CN107015489B - 车辆的制动控制方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种车辆的制动控制方法和系统，其中，方法包括以下步骤：采集驾驶员的脑电波信号，并对驾驶员的脑电波信号进行处理和识别以获取驾驶员的制动意图信号；接收制动意图信号，并对制动意图信号进行运算处理以获取车辆制动指令；以及根据车辆制动指令对车辆进行制动控制。本发明的方法能够根据驾驶员的脑电波信号快速对车辆进行制动控制，有效减少了驾驶员手动操作的反应过程，缩短了操作执行的时间，并且有效解决了误将油门当刹车的情况，提高了行车的安全性。

Description

车辆的制动控制方法和系统

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种车辆的制动控制方法和系统。

背景技术

随着用户对车辆的舒适性和安全意识的增强，现有车辆的操作方式无法满足用户的要求，同时也无法满足个别群体如残疾人士的出行要求，而且在行车过程中，用户有时会将油门误当刹车，从而带来安全隐患。因此，需要对车辆的操作方式进行改进。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种车辆的制动控制方法，该方法能够根据驾驶员的脑电波信号快速对车辆进行制动控制，有效减少了驾驶员手动操作的反应过程，缩短了操作执行的时间，并且有效解决了误将油门当刹车的情况，提高了行车的安全性。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种车辆的制动控制方法，包括以下步骤：S1：采集驾驶员的脑电波信号，并对所述驾驶员的脑电波信号进行处理和识别以获取所述驾驶员的制动意图信号；S2：接收所述制动意图信号，并对所述制动意图信号进行运算处理以获取车辆制动指令；S3：根据所述车辆制动指令对所述车辆进行制动控制。

进一步的，所述脑电波信号通过稳态视觉诱发、事件关联诱发或运动想象产生。

进一步的，对所述驾驶员的脑电波信号进行处理和识别以获取所述驾驶员的制动意图信号，包括：对所述驾驶员的脑电波信号进行整形、滤波和放大处理以获得第一脑电处理信号；对所述第一脑电处理信号进行去噪处理以获得第二脑电处理信号；以及对所述第二脑电处理信号进行特征提取和分类识别以获得所述驾驶员的制动意图信号。

进一步的，所述车辆制动指令包括紧急制动指令和减速制动指令，其中，根据所述紧急制动指令对所述车辆进行制动控制，包括：根据所述紧急制动指令生成开关紧急制动信号，所述车辆的EPB(Electrical Parking Brake，电子驻车)根据所述开关紧急制动信号执行紧急制动控制策略以使所述车辆实施紧急制动。

进一步的，根据所述减速制动指令对所述车辆进行制动控制，包括：根据所述减速制动指令生成自动巡航信号，并根据所述自动巡航信号控制所述车辆进入自动巡航驾驶模式；检测所述车辆与前车的车距，并检测所述车辆的当前车速和纵向加速度；根据所述车距、所述当前车速和纵向加速度控制所述车辆进行减速制动，并实时调整所述车辆进行减速制动时的制动力。

相对于现有技术，本发明所述的车辆的制动控制方法具有以下优势：

本发明所述的车辆的制动控制方法，在行车过程中，采集驾驶员的脑电波信号，并对驾驶员的脑电波信号进行处理和识别以获取驾驶员的制动意图信号，然后对制动意图信号进行运算处理以获取车辆制动指令，并根据车辆制动指令对车辆进行制动控制，从而根据驾驶员的脑电波信号快速对车辆进行制动控制，有效减少了驾驶员手动操作的反应过程，缩短了操作执行的时间，并且有效解决了误将油门当刹车的情况，提高了行车的安全性。

