CN113479161A - 能够确定胸部受伤等级的安全带系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种能够确定胸部受伤等级的安全带系统，包括：安全带，所述安全带具有安全带带体；压力传感器，所述压力传感器设置于所述安全带带体上；和控制器，所述控制器接收来自所述压力传感器的数据，并在车辆发生碰撞后根据接收到的压力传感器的数据确定安全带佩戴人员的受伤等级。当车辆发生碰撞后，获取设置在车辆的安全带中的压力传感器的数据，并根据该数据确定胸部受伤等级，将所确定的胸部受伤等级发送至车内显示装置、车外的救援机构或者车外的电子设备，使得驾驶者或者同乘人员判断受伤程度，同时路过的第三者也可根据显示给予帮助；同时也有利于救援机构大致判断受伤情况，准确提供救援。

Description

能够确定胸部受伤等级的安全带系统及车辆

技术领域

本发明属于安全技术领域，具体涉及一种能够确定胸部受伤等级的安全带系统及车辆。

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，目前已经发展出了多种安全技术，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。

随着车联网技术的发展，还发展出了自动紧急呼叫功能，当车辆发生事故后，可以自动触发该功能，使得车上人员能够与远程客服进行沟通，报告事故情况。

虽然事故发生后可以触发自动紧急呼叫功能进行远程坐席询问，但是受伤情况只能由受伤人员进行自行判断，但是受限于车上人员医学水平、自我感觉偏差等情况，无法通过肉眼观察的方式来准确地判断自身的受伤情况，特别是内部损伤情况；此外，针对受伤人员已经昏迷等无法发声的情况，更无法将受伤情况告知远程救援坐席，而且即使清醒的同乘人员也无法判断受伤情况，在不明受伤情况下进行受伤人员的移动将造成不可逆转的伤害。上述因素增加了远程坐席对现场状况准确掌握的难度，即便专业医护人员到达现场也需要花费时间进行受伤情况检查，会对救援造成延误。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种能够确定胸部受伤等级的安全带系统。本发明基于这样的发明构思：安全带是车辆上标配的安全装置，车上人员在车辆行驶时会系上安全带，因此本发明在安全带上设置检测装置，从而能够检测碰撞发生后被安全带约束的人员的胸部受压情况，以此确定胸部受伤等级。

具体地，本发明提出以下技术方案。

一种能够确定胸部受伤等级的安全带系统，包括：

安全带，所述安全带具有安全带带体；

压力传感器，所述压力传感器设置于所述安全带带体上；和

控制器，所述控制器接收来自所述压力传感器的数据，并在车辆发生碰撞后根据接收到的压力传感器的数据确定安全带佩戴人员的胸部受伤等级。

根据本发明的一个方面，所述压力传感器采用柔性薄膜压力传感器。

根据本发明的一个方面，所述安全带带体采用双层编织结构，所述柔性薄膜压力传感器被封装在所述双层编织结构内。

根据本发明的一个方面，所述控制器将所述胸部受伤等级通过有线或无线方式发送至伤情接收和响应装置。

根据本发明的一个方面，所述伤情接收和响应装置包括以下中的至少一者：

配备了所述安全带系统的车辆内的显示装置；

与所述车辆互联的救援或医疗机构；

与所述车辆互联的电子设备。

根据本发明的一个方面，所述安全带还包括锁舌和锁扣，所述锁舌上设置有与所述压力传感器电连接的插头，所述锁扣附近设置有供电插座。

根据本发明的一个方面，所述柔性薄膜压力传感器包括沿所述安全带的长度方向分布的多个压力感测点。

根据本发明的一个方面，所述压力感测点的个数设置在2-20之间。

根据本发明的一个方面，所述安全带系统确定安全带佩戴人员的肋骨的受伤等级。

根据本发明的一个方面，来自所述压力传感器的数据包括碰撞发生后所述压力传感器的电阻值。

根据本发明的一个方面，来自所述压力传感器的数据还包括碰撞发生后所述传感器的电阻值变化率、碰撞发生时车辆的车速、车辆加速度中的一个或多个。

根据本发明的一个方面，基于碰撞发生后预定时间内所述压力传感器的电阻值的最小值来确定安全带佩戴人员的受伤等级。

根据本发明的一个方面，还包括存储器，所述存储器内存储有预设确定的与碰撞发生后所述压力传感器的数据对应的胸部压缩量。

根据本发明的一个方面，所述压力传感器的数据包括碰撞发生后所述压力传感器的电阻值，和/或碰撞发生后所述传感器的电阻值变化率、碰撞发生时车辆的车速、车辆加速度中的一个或多个，并且通过神经网络算法或者多项式拟合建立所述压力传感器的数据与胸部压缩量的对应关系。

