CN116279438B - 一种车辆紧急制动系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆刹车控制领域，提供了一种车辆紧急制动系统及方法，车辆紧急制动系统包括体征状态检测器、自动停车控制单元和紧急开关；通过获取驾驶员在驾驶车辆时的规定驾驶操作，从而可以较为准确的分析出驾驶员的驾驶状态，进而根据判断的驾驶状态，决定是否进行警报预警，车内的乘员根据警报可以第一时间获知发生突发情况，并对驾驶员情况进行确认，和/或，通过紧急开关的按压使用，迫使车辆进行自动停车，防止车辆因无人驾驶控制发生险情，提高了安全性。为了避免误触紧急开关，通过一个防护装置进行容纳保护，而当发生警报预警时，防护装置会自动开启密封盖，以便乘员按压紧急开关，提高使用的安全性和实用性。

Description

一种车辆紧急制动系统及方法

技术领域

本发明涉及车辆刹车控制领域，具体涉及一种车辆紧急制动系统及方法。

背景技术

现有的生活中，存在发生车辆的驾驶员因为外在或自身的原因，导致驾驶处于困难的状态下，进而使得车辆内人员和自身处于危险的情况下，无法进行危险的规避，完全依靠自身的意志力或成员的警觉性进行处理，危险系数较大，因此需要一套能够安全、精确且快速处理该险情的紧急停车系统，进而解决上述的问题。

在现有技术文献中，申请号为CN202110856290.X，名称为“一种基于驾驶员状态的紧急自动停车系统”中记载了，通过检测驾驶员的心电数据（心电分析仪），在驾驶员发生紧急状况无法驾驶时，通过警告提醒和自动停车的方法，解决相应驾驶员的突发状况。但是，心电分析仪的使用具有较强的专业性，需要进行表面电极来采集、分析、显示和记录等，且心电图传感器需要进行有线连接，且需要与人体接触，存在影响驾驶员的因素，使用上存在许多的不便利的因素。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车辆紧急制动系统及方法，旨在改善现有驾驶员因外在或自身因素，导致驾驶的车辆处于危险的情况下无法消除险情；进一步地，现有技术中，解决紧急停车的问题，通过心率检测进行分辨，需要与人体进行接触，且导致心率变化的情况具有外在因素的影响，检测数据准确性存疑，还会影响驾驶员驾驶的情况，导致使用不便利或实用性较差的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种车辆紧急制动系统，包括：

体征状态检测器，其用于检测驾驶员在驾驶车辆时的规定驾驶操作；

自动停车控制单元，其用于获取体征状态检测器的反馈信号，且在所述反馈信号超过预设的危险值时，所述自动停车控制单元进行警报预警；及

紧急开关，其设置有至少一个，所述紧急开关与所述自动停车控制单元电连接设置，所述紧急开关设置有容置自身的防护装置；当所述自动停车控制单元进行警报预警时，所述防护装置的密封盖自动开启；

当所述自动停车控制单元获取到所述紧急开关的按压信号时，所述自动停车控制单元执行车辆自动停车的操作。

优选的，还包括与自动停车控制单元电连接的信号灯控制单元，当信号灯控制单元在所述紧急开关处于开启状态时，危险信号灯处于闪烁状态；当所述紧急开关处于关闭状态或解除报警状态时，危险信号灯处于关闭状态。

优选的，还包括具有对车辆速度监测的加速度检测器，所述加速度检测器用于将监测的车辆速度或加速度反馈至所述自动停车控制单元中。

优选的，还包括监测车辆行驶方向的车道偏离检测单元，所述车道偏离检测单元用于将监测的车辆行驶方向的数据反馈至所述自动停车控制单元中。

优选的，还包括安全带自锁装置，所述安全带自锁装置与所述自动停车控制单元电连接，当所述自动停车控制单元获取进行自动停车的操作时，所述安全带自锁装置进行自动收紧并锁死动作。

