CN112849117B - 一种方向盘调节方法及其相关装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开一种方向盘调节方法及其相关装置，该方法包括：获取驾驶员空手虚握方向盘时方向盘和驾驶员的手的相对位置；确定将方向盘从相对位置调整到目标位置的移动路径；控制方向盘按照移动路径移动到目标位置，以使得方向盘调整到驾驶员空手虚握方向盘时手虚握的位置。本申请能加快方向盘调节速度，降低方向盘调节难度，保证驾驶员获得好的方向盘握姿，避免因为不恰当的握姿给驾驶带来安全隐患。

Description

一种方向盘调节方法及其相关装置
技术领域
本申请涉及汽车技术领域，特别是涉及一种方向盘调节方法及其相关装置。
背景技术
目前汽车方向盘的调节，主要依赖于驾驶员通过方向盘提供的手动或电动方向盘调节功能进行位置调节，然后模拟操作方向盘，不断微调来找到合适的位置；还有很多驾驶员可能是根据其他人提供的经验性的测量方式来调节方向盘位置。由于不同人的体型差异等等因素，除非是经验丰富的驾驶员，一般新手很难较快的将方向盘调节到适合自己的位置。
发明内容
本申请主要的目的是提供一种方向盘调节方法及其相关装置，能够加快方向盘调节的速度，降低方向盘调节的难度。
为达到上述目的，本申请采用的一个技术方案是一种方向盘调节方法，包括：
获取驾驶员空手虚握方向盘时方向盘和驾驶员的手的相对位置；
确定将所述方向盘从所述相对位置调整到所述目标位置的移动路径；
控制方向盘按照移动路径移动到目标位置，以使得方向盘调整到驾驶员空手虚握方向盘时手虚握的位置。
为达到上述目的，本申请采用的一个技术方案是一种方向盘调节装置，包括位置获取模块、路径确定模块和方向盘调节模块，
位置获取模块用于获取驾驶员空手虚握方向盘时方向盘和驾驶员的手的相对位置；
路径确定模块用于确定将所述方向盘从所述相对位置调整到所述目标位置的移动路径；
方向盘调节模块用于控制方向盘按照移动路径移动到目标位置，以使得方向盘调整到驾驶员空手虚握方向盘时手虚握的位置。
为达到上述目的，本申请采用的一个技术方案是一种方向盘调节***，包括：
方向盘；
驱动装置，用于调节方向盘的位置；
图像拍摄设备，用于拍摄包含驾驶员虚握方向盘的手的图像；
处理设备，用于通过图像获取驾驶员空手虚握方向盘时方向盘和驾驶员的手的相对位置；确定将方向盘从相对位置调整到目标位置的移动路径；控制驱动装置驱动方向盘按照移动路径移动到目标位置，以使得方向盘调整到驾驶员空手虚握方向盘时手虚握的位置。
以上方案，汽车首先主动获取驾驶员空手虚握方向盘时方向盘和驾驶员的手的相对位置，并根据方向盘和驾驶员的手的相对位置自动将方向盘调节到驾驶员的手能握持的位置，这样方向盘就可主动迎合到驾驶员的手的位置，加快方向盘调节速度，降低方向盘调节难度，并且让方向盘的调节过程和驾驶员的模拟体验操控过程两者结合起来，使驾驶员调节方向盘时的姿态与模拟操控时的姿态相同，这样可以保证驾驶员能够获得好的方向盘握姿，避免因为不恰当的握姿给驾驶带来安全隐患。
附图说明
图1是本申请方向盘调节方法第一个实施方式的流程示意图；
图2是本申请方向盘调节方法第二个实施方式的流程示意图；
图3是本申请方向盘调节方法第二个实施方式中计算方向盘和驾驶员的手的偏移值的示意图；
图4是本申请方向盘调节方法第二个实施方式中计算方向盘和驾驶员的双手的平均距离的示意图；
图5是本申请方向盘调节方法第三个实施方式的流程示意图；
图6是本申请方向盘调节方法第三个实施方式的方向盘上压力传感器设置的示意图；
图7是本申请方向盘调节方法第三个实施方式的方向盘上压力传感器上受力方向判断示意图；
图8是本申请方向盘调节方法第三个实施方式的方向盘上的综合计算移动方向的示意图；
图9是本申请方向盘调节装置一实施方式的结构示意图；
图10是本申请方向盘调节***一实施方式的结构示意图；
