CN112776746B - 一种行人保护***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种行人保护***及方法，涉及车辆前保险杠气囊领域，本发明要解决的技术问题是如何防止车辆与行人相撞时对行人的过保护。本发明的方法步骤包括判断预设距离内是否有行人、预测碰撞区域、判断车辆与行人的相对速度以及根据行人数量采取不同的点爆策略，本发明的结构包括控制单元、感知模块和气囊，本发明根据行人预测碰撞点的位置在车辆前端具体区域控制气囊点爆相应的腔体，使车辆气囊展开的大小合适，防止车辆气囊对行人的过保护，提高了气囊的利用率。

Description

一种行人保护***及方法
技术领域
本发明涉及车辆前保险杠气囊领域，尤其涉及一种行人保护***及方法。
背景技术
目前车辆与行人的碰撞虽然发生的概率不算高，但是一旦发生碰撞大概率是与车辆前部位置相撞，会对行人造成严重的损伤。
为了避免车辆与行人相撞时对行人造成过大的伤害，有的人提出在车辆前保险杠上安装安全气囊，如中国专利文献申请号CN202010935360.6公开了一种行人保护方法、装置、设备及介质，该方法包括获取车辆前视摄像头拍摄的视频信息，识别所述视频信息中的拍摄对象，对所述拍摄对象进行分类；接收碰撞传感器发送的碰撞力度信息，当所述碰撞力度信息超过预设阙值时，获取当前视频信息中的拍摄对象类型，判断所述拍摄对象类型是否为行入，若是，根据所述碰撞力度信息控制行人保护发罩弹起。
上述专利虽然可以起到保护行人的作用，但是无论行人数量多少均会完全展开气囊，气囊是一次性物品，使用后就需要更换，完全展开气囊会导致气囊的使用率不够高，因此现有的气囊可能会对行人产生过保护，降低了气囊的使用率。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述问题，提供了一种行人保护***及方法，其解决的技术问题是如何防止车辆与行人相撞时对行人的过保护。
本发明通过下列技术方案来实现：一种行人保护***，其特征在于，包括气囊、用于监测并实时输出预设距离内的行人运动轨迹以及人数信息的感知模块以及用于接收行人运动轨迹以及人数信息的控制单元，所述气囊包括至少两个腔体，所述感知模块与控制单元输入端连接，所述气囊与控制单元输出端连接，所述控制单元还用于根据行人运动轨迹信息预测行人与车辆的碰撞区域且在行人与车辆的碰撞区域在车辆前端时获取行人的人数信息，所述控制单元还用于在行人个数为两个及以上时控制气囊所有腔体同时点爆，所述控制单元还用于在行人个数为两个以下时预测行人与车辆碰撞点的位置在车辆前端具体区域后根据预测到的碰撞点的位置控制气囊点爆相应的腔体。
当感知模块监测到预设距离内有行人时实时输出预设距离内的行人运动轨迹以及人数信息至控制单元，控制单元接收行人运动轨迹信息后预测行人与车辆的碰撞区域，当行人与车辆的碰撞区域在车辆前端时控制单元获取行人人数信息，当行人个数为两个及以上时控制单元控制气囊所有腔体同时点爆，当行人个数为两个以下时控制单元预测行人与车辆碰撞点的位置在车辆前端的具体区域，控制单元根据行人与车辆在车辆前端的碰撞点的位置控制气囊点爆相应的腔体，通常行人与车辆在车辆前端相撞气囊会完全展开，气囊展开是一次性的，会造成气囊使用的浪费，现有解决这个问题能想到的常规方法是控制单元计算出碰撞强度以预设速率向气囊输送预设体积的气体，使气囊展开适合的大小，如果行人与车辆距离过近会导致无法及时展开，无法保证行人的安全，本发明将气囊划分成至少两个腔体，根据行人预测碰撞点的位置在车辆前端具体区域控制气囊点爆相应的腔体，使车辆气囊展开的大小恰好能保护行人不受伤，防止了车辆气囊对行人的过保护，减少了车主在气囊上不必要的花费，提高气囊点爆的准确性以及利用率。
