本發(fā)明涉及交通技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種安全輔助駕駛方法、裝置以及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在駕駛機(jī)動車輛過程中，當(dāng)駕駛員碰到突發(fā)緊急狀況而需及時且準(zhǔn)確無錯誤剎車制動時，由于現(xiàn)在汽車油門和剎車均位于右邊，均由右腳控制，因而駕駛者遇到突發(fā)狀況需急踩剎車時，容易由于緊張而導(dǎo)致踩錯剎車(即踩了油門)從而導(dǎo)致交通事故。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種安全輔助駕駛方法、裝置以及系統(tǒng)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：構(gòu)造一種安全輔助駕駛方法，包括：

實(shí)時采集油門壓力；

在油門壓力變化時，根據(jù)壓力變化趨勢判斷是否出現(xiàn)誤踩油門，如果出現(xiàn)誤踩油門則控制車載減速運(yùn)行。

在本發(fā)明所述的安全輔助駕駛方法中，所述的根據(jù)壓力變化趨勢判斷是否出現(xiàn)誤踩油門包括：

針對每個采樣時刻，獲取以下時刻及其前后鄰近時刻的油門壓力值：當(dāng)前采樣時刻、當(dāng)前采樣時刻往前預(yù)設(shè)個數(shù)的采樣時刻、當(dāng)前采樣時刻往后預(yù)設(shè)個數(shù)的采樣時刻；

基于獲取的油門壓力值，計(jì)算在當(dāng)前采樣時刻至往前預(yù)設(shè)個數(shù)的采樣時刻的時間段內(nèi)的第一油門壓力變化率、在當(dāng)前采樣時刻至往后預(yù)設(shè)個數(shù)的采樣時刻的時間段內(nèi)的第二油門壓力變化率、以及當(dāng)前采樣時刻相比于其往前和往后的預(yù)設(shè)個數(shù)的采樣時刻的變化方差；

當(dāng)首次出現(xiàn)某個采樣時刻的油門壓力值大于預(yù)設(shè)壓力值，且該某個采樣時刻的第一油門壓力變化率和第二油門壓力變化率均大于油門壓力瞬間變化控制常量時，判斷駕駛者進(jìn)入誤踩油門輕度異常狀態(tài)；

當(dāng)自首次進(jìn)入輕度異常狀態(tài)后，如果持續(xù)預(yù)設(shè)個采樣時刻均判斷駕駛者進(jìn)入誤踩油門輕度異常狀態(tài)，且首次進(jìn)入輕度異常狀態(tài)的時刻的變化方差大于油門壓力過程變化方差控制常量，則判斷駕駛者進(jìn)入誤踩油門重度異常狀態(tài)。

在本發(fā)明所述的安全輔助駕駛方法中，

第一油門壓力變化率基于以下公式計(jì)算：

第二油門壓力變化率基于以下公式計(jì)算：

當(dāng)前采樣時刻相比于其往前和往后的預(yù)設(shè)個數(shù)的采樣時刻的變化方差基于以下公式計(jì)算：

其中，τ表示采樣間隔，n表示所述預(yù)設(shè)個數(shù)，p(t)'-表示t時刻所對應(yīng)的第一油門壓力變化率，p(t)'+表示t時刻所對應(yīng)的第二油門壓力變化率，s²(t)表示t時刻所對應(yīng)的變化方差，p(t)表示t時刻的油門壓力值，表示t時刻與前后鄰近時刻的油門壓力平均值，表示t時刻往前以及往后預(yù)設(shè)個數(shù)的采樣時刻的時間段內(nèi)的油門壓力平均值。

在本發(fā)明所述的安全輔助駕駛方法中，所述方法還包括：通過多次測試獲取所述油門壓力最大值、油門壓力瞬間變化控制常量、油門壓力過程變化方差控制常量；其中，所述預(yù)設(shè)壓力值與油門壓力最大值相關(guān)。

