CN114802081B - 一种识别汽车乘员状态差异的智能约束系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种识别汽车乘员状态差异的智能约束系统，用于采集乘客姿态信息以及身体信息参数的乘员姿态检测模块、分级式安全气囊、安全带分级紧固器、用于根据乘客姿态信息和身体信息参数进行人体姿态建模结合测得的车速计算事故中乘员撞击的极限安全时间和极限冲击力，并据此确定调节所述分级式安全气囊和所述安全带分级紧固器所需初始约束参数的分析控制模块，所述乘员姿态检测模块信号输出端与所述分析控制模块信号输入端连接，所述分析控制模块信号输出端与所述分级式安全气囊信号输入端、所述安全带分级紧固器信号输入端连接。本发明更准确地依据缓冲所需的充气量对一级点火产生的气体量进行控制。

Description

一种识别汽车乘员状态差异的智能约束系统
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种识别汽车乘员状态差异的智能约束系统。
背景技术
汽车乘员约束系统是指汽车发生碰撞时车内限制乘员运动的全部部件的总称，主要包括安全带、安全气囊、座椅、仪表板等组件，通过其控制模块在汽车发生碰撞时及时启动安全气囊、拉紧安全带并通过结构设计尽可能减轻乘员的伤害。传统的乘员约束系统均是针对特定的碰撞工况和特定的乘员体型进行开发的，假人均为HybridⅢ型50百分位男性假人，座椅纵向位置通常位于固定位置，显然这类约束系统无法同时满足不同体型不同位置的乘员保护效果需求。
目前有些约束系统采用分级式安全气囊和安全带，安全带通过不同的紧固器在发生碰撞时启动，由于启动数量不同从而令安全带产生对乘员不同程度的拉扯，类似的安全气囊的分级为通过两个点火器启动不同量级的产气药，从而向气囊充入不同量气体，从而在充气时间和气囊反冲力上实现调节。但是目前这类控制效果通常只能控制是否分级启动安全带和安全气囊，并不能针对乘客的实际身形、体重和姿态具体分配安全气囊和安全带在事故中分担减速作用的比例，也不能调整分级启动后安全气囊的具体充气量，因此实际应用中并不能准确地进行适应性调节，仍存在对乘客造成损伤的可能。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种识别汽车乘员状态差异的智能约束系统，解决了现有技术不能针对乘客的实际身形、体重和姿态具体分配安全气囊和安全带在事故中分担减速作用的比例，也不能调整分级启动后安全气囊的具体充气量的技术问题。
根据本发明提出的一种识别汽车乘员状态差异的智能约束系统，包括用于采集乘客姿态信息以及身体信息参数的乘员姿态检测模块、分级式安全气囊、安全带分级紧固器、用于根据乘客姿态信息和身体信息参数进行人体姿态建模结合测得的车速计算事故中乘员撞击的极限安全时间和极限冲击力，并据此确定调节所述分级式安全气囊和所述安全带分级紧固器所需初始约束参数的分析控制模块，所述乘员姿态检测模块信号输出端与所述分析控制模块信号输入端连接，所述分析控制模块信号输出端与所述分级式安全气囊信号输入端、所述安全带分级紧固器信号输入端连接。