在上述行人保护***中，所述感知模块包括用于监测预设距离内是否有行人的环境感知单元以及用于追踪行人的人数与行人的运动轨迹的激光雷达，环境感知单元监测预设距离内是否有行人，若预设距离内有行人则输出感知信号至控制单元，激光雷达追踪行人的人数以及行人的运动轨迹输出至控制单元，控制单元接收感知信号后获取激光雷达输出的行人运动轨迹信息，控制单元根据行人运动轨迹信息预测行人的碰撞区域且在预测到行人碰撞区域在车辆前端区域时控制单元获取行人的人数信息，若行人个数为两个及以上，控制单元控制气囊所有腔体同时点爆，若行人为两个以下，控制单元预测行人与车辆的碰撞点位置在车辆前端的具体区域后根据预测到的碰撞点的位置控制气囊点爆相应的腔体，环境感知单元和激光雷达可以准确的确定行人的信息，提高了气囊点爆的准确性。
在上述行人保护***中，所述环境感知单元包括用于白天监测预设距离内是否有行人的单目摄像头以及用于晚上监测预设距离内是否有行人的红外摄像头，白天用单目摄像头而晚上改用红外摄像头监测能准确判断是否有行人在预设距离内，防止晚上单目摄像头或双目摄像头无法探测到行人，提高对行人监测的准确性，提高气囊点爆的准确性。
本发明还包括以下方案：一种行人保护方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
监测预设距离内是否有行人，且在预设距离内是有行人时实时监测预设距离内行人运动轨迹以及人数信息并输出至控制单元；
控制单元根据行人运动轨迹信息预测行人与车辆的碰撞区域，且在预测到行人与车辆的碰撞区域在车辆前端区域时获取行人人数信息，若行人个数为两个及以上则控制气囊所有腔体同时点爆，若行人个数为两个以下则预测行人与车辆的碰撞点的位置在车辆前端具体区域且根据预测到的碰撞点的位置控制气囊点爆相应的腔体。
感知模块检测预设距离内是否有行人，当感知模块监测到预设距离内有行人时实时输出预设距离内的行人运动轨迹以及人数信息至控制单元，控制单元接收行人运动轨迹信息后预测行人与车辆的碰撞区域，当行人与车辆的碰撞区域在车辆前端时控制单元获取行人人数信息，当行人个数为两个及以上时控制单元控制气囊所有腔体同时点爆，当行人个数为两个以下时控制单元预测行人与车辆碰撞点的位置在车辆前端的具体区域，控制单元根据行人与车辆在车辆前端的碰撞点的位置控制气囊点爆相应的腔体，本发明在行人人数为两个以下时根据行人与车辆的碰撞点在车辆前端具***置控制气囊点爆相应的腔体，使车辆气囊展开的大小恰好能保护行人不受伤，防止了车辆气囊对行人的过保护，提高气囊点爆的准确性以及利用率。
在上述行人保护方法中，上述预测到行人与车辆的碰撞区域在车辆前端的同时还判断行人与车辆的相对速度且在行人与车辆的相对速度大于预设速度时获取行人人数信息,判断车辆与行人的相对速度可以提高车辆与行人碰撞的具体时间预测的准确性，提高气囊腔体点爆的精确性。
在上述行人保护方法中，上述控制气囊点爆相应的腔体包括：
若预测行人碰撞点在车辆前端左侧区域则控制气囊左腔体以及中腔体点爆；
若预测行人碰撞点在车辆前端中央区域则控制气囊中腔体点爆；
若预测行人碰撞点在车辆前端右侧区域则控制气囊右腔体以及中腔体点爆。
控制单元控制气囊左腔体以及中腔体点爆，当行人碰撞点的位置在中侧区域，控制单元控制气囊中腔体点爆，当行人碰撞点的位置在右侧区域，控制单元控制气囊右腔体以及中腔体点爆，根据碰撞点的位置展开保护行人体积大小适合的气囊防止对行人的过保护。
