舱内安全防护系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种舱内安全防护系统，包括危险探测模块，危险探测模块包括红外探测系统，红外探测系统包括至少一个红外光束遮断式感应器，用以检测坠落物与车辆的碰撞。

【技术实现步骤摘要】
舱内安全防护系统
本技术属于汽车安全领域，尤其涉及一种舱内安全防护系统。
技术介绍
随着城市的快速发展以及车辆的普及度越来越高，城市道路环境也变得越来越复杂。如临近道路的建筑工地、没有安装好的广告牌、失去控制的无人机、长期没有修剪的树枝、冰雹等恶劣天气等复杂的外部环境因素，可能会常导致坠落物撞击到正在行驶的车辆的情况发生，并可能致使车辆损坏及人员伤亡。此外，随着科技的发展，未来交通将不限于地面交通，而是呈现出立体交通状态，即不同车辆可以于不同的高度行驶，也因此使得来自车辆顶部的危险将会变得越来越多。目前绝大多数的配备在车辆中的ADAS(“AdvancedDriverAssistanceSystems”，高级驾驶辅助系统)在车辆安全方面往往关注于汽车水平周围的情况，尤其是车辆的行驶水平面的前方和侧方，而几乎没有针对车辆头顶的危险的解决方案。
技术实现思路
基于此，本技术提供一种可以应对坠落物的舱内安全防护系统。本技术的一方面提供一种舱内安全防护系统，包括危险探测模块，所述危险探测模块包括红外探测系统，所述红外探测系统包括至少一个红外光束遮断式感应器，用以检测坠落物与车辆的碰撞。在一个实施例中，所述至少一个红外光束遮断式感应器包括位于不同高度的第一红外光束遮断式感应器和第二红外光束遮断式感应器。在一个实施例中，所述至少一个红外光束遮断式感应器包括发射器和接收器，发射器和接收器分别位于车顶下方的前后两端或左右两端。在另一实施例中，发射器或接收器中的一个置于座位靠背的可收缩头枕中，发射器或接收器中的另一个置于水平前方或后方，用来接收发射器发出的红外光。进一步的，所述可收缩头枕的最高位置不超过接近车辆顶部5cm的范围内。在一个实施例中，所述至少一个红外光束遮断式感应器分别对应于车内各个座位的位置进行布置。在一个实施例中，所述危险探测模块进一步包括位于车辆顶部用以检测坠落物的压力传感器。在一个实施例中，所述危险探测模块进一步包括用以确定坠落物实际碰撞方位的红外测距装置。在一个实施例中，所述舱内安全防护系统包括危险应对模块，所述危险应对模块包括用以驱动座椅、靠背和/或头枕的致动设备。进一步的，所述致动设备包括电机、气缸及液压缸中的至少一个。附图说明图1为本申请一个实施例的车辆安全防护系统的架构图；图2为本申请一个实施例的车辆预防坠落物的示意图；图3为本申请一个实施例的车辆预防坠落物的坐标系示意图；图4为本申请一个实施例中对与危险相关的各种参考因素的等级划分表；图5为本申请一个实施例的针对座舱计算危险系数的参考表；图6为本申请一个实施例的针对非座舱计算危险系数的参考表；图7为本申请一个实施例的危险等级与危险系数的对应表；图8为本申请一个实施例的车内红外探测系统的示意图；图9为本申请一个实施例的基于BP神经网络算法进行决策的流程图；图10为本申请另一个实施例的基于BP神经网络算法进行决策的流程图；图11为本申请一个实施例的BP神经网络算法的模型图；图12为本申请一个实施例的车辆安全防护方法的流程图。具体实施方式为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术。但是本新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似改进，因此本技术不受下面公开的具体实施的限制。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。图1是根据本申请的一个实施例的车辆安全防护系统10的架构图。车辆安全防护系统10可以是ADAS系统的一部分，也可以是车辆中一套独立的系统，并与ADAS系统进行交互。车辆安全防护系统10包括控制系统11以及与控制系统进行通讯的检测系统12、事故记录系统13、车辆定位模块14、红外探测系统15以及舱内安全防护系统16。检测系统12用以检测坠落物，如高空坠落的山石、建筑材料、丢弃物、冰雹及飞行物等。检测系统12进一步包括第一检测装置120和第二检测装置121，其分别用于检测坠落物的不同参数组合。