[發明專利]一種帶有觸覺感知的智能人機交互方向盤裝置和應用方法

在審

• 申請號: 201811534138.4
• 申請日: 2018-12-14
• 公開（公告）號: CN109533000A
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 朱冰;馬馳;趙健;李偉男
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B62D1/04
• 分類號: B62D1/04;B60W50/16
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 李冉

本發明公開了一種帶有觸覺感知的智能人機交互方向盤裝置，包括方向盤裝置、ECU和柔性感知層；其中，所述柔性感知層套設安裝在所述方向盤裝置的方向盤上，所述方向盤裝置和所述柔性感知層分別與所述ECU電性連接；本發明在傳統方向盤的基礎上添加柔性感知層，采集駕駛者的觸感信息，通過觸覺結合聽覺和視覺的方式將信息傳遞給駕駛員，為駕駛員提供兼顧智能化，效率化和安全化的駕駛輔助，對安全駕駛和交通安全有著十分重大的意義。

技術領域

本發明涉及智能汽車主動安全技術領域，更具體的說是涉及將觸覺感知理念融入方向盤，能提供駕駛員觸覺監測，輔助駕駛員操作的方向盤裝置及應用方法。

背景技術

未來汽車人機交互技術的發展方向朝著更加人性化、安全化的方向發展。未來的交互形式不再過分依賴視覺信息，更強調多感官通道結合。從車內部件細分來看，主要包括照明單元、中控屏、方向盤等。由當前的研究進展來看駕車場景下，安全與效率仍然是重要的考量指標。

對于近年來的研究熱點——較為先進的線控轉向(SBW)系統。由于取消了機械連接，阻力矩失去了傳遞到轉向盤的媒介從而導致駕駛員無法直接感知汽車行駛中的路感。為了彌補這一缺憾，SBW系統通過一定的方法模擬出一個路感，再依靠反饋電機電機把這個模擬的路感提供給駕駛員。

在線控轉向系統的基礎上，將觸覺感知技術引入車輛方向盤，在方向盤處通過觸覺反饋輔助駕駛員正確和及時的操縱是一種可行有效的人機交互方式。將遙操作領域的觸覺引導控制技術引入車輛的操縱裝置，開發新型車輛駕駛輔助系統，實現車輛駕駛時通過方向盤產生對駕駛員行為的力覺信息提示，減少駕駛員的分心，從而培養駕駛員更好的駕駛決策意識。

與基于聽覺和視覺輔助駕駛技術相比，使用觸覺結合聽覺和視覺的方式將信息傳遞給駕駛員能夠為駕駛員提供更有效和較少干擾的輔助，因此，在許多車載應用中被認為是最優的方式之一。

通過帶有觸覺感知的智能人機交互方向盤裝置，汽車駕駛輔助系統如：車載主動安全系統，行車和倒車輔助系統等將更加兼顧智能化，效率化和安全化。

因此，如何提供一種能夠檢測車況和路況路況信息、智能人機交互、帶有觸覺信息感知的智能方向盤裝置和應用方法是本領域技術人員亟需解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種帶有觸覺感知的智能人機交互方向盤裝置和應用方法，以解決上述背景技術部分所提到的問題，使方向盤帶有觸覺信息感知能力，還可以結合路況及車速信息，從而對駕駛者進行輔助提醒，使人機交互更為簡捷、智能，對于促進交通安全化有著積極重大作用。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種帶有觸覺感知的智能人機交互方向盤裝置，包括方向盤裝置、ECU和柔性感知層；其中，所述柔性感知層安裝在所述方向盤裝置上，所述方向盤裝置和所述柔性感知層分別與所述ECU電性連接；

所述方向盤裝置包括方向盤、聯軸器、轉矩傳感器和轉角傳感器、反饋電機和電池盒；其中，所述電池盒與所述方向盤固定連接；所述聯軸器和所述反饋電機的主動軸固定連接，所述聯軸器和所述方向盤分別與傳動軸兩端進行連接；所述轉矩傳感器和所述轉角傳感器安裝在所述傳動軸中部，與所述ECU電性連接；所述反饋電機通過支撐裝置與車架固定，與所述ECU電性連接；

所述柔性感知層包括柔性基底、凸起層和觸覺傳感器；其中，所述柔性基底設置多個觸覺傳感器安裝槽，所述凸起層密封固定在所述柔性基底上端面，且與所述觸覺傳感器安裝槽構成密閉腔體；所述觸覺傳感器安裝槽底部粘接固定所述觸覺傳感器，多個所述觸覺傳感器構成觸覺傳感器陣列；所述凸起層受力后，作用于所述觸覺傳感器陣列和所述柔性基底，所述觸覺傳感器陣列中受力的所述觸覺傳感器將壓力信號傳輸到所述ECU，所述ECU將信號處理得到握力分布信息；