CN111532279A - 一种车辆综合控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆综合控制系统，涉及车辆控制领域。包括：操作感知系统、车内状态感知系统、车外环境感知系统、控制器、报警装置和执行机构。本发明提供的车辆控制系统，有利于对驾驶人员的操作行为进行科学全面的检测，能够使驾驶人员更加全面准确地掌握车辆的工作状态，在工作部件发生故障时第一时间发现，还能够有效规避障碍，实现了车外环境障碍的实时检测，应用面广，有非常大的市场前景。

Description

一种车辆综合控制系统

技术领域

本发明涉及车辆控制领域，尤其涉及一种车辆综合控制系统。

背景技术

目前，车辆的出现和道路交通设施的完善给人们日常出行带来了极大的方便，但随着车辆人均保有量越来越大，交通事故的数量及事故所造成的损失危害也越来越多，车辆及驾驶人员的安全也越来越受到人们重视。

目前，车辆自身只能在仪表盘上进行简单的车速、发动机转速等极少量信息的显示，显示信息量极少，这些只是对车辆本身部分运行状态信息的显示，并未对车辆运行环境、车辆的工作状态以及驾驶人员动作进行全面监测，更未对结合具体场景时驾驶人员本身的有危险性的但驾驶员又未觉察的不当操作行为进行有效的提示、纠正和制止，所以对更全面的车辆信息进行检测感知和车辆驾驶人员的操作检测感知就越来越重要，愈发迫切。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种车辆综合控制系统。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种车辆综合控制系统，包括：操作感知系统、车内状态感知系统、车外环境感知系统、控制器、报警装置和执行机构，其中，所述操作感知系统用于获取包含驾驶人员行为的图像，根据所述图像对所述驾驶人员的驾驶行为进行检测，得到驾驶行为检测结果；所述车内状态感知系统用于对车辆内设备的工作状态进行检测，得到车辆状态检测结果；所述车外环境感知系统用于对所述车辆的外部环境内的障碍物进行检测，得到车辆外部检测结果；所述控制器用于根据所述驾驶行为检测结果、所述车辆状态检测结果和/或所述车辆外部检测结果调用所述报警装置进行报警，所述控制器还用于根据所述驾驶行为检测结果、所述车辆状态检测结果和/或所述车辆外部检测结果控制所述执行机构执行预设功能。

本发明提供的车辆控制系统，通过操作感知系统采集驾驶人员的身体姿态及行为，并进行识别，实现了实时的车内驾驶人员的操作的监控，有利于对驾驶人员的操作行为进行科学全面的检测，并将驾驶人员的信号输出，便于对驾驶人员的操作习惯和驾驶行为进行规范与校正，有助于驾驶人员快速培养车感，真正学会驾驶，并养成良好的安全驾驶习惯。

通过车内状态感知系统对车辆工作环境的实时检测，能够使驾驶人员更加全面准确地掌握车辆的工作状态，在工作部件发生故障时第一时间发现，还能够对驾驶人员的行为进行合理的规范与校正，并且还能够通过智能控制实现执行机构的自动控制。

通过车外环境感知系统，对车身外部环境内的障碍物进行探测，能够有效规避障碍，实现了车外环境障碍的实时检测，并通过报警装置进行提示，通过执行机构执行紧急制动等功能，能够提高行车的安全性。

本发明对提高全社会道路交通安全水平具有重要意义，社会效益显著；同时该系统还可以扩展输出给其它设备，应用于矿山机械操作、机场物流车辆操作等特种作业环境，应用面广，有非常大的市场前景。

本发明附加的方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明实践了解到。

附图说明

图1为本发明车辆综合控制系统的实施例提供的结构框架示意图；

图2为本发明车辆综合控制系统的实施例提供的操作感知系统结构示意图；

图3为本发明车辆综合控制系统的实施例提供的操作感知系统的功能框架示意图；

图4为本发明车辆综合控制系统的实施例提供的车内状态感知系统结构示意图；

图5为本发明车辆综合控制系统的实施例提供的车内状态感知系统的功能框架示意图；

图6为本发明车辆综合控制系统的实施例提供的车外环境感知系统结构示意图；

图7为本发明车辆综合控制系统的实施例提供的车外环境感知系统的功能框架示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

图1所示，为本发明车辆综合控制系统的实施例提供的结构框架示意图，该系统包括：操作感知系统1、车内状态感知系统2、车外环境感知系统3、控制器4、报警装置5和执行机构6，其中，所述操作感知系统1用于获取包含驾驶人员行为的图像，根据所述图像对所述驾驶人员的驾驶行为进行检测，得到驾驶行为检测结果；所述车内状态感知系统2用于对车辆内设备的工作状态进行检测，得到车辆状态检测结果；所述车外环境感知系统3用于对所述车辆的外部环境内的障碍物进行检测，得到车辆外部检测结果；所述控制器4用于根据所述驾驶行为检测结果、所述车辆状态检测结果和/或所述车辆外部检测结果调用所述报警装置5进行报警，所述控制器4还用于根据所述驾驶行为检测结果、所述车辆状态检测结果和/或所述车辆外部检测结果控制所述执行机构6执行预设功能。

