安全气囊及系统的制作方法

本发明涉及安全保护技术领域，尤其是涉及一种安全气囊及系统。

背景技术：

安全气囊在汽车中是必不可少的装置，安全气囊可以为汽车中的乘员提供有效的防撞保护，在汽车发生碰撞时能够减轻乘员的伤害程度，而现有的安全气囊不能区别车和车碰撞以及车和人碰撞时气囊中的压力，且安全气囊中的气源为单一的外部气源，部分安全气囊只能根据测量的车辆的相对速度、相对距离来决定气囊的开启与否，保护性能有待提高。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种安全气囊及系统，能够有效提高安全气囊的保护性能。

第一方面，本发明实施例提供了一种安全气囊，该安全气囊应用于车辆，该安全气囊包括：依次连接的图像采集设备、控制器、压气机和压气机充气气囊；图像采集设备用于采集车辆的当前环境图像，并将当前环境图像发送给控制器；控制器用于根据接收的当前环境图像生成碰撞判断结果，并根据碰撞判断结果生成压气机控制指令，并将控制指令发送给压气机；其中，压气机控制指令中携带有压气机的出口气压；其中，碰撞判断结果包括待碰撞的对象类别；压气机用于在接收到压气机控制指令时吸入空气，将空气的气压增压至出口气压，并将达到出口气压的空气通入至压气机充气气囊。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，控制器用于：根据当前环境图像判断车辆是否符合预碰撞条件；如果是，判断车辆的待碰撞的对象类别，以及计算车辆与待碰撞的对象之间的相对速度和相对距离；生成包含有待碰撞的对象类别、车辆与待碰撞的对象之间的相对速度和相对距离的碰撞判断结果。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，压气机控制指令还携带有启动充气时刻，控制器用于：获取车辆的目标数据；其中，目标数据包括车速、车辆的制动距离、压气机出口压力和压气机充气气囊压力；将目标数据输入至预先训练的神经网络模型；通过神经网络模型确定压气机控制指令的启动充气时刻，以使压气机在启动充气时刻将达到出口气压的空气通入至压气机充气气囊。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，神经网络模型的是基于误差反向传播算法训练得到的，且神经网络模型经过交叉验证算法的验证。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，安全气囊还包括化学物质气囊；化学物质气囊内有化学物质，化学物质气囊用于在达到预设的气囊充气条件时，触发化学物质发生化学反应，以扩充化学物质气囊。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，安全气囊还包括带动压气机转动的涡轮。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，压气机和压气机充气气囊之间设置有电控阀门；电控阀门还和控制器连接；控制器还用于控制电控阀门的开闭状态。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，安全气囊还包括安全气囊故障灯，用于在安全气囊发生故障时点亮，以发出故障提示信号。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，图像采集设备包括摄像头或/和雷达。

第二方面，本发明实施例还提供一种安全气囊系统，包括发动机和第一方面至第一方面的第八种可能的实施方式中任一项的安全气囊；发动机用于驱动安全气囊中的涡轮。

本发明实施例提供了一种安全气囊及系统，该安全气囊包括：依次连接的图像采集设备、控制器、压气机和压气机充气气囊，图像采集设备用于采集车辆的当前环境图像，并将当前环境图像发送给控制器，控制器用于根据接收的当前环境图像生成碰撞判断结果，并根据碰撞判断结果生成压气机控制指令，并将控制指令发送给压气机，且压气机控制指令中携带有压气机的出口气压，碰撞判断结果包括待碰撞的对象类别，压气机用于在接收到压气机控制指令时吸入空气，将空气的气压增压至出口气压，并将达到出口气压的空气通入至压气机充气气囊。本发明的安全气囊能够根据采集的当前环境图像对车辆带碰撞的对象类别进行判断，并根据碰撞判断结果生成的压气机控制指令，控制压气机的出口气压，从而将达到压气机出口气压的空气通入压气机充气气囊，使得压气机充气气囊充气并打开，以减小车内人员的损伤，因此本发明提供的安全气囊能够有效提高安全气囊的保护性能。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明实施例所提供的一种安全气囊的结构示意图；

图2示出了本发明实施例所提供的一种判断碰撞结果方法的流程图；

图3示出了本发明实施例所提供的另一种安全气囊的结构示意图；

图4示出了本发明实施例所提供的一种安全气囊系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前现有的安全气囊不能区别车和车碰撞以及车和人碰撞时气囊中的压力，且安全气囊中的气源为单一的外部气源，部分安全气囊只能根据测量的车辆的相对速度、相对距离来决定气囊的开启与否，基于此，本发明实施例提供的一种安全气囊及系统，能够有效提高安全气囊的保护性能。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种安全气囊进行详细介绍。