在本發(fā)明所述的安全輔助駕駛方法中，所述方法還包括：

當(dāng)判斷出駕駛者進(jìn)入誤踩油門輕度異常狀態(tài)時，控制發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速控制模塊降低車速，并輸出中輕度異常告警信號；

當(dāng)判斷駕駛者進(jìn)入誤踩油門重度異常狀態(tài)時，控制發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速控制模塊降低車速，控制汽車剎車控制模塊剎車，以及語音提示駕駛者拉動手剎至車速降至預(yù)設(shè)車速以內(nèi)，將手剎放下后再次啟動時，通過接近開關(guān)檢測到手剎位置變化，則取消之前踩油門輸出的指令以恢復(fù)到正常行車狀態(tài)。

在本發(fā)明所述的安全輔助駕駛方法中，所述方法還包括：實(shí)時采集車載震動信息以及車速，如果基于震動信息判斷車載達(dá)到預(yù)設(shè)震動幅度，且車速超過車速閾值，則控制車載降速運(yùn)行。

在本發(fā)明所述的安全輔助駕駛方法中，所述的實(shí)時采集油門壓力包括：實(shí)時采集壓力傳感信號，將采集的壓力傳感信號依次進(jìn)行低通濾波、差分放大、陷波、模數(shù)轉(zhuǎn)換、中值濾波處理后得到油門壓力值。

本發(fā)明還公開了一種基于所述的安全輔助駕駛方法的安全輔助駕駛裝置，包括：mcu控制模塊以及與所述mcu控制模塊連接的：can總線轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、震動感應(yīng)模塊、語音警示模塊、電源管理模塊、油門壓力檢測模塊和安裝在手剎把柄上的手剎位置檢測開關(guān)，所述can總線轉(zhuǎn)換模塊以及電源管理模塊均經(jīng)由obd連接線與車載電子控制單元的obd接口連接。

在本發(fā)明所述的安全輔助駕駛裝置中，所述油門壓力檢測模塊包括依次連接的：油門壓力檢測傳感器、低通濾波單元、差分放大單元、陷波單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、中值濾波處理單元、油門壓力分級判斷單元，其中，油門壓力檢測傳感器為貼合在汽車油門踏板上的合金薄膜。

本發(fā)明還公開了一種基于所述的安全輔助駕駛方法的安全輔助駕駛系統(tǒng)，包括：

采集模塊，用于實(shí)時采集油門壓力值；

控制模塊，在油門壓力變化時，根據(jù)壓力變化趨勢判斷是否出現(xiàn)誤踩油門，如果出現(xiàn)誤踩油門則控制車載減速運(yùn)行。

實(shí)施本發(fā)明的安全輔助駕駛方法、裝置以及系統(tǒng)，具有以下有益效果：本發(fā)明可以根據(jù)壓力變化趨勢判斷是否出現(xiàn)誤踩油門，如果出現(xiàn)誤踩油門則控制車載減速運(yùn)行，由此可以避免誤踩油門而導(dǎo)致交通事故；進(jìn)一步的，本發(fā)明還可將誤踩油門的情形進(jìn)行分級，分為輕度異常狀態(tài)和重度異常狀態(tài)，并針對不同的異常狀態(tài)，采取不同的應(yīng)對措施；更進(jìn)一步的，本發(fā)明還可在車輛顛簸超速運(yùn)行時控制車載降速運(yùn)行，以保證車輛平穩(wěn)安全行駛。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖：

圖1是誤踩油門時油門壓力隨時間變化的關(guān)系示意圖；

圖2是本發(fā)明安全輔助駕駛裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是油門壓力檢測模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了更好的理解上述技術(shù)方案，下面將結(jié)合說明書附圖以及具體的實(shí)施方式對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說明，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明實(shí)施例以及實(shí)施例中的具體特征是對本申請技術(shù)方案的詳細(xì)的說明，而不是對本申請技術(shù)方案的限定，在不沖突的情況下，本發(fā)明實(shí)施例以及實(shí)施例中的技術(shù)特征可以相互組合。