本发明的另一个目的在于提出一种车辆的制动控制系统，该系统能够根据驾驶员的脑电波信号快速对车辆进行制动控制，有效减少了驾驶员手动操作的反应过程，缩短了操作执行的时间，并且有效解决了误将油门当刹车的情况，提高了行车的安全性。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种车辆的制动控制系统，包括脑电波信号采集装置和车辆控制装置，所述脑电波信号采集装置与所述车辆控制装置之间进行通信，其中，所述脑电波信号采集装置，用于采集驾驶员的脑电波信号，并对所述驾驶员的脑电波信号进行处理和识别以获取所述驾驶员的制动意图信号，其中，所述脑电波信号通过稳态视觉诱发、事件关联诱发或运动想象产生；所述车辆控制装置，用于接收所述制动意图信号，并对所述制动意图信号进行运算处理以获取车辆制动指令，以及根据所述车辆制动指令对所述车辆进行制动控制。

进一步的，所述脑电波信号采集装置包括：脑电采集器，用于采集所述驾驶员的脑电波信号；第一处理单元，用于对所述驾驶员的脑电波信号进行整形、滤波和放大处理以获得第一脑电处理信号；第二处理单元，用于对所述第一脑电处理信号进行去噪处理以获得第二脑电处理信号，并对所述第二脑电处理信号进行特征提取和分类识别以获得所述驾驶员的制动意图信号；发射单元，用于发射所述制动意图信号。

进一步的，所述车辆控制装置包括：接收单元，用于接收所述制动意图信号；微控制器，用于对所述制动意图信号进行运算处理以获取所述车辆制动指令，其中，所述车辆制动指令包括紧急制动指令和减速制动指令。

进一步的，所述车辆控制装置还包括与所述微控制器进行CAN通信的EPB控制器，其中，所述微控制器根据所述紧急制动指令生成开关紧急制动信号时，所述EPB控制器根据所述开关紧急制动信号执行紧急制动控制策略以使所述车辆实施紧急制动。

进一步的，所述车辆控制装置还包括与所述微控制器进行CAN通信的ACC(Adaptive Cruise Control，自适应巡航)控制模块，其中，所述微控制器根据所述减速制动指令生成自动巡航信号时，所述ACC控制模块根据所述自动巡航信号控制所述车辆进入自动巡航驾驶模式，并通过测距传感器检测所述车辆与前车的车距、通过轮速传感器检测所述车辆的当前车速和通过纵向加速度传感器检测所述车辆的纵向加速度，以及根据所述车距、所述当前车速和纵向加速度控制所述车辆进行减速制动，并实时调整所述车辆进行减速制动时的制动力。

所述的车辆的制动控制系统与上述的车辆的制动控制方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的车辆的制动控制方法的流程图；

图2为本发明实施例所述的车辆的制动控制系统的结构框图；

图3为本发明实施例所述的车辆的制动控制系统另一个结构框图；以及

图4为本发明一个实施例所述车辆的制动控制系统的又一个结构框图。

附图标记说明：

100-车辆的制动控制系统、脑电波信号采集装置10、车辆控制装置20、脑电采集器11、第一处理单元12、第二处理单元13、发射单元14、接收单元21、微控制器22、EPB控制器23和ACC控制模块24。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1是根据本发明一个实施例的车辆的制动控制方法的流程图。

如图1所示，根据本发明一个实施例的车辆的制动控制方法，包括如下步骤：

S101：采集驾驶员的脑电波信号，并对驾驶员的脑电波信号进行处理和识别以获取驾驶员的制动意图信号。

具体地，脑电波信号可以通过稳态视觉诱发、事件关联诱发或运动想象产生。例如，当驾驶员有刹车意图、看到前方车辆的制动灯闪烁或者观察到事故现场时，将诱发脑电波信号，此时通过采集驾驶员的脑电波信号，并对脑电波信号进行处理和识别，可以获取到驾驶员的制动意图信号。

其中，在采集驾驶员的脑电波信号时，出于安全性考虑，可以采用非侵入方式进行采集。例如，非侵入式的装置(如电极帽)具有佩戴方便、对大脑无伤害且具有良好的时间分辨率、易用性和便携性，因此本发明采用非侵入式采集驾驶员的脑电波信号。

在对脑电波信号进行处理和识别以获取驾驶员的制动意图信号，包括：对驾驶员的脑电波信号进行整形、滤波和放大处理以获得第一脑电处理信号；对第一脑电处理信号进行去噪处理以获得第二脑电处理信号；以及对第二脑电处理信号进行特征提取和分类识别以获得驾驶员的制动意图信号。

