CN112659990B - 一种驾驶员座椅调节系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种驾驶员座椅调节系统。包括：座椅调控模块、感应模块、处理模块；感应模块包括膝盖距离模块，膝盖距离模块用于实时检测仪表台饰板与膝盖之间的间距以获取膝盖距离参数；座椅调控模块包括座椅水平调节装置，座椅水平调节装置用于带动座椅沿水平方向移动；处理模块，用于驱动座椅水平调节装置以使膝盖距离参数符合内部储存的预定膝盖距离参数；座椅调控模块还包括靠背调节装置，靠背调节装置用于带动靠背摆动；感应模块还包括腕部触摸装置，腕部触摸装置设置在方向盘顶部；处理模块，用于驱动靠背调节装置直至接收到腕部触摸装置输入的触摸信号。相较于现有技术，本发明不会遮挡视野且不易受外界因素干扰。

Description

一种驾驶员座椅调节系统

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种驾驶员座椅调节系统。

背景技术

汽车座椅是汽车中一个非常重要的装置，汽车座椅调节的是否舒适、合理将直接影响到驾驶人员的驾驶体验，甚至在微机时刻会影响到驾驶人员的声明安全。现有的汽车座椅虽然可以调节，但是调节多为手动调节，一方面操作并不方便，另一方面驾驶人员容易误调节造成安全隐患。

中国专利公开了基于距离图像的驾驶员座椅位置自动调整系统【申请号：CN201310731553.X、公开号：CN103707781B】包括图像采集装置、图像处理装置和座椅调整装置，图像采集装置，至少包括1个距离图像传感器、1个CMOS摄像头和2个红外摄像头，用于实时采集驾驶员的强度图像和距离图像，并将采集的强度图像和距离图像传输给图像处理装置；图像处理装置用于对采集的驾驶员的强度图像和距离图像进行处理，获得驾驶员的位置信息，并根据驾驶员的位置信息形成调节座椅位置的设置参数，根据驾驶员指令将驾驶员调节座椅位置的设置参数传输给座椅调节装置；座椅调节装置根据驾驶员的指令，根据接收到的驾驶员调节座椅位置的设置信息对车辆驾驶员座椅进行优化调整。虽然该专利的技术方案能够自动对座椅进行优化调整，但是该专利的技术方案依赖多种不同的摄像头，且为了能够正常实施，需要使得摄像头能够拍摄到驾驶人员的面部，这就不得不将摄像头架设在与车内后视镜相近似的位置，因此将严重影响驾驶人员的驾驶体验。同时，该专利的技术方案极易受到光线影响，外界光照的明亮易影响到摄像头的拍摄效果进而影响到系统的判断。

发明内容

针对现有技术的技术问题，本发明提供了一种驾驶员座椅调节系统。

为解决上述技术问题，本发明提供了以下的技术方案：

一种驾驶员座椅调节系统，包括：座椅调控模块、感应模块、处理模块；感应模块包括膝盖距离模块，膝盖距离模块用于实时检测仪表台饰板与膝盖之间的间距以获取膝盖距离参数；座椅调控模块包括座椅水平调节装置，座椅水平调节装置用于带动座椅沿水平方向移动；处理模块，用于驱动座椅水平调节装置以使距离参数负荷内部储存的预定距离参数；座椅调控模块还包括靠背调节装置，靠背调控装置用于带动靠背摆动；感应模块还包括腕部触摸装置，腕部触摸装置设置在方向盘顶部；处理模块，用于驱动所述靠背调节装置直至接收到腕部触摸装置输入的触摸信号。

在实际运行时，座椅与方向盘的间距默认为最大值，靠背与座椅椅垫之间的夹角默认为最大值。当驾驶人员坐在座椅上时，驾驶人员的脚伸向油门的方向。此时，膝盖距离模块实时检测膝盖与仪表台饰板之间的距离以获取膝盖距离参数。同时处理模块驱动座椅水平调节装置，使得座椅水平调节装置能够带动座椅沿水平方向运动，从而使得膝盖距离参数产生变化。处理模块将膝盖距离参数与内部储存的预定膝盖距离参数对比，当两者相符合时，表明当前驾驶人员的脚部能够与油门充分接触的同时大腿与小腿之间呈一定的夹角。当水平调节完成后，驾驶人员将手部水平伸向方向盘，此时处理模块驱动靠背调节装置，通过靠背调节装置带动靠背摆动，从而调节靠背与坐垫之间的夹角，进而推动驾驶人员的上半身向靠近方向盘的方向运动，当驾驶人员的手腕能够与腕部触摸装置相接触时，表明当前驾驶人员的手腕能够搭在方向盘的顶部，此时腕部触摸装置输出触摸信号至处理模块，处理模块接收到触摸信号后，停止驱动靠背调节装置。由此，以完成对座椅的调节。综上，本发明无需安装各类摄像头，同时，明确设定了调节依据，最大程度上规避了其他因素对系统判断的不良影响。

