CN108437921B - 一种基于多源信息检测汽车落水系统及检测方法 - Google Patents

一种基于多源信息检测汽车落水系统及检测方法 Download PDF

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Abstract

一种基于多源信息检测汽车落水系统，包括超声波水深探测仪、湿度传感器、压力传感器、速度传感器、图像识别模块、主控芯片，检测方法为首先采用超声波水深探测仪探测水深，当水深小于0.3m或大于0.4m时，通过超声波水深探测仪的输出端将信息输送给主控芯片，主控芯片判断汽车落水状态，从而确定气囊是否打开，当水深达到0.3‑0.4m时，主控芯片通过湿度和压力的检测到信息判断汽车的落水状态，若此时压力小于5KPa，还需要将湿度与速度进行数据分析，从而判断出汽车的落水状态，该检测方法不仅能够比较准确地判断汽车落水深度，并且可避免汽车气囊的误开情况的发生。本发明可以更好地检测汽车涉水情况，从而判断出汽车是否落水，此系统简单有效。

Description

一种基于多源信息检测汽车落水系统及检测方法
技术领域
本发明涉及一种检测系统，具体涉及一种基于多源信息检测汽车落水系统及检测方法。
背景技术
近年来，人民生活水平随着经济快速发展日益改善，我国汽车保有量持续增加，汽车作为家庭消费品进入寻常人家，伴随而来的各种交通事故居高不下，行车安全问题变得日趋严峻。由于汽车所处行驶道路环境和自身技术条件的不同，交通事故形式表现多样，恶劣天气加剧，驾驶人的安全意识薄弱，汽车落水悲剧事件不时出现，导致人们生命财产的巨大损失，财产和生命受到严重的威胁，尤其对那些老年人与儿童以及不会游泳的人，生还的几率几乎为零。中国交通和汽车行业快速发展使人们对汽车的安全性能越来越重视，汽车被动安全研究主要集中在碰撞，车身保护行人装置，先进乘员约束系统，而面对汽车落水这一日益凸显的社会问题，一些车企也开始关注，但并没有发布相关的检测落水系统，针对不断的落水事件，设计出一套具有应用价值的检测汽车是否落水系统刻不容缓。面对类似猝不及防的灾难，设计出一种行之有效的检测汽车是否落水系统具有重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的是针对上述存在的问题，提供一种基于多源信息检测汽车落水系统及检测方法。
本发明的技术方案是：一种基于多源信息检测汽车落水系统，该落水系统用于在汽车落水后控制汽车内防沉气囊的打开，包括用于检测汽车涉水时的水深深度状况的超声波水深探测仪、用于检测汽车涉水时湿度的湿度传感器、用于检测汽车在水中受压情况的压力传感器、用于测量汽车当前的瞬时速度的速度传感器、用于通过摄像头拍摄图画进行检测涉水汽车的外部环境的的图像识别模块、用于接收各个传感器以及图像识别的数据加以处理与分析并准确地检测出汽车的落水情况的主控芯片和多个防沉气囊，所述超声波水深探测仪固定在汽车车头下方，汽车前挡风玻璃和后挡风玻璃的下方边缘与汽车引擎盖相接位置处设置有所述湿度传感器，汽车车门和汽车底盘上固定有所述压力传感器，所述速度传感器安装在汽车前轮轴心位置，所述图像识别模块中的用来摄像头固定在汽车车头的中心偏右侧位置，汽车驾驶舱内设置有所述主控芯片。
进一步优化，所述超声波水深探测仪的输出端、湿度传感器的输出端、压力传感器的输出端、速度传感器的输出端和图像识别模块的输出端均与主控芯片的输入端连接，主控芯片的输出端连接防沉气囊的控制装置。
进一步优化，所述湿度传感器的基片上覆盖有一层感湿膜。
进一步优化，所述速度传感器采用光电式车速传感器，其发出的脉冲信号经过整形，通过速度传感器的计数管计测贮存到记忆回路，再经时间回路决定计数管的计测时间与记忆回路的记忆时间并输出，把记忆回路的输出信号送到显示回路，即可根据速度传感器发出的脉冲数在显屏上显示出车速数值。