优选地，所述分级式安全气囊内部设置有气体发生器、气体发生器分级调节组件、内部设置有折叠气囊体的气囊储存腔，所述气体发生器安装在所述气体发生器分级调节组件与所述气囊储存腔之间，所述气体发生器包括内部均设置有产气药的二级产气腔、一级产气腔，所述二级产气腔开设在靠近所述气体发生器分级调节组件的一侧，所述一级产气腔开设在靠近所述气囊储存腔的一侧，所述一级产气腔与所述气囊体的进气口连通，所述二级产气腔与所述一级产气腔之间安装有中部开孔的内凸环，所述内凸环中部开孔处安装有活塞板，所述活塞板与所述内凸环密封结合，所述气体发生器分级调节组件包括电缸，所述电缸的活塞杆安装在所述二级产气腔内部，所述电缸的活塞杆顶部安装有活塞承台，所述活塞板与所述活塞承台连接，所述活塞板靠近所述一级产气腔的一侧安装有点火柱，所述点火柱外侧沿长度方向上均与安装有一级点火药，所述一级点火药下端安装有一级点火器，所述电缸的活塞杆外侧安装有二级点火药，所述二级点火药的下端安装有二级点火器。
优选地，所述二级产气腔与所述一级产气腔内壁处均等间距安装有多组将所述二级产气腔与所述一级产气腔均分为多组装药环槽的圆环，每组所述装药环槽内部均安装有所述产气药。
优选地，所述活塞板包括两组对称连接的半圆板件，两组所述半圆板件连接处靠近所述二级产气腔的一侧开设有易碎凹槽。
优选地，所述一级产气腔靠近所述气囊存储腔的一侧开设有防止所述点火柱伸入所述气囊存储腔内部的中间腔，所述中间腔的出气口与所述气囊体的进气口连通，所述中间腔的出气口处安装有过滤栅格。
优选地，所述乘员姿态检测模块设置有座椅位置感应器、用于拍摄座椅上乘员图像并通过识别测高单元从图像中识别乘员并测定其头部高度的坐高测量摄像头、坐垫体重感应器，所述坐高测量摄像头安装在乘员前方的车体内，所述坐垫体重感应器安装在所述坐垫下方，所述座椅位置感应器与座椅底部的前后滑动结构连接。
优选地，所述分析控制模块包括人体姿态建模子模块、初始约束参数计算子模块、安全控制子模块，所述人体姿态建模子模块利用所述乘员姿态检测模块采集的数据在模拟的车内环境空间中建模分析乘员头胸部与方向盘之间的距离；所述初始约束参数计算子模块依据乘员头胸部与方向盘之间的距离、乘员的体重和测得的车速能分配安全带预紧固要求和气囊充气要求，进而确定初始约束参数；所述安全控制子模块依据初始约束参数对安全带分级紧固器和气体发生器分级调节组件进行控制。
优选地，所述初始约束参数包括确定安全气囊是否分级点火和一级所需产气药数量的初始参数一和确定是否分级预紧固和需启动的紧固机构数量的初始参数二。
优选地，所述极限安全时间为发生事故后在保证人体撞击到前方方向盘前分级或完全打开安全气囊所需的最短时间；极限冲击力为依据分级后充气量最小情况下安全气囊的缓冲时间内乘员在碰撞过程中产生的最大冲击力。
优选地，所述初始参数一与所述初始参数二的确定方法为：
当受到紧固机构压紧时产生减速效果，对乘客前冲产生的减速效果的计算方式为：a＝nF压·μ/m
其中a为对乘客产生的减速效果的加速度，n为紧固机构的数量，F压为单个紧固机构产生的对安全带的紧固压力，μ为安全带的摩擦系数，m为乘员上半身质量；
由上可得：v＝v初-at'；
L＝v初t'-at'2/2；
v初为乘员在事故时的初始速度，L为人体到方向盘1或仪表盘之间的距离，t'为乘员在事故发生的初始姿态到开始接触安全气囊所需的时间，其中v初能根据测得的事故时的车速估算出，单个紧固机构压紧后产生的加速度由安全带的结构确定为确定值，结合已计算出的距离L能求得t'；
应用动量定理对事故过程中安全气囊的缓冲过程进行描述，满足下面的关系表达式：(P-P0)·S触·Δt＝m·(v-v0)
