[发明专利]一种脑机交互的线控智能转向系统及其紧急避障方法

权利要求书

1.一种脑机交互的线控智能转向系统，其特征在于，包括：脑电波采集模块、脑电波处理模块、驾驶员意图识别模块、转向路径规划模块、预瞄模块、车辆传感器模块及线控转向模块；其中，

所述脑电波采集模块包括第一脑电信号传感器、第二脑电信号传感器及脑电信号采集卡，第一脑电信号传感器和第二脑电信号传感器通过头带与驾驶员脑部接触，将实时采集到的脑电信号传递给脑电信号采集卡，脑电信号采集卡将信号进行滤波和放大后，传递给脑电波处理模块；

所述脑电波处理模块包括脑电信号处理卡和车载DSP单元；脑电信号处理卡接收到的脑电波采集模块输出的处理后的脑电信号，进行格式转换并去除噪声，经车载DSP单元进行小波变换提取需要的脑电信号频带；

所述驾驶员意图识别模块包括脑电信号数据库、脑电信号识别单元及车载通讯单元；脑电信号数据库存储各种脑电信号对应的驾驶员转向意图；脑电信号识别单元将车载DSP单元输出的驾驶员脑电信号与脑电信号数据库中存储的脑电信号的频域和空域特征组合进行对比，得到驾驶员转向意图信号，通过车载通讯单元传递给转向路径规划模块；

所述预瞄模块用于获取道路信息并将其传递给转向路径规划模块；

所述车辆传感器模块用于采集车辆状态信息并将其传递给转向路径规划模块；

所述转向路径规划模块分别接收车辆传感器模块的车辆状态信息、预瞄模块的道路信息、驾驶员意图识别模块的驾驶员意图信息，并根据车辆状态信息和道路信息进行实时的转向路径规划，将规划后的转向路径信息与驾驶员意图信息进行对比，确定驾驶员意图信息是否满足避障要求，若驾驶员意图信息满足避障要求，将驾驶员意图信息传递给线控转向模块；若驾驶员意图信息不满足避障要求，将规划后的转向路径信息传递给线控转向模块；

所述线控转向模块根据转向路径规划模块的输入信号，执行汽车转向动作；

所述线控转向模块包括：转向控制单元和转向执行单元，其中，转向执行单元包括：方向盘、与方向盘依次连接的上转向轴、路感单元、扭杆，下转向轴、转向齿轮，转向齿条，转向拉杆，主销单元，转向车轮；所述转向齿轮、转向齿条、转向拉杆、主销单元、转向车轮依次连接；下转向轴和转向齿条分别通过下转向轴减速器和齿条减速器，连接下转向轴电机、齿条电机；转向拉杆通过主销单元与转向车轮连接；转向执行单元接收转向控制单元输出的转向控制信号，控制下转向轴电机和齿条电机工作；下转向轴电机输出的转矩经下转向轴减速器作用在下转向轴上，经齿轮齿条放大，转换为作用在转向齿条上的转向齿条力；齿条电机输出的转矩经齿条减速器，转换为在转向齿条上的输出力，该输出力与下转向轴电机传递给转向齿条的转向齿条力叠加，共同经转向拉杆作用在转向车轮上，控制紧急避障过程中车辆的转向角度；

所述脑电信号数据库采用小波包分解的方法滤除处理后的转动方向盘脑电信号中与转动方向盘动作无关的脑电信号，并用经过滤除后的脑电信号分别代表左转方向盘或右转方向盘对应的脑电信号，利用不同带宽的巴特沃斯带通滤波器组对经过滤除后的脑电信号进行滤波，选取左转方向盘或右转方向盘对应的脑电信号在相应带宽下的最后一次滤波的频段。

2.根据权利要求1所述的脑机交互的线控智能转向系统，其特征在于，所述系统还包括：通知模块，其与转向路径规划模块连接，通过语音播报装置，提示驾驶员即将进行的紧急转向避障路径。

3.根据权利要求1所述的脑机交互的线控智能转向系统，其特征在于，所述脑电信号数据库采用离线方式下载数据，该数据为采集大量驾驶员的脑电波与驾驶员的操作行为进行对比，根据驾驶员的操作行为将驾驶员脑电波分类得到的数据。

4.根据权利要求1所述的脑机交互的线控智能转向系统，其特征在于，所述预瞄模块包括摄像头、激光雷达；其中，摄像头有四个，第一摄像头和第二摄像头设置在车身前端的前围板两侧，第三摄像头和第四摄像头对称排列在车身后端的后围板两侧，分别采集车辆前后实时路面信息及障碍物的图像信息；激光雷达为旋转式激光雷达，获取车辆与其前方、左侧、左前方、右侧、右前方障碍物之间的距离以及车辆与其两侧车道线之间的距离。

5.根据权利要求1所述的脑机交互的线控智能转向系统，其特征在于，所述车辆传感器模块包括车速传感器、横摆角速度传感器、侧向加速度传感器。