一种基于方向盘握力的安全驾驶检测装置及其控制方法与流程

本发明涉及汽车安全驾驶领域，更具体地说，尤其涉及一种基于方向盘握力的安全驾驶检测装置；本发明还涉及该种检测装置的控制方法。

背景技术

随着社会经济得发展，汽车逐渐成为人们出行必不可少的工具，汽车的拥有量也在不断增长。导致交通事故发生的很大一部分原因是驾驶员驾驶时注意力的不集中，包括驾驶时低头看手机、接打电话、双手或单手随意离开方向盘等。网上数据研究表明，驾驶时接打电话发生事故的概率是普通驾驶的2.8倍，驾驶时低头玩手机发生事故的概率是正常驾驶的23倍。目前市场上大多数为防疲劳驾驶的检测装置，并没有规范驾驶员双手的驾驶习惯的装置，也没有对驾驶员驾驶时双手或单手随意离开方向盘的警报装置。因此，亟待设计一种能够根据驾驶者对方向盘的握力及汽车速度的情况提供安全提醒的驾驶检测装置。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于方向盘握力的安全驾驶检测装置，该驾驶检测装置能够根据驾驶者对方向盘的握力结合汽车速度对驾驶者的驾驶状态作分析，并在必要时对驾驶者进行提醒。

本发明的另一目的在于提供一种基于方向盘握力的安全驾驶检测装置的控制方法，利用该控制方法能够实现对该检测装置的控制。

本发明采用的前一技术方案如下：

一种基于方向盘握力的安全驾驶检测装置，包括方向盘，其中，在所述方向盘的外圆周上对称设有第一薄膜压力传感器和第四薄膜压力传感器，在所述方向盘的内圆周上对称设有第二薄膜压力传感器和第三薄膜压力传感器，所述的第一薄膜压力传感器和第二薄膜压力传感器同侧布置，所述的第三薄膜压力传感器和第四薄膜压力传感器同侧布置；在所述方向盘的中心内设有握力采集模块，所述第一薄膜压力传感器的信号输出端、第二薄膜压力传感器的信号输出端、第三薄膜压力传感器的信号输出端以及第四薄膜压力传感器的信号输出端均连接握力采集模块的信号输入端，所述的握力采集模块电路连接汽车自带的控制处理器，所述的控制处理器与汽车发动机的转速仪表盘电路连接。

进一步的，所述的第一薄膜压力传感器、第二薄膜压力传感器、第三薄膜压力传感器和第四薄膜压力传感器位于同一直线上，且所述的第一薄膜压力传感器、第二薄膜压力传感器、第三薄膜压力传感器和第四薄膜压力传感器的连线穿过圆心。

进一步的，所述的控制处理器与汽车自带的声音播放器电路连接。

进一步的，还包括手机app记录系统，所述的控制处理器包括无线通讯单元，所述的控制处理器通过无线通讯单元与手机app记录系统无线连接。

本发明采用的后一技术方案如下：

一种基于方向盘握力的安全驾驶检测装置的控制方法，包括如下检测步骤：

(1)利用第一薄膜压力传感器、第二薄膜压力传感器、第三薄膜压力传感器以及第四薄膜压力传感器分别对方向盘中的指定位置进行压力检测，当检测到该位置有施加压力时，将感应到的实时压力信号发送至握力采集模块；

(2)当握力采集模块接收到四个薄膜压力传感器发送的实时压力信号时，根据四个薄膜压力传感器的分布位置，将其分别转化成实时的左手握力数值和实时右手握力数值并发送至控制处理器；

(3)当控制处理器接收到实时的左手握力数值和实时右手握力数值时，主动获取汽车的发动机转速值，并将实时的左手握力数值和右手握力数值与发动机转速值所在区间内所要求的握力范围值分别作比较，若实时的左手握力数值或者实时右手握力数值没有达到此时发动机转速值所处的速度区间内所要求的握力范围值时，控制处理器发送信号至声音播放器报警，直至控制处理器接收到实时的左手握力数值或者实时右手握力数值都达到了此时发动机转速值所处的速度区间内所要求的握力范围值时，控制处理器发送信号至声音播放器关闭报警。

进一步的，在步骤(3)中，发动机转速值所处的速度区间对应要求的握力范围值为：当发动机转速值在0～40km/h时，要求的握力数值不小于4kg；当发动机转速值大于40km/h时，要求的握力数值不小于5kg。

进一步的，在步骤(3)中，若实时的左手握力数值或者实时右手握力数值没有达到此时发动机转速值所处的速度区间内所要求的握力范围值时，控制处理器发送信号至手机app记录系统记录该次违纪信息。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：