其中P为安全气囊充入气体后的内部压力，P0为充入气体过程中安全气囊表面完全展开时的内部压力，S触为安全气囊表面完全展开的接触面积，Δt为接触安全气囊后安全气囊缓冲过程的作用时间，m为乘员上半身质量，v为乘员在事故时接触安全气囊前的前冲速度，v0为乘员经安全气囊缓冲后的速度，在保证安全情况下v0为实验确定的安全定值，v通过之前的算式计算得到，Δt由充气量V形成的安全气囊厚度和v确定，P0和S触由安全气囊本身结构确定，P由充气量V确定，因此通过上式能得到充气量V与前冲速度v的关系式：
(Vk1-P0)·S触·Vk2/v＝m·(v-v0)
k1为充气量V与内部压力P的关系系数，k2为V/v的值与Δt的关系系数，由上式能计算出充气量V的最小阈值Vmin1；
此外安全气囊充气还需要满足其他约束条件，包括：气囊产生的最大冲击力Fmax＝Pmax·S触，Pmax为安全气囊充气过程产生的最大压强，受充气速度影响，在阀门开口不变时与气体发生器产生的充气量V成正比，根据最大冲击力的Fmax的安全阈值限制能计算出充气量V的最大阈值Vmax，同时由于安全气囊表面完全展开的时间t展受充气速度影响，同样在阀门开口不变时与气体发生器产生的充气量V成正比，因此根据t'≥t展还能计算得到充气量V的最小阈值Vmin2；
由上述对缓冲效果、气囊冲击力和气囊展开时间等要求能计算出适合当前成员姿态要求的充气量V的阈值范围(Vmin，Vmax)，Vmin为Vmin1和Vmin2中的较大值，从减少充气过程中对乘客的冲击方面着想，可以在满足安全性的前提下，对实际充气量上述阈值范围内取值接近Vmin的充气量V，如果Vmin1大于Vmax则说明v太大，无法依靠充气量V的调节满足最大冲击力的限制，此时需要增加紧固机构的数量n，满足安全气囊的约束要求，由此确定n的值；
通过上述方式确定V和n的值，通过气体发生器中每层装药环槽中能产生的单位充气量V0即进一步计算出需要点火的装药环槽的数量，即可得到对应的初始参数一，而n的值则能确定初始参数二。
本发明中的有益效果是：汽车在正常行驶过程中预先通过乘员姿态的数据采集和建模确定乘员体重、乘员头胸部具体方向盘或仪表盘的距离、车速等数据从而预测极限安全时间和极限冲击力，从而能比较准确地预估安全气囊是否需要分级启动以及具体缓冲所需的充气量，以及安全带预紧固要求确定是否分级预紧固和需启动的紧固机构数量。这样能得出更准确的约束参数，而对分级式安全气囊的结构改进使得气体发生器分级调节装置能更准确地依据缓冲所需的充气量对一级点火产生的气体量进行控制，克服了现有技术在实际应用中并不能准确地针对乘员的姿态对气囊充气量进行适应性调节的缺陷，有效避免充气不足或充气时间过长导致安全气囊启动后对乘客造成损伤的问题。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明提出的一种识别汽车乘员状态差异的智能约束系统的各模块连接流程图；
图2为本发明提出的识别汽车乘员状态差异的智能约束系统的工作流程图；
图3为本发明提出的乘员姿态检测模块各传感器安装位置的示意图；
图4为本发明提出的分级式安全气囊的结构示意图；
图5为本发明提出的图4的剖视图；
图6为本发明提出的活塞板部的结构示意图。