參考圖1是誤踩油門時油門壓力隨時間變化的關(guān)系示意圖。正常踩油門時，油門踏板的壓力是緩慢變化的，如果誤將油門當(dāng)剎車踩下時，則油門踏板的壓力變化較大，本發(fā)明即是基于此原理對誤踩油門進(jìn)行檢測。

本發(fā)明的安全輔助駕駛方法包括：

s100、實(shí)時采集油門壓力，具體包括：實(shí)時采集壓力傳感信號，將采集的壓力傳感信號依次進(jìn)行低通濾波、差分放大、陷波、模數(shù)轉(zhuǎn)換、中值濾波處理后得到油門壓力值。

s200、在油門壓力變化時，根據(jù)壓力變化趨勢判斷是否出現(xiàn)誤踩油門，如果出現(xiàn)誤踩油門則控制車載減速運(yùn)行。

其中，步驟s200中的所述的根據(jù)壓力變化趨勢判斷是否出現(xiàn)誤踩油門包括：

s201、針對每個采樣時刻，獲取以下時刻及其前后鄰近時刻的油門壓力值：當(dāng)前采樣時刻、當(dāng)前采樣時刻往前預(yù)設(shè)個數(shù)的采樣時刻、當(dāng)前采樣時刻往后預(yù)設(shè)個數(shù)的采樣時刻；

以τ表示采樣間隔，n表示所述預(yù)設(shè)個數(shù)，假如當(dāng)前采樣時刻記為t，則當(dāng)前采樣時刻前后鄰近時刻即為t-τ、t+τ；當(dāng)前采樣時刻往前預(yù)設(shè)個數(shù)的采樣時刻即為t-nτ，其前后鄰近時刻即為t-nτ-τ、t-nτ+τ；當(dāng)前采樣時刻往后預(yù)設(shè)個數(shù)的采樣時刻即為t+nτ，其前后鄰近時刻即為t+nτ-τ、t+nτ+τ。

s202、基于獲取的油門壓力值，計(jì)算在當(dāng)前采樣時刻至往前預(yù)設(shè)個數(shù)的采樣時刻的時間段內(nèi)的第一油門壓力變化率、在當(dāng)前采樣時刻至往后預(yù)設(shè)個數(shù)的采樣時刻的時間段內(nèi)的第二油門壓力變化率、以及當(dāng)前采樣時刻相比于其往前和往后的預(yù)設(shè)個數(shù)的采樣時刻的變化方差；

具體應(yīng)用時，根據(jù)設(shè)置不同的n以調(diào)節(jié)壓力檢測的靈敏度和準(zhǔn)確度。其中，第一油門壓力變化率基于以下公式計(jì)算：第二油門壓力變化率基于以下公式計(jì)算：當(dāng)前采樣時刻相比于其往前和往后的預(yù)設(shè)個數(shù)的采樣時刻的變化方差基于以下公式計(jì)算：

其中，p(t)'-表示t時刻所對應(yīng)的第一油門壓力變化率，p(t)'+表示t時刻所對應(yīng)的第二油門壓力變化率，s²(t)表示t時刻所對應(yīng)的變化方差，p(t)表示t時刻的油門壓力值，表示t時刻與前后鄰近時刻的油門壓力平均值，表示t時刻往前以及往后預(yù)設(shè)個數(shù)的采樣時刻的時間段內(nèi)的油門壓力平均值。

s203、當(dāng)首次出現(xiàn)某個采樣時刻的油門壓力值大于預(yù)設(shè)壓力值pset，且該某個采樣時刻的第一油門壓力變化率和第二油門壓力變化率均大于油門壓力瞬間變化控制常量m時，判斷駕駛者進(jìn)入誤踩油門輕度異常狀態(tài)；

其中，所述預(yù)設(shè)壓力值pset與油門壓力最大值pmax相關(guān)，其中，為一個油門壓力靈敏度控制參數(shù)，較佳實(shí)施例中取0.3，即預(yù)設(shè)壓力值pset＝0.3*pmax。

