CN111516630A - 碰撞防护系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及碰撞防护系统及碰撞防护方法，碰撞防护系统包括检测模块、控制模块以及执行模块，控制模块被配置成根据来自所述检测模块的信息，判断是否存在碰撞危险，并且判断车内乘员是否处于应对碰撞的理想状态，当存在碰撞危险并且车内乘员未处于应对碰撞的理想状态的情况下，输出执行信息以使得所述执行模块采取措施以使车内乘员变换到应对碰撞的理想状态。本发明的碰撞防护系统及方法能够在碰撞发生之前警告未处于理想的应对碰撞的状态的乘客并使其调整到正确的姿势，同时确保座椅也位于正确的位置和/或姿态，从而使乘客做好碰撞准备，使安全带和/或安全气囊等安全保护装置能够发挥最佳保护效果，从而提高车辆的安全性。

Description

碰撞防护系统及方法
技术领域
本发明属于车辆领域，具体涉及一种碰撞防护系统及方法。
背景技术
安全性是汽车的重要性能之一。为了保证汽车的安全性，目前已经发展出了例如安全带、安全气囊等被动安全技术以及车道偏离、碰撞预警、牵引力控制等主动安全技术。
然而，车上配置的安全装置要起到最佳效果，除了安全装置本身的技术水平和可靠性之外，还需要正确的使用才行。例如，对于安全带而言，除了需要车上乘员系好之外，还需要保证正确的坐姿。如果乘客在系上安全带之后，将座椅倾斜从而斜躺在座椅上睡觉，则在发生碰撞的情况下同样无法起到良好的效果。
此外，随着自动驾驶技术的推进，与自动驾驶相关的安全的重要性也日益凸显。根据美国汽车工程师学会制定的标准SAE J3016(2016年修订版)，对于高级别(L3-L5)的自动驾驶来说，能够在部分或全部场景中实现在无需人工干预的情况下由无人自主驾驶系统进行自主驾驶。在这种情境下，车上乘员会更加放松，也更有可能进行休息或进行诸如观看电影之类的娱乐活动。
统计数据已经表明，在交通事故中，处于睡眠状态的乘客以及坐姿不正确的乘客受伤的概率和受伤的严重程度要高于处于清醒状态的乘客或者按照设计位置乘坐的乘客。这是因为睡眠中的乘客并未将其身体和肌肉准备好以应对碰撞。此外，睡眠中的乘客或者坐姿不合适的乘客也未处于由安全气囊或其他安全装置所保护的理想位置之中。
虽然目前已经提出了一些预警系统，例如可以在观察到驾驶员打盹时发出声光报警进行提醒，或者在碰撞之前进行预警，但是这些技术并不能解决上述情况中的安全问题，因为车上乘员可能并未被唤醒，或者没有调整到合适的姿态以应对碰撞。
因此，在目前自动驾驶车辆的主动安全技术着眼于避免碰撞的情况下，如何在碰撞已经不可避免的情况下尽可能地保护车上乘员，现有技术中并未指出该技术问题，亦未给出解决方案。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出以下技术方案。
一种碰撞防护系统，包括：
检测模块，被配置为对设置有该碰撞防护系统的车辆的状态以及车内乘员状态进行检测；
控制模块，接收来自所述检测模块的信息，并输出执行信息至执行模块；以及
执行模块，根据所述控制模块的执行信息采取相应措施；
所述控制模块被配置成根据来自所述检测模块的信息，判断是否存在碰撞危险，并且判断车内乘员是否处于应对碰撞的理想状态，当存在碰撞危险并且车内乘员未处于应对碰撞的理想状态的情况下，输出执行信息以使得所述执行模块采取措施以使车内乘员变换到应对碰撞的理想状态。
本文中的“理想状态”是指根据相关的技术标准，乘员处于能够确保车上的安全带/安全气囊等防护装置能够发挥最佳效果的状态。例如，乘员所在的座椅处于正常位置，从而使得在坐姿正确的情况下安全带可以发挥最佳效果；乘员在座椅上的坐姿正确，恰当地靠在座椅上；乘员处于清醒状态，其肌肉能够适当地紧张等。
根据本发明的一个方面，所述检测模块包括行驶信息检测模块、座椅位置/姿态检测模块以及乘员状态检测模块。
