一种行人保护系统、方法及车辆与流程

[0001]
本发明涉及保护行人防止碰撞的安全技术，特别涉及一种行人保护系统、方法及车辆。


背景技术：

[0002]
据统计，近年来中国每年死于交通事故的行人超过2万人，约占总交通事故死亡人数的30％。欧盟统计的道路交通事故中，行人死亡数是车内乘员的9倍。并且调查显示，在行人与车辆撞击的交通事故中，因头部撞击导致死亡的人数占据很大的比例，当车辆与行人发生碰撞时，在车辆与行人的腿部发生碰撞后，行人容易以腿部为中心撞向车头，而行人头部容易砸到发动机舱盖板末端。人的头部撞击能量非常大，足以让机舱盖变形。机舱盖下的发动机舱内一般设置有雨刮电机和发动机等硬度较大的部件，机舱盖变形后，行人的头部容易与发动机舱内部的这些硬点发生二次碰撞，而这些硬点和行人的头部发生碰撞的能量较大，且由于行人头部较为脆弱及其重要性，这些碰撞对人体的伤害是致命的。
[0003]
在现有的保护行人、防止对行人的二次碰撞的技术中，主要有主动式发盖技术。该主动式发盖技术是一种车辆前方与行人发生碰撞后，主动升起发动机盖以保护行人的技术。它是通过安装在前保险杠上的加速度碰撞传感器或者压力碰撞传感器感应行人腿部与保险杠之间发生的碰撞，来判定是否需要弹起发动机盖，如需要，则发出弹起发动机盖的指令，以保护弹到发动机盖上的行人。但是这种单一的判断方式有很大的局限性，出现误判的可能性会很大，也会带来很大的维修成本，同时只是通过发动机盖的弹起保护行人的范围较少，当行人较高大时，在碰撞时其头部已经越过发动机盖，因此单一的判断方式和保护方式不能满足现在的需求。
[0004]
因此急需一种新的技术方案来提高行人保护的问题。


技术实现要素：

[0005]
针对现有技术的上述问题，本发明的目的在于，提供一种行人保护系统、方法及车辆。
[0006]
为了解决上述技术问题，本发明的具体技术方案如下：
[0007]
一方面，本发明提供一种行人保护系统，所述包括：
[0008]
发动机罩装置，包括发动机罩、机罩锁扣组件和铰链组件，所述机罩锁扣组件设置在所述发动机罩的前端，在工作时用于将所述发动机罩前端抬起，所述铰链组件设置在所述发动机罩的后端，在工作时用于将所述发动机罩后端抬起，所述铰链组件与控制模块电连接；
[0009]
图像采集模块，用于实时采集车辆前方物体形状信息和距离车辆距离信息，所述形状信息包括外形信息和高度信息；
[0010]
接触传感器模块，用于获取车辆前方接触物体的质量信息；
[0011]
速度传感器模块，用于实时获取车辆的速度信息；
[0012]
控制模块，用于接收并分析所述图像采集模块、接触传感器模块和速度传感器模块的信息，并控制车辆执行相应的保护策略；
[0013]
保护气囊，设置在车辆挡风玻璃下沿和a柱区域，用于接收所述控制模块的信号并打开气囊；
[0014]
刹车模块，用于接收所述控制模块的信号并控制车辆刹车。
[0015]
所述机罩锁扣组件包括机罩锁扣、机罩锁和机罩锁安装支架，所述机罩锁扣固定在所述发动机罩的前端，所述机罩锁安装支架固定在车身上，用于安装所述机罩锁，所述机罩锁通过所述机罩锁扣将所述发动机罩前端固定；所述铰链组件包括主动式铰链和顶升器，所述主动式铰链和顶升器配合使用，所述顶升器用于接收所述控制模块指令将所述主动式铰链打开，从而带动所述发动机罩的前端抬起。
[0016]
作为可选地，所述机罩锁扣组件和所述铰链组件均设置两个，其中两个所述机罩锁扣组件设置在所述发动机罩的前端的两侧，两个所述铰链组件设置在所述发动机罩的后端的两侧。
[0017]
进一步地，所述机罩锁扣包括第一纵臂、第二纵臂和锁横梁，所述第一纵臂和第二纵臂相对设置，且均固定在所述发动机罩上，所述锁横梁用于固定所述机罩锁，包括水平横臂和圆弧横臂，在所述机罩锁扣组件打开过程中，所述机罩锁的位置由所述水平横臂移动到所述圆弧横臂，从而使所述发动机罩的前端抬起。
[0018]
进一步地，所述图像采集模块包括：
[0019]
形状采集单元，用于采集车辆前方物体的形状信息，所述形状信息包括外形信息和高度信息；
[0020]