进一步优化，图像识别模块利用摄像头所拍摄到的画面进行各个特征的提取对汽车涉水情况进行判断。
进一步优化，所述防沉气囊设置有四个，分别设置在汽车车头、汽车后备箱和汽车两侧车门处。
一种基于多源信息检测汽车落水系统的检测方法，通过超声水深探测仪、湿度传感器、压力传感器感、速度传感器和图像识别模块中的摄像头所测得的数据传输到主控芯片后，再经过主控芯片对上述数据进行处理后即可检测到汽车是否落水，具体步骤如下：
S1、由超声水深探测仪对当前水深深度进行检测，当水深深度小于0.3m时，主控芯片通过超声水深探测仪的输出端输送的数据分析判定汽车为未落水状态，防沉气囊闭合；当水深深度大于0.4m时，主控芯片通过超声水深探测仪的输出端输送的数据分析判定汽车为落水状态，防沉气囊打开；当水深深度为0.3-0.4m时，则执行步骤S2；
S2、通过湿度传感器检测到当前湿度大于65％，在该湿度条件下，压力传感器根据感受汽车受水的压力信号后检测到汽车当前的压力是否大于5KPa，若是，判定汽车为落水状态，此时防沉气囊直接打开，若否，则执行步骤S3；
S3、基于步骤S2，通过速度传感器检测汽车当前的速度小于10Km/h，同时将该速度信号通过输出端传输给主控芯片，主控芯片根据步骤S2中所测得的湿度数据和速度传感器所测得的速度数据进行分析判断汽车为落水状态，同时控制装置在接收到落水状态的信号后将防沉气囊打开。
进一步优化，还包括：
S4、通过图像识别模块的摄像头拍摄到的汽车周围环境画面，并将该数据传输到主控芯片，进一步判定汽车落水情况。
进一步优化，所述湿度传感器测定湿度的方法为通过水蒸气对元件的电阻率和电阻值的变化进行测量。
本发明的有益效果为：
一、该系统首先采用超声波水深探测仪在汽车落水或者积水情况下测量水的深度、湿度传感器测量汽车表面的湿度、压力传感器测出汽车所受压力或者水对汽车的浮力、速度传感器检测出汽车瞬时速度、图像识别模块检测汽车周围情况，最后主控芯片通过以上传感器所传来的数据加以判断和分析，从而能快速高效的检测出汽车是否落水；
二、采用超声波水深探测仪探测水深，当水深小于0.3m或者大于0.4m时，可立刻通过超声波水深探测仪的输出端将信息输送给主控芯片，主控芯片通过该数据分析汽车落水状态，从而确定防沉气囊是否打开，当水深达到0.3-0.4m的深度时，主控芯片可通过湿度感应器和压力传感器所检测到的即时信息判断汽车此刻落水状态，如果此时压力小于5KPa，还需要将湿度与速度进行数据分析，从而也可判断出汽车的落水状态，该检测方式不仅能够比较准确地判断汽车落水深度，并且可以避免汽车防沉气囊的误开情况的发生；
三、四个防沉气囊分别设置在汽车的前后和左右车门位置，可有效防止因汽车重量过大影响汽车在水中的平衡；
综上所述，通过此发明可以更好地检测汽车涉水情况，从而判断出汽车是否落水，此系统简单有效，不仅可以检测汽车涉水的情况，而且能够比较准确地判断汽车落水深度，可以避免汽车气囊的误开情况的发生，从而有效延长了汽车防沉气囊的使用寿命，提高了后续的救援的及时性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图
图2为本发明控制系统的方框示意图
附图标记：1、超声波水深探测仪，2、湿度传感器，3、压力传感器，4、速度传感器，5、摄像头，6、主控芯片，7、防沉气囊。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的以及有益效果易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
