CN115009219B - 一种防失效的安全带未系提醒系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆安全技术领域，涉及一种防失效的安全带未系提醒系统，包括ACU模块、座椅检测模块、安全带检测模块和提示模块；座椅检测模块包括座椅压力传感器和座椅位置传感器；座椅压力传感器用来获取座椅受到的坐垫压力、靠背压力和靠压位置；座椅位置传感器用来获取座椅位置；安全带检测模块包括位移传感器；位移传感器用来获取安全带拉出长度；用来根据靠压位置和座椅位置判断乘员的上下半身比例，并结合坐垫压力和靠背压力判断乘员体型；还用来判断安全带锁舌插入锁扣中后，安全带拉出长度是否符合乘员体型对应的预设长度范围，否若，则向提示模块发出报警指令。本方案能够解决汽车安全带的提醒机制容易被绕过而无法触发的问题。

Description

一种防失效的安全带未系提醒系统

技术领域

本发明涉及车辆安全技术领域，具体涉及一种防失效的安全带未系提醒系统。

背景技术

安全带是确保车内乘员安全的核心部件。汽车走入千家万户的同时，车内乘员安全事故也越来越多，其中很大一部分原因是驾乘人员未系安全带或者不合理的使用安全带导致的。目前，车企已经逐步在法规的要求下为新车型配备安全带未系提醒装置。但是，一些汽车用户认为安全带束缚降低了舒适度，因此不愿意系好安全带，故而通过购买外接的安全带锁舌插在安全带锁扣上使安全带提醒系统失效。

为解决上述问题，现有技术提出了在基础的锁扣结构基础上，通过检测行驶过程中安全带是否受到拉力，以及安全带受到拉力是否发生变化，同时满足上述三个条件才认为是系好安全带，从而防止购买外接锁舌来绕过安全带提醒系统。然而用户在开车时，若长时间保持匀速，例如在高速公路上，很容易被误识别为未系好安全带，发出错误警报；且该方法判断安全带是否系好需要一段持续时间，而不能从上车时就提醒未系安全带的乘员系好安全带。

因此，现在急需一种防失效的安全带未系提醒系统，汽车安全带的提醒机制容易误报或容易被绕过而无法触发的问题。

发明内容

本发明意在提供一种防失效的安全带未系提醒系统，用来解决汽车安全带的提醒机制容易误报或容易被绕过而无法触发的问题。

本发明提供的基础方案为：一种防失效的安全带未系提醒系统，包括ACU模块以及分别与ACU模块连接的座椅检测模块、安全带检测模块和提示模块；

座椅检测模块：包括座椅压力传感器和座椅位置传感器；所述座椅压力传感器用来获取座椅受到的坐垫压力和靠背压力；所述座椅位置传感器用来获取座椅位置；所述座椅位置包括上下位置和前后位置；

安全带检测模块：包括位移传感器；所述位移传感器用来获取安全带拉出长度；

ACU模块：用来根据靠压位置和座椅位置判断乘员的上下半身比例，并结合坐垫压力和靠背压力判断乘员体型；还用来判断安全带锁舌插入锁扣中后，安全带拉出长度是否符合乘员体型对应的预设长度范围，否若，则向提示模块发出报警指令；

提示模块：用来接收报警指令并发出报警。

名词解释：本方案中的体型是指重量、身高、体宽，以及身体长度与宽度的比例等对人体总体进行描述和评定的属性。

本发明的工作原理及优点在于：

本发明一种防失效的安全带未系提醒系统，由于不同体型的乘员在系好安全带时，安全带拉出长度不一致，本方案先通过检测座椅靠背受到的压力、座椅坐垫受到的压力以及座椅的位置相结合判断乘员的体型，再根据乘员体型判断拉出的安全带长度是否在该类体型下的预设长度范围内，进而确认乘员是否将安全带随意拉出一定长度后卡住而不正确系好安全带。