距离采集单元，用于采集车辆前方物体的距离信息。
[0021]
进一步地，所述接触传感器模块包括：
[0022]
加速度采集单元，用于采集车辆前方物体与车辆碰撞时的加速度信息；
[0023]
压力采集单元，用于采集车辆前方物体与车辆碰撞时的压力信息。
[0024]
进一步地，所述控制模块包括：
[0025]
第一判断单元，用于根据车辆车速和与前方物体的距离信息判断车辆是否会碰撞前方物体；
[0026]
第一控制单元，用于在确定会碰撞前方物体时控制车辆减速刹车；
[0027]
第二判断单元，用于判断车辆在减速刹车时是否会继续碰撞前方物体，并且在发生碰撞时获取碰撞速度；
[0028]
第三判断单元，用于判断碰撞速度是否超过速度阈值；
[0029]
第四判断单元，用于在碰撞速度超过速度阈值时判断碰撞物体是否是人类；
[0030]
第五判断单元，用于在碰撞物体为人类时，判断碰撞高度是否超过机盖后缘wad线；
[0031]
质量计算模块，用于根据车辆前方物体与车辆碰撞时的加速度信息和压力信息计算碰撞物体的质量信息；
[0032]
第二控制单元，用于在碰撞高度超过机盖后缘wad线时，控制所述发动机罩装置和保护气囊同时工作；
[0033]
第三控制单元，用于在碰撞高度没有超过机盖后缘wad线时，控制所述发动机罩装
置工作。
[0034]
另一方面，本发明还提供一种行人保护方法，所述方法包括以下步骤：
[0035]
实时获取车辆前方物体形状信息、距离车辆距离信息和车辆速度信息，所述形状信息包括外形信息和高度信息；
[0036]
判断车辆是否会和前方物体碰撞；
[0037]
若车辆会和前方物体碰撞，则控制车辆减速刹车，并判断车辆是否会继续和前方物体碰撞；
[0038]
若车辆会继续和前方物体碰撞，则判断碰撞时的速度是否超过速度阈值；
[0039]
若碰撞时速度超过速度阈值，判断碰撞物体是否是人类；
[0040]
若碰撞物体是人类，则判断人类碰撞高度是否超过机盖后缘wad线；
[0041]
若超过，则控制发动机罩装置和保护气囊同时工作，若没有超过，则控制发动机罩装置工作。
[0042]
进一步地，若车辆减速刹车不会碰到前方物体或车辆减速刹车会碰到前方物体但其碰撞速度不超过速度阈值或碰撞物体是非人类时，则仅控制车辆减速刹车。
[0043]
进一步地，所述若车辆会继续和前方物体碰撞，则判断碰撞时的速度是否超过速度阈值包括：
[0044]
若车辆会继续和前方物体碰撞，则获取车辆与前方物体碰撞时的速度信息；
[0045]
判断所述速度信息是否超过速度阈值。
[0046]
进一步地，所述若碰撞时速度超过速度阈值，判断碰撞物体是否是人类包括：
[0047]
获取前方碰撞物体碰撞时的加速度信息和压力信息；
[0048]
根据前方碰撞物体碰撞时的加速度信息和压力信息，获取前方碰撞物体的质量信息，
[0049]
根据碰撞物体的形状信息和质量信息，判断碰撞物体是否是人类。
[0050]
第三方面，本发明还提供一种车辆，所述车辆设置上述所述的一种行人保护系统。
[0051]
采用上述技术方案，本发明所述的一种行人保护系统、方法及车辆具有如下有益效果：
[0052]
1.本发明所述的一种行人保护系统、方法及车辆，通过发动机罩前后端均抬起的方式增加了碰撞时的能量缓冲空间，更大程度的保护行人。
[0053]
2.本发明所述的一种行人保护系统、方法及车辆，发动机罩前后端通过简单的结构，能够实现可复位的功能，提高了发动机罩的使用效率和降低了维修成本。
[0054]
3.本发明所述的一种行人保护系统、方法及车辆，通过行人自身信息和车辆信息综合判断，提高该系统的利用效率，同时也提高了对行人的保护效率。
[0055]
4.本发明所述的一种行人保护系统、方法及车辆，适用于各种类型形态的碰撞物体，扩大了适用范围和使用的工况。
附图说明
[0056]
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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
