CN114954348A - 一种自适应调节式安全带系统及调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于汽车技术领域，具体的说是一种自适应调节式安全带系统及调节方法。包括：乘员识别模块，用于综合识别当前乘员的身高、体型、坐姿、乘坐位置以及安全带的佩戴情况，并将获取的信息输入给自适应安全带控制模块；自适应安全带控制模块，用于接收乘员信息，并且将信息进行分析和计算，并且将输出调整信号传给安全带调节执行模块，实现安全带固定点位置的自适应调节功能；安全带调节执行模块，用于实现安全带的自适应调节；安全带佩戴状态反馈模块，用于反馈安全带佩戴状态。本发明能够智能识别乘员状态，自动调节安全带至适合乘员佩戴的位置，从而使乘员能正确的佩戴安全带，提供更好的舒适性和保护效果。

Description

一种自适应调节式安全带系统及调节方法

技术领域

本发明属于汽车技术领域，具体的说是一种自适应调节式安全带系统及调节方法。

背景技术

随着汽车行业的发展，人们的安全意识也不断提高，对汽车的碰撞安全性能也越来越重视。汽车安全带作为乘员约束系统的核心组成部分，主要作用一是碰撞发生时对乘员进行有效的约束，来避免碰撞过程中乘员与方向盘或仪表板等内饰件发生二次碰撞，二是能避免在碰撞时乘员冲出车外，从而有效的减轻乘员伤害。目前各国法规对乘员安全带的使用也愈加重视，例如欧洲法规已强制要求全车具备安全带提醒装置，来督促乘员佩戴安全带。

目前车辆上装备的安全带通常为三点式安全带，可以约束乘员的胸部和腹部。正确的佩戴安全带对常规状况下安全带的舒适性以及碰撞发生时约束系统的乘员保护效果都极其重要。如果佩戴位置不正确，则可能会出现乘员被安全带勒脖子、织带滑肩等问题，不仅乘员会感觉佩戴不舒适，还会严重影响碰撞发生时的约束系统保护效果。

在车辆上安全带的布置并不适用于所有乘员。由于人体身高、体型差异，同一处位置的座椅安全带无法兼顾所有人体的佩戴要求，尤其是小个子乘员，佩戴安全带后经常会存在勒脖子的问题，严重影响使用舒适性和碰撞安全性。为使乘员能正确的佩戴安全带，汽车的前排通常都设计有高度调节器装置来，但后排却极少有车辆配备有安全带固定点调节装置。另外，即使车辆后排具备安全带调节装置，依然有很多乘员因为调节繁琐或对正确佩戴位置缺少认知，导致安全带佩戴不到位，影响安全带效果。

发明内容

本发明提供了一种自适应调节式安全带系统及调节方法，能够智能识别乘员状态，自动调节安全带至适合乘员佩戴的位置，从而使乘员能正确的佩戴安全带，提供更好的舒适性和保护效果，解决了由于安全带佩戴不到位，影响安全带效果的问题。

本发明技术方案结合附图说明如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种自适应调节式安全带系统，包括：

乘员识别模块100，用于综合识别当前乘员的身高、体型、坐姿、乘坐位置以及安全带的佩戴情况，并将获取的信息输入给自适应安全带控制模块200；

自适应安全带控制模块200，用于接收乘员信息，并且将信息进行分析和计算，并且将输出调整信号传给安全带调节执行模块300，实现安全带固定点位置的自适应调节功能；

安全带调节执行模块300，用于实现安全带的自适应调节；

安全带佩戴状态反馈模块400，用于反馈安全带佩戴状态。

进一步的，所述乘员识别模块100包括：

乘员位置传感器110，用于识别当前乘员在后排座椅上的乘坐位置，判断出乘员乘坐位置相对于当前座椅的中轴线是靠左还是靠右；

乘员重量传感器120，用于识别当前乘员的体重信息；

乘员识别摄像模块130，用于综合判断当前乘员的身高、体型和坐姿状态，从而识别出乘员是高还是矮、是胖还是瘦、是成人还是儿童；

安全带佩戴状态识别模块140，用于识别当前乘员的安全带佩戴信息，判断乘员是否已佩戴安全带，并发出语音提醒；若乘员已系安全带，则发出“请注意即将启动安全带自适应调节功能”；若乘员未系安全带，则发出“请乘员正确佩戴安全带”的提示信息，直至乘员系好安全带后停止。

