1.一种汽车预防撞与自主救援系统,其特征在于:所述系统包括设置在汽车上相应位置的物体运动信息采集组、物体图像体积信息采集组、碰撞信息采集组、安全防护组、报警装置以及体征检测组;
所述物体运动信息采集组分别安装在车身的前部、后部、左侧、右侧;物体运动信息采集组包括一个第一红外线传感器(1‑1)和一个超声波传感器(1‑2);物体运动信息采集组和ECU通信连接;
所述物体图像体积信息采集组分别安装在车身的前部、后部、左侧、右侧;图像体积信息采集组包括三个第一摄像头(2‑1),其中两个第一摄像头水平放置在车身前保险杠所在的水平面内,另一个摄像头放置在车顶相应位置;物体图像体积信息采集组和ECU通信连接;所述的第一摄像头为双目式摄像机;
所述碰撞信息采集组分别安装在车身的前部、后部、左侧、右侧,碰撞信息采集组包括一个碰撞传感器(3‑1)和一个加速度传感器(3‑2),碰撞信息采集组还包括一个安装在汽车上的速度传感器(3‑3);碰撞信息采集组和ECU通信连接;
所述安全防护组包括分别安装在汽车的前部、后部、左侧、右侧的车外安全气囊(4‑1),车外安全气囊(4‑1)的控制线与ECU通信连接;
所述报警装置包括安装在车身上的声光报警器(5‑1)、无线信号发射器(5‑2);报警装置与ECU通信连接;
所述体征检测组包括安装在驾驶员座椅上的体征监测垫(6‑1),以及安装在驾驶员眼部前方的虹膜扫描仪(6‑2);
ECU还与汽车上设置的GPS定位装置(7‑1)通信连接;
所述系统的控制方法包括顺序进行的以下步骤:
步骤a.汽车启动后,ECU将车身行驶方向的前方定义为1位,将行驶方向的后方定义为4位,将行驶方向的两侧分别定义为2位、3位;
ECU采集物体运动信息采集组的第一红外线传感器和超声波传感器发送的信号得到车身1位—4位方向上各自的最近障碍物与车身的距离,并将上述4个距离依次标记为S1—S4,ECU采集碰撞信息采集组信号得到车身自身的速度V0、车身自身的加速度a0,然后进入步骤b;
步骤b.ECU根据S1随时间的变化情况得到前方物体的速度V1、加速度a1;再根据本车身速度V0、加速度a0,以及存储在ECU中的不同车速下车身的最大制动减速度a2,计算最小制动距离Smin;将Smin与S1的大小进行比较,如果Smin+安全距离L<S1,且S2—S4均大于安全距离L,则返回步骤a;否则进入步骤c;
步骤c.ECU进行判断,如果Smin≤S1,且S2—S4均大于安全距离L,则返回步骤a;
如果Smin≤S1,且S2—S4中任意一个小于安全距离L,则将S2‑S4中小于L所对应的2位或3位或4位标记为危险位,然后进入步骤d;
如果Smin>S1,ECU向制动装置发送紧急制动信号,同时将S1对应的1位标记为危险位,然后进入步骤d;
步骤d.ECU根据物体图像体积信息采集组中、位于危险位的双目式摄像机发送的信号得到最近障碍物的体积T0,所述T0的计算方法为:位于三角形底边的两个互成90°的双目式摄像机对物体进行拍照,拍照得到的照片传送到ECU进行预处理,所述预处理包括图像对比的增强、随机噪声的去除、滤波和图像的增强和伪彩色处理,并对物体的点位特征和线位特征进行提取,所述点位特征为图像灰度值发生剧烈变化的点或者在图像边缘上曲率发生较大变化的点,线位特征即物体的整体轮廓;ECU对预处理后的照片与数据存储器自带的图像特征信息库中的图像进行对比,然后选择对比最接近的特征信息库中的图像所代表的物体,提取该物体的体积参数T0,如果T0是图像信息库中人体的特征,则进入步骤e,否则进入步骤f;
步骤e.弹出危险位一侧的车外安全气囊,汽车减速停车,同时ECU通过存储在数据存储器中对应的人体平均密度ρ,结合T0计算人体质量m3,利用V0、a0、本车身总质量m0,以及m3,在ECU中计算出撞击行为发生时车外行人受到的碰撞力F0,将F0与数据存储器中的人体受损撞击力阈值F1进行比较,如果F0≥F1,则进入步骤m,否则进入步骤n;
步骤f.ECU通过存储在数据存储器中对应的物体平均密度ρ0,结合T0计算物体质量m2,利用V0、a0、本车身总质量m0,以及V1、a1、m2,在ECU中计算出撞击行为发生时本车身受到的碰撞力F2,将F2与数据存储器中的车身受损撞击力阈值F3进行比较,如果F2≥F3,进入步骤h;否则进入步骤g;
步骤g.汽车降速至一个安全速度运行,然后进入步骤n;
步骤h.ECU启动报警装置,声光报警器发出声光信号,无线信号发射器向云服务器或附近的智能设备发送报警信号,然后进入步骤i;
步骤i.虹膜扫描仪发送驾驶员的眨眼频率信号P、瞳孔开度Q、暗点个数T,并在ECU中将P、Q、T的个数与预先储存在数据存储器中的虹膜表征P0、Q0、T0正常值进行比较,如果P、Q、T中的任意一项与正常值偏差较大,则进入步骤j,否则进入步骤n;
步骤j.主驾驶座椅上的体征监测垫采集驾驶员血压B、心跳N、体温W体征信号,然后ECU将上述体征信号与数据存储器中预先储存的血压B0、心跳N0、体温W0正常值进行比较,如果B、N、W中的任意一项与正常值偏差较大,则进入步骤k,否则进入步骤n;
步骤k.声光报警器开始工作,播放预设语音提示,询问驾驶员身体情况是否需要寻求救援及报警,播报过程持续30s,若30s内驾驶员手动关闭声光报警器,则进入步骤l,否则进入步骤n;
步骤l.ECU将P、Q、T、B、N、W参数写入驾驶员生命体征报告;并将GPS定位装置发送的汽车的位置信息写入驾驶员生命体征报告,然后进入步骤m;
步骤m.ECU利用无线信号发射器向附近医院中设置的无线信号接收设备发送求救信号和驾驶员生命体征报告,同时向最近的交管部门发送求救信号;同时ECU控制汽车的警示灯开启双闪,然后进入步骤n;
步骤n.流程结束。