[发明专利]一种乘员自适应下肢约束系统、方法及车辆

说明书

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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

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。

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。

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。

发明内容

针对现有技术存在的乘员下潜的安全隐患问题，本发明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。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

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；其中，判断乘员下潜风险包括利用乘坐姿态数据，比较乘员的骨盆与安全带腰带的相对位置；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。

根据本发明的一种实施方式，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骨盆位置；座椅和靠背传感器提供乘员位置和乘坐姿态的辅助定位。

根据本发明的一种实施方式，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。

根据本发明的一种实施方式，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。