现有技术虽然已经提出通过乘员对座椅的压力来粗略估算安全带可能拉出的长度范围，但现有的方法测量精度较低。首先，座椅受到的压力与乘员重量本身就存在换算误差；由于人坐下时腿部也有支撑力，而不同人因为腿部与身体整体比例不同，对于座椅的压力也不同，因此只能估计乘员重量的粗略范围；其次，根据乘员重量大致范围估算安全带拉出长度也存在误差，导致在有误差的基础上再次产生误差，若预先设置的估算范围较小，则出现的误差将较大，容易出现误报的情况，而当预先设置的估算范围较大时，则最终获得的安全带长度范围又过大，用户只需随意拉出一定长度就能够轻松绕过提醒系统，根本起不到防止绕过的效果。而相比于现有技术，本方案能够通过座椅位置和靠压位置判断乘员的上下半身比例，且能够将根据靠背压力的大小和坐垫压力的大小更精准地判断用户的体重，从而结合起来判断乘员体型，提高了对乘员体型判断地准确性，进而使根据乘员体型得到的对应安全带拉出长度范围更准确，缩小了安全带拉出长度范围，极大地提高了判断准确度。

进一步，还包括用来判断安全带是否与乘员接触并产生接触应力的乘员接触模块。本方案能够通过乘员接触模块判断安全带上是否与对乘员产生应力，即两者是否紧密接触并能够使安全带产生形变，这样极大提高了用户绕过安全带提醒系统而不系好安全带的难度。

进一步，所述乘员接触模块包括设置在安全带上的多个安全带压力传感器，所述安全带压力传感器用来获取安全带不同位置的压力信号；所述ACU模块还用来根据安全带不同位置的压力信号判断安全带与乘员的接触区域，若接触位置不在乘员体型对应的预设接触区域内，则向提示模块发出报警指令。本方案能够有效避免乘员提前记录安全带拉出长度来规避安全带未系提醒，降低误判的可能性。

进一步，所述乘员接触模块包括设置在安全带上的心率监测传感器，所述心率监测传感器用来获取乘员的心率信息并发送给ACU模块；所述ACU模块还用来判断是否接收到心率信息，若否，则向提示模块发出报警指令。本方案使得安全带必须与乘员的胸腹位置紧密接触，才能使心率监测传感器检测正常，使乘员更加难以绕过安全带未系提醒系统。

进一步，所述安全带检测模块还用于检测安全带初始长度，所述座椅检测模块还用于检测座椅初始压力；所述ACU模块还用于判断安全带初始长度和座椅初始压力是否符合预设初始值，若否，则向提示模块发送报警指令。本方案在检测安全带是否系好之前会先进行自检，即检测安全带初始长度和座椅初始压力，能够避免引入测量误差导致后续出现误报。

进一步，所述座椅检测模块还用来判断座椅受到的压力是否大于第一重量阈值，若否，则向提示模块发送报警指令。当座椅受到的压力小于第一重量阈值时，可能是乘员体重达不到第一重量阈值，或者该座椅上并没有乘员但放置了物品，此时可与其它方案结合判断座椅上是否为乘员。

进一步，所述第一重量阈值为36kg。当体重小于36kg，则判断乘员为儿童，本方案能够判断乘员是否为儿童，避免儿童乘坐时误报。

进一步，所述安全带检测模块还包括靠背角度传感器，所述靠背角度传感器用来获取靠背角度；所述ACU模块还用来判断靠背角度是否符合预设安全靠背角度范围，若否，则向提示模块发出报警指令。本方案能够提醒乘员调整座椅靠背角度，避免乘员为了依靠更舒服使得安全带束缚效果降低，从而避免导致发生事故时乘员从安全带中滑出。

进一步，所述提示模块包括蜂鸣器、仪表盘、车载扬声器和车载显示器。本方案根据ACU模块发送给提示模块的不同警报指令，使用蜂鸣器、仪表盘、车载扬声器和车载显示器中的一种或几种进行提示，从而使不同情况下的报警或提示效果更好。

附图说明

图1为本发明一种防失效的安全带未系提醒系统实施例一的结构示意图；

图2为本发明一种防失效的安全带未系提醒系统实施例一的流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

实施例一：

基本如附图1和图2所示，一种防失效的安全带未系提醒系统，包括ACU模块以及分别与ACU模块连接的座椅检测模块、安全带检测模块和提示模块；安全带上设有锁舌，座椅上设有与锁舌配合的锁扣。

座椅检测模块：包括座椅压力传感器和座椅位置传感器；座椅压力传感器用来获取座椅受到压力，座椅受到的压力包括坐垫压力和靠背压力，即乘员对坐垫的压力和对靠背的压力；座椅位置传感器用来获取座椅位置；座椅位置包括上下位置和前后位置；

