CN111391775B - 一种车辆安全控制方法、车辆安全系统及车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种车辆安全控制方法、车辆安全系统及车辆，实时检测方向盘外圈内侧的压力；当方向盘外圈内侧有至少两个区域的压力值在设定时间段内持续大于第一设定高压力阈值时，向相关的车辆安全机构输出控制指令，以控制车辆启动紧急避险。当有人与驾驶员抢夺方向盘时，双方紧握方向盘并使用较大的力甚至利用身体用力拉扯方向盘，增加方向盘转向力度，此时方向盘外圈内侧受力会明显增大。那么，当方向盘外圈内侧有至少两个区域的压力值在设定时间段内持续大于第一设定高压力阈值时，表示至少有两方在抢夺方向盘，为了保证车辆安全，控制车辆启动紧急避险，降低了交通事故的发生概率，提升了车辆行驶的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及一种车辆安全控制方法、车辆安全系统及车辆。
背景技术
公共交通工具如公交车、出租车、大巴车等承载大量人员运输，每天客流量非常大。以公交车为例，司机每天面对形形色色的乘客，经常出现部分人因琐事对公交车司机进行言语甚至武力攻击，甚至会有人抢夺方向盘意图控制车辆，造成严重交通事故甚至人员伤亡。在抢夺过程中，双方把持方向盘都试图控制方向盘转向，驾驶员注意力主要在方向盘上，还需要分神抵挡乘客骚扰，抢夺中误踩油门或一方脱力造成方向盘急速转向，极易造成交通事故。
发明内容
本发明的目的是提供一种车辆安全控制方法、车辆安全系统及车辆，用以解决抢夺方向盘易造成交通事故的问题。
为实现上述目的，本发明的方案包括：
一种车辆安全控制方法，包括以下步骤：
(1)实时检测方向盘外圈内侧的压力；
(2)当方向盘外圈内侧有至少两个区域的压力值在设定时间段内持续大于第一设定高压力阈值时，向相关的车辆安全机构输出控制指令，以控制车辆启动紧急避险。
正常驾驶情况下，驾驶员握方向盘的方式决定了方向盘外圈内侧的压力比较小，而当有人与驾驶员抢夺方向盘时，双方紧握方向盘并使用较大的力甚至利用身体用力拉扯方向盘，增加方向盘转向力度，此时方向盘外圈内侧受力会明显增大，因此，根据这一情况设定了第一设定高压力阈值，该阈值大于正常情况下的正常受力。那么，当方向盘外圈内侧有至少两个区域的压力值在设定时间段内持续大于第一设定高压力阈值时，表示至少有两方在抢夺方向盘，为了保证车辆安全，此时向相关的车辆安全机构输出控制指令，以控制车辆启动紧急避险，降低了交通事故的发生概率，提升了车辆行驶的安全性。
进一步地，所述方向盘外圈内侧有至少两个区域的压力值在设定时间段内持续大于第一设定高压力阈值有以下三种情况：
有至少三个区域的压力值在设定时间段内持续大于第一设定高压力阈值；
有两个区域的压力值在设定时间段内持续大于第一设定高压力阈值，其中，一个区域的压力值在设定时间段内持续大于第一设定高压力阈值，且另一个区域的压力值在设定时间段内持续大于第二设定高压力阈值，所述第一设定高压力阈值小于所述第二设定高压力阈值；
有两个区域的压力值在设定时间段内持续大于第一设定高压力阈值，且这两个区域相对于方向盘中心的夹角在设定的大角度阈值范围内。
根据抢夺方向盘存在的不同情况划分了三种判定情况，保证了控制的精确性。
进一步地，实现所述向相关的车辆安全机构输出控制指令，以控制车辆启动紧急避险的过程包括以下控制过程中的至少一个：
1)向方向盘锁止机构发出锁死控制指令，以控制方向盘锁死；
2)向车辆制动系统发出制动控制指令，以控制车辆制动减速。
通过控制方向盘锁止机构和/或车辆制动系统能够在车辆发生方向盘抢夺情况时使车辆紧急避险，保证车辆的安全以及相关人员的安全。