即在該步驟中，滿足輕度異常狀態(tài)的條件是：

當(dāng)判斷出駕駛者進(jìn)入誤踩油門輕度異常狀態(tài)時，優(yōu)選的，控制發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速控制模塊降低車速，并輸出中輕度異常告警信號。

s204、當(dāng)自首次進(jìn)入輕度異常狀態(tài)后，如果持續(xù)預(yù)設(shè)個采樣時刻均判斷駕駛者進(jìn)入誤踩油門輕度異常狀態(tài)，且首次進(jìn)入輕度異常狀態(tài)的時刻的變化方差大于油門壓力過程變化方差控制常量m，則判斷駕駛者進(jìn)入誤踩油門重度異常狀態(tài)。

即在該步驟中，滿足重度異常狀態(tài)的條件是：

其中，所述油門壓力最大值、油門壓力瞬間變化控制常量、油門壓力過程變化方差控制常量可以在裝置投入使用前通過多次測試獲取。

當(dāng)判斷駕駛者進(jìn)入誤踩油門重度異常狀態(tài)時，優(yōu)選的，控制發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速控制模塊降低車速，控制汽車剎車控制模塊剎車，以及語音提示駕駛者拉動手剎直至車速降至預(yù)設(shè)車速以內(nèi)，將手剎放下后再次啟動時，通過接近開關(guān)檢測到手剎位置變化，則取消之前踩油門輸出的指令以恢復(fù)到正常行車狀態(tài)。

進(jìn)一步優(yōu)選的，本發(fā)明還可實(shí)時采集車載震動信息以及車速，如果基于震動信息判斷車載達(dá)到預(yù)設(shè)震動幅度，且車速超過預(yù)設(shè)車速，則控制車載降速運(yùn)行。

相應(yīng)的，本發(fā)明還公開了一種基于所述方法的安全輔助駕駛系統(tǒng)，包括：

采集模塊，用于實(shí)時采集油門壓力值；

控制模塊，在油門壓力變化時，根據(jù)壓力變化趨勢判斷是否出現(xiàn)誤踩油門，如果出現(xiàn)誤踩油門則控制車載減速運(yùn)行。

采集模塊包括油門壓力檢測傳感器以及相關(guān)的信號預(yù)處理電路，預(yù)處理電路可以整合在現(xiàn)有的車載電子控制單元內(nèi)也可以外置，誤踩油門的檢測算法可以通過控制模塊實(shí)現(xiàn)，控制模塊可以交由現(xiàn)成的車載電子控制單元實(shí)現(xiàn)，也可以利用單獨(dú)的外置于車載電子控制單元外的模塊實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明還公開了一種基于所述方法的安全輔助駕駛裝置，其為一個完全獨(dú)立于車載電子控制單元的裝置，通過obd連接線與車載電子控制單元的obd接口連接。具體的，本發(fā)明的裝置包括：mcu控制模塊以及與所述mcu控制模塊連接的：can總線轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、震動感應(yīng)模塊、語音警示模塊、電源管理模塊、油門壓力檢測模塊和安裝在手剎把柄上的手剎位置檢測開關(guān)，所述can總線轉(zhuǎn)換模塊以及電源管理模塊均經(jīng)由obd連接線與車載電子控制單元的obd接口連接。

參考圖3是油門壓力檢測模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，所述油門壓力檢測模塊包括依次連接的：油門壓力檢測傳感器、低通濾波單元、差分放大單元、陷波單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、中值濾波處理單元、油門壓力分級判斷單元，其中，油門壓力檢測傳感器為貼合在汽車油門踏板上的合金薄膜。

