一种基于机器学习的具有汽车涉水预警及救险功能的系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于机器学习的具有汽车涉水预警及救险功能的系统，包括：水深监测器、海拔测量仪、中央控制器、预警机构和升降机构；所述的水深监测器用于监测汽车所在区域的路面水深以生成水深监测数据，所述的海拔测量仪用于监测汽车所在区域的海拔以生成海拔测量数据，所述的中央控制器通过对水深监测数据与海拔测量数据进行分析，以控制预警机构及升降机构的运行，所述的预警机构用于发送预警信号，所述的升降机构用于升降车体。上述系统根据不同的安全程度能够驱动预警机构及升降机构分别执行积水道路提前预警及涉水情况下的避险措施，实现了预警与应急救险兼顾，使得汽车能够应对多种涉水情况，极大程度上保障机车及车内人员的安全。

A system with the function of forewarning and rescue of vehicle wading based on machine learning

【技术实现步骤摘要】
一种基于机器学习的具有汽车涉水预警及救险功能的系统
本专利技术涉及行车安全
，具体涉及一种基于机器学习的具有汽车涉水预警及救险功能的系统。
技术介绍
近年来,因车辆涉水所造成车辆和人员损失的报道屡见不鲜，水深的环境对汽车的性能是一个严峻的考验，特别是对于底盘较低的小型客车而言，在涉水过程中会对车辆及车内的财务和人员造成损失。为了解决涉水问题，目前已研发出了各种用于防涉水的装置，有的是将车辆置于一个硕大的空气袋中，用于将水与车体隔绝；也有的是在车体的外部通过充气方式围成一个密闭空间，用于隔离路面积水。以上防涉水装置的机构都比较复杂，系统控制繁琐。另外，上述防涉水装置均属于汽车在涉水后的应急设备，而无法实现提前预警功能。当汽车涉水深度较深时，即便是通过切断高压电输出手段来保护发动机，也可能因积水过深导致机动车的电器、线路、发动机被积水浸泡，从而导致电器元件的老化，甚至损毁。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，为克服现有的防涉水装置存在着上述技术问题，提供一种基于机器学习的具有汽车涉水预警及救险功能的系统，利用本专利技术的系统能够兼具汽车涉水前的预警及涉水后的避险功能。为实现上述目的，本专利技术提供的一种具有汽车涉水预警及救险功能的系统，包括：水深监测器、海拔测量仪、中央控制器、预警机构和升降机构；所述的水深监测器设置于车体侧面，用于监测汽车所在区域的路面水深以生成水深监测数据，所述的海拔测量仪设置于汽车底部，用于监测汽车所在区域的海拔以生成海拔测量数据，所述的中央控制器通过对水深监测数据与海拔测量数据进行分析，以控制预警机构及升降机构的运行，所述的预警机构设置于车内，用于发送预警信号，所述的升降机构设置于汽车底盘上，用于升降车体；所述的中央控制器包括：GPS定位模块、地图存储模块、海拔标记模块、水深分析模块、驱动模块、预报数据采集模块和险情预测模块；所述的GPS定位模块用于对汽车进行实时定位，并将位置坐标映射于电子地图上；所述的海拔标记模块用于接收海拔测量数据，并将该海拔测量数据标记于电子地图的对应位置坐标上；所述的地图存储模块用于存储电子地图；所述的预报数据采集模块通过无线传输方式与气象站台连接，用于采集气象站台实时播送的天气预报数据，所述的险情预测模块内设置有预测模型，该预测模型用于接收预报数据采集模块输出的天气预报数据及各路段标记的海拔数据，并通过模型运算预测各路段的行车危险度；所述的天气预报数据包括：预报时段、降水量估计值、降水强度和降水概率；所述的预测模型通过历史记载的大量天气预报数据及各路段的实际降水深度数据训练获得；所述的水深分析模块用于接收水深监测数据和各路段标记的海拔数据，计算获得当前路段海拔数据与前方路段海拔数据的高度差值，并将高度差值与水深监测数据相加后获得前方路段的水深值；所述的驱动模块用于将前方路段的水深值与设定的第一水深阈值进行比较，在前方路段的水深值超出第一水深阈值时触发预警机构发送预警信号，同时用于将水深监测数据与设定的第一水深阈值进行比较，在水深监测数据超出第一水深阈值时，触发汽车内置的刹车系统及发动机控制系统分别执行制动及发动机关闭操作，该驱动模块还将水深监测数据与设定的第二水深阈值进行比较，在水深监测数据超出第二水深阈值时，触发升降机构将车体抬高，所述的第二水深阈值高于第一水深阈值。