[發明專利]一種基于觸覺反饋交互機制的智能座椅振動系統

有效

• 申請號: 201910709924.1
• 申請日: 2019-07-31
• 公開（公告）號: CN110733392B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 褚端峰;鄧穎;呂小磊;李正磊;吳超仲
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: B60N2/90
• 分類號: B60N2/90
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王丹;劉琰

本發明公開了一種基于觸覺反饋交互機制的智能座椅振動系統，該系統中：靠背馬達陣列設置在座椅靠背內，坐墊馬達陣列設置在座椅坐墊內；座椅振動控制器設置在座椅底部，且靠背馬達陣列、坐墊馬達陣列均與座椅振動控制器連接；靠背馬達陣列和坐墊馬達陣列均包括多個振動馬達，根據座椅的力學特征和人體觸覺生理特征布置馬達，并使振動馬達布置的區域是在乘坐時與人體接觸且受正壓力最大的位置；通過座椅振動控制器對振動馬達進行編程控制，實現多種振動模式和多種可調振動頻率，通過智能座椅振動系統的不同振動模式和頻率，實現與駕駛員進行反饋交互。本發明能夠單獨通過振動觸覺信號快速、準確、有效傳遞接管請求，通過觸覺反饋與駕駛員進行交互。

技術領域

本發明涉及無人駕駛汽車控制領域，尤其涉及一種基于觸覺反饋交互機制的智能座椅振動系統。

背景技術

當自動駕駛車輛達到系統瓶頸或者失效時，車輛向駕駛人發出接管請求，駕駛人需重新接管車輛。接管過程中駕駛人必須將手和腳重新恢復至駕駛狀態，恢復情景意識，并且對接管后的駕駛場景做出決策與反應。目前汽車向駕駛員提出駕駛接管請求的方式可以劃分為視覺信號、聽覺信號以及觸覺信號三種。視覺信號能通過文字或圖像給駕駛員明確的信息，聽覺信號也能通過語言或聲音給駕駛員明確的信息，這是二者的優勢。但是，在高度自動駕駛或全自動駕駛的過程中，當駕駛員忙于次任務時，視覺信號或者聽覺信號有可能不能及時傳遞到駕駛員，導致接管請求傳遞失效。

在車輛行駛過程中，只有座椅安全帶系統與駕駛員時刻保持接觸，因此，通過座椅振動傳遞的觸覺信號感知可靠性較高，即使駕駛員忙于次任務，觸覺信號也能及時傳遞給駕駛員。但振動信號不能像圖像、文字、聲音、語言等向駕駛員傳遞明確的信息和指令，所以目前觸覺信號多用作視覺和聽覺信號的補充。研究如何通過座椅系統振動快速、準確、有效傳遞接管請求具有深刻的意義。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于針對現有技術中的缺陷，提供一種基于觸覺反饋交互機制的智能座椅振動系統，能夠單獨通過振動觸覺信號快速、準確、有效傳遞接管請求。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

本發明提供一種基于觸覺反饋交互機制的智能座椅振動系統，該系統包括靠背馬達陣列、坐墊馬達陣列、座椅振動控制器；其中：

靠背馬達陣列設置在座椅靠背內，坐墊馬達陣列設置在座椅坐墊內；座椅振動控制器設置在座椅底部，且靠背馬達陣列、坐墊馬達陣列均與座椅振動控制器連接；靠背馬達陣列和坐墊馬達陣列均包括多個振動馬達，根據座椅的力學特征和人體觸覺生理特征布置馬達，并使振動馬達布置的區域是在乘坐時與人體接觸且受正壓力最大的位置；通過座椅振動控制器對振動馬達進行編程控制，實現多種振動模式和多種可調振動頻率，通過智能座椅振動系統的不同振動模式和頻率，實現與駕駛員進行反饋交互。

進一步地，本發明的靠背馬達陣列、坐墊馬達陣列中的馬達設置在靠背、坐墊中的深度均為25mm，馬達間距大于20mm。

進一步地，本發明的靠背馬達陣列包含30個振動馬達，按6列5行矩陣均勻布置，每一列的間距均相等，每一行的間距均相等。

進一步地，本發明的坐墊馬達陣列包含36個振動馬達，按6列6行呈梯形布置，每一行的間距均相等。

進一步地，本發明的座椅振動控制器包括：CAN接口、電源接口及插座、靠背振動模塊插接線束、坐墊振動模塊插接線束；通過靠背振動模塊插接線束與靠背馬達陣列相連，通過坐墊振動模塊插接線束與坐墊馬達陣列相連。

進一步地，本發明的該系統的振動馬達能按由低到高共5種轉速同時振動，不同的駕駛員能根據自己的體重和對振動的敏感度差異，選擇適合自己的轉速及振動頻率。

進一步地，本發明的該系統的振動模式包括：

模式1：靜態振動，靠背右側3列15個馬達同時振動，對應接管信息：右轉向；