一种个人主动安全气囊系统及控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及安全气囊的研究领域，特别设及一种个人主动安全气囊系统及控制方 法。
【背景技术】
[0002] 随着国内经济的飞速发展车辆渐渐进入千家万户，私家车让生活更加便利。由于 驾驶员素质或车辆运行安全状况等诸多原因，当前行人与车辆之间的交通事故量也日益攀 升。安全带及车用安全气囊能有效保障车辆驾乘人员安全，很多时候交通意外发生后无辜 的行人通常受到很大的伤害往往非死即残，然而需在复杂交通环境下工作或出行的行人自 身却缺乏必要的安全保障手段。公开号为CN104908702A的中国专利提出了一种"用于 行人保护的主动垫式气囊"，它安装于汽车上对车辆前侧行人具有一定的保护作用；公开号 为CN104210489A的中国专利提出了一种"车路协同环境下车辆与行人碰撞规避方法与系 统"，它利用车载检测和行人路况做出避碰控制；公开号为CN104724045A的中国专利公开 了一种"行人安全气囊衬垫"，提出将气囊覆盖挡风玻璃，发生碰撞时对行人提供缓冲。运些 功能在一定程度上可有效减轻对行人所造成的伤害非常值得应用和推广，然而现实中大多 数车辆根本不具备运些功能。行人将自身安全寄希望于车辆状况或驾驶员道德水平，往往 会面临更大的安全风险。
【发明内容】
[0003] 本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种个人主动安全气囊 系统及控制方法。
[0004] 为了达到上述目的，本发明采用W下技术方案： 阳〇化]一种个人主动安全气囊系统，包括用于采集个人周边设定范围内的环境数据的环 境采集子系统、用于接收环境采集子系统发送过来的环境原始数据，通过计算周边环境变 化情况来判断是否发生危险情况的安全预判子系统W及用于碰撞时提供安全保护的安全 气囊子系统，所述环境采集子系统、安全预判子系统W及安全气囊子系统顺序连接。
[0006] 优选的，所述环境采集子系统包括摄像头、超声收发探头、=维加速计、电场感应 器W及磁场感应器，所述摄像头、超声收发探头、=维加速计、电场感应器W及磁场感应器 均与安全预判子系统连接。
[0007] 优选的，所述超声收发探头为多个，所述多个超声收发探头呈多维相阵排列。
[0008] 优选的，所述安全预判子系统为可穿戴计算机，所述可穿戴计算机为片上系统或 其他低功耗高性能计算机系统。
[0009] 优选的，所述安全气囊子系统包括药剂起爆器、药剂筒、快速气阀、高压气罐W及 多个气囊；所述药剂起爆器分别与药剂筒和快速气氛连接，所述高压气罐与快速气阀连接， 所述多个气囊并联连接后与药剂筒及快速气阀连接。
[0010] 优选的，所述气囊是由聚酷胺织物制成的气囊。
[0011] 本发明还提供了一种个人主动安全气囊系统的控制方法，该方法包括下述步骤：
[0012] 步骤210、开始：电源接通后系统进入工作状态，完成系统自检对各功能模块或附 属设备进行初始化和状态测试；自检通过后进入步骤220 ;
[0013] 步骤220、采集环境参数：实时采集接入系统的各类传感器信号，将非数字信号转 换为数字数据；数据传送至运算单元转至步骤230 ;
[0014] 步骤230、计算环境变化：解算出其相对系统的运动方向、速度或加速度的物理变 化情况，
[0015] 步骤240、判断是否安全；判断是否存在可能与系统发生碰撞情况及碰撞的危险 程度
[0016] 步骤250、判断是否关闭系统：电源导通循环进入步骤220,否则进入步骤270 ;
[0017] 步骤260、打开安全气囊：迅速打开安全气囊，并可同时发出声光报警型号；当安 全气囊完全打开后进入步骤270 ;
[0018] 步骤270、结束：系统停止工作；若安全气囊被打开可释放气体后恢复原状，更换 药筒或高压气罐恢复有用状态；进入备用状态。