一种实施上述车辆安全控制方法的车辆安全系统，包括方向盘、控制模块和能够实现车辆紧急避险的车辆安全机构，所述方向盘包括方向盘本体，所述方向盘本体中的方向盘外圈内侧沿周向布设有用于检测方向盘外圈内侧压力的压力检测模块，所述控制模块的采样信号输入端连接所述压力检测模块，所述控制模块的控制信号输出端连接所述车辆安全机构。
正常驾驶情况下，驾驶员握方向盘的方式决定了方向盘外圈内侧的压力比较小，而当有人与驾驶员抢夺方向盘时，双方紧握方向盘并使用较大的力甚至利用身体用力拉扯方向盘，增加方向盘转向力度，此时方向盘外圈内侧受力会明显增大，因此，根据这一情况设定了第一设定高压力阈值，该阈值大于正常情况下的正常受力。那么，当方向盘外圈内侧有至少两个区域的压力值在设定时间段内持续大于第一设定高压力阈值时，表示至少有两方在抢夺方向盘，为了保证车辆安全，此时向相关的车辆安全机构输出控制指令，以控制车辆启动紧急避险，降低了交通事故的发生概率，提升了车辆行驶的安全性。
进一步地，所述车辆安全机构包括方向盘锁止机构和/或车辆制动系统。
通过控制方向盘锁止机构和/或车辆制动系统能够在车辆发生方向盘抢夺情况时使车辆紧急避险，保证车辆的安全以及相关人员的安全。
进一步地，为了提升压力检测精度，压力检测模块包括沿方向盘外圈内侧周向布设的多个压力传感器。
一种实施上述车辆安全控制方法的车辆，包括车辆本体以及一种车辆安全系统，所述车辆安全系统包括方向盘、控制模块和能够实现车辆紧急避险的车辆安全机构，所述方向盘包括方向盘本体，所述方向盘本体中的方向盘外圈内侧沿周向布设有用于检测方向盘外圈内侧压力的压力检测模块，所述控制模块的采样信号输入端连接所述压力检测模块，所述控制模块的控制信号输出端连接所述车辆安全机构。
正常驾驶情况下，驾驶员握方向盘的方式决定了方向盘外圈内侧的压力比较小，而当有人与驾驶员抢夺方向盘时，双方紧握方向盘并使用较大的力甚至利用身体用力拉扯方向盘，增加方向盘转向力度，此时方向盘外圈内侧受力会明显增大，因此，根据这一情况设定了第一设定高压力阈值，该阈值大于正常情况下的正常受力。那么，当方向盘外圈内侧有至少两个区域的压力值在设定时间段内持续大于第一设定高压力阈值时，表示至少有两方在抢夺方向盘，为了保证车辆安全，此时向相关的车辆安全机构输出控制指令，以控制车辆启动紧急避险，降低了交通事故的发生概率，提升了车辆行驶的安全性。
进一步地，所述车辆安全机构包括方向盘锁止机构和/或车辆制动系统。
通过控制方向盘锁止机构和/或车辆制动系统能够在车辆发生方向盘抢夺情况时使车辆紧急避险，保证车辆的安全以及相关人员的安全。
进一步地，为了提升压力检测精度，压力检测模块包括沿方向盘外圈内侧周向布设的多个压力传感器。
附图说明
图1是本发明提供的车辆安全系统的整体控制原理图；
图2是本发明提供的方向盘的结构示意图；
图3是本发明提供的车辆安全控制方法的整体流程示意图；
其中，1为方向盘本体，2为压力检测模块。
具体实施方式
车辆实施例：
本实施例提供一种车辆，比如公交车，包括车辆本体以及一种车辆安全系统，其中车辆本体属于现有技术，而且与发明点无关，本实施例就不再具体说明。以下重点对车辆安全系统进行详细说明。
车辆安全系统包括三大部分，分别是压力检测模块、控制模块和车辆安全机构，如图1所示，控制模块的采样信号输入端采样连接压力检测模块，控制模块的控制信号输出端控制连接车辆安全机构。