图中：1-方向盘、2-方向盘位置感应器、3-滑动结构、4-座椅位置感应器、5-靠背倾角感应器、6-坐垫体重感应器、7-安全带分级紧固器、8-靠背压力感应器、9-头枕高度感应器、10-头枕压力感应器、11-坐高测量摄像头、12-气体发生器、13-气体发生器分级调节组件、14-气囊储存腔、15-气囊体、16-中间腔、17-过滤栅格、18-内凸环、19-装药环槽、20-产气药、21-点火柱、22-一级点火药、23-一级点火器、24-活塞板、25-活塞承台、26-二级点火药、27-活塞杆、28-二级点火器、29-二级产气腔、30-一级产气腔、31-电缸、32-半圆板件、33-中心凹槽、34-易碎凹槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-6，一种识别汽车乘员状态差异的智能约束系统，包括用于采集乘客姿态信息以及身体信息参数的乘员姿态检测模块、分级式安全气囊、安全带分级紧固器7、用于根据乘客姿态信息和身体信息参数进行人体姿态建模结合测得的车速计算事故中乘员撞击的极限安全时间和极限冲击力，并据此确定调节分级式安全气囊和安全带分级紧固器7所需初始约束参数的分析控制模块，乘员姿态检测模块信号输出端与分析控制模块信号输入端连接，分析控制模块信号输出端与分级式安全气囊信号输入端、安全带分级紧固器7信号输入端连接；分级式安全气囊内部设置有气体发生器12、气体发生器分级调节组件13、内部设置有折叠气囊体15的气囊储存腔14，气体发生器12安装在气体发生器分级调节组件13与气囊储存腔14之间，气体发生器12包括内部均设置有产气药20的二级产气腔29、一级产气腔30，二级产气腔29开设在靠近气体发生器分级调节组件13的一侧，一级产气腔30开设在靠近气囊储存腔14的一侧，一级产气腔30与气囊体15的进气口连通，二级产气腔29与一级产气腔30之间安装有中部开孔的内凸环18，内凸环18中部开孔处安装有活塞板24，活塞板24与内凸环18密封结合，气体发生器分级调节组件13包括电缸31，电缸31的活塞杆27安装在二级产气腔29内部，电缸31的活塞杆27顶部安装有活塞承台25，活塞板24与活塞承台25连接，活塞板24靠近一级产气腔30的一侧安装有点火柱21，点火柱21外侧沿长度方向上均与安装有一级点火药22，一级点火药22下端安装有一级点火器23，电缸31的活塞杆27外侧安装有二级点火药26，二级点火药26的下端安装有二级点火器28；二级产气腔29与一级产气腔30内壁处均等间距安装有多组将二级产气腔29与一级产气腔30均分为多组装药环槽19的圆环，每组装药环槽19内部均安装有产气药20；活塞板24包括两组对称连接的半圆板件32，两组半圆板件32连接处靠近二级产气腔29的一侧开设有易碎凹槽34；一级产气腔30靠近气囊存储腔14的一侧开设有防止点火柱21伸入气囊存储腔14内部的中间腔16，中间腔16的出气口与气囊体15的进气口连通，中间腔16的出气口处安装有过滤栅格17；乘员姿态检测模块设置有座椅位置感应器4、用于拍摄座椅上乘员图像并通过识别测高单元从图像中识别乘员并测定其头部高度的坐高测量摄像头11、坐垫体重感应器6，坐高测量摄像头11安装在乘员前方的车体内，坐垫体重感应器6安装在坐垫下方，座椅位置感应器4与座椅底部的前后滑动结构3连接；分析控制模块包括人体姿态建模子模块、初始约束参数计算子模块、安全控制子模块，人体姿态建模子模块利用乘员姿态检测模块采集的数据在模拟的车内环境空间中建模分析乘员头胸部与方向盘1之间的距离；初始约束参数计算子模块依据乘员头胸部与方向盘1之间的距离、乘员的体重和测得的车速能分配安全带预紧固要求和气囊充气要求，进而确定初始约束参数；安全控制子模块依据初始约束参数对安全带分级紧固器7和气体发生器分级调节组件13进行控制；初始约束参数包括确定安全气囊是否分级点火和一级所需产气药20数量的初始参数一和确定是否分级预紧固和需启动的紧固机构数量的初始参数二；极限安全时间为发生事故后在保证人体撞击到前方方向盘1前分级或完全打开安全气囊所需的最短时间；极限冲击力为依据分级后充气量最小情况下安全气囊的缓冲时间内乘员在碰撞过程中产生的最大冲击力。
