[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

说明书

本发明公开了一种脑机交互的线控智能转向系统及其紧急避障方法，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、线控转向模块、通知模块；系统根据驾驶员大脑转向意图及实际道路情况，判断工作模式，综合规划转向路径，控制线控转向模块完成紧急避障，在保证转向稳定和安全的情况下，能最大程度遵循驾驶员操作需求，获得良好的人机交互体验。

技术领域

本发明属于汽车转向系统技术领域，具体指代一种脑机交互的线控智能转向系统及其紧急避障方法。

背景技术

在紧急工况下，由于驾驶员精神紧张、驾驶经验不足、道路环境干扰过多等因素，往往造成驾驶员实际操作与驾驶员心理预期产生较大偏差，导致危险情况出现。即便驾驶员完全依照心理预期完成紧急避险操作，也会由于驾驶员瞬时无法完全获取和判断全局交通状况，无法规划出最佳的车辆路径。随着汽车智能驾驶技术发展，摄像头、毫米波雷达、激光雷达等多传感器融合技术得到广泛的研究，为道路环境感知提供了较为精确的方案，能够为驾驶员提供多道路信息，或通过智能车辆自主规划执行完成避障。例如：中国发明专利申请号为CN201610051257.9，名称“一种具有多模式的四轮轮毂驱动电动汽车主动避障方法”中通过主动避障避免了驾驶员在紧急工况下紧张导致的误操作。中国发明专利申请号为CN201710288248.6，名称“一种基于混杂理论的无人驾驶汽车横向控制系统和方法”中通过混杂控制器模块的信号驱动转向电机完成汽车自动转向避障。中国发明专利申请号为CN201610117821.2，名称“一种智能汽车转向和制动自适应协调控制方法”中提出一种反步滑模控制技术来实现转向和制动协调控制，保证紧急避障的实时性和稳定性。中国发明专利申请号为CN201710953896.9，名称“一种仿优秀驾驶员的无人车换道路径规划方法”中提出可以根据车辆行驶信息和环境信息，规划出一条模拟优秀驾驶员驾驶的行车路径，能够完成紧急工况的避障。

综上所述，现有的汽车紧急避障技术主要有两种，一种是通过提示驾驶员道路存在的危险信息，由驾驶员完全自主执行避障操作，另一种是通过智能车辆接管驾驶控制权限，完全由控制器进行规划和避障。以上方案没有较好的融合驾驶员意图和智能车辆控制器，不能够兼顾驾驶员心理状态和车辆智能控制需求。因此，提供一种驾驶员和车辆融合的脑机交互系统，是本技术领域亟待解决的问题。

发明内容

针对于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种脑机交互的线控智能转向系统及其紧急避障方法，以解决现有的汽车紧急避障技术中没有较好的融合驾驶员意图和智能车辆控制器，不能够兼顾驾驶员心理状态和车辆智能控制需求的问题，本发明读取紧急转向工况下汽车避障时驾驶员的驾驶意图并选择转向执行机构的工作模式，以克服现有技术中存在的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的一种脑机交互的线控智能转向系统，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，第一脑电传感器和第二脑电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；