其中，压力检测模块设置在方向盘上，具体如下：方向盘包括方向盘本体，方向盘本体1中的方向盘外圈内侧沿周向布设有压力检测模块2，如图2所示，可以将方向盘外圈内侧沿周向划分为多个区域，那么，每一个压力检测模块2检测对应区域的压力。压力检测模块2的具体设置个数不限定，个数越多，整个方向盘外圈内侧的压力检测区域越多，后续的控制越精确，甚至于整个外圈内侧均覆盖有压力检测模块。而且，每一个压力检测模块2的检测区域的大小也不做限定，由压力检测模块2的具体情况决定。一般情况下，压力检测模块2由至少一个压力传感器构成，且压力传感器的个数越多，压力检测模块2的检测区域越大。另外，特殊情况下，压力检测模块还可以只有一个，比如：该压力检测模块可以为一个设置在方向盘外圈内侧的圆形压力检测设备，检测范围为整个方向盘外圈内侧，此种情况下，该圆形压力检测设备的内部就由沿周向布置的多个压力传感器构成，同样地，压力传感器的布置密度越大，检测越精确，控制越精确。综上，压力检测模块的功能是检测方向盘外圈内侧的压力，在满足该功能的前提下，压力检测模块的具体实现手段并不唯一。另外，每个压力传感器对应一个压力触点。
控制模块可以是专门用于实现车辆安全控制的控制器，也可以是整车控制器。
车辆安全机构为能够控制车辆紧急避险以保证车辆安全的机构，本实施例中，车辆安全机构包括方向盘锁止机构和/或车辆制动系统，即车辆安全机构可以是方向盘锁止机构和车辆制动系统中的其中一个，也可以同时包含方向盘锁止机构和车辆制动系统。方向盘锁止机构用于锁止和锁死方向盘，车辆制动系统实现车辆减速制动。
如图3所示，该车辆安全系统整体控制过程为：控制模块根据实时检测得到的方向盘外圈内侧的压力进行数据处理和判断，当方向盘外圈内侧有至少两个区域的压力值在设定时间段内持续大于第一设定高压力阈值时，向方向盘锁止机构和/或车辆制动系统输出控制指令，以控制车辆启动紧急避险，比如：向方向盘锁止机构发出锁死控制指令，以控制方向盘锁死，和/或向车辆制动系统发出制动控制指令，以控制车辆制动减速。由于车辆正常驾驶过程中，驾驶员对方向盘外圈内侧施加的压力要小于抢夺方向盘时驾驶员和其他人员对方向盘内侧施加的压力，因此，设定第一设定高压力阈值，该阈值要大于正常情况下对方向盘内侧施加的压力，具体数值根据实际需要进行设定。为了避免极短时间内出现的尖峰数据引起误判，引入一个设定时间段(比如2秒)，只有在该设定时间段内压力值持续大于第一设定高压力阈值，才进行后续判断，该设定时间段的时间长度根据实际需要进行设定，当然，如果忽略数据干扰，该设定时间段还可以只是一个时间点，即只要出现大于第一设定高压力阈值的压力值就进行后续的判断。因此，上述控制过程，即图3所示的控制过程为本实施例提供的车辆安全控制方法的整体流程，以下给出一种具体实施方式。
一般情况下，方向盘外圈内侧主要接触人手四指，人手四指根部宽8cm左右，四指下部紧邻手掌部分宽9cm左右，弯曲后并拢四指宽度小于9cm，方向盘内侧压力触点间隔为3cm，手掌宽度对应压力触点为2～3个。当人手间隔较远时，判定：压力连续超过第一设定高压力阈值的长度范围满足条件(比如小于9cm)，或连续2～3个压力触点压力超过第一设定高压力阈值，表示有一个区域有压力。当人手间隔较近时，可能出现大于4个压力触点的连续区域，那么，判定：连续较多压力触点超过3个时表明有2个区域有压力，超过6个时表明有3个区域有压力。
因此，本实施例中给出压力区域个数的判断方式：根据压力触点的个数，即压力传感器检测到的压力值的个数判断压力区域的个数。当连续出现压力触点的压力值在设定时间段内持续大于第一设定高压力阈值的个数大于第一设定值(比如数值2)、且小于或者等于第二设定值(比如数值3)时，表示有一个区域的压力值在设定时间段内持续大于第一设定高压力阈值；当连续出现压力触点的压力值在设定时间段内持续大于第一设定高压力阈值的个数大于第二设定值、且小于或者等于第三设定值(比如数值6)时，表示有两个区域的压力值在设定时间段内持续大于第一设定高压力阈值；当连续出现压力触点的压力值在设定时间段内持续大于第一设定高压力阈值的个数大于第三设定值、且小于或者等于第四设定值(比如数值9)时，表示有三个区域的压力值在设定时间段内持续大于第一设定高压力阈值，以此类推，得到满足：压力值在设定时间段内持续大于第一设定高压力阈值的区域的个数。
