一种基于多传感器融合的驾驶员离位响应采集系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种基于多传感器融合的驾驶员离位响应采集系统及方法，涉及车辆安全和生物力学领域，系统中

【技术实现步骤摘要】
一种基于多传感器融合的驾驶员离位响应采集系统及方法


[0001]本专利技术涉及车辆安全和生物力学领域，特别是涉及一种基于多传感器融合的驾驶员离位响应采集系统及方法
。

技术介绍

[0002]道路交通事故造成的死亡和重伤仍是当今社会一个重要的健康和经济问题
。
近年来，车辆综合安全系统的发展旨在避免事故的发生，减轻事故严重程度以及保护未能避免发生碰撞后的相关弱势群体
。
自动刹车系统（
Autonomous Emergency Braking
，简称
AEB
）是一种汽车主动安全技术
。Euro NCAP
（欧洲新车评价规程）在
2016
年将
AEB
‑
VRU
纳入测试评价体系，
C
‑
NCAP
（中国新车评价规程）在
2020
年将
AEB
‑
Cyclist
纳入测试评价体系，在各行各业的督促中
AEB
系统不断提升与完善
。
如今
AEB
系统在乘用车上的搭载率逐渐过半，随着近些年自动驾驶领域的蓬勃发展该系统的配备率在未来也是大势所趋，所以针对该形势各国汽车新车评价规程中工况的更新与进阶也有待进一步去摸索，使新车评估规程与时俱进，跟上汽车发展大潮
。
[0003]为开发更加符合实际的碰撞工况，需要进行碰撞前乘员运动姿态的采集以及素材积累
。
目前乘员运动姿态采集方法主要有两种，一种是日本机动车研究中心搭建的能够完整模拟
AEB
制动过程的台车试验设备，通过在假人躯干粘贴标记记录假人的运动情况，但相关的试验和研究结果表明利用假人模型测试得到的关键部位的位移量比真人减少了
46%
，且大量的资料指出人体在制动阶段肌肉会有明显反应，将影响后期乘员的运动响应，可见利用假人模型采集乘员的运动姿态存在一定的局限性
。
另一种乘员运动姿态采集方法是通过志愿者实车试验进行相关数据采集
。
通过视频摄像的方式记录志愿者的运动姿态，然后再通过视频分析软件进行乘员的运动姿态分析，通过志愿者实车试验的方法能够将
AEB
过程中车内乘员真实的运动过程采集到，乘员运动轨迹模拟更加精准
。
[0004]上述台车实验不能准确还原真人的运动学响应以及无法测量实验过程中肌肉激活情况，与真实人体响应存在较大差异，也无法体现在制动过程中肌肉激活对乘员离位姿态的影响
。
上述乘员运动姿态采集方法也无法获取驾驶员的肌肉激活情况，且不能保证肌电信号数据与其他传感器采集数据的一致性
。
因此为解决上述方案中的缺陷，亟需提供一种新的驾驶员离位响应的采集系统或方法
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种基于多传感器融合的驾驶员离位响应采集系统及方法，能够保证车辆模块在不同强度
AEB
作用下采集的乘员的运动学响应以及肌肉激活情况的准确性和同步性
。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]一种基于多传感器融合的驾驶员离位响应采集系统，包括：车辆模块
、AEB
输入模块以及多传感器融合采集模块；
[0008]所述
AEB
输入模块和所述多传感器融合采集模块均与车辆模块连接，并基于所述车辆模块内的电机进行供电；
[0009]所述
AEB
输入模块用于通过控制所述车辆模块的油门开度及制动，提供所述车辆模块内的自动刹车系统
AEB
的制动减速度输入以及测量制动过程中所述车辆模块的运动信息；所述运动信息包括：车身俯仰角
、
车身加速度以及车身速度；
[0010]所述多传感器融合采集模块与所述
AEB
输入模块连接；所述多传感器融合采集模块包括：肌电信号采集装置
、
离位姿态采集装置以及摄像头模块；所述肌电信号采集装置与第一压敏传感器连接；所述离位姿态采集装置与第二压敏传感器连接；所述肌电信号采集装置用于当制动减速度输入时，触发第一压敏传感器，采集待采集对象的肌肉激活情况；所述离位姿态采集装置用于当制动减速度输入时，触发第二压敏传感器时，采集待采集对象的颈部离位情况
、
安全带拉出位移量
、
安全带受力情况以及车辆模块状态；所述摄像头模块用于采集待采集对象的运动学数据，进而根据运动学数据确定待采集对象的头部位移和肩部位移
。
[0011]可选地，所述
