一种基于车辆碰撞类事故的呼救系统及方法与流程

本发明属于车辆安全技术领域，尤其涉及一种基于车辆碰撞类事故的呼救系统及方法。

背景技术：

随着社会经济的快速发展，汽车渐渐的千家万户的出行选择。然而汽车保有量的逐年增加带来了交通事故的频繁发生，严重威胁者人们的生命、财产安全。不同的交通事故碰撞类型会对人体造成不同部位的伤害。此外交通事故发生之后，驾乘人员不能得到及时的救助是目前交通事故致残致死的主要原因，因此为了更好的保护车内驾乘人员的安全以及减少因交通事故未及时救治而带来的永久性伤害国内外众多汽车厂商均投入大量的人力物力来研发应用于车辆交通事故的自动呼救系统。但是这种自动呼救系统存在诸多弊端如：触发条件不够完善；触发方式过于依赖于人力；触发情况存在局限；救护准备信息匮乏等。

发明专利103745564a公开了一种自动呼救方法，该发明专利是通过设置在车辆表皮下的压力传感器网络对撞击位置和力度进行检测，从而获取人员位置分布情况；通过存储器存储驾驶人员的性别、身高、体重、血型、紧急联系电话信息；通过gps定位模块输出车辆精确位置信息；通过单片机输岀撞击报告,并与人员位置布信息、驾驶人员信息和车辆位置信息发送到监控中心。该发明中仅仅对驾驶人员信息采集并未对其他乘员进行信息的采集；血型、紧急联系人电话采集和存储存在巨大的复杂性；该发明并未考虑到周围车辆的救援作用。

发明专利cn103640533b公开了一种基于车辆碰撞侧翻检测、自动呼救的装置及方法，该发明专利利用故障发生时的加速度与正常情况下车辆所受加速度的变化量的特征，初步判定可能发生的行驶故障，从而进行远程报警呼救。但是该发明专利不存在驾乘人员的身体状态信息，不能给救护人员提供较为有用救援准备信息。

发明专利cn104742758b公开了一种电动车碰撞信号的远程诊断系统，该发明专利事故车辆上传的事故信息以及车辆损伤信息，进行远程事故判断，然后根据事故判断结果将数据发送至交管部门和医院，从而实现自动呼救的功能。该发明专利并未充分利用周围车辆的救援能力；通过远程诊断装置进行判断存在巨大的风险，可能会延误驾乘人员的救护工作。

技术实现要素：

本发明针对交通事故发生之后驾乘人员在无法进行自救的情况下，提出了一种基于车辆碰撞类事故的呼救系统及方法。

本发明所采用的技术方案如下：

一种基于车辆碰撞类事故的呼救系统，包括呼救模块、碰撞能量监测模块、激光雷达模块、gps定位模块、语音交互模块、面部表情识别模块和救援信息收发模块，所述碰撞能量监测模块、激光雷达模块、gps定位模块、语音交互模块和面部表情识别模块分别将所检测到的车辆碰撞的相关信息输入到呼救模块，经呼救模块处理后的信息输出救援信息收发模块，实现车辆碰撞类事故的呼救，对驾乘人员进行及时的救治。

进一步，所述碰撞能量监测模块包括车速传感器、加速度传感器、角加速度传感器和位移传感器；所述车速传感器用于车辆的实时运行速度；所述加速度传感器及角加速度传感器用于测量车辆碰撞加速度方向以及大小；所述角加速度传感器用于测量车身的旋转角速度；所述位移传感器安装在车辆变形结构最前端例如保险杠等，用以测量吸能溃缩变形量；

进一步，所述激光雷达模块用于检测周围车辆的速度与相对位置信息；

进一步，所述gps定位模块用于实时获取车辆的地理位置信息；

进一步，所述语音交互模块包括麦克风、扩音器、语音文字转换器，用于驾乘人员进行语音交流；

进一步，面部表情识别模块包括安装在仪表盘中部以及座椅靠背内部的微型摄像头，用于收集驾乘人员碰撞前后的面部信息，交给呼救模块与数据库进行人员匹配以及伤害程度判断，获取利于救援的伤员信息；

进一步，呼救模块为微型控制器，

进一步，所述救援信息收发模块将呼救模块的输出结果通过车载无限通讯设备与周围救援车辆建立通讯，执行请求救援的信息传输。

一种基于车辆碰撞类事故的呼救方法，包括以下步骤：

步骤1，车速传感器检测到车速、持续时间大于所设定的阈值，呼救模块开始工作；

步骤2，当碰撞加速度和吸能溃缩变形量大于设定的阈值，开始语音交互模块以及面部表情识别模块，判断驾驶人员意识是否清醒；

步骤3，根据语音交互模块以及面部表情识别模块的判断结果，呼救模块判断出碰撞事故的类型和驾驶员伤情等级，通过救援信息收发模块进行呼救信息以及车辆位置信息。

进一步，判断碰撞事故的类型的方法为：

通过加速度传感器采集车辆的碰撞加速度和碰撞角加速度，根据碰撞加速度和碰撞角加速度与预先设定的阈值进行对比，判断出所发生的碰撞类型；

进一步，若碰撞加速度、碰撞角加速度都大于阈值，则判定为翻滚碰撞；若碰撞加速度大于阈值，碰撞角加速度小于阈值，则根据加速度的方向与车辆行驶方向关系，判断为正面碰撞或追尾碰撞或侧面碰撞；