此外，本发明还涉及一种车辆，包括根据上述方案所述的安全带系统。

进一步地，由所述安全带系统确定的受伤等级以由图形、文字和/或色彩表征的可视化形式显示在车载显示装置上，并且/或者以音频形式由车载影音装置播放。

由以上方案可知，本发明方案利用了车辆上标配的安全带，通过在其上设置压力检测装置来在碰撞发生后确定乘员胸部受伤程度，并将其显示在车内仪表上、发送受伤程度数据到救援机构等，一方面利于驾驶者或者同乘人员判断受伤程度，同时路过的第三者也可根据显示给予帮助；另一方面利于救援机构大致判断受伤情况，准确提供救援。本发明尤其适用于正面碰撞或者部分偏置碰撞等类型的汽车碰撞事故发生后确定乘员的胸部受伤程度。

本发明的安全带系统既可以在已经出厂的车辆上加装相应的元件，也可以根据本发明的优选实施方式将其设计成车辆出厂时就具有的配置，在具有有利效果的情况下能够以较低的成本实施。

其它优点、特征和细节来自以下参照附图来详细描述的至少一个实施例。相同的、相似的和/或功能相同的零部件带有相同的附图标记。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的能够确定胸部受伤等级的安全带系统的应用示意图。

图2是根据本发明的一个实施例的能够确定胸部受伤等级的安全带系统的安全带及所采用的压力传感器的示意图。

图3是根据本发明的一个实施例的能够确定胸部受伤等级的安全带系统中被封装在安全带带体中的压力传感器的示意图。

图4是根据本发明的一个实施例的柔性薄膜多点压力传感器的原理图。

图5是根据本发明的一个实施例的构成示意图。

图6示意性地示出了本发明的能够确定胸部受伤等级的安全带系统的信息处理过程。

附图仅是示意性的，且并不一定按比例绘制，此外它们仅示出为了阐明本发明所必需的那些部分，而其他部分可能被省略或仅仅简单提及。即，除附图中所示出的部件外，本发明还可以包括其他部件。

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。

以车辆为例，图1示出了本发明的能够确定胸部受伤等级的安全带系统的应用示意图。根据本发明的能够确定胸部受伤等级的安全带系统主要包括设置在安全带中的压力传感器和控制器。控制器除了接收来自压力传感器的数据外，还接收来自车辆上其他的传感器的值。例如，控制器接收来自加速度传感器和/或车辆的安全气囊控制器(ACU)的数据，以便判断车辆是否发生碰撞。当控制器根据加速度传感器和/或车辆的安全气囊控制器(ACU)的数据判定车辆发生碰撞后，对压力传感器中的数据进行处理，并进而确定被安全带约束的车上人员的胸部受伤等级。当然，控制器也可以从车辆上用于判定车辆是否发生碰撞的ECU接收相关信息，只要能够确定车辆发生碰撞即可。

控制器确定车上人员的胸部受伤等级后，可以将相关的信息发送至多个机构或设备。例如，可以将车上人员的胸部受伤等级例如通过CAN总线发送至仪表板或中控屏等车辆上的显示装置，从而目视化显示。该信息可以以文字形式显示，或者以可视化的静态图像的形式显示，或者以动态的图像例如闪烁的图形的形式显示，或者以上述方式中的任意两种或多种的组合显示。当然，还可以将相关信息以语音的方式播放出来。

作为一种具体的实施方式，可以将胸部受伤等级分为四个等级，并分别用不同的颜色表示：绿色表示未受伤，黄色表示轻伤，橙色表示重伤，红色表示生命垂危。

优选地，本发明中的安全带系统测量的是肋骨的受伤情况，可以判断肋骨是否受伤，例如肋骨是否断裂以及断裂程度。

由此，车上人员在发生碰撞事故后在第一时间立刻获知自己的受伤情况，从而为自己的下一步行动提供依据。例如，胸部未受伤或者受轻伤时可以在不用力的情况下进行移动，受重伤则应避免用力和移动。此外，其他人员——例如路过车辆上的人员或者行人等——可以立即知晓车上人员的伤情，从而为救援提供决策依据，以免因为救援不当而造成进一步伤害。