AEB
输入模块为
ABD
驾驶机器人
。
[0012]可选地，所述
ABD
驾驶机器人的型号为
BR1000HS
制动机器人；
BR1000HS
制动机器人包括：电源箱
、
控制箱
、
控制电子软件设备
、
制动装置以及
RT
装置；
[0013]电源箱与车辆模块的电机接通；
[0014]控制箱与电源箱连接；
[0015]RT
装置安装在车辆模块的外侧顶盖部位；
RT
装置用于实时监测车辆模块的运动信息；
[0016]制动装置固定安装在车辆模块内的驾驶员座椅上；并将制动装置的制动踏杆与车辆模块的制动踏板固定在一起
。
[0017]可选地，所述肌电信号采集装置包括：肌电信号采集器和肌电信号采集分析单元；所述肌电信号采集器贴在待采集对象的目标肌肉上
。
[0018]可选地，所述肌电信号采集器包括：电极阵列
、
模拟前端
、
控制单元
、
传输单元和电源单元
。
[0019]可选地，所述离位姿态采集装置包括：颈部位移传感器
、
安全带肩带力传感器
、
安全带腰带力传感器以及安全带拉出位移传感器；
[0020]所述颈部位移传感器安装在待采集对象的座椅头枕处；所述颈部位移传感器用于采集待采集对象的颈部离位情况；
[0021]所述安全带肩带力传感器安装在安全带系好后待采集对象肩部上侧设定距离处；
[0022]所述安全带腰带力传感器安装在安全带系好后的拉出位置
。
[0023]可选地，所述摄像头模块包括：第一摄像头
、
第二摄像头以及第三摄像头；
[0024]所述第一摄像头安装在驾驶员位前挡风玻璃正对驾驶员位置处；所述第一摄像头用于从正前方记录驾驶员姿态变化；
[0025]所述第二摄像头安装在副驾驶员位前挡风玻璃处；所述第二摄像头用于从侧前方记录驾驶员离位姿态；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于多传感器融合的驾驶员离位响应采集系统，其特征在于，包括：车辆模块
、AEB
输入模块以及多传感器融合采集模块；所述
AEB
输入模块和所述多传感器融合采集模块均与车辆模块连接，并基于所述车辆模块内的电机进行供电；所述
AEB
输入模块用于通过控制所述车辆模块的油门开度及制动，提供所述车辆模块内的自动刹车系统
AEB
的制动减速度输入以及测量制动过程中所述车辆模块的运动信息；所述运动信息包括：车身俯仰角
、
车身加速度以及车身速度；所述多传感器融合采集模块与所述
AEB
输入模块连接；所述多传感器融合采集模块包括：肌电信号采集装置
、
离位姿态采集装置以及摄像头模块；所述肌电信号采集装置与第一压敏传感器连接；所述离位姿态采集装置与第二压敏传感器连接；所述肌电信号采集装置用于当制动减速度输入时，触发第一压敏传感器，采集待采集对象的肌肉激活情况；所述离位姿态采集装置用于当制动减速度输入时，触发第二压敏传感器时，采集待采集对象的颈部离位情况
、
安全带拉出位移量
、
安全带受力情况以及车辆模块状态；所述摄像头模块用于采集待采集对象的运动学数据，进而根据运动学数据确定待采集对象的头部位移和肩部位移
。2.
根据权利要求1所述的一种基于多传感器融合的驾驶员离位响应采集系统，其特征在于，所述
AEB
输入模块为
ABD
驾驶机器人
。3.
根据权利要求2所述的一种基于多传感器融合的驾驶员离位响应采集系统，其特征在于，所述
ABD
驾驶机器人的型号为
BR1000HS
制动机器人；
BR1000HS
制动机器人包括：电源箱
、
控制箱
、
控制电子软件设备
、
制动装置以及
RT
装置；电源箱与车辆模块的电机接通；控制箱与电源箱连接；
RT
装置安装在车辆模块的外侧顶盖部位；
RT
装置用于实时监测车辆模块的运动信息；制动装置固定安装在车辆模块内的驾驶员座椅上；并将制动装置的制动踏杆与车辆模块的制动踏板固定在一起
。4.
根据权利要求1所述的一种基于多传感器融合的驾驶员离位响应采集系统，其特征在于，所述肌电信号采集装置包括：肌电信号采集器和肌电信号采集分析单元；所述肌电信号采集器贴在待采集对象的目标肌肉上
...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔东，梁亚妮，胡帛涛，韩菲菲，郝剑虹，王德，何宁，郑光洁，刘宏宇，王瀚枫，汪黎明，王福君，
申请(专利权)人：中国汽车技术研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：