一种车辆落水逃生定位系统的制作方法

1.本发明涉及一种逃生系统，特别涉及一种当车辆落水后使乘车人员快速逃生并且对落水车辆进行精确定位的系统。


背景技术：

2.随着社会的发展以及人们生活水平的不断提高，汽车已成为人们日常生活中常用的一种交通工具，安全驾驶就显得极为重要。但在日常生活中仍不可避免的会有交通事故发生，特别是车辆落水事故频有发生。对于车辆落水事故乘车人员逃生的速度是否能够逃生成功关键。汽车落水后，车辆的电器系统会产生短路，因此如车窗、天窗等部件将无法正常工作，而车门由于外部压力很难打开，因此落水人员很难实现自救。
3.发明专利（专利号：201910882517.0）公开了一种车辆落水的控制方法、装置和车辆，该方法包括：在车辆落水时，获取车辆上的失效电子设备的目标数量，若目标数量大于预设的数量阈值，确定车辆的倾斜角度，根据倾斜角度，确定车辆的多个出口中的目标出口，出口包括车辆的车门，和/或车辆的天窗，控制目标出口开启。在车辆落水时，根据落水的严重程度确定车辆多个出口中的目标出口，并控制目标出口开启，实现简单，可靠性高，能够及时开启车辆当前状况下适于逃生的出口，提高了车辆的安全度，并且能够避免驾乘人员在逃生过程中遭受二次伤害。
4.这种逃生系统采用失效电子设备作为判断车辆倾斜角度的依据，但在实际使用过程中，由于现场环境的不同，这种角度判断方式并不准确，而且其逃生通道打开的方式过程较为复杂，逃生通道打开速度较慢，影响逃生速度。再有这种逃生系统没有专门的定位系统，车辆打捞救援过程非常的不方便，中因此有必要对这种车辆落水的控制方式做进一步的改进。


技术实现要素：

5.为克服上述现有技术中的不足，本发明的目的在于设计一种车辆落水后使乘车人员快速逃生并且对落水车辆进行精确定位的系统。
6.一种车辆落水逃生定位系统，其包括：备用电源、控制器、开关电路模块、升压电路模块、选择开关电路模块、车窗驱动系统组件、水分传感器、压力传感器及倾斜角度传感器，所述备用电源、控制器与所述开关电路模块连接，所述车窗驱动系统包括五组驱动组件，每组驱动组件分别驱动车辆前、后、左、右车窗及天窗的开关，所述开关电路模块与所述升压电路模块连接， 所述升压电路模块与开关选择电路模块连接，所述开关选择电路模块与所述控制器及车窗驱动系统组件连接，所述控制器控制所述开关选择模块使所述升压电路模块与车窗驱动系统中的至少一组驱动组件的驱动电机连接；所述控制器控制所述开关电路模块实现所述备用电源与所述升压电路模块的导通与断开，所述升压电路模块用于将备用电源电压升高并使相应驱动组件工作，所述水分传感器、压力传感器与所述控制器连接，所述水分传感器、压力传感器用于检测车辆是否落水，所述倾斜角度传感器用于检测车辆落
水时的倾斜角度，所述备用电源、控制器、开关电路模块、升压电路模块、选择开关电路模块防水密封设置在车体内，所述水分传感器、压力传感器、倾斜角度传感器设置在车体上。
7.优选的，其还包括外部触发开关，所述外部触发开关与所述开关电路模块连接，所述外部触发开关可控制所述备用电源与所述升压电路模块的导通与断开。
8.优选的，所述外部触发开关为按键开关、语音触发开关或手势触发开关。
9.优选的，其还包括一电源诊断电路模块，所述电源诊断电路模块用于诊断所述备用电源的电量是否低于阈值。
10.优选的，其还包括一充电电路模块，所述充电电路模块用于在备用电源的电量是低于阈值后对备用电源进行充电。
11.优选的，其还包括照明系统，所述照明系统包括分别设置在车辆天窗及前、后、左、右车窗的五组照明装置，五组照明装置与选择开关电路模块连接，所述控制器控制所述开关选择模块使所述升压电路模块至少一组照明装置连接。
12.优选的，其还包括一解锁模块，所述解锁模块与所述控制器连接，当车辆落水后所述解锁模块可实现车辆安全带及车门的快速解锁。
13.优选的，所述车身上设置有浮标固定装置，所述浮标固定装置用于将所述定位浮标固定在所述车身上，当所述车辆落水检测模块检测到车辆落水后，所述浮标固定模块打开使所述定位浮标自动浮出水面。