1.本发明的一种基于方向盘握力的安全驾驶检测装置，包括方向盘，其中，在所述方向盘的外圆周上对称设有第一薄膜压力传感器和第四薄膜压力传感器，在所述方向盘的内圆周上对称设有第二薄膜压力传感器和第三薄膜压力传感器，所述的第一薄膜压力传感器和第二薄膜压力传感器同侧布置，所述的第三薄膜压力传感器和第四薄膜压力传感器同侧布置；在所述方向盘的中心内设有握力采集模块，所述第一薄膜压力传感器的信号输出端、第二薄膜压力传感器的信号输出端、第三薄膜压力传感器的信号输出端以及第四薄膜压力传感器的信号输出端均连接握力采集模块的信号输入端，所述的握力采集模块电路连接汽车自带的控制处理器，所述的控制处理器与汽车发动机的转速仪表盘电路连接。在方向盘中平常双手放置的位置上设置四个薄膜压力传感器进行压力检测，握力采集模块再把检测到的压力值转化握力数值，由控制处理器对握力数值结合当前车速判断是否符合驾驶要求，当不符合驾驶要求时则通过声音播放器提示驾驶者注意，能起到较好的规范驾驶员手部动作行车规范的作用，达到安全驾驶的目的。

2.本发明的一种基于方向盘握力的安全驾驶检测装置的控制方法，利用四个薄膜压力传感器检测方向盘中受到的实时压力情况，再由握力采集模块将实时压力情况转化成左手握力数值和右手握力数值，控制处理器对左手握力数值和右手握力数值分别结合当前车速判断是否符合驾驶要求，当发现左手握力数值或者右手握力数值不满足当前车速所处的速度区间内要求的握力范围值时，驾驶要求时则通过声音播放器提示驾驶者注意，这样的控制方法能够保证驾驶者安全的开车。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明的方向盘的结构示意图；

图2是本发明的电路方框图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，对本发明的技术方案作进一步的详细说明，但不构成对本发明的任何限制。

参照图1和2所示，本发明的一种基于方向盘握力的安全驾驶检测装置，包括方向盘1，其中，在所述方向盘1的外圆周上对称设有第一薄膜压力传感器a1和第四薄膜压力传感器a4，在所述方向盘1的内圆周上对称设有第二薄膜压力传感器a2和第三薄膜压力传感器a3，所述的第一薄膜压力传感器a1和第二薄膜压力传感器a2同侧布置，利用第一薄膜压力传感器a1和第二薄膜压力传感器a2能够检测到左手对方向盘1所施加的压力，所述的第三薄膜压力传感器a3和第四薄膜压力传感器a4同侧布置，利用第三薄膜压力传感器a3和第四薄膜压力传感器a4能够检测到右手对方向盘1所施加的压力。在所述方向盘1的中心内设有握力采集模块2，所述第一薄膜压力传感器a1的信号输出端、第二薄膜压力传感器a2的信号输出端、第三薄膜压力传感器a3的信号输出端以及第四薄膜压力传感器a4的信号输出端均连接握力采集模块2的信号输入端，所述的握力采集模块2电路连接汽车自带的控制处理器，所述的控制处理器与汽车发动机的转速仪表盘电路连接。在方向盘中平常双手放置的位置上设置四个薄膜压力传感器进行压力检测，握力采集模块2包括单片机芯片及a/d转换器，单片机芯片通过a/d转换器读取其与薄膜压力传感器连接的模拟引脚上的电压值，经过计算转化后，能够得到驾驶员驾驶时实时采集的握力数值，控制处理器对所得的握力数值结合当前车速判断是否符合驾驶要求，当不符合驾驶要求时则认为的驾驶操作不规范。

所述的第一薄膜压力传感器a1、第二薄膜压力传感器a2、第三薄膜压力传感器a3和第四薄膜压力传感器a4位于同一直线上，且所述的第一薄膜压力传感器a1、第二薄膜压力传感器a2、第三薄膜压力传感器a3和第四薄膜压力传感器a4的连线穿过圆心。机动车驾驶法律法规中并没有规定双手的握姿该如何才算正确，手放方向盘的位置和对方向盘施加力的大小更是参差不齐，因人各不相同，不同的方向盘握法产生握力的大小将会不同。根据资料和实际操作说明，目前只有一个比较公认合理的握法：如果将方向盘的一圈看作是一个钟表，将左手握在表盘八、九点钟的位置，右手握在三、四点钟之间，掌心贴在方向盘的外边缘位置，大拇指自然伸直，放在方向盘外侧边缘，四个手指则自然弯曲握向方向盘的背面内侧，针对这类比较安全的方向盘握法，所以发明采用四个薄膜压力传感器，分别将两个传感器贴在左右手三点钟位置的内侧和外侧以及九点钟位置的内侧和外侧，这样能够更好的与手心贴合，以便能够采集到正确握法时双手的压力数据。

