一种乘员自适应下肢约束系统、方法及车辆技术方案

一种乘员自适应下肢约束系统、方法及车辆，该系统包括：乘员监测系统，乘员监测系统监测乘员位置和乘坐姿态，其中乘坐姿态包括乘员的骨盆位置以及安全带腰带的位置；信息处理系统，信息处理系统根据乘员位置和乘坐姿态判断乘员下潜风险；执行系统，执行系统根据下潜风险开启或关闭，且结合乘员位置和乘坐姿态对乘员的膝部和脚部位置进行约束。本发明专利技术通过自适应的下肢约束系统，解决在乘员靠背和坐垫夹角增大坐姿下或座椅向后调整导致传统仪表板和手套箱不能阻止下肢运动时的乘员下潜问题。同时调整在正面碰撞的过程中，乘员的运动姿态，使副驾驶气囊和安全带肩带可以更有效的发挥作用，降低乘员伤害。降低乘员伤害。降低乘员伤害。

【技术实现步骤摘要】
一种乘员自适应下肢约束系统、方法及车辆


[0001]本专利技术涉及一种成员安全系统和方法，更具体地说，涉及一种乘员自适应下肢约束系统、方法及车辆。

技术介绍

[0002]随着高级辅助驾驶和自动驾驶的发展，智能座舱内的座椅呈现多种变化形式。目前比较受欢迎的前排副驾位使用新场景，包括不同靠背角度的座椅姿态，座椅长滑轨前后大范围移动等，使得乘客更愿意在长途旅行中采用半躺的姿态。
[0003]然而，这种频繁使用的新场景会导致安全隐患。由于座舱场景变化迅速，碰撞安全法规和标准的制定相对滞后，目前对乘员安全的评估标准还停留在考核标准规定的设计位置，相应的约束系统设计也是均围绕法规考核的标准坐姿进行的。
[0004]在实际道路工况中，乘员在半躺状态下或前方无仪表板/手套箱阻挡时若发生碰撞，现有的约束系统不能起到理想的效果。其中，安全腰带下潜是常见的一种危险状态。下潜是指安全带腰带在乘员运动过程中，从乘员骨盆髂骨位置滑移到腹部，由此造成内脏伤害的一种约束系统失效现象。在大靠背角度和乘员前方膝部和小腿无约束的情况下，下潜很容易发生。
[0005]另一方面，现有技术中的约束系统通常仅适用于在碰撞后执行的对乘员的约束保护，因此现有技术的约束系统体现的是对乘员下肢的保护，避免乘员下肢受到创伤，但并不涉及对乘员下潜等潜在危险的预警和调整。但是，这些约束都是在碰撞发生后才执行的，从而无法解决在车辆未发生碰撞之前，乘员（安全腰带）下潜的隐患问题。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的乘员下潜的安全隐患问题，本专利技术提供一种乘员自适应下肢约束系统、方法及车辆，至少能够对乘员下潜的危险提供预警和调整，改善甚至避免乘员下潜的安全隐患。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种乘员自适应下肢约束系统，包括：乘员监测系统，乘员监测系统监测乘员位置和乘坐姿态，其中乘坐姿态包括乘员的骨盆位置以及安全带腰带的位置；信息处理系统，信息处理系统根据乘员位置和乘坐姿态判断乘员下潜风险；执行系统，执行系统根据下潜风险开启或关闭，且结合乘员位置和乘坐姿态对乘员的膝部和脚部位置进行约束。
[0008]根据本专利技术的一种实施方式，乘员监测系统包括车内雷达、摄像组件、座椅和靠背传感器；车内雷达通过识别乘员的心跳频率、呼吸频率的至少其中之一来判断乘客位置；摄像组件拍摄乘员的骨盆位置，并且通过识别乘员的关节点位来确定乘员的盆骨位置；座椅和靠背传感器提供乘员位置和乘坐姿态的辅助定位。
[0009]根据本专利技术的一种实施方式，信息处理系统按照一定周期，根据乘员位置和乘坐姿态判断乘员下潜风险；信息处理系统判断风险达到危险值时发出警报，在风险小于危险
值时解除警报；信息处理系统判断风险达到危险值且维持时间超过预定时长时，开启执行系统。
[0010]根据本专利技术的一种实施方式，执行系统包括膝部挡板、举升机构、丝杆；膝部挡板连接至仪表板下部，其形状与乘员腿部的形状相适应，其包括金属板状本体，以及本体表面覆盖的软质材质；丝杆设置于仪表板内部；举升机构设置于膝部挡板的两侧边缘，且与膝部挡板相连接；丝杆带动举升机构伸展或收缩，使得膝部挡板可以朝向乘员下肢方向伸出或收回，以此约束乘员膝部位置。
[0011]根据本专利技术的一种实施方式，膝部挡板的背面包括导槽；举升机构包括两根举升杆并构成X字形，两根举升杆的连接处通过转轴相连接并可以自由转动；举升杆构成的X字形的一个端部与膝部挡板固定连接，另一个端部可活动地设置于导槽内。
[0012]根据本专利技术的一种实施方式，还包括距离传感器：距离传感器获取乘员的膝部位置，执行系统根据膝部位置使得膝部挡板与乘员膝部保持限定的距离。
[0013]根据本专利技术的一种实施方式，执行系统包括脚踏板、底部轨道、滑动电机。底部轨道沿车辆的前后方向安装于车辆的地板上；脚踏板可活动地安装在底部轨道上；滑动电机驱动脚踏板在底部轨道上前后运动，使得脚踏板约束乘员的脚部位置。
[0014]根据本专利技术的一种实施方式，脚踏板与底部轨道的倾斜角度可调，且脚踏板的表面包括用于阻挡乘员脚部向上移动的挡块。
[0015]为实现上述目的，本专利技术还采用如下技术方案：一种车辆，该车辆包括本专利技术的乘员自适应下肢约束系统。
[0016]为实现上述目的，本专利技术还采用如下技术方案：一种乘员自适应下肢约束方法，包括：监测乘员位置和乘坐姿态，其中乘坐姿态包括乘员的骨盆位置以及安全带腰带的位置；根据乘员位置和乘坐姿态判断乘员下潜风险；根据下潜风险，并且结合乘员位置和乘坐姿态对乘员的膝部和脚部位置进行约束。
[0017]根据本专利技术的一种实施方式，通过识别乘员的心跳频率、呼吸频率的至少其中之一来判断乘客位置；拍摄乘员的骨盆位置，并且通过识别乘员的关节点位来确定乘员的盆骨位置；利用座椅前后位置、高低位置、脚托位置、坐垫前端翘起角度、靠背角度的至少其中之一对乘员位置和乘坐姿态进行辅助定位。