在一种实施方式中，本发明实施例提供了一种安全气囊，参见图1所示的安全气囊的结构示意图，如图所示，该安全气囊应用于车辆，该安全气囊包括：依次连接的图像采集设备10、控制器20、压气机30和压气机充气气囊40；图像采集设备10用于采集车辆的当前环境图像，并将当前环境图像发送给控制器；控制器20用于根据接收的当前环境图像生成碰撞判断结果，并根据碰撞判断结果生成压气机控制指令，并将控制指令发送给压气机30；其中，压气机控制指令中携带有压气机30的出口气压；其中，碰撞判断结果包括待碰撞的对象类别；压气机30用于在接收到压气机控制指令时吸入空气，将空气的气压增压至出口气压，并将达到出口气压的空气通入至压气机充气气囊40。

本发明实施例提供的上述安全气囊，包括依次连接的图像采集设备、控制器、压气机和压气机充气气囊，图像采集设备用于采集车辆的当前环境图像，并将当前环境图像发送给控制器，控制器用于根据接收的当前环境图像生成碰撞判断结果，并根据碰撞判断结果生成压气机控制指令，并将控制指令发送给压气机，且压气机控制指令中携带有压气机的出口气压，碰撞判断结果包括待碰撞的对象类别，压气机用于在接收到压气机控制指令时吸入空气，将空气的气压增压至出口气压，并将达到出口气压的空气通入至压气机充气气囊。本发明的安全气囊能够根据采集的当前环境图像对车辆带碰撞的对象类别进行判断，并根据碰撞判断结果生成的压气机控制指令，控制压气机的出口气压，从而将达到压气机出口气压的空气通入压气机充气气囊，使得压气机充气气囊充气并打开，以减小车内人员的损伤，因此本发明提供的安全气囊能够有效提高安全气囊的保护性能。

具体的，图像采集设备采集车辆的当前环境图像，当前环境图像是指车辆行驶前方的车、人以及其它物体的图像，图像采集设备将采集到的当前环境图像发送给控制器，控制器根据接收到的当前环境图像生成碰撞判断结果，碰撞判断结果包括待碰撞的对象类别，待碰撞的对象类别即指车辆待碰撞的是车还是人或者物体等，还包括车辆与待碰撞对象的相对速度和相对距离等，若根据当前环境图像判断出待碰撞的对象为车辆，并且车辆和待碰撞的车辆的相对速度达到预设相对速度，相对距离小于预设相对距离，则控制器根据包含待碰撞的对象类别为车辆以及相对速度和相对距离的信号生成压气机控制指令，压气机控制指令中携带有压气机的出口气压，压气机的出口气压是根据控制器判断出的相对速度和相对距离确定的，控制器将控制指令发送给压气机，压气机在接收到压气机控制指令时吸入空气，将空气的气压增压至出口气压，并将达到出口气压的空气通入至压气机充气气囊。压气机气囊充气并打开后，可以减少车辆发生碰撞对车内人员的损伤。

其中，由控制器确定的碰撞判断结果如图2所示，图2示出了一种判断碰撞结果方法的流程图，具体步骤如下：

步骤s202，根据当前环境图像判断车辆是否符合预碰撞条件。如果是，执行步骤s204；如果否，则结束。

控制器根据图像采集设备发送的当前环境图像判断车辆是否符合预碰撞条件，当车辆与带碰撞对象之间的相对距离小于预设的相对距离的情况下，若车辆的速度大于预设速度，表示车辆达到当前的预碰撞条件。

步骤s204，判断车辆的待碰撞的对象类别，以及计算车辆与待碰撞的对象之间的相对速度和相对距离。

判断车辆的带碰撞对象是车辆、人还是其它物体，并根据当前环境图像计算车辆与待碰撞的对象之间的相对速度和相对距离。

步骤s206，生成包含有待碰撞的对象类别、车辆与待碰撞的对象之间的相对速度和相对距离的碰撞判断结果。

若判断待碰撞的对象为车辆，并判断出车辆和待碰撞的车辆之间的相对速度和相对距离，则碰撞判断结果包含有待碰撞对象为车辆的信号，以及相对速度和相对距离的信号。

参见图3所示的另一种安全气囊的结构示意图，在图1的基础上，还示意出了化学物质气囊50、涡轮60、电控阀门70和安全气囊故障灯80，为了便于理解，以下对图3所示的另一种安全气囊的结构示意图具体解释如下：

其中，化学物质气囊内有化学物质，化学物质气囊用于在达到预设的气囊充气条件时，触发化学物质发生化学反应，以扩充化学物质气囊。安全气囊还包括带动压气机转动的涡轮，涡轮和压气机是同轴连接。压气机和压气机充气气囊之间设置有电控阀门，电控阀门还和控制器连接，控制器还用于控制电控阀门的开闭状态。安全气囊还包括安全气囊故障灯，用于在安全气囊发生故障时点亮，以发出故障提示信号。图像采集设备包括摄像头或/和雷达。