安全带检测模块：包括用来获取安全带拉出长度的位移传感器；

ACU模块：用来根据靠压位置和座椅位置判断乘员的上下半身比例，并结合坐垫压力和靠背压力判断乘员体型；还用来判断安全带锁舌插入锁扣中后，安全带拉出长度是否符合乘员体型对应的预设长度范围，否若，则向提示模块发出报警指令；

提示模块：用来接收报警指令并发出报警，包括蜂鸣器、仪表盘、车载扬声器和车载显示器；提示模块根据ACU模块发送给提示模块的不同警报指令，即针对乘员未系安全带的原因或者不满足的条件来选择蜂鸣器、仪表盘、车载扬声器和车载显示器中的一种或几种进行提示。

安全带检测模块还包括靠背角度传感器，靠背角度传感器获取靠背角度；ACU模块还用来判断靠背角度是否符合预设安全靠背角度范围，若否，则向提示模块发出报警指令。乘员为了依靠更舒服或许会将座椅靠背放得较平，使靠背与坐垫的夹角较大，使得安全带束缚效果降低，导致发生事故时乘员容易从安全带中滑出，而无法起到保护乘员的效果。本方案能够根据ACU模块中保存预设安全靠背角度范围，座椅靠背角度是指乘员向后倚靠时座椅靠背与铅垂面的夹角，判断当前座椅的角度是否在对应的预设安全靠背角度范围内，若不在，则按照预设频率发出提醒乘员调小靠背角度，直至此时靠背角度在对应的预设范围内为止。

本实施例中，还包括用来判断安全带是否与乘员接触并产生接触应力的乘员接触模块。本方案通过在安全带上设置压力传感器来获取安全带与乘员的接触位置，能够有效避免乘员提前记录安全带拉出长度来规避安全带未系提醒，降低误判的可能性。

若乘员不嫌麻烦，大费周折在第一次使用时系好安全带，反向推测出正常状况下的安全带拉出长度，并在安全带拉出的位置用带颜色的笔记录位置，然后在后续使用时故意拉出同等长度，并用夹子或者卡子卡住织带仍可绕过提醒机制；然而本方案能够通过乘员接触模块判断安全带上是否与对乘员产生应力，即两者是否紧密接触并能够使安全带产生形变，这样极大提高了用户绕过安全带提醒系统而不系好安全带的难度。本实施例中，乘员接触模块为设置在安全带上的多个安全带压力传感器，安全带压力传感器用来获取安全带不同位置的压力信号；ACU模块还用来根据安全带不同位置的压力信号判断安全带与乘员的接触区域，若接触位置不在乘员体型对应的预设接触区域内，则向提示模块发出报警指令，提示乘员“请正确系好安全带”。

本实施例的基本流程如附图2所示，ACU模块与点火开关连接，当车辆启动，即点火开关为ON时，座椅检测模块、安全带检测模块、ACU模块和提示模块等模块才随之启动，然后先进行初始信息自检，即通过安全带检测模块检测安全带初始长度，并通过座椅检测模块检测座椅初始压力，通过靠背角度传感器检测初始靠背角度；此时ACU模块判断安全带初始长度和座椅初始压力是否符合预设初始值，若否，则向提示模块发送报警指令。现有的安全带拉出长度检测方法是对安全带的始末位置进行检测并计算差值，但如果安全带在上一次使用过后未归回原位，则会对安全带拉出长度的测量产生误差，导致后续出现误报等情况；同理，若一开始座椅感受到的压力就不为零，可能是座椅上放置了物品，则需要计算乘员坐上去前后坐垫压力的变化值才能获得乘员的重量。此外，座椅检测模块还用来判断座椅受到的压力是否大于第一重量阈值，若否，则向提示模块发送报警指令。当完成初始信息自检后，座椅检测模块和安全带检测模块才开始获取座椅位置、座椅受到的压力、安全带拉出长度和靠背角度等信息，并开始后续检测和判断。

