CN105667312A - 一种基于车辆的智能酒驾预防和控制*** - Google Patents

一种基于车辆的智能酒驾预防和控制*** Download PDF

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Abstract

本发明公布了一种基于车辆的智能酒驾预防和控制***，包括感知层、决策层以及执行层。其中，感知层包括酒精检测传感器、方向盘转角传感器以及力矩传感器；决策层主要包括为控制单元ECU；执行层包括发动机管理***(EMS)、指示灯模块、语音提示模块、GPS定位模块、醉酒辅助模块。其中，感知层的酒精检测传感器采用皮肤接触式和呼气式两种传感器，综合两者测试数据可提高驾驶员体内酒精浓度检测的准确性；而方向盘转角和力矩传感器则与电动助力转向(EPS)***共用。采用触控方式启动酒驾防控***，可有效防止驾驶员“作弊”，切实有效地预防酒驾的发生。醉酒辅助模块终端设有键盘，醉酒驾驶员可根据自身实际情况有选择的发送求助信号。

Description

一种基于车辆的智能酒驾预防和控制***
技术领域：
本发明属于汽车主动安全领域，具体提出了一种基于车辆的智能酒驾预防和控制***，旨在预防酒驾，降低因酒驾导致的事故发生率。
背景技术：
随着经济社会的快速发展和汽车保有量显著增加，汽车在给人们带来极大便利的同时，也增加了道路交通的压力。其中，频发的道路交通事故造成了严重的经济损失和大量的人员伤亡。据统计，很大一部分交通事故是由驾驶员酒后驾驶引起的。医学研究证明，酒精对驾驶员的影响主要体现在以下几个方面：酒精会影响驾驶员正确判断距离的能力；酒精会影响驾驶员的注意力、协调能力和反应能力，从而无法很好地控制刹车，此外酒精还会降低驾驶员的分析能力，从而导致作出错误的判断；与此同时，酒后飘飘然的愉悦感，也很容易使驾驶员过高地估计自己的能力。
面对酒后驾车带来的极大的生命财产风险，必须防患于未然，从源头上抑制甚至杜绝酒驾。为了实现此目的，一些汽车厂商和科研人员开展了积极有效的研究。其中，需要特别指出的就是，随着车联网等先进技术的迅速推广应用以及国家对智能汽车的逐步重视，如《中国制造2025》的颁布，为酒驾防控***在实车上的应用提供了便利的条件。现阶段，防控酒驾常用做法就是在车上装载酒精测试装置，如果检测到驾驶员体内酒精浓度低于设定阈值，则允许正常驾驶，反之，当检测到驾驶员体内酒精浓度大于设定阈值时，则禁止发动机启动，从而有效避免了饮酒驾驶员参与到道路交通体系中，进而可大大减少酒驾导致的交通事故的发生。
目前，一些预防酒驾的控制***虽然实现了酒驾预防功能，但也存在如下一些问题：1)采用呼气式类型的酒精传感器，不能很好的规避车内其他饮酒人员对检测装置的影响，从而造成酒精检测的不准确甚至会影响汽车的正常行驶；2)不能有效的防止驾驶员“作弊”行为，即让未饮酒人员代替饮酒驾驶员进行酒精检测，从而蒙混过关，进而埋下重大驾驶安全隐患；3)在检测到驾驶员饮酒，尤其是醉酒后，虽禁止发动机启动使车辆无法行驶，但由于没有后续服务措施，即使达到预防酒驾的目的，但也会导致用户的不满，整套***驾驶员接受程度低。本人在深入分析上述问题后，结合智能互联汽车的发展趋势，提出了一种基于车辆的智能酒驾预防和控制***，旨在克服上述问题，减少甚至杜绝酒驾的发生。
发明内容：
本发明属于汽车主动安全领域，具体提出了一种基于车辆的智能酒驾预防和控制***，旨在预防甚至杜绝酒驾，降低因酒驾导致的事故发生率，为了实现上述目的，本发明通过如下技术方案实现：
一种基于车辆的智能酒驾预防和控制***，包括感知层、决策层以及执行层；其中感知层包括酒精检测传感器、方向盘转角和力矩传感器；决策层主要包括ECU处理单元；执行层包括发动机管理***EMS、指示灯模块、语音提示模块、GPS定位模块、醉酒辅助模块。
