[發明專利]一種防止駕駛員單手操作方向盤的預警系統及檢測方法

有效

• 申請號: 201610330214.4
• 申請日: 2016-05-18
• 公開（公告）號: CN105905031B
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 李世武;柴萌;李學達;梁暢遠;李志偉;王成;孟特石;彭燈
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B60Q9/00
• 分類號: B60Q9/00;B62D1/06;G06K9/00
• 代理公司: 長春市吉利專利事務所22206
• 代理人: 李曉莉

1.一種防止駕駛員單手操縱方向盤的預警系統，包括發動機啟動狀態檢測裝置(10)、方向盤狀態檢測模塊以及通訊報警裝置(11)，其特征是：還包括車輛運行狀態檢測裝置(8)、方向盤轉角檢測模塊、圖像檢測及處理模塊及換擋桿檢測模塊；

所述發動機啟動狀態檢測裝置(10)與點火開關連接；

所述車輛運行狀態檢測裝置(8)為設置在油門踏板下部的腳踏開關；

所述方向盤狀態檢測模塊包括六個紅外線檢測裝置(1)，且每個紅外線檢測裝置(1)均包括一個LED紅外發射管(12)和方向盤紅外線接收裝置(30)，所述LED紅外發射管(12)安裝在方向盤保護套(18)的下表面，所述方向盤紅外線接收裝置(30)為光敏電阻器(23)，且LED紅外發射管(12)與方向盤紅外線接收裝置(30)之間的距離為10cm～15cm；

所述方向盤轉角檢測模塊包括方向盤轉角檢測裝置(9)、紅色標記點Ⅰ(19)、綠色標記點(20)、紅色標記點Ⅱ(21)、攝像機(31)以及MATLAB圖像分析模塊(32)，所述紅色標記點Ⅰ(19)和綠色標記點(20)均為直徑為10mm的正圓形，且紅色標記點Ⅰ(19)和綠色標記點(20)之間的距離為50mm～100mm；

所述換擋桿檢測模塊包括換檔桿檢測裝置(7)、換檔桿紅外線接收裝置(27)以及換檔桿LED紅外發射管(29)；所述換檔桿紅外線接收裝置(27)為六個紅外光敏電阻器(23)，所述換擋桿LED紅外發射管(29)安裝在與該車輛的換擋桿保護套(28)內；

所述通訊報警裝置(11)與車輛的前照燈和后尾燈的開關連接，同時與車輛內部的音箱設備連接。

2.根據權利要求1所述的一種防止駕駛員單手操縱方向盤的預警系統，其特征是：所述方向盤保護套(18)的圓周方向上設置有一圈標記線，且標記線的顏色與方向盤的顏色不同。

3.根據權利要求1所述的一種防止駕駛員單手操縱方向盤的預警系統，其特征是：所述六個紅外線檢測裝置(1)，其中三個為串聯，組成串聯電路Ⅰ，另外三個為串聯，且與換檔桿檢測裝置(7)串聯，組成串聯電路Ⅱ，串聯電路Ⅰ與串聯電路Ⅱ并聯。

4.一種防止駕駛員單手操縱方向盤的預警系統檢測方法，其特征是：包括以下步驟，

步驟一、車輛狀態判別

檢測發動機啟動狀態檢測裝置(10)的運行狀態，發動機啟動狀態檢測裝置(10)未運行，判定車輛未起動；發動機啟動狀態檢測裝置(10)運行，檢測車輛運行狀態檢測裝置(8)，車輛運行狀態檢測裝置(8)未運行，判定車輛未起動；車輛運行狀態檢測裝置(8)運行，判定車輛為起動狀態，進行方向盤狀態判定；

步驟二、方向盤狀態數據采集，步驟如下：

一、攝像機(31)連續拍攝帶有紅色標記點(19)和綠色標記點(20)方向盤圖像三張，每張圖像的拍攝間隔為Ts，將拍攝后的圖片輸入MATLAB圖像分析模塊(32)進行圖像識別；

二、對拍攝的圖像進行圖像模板預處理，獲得左上角坐標[X_l,Y_l]和右下角坐標[X_r,Y_r]進行矩形剪裁，對剪裁后的圖像進行高斯濾波，得到圖像ⅠP_t1、圖像ⅡP_t2以及圖像ⅢP_t3；

三、進行三元色R、G、B分量提取，提取矩形剪裁區域圖像ⅠP_t1、圖像ⅡP_t2以及圖像ⅢP_t3的R、G、B分量矩陣分別為[M_t1,N_t1]、[M_t2,N_t2]、[M_t3,N_t3]，計算三張圖像中所有滿足(R-G)＞diff_R&(R-B)＞diff_R的紅色像素點ⅠN_t1、紅色像素點ⅡN_t2以及紅色像素點ⅢN_t3；

四、進行方向盤狀態判定，當拍攝到的三張圖像的矩形區域內紅色像素點個數均滿足時，其中N_R為像素點個數，N_ti中i的取值范圍為i＝1、2、3，即N_t1、N_t2、N_t3分別代表圖像Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中紅色像素點的個數；判定方向盤轉角處于自由行程范圍內，進行下一步操作；當拍攝到的照片中至少有一張矩形區域內紅色像素點個數時，此時判定車輛處于轉彎狀態，重復步驟二的操作；

步驟三、所述步驟二中方向盤狀態檢測模塊檢測到駕駛員左手離開方向盤時間超過5s，啟動通訊報警裝置(11)，自動開啟車輛內部音箱設備并自動放音，音量設定為最大音量的70％；所述步驟二中方向盤狀態檢測模塊檢測到駕駛員左手離開方向盤并且持續時間超過10s，通訊報警裝置(11)持續播放提示音，播放音量調整到最大音量，且車輛前照燈和后尾燈開啟；

步驟四、所述步驟二中方向盤狀態檢測模塊檢測到駕駛員左手位于方向盤上，檢測駕駛員右手的狀態；方向盤狀態檢測模塊檢測到駕駛員右手在方向盤上，判定駕駛員為正常駕駛狀態；

步驟五、所述步驟二中方向盤狀態檢測模塊檢測到駕駛員左手位于方向盤上，且右手離開方向盤，啟動換擋桿檢測裝置(7)，檢測到右手處于換擋操作時，此時判定駕駛員為正常駕駛狀態；檢測到右手未處于換擋操作且持續時間達到10s時，啟動通訊報警裝置(11)，自動開啟音響設備并自動放音，音量設定為最大音量的70％；檢測到駕駛員左手離方向盤并且持續時間超過20s，通訊報警裝置(11)持續播放提示音，播放音量調整到最大音量，車輛前照燈、后尾燈開啟。