一种基于多源信息检测汽车落水系统及检测方法，其具体实施方式为：一种基于多源信息检测汽车落水系统，该落水系统用于在汽车落水后控制汽车内防沉气囊的打开，包括用于检测汽车涉水时的水深深度状况的超声波水深探测仪1、用于检测汽车涉水时湿度的湿度传感器2、用于检测汽车在水中受压情况的压力传感器3、用于测量汽车当前的瞬时速度的速度传感器4、用于通过摄像头5拍摄图画进行检测涉水汽车的外部环境的的图像识别模块、用于接收各个传感器以及图像识别的数据加以处理与分析并准确地检测出汽车的落水情况的主控芯片6和多个防沉气囊7，所述超声波水深探测仪1的输出端、湿度传感器2的输出端、压力传感器3的输出端、速度传感器4的输出端和图像识别模块的输出端均与主控芯片6的输入端连接，主控芯片6的输出端连接防沉气囊7的控制装置。所述超声波水深探测仪1利用水底对声波的反射来测量水深的，根据测量水深的数据分析汽车涉水情况；所述湿度传感器2在基片上覆盖一层用感湿材料制成的膜，当空气中的水蒸气吸附在感湿膜上时，元件的电阻率和电阻值都发生变化，利用这一特性即可测量湿度；所述压力传感器3能感受汽车受水的压力信号，并能按照一定的规律将压力信号转换成可用的输出电信号，从而测出水对汽车的浮力；所述速度传感器4采用光电式车速传感器，其发出的脉冲信号经过整形，通过速度传感器4的计数管计测贮存到记忆回路，再经时间回路决定计数管的计测时间与记忆回路的记忆时间并输出，把记忆回路的输出信号送到显示回路，即可根据速度传感器4发出的脉冲数在显屏上显示出车速数值；图像识别模块利用摄像头5所拍摄到的画面进行各个特征的提取对汽车涉水情况进行判断。
超声波水深探测仪1设固定在汽车车头下方，汽车前挡风玻璃和后挡风玻璃的下方边缘与汽车引擎盖相接位置处设置有湿度传感器2，汽车车门和汽车底盘上固定有所述压力传感器3，速度传感器4安装在汽车前轮轴心位置，图像识别模块中的用来摄像头5固定在汽车车头的中心偏右侧位置，汽车驾驶舱内设置有所述主控芯片6，防沉气囊7设置有四个，分别设置在汽车车头、汽车后备箱和汽车两侧车门处。
一种基于多源信息检测汽车落水系统的检测方法，通过超声水深探测仪1、湿度传感器2、压力传感器感3、速度传感器4和图像识别模块中的摄像头5所测得的数据传输到主控芯片6后，再经过主控芯片对上述数据进行处理后即可检测到汽车是否落水，具体步骤如下：
S1、由超声水深探测仪对当前水深深度进行检测，当水深深度小于0.3m时，主控芯片通过超声水深探测仪1的输出端输送的数据分析判定汽车为未落水状态，防沉气囊7闭合；当水深深度大于0.4m时，主控芯片6通过超声水深探测仪1的输出端输送的数据分析判定汽车为落水状态，防沉气囊7打开；当水深深度为0.3-0.4m时，则执行步骤S2；
S2、通过湿度传感器2检测到当前湿度大于65％，在该湿度条件下，压力传感器3根据感受汽车受水的压力信号后检测到汽车当前的压力是否大于5KPa，若是，判定汽车为落水状态，此时防沉气囊7直接打开，若否，则执行步骤S3；
S3、基于步骤S2，通过速度传感器4检测汽车当前的速度小于10Km/h，同时将该速度信号通过输出端传输给主控芯片6，主控芯片6根据步骤S2中所测得的湿度数据2和速度传感器4所测得的速度数据进行分析判断汽车为落水状态，同时控制装置在接收到落水状态的信号后将防沉气囊7打开。
进一步优化，还包括：
S4、通过图像识别模块的摄像头5拍摄到的汽车周围环境画面，并将该数据传输到主控芯片6，进一步判定汽车落水情况。
以上显示和描述了本发明的主要特征、使用方法、基本原理以及本发明的优点。