根据本发明的一个方面，所述执行模块包括如下各项中的至少一个：声光报警模块、振动提醒模块、座椅调节模块以及坐姿调节模块。
根据本发明的一个方面，所述声光报警模块包括灯光照明装置和声音警报器，所述灯光照明装置设置在座椅的前方，和/或所述声音警报器布置成靠近所述座椅的头枕。
根据本发明的一个方面，所述振动提醒模块包括振动器，所述振动器设置在头枕、靠背和/或坐垫中。
根据本发明的一个方面，所述坐姿调节模块包括致动器，用于推动所述乘员到应对碰撞的理想的位置和/或姿态。
根据本发明的一个方面，所述致动器采用电致动器或气压或液压致动器的形式。
本发明还提出了一种车辆，其具有根据本发明的碰撞防护系统。
此外，本发明还提出了一种碰撞防护方法，包括：
检测步骤，在该步骤中检测车辆的状态以及车内乘员状态；
判定步骤，在该步骤中根据检测步骤获得的信息来判定是否存在碰撞危险并且判断车内乘员是否未处于应对碰撞的理想状态；以及
在判断出存在碰撞危险并且车内乘员未处于应对碰撞的理想状态的情况下，进入执行步骤，在执行步骤中，采取措施使车内乘员变换到应对碰撞的理想状态。
根据本发明的一个方面，在检测步骤中检测以下信息：
(a)车内乘员座椅是否处于正常位置，
(b)车内乘员是否处于应对碰撞的正确状态；以及
(c)是否即将发生碰撞；
如果(a)、(b)中至少有一个检测结果为否，并且(c)的检测结果为是，则进入执行步骤。
根据本发明的一个方面，使车内乘员处于应对碰撞的理想状态的措施包括以下措施中的至少一个：
调节座椅位置和/或姿态、对未处于应对碰撞的理想状态的乘员发出声光和/或振动警报、对未处于理想的应对碰撞的姿态的乘员发出语音提示、对未处于理想的应对碰撞的姿态的乘员的姿势进行调整。
根据以上技术方案，本发明的碰撞防护系统及方法能够在碰撞发生之前警告未处于理想的应对碰撞的状态的乘客(例如唤醒处于睡眠状态的乘客或警告处于不安全坐姿的乘客)并使其调整到正确的姿势，同时确保座椅也位于正确的位置和/或姿态，从而使乘客做好碰撞准备，使安全带和/或安全气囊等安全保护装置能够发挥最佳保护效果，从而提高车辆的安全性。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施例的碰撞防护系统的构成示意图。
图2是根据本发明的一个实施例的碰撞防护系统的工作过程的流程图。
图3是根据本发明的一个实施例的碰撞防护系统中执行模块的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的技术方案进行详细说明。
参见图1，根据本发明的一个实施例的碰撞防护系统从整体上可以包括检测模块、控制模块和执行模块。检测模块被配置为对设置有该碰撞防护系统的车辆的状态以及车内乘员状态进行检测；控制模块接收来自所述检测模块的信息并输出执行信息至执行模块；执行模块根据所述控制模块的执行信息采取相应措施。
根据本发明的一个实施例，具体地，检测模块可以包括：座椅位置/姿态检测模块，被配置为检测座椅的位置和/或姿态，座椅位置/姿态可以分为处于安全位置/姿态(或称正常位置/姿态，在该位置/姿态如果乘员采取正确坐姿，乘员保护装置(例如安全带以及安全气囊)的保护效果最佳)和非安全位置/姿态(例如倾斜位置)；乘员状态检测模块，被配置为检测车内乘员的状态，例如乘员处于清醒之中还是睡眠之中，其眼睛是睁开还是闭合，是否发出鼾声，身体是否与车辆座椅偏离等，乘员状态检测模块例如可以采用相应的摄像头、声音传感器、健康传感器等形式；行驶信息检测模块，被配置为检测车辆的行驶信息，例如自车的速度、与其他车辆/交通参与者/物体的相对距离以及相对速度等。