它附图。
[0057]
图1本发明所述的一种行人保护系统的结构简图；
[0058]
图2是图1中图像采集模块的结构示意图；
[0059]
图3是图1中接触传感器模块的结构示意图；
[0060]
图4是图1中控制模块的结构示意图；
[0061]
图5是图1中发动机罩装置在闭合状态下的结构示意图；
[0062]
图6是图1中发动机罩装置在工作状态下的结构示意图；
[0063]
图7是发动机罩装置中的机罩锁扣的结构示意图；
[0064]
图8是发动机罩装置在闭合状态下机罩锁和机罩锁扣配合图；
[0065]
图9是发动机罩装置在工作状态下机罩锁和机罩锁扣配合图；
[0066]
图10本发明所述的一种行人保护方法的步骤图解；
[0067]
图11本发明所述的一种行人保护方法的流程图解。
[0068]
图中：1-发动机罩装置，2-图像采集模块，3-接触传感器模块，4-速度传感器模块，5-控制模块，6-保护气囊，7-刹车模块，11-发动机罩，12-机罩锁扣组件，13-铰链组件，21-形状采集单元，22-距离采集单元，31-加速度采集单元，32-压力采集单元，51-第一判断单元，52-第一控制单元，53-第二判断单元，54-第三判断单元，55-第四判断单元，56-第五判断单元，57-质量计算模块，58-第二控制单元，59-第三控制单元，121-机罩锁扣，122-机罩锁，123-机罩锁安装支架，131-主动式铰链，132-顶升器，1211-第一纵臂，1212-第二纵臂，1213-锁横梁。
具体实施方式
[0069]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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的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。
[0070]
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0071]
实施例1
[0072]
针对现有技术中对行人保护以及防止对行人的二次碰撞的技术中，一般都是采用单一的触发模式来增加发动机盖的能量缓冲空间，这种技术方案会增加误判的情况发生，同时也不利于各种工况环境下的保护，因此本发明提供了一种行人保护系统，如图1所示，为本说明书一个实施例提供的行人保护系统的结构示意图。
[0073]
具体地，如图5至9所示，所述系统包括发动机罩装置1，所述发动机罩装置1包括发动机罩11、机罩锁扣组件12和铰链组件13，其中所述发动机罩11覆盖在发动机舱上部，起到
承受行人本体的作用，所述机罩锁扣组件12设置在所述发动机罩11的前端，所述铰链组件13设置在所述发动机罩11的后端，所述铰链组件13与控制模块5电连接；图像采集模块2，用于实时采集车辆前方物体形状信息和距离车辆距离信息；接触传感器模块3，用于获取车辆前方接触物体的质量信息；速度传感器模块4，用于实时获取车辆的速度信息，已确定系统工况；控制模块5，用于接收并分析所述图像采集模块2、接触传感器模块3和速度传感器模块4的信息，并控制车辆执行相应的保护策略；保护气囊6，设置在车辆挡风玻璃下沿和a柱区域，用于接收所述控制模块5的信号并打开气囊，为行人头部提供缓冲作用；刹车模块7，用于接收所述控制模块5的信号并控制车辆刹车。
[0074]
作为示例性的，所述控制模块5可以是安全气囊控制器(acu)，其具有所述控制模块的全部功能，当然了，整车控制器(ecu)等能实现相似功能的控制装置也可以，其中刹车模块7可以是车辆自带的刹车系统，当然了类似类似的自动刹车系统(aeb)、自适应巡航系统(acc)亦可达到本方案的效果，所述速度传感器模块4通过测量所述车辆的车轮每秒钟圈数和所述车轮已知周长计算测得车辆行驶速度，其他的测速方法也在本发明的保护范围内，图像采集模块2可以是摄像头、雷达探测器、激光探测器等能实现相似功能的图像采集元器件。
[0075]
