一种多功能方向盘及汽车的制作方法

本发明属于车辆智能化技术领域，尤其是涉及一种多功能方向盘及汽车。

背景技术：

目前，汽车驾驶员识别主要依靠汽车智能钥匙，车辆车身防盗和动力防盗系统依靠智能钥匙的射频识别号识别区分驾驶员信息，且智能钥匙为两把无法提供多驾驶员及同一个智能钥匙多驾驶员识别，导致若存在多人共用一辆车的时候，驾驶员身份识别过程繁琐。

目前车辆中的方向盘多采用电阻按键的形式，各个按键的信息及位置固定，由于不同驾驶员的手指操作位置不一致；且在操作按键的过程中，方向盘可能会存在一定的角度，不便于驾驶员识别使用按键。

技术实现要素：

本发明实施例的目的在于提供一种多功能方向盘及汽车，从而解决现有技术中只依靠汽车智能钥匙识别汽车驾驶员身份，导致身份识别过程繁琐，以及方向盘上的按键使用不方便的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种多功能方向盘，包括：

方向盘主体；

设置在方向盘主体的圆盘体上的重力感应模块；

设置在方向盘主体的t形体上的人体特征采集模块、控制模块和信息反馈模块；

所述重力感应模块、所述人体特征采集模块、所述信息反馈模块均与所述控制模块电连接；

其中，所述控制模块用于根据所述人体特征采集模块采集的人体特征信息与预先存储的人体特征信息进行比对，将比对结果通过所述信息反馈模块输出；当比对成功后，通过控制器局域网络(controllerareanetwork，简称：can)总线将与采集的人体特征信息匹配的预先存储的人体特征信息，及相对应的车辆设置信息输出至电子控制单元(electroniccontrolunit，简称：ecu)。