为了进一步提升判断精度，对于方向盘外圈内侧有至少两个区域的压力值在设定时间段内持续大于第一设定高压力阈值(以N1进行表示)，根据实际情况有以下三种情况：
(i)有至少三个区域的压力值在设定时间段内持续大于N1，这种情况下即判定为多人抢夺方向盘；
(ii)有两个区域的压力值在设定时间段内持续大于N1，其中，第一个区域的压力值在设定时间段内持续大于N1，且第二个区域的压力值在设定时间段内持续大于第二设定高压力阈值(以N2进行表示)，N1＜N2，即第二个区域的压力值比第一个区域的压力值大，可能是两人把持，且至少有两个手握在第二个区域上，造成手部重叠。这里给出N2与N1的一种具体的关系，N2＝1.5N1，当然，根据实际情况确定N2与N1的具体关系。
(iii)当只有2个区域的压力值在设定时间段内持续大于N1时，可能是两人把持方向盘，一人一手僵持，而驾驶员与乘客的另一只手可能在互相推搡。这种情况较少，正常情况发生抢夺时驾驶员会用双手试图维持方向盘控制，那就变成了上述(i)和(ii)。由于正常情况下，驾驶员不会在180°左右时双手向外拉用力拽方向盘，这种姿势对驾驶员特别别扭，因此，在正常情况下，方向盘左右180°大概范围内方向盘外圈内侧的压力比较小。所以，如果这两个区域的压力值在设定时间段内持续大于N1，且这两个区域相对于方向盘中心的夹角θ(即峰值夹角)在设定的大角度阈值范围内(比如：160°<θ<200°)，表示出现了两人抢夺方向盘的情况。
当方向盘外圈内侧有至少两个区域的压力值在设定时间段内持续大于第一设定高压力阈值时，启动紧急避险策略。除了向方向盘锁止机构发出锁死控制指令，以控制方向盘锁死，和/或向车辆制动系统发出制动控制指令，以控制车辆制动减速(比如逐步减速或紧急制动)之外，还可以鸣笛以及开启双闪，及时提醒外界车辆和人员注意。其中，方向盘锁死的持续时间由实际情况确定，而且，方向盘在解除锁死时，方向盘的状态保持为启动紧急避险策略之前3s时的状态。另外，当车辆拔出钥匙后紧急避险控制停止。
以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。
车辆安全系统实施例：
本实施例提供一种车辆安全系统，由于该车辆安全系统在上述车辆实施例中已进行了详细地描述，本实施例就不再具体说明。
车辆安全控制方法实施例：
本实施例提供一种车辆安全控制方法，包括以下步骤：
(1)实时检测方向盘外圈内侧的压力；
(2)当方向盘外圈内侧有至少两个区域的压力值在设定时间段内持续大于第一设定高压力阈值时，向相关的车辆安全机构输出控制指令，以控制车辆启动紧急避险。
由于该车辆安全控制方法的具体实现过程在上述车辆实施例中已进行了详细地描述，本实施例就不再说明。当然，该方法并不局限于上述车辆实施例中给出的应用场合。在该车辆安全控制方法的基础上，任何应用场合均在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种车辆安全控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）实时检测方向盘外圈内侧的压力；
（2）当方向盘外圈内侧有至少两个区域的压力值在设定时间段内持续大于第一设定高压力阈值时，向相关的车辆安全机构输出控制指令，以控制车辆启动紧急避险；
所述方向盘外圈内侧有至少两个区域的压力值在设定时间段内持续大于第一设定高压力阈值为以下情况：
