CN111572485A - 一种碰撞保护装置控制系统和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种碰撞保护装置控制系统和控制方法。它包括用于感知车内人员分布和人员状态的第一传感器、用于识别车外碰撞对象、碰撞场景、碰撞强度的第二传感器、用于获取碰撞加速度信号的第三传感器、和用于探测碰撞发生的时刻的第四传感器，用于对第一传感器、第二传感器、第三传感器、第四传感器的信息进行处理，通过融合算法，形成控制策略，输出点火信号给保护装置的控制单元。本发明通过精确识别碰撞场景及需要保护对象，实现精确保护，提升保护效率，降低使用成本(维修成本)，是一种主、被动安全一体化的控制系统和控制方法。

Description

一种碰撞保护装置控制系统和控制方法

技术领域

本发明属于汽车碰撞保护领域，具体涉及一种碰撞保护装置控制系统和控制方法。

背景技术

碰撞保护装置是指在车辆发生碰撞时避免或降低车内外人员伤害的装置，包括对车内人员和车外人员的保护。目前现有的碰撞保护装置主要包括驾驶员气囊DAB、副驾驶气囊PAB、膝部气囊KAB、驾驶员侧气囊D-SAB、副驾驶侧气囊P-SAB、左侧气帘L-CAB、右侧气帘R-CAB、主动式发动机罩AEC、车外气囊OAB等。

目前，汽车碰撞保护装置一般基于加速度传感器来判断碰撞是否发生及碰撞的强度，通过对采集到加速度信号进行分析，按照特定的算法确定是否点爆碰撞保护装置。这种控制方法存在的问题是单一信号源，容易产生误报或者控制算法不足导致保护效果差的问题，尤其是车辆结构设计导致碰撞中加速无法有效区分碰撞场景的时候。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种碰撞保护装置控制系统和控制方法。

本发明采用的技术方案是：一种碰撞保护装置控制系统，包括用于感知车内人员分布和人员状态的第一传感器、用于识别车外碰撞对象、碰撞场景、碰撞强度的第二传感器、用于获取碰撞加速度信号的第三传感器、和用于探测碰撞发生的时刻的第四传感器，用于对第一传感器、第二传感器、第三传感器、第四传感器的信息进行处理，通过融合算法，形成控制策略，输出点火信号给保护装置的控制单元。

上述方案中，第一传感器用于车内人员分布和人员状态感知，第一传感器器为摄像头或压力传感器，或两者的组合，为一个也可以是多个；第二传感器，用于车外碰撞对象识别、碰撞场景识别、碰撞强度识别，所述第二传感器为摄像头或融合激光雷达、红外摄像头、毫米波雷达，为一个也可以是多个；第三传感器，加速度传感器，用于碰撞加速度信号获取，为一个也可以是多个；第四传感器为压力传感器，用于探测碰撞发生的时刻，为一个也可以是多个；控制单元(ECU+GPU)，负责对第一传感器、第二传感器、第三传感器、第四传感器的信息进行处理，通过融合算法，形成控制策略，输出点火信号给保护装置。其中，GPU负责摄像头信号采集及处理，ECU负责加速度等信号处理及综合控制算法处理。

所述碰撞保护装置控制系统还可以是第一传感器+第二传感器+控制单元(ECU/GPU)或者第一传感器+第三传感器+控制单元(ECU/GPU)等简化组合。

一种碰撞保护装置控制系统的控制方法，包括点爆保护装置集合控制方法和碰撞保护装置点火时刻控制方法，所述点爆保护装置集合控制方法包括如下步骤：

步骤1：第一传感器探知各个座位上的是否乘员及乘员类型(成人、儿童)；如果某个座位上是成人，与之关联的碰撞保护装置纳入保护装置集合1；如果某个座位上是儿童，与之关联的碰撞保护装置纳入保护装置集合1；如果某个座位上无乘员，与之关联的碰撞保护装置不纳入保护装置集合1；

步骤2：根据第二传感器识别碰撞场景及碰撞强度评估；碰撞对象为人时：(1)碰撞相对速度V≤V01(车外人员保护相对速度门限)：所有碰撞保护装置不纳入保护装置集合2；(2)碰撞速度V>V01(车外人员保护相对速度门限)：与之关联的碰撞保护装置纳入保护装置集合2；碰撞对象符合危险碰撞对象(长、宽、高等参数)时：(1)碰撞相对速度V≤V02(其他碰撞相对速度门限)：所有碰撞保护装置不纳入保护装置集合2；(2)碰撞速度V>V02(其他碰撞相对速度门限)：与之关联的碰撞保护装置纳入保护装置集合2；

步骤3：根据第三传感器、第四传感器识别碰撞场景及碰撞强度评估；根据第四传感器确定是否发生碰撞：(1)若未发生碰撞：第三传感器获得加速度a无论为值，所有碰撞保护装置不纳入保护装置集合3；(2)若发生确定发生碰撞：如果加速度a不满足加速度a0(加速度阈值)，所有碰撞保护装置不纳入保护装置集合3；如果加速度a满足加速度a0(加速度阈值)，与之关联的碰撞保护装置纳入保护装置集合3；