在一个实施例中，检测系统为雷达系统，其可以作为ADAS系统的子集，或者独立于ADAS系统而单独存在。在一个实施例中，第一检测装置120为米波雷达，第二检测装置121为激光雷达。激光雷达适合中近距离的探测，其探测精度高，通过DTM(数字地面模型)可对坠落物进行成像以及进行3D建模。在本申请的其它实施例中，第一检测装置120可以是毫米波雷达，或同时使用米波雷达和毫米波雷达。毫米波雷达可选用77GHz调频连续波(FMCW)雷达。毫米波雷达适合远距离探测，受环境影响较小。第二检测装置121的激光雷达通过对坠落物进行建模，可以基于3D特征判断坠落物的类型以及估算坠落物落下时的可能覆盖面积。激光雷达具有不同线数选择，如64线或128线，激光线数越高检测结果越准确。一并参照图2，米波雷达或毫米波雷达处于高灵敏度工作状态，持续监测空中物体。具体而言，米波雷达或毫米波雷达持续检测空中坠落物的位置、速度等参数。一旦空中出现物体，迅速对其追踪，获取该物体的第一参数组合，包括但不限于坠落物的高度、相对于车辆的距离和角度、加速度、速度、体积等，并将这些参数传输到控制系统11。控制系统11依据以下原理判断物体的运动状态：1)物体下落的加速度是否接近于重力加速度g(9.8m/s2)；或2)根据以下公式计算坠落物的下落轨迹是否符合类似抛物线的运动状态：X＝Vx*t(公式1)H＝Vh*t+1/2*g*t2(公式2)其中，X代表水平方向上的移动距离，Vx代表初始水平速度，H代表下落的高度，Vh代表初始垂直速度，t代表运动时间。如果判定坠落物的下落加速度大于预定阈值，或坠落物的实际运动轨迹接近以上第2项所描述的运动状态，则表明坠落物具有实质的重量，此时空气阻力可以忽略不计，坠落物对车辆和乘客的安全可能构成直接威胁，例如坠落物为高空落下的花盘、建筑材料、冰雹等具有一定重量的物体。此时可以认定坠落物为可疑危险物体。相反，如果坠落物的运动轨迹呈现离散型，或下落的加速度小于预定阈值，则表明坠落物的质量较轻，对车辆及乘客的安全威胁较小，此时车辆不需要采取特别的防范措施，只需要对坠落物进行持续监测即可。加速度的预定阈值一方面可以根据经验获取，如在一个实施例中，预定阈值的范围为从0.6g至0.8g。另一方面，可以根据车辆的既往采取的阈值数据以及对应产生的结果等进行预定阈值的持续自动更新。此外，以自由落体运动公式作为运动轨迹的损失函数为例，通过以下公式计算坠落物的真实观察高度值h和函数计算值的方差的大小以判断坠落的离散运动状态：其中，v为坠落物初始速度，hi为ti时刻的坠落物实际坠落高度。米波雷达或毫米波雷达可以以一定的频率测量和记录坠落物的参数，如高度值，并基于采集的数据计算特定时间点的方差值。如果方差值过大，例如大于预定阈值，则表明实际高度数据与自由落体的理论高度值偏本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种舱内安全防护系统，包括危险探测模块，所述危险探测模块包括红外探测系统，所述红外探测系统包括至少一个红外光束遮断式感应器，用以检测坠落物与车辆的碰撞。

【技术特征摘要】
1.一种舱内安全防护系统，包括危险探测模块，所述危险探测模块包括红外探测系统，所述红外探测系统包括至少一个红外光束遮断式感应器，用以检测坠落物与车辆的碰撞。2.根据权利要求1所述的舱内安全防护系统，其特征在于，所述至少一个红外光束遮断式感应器包括位于不同高度的第一红外光束遮断式感应器和第二红外光束遮断式感应器。3.根据权利要求1所述的舱内安全防护系统，其特征在于，所述至少一个红外光束遮断式感应器包括发射器和接收器，发射器和接收器分别位于车顶下方的前后两端或左右两端。4.根据权利要求1所述的舱内安全防护系统，其特征在于，所述至少一个红外光束遮断式感应器包括发射器和接收器，发射器或接收器中的一个置于座位靠背的可收缩头枕中，发射器或接收器中的另一个置于水平前方或后方。5.根据权利要求4所述的舱内安全防护系...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄新，
申请(专利权)人：南京知行新能源汽车技术开发有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32