进一步的，座椅调控模块还包括头枕调节装置；头枕调节装置，用于带动座椅的头枕沿竖直方向运动；感应模块还包括头枕检测装置；头枕检测装置，用于检测头枕的中心是否与人体的耳郭上边缘持平并将检测结果输出至处理模块；处理模块，能够驱动头枕调节装置直至检测结果为持平。

进一步的，头枕检测装置包括头戴式反光条、头枕反光条、激光收发装置；激光收发装置，用于向头戴式反光条、头枕反光条输出激光；激光收发装置，当同时接受到头戴式反光条、头枕反光条反射的光信号时，输出检测结果为持平。

进一步的，头枕反光条贴设在头枕上，头枕反光条与头枕的中心位于同一平面；激光收发装置内设置有用于调节激光输出角度的角度调节电机；处理模块，能够同步驱动头枕调节装置、角度调节电机以使激光收发装置输出的激光随头枕反光条同步运动。

进一步的，头枕反光条设置在头枕上靠近B柱的一侧；激光收发装置设置在B柱上。

进一步的，处理模块内还储存有角度调节公式；角度调节公式为：tanα=L2/L1；其中，α为激光输出角度，L2为头枕的运动距离，L1为激光收发装置至头枕之间的水平间距。

进一步的，感应模块还包括压力传感模块、警报模块；压力传感模块设置在座椅的坐垫处；压力传感模块，用于检测人体施加在坐垫上的压力以获取压力参数；警报模块，用于依据压力参数输出警报信息。

进一步的，压力传感模块包括腿部传感模块、臀部传感模块；腿部传感模块，用于实时检测人体腿部施加在坐垫上的压力以获取腿部压力参数；臀部传感模块，用于实时检测人体臀部施加在坐垫上的压力以获取臀部压力参数；处理模块，能够计算腿部压力参数与臀部压力参数之间的比值并能够将比值与内部储存的预定比值比较以获取比值比较结果；警报模块，能够依据比较结果输出警报信息。

进一步的，腿部传感模块还包括左侧压力传感模块、右侧压力传感模块；左侧压力传感模块，用于实时检测人体左腿施加在坐垫上的压力以获取左侧压力参数；右侧压力传感模块，用于实时检测人体右腿施加在坐垫上的压力以获取右腿压力参数；处理模块，能够对比左侧压力参数与右侧压力参数；警报模块，当左侧压力参数与右侧压力参数不相等时，输出警报信息。

进一步的，还包括调节启动开关；调节启动开关，用于输出启动信号至处理模块；处理模块，当接收到启动信号时，启动感应模块、座椅调控模块。

相较于现有技术，本发明具有以下优点：

本发明通过压力传感模块、警报模块可有效的对驾驶人员的坐姿进行纠正，从而有效的避免了因驾驶人员的坐姿不正所导致的后续调节不准或失效。

本发明通过膝盖距离模块、座椅水平调节装置可有效的对座椅的水平位置进行调节。

本发明通过靠背调节装置、腕部触摸装置可有效的对座椅的靠背角度进行调节。

本发明通过头枕调节装置、头枕检测装置可有效的对座椅的头枕位置进行调节。

本发明无需加设多种摄像头，从而有效的避免了对驾驶人员的视野遮挡，提高了驾驶的安全性。

本发明可有效避免光线等其他外界因素对座椅调节的不良影响。

附图说明

图1：系统整体结构图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

一种驾驶员座椅调节系统，包括：座椅调控模块、感应模块、处理模块、警报模块、调节启动开关。当驾驶人员需要对座椅进行调节时，则按压调节启动开关。此时，调节启动开关相处理模块输出启动信号，处理模块接收到启动信号后，启动感应模块以及座椅调控模块。座椅调控模块启动后，处理模块通过座椅调控模块将座椅调节为默认状态，座椅的默认状态为：座椅与仪表台饰板之间的水平间距最大，靠背与坐垫之间的夹角为最大，头枕与靠背之间的间距为最小。

