一种带有触觉手势识别功能的人机交互智能方向盘系统技术方案

本发明专利技术公开了一种带有触觉手势识别功能的人机交互智能方向盘系统，盘缘传感器位于方向盘的盘缘外侧；盘辐传感阵列位于方向盘的盘辐中心处；盘缘传感器和盘辐传感阵列均内置有压阻式传感器；信号处理装置、电源和无线收发模块安装在方向盘的盘辐上，电源分别与信号处理装置和无线收发模块电性连接；信号处理装置与无线收发模块电性连接，并且信号处理装置分别与盘缘传感器和盘辐传感阵列内的压阻式传感器电性连接。本发明专利技术通过带有触觉手势感知的智能方向盘装置，汽车驾驶系统中的个性化功能，娱乐系统功能和行驶过程常用的功能等将更加兼顾智能化，效率化和安全化，一种可行有效的人机交互方式。

A human-computer interactive intelligent steering wheel system with tactile gesture recognition function

【技术实现步骤摘要】
一种带有触觉手势识别功能的人机交互智能方向盘系统
本专利技术涉及车辆工程
，更具体的说是涉及一种带有触觉手势识别功能的人机交互智能方向盘系统。
技术介绍
未来汽车人机交互技术的发展方向朝着更加人性化、安全化的方向发展。未来的交互形式不再过分依赖视觉信息，更强调多感官通道结合。从车内部件细分来看，主要包括照明单元、中控屏、方向盘等。为降低驾驶人员疏忽导致的交通事故风险，提升驾驶员安全驾驶操作，已成为汽车智能化改善的重点。目前汽车的很多功能，例如多媒体娱乐功能，语音导航功能，车窗升降功能，空调功能，座椅调节功能等，使用的都是传统的机械按键操作，该操作常常会转移驾驶员的视线与注意力去操作功能按键，过分依赖视觉信息会提高驾驶员分散注意力的几率。这种无意识的行为极大程度会引发交通事故，存在重大安全隐患性。因此，目前通过在车辆方向盘上集成功能开关在许多车载人机交互方式中被认为是最优的方式之一。同时，将触觉感知技术引入车辆方向盘，在方向盘处通过触觉识别装置识别驾驶员的意图是一种可行有效的人机交互方式。因此，如何提供一种带有触觉手势识别功能的人机交互智能方向盘系统是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种带有触觉手势识别功能的人机交互智能方向盘系统，通过带有触觉手势感知的智能方向盘装置，汽车驾驶系统中的个性化功能，娱乐系统功能和行驶过程常用的功能等将更加兼顾智能化，效率化和安全化，一种可行有效的人机交互方式。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种带有触觉手势识别功能的人机交互智能方向盘系统，包括：方向盘和安装在所述方向盘上的传感器模块、电源、信号处理装置和无线收发模块；所述传感器模块包括盘缘传感器和盘辐传感阵列，所述盘缘传感器位于所述方向盘的盘缘外侧；所述盘辐传感阵列位于所述方向盘的盘辐中心处；所述盘缘传感器和盘辐传感阵列均内置有压阻式传感器；所述信号处理装置、电源和无线收发模块安装在所述方向盘的盘辐上，所述电源分别与所述信号处理装置和所述无线收发模块电性连接；所述信号处理装置与所述无线收发模块电性连接，并且所述信号处理装置分别与所述盘缘传感器和所述盘辐传感阵列内的所述压阻式传感器电性连接。优选的，在上述一种带有触觉手势识别功能的人机交互智能方向盘系统中，所述盘缘传感器还包括有盘缘基底，所述盘缘基底设置在所述方向盘的盘缘外侧，所述盘缘基底上安装所述压阻式传感器。优选的，在上述一种带有触觉手势识别功能的人机交互智能方向盘系统中，所述盘辐传感阵列还包括阵列基底和透光保护层，所述阵列基底安装在所述方向盘的盘辐中心处，所述阵列基底上设置有由多个所述压阻式传感器规则排布构成的压阻式传感器阵列，所述透光保护层将所述压阻式传感器阵列封装在所述阵列基底上。优选的，在上述一种带有触觉手势识别功能的人机交互智能方向盘系统中，所述压阻式传感器包括电极板层、介质层和基底层；所述电极板层和所述基底层之间通过所述介质层填充；在所述电极板层内侧面覆盖导电膜，所述导电膜同侧设置有两个电极，所述电极与所述信号处理装置电性连接。优选的，在上述一种带有触觉手势识别功能的人机交互智能方向盘系统中，所述电极板层为聚对苯二甲酸乙二醇酯为材质制成的透明板层；所述导电膜为铟锡氧化物半导体透明导电膜。优选的，在上述一种带有触觉手势识别功能的人机交互智能方向盘系统中，所述基底层采用具有生理惰性硅橡胶制备，通过匀胶机将双组份室温硫化硅橡胶加工成膜，经裁剪后制成所述基底层。优选的，在上述一种带有触觉手势识别功能的人机交互智能方向盘系统中，所述介质层由基本组分和填充组分制备而成，采用聚二甲基硅氧烷为基本组分，填充组份包括复合PEDOT/碳纳米管和复合PEDOT/石墨烯。优选的，在上述一种带有触觉手势识别功能的人机交互智能方向盘系统中，复合PEDOT/碳纳米管的制备方法为：用2-噻吩甲胺对酸化后的碳纳米管进一步的进行功能化，在电化学三电极体系的聚合条件下，使3,4-乙撑二氧噻吩与功能化碳纳米管进行反应生成PEDOT/碳纳米管复合电致变色材料，碳纳米管与PEDOT的质量比为1:9；通过同样的上述方法和质量比制备PEDOT/石墨烯。