[发明专利]一种安全气囊弹起控制方法

权利要求书

1.一种安全气囊弹起控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1. 传感器的安装与信息获取；

步骤1.1 在驾驶舱外设置的传感器，包括：第一视觉相机、毫米波雷达、激光雷达；

所述第一视觉相机和毫米波雷达安装于车辆四周，并用于感知车辆周围的环境信息，所述激光雷达安装在车辆前保，并用于感知车辆前方的环境信息；

步骤 1.3 在驾驶舱内设置的传感器包括：第二视觉相机和超声波雷达；

所述第二视觉相机安装在驾驶舱顶，并用于检测驾驶舱内的图像；所述超声波雷达安装在驾驶舱四门内侧，并用于检测障碍物与车门的距离信息；

步骤2. 传感器信息的信息融合：

步骤2.1 坐标系的转换：将毫米波雷达的坐标、激光雷达的坐标与第一视觉相机的坐标转换为同一坐标系下的坐标；

步骤2.2 信息的融合：

步骤2.2.1所述毫米波雷达判断是否接收到毫米波雷达回波信号，若是，则表示有障碍物，并执行步骤2.2.2；否则，表示无障碍物，并返回2.2.1；

步骤2.2.2所述毫米波雷达根据发出的超声波及接收到回波信号的时间差、所述毫米波雷达的传播速度和角度信息，计算车辆与障碍物之间的距离、障碍物所在的方位以及障碍物的尺寸；

步骤2.2.3根据所述障碍物与车辆的距离距离以及障碍物的方位划定所述第一视觉相机的感兴趣区域；

步骤2.2.4在感兴趣区域内，所述第一视觉相机利用基于障碍物识别方法对障碍物进行识别，得到障碍物与车辆之间的距离、障碍物所在的方位以及障碍物的尺寸；

步骤2.2.5所述激光雷达判断是否接收到障碍物返回的激光回波信号，若是，则表示有障碍物，并得到障碍物与车辆之间的距离、障碍物所在的方位以及障碍物的尺寸，执行步骤2.2.6；否则，表示无障碍物，并返回步骤2.2.5；

步骤2.2.6控制器对所述毫米波雷达、所述第一视觉相机、激光雷达分别所获得的车辆与障碍物之间的距离、障碍物所在的方位以及障碍物的尺寸进行误差判断，确定是否均在误差范围内，若是，则表示存在一个车外的障碍物，并将三者所获得的数据进行融合，得到障碍物的距离及方位角，并执行步骤3；否则，表示存在多个车外的障碍物，并选取与车辆最近的障碍物执行步骤3；

步骤 3 碰撞信息的计算；

步骤3.1利用式(1)计算碰撞时间T1：

T1=S/V1 (1)

式(1)中，S为车辆与最近障碍物之间的相对距离，V1为车辆相对障碍物的运动速度；

步骤3.2利用式(2)计算车辆与障碍物之间的相对距离S：

S=(k1×S_相+k2×S_毫+k3×S_激)/(k1+k2+k3) (2)

式(2)中，S_相为所述第一视觉相机计算的障碍物的距离，S_毫为毫米波雷达从发出超声波到接收到回波信号之间车辆行驶的距离，S_激为激光雷达检测到的障碍物距行驶车辆的距离，k1、k2、k3为对应的系数，并通过标定得到；S_相、S_毫、S_激为同一障碍物的距离，当未检测到障碍物时，其对应系数为0；

步骤3.3利用式(3)计算车辆的制动时间T2：

T2=(V-V1)/a (3)

式(3)中，V为车辆的运动速度，a为车辆允许最大制动加速度；

步骤3.4利用式(4)计算车辆的制动时间T2’：

T2’= i×(V-V1)/ a × n (4)

式(4)中，i =1, 2,..., n，n为车辆的加速度变化步长；

步骤3.5驾乘人员及姿态确认；

步骤3.5.1车辆上电后，为驾驶舱内的超声波雷达、第二视觉相机供电，使得超声波雷达视觉相机开始工作；

步骤3.5.2利用式(5)计算超声波雷达与车内障碍物的回波距离S’：

S’=V’ × T’ / 2 (5)

式(5)中，V’为超声波的传播速度，T’为所述超声波雷达从发出超声波雷达到接收到回波信号的时间差；

步骤3.5.3假设驾驶舱内两侧门之间的宽度为L，当后排座椅无驾乘人员时，布置在车门内侧的超声波传感器探测到的障碍物距离均为L；

当后排座椅上有一个乘客或其他物品时，其两侧超声波雷达探测到的障碍物距离分别为L1和L2，且满足关系式：L - L1 - L2 ≥W；其中，W表示超声波雷达探测到乘客的最小宽度；

若 2W L1 - L2 L-W时，则表示乘客或其他物品靠近L2的一侧；

若 2W L2 - L1 L-W时，则表示乘客或其他物品靠近L1的一侧；

若0≤|L1-L2|≤2W时，则表示乘客或其他物品位于后排座位的中间位置；

当后排座椅上有两个及以上乘客或其他物品时，其两侧超声波雷达探测到的障碍物距离分别为L3和L4，且满足如式(6)所示的关系式：

0≤| L3 - L4| ≤ (L-2W) (6)

当前排副驾有乘客或其他物品时，其两侧超声波雷达探测到的障碍物距离L5满足如式(7)所示的关系式：

0≤L5(L/2 - W) (7)

步骤3.5.4基于驾驶舱内的第二视觉传感器，所述超声波雷达判定对应座椅上的障碍物时是否为驾乘人员：

步骤3.5.4.1所述第二视觉相机将有障碍物的区域设置为感兴趣区域，并利用图像处理方法对感兴趣区域进行识别，以确定是否有驾乘人员，若有驾乘人员，则将识别结果与人体姿态数据库进行比对，确定驾乘人员的姿态，从而根据所确定的姿态使对应位置的安全气囊处于待机状态，若无驾乘人员，则使安全气囊处于关闭状态；

步骤3.6如果T2≥T1，则认为车辆与障碍物有碰撞风险，并执行步骤4，否则，认为车辆与障碍物无碰撞风险，并结束；

步骤4 安全气囊的弹起控制：

控制器基于车辆相对运动轨迹、车辆轮廓及探测到的障碍物尺寸、障碍物相对车辆方位判断车辆可能的碰撞区域，并根据车辆相对障碍物的运动速度V1判断驾乘人员的受伤害程度，若运动速度V1大于设定值时，则认为碰撞对驾乘人员有较大的伤害，并在碰撞瞬间向安全气囊控制系统发送弹起指令，所述安全气囊控制系统收到安全气囊弹起指令后，根据驾乘人员的位置、姿态及碰撞区域延迟X秒后控制对应处于待机状态的安全气囊弹起，否则，安全气囊不弹起。