本智能约束系统中的乘员姿态检测系统包括座椅位置感应器4、头枕高度感应器9、靠背压力感应器8、头枕压力感应器10、坐高测量摄像头11、坐垫体重感应器6、靠背倾角感应器5和方向盘位置感应器2。分析控制模块包括人体姿态建模模块、初始约束参数计算模块和安全控制模块。方向盘位置感应器2用于能调节伸出距离的方向盘1，设于方向盘1的轴组件上检测方向盘1伸出距离；靠背倾角感应器5设于座椅靠背与座板连接处检测座椅靠背的转动角度；坐垫体重感应器6设于坐垫下方位于座板上，用于检测坐垫上乘员的体重；坐高测量摄像头11设于乘员前方安装在车体内或内饰件上，用于拍摄座椅上乘员图像并通过识别测高单元从图像中识别乘员并测定其头部高度；头枕高度感应器9设于头枕与座椅靠背连接处，用于检测头枕向上伸出的高度；头枕压力感应器10设于头枕上用于检测乘员是否靠在头枕上，靠背压力感应器8用于检测乘员是否靠在座椅靠背上，座椅位置感应器4设于座椅底部的前后滑动结构3上，用于检测座椅在滑动结构3上的实际位置。结合上述感应器采集的数据输入人体姿态建模模块就能在模拟的车内环境空间中建模分析乘员头胸部与仪表盘或方向盘1之间的距离，当乘员的头部或背部没有靠在座椅上时，需要考虑将该距离进行一定程度的缩减，缩减量依据实验测算，取其中出现次数较多数值的最大值。上述感应器中，座椅位置感应器4、坐高测量摄像头11、坐垫体重感应器6是必备的，其他感应器则根据需要和车辆的内部结构进行选择。
本系统还通过车速测量仪采集车速数据，在发生碰撞事故时，车速是重要的影响因素之一，通过车速能预估碰撞时乘员向前冲撞的移动初速范围，以极端情况作为预警数据，这样初始约束参数计算模块经由乘员头胸部与仪表盘或方向盘1之间的距离结合车速就能得到极限安全时间。车速与测得的乘员体重结合确定碰撞时产生的初始动量，考虑极端情况下的缓冲时间初始约束参数计算模块能计算出极限冲击力。依据极限冲击力所需的缓冲效果能计算出基于一级安全带预紧固状态下安全气囊的充气需求量，根据极限安全时间和安全气囊的最大充气速度判断是否能及时充满，如果能及时充满则输出该充气需求量；如果不能及时充满则增加安全带预紧固状态准备启动的紧固机构，再计算此时安全气囊的充气需求量，与前述方式类似确定一级产气腔30的产气量需满足充气需求量输出，如果一级产气腔30调节后的最大产气量仍不能满足则采用二级点爆完全展开安全气囊进行缓冲的方式。由上述方式，初始约束参数计算模块能分配安全带预紧固要求和安全气囊充气要求，进而确定初始约束参数。
在人体姿态建模模块的模型下，通过建立的车内环境模型能计算出人体到方向盘1或仪表盘之间的距离L，主要依据测得的座椅位置、图像采集识别的人体头部高度。头枕压力感应器10和靠背压力感应器8则用于判断乘客是否为靠在靠背上的标准体态，如果是通过测得的头枕高度和靠背倾角能更精确地计算出距离L，如果头枕压力感应器10没有检测到压力表示头部向前倾，若头枕压力感应器10和靠背压力感应器8都没检测到压力表示整个上半身向前倾，这两种情况则根据实验模拟的情况以设定的人体位置(通常取可能情况下最接近方向盘1或仪表盘的位置)计算距离L。在方向盘1位置可调时，对驾驶员位置的距离还需要将方向盘1的位置纳入计算。
当受到紧固机构压紧时产生减速效果，对乘客前冲产生的减速效果的计算方式为：a＝nF压·μ/m