具体地，对第二脑电处理信号进行特征提取是将第二脑电处理信号作为源信号来确定各种参数并以此作为向量，组成表征信号特征的特征向量。对第二脑电处理信号的分类识别是基于不同的人为意识使脑电活动产生不同特性的响应，确定意识的类型与特征信号之间的关联。分类识别后的特征信号对应相应的制动意图信号，包括紧急制动意图信号和减速制动意图信号。

也就是说，在对脑电波信号采集后，首先对采集的脑电波信号进行整形、滤波、放大以及去噪处理，以获得有用的脑电波信号，然后将有用的脑电波信号转换为向量，由于不同的人为意识对应不同的脑电波信号，即对应不同的向量，因此可以通过对向量的识别获得驾驶员的制动意图信号，然后将制动意图信号通过无线方式发送至车辆控制器，其中，无线方式包括蓝牙、WIFI等。

S102：接收制动意图信号，并对制动意图信号进行运算处理以获取车辆制动指令。

具体地，车辆控制器可以通过无线方式接收驾驶员的制动意图信号，然后对制动意图信号进行逻辑运算和识别等，以获取车辆制动指令。

S103：根据车辆制动指令对车辆进行制动控制。

具体地，车辆制动指令包括紧急制动指令和减速制动指令，其中，根据紧急制动指令对车辆进行制动控制，包括：根据紧急制动指令生成开关紧急制动信号，车辆的EPB根据开关紧急制动信号执行紧急制动控制策略以使车辆实施紧急制动。

也就是说，如果车辆制动指令为紧急制动指令，则车辆控制器生成开关紧急制动信号，例如，为了兼容车辆的EPB开关信号，车辆控制器将输出一个高电平信号作为开关紧急制动信号。车辆的EPB在接收到该高电平信号时，开始执行紧急制动控制策略，实现车辆的紧急制动。可以理解的是，为了防止误动作，车辆的EPB在接收到该高电平信号时，根据高电平信号的时间判定是否满足紧急制动条件，当高电平信号超过5s时，车辆的EPB判定为紧急状态，此时通过紧急制动控制策略控制车辆紧急制动，以使车辆以最短的制动距离实现紧急制动。

根据减速制动指令对车辆进行制动控制，包括：根据减速制动指令生成自动巡航信号，并根据自动巡航信号控制车辆进入自动巡航驾驶模式；检测车辆与前车的车距，并检测车辆的当前车速和纵向加速度；根据车距、当前车速和纵向加速度控制车辆进行减速制动，并实时调整车辆进行减速制动时的制动力。

也就是说，如果车辆制动指令为减速制动指令，则车辆控制器生成自动巡航信号，例如，为了兼容车辆的ACC开关信号，车辆控制器将输出占空比为50％的信号作为自动巡航信号。车辆的ACC在接收到占空比为50％的信号后，控制车辆进入自动巡航驾驶模式，此时通过检测车辆与前车的车距、车辆的当前车速以及纵向加速度的大小，并进行逻辑控制处理，以控制车辆进行减速制动。例如，当检测的车辆与前车的车距为50m，车辆的当前速度大于80km/h时，推算出的纵向加速度的最小值为1g，车辆的ACC根据纵向加速度的大小调整制动力的大小，以实现车辆的自动制动，保证减速制动过程中车辆的稳定性。

可以理解的是，在本发明的具体示例中，车辆的制动控制模式可以包括脑电制动模式和普通制动模式。其中，当驾驶员踩刹车踏板或按下退出脑电制动模式按键时，车辆的制动系统脱离脑电波信号的控制，并进入普通制动模式，即进入车辆原装的制动系统；当驾驶员离开刹车踏板或按下脑电制动模式按键时，将启动脑电制动模式，即通过脑电波信号对车辆的制动系统进行控制。