技术方案中所述的酒精检测传感器采用皮肤接触式和呼气式两种酒精检测传感器，其中皮肤接触式酒精测试传感器分别安装在方向盘转角为0°时方向盘±90°方向位置附近以及变速器换挡杆的顶端，通过驾驶者的手掌皮肤，实时检测驾驶员体内酒精含量；呼气式酒精测试传感器安装在方向盘转角为0°时的方向盘最上方，通过采集分析驾驶者呼吸出的物质来检测驾驶员体内酒精含量。综合处理两种二者的测试结果，可提高驾驶员体内酒精浓度的测试精度和准确性；同时也提高了***工作的可靠性，即当一种酒精传感器失效时，***还能正常工作。
技术方案中所述的智能酒驾防控***，与电动助力转向***(EPS)共用方向盘转角和力矩传感器，实现了结构、功能共用，可大幅节约成本。原因在于随着智能车的迅速发展，电动助力转向***(EPS)几乎成为其标配之一，这为上述目的的实现提供了必要的条件。
技术方案中所述的智能酒驾防控***，采用触控启动酒驾防控***的方式，即只要方向盘转角传感器或力矩传感器发生变化，则可认为驾驶员手握紧方向盘，进而启动防控***。如果发动机启动后，检测到驾驶员手离开方向盘一段时间(其间可能换人驾驶)，则在当前驾驶员手接触方向盘时，***再次自行启动，从而有效避免了中途更换驾驶员的“作弊”行为的发生，切实提高***的有效性。
技术方案中所述的醉酒辅助模块终端设置有键盘，包括：医疗键、代驾键、家属键、的士键。在当检测到驾驶员体内酒精浓度超过80mg/100ml时，醉酒辅助模块和GPS定位模块启动，驾驶员可根据自身情况有选择的发出求助信号。其中最值得一提的是医疗键，当驾驶员饮酒过量而导致身体严重不适或诱发疾病时，可通过该键向最近的医院发出求救信号，同时GPS将车辆所在位置发送至医院求助网络终端，可为驾驶员赢得宝贵的救助时间。
技术方案中所述的当检测到驾驶员体内酒精浓度S时，执行如下步骤：
a)若S<S1，指示灯显示为绿色，语音提示系“请系好安全带”，发动机正常启动，正常驾驶；
b)若S1<S<20mg/100ml，指示灯显示为绿色，语音提示“请系好安全带”；通过发动机管理***(EMS)控制车速V≤V1，并随着车速的不同控制安全带的松紧程度，即低速时，控制安全带松点以提高舒适；高速时，控制安全带适当紧一些以提高安全性；
c)若20mg/100ml≤S<80mg/100ml，指示灯显示为黄色，语音提示“您已饮酒，请勿驾驶”，控制发动机管理***(EMS)禁止启动发动机；
d)若S≥80mg/100ml，指示灯为红色，语音提示“您已醉酒，严禁驾驶”，控制发动机管理***(EMS)禁止启动发动机，GPS定位模块以及醉酒辅助模块开启。
其中，a)和b)两种情况中的S1和V1可对驾驶员开放，可由驾驶员根据自身具体情况而设定，其中S1为0-20之间的一个数，V1≤80km/h；如果驾驶员不设定，则默认S1＝10mg/100ml、V1＝80km/h
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1.控制层的ECU与发动机管理***EMS通过CAN连接，直接通过控制EMS***实现对发动机的控制，不需要在发动机启动电路中串联继电器等电器元件，减少对车辆的改动，降低成本，节约时间。
2.采用两种不同类型的酒精测试传感器，一方面可综合两者的测试数据，使检测结果更为准确；另一方面也增加了***的冗余，即当其中一种传感器失效时，***仍可工作。
3.基于电动助力转向***(EPS)中的方向盘转角传感器以及扭矩传感器来控制酒驾防控***的开启，实现了结构和功能共用，可大幅度节约成本。
4.醉酒辅助模块终端设有键盘，当检测到驾驶员醉酒后醉酒辅助模块与GPS定位模块共同启动，如果驾驶员由于饮酒过量感觉身体严重不适或导致一些疾病的诱发，可通过键盘上的医疗键向最近的医院发出救援信号，并通过GPS定位***告知其车辆位置，提高了救援的时效性，为救助赢得宝贵的时间，在一定程度上可避免悲剧的产生；其他按键可根据驾驶员自身情况进行选择操作。