[0018]根据本专利技术的一种实施方式，当下潜风险达到危险值且维持时间超过预定时长时，约束乘员膝部位置并且阻挡乘员脚部向上移动来约束乘员的脚部位置，直至乘员改变乘员位置或乘坐姿态。
[0019]在上述技术方案中，本专利技术通过自适应的下肢约束系统，解决在乘员靠背和坐垫夹角增大坐姿下或座椅向后调整导致传统仪表板和手套箱不能阻止下肢运动时的乘员下潜问题。同时调整在正面碰撞的过程中，乘员的运动姿态，使副驾驶气囊和安全带肩带可以更有效的发挥作用，降低乘员伤害。
附图说明
[0020]图1是本专利技术系统的布置示意图；图2是膝部执行机构的结构示意图；图3a和3b是膝部执行机构的工作状态示意图；
图4是脚部执行机构的结构示意图；图5是图4是B方向的示意图；图6是图4中C方向的示意图。
[0021]图中：10
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乘员监测系统，20
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信息处理系统，30
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执行系统；31
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膝部执行机构，311
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膝部挡板，312
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举升机构，313
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丝杆，314
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举升电机，315
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转轴，316
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横向杆；32
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脚部执行机构，321
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脚踏板，322
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底部轨道，323
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踏板电机，324
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蜗杆，325
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铰链，326
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前后滑动电机，327
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挡块。
具体实施方式
[0022]下面结合附图和实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进一步作清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例用来作为解释本专利技术技术方案之用，并非意味着已经穷举了本专利技术所有的实施方式。
[0023]所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种乘员自适应下肢约束系统，其特征在于，包括：乘员监测系统，所述乘员监测系统监测乘员位置和乘坐姿态，其中所述乘坐姿态包括乘员的骨盆位置以及安全带腰带的位置；信息处理系统，所述信息处理系统根据乘员位置和乘坐姿态判断乘员下潜风险；执行系统，所述执行系统根据所述下潜风险开启或关闭，且结合乘员位置和乘坐姿态对乘员的膝部和脚部位置进行约束。2.如权利要求1所述的乘员自适应下肢约束系统，其特征在于，所述乘员监测系统包括车内雷达、摄像组件、座椅和靠背传感器；所述车内雷达通过识别乘员的心跳频率、呼吸频率的至少其中之一来判断乘客位置；所述摄像组件拍摄乘员的骨盆位置，并且通过识别乘员的关节点位来确定乘员的盆骨位置；所述座椅和靠背传感器提供乘员位置和乘坐姿态的辅助定位。3.如权利要求1所述的乘员自适应下肢约束系统，其特征在于，所述信息处理系统按照一定周期，根据所述乘员位置和乘坐姿态判断乘员下潜风险；信息处理系统判断风险达到危险值时发出警报，在风险小于危险值时解除警报；信息处理系统判断风险达到危险值且维持时间超过预定时长时，开启执行系统。4.如权利要求1所述的乘员自适应下肢约束系统，其特征在于，所述执行系统包括膝部挡板、举升机构、丝杆；所述膝部挡板连接至仪表板下部，其形状与乘员腿部的形状相适应，其包括金属板状本体，以及本体表面覆盖的软质材质；所述丝杆设置于仪表板内部；所述举升机构设置于膝部挡板的两侧边缘，且与所述膝部挡板相连接；所述丝杆带动举升机构伸展或收缩，使得膝部挡板可以朝向乘员下肢方向伸出或收回，以此约束乘员膝部位置。5.如权利要求4所述的乘员自适应下肢约束系统，其特征在于：所述膝部挡板的背面包括导槽；所述举升机构包括两根举升杆并构成X字形，两根举升杆的连接处通过转轴相连接并可以自由转动；所述举升杆构成的X字形的一个端部与所述膝部...

【专利技术属性】
技术研发人员：金信煊，何融，
申请(专利权)人：智己汽车科技有限公司，
类型：发明
国别省市：