[發(fā)明專利]一種方向盤轉動角度和轉動角速度的實時高精度檢測裝置

有效

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• 申請日: 2014-08-27
• 公開（公告）號: CN104176125A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發(fā)明（設計）人: 金會慶;趙峰;喻海軍;劉杰;姜旭初;姚葉春;王志會;邱佳杰;郝詩海;祁寶英
• 申請（專利權）人: 安徽三聯(lián)交通應用技術股份有限公司
• 主分類號: B62D15/02
• 分類號: B62D15/02
• 代理公司: 合肥天明專利事務所 34115
• 代理人: 汪貴艷

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技術領域

本發(fā)明涉及機動車操控狀態(tài)自動監(jiān)測技術領域，具體涉及一種方向盤轉動角度和轉動角速度的實時高精度檢測裝置。?

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背景技術

機動車在道路上行駛，其行駛方向操控對安全駕駛起著重要作用，方向盤控制著機動車的行駛方向。目前為了實現(xiàn)對方向盤操作的精確檢測，在機動車自動駕駛技術領域、駕駛人駕駛技能自動考核評判技術領域和駕駛人在途安全狀態(tài)監(jiān)測技術領域有重要作用。?

在機動車自動駕駛技術領域，對機動車方向盤轉動的檢測是在方向盤傳動軸上安裝光電編碼器，光電編碼器活動軸與方向盤一起轉動，通過光電編碼器輸出計數(shù)脈沖實現(xiàn)對方向盤轉動角度和轉動角速度的檢測。這種方法需要對機動車進行很大的改造，且安裝周期長，經(jīng)費使用多；另外在在后期的設備維護中，需要再次拆解車輛，費時費工；在長時間使用過程中，由于誤差積累，導致方向盤轉動角度和轉動角速度檢測的精度變差，影響方向盤的操控效果。?

在駕駛人駕駛技能自動考核評判技術領域，因傳統(tǒng)的方向盤轉動角度和轉動角速度檢測裝置使用成本高，維護困難，采用間接方式對方向盤操控狀態(tài)進行檢測，即采用機器視覺技術評判被測機動車與周邊其它目標是否保持合適的安全距離。這種方法屬于事后定性檢測，不能通過方向盤檢測來預判機動車行駛方向，從而主動避免可能的安全隱患。此外，這種方法檢測誤差大，無法對方向盤的操作狀態(tài)進行準確描述，也就無法實現(xiàn)駕駛人對方向盤操作正確與否的自動評判。?

在駕駛人在途安全狀態(tài)監(jiān)測技術領域，根據(jù)駕駛人清醒狀態(tài)時的方向盤操控模式與駕駛人注意力不集中、疲勞狀態(tài)時具有明顯差異來識別駕駛人是否處于安全狀態(tài)。其通常采用齒輪組把方向盤的轉動方式傳送出來，并加以放大，再通過霍爾傳感器或光電傳感器來采集方向盤的轉動角度和角速度。這種方式存在檢測裝置安裝麻煩，隨著汽車的運動顛簸容易損壞，且檢測精度低等缺點。?

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發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種方向盤轉動角度和轉動角速度的實時高精度檢測裝置，可以在不影響機動車正常操作的情況下，對多種型號機動車方向盤的轉動角度和角速度進行高精度實時檢測，以便用于機動車自動駕駛領域、駕駛人駕駛技能自動考核領域和駕駛人疲勞駕駛自動檢測領域中的方向盤操控狀態(tài)檢測。?

本發(fā)明的技術方案為：?

一種方向盤轉動角度和轉動角速度的實時高精度檢測裝置，包括光電隔離器與線性傳感器，所述光電隔離器與線性傳感器均固設于固定支架上，所述固定支架卡套在方向盤的傳動軸的外周；所述線性傳感器連接有柔性拉線，所述柔性拉線的另一端與安裝于方向盤底端且與方向盤同軸轉動的抱箍連接，位于線性傳感器與抱箍之間的柔性拉線外套有導向線套；所述抱箍的下方安裝有用于方向盤初始位置定位的固定擋針，并使固定擋針對準所述的光電隔離器。

進一步，所述抱箍是由左半盤與右半盤對夾哈夫式緊固構成，抱箍的底端邊緣設有一圈槽盤，所述柔性拉線纏繞設置在所述的槽盤中；所述槽盤的內(nèi)壁開設有用于安裝固定擋針的螺孔。?

進一步，所述固定支架由卡箍與卡箍支架對夾哈夫式緊固構成，所述卡箍上固設有光電隔離器，卡箍支架上固設有線性傳感器。?

進一步，還包括電流/電壓變換電路、模數(shù)轉換器、單片機和電平轉換電路；所述線性傳感器的輸出端與電流/電壓變換電路連接，所述電流/電壓變換電路通過模數(shù)轉換器與單片機連接；所述光電隔離器的輸出端通過電平轉換電路與單片機連接。?

更進一步，所述單片機的輸出端通過驅動電路與LED數(shù)碼顯示電路電連接。使方向盤的轉動角度和轉動角速度采用LED數(shù)碼顯示電路顯示，便于工作人員觀察。?

更進一步，所述單片機的輸出端通過輸出串口電路與上位機電連接。單片機通過輸出串口電路與上位機連接，便于檢測到的方向盤轉動角度和轉動角速度實現(xiàn)自動記錄和本檢測方法的聯(lián)網(wǎng)使用。?

本發(fā)明中哈夫式緊固中哈夫是英文“?half”的譯音，就是一半的意思，就是指分成兩個半圓拼合而的。?

與線性傳感器連接的柔性拉線經(jīng)過導向線套、抱箍、固定支架，把方向盤的轉動角度變換為導向線套的伸縮長度。即線性傳感器把柔性拉線伸縮長度數(shù)據(jù)變換成標準的電流信號輸出，也即把方向盤轉動角度變換成標準的電流信號輸出。?