步骤4：确定点爆保护装置集合为集合1∩(集合2∩集合3)。

所述碰撞保护装置点火时刻控制方法，包括如下步骤：

步骤1：根据第二传感器实现碰撞对象识别、场景识别、强度识别，同时获取相对位置、相对速度等参数，根据点火算法，确定点火时刻集合ttf1；具体地：

(1)确定与碰撞对象之间的相对距离L；

(2)确定与碰撞对象之间的相对速度V；

(3)根据L和V确定与碰撞对象发生碰撞的时刻；

(4)根据t确定每个碰撞保护装置的点火时刻ttf1(i)；

(5)进而各个碰撞保护装置的点火时刻ttf(i)构成集合ttf1。

步骤2：第三传感器、第四传感器，获取碰撞中碰撞加速度及碰撞时刻等信息，根据点火算法，确定点火时刻集合ttf2；具体地：

(1)根据第四传感器确定与碰撞对象发生碰撞的时刻t；

(2)根据第三传感器测得碰撞加速度a；

(3)根据a和t确定需要启动的每个碰撞保护装置的点火时刻ttf(i)；

(4)进而各个碰撞保护装置的点火时刻ttf(i)的构成集合ttf2。

步骤3：在确定点火时刻集合ttf1、ttf2基础上，通过融合算法，确定最终的点火时刻集合ttf；在确定了点火时刻集合ttf1、ttf2后，通过比较ttf1和ttf2中每个碰撞保护装置的点火时刻ttf(i)，取其中数值小的为最终ttf(i)，这样可以确定最终的每个碰撞保护装置的ttf(i)的集合ttf。

本发明控制方法包括点爆保护装置集合控制方法和碰撞保护装置点火时刻控制方法。

本发明中点爆保护装置集合是指各种碰撞保护装置之间的各种组合，可以是一个也可以是多个，根据控制算法进行组合。点火时刻(ttf)集合是指对应某一组碰撞保护装置集合中各个碰撞保护装置在碰撞中具体点火时刻的集合，各个点火装置点火时刻可以相同也可以不同。

本发明基于主动安全传感器，车内、外人员及场景识别传感器(摄像头、雷达等)，同时融合被动安全碰撞传感器，通过精确识别碰撞场景及需要保护对象，实现精确保护，提升保护效率，降低使用成本(维修成本)，是一种主、被动安全一体化的控制系统和控制方法。

附图说明

图1是本发明控制系统示意图；

图2是本发明点爆保护装置集合控制方法示意图；

图3是本发明碰撞保护装置点火时刻控制方法示意图；

图4是实施例1示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。

如图1-4所示，本发明根据第一传感器1获得信息，判断碰撞中需要点爆的何种装置，确定点火控制策略1；第二传感器2根据碰撞对象的评估(人、物、碰撞场景等)，判断碰撞中需要点爆的何种装置，确定点火控制策略2；同时通过第三传感器3加速度，判断碰撞中需要点爆的何种装置，确定点火控制策略3；点火控制策略1、2、3通过融合算法，形成最终的点火控制策略，确定碰撞中需要点爆的保护装置及点火控制参数(点火时刻)。

本发明中碰撞中需要点爆的碰撞保护装置取决于第一传感器1、第二传感器2和第三传感器3获取的参数，其策略是，首先根据第一传感器1，确定需要点爆的保护装置集合1；其次根据第二传感器2，确定需要点爆的保护装置集合2；再次根据第三传感器3，确定需要点爆的保护装置集合3，最后确定需要点爆的保护装置集合为集合1∩(集合2∩集合3)。

第一传感器1、第二传感器2、第三传感器3获取的信息，第一传感器1负责车内人员分布和人员状态识别，第二传感器2负责车外碰撞对象识别、碰撞场景识别、碰撞强度识别，第三传感器3负责碰撞碰撞类型、碰撞强度识别，碰撞需要点爆的保护装置由这三者共同确定。

第二传感器2负责碰撞对象识别、场景识别、强度识别，同时获取相对位置、相对速度等参数，确定点火时刻集合ttf1；第三传感器3、第四传感器4，获取碰撞中碰撞加速度及碰撞时刻等信息，确定点火时刻集合ttf2；在确定点火时刻集合ttf1、ttf2基础上，通过融合算法，确定最终的点火时刻集合ttf。

实施例1：

某车型装备的碰撞保护装置包括驾驶员气囊DAB、驾驶员侧气囊D-SAB、驾驶员安全带D-LB(预紧限力)、左侧气帘L-CAB、副驾驶正面气囊PAB、副驾驶侧气囊P-SAB、副驾驶安全带P-LB及右侧气帘R-CAB；装备的传感器系统包括第一传感器1(车内摄像头)、第二传感器2(激光雷达)、第三传感器3(加速度传感器)和第四传感器4(压力传感器)。示意图见图4。