作为上述技术方案的进一步改进，所述预警机构的输出端与汽车音响及车载显示器连接，该预警机构通过汽车音响及车载显示器向车内发送语音及图像报警信号。作为上述技术方案的进一步改进，所述的水深监测器采用超声波式液位传感器监测并生成水深监测数据，所述的超声波式液位传感器对称分布于各轮胎的上方。作为上述技术方案的进一步改进，所述的升降机构对称分布于各轮胎的内侧；该升降机构包括：伺服电机、传动装置、液压缸、伸缩杆和底座，所述的伺服电机固定于汽车底板上，该伺服电机的信号输入端与驱动模块连接，并受驱动模块控制，所述的传动装置连接于伺服电机与液压缸之间，用于将伺服电机输出的动力传递至液压缸，所述的伸缩杆设置于液压缸与底座之间，该伸缩杆受液压缸驱动使其向路面方向延伸，进而使得底座下落并支撑于路面上。作为上述技术方案的进一步改进，还包括设置于车内的摄像头、摄像头启动机构和车窗破碎机构，所述的摄像头启动机构与水深监测器连接，用于将接收的水深监测数据与设定的第三水深阈值进行比较，在水深监测数据超出第三水深阈值时触发摄像头启动，所述的摄像头用于监测遗留在车内的人，并从监测数据中辨识人的特征数据，在获得该特征数据后向驱动模块发送警示消息，所述的驱动模块通过该警示消息驱动车窗破碎机构破碎车窗；所述的第三水深阈值高于第二水深阈值；所述的车窗破碎机构包括：外壳、连接柄、破碎锤、弹簧和液压装置；所述的外壳通过连接柄固定于车体上，该外壳的一个端面贴附在车窗玻璃上，在所述端面上开设有供破碎锤弹出的窗口，所述的破碎锤设置于外壳内，该破碎锤的锤头末端与窗口齐平，其锤柄与液压装置的动力输出端连接，所述弹簧的一端与锤头固定，其另一端固定于外壳内设有的环形凸起上，所述的环形凸起套设于锤柄上，该环形凸起的外缘固定于外壳的内壁上，所述的液压装置与驱动模块连接，通过驱动模块驱动液压装置进行往复伸缩运动，进而带动破碎锤击碎车窗玻璃。作为上述技术方案的进一步改进，所述外壳内设置有导向壁，所述的破碎锤套设于两块导向壁之间形成的通道内。作为上述技术方案的进一步改进，所述破碎锤的锤头顶面设置有锥形凸起。本专利技术的一种具有汽车涉水预警及救险功能的系统优点在于：本专利技术的系统通过将各路段测量的海拔数据标记在电子地图上，结合实时测量的水深数据进行综合分析，并通过设定的不同阈值进行比较，以确定当前行驶车辆所处的环境状态，根据不同的安全程度能够驱动预警机构及升降机构分别执行积水道路提前预警及涉水情况下的避险措施，同时在险情出现时还能够自动控制刹车系统及发动机控制系统分别执行制动及发动机关闭操作，实现了预警与应急救险兼顾的一体化监控机制，使得汽车能够应对多种涉水情况，极大程度上保障了机车及车内人员的安全。附图说明图1为本专利技术实施例二提供的具有汽车涉水预警及救险功能的系统结构示意图；图2为本专利技术实施例三提供的摄像头、摄像头启动机构和车窗破碎机构连接关系示意图；图3为本专利技术实施例中的摄像头、水深监测器、海拔测量仪和车窗破碎机构安装位置示意图；图4为本专利技术实施例中的升降机构安装位置示意图；图5为本专利技术实施例中的升降机构结构示意图；图6为本专利技术实施例中的车窗破碎机构结构示意图。附图标记1、水深监测器2、海拔测量仪3、升降机构4、伺服电机5、传动装置6、液压缸7、伸缩杆8、底座9、汽车底板10、摄像头11、车窗破碎机构12、外壳13、连接柄14、破碎锤15、锤头16、锤柄17、弹簧18、液压装置19、环形凸起20、导向壁21、锥形凸起22本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于机器学习的具有汽车涉水预警及救险功能的系统，其特征在于，包括：水深监测器(1)、海拔测量仪(2)、中央控制器、预警机构和升降机构(3)；所述的水深监测器(1)设置于车体侧面，用于监测汽车所在区域的路面水深以生成水深监测数据，所述的海拔测量仪(2)设置于汽车底部，用于监测汽车所在区域的海拔以生成海拔测量数据，所述的中央控制器通过对水深监测数据与海拔测量数据进行分析，以控制预