本发明的有益效果：

根据车辆碰撞类型、碰撞加速度的大小、吸能溃缩变形量以及驾乘人员的动能预判驾乘人员的受伤位置以及受伤程度，有利于医护人员准备相应的医护工具以及方便医院做好伤员的救护准备。呼救系统与驾乘人员的语音交互更好的收集驾乘人员的受伤情况，利于驾乘人员的救护工作的展开以及救援资源的合理利用。呼救系统的主动触发，避免驾乘人员在意识昏迷的状态下无法自主的进行求救的状况。驾乘人员的信息收集与匹配能进一步帮助救护人员了解伤员的基本的身体情况，从而提供最佳的救护措施。向周围车辆请求救援，能减少伤者的救护时间，降低事故的伤亡率。排除乘员因疼痛而无法发声而耽误救援时间的情况。

附图说明

图1为本发明的结构示意框图；

图2为本发明的碰撞类型判断及受伤情况预测流程图；

图3为本发明的自动呼救方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，一种基于车辆碰撞事故类型的呼救系统及方法，包括呼救模块、碰撞能量监测模块、激光雷达模块、gps定位模块、语音交互模块、面部表情识别模块和救援信息收发模块，碰撞能量监测模块包括车速传感器、加速度传感器、角加速度传感器和位移传感器；车速传感器用于车辆的实时运行速度；加速度传感器及角加速度传感器用于测量车辆碰撞加速度方向以及大小；位移传感器安装在车辆变形结构最前端例如保险杠等，用以测量吸能溃缩变形量；并将所采集的车辆信息输入到呼救模块。

激光雷达模块用于检测周围车辆的速度v2与相对位置s1信息。

gps定位模块用于实时获取车辆的地理位置信息，并将车辆的地理位置信息输入到呼救模块。

语音交互模块包括麦克风、扩音器、语音文字转换器，通过麦克风收集驾驶人员语音信息，并用语音文字转换器进行转换后输入到呼救模块，扩音器用于与驾乘人员进行语音交流。

面部表情识别模块包括安装在仪表盘中部以及座椅靠背内部的微型摄像头，用于收集驾乘人员碰撞前后的面部信息，交给呼救模块与数据库进行人员匹配以及伤害程度判断，获取利于救援的伤员信息。

本发明中呼救模块可以选用微型控制器，微型控制器接收各模块所接收的车辆碰撞的相关信息，经微型控制器处理后的结果输出到救援信息收发模块，实现车辆碰撞类事故的呼救，对驾乘人员进行及时的救治。

救援信息收发模块将呼救模块的输出结果通过车载无限通讯设备与周围救援车辆建立通讯，执行请求救援的信息传输。

如图2所示，一种基于车辆碰撞类事故的呼救方法，包括以下步骤：

步骤1，车速传感器检测到车速、持续时间大于所设定的阈值，呼救模块开始工作；

步骤2，当碰撞加速度和吸能溃缩变形量大于设定的阈值，开始语音交互模块以及面部表情识别模块，判断驾驶人员意识是否清醒；

步骤3，根据语音交互模块以及面部表情识别模块的判断结果，呼救模块判断出碰撞事故的类型和驾驶员伤情等级，通过救援信息收发模块进行呼救信息以及车辆位置信息。

首先以车辆行驶方向为x轴，建立平面直角坐标系，判断碰撞事故的类型的方法为：通过加速度传感器采集车辆的碰撞加速度和碰撞角加速度，根据碰撞加速度和碰撞角加速度与预先设定的阈值进行对比，判断出所发生的碰撞类型；若碰撞加速度、碰撞角加速度都大于阈值，则判定为翻滚碰撞，呼救系统预测判定驾乘人员头部颈部损伤严重若否碰撞状态检测模块检测碰撞加速度方向，并将带方向的碰撞加速度向车辆坐标系分解，定义分解后加速度数值最大的方向为碰撞加速度主方向。

若碰撞加速度大于阈值，碰撞角加速度小于阈值，则根据加速度的方向与车辆行驶方向关系，判断为正面碰撞或追尾碰撞或侧面碰撞。若碰撞加速度主方向与x方向一致，则判定碰撞类型为正面碰撞，呼救系统预测判定驾乘人员头、颈部损伤严重，大腿存在骨折可能性；若碰撞加速度主方向与x反方向一致，则判定碰撞类型为追尾碰撞，呼救系统预测判定驾乘人员颈部损伤可能性大；若碰撞加速度主方向与y方向一致，则判定碰撞类型为侧面碰撞，呼救系统预测判定驾乘人员头胸损伤严重。

如图3所示，为了更清楚的解释本发明的技术方案，以下结合本发明的工作过程作进一步解释：

呼救模块通过微型摄像机获取驾乘人员的脸部信息，并进行在线比对，获取驾乘人员的具体信息。

呼救模块通过车速传感器传来的信号，判定当前车速v和车速阈值v0以及当前车速持续时间t和持续时间阈t0的关系。若两者均大于设定阈值，则呼救系统开始运行；否则，呼救系统继续休眠。

碰撞能量监测模块通过加速度传感器、角加速度传感器和位移传感器实时监测碰撞加速度和吸能溃缩变形量并判断其与设定阈值的关系。若未达到设定阈值，则驾乘人员自行处理交通事故或者进行自救；若碰撞加速度和吸能溃缩变形量大于设定阈值，进行驾乘人员意识清醒程度判断。

通过面部表情识别模块对比驾乘人员事故前后的面部特征点的变化以及通过语音交互系统与驾乘人员进行交流判定驾乘人员意识是否清醒。若驾乘人员意识清醒，则由其自行选择是否进行呼救系统程序；若否自动继续获救系统程序。

呼救系统进行碰撞类型判定及受伤情况预测、收集整合车辆位置信息以及驾乘人员的个人信息和通过激光雷达检测周围救援车辆等信息整合，输出救援信息。

以上实施例仅用于说明本发明的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，本发明的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据本发明所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本发明的保护范围之内。