根据本发明的一个实施例，控制模块被配置成根据来自所述检测模块的信息，判断是否存在自车与其他车辆/交通参与者/物体的碰撞危险，并且判断座椅是否处于安全位置/姿态和/或判断车内乘员是否处于应对碰撞的理想状态，当存在碰撞危险，并且座椅处于非安全位置/姿态和/或车内乘员未处于应对碰撞的理想状态的情况下，输出执行信息以使得所述执行模块采取相应措施，以使车内乘员变换到应对碰撞的理想状态。根据本发明的实施例，应对碰撞的理想状态可以包括：清醒状态和/或处于应对碰撞的理想位置/姿态(例如坐姿正直、头部朝向前方)等。根据本发明的实施例,相应措施可以包括下述的一种或几种措施的组合：发出声音、光学和/或振动警报，以使处于睡眠状态的乘员醒来，或提醒处于不理想的应对碰撞的姿态(如坐姿歪斜)的乘员调整坐姿等，以使乘员为碰撞做好准备；将座椅位置/姿态调节到安全位置/姿态；调节乘员的坐姿，使其处于应对碰撞的理想位置和/或姿态(例如能够使安全带和安全气囊发挥出最佳效果的位置和/或姿态)。根据本发明的实施例的控制模块基于检测模块的信息进行控制的过程将在下文中结合图2进行详细说明。
根据本发明的实施例，执行模块可以包括：声光报警模块，被配置为能够发出声音或者灯光信息，以使车内乘员感知到该信息；振动提醒模块，被配置为能够发出振动，以使车内乘员感知到振动；振动提醒模块例如可以安装于座椅或安全带装置的一个或多个位置；座椅调节模块，被配置为能够对座椅位置/姿态和/或姿态进行调节；坐姿调节模块，被配置为对车上乘员的坐姿进行调节。执行模块在车上应用的一个具体示例将在下文中结合图3进行说明。
以下结合图2来对本发明的实施例的碰撞防护系统的工作过程进行说明。
首先，由检测模块对座椅位置/姿态和/或车内乘员的状态进行检测。具体地，在步骤S10中，由座椅位置/姿态检测模块检测车内乘员的座椅位置/姿态是否处于安全位置和/或姿态，如果座椅位置/姿态处于安全位置和/或姿态，则进入步骤S20，进一步判断车内乘员状态；如果座椅位置/姿态处于非安全位置(例如倾斜位置)，则直接进入步骤S30，判断是否即将发生碰撞。
在步骤S20中，由乘员状态检测模块来检测乘员是否处于应对碰撞的理想状态，如果乘员并不处于应对碰撞的理想状态，例如睡眠、眼睛闭合、发出鼾声、坐姿歪斜等，则进入步骤S30，进行是否即将发生自车与其他车辆/交通参与者/物体的碰撞的检测；如果乘员处于应对碰撞的理想状态，则返回开始状态，进行下一周期的检测。
在步骤S30中，如果判断即将发生碰撞，则进入步骤S40，采取相应措施；如果判断并不会发生碰撞，则返回开始状态，进行下一周期的检测。
在步骤S40中执行模块采取的措施可以包括：由声光报警模块发出声音和光学警报，例如如果车内乘员处于睡眠之中，则发出刺耳的警报声并同时用强光照射其眼睛以使乘员尽快醒来；如果车内乘员虽然并未处于睡眠之中，但是坐姿歪斜或者正在扭头与后排乘员聊天，则发出语音警报例如“即将撞车请立即坐好”；振动提醒模块可以同时发出振动，以使车内乘员警觉并使其肌肉开始紧张，以做好碰撞准备。座椅调节模块将座椅位置/姿态调节到安全位置/姿态。此外，例如车内摄像头或者人体传感器检测到乘员坐姿为不理想的应对碰撞的姿态(如坐姿歪斜)时，坐姿调节模块也可以同时工作，以调节车上乘员的坐姿，使其处于应对碰撞的理想姿态(例如能够使安全带和安全气囊发挥出最佳效果的位置/坐姿)。
当然，图2所示仅仅是本发明的一种示例性的实施方式，本发明的具体实施并不限于上述方式。例如，步骤S30的判断可以在步骤S10和S20之前(即先判断碰撞是否即将发生；如果碰撞即将发生，则检测座椅位置/姿态和/或车内乘员的状态)；或者步骤S10和S20以及步骤S30的判断可以同时进行，而非需要存在先后顺序，只要步骤S10和S20中的任何一个判断结果为否而步骤S30的判断结果为是，即可进入步骤S40。