14.优选的，所述定位浮标上还设有红外线感应模块，所述红外线感应模块用于检测所述定位浮标是否脱离车身。
15.优选的，所述车身中还设有超声波信号发射器，所述超声波信号发射器与所述控制器连接，所述定位浮标上设有超声波信号接收器，所述超声波信号发射器与所述超声波信号接收器通信连接。
16.上述技术方案具有如下有益效果：该车辆落水逃生定位系统通过倾斜角度传感器直接检测车辆落水时的倾斜角度，并根据倾斜角度选择对应的逃生通道，从而能实现车内人员的快速逃生，同时在车身上设置定位浮标，当车辆落水后定位浮标可漂浮在水面上对落水车辆的位置进行精确定位，为车辆打捞及后期救援带来方便。
附图说明
17.图1为本发明实施例的系统框图。
18.图2为本发明实施例中车窗驱动系统的系统框图。
19.图3为本发明实施例中升压电路模块的电路图。
20.图4为本发明实施例电源诊断电路模块的电路图。
21.图5为本发明实施例定位浮标的定位原理示意图。
22.图6为本发明实施例定位浮标的结构框图。
23.元件标号说明：1、备用电源；2、开关电路模块；3、升压电路模块；4、选择开关电路模块；5、车窗驱动系统组件；50、防水电机；51、左前窗驱动组件；52、防水电机；53、右前窗驱动组件；54、防水电机；55、天窗驱动组件；56、防水电机；57、左后窗驱动组件；58、防水电机；59、右后窗驱动组件；54、防水电机；6、外部触发开关；7、控制器；8、充电电路模块；9、电源诊断电路模块；10、水分传感器；11、压力传感器； 12、倾斜角度传感器；13、。
具体实施方式
24.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
25.现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本发明将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知技术方案以避免喧宾夺主而使得本发明的各方面变得模糊。
26.如图1所示，本专利公开了一种车辆落水逃生定位系统，其包括：备用电源1、控制器7、开关电路模块2、升压电路模块3、选择开关电路模块4、车窗驱动系统组件5、水分传感器10、压力传感器11及倾斜角度传感器12，备用电源1、控制器7与开关电路模块2连接。如图2所示，车窗驱动系统5包括五组驱动组件，包括防水电机50及与其连接的左前窗驱动组件51，左前窗驱动组件51用于驱动车辆的左前窗打开或关闭；防水电机52及与其连接的右前窗驱动组件53，右前窗驱动组件53用于驱动车辆的右前窗打开或关闭；防水电机54及与其连接的天窗驱动组件55，天窗驱动组件55用于驱动车辆的天窗打开或关闭；防水电机56及与其连接的左后窗驱动组件57，左后窗驱动组件57用于驱动车辆的左后窗打开或关闭；防水电机58及与其连接的右后窗驱动组件59，右后窗驱动组件59用于驱动车辆的左前窗打开或关闭。
27.开关电路模块2与升压电路模块3连接， 升压电路模块3与开关选择电路模块4连接，开关选择电路模块4与控制器7及车窗驱动系统组件5连接，控制器7可控制开关选择模块工作，使升压电路模块3与车窗驱动系统组件5中的至少一组驱动组件的驱动电机连接，这样就可通过控制器7控制具体某个车窗的打开或关闭。
28.该系统在工作时，采用如下控制方法，具体步骤如下：1）当车辆落水后，通过倾斜角度传感器检测车辆落水后的倾斜角度；2）通过车辆倾斜角度判断车辆各车窗的位置朝向；3）选择朝向向上或两侧的车窗作为逃生通道；4）通过控制器控制选择开关电路模块，使升压电路模块与对于逃生通道车窗驱动组件的驱动电机连接，使车窗快速打开。
29.作为一种具体实施方式，当汽车左侧翻入水超过60
°
但不超过90
°
时，控制打开右侧两车窗；当汽车右侧翻入水超过60
°
但不超过90
°
时，控制打开左侧两车窗；当汽车直冲入水或左侧与右侧都不超过60
°
时，控制打开天窗与四车窗；当汽车入水超过90
°
时，汽车翻车，天窗不打开，控制打开四车窗。