本发明所述的车辆的制动控制方法，在行车过程中，采集驾驶员的脑电波信号，并对驾驶员的脑电波信号进行处理和识别以获取驾驶员的制动意图信号，然后对制动意图信号进行运算处理以获取车辆制动指令，并根据车辆制动指令对车辆进行制动控制，从而根据驾驶员的脑电波信号快速对车辆进行制动控制，有效减少了驾驶员手动操作的反应过程，缩短了操作执行的时间，并且有效解决了误将油门当刹车的情况，提高了行车的安全性。

进一步地，如图2所示，本发明的实施例公开了一种车辆的制动控制系统100，包括：脑电波信号采集装置10和车辆控制装置20。

具体而言，结合图2所示，脑电波信号采集装置10与车辆控制装置20之间进行通信，其中，脑电波信号采集装置10用于采集驾驶员的脑电波信号，并对驾驶员的脑电波信号进行处理和识别以获取驾驶员的制动意图信号；车辆控制装置20用于接收制动意图信号，并对制动意图信号进行运算处理以获取车辆制动指令，以及根据车辆制动指令对车辆进行制动控制。

其中，脑电波信号通过稳态视觉诱发、事件关联诱发或运动想象产生。例如，当驾驶员有刹车意图、看到前方车辆的制动灯闪烁或者观察到事故现场时，将诱发脑电波信号，此时通过脑电波信号采集装置10采集驾驶员的脑电波信号，并对脑电波信号进行处理和识别，可以获取到驾驶员的制动意图信号。

进一步的，如图3所示，脑电波信号采集装置10可以包括：脑电采集器11、第一处理单元12、第二处理单元13和发射单元14。脑电采集器11用于采集驾驶员的脑电波信号；第一处理单元12用于对驾驶员的脑电波信号进行整形、滤波和放大处理以获得第一脑电处理信号；第二处理单元13用于对第一脑电处理信号进行去噪处理以获得第二脑电处理信号，并对第二脑电处理信号进行特征提取和分类识别以获得驾驶员的制动意图信号；发射单元14用于发射制动意图信号。

其中，在采集驾驶员的脑电波信号时，出于安全性考虑，可以采用非侵入方式进行采集。例如，非侵入式的装置(如电极帽)具有佩戴方便、对大脑无伤害且具有良好的时间分辨率、易用性和便携性，因此本发明采用非侵入式采集驾驶员的脑电波信号，即脑电采集器11可以为电极帽等非侵入式的装置。

第二处理单元13对第二脑电处理信号进行特征提取是将第二脑电处理信号作为源信号来确定各种参数并以此作为向量，组成表征信号特征的特征向量。第二处理单元13对第二脑电处理信号的分类识别是基于不同的人为意识使脑电活动产生不同特性的响应，确定意识的类型与特征信号之间的关联。分类识别后的特征信号对应相应的制动意图信号，包括紧急制动意图信号和减速制动意图信号。

也就是说，在脑电采集器11对脑电波信号采集后，第一处理单元12先对采集的脑电波信号进行整形、滤波、放大处理，然后第二处理单元13对处理后的脑电波信号进行去噪，以获得有用的脑电波信号，并将有用的脑电波信号转换为向量，由于不同的人为意识对应不同的脑电波信号，即对应不同的向量，因此第二处理单元13可以通过对向量的识别获得驾驶员的制动意图信号，然后发射单元14将制动意图信号通过无线方式发送至车辆控制装置20，其中，无线方式包括蓝牙、WIFI等。

进一步的，如图4所示，车辆控制装置20包括：接收单元21和微控制器22。接收单元21用于接收制动意图信号；微控制器22用于对制动意图信号进行运算处理以获取车辆制动指令，其中，车辆制动指令包括紧急制动指令和减速制动指令。

具体而言，接收单元21可以通过无线方式接收驾驶员的制动意图信号，然后微控制器22对制动意图信号进行逻辑运算和识别等，以获取车辆制动指令。

进一步的，如图4所示，车辆控制装置20还包括与微控制器22进行CAN通信的EPB控制器23，其中，微控制器22根据紧急制动指令生成开关紧急制动信号时，EPB控制器23根据开关紧急制动信号执行紧急制动控制策略以使车辆实施紧急制动。