其中a为对乘客产生的减速效果的加速度，n为紧固机构的数量，F压为单个紧固机构产生的对安全带的紧固压力，μ为安全带的摩擦系数，m为乘员上半身质量；
由上可得：v＝v初-at'；
L＝v初t'-at'2/2；
v初为乘员在事故时的初始速度，L为人体到方向盘1或仪表盘之间的距离，t'为乘员在事故发生的初始姿态到开始接触安全气囊所需的时间，其中v初能根据测得的事故时的车速估算出，单个紧固机构压紧后产生的加速度由安全带的结构确定为确定值，结合已计算出的距离L能求得t'；
应用动量定理对事故过程中安全气囊的缓冲过程进行描述，满足下面的关系表达式：(P-P0)·S触·Δt＝m·(v-v0)
其中P为安全气囊充入气体后的内部压力，P0为充入气体过程中安全气囊表面完全展开时的内部压力，S触为安全气囊表面完全展开的接触面积，Δt为接触安全气囊后安全气囊缓冲过程的作用时间，m为乘员上半身质量，v为乘员在事故时接触安全气囊前的前冲速度，v0为乘员经安全气囊缓冲后的速度，在保证安全情况下v0为实验确定的安全定值，v通过之前的算式计算得到，Δt由充气量V形成的安全气囊厚度和v确定，P0和S触由安全气囊本身结构确定，P由充气量V确定，因此通过上式能得到充气量V与前冲速度v的关系式：
(Vk1-P0)·S触·Vk2/v＝m·(v-v0)
k1为充气量V与内部压力P的关系系数，k2为V/v的值与Δt的关系系数，由上式能计算出充气量V的最小阈值Vmin1；
此外安全气囊充气还需要满足其他约束条件，包括：气囊产生的最大冲击力Fmax＝Pmax·S触，Pmax为安全气囊充气过程产生的最大压强，受充气速度影响，在阀门开口不变时与气体发生器产生的充气量V成正比，根据最大冲击力的Fmax的安全阈值限制能计算出充气量V的最大阈值Vmax，同时由于安全气囊表面完全展开的时间t展受充气速度影响，同样在阀门开口不变时与气体发生器产生的充气量V成正比，因此根据t'≥t展还能计算得到充气量V的最小阈值Vmin2；
由上述对缓冲效果、气囊冲击力和气囊展开时间等要求能计算出适合当前成员姿态要求的充气量V的阈值范围(Vmin，Vmax)，Vmin为Vmin1和Vmin2中的较大值，从减少充气过程中对乘客的冲击方面着想，可以在满足安全性的前提下，对实际充气量上述阈值范围内取值接近Vmin的充气量V，如果Vmin1大于Vmax则说明v太大，无法依靠充气量V的调节满足最大冲击力的限制，此时需要增加紧固机构的数量n，满足安全气囊的约束要求，由此确定n的值；
通过上述方式确定V和n的值，通过气体发生器中每层装药环槽中能产生的单位充气量V0即进一步计算出需要点火的装药环槽的数量，即可得到对应的初始参数一，而n的值则能确定初始参数二。
安全控制模块则根据初始约束参数计算模块输出的初始约束参数对安全带分级调节组件和气体发生器分级调节组件13进行控制调节，前者控制安全带分级紧固器7确定准备启动的紧固机构的数量，后者通过气体发生器分级调节组件13对活塞组件的位置进行调节，从而令一级产气腔30中的产气药20产生气体的量与输出充气需求量相当或略多，具体依据一个装药环槽19内的产气量确定，在需要完全展开气囊体15时则准备同时启动一级点火器23和二级点火器28。当碰撞检测单元检测到发送严重碰撞时则立即启动根据初始约束参数预先准备的安全气囊和安全带的紧固机构。