进一步的，所述安全带调节执行模块200通过大数据采集预先存储了不同身高、体型和位置的乘员数据及对应匹配的安全带正确佩戴时的固定点位置信息，从而能够根据接收到的乘员识别模块100输入的乘员信息进行分析和计算，得出与当前乘员最匹配的安全带的正确位置信息。

进一步的，所述安全带调节执行模块300包括：

安全带导向环调节机构310，用于实现安全带导向环311的移动或者自锁；

安全带锁扣调节机构320，用于实现安全带锁扣321的移动或者自锁。

进一步的，所述安全带导向环调节机构310包括安全带导向环311、导向环调节电机312和导向环调节导轨313；所述安全带导向环311位于乘员肩部区域，固定在导向环调节导轨313上，能够根据自适应安全带控制模块200输入的信号，通过导向环调节电机312的运转实现安全带导向环311在导向环调节导轨313上移动或者自锁。

进一步的，所述安全带锁扣调节机构320包括安全带锁扣321、锁扣调节电机322和锁扣调节导轨323；所述安全带锁扣321位于乘员臀部区域，固定在锁扣调节导轨323上，能够根据自适应安全带控制模块200输入的信号，通过锁扣调节电机322的运转实现安全带锁扣321在锁扣调节导轨323上移动或者自锁。

进一步的，所述安全带佩戴状态反馈模块400在安全带自适应调节完成后，发出语音提醒乘员“自适应安全带调节已完成，您的安全带已经正确佩戴”。

第二方面，本发明实施例提供了一种自适应调节式安全带的调节方法，通过一种自适应调节式安全带系统实现，包括以下步骤：

步骤一、汽车起步后，安全带佩戴状态识别模块140首先识别乘员是否正确佩戴安全带；如果识别出乘员未正确佩戴安全带，则安全带佩戴状态识别模块140发出“请正确佩戴安全带”的警报信息，提醒乘员佩戴安全带；如果识别出乘员已正确佩戴安全带，则判定通过；

步骤二、座椅位置传感器110识别当前乘员在后排座椅上的乘坐位置，判断出乘员乘坐位置相对于当前座椅的中轴线是靠左还是靠右；乘员重量传感器120识别当前乘员的体重信息；乘员识别摄像模块130综合判断当前乘员的身高、体型和坐姿状态，从而识别出乘员是高还是矮、是胖还是瘦、是成人还是儿童；安全带佩戴状态识别模块140识别当前乘员的安全带佩戴信息，判断乘员是否已佩戴安全带，并发出语音提醒；并将所有信息共同输入给自适应安全带调节控制模块200；

步骤三、自适应安全带控制模块200通过大数据采集预先存储了不同身高、体型和位置的乘员数据及对应匹配的安全带正确佩戴时的固定点位置信息，从而能够根据接收到的乘员识别模块100输入的乘员信息进行分析和计算，得出与当前乘员最匹配的安全带的正确位置信息；然后自适应安全带控制模块200将计算分析得出的安全带正确的位置信息转换成信号输出给安全带调节执行模块300；

步骤四、安全带调节执行模块300接收到自适应安全带控制模块200输入的信号后，安全带导向环调节机构310和安全带锁扣调节机构320分别开始作用；安全带导向环调节机构310中的导向环调节电机312开始运转，使安全带导向环311沿着导向环调节导轨313移动到安全带系统的最佳佩戴位置，并完成自锁固定；安全带锁扣调节机构320中的锁扣调节电机322同样开始运转，使安全带锁扣321沿着锁扣调节导轨323移动到安全带系统的最佳佩戴位置，同样完成自锁固定；

步骤五、安全带调节执行模块300调整到位后，安全带佩戴状态反馈模块400发出语音提醒乘员“自适应安全带调节已完成，您的安全带已经正确佩戴”，完成安全带自适应调节。

本发明的有益效果为：

1)本发明能够自动识别乘员的身高、体型、坐姿和乘坐位置，并将信息输入给自适应安全带控制模块，控制模块通过内置乘员大数据计量算法自动为乘员选择相匹配的安全带导向环和锁扣的位置，并在调节完成后给予反馈。本发明的优点在于能针对不同状态的乘员智能自动化进行安全带固定点位置调节，从而使乘员能正确的佩戴安全带，提供更好的舒适性和保护效果；