警机构及升降机构(3)的运行，所述的预警机构设置于车内，用于发送预警信号，所述的升降机构(3)设置于汽车底盘上，用于升降车体；/n所述的中央控制器包括：GPS定位模块、地图存储模块、海拔标记模块、水深分析模块、驱动模块、预报数据采集模块和险情预测模块；/n所述的GPS定位模块用于对汽车进行实时定位，并将位置坐标映射于电子地图上；/n所述的海拔标记模块用于接收海拔测量数据，并将该海拔测量数据标记于电子地图的对应位置坐标上；/n所述的地图存储模块用于存储电子地图；/n所述预报数据采集模块通过无线传输方式与气象站台连接，用于采集气象站台实时播送的天气预报数据，所述的险情预测模块内设置有预测模型，该预测模型用于接收预报数据采集模块输出的天气预报数据及各路段标记的海拔数据，并通过模型运算预测各路段的行车危险度；所述的天气预报数据包括：预报时段、降水量估计值、降水强度和降水概率；所述的预测模型通过历史记载的大量天气预报数据及各路段的实际降水深度数据训练获得；/n所述的水深分析模块用于接收水深监测数据和各路段标记的海拔数据，计算获得当前路段海拔数据与前方路段海拔数据的高度差值，并将高度差值与水深监测数据相加后获得前方路段的水深值；/n所述的驱动模块用于将前方路段的水深值与设定的第一水深阈值进行比较，在前方路段的水深值超出第一水深阈值时触发预警机构发送预警信号，同时用于将水深监测数据与设定的第一水深阈值进行比较，在水深监测数据超出第一水深阈值时，触发汽车内置的刹车系统及发动机控制系统分别执行制动及发动机关闭操作，该驱动模块还将水深监测数据与设定的第二水深阈值进行比较，在水深监测数据超出第二水深阈值时，触发升降机构(3)将车体抬高，所述的第二水深阈值高于第一水深阈值；/n所述的升降机构(3)对称分布于各轮胎的内侧；/n该升降机构(3)包括：伺服电机(4)、传动装置(5)、液压缸(6)、伸缩杆(7)和底座(8)，所述的伺服电机(4)固定于汽车底板(9)上，该伺服电机(4)的信号输入端与驱动模块连接，并受驱动模块控制，所述的传动装置(5)连接于伺服电机(4)与液压缸(6)之间，用于将伺服电机(4)输出的动力传递至液压缸(6)，所述的伸缩杆(7)设置于液压缸(6)与底座(8)之间，该伸缩杆(7)受液压缸(6)驱动使其向路面方向延伸，进而使得底座(8)下落并支撑于路面上。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于机器学习的具有汽车涉水预警及救险功能的系统，其特征在于，包括：水深监测器(1)、海拔测量仪(2)、中央控制器、预警机构和升降机构(3)；所述的水深监测器(1)设置于车体侧面，用于监测汽车所在区域的路面水深以生成水深监测数据，所述的海拔测量仪(2)设置于汽车底部，用于监测汽车所在区域的海拔以生成海拔测量数据，所述的中央控制器通过对水深监测数据与海拔测量数据进行分析，以控制预警机构及升降机构(3)的运行，所述的预警机构设置于车内，用于发送预警信号，所述的升降机构(3)设置于汽车底盘上，用于升降车体；
所述的中央控制器包括：GPS定位模块、地图存储模块、海拔标记模块、水深分析模块、驱动模块、预报数据采集模块和险情预测模块；
所述的GPS定位模块用于对汽车进行实时定位，并将位置坐标映射于电子地图上；
所述的海拔标记模块用于接收海拔测量数据，并将该海拔测量数据标记于电子地图的对应位置坐标上；
所述的地图存储模块用于存储电子地图；
所述预报数据采集模块通过无线传输方式与气象站台连接，用于采集气象站台实时播送的天气预报数据，所述的险情预测模块内设置有预测模型，该预测模型用于接收预报数据采集模块输出的天气预报数据及各路段标记的海拔数据，并通过模型运算预测各路段的行车危险度；所述的天气预报数据包括：预报时段、降水量估计值、降水强度和降水概率；所述的预测模型通过历史记载的大量天气预报数据及各路段的实际降水深度数据训练获得；
所述的水深分析模块用于接收水深监测数据和各路段标记的海拔数据，计算获得当前路段海拔数据与前方路段海拔数据的高度差值，并将高度差值与水深监...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：陈城，
类型：发明
国别省市：湖北;42