本实施例提供的车辆控制系统，通过操作感知系统1采集驾驶人员的身体姿态及行为，并进行识别，实现了实时的车内驾驶人员的操作的监控，有利于对驾驶人员的操作行为进行科学全面的检测，并将驾驶人员的信号输出，便于对驾驶人员的操作习惯和驾驶行为进行规范与校正，有助于驾驶人员快速培养车感，真正学会驾驶，并养成良好的安全驾驶习惯。

通过车内状态感知系统2对车辆工作环境的实时检测，能够使驾驶人员更加全面准确地掌握车辆的工作状态，在工作部件发生故障时第一时间发现，还能够对驾驶人员的行为进行合理的规范与校正，并且还能够通过智能控制实现执行机构6的自动控制。

通过车外环境感知系统3，对车身外部环境内的障碍物进行探测，能够有效规避障碍，实现了车外环境障碍的实时检测，并通过报警装置5进行提示，通过执行机构6执行紧急制动等功能，能够提高行车的安全性。

本实施例对提高全社会道路交通安全水平具有重要意义，社会效益显著；同时该系统还可以扩展输出给其它设备，应用于矿山机械操作、机场物流车辆操作等特种作业环境，应用面广，有非常大的市场前景。

下面给出车辆综合控制系统的一些可选实施方式：

如图2所示，为本发明车辆综合控制系统的实施例提供的操作感知系统1结构示意图，该车辆控制系统包括：摄像头11、图形处理器12、通信模块13和存储器14，其中，摄像头11用于拍摄包含驾驶人员行为的图像，图形处理器12用于判定图像中的驾驶人员的行为是否满足预设条件，当驾驶人员的行为不满足预设条件时，通信模块13将图像发送至云端服务器10，并接收云端服务器10返回的判定结果；当驾驶人员的行为满足预设条件时，图形处理器12调用存储器14中预先存储的人体动作姿态识别模型，对驾驶人员的行为进行识别，得到识别结果；控制器4用于根据判定结果或识别结果调用报警装置5，进行报警。

需要说明的是，预设条件为该行为是否能够被人体动作姿态识别模块识别。例如，当驾驶员的身体姿态是身体伸出窗外，包括头伸出窗外、胳膊伸出窗外、上身伸出窗外等，左右观察后视镜，驾驶姿态不规范，包含手体前倾、身体后倾、身体居中等，这些是可以通过开源的人体动作姿态识别算法来实现的，例如，可以通过openpose算法实现，下面给出具体的实现方式。

首先，采集各种驾驶姿态的图片，对这些图片的姿态进行标注，尽可能的采集大量图片，作为训练集，然后用开源识别算法openpose进行姿态动作的深度学习识别训练，训练完成后就可以用固化的程序进行照片识别。

当训练完成后，就可以对输入的图片的动作姿态进行识别了，摄像头11采集的照片发送到训练好的openpose算法服务中，算法服务返回识别出来的动作姿态。

而当驾驶员的身体姿态动作幅度较小，通过人体动作姿态识别算法识别速度慢准确率低时，如低头、抽烟、打电话、人脸识别、疲劳驾驶、看手机等，可以通过云端服务器10的人工只能平台实现识别，例如，可以通过调用百度AI的云端算法人工智能平台来实现的，过程描述如下：摄像头11捕捉当前驾驶员的一帧照片，将照片加上提前获取的专有key通过网络http协议以post接口的方式提供到百度AI平台，然后在百度AI平台进行图片中行为判定，并将判定结果返回给本地。

如图3所示，给出了驾驶人员操作行为感知系统的功能结构示意图，通过上述结构可以实现对驾驶人员的多种驾驶行为及姿态进行检测。

通过摄像头11采集驾驶人员的身体姿态及行为，并分别通过云服务器或人体动作姿态识别模型进行识别，不仅实现了实时的车内驾驶人员的操作的监控，还能够根据驾驶人员行为的动作幅度大小进行不同层次的检测，例如，当人员的动作幅度较大时，如将头探出车外，倾斜身体驾驶等，可以直接通过人体动作姿态识别模型进行识别，这样能够保证较快的识别速度，从而及时地给出反馈，在第一时间纠正驾驶人员的错误驾驶姿态，防止交通事故，而当人员的动作幅度较小，例如低头玩手机或瞌睡时，可以通过云端服务器10调用人工智能平台进行精细识别，从而能够识别出驾驶人员准确的驾驶行为，再通过报警装置5给出针对性的提示，此外，通过云端服务器10识别还具有较高的识别准确率的优点，本申请通过对驾驶人员的驾驶行为进行分类后再识别，不仅保证了识别的准确率，还提高了识别速度，从而能够更快更及时地给出提示，有利于对驾驶人员的操作行为进行科学全面的检测，并将驾驶人员的信号输出，便于对驾驶人员的操作习惯和驾驶行为进行规范与校正，有助于驾驶人员快速培养车感，真正学会驾驶，并养成良好的安全驾驶习惯，对提高全社会道路交通安全水平具有重要意义，社会效益显著；同时该系统还可以扩展输出给其它设备，应用于矿山机械操作、机场物流车辆操作等特种作业环境，应用面广，有非常大的市场前景。

