：碰撞模式匹配步骤：所述点火预判数据与碰撞模式数据库中的碰撞模式数据匹配，直至匹配成功，发送安全气囊点火控制指令；
S14：点火控制步骤：根据所述安全气囊点火控制指令引爆汽车外部主动安全气囊体；
第二点火引爆步骤包括：
S21：数据采集步骤：通过距离传感器、速度传感器采集第二汽车行车数据信息；
S22：数据处理步骤：对所述第二汽车行车数据信息进行整合运算处理后获取汽车行车数据信息中的距离值与速度值；
S23：判断步骤：判断所述汽车行车数据中的距离值与速度值是否大于等于预先设置的距离阈值和速度阈值，若是，则发送安全气囊点火控制指令；
S24：点火控制步骤：根据所述安全气囊点火控制指令引爆汽车外部主动安全气囊体；
所述求救信号发送步骤包括：当汽车外部主动安全气囊体被引爆时，向求救中心发出求救信息。
本发明提出的控制方法中若ADAS出现故障时，执行第二点火引爆步骤，即运算控制单元通过距离传感器、速度传感器采集第二汽车行车数据信息，对所述第二汽车行车数据信息进行整合运算处理后获取汽车行车数据信息中的距离值与速度值，并判断所述汽车行车数据中的距离值与速度值大于等于预先设置的距离阈值和速度阈值时引爆汽车外部主动安全气囊体，使得汽车外部主动安全气囊体可基于自身的距离传感器和速度传感器数据独立运行，有效防止了因ADAS故障而导致汽车外部主动安全气囊体功能失效的问题。
进一步地，所述数据采集步骤还包括通过陀螺仪与重力加速度传感器采集汽车行车数据信息；
所述数据处理步骤还包括对当前位置地图数据信息进行整合运算处理。
还进一步地，在所述自检步骤中，当检测到汽车外部主动安全气囊体发生故障时，通过警示单元在车载显示屏上弹出故障警示信息，并发出故障警报提示音。
更进一步地，当汽车外部主动安全气囊体被引爆时，通过警示单元发出危险警报提示音。
在本发明提供的一种基于ADAS和IVI的汽车外部主动安全气囊控制系统及方法中，当汽车发生如“坠落碰撞”的事故时，即当所述车载信息娱乐系统IVI的重力加速度传感器检测到车辆姿态为向下坠落时，所述车载信息娱乐系统IVI的GPS定位单元将定位汽车当前位置地图数据信息；所述先进驾驶辅助系统ADAS的摄像头阵列将采集汽车周围的图片信息，处理器单元对所述汽车当前位置地图数据信息及采集的汽车周围的图片信息整合处理后即可识别出碰撞对象类型为陆地或者水面，所述处理器单元通过超声波阵列数据即可判断碰撞对象方位为下，并可估算出汽车与碰撞对象相对距离为Δd，与碰撞对象相对速度Δv。当所述Δd、Δv等汽车点火预判数据与碰撞模式数据库中的碰撞模式数据匹配成功时，所述处理器单元向运算控制单元发送下侧安全气囊组点火控制指令；所述运算控制单元根据所述下侧安全气囊组点火控制指令引爆汽车下侧安全气囊组；所述下侧安全气囊组点火控制指令将在坠落碰撞发生前主动发出，从而对车身及车内人员起到保护作用。
本发明所述的控制方法中，车载信息娱乐系统IVI实时获取汽车外部主动安全气囊体是否被引爆的状态信息；当汽车外部主动安全气囊体被引爆时向求救中心发出求救信息，所述求救信息包括GPS定位单元获取的汽车当前位置地图数据信息。
以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例，不能以此来限定本发明的权利保护范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种基于ADAS和IVI的汽车外部主动安全气囊控制系统，包括与运算控制单元连接的汽车外部主动安全气囊体、距离传感器、速度传感器，其特征在于：还包括与运算控制单元连接的第一通信单元，所述第一通信单元通过车身总线网络连接车载信息娱乐系统的第二通信单元与先进驾驶辅助系统的第三通信单元；
所述先进驾驶辅助系统还包括：与数据采集单元连接的传感器阵列和摄像头阵列、处理器单元、碰撞模式数据库单元；
