一种驾驶人高负荷行车状态下自动设置手机静音装置及方法与流程

本发明涉及车载安全辅助装置领域，特别涉及一种驾驶人高负荷行车状态下自动设置手机静音装置及方法。

背景技术：

驾驶人作为机动车控制的主体，其操作的正确性势必影响到行车的安全。在行车过程中，驾驶人通过眼睛、耳、鼻等感官获取车辆周围的交通信息，根据交通状态并结合驾驶经验，制定出安全高效的操作方式。现有研究表明正常驾驶人注意力有限，即驾驶人在行车时总的注意力是一定的，当外在干扰因素存在，使得驾驶人注意力分散时，驾驶人获取交通环境信息的效率就会下降，从而带来了行车安全的隐患。在实际的行车过程中，轻微的分散驾驶人的注意力并不会给驾驶人的行车带来较大的安全隐患。但在驾驶人高负荷情况下，如驾驶人正在换道、超车等操作时，驾驶人注意力需高度集中，此时若驾驶人再分散注意力，则可能会带来不可预知的灾难。

在行车过程中，手机是常见的导致驾驶人注意力分散的因素，且现有相关研究或者专利都只是在驾驶人正常行车状态下，当手机来电时，自动或者通过驾驶人手动来关闭电话，没有考虑到在换道、超车等高负荷状况下驾驶人不能分散注意力这一重大因素。若是能发明一种系统，能够自动识别驾驶人是否处于高负荷状态，在此种高负荷状态下当手机有来电时，自动将手机设置成安静模式，则可以很大程度上减小此类情况带来的事故隐患。

技术实现要素：

本发明根据上述现有技术中存在的不足之处，提供一种技术先进的驾驶人高负荷行车状态下自动设置手机静音装置及方法，提高高负荷行车状态下的行车安全，减少行车事故的发生。

本发明采取的技术方案为：

一种驾驶人高负荷行车状态下自动设置手机静音装置，包括：传感器组、处理单元和蓝牙发射模块，所述传感器组的输出端连接处理单元，所述处理单元的输出端连接蓝牙发射模块；所述处理单元采集传感器组检测的信息，通过与设定的负荷行车状态对驾驶人的高负荷行车进行辨识，并在驾驶人处于高负荷行车状态时向蓝牙发射模块发射指令；所述蓝牙发射模块接收处理单元的信息，并实时的向与手机发射控制信息。

进一步地，

所述传感器组包括：

方向盘转角传感器，安装在车辆方向盘转轴上，用于测量驾驶人对方向盘转角的操作情况；

加速踏板行程传感器，用于获取驾驶人对加速踏板的操作信息；

制动踏板行车传感器，用于获取驾驶人对制动踏板的操作信息；

车道标线传感器，安装在前风挡玻璃正中央上方，用于识别车道标线，并计算车辆与车道标线之间的距离；

can485智能can转换器，用于采集车身can总线中的转向信号灯开启信息和车速信息；

雷达传感器，用于探测前方车辆与自车的位置关系。

更进一步地，所述方向盘转角传感器为hitec牌方向盘转角传感器，具体型号为hirainsas；所述加速踏板行程传感器为博世踏板行程传感器，具体型号为pwg12；所述制动踏板行程传感器为博世踏板行程传感器，具体型号为pwg13；所述车道标线传感器为aws车道线传感器；所述can485智能can转换器为周立功cancom-100ie智能转换器；所述雷达传感器为德尔福esr毫米波雷达传感器；所述处理单元为飞思卡尔单片机，具体型号为mc9s12xs256；所述蓝牙发射模块为issc牌蓝牙发射模块，具体型号为is1681。

本发明根据上述内容还提供一种驾驶人高负荷行车状态下自动设置手机静音的方法，包括以下步骤：

安装传感器组、处理单元及蓝牙发射模块；

传感器组对行车数据采集并传送到处理单元；

确定驾驶人负荷状态；

根据负荷状态判断是否通过蓝牙发射模块向手机发送控制指令。

进一步地，所述传感器组包括车辆方向盘转角传感器、加速踏板行程传感器、制动踏板行程传感器、车道线识别传感器、can485智能can转换器和雷达传感器。

进一步地，所述安装传感器组、处理单元及蓝牙发射模块，具体包括：将方向盘转角传感器通过螺栓固定安装在车辆方向盘转轴上；加速踏板行程传感器固定安装在加速踏板上方；制动踏板行程传感器固定安装在制动踏板上方；车道线传感器安装在车辆前风挡玻璃正中央上方；can485智能can转换器采用细纹螺栓将其安装在车辆obd口处；雷达传感器采用细纹螺栓和胶粘方式安装在车辆前进气格栅上方，面朝车辆前方；处理单元采用细纹螺栓固定安装在车辆仪表盘下方的空闲处并用金属盒封装，通过数据线和外部传感器进行数据传输；蓝牙模块和处理单元安装在一起，通过数据线直接电连接。