具体实施时，图像采集设备可以是摄像头或/和雷达，当图像采集设备采集到当前环境图像后，将当前环境图像发送给控制器，控制器根据当前环境图像生成碰撞判断结果，若碰撞判断结果中的待碰撞对象是车辆，且车辆和待碰撞车辆的相对速度达到预设相对速度，相对距离小于预设相对距离，则控制器根据包含待碰撞的对象类别为车辆以及相对速度和相对距离的信号生成压气机控制指令，并将控制指令发送给压气机同时控制电控阀门开通，压气机在接收到压气机控制指令时通过涡轮带动的转动来吸入空气，将空气的气压增压至出口气压，并将达到出口气压的空气通过开通的电控阀门通入至压气机充气气囊，使得压气机气囊能够充气并打开，可以减少车辆发生碰撞对车内人员的损伤。当车辆和待碰撞车辆的相对速度超过预设相对速度的值达到预设阈值，则控制器在向压气机发送指令的同时也控制化学物质气囊，使化学物质气囊触发化学物质发生化学反应，以扩充化学物质气囊，因此安全气囊的双气囊均打开，进一步减小了车辆发生碰撞对车内人员的损伤。

在一种实施方式中，压气机控制指令还携带有启动充气时刻，控制器用于：

(1)获取车辆的目标数据；其中，目标数据包括车速、车辆的制动距离、压气机出口压力和压气机充气气囊压力。

车辆的速度和车辆的制动距离可以通过车辆上的传感器发送给控制器，同样压气机出口气压和压气机充气气囊压力也可以通过车辆上的传感器发送给控制器。目标数据还包括车辆与待碰撞对象的相对速度和相对距离，通过图像采集设备采集的当前环境图像获得。

(2)将目标数据输入至预先训练的神经网络模型。

神经网络模型的是基于误差反向传播算法即bp算法训练得到的，神经网络模型训练时，输入模型的数据为离线采集的数据，如汽车在投产前都有很长的数据采集测试阶段，本阶段并不会额外增加工作量，只需从实验数据中提取需要的数据。本阶段采集的数据包括：车速、车辆的制动距离、压气机出口压力、气囊压力、化学物质发生化学反应的充气速度等。

采集的数据输入神经网络模型后，使用bp算法训练神经网络模型，神经网络模型训练完成后，还需要进行验证，检验训练出的神经网络模型的泛化能力，基于离线数据，使用交叉验证法对模型的泛化能力进行评估，从而验证该模型的准确性，判断模型的实时判断结果是否满足要求。经过评估与修改后，实现较准确的气囊充气时间预估，从而最大化降低车内人员受到的损伤。

将目标数据输入训练完成并验证后的神经网络模型，即可根据实时的输入数据信息，进行判断何时对气囊充气。

(3)通过神经网络模型确定压气机控制指令的启动充气时刻，以使压气机在启动充气时刻将达到出口气压的空气通入至压气机充气气囊。

神经网络模型根据输入的目标数据确定压气机控制指令的启动充气时刻，如根据车速、车辆的制动距离以及车辆与待碰撞对象的相对速度和相对距离确定启动充气时刻，在车速较快时，启动充气时刻则会较早，启动充气时刻和速度以及距离的关联度是较高的。

综上所述，本发明实施例提供的上述安全气囊，能够根据采集的当前环境图像对车辆带碰撞的对象类别进行判断，并根据碰撞判断结果生成的压气机控制指令，控制压气机的出口气压，从而将达到压气机出口气压的空气通入压气机充气气囊，使得压气机充气气囊充气并打开，以减小车内人员的损伤，而且在车辆和待碰撞车辆的相对速度超过预设相对速度的值达到预设阈值，控制器控制化学物质气囊，使化学物质气囊触发化学物质发生化学反应，以扩充化学物质气囊，因此安全气囊的双气囊均打开，进一步减小了车辆发生碰撞对车内人员的损伤，能够有效提高安全气囊的保护性能。

基于上述实施例所述的安全气囊，本发明实施例还提供了一种安全气囊系统，包括发动机和上述的安全气囊，发动机用于驱动安全气囊中的涡轮，参见图4示出了本发明实施例提供的一种安全气囊系统的结构示意图，包括发动机100，以及如上述的安全气囊200。

应当理解，图4仅仅是安全气囊系统的一种结构示意图，而不是安全气囊系统的唯一结构，在实际使用时，除图4所示的结构外，还可以包括其他功能结构，具体以实际使用情况为准，本发明实施例对此不进行限制。

综上所述，本发明实施例提供了一种安全气囊系统，能够根据采集的当前环境图像对车辆带碰撞的对象类别进行判断，并根据碰撞判断结果生成的压气机控制指令，控制压气机的出口气压，从而将达到压气机出口气压的空气通入压气机充气气囊，使得压气机充气气囊充气并打开，以减小车内人员的损伤，因此本发明提供的安全气囊能够有效提高安全气囊的保护性能。

另外，在本发明实施例的描述中，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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，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所述以权利要求的保护范围为准。