可选地，在一些可能的实施方式中，图形处理器12具体用于根据预设的人体姿态识别算法对图像中驾驶人员的身体姿态进行识别，当检测到驾驶人员的身体姿态符合预设姿态时，判定驾驶人员的行为满足预设条件。

应理解，预设姿态可以根据实际需求设置选择，例如，可以为身体伸出窗外，包括头伸出窗外、胳膊伸出窗外、上身伸出窗外等，左右观察后视镜，驾驶姿态不规范，包含手体前倾、身体后倾、身体居中等。

通过在对驾驶员的驾驶行为及姿态进行检测之前，通过预检测，能够选择合适的识别方式对驾驶人员的姿态和操作进行识别，从而调用云端服务器10或人体动作姿态识别模块进行识别，能够在保持识别速度的前提下，提高识别准确率。

可选地，在一些可能的实施方式中，判定结果包括：无异常驾驶行为或存在异常驾驶行为，异常驾驶行为包括：低头、抽烟、打电话、疲劳驾驶、低头、左右摆头和观察窗外。

可选地，在一些可能的实施方式中，报警装置5包括蜂鸣器和/或语音播放装置，控制器4具体用于当判定结果为存在异常驾驶行为时，通过蜂鸣器和/或语音播放装置进行报警。

具体地，可以根据实际需求选择设置哪些行为通过蜂鸣器进行蜂鸣提示，哪些行为通过语言播放装置进行语音提示，例如，当检测到驾驶人员抽烟时，可以通过语音播放装置播放“请不要在驾驶过程中吸烟”，又例如，当检测到驾驶人员疲劳驾驶时，语音提示效果可能不够好，这时可以通过蜂鸣器警醒驾驶人员，从而保障驾驶安全。

具体播放内容和蜂鸣器的蜂鸣时间本领域技术人员可以根据实际需求设置，例如，语音提示可以仅提示两次，蜂鸣报警可以在危险消除前会持续蜂鸣报警，并且根据危险等级进行不同频率和急促程度的警报。

可选地，在一些可能的实施方式中，存储器14中存储有与每种异常驾驶行为对应的语音指令，控制器4具体用于根据判定结果中的异常驾驶行为种类，从存储器14中调取对应的语音指令，通过语音播放装置播放语音指令，对驾驶人员进行语音提示。

可选地，在一些可能的实施方式中，识别结果包括：无异常驾驶行为或存在异常驾驶行为，异常驾驶行为包括：身体伸出窗外、左右观察后视镜和驾驶姿态错误。

可选地，在一些可能的实施方式中，报警装置5包括蜂鸣器和/或语音播放装置，控制器4具体用于当识别结果为存在异常驾驶行为时，通过蜂鸣器和/或语音播放装置进行报警。

具体地，可以根据实际需求选择设置哪些行为通过蜂鸣器进行蜂鸣提示，哪些行为通过语言播放装置进行语音提示，例如，当检测到驾驶人员抽烟时，可以通过语音播放装置播放“请不要在驾驶过程中吸烟”，又例如，当检测到驾驶人员疲劳驾驶时，语音提示效果可能不够好，这时可以通过蜂鸣器警醒驾驶人员，从而保障驾驶安全。

具体播放内容和蜂鸣器的蜂鸣时间本领域技术人员可以根据实际需求设置，例如，语音提示可以仅提示两次，蜂鸣报警可以在危险消除前会持续蜂鸣报警，并且根据危险等级进行不同频率和急促程度的警报。

可选地，在一些可能的实施方式中，存储器14中存储有与每种异常驾驶行为对应的语音指令，控制器4具体用于根据识别结果中的异常驾驶行为种类，从存储器14中调取对应的语音指令，通过语音播放装置播放语音指令，对驾驶人员进行语音提示。

可选地，在一些可能的实施方式中，通信模块13还用于将判断结果和识别结果发送到预设终端或预设服务器。

如图4所示，为本发明车辆综合控制系统的实施例提供的车内状态感知系统2结构示意图，包括：第一工作状态检测装置21和第二工作状态检测装置22，其中，第一工作状态检测装置21用于检测车辆的非动力机构的工作状态，第二工作状态检测装置22用于检测车辆的动力机构的工作状态，控制器4用于根据第一工作状态检测装置21的检测结果，控制报警装置5进行报警，控制器4还用于根据第二工作状态检测装置22的检测结果，控制执行机构6执行预设动作。