进一步地，所述确定驾驶人负荷状态，具体包括：处理单元对采集的行车行车数据进行初处理，确定车辆所处状态，并判断所处状态的紧急程度。

进一步地，所述驾驶人负荷状态分为一般高负荷状态和严重高负荷状态，具体包括转角一般高负荷状态、转角严重高负荷状态、加速踏板一般高负荷状态、加速踏板严重高负荷状态，制动踏板一般高负荷状态、制动踏板严重高负荷状态、换道一般高负荷状态、换道严重高负荷状态、信号灯严重高负荷状态、跟车一般高负荷状态和跟车严重高负荷状态。

进一步地，所述转角一般高负荷状态为满足方向盘单次转角为5°≤转角≤10°或方向盘转角速度为10°/s≤转角速度≤30°/s中的一种，所述转角严重高负荷状态为满足方向盘单次转角度数大于10°或方向盘转角速度大于30°/s中的一种。

进一步地，所述加速踏板一般高负荷状态为在3s内踏板行程变化80％，所述加速踏板严重高负荷状态在1s内踏板行程变化80％。

进一步地，所述制动踏板一般高负荷状态为1s内制动踏板行程变化30％到80％或10s内制动在1次到3次两种情况中的一种，所述制动踏板严重高负荷状态为制动踏板行程在1s内变化80％或20s内制动次数超过3次两种情况中的一种。

进一步地，所述换道一般高负荷状态为车速小于等于80km/h，且车辆与车道线之间的距离不断减小的状态，所述换道严重高负荷状态在1.2s的时间窗口下，车速大于80km/h，且车辆与车道线之间的距离不断减小的状态。

进一步地，所述信号灯严重高负荷状态为转向灯开启状态。

进一步地，所述跟车一般高负荷状态为1s≤跟车时距≤1.5s，所述跟车严重高负荷状态为跟车时距＜1s。

本发明的有益效果为：采用车辆方向盘转角传感器、加速踏板行程传感器、制动踏板行程传感器、车道线识别传感器、转向信号灯信息和雷达传感器，选取车辆转向参数、加速踏板行程参数、制动踏板行程和制动频率参数、车辆与车道线之间的距离、车辆转向灯信息以及跟车时距作为驾驶人高负荷行驶状态的判断依据，对驾驶人当前的行驶状态进行识别，并在驾驶人处于高负荷行驶状态时，通过蓝牙发射模块向预先安装在手机里的app发送指令，将手机设置成安静状态，以实现在驾驶人高负荷行驶状态下手机对驾驶人不造成干扰。

附图说明

图1为本发明提供的一种驾驶人高负荷行车状态下自动设置手机静音装置结构图；

图2为本发明提出的转向操作下驾驶人负荷状态定义示意图；

图3为本发明提出的加速踏板操作下驾驶人负荷状态定义示意图；

图4为本发明提出的制动踏板操作下驾驶人负荷状态定义示意图；

图5为本发明提出的换道操作下驾驶人负荷状态定义示意图；

图6为本发明提出的转向灯开启情况下驾驶人负荷状态定义示意图；

图7为本发明提出的跟车行为下驾驶人负荷状态定义示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细的说明。

本发明的基本原理是通过使用一系列的传感器和数据获取驾驶人对车辆的操控信息，以及当前状态下车辆和交通环境之间相对状态关系，根据一定的识别规则，识别出车辆的行驶状态，从而辨识出驾驶人是否处于高负荷状态。若驾驶人处于高负荷状态，则系统通过蓝牙发射模块向事先安装在驾驶人手机内的app发送指令，将手机设置成静音和不震动的安静状态，从而保证行车的安全。

