[发明专利]基于多类型数据通讯的汽车副驾驶气囊控制系统

摘要

本发明涉及一种基于多类型数据通讯的汽车副驾驶气囊控制系统，包括气囊机构、碰撞强度传感器、超声波传感器、乘客姿态检测机构和数字信号处理器DSP，碰撞强度传感器用于检测汽车的加速度变化率，超声波传感器用于检测副驾驶位置乘客躯干部距离仪表盘的水平距离，乘客姿态检测机构用于检测副驾驶位置乘客躯干部与腿部的夹角，数字信号处理器基于碰撞强度传感器、超声波传感器和乘客姿态检测机构的检测结果确定气囊机构的气囊主体展开策略。通过本发明，能够实时根据汽车副驾驶位置上乘客的具体乘坐情况，确定不同的气囊打开方式，以在保证乘客安全的同时，避免气囊误伤乘客。

主权项

一种基于多类型数据通讯的汽车副驾驶气囊控制系统，所述控制系统包括气囊机构、碰撞强度传感器、超声波传感器、乘客姿态检测机构和数字信号处理器，所述碰撞强度传感器用于检测汽车的加速度变化率，所述超声波传感器用于检测副驾驶位置乘客躯干部距离仪表盘的水平距离，所述乘客姿态检测机构用于检测副驾驶位置乘客躯干部与腿部的夹角，所述数字信号处理器与所述气囊机构、所述碰撞强度传感器、所述超声波传感器和所述乘客姿态检测机构分别连接，基于所述碰撞强度传感器、所述超声波传感器和所述乘客姿态检测机构的检测结果确定所述气囊机构的气囊主体展开策略；其特征在于，所述控制系统还包括：备用电源，在汽车发生碰撞导致汽车蓄电池和汽车发电机都与所述控制系统断开时，为所述控制系统内的各个设备提供供电；静态存储器，用于预先存储加速度变化率阈值、第一距离阈值、第二距离阈值、第一角度阈值和第二角度阈值，还用于预先存储人体灰度上限阈值和人体灰度下限阈值，所述人体灰度上限阈值和所述人体灰度下限阈值用于将图像中的人体与背景分离，所述加速度变化率阈值、所述第一距离阈值、所述第二距离阈值、所述第一角度阈值、所述第二角度阈值、所述人体灰度上限阈值和人体灰度下限阈值都为所述控制系统出厂时被制造商预先置入的参数，所述第一距离阈值大于所述第二距离阈值，所述第一角度阈值大于所述第二角度阈值；重量传感器，设置在汽车副驾驶座椅下方，用于检测在汽车副驾驶座椅上是否存在乘客，当检测到存在乘客时，输入有人乘坐信号，当检测到不存在乘客时，输入无乘客信号；无线收发器，设置在汽车车体上，与所述数字信号处理器连接，用于将接收到的水平距离和副驾驶位置乘客躯干部与腿部的夹角无线发送给汽车所在单位的内部网络上；所述气囊机构包括气囊主体、气体发生器和固态燃料存储罐，所述气囊主体与所述固态燃料存储罐连接，所述气体发生器与所述固态燃料存储罐连接，用于点燃所述固态燃料存储罐内的燃料以产生气体充入所述气囊主体中；所述碰撞强度传感器位于汽车的仪表盘内，用于检测汽车的加速度变化率；所述超声波传感器位于汽车仪表盘上，包括超声波发射机、超声波接收机和微控制器，所述微控制器与所述超声波发射机和所述超声波接收机分别连接，所述超声波发射机向副驾驶位置乘客躯干部发射超声波，所述超声波接收机接收副驾驶位置乘客躯干部反射的超声波，所述微控制器根据所述超声波发射机的发射时间、所述超声波接收机的接收时间和超声波传播速度计算副驾驶位置乘客躯干部距离仪表盘的水平距离，所述超声波传播速度为340米每秒；所述乘客姿态检测机构包括高清摄像头、灰度处理器、乘客识别器和姿态识别器；所述高清摄像头设置在汽车驾驶员座椅一侧的A柱上方，用于对副驾驶位置乘客进行拍摄以获得高清乘客图像，所述高清乘客图像的分辨率为1920×1080；所述灰度处理器与所述高清摄像头连接，用于对所述高清乘客图像执行灰度化处理，以获得灰度乘客图像；所述乘客识别器与所述灰度处理器和所述静态存储器分别连接，将所述灰度乘客图像中灰度值在所述人体灰度上限阈值和所述人体灰度下限阈值之间的所有像素组成人体图案；所述姿态识别器与所述乘客识别器连接，将所述人体图案中人体躯干部与人体腿部的夹角识别出并作为副驾驶位置乘客躯干部与腿部的夹角输出；所述数字信号处理器与所述气体发生器、所述重量传感器、所述静态存储器、所述碰撞强度传感器、所述超声波传感器和所述姿态识别器分别连接，当接收到有人乘坐信号且加速度变化率大于等于加速度变化率阈值，进入气囊展开模式，当接收到无乘客信号或加速度变化率小于加速度变化率阈值，进入气囊回收模式；其中，所述数字信号处理器在所述气囊展开模式中，当接收到的水平距离大于等于所述第一距离阈值且副驾驶位置乘客躯干部与腿部的夹角大于等于所述第一角度阈值时，向所述气体发生器发送高强度展开信号，当接收到的水平距离在所述第一距离阈值和所述第二距离阈值之间且副驾驶位置乘客躯干部与腿部的夹角在所述第一角度阈值和所述第二角度阈值之间时，向所述气体发生器发送低强度展开信号，当接收到的水平距离小于等于所述第二距离阈值且副驾驶位置乘客躯干部与腿部的夹角小于等于所述第二角度阈值时，向所述气体发生器发送抑制展开信号；其中，所述气体发生器根据接收到的、数字信号处理器发送的信号类型，控制其点燃所述固态燃料存储罐内的燃料的方式；显示器，设置在汽车仪表盘上，与所述数字信号处理器连接，用于实时显示水平距离，还用于实时显示副驾驶位置乘客躯干部与腿部的夹角；所述气体发生器在接收到高强度展开信号时，点燃所述固态燃料存储罐内的全部燃料。