图11是本申请汽车一实施方式的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本申请进行详细说明。
请参阅图1，图1是本申请方向盘调节方法第一个实施方式的流程示意图。方向盘处于初始收正状态。如图1所示，该方法包括如下步骤：
S101：获取驾驶员空手虚握方向盘时方向盘和驾驶员的手的相对位置。
在本实施例中，获取驾驶员空手虚握方向盘时方向盘和驾驶员的手的相对位置的步骤可以包括：通过摄像头拍摄包含有方向盘和/或驾驶员的手的图像；根据图像计算出方向盘相对于驾驶员的手的相对坐标，将相对坐标作为方向盘和驾驶员的手的相对位置。其中，通过摄像头拍摄的图像可以是二维图像，也可以是景深图像。
在另一实施例中，获取方向盘和驾驶员的手的相对位置的方式可以包括：通过构建的距离传感器网络探测方向盘和/或驾驶员的手的位置；通过方向盘和/或驾驶员的手的位置确定方向盘和驾驶员的手的相对位置。
在又一实施例中，通过激光扫描探测方向盘和/或驾驶员的手的位置；通过方向盘和/或驾驶员的手的位置确定方向盘和驾驶员的手的相对位置。
其中，在调节方向盘位置之前，可以先启动方向盘调节功能。当接受驾驶员的语音命令，或者当感应到方向盘调节按钮被触按时，或者汽车***刚启动时，汽车启动方向盘调节功能。启动方向盘调节功能后，驾驶员先以比较舒服或正确的姿态坐在驾驶位上，然后把双手放在其惯常握方向盘的位置/感觉握方向盘比较舒适的空中，即驾驶员空手虚握方向盘，然后等待汽车***获取方向盘和驾驶员的手的相对位置。即在获取方向盘和驾驶员的手的相对位置时，驾驶员的手并未握持方向盘，此时驾驶员只是把双手放在其惯常握方向盘的位置，或者将手放在感觉握方向盘比较舒适的空中（即虚握方向盘）。
另外，在获取相对位置前，方向盘处于初始收正状态。初始收正状态为方向盘的初始化状态。即方向盘处于初始收正状态时，方向盘的前后位置调节至远离驾驶员的位置，方向盘的上下左右位置调节至居中。
S102：确定将方向盘从相对位置调整到目标位置的移动路径。
在本实施例中，可以先确定方向盘从相对位置移动到目标位置的移动方向或移动方向组合；然后根据方向盘和驾驶员的手的相对位置和移动方向/移动方向组合确定方向盘在各个移动方向上的移动距离或移动角度。其中，移动方向和各个移动方向上的移动距离/移动角度可以组合出方向盘的移动路径。
其中一个应用场景，当方向盘的互不平行的移动方向只有一个时，可以在获取方向盘和驾驶员的手的相对位置后，根据相对位置和方向盘的移动方向确定方向盘的移动距离/移动角度。具体的，根据相对位置和方向盘的移动方向确定方向盘的移动距离/移动角度的步骤可以包括：获取方向盘位置和方向盘的移动方向信息，确定方向盘的移动轨迹线，确定移动轨迹线上的距离驾驶员的手最近的点，计算方向盘移动到距离驾驶员的手的最近的点的距离/角度。
另一个应用场景，当方向盘的互不平行的移动方向有两个或两个以上时，可以在获取方向盘和驾驶员的手的相对位置后，根据相对位置计算出驾驶员的手与方向盘位置在至少两个方向盘的互不平行的移动方向上的偏移值，根据偏移值确定方向盘在各个移动方向上的移动距离和/或移动角度。
方向盘的互不平行的移动方向可以有一个、两个或三个、甚至更多。可以理解的是，当方向盘可以向下、向上、向左、或向右移动时，无论方向盘是通过摆动方式移动的，还是通过平移方式移动的，均可将向下的移动方向和向上的移动方向看成是互相平行的移动方向，也可将向左的移动方向和向右的移动方向看成是互相平行的移动方向；那此时互不平行的移动方向有两个，可以是向下和向左，或者是向上和向右，或者是向下和向右，或者是向上和向左。同样的，当方向盘可以向上、向下、向左、向右、向前、向后移动时，此时互不平行的移动方向有三个，可以是向上和向左、向前，或者是其他方向的组合。
其中，目标位置可以是方向盘和驾驶员的手之间的预定距离值，例如0mm、2mm、4mm、6mm等距离值。目标位置也可以是指方向盘的目标位置，并且方向盘的目标位置可以是驾驶员的手所在的位置。