其中，所述人体特征采集模块包括：分别与所述控制模块电连接的指纹识别传感器、声音采集器和人脸识别器；

其中，所述声音采集器用于采集第一人体特征信息中的声音信息；

所述人脸识别器用于采集第一人体特征信息的人脸信息；

所述指纹识别传感器用于在所述第一人体特征信息与第一预存的人体特征信息不匹配的次数达到预设次数时，采集第二人体特征信息，其中，所述第二人体特征信息包括指纹信息。

其中，所述重力感应模块用于在所述人脸识别器采集人脸信息时，采集所述方向盘主体的第一转动角度，并将所述第一转动角度输出至控制模块；

所述控制模块用于根据所述第一转动角度，将所述人脸识别器采集的人脸信息沿相同的方向转动第一转动角度后，与预存的人脸信息比对。

其中，所述人脸识别器还用于，在车辆行驶过程中，实时采集驾驶人员的眼部动作，并输出至所述控制模块；

所述控制模块还用于，将所述人脸识别器采集的眼部动作进行分析，获取眼球转动的频率，当眼球转动的频率小于第一预设频率时，通过所述信息反馈模块输出疲劳警示信息。

其中，所述信息反馈模块包括：分别与所述控制模块电连接的发声模块、振动模块和触控显示屏；

其中，所述发声模块用于将所述比对结果以声音的形式输出；

所述振动模块用于在比对失败后，将比对结果以振动的形式输出；

所述触控显示屏用于将所述比对结果以图像的形式输出。

其中，所述触控显示屏上设置有虚拟按键，所述虚拟按键用于驾驶人员与汽车进行人车交互。

其中，所述振动模块包括：控制器和多个振动器；

其中，所述振动器包括设置在所述方向盘主体的圆盘体内的振动器和设置在所述虚拟按键下方的振动器；

所述控制器用于当比对失败后，根据所述控制模块输出的比对失败信息，控制设置在所述方向盘主体的圆盘体内的振动器振动；

所述控制器还用于当所述虚拟按键被按压后，根据所述控制模块输出的按键按压信息，控制被按压的虚拟按键下方的振动器振动。

其中，所述重力感应模块还用于，在车辆行驶过程中，采集所述方向盘主体的第二转动角度，并将所述第二转动角度输出至所述控制模块；

所述控制模块还用于，根据所述第二转动角度，控制所述虚拟按键沿与所述方向盘主体转动方向相反的方向转动所述第二转动角度，使所述虚拟按键以垂直于驾驶员视角的角度显示。

其中，所述控制模块包括：数据存储模块，与所述数据存储模块连接的数据处理模块，以及与所述数据处理模块连接的can通讯模块；

其中，所述数据存储模块用于存储多个预先设置的人体特征信息及与人体特征信息相对应的车辆设置信息；

所述数据处理模块用于将采集的人体特征信息与预先存储的人体特征信息进行比对，并将比对结果输出至信息反馈模块；当比对成功时，将预先存储的与采集的人体特征信息相对应的车辆设置信息通过所述can通讯模块输出至所述ecu。

其中，所述控制模块还通过所述ecu与远程账户管理系统连接，用于将所述数据存储模块内预先存储的人体特征信息及与其对应的车辆设置信息备份，其中，所述ecu通过移动通信信道或无线网络与所述远程账户管理系统连接。

其中，所述车辆设置信息包括：多媒体系统和仪表的主题模式、驾驶座座椅位置、方向盘位置和外后视镜角度中的至少一项。

本发明实施例还提供一种汽车，包括如上所述的多功能方向盘。

本发明的上述技术方案至少具有如下有益效果：

本发明实施例的多功能方向盘，通过同时对驾驶员的声音和人脸特征进行识别，提高了车辆的安全性，避免车辆出现被盗的风险，当由于外界因素使人脸信息或声音信息不能被正确识别时，还可以通过指纹进行识别，避免耽误驾驶员的用车时间；在身份识别过程中，还实现了对识别结果的输出，用以提醒驾驶员；通过存储多个人的人体特征信息，实现了多人共享车辆的目的，并在驾驶汽车的过程中，根据驾驶员的喜好对车辆的相关内饰进行风格切换，提高驾驶人员驾车的舒适性；通过在方向盘上设置虚拟按键，使驾驶人员更方便的使用按键，对车辆进行操控。

附图说明

图1是本发明实施例的多功能方向盘的第一示意图；

图2是本发明实施例的多功能方向盘的第二示意图；

图3是本发明实施例的多功能方向盘的第三示意图；

图4是本发明实施例的多功能方向盘驾驶员身份识别的流程图。

附图标记说明：

1-方向盘主体，2-重力感应模块，3-人体特征采集模块，4-控制模块，5-信息反馈模块，6-ecu，7-远程账户管理系统，31-指纹识别传感器，32-声音采集器，33-人脸识别器，41-数据存储模块，42-数据处理模块，43-can通讯模块，51-发声模块，52-振动模块，53-触控显示屏，521-控制器，522-振动器。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明实施例针对现有的汽车只能对持有汽车智能钥匙的汽车驾驶员进行身份识别，导致无法实现多驾驶员身份识别的问题，提供了一种多功能方向盘，实现了车辆通过多种方式对驾驶员身份进行识别，提高了身份识别的效率。

如图1-图3所示，本发明的实施例提供了一种多功能方向盘，包括：方向盘主体1；设置在方向盘主体1的圆盘体上的重力感应模块2；设置在方向盘主体1的t形体上的人体特征采集模块3、控制模块4和信息反馈模块5；所述重力感应模块2、所述人体特征采集模块3、所述信息反馈模块5均与所述控制模块4电连接；其中，所述控制模块4用于根据所述人体特征采集模块3采集的人体特征信息与预先存储的人体特征信息进行比对，将比对结果通过所述信息反馈模块5输出；当比对成功后，通过控制器局域网络can总线将与采集的人体特征信息匹配的预先存储的人体特征信息，及相对应的车辆设置信息输出至电子控制单元ecu6。