感应模块包括压力传感模块、警报模块。压力传感模块包括腿部传感模块、臀部传感模块。当人体坐在坐垫上时，人体的腿部将对腿部传感模块施加压力，腿部传感模块将对腿部施加的压力进行实时检测仪获取腿部压力参数。同时，人体的臀部将对臀部传感模块施加压力，臀部传感模块将对臀部施加的压力进行实时检测以获取臀部压力参数。处理模块能够计算腿部压力参数与臀部压力参数之间的比值并能能够将内部储存的预定比值进行比较以获取比较结果。当比较结果为比值不符合预定比值时，表明当前驾驶人员的坐姿并不标准，当前的坐姿可能会对后续的调整过程造成不良影响，例如：驾驶人员仅坐在坐垫的前半部分，导致臀部传感模块不能正常检测到压力，而这种坐姿将导致驾驶人员的膝盖过度靠近仪表台饰板，极易导致处理模块误判。因此，当比较结果为比值不符合预定比值时，警报模块输出警报信息以提示驾驶人员当前坐姿不正确。由此，以对驾驶人员的坐姿进行及时更正，以避免因坐姿问题对后续的调整造成不良影响。其中，腿部传感模块还包括左侧压力传感模块、右侧压力传感模块。左侧压力传感模块能够实时检测人体左腿施加在坐垫上的压力以获取左侧压力参数，右侧压力传感模块能够实时检测人体右腿施加在坐垫上的压力以获取右腿压力参数。处理模块能够对比左侧压力参数与右侧压力参数，当左侧压力参数与右侧压力参数不相等时，表明当前驾驶人员的坐姿可能不正，例如：当前驾驶人员将一条腿搭在另一条腿上，此种坐姿也有可能对后续的调整造成不良影响。因此，当左右两侧的压力参数不相等时，警报模块输出警报信息。由此，以进一步对驾驶人员的坐姿进行更正，从而进一步避免驾驶人员的坐姿对后续的调整造成不良影响。值得注意的是，预定比值可以通过重复实验所得，且预先输入至处理模块内。

当警报模块不再输出警报信息后，表明当前驾驶人员的坐姿为标准坐姿。此时，驾驶人员将腿部伸向油门踏板的方向。感应模块还包括膝盖距离模块，膝盖距离模块实时检测仪表台饰板与膝盖之间的间距以获取膝盖距离参数。座椅调控模块还包括座椅水平调节装置，座椅水平调节装置用于带动座椅沿水平方向移动。作为优选的，座椅水平调节装置包括安装在座椅内部的电机，以及与之相配套的水平轨道。处理模块驱动座椅水平调节装置使得驾驶人员的膝盖向靠近仪表台饰板的方向移动，直至膝盖距离参数符合内部储存的预定膝盖距离参数。预定膝盖距离参数可以通过实验获得，预定膝盖距离参数应至少使得驾驶人员的脚部能够充分与油门踏板、刹车踏板相接触，且大腿与小腿之间能够呈一定的夹角。

值得注意的是，仪表台饰板为一块安装在方向盘下方，且朝向人体膝盖的起到装饰作用的板件。

感应模块还包括腕部触摸装置，腕部触摸装置的数量为两个，分别对应人体的左手与右手。腕部触摸装置设置在方向盘的顶部，当人体将双手搭在方向盘的顶部时，手腕能够正常与腕部触摸装置相接处，从而触发腕部触摸装置使得腕部触摸装置能够正常输出触摸信号至处理模块。在座椅水平调节过程中，虽然是针对座椅的水平位置进行调节，但该调节过程会带动人体向方向盘的方向运动，因而也将影响到人体手部至方向盘的间距，因而对人体的手部位置也存在一定的调节作用。座椅调控模块还包括靠背调节装置，靠背调节装置能够带动靠背进行摆动，从而使得靠背与坐垫之间的夹角发生变化。当座椅水平调节完成后，驾驶人员将手臂抬起至水平方向并将手伸向方向盘方向。此时，处理模块驱动靠背调节装置，使得靠背调节装置带动靠背进行摆动，从而推动驾驶人员的背部与肩部向靠近方向盘的方向运动，当驾驶人员的腕部能够正常搭在方向盘的顶部触发腕部触摸装置，处理模块接收到腕部触摸装置输出的触摸信号后停止驱动靠背调节装置。此时，驾驶人员能够在手臂呈一定弯曲角度的状态下握住方向盘，此种状态驾驶人员能够以一种相对省力的方式握住并控制方向盘。