在上述行人保护方法中，所述左侧区域包括以车辆中心为参考基准车辆前端-200至-600mm区域内，所述中央区域包括以车辆中心为参考基准车辆前端-200至200mm区域内，所述右侧区域包括以车辆中心为参考基准车辆前端200至600mm区域内，以车辆中心为参考基准以坐标形式划分左侧区域、中央区域和右侧区域可以提高预测的准确性。
在上述行人保护方法中，上述判断行人与车辆的相对速度时若行人与车辆的相对速度不大于预设速度，则对行人与车辆的相对速度保持监测直到行人与车辆的相对速度大于预设速度，当行人与车辆的相对速度不大于预设速度时持续监测行人与车辆的相对速度直到行人与车辆相对速度大于预设速度，当弱势道路与车辆相对速度低于预设速度时及时相撞也不会有太大的危险，可以提高气囊点爆的准确性。
在上述行人保护方法中，上述预测行人与车辆的碰撞区域时若预测到的行人与车辆的碰撞区域不在车辆前端区域，则对行人与车辆的碰撞区域保持预测直到行人与车辆的碰撞区域在车辆前端，若预测碰撞区域不在车辆前端则说明行人与车辆碰撞的概率很低，提高气囊点爆的准确性。
在上述行人保护方法中，上述步骤监测预设距离内是否有行人时若预设距离内无行人，则对预设距离内的区域保持监测直到出现行人，只有预设距离内有行人才会出现碰撞的可能，监测预设距离内是否有行人提高本方法的气囊点爆的准确性。
与现有技术相比，本行人保护方法及***，具有以下优点：
1、本发明根据行人预测碰撞点的位置在车辆前端具体区域控制气囊点爆相应的腔体，使车辆气囊展开的大小合适，防止车辆气囊对行人的过保护，提高了气囊的利用率。
2、本发明判断车辆与行人的相对速度可以准确判断车辆与行人碰撞的具体时间，提高气囊腔体点爆的精确性。
附图说明
图1是行人保护***结构示意图；
图2是行人保护方法示意图。
图中1、感知模块；11、环境感知单元；12、激光雷达；111、单目摄像头；112、红外摄像头；2、控制单元；3、气囊；31、左腔体；32、中腔体；33、右腔体。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本行人保护***包括：控制单元2、感知模块1以及气囊3，感知模块1包括环境感知单元11和激光雷达12，环境感知单元11包括单目摄像头111和红外摄像头112，单目摄像头111、红外摄像头112和激光雷达12均与控制单元2输入端连接，气囊3与控制单元2输出端连接。
本发明的气囊3包括安装盒、左腔体31气体发生器、中腔体32气体发生器、右腔体33气体发生器、左腔体31气袋、中腔体32气袋和右腔体33气袋，左腔体31气体发生器与左腔体31气袋连接，中腔体32气体发生器与中腔体32气袋连接，右腔体33气袋与右腔体33发生器连接，左腔体31气体发生器、中腔体32气体发生器与右腔体33气体发生器均与控制单元连接，左腔体31气体发生器、中腔体32气体发生器与右腔体33气体发生器均设置在安装盒内，左腔体31气袋、中腔体32气袋以及右腔体33气袋同时点爆后形状为T型，单一气体发生器充气量为50-80L,组合后可实现150-240L容积填充气袋，气袋的中腔填充区域厚度180-200mm，左右腔填充区域厚度80-100mm。
感知模块1监测预设距离内是否有行人，当感知模块1监测到预设距离内有行人时实时输出预设距离内的行人运动轨迹以及人数信息至控制单元2，控制单元2接收行人运动轨迹信息后预测行人与车辆的碰撞区域，当行人与车辆的碰撞区域在车辆前端区域时控制单元2获取行人人数信息，当行人个数为两个及以上时控制单元2控制气囊3所有腔体同时点爆，当行人个数为两个以下时控制单元2预测行人与车辆碰撞点的位置在车辆前端的具体区域，控制单元2根据行人与车辆碰撞点的位置控制气囊3点爆相应的腔体。