本发明实施例的多功能方向盘，通过采集人体特征信息，对驾驶员的身份进行识别，并将识别的结果反馈给驾驶人员，确认是否识别成功；避免了单一的通过汽车智能钥匙进行身份识别；当识别成功后，则根据驾驶人员的个人喜好，对车辆的相关信息，通过所述ecu6进行设置，避免了繁琐的逐个调整汽车座椅位置、后视镜角度和车载娱乐系统主题等信息，从而提高了驾驶人员的驾驶感受。

具体的，所述人体特征采集模块3包括：分别与所述控制模块4电连接的指纹识别传感器31、声音采集器32和人脸识别器33；其中，如图3所示，所述人脸识别器33位于所述方向盘主体1的中心位置，从而方便采集驾驶人员的人脸信息；所述声音采集器32位于所述t形体上，从而方便采集驾驶人员的声音信息；所述指纹识别传感器31位于所述方向盘主体1下方，所述t形体上靠近与所述圆盘体连接的位置处，从而便于驾驶人员进行指纹的采集。

这里，需要说明的是，在身份识别过程中，首先需要对第一人体特征信息进行验证，具体的，所述人脸识别器33采集人脸信息，同时，所述声音采集器32采集声音信息，当采集的人脸信息与预存的人脸信息一致，且采集的声音信息与预存的声音信息一致时，确认身份验证成功，否则，验证失败。当所述第一人体特征信息验证失败的次数达到预设次数，比如，当采集第一人体特征信息的次数达到预设的3次，且均验证失败时，则第一人体特征信息验证在预设时间内失效；只能通过对第二人体特征信息进行验证，其中，所述第二人体特征信息包括指纹信息；即，当无法对所述第一人体特征信息进行验证时，则只能通过对所述第二人体特征信息进行验证，确认当前的驾驶人员是否有车辆的使用权限，从而避免延误驾驶员的用车时间。

在每次身份验证过程中，所述信息反馈模块5都会将比对结果及时的反馈给用户，具体的，所述信息反馈模块5包括分别与所述控制模块4连接的发声模块51、振动模块52和触控显示屏53；当验证成功后，所述触控显示屏53输出验证成功的图片或画面提示信息，同时，所述发声模块51输出验证成功的声音提示信息；当验证失败后，所述触控显示屏53输出验证失败的图片或画面提示信息，所述发声模块51输出验证失败的声音提示信息，同时，所述振动模块52使所述方向盘主体1振动，提醒用户验证失败，需重新验证。

其中，所述振动模块52包括：控制器521和多个振动器522，具体的，所述振动器522包括设置在所述方向盘主体1的圆盘体内的振动器522和设置在所述虚拟按键下方的振动器522；当通过所述第一人体特征信息或所述第二人体特征信息进行身份验证失败后，所述控制器521根据所述控制模块4输出的比对失败信息，控制设置在所述方向盘主体1的圆盘体内的振动器522振动，从而使所述方向盘主体1的圆盘体振动，提醒用户验证失败，需重新验证。

本发明的上述实施例，通过首先对所述第一人体特征信息进行验证，当第一人体特征信息验证成功后，则能够对车辆进行操作；当所述第一人体特征信息经过多次验证失败后，则通过对所述第二人体特征信息进行验证，从而避免了单一的使用汽车智能钥匙进行身份验证，增加了身份验证的方式，提高了身份验证的效率。

进一步的，当采集的人体特征信息与预先存储的人体特征信息比对成功后，所述控制模块4根据比对成功的人体特征信息，获取预先存储的与其相对应的车辆设置信息，并通过所述can总线输出至所述ecu6，由所述ecu6根据所述车辆设置信息对车辆的各部件进行设置，使车辆的各参数满足当前驾驶员的驾驶习惯和喜好。

具体的，所述车辆设置信息包括：多媒体系统和仪表的主题模式、驾驶座座椅位置、方向盘位置和外后视镜角度中的至少一项。其中，所述车辆设置信息还可以包括所述触控显示屏53的显示风格。通过根据预先存储的与驾驶员的需求相对应的各参数，对所述汽车的各参数进行设置，避免了驾驶人员启动车辆后，逐个调整各部件，最终缩短了调整时间。