S103：控制方向盘按照移动路径移动到目标位置，以使得方向盘能够调整到驾驶员空手虚握方向盘时手虚握的位置。
其中，在确定好移动路径后，控制方向盘的驱动装置调节方向盘沿确定好的移动方向移动相应的距离/角度，从而使方向盘能够调整到驾驶员空手虚握方向盘时手虚握的位置。驱动装置可以是伺服电机。
在此实施方式中，汽车首先主动获取方向盘和驾驶员的手的相对位置，并根据方向盘和驾驶员的手的相对位置自动将方向盘调节到驾驶员的手能握持的位置，这样方向盘就可主动迎合到驾驶员的手的位置，加快方向盘调节速度，降低方向盘调节难度，并且让方向盘的调节过程和驾驶员的模拟体验操控过程两者结合起来，使驾驶员调节方向盘时的姿态与模拟操控时的姿态相同，这样可以保证驾驶员能够获得好的方向盘握姿，避免因为不恰当的握姿给驾驶带来安全隐患。
请参阅图2，图2是本申请方向盘调节方法第二个实施方式的流程示意图。本实施方式中，该方法包括以下步骤：
S201：获取驾驶员空手虚握方向盘时方向盘和驾驶员的手的相对位置。
在本实施例中，获取方向盘和驾驶员的手的相对位置可以包括：拍摄包含驾驶员的手的图像；从图像中分割出离摄像头最近的驾驶员的手的图像；通过驾驶员的手的图像计算出驾驶员的手相对于方向盘的相对坐标，将相对坐标作为方向盘和驾驶员的手的相对位置。
在本实施例中，获取到的包含驾驶员的手的图像为景深图像。从图像中分割出离摄像头最近的驾驶员的手的图像可以包括：将拍摄的景深图像中的三维像素信息进行空间变换为实际空间中的点云信息，由此得到每一个像素点离摄像头的距离，从景深图像中分割出离摄像头最近的驾驶员的手部区域图像H1、H2。当然，在其他实施例中，获取的图像为二维图像时，也可以从图像中分割出离摄像头最近的驾驶员的手部区域图像。
另外，在本实施例中，在摄像头设置于方向盘上时，计算出驾驶员的手相对于方向盘的相对坐标的步骤可以为：计算驾驶员的手部区域图像H1、H2中心点的连线的中间位置P1相对于摄像头的坐标（可选地，可以通过实际空间中的点云信息计算出P1相对于摄像头的坐标）；可以将计算出的P1相对于摄像头的坐标作为驾驶员的手相对于方向盘的相对坐标。当然，P1相对于摄像头的坐标可以是三维坐标，也可以是二维坐标。其中，计算的P1相对于摄像头的坐标为二维坐标时，可以直接计算出P1相对于图像中心点的坐标，并将P1相对于图像中心点的坐标作为P1相对于摄像头的坐标。
在另一实施方式中，在摄像头未设置于方向盘上，计算出驾驶员的手相对于方向盘的相对坐标的步骤可以为：计算驾驶员的手部区域图像H1、H2中心点的连线的中间位置P1相对于摄像头的坐标；获取方向盘相对于摄像头的相对坐标，根据P1相对于摄像头的坐标和方向盘相对于摄像头的相对坐标计算出驾驶员的手相对于方向盘的相对坐标。
在又一实施方式中，在摄像头安装在汽车上可以拍摄到方向盘和驾驶员的手的位置上时，计算出驾驶员的手相对于方向盘的相对坐标的步骤可以包括：从图像中分割出方向盘的图像，通过实际空间中的点云信息计算出驾驶员的手部区域图像H1、H2中心点的连线的中间位置P1相对于方向盘的坐标。
根据需求，摄像头的数目可以有一个或多个。摄像头的数目为一个时，摄像头可以拍摄景深图像。摄像头的数目为两个及两个以上时，摄像头可以拍摄二维图像和景深图像。摄像头可以设置在方向盘朝向驾驶员的一面的中心位置上，或者设置在方向盘朝向驾驶员的一面的其余位置上，也可以设置在汽车其余能够拍摄到驾驶员的手的地方，也可以设置在汽车上能够同时拍摄到驾驶员的手和方向盘的地方。可选地，还可以通过摄像头的摄像平面的设置方式确定摄像头的具体安装位置，例如，方向盘和两个互不平行的移动方向构成的面可以与摄像头的拍摄平面平行，或者拍摄平面与多个移动方向中的一个移动方向垂直。
另外，摄像头可以持续获取包含驾驶员的手的视频数据或图像数据，在需要时提取需要时的那帧图像数据；也可以在需要时拍摄驾驶员手的图像数据。
S202：确定将方向盘从相对位置调整到目标位置的移动路径。
