驾驶员接管能力检测系统及车辆的制作方法

1.本实用新型属于自动驾驶技术领域，具体涉及一种驾驶员接管能力检测系统及车辆。


背景技术：

2.汽车自诞生以来，无论其技术如何进步，驾驶员始终被“束缚”在方向盘上。需求推动技术的发展，驾驶员渴望解放双手，甚至解放双眼，自动化驾驶概念随之产生，并一步一步将之实现。目前智能化驾驶技术已经发展到l3级，正在向l4级和l5级发展。自动化驾驶程度越高，对于汽车的安全等级要求就越高，更确切的说，对于在突发情况下，判断驾驶员是否有能力接管车辆提出更高的要求。
3.鉴于此，行业内通过图像识别技术开发了各种驾驶员疲劳检测系统（《汽车司机驾驶状态检测系统201520900920.9》、《汽车司机驾驶状态检测系统201520900920.9》），通过图像识别技术，检测驾驶员眼睛的开闭状态和驾驶员视线方向，判断驾驶人是否处于疲劳状态、是否有能力接管车辆。此种方法虽能判断驾驶员的精神状态、视线方向，但却不能直接判断驾驶员是否有能力去控制车辆，毕竟控制车辆的是手和脚，该技术无法检测到驾驶员的手和脚状态，而是间接判断驾驶员有潜在能力去接管、控制车辆。加之图像识别存在环境干扰因素多，反馈速度慢的缺点。
4.因此，有必要开发一种驾驶员接管能力检测系统及车辆。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种驾驶员接管能力检测系统及车辆，能准确检测出驾驶员双手的状态。
6.第一方面，本实用新型所述的方向盘检测模块，包括方向盘骨架，设置在方向盘骨架外的发泡层，设置在发泡层外的检测层，设置在检测层外的皮革层以及方向盘控制器；所述检测层为一个整体或被分离为两个或两个以上的感应区域，当检测层被分离为多个感应区域时，每个感应区域均能检测驾驶员的手是否在方向盘上；所述检测层与方向盘控制器电连接。
7.进一步，所述检测层包括从里到外依次设置的载体、屏蔽层、隔离层和传感层，所述传感层被分离为多块，每块为一感应区域。
8.进一步，所述传感层被分离为包括与方向盘左上部分相对应的感应区域，与方向盘右上部分相对应的感应区域，以及与方向盘下部分相对应的感应区域。
9.第二方面，本实用新型所述的一种驾驶员接管能力检测系统，包括：
10.用于检测驾驶员双手状态的方向盘检测模块，该方向盘检测模块采用如本实施例所述的方向盘检测模块；
11.用于检测车辆周边环境参数的行车环境识别模块；
12.基于行车环境识别模块所输出的信号判断出需要驾驶员接管时，获取检测层输出
的信号判断驾驶员是否有接管能力的行车控制模块，该行车控制模块分别与行车环境识别模块和方向盘控制器电连接。
13.进一步，还包括报警模块，该报警模块与行车控制模块电连接。
14.第三方面，本实用新型所述的一种车辆，采用如实用新型所述的驾驶员接管能力检测系统。
15.本实用新型具有以下优点：它通过检测驾驶员的双手状态来判断驾驶员接管车辆的能力，以便在车辆行驶中出现突发状况时能够有效回避事故，提升了自动化驾驶车辆的安全性能。
附图说明
16.图1是本实施例中所述驾驶员接管能力检测系统的原理框图（含执行模块）；
17.图2是本实施例中所述方向盘检测模块的结构示意图；
18.图3为本实施例中传感层为一个整体的示意图；
19.图4为本实施例中传感层为两个感应区域的示意图；
20.图5为本实施例中传感层为三个感应区域的示意图；
21.图6为本实施例中的流程图；
22.图中：1、方向盘检测模块，2、行车控制模块，3、行车环境识别模块，4、执行模块，5、报警模块，s11、皮革层，s12、检测层，s121、传感层，s122、隔离层，s123、屏蔽层，s124、载体，s13、发泡层，s14、方向盘骨架。
具体实施方式
23.下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
24.如图2所示，一种方向盘检测模块，包括方向盘骨架s14，设置在方向盘骨架s14外的发泡层s13，设置在发泡层s13外的检测层s12，设置在检测层s12外的皮革层s11以及方向盘控制器；所述检测层s12为一个整体或被分离为两个或两个以上的感应区域，当检测层s12被分离为两个或两个以上的感应区域时，每个感应区域均能检测驾驶员的手是否在方向盘上；所述检测层s12与方向盘控制器电连接。
25.如图2所示，本实施例中，方向盘骨架s14作为整个方向盘的框架载体s124，发泡层s13用于提升手感的柔软度，皮革层s11用于提升外观品质。