具体的，所述重力感应模块2用于在所述人脸识别器33采集人脸信息时，采集所述方向盘主体1的第一转动角度，并将所述第一转动角度输出至控制模块4；所述控制模块4用于根据所述第一转动角度，将所述人脸识别器33采集的人脸信息沿相同的方向转动第一转动角度后，与预存的人脸信息比对。

这里，在所述方向盘主体1上设置所述重力感应模块2，从而实现了在身份认证过程中，对所述方向盘主体1的转动角度进行采集，为所述控制模块4在对采集的人脸信息与预存的人脸信息进行比对时，对由于所述方向盘主体1的转动导致采集的人脸信息存在的偏转角度进行补偿，避免外界环境因素的干扰，导致人脸识别失败，从而提高了人脸识别准确率。

进一步的，所述人脸识别器33还用于，在车辆行驶过程中，实时采集驾驶人员的眼部动作，并输出至所述控制模块4；所述控制模块4还用于，将所述人脸识别器33采集的眼部动作进行分析，获取眼球转动的频率，当眼球转动的频率小于第一预设频率时，通过所述信息反馈模块5输出疲劳警示信息。

具体的，所述人脸识别器33可以为一高清的摄像头，在车辆行驶过程中，实时对驾驶员的面部进行监测，尤其是关注驾驶员的眼部动作，当确定驾驶员的眼部动作频率较低时，则预测驾驶员可能目前处于疲劳驾驶的状态，从而通过所述信息反馈模块5输出警示信息，来提醒驾驶人员需要休息。

其中，当所述控制模块4确认当前驾驶员可能处于疲劳驾驶的状态时，则所述控制模块4可控制所述发声模块51输出警示音来提醒驾驶员，也可以通过所述振动模块52使方向盘主体1振动来提醒驾驶员，当然，还可以在所述触控显示屏53上输出危险警示图片来提醒驾驶人员注意休息，本发明的实施例可以采用上述三种方式中的任一种方式提醒驾驶员，也可以，同时采用上述三种方式加强提醒驾驶员。

进一步的，所述触控显示屏53上设置有虚拟按键，所述虚拟按键用于驾驶人员与汽车进行人车交互。将现有技术中的固定式电阻按键替换为所述触控显示屏53上的虚拟按键，从而方便在所述方向盘主体1转动一定角度后，仍然使所述虚拟按键垂直于驾驶员视角的角度显示，从而方便驾驶员对虚拟按键进行操作。

其中，当所述虚拟按键被按压后，所述控制器521根据所述控制模块4输出的按键按压信息，控制被按压的虚拟按键下方的振动器522振动，从而告知驾驶员，其操作的按键的位置，避免用户在驾车过程中，低头确认操作的按键是否正确，造成事故发生。具体的，设置在所述虚拟按键下方的振动器522为矩阵式振动器，当所述控制模块4输出被按压的虚拟按键的相关信息后，所述控制器521根据该相关信息，确定需要产生振动的振动器522的坐标位置，并控制该振动器522振动，其中，所述相关信息可以为虚拟按键的编号或位置，所述控制器521内预先存储有与各虚拟按键相对应的振动器522的坐标值。

进一步的，所述重力感应模块2还用于，在车辆行驶过程中，采集所述方向盘主体1的第二转动角度，并将所述第二转动角度输出至所述控制模块4；所述控制模块4还用于，当所述方向盘主体1转动第二转动角度时，控制所述虚拟按键沿与所述方向盘主体1转动方向相反的方向转动所述第二转动角度，使所述虚拟按键以垂直于驾驶员视角的角度显示，从而方便驾驶员对所述虚拟按键的操作。

这里，所述重力感应模块2用于为所述控制器4控制所述虚拟按键的转动角度提供依据，将所述虚拟按键进行旋转，避免在车辆行驶过程中由于所述方向盘主体1存在转动角度，导致虚拟按键相对于驾驶员的视角也存在角度，从而出现不便于驾驶员识别使用所述虚拟按键的情况发生，最终提高了驾驶员驾车的舒适性。