参见图1，为本发明提供的一种高负荷行车状态下自动设置手机静音装置结构图。

如图1所示，一种驾驶人高负荷行车状态下自动设置手机静音装置，其特征在于，包括：传感器组、处理单元和蓝牙发射模块，所述传感器组的输出端连接处理单元，所述处理单元的输出端连接蓝牙发射模块；所述处理单元采集传感器组检测的信息，通过与设定的负荷行车状态对驾驶人的高负荷行车进行辨识，并在驾驶人处于高负荷行车状态时向蓝牙发射模块发射指令；所述蓝牙发射模块接收处理单元的信息，并实时的向与手机发射控制信息。

进一步地，所述传感器组包括：

方向盘转角传感器，安装在车辆方向盘转轴上，用于测量驾驶人对方向盘转角的操作情况；

加速踏板行程传感器，用于获取驾驶人对加速踏板的操作信息；

制动踏板行车传感器，用于获取驾驶人对制动踏板的操作信息；

车道标线传感器，安装在前风挡玻璃正中央上方，用于识别车道标线，并计算车辆与车道标线之间的距离；

can485智能can转换器，用于采集车身can总线中的转向信号灯开启信息和车速信息；

雷达传感器，用于探测前方车辆与自车的位置关系。

本发明实施例中，通过在车辆上设置传感器组，分别识别方向盘转角和转角速度、加速紧急程度、制动紧急程度和制动频率、车辆换道状态、是否转向以及车辆的跟车状态，并通过can总线与处理单元进行连接，在处理单元进行车辆运动状态识别后，通过蓝牙模块向预先安装在手机里的app发送指令，对手机声音和震动进行设置。

通过上述的传感器识别方向盘转角和转角速度、加速紧急程度、制动紧急程度和制动频率、车辆换道状态、是否转向以及车辆的跟车状态六种驾驶人可能的高负荷行车状态。每种驾驶人可能处于的高负荷行车状态根据负荷的紧急程度划分成一般负荷和严重负荷两级，当系统识别出驾驶人有两种或两种以上一般高负荷状态，或者有一种或一种以上的严重高负荷状态，则判定此驾驶人处于高负荷行车状态。

进一步地：

所述方向盘转角传感器为hitec牌方向盘转角传感器，具体型号为hirainsas；

所述加速踏板行程传感器为博世踏板行程传感器，具体型号为pwg12；

所述制动踏板行程传感器为博世踏板行程传感器，具体型号为pwg13；

所述车道标线传感器为aws车道线传感器；

所述can485智能can转换器为周立功cancom-100ie智能转换器；

所述雷达传感器为德尔福esr毫米波雷达传感器；

所述处理单元为飞思卡尔单片机，具体型号为mc9s12xs256；

所述蓝牙发射模块为issc牌蓝牙发射模块，具体型号为is1681。

本发明根据上述内容还提供一种驾驶人高负荷行车状态下自动设置手机静音的方法，包括以下步骤：

安装传感器组、处理单元及蓝牙发射模块；

传感器组对行车数据采集并传送到处理单元；

确定驾驶人负荷状态；

根据负荷状态判断是否通过蓝牙发射模块向手机发送控制指令。

进一步地，所述传感器组包括车辆方向盘转角传感器、加速踏板行程传感器、制动踏板行程传感器、车道线识别传感器、can485智能can转换器和雷达传感器。

进一步地，所述安装传感器组、处理单元及蓝牙发射模块，具体包括：将方向盘转角传感器通过螺栓固定安装在车辆方向盘转轴上，数据输出端直接和处理单元电连接，用于采集车辆方向盘转角数据。

加速踏板行程传感器固定安装在加速踏板上方，用于测量加速踏板行程和行程变化情况。

制动踏板行程传感器固定安装在制动踏板上方，用于测量制动踏板行程和行程变化情况。

车道线传感器安装在车辆前风挡玻璃正中央上方，用于获取道路图像信息，并识别出车辆与车道线之间的距离。

can485智能can转换器采用细纹螺栓将其安装在车辆obd口附近，用于获取车辆自身can总线上的车速和转向信号灯开启信息。

雷达传感器安装在车辆前进气格栅上方，面朝车辆前方，采用细纹螺栓和胶粘方式安装，用于获取车辆前方车辆与自车之间的距离数据。

处理单元安装在车辆仪表盘下方的空闲处，采用细纹螺栓固定安装，处理单元采用金属盒进行封装，通过数据线和外部传感器进行数据传输。

蓝牙模块和处理器安装在一起，通过数据线直接电连接，用于向外界发出将手机设置成安静状态的指令。

本发明实施例中，通过利用车辆方向盘转角传感器、加速踏板行程传感器、制动踏板行程传感器、车道线识别传感器、转向信号灯信息、雷达传感器采集车辆转向角度和转角速度、加速踏板行程变化率、制动踏板行程变化率和制动频率、车辆与车道线距离变化、转向灯信号、车辆与前车的跟车时距等参数。