26.本实施例中，所述检测层s12包括从里到外依次设置的载体s124、屏蔽层s123、隔离层s122和传感层s121，所述传感层s121被分离为多块，每块为一感应区域。载体s124上涂覆胶水，便于附着在发泡层s13上，为了减少整体气味性，此处使用气味性较小的水性胶水。屏蔽层s123在载体s124之上，用于屏蔽方向盘骨架s14上的电磁干扰，减小检测的误差，提高安全等级。隔离层s122设置在屏蔽层s123与传感层s121之间，避免两层金属直接接触。
27.本实施例中，所述传感层s121根据需求和判断精度一般分为多个区域，划分的区域越多，其检测精度和检测判断手在方向盘上的位置就越精确。
28.如图3所示，传感层s121为一个整体的示意图。
29.如图4所示，传感层s121被分离为两个区域的示意图，上边一块对应于方向盘的上部分，下边一块对应于方向盘的下部分。
30.图5是传感层s121被分离为三个区域的示意图，左上一块对应于方向盘左上部分，右上一块对应于方向盘的右上部分，下边一块对应于方向盘的下部分。
31.以下以传感层s121被分离为三块为例进行说明，将方向盘左上部分定义为第一感应区域，方向盘的右上部分定义为第二感应区域，将方向盘的下部分定义为第三感应区域。当驾驶员的手触碰到方向盘的第一感应区域时，第一感应区域输出高电平，否则输出低电平。当方向盘控制器接收到传感层s121输出的电流信号000时，意味着驾驶员的手脱离了方向盘。当方向盘控制器识别到001的电流信号，假设电流信号数据从左到右依次代表第三感应区域、第二感应区域和第一感应区域的状态，则001表示驾驶员的手半握或者只触碰到方向盘的第一感应区域。当方向盘控制器识别到011的电流信号，则意味着驾驶员的双手分别握住或触碰到方向盘的第一感应区域和第二感应区域。当方向盘控制器识别到111的电流信号，则意味着驾驶员的双手分别握住到方向盘的第一感应区域、第二感应区域和第三感应区域。根据以上逻辑定义，基于实时接受到的电流信号，就能判断出驾驶员双手的实时状态。
32.如图1所示，本实施例中，一种驾驶员接管能力检测系统，包括：
33.用于检测驾驶员双手状态的方向盘检测模块1，该方向盘检测模块1采用如本实施例中所述的方向盘检测模块；
34.用于检测车辆周边环境参数的行车环境识别模块3；
35.基于行车环境识别模块3所输出的信号判断出需要驾驶员接管时，获取检测层s12输出的信号判断驾驶员是否有接管能力的行车控制模块2，该行车控制模块2分别与行车环境识别模块3和方向盘控制器电连接；
36.以及报警模块5，该报警模块5与行车控制模块2电连接。
37.本实施例中，所述行车控制模块2与执行模块4连接，所述执行模块4包括制动器、离合器和转向装置。
38.本实施例中，行车环境识别模块3包括前车雷达、后车雷达、侧面雷达和摄像头。
39.本实施例中，报警模块为蜂鸣器，用于提示驾驶员做出接管动作。
40.如图6所示，本系统的具体执行流程如下：
41.系统从步骤s21开始执行，步骤s21代表车辆启动成功，此时方向盘上的传感层s121通电，传感层s121接收外界的信号（即步骤s22），不管手部与方向盘是相离、触碰还是紧握，都会发出相应的电流信号，在步骤s24中将电流信号转换成lin信号，lin信号通过网关转发到can线上（即步骤s25）。在步骤s26中，行车控制模块2就可以接收can线的相关信号，相关信号包括由步骤s27开始，通过整车雷达和摄像头识别行车环境（步骤s28）、将识别到的环境信号传输到can线上（步骤s29），环境信号具体包括与相邻车辆间距、前车路径预判、周边物体信息等。
42.在步骤s30中，车辆根据此时的功能要求，判断是否需要驾驶员接管，如此时车辆的自动驾驶功能未开启，就判断为不需要驾驶员接管，该帧信号流结束（即步骤s31）。当判断需要驾驶员接管，判断驾驶员是否有接管的能力（即步骤s32），此时将提取方向盘检测模块1的信号，根据行车控制模块2的逻辑判断驾驶员是否有接管能力。若检测出有接管能力，车辆退出自动驾驶状态，由驾驶员操控驾驶（即步骤s33），流程结束（即步骤s34）。若检测出无接管能力，车辆通过蜂蜜器提醒驾驶员（即步骤s35），同时返回步骤s26，提取can线上的
下一帧信号，重复步骤s30和步骤s32，再次判断。
43.在步骤s36中，在ts周期内，始终检测到驾驶员无接管能力，系统将执行强制停车的动作，包括原地停车或靠边停车，具体停车方式根据行车ecu4检测到的周边环境信号定。在ts周期内，检测到驾驶员有接管的能力，车辆退出自动驾驶状态，由驾驶员操控驾驶。每帧信号通过上述流程的判断，到达整车控制的目的。通过以上逻辑流程，能够满足设计要求的检测出驾驶员是否有接管能力，并做出被接管继续行驶或不被接管强制停车的判断，避免因驾驶员不能接管而出现事故。
44.本实施例中，一种车辆，采用如本实施例中所述的驾驶员接管能力检测系统。