当初始自检信息判断合格，即ACU模块判断安全带初始长度和座椅初始压力符合预设初始值，此时检测锁舌是否插入锁扣，若ACU模块未接收到锁舌插入锁扣产生的信号，则发出报警；反之，则接着判断安全带是否与乘员接触，若未接触则发出蜂鸣器报警，若产生接触则继续座椅受到的压力。当座椅受到的压力小于第一重量阈值时，可能是乘员体重达不到第一重量阈值，或者该座椅上并没有乘员但放置了物品，此时可与其它方案结合判断座椅上是否为乘员，例如：在座椅靠背上设置多个座椅压力传感器，然后通过座椅压力传感器是否受力和受力的位置分布来判断是乘员还是物品，若座椅压力传感器受力分布图符合人体依靠时的分布轮廓，则判定为乘员；本实施例中，第一重量阈值为36kg，当体重小于36kg，则判断乘员为儿童，当判断为儿童时，此时可提示“请使用儿童座椅”，若进一步判断是测得这一数据的传感器位于副驾驶，则可提示“儿童请前往后排座位”。当乘员体重大于36kg，则获取座椅位置信息，并将座椅位置信息与座椅受到的压力信息与ACU模块中保存的乘员体型矩阵进行匹配，判断出乘员的体型，然后匹配该体型的乘员系好安全带时的预设安全带拉出长度范围，该预设长度范围是座椅靠背垂直于水平面时的数据，匹配时会根据初始靠背角度对安全带长度范围进行修正，然后判断此刻安全带拉出长度是否在预设长度范围内，若不在，则说明乘员未系好安全带，发出报警或提示，若在，则基本可以判断乘员已系了安全带。最后，本方案还需要判断座椅靠背与座椅坐垫的角度是否大于预设安全靠背角度范围，本实施例中的预设安全靠背角度范围为20°～25°，若是，则发出相关提示。在另一种实施方式中，在初始信息自检过程中就检测座椅靠背角度是否在预设安全靠背角度范围内，系统自检发现靠背角超出范围后，就发出声光提醒，声音提醒为蜂鸣，持续30秒；光提醒为仪表闪烁显示“调直座椅靠背”，持续90秒，所有提示信号间隔三秒；在自检过程中就将座椅靠背角度纳入对安全带拉出长度的匹配中，不需要在后续根据座椅靠背角度对安全带拉出长度进行修正，使得ACU的整个判断流程更加流畅，连续性更强，提高了用户的使用体验感。

现有技术虽然已经提出通过乘员对座椅的压力来粗略估算安全带可能拉出的长度范围，但现有的方法测量精度较低。首先，座椅受到的压力与乘员重量本身就存在换算误差；由于人坐下时腿部也有支撑力，而不同人因为腿部与身体整体比例不同，对于座椅的压力也不同，因此只能估计乘员重量的粗略范围；其次，根据乘员重量大致范围估算安全带拉出长度也存在误差，导致在有误差的基础上再次产生误差，若预先设置的估算范围较小，则出现的误差将较大，容易出现误报的情况，而当预先设置的估算范围较大时，则最终获得的安全带长度范围又过大，用户只需随意拉出一定长度就能够轻松绕过提醒系统，根本起不到防止绕过的效果。而相比于现有技术，本方案能够通过座椅位置和靠压位置判断乘员的上下半身比例，且能够将根据靠背压力的大小和坐垫压力的大小更精准地判断用户的体重，从而结合起来判断乘员体型，提高了对乘员体型判断地准确性，进而使根据乘员体型得到的对应安全带拉出长度范围更准确，缩小了安全带拉出长度范围，提高了判断准确度。

实施例二：

实施例二与实施例一的不同仅在于，乘员接触模块还包括设置在安全带上的心率监测传感器，心率监测传感器用来获取乘员的心率信息并发送给ACU模块；ACU模块还用来判断是否接收到心率信息，若否，则向提示模块发出报警指令。本方案通过在安全带的内侧设置心率传感器使得ACU模块能够判断安全带是否与乘员的胸腹位置紧密接触，当安全带的锁舌插入座椅上的锁扣时启动检测乘员的心率；本实施例中设置心率范围在60～100次/分钟；若ACU模块检测到的乘员心率与正常成年人的心率范围不符，或者没有收到心率传感器检测的信号，则ACU模块向提示模块发出报警指令；当出现上述情况时，要么用户未系好安全带，使得安全带未与乘员的胸腹紧密地接触不能检测到完整的信号，要么甚至检测不到信号；当测到的乘员心率与正常成年人的心率不符时，也可能是乘员的状态有异样，本方案不仅能够提示用户系好安全带，还能够监测乘员的身体状态。

