[发明专利]一种基于驾驶人身体特征的驾驶座椅自适应调节装置

权利要求书

1.一种基于驾驶人身体特征的驾驶座椅自适应调节装置，其特征在于：包括重力传感器、驾驶员身体尺寸识别系统、驾驶员坐姿角度识别系统、调节控制系统、驱动系统和存储系统，其中：

所述的重力传感器安装在驾驶员座椅的坐垫内部，由重力传感器获取驾驶员体重数据；

所述的驾驶员身体尺寸识别系统由安装在汽车主驾驶室上方的图像采集模块和数据处理模块组成，图像采集模块采集驾驶员热成像图片并将驾驶员热成像图片数据传输至数据处理模块，数据处理模块对驾驶员热成像图片数据进行处理分析，获得调节驾驶员座椅所需的驾驶员各项身体尺寸信息；

所述的驾驶员坐姿角度识别系统包括由处理器构成的硬件和硬件中的程序，所述重力传感器、驾驶员身体尺寸识别系统的数据处理模块分别与驾驶员坐姿角度识别系统中硬件连接，重力传感器将采集的驾驶员体重数据传输至驾驶员坐姿角度识别系统，驾驶员身体尺寸识别系统将分析获得的驾驶员各项身体尺寸信息传输至驾驶员坐姿角度识别系统，驾驶员坐姿角度识别系统中程序根据驾驶员体重数据和驾驶员各项身体尺寸信息，来判定驾驶人的舒适坐姿角度，即建立以驾驶人的体重、上臂长度、前臂长度、小腿长度、大腿长度、躯干线长度为自变量，以躯干线与竖直方向夹角、躯干与大腿的夹角、大腿和小腿的夹角这些舒适坐姿角度主要参数为因变量的多元线性回归模型，通过多名驾驶员的大量实车座椅舒适性调节实验获取模型的回归系数；

所述的驱动系统由驱动驾驶座椅前后移动、上下移动和座椅靠背角度调整的多个驱动电机组成，各个驱动电机的控制端分别接入调节控制系统，由调节控制系统控制驱动各个驱动电机；

所述的调节控制系统由控制芯片构成，由调节控制系统接收驾驶员坐姿角度识别系统得到的舒适坐姿角度信息，以及由调节控制系统调用驾驶员身体尺寸识别系统得到的驾驶员各项身体尺寸信息，该舒适坐姿角度信息即指由驾驶员坐姿角度识别系统通过多元线性回归模型得到的躯干线与竖直方向夹角、躯干与大腿的夹角及大腿与小腿的夹角信息，控制芯片将驾驶员各项身体尺寸信息、舒适坐姿角度信息转换为数字信号进行数据处理，得到驾驶座椅二维调节数据和座椅靠背角度调整数据，并根据驾驶座椅二维调节数据和座椅靠背角度调整数据计算得到各个驱动电机的工作参数作为驾驶座椅调整方案，最后将驾驶座椅调整方案中工作参数转换为驱动系统中各个电机控制用的脉冲信号，各个驱动电机接收调节控制系统的脉冲信号后并对驾驶座椅进行二维调节、座椅靠背进行角度调整；

所述的存储系统分别与重力传感器、驾驶员身体尺寸识别系统、调节控制系统连接，由存储系统存储重力传感器采集的驾驶员体重数据，以及驾驶员身体尺寸识别系统得到的驾驶员各项身体尺寸信息，且调节控制系统调用存储系统中驾驶员身体尺寸识别系统得到的驾驶员各项身体尺寸信息，并由存储系统存储调节控制系统得到的驾驶座椅调整方案；

驾驶员坐姿角度识别系统基于多名驾驶人大量实车试验数据，将每名驾驶员调整驾驶座椅至舒适位置时的体重X₁、上臂长度X₂、前臂长度X₃、小腿长度X₄、大腿长度X₅、躯干线长度X₆作为自变量，相应的舒适坐姿参数躯干线与竖直方向夹角₁、躯干与大腿的夹角₂和小腿与大腿的夹角₃作为因变量，则该多元线性回归模型 表示为：

式中，、、为常数，、、、、、、、、、、、、、、、、、为模型的回归系数；

调节控制系统中，对驾驶员身体尺寸识别系统中采集到的驾驶人小腿长度X₄、大腿长度X₅和躯干线长度X₆以及驾驶员坐姿角度识别系统中获取的躯干线与竖直方向夹角₁、躯干与大腿的夹角₂和小腿与大腿的夹角₃进行数据处理分析，计算并输出座椅需调节的高度A、前后距离B和靠背角度，其中：

；

调节控制系统中的控制芯片将计算后的数字信号转化为脉冲信号，即将座椅在相应方向上所需调节的距离或角度量化为霍尔脉冲个数，并分配到驱动系统的各驱动电机上，各电机的调节度L与霍尔脉冲的个数N成正比，即：

其中，为单个霍尔脉冲对应的座椅调节度。

2.根据权利要求1所述的一种基于驾驶人身体特征的驾驶座椅自适应调节装置，其特征在于：所述的存储系统与调节控制系统、重力传感器和驾驶员身体尺寸识别系统相连，每次调节完成后自动将驾驶员体重数据、各项身体尺寸信息和相应的驾驶座椅调整方案保存，当此驾驶人再次使用车辆时，自动匹配驾驶人信息并反馈给调节控制系统直接进行调节。