其中，所述机罩锁扣组件12包括机罩锁扣121、机罩锁122和机罩锁安装支架123，作为具体地，所述机罩锁扣121连接在发动机罩上，用于将发动机罩前端和发动机罩锁相对固定，在发动机罩11处于正常打开状态时，与发动机罩锁分离，当发动机罩关闭时，机罩锁扣被发动机罩锁锁舌勾住，使机盖被固定住。所述机罩锁122固定在所述机罩锁扣121的锁横梁1213上，用于在平时状态下将发动机罩11的前端与车身相对固定，在主动式机罩启动时，用于固定机罩，使其不能y向移动，但机罩可x向滑动和绕锁与锁扣接触点为原点的y轴转动；所述机罩锁安装支架123固定在车身上，用于安装所述机罩锁122。
[0076]
所述机罩锁扣121包括第一纵臂1211、第二纵臂1212和锁横梁1213，所述第一纵臂1211底端和第二纵臂1212底端由锁横梁1213相连成几字结构，并且所述机罩锁扣121为钢筋一体冲压而成；所述第一纵臂1211和第二纵臂1212相对设置，并且所述第一纵臂1211和第二纵臂1212所成平面与zx平面平行，所述锁横梁1213用于固定所述机罩锁122，包括水平横臂和圆弧横臂，在所述机罩锁扣组件12打开过程中，所述机罩锁122的位置由所述水平横臂移动到所述圆弧横臂，作为可选地，所述机罩锁122与zy平面存在一定角度，且所述机罩锁122上部相对于所述机罩锁下端更靠近车辆前端。
[0077]
同时所述铰链组件13包括主动式铰链131和顶升器132，所述顶升器132用于接收所述控制模块5指令将所述主动式铰链131打开，所述主动式铰链131为可复位主动式铰链，固定在下车体上，在平时状态下将发动机罩后端与车身相对固定，在主动式机罩启动时，用于使机罩后端抬升，并控制机罩后端不能y向移动；所述顶升器固定在下车体上，在平时状态下将发动机罩11的后端与车身相对固定，在主动式机罩启动时，用于使机罩后端抬升，并控制机罩后端不能y向移动，进而带动所述机罩锁122从锁横梁1213的水平横臂移动到圆弧横臂，从而使得发动机罩11的前端抬起，作为可选地，所述主动式铰链131采用三连杆铰链，因此所述主动式铰链被所述顶升器顶起后，连接机罩部分相对于连接下车体部分向车辆后端移动。
[0078]
所述图像采集模块2通过测量车辆宽度的探测范围来确定撞击物是否在车辆的撞
击范围内，通过测量车辆与撞击物间的距离与撞击物在图像中的高度，结合摄像头离地高度计算确定撞击物实际高度，具体地，如图2所示，所述图像采集模块2包括：
[0079]
形状采集单元21，用于采集车辆前方物体的形状信息，所述形状信息包括外形信息和高度信息；
[0080]
距离采集单元22，用于采集车辆前方物体的距离信息。
[0081]
所述接触传感器模块3通过测量物体与车辆接触带来的加速度信号或者压力信号来确定物体质量，具体地，如图3所示，所述接触传感器模块3包括：
[0082]
加速度采集单元31，用于采集车辆前方物体与车辆碰撞时的加速度信息；
[0083]
压力采集单元32，用于采集车辆前方物体与车辆碰撞时的压力信息。
[0084]
所述控制模块5通过接收所述图像采集模块2、接触传感器模块3和速度传感器模块4的信息，并分析接收到的信息，发出相应的控制指令，具体地，如图4所示，所述控制模块5包括：
[0085]
第一判断单元51，用于根据车辆车速和与前方物体的距离信息判断车辆是否会碰撞前方物体；
[0086]
第一控制单元52，用于在确定会碰撞前方物体时控制车辆减速刹车；
[0087]
第二判断单元53，用于判断车辆在减速刹车时是否会继续碰撞前方物体，并且在发生碰撞时获取碰撞速度；
[0088]
第三判断单元54，用于判断碰撞速度是否超过速度阈值，其中所述速度阈值为碰撞行人不受伤害的速度值；
[0089]
第四判断单元55，用于在碰撞速度超过速度阈值时判断碰撞物体是否是人类；
[0090]
第五判断单元56，用于在碰撞物体为人类时，判断碰撞高度是否超过机盖后缘wad线；
[0091]
质量计算模块57，用于根据车辆前方物体与车辆碰撞时的加速度信息和压力信息计算碰撞物体的质量信息；
[0092]
