一种驾驶员双手位置检测报警系统及基于其的方法和车辆与流程

本发明属于汽车驾驶员驾驶行为检测技术领域，涉及一种驾驶员双手位置检测报警系统及基于其的方法和车辆。

背景技术：

随着科技不断进步，人们生活水平不断提高，汽车已经成为人们生活的必需品。当汽车高速行驶在道路上，驾驶员必须双手正确控制方向盘，才能保证行车安全。然而，对于一些刚会开车的新手，由于一时紧张或疏忽，对双手握住方向盘的正确位置不能很好领会，手握方向盘的位置摆放错误，如果不能正确手握方向盘，就会对驾驶过程带来很大的安全隐患。另外，据统计，80％的汽车驾驶员开车有接打电话的习惯，有时只用单手开车，甚至有些驾驶员直接松开双手，稍不注意就会车毁人亡，给家庭带来灾难。

目前，汽车内部保障驾驶员行驶安全的措施很多，比如常见的安全带、安全气囊等，这些都在汽车遇到危险时，一定程度保障了驾驶员人身安全，但是都没有在危险来临之前提醒驾驶员，做好有效防范。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种驾驶员双手位置检测报警系统及基于其的方法和车辆，能够在危险来临之前提醒驾驶员，使驾驶员做好有效防范。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种驾驶员双手位置检测报警系统，包括压力采集模块、异常检测模块、报警提示模块和制动控制模块；压力采集模块与异常检测模块连接，异常检测模块与报警提示模块连接，报警提示模块和制动控制模块连接；

压力采集模块安装在方向盘内，用于采集方向盘受到的驾驶员双手位置的压力信号；

异常检测模块用于判断驾驶员双手位置是否异常；

当异常检测模块判断驾驶员双手位置异常时，报警提示模块用于提示驾驶员双手位置异常；

制动控制模块与异常检测模块连接，制动控制模块与刹车系统连接，制动控制模块用于读取异常检测模块判断的结果，当读取到驾驶员双手位置仍然存在异常，制动控制模块用于控制刹车系统自动紧急停车。

进一步，压力采集模块连接有薄膜压力传感器。

进一步，压力采集模块布设在方向盘的9点和3点两个位置。

进一步，异常检测模块为检测电路，当检测电路检测到9点和3点均有压力信号时，判断驾驶员双手位置正常。

进一步，报警提示模块包括报警电路和报警器，报警电路和报警器连接，报警电路用于控制报警器的开闭。

进一步，报警器包括声音报警器和/或灯光报警器。

进一步，灯光报警器设在仪表盘内，声音报警器与汽车音响连接。

进一步，制动控制模块采用型号为at89s51的单片机。

本发明还公开了基于上述的驾驶员双手位置检测报警系统的报警方法，包括以下步骤：

1)压力采集模块采集方向盘受到的驾驶员双手位置的压力信号；

2)异常检测模块接收压力采集模块采集的压力信号，判断驾驶员双手位置是否异常；如果正常，且车辆还在行驶过程中，则异常检测模块继续判断驾驶员双手位置是否异常；如果异常，则立即启动报警提示模块，开始报警；

3)报警后，如果驾驶员恢复正常行为，且车辆还在行驶过程中，则异常检测模块继续判断驾驶员双手位置是否异常；否则，制动控制模块启动车辆自行制动程序，控制刹车系统，使车辆刹车至车辆停止。

本发明还公开了一种车辆，该车辆安装有上述驾驶员双手位置检测报警系统。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明公开的一种驾驶员双手位置检测报警系统，包括压力采集模块、异常检测模块、报警提示模块和制动控制模块；压力采集模块采集方向盘受到的驾驶员双手位置的压力信号；异常检测模块接收压力采集模块采集到的压力信号，然后判断驾驶员双手位置是否异常，当异常检测模块判断驾驶员双手位置异常，报警提示模块提示驾驶员双手位置异常，然后制动控制模块读取异常检测模块判断的结果，当读取到驾驶员双手位置仍然存在异常，制动控制模块控制刹车系统自动紧急停车。本发明通过四个模块的配合作用，通过检测驾驶员双手位置是否异常，判断驾驶员驾驶汽车时是否正确手握方向盘，否则给予报警提示和紧急刹车，以此规范驾驶员行为，保证行车安全。该检测报警系统既能检测驾驶员双手的异常驾驶行为，又能在汽车发生危险之前警告驾驶员安全驾驶，那么就会降低汽车发生交通事故的概率，保障车内乘客和驾驶员及汽车的安全。