通常行人与车辆在车辆前端相撞气囊3会完全展开，气囊3展开是一次性的，会造成气囊3使用的浪费，现有解决这个问题能想到的常规方法是控制单元计算出碰撞强度以预设速率向气囊3输送预设体积的气体，使气囊3展开适合的大小，如果行人与车辆距离过近会导致无法及时展开，无法保证行人的安全，本发明将气囊3划分成三个腔体，根据预测到的行人碰撞点的位置在车辆前端具体区域控制气囊3点爆相应的腔体，使车辆气囊3展开的大小恰好能保护行人不受伤，防止了车辆气囊对行人的过保护，减少了车主在气囊3上不必要的花费，提高气囊3点爆的准确性以及利用率。
如图2所示，本行人保护方法基于上述行人保护***，方法步骤包括：感知单元1监测预设距离如150m内是否有行人，若没有则继续保持监测，若有则实时监测并输出行人的运动轨迹信息即行人的速度与行人与车辆的距离信息以及人数信息至控制单元。
控制单元接收行人的运动轨迹信息与测弱势道路使用者的碰撞区域，若预测行人的碰撞区域不在车辆前端则继续预测行人的碰撞区域直到会出现在车辆前端，若预测行人的碰撞区域在车辆前端则同时判断行人与车辆的相对速度。
若行人与车辆的相对速度不大于预设值如35km/h则继续监测行人与车辆的相对速度直到能大于预设值，若行人与车辆的相对速度大于预设值则获取行人的人数信息。
若行人的个数为两个及以上则将气囊3左腔体31、中腔体32以及右腔体33同时点爆，若行人的个数为两个以下则预测行人碰撞点的位置在车辆前端的具体区域，根据预测行人碰撞点的位置在车辆前端具体区域控制气囊3点爆相应的腔体。
若预测行人碰撞点的位置在车辆前端左侧区域即以车辆中心为参考基准车辆前端-200至-600mm区域内，则控制气囊3左腔体31以及中腔体32点爆。
若预测行人碰撞点的位置在车辆前端中央区域即以车辆中心为参考基准车辆前端-200至200mm区域内，则控制气囊3中腔体32点爆。
若预测行人碰撞点的位置在车辆前端右侧区域以车辆中心为参考基准车辆前端200至600mm区域内，则控制气囊3右腔体33以及中腔体32点爆。
控制单元2在碰撞前40-80ms发出点火指令控制气囊3相应腔体点爆。
现有安全气囊的工作原理是，当汽车发生碰撞时，碰撞传感器会捕捉碰撞数据，将接收的数据传送到控制单元2，然后控制单元2会根据碰撞强度来分析数据，假如传感器捕捉的碰撞数据达到展开气囊的条件，它就会给充气***发出释放气囊指令，让充气***进行点火，使高密度的固态物质叠氮化钠或硝酸铵发生反应，生成大量低密度的氮气，从而使安全气囊在一瞬间膨胀弹出，给行人提供缓冲防护。
感知模块1检测预设距离内是否有行人，当感知模块1监测到预设距离内有行人时实时输出预设距离内的行人运动轨迹以及人数信息至控制单元2，控制单元2接收行人运动轨迹信息后预测行人与车辆的碰撞区域，当行人与车辆的碰撞区域在车辆前端时控制单元2获取行人人数信息，当行人个数为两个及以上时控制单元2控制气囊3所有腔体同时点爆，当行人个数为两个以下时控制单元2预测行人与车辆在车辆前端的碰撞点的位置，控制单元2根据行人与车辆在车辆前端的碰撞点的位置控制气囊3点爆相应的腔体。本发明在行人人数为两个以下时根据行人与车辆的碰撞点在车辆前端具***置控制气囊3点爆相应的腔体，使车辆气囊3展开的大小恰好能保护行人不受伤，防止了车辆气囊3对行人的过保护，提高气囊3点爆的准确性以及利用率。