需要说明的是，非动力机构可以包括：车门、扬声器、安全带或雨刷等与车辆行驶不直接相关的机构，动力机构可以包括油门、发电机、启动机、刹车器或方向盘等与车辆行驶直接相关的机构，工作状态检测装置可以包括传感器、霍尔器件或电平检测模块等，例如，安全带是检测安全带传感器的电平信号来实现的，安全带系上时开关断开，输出低电平信号，安全带未系时开关闭开，输出高电平信号，通过检测电平信号的高低变化来判定安全带是否系上，其他检测原理相似，本领域技术人员能够实现，不再一一赘述。

以油门为例，假设检测到错误的踩油门时机，例如，当等红绿灯时，突然快速猛踩油门，可以通过油门踏板传感器输出的模拟电压变化大小进行检测，此时控制器4控制油门不进行供油，从而防止驾驶人员在等红绿灯时误踩油门，突然使车辆加速窜出，导致交通事故。

需要说明的是，报警装置5可以包括蜂鸣器和/或语音播放装置，控制器4可以通过蜂鸣器和/或语音播放装置进行报警。

具体地，可以根据实际需求选择设置哪些行为通过蜂鸣器进行蜂鸣提示，哪些行为通过语言播放装置进行语音提示，例如，当检测到安全带未扣紧时，可以通过语音播放装置播放“安全带未扣紧，请扣紧安全带”，又例如，当检测到车门未关紧时，可以通过蜂鸣器提醒驾驶人员，从而保障驾驶安全。

具体播放内容和蜂鸣器的蜂鸣时间本领域技术人员可以根据实际需求设置，例如，语音提示可以仅提示两次，蜂鸣报警可以在危险消除前会持续蜂鸣报警，并且根据危险等级进行不同频率和急促程度的警报。

如图5所示，给出了车辆状态感知系统的功能结构示意图，通过上述结构可以实现对车辆状态的感知和检测。

需要说明的是，还可以在车辆内设置显示器，通过显示器显示第一工作状态检测装置21和第二工作状态检测装置22检测到的各项数据。

通过工作状态检测装置对车辆内的设备进行分级检测，不仅实现了对车辆工作环境的实时检测，还能够根据直接与车辆行驶相关的动力机构和与车辆行驶不直接相关的非动力机构进行不同层次的检测，例如，对于非动力机构，如雨刷、安全带等，可以通过报警装置5进行报警，提示驾驶人员雨刷损坏或安全带未扣紧，从而保障行车安全，又例如，对于动力机构，如油门等，通过对油门进行检测，能够得知用户是否为想踩刹车但是误踩了油门，控制器4就可以控制油门停止供油，从而防止交通事故的发生，本申请同对车辆的工作状态进行分类识别并处理，不仅能够使驾驶人员更加全面准确地掌握车辆的工作状态，在工作部件发生故障时第一时间发现，还能够对驾驶人员的行为进行合理的规范与校正，并且还能够通过智能控制实现执行机构6的自动控制，有助于驾驶人员快速培养车感，真正学会驾驶，并养成良好的安全驾驶习惯，保障驾驶安全，对提高全社会道路交通安全水平具有重要意义，社会效益显著；同时该系统还可以扩展输出给其它设备，应用于矿山机械操作、机场物流车辆操作等特种作业环境，应用面广，有非常大的市场前景。

可选地，在一些可能的实施方式中，第一工作状态检测装置21包括：第一磁铁和霍尔开关，霍尔开关设置在车辆的车门门缝处，第一磁铁设置在车辆的车门上与霍尔开关的对应位置处，当车辆的车门关闭使第一磁铁与霍尔开关接近并使霍尔开关导通，控制器4具体用于根据霍尔开关的导通情况控制报警装置5进行车门关闭状态的报警。

具体地，当车门关上时磁铁与霍尔开关靠近，霍尔开关就导通，输出高电平信号，后端的电路板就检测到有电平信号过来，就判定为车门关闭，反之车门打开后，磁铁远离霍尔开关，霍尔开关断开，输出低电平信号，这样就通过霍尔开关输出的高低电平信号来判定车门是否关上或打开。

可选地，在一些可能的实施方式中，第一工作状态检测装置21还包括：第一电平检测模块，第一电平检测模块用于检测车辆的扬声器、安全带传感器和雨刷电机中至少一个的电平，控制器4具体用于根据扬声器的通电情况控制报警装置5进行扬声器使用状态的报警，或根据安全带传感器的通电情况控制报警装置5进行安全带使用状态的报警，或根据雨刷电机的通电情况控制报警装置5进行雨刷使用状态的报警。

具体地，扬声器信号可以直接检测扬声器供电是否导通，扬声器通电时就响，断电是就不响，通过检测该电平信号的变化来判定扬声器是否按下并发出声响。

安全带可以通过检测安全带传感器的电平信号来实现的，安全带系上时开关断开，输出低电平信号；安全带未系时开关闭开，输出高电平信号，通过检测电平信号的高低变化来判定安全带是否系上。