实施例三：

实施例三与实施例二的不同仅在于，所述心率传感器还用于检测乘员的心率变化趋势，所述ACU模块还用于根据乘员的心率变化趋势和当前汽车状态向提示模块发送不同的提示信息，所述提示信息包括关闭车窗、关闭天窗和减速提示等。驾驶员在驾驶过程中通常会出现忽然加速、急刹车和持续加速等情况，此时乘员很可能出现心率加快的情况，一些身体健康有恙的乘员会感到不适，例如心跳从80次/分钟提高到100次/分钟，本实施例中实时监测乘员的心率，判断心跳加快的持续时间，若持续时间超过5s，则判断乘员处于受刺激状态，需要减速慢行；或者在乘员进入睡眠状态，判断乘员心率降低的持续时间，例如心跳从80次/分钟降低到60次/分钟。上述情况发生时，可通过与汽车的加速度传感器、汽车雷达、温度传感器等结合，判断当前的车辆状态，然后发出对应提示，例如：降低车速、调整空调温度、降低音乐音量和关闭车窗隔绝外部噪音等，提高了乘员乘坐汽车的舒适度，能够避免身体不好的乘员受到刺激影响身体健康，同时，能够检测驾驶人和乘员是否感到疲倦和陷入睡眠，特别是对于驾驶人而言，能够及时警示驾驶人当前处于困倦状态，并提示驾驶人停车休息。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (8)

1.一种防失效的安全带未系提醒系统，其特征在于，包括ACU模块以及分别与ACU模块连接的座椅检测模块、安全带检测模块和提示模块；

座椅检测模块：包括座椅压力传感器和座椅位置传感器；所述座椅压力传感器用来获取座椅受到的坐垫压力、靠背压力和靠压位置；所述座椅位置传感器用来获取座椅位置；所述座椅位置包括上下位置和前后位置；

安全带检测模块：包括位移传感器；所述位移传感器用来获取安全带拉出长度；

ACU模块：用来根据靠压位置和座椅位置判断乘员的上下半身比例，并结合坐垫压力和靠背压力判断乘员体型；还用来判断安全带锁舌插入锁扣中后，安全带拉出长度是否符合乘员体型对应的预设长度范围，否若，则向提示模块发出报警指令；

提示模块：用来接收报警指令并发出报警；

还包括用来判断安全带是否与乘员接触并产生接触应力的乘员接触模块；所述乘员接触模块用来获取安全带不同位置的压力信号；所述ACU模块还用来根据安全带不同位置的压力信号判断安全带与乘员的接触区域，若接触位置不在乘员体型对应的预设接触区域内，则向提示模块发出报警指令；

所述乘员接触模块包括设置在安全带上的心率监测传感器，所述心率监测传感器用来获取乘员的心率信息并发送给ACU模块；所述心率监测传感器还用于检测乘员的心率变化趋势，所述ACU模块还用于根据乘员的心率变化趋势和当前汽车状态向提示模块发送不同的提示信息。

2.根据权利要求1所述的一种防失效的安全带未系提醒系统，其特征在于，所述乘员接触模块包括设置在安全带上的多个安全带压力传感器。

3.根据权利要求1所述的一种防失效的安全带未系提醒系统，其特征在于，所述ACU模块还用来判断是否接收到心率信息，若否，则向提示模块发出报警指令。

4.根据权利要求1所述的一种防失效的安全带未系提醒系统，其特征在于，所述安全带检测模块还用于检测安全带初始长度，所述座椅检测模块还用于检测座椅初始压力；所述ACU模块还用于判断安全带初始长度和座椅初始压力是否符合预设初始值，若否，则向提示模块发送报警指令。

5.根据权利要求1所述的一种防失效的安全带未系提醒系统，其特征在于，所述座椅检测模块还用来判断座椅受到的压力是否大于第一重量阈值，若否，则向提示模块发送报警指令。

6.根据权利要求5所述的一种防失效的安全带未系提醒系统，其特征在于，所述第一重量阈值为36kg。

7.根据权利要求1所述的一种防失效的安全带未系提醒系统，其特征在于，所述安全带检测模块还包括靠背角度传感器，所述靠背角度传感器用来获取靠背角度；所述ACU模块还用来判断靠背角度是否符合预设安全靠背角度范围，若否，则向提示模块发出报警指令。

8.根据权利要求1所述的一种防失效的安全带未系提醒系统，其特征在于，所述提示模块包括蜂鸣器、仪表盘、车载扬声器和车载显示器。