較佳實(shí)施例中，可通過貼合在汽車油門踏板上的合金薄膜作為油門壓力檢測傳感器采集壓力傳感信號，低通濾波單元可以采用二階rc有源濾波器，且低通截止頻率為200hz。油門壓力檢測傳感器通過帶屏蔽的導(dǎo)線連接二階rc有源濾波器。由于pga202內(nèi)部集成了程控的增益改變邏輯電路，因而省去了增益控制部分，從而可使電路結(jié)構(gòu)得到簡化，并且它的放大倍數(shù)穩(wěn)定精確，且為差分放大，所以可采用pga202作為差分放大芯片，同時為提高儀表放大器差分輸入級的對稱性，同時滿足零漂、輸入偏執(zhí)電流、輸入偏執(zhí)電壓等參數(shù)的需求，可選用性能參數(shù)較好的運(yùn)算放大器opa2237作為儀表放大器的差分輸入級。為進(jìn)一步消除噪聲，芯片連接電源處均并聯(lián)了0.1uf的旁路電容，數(shù)字電路部分與模擬電路部分分別接地，為減少電源工頻噪聲對電路的影響，差分放大之后進(jìn)行50hz陷波處理，油門壓力分級判斷單元采用fpga實(shí)現(xiàn)，同時fpga控制14位adc模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片對50hz陷波后的油門壓力信號進(jìn)行采集，其采樣頻率為500hz，中值濾波器是將鄰域內(nèi)信號的中值代替該原始信號的值的一種統(tǒng)計(jì)濾波器，屬于非線性空間濾波器。中值濾波器對于一定類型的隨機(jī)噪聲，具有優(yōu)秀的去噪能力，且其對處理脈沖噪聲非常有效。加之中值濾波算法也能很好的在fpga中運(yùn)行。因此，本發(fā)明采用自適應(yīng)門限的中值濾波器來對原始油門壓力信號進(jìn)行濾波處理。隨后fpga將對中值濾波后的油門壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行分級和判斷，判斷完畢后將抉擇信息送給mcu進(jìn)行控制處理，其中fpga中油門壓力分級判斷的算法參考上述關(guān)于方法部分的闡述，此處不再贅述。

油門壓力分級判斷單元一旦檢測到這種突然的壓力變化，則會通知mcu控制模塊，mcu控制模塊則會及時通過車載obd接口給汽車的電子控制單元發(fā)出相應(yīng)車速減慢的控制代碼，汽車電子控制單元接收到相應(yīng)的代碼控制信號，并通過數(shù)據(jù)解析之后，會通過發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速控制模塊、汽車剎車控制模塊進(jìn)行自動剎車。

其中，震動模塊可以采用但不限于三軸加速度傳感器，用來檢測路面平整程度，當(dāng)路面不平整，且車速大于一定車速閥值時，mcu通過obd給汽車電子控制單元ecu發(fā)出降速指令來自主降低車速，從而提高駕駛員在不平整路面的舒適度及安全性。數(shù)據(jù)存儲模塊用于存儲本裝置當(dāng)前狀態(tài)信息及控制指令數(shù)據(jù)。手剎位置檢測開關(guān)可以為安裝在手剎上的接近開關(guān)。

使用時，將將本裝置插入汽車的obd接口，或者通過obd延長線將汽車的obd接口與本裝置的obd接口電連。本裝置通過車載obd接口供電，本裝置的電源管理模塊將obd接口的12v電壓轉(zhuǎn)變?yōu)?.3v電壓供本裝置其他部分組件使用。

綜上所述，實(shí)施本發(fā)明的安全輔助駕駛方法、裝置以及系統(tǒng)，具有以下有益效果：本發(fā)明可以根據(jù)壓力變化趨勢判斷是否出現(xiàn)誤踩油門，如果出現(xiàn)誤踩油門則控制車載減速運(yùn)行，由此可以避免誤踩油門而導(dǎo)致交通事故；進(jìn)一步的，本發(fā)明還可將誤踩油門的情形進(jìn)行分級，分為輕度異常狀態(tài)和重度異常狀態(tài)，并針對不同的異常狀態(tài)，采取不同的應(yīng)對措施；更進(jìn)一步的，本發(fā)明還可在車輛顛簸超速運(yùn)行時控制車載降速運(yùn)行，以保證車輛平穩(wěn)安全行駛。

上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式，上述的具體實(shí)施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。