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种行人保护***，其特征在于，包括气囊(3)、用于监测并实时输出预设距离内的行人运动轨迹以及人数信息的感知模块(1)以及用于接收行人运动轨迹以及人数信息的控制单元(2)，所述气囊(3)划分成三个腔体，所述感知模块(1)与控制单元(2)输入端连接，所述气囊(3)与控制单元(2)输出端连接，所述控制单元(2)还用于根据行人运动轨迹信息预测行人与车辆的碰撞区域且在行人与车辆的碰撞区域在车辆前端区域时获取行人的人数信息，所述控制单元(2)还用于在行人个数为两个及以上时控制气囊(3)所有腔体同时点爆，所述控制单元(2)还用于在行人个数为两个以下时预测行人与车辆碰撞点的位置在车辆前端具体区域后根据预测到的碰撞点的位置控制气囊(3)点爆相应的腔体。
2.根据权利要求1所述的行人保护***，其特征在于，所述感知模块(1)包括用于监测预设距离内是否有行人的环境感知单元(11)以及用于追踪行人的人数与行人的运动轨迹的激光雷达(12)。
3.根据权利要求2所述的行人保护***，其特征在于，所述环境感知单元(11)包括用于白天监测预设距离内是否有行人的单目摄像头(111)以及用于晚上监测预设距离内是否有行人的红外摄像头(112)。
4.一种行人保护方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
监测预设距离内是否有行人，且在预设距离内是有行人时实时监测预设距离内行人运动轨迹以及人数信息并输出至控制单元(2)；
控制单元(2)根据行人运动轨迹信息预测行人与车辆的碰撞区域，且在预测到行人与车辆的碰撞区域在车辆前端区域时获取行人人数信息，若行人个数为两个及以上则控制气囊(3)所有腔体同时点爆，若行人个数为两个以下则预测行人与车辆的碰撞点的位置在车辆前端具体区域且根据预测到的碰撞点的位置控制气囊(3)点爆相应的腔体；
所述气囊(3)划分成三个腔体。
5.根据权利要求4所述的行人保护方法，其特征在于，上述预测到行人与车辆的碰撞区域在车辆前端的同时还判断行人与车辆的相对速度且在行人与车辆的相对速度大于预设速度时获取行人人数信息。
6.根据权利要求4或5所述的行人保护方法，其特征在于，上述控制气囊(3)点爆相应的腔体包括：
若预测到的行人与车辆碰撞点在车辆前端左侧区域则控制气囊(3)左腔体(31)以及中腔体(32)点爆；
若预测到的行人与车辆碰撞点在车辆前端中央区域则控制气囊(3)中腔体(32)点爆；
若预测到的行人与车辆碰撞点在车辆前端右侧区域则控制气囊(3)右腔体(33)以及中腔体(32)点爆。
7.根据权利要求6所述的行人保护方法，其特征在于，所述车辆前端左侧区域包括以车辆中心为参考基准车辆前端-200至-600mm区域内，所述车辆前端中央区域包括以车辆中心为参考基准车辆前端-200至200mm区域内，所述车辆前端右侧区域包括以车辆中心为参考基准车辆前端200至600mm区域内。
8.根据权利要求5所述的行人保护方法，其特征在于，上述判断行人与车辆的相对速度时若行人与车辆的相对速度不大于预设速度，则对行人与车辆的相对速度保持监测直到行人与车辆的相对速度大于预设速度。
9.根据权利要求4所述的行人保护方法，其特征在于，上述预测行人与车辆的碰撞区域时若预测到的行人与车辆的碰撞区域不在车辆前端，则保持对行人与车辆的碰撞区域预测直到行人与车辆的碰撞区域在车辆前端。
10.根据权利要求4所述的行人保护方法，其特征在于，上述步骤监测预设距离内是否有行人时若预设距离内无行人,则对预设距离内的区域保持监测直到出现行人。
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