在本实施例中，获取方向盘和驾驶员的手的相对位置后：根据相对位置计算出驾驶员的手与方向盘在方向盘的任意两个互不平行的移动方向上的偏移值，然后根据偏移值计算出各个移动方向上的移动距离/移动角度。并且可以通过任意两个互不平行的移动方向和各个移动方向上的移动距离/移动角度组合出方向盘的移动路径。
可选地，在方向盘向任意两个互不平行的移动方向中的至少一个移动的方式为摆动时，根据偏移值计算出驾驶员的手与方向盘在以摆动方式移动的移动方向上的偏移角度量，将偏移角度量作为对应的移动方向上的移动角度。
在以摆动方式移动的移动方向上的移动角度θ可以通过公式——[tanθ=该移动方向上的偏移值/（驾驶员的手到摄像头的距离L+方向盘到驱动装置的距离）]计算出来。其中：驾驶员的手到摄像头的距离可以是驾驶员的双手到摄像头的平均距离，也可以是驾驶员的双手中心点的连线的中间位置P1到摄像头的距离；驾驶员的双手到摄像头的平均距离可以是通过先计算出驾驶员的每只手到摄像头的平均距离，然后再将每只手到摄像头的平均距离平均一下计算出来的。该移动角度θ或者可以通过公式——[tanθ=该移动方向上的偏移值/（驾驶员的手到两个互不平行的移动方向和方向盘构成的面的垂直距离S+方向盘到驱动装置的距离）]计算出来，其中，驾驶员的手到两个互不平行的移动方向和方向盘构成的面的垂直距离S可以通过公式
Figure 963543DEST_PATH_IMAGE002
计算出来，其中，L是驾驶员的手到摄像头的距离，Z是在计算方向盘的两个互不平行的移动方向的偏移值时两个互不平行的移动方向和方向盘构成的面上驾驶员的手和方向盘的投影点的距离。
可选地，在方向盘向任意两个互不平行的移动方向中的至少一个移动的方式为平移时，可以将偏移值作为对应的移动方向上的移动距离。例如，如图3所示，任选的两个方向盘的互不平行的移动方向为方向盘的横向移动方向和纵向移动方向，并且摄像头设置在方向盘朝向驾驶员的一面中心位置时，可以根据相对位置计算出驾驶员的手与方向盘（可以是图像中心点）的横、纵坐标偏移值——即Ox、Oy方向上的偏移值，并将横、纵坐标偏移值分别作为方向盘在横向移动方向和纵向移动方向的移动距离。
在其他实施例中，可以先确定方向盘从相对位置移动到目标位置的移动方向或移动方向组合；然后根据方向盘和驾驶员的手的相对位置和移动方向/移动方向组合确定方向盘在各个移动方向上的移动距离或移动角度。其中，移动方向和各个移动方向上的移动距离/移动角度可以组合出方向盘的移动路径。
S203：控制方向盘按照移动路径移动到目标位置，以使得方向盘调整到驾驶员空手虚握方向盘时手虚握的位置。
其中，按照移动路径移动方向盘后，可以根据摄像头拍摄的图像确认方向盘是否移动到目标位置。例如，摄像头安装在方向盘朝向驾驶员一面的中心位置时，控制方向盘按照确定好的移动路径移动到目标位置时，摄像头拍摄到的图像中的两个手部图像中心点的连线的中间位置与图像中心点位置重叠。又例如，摄像头安装在汽车上能够拍摄到方向盘和驾驶员的手的位置时（具体地，摄像头的拍摄平面与方向盘和两个互不平行的移动方向构成的面平行，或者与多个移动方向中的一个移动方向垂直），控制方向盘按照确定好的移动路径移动到目标位置时，摄像头拍摄到的图像中的两个手部图像中心点的连线的中间位置与方向盘中心点位置重叠。
S204：计算所述驾驶员的手与按照所述移动路径移动后的方向盘的距离。
其中，在计算驾驶员的手与按照移动路径移动后的方向盘的距离之前，可以再次获取包含驾驶员虚握方向盘的手的图像数据（当然，再次获取的图像数据是在方向盘按照移动路径移动后拍摄得到的）。并且可以从再次获取的图像数据中分割出驾驶员的手的图像，通过驾驶员的手的图像计算出驾驶员的双手离移动后的方向盘的距离。