显然地，本发明的能够确定受伤等级的安全带系统可以包括多个压力传感器，分别设置在车上的多个安全带中。控制器接收每个压力传感器的信息，并将其分别显示在车辆的仪表板或中控屏等显示装置上。由此，可以为车上的所有人员提供胸部受伤等级。

此外，控制器还可以将相关的信息发送至车载呼叫中心，由此可以和救援机构取得联系。一般而言，当发生事故后，车载呼叫中心会以语音通信的方式与救援机构取得联系，由此车上人员可以根据车辆显示装置上的胸部受伤等级来汇报给救援机构，可以供救援机构做出对应的决策。优选地，除了语音通信外，控制器也将相关数据发送至救援机构。例如，除胸部受伤等级外，将车辆的型号、碰撞发生时车辆的速度、碰撞时的加速度、车辆位置等信息一并发送至救援机构。

此外，控制器还可以将相关的信息发送至车外设备。例如，可以发送至车外的设备，在该设备上安装有相关的程序，从而持有该设备的人员可以知晓与胸部受伤等级相关的信息。

图2示出了本发明的能够确定受伤等级的安全带系统的设有压力传感器的安全带的示意图。如图所示，安全带包括安全带带体11、安全带锁舌13和安全带锁扣14，在安全带带体11中，设置有压力传感器12。由于压力传感器12设置在被约束的人员的胸部位置，因此能够准确地测量胸部压力。

进一步地，参见图3，本发明中的压力传感器采用柔性薄膜多点压力传感器12，并且被封装在安全带带体11中。为了准确测量车上人员的胸部压力，需要合理地设置压力传感器。考虑到安全带带体为柔性结构，在使用时需要进行卷曲，并且不能太过坚硬，否则会对乘员造成伤害，因此使用柔性薄膜式的压力传感器。此外，由于胸部区域较大，而且受力点不只一个，故选择多点检测的压力传感器，这样更加全面的评估乘员整个胸部的受伤程度。压力传感器的压力感测点的个数例如可以设置在2-20之间。

本发明还提出，将安全带带体设置成两层结构，例如两层编织的结构，并柔性薄膜式传感器封装到两层编织的安全带带体中，由此可以避免传感器外露，从而保护传感器在日常使用过程中不会造成磨损或损坏，也不会影响安全带带体的外观。

图4示出了柔性薄膜多点压力传感器的示意性结构。传感器是在柔性聚酯基材例如PET上印刷导电层，并在导电层上设置粘胶和绝缘层，然后将如此获得的两层结构对应封装，并用导线将导电层连接至采集系统上。

在传感器中设置多个相互独立的感应区，感应区的输出电阻随外部压力的变化而发生相应变化，由此，可以实现多点压力测量。在不受力条件下，传感器的电阻值很大(>10MΩ)，当感应区受压时，原本彼此并不接触的线路会因接触而导通，使得电阻输出值随着压力变化，压力越大，电阻越小。

图5示出了本发明的能够确定受伤等级的安全带系统的一种具体结构形式。由图5可知，一方面，将压力传感器的导电层连接至设置在安全带锁舌13上的输出端15，另一方面，将供电插座16设置在通过连接部18连接至固定部件例如座椅的安全带锁扣14上。因此，当安全带被扣合时，输出端15与供电端口16也同时接合，压力传感器能够开始工作。当安全带被解开时，传感器并不会采集信号；只有当安全带被系上后，传感器才开始工作，控制器把压力传感器采集到的信号进行转换并传输，这避免了传感器一直处于工作状态，因而可以节省资源。压力传感器可以连接至车载的12V电源。控制器17可以设置在供电插座处。此外，控制器还可以带有无线通信模块，例如WiFi模块。由此，本发明的能够确定受伤等级的安全带系统可以简单地被安装至车辆上，同时也便于维修和更换。当然，也可以使用车机系统中的控制器，只要能实现其功能即可。

图6示意性地示出了本发明的能够确定受伤等级的安全带系统的信息处理过程。由图6可知，在设置有本发明的能够确定受伤等级的安全带系统的车辆中，在碰撞事故发生后，柔性薄膜多点压力传感器采集被安全带约束的人员胸部区域所受压力，当压力作用于感应区时，上下两层导电层会接触导通，压力传感器电阻值R会发生变化。胸部受到挤压力越大，导通的感应区越多，电阻值R越小。随后，根据所测量得到的电阻值R获得对应的胸部压缩量S。当获得胸部压缩量S后，可以依据评价规则将不同的胸部压缩量S划分成不同的等级。