5.根据酒精检测传感器检测到的驾驶员体内酒精浓度值S，通过在允许的范围内(0-20mg/100ml)设定阈值，并根据S处在不同的范围，采用不同的控制方法，使控制***可操作性更强。
6.当检测到S1<S<20mg/100ml时，EMS***控制车速V≤V1，限制最高车速，并随着车速的不同控制安全带的松紧程度，提高了驾驶员行驶安全性。
7.相比于采用人脸识别装置来预防驾驶员“作弊”，本发明采用触控启动方式，即只要方向盘转角传感器或力矩传感器发生变化，则可认为驾驶员手握紧方向盘，进而启动防控***，可靠性更强，成本较人脸识别***更低。
8.在检测到驾驶员饮酒，尤其是醉酒后，在禁止驾驶的同时为驾驶员提供必要的服务措施，一方面提高了***的用户接受程度，便于大面积推广使用；另一方面也顺应了未来智能网联汽车的发展趋势，应用前景非常可观。
附图说明：
下面结合附图对本发明做进一步的说明：
图1是本发明所述的***组成示意图；
图2是本发明所述的醉酒辅助模块终端键盘示意图；
图3是本发明所述的***工作流程图；
具体实施方式：
下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的描述。
参阅图1，整个***包括包括感知层、决策层以及执行层；其中感知层包括酒精检测传感器、方向盘转角和力矩传感器；决策层主要包括ECU处理单元；执行层包括发动机管理***EMS、指示灯模块、语音提示模块、GPS定位模块、醉酒辅助模块。本发明中酒精检测传感器采用皮肤接触式和呼气式两种酒精检测传感器，其中皮肤接触式酒精测试传感器分别安装在方向盘转角为0°时方向盘±90°方向位置附近以及变速器换挡杆的顶端，通过驾驶者的手掌皮肤，实时检测驾驶员体内酒精含量；呼气式酒精测试传感器安装在方向盘转角为0°时的方向盘最上方，通过采集分析驾驶者呼吸出的物质来检测驾驶员体内酒精含量。通过采集分析驾驶者呼吸出的物质来检测驾驶员体内酒精含量。综合处理两种二者的测试结果，可提高驾驶员体内酒精浓度的测试精度和准确性；同时也提高了***工作的可靠性，即当一种酒精传感器失效时，***还能正常工作。
参阅图2，醉酒辅助模块终端键盘，包括：医疗键、代驾键、家属键、的士键。在当检测到驾驶员体内酒精浓度超过80mg/100ml时，醉酒辅助模块和GPS定位模块启动，驾驶员可根据自身情况有选择的发出求助信号。其中最值得一提的是医疗键，当驾驶员饮酒过量而导致身体严重不适或诱发疾病时，可通过此按键向最近的医院发出求救信号，同时GPS将车辆所在位置发送至医院求助网络终端，可为驾驶员赢得宝贵的救助时间。
参阅图3，当方向转角传感器或扭矩传感器检测到驾驶员手接触方向盘后，则控制***启动，酒精传感器开始检检测驾驶员体内酒精浓度S：
a)若S<S1，指示灯显示为绿色，语音提示“可以启动发动机”，发动机正常启动，驾驶员正常驾驶；
b)若S1<S<20mg/100ml，指示灯显示为绿色，语音提示“可以启动发动机”；通过发动机管理***(EMS)控制车速V≤V1，并随着车速的不同控制安全带的松紧程度，即低速时，控制安全带松点以提高舒适；高速时，控制安全带适当紧一些以提高安全性；
c)若20mg/100ml≤S<80mg/100ml，指示灯显示为黄色，语音提示“您已饮酒，请勿驾驶”，控制发动机管理***(EMS)禁止启动发动机；
d)若S≥80mg/100ml，指示灯为红色，语音提示“您已醉酒，严禁驾驶”，控制发动机管理***(EMS)禁止启动发动机，与此同时GPS定位模块以及醉酒辅助模块开启。
其中，a)和b)两种情况中的S1和V1可对驾驶员开放，可由驾驶员根据自身具体情况而设定，其中S1为0-20之间的一个数，V1≤80km/h；如果驾驶员不设定，则默认S1＝10mg/100ml、V1＝80km/h。