感应模块还包括头枕检测装置。头枕检测装置包括头戴式反光条、头枕反光条、激光收发装置。头枕检测装置用于检测头枕的中心是否与人体耳郭的上边缘持平并将检测结果输出至处理模块。激光收发装置设置在位于驾驶位一侧的B柱上且能够向头枕的方向射出激光。头枕反光条设置在头枕上，头枕反光条与头枕的中心位于同一平面，当激光收发装置射出的激光照射在头枕反光条上时，头枕反光条能够反射激光。头戴式反光条能够穿戴在驾驶人员的头部，同理的，激光收发装置射出的激光照射在头戴式反光条上时，头戴式反光条能够反射激光。座椅调控模块还包括头枕调节装置。头枕调节装置能够带动座椅的头枕延座椅的长轴方向运动，从而对头枕与驾驶人员的头部之间的相对位置进行调节。其中，激光收发装置内还设置有角度调节电机，角度调节电机能够带动激光收发装置的激光输出窗口进行转动，从而使得激光收发装置的激光射出角度产生变化。当靠背角度调节完成后，处理模块驱动激光收发装置内的角度调节电机进行往复运动，以寻找设置在头枕上的反光条，当激光收发装置接收到头枕反光条反射的光信号时，处理模块停止驱动激光收发装置。此时，驾驶人员将头戴式反光条戴在头部，且将头戴式反光条的反光部分与人体耳郭持平。此时，处理模块驱动头枕调节装置，使得头枕与人体头部的相对位置产生变化。其中，处理模块内还储存有角度调节公式：tanα=L2/L1。其中，L1为激光收发装置至头枕之间的水平间距，L1为一个预先进行测量的已知数据。L2为头枕的运动距离，L2可以依据在驱动头枕调节装置时，头枕的单位运动距离以及驱动时间进行计算。头枕的单位运动距离为一个可以预先测定的已知数据，驱动时间可由处理模块通过计时的方式获知。由此，可计算出tanα的数值，α为所述激光输出角度，可通过反三角函数计算所得。由此，处理模块在驱动头枕调节装置的同时，同步驱动角度调节电机，使得激光收发装置输出的激光随头枕反光条同步运动。当激光收发装置同时接收到头戴式反光条、头枕反光条反射的光信号，即激光收发装置同时检测到两个反光时，检测结果为持平，表明驾驶人员的后脑已经与头枕的中心部位持平。此时，处理模块停止驱动头枕调节装置、角度调节电机。由此，以完成头枕的调节。

值得注意的是，驾驶人员的坐姿纠正、座椅的水平位置调节、靠背的角度调节、头枕位置调节四者具备明确的先后顺序。例如：不可越过座椅的水平位置调节，直接进行靠背的角度调节，原因在于：若不进行座椅的水平位置调节，可能会造成座椅距离方向盘的位置过远，进而造成驾驶人员难以将腕部搭在方向盘上，导致进行靠背的角度调节后靠背与坐垫之间的角度过小。又例如：不进行靠背的角度调节，直接进行头枕位置调节，可能会因靠背与坐垫之间的默认角度过大，造成处理模块不能通过激光收发装置查询到头枕反光条的位置进而造成头枕位置调节失败。可见，四者是有明确的先后顺序，且是相互制约，缺一不可的。

值得注意的是，本说明书中所描述的座椅调控模块均可以通过电机与相应滑轨组合的形式或其他形式加以实现，此类技术是本领域技术人员容易想到的，并非本发明的重点，因此不再赘述。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (7)