30.由于从接近水面的窗口逃生更容易也更方便，因此当具有多个逃生逃生通道时应优先打开开口朝上的逃生通道的车窗。特别是当备用电池电量不足的情况下，可通过控制器选择开口朝上的车窗作为逃生通道。
31.控制器7控制开关电路模块2实现备用电源1与升压电路模块3的导通与断开，升压电路模块3用于将备用电源电压1升高并使相应驱动组件工作。水分传感器10、压力传感器11与控制器7连接，水分传感器10、压力传感器11用于检测车辆是否落水，水分传感器10用
于检测车辆内湿度以判断车内是否进水，压力传感器11用于检测水压大小，进而判断车辆下沉的深度，通过两个传感器的共同作用即可判断出该车辆是否落水，如只是水分传感器10检测到车内进水，但水压较小，则说明有可能只是普通的车内进水，而非落水，这样可起到防误判的作用，控制器7可根据水分传感器10、压力传感器11的反馈进行综合判断，判断车辆是否落水。倾斜角度传感器12用于检测车辆落水时的倾斜角度，倾斜角度传感器12可采用陀螺仪传感器或其他可实现车身角度的传感器。备用电源1、控制器7、开关电路模块2、升压电路模块3、选择开关电路模块4均防水密封设置在车体内，水分传感器10、压力传感器11、倾斜角度传感器12设置在车体上。
32.开关电路模块2通常处于断开状态，使备用电源1与升压电路模块3断开，当车辆落水后，控制器7将发生控制信号给开关电路模块2，控制器7控制开关电路模块2使备用电源1与升压电路模块3的导通，升压电路模块3用于将备用电源1电压升高并通过开关选择电路模块4选择为相应的车窗驱动组件供电，带动对应的车窗打开或关闭。
33.备用电源1、控制器7、开关电路模块2、升压电路模块3、选择开关电路模块4通常都防水密封设置在车体内，这样即使车体内进水也不会对电路造成影响，控制器7、开关电路模块2、升压电路模块3、选择开关电路模块4可集成在一块线路板上。水分传感器10、压力传感器11设置在车体的底部和顶部，通常设置在车厢内部，这样可避免因暴雨或路面积水造成的误判。倾斜角度传感器12可设置在车体上，为了提高检测的精度，上述传感器都可设置多个。
34.作为一种优选实施方式，该系统还包括一外部触发开关6，外部触发开关6与开关电路模块2连接，外部触发开关6可控制备用电源1与升压电路模块3的导通与断开。采用这种方式能够实现车内人员自主操作，防止当控制器或传感器失效的情况车窗不能打开。外部触发开关6可选择多种触发方式，如采用按键开关直接按压，或采用语音触发开关，通过接受语音信号进行触发，或采用手势触发开关，通过摄像头采集打开手势进行触发。该外部触发开关6应具有可关闭功能，以防止在误操作。
35.升压电路模块3用于将备用电源1的电压值升高，这样就能实现防水电机的快速转动，提高天窗的打开速度，从而为逃生提供更多的时间。由于可能需要同时驱动多个电机，升压电路模块3的电压一般需升高至64v以上，远大于正常天窗打开所需的电压值，这样才能节约时间，起到的逃生效果。升压电路模块3可采用如图3所示的boost电路。
36.该系统还包括一电源诊断电路模块8和一充电电路模块9，电源诊断电路模块8用于诊断备用电源的电量是否低于阈值。充电电路模块9用于在备用电源1的电量是低于阈值后对备用电源进行充电。如图4所示，为电源诊断电路模块8的工作原理图，电源诊断电路模块8包括电流检测电路81、电压检测电路82、放大电路83、滤波电路84、模数转换电路85及比较电路86，电流检测电路81、电压检测电路82分别对备用电源1的电压、电流进行检测，并经依次放大电路83、滤波电路84、模数转换电路85进行放大、滤波及模数转换，最后通过比较电路86进行比较，判断备用电源1的电量是否低于阈值，如低于阈值则发送反馈信号给控制器7，控制器7控制充电电路模块7给备用电源进行充电。充电电路模块7与汽车主电源连接，也可通过单独的电机发电进行供电。
37.作为一种优选实施方式，还可在车辆上设置照明系统，照明系统包括分别设置在车辆天窗及前、后、左、右车窗的五组照明装置，五组照明装置与选择开关电路模块4连接，