当碰撞发生后，由于安全带对乘客的约束是一个动态的过程，在此期间压力传感器的电阻值R是一个随时间变化的物理量，作为一种优选的实施方式，本发明采用在碰撞发生后预定时间内的压力传感器的电阻值的最小值来获得对应的胸部压缩量。该预定时间可以是0-2s，优选为0-0.5s，更优选为0-0.1s。

具体地，在本发明的安全带系统中，还设置有存储器，其中存储有预先设置的电阻值R与胸部压缩量S之间的对应关系。通过大量的碰撞试验数据，根据多项式拟合等方式建立起不同的电阻值R与胸部压缩量S之间的对应关系。

作为本发明的一个优选实施方式，控制器除了获取压力传感器中的电阻值来确定对应的胸部压缩量外，还可以获取碰撞发生时车辆的车速、车辆加速度、压力传感器的电阻值变化率中的一个或者多个，根据这些参数中的一个或多个来确定对应的胸部压缩量。

相应地，当采用多个参数来确定胸部压缩量时，同样可以通过大量的试验来建立起各个参数的组合与胸部压缩量的对应关系。例如，可以利用神经网络算法，将电阻值大小、碰撞时的车速、加速度、电阻值变化率中的一个或多个作为输入层，通过神经网络算法训练，从而输出胸部伤害值。训练成熟后的神经网络算法可以内化到控制器上。

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 (16)

1.一种能够确定胸部受伤等级的安全带系统，包括：

安全带，所述安全带具有安全带带体；

压力传感器，所述压力传感器设置于所述安全带带体上；和

控制器，所述控制器接收来自所述压力传感器的数据，并在车辆发生碰撞后根据接收到的压力传感器的数据确定安全带佩戴人员的受伤等级。

2.根据权利要求1所述的安全带系统，其特征在于，

所述压力传感器采用柔性薄膜压力传感器。

3.根据权利要求2所述的安全带系统，其特征在于，

所述安全带带体采用双层编织结构，所述柔性薄膜压力传感器被封装在所述双层编织结构内。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的安全带系统，其特征在于，

所述控制器将所述受伤等级通过有线或无线方式发送至伤情接收和响应装置。

5.根据权利要求4所述的安全带系统，其特征在于，

所述伤情接收和响应装置包括以下中的至少一者：

配备了所述安全带系统的车辆内的显示装置；

与所述车辆互联的救援或医疗机构；

与所述车辆互联的电子设备。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的安全带系统，其特征在于，

所述安全带还包括锁舌和锁扣，所述锁舌上设置有与所述压力传感器电连接的插头，所述锁扣附近设置有供电插座。

7.根据权利要求2或3所述的安全带系统，其特征在于，所述柔性薄膜压力传感器包括沿所述安全带的长度方向分布的多个压力感测点。

8.根据权利要求7所述的安全带系统，其特征在于，

所述压力感测点的个数设置在2-20之间。

9.根据权利要求1-3中任一项所述的安全带系统，其特征在于，

所述安全带系统确定安全带佩戴人员的肋骨的受伤等级。

10.根据权利要求1-3中任一项所述的安全带系统，其特征在于，

来自所述压力传感器的数据包括碰撞发生后所述压力传感器的电阻值。

11.根据权利要求10所述的安全带系统，其特征在于，

来自所述压力传感器的数据还包括碰撞发生后所述传感器的电阻值变化率、碰撞发生时车辆的车速、车辆加速度中的一个或多个。

12.根据权利要求10所述的安全带系统，其特征在于，

基于碰撞发生后预定时间内所述压力传感器的电阻值的最小值来确定安全带佩戴人员的受伤等级。

13.根据权利要求1-3中任一项所述的安全带系统，其特征在于，

还包括存储器，所述存储器内存储有预设确定的与碰撞发生后所述压力传感器的数据对应的胸部压缩量。

14.根据权利要求13所述的安全带系统，其特征在于，

所述压力传感器的数据包括碰撞发生后所述压力传感器的电阻值，和/或碰撞发生后所述传感器的电阻值变化率、碰撞发生时车辆的车速、车辆加速度中的一个或多个，并且通过神经网络算法或者多项式拟合建立所述压力传感器的数据与胸部压缩量的对应关系。

15.一种车辆，包括根据权利要求1-14中任一项所述的安全带系统。

16.根据权利要求15所述的车辆，其特征在于，由所述安全带系统确定的受伤等级以由图形、文字和/或色彩表征的可视化形式显示在车载显示装置上，并且/或者以音频形式由车载影音装置播放。

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