还提供一种车辆紧急制动的方法，包括以下步骤：

获取驾驶员在驾驶车辆时的规定驾驶操作信息；

获取车辆的加速度变化值；

获取车辆的行驶方向变化的车道偏离信息；

当获取的规定驾驶操作信息、加速度变化值以及车道偏离信息中至少一个数据信息异常时，则车辆进行警报预警，同时开启车辆内部的紧急开关的密封盖；

若紧急开关在设定的时间阈值内按压时，车辆进行自动停车操作；

若紧急开关在超过时间阈值后未被按压时，则判断获取的规定驾驶操作信息、加速度变化值以及车道偏离信息中是否具有至少两个数据信息异常；若是，则车辆进行自动停车的操作；若否，则进行重新进入车辆的警报预警阶段；

当车辆停止行驶时，或者，当获取的规定驾驶操作信息、加速度变化值以及车道偏离信息都为正常时，或者，当再次按压紧急开关时，解除车辆的警报预警。

优选的，当“车辆进行警报预警”时，车辆同时进行危险信号灯的闪烁警示；

“当再次按压紧急开关时”，危险信号灯解除闪烁警示状态。

优选的，在“车辆进行自动停车的操作”时，车辆驾驶员的安全带进行自动收紧并锁死动作。

采用上述技术方案后，本发明与背景技术相比，具有如下优点：

1、通过获取驾驶员在驾驶车辆时的规定驾驶操作，从而可以较为准确的分析出驾驶员的驾驶状态，进而根据判断的驾驶状态，决定是否进行警报预警，车内的乘员根据警报可以第一时间获知发生突发情况，并对驾驶员情况进行确认，和/或，通过紧急开关的按压使用，迫使车辆进行自动停车，防止车辆因无人驾驶控制发生险情，提高了安全性。

2、为了避免误触紧急开关，通过一个防护装置进行容纳保护，而当发生警报预警时，防护装置会自动开启密封盖，以便乘员按压紧急开关，提高使用的安全性和实用性。

附图说明

图1为本发明所述的车辆紧急制动系统的模块框图；

图2为本发明所述的车辆紧急制动系统的防护装置的示意图；

图3为本发明所述的车辆紧急制动系统的防护装置在不具有密封盖时的正视图；

图4为本发明所述的车辆紧急制动系统的防护装置的剖视图；

图5为本发明所述的车辆紧急制动方法的流程图。

附图标记说明：

10、体征状态检测器；11、自动停车控制单元；12、紧急开关；

13、信号灯控制单元；14、车道偏离检测单元；15、安全带自锁装置；

16、加速度检测器；17、防护装置；

171、密封盖；172、电磁阀；173、铁件。

实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。另外，需要说明的是：

术语“上”“下”“左”“右”“竖直”“水平”“内”“外”等均为基于附图所示的方位或者位置关系，仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或者暗示本发明的装置或者元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。

当元件被称为“固定于”或者“设置于”或者“设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者间接连接至该另一个元件上。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或者一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在发明中的具体含义。

实施例

请参照图1所示，本实施提供了一种车辆紧急制动系统，包括体征状态检测器10、自动停车控制单元11和紧急开关12，体征状态检测器10用于检测驾驶员在驾驶车辆时的规定驾驶操作；自动停车控制单元11用于获取体征状态检测器10的反馈信号，且在反馈信号超过预设的危险值时，自动停车控制单元11进行警报预警；紧急开关12设置有至少一个，紧急开关12与自动停车控制单元11电连接设置，紧急开关12设置有容置自身的防护装置17；当自动停车控制单元11进行警报预警时，防护装置的密封盖171自动开启；当自动停车控制单元11获取到紧急开关12的按压信号时，自动停车控制单元11执行车辆自动停车的操作。

具体的，体征状态检测器10和紧急开关12并联电连接至自动停车控制单元11的输入端上，进而可以获取到体征状态检测器10和紧急开关12反馈的信号；而防护装置和警报预警的警报器并联电连接至自动停车控制单元11的输出端上，进而可以执行报警提示，以及在需要进行按压紧急开关12进行车辆制动时，开启防护装置17的密封盖的目的。