也就是说，如果车辆制动指令为紧急制动指令，则微控制器22生成开关紧急制动信号，例如，为了兼容车辆的EPB开关信号，微控制器22将输出一个高电平信号作为开关紧急制动信号。车辆的EPB控制器23在接收到该高电平信号时，开始执行紧急制动控制策略，实现车辆的紧急制动。可以理解的是，为了防止误动作，车辆的EPB控制器23在接收到该高电平信号时，根据高电平信号的时间判定是否满足紧急制动条件，当高电平信号超过5s时，车辆的EPB控制器23判定为紧急状态，此时EPB控制器23通过紧急制动控制策略控制车辆紧急制动，以使车辆以最短的制动距离实现紧急制动。

如图4所示，车辆控制装置20还包括与微控制器22进行CAN通信的ACC控制模块24，其中，微控制器22根据减速制动指令生成自动巡航信号时，ACC控制模块24根据自动巡航信号控制车辆进入自动巡航驾驶模式，并通过测距传感器检测车辆与前车的车距、通过轮速传感器检测车辆的当前车速和通过纵向加速度传感器检测车辆的纵向加速度，以及根据车距、当前车速和纵向加速度控制车辆进行减速制动，并实时调整车辆进行减速制动时的制动力。

也就是说，如果车辆制动指令为减速制动指令，则微控制器22生成自动巡航信号，例如，为了兼容车辆的ACC开关信号，微控制器22将输出占空比为50％的信号作为自动巡航信号。车辆的ACC控制模块24在接收到占空比为50％的信号后，控制车辆进入自动巡航驾驶模式，此时通过检测车辆与前车的车距、车辆的当前车速以及纵向加速度的大小，并进行逻辑控制处理，以控制车辆进行减速制动。例如，当检测的车辆与前车的车距为50m，车辆的当前速度大于80km/h时，ACC控制模块24推算出的纵向加速度的最小值为1g，车辆的ACC控制模块24根据纵向加速度的大小调整制动力的大小，以实现车辆的自动制动，保证减速制动过程中车辆的稳定性。

可以理解的是，在本发明的具体示例中，车辆的制动控制模式可以包括脑电制动模式和普通制动模式。其中，当驾驶员踩刹车踏板或按下退出脑电制动模式按键时，车辆的制动系统脱离脑电波信号的控制，并进入普通制动模式，即进入车辆原装的制动系统；当驾驶员离开刹车踏板或按下脑电制动模式按键时，将启动脑电制动模式，即通过脑电波信号对车辆的制动系统进行控制。

本发明所述的车辆的制动控制系统，在行车过程中，采集驾驶员的脑电波信号，并对驾驶员的脑电波信号进行处理和识别以获取驾驶员的制动意图信号，然后对制动意图信号进行运算处理以获取车辆制动指令，并根据车辆制动指令对车辆进行制动控制，从而根据驾驶员的脑电波信号快速对车辆进行制动控制，有效减少了驾驶员手动操作的反应过程，缩短了操作执行的时间，并且有效解决了误将油门当刹车的情况，提高了行车的安全性。

需要说明的是，本发明实施例的车辆的制动控制系统的具体实现方式与本发明实施例的车辆的制动控制方法的具体实现方式类似，具体请参见方法部分的描述，为了减少冗余，不做赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种车辆的制动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