有两个区域的压力值在设定时间段内持续大于第一设定高压力阈值，其中，一个区域的压力值在设定时间段内持续大于第一设定高压力阈值，且另一个区域的压力值在设定时间段内持续大于第二设定高压力阈值，所述第一设定高压力阈值小于所述第二设定高压力阈值。
2.根据权利要求1所述的车辆安全控制方法，其特征在于，实现所述向相关的车辆安全机构输出控制指令，以控制车辆启动紧急避险的过程包括以下控制过程中的至少一个：
1）向方向盘锁止机构发出锁死控制指令，以控制方向盘锁死；
2）向车辆制动系统发出制动控制指令，以控制车辆制动减速。
3.一种实施权利要求1所述车辆安全控制方法的车辆安全系统，其特征在于，包括方向盘、控制模块和能够实现车辆紧急避险的车辆安全机构，所述方向盘包括方向盘本体，所述方向盘本体中的方向盘外圈内侧沿周向布设有用于检测方向盘外圈内侧压力的压力检测模块，所述控制模块的采样信号输入端连接所述压力检测模块，所述控制模块的控制信号输出端连接所述车辆安全机构。
4.根据权利要求3所述的车辆安全系统，其特征在于，所述车辆安全机构包括方向盘锁止机构和/或车辆制动系统。
5.根据权利要求3或4所述的车辆安全系统，其特征在于，压力检测模块包括沿方向盘外圈内侧周向布设的多个压力传感器。
6.一种实施权利要求1所述车辆安全控制方法的车辆，包括车辆本体以及一种车辆安全系统，其特征在于，所述车辆安全系统包括方向盘、控制模块和能够实现车辆紧急避险的车辆安全机构，所述方向盘包括方向盘本体，所述方向盘本体中的方向盘外圈内侧沿周向布设有用于检测方向盘外圈内侧压力的压力检测模块，所述控制模块的采样信号输入端连接所述压力检测模块，所述控制模块的控制信号输出端连接所述车辆安全机构。
7.根据权利要求6所述的车辆，其特征在于，所述车辆安全机构包括方向盘锁止机构和/或车辆制动系统。
8.根据权利要求6或7所述的车辆，其特征在于，压力检测模块包括沿方向盘外圈内侧周向布设的多个压力传感器。
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Denomination of invention: A vehicle safety control method, vehicle safety system and vehicle Effective date of registration: 20220808 Granted publication date: 20211019 Pledgee: Xuchang Digital Supply Chain Management Service Co., Ltd. Pledgor: HENAN SENYUAN HEAVY INDUSTRY Co.,Ltd. Registration number: Y2022980012102 |
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Denomination of invention: A vehicle safety control method, vehicle safety system, and vehicle Granted publication date: 20211019 Pledgee: Xuchang Investment Property Management Group Co.,Ltd. Pledgor: HENAN SENYUAN HEAVY INDUSTRY Co.,Ltd.|SENYUAN AUTOMOBILE Co.,Ltd.|Henan Senyuan Electric Vehicle Co.,Ltd. Registration number: Y2024980004565 |