其中，所述控制模块4包括：数据存储模块41，与所述数据存储模块41连接的数据处理模块42，以及与所述数据处理模块42连接的can通讯模块43；其中，所述数据存储模块41用于存储多个预先设置的人体特征信息及与人体特征信息相对应的车辆设置信息；所述数据处理模块42分别与所述指纹识别传感器31、所述声音采集器32和所述人脸识别器33电连接，用于将所述指纹识别传感器31、所述声音采集器32和所述人脸识别器33采集的人体特征信息与预先存储的人体特征信息进行比对，并将比对结果输出至信息反馈模块5；当比对成功时，将所述数据存储模块41内预先存储的与采集的人体特征信息相对应的车辆设置信息通过所述can通讯模块43输出至所述ecu6，由所述ecu6根据所述车辆设置信息对汽车进行调整，从而提高驾驶人员的驾车感受。

进一步的，所述控制模块4还通过所述ecu6与远程账户管理系统7连接，用于及时将所述数据存储模块41内预先存储的人体特征信息及与其对应的车辆设置信息备份，其中，所述ecu6通过移动通信信道或无线网络与所述远程账户管理系统7连接。

如图4所示，为利用本发明实施例的多功能方向盘进行身份识别的具体工作过程：

步骤401，采集驾驶人员的第一人体特征信息中的人脸信息和声音信息。

需要说明的是，所述步骤401中，需要所述人脸识别器33采集人脸信息的同时，所述声音采集器32采集声音信息。

步骤402，获取方向盘主体1的第一转动角度。

步骤403，根据所述第一转动角度，处理采集的所述人脸信息。

具体的，将采集的所述人脸信息沿所述方向盘主体1转动的方向转动第一转动角度，从而使采集的所述人脸信息与预存的人脸信息的角度相同。

步骤404，将处理后的人脸信息与预存的人脸信息进行比对，并将采集的声音信息与预存的声音信息进行比对。

步骤405，对比对结果进行判断，确定是否比对成功，若成功，则执行步骤412，若失败，则执行步骤406。

其中，所述比对成功为所述人脸信息和所述声音信息均比对成功。

步骤406，判断第一人体特征信息比对失败的次数是否大于预设次数，若是，则执行步骤407，若否，则执行步骤401。一般的，所述预设次数为三次或五次。

步骤407，采集驾驶人员的指纹信息。

步骤408，将采集的指纹信息与预存的指纹信息进行比对。

步骤409，判断指纹信息比对的结果是否成功，若是，则执行步骤412，若否，则执行步骤410。

步骤410，判断指纹信息比对失败的次数是否大于预设次数，若是，则执行步骤411，若否，则执行步骤407。

步骤，411，预设时长内，禁止采集第一人体特征信息和第二人体特征信息。

步骤412，获取预先存储的与采集的人体特征信息相对应的车辆设置信息。

具体的，所述车辆设置信息包括：座椅位置、后视镜角度、仪表和多媒体的个性化主题中的至少一项。

步骤413，通过can总线将车辆设置信息发送至ecu6。

步骤414，ecu6根据车辆设置信息对车辆进行个性化设置。

本发明的上述实施例，实现了采用多种方式对驾驶员身份进行识别，提高了识别效率；当驾驶员身份识别成功后，实现了根据预先存储的驾驶员习惯和喜好，对车辆进行个性化设置，避免驾驶员逐一设置，节约了时间；通过在方向盘主体1上设置触控显示屏53，在所述触控显示屏53上设置虚拟按键，通过虚拟按键实现了人机交互，使人机交互更加方便和便利。通过移动通信信道或无线网络与远程账户管理系统7通信连接，实现了将各驾驶员在汽车上存储的账户信息进行备份，避免信息丢失。

本发明实施例还提供一种汽车，包括如上所述的多功能方向盘。

相应的，由于本发明实施例的多功能方向盘应用于汽车，因此，本发明实施例还提供了一种汽车，其中，上述多功能方向盘所述实现实施例均适用于该汽车的实施例中，也能达到相同的技术效果。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。