采集驾驶员的脑电波信号，并对所述驾驶员的脑电波信号进行处理和识别以获取所述驾驶员的制动意图信号；

接收所述制动意图信号，并对所述制动意图信号进行运算处理以获取车辆制动指令；以及

根据所述车辆制动指令对所述车辆进行制动控制，其中，所述车辆制动指令包括紧急制动指令和减速制动指令，根据所述紧急制动指令对所述车辆进行制动控制，包括：

根据所述紧急制动指令生成开关紧急制动信号，并根据所述开关紧急制动信号的持续时间判定是否满足紧急制动条件；

当所述开关紧急制动信号的持续时间超过预设时间时，判定满足所述紧急制动条件，则车辆的EPB根据所述开关紧急制动信号执行紧急制动控制策略以使所述车辆实施紧急制动。

2.根据权利要求1所述的车辆的制动控制方法，其特征在于，所述脑电波信号通过稳态视觉诱发、事件关联诱发或运动想象产生。

3.根据权利要求1或2所述的车辆的制动控制方法，其特征在于，对所述驾驶员的脑电波信号进行处理和识别以获取所述驾驶员的制动意图信号，包括：

对所述驾驶员的脑电波信号进行整形、滤波和放大处理以获得第一脑电处理信号；

对所述第一脑电处理信号进行去噪处理以获得第二脑电处理信号；以及

对所述第二脑电处理信号进行特征提取和分类识别以获得所述驾驶员的制动意图信号。

4.根据权利要求3所述的车辆的制动控制方法，其特征在于，根据所述减速制动指令对所述车辆进行制动控制，包括：

根据所述减速制动指令生成自动巡航信号，并根据所述自动巡航信号控制所述车辆进入自动巡航驾驶模式；

检测所述车辆与前车的车距，并检测所述车辆的当前车速和纵向加速度；

根据所述车距、所述当前车速和纵向加速度控制所述车辆进行减速制动，并实时调整所述车辆进行减速制动时的制动力。

5.一种车辆的制动控制系统，其特征在于，包括脑电波信号采集装置和车辆控制装置，所述脑电波信号采集装置与所述车辆控制装置之间进行通信，其中，

所述脑电波信号采集装置，用于采集驾驶员的脑电波信号，并对所述驾驶员的脑电波信号进行处理和识别以获取所述驾驶员的制动意图信号，其中，所述脑电波信号通过稳态视觉诱发、事件关联诱发或运动想象产生；

所述车辆控制装置，用于接收所述制动意图信号，并对所述制动意图信号进行运算处理以获取车辆制动指令，以及根据所述车辆制动指令对所述车辆进行制动控制，其中，所述车辆制动指令包括紧急制动指令和减速制动指令，所述车辆控制装置包括与微控制器进行CAN通信的EPB控制器，其中，所述微控制器根据所述紧急制动指令生成开关紧急制动信号，并根据所述开关紧急制动信号的持续时间判定是否满足紧急制动条件，当所述开关紧急制动信号的持续时间超过预设时间时，判定满足所述紧急制动条件，则根据所述开关紧急制动信号执行紧急制动控制策略以使所述车辆实施紧急制动。

6.根据权利要求5所述的车辆的制动控制系统，其特征在于，所述脑电波信号采集装置包括：

脑电采集器，用于采集所述驾驶员的脑电波信号；

第一处理单元，用于对所述驾驶员的脑电波信号进行整形、滤波和放大处理以获得第一脑电处理信号；

第二处理单元，用于对所述第一脑电处理信号进行去噪处理以获得第二脑电处理信号，并对所述第二脑电处理信号进行特征提取和分类识别以获得所述驾驶员的制动意图信号；

发射单元，用于发射所述制动意图信号。

7.根据权利要求5或6所述的车辆的制动控制系统，其特征在于，所述车辆控制装置包括：

接收单元，用于接收所述制动意图信号；

微控制器，用于对所述制动意图信号进行运算处理以获取所述车辆制动指令。

8.根据权利要求7所述的车辆的制动控制系统，其特征在于，所述车辆控制装置还包括与所述微控制器进行CAN通信的ACC控制模块，其中，所述微控制器根据所述减速制动指令生成自动巡航信号时，所述ACC控制模块根据所述自动巡航信号控制所述车辆进入自动巡航驾驶模式，并通过测距传感器检测所述车辆与前车的车距、通过轮速传感器检测所述车辆的当前车速和通过纵向加速度传感器检测所述车辆的纵向加速度，以及根据所述车距、所述当前车速和纵向加速度控制所述车辆进行减速制动，并实时调整所述车辆进行减速制动时的制动力。

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