本实施例中的体征状态检测器10可以是：通过驾驶员平时驾驶时记录下的规定驾驶操作，进而形成一个校对数据库，以便车辆在行驶中形成对同一驾驶员的检测；即通过体征状态检测器10对驾驶员的驾驶操作进行记录，并不断学习更正，形成有效且安全的规定驾驶操作的检测信息库。

例如公交车，在成为公交车司机正式进行载客运行前，会熟悉车辆以及自己行走的道路路线（及在未载客时进行熟悉性的驾驶），在该过程中，即可让司机开启体征状态检测器10进行规定驾驶操作的记录，并形成存储，以便在正式载客驾驶时，可以进行规定驾驶操作的检测，提高安全性。进一步地，司机随着长时间的驾驶，或者由于自身的习惯，具有驾驶动作的一些改变，因此在每次驾驶车辆且安全的条件下，体征状态检测器10会进行学习，并且更正相应驾驶员的规定驾驶操作；对于一些操作偏差较大或误操作，则会自动忽略，根据习惯操作的频率次数增加后，确定某个操作动作为习惯动作后，再进行更正（例如转弯打方向盘的动作在20次或以上时，则该动作为习惯动作，若体征状态检测器10系统内记录进行更正或保持），提高安全性。

具体的，通过相机和红外传感器对车辆驾驶室内的驾驶员进行检测，进而获取到准确的驾驶员的驾驶动作，将该驾驶动作与规定驾驶操作进行校对，在满足规定的阈值范围内，认为是正常驾驶状态；若超过规定的阈值范围时，且在设定时间（人为限定的时间，例如3秒、4秒、5秒等，因为一个驾驶动作时长都是在较短时间内完成）内持续进行违规驾驶操作，则认为驾驶异常，此时配合驾驶员的驾驶体征状态（例如驾驶员趴扶或倾倒状态），确认发出异常信号至自动停车控制单元11。

自动停车控制单元11可以为车载自带的自动刹车系统，即可以使得车辆自动进行刹车，以规避车辆无人驾驶的险情。同时，在进行自动刹车时，还可以获取车辆周围的图像信息，以确认周围环境的安全，通过车辆自身控制刹车的时长，以规避道路上的其它车辆，提高安全性。因此，当自动停车控制单元11获取到体征状态检测器10反馈的异常信号时，会第一时间发出警报预警，并开启防护装置的密封盖，使得车内乘员可以第一时间获知车内驾驶员发生突发情况，以便及时处理，还可以达到确认驾驶员的状态，规避误触发情况发生。若确认为误触发，则人工接触警报即可；若为突发的险情（驾驶员失去驾驶车辆的能力），则可以通过紧急开关12的按压迫使车辆通过自动刹车系统进行停车，保证车内人员的安全，实现紧急情况下的自行救助目的。进一步地，在车辆停止时，车辆内的警报预警也会停止，而报警装置可以为蜂鸣器的语音播报预警。

防护装置17可以为一个电器盒的外观形状，电器盒内安装紧急开关12和电磁阀172，再通过密封盖171对盒口进行密封封盖，密封盖插接在电器盒的盒体上，并顶抵在一块铁件173上，铁件173与盒体的隔板之间具有连接柱，并且在铁件与隔板之间连接弹簧。而电磁阀172位于远离密封盖171一端，并在正常的使用状态下对铁件173进行吸附（即在电磁阀172通电时，铁件173吸附在电磁阀172的铁芯上），并对弹簧形成拉伸状态，同时将密封盖的插接住吸附在铁件173上。因此，当发生险情需要按压紧急开关12时，关闭电磁阀172，使得铁件与电磁阀17分离，通过弹簧的弹力将密封盖顶出（在铁件173上具有凸起，可以将密封盖171的插接脚完全顶出插孔，实现密封盖171与盒体之间的顶出分离）。实现了，防护装置17在常态下为密封防护状态，而在险情发生时，需要按压紧急开关12时，则可以弹出密封盖171，实现对车辆制动的目的，提高安全性。

