[發明專利]基于深度學習的主動式氣囊拉帶裝置及其控制方法

有效

• 申請號: 202010115141.3
• 申請日: 2020-02-25
• 公開（公告）號: CN111605505B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 洪亮;劉剛;杜睿;李思遠;王子康
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B60R21/015
• 分類號: B60R21/015;B60R21/18;B60R22/48;B60R21/01;B60R21/207
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本發明公開了基于深度學習的主動式氣囊拉帶裝置及其控制方法，氣囊回收裝置用于回收主動式安全氣囊的氣囊袋；拉帶模塊布置在氣囊回收裝置中；單向電機為卷筒提供動力；轉速傳感器用于檢測單向電機輸出軸的旋轉圈數；傳動軸的兩端分別與單向電機的輸出軸和卷筒相連，用于將單向電機輸出的轉矩傳遞至卷筒，使得單相電機的輸出軸與卷筒同步轉動；擋板位于卷筒中心，用于隔離卷筒的兩端拉帶，防止在拉帶回收時發生纏繞現象；卷筒固定連接傳動軸上，用于在安全氣囊泄氣時回收拉帶；攝像頭采集兒童乘員坐姿圖像；語音提示模塊用于提醒乘員佩戴安全帶；主動式安全氣囊在校車發生碰撞時，為乘員提供最佳防護；上述裝置在ACU內置算法控制下進行相應動作。

技術領域

本發明屬于車輛安全技術領域，具體涉及基于深度學習的主動式氣囊拉帶裝置及其控制方法。

背景技術

當前，我國校車的發展處于初級階段，主要服務對象是小學生。隨著國家對教育資源的重新整合，實行撤點并校，進一步提高了校車的潛在需求量。在當前不斷增長的校車需求下，大量不符合相關法律法規的校車不斷地涌入市場，導致近些年校車事故頻發，對兒童乘員的安全性造成了巨大的潛在危險。據交通等相關部門的抽查發現，小學生在乘坐校車時，常存在未佩戴安全帶的現象，同時，由于兒童乘員天性活潑好動，在乘坐校車時，經常出現“離位”現象，使得兒童乘員的傷亡率較高。

安全氣囊是乘員約束系統中重要的乘員保護輔助裝置，其配合安全帶使用，能顯著降低乘員死亡率。目前所使用的安全氣囊主要是被動觸發式的，其在觸發的瞬間會產生巨大的沖擊力，若將此安全氣囊應用于校車，其巨大的沖擊力將會對未完全發育的“離位”兒童乘員造成嚴重的傷害。

發明內容

針對上述情況，本發明提供基于深度學習的主動式氣囊拉帶裝置及其控制方法。

基于深度學習的主動式氣囊拉帶裝置，包括：氣囊回收裝置、單向電機、電機支架、轉速傳感器、傳動軸、擋板、卷筒、底座、攝像頭、語音提示模塊、主動式安全氣囊、以及拉帶模塊。所述氣囊回收裝置安裝在座椅靠背中，用于回收主動式氣囊袋；所述拉帶模塊布置在氣囊回收裝置中；所述單向電機安裝在電機支架上端，在拉帶回收時，單向電機為卷筒提供動力；所述電機支架與底座相連，為單向電機提供支撐力；所述轉速傳感器安裝在單向電機上，用于檢測單向電機輸出軸的旋轉圈數；所述傳動軸的兩端分別與單向電機的輸出軸和卷筒相連，用于將單向電機輸出的轉矩傳遞至卷筒，使得單相電機的輸出軸與卷筒同步轉動；所述擋板位于卷筒的中心位置，用于隔離卷筒的兩端拉帶，防止在拉帶回收時，拉帶發生纏繞現象；所述卷筒固定連接傳動軸上，用于在安全氣囊泄氣時回收拉帶；所述底座通過螺栓固定在氣囊回收裝置上；所述攝像頭布置在車內，用于拍攝兒童乘員的坐姿，以采集兒童乘員坐姿圖像；語音提示模塊布置在座椅靠背內部，用于提醒兒童乘員佩戴安全帶；所述主動式安全氣囊能夠收納于氣囊回收裝置中，在校車發生碰撞時，為兒童乘員提供最佳防護。

上述基于深度學習的主動式氣囊拉帶裝置的控制方法如下：

步驟1：在校車開始行駛時，各攝像頭采集兒童乘員坐姿圖像，將圖像信息輸入已訓練好的Yolo3網絡中，輸出分類為兒童乘員和安全帶的包圍框。

步驟2：判別Yolo3網絡是否輸出兒童乘員和安全帶的包圍框，若沒有檢測到兒童乘員，則主動式安全氣囊不啟動，反之，則主動式安全氣囊開始啟動；若檢測到兒童乘員未佩戴安全帶，則發出預警信號，語音提示模塊接收到預警信號后，進行語音提示，若檢測到兒童乘員已佩戴安全帶，則語音提示模塊不工作。

步驟3：將Yolo3網絡輸出的兒童乘員包圍框，輸入到姿態估計網絡中，使用G-RMI算法得到關節點骨架圖，將骨架圖輸入到分類器softmax中，得到人體坐姿圖像對應的兒童乘員當前坐姿狀態，進而確定出頭部、頸部、胸部、髖部、大腿、小腿和前臂等的位置，以及兒童乘員相對于座椅對稱面的橫向偏移度，同時，對原始圖像特征的提取，估算兒童乘員前胸與前排座椅的距離，并將數據傳輸至主動式安全氣囊控制器(簡稱“ACU”)。