以正面碰撞场景为例，说明碰撞中需要点爆的碰撞保护装置的确定策略如下：

首先，根据第一传感器1(车内摄像头)，可以确定乘员信息如下，驾驶员(成年人)、右后排成年人、左后排儿童，根据碰撞保护策略，在碰撞中需要点爆的碰撞保护装置集合1为{DAB，D-LB，D-SAB，L-CAB，R-CAB}；

其次，根据第二传感器2(激光雷达)，可以确定发生的是正面碰撞，根据碰撞保护策略，在碰撞中需要点爆的碰撞保护装置集合2为{DAB，D-LB，PAB，P-LB}；

再次，根据第三传感器3(加速度传感器)、第四传感器4(压力传感器)，可以确定发生的是正面碰撞，根据碰撞保护策略，在碰撞中需要点爆的碰撞保护装置集合3为{DAB，D-LB，L-CAB，PAB、P-LB，R-CAB}；

最后，需要点爆的保护装置集合为集合1∩(集合2∩集合3)，即{DAB，D-LB}。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (2)

1.一种碰撞保护装置控制系统，其特征在于：包括用于感知车内人员分布和人员状态的第一传感器、用于识别车外碰撞对象、碰撞场景、碰撞强度的第二传感器、用于获取碰撞加速度信号的第三传感器、和用于探测碰撞发生的时刻的第四传感器，用于对第一传感器、第二传感器、第三传感器、第四传感器的信息进行处理，通过融合算法，形成控制策略，输出点火信号给保护装置的控制单元。

2.根据权利要求1所述的一种碰撞保护装置控制系统的控制方法，其特征在于：包括点爆保护装置集合控制方法和碰撞保护装置点火时刻控制方法，

所述点爆保护装置集合控制方法包括如下步骤：

步骤1：第一传感器探知各个座位上的是否乘员及乘员类型；如果某个座位上是成人，与之关联的碰撞保护装置纳入保护装置集合1；如果某个座位上是儿童，与之关联的碰撞保护装置纳入保护装置集合1；如果某个座位上无乘员，与之关联的碰撞保护装置不纳入保护装置集合1；

步骤2：根据第二传感器识别碰撞场景及碰撞强度评估；碰撞对象为人时：(1)碰撞相对速度V≤V01：所有碰撞保护装置不纳入保护装置集合2；(2)碰撞速度V>V01：与之关联的碰撞保护装置纳入保护装置集合2；碰撞对象符合危险碰撞对象时：(1)碰撞相对速度V≤V02：所有碰撞保护装置不纳入保护装置集合2；(2)碰撞速度V>V02：与之关联的碰撞保护装置纳入保护装置集合2；

步骤3：根据第三传感器、第四传感器识别碰撞场景及碰撞强度评估；根据第四传感器确定是否发生碰撞：(1)若未发生碰撞：第三传感器获得加速度a无论为值，所有碰撞保护装置不纳入保护装置集合3；(2)若发生确定发生碰撞：如果加速度a不满足加速度a₀，所有碰撞保护装置不纳入保护装置集合3；如果加速度a满足加速度a₀，与之关联的碰撞保护装置纳入保护装置集合3；

步骤4：确定点爆保护装置集合为集合1∩(集合2∩集合3)；

所述碰撞保护装置点火时刻控制方法，包括如下步骤：

步骤1：根据第二传感器实现碰撞对象识别、场景识别、强度识别，同时获取相对位置、相对速度等参数，根据点火算法，确定点火时刻集合ttf1；具体地：

(1)确定与碰撞对象之间的相对距离L；

(2)确定与碰撞对象之间的相对速度V；

(3)根据L和V确定与碰撞对象发生碰撞的时刻；

(4)根据t确定每个碰撞保护装置的点火时刻ttf1(i)；

(5)进而各个碰撞保护装置的点火时刻ttf(i)构成集合ttf1；

步骤2：第三传感器、第四传感器，获取碰撞中碰撞加速度及碰撞时刻等信息，根据点火算法，确定点火时刻集合ttf2；具体地：

(1)根据第四传感器确定与碰撞对象发生碰撞的时刻t；

(2)根据第三传感器测得碰撞加速度a；

(3)根据a和t确定需要启动的每个碰撞保护装置的点火时刻ttf(i)；

(4)进而各个碰撞保护装置的点火时刻ttf(i)的构成集合ttf2；

步骤3：在确定点火时刻集合ttf1、ttf2基础上，通过融合算法，确定最终的点火时刻集合ttf；在确定了点火时刻集合ttf1、ttf2后，通过比较ttf1和ttf2中每个碰撞保护装置的点火时刻ttf(i)，取其中数值小的为最终ttf(i)，确定最终的每个碰撞保护装置的ttf(i)的集合ttf。

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