在本实施例中，如图4所示，拍摄的图像为景深图像，计算出驾驶员的双手离移动后的方向盘的距离可以包括：首先计算出图像中驾驶员的每只手分别与方向盘的距离；然后计算出驾驶员的双手与方向盘的平均距离。可选地，摄像头位于方向盘朝向驾驶员的手的一面，计算出图像中驾驶员的每只手分别与方向盘的距离可以包括：获取驾驶员的手的每个像素点与摄像头的距离；然后通过驾驶员的每只手上所有像素点与摄像头的距离的平均值计算出驾驶员的每只手与摄像头的距离。或者摄像头处能够拍摄到驾驶员的双手的位置时，计算出图像中驾驶员的每只手分别与方向盘的距离可以包括：计算驾驶员的每只手的坐标，获取方向盘的坐标，然后通过驾驶员的每只手的坐标和方向盘的坐标计算出驾驶员的每只手分别与方向盘的距离。
在另一实施例中，拍摄的图像为景深图像，可以直接获取驾驶员的双手的每个像素点与摄像头的距离，计算出驾驶员的双手所有像素点与摄像头的距离的平均值，并将平均值作为驾驶员的双手与摄像头的平均距离（即驾驶员的双手与移动后的方向盘的平均距离）。
在又一实施例中，当拍摄的图像为二维图像时，或通过激光扫描探测时，或通过距离传感器网络探测时，可以先确定驾驶员的双手的坐标，然后获取或计算方向盘的坐标，根据驾驶员的双手的坐标和方向盘的坐标计算出驾驶员的双手与方向盘的平均距离。
值得注意的是，当拍摄的图像为二维图像时，摄像头需要位于能够同时拍摄到驾驶员的手和方向盘的位置，以便在计算驾驶员的手和方向盘的相对位置时可以从图像中分割出驾驶员的手和方向盘的图像。
S205：控制方向盘向驾驶员的手方向移动距离到驾驶员空手虚握方向盘时手虚握的位置。
汽车控制驱动装置调节方向盘向驾驶员的手方向移动一定距离后到驾驶员空手虚握方向盘时手虚握的位置，这样方向盘就可以自动迎合到驾驶员以正确坐姿的状态虚握方向盘的位置。
在此实施方式中，汽车首先主动获取方向盘和驾驶员的手的相对位置，并根据方向盘和驾驶员的手的相对位置自动将方向盘调节到驾驶员的手能握持的位置，这样方向盘就可主动迎合到驾驶员的手的位置，加快方向盘调节速度，降低方向盘调节难度，并且让方向盘的调节过程和驾驶员的模拟体验操控过程两者结合起来，使驾驶员调节方向盘时的姿态与模拟操控时的姿态相同，这样可以保证驾驶员能够获得好的方向盘握姿，避免因为不恰当的握姿给驾驶带来安全隐患。
请参阅图5，图5是本申请方向盘调节方法第三个实施方式的流程示意图。本实施方式中，该方法包括以下步骤：
S301：检测启动条件是否成熟。
其中，在检测启动条件是否成熟之前，先启动方向盘调节功能。需要检测是否成熟的启动条件包括以下的一种或多种：
驾驶员的座椅靠背角度是否在合理范围内，该靠背角度的合理范围可以是90-120°，靠背角度可以通过座椅角度调节结构所附带的传感器测量；
驾驶员是否以正确坐姿坐在座椅上，驾驶员的正确坐姿是驾驶员背部紧贴在座椅靠背，驾驶员是否以正确坐姿坐在座椅上是通过座椅背部中间位置设置的压力传感器和/或座椅座垫中间的压力传感器的受压情况来判断的；
方向盘是否回正；
驾驶员的脚是否能够施加足够的力到油门或刹车上。
具体的检测结果，可以分为如下两种：
第一种：
S302：若检测启动条件不成熟，持续监测启动条件是否成熟，直至启动条件成熟。
其中：在监测启动条件未成熟后，可以提醒驾驶员哪项启动条件未成熟。被提醒的驾驶员将未成熟的启动条件调整为成熟状态后，方向盘可被恢复到远离驾驶员的初始化状态，并且方向盘的上下、左右位置被调节至居中。在启动条件成熟时，自动跳转到步骤S303。
第二种：
S303：若检测启动条件成熟，恢复方向盘到远离驾驶员的初始化状态，并且将方向盘的上下、左右位置调节至居中。
其中，汽车控制驱动装置调节方向盘至初始化状态：方向盘的前后位置调节至远离驾驶员的位置，方向盘的上下左右位置调节至居中。
S304：获取方向盘和驾驶员的手的相对位置。
S305：确定将方向盘从相对位置调整到目标位置的移动路径。
S306：控制方向盘按照确定好的移动路径移动到目标位置，以使得方向盘调整到驾驶员的手能握持的位置。
S307：计算驾驶员的双手和按照确定好的移动路径移动后的方向盘的平均距离。
S308：控制方向盘向驾驶员的手方向移动平均距离到驾驶员的手能握持的位置。
S309：通过设置于方向盘上的压力传感器获得握持压力分布及大小.