所述数据采集单元用于通过传感器阵列和摄像头阵列采集汽车行车数据信息；
所述处理器单元用于对所述汽车行车数据信息进行整合运算处理后获取点火预判数据；当所述点火预判数据与碰撞模式数据库单元中的碰撞模式数据匹配成功时，向运算控制单元发送安全气囊点火控制指令；所述运算控制单元根据所述安全气囊点火控制指令引爆汽车外部主动安全气囊体；
所述车载信息娱乐系统包括移动通讯单元；所述移动通讯单元用于当汽车外部主动安全气囊体被引爆时向求救中心发出求救信息。
2.如权利要求1所述的一种基于ADAS和IVI的汽车外部主动安全气囊控制系统，其特征在于：所述车载信息娱乐系统还包括：陀螺仪与重力加速度传感器、GPS定位单元、警示单元；所述GPS定位单元用于对汽车进行定位，并向处理器单元发送当前位置地图数据信息。
3.如权利要求1所述的一种基于ADAS和IVI的汽车外部主动安全气囊控制系统，其特征在于：所述汽车行车数据信息包括车辆姿态数据信息、碰撞对象类型数据信息、碰撞对象方位数据信息、与碰撞对象相对距离数据信息、与碰撞对象相对速度数据信息。
4.如权利要求1所述的一种基于ADAS和IVI的汽车外部主动安全气囊控制系统，其特征在于：所述先进驾驶辅助系统的传感器阵列包括安装于汽车各个部位的超声波阵列传感器、雷达传感器和激光传感器。
5.如权利要求1所述的一种基于ADAS和IVI的汽车外部主动安全气囊控制系统，其特征在于：所述汽车外部主动安全气囊体包括汽车前侧气囊组、后侧气囊组、左侧气囊组、右侧气囊组、上侧气囊组和下侧气囊组，各气囊组独立受控。
6.一种基于ADAS和IVI的汽车外部主动安全气囊控制方法，其特征在于：包括自检步骤、先进驾驶辅助系统状态获取与判断步骤、第一点火引爆步骤、第二点火引爆步骤、求救信号发送步骤；
所述自检步骤为：对汽车外部主动安全气囊体进行运行故障自检；
所述先进驾驶辅助系统状态获取与判断步骤为：判断获取的先进驾驶辅助系统运行状态是否发生故障，若是，执行第二点火引爆步骤，若否，执行第一点火引爆步骤；
所述第一点火引爆步骤包括：
S11：数据采集步骤：通过传感器阵列、摄像头阵列采集第一汽车行车数据信息；
S12：数据处理步骤：对所述第一汽车行车数据信息进行整合运算处理后获取点火预判数据；
S13：碰撞模式匹配步骤：所述点火预判数据与碰撞模式数据库中的碰撞模式数据匹配，直至匹配成功，发送安全气囊点火控制指令；
S14：点火控制步骤：根据所述安全气囊点火控制指令引爆汽车外部主动安全气囊体；
第二点火引爆步骤包括：
S21：数据采集步骤：通过距离传感器、速度传感器采集第二汽车行车数据信息；
S22：数据处理步骤：对所述第二汽车行车数据信息进行整合运算处理后获取汽车行车数据信息中的距离值与速度值；
S23：判断步骤：判断所述汽车行车数据中的距离值与速度值是否大于等于预先设置的距离阈值和速度阈值，若是，则发送安全气囊点火控制指令；
S24：点火控制步骤：根据所述安全气囊点火控制指令引爆汽车外部主动安全气囊体；
所述求救信号发送步骤包括：当汽车外部主动安全气囊体被引爆时，向求救中心发出求救信息。
7.如权利要求6所述的一种基于ADAS和IVI的汽车外部主动安全气囊控制方法，其特征在于：
所述数据采集步骤还包括通过陀螺仪与重力加速度传感器采集汽车行车数据信息；
所述数据处理步骤还包括对当前位置地图数据信息进行整合运算处理。
8.如权利要求6所述的一种基于ADAS和IVI的汽车外部主动安全气囊控制方法，其特征在于：在所述自检步骤中，当检测到汽车外部主动安全气囊体发生故障时，通过警示单元在车载显示屏上弹出故障警示信息，并发出故障警报提示音。
9.如权利要求6所述的一种基于ADAS和IVI的汽车外部主动安全气囊控制方法，其特征在于：当汽车外部主动安全气囊体被引爆时，通过警示单元发出危险警报提示音。
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