雨刷检测与扬声器检测原理一样，通过检雨刷电机是否加电及输出电平的变化来判定雨刷的工作状态。

可选地，在一些可能的实施方式中，第一工作状态检测装置21还包括：第二磁铁、霍尔传感器和第一电压检测模块，第二磁铁设置在车辆的手刹柄顶部，霍尔传感器设置在车辆的手刹柄底部，霍尔传感器用于当驾驶人员使用手刹柄时，根据第二磁铁与霍尔传感器之间的距离输出变化的电压信号，第一电压检测模块用于检测电压信号，控制器4具体用于根据电压信号控制报警装置5进行手刹拉起程度的报警。

具体地，手刹状态是非开关量信号，是个连续变化的模拟量信号，可以通过线性的霍尔传感器MLX90365来实现，通过手刹柄上安装磁铁，在手刹柄底部固定一个MLX90365器件，在手刹拉起和放下时，磁铁离MLX90365的距离发生变化，对应MLX90365输出变化的电压，通过检测MLX90365输出电压的变化就可以判定手刹拉起和放下的程度。

可选地，在一些可能的实施方式中，第二工作状态检测装置22包括：油门踏板传感器和第二电压检测模块，执行机构6包括：油门控制模块，油门踏板传感器设置在车辆的踏板下方，用于根据驾驶人员踩下踏板的力度产生对应的电压信号，第二电压检测模块用于检测电压信号，控制器4用于根据电压信号判断车辆的踏板的踩下深度，并根据电压信号的变化速率判断车辆的踏板的踩下速度，控制器4具体用于根据车辆的踏板的踩下深度和踩下速度控制油门控制模块是否给车辆的发动机供油。

具体地，油门的踩下深度可以通过检测油门踏板传感器输出的模拟电压变化大小来判定，每个车都有一个油门踏板传感器，踩下踏板时电压变大，随着踩下深度增加，电压也逐渐变大，反之随着踏板松开，电压逐渐变小，这样通过检测该电压的变化即可指示出踏板踩下松开的深度。

油门的踩下速度可以通过检测油门踏板传感器输出的模拟电压变化率来判定，当踩下速度快时，模拟电压变化率大，当踩下速度慢时，模拟电压变化率小，这样就能够通过检测该电压的变化速率即可指示出踏板踩下松开的速度。

当车辆的踏板的踩下深度和踩下速度均超过预设的阈值时，表面出现了猛踩油门的情况，此时可以结合车速判断是否为误踩刹车，假如车速较快，那么可能是驾驶人员误将油门当成了刹车，此时可以不给发动机供油。

通过对油门进行检测，能够防止交通事故出现，提高车辆的行驶安全。

可选地，在一些可能的实施方式中，第二工作状态检测装置22还包括：转角传感器和至少一个轮速传感器，执行机构6包括：刹车控制模块，转角传感器设置在车辆的方向盘上，用于根据车辆方向盘的转动情况产生方向盘转动数据，每个轮速传感器设置在车辆的车轮上，用于根据车辆车轮的轮速值产生车辆的车速数据，控制器4用于根据方向盘转动数据和车速数据控制刹车控制模块是否进行刹车。

具体地，方向盘转角检测可以通过在方向盘转轴上加装一个方向盘转角传感器来实现，直接CAN接口输出相对角度，左正右负，范围-900度～+900度。

车速检测可以通过检测车辆四个轮的轮速值，将轮速进行平均值处理，再乘以车轮周长就得到车速。而轮速是通过分布在四个车轮上的轮速传感器来采集的，轮速传感器可以通过将车辆车轮转动变换成脉冲，通过单位时间脉冲数来得到轮速。

通过根据方向盘转动数据和车速数据可以判断驾驶人员是否进行了猛打方向盘，从而控制刹车控制模块进行刹车，能够防止交通事故出现，提高车辆的行驶安全。

可选地，在一些可能的实施方式中，控制器4还用于根据车辆的踏板的踩下深度和踩下速度控制刹车控制模块是否进行刹车。

应理解，以上述实施方式为例，当用户猛踩油门踏板时，如果判断出驾驶人员是想刹车，那么在停止供油的同时，可以通过控制器4向刹车模块发送刹车指令进行刹车，从而保障行车安全。

可选地，在一些可能的实施方式中，执行机构6还包括：离合控制模块，控制器4还用于当控制刹车模块进行刹车但不需要熄火时，通过离合控制模块控制车辆的离合刹下。

应理解，离合控制通常是与刹车控制配合出现的，对不需要熄火的刹车，在刹车刹下时，为避免车辆憋熄火，在刹车下去的同时控制离合也刹下。

具体地，可以对离合踩下深度进行检测，可以通过测量与离合踏板同轴的旋转变阻器来实现，离合踏板踩下或松开，踏板连杆轴就会发生转动，进而带动固定在离合踏板连杆轴上的旋转变阻器转动，电阻发生变化，通过监测该旋转变阻器上分得电压的变化量，来计算出角度变化，进而计算出踏板踩下深度。