1.一种驾驶员座椅调节系统，其特征在于：包括：座椅调控模块、感应模块、处理模块；

所述感应模块包括膝盖距离模块，所述膝盖距离模块用于实时检测仪表台饰板与膝盖之间的间距以获取膝盖距离参数；

所述座椅调控模块包括座椅水平调节装置，所述座椅水平调节装置用于带动座椅沿水平方向移动；

所述处理模块，用于驱动所述座椅水平调节装置以使所述膝盖距离参数符合内部储存的预定膝盖距离参数；

所述座椅调控模块还包括靠背调节装置，所述靠背调节装置用于带动靠背摆动；

所述感应模块还包括腕部触摸装置，所述腕部触摸装置设置在方向盘顶部；

所述处理模块，用于驱动所述靠背调节装置直至接收到所述腕部触摸装置输入的触摸信号；

当驾驶人员需要对座椅进行调节时，则按压调节启动开关；此时，调节启动开关相处理模块输出启动信号，处理模块接收到启动信号后，启动感应模块以及座椅调控模块；座椅调控模块启动后，处理模块通过座椅调控模块将座椅调节为默认状态，座椅的默认状态为：座椅与仪表台饰板之间的水平间距最大，靠背与坐垫之间的夹角为最大，头枕与靠背之间的间距为最小；

驾驶人员的坐姿纠正、座椅的水平位置调节、靠背的角度调节、头枕位置调节按由前往后的顺序依次执行；

所述感应模块还包括压力传感模块、警报模块；

所述压力传感模块设置在所述座椅的坐垫处；

所述压力传感模块，用于检测人体施加在所述坐垫上的压力以获取压力参数；

所述警报模块，用于依据所述压力参数输出警报信息；

所述压力传感模块包括腿部传感模块、臀部传感模块；

所述腿部传感模块，用于实时检测人体腿部施加在所述坐垫上的压力以获取腿部压力参数；

所述臀部传感模块，用于实时检测人体臀部施加在所述坐垫上的压力以获取臀部压力参数；

所述处理模块，能够计算所述腿部压力参数与所述臀部压力参数之间的比值并能够将所述比值与内部储存的预定比值比较以获取比值比较结果；

所述警报模块，能够依据所述比较结果输出警报信息；

所述腿部传感模块还包括左侧压力传感模块、右侧压力传感模块；

所述左侧压力传感模块，用于实时检测人体左腿施加在所述坐垫上的压力以获取左侧压力参数；

所述右侧压力传感模块，用于实时检测人体右腿施加在所述坐垫上的压力以获取右腿压力参数；

所述处理模块，能够对比所述左侧压力参数与右侧压力参数；

所述警报模块，当所述左侧压力参数与所述右侧压力参数不相等时，输出警报信息。

2.根据权利要求1所述的一种驾驶员座椅调节系统，其特征在于：所述座椅调控模块还包括头枕调节装置；

所述头枕调节装置，用于带动所述座椅的头枕沿所述靠背运动；

所述感应模块还包括头枕检测装置；

所述头枕检测装置，用于检测所述头枕的中心是否与人体的耳郭上边缘持平并将检测结果输出至所述处理模块；

所述处理模块，能够驱动所述头枕调节装置直至所述检测结果为持平。

3.根据权利要求2所述的一种驾驶员座椅调节系统，其特征在于：所述头枕检测装置包括头戴式反光条、头枕反光条、激光收发装置；

所述激光收发装置，用于向所述头戴式反光条、所述头枕反光条输出激光；

所述激光收发装置，当同时接受到所述头戴式反光条、所述头枕反光条反射的光信号时，输出所述检测结果为持平。

4.根据权利要求3所述的一种驾驶员座椅调节系统，其特征在于：所述头枕反光条贴设在所述头枕上，所述头枕反光条与所述头枕的中心位于同一平面；

所述激光收发装置内设置有用于调节激光输出角度的角度调节电机；

所述处理模块，能够同步驱动所述头枕调节装置、所述角度调节电机以使所述激光收发装置输出的激光随所述头枕反光条同步运动。

5.根据权利要求4所述的一种驾驶员座椅调节系统，其特征在于：所述头枕反光条设置在所述头枕上靠近B柱的一侧；

所述激光收发装置设置在所述B柱上。

6.根据权利要求4所述的一种驾驶员座椅调节系统，其特征在于：所述处理模块内还储存有角度调节公式；

所述角度调节公式为：tanα=L2/L1；

其中，α为所述激光输出角度，L2为所述头枕的运动距离，L1为所述激光收发装置至所述头枕之间的水平间距。

7.根据权利要求1至6任意一项权利要求所述的一种驾驶员座椅调节系统，其特征在于：还包括调节启动开关；

所述调节启动开关，用于输出启动信号至所述处理模块；

所述处理模块，当接收到所述启动信号时，启动所述感应模块、所述座椅调控模块。

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