本实施例中还包括与自动停车控制单元11电连接的信号灯控制单元13，通过单片机与车辆的中控系统电连接，进而对车辆上的信号灯进行控制；即当信号灯控制单元13在紧急开关12处于开启状态时，危险信号灯处于闪烁状态；当紧急开关12处于关闭状态或解除报警状态时，危险信号灯处于关闭状态。信号灯控制单元13是用于控制车辆的转向灯，或者，在车辆上安装一组专门用于险情警示的信号灯。

具体的，当车辆进行警报预警时，则信号灯控制单元13也进行亮灯警示，通过信号灯的闪烁状态，以提醒附近车辆进行规避，最大限度上提高安全性。而当需要解除警报时，只需要再次按压紧急开关12（第二次或以上按压紧急开关12），则可以解除报警状态，提高实用性。

本实施例中还包括具有对车辆速度监测的加速度检测器16（可以为高精度MEMS加速度传感器，型号为7500A1、7500A2、7500A3或7500A4等等），加速度检测器16用于将监测的车辆速度或加速度反馈至自动停车控制单元11中。因此可以通过加速度检测器16获得车辆的加速度值，通过加速度值分析车辆是否处于失控状态，例如：持续的进行车辆加速，可以初步确认车辆已经失控；因此，可以同步确认司机的体征状态，以便形成肯定性的确认，避免一些特殊路段带来的误判断，提高安全性能。

本实施例中还包括监测车辆行驶方向的车道偏离检测单元14，对于车道偏离检测单元14可以为车道偏离预警系统，且车道偏离预警为现有的技术，在此不进行赘述。车道偏离检测单元14用于将监测的车辆行驶方向的数据反馈至自动停车控制单元11中。

具体的，通过车道偏离检测单元14的监测，可以准确的分析出车辆是否处于偏离车道进行驾驶，不仅可以在平时驾驶时，形成对驾驶员的提醒（车道偏离预警系统会在车辆偏离车道时进行声音的警报），还可以根据车道的偏离情况进行分析，判断车辆是否方向失控，进而可以形成警报预警以及车辆的自动停车操作；形成在遇到突发险情时，可以通过紧急开关12对车辆进行制动，具有及时自救的功能，提高安全性能。

本实施例中还包括安全带自锁装置15，安全带自锁装置15与自动停车控制单元11电连接，当自动停车控制单元11获取进行自动停车的操作时，安全带自锁装置15进行自动收紧并锁死动作。若驾驶员发生意外情况（自身疾病的突发，或收到外界的伤害失去控制车辆的能力）时，且在车辆紧急制动系统确认为车辆失控的情况下，可以通过按压紧急按钮进行自动停车的操作时，安全带自锁装置15会先对安全带进行卷绕拉紧，继而锁死安全带，使得驾驶员的身体不会形成趴扶在方向盘上，避免对方向盘的无意识操作；而且，车内的其他乘员对方向盘进行控制，并配合车辆的制动（按压下紧急开关12后），达到可以更安全的停下车辆的目的。

实施例

如图2所示，本实施例提供一种车辆紧急制动的方法，可以根据本实施例的车辆紧急制动的方法对实施例一中车辆紧急制动系统进行操作，包括以下步骤：

S1001、获取驾驶员在驾驶车辆时的规定驾驶操作信息。

该步骤中规定驾驶操作信息可以为：体征状态检测器10通过驾驶员平时驾驶时记录下的规定驾驶操作，进而形成一个校对数据库，以便车辆在行驶中形成对同一驾驶员的规定驾驶操作信息；即通过体征状态检测器10对驾驶员的驾驶操作进行记录，并不断学习更正，形成有效且安全的规定驾驶操作的检测信息库。

