基于智能移动终端音频装置的车辆方向盘转动追踪方法及系统制造方法及图纸

一种基于智能移动终端音频装置的车辆方向盘转动追踪方法及系统，采用带有麦克风和扬声器的智能终端，以发射超声波并采集反射信号的方式分别追踪驾驶员的双手操作轨迹，实现实时追踪方向盘的旋转角度。本发明专利技术完全基于智能移动终端，不需要在方向盘上安装专门的传感器，也不要求司机在手腕上佩戴传感器，而是利用车辆方向盘的转动完全由驾驶员的手进行控制这一特性，通过追踪驾驶员双手的移动轨迹来实现实时追踪方向盘的旋转角度。

Vehicle steering wheel tracking method and system based on intelligent mobile terminal audio device

A vehicle steering device for mobile terminal audio based on intelligent wheel tracking method and system using intelligent terminal with a microphone and speaker, to transmit the ultrasonic reflected signal acquisition and tracking respectively hands operating trajectory of the driver, to achieve real-time tracking direction of rotation angle of disc. The present invention is completely based on the intelligent mobile terminal, do not need to install special sensors on the steering wheel, the driver is not required on the wrist wear sensor, but the use of rotation of the steering wheel of the vehicle the driver hand control characteristic of the trajectory tracking by moving the driver hands to achieve real-time tracking of the steering wheel rotation angle.

【技术实现步骤摘要】
基于智能移动终端音频装置的车辆方向盘转动追踪方法及系统
本专利技术涉及的是一种车辆驾驶控制领域的技术，具体是一种基于智能移动终端音频装置的车辆方向盘转动追踪方法及系统。
技术介绍
基于智能移动终端的驾驶安全系统主要利用智能移动终端的感知能力和计算能力提供安全服务。现有的工作主要分为两类，一类是利用智能终端感知车辆的运动状态，例如感知车辆的运动速度，转向行为以及换道行为等等。这类工作的主要问题在于感知信息有一定的滞后性，因为这些工作只能感知车辆的运动状态，而车辆的运动状态相对于驾驶员的操作而言有时间上的滞后。对于提供安全服务而言有着负面的影响。另一类工作则是利用智能移动终端来监测驾驶员的驾驶行为，例如监测疏忽驾驶行为，疲劳驾驶，酒后驾驶等等。这类工作的问题在于只能提供定性的结果，而不能定量地把这些驾驶行为与车辆的运动状态联系起来，得到细粒度的结果。而由于车辆的方向盘能够直接将驾驶员的操作转换为车辆的状态，所以对方向盘转动角度进行实时追踪能够提供实时和高精度的安全服务。现有的对方向盘转动进行追踪的工作都需要基于外部设备，包括直接安装在方向盘上的特殊的传感器，或者是在驾驶员手腕上佩戴的运动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于智能移动终端音频装置的车辆方向盘转动追踪方法，其特征在于，采用带有麦克风和扬声器的智能终端，以发射超声波并采集反射信号的方式分别追踪驾驶员的双手操作轨迹，实现实时追踪方向盘的旋转角度。

【技术特征摘要】
1.一种基于智能移动终端音频装置的车辆方向盘转动追踪方法，其特征在于，采用带有麦克风和扬声器的智能终端，以发射超声波并采集反射信号的方式分别追踪驾驶员的双手操作轨迹，实现实时追踪方向盘的旋转角度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的超声波，通过扬声器在车辆环境下构建声波信号场，即通过扬声器发出单频超声波信号作为载波，构建单载波的信道，周期性地传输声波信号序列。3.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的采集，同时通过智能终端自带的麦克风对超声波进行信号采样并消除时间偏移。4.根据权利要求3所述的方法，其特征是，所述的消除时间偏移，基于所述的超声波的中循环前缀，通过构建两个滑动窗口在接收信号上进行滑动采样，当第一滑动窗口的起始点与超声波的声波信号序列对齐时，两个窗口内对应的信号数据相似度最大，即差值最小；对应的时间偏差其中：W和W'分别为两个滑动窗口采集到的反射信号序列，k为滑动距离，当得到时间偏差后进一步在接收信号中进行消除。5.根据权利要求4所述的方法，其特征是，所述的两个滑动窗口的长度为16个采样点，两个窗口之间的间隔为32个采样点。6.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的双手操作轨迹中距麦克风较近一侧手，通过定义和计算相对相关系数在接收信号中找出对应的反射信号；对较远一侧手，通过参照系变换的方式在接收信号中找出对应的反射信号。7.根据权利要求1或6所述的方法，其特征是，所述的双手操作轨迹，具体通过以下方式得到：步骤①追踪驾驶员距离智能终端较近的手：定义两个向量的相对相关系数其中i和j为两个长度为L的向量，Cov(i,j)为i和j的协方差，Cov(i,i)和Cov(j,j)分别表示向量i和j的方差；然后构建滑动窗口，在接收信号上进行滑动，并计算窗口内的数据与智能终端发射的声波信号序列D之间的相对相关系数；该相对相关系数上第一个移动的波峰p1是由驾驶员距离智能终端较近的手反射产生的，从而通过信号达到时间计算出驾驶员距离智能终端较近的手与智能终端的实时距离，实现对驶员距离智能终端较近的手的追踪；步骤②追踪驾驶员距离智能终端较远的手：从相对相关系数上找出所有n个移动的波峰，即P＝{p1,p2,K,pn}，之后计算这n个移动的波峰在k个连续时刻对应的距离差分序列DDS，其值为每两个连续时刻上每个波峰对应的移动物体与智能终端的距离的差分；然后将第一个波峰的距离差分序列DDS1作为参照，计算这n个移动的波峰的...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞嘉地，徐翔宇，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31