进一步，采集模块与薄膜压力传感器连接，采集压力信号，薄膜压力传感器具有量程小、灵敏度高、抗干扰性好等特点，能够检测到微小信号，只要驾驶员双手放置在方向盘上，压力传感器就能检测到压力信号。

进一步，薄膜压力传感器布设在方向盘的9点和3点两个位置，是因为只有9点3点式才是正确的手握方向盘方式，这种方式是最合理、最正确的握法，因为这个握法便于做出精准的反应，尤其是在遇躲闪车时可以做到最大幅度的转向。

进一步，只有当检测电路检测到9点和3点均有压力信号时，才能判断驾驶员双手位置正常，因为只有这种情况能够说明驾驶员双手均握在方向盘上，其余情况要么就是单手握法，要么就是双手均脱离了方向盘，都存在安全隐患。

进一步，报警提示模块包括报警电路和报警器，报警电路控制报警器的开闭，通过声音和灯光两种方式来双重警示，提醒车内的驾驶员和乘客注意及时自我保护。

本发明公开的报警方法，首先采集方向盘受到的驾驶员双手位置的压力信号，并通过异常检测模块判断驾驶员行为是否存在异常，如果存在行为异常，则启动报警提示模块，如果驾驶员未能从异常行为中恢复过来，则则启动车辆自行制动程序，直至车辆熄火关闭系统；如果驾驶员恢复正常行为，且车辆还在行驶过程中，异常检测模块继续检测驾驶员双手位置是否存在异常，报警过程快速，判断准确，保证驾驶员可以及时作出有效应对，保障车内乘客和驾驶员及汽车的安全。

本发明公开的车辆，具有上述驾驶员双手位置检测报警系统，车辆性能更加完善，功能强大，可保障驾驶员和乘客的安全。

附图说明

图1为本发明的系统模块原理框图；

图2为本发明的压力传感器安装示意图；

图3为本发明的系统运行流程图；

图4为本发明的灯光报警器安装结构示意图；

图5为本发明的检测电路示意图；

图6为本发明的报警电路示意图。

其中：1为方向盘；2为薄膜压力传感器；3为仪表盘；4为灯光报警器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

如图1所示，本发明的一种汽车驶员双手位置检测报警系统，包含四个模块，分别是压力采集模块、异常检测模块、报警提示模块和制动控制模块。压力采集模块与异常检测模块连接，异常检测模块与报警提示模块连接，报警提示模块和制动控制模块连接；压力采集模块安装在方向盘1内，用于采集方向盘1受到的驾驶员双手位置的压力信号；异常检测模块用于通过判断方向盘1的压力信号是否存在异常来判断驾驶员双手位置是否异常；当异常检测模块判断驾驶员双手位置异常，报警提示模块用于提示驾驶员双手位置异常；制动控制模块与异常检测模块连接，制动控制模块与刹车系统连接，制动控制模块用于读取异常检测模块判断的结果，当读取到驾驶员双手位置仍然存在异常，制动控制模块用于控制刹车系统自动紧急停车。

通过检测驾驶员双手位置的压力信号，判断驾驶员在驾驶汽车时手握方向盘1是否正确，否则给予报警提示，以此规范驾驶员行为，保证行车安全。

本发明基于时钟刻度分析驾驶员如何正确手握方向盘1。驾驶员手握方向盘1的方式有很多，只有9点3点式才是正确的手握方向盘1方式。即将两只手对称的握在方向盘1两侧9点和3点钟位置，拇指自然搭放在方向盘1内圈壁上。这种方式是最合理、最正确的握法，因为这个握法最安全，便于做出精准的反应，尤其是在遇躲闪车时可以做到最大幅度的转向。其他如10点4点式，10点2点式，7点5点式以及单手握法式等都是错误的方式。

