[发明专利]基于脑机接口技术的紧急刹车系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽车用紧急刹车系统，尤其是涉及一种可通过脑电波来控制的紧急刹车的基于脑机接口技术的紧急刹车系统。

背景技术

随着科学技术的发展和生活水平的提高，汽车已逐渐成为人们的主要交通工具。但汽车数量的增多也伴随着交通事故的增多，据不完全统计，中国是世界上交通事故死亡人数最多的国家，究其原因，据一份交通事故原因统计，有1/2是因车速过快来不及刹车相撞造成的，1/3是超载引起的，1/4是因车辆性能、机械故障引起的。从该数据可以看出，车辆的刹车系统在车辆正常工作中扮演着极其重要的角色。

目前跟刹车系统有关而导致交通事故的主要有以下两种情况：

1、车速过快，驾驶员的反应速度来不及而导致的。汽车的速度越大，其紧急刹车的距离就越远，当突然遇到紧急情况而需要刹车时，驾驶员的反应能力是极其关键的，踩刹车的速度快慢有时决定了交通事故的严重程度。

2、新手上路，误将油门当作刹车。这种情况对于新手来说较为普遍，在遇到紧急刹车时，新手驾驶员容易将油门踩到底，这样不管汽车的速度快慢，都会造成严重的后果，轻则汽车撞损，重则车毁人亡。

脑机接口技术是将脑电波转变现实运动的一种技术，它的研究为人类提供了一种人脑和外部设备直接连接的新方式。通过对脑电信息的分析解读，可以将其脑电波进一步转化为相应的执行动作。

目前市场上存在的车用紧急刹车系统一般为机械式人工制动，更先进一点就是电子检测辅助刹车，但还未出现通过监测驾驶员的脑电波来实现制动的刹车系统。

中国专利201110252104.8公开一种基于弹性阵列的脑机接口电极帽，该电极帽具有佩戴舒适、使用快捷方便、信噪比高、通用性强、稳定性好的优点。

中国专利201120123142.9公开一种肌肉张力传感器，该肌肉张力传感器可用于获取肌肉张力参数。

发明内容

本发明的目的是提供一种可实现通过驾驶员的意念控制汽车紧急刹车的基于脑机接口技术的紧急刹车系统。

本发明设有脑电波及肌肉张力采集装置和汽车辅助紧急刹车处理装置；

所述脑电波及肌肉张力采集装置设有电极帽、电信号放大处理电路、MCU微控制器、无线发射模块、电信号放大处理电路和肌肉张力传感器；

所述汽车辅助紧急刹车处理装置设有无线接收模块、主控制器、安全气囊装置、汽车制动模块、油门屏蔽模块、汽车速度计、测距仪、踩踏加速度计和整车加速度计；

所述电极帽贴合在人脑上，所述电信号放大处理电路与电极帽连接；无线发射模块与MCU微控制器的串口连接；电信号放大处理电路与MCU微控制器的通信接口连接，MCU微控制器的A/D输入端口接肌肉张力传感器；

所述无线接收模块通过串口与主控制器连接；安全气囊装置的I/O信号输入端接主控制器的I/O口；汽车制动模块的CAN总线接口与主控制器的CAN总线接口连接；油门屏蔽模块通过CAN总线与主控制器连接；汽车速度计的CAN总线接口接主控制器的CAN总线接口；测距仪的485总线接口接主控制器的485总线；踩踏加速度计的模拟输出端口与主控制器的A/D输入端口连接，整车加速度计接主控器的485总线。

所述电信号放大处理电路可通过一条低阻抗屏蔽线与电极帽连接，将非常微弱的脑信号放大处理成MCU可读取的信号。

所述MCU微控制器与电信号放大处理电路可制作在同一块印刷电路板上，两者非常靠近。

所述无线发射模块可通过3条PCB走线与MCU微控制器的串口接在一起。

所述电信号放大处理电路可通过低阻抗屏蔽线接在MCU微控制器的通信接口，且A/D输入端口接到肌肉张力传感器，肌肉张力传感器制成类似血压计的形状，绑在驾驶员的右脚上。

所述MCU微控制器可采用单片机、DSP或ARM等。

所述主控制器可采用PC机。

与现有技术比较，本发明具有如下突出优点：

1、可实现迅速紧急刹车，人体的意念会比人体动作快一点，在车辆高速运动时，这一点点的时间差往往可以决定事故的严重性；

2、可辅助修正驾驶员误操作，帮助修正驾驶员想要要刹车，而实际动作却踩到油门的情况，通过正确获取驾驶员的脑电波，并将油门屏蔽掉，可实现即使驾驶员踩上油门也可以刹车的优点；

3、多种传感器如测距传感器、加速度计等及其他技术手段来辅助意念控制，能最大限度的降低误操作的可能性；