[发明专利]一种驾驶员防误踩油门控制系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种驾驶员防误踩油门控制系统，属于车辆制造领域。它包括计算机视觉单元、加速踏板传感器、电子控制单元、伺服电机、制动主缸推杆、节气门翻版。计算机视觉预警模块通过车用前视摄像头采集车辆前方视觉信息，根据此信息车载PC基于机器视觉算法判断车辆是否处于危险工况；加速踏板传感器采集驾驶员踩下油门踏板时的加速度信号；当车辆处于危险工况且踏板加速度信号超过设定阈值时，即判定驾驶员误操作，电子控制单元控制伺服电机驱动制动总泵使车辆紧急制动，并对节气门机构进行复位和锁止，从而实现防误踩油门。本发明可以在人‑车‑路闭环下智能化地识别驾驶员意图，避免了由于误踩油门引发的交通事故。

技术领域

本发明涉及车辆制造技术领域，尤其涉及到的是一种基于计算机视觉的驾驶员防误踩油门控制系统。

背景技术

驾驶员在紧急状况时，由于紧张、走神等原因，导致误将油门当作制动而引发的交通事故约占到交通事故总量的12.6％，国内外很多汽车研究人员对目前存在的误将油门当制动的现象提出了许多相关的研究方案，对汽车原有油门和制动机构进行相应的改进，但真正运用到实际生产中的防误踩油门装置却很少。

目前存在的防误踩油门装置以机械式为主，普遍对传统的油门与制动改动较大，改变了驾驶员的原有驾驶习惯，虽然成本较低，但判别精度和响应速度都有待提高，并存在设备维护困难等问题，而电子式的防误踩油门系统往往存在判据单一、误报率高的问题。为了减少由驾驶员误踩油门带来的事故问题，一种高准确度且不破坏驾驶员原有驾驶习惯的防误踩油门控制系统亟待提出。

发明内容

发明目的：本发明提供了一种基于计算机视觉的防误踩油门控制系统及其控制方法，以解决现有防误踩油门技术中无法兼顾判断准确率与驾驶员原有驾驶习惯的问题，有效地在人-车-路闭环中对驾驶员误踩油门行为进行纠正，从而减少由于驾驶误操作油门踏板而发生交通事故。

技术方案：一种驾驶员防误踩油门控制系统，包括：计算机视觉单元、车载 PC、加速踏板传感器、电子控制单元、伺服电机、节气门控制机构、制动主缸推杆控制机构，

1)计算机视觉单元，该单元与车载PC连接，向车载PC发送当前行车过程的实时图像，以供车载PC处理；2)车载PC，车载PC接收并处理计算机视觉单元的实时图像，并通过串口与电子控制单元通信，向电子控制单元发送当前行车工况信息，包括行驶车距、前方障碍信息等；3)加速踏板传感器，加速踏板传感器为角度传感器和加速度传感器，向电子控制单元发送驾驶员行为信息，包括驾驶员当前操作加速度踏板的角度和加速度信息；4)电子控制单元，电子控制单元接受车载PC发送的行车工况信息和加速踏板传感器发送的驾驶员行为信息，根据接收到的信号判断驾驶员在当前行车工况下是否存在对加速度踏板的误操作，从而调节伺服电机进行相应运转；5)伺服电机，伺服电机受电子控制单元控制，伺服电机输出端通过带传动驱动节气门翻板运动；6)节气门控制机构，受伺服电机驱动，调节车辆发动机进气量，控制车辆的加速状态，同时，使车辆对驾驶员误踩油门的行为做出正确的反应；7)制动主缸推杆控制机构，在判断为紧急情况的状态下，电子控制单元发出制动信号，伺服电机通过与其连接的齿轮齿条啮合驱动制动主缸推杆，制动主缸推杆与液压制动系统中主缸活塞铰接，使车辆在紧急状态下能迅速采取制动措施。

进一步地，执行计算机视觉单元时调用前视摄像头，基于Python3.7与Open CV实现了前车与行人的目标识别，并对被识别对象进行框选和跟踪，通过画框长宽计算对象距离，据此得到交互的车辆和路面状态信息；在车载PC中，根据得到的车辆和路面状态信息，通过机器视觉单元与车载PC对前方车辆和行人进行识别和测距，实时计算当前紧急制动所需最小安全距离，即以当前车辆行驶环境下考虑前车和系统搭载车辆的一维非对开路面跟车行为下的安全车距，以及考虑前方行人静止不动时的系统搭载车辆的一维非对开路面跟车行为下的制动距离；车载PC根据最小安全距离实时计算当前行驶车速下紧急制动时不发生碰撞的安全距离阈值，并通过图像处理算法计算与前车的距离，进行当车距小于安全距离阈值时，判断为行车危险工况。

进一步地，最小安全距离s：