所述的控制处理器与汽车自带的声音播放器电路连接，当控制处理器认为驾驶操作不规范时，通过声音播放器提示驾驶者注意，能起到较好的规范驾驶员手部动作行车规范的作用，达到安全驾驶的目的。声音播放器可以发出蜂鸣似的警报提示音或者是通过语音直接清楚明了的提示驾驶员是左手、右手或双手随意离开方向盘，亦或是方向盘的握姿不正确，亦或是施加力的大小不符合设定要求等情况，使提醒效果更好。

还包括手机app记录系统3，所述的控制处理器包括无线通讯单元，所述的控制处理器通过无线通讯单元与手机app记录系统3无线连接，手机app记录系统3将每次控制处理器控制声音播放器报警时的具体情况信息进行记录，方便驾驶员日后查看。

本发明的一种基于方向盘握力的安全驾驶检测装置的控制方法，包括如下检测步骤：

(1)利用第一薄膜压力传感器a1、第二薄膜压力传感器a2、第三薄膜压力传感器a3以及第四薄膜压力传感器a4分别对方向盘1中的指定位置进行压力检测，当检测到该位置有施加压力时，将感应到的实时压力信号发送至握力采集模块2；

(2)当握力采集模块2接收到四个薄膜压力传感器发送的实时压力信号时，根据四个薄膜压力传感器的分布位置，将其分别转化成实时的左手握力数值和实时右手握力数值并发送至控制处理器；

(3)当控制处理器接收到实时的左手握力数值和实时右手握力数值时，主动获取汽车的发动机转速值，并将实时的左手握力数值和右手握力数值与发动机转速值所在区间内所要求的握力范围值分别作比较，若实时的左手握力数值或者实时右手握力数值没有达到此时发动机转速值所处的速度区间内所要求的握力范围值时，控制处理器发送信号至声音播放器报警，直至控制处理器接收到实时的左手握力数值或者实时右手握力数值都达到了此时发动机转速值所处的速度区间内所要求的握力范围值时，控制处理器发送信号至声音播放器关闭报警。

其中，将汽车速度划分为三个线性变化的区间值——低速、中速以及高速。发动机转速值所处的速度区间对应要求的握力范围值为：当发动机转速值在0～40km/h时，汽车处于低速行驶的状态下，此时汽车需要进行转弯等一些行为操作，驾驶员可以双手或者单手握在方向盘1上，要求的握力数值不小于4kg，若四个薄膜压力传感器没有检测到压力或者压力数值小于4kg时，认为是不安全驾驶状态。当发动机转速值大于40km/h时，汽车处于中速或者高速行驶的状态下，要求的左右手的握力数值都不小于5kg，单手离开方向盘1的时间不能超过3秒，否则容易使驾驶轨道发生偏离。一般我们认为方向盘的标准握姿是：将左手握在表盘八、九点钟的位置，右手握在三、四点钟之间，掌心贴在方向盘的外边缘位置，大拇指自然伸直，放在方向盘外侧边缘，四个手指则自然弯曲握向方向盘的背面内侧，即至对双手分别放置在两个位置时方向盘1所受的握力情况进行检测。当汽车转弯的时候，汽车速度通常会降低至一个较低的值，此时我们认为这个速度是行车的安全速度，这时候对方向盘1的握力情况就显得不是那么关键了，因此，不需要检测汽车处于这种状态时对方向盘1所受的握力情况。

进一步的，控制处理器还具有计时模块，当发动机转速值在40～70km/h时，若实时的左手握力数值或者实时右手握力数值没有达到此时发动机转速值所处的速度区间内所要求的握力范围值时，控制处理器开始计时，当计时超过4秒，控制处理器发送信号至声音播放器加快报警频率。当发动机转速值超过了70km/h时，若实时的左手握力数值或者实时右手握力数值没有达到此时发动机转速值所处的速度区间内所要求的握力范围值时，控制处理器开始计时，当计时超过3秒，控制处理器发送信号至声音播放器加快报警频率。

若实时的左手握力数值或者实时右手握力数值没有达到此时发动机转速值所处的速度区间内所要求的握力范围值时，控制处理器通过无线通讯技术发送信号至手机app记录系统3记录该次违纪信息，以便驾驶员查看。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡在本发明的精神和原则范围内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。