其中，在汽车通过主动识别驾驶员的手的位置，汽车控制方向盘主动迎合向驾驶员的手到驾驶员能够握持的位置后，可以进一步通过压力传感器识别出驾驶员握持的大致面积和压力大小，进而进行方向盘位置的微调。
具体的，可以获取到压力传感器的受压大小和受压分布情况。
压力传感器设置在方向盘上不同的区域。如图6所示，按照压力传感器设置的区域，可将压力传感器划分为第一压力传感器（A，A’）、第二压力传感器（B）、第三压力传感器（C，C’）、第四压力传感器（D，D’）和第五压力传感器（B’）。其中，第一压力传感器、第三压力传感器和第四压力传感器可分别设置两个。两个第一压力传感器/两个第三压力传感器/两个第四压力传感器可对称设置在方向盘的三点钟和九点钟方向处。第一压力传感器设置于方向盘上半部分外圈与内部连接的拐角朝向驾驶员的一面处。第二压力传感器和第五压力传感器可对称设置在方向盘的三点钟和九点钟方向处的外圈的外侧壁。第三压力传感器设置于方向盘上半部分外圈与内部连接的拐角处。第四压力传感器设置于方向盘的三点钟和九点钟方向处背离驾驶员的一面。
S310：以握持压力分布及大小与目标握持压力分布及大小的差异，来确定方向盘的微调方向。
其中，目标握持压力分布情况及大小情况可以是方向盘各区域设置的压力传感器的压力分布均匀。
如果其中一区域的压力传感器受压与方向盘剩余区域的压力传感器受压的比值大于预设量时，方向盘的移动方向就是一区域的压力传感器所对应的方向。例如，在第一压力传感器受压与其余压力传感器受压的比值大于预设量时，方向盘向远离驾驶员的方向移动。在第二压力传感器受压与其余压力传感器的受压的比值大于预设量时，方向盘向方向盘的九点钟方向移动。在第五压力传感器受压明显比其余压力传感器大（即第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器和第四压力传感器）时，方向盘向方向盘的三点钟方向移动。在第三压力传感器受压明显比其余压力传感器大时，方向盘向方向盘的六点钟的方向移动。在第四压力传感器受压明显比其余压力传感器大时，方向盘向朝向驾驶员的方向移动。
如图7和图8所示，如果其中一区域的压力传感器受压与方向盘剩余区域的压力传感器受压的比值小于或等于预设值时，收集方向盘上每个区域的压力传感器受力矩阵，根据受力矩阵确定每个区域的压力传感器的受力方向，综合每个区域的压力传感器的受力方向计算出总体的受力方向，将总体的受力方向作为方向盘的微调方向。
其中，如图7所示，根据受力矩阵确定每个区域的压力传感器的受力方向的步骤可以包括：分析所述受力矩阵，计算所述每个所述区域的压力传感器受力的中心位置；将每个所述区域的压力传感器分布的中心位置与每个所述区域的压力传感器受力的中心位置连线，得到每个所述区域的压力传感器的受力方向。
S311：将方向盘按照确定好的微调方向进行调整，并调整到方向盘感测到目标握持压力分布及大小为止。
其中，汽车控制驱动装置调节方向盘沿着判断的移动方向移动一段距离，直至方向盘感测到目标握持压力分布及大小（即可以直至方向盘感测到方向盘各区域设置的压力传感器的压力分布均匀）。在完成方向盘位置调节后，可以通过语音***或者方向盘调节按钮、其他方式关闭方向盘调节方向。
在此实施方式中，汽车首先主动获取方向盘和驾驶员的手的相对位置，并根据方向盘和驾驶员的手的相对位置自动将方向盘调节到驾驶员的手能握持的位置，这样方向盘就可主动迎合到驾驶员的手的位置，加快方向盘调节速度，降低方向盘调节难度，并且让方向盘的调节过程和驾驶员的模拟体验操控过程两者结合起来，使驾驶员调节方向盘时的姿态与模拟操控时的姿态相同，这样可以保证驾驶员能够获得好的方向盘握姿，避免因为不恰当的握姿给驾驶带来安全隐患。在方向盘自动迎合到驾驶员的手后，驾驶员按照感觉对方向盘进行微调，使方向盘移动到更恰当的位置，并且微调过程全程是基于驾驶员驾驶姿态进行的，可以保证驾驶员可以获得最好的方向盘握姿，避免因为不恰当的握姿给驾驶带来安全隐患。
请参阅图9，图9是本申请方向盘调节装置第一个实施方式的结构示意图。本实施方式方向盘调节装置10包括位置获取模块11、路径确定模块12和方向盘调节模块13。
位置获取模块11，用于获取驾驶员空手虚握方向盘时方向盘和驾驶员的手的相对位置；
路径确定模块12，用于确定将方向盘从相对位置调整到目标位置的移动路径；
方向盘调节模块13，用于控制方向盘按照移动路径移动到目标位置，以使得方向盘能够调整到驾驶员空手虚握方向盘时手虚握的位置。
可选地，位置获取模块11用于拍摄包含驾驶员的手的景深图像；从景深图像中分割出离摄像头最近的驾驶员的手的图像；通过驾驶员的手的图像计算出驾驶员的手相对于方向盘的相对坐标，将相对坐标作为方向盘和驾驶员的手的相对位置。
可选地，路径确定模块12用于根据相对位置计算出驾驶员的手与方向盘在方向盘的任意两个互不平行的移动方向上的偏移值；在方向盘向任意两个互不平行的移动方向中的至少一个移动的方式为摆动时，根据偏移值计算出驾驶员的手与方向盘在以摆动方式移动的移动方向上的偏移角度量，将偏移角度量作为对应的移动方向上的移动角度；和/或，在方向盘向任意两个互不平行的移动方向中的至少一个移动的方式为平移时，将偏移值作为对应的移动方向上的移动距离。