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种识别汽车乘员状态差异的智能约束系统，其特征在于：包括用于采集乘客姿态信息以及身体信息参数的乘员姿态检测模块、分级式安全气囊、安全带分级紧固器、用于根据乘客姿态信息和身体信息参数进行人体姿态建模结合测得的车速计算事故中乘员撞击的极限安全时间和极限冲击力，并据此确定调节所述分级式安全气囊和所述安全带分级紧固器所需初始约束参数的分析控制模块，所述乘员姿态检测模块信号输出端与所述分析控制模块信号输入端连接，所述分析控制模块信号输出端与所述分级式安全气囊信号输入端、所述安全带分级紧固器信号输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种识别汽车乘员状态差异的智能约束系统，其特征在于：所述分级式安全气囊内部设置有气体发生器、气体发生器分级调节组件、内部设置有折叠气囊体的气囊储存腔，所述气体发生器安装在所述气体发生器分级调节组件与所述气囊储存腔之间，所述气体发生器包括内部均设置有产气药的二级产气腔、一级产气腔，所述二级产气腔开设在靠近所述气体发生器分级调节组件的一侧，所述一级产气腔开设在靠近所述气囊储存腔的一侧，所述一级产气腔与所述气囊体的进气口连通，所述二级产气腔与所述一级产气腔之间安装有中部开孔的内凸环，所述内凸环中部开孔处安装有活塞板，所述活塞板与所述内凸环密封结合，所述气体发生器分级调节组件包括电缸，所述电缸的活塞杆安装在所述二级产气腔内部，所述电缸的活塞杆顶部安装有活塞承台，所述活塞板与所述活塞承台连接，所述活塞板靠近所述一级产气腔的一侧安装有点火柱，所述点火柱外侧沿长度方向上均与安装有一级点火药，所述一级点火药下端安装有一级点火器，所述电缸的活塞杆外侧安装有二级点火药，所述二级点火药的下端安装有二级点火器。
3.根据权利要求2所述的一种识别汽车乘员状态差异的智能约束系统，其特征在于：所述二级产气腔与所述一级产气腔内壁处均等间距安装有多组将所述二级产气腔与所述一级产气腔均分为多组装药环槽的圆环，每组所述装药环槽内部均安装有所述产气药。
4.根据权利要求2所述的一种识别汽车乘员状态差异的智能约束系统，其特征在于：所述活塞板包括两组对称连接的半圆板件，两组所述半圆板件连接处靠近所述二级产气腔的一侧开设有易碎凹槽。
5.根据权利要求2所述的一种识别汽车乘员状态差异的智能约束系统，其特征在于：所述一级产气腔靠近所述气囊存储腔的一侧开设有防止所述点火柱伸入所述气囊存储腔内部的中间腔，所述中间腔的出气口与所述气囊体的进气口连通，所述中间腔的出气口处安装有过滤栅格。
6.根据权利要求1所述的一种识别汽车乘员状态差异的智能约束系统，其特征在于：所述乘员姿态检测模块设置有座椅位置感应器、用于拍摄座椅上乘员图像并通过识别测高单元从图像中识别乘员并测定其头部高度的坐高测量摄像头、坐垫体重感应器，所述坐高测量摄像头安装在乘员前方的车体内，所述坐垫体重感应器安装在所述坐垫下方，所述座椅位置感应器与座椅底部的前后滑动结构连接。
7.根据权利要求2所述的一种识别汽车乘员状态差异的智能约束系统，其特征在于：所述分析控制模块包括人体姿态建模子模块、初始约束参数计算子模块、安全控制子模块，所述人体姿态建模子模块利用所述乘员姿态检测模块采集的数据在模拟的车内环境空间中建模分析乘员头胸部与方向盘之间的距离；所述初始约束参数计算子模块依据乘员头胸部与方向盘之间的距离、乘员的体重和测得的车速能分配安全带预紧固要求和气囊充气要求，进而确定初始约束参数；所述安全控制子模块依据初始约束参数对安全带分级紧固器和气体发生器分级调节组件进行控制。
8.根据权利要求7所述的一种识别汽车乘员状态差异的智能约束系统，其特征在于：所述初始约束参数包括确定安全气囊是否分级点火和一级所需产气药数量的初始参数一和确定是否分级预紧固和需启动的紧固机构数量的初始参数二。