本行业技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会根据实际情况有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种基于多源信息检测汽车落水系统的检测方法，该落水系统用于在汽车落水后控制汽车内防沉气囊的打开，其特征在于，包括用于检测汽车涉水时的水深深度状况的超声波水深探测仪（1）、用于检测汽车涉水时湿度的湿度传感器（2）、用于检测汽车在水中受压情况的压力传感器（3）、用于测量汽车当前的瞬时速度的速度传感器（4）、用于通过摄像头（5）拍摄图画进行检测涉水汽车的外部环境的图像识别模块、用于接收各个传感器以及图像识别模块的数据加以处理与分析并准确地检测出汽车的落水情况的主控芯片（6）和多个防沉气囊（7），所述超声波水深探测仪（1）固定在汽车车头下方，汽车前挡风玻璃和后挡风玻璃的下方边缘与汽车引擎盖相接位置处设置有所述湿度传感器（2），汽车车门和汽车底盘上固定有所述压力传感器（3），所述速度传感器（4）安装在汽车前轮轴心位置，所述图像识别模块中的摄像头（5）固定在汽车车头的中心偏右侧位置，汽车驾驶舱内设置有所述主控芯片（6），通过超声波水深探测仪（1）、湿度传感器（2）、压力传感器（3）、速度传感器（4）和图像识别模块中的摄像头（5）所测得的数据传输到主控芯片（6）后，再经过主控芯片对上述数据进行处理后即可检测到汽车是否落水，具体步骤如下：
S1、由超声波水深探测仪对当前水深深度进行检测，当水深深度小于0.3m时，主控芯片通过超声波水深探测仪（1）的输出端输送的数据分析判定汽车为未落水状态，防沉气囊（7）闭合；当水深深度大于0.4m时，主控芯片（6）通过超声波水深探测仪（1）的输出端输送的数据分析判定汽车为落水状态，防沉气囊（7）打开；当水深深度为0.3-0.4m时，则执行步骤S2；
S2、通过湿度传感器（2）检测到当前湿度大于65％时，压力传感器（3）根据感受汽车受水的压力信号后检测到汽车当前的压力是否大于5KPa，若是，判定汽车为落水状态，此时防沉气囊（7）直接打开，若否，则执行步骤S3；
S3、基于步骤S2，通过速度传感器（4）检测汽车当前的速度小于10Km/h时，同时将该速度通过输出端传输给主控芯片（6），主控芯片（6）根据步骤S2中湿度传感器（2）所测得的湿度数据和速度传感器（4）所测得的速度数据进行分析判断汽车为落水状态，同时控制装置在接收到落水状态的信号后将防沉气囊（7）打开。
2.根据权利要求1所述一种基于多源信息检测汽车落水系统的检测方法，其特征在于，所述超声波水深探测仪（1）的输出端、湿度传感器（2）的输出端、压力传感器（3）的输出端、速度传感器（4）的输出端和图像识别模块的输出端均与主控芯片（6）的输入端连接，主控芯片（6）的输出端连接防沉气囊（7）的控制装置。
3.根据权利要求1所述一种基于多源信息检测汽车落水系统的检测方法，其特征在于，所述湿度传感器（2）的基片上覆盖有一层感湿膜。
4.根据权利要求1所述一种基于多源信息检测汽车落水系统的检测方法，其特征在于，所述速度传感器（4）采用光电式车速传感器，其发出的脉冲信号经过整形，通过速度传感器（4）的计数管计测贮存到记忆回路，再经时间回路决定计数管的计测时间与记忆回路的记忆时间并输出，把记忆回路的输出信号送到显示回路，即可根据速度传感器（4）发出的脉冲数在显示屏上显示出车速数值。
5.根据权利要求1所述一种基于多源信息检测汽车落水系统的检测方法，其特征在于，图像识别模块利用摄像头（5）所拍摄到的画面进行各个特征的提取对汽车涉水情况进行判断。
6.根据权利要求1所述一种基于多源信息检测汽车落水系统的检测方法，其特征在于，所述防沉气囊（7）设置有四个，分别设置在汽车车头、汽车后备箱和汽车两侧车门处。
7.根据权利要求1所述一种基于多源信息检测汽车落水系统的检测方法，其特征在于，还包括：
S4、通过图像识别模块的摄像头（5）拍摄到的汽车周围环境画面，并将该汽车周围环境画面传输到主控芯片（6），进一步判定汽车落水情况。
8.根据权利要求1所述一种基于多源信息检测汽车落水系统的检测方法，其特征在于，所述湿度传感器（2）测定湿度的方法为通过水蒸气对元件的电阻率和电阻值的变化进行测量。
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