方向盘转角数据能反映驾驶人对方向盘的操作信息，方向盘转动角度和快慢均能体现驾驶人对车辆操作的紧急情况；加速踏板行程变化体现驾驶人加速特性，若驾驶人急踩加速踏板或者紧急松开加速踏板都能体现出当前车辆所处的状态，从而反应出驾驶人的负荷状态；制动踏板行程变化或者制动频率同样能反应车辆的运动状态，紧急制动无疑是车辆存在潜在危险，制动频率过大同样也能反应车辆所处的行车环境，此两类状态下驾驶人均是高负荷状态；车辆与车道线之间的距离变化，能体现车辆的换道行为，车辆换道时驾驶人需要不断的观察后视镜，以确保换道的安全性，因此通过车辆与车道线之间的距离也能反应出驾驶人的负荷状态；转向灯开启信息则更直接的反应驾驶人的转向操作情况，在转向操作中，驾驶人需要获取更多的交通信息以保证安全，因此此过程也属于高负荷状态；雷达传感器可以探测自车与自车前车之间的相对运动状态数据，包括距离、相对速度和角度，根据探测到的数据可以得到自车的跟车时距，跟车时距能良好反应车辆跟随的安全性，在危险跟车状态下驾驶人需要集中注意驾驶，此状态也属于高负荷状态。

进一步地，所述确定驾驶人负荷状态，具体包括：处理单元对采集的行车行车数据进行初处理，确定车辆所处状态，并判断所处状态的紧急程度。

本发明实施例中，各传感器采集驾驶人对车辆操作信息和车辆与交通环境之间相对状态关系参数。首先需要对采集到的参数进行初处理，以确定车辆所处状态，以及各种状态的紧急程度。

进一步地，所述驾驶人负荷状态分为一般高负荷状态和严重高负荷状态，具体包括转角一般高负荷状态、转角严重高负荷状态、加速踏板一般高负荷状态、加速踏板严重高负荷状态，制动踏板一般高负荷状态、制动踏板严重高负荷状态、换道一般高负荷状态、换道严重高负荷状态、信号灯严重高负荷状态、跟车一般高负荷状态和跟车严重高负荷状态。

进一步地，所述转角一般高负荷状态为满足方向盘单次转角为5°≤转角≤10°或方向盘转角速度为10°/s≤转角速度≤30°/s中的一种，所述转角严重高负荷状态为满足方向盘单次转角度数大于10°或方向盘转角速度大于30°/s中的一种。

参见图2，为本发明提出的转向操作下驾驶人负荷状态定义示意图。

通过方向盘转角传感器对方向盘的转动角度进行检测，当单次转角度数超过±10°则判定驾驶人在进行转向操作，此状态为严重高负荷状态；单次转角位于±5°和±10°之间时，判定此阶段驾驶人可能要进行转向操作者在进行车道保持微调，此状态定义为一般高负荷状态。同时驾驶人猛打方向盘也是高负荷状态，定义驾驶人操作方向盘转角速度大于30°/s为严重高负荷状态，±10°/s和±30°/s之间时为一般高负荷状态。

进一步地，所述加速踏板一般高负荷状态为在3s内踏板行程变化80％，所述加速踏板严重高负荷状态在1s内踏板行程变化80％。

参见图3为本发明提出的加速踏板操作下驾驶人负荷状态定义示意图。

驾驶人急踩加速踏板能反应出驾驶人想尽快离开当前地点，或者前方道路空旷，驾驶人想加速行驶，此种情况下驾驶由于车速提高较快，需要驾驶人保持高度的注意力集中；驾驶人紧急松开加速踏板则反映出车辆前方可能存在危险状态，同样需要驾驶人报纸高度的注意力集中，因此定义驾驶人急踩加速踏板或者急松开加速踏板为严重高负荷状态，急踩和急松加速踏板设定为1s内踏板行程变化80％。驾驶人从加速状态到松开加速踏板，能反应出车辆前方有潜在的危险，此状态下也有一定的危险性，驾驶人存在一定的负荷，因此定义驾驶人缓慢松开加速踏板为一般高负荷状态，缓慢松开加速踏板设定为3s内踏板行程变化80％。