可选地，在一些可能的实施方式中，第二工作状态检测装置22还包括：第二电平检测模块，第二电平检测模块用于检测车辆的发电机和启动机的电平，控制器4具体用于根据发电机的通电情况控制报警装置5进行发电机工作状态的报警，或根据启动机的通电情况控制报警装置5进行启动机工作状态的报警。

具体地，可以通过检测输出电平变化来实现，发电机工作时，会给车载电瓶充电，此时是高电平，发动机不工作时，不会给车载电瓶充电，此时是低电平，通过检测电平变化来判定电瓶是否在充电，即发电机是否在工作中。

启动机工作状态可以通过检测车辆启动钥匙孔处启动机通电控制线来实现的，拧钥匙启动时，该线导通，有高电平12V接过来，车辆启动后松开钥匙，就自动断开启动机线，电平变成低电平，通过检测启动机线上的电平变化，就能够判断出启动机的工作状态。

通过以上方式检测出发电机和启动机的工作状态，能够使驾驶人员掌握更全面的车辆工作状态，便于判断车辆的工作情况，提高安全保障。

可选地，在一些可能的实施方式中，通信模块用于将第一工作状态检测装置21的检测结果和第二工作状态检测装置22的检测结果发送到预设终端或预设服务器。

如图6所示，为本发明车辆综合控制系统的实施例提供的车外环境感知系统3结构示意图，包括：毫米波模块31和超声波模块32，其中，毫米波模块31设置在车辆的外车身，用于探测车外环境内的障碍物，得到第一探测结果，超声波模块32设置在车辆的外车身，用于探测车外环境内的障碍物，得到第二探测结果，控制器4用于根据第一探测结果和第二探测结果控制执行机构6执行预设功能。

需要说明的是，毫米波模块31和超声波模块32可以通过雷达实现，雷达通过向外发射毫米波和超声波，在遇到障碍物时会反射回波，从而确定出雷达与障碍物之间的距离，通过在车身外部设置多个雷达，就能够根据障碍物与不同雷达之间的距离关系，根据距离关系模型确定出障碍物的准确位置，这属于本领域技术人员能够根据现有技术实现的，在此不再赘述。

应理解，第一探测结果为毫米波探测结果，可以通过多个毫米波雷达的探测结果确定障碍物的位置，第二探测结果为超声波探测结果，可以通过多个超声波雷达的探测结果确定障碍物的位置，控制器4根据第一探测结果和第二探测结果确定障碍物的具体位置后，再控制执行机构6规避该障碍物，如刹车等。

具体地，毫米波雷达的振荡器会产生一个频率随时间逐渐增加的信号，当这个信号遇到障碍物之后，会反弹回来，其时延时2倍的距离与光速之比，这个频率差和时延是呈线性关系的，物体越远，返回的波收到的时间就越晚，那么它跟入射波的频率差值就越大。将两个频率做减法，就可以得到二者频率的差频，即差拍频率，通过差拍频率的高低就可以判断障碍物的距离。

超声波雷达会向外部特定方向发射超声波信号，在发射超声波的同时看是计时，超声波通过空气进行传播，当遇到障碍物后，就会反射回来，超声波接收器在收到反射波的时刻就停止计时，通过记录这段时间，再根据超声波在空气中的传播速度，就可以推算出障碍物到雷达之间的距离。

然后以毫米波雷达为例，通过多个毫米波雷达的探测结果，结合各个雷达之间的距离关系模型，就能够确定障碍物的位置。

下面给出两种控制器4对第一探测结果和第二探测结果可能的处理方式。

例如，控制器4在接收到第一探测结果后，确定了障碍物的位置，在接收到第一探测结果后，又确定了障碍物的位置，此时，毫米波模块31和超声波模块32确定的障碍物的位置可能不同，那么可以对二者的坐标取平均值，从而得到估计的障碍物的位置，提高探测的准确性。

又例如，毫米波的探测距离较远，而超声波的探测距离较近，那么可以当探测较近距离的障碍物时，采用超声波的探测结果，当探测较远距离的障碍物时，采用毫米波的探测结果，从而提高探测的准确性。

需要说明的是，执行机构6可以为车辆的刹车控制模块、离合控制模块、油门控制模块等，例如，假设结合第一探测结果和第二探测结果后，发现某处出现可能碰撞的障碍物，需要紧急刹车，那么可以通过刹车控制模块进行刹车，从而消除危险。

应理解，离合控制是与刹车控制配合出现的，对不需要熄火的刹车，在刹车刹下时，为避免车辆憋熄火，在刹车下去的同时控制离合也刹下。

如图7所示，给出了车外环境感知系统3的功能结构示意图，通过上述结构可以实现对车外环境的感知和检测。

通过在车身外部设置毫米波模块31和超声波模块32，对车身外部环境内的障碍物进行探测，能够有效规避障碍，不仅实现了车外环境障碍的实时检测，还通过两种波段的探测模块进行探测，综合判断障碍物的位置，能够有效提高探测的准确率，并通过执行机构6完成对应的功能，例如，当检测的车辆行驶方位存在的障碍物与车辆有碰撞风险时，这时就控制车辆进行安全制动，同时语音播报在什么方位有障碍物，提示驾驶员操控车辆驶离危险区域避开障碍物，能够提高行车的安全性，对提高全社会道路交通安全水平具有重要意义，社会效益显著；同时该系统还可以扩展输出给其它设备，应用于矿山机械操作、机场物流车辆操作等特种作业环境，应用面广，有非常大的市场前景。