9.根据权利要求1所述的一种识别汽车乘员状态差异的智能约束系统，其特征在于：所述极限安全时间为发生事故后在保证人体撞击到前方方向盘前分级或完全打开安全气囊所需的最短时间；极限冲击力为依据分级后充气量最小情况下安全气囊的缓冲时间内乘员在碰撞过程中产生的最大冲击力。
10.根据权利要求8所述的一种识别汽车乘员状态差异的智能约束系统，其特征在于，所述初始参数一与所述初始参数二的确定方法为：
当受到紧固机构压紧时产生减速效果，对乘客前冲产生的减速效果的计算方式为：a＝nF压·μ/m
其中a为对乘客产生的减速效果的加速度，n为紧固机构的数量，F压为单个紧固机构产生的对安全带的紧固压力，μ为安全带的摩擦系数，m为乘员上半身质量；
由上可得：v＝v初-at'；
L＝v初t'-at'2/2；
v初为乘员在事故时的初始速度，L为人体到方向盘1或仪表盘之间的距离，t'为乘员在事故发生的初始姿态到开始接触安全气囊所需的时间，其中v初能根据测得的事故时的车速估算出，单个紧固机构压紧后产生的加速度由安全带的结构确定为确定值，结合已计算出的距离L能求得t'；
应用动量定理对事故过程中安全气囊的缓冲过程进行描述，满足下面的关系表达式：(P-P0)·S触·Δt＝m·(v-v0)
其中P为安全气囊充入气体后的内部压力，P0为充入气体过程中安全气囊表面完全展开时的内部压力，S触为安全气囊表面完全展开的接触面积，Δt为接触安全气囊后安全气囊缓冲过程的作用时间，m为乘员上半身质量，v为乘员在事故时接触安全气囊前的前冲速度，v0为乘员经安全气囊缓冲后的速度，在保证安全情况下v0为实验确定的安全定值，v通过之前的算式计算得到，Δt由充气量V形成的安全气囊厚度和v确定，P0和S触由安全气囊本身结构确定，P由充气量V确定，因此通过上式能得到充气量V与前冲速度v的关系式：
(Vk1-P0)·S触·Vk2/v＝m·(v-v0)
k1为充气量V与内部压力P的关系系数，k2为V/v的值与Δt的关系系数，由上式能计算出充气量V的最小阈值Vmin1；
此外安全气囊充气还需要满足其他约束条件，包括：气囊产生的最大冲击力Fmax＝Pmax·S触，Pmax为安全气囊充气过程产生的最大压强，受充气速度影响，在阀门开口不变时与气体发生器产生的充气量V成正比，根据最大冲击力的Fmax的安全阈值限制能计算出充气量V的最大阈值Vmax，同时由于安全气囊表面完全展开的时间t展受充气速度影响，同样在阀门开口不变时与气体发生器产生的充气量V成正比，因此根据t'≥t展还能计算得到充气量V的最小阈值Vmin2；
由上述对缓冲效果、气囊冲击力和气囊展开时间等要求能计算出适合当前成员姿态要求的充气量V的阈值范围(Vmin，Vmax)，Vmin为Vmin1和Vmin2中的较大值，从减少充气过程中对乘客的冲击方面着想，可以在满足安全性的前提下，对实际充气量上述阈值范围内取值接近Vmin的充气量V，如果Vmin1大于Vmax则说明v太大，无法依靠充气量V的调节满足最大冲击力的限制，此时需要增加紧固机构的数量n，满足安全气囊的约束要求，由此确定n的值；
通过上述方式确定V和n的值，通过气体发生器中每层装药环槽中能产生的单位充气量V0即进一步计算出需要点火的装药环槽的数量，即可得到对应的初始参数一，而n的值则能确定初始参数二。
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