可选地，方向盘调节装置10还包括距离计算模块。
位置获取模块11可用于再次拍摄包含驾驶员虚握方向盘的手的景深图像。
距离计算模块可用于根据景深图像计算驾驶员的手与按照所述移动路径移动后的方向盘的距离。
方向盘调节模块13可用于控制方向盘向驾驶员的手的方向移动距离到驾驶员空手虚握方向盘时手虚握的位置。
可选地，方向盘调节装置10还包括初始化模块。
初始化模块用于恢复方向盘到远离驾驶员的初始化状态，并且将方向盘的上下、左右位置调节至居中。
可选地，方向盘调节装置10还包括条件检测模块。
条件检测模块用于检测启动条件是否成熟；若检测启动条件不成熟，提醒驾驶员哪项启动条件未成熟；需要检测是否成熟的启动条件包括以下的一种或多种：驾驶员的座椅靠背角度是否在合理范围内；驾驶员是否以正确坐姿坐在座椅上；方向盘是否回正；驾驶员的脚是否能够施加足够的力到油门或刹车上。
可选地，方向盘调节装置10还包括方向盘微调模块。
方向盘微调模块用于通过设置于方向盘上的压力传感器获得握持压力分布及大小；以握持压力分布及大小与目标握持压力分布及大小的差异，来确定方向盘的微调方向；将方向盘按照确定好的微调方向进行调整，并调整到方向盘感测到目标握持压力分布及大小为止。
可选地，如果其中一区域的压力传感器受压与方向盘剩余区域的压力传感器受压的比值大于预设值时，方向盘的移动方向就是一区域的压力传感器所对应的方向；或，如果其中一区域的压力传感器受压比方向盘剩余区域的压力传感器受压的比值小于或等于预设值时，收集方向盘上每个区域的压力传感器受力矩阵，根据受力矩阵确定每个区域的压力传感器的受力方向，综合每个区域的压力传感器的受力方向计算出总体的受力方向，将总体的受力方向作为方向盘的微调方向。
请参阅图10，图10是本申请方向盘调节***第一个实施方式的结构示意图。本实施方式方向盘调节***43包括：
方向盘45；
驱动装置44，用于调节方向盘45的位置；
图像拍摄设备41，用于拍摄包含驾驶员的手的图像；
处理设备42，用于通过图像获取驾驶员空手虚握方向盘时方向盘45和驾驶员的手的相对位置；确定将方向盘45从相对位置调整到目标位置的移动路径；控制驱动装置44驱动方向盘45按照移动路径移动到目标位置，以使得方向盘45调整到驾驶员空手虚握方向盘时手虚握的位置。
进一步地，该方向盘调节***43还可以包括与处理设备42通信连接的压力传感器46，处理设备42通过压力传感器43获得握持压力分布及大小；以握持压力分布及大小与目标握持压力分布及大小的差异，来确定方向盘45的微调方向；控制驱动装置44驱动方向盘45按照确定好的微调方向进行调整，并调整到方向盘45感测到目标握持压力分布及大小为止。
在此实施方式中，汽车首先主动获取方向盘和驾驶员的手的相对位置，并根据方向盘和驾驶员的手的相对位置自动将方向盘调节到驾驶员的手能握持的位置，这样方向盘就可主动迎合到驾驶员的手的位置，加快方向盘调节速度，降低方向盘调节难度，并且让方向盘的调节过程和驾驶员的模拟体验操控过程两者结合起来，使驾驶员调节方向盘时的姿态与模拟操控时的姿态相同，这样可以保证驾驶员能够获得好的方向盘握姿，避免因为不恰当的握姿给驾驶带来安全隐患。
请参阅图11，图11是本申请汽车第一个实施方式的结构示意图。本实施方式中的汽车53包括驱动装置54、处理设备52和存储器51，存储器51用于存储能够在处理设备52上运行的计算机程序，处理设备52执行计算机程序时实现上述的方向盘55调节方法中的步骤。
以上仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种方向盘调节方法，其特征在于，所述方向盘处于初始收正状态，该方法包括：
通过摄像头采集的图像确定驾驶员空手虚握方向盘时所述方向盘和驾驶员的手的相对位置，所述摄像头的摄像平面与方向盘的纵向移动方向和横向移动方向构成的平面平行；
确定将所述方向盘从所述相对位置沿纵向方向和/或横向方向调整到目标位置的移动路径；
控制所述方向盘按照所述移动路径沿纵向方向和/或横向方向移动到所述目标位置，其中，位于所述目标位置的方向盘的中心点和所述驾驶员的两个手部中心点的连线的中间位置在所述摄像平面上投影重叠；
计算所述驾驶员的手与按照所述移动路径移动后的方向盘的距离；
控制所述方向盘向所述驾驶员的手的方向移动所述距离到所述驾驶员空手虚握方向盘时手虚握的位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过摄像头采集的图像确定驾驶员空手虚握方向盘时所述方向盘和驾驶员的手的相对位置步骤，包括：
拍摄包含所述驾驶员的手的景深图像；
从所述景深图像中分割出离所述摄像头最近的所述驾驶员的手的图像；