例如公交车，在成为公交车司机正式进行载客运行前，会熟悉车辆以及自己行走的道路路线（及在未载客时进行熟悉性的驾驶），在该过程中，即可让司机开启体征状态检测器10进行规定驾驶操作的记录，并形成存储，以便在正式载客驾驶时，可以进行规定驾驶操作的检测，提高安全性。进一步地，司机随着长时间的驾驶，或者由于自身的习惯，具有驾驶动作的一些改变，因此在每次驾驶车辆且安全的条件下，体征状态检测器10会进行学习，并且更正相应驾驶员的规定驾驶操作；对于一些操作偏差较大或误操作，则会自动忽略，根据习惯操作的频率次数增加后，确定某个操作动作为习惯动作后，再进行更正（例如转弯打方向盘的动作在20次或以上时，则该动作为习惯动作，若体征状态检测器10系统内记录进行更正或保持），提高安全性。

该步骤可以通过摄像机获取驾驶员的驾驶动作，进而判断驾驶员的驾驶操作是否合规。

S1002、获取车辆的加速度变化值。

S1003、获取车辆的行驶方向变化的车道偏离信息。

S1004、当获取的规定驾驶操作信息、加速度变化值以及车道偏离信息中至少一个数据信息异常时，则车辆进行警报预警，同时开启车辆内部的紧急开关的密封盖；车辆同时进行危险信号灯的闪烁警示。

该步骤中通过获取规定驾驶操作信息、加速度变化值以及车道偏离信息三个信息进而判断，可以避免误触发警报的问题，避免车内乘员因误触的恐慌造成损伤之类的问题。同时，规定驾驶操作信息、加速度变化值以及车道偏离信息三者的数据，若在发生意外情况时，基本情况会同时出现异常，特殊情况也会有至少一个或两个信息异常，可以形成较为准确的预警目的。

并且，通过信号灯的闪烁状态，以提醒附近车辆进行规避，最大限度上提高安全性。而当需要解除警报时，只需要再次按压紧急开关（第二次或以上按压紧急开关），则可以解除报警状态，提高实用性。

S1005、判断紧急开关是否在设定的时间阈值内被按压。

S1006a、若紧急开关在设定的时间阈值内按压时，则车辆进行自动停车操作。

该步骤是为了避免车内人员无法实现对紧急开关进行按压的情况下，且判断出车辆处于失控或无人控制的情况时，车辆通过车内的自动停车系统进行自动停车的操作，以提高安全性。

S1006b、若紧急开关在超过时间阈值后未被按压时，则判断获取的规定驾驶操作信息、加速度变化值以及车道偏离信息中是否具有至少两个数据信息异常。若否，则进行重新进入车辆的警报预警阶段。

该步骤中若在时间阈值后，还是规定驾驶操作信息、加速度变化值以及车道偏离信息中的一个信息异常，则存在特殊路段的驾驶，例如长直线的驾驶，使得加速度的持续变化时长较长，并超过设定阈值；或者，因车流量大导致车辆变道频道等；通过，至少两个的异常信号获取，可以有效的规避上述情况的发生，提高车辆行驶的安全性和实用性。

S1007、若是，则车辆进行自动停车的操作。

该步骤通过车辆的自动停车系统，控制车辆进行制动，直至车辆停止。

S1008、车辆驾驶员的安全带进行自动收紧并锁死动作。

该步骤可以在驾驶员发生意外情况（自身疾病的突发，或收到外界的伤害失去控制车辆的能力）时，且在车辆紧急制动系统确认为车辆失控的情况下，可以通过按压紧急按钮进行自动停车的操作时，安全带自锁装置会先对安全带进行卷绕拉紧，继而锁死安全带，使得驾驶员的身体不会形成趴扶在方向盘上，避免对方向盘的无意识操作；而且，车内的其他乘员对方向盘进行控制，并配合车辆的制动（按压下紧急开关后），达到可以更安全的停下车辆的目的。