第二控制单元58，用于在碰撞高度超过机盖后缘wad线时，控制所述发动机罩装置1和保护气囊6同时工作；
[0093]
第三控制单元59，用于在碰撞高度没有超过机盖后缘wad线时，控制所述发动机罩装置1工作。
[0094]
本说明书另一个实施例提供了一种行人保护方法，所述方法通过上述提供的一种行人保护系统实现，具体地，如图10和11所示，所述方法包括以下步骤：
[0095]
实时获取车辆前端物体形状信息、距离车辆距离信息和车辆速度信息；
[0096]
判断车辆是否会和前方物体碰撞；
[0097]
若车辆会和前方物体碰撞，则控制车辆减速刹车，并判断车辆是否会继续和前方物体碰撞；
[0098]
若车辆会继续和前方物体碰撞，则判断碰撞时的速度是否超过速度阈值；
[0099]
若碰撞时速度超过速度阈值，判断碰撞物体是否是人类；
[0100]
若碰撞物体是人类，则判断人类碰撞高度是否超过机盖后缘wad线；
[0101]
若超过，则控制发动机罩装置和保护气囊同时工作，若没有超过，则控制发动机罩装置工作。
[0102]
其中所述若车辆会继续和前方物体碰撞，则判断碰撞时的速度是否超过速度阈值包括：
[0103]
若车辆会继续和前方物体碰撞，则获取车辆与前方物体碰撞时的速度信息；
[0104]
判断所述速度信息是否超过速度阈值。
[0105]
其中所述若碰撞时速度超过速度阈值，判断碰撞物体是否是人类包括：
[0106]
获取前方碰撞物体碰撞时的加速度信息和压力信息；
[0107]
根据前方碰撞物体碰撞时的加速度信息和压力信息，获取前方碰撞物体的质量信息，
[0108]
根据碰撞物体的形状信息和质量信息，判断碰撞物体是否是人类。
[0109]
作为示例性地，当司机驾驶车辆在行驶过程过，设置在车辆前端的摄像头实时采集车辆前方物体的形状信息和距离信息，车辆acu通过车速和与前方物体的距离判断是否会撞上物体，若没有不发出任何控制指令，若能碰撞上，则控制车联减速刹车，并判断减速刹车过程中是否会继续撞上前方物体，若没有撞上或撞上时的速度很小，低于预设的速度阈值，则仅进行刹车即可，需要说明的是预设的速度阈值是根据车型的结构确定的，在低于速度阈值的情况下，对前方物体的碰撞力很小，几乎没有任何伤害。当在碰撞时的速度大于预设的速度阈值时，还需要通过碰撞物体的形状和质量等信息判断是否是人类，若是非人类，则该保护系统就不需要启动，因此只需刹车操作即可，若是人类，则会启动发动机罩装置，防止行人头部发生二次碰撞，当然还需要判断行人的碰撞高度，如果太高，甚至超过了机罩后缘wad线，则行人头部会碰撞到前挡风玻璃上，受到的危害更大，因此这时候需要控制保护气囊执行点爆功能，从而为行人头部提供缓冲作用。
[0110]
当然了，本方法保护的不限于人类，在其他动物出现被碰撞的情况下，依然适用发明的技术方案。
[0111]
本发明的第三个实施例提供了一种车辆，所述车辆设置有上述提供的一种行人保护系统，并通过上述行人保护系统实行上述提供的行人保护方法。
[0112]
通过上述提供的实施例具有如下有益效果：
[0113]
1)本发明所述的一种行人保护系统、方法及车辆，通过发动机罩前后端均抬起的方式增加了碰撞时的能量缓冲空间，更大程度的保护行人。
[0114]
2)本发明所述的一种行人保护系统、方法及车辆，发动机罩前后端通过简单的结构，能够实现可复位的功能，提高了发动机罩的使用效率和降低了维修成本。
[0115]
3)本发明所述的一种行人保护系统、方法及车辆，通过行人自身信息和车辆信息综合判断，提高该系统的利用效率，同时也提高了对行人的保护效率。
[0116]
4)本发明所述的一种行人保护系统、方法及车辆，适用于各种类型形态的碰撞物体，扩大了适用范围和使用的工况。
[0117]
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0118]
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

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