通过所述驾驶员的手的图像计算出所述驾驶员的手相对于所述方向盘的相对坐标，将所述相对坐标作为所述方向盘和驾驶员的手的相对位置。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述计算所述驾驶员的手与按照所述移动路径移动后的方向盘的距离，之前包括：
再次拍摄包含所述驾驶员虚握方向盘的手的景深图像；
根据所述景深图像计算所述驾驶员的手与按照所述移动路径移动后的方向盘的距离。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定将所述方向盘从所述相对位置调整到所述目标位置的移动路径，包括：
根据所述相对位置计算出所述驾驶员的手与所述方向盘在所述方向盘的至少两个互不平行的移动方向上的偏移值；
在方向盘向所述至少两个互不平行的移动方向中的至少一个移动的方式为摆动时，根据所述偏移值计算出所述驾驶员的手与所述方向盘在以摆动方式移动的移动方向上的偏移角度量，将所述偏移角度量作为对应的移动方向上的移动角度；和/或，
在方向盘向所述至少两个互不平行的移动方向中的至少一个移动的方式为平移时，将所述偏移值作为对应的移动方向上的移动距离。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过摄像头采集的图像确定驾驶员空手虚握方向盘时所述方向盘和驾驶员的手的相对位置，之前包括：
恢复所述方向盘到远离所述驾驶员的初始化状态，并且将所述方向盘的上下、左右位置调节至居中。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过设置于所述方向盘上的压力传感器获得握持压力分布及大小；
以所述握持压力分布及大小与目标握持压力分布及大小的差异，来确定所述方向盘的微调方向；
将所述方向盘按照确定好的所述微调方向进行调整，并调整到所述方向盘感测到目标握持压力分布及大小为止。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述压力传感器分布在所述方向盘不同的区域；
所述以所述握持压力分布及大小与目标握持压力分布及大小的差异，来确定所述方向盘的微调方向步骤包括：
如果其中一所述区域的所述压力传感器受压与所述方向盘剩余所述区域的所述压力传感器受压的比值大于预设值时，所述方向盘的微调方向为一所述区域的所述压力传感器所对应的方向；
如果其中一所述区域的所述压力传感器受压比所述方向盘剩余所述区域的所述压力传感器受压的比值小于或等于预设值时，收集所述方向盘上每个区域的所述压力传感器受力矩阵，根据所述受力矩阵确定每个区域的压力传感器的受力方向，综合每个所述区域的压力传感器的受力方向计算出总体的受力方向，将所述总体的受力方向作为所述方向盘的微调方向。
8.一种方向盘调节装置，其特征在于，包括：
位置获取模块，用于通过摄像头采集的图像确定驾驶员空手虚握方向盘时所述方向盘和驾驶员的手的相对位置，所述摄像头的摄像平面与方向盘的纵向移动方向和横向移动方向构成的平面平行；
路径确定模块，用于确定将所述方向盘从所述相对位置沿纵向方向和/或横向方向调整到目标位置的移动路径；
方向盘调节模块，用于控制所述方向盘按照所述移动路径沿纵向方向和/或横向方向移动到所述目标位置，其中，位于所述目标位置的方向盘的中心点和所述驾驶员的两个手部中心点的连线的中间位置在所述摄像平面上投影重叠；
距离计算模块，用于计算所述驾驶员的手与按照所述移动路径移动后的方向盘的距离；
方向盘调节模块还用于控制所述方向盘向所述驾驶员的手的方向移动所述距离到所述驾驶员空手虚握方向盘时手虚握的位置。
9.一种方向盘调节***，其特征在于，包括：
方向盘；
驱动装置，用于调节所述方向盘的位置；
图像拍摄设备，用于拍摄包含驾驶员虚握方向盘的手的图像，所述图像拍摄设备的摄像平面与方向盘的纵向移动方向和横向移动方向构成的平面平行；
处理设备，用于通过所述图像获取驾驶员空手虚握方向盘时所述方向盘和驾驶员的手的相对位置；确定将方向盘从相对位置沿纵向方向和/或横向方向调整到目标位置的移动路径；控制所述驱动装置驱动所述方向盘按照所述移动路径沿纵向方向和/或横向方向移动到所述目标位置，其中，位于所述目标位置的方向盘的中心点和所述驾驶员的两个手部中心点的连线的中间位置在所述摄像平面上投影重叠；计算所述驾驶员的手与按照所述移动路径移动后的方向盘的距离；控制所述方向盘向所述驾驶员的手的方向移动所述距离到所述驾驶员空手虚握方向盘时手虚握的位置。
10.根据权利要求9所述的***，其特征在于，包括与处理设备通信连接的压力传感器；
所述处理设备通过所述压力传感器获得握持压力分布及大小；以所述握持压力分布及大小与目标握持压力分布及大小的差异，来确定所述方向盘的微调方向；控制所述驱动装置驱动所述方向盘按照确定好的所述微调方向进行调整，并调整到所述方向盘感测到目标握持压力分布及大小为止。
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