Claims (9)

1.一种基于车辆的智能酒驾预防和控制***，包括感知层、决策层以及执行层；其中感知层包括酒精检测传感器、方向盘转角和力矩传感器；决策层主要包括ECU处理单元；执行层包括发动机管理***(EMS)、指示灯模块、语音提示模块、GPS定位模块、醉酒辅助模块。
2.如权利要求1所述的一种基于车辆的智能酒驾预防和控制***，其特征在采用呼气式酒精测试传感器和皮肤接触式酒精测试传感器共同检测驾驶员体内酒精浓度，其中呼气式酒精测试传感器安装在方向盘转角为0°时的方向盘最上方，皮肤接触式酒精测试传感器分别安装在方向盘转角为0°时方向盘±90°方向位置附近以及变速器换挡杆的顶端。
3.如权利要求1所述的一种基于车辆的智能酒驾预防和控制***，其特征在于采用两种不同类型的酒精测试传感器，综合两者的检测数据可使测量结果更为准确。
4.如权利要求1所述的一种基于车辆的智能酒驾预防和控制***，其特征在于与电动助力转向***共用方向盘转角和力矩传感器，实现了结构、功能共用，可大幅节约成本。
5.如权利要求1所述的一种基于车辆的智能酒驾预防和控制***，其特征在于采用触控的方式控制酒驾防控***的启动，即只要方向盘转角传感器或力矩传感器发生变化，则可认为驾驶员手握紧方向盘，进而启动防控***。
6.如权利要求1所述的一种基于车辆的智能酒驾预防和控制***，其特征在于醉酒辅助模块终端设有键盘，包括：医疗键、代驾键、家属键、的士键。
7.如权利要求1所述的一种基于车辆的智能酒驾预防和控制***，其特征在于当检测到驾驶员体内酒精浓度S时，执行如下步骤：
a)若S<S1，指示灯显示为绿色，语音提示系“请您系好安全带”，发动机正常启动，正常驾驶；
b)若S1<S<20mg/100ml，指示灯显示为绿色，语音提示“请您系好安全带”；通过EMS***控制车速V≤V1，并随着车速的不同控制安全带的松紧程度；
c)若20mg/100ml≤S<80mg/100ml，指示灯显示为黄色，语音提示“您已饮酒，请勿驾驶”，控制EMS***禁止启动发动机；
d)若S≥80mg/100ml，指示灯为红色，语音提示“您已醉酒，严禁驾驶”，控制EMS***禁止启动发动机，与此同时GPS定位模块以及醉酒辅助模块开启。
8.如权利要求7所述的一种基于车辆的智能酒驾预防和控制***，其特征在a)和b)两种情况中的S1和V1可对驾驶员开放，可由驾驶员根据自身情况而设定，其中S1为10-20之间的一个数，V1≤80km/h如果驾驶员不设定，则默认S1＝10mg/100ml，V1＝80km/h。
9.如权利要求5所述的一种基于车辆的智能酒驾预防和控制***，其特征在于采用触控的方式控制酒驾防控***启动，可有效防止“作弊”事件的发生，切实提高***的可靠性。
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