[0019] 优选的，所述步骤201中，所述各类传感器信号包括视频图像、超声、=维加速度、 电场或磁场信号。
[0020] 优选的，步骤230具体为：
[0021] 步骤231、基于视觉的碰撞检测及参数解禪，利用视觉=维重建技术设系统为 0(0, 0, 0)原点坐标重构物体在t时刻虚拟环境下的S维P(x，y，Z)坐标位置；结合t。时刻 物体历史坐标P' (X'，y'，Z')解算出其相对系统的距离1、运动方向I(i，j，k)、速度V或 加速度a的物理变化情况；
[0022] 步骤232、基于超声的碰撞检测及参数解禪，利用超声=维重建技术设系统为 0(0, 0, 0)原点坐标重构物体在t时刻虚拟环境下的S维P(x，y，Z)坐标位置；结合t。时刻 物体历史坐标P' (X'，y'，Z')解算出其相对系统的距离1、运动方向I(i，j，k)、速度V或 加速度a的物理变化情况；
[0023] 步骤233、基于电场的碰撞检测及参数解禪，利用电场=维重建技术设系统为 0(0, 0, 0)原点坐标重构物体在t时刻虚拟环境下的S维P(x，y，Z)坐标位置；结合t。时刻 物体历史坐标P' (X'，y'，Z')解算出其相对系统的距离1、运动方向I(i，j，k)、速度V或 加速度a的物理变化情况；
[0024] 步骤234、基于磁场的碰撞检测及参数解禪，利用磁场=维重建技术设系统为 0(0, 0, 0)原点坐标重构物体在t时刻虚拟环境下的S维P(x，y，Z)坐标位置；结合t。时刻 物体历史坐标P' (X'，y'，Z')解算出其相对系统的距离1、运动方向I(i，j，k)、速度V或 加速度a的物理变化情况；
[00对其中计算公式为：
[0026] 1 =IOP
[0027] I(i，j，k) =P(x，y，z)-P' (X'，y' ,Z')
[0030] V'为t。时刻速度，初始可认为V' =0。
[0031] 优选的，步骤240具体为：
[0032] 步骤241、判断是否存在碰撞，判断公式为： 阳03引IP+AtII《L，其中At为安全反应时间参数，其中AtG化ls，5s]，L为安全距 离参数，LG[0.Im, 2m];若不满足条件则判断为不会发生碰撞转至步骤250 ;
[0034] 步骤242、计算碰撞的危险程度，采用近似判断公式V《v,anda《a,，其中V,为 安全相对速度参数，v,G[Okm/s, 20km/s]，a,为安全相对加速度参数，a,G[0.Ig,l.Og]; 若判断将出现有严重伤害的碰撞转至步骤260 ;
[0035] 步骤243、跌倒危险程度，针对启用安全模式相对地面跌倒的情况采用近似判断公 式，a《a,，其中a,为安全相对加速度参数，a,G[0.Ig, 0.5g];若判断将出现有严重伤害的 碰撞转至步骤260。
[0036] 本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
[0037] 1、本发明是基于数字化传感器技术，通过摄像头、超声波、电场或电磁等多种方式 实时采集安全系统与环境对象之间的距离及相对运动变化情况，并利用=维加速计采集自 身运动状态信息。
[0038] ①应用基于视觉的碰撞检测及参数解禪，利用视觉=维重建技术将系统视为 0(0, 0, 0)原点坐标重构物体在t时刻虚拟环境下的S维P(x，y，Z)坐标位置；结合t。时刻 物体历史坐标P' (X'，y'，Z')解算出其相对系统的距离1、运动方向I(i，j，k)、速度V和 加速度a的物理变化情况。
[0039] ②应用基于超声的碰撞检测及参数解禪，利用超声S维重建技术设系统为 0(0, 0, 0)原点坐标重构物体在t时刻虚拟环境下的S维P(X，y，Z)坐标位置；结合to时刻 物体历史坐标P' (X'，y'，Z')解算出其相对系统的距离1、运动方向I(i，j，k)、速度V或 加速度a的物理变化情况；
[0040] ③应用基于电场的碰撞检测及参数解禪，利用电场S维重建技术设系统为 0(0, 0, 0)