2)本发明全程智能自动化操作，无需乘员介入，安全带调节效率和准确度高，使用方便，安全可靠，同时能提升车里的科技感，有效增强乘员体验感；

3)本发明提供的自适应调节式安全带系统可以为无人驾驶工况下的乘员约束系统开发提供指导意义。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明所述一种自适应调节式安全带系统的结构示意图；

图2为本发明中安全带调节执行模块的示意图；

图3为本发明所述一种自适应调节式安全带的调节方法的流程图。

图中：

100、乘员识别模块；

110、乘员位置传感器；120、乘员重量传感器；130、乘员识别摄像模块；140、安全带佩戴状态识别模块；

200、自适应安全带控制模块；

300、安全带调节执行模块；

310、安全带导向环调节机构；311、安全带导向环；312、导向环调节电机；313、导向环调节导轨；

320、安全带锁扣调节机构；321、安全带锁扣；322、锁扣调节电机；323、锁扣调节导轨；

400、安全带佩戴状态反馈模块；

500、汽车后排座椅。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

实施例一

参阅图1和图2，本发明实施例提供了一种自适应调节式安全带系统，包括：

乘员识别模块100，用于综合识别当前乘员的身高、体型、坐姿、乘坐位置以及安全带的佩戴情况，并将获取的信息输入给自适应安全带控制模块200；

所述乘员识别模块100包括：

乘员位置传感器110，用于识别当前乘员在后排座椅上的乘坐位置，判断出乘员乘坐位置相对于当前座椅的中轴线是靠左还是靠右；

乘员重量传感器120，用于识别当前乘员的体重信息；

乘员识别摄像模块130，用于综合判断当前乘员的身高、体型和坐姿状态，从而识别出乘员是高还是矮、是胖还是瘦、是成人还是儿童；可以预先设置高、矮的身高范围，胖、瘦的体重范围，并且根据图像应用现有技术判断是成人还是儿童。

所述乘员识别摄像模块130主要应用现有的视觉图像感知技术，能够通过图像中的影像智能捕捉到人体的各个部位的信息，对乘员进行精确的检测和识别。

安全带佩戴状态识别模块140，用于识别当前乘员的安全带佩戴信息，判断乘员是否已佩戴安全带，并发出语音提醒；若乘员已系安全带，则发出“请注意即将启动安全带自适应调节功能”；若乘员未系安全带，则发出“请乘员正确佩戴安全带”的提示信息，直至乘员系好安全带后停止。

自适应安全带控制模块200，用于接收乘员信息，并且将信息进行分析和计算，并且将输出调整信号传给安全带调节执行模块300，实现安全带固定点位置的自适应调节功能；

自适应安全带控制模块200通过大数据采集预先存储了不同身高、体型和位置的乘员数据及与其对应匹配的安全带正确佩戴时的固定点位置信息，从而能够根据接收到的乘员识别模块100输入的乘员信息进行分析和计算，得出与当前乘员最匹配的安全带的正确位置信息。

安全带调节执行模块300，用于实现安全带的自适应调节；

所述安全带调节执行模块300包括：

安装在汽车后排座椅500上的安全带导向环调节机构310，用于实现安全带导向环311的移动或者自锁；

所述安全带导向环调节机构310包括安全带导向环311、导向环调节电机312和导向环调节导轨313；所述安全带导向环311位于乘员肩部区域，固定在导向环调节导轨313上，能够根据自适应安全带控制模块200输入的信号，通过导向环调节电机312的运转实现安全带导向环311在导向环调节导轨313上移动或者自锁。

安装在汽车后排座椅500上的安全带锁扣调节机构320，用于实现安全带锁扣321的移动或者自锁。

所述安全带锁扣调节机构320包括安全带锁扣321、锁扣调节电机322和锁扣调节导轨323；所述安全带锁扣321位于乘员臀部区域，固定在锁扣调节导轨323上，能够根据自适应安全带控制模块200输入的信号，通过锁扣调节电机322的运转实现安全带锁扣321在锁扣调节导轨323上移动或者自锁。