可选地，在一些可能的实施方式中，控制器4具体用于根据第一探测结果和第二探测结果确定车外环境内的障碍物与车辆之间的距离，当距离小于预设距离时，控制执行机构6执行预设功能。

应理解，预设距离可以根据实际需求设置。

可选地，在一些可能的实施方式中，执行机构6包括：刹车模块，控制器4具体用于当距离小于预设距离时，控制刹车模块进行制动。

可选地，在一些可能的实施方式中，控制器4具体用于当距离小于预设距离时，控制报警装置5进行报警。

可选地，在一些可能的实施方式中，控制器4具体用于当距离小于预设距离时，通过蜂鸣器和/或语音播放装置进行报警。

具体地，可以根据实际需求选择设置哪些障碍通过蜂鸣器进行蜂鸣提示，哪些障碍通过语言播放装置进行语音提示，例如，当行驶过程中，右前方x米处出现障碍物时，可以通过语音播放装置播放“右前方x米处出现障碍物，存在碰撞风险，请注意”。

具体播放内容和蜂鸣器的蜂鸣时间本领域技术人员可以根据实际需求设置，例如，语音提示可以仅提示两次，蜂鸣报警可以在危险消除前会持续蜂鸣报警，并且根据危险等级进行不同频率和急促程度的警报。

可选地，在一些可能的实施方式中，毫米波模块31包括：6个毫米波雷达，其中，第一毫米波雷达和第二毫米波雷达为长距离雷达，其余毫米波雷达为中距离雷达，第一毫米波雷达设置在车辆的正前方，第二毫米波雷达设置在车辆的正后方，其余毫米波雷达分别设置在车辆的车身两侧。

例如，其中正前正后方的毫米波雷达可以为79GHZ远距离雷达，可以探测远距离5-150米范围的障碍物，其余四个毫米波雷达可以为中距离雷达，可以探测1-20米范围内的障碍物。

可选地，在一些可能的实施方式中，超声波模块32包括：20个超声波雷达，其中，车辆的正前方设置有6个超声波雷达，车辆的前半车身的左侧和右侧分别设置有3个超声波雷达，车辆的正后方设置有4个超声波雷达，车辆的后半车身的左侧和右侧分别设置有2个超声波雷达。

超声波雷达可以用于近距离障碍物监测，例如，探测在0.2～5米范围内的障碍物。

可选地，在一些可能的实施方式中，如图6所示，还包括：摄像头模块33和显示器34，摄像头模块33设置在车辆的外车身，用于拍摄车外环境内的障碍物，得到拍摄图像，显示器34设置在车辆内部，用于显示拍摄图像。

优选地，控制器4还可以用于通过摄像头分别检测四个方位的物体信息，将采集的图像信息进行图像拼接，合成为全车环视视频，并显示在显示器34的固定区域，方便驾驶员观察车辆周边环境情况。

通过将摄像头与毫米波雷达和超声波雷达进行传感器融合，相互验证，能够更精确的确定障碍物及其距离。当车辆周边相应方位有障碍物，且车辆移动方向有与障碍物碰撞的风险时，进行警报提醒，甚至进行车辆安全制动。如变道未打转向灯，变道时盲区有障碍物存在等，提高驾驶安全性。

可选地，在一些可能的实施方式中，摄像头模块33包括：4个摄像头，其中，车辆的左后视镜和右后视镜下方各设置有1个摄像头，车辆的前挡风玻璃正中间上方设置有1个摄像头，车辆的车尾正中间位置处设置有1个摄像头。

需要说明的是，正前方的摄像头可以用来进行前方物体检测、红绿灯检测和车道线检测，左右后视镜的摄像头可以用来检测左右两侧的物体，用于车辆变道辅助，车尾的摄像头可以用于车辆后部的物体监测。

可以理解，在一些实施例中，可以包含如上述各实施例中的部分或全部可选实施方式。

读者应理解，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的方法实施例仅仅是示意性的，例如，步骤的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个步骤可以结合或者可以集成到另一个步骤，或一些特征可以忽略，或不执行。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种车辆综合控制系统，其特征在于，包括：操作感知系统、车内状态感知系统、车外环境感知系统、控制器、报警装置和执行机构，其中，所述操作感知系统用于获取包含驾驶人员行为的图像，根据所述图像对所述驾驶人员的驾驶行为进行检测，得到驾驶行为检测结果；所述车内状态感知系统用于对车辆内设备的工作状态进行检测，得到车辆状态检测结果；所述车外环境感知系统用于对所述车辆的外部环境内的障碍物进行检测，得到车辆外部检测结果；所述控制器用于根据所述驾驶行为检测结果、所述车辆状态检测结果和/或所述车辆外部检测结果调用所述报警装置进行报警，所述控制器还用于根据所述驾驶行为检测结果、所述车辆状态检测结果和/或所述车辆外部检测结果控制所述执行机构执行预设功能。