进一步地，所述制动踏板一般高负荷状态为1s内制动踏板行程变化30％到80％或10s内制动在1次到3次两种情况中的一种，所述制动踏板严重高负荷状态为制动踏板行程在1s内变化80％或20s内制动次数超过3次两种情况中的一种。

图4为本发明提出的制动踏板操作下驾驶人负荷状态定义示意图。

驾驶人制动车辆能反应车辆前方的危险情况。在制动过程中驾驶人需要实时获取前方交通环境信息，判断自车与前方障碍之间的位置关系，此过程驾驶人需要高度集中注意力，属于高负荷状态。同样制动频率也有相似的规律，因此，定义驾驶人紧急制动或者20s内制动次数超过3次为严重高负荷状态，紧急制动设定为制动踏板行程在1s内变化80％；定义驾驶人一般制动或者10s内制动在1次到3次之间为一般高负荷状态，一般制动设定为1s内制动踏板行程变化30％到80％。

进一步地，所述换道一般高负荷状态为车速小于等于80km/h，且车辆与车道线之间的距离不断减小的状态，所述换道严重高负荷状态在1.2s的时间窗口下，车速大于80km/h，且车辆与车道线之间的距离不断减小的状态。

图5为本发明提出的换道操作下驾驶人负荷状态定义示意图。

车辆与车道线之间的距离能反应车辆的换道行为。高速情况下微小的操作输入都会对车辆的运行状态造成较大的影响，可知换道状态危险性较大，驾驶人需要保持高度的注意力集中。且换道危险性较低速情况下更大，本发明实施例中，取1.2s作为换道行为识别的时间窗口。因此，在1.2s的时间窗口下，车速大于80km/h，且车辆与车道线之间的距离不断减小时，定义为严重高负荷状态；车速小于等于80km/h，且车辆与车道线之间的距离不断减小时，定义为一般高负荷状态。

进一步地，所述信号灯严重高负荷状态为转向灯开启状态。

图6为本发明提出的转向灯开启情况下驾驶人负荷状态定义示意图。

转向灯信号能直接反应驾驶人转向操作。定义转向灯开启状态下为严重高负荷状态。

进一步地，所述跟车一般高负荷状态为1s≤跟车时距≤1.5s，所述跟车严重高负荷状态为跟车时距＜1s。

图7为本发明提出的跟车行为下驾驶人负荷状态定义示意图。

跟车行为通过跟车时距参数来反应。通过利用雷达传感器获取自车与前方被跟随车辆之间的距离，并结合自车的速度，利用两车之间的距离除以自车的速度，便是跟车时距。本发明实施例中，当跟车时距小于1s时，定义为严重高负荷状态；当跟车时距在1.5s到1s之间时定义为一般高负荷状态。

根据上述中的驾驶人负荷状态划分方法，确定各种操作行为下驾驶人的负荷紧急程度。通过传感器组采集信息并通过处理单元对其进行处理分析，判断传感器组对应的负荷状态，当识别出驾驶人有两种或两种以上一般高负荷状态，或者有一种或一种以上的严重高负荷状态，则判定此驾驶人处于高负荷行车状态。

当处理单元判断出驾驶人处于高负荷行驶状态时，处理单元向蓝牙发射模块传输指令，使蓝牙发射模块向预先安装在手机中的app发送将手机设置成静音和不震动的安静状态的控制指令，以实现在驾驶人高负荷行驶状态下手机对驾驶人不造成干扰。

本发明提供的高负荷行车状态下自动设置手机静音方法通过采用车辆方向盘转角传感器、加速踏板行程传感器、制动踏板行程传感器、车道线识别传感器、转向信号灯信息和雷达传感器，选取车辆转向参数、加速踏板行程参数、制动踏板行程和制动频率参数、车辆与车道线之间的距离、车辆转向灯信息以及跟车时距作为驾驶人高负荷行驶状态的判断依据，对驾驶人当前的行驶状态进行识别，并在驾驶人处于高负荷行驶状态时，通过蓝牙发射模块向预先安装在手机里的app发送指令，将手机设置成安静状态，以实现在驾驶人高负荷行驶状态下手机对驾驶人不造成干扰。

以上对本发明进行了详细介绍，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。