这样当控制器7控制开关选择模块4使升压电路模块3与相应的驱动组件连接时，也能给照明装置供电，这样对应车窗打开时，照明装置也同时点亮，为逃生提供照明（如在左前车窗打开的同时，设置在左前车窗附件的照明装置也同时点亮），同时该照明装置还能起到报警的作用。
38.为了能够使车内人员快速逃生，该系统还包括一解锁模块，该解锁模块与控制器7连接，当车辆落水后，控制器7接收到传感器的反馈信号后可立即或延时一段时间后通过解锁模块将车辆安全带及车门的进行自动解锁，这样方便车内人员进行快速逃生。
39.该还包括定位浮标100，如图5、6所示，定位浮标100安装车身上，当车辆落水后定位浮标100能自动浮出水面，定位浮标1与车身200通过牵引绳连接，这样通过定位浮标的位置就可大概判断落水后汽车的位置。定位浮标100上设有gps定位模块103和无线通信模块104，gps定位模块103用于通过gps信号对定位浮标进行定位，无线通信模块104用于向外界发送救援信号，救援信号包括gps定位模块的位置信息及求救信息。
40.作为一种具体实施方式，定位浮标100上还设有红外线感应模块101、控制模块102、电源模块105，红外线感应模块101用于检测定位浮标1是否脱离车身。电源模块105与红外线感应模块101、控制模块102、gps定位模块103和无线通信模块104连接，用于对各模块进行供电。电源模块105采用锂电池，无线通信模块104可采用gsm通信模块。该定位浮标100在使用时，如定位浮标100未脱离车身，则gps定位模块103、无线通信模块104处于关闭状态，而当定位浮标100从车身脱离后，红外线感应模块101发送反馈信号给控制模块102，控制模块102控制gps定位模块103、无线通信模块104启动进行定位。采用这种方式，能节约定位浮标100的用电量，保证定位浮标能长时间工作。
41.作为一种优选实施方式，还可在定位浮标100上设置超声波信号接收器105，在车身上设置超声波信号发射器13，超声波信号发射器13与控制器7连接，超声波信号发射器13与超声波信号接收器105通信连接。这样当车辆入水后，超声波信号发射器会发生超声波信号给超声波信号接收器，这样就可计算出车辆200与定位浮标100之间的距离，从而实现更精确的定位。
42.作为一种优选实施方式，定位浮标100可通过浮标固定装置固定在车身上，浮标固定装置与车辆落水检测模块连接，当车辆落水检测模块检测到车辆落水后，车辆落水检测模块发送反馈信号给浮标固定模块，使浮标固定模块打开，这样定位浮标可自动浮出水面。浮标固定装置只需能达到固定定位浮标，并且在接收到车辆落水检测模块反馈信号后能实现定位浮标自动上浮的结构都在本专利保护范围之内。如浮标固定装置可采用电磁机构将定位浮标100吸引在车身上，当车辆落水后，可将电磁机构断电，这样定位浮标100就可实现自动上浮。
43.当车辆落水后，车辆落水检测模块发送信号给浮标固定装置，浮标固定装置解锁使定位浮标自动漂浮到水面上；定位浮标通过gps定位模块实现定位浮标的位置定位，并通过无线通信模块将定位浮标的位置及救援信息发送给外界。为了能够实现精确定位，车身上设有超声波信号发射器，定位浮标上设有超声波信号接收器，车辆的位置信息通过超声波发射器发出信号给定位浮标上的超声波接收器，以获得车辆与定位浮标距离、位置信息。
44.如图5所示，gps定位模块在进行位置定位时，可采用如下方法：通过测量gps卫星300发射的测距码信号到达gps定位模块103接收机的传播时间，从而求出的gps定位模块到
卫星300的几何距离，在同时捕获三个及以上卫星的空间坐标的情况下，将三组及以上卫星与gps定位模块的几何距离参数代入同一直角坐标下的欧式坐标距离方程组，解出gps定位模块的空间坐标，进而确定gps定位模块的位置。
45.该车辆落水逃生定位系统通过倾斜角度传感器直接检测车辆落水时的倾斜角度，并根据倾斜角度选择对应的逃生通道，从而能实现车内人员的快速逃生。相对于现有技术，该多通道逃生系统反应速度更快也更加的稳定，可起到非常好的技术效果。
46.上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。