进一步地，本发明的碰撞警告及防护系统中的执行模块的一个示例如图3所示。其中，101为灯光照明装置，优选地位于座椅前方，被配置为当车上乘员位于座椅上时，能够发出强光至相应乘员的面部，以使其尽快从睡眠中醒来；102为声音报警装置，优选地位于座椅头枕的两侧，其能发出警示音以使乘员尽快从睡眠中醒来或者意识到即将发生碰撞；103为坐姿调整模块，其例如采用设置在扶手或靠背中的致动器以推动乘员至应对碰撞的理想的位置和/或姿态(例如使安全带和/或安全气囊能够发挥最佳效果的位置和/或姿态)，致动器可以采用电致动器或者气压、液压致动器的形式；104为振动提醒模块，可以在头枕、靠背和/或坐垫部设置，以发出振动。
本发明的碰撞警告和防护系统可以应用于无自动驾驶功能的车辆，也可以应用于具有自动驾驶功能的车辆。只要当满足预设的条件时，即可进行工作，从而降低由于车内乘员由于未处于正确姿态而导致的额外伤害。
参考以上的示意性实施例已经对本发明做出了清楚、完整的说明，本领域技术人员应当理解的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，通过对所公开的技术方案的修改可以设想各种其它的实施例。这些实施例应当被理解成落在本发明的基于权利要求和其任何等同技术方案所确定的范围之内。

Claims (11)

1.一种碰撞防护系统，包括：
检测模块，被配置为对设置有该碰撞防护系统的车辆的状态以及车内乘员状态进行检测；
控制模块，接收来自所述检测模块的信息，并输出执行信息至执行模块；以及
执行模块，根据所述控制模块的执行信息采取相应措施；
其特征在于，
所述控制模块被配置成根据来自所述检测模块的信息，判断是否存在碰撞危险，并且判断车内乘员是否处于应对碰撞的理想状态，当存在碰撞危险并且车内乘员未处于应对碰撞的理想状态的情况下，输出执行信息以使得所述执行模块采取措施以使车内乘员变换到应对碰撞的理想状态。
2.根据权利要求1所述的碰撞防护系统，其特征在于，所述检测模块包括行驶信息检测模块、座椅位置/姿态检测模块以及乘员状态检测模块。
3.根据权利要求1或2所述的碰撞防护系统，其特征在于，所述执行模块包括如下各项中的至少一个：声光报警模块、振动提醒模块、座椅调节模块以及坐姿调节模块。
4.根据权利要求3所述的碰撞防护系统，其特征在于，所述声光报警模块包括灯光照明装置和声音警报器，所述灯光照明装置设置在座椅的前方，和/或所述声音警报器布置成靠近所述座椅的头枕。
5.根据权利要求3所述的碰撞防护系统，其特征在于，所述振动提醒模块包括振动器，所述振动器设置在头枕、靠背和/或坐垫中。
6.根据权利要求3所述的碰撞防护系统，其特征在于，所述坐姿调节模块包括致动器，用于推动所述乘员到应对碰撞的理想的位置和/或姿态。
7.根据权利要求6所述的碰撞防护系统，其特征在于，所述致动器采用电致动器或气压或液压致动器的形式。
8.一种车辆，包括根据权利要求1-7中任一项所述的碰撞防护系统。
9.一种碰撞防护方法，包括：
检测步骤，在该步骤中检测车辆的状态以及车内乘员状态；
判定步骤，在该步骤中根据检测步骤获得的信息来判定是否存在碰撞危险并且判断车内乘员是否处于应对碰撞的理想状态；以及
在判断出存在碰撞危险并且车内乘员未处于应对碰撞的理想状态的情况下，进入执行步骤，在执行步骤中，采取措施使车内乘员变换到应对碰撞的理想状态。
10.根据权利要求9所述的碰撞防护方法，其特征在于，在检测步骤中检测以下信息：
(a)车内乘员座椅是否处于安全位置和/或姿态，
(b)车内乘员是否处于应对碰撞的理想状态；以及
(c)是否即将发生碰撞；
如果(a)、(b)中至少有一个检测结果为否，并且(c)的检测结果为是，则进入执行步骤。
11.根据权利要求9或10所述的碰撞防护方法，其特征在于，使车内乘员处于应对碰撞的理想状态的措施包括以下措施中的至少一个：
调节座椅位置和/或姿态、对未处于应对碰撞的理想状态的乘员发出声光和/或振动警报、对未处于理想的应对碰撞的姿态的乘员发出语音提示、对未处不理想的应对碰撞的姿态的乘员的姿势进行调整。
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