2.根据权利要求1所述的车辆综合控制系统，其特征在于，所述操作感知系统包括：摄像头、图形处理器、通信模块和存储器，其中，所述摄像头用于拍摄包含驾驶人员行为的图像，所述图形处理器用于判定所述图像中的驾驶人员的行为是否满足预设条件，当所述驾驶人员的行为不满足预设条件时，所述通信模块将所述图像发送至云端服务器，并接收所述云端服务器返回的判定结果；当所述驾驶人员的行为满足预设条件时，所述图形处理器调用所述存储器中预先存储的人体动作姿态识别模型，对所述驾驶人员的行为进行识别，得到识别结果；所述控制器具体用于根据所述判定结果或所述识别结果调用所述报警装置，进行报警。

3.根据权利要求2所述的车辆综合控制系统，其特征在于，所述图形处理器具体用于根据预设的人体姿态识别算法对所述图像中所述驾驶人员的身体姿态进行识别，当检测到所述驾驶人员的身体姿态符合预设姿态时，判定所述驾驶人员的行为满足预设条件。

4.根据权利要求1所述的车辆综合控制系统，其特征在于，所述车内状态感知系统包括：第一工作状态检测装置和第二工作状态检测装置，其中，所述第一工作状态检测装置用于检测所述车辆的非动力机构的工作状态，所述第二工作状态检测装置用于检测所述车辆的动力机构的工作状态，所述控制器具体用于根据所述第一工作状态检测装置的检测结果，控制所述报警装置进行报警，所述控制器还用于根据所述第二工作状态检测装置的检测结果，控制所述执行机构执行预设功能。

5.根据权利要求4所述的车辆综合控制系统，其特征在于，所述第一工作状态检测装置包括：第一磁铁和霍尔开关，所述霍尔开关设置在所述车辆的车门门缝处，所述第一磁铁设置在所述车辆的车门上与所述霍尔开关的对应位置处，当所述车辆的车门关闭使所述第一磁铁与所述霍尔开关接近并使所述霍尔开关导通，所述控制器具体用于根据所述霍尔开关的导通情况控制所述报警装置进行车门关闭状态的报警。

6.根据权利要求5所述的车辆综合控制系统，其特征在于，所述第一工作状态检测装置还包括：第一电平检测模块，所述第一电平检测模块用于检测所述车辆的扬声器、安全带传感器和雨刷电机中至少一个的电平，所述控制器具体用于根据所述扬声器的通电情况控制所述报警装置进行扬声器使用状态的报警，或根据所述安全带传感器的通电情况控制所述报警装置进行安全带使用状态的报警，或根据所述雨刷电机的通电情况控制所述报警装置进行雨刷使用状态的报警。

7.根据权利要求4所述的车辆综合控制系统，其特征在于，所述第二工作状态检测装置包括：油门踏板传感器和第二电压检测模块，所述执行机构包括：油门控制模块，所述油门踏板传感器设置在所述车辆的踏板下方，用于根据驾驶人员踩下踏板的力度产生对应的电压信号，所述第二电压检测模块用于检测所述电压信号，所述控制器用于根据所述电压信号判断所述车辆的踏板的踩下深度，并根据所述电压信号的变化速率判断所述车辆的踏板的踩下速度，所述控制器具体用于根据所述车辆的踏板的踩下深度和踩下速度控制所述油门控制模块是否给所述车辆的发动机供油。

8.根据权利要求7所述的车辆综合控制系统，其特征在于，所述第二工作状态检测装置还包括：转角传感器和至少一个轮速传感器，所述执行机构包括：刹车控制模块，所述转角传感器设置在所述车辆的方向盘上，用于根据所述车辆方向盘的转动情况产生方向盘转动数据，每个所述轮速传感器设置在所述车辆的车轮上，用于根据所述车辆车轮的轮速值产生车辆的车速数据，所述控制器用于根据所述方向盘转动数据和所述车速数据控制所述刹车控制模块是否进行刹车。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的车辆综合控制系统，其特征在于，所述车外环境感知系统包括：毫米波模块和超声波模块，其中，所述毫米波模块设置在所述车辆的外车身，用于探测车外环境内的障碍物，得到第一探测结果，所述超声波模块设置在所述车辆的外车身，用于探测车外环境内的障碍物，得到第二探测结果，所述控制器具体用于根据所述第一探测结果和所述第二探测结果控制所述执行机构执行预设功能。

10.根据权利要求9所述的车辆综合控制系统，其特征在于，所述车外环境感知系统还包括：摄像头模块和显示器，所述摄像头模块设置在所述车辆的外车身，用于拍摄车外环境内的障碍物，得到拍摄图像，所述显示器设置在所述车辆内部，用于显示所述拍摄图像。

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