[发明专利]一种方向盘离手检测方法及车道保持辅助驾驶系统

权利要求书

1.一种方向盘离手检测方法，其特征在于，其包括：

获取手力矩信号；

对所述手力矩信号进行加窗处理后得到一组窗口数据；

对所述窗口数据进行频域分析并计算低频信号能量和值；

对所述窗口数据进行时域分析并计算信号均方差和信号极值差；

根据所述低频信号能量和值、信号均方差以及信号极值差判断驾驶员对方向盘是否处于离手状态；

所述对所述手力矩信号进行加窗处理后得到一组窗口数据，包括：

对所述手力矩信号加载滑动窗口；

根据所述滑动窗口的长度和加载时间点获取窗口数据；

所述对所述窗口数据进行频域分析并计算出低频信号能量和值，包括：

运用快速傅里叶函数对所述窗口数据进行处理，得到所述窗口数据的快速傅里叶变换值；

根据所述快速傅里叶变换值和所述滑动窗口的长度计算低频信号能量和值；

所述运用快速傅里叶函数对所述窗口数据进行处理，得到所述窗口数据的快速傅里叶变换值，包括：

所述快速傅里叶变换函数公式为：

Z＝fft(Trq)，

其中，Trq为所述窗口数据，Z为窗口数据的快速傅里叶变换值，fft为快速傅里叶变换函数；

所述根据所述快速傅里叶变换值和所述滑动窗口的长度计算低频信号能量和值，包括：

根据第一公式计算所述窗口数据的频率间隔Δf，所述第一公式为：其中T_data为所述手力矩信号的更新周期，W为滑动窗口的窗口长度；

根据第二公式计算0到f₁频率范围内选取的数据点的数量n，

所述第二公式为：其中，设定截取的低频信号的频率上限为f₁；

根据第三公式计算所述低频信号能量和值P，所述第三公式为：其中，在计算过程中k的取值范围是0到n，Z(k)为窗口数据对应的傅里叶变换值中的第k个数据。

2.如权利要求1所述的一种方向盘离手检测方法，其特征在于，

所述对所述窗口数据进行时域分析并计算信号均方差和信号极值差，包括：

利用平均值公式计算信号平均值；

所述平均值公式为：

，

其中，Trq(k)为窗口数据中的第k个数据，在计算过程中k的取值范围从0到W，Avrg为信号平均值；

根据所述信号平均值和均方差公式计算信号均方差；

所述均方差公式为：

其中，Var为信号均方差；

计算所述窗口数据的极大值和极小值；

根据所述极大值和极小值计算信号极值差。

3.如权利要求1所述的一种方向盘离手检测方法，其特征在于，

所述根据所述低频信号能量和值、信号均方差以及信号极值差判断驾驶员对方向盘是否处于离手状态，包括：

设置能量阈值A、均方差阈值B以及极值差阈值C；

当所述低频信号能量和值小于或等于能量阈值A且所述信号均方差小于或等于均方差阈值B且信号极值差小于或等于极值差阈值C时，判断驾驶员对方向盘处于离手状态。

4.如权利要求1所述的一种方向盘离手检测方法，其特征在于，还包括，判断主动车道保持功能是否处于触发状态，若是，则开启车道保持辅助驾驶功能。

5.一种采用如权利要求1所述的一种方向盘离手检测方法的车道保持辅助驾驶系统，其特征在于，其包括：

电液转向机，其与方向盘相连；

控制器，其与所述电液转向机相连，且所述控制器用于：

从所述电液转向机获取手力矩信号；

对所述手力矩信号进行加窗处理后得到一组窗口数据；

对所述窗口数据进行频域分析并计算低频信号能量和值；

对所述窗口数据进行时域分析并计算信号均方差和信号极值差；

根据所述低频信号能量和值、信号均方差以及信号极值差判断驾驶员对方向盘是否处于离手状态，且若驾驶员对方向盘处于离手状态则发出离手警告信号。

6.如权利要求5所述的一种车道保持辅助驾驶系统，其特征在于，

所述系统还包括通过CAN总线与所述控制器相连的多个传感器、翘板开关和仪表显示屏；

所述传感器用于采集车辆距离车道线的相对距离、方向盘转角信号和车速；

所述控制器还用于在所述翘板开关触发时，开启车道保持辅助驾驶功能；

仪表显示屏，其用于当驾驶员对方向盘处于离手状态时进行离手警告。