安全带佩戴状态反馈模块400，用于反馈安全带佩戴状态。

所述安全带佩戴状态反馈模块400在安全带自适应调节完成后，发出语音提醒乘员“自适应安全带调节已完成，您的安全带已经正确佩戴”。

实施例二

参阅图3，一种自适应调节式安全带的调节方法，通过一种自适应调节式安全带系统实现，包括从乘员识别到自适应智能调节安全带，从而使乘员能正确的佩戴安全带，提供更好的舒适性和保护效果。所述自适应调节式安全带能够自动识别乘员的身高、体型、坐姿和乘坐位置，并将信息输入给自适应安全带控制模块，控制模块通过内置乘员大数据计量算法自动为乘员选择相匹配的安全带导向环和锁扣的位置，并在调节完成后给予反馈。能针对不同状态的乘员智能自动化进行安全带固定点位置调节，从而使乘员能正确的佩戴安全带，提供更好的舒适性和保护效果。

具体包括以下步骤：

步骤一、汽车起步后，安全带佩戴状态识别模块140首先识别乘员是否正确佩戴安全带；如果识别出乘员未正确佩戴安全带，则安全带佩戴状态识别模块140发出“请正确佩戴安全带”的警报信息，提醒乘员佩戴安全带；如果识别出乘员已正确佩戴安全带，则判定通过；

步骤二、座椅位置传感器110识别当前乘员在后排座椅上的乘坐位置，判断出乘员乘坐位置相对于当前座椅的中轴线是靠左还是靠右；乘员重量传感器120识别当前乘员的体重信息；乘员识别摄像模块130综合判断当前乘员的身高、体型和坐姿状态，从而识别出乘员是高还是矮、是胖还是瘦、是成人还是儿童；安全带佩戴状态识别模块140识别当前乘员的安全带佩戴信息，判断乘员是否已佩戴安全带，并发出语音提醒；并将所有信息共同输入给自适应安全带调节控制模块200；

步骤三、自适应安全带控制模块200通过大数据采集预先存储了不同身高、体型和位置的乘员数据及对应匹配的安全带正确佩戴时的固定点位置信息，从而能够根据接收到的乘员识别模块100输入的乘员信息进行分析和计算，得出与当前乘员最匹配的安全带的正确位置信息；然后自适应安全带控制模块200将计算分析得出的安全带正确的位置信息转换成信号输出给安全带调节执行模块300；

步骤四、安全带调节执行模块300接收到自适应安全带控制模块200输入的信号后，安全带导向环调节机构310和安全带锁扣调节机构320分别开始作用；安全带导向环调节机构310中的导向环调节电机312开始运转，使安全带导向环311沿着导向环调节导轨313移动到安全带系统的最佳佩戴位置，并完成自锁固定；安全带锁扣调节机构320中的锁扣调节电机322同样开始运转，使安全带锁扣321沿着锁扣调节导轨323移动到安全带系统的最佳佩戴位置，同样完成自锁固定；

步骤五、安全带调节执行模块300调整到位后，安全带佩戴状态反馈模块400发出语音提醒乘员“自适应安全带调节已完成，您的安全带已经正确佩戴”，完成安全带自适应调节。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明的保护范围并不局限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，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，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (8)

1.一种自适应调节式安全带系统，其特征在于，包括：

乘员识别模块(100)，用于综合识别当前乘员的身高、体型、坐姿、乘坐位置以及安全带的佩戴情况，并将获取的信息输入给自适应安全带控制模块(200)；

自适应安全带控制模块(200)，用于接收乘员信息，并且将信息进行分析和计算，并且将输出调整信号传给安全带调节执行模块(300)，实现安全带固定点位置的自适应调节功能；

安全带调节执行模块(300)，用于实现安全带的自适应调节；

安全带佩戴状态反馈模块(400)，用于反馈安全带佩戴状态。

2.根据权利要求1所述的一种自适应调节式安全带系统，其特征在于，所述乘员识别模块(100)包括：

乘员位置传感器(110)，用于识别当前乘员在后排座椅上的乘坐位置，判断出乘员乘坐位置相对于当前座椅的中轴线是靠左还是靠右；

乘员重量传感器(120)，用于识别当前乘员的体重信息；

乘员识别摄像模块(130)，用于综合判断当前乘员的身高、体型和坐姿状态，从而识别出乘员是高还是矮、是胖还是瘦、是成人还是儿童；

安全带佩戴状态识别模块(140)，用于识别当前乘员的安全带佩戴信息，判断乘员是否已佩戴安全带，并发出语音提醒；若乘员已系安全带，则发出“请注意即将启动安全带自适应调节功能”；若乘员未系安全带，则发出“请乘员正确佩戴安全带”的提示信息，直至乘员系好安全带后停止。