S1009、当车辆停止行驶时，或者，当获取的规定驾驶操作信息、加速度变化值以及车道偏离信息都为正常时，或者，当再次按压紧急开关时，解除车辆的警报预警。

在该步骤中对于警报预警的解除，则需要在满足该步骤其中一个条件后，才可实现报警的解除。而报警的形式可以为声音报警，可以通过明确的语音提示的方式告知车内人员应如何处理，以形成有效的自救行为或安全防范行为，提高安全性。

S1010、当再次按压紧急开关时，危险信号灯解除闪烁警示状态。

该步骤则为车辆消除了险情后，通过人为的操作接触纬线信号灯的警报，以便车辆继续的驾驶，并合理、合规的使用危险信号灯的目的。

以上所述，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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种车辆紧急制动的方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取驾驶员在驾驶车辆时的规定驾驶操作信息；

获取车辆的加速度变化值；

获取车辆的行驶方向变化的车道偏离信息；

当获取的规定驾驶操作信息、加速度变化值以及车道偏离信息中至少一个数据信息异常时，则车辆进行警报预警，同时开启车辆内部的紧急开关的密封盖；

若紧急开关在设定的时间阈值内按压时，车辆进行自动停车操作；

若紧急开关在超过时间阈值后未被按压时，则判断获取的规定驾驶操作信息、加速度变化值以及车道偏离信息中是否具有至少两个数据信息异常；若是，则车辆进行自动停车的操作；若否，则进行重新进入车辆的警报预警阶段；

当车辆停止行驶时，或者，当获取的规定驾驶操作信息、加速度变化值以及车道偏离信息都为正常时，或者，当再次按压紧急开关时，解除车辆的警报预警。

2.根据权利要求1所述的车辆紧急制动的方法，其特征在于：当车辆进行警报预警时，车辆同时进行危险信号灯的闪烁警示；

当再次按压紧急开关时，危险信号灯解除闪烁警示状态。

3.根据权利要求1所述的车辆紧急制动的方法，其特征在于：在车辆进行自动停车的操作时，车辆驾驶员的安全带进行自动收紧并锁死动作。

4.一种车辆紧急制动系统，其特征在于，用于执行权利要求1～3任一项所述的车辆紧急制动的方法，包括：

体征状态检测器，其用于检测驾驶员在驾驶车辆时的规定驾驶操作；

自动停车控制单元，其用于获取体征状态检测器的反馈信号，且在所述反馈信号超过预设的危险值时，所述自动停车控制单元进行警报预警；及

紧急开关，其设置有至少一个，所述紧急开关与所述自动停车控制单元电连接设置，所述紧急开关设置有容置自身的防护装置；当所述自动停车控制单元进行警报预警时，所述防护装置的密封盖自动开启；

当所述自动停车控制单元获取到所述紧急开关的按压信号时，所述自动停车控制单元执行车辆自动停车的操作。

5.根据权利要求4所述的车辆紧急制动系统，其特征在于：还包括与自动停车控制单元电连接的信号灯控制单元，当信号灯控制单元在所述紧急开关处于开启状态时，危险信号灯处于闪烁状态；当所述紧急开关处于关闭状态或解除报警状态时，危险信号灯处于关闭状态。

6.根据权利要求4所述的车辆紧急制动系统，其特征在于：还包括具有对车辆速度监测的加速度检测器，所述加速度检测器用于将监测的车辆速度或加速度反馈至所述自动停车控制单元中。

7.根据权利要求4或6所述的车辆紧急制动系统，其特征在于：还包括监测车辆行驶方向的车道偏离检测单元，所述车道偏离检测单元用于将监测的车辆行驶方向的数据反馈至所述自动停车控制单元中。

8.根据权利要求4所述的车辆紧急制动系统，其特征在于：还包括安全带自锁装置，所述安全带自锁装置与所述自动停车控制单元电连接，当所述自动停车控制单元获取进行自动停车的操作时，所述安全带自锁装置进行自动收紧并锁死动作。