检测方向盘9点和3点的压力信号，分为以下4种情况：

1)在t时间段内，9点和3点均能检测到压力信号；

2)在t时间段内，只有9点能检测到压力信号；

3)在t时间段内，只有3点能检测到压力信号；

4)在t时间段内，无法检测到9点和3点压力信号。

t时间段一般取10秒，上述情况中，只有情况1)为驾驶员正确手扶方向盘1的检测结果，即双手位置正常；情况2)、3)和4)均为驾驶员错误手扶方向盘1的检测结果，即双手位置异常。

压力采集模块与集方向盘1内部薄膜压力传感器2连接，采集压力信号，供异常检测模块辨别驾驶员双手位置是否正常。薄膜压力传感器2安装位置如图2所示，分别在方向盘9点和3点两个位置布置。

薄膜压力传感器在测量过程中，压力直接作用在传感器的膜片上，使膜片产生与介质压力成正比的微位移，使传感器的电阻发生变化，同时通过电子线路检测这一变化，并转换输出一个对应于这个压力的标准信号。

异常检测模块通过判断方向盘9点和3点位置的压力信号，对不同种类的驾驶员双手异常位置进行辨别。

确定驾驶员双手位置异常之后，异常检测模块发送信号至报警提示模块，报警提示模块一旦获得驾驶员双手位置异常，立马启动报警器。报警器包括声音报警器和/或灯光报警器4，用于提示驾驶员及乘客存在危险，提示驾驶员双手紧握方向盘1。如果驾驶员双手恢复正常位置，则系统自动解除报警。

如图4所示，灯光报警器4安装在仪表盘3内，声音报警器通过接通汽车音响发出。通过视觉和听觉双重警示，提醒车内的驾驶员和乘客注意及时自我保护。

如图5所示，通过该电路检测薄膜压力传感器压力信号，经放大电路输出电压信号；当放大电路输出的电压信号大于vref时，报警电路发出声光报警，报警电路如图6所示。

制动控制模块是在汽车报警器启动后，判断驾驶员双手位置是否正常，采取汽车自动紧急停车的控制措施。当汽车报警信号发生，驾驶员双手未在规定时间恢复正常位置，则系统启动汽车自行制动程序。该程序控制汽车刹车系统，根据汽车当前行驶速度，决定刹车的频次和时间(参照无人驾驶汽车刹车有关国家标准)，直至汽车停止。

如图3所示，汽车行驶，自动开启驾驶员双手位置检测报警系统，压力采集模块开始采集方向盘9点和3点位置的压力信号，检测电路开始判断驾驶员双手位置是否存在异常，只有当9点和3点位置均能检测到压力信号时，检测电路判断驾驶员双手位置正常，其余情况均为异常；如果双手位置正常，且汽车还在行驶过程中，则检测电路继续检测驾驶员双手位置是否存在异常；否则，立即启动报警提示模块，通过声音和闪灯提示驾驶员和乘客注意行车安全。如果报警后驾驶员已采取有效措施，驾驶员双手恢复正常行为，且汽车还在行驶过程中，则检测电路继续检测驾驶员双手位置是否存在异常；如果报警后驾驶员未采取有效措施，制动控制模块读取到驾驶员双手位置仍然存在异常，制动控制模块启动汽车自行制动程序，根据车速大小，在短时间内刹车至汽车停止。汽车熄火，自动关闭驾驶员行为异常监测系统。

装有该汽车驶员双手位置检测报警系统的车辆，可以满足现在消费者的需求，功能强大，能够在危险来临之前提醒驾驶员，使驾驶员做好有效防范，保障人员及车辆的安全。