3.根据权利要求1所述的一种自适应调节式安全带系统，其特征在于，所述安全带调节执行模块(200)通过大数据采集预先存储了不同身高、体型和位置的乘员数据及对应匹配的安全带正确佩戴时的固定点位置信息，从而能够根据接收到的乘员识别模块(100)输入的乘员信息进行分析和计算，得出与当前乘员最匹配的安全带的正确位置信息。

4.根据权利要求1所述的一种自适应调节式安全带系统，其特征在于，所述安全带调节执行模块(300)包括：

安全带导向环调节机构(310)，用于实现安全带导向环(311)的移动或者自锁；

安全带锁扣调节机构(320)，用于实现安全带锁扣(321)的移动或者自锁。

5.根据权利要求4所述的一种自适应调节式安全带系统，其特征在于，所述安全带导向环调节机构(310)包括安全带导向环(311)、导向环调节电机(312)和导向环调节导轨(313)；所述安全带导向环(311)位于乘员肩部区域，固定在导向环调节导轨(313)上，能够根据自适应安全带控制模块(200)输入的信号，通过导向环调节电机(312)的运转实现安全带导向环(311)在导向环调节导轨(313)上移动或者自锁。

6.根据权利要求4所述的一种自适应调节式安全带系统，其特征在于，所述安全带锁扣调节机构(320)包括安全带锁扣(321)、锁扣调节电机(322)和锁扣调节导轨(323)；所述安全带锁扣(321)位于乘员臀部区域，固定在锁扣调节导轨(323)上，能够根据自适应安全带控制模块(200)输入的信号，通过锁扣调节电机(322)的运转实现安全带锁扣(321)在锁扣调节导轨(323)上移动或者自锁。

7.根据权利要求1所述的一种自适应调节式安全带系统，其特征在于，所述安全带佩戴状态反馈模块(400)在安全带自适应调节完成后，发出语音提醒乘员“自适应安全带调节已完成，您的安全带已经正确佩戴”。

8.一种自适应调节式安全带的调节方法，通过一种自适应调节式安全带系统实现，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、汽车起步后，安全带佩戴状态识别模块(140)首先识别乘员是否正确佩戴安全带；如果识别出乘员未正确佩戴安全带，则安全带佩戴状态识别模块(140)发出“请正确佩戴安全带”的警报信息，提醒乘员佩戴安全带；如果识别出乘员已正确佩戴安全带，则判定通过；

步骤二、座椅位置传感器(110)识别当前乘员在后排座椅上的乘坐位置，判断出乘员乘坐位置相对于当前座椅的中轴线是靠左还是靠右；乘员重量传感器(120)识别当前乘员的体重信息；乘员识别摄像模块(130)综合判断当前乘员的身高、体型和坐姿状态，从而识别出乘员是高还是矮、是胖还是瘦、是成人还是儿童；安全带佩戴状态识别模块(140)识别当前乘员的安全带佩戴信息，判断乘员是否已佩戴安全带，并发出语音提醒；并将所有信息共同输入给自适应安全带调节控制模块(200)；

步骤三、自适应安全带控制模块(200)通过大数据采集预先存储了不同身高、体型和位置的乘员数据及对应匹配的安全带正确佩戴时的固定点位置信息，从而能够根据接收到的乘员识别模块(100)输入的乘员信息进行分析和计算，得出与当前乘员最匹配的安全带的正确位置信息；然后自适应安全带控制模块(200)将计算分析得出的安全带正确的位置信息转换成信号输出给安全带调节执行模块(300)；

步骤四、安全带调节执行模块(300)接收到自适应安全带控制模块(200)输入的信号后，安全带导向环调节机构(310)和安全带锁扣调节机构(320)分别开始作用；安全带导向环调节机构(310)中的导向环调节电机(312)开始运转，使安全带导向环(311)沿着导向环调节导轨(313)移动到安全带系统的最佳佩戴位置，并完成自锁固定；安全带锁扣调节机构(320)中的锁扣调节电机(322)同样开始运转，使安全带锁扣(321)沿着锁扣调节导轨(323)移动到安全带系统的最佳佩戴位置，同样完成自锁固定；

步骤五、安全带调节执行模块(300)调整到位后，安全带佩戴状态反馈模块(400)发出语音提醒乘员“自适应安全带调节已完成，您的安全带已经正确佩戴”，完成安全带自适应调节。

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