优选的，在上述一种带有触觉手势识别功能的人机交互智能方向盘系统中，所述介质层的制备方法为：通过将PEDOT/碳纳米管和PEDOT/石墨烯添加进无水乙醇中，得到浓度为0.5mg/ml的溶液，利用超声波分散仪使其充分分散，然后加入聚二甲基硅氧烷，使PEDOT/碳纳米管，PEDOT/石墨烯和聚二甲基硅氧烷三者质量比为0.5:0.5:9；使用电动搅拌器搅拌混合，然后在加热台上加热挥发掉无水乙醇，然后加入固化剂，固化剂质量为聚二甲基硅氧烷质量的5％，充分搅拌后再抽真空除去气泡，接着倒入加工有表面微结构的聚四氟乙烯模具，最后真空干燥箱里加热成型后脱模制成。优选的，在上述一种带有触觉手势识别功能的人机交互智能方向盘系统中，所述盘缘传感器设置有四个，分别位于所述方向盘盘缘的2点钟、4点钟、8点钟和10点钟位置。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种带有触觉手势识别功能的人机交互智能方向盘系统，本专利技术中压阻式传感器体积小，具有良好的柔软性，可以测量法向的压力；由于电极板层和透光保护层均为透明材质，压阻式传感器中介质层含有电致变色敏感材料成分，随着不同的压力而改变电阻的同时也呈现随压力改变的色光，使驾驶员能够察觉压力作用区域。盘缘传感器和盘辐传感阵列使方向盘具有触觉式的手势识别感知能力，可以采集操作员的握力分布和压力信息，经过信号分析处理后得到手势信息。本专利技术所述的带有触觉感知的智能方向盘装置可以用于提供更有效和较少干扰的人机交互界面，从而使汽车驾驶辅助系统更加智能化，效率化和安全化。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术的装配图；图3是本专利技术中压阻式传感器的垂直结构图；图4是本专利技术中压阻式传感器的拆分立体图；图5是本专利技术的控制原理图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例公开了一种带有触觉感知的智能方向盘装置可以用于提供更有效和较少干扰的人机交互界面，从而使汽车驾驶辅助系统更加智能化，效率化和安全化。本专利技术公开了一种带有触觉手势感知的智能方向盘1装置，包括：方向盘1和安装在方向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带有触觉手势识别功能的人机交互智能方向盘系统，其特征在于，包括：方向盘和安装在所述方向盘上的传感器模块、电源、信号处理装置和无线收发模块；/n所述传感器模块包括盘缘传感器和盘辐传感阵列，所述盘缘传感器位于所述方向盘的盘缘外侧；所述盘辐传感阵列位于所述方向盘的盘辐中心处；所述盘缘传感器和盘辐传感阵列均内置有压阻式传感器；/n所述信号处理装置、电源和无线收发模块安装在所述方向盘的盘辐上，所述电源分别与所述信号处理装置和所述无线收发模块电性连接；所述信号处理装置与所述无线收发模块电性连接，并且所述信号处理装置分别与所述盘缘传感器和所述盘辐传感阵列内的所述压阻式传感器电性连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种带有触觉手势识别功能的人机交互智能方向盘系统，其特征在于，包括：方向盘和安装在所述方向盘上的传感器模块、电源、信号处理装置和无线收发模块；
所述传感器模块包括盘缘传感器和盘辐传感阵列，所述盘缘传感器位于所述方向盘的盘缘外侧；所述盘辐传感阵列位于所述方向盘的盘辐中心处；所述盘缘传感器和盘辐传感阵列均内置有压阻式传感器；
所述信号处理装置、电源和无线收发模块安装在所述方向盘的盘辐上，所述电源分别与所述信号处理装置和所述无线收发模块电性连接；所述信号处理装置与所述无线收发模块电性连接，并且所述信号处理装置分别与所述盘缘传感器和所述盘辐传感阵列内的所述压阻式传感器电性连接。


2.根据权利要求1所述的一种带有触觉手势识别功能的人机交互智能方向盘系统，其特征在于，所述盘缘传感器还包括有盘缘基底，所述盘缘基底设置在所述方向盘的盘缘外侧，所述盘缘基底上安装所述压阻式传感器。


3.根据权利要求1所述的一种带有触觉手势识别功能的人机交互智能方向盘系统，其特征在于，所述盘辐传感阵列还包括阵列基底和透光保护层，所述阵列基底安装在所述方向盘的盘辐中心处，所述阵列基底上设置有由多个所述压阻式传感器规则排布构成的压阻式传感器阵列，所述透光保护层将所述压阻式传感器阵列封装在所述阵列基底上。


4.根据权利要求1所述的一种带有触觉手势识别功能的人机交互智能方向盘系统，其特征在于，所述压阻式传感器包括电极板层、介质层和基底层；所述电极板层和所述基底层之间通过所述介质层填充；在所述电极板层内侧面覆盖导电膜，所述导电膜同侧设置有两个电极，所述电极与所述信号处理装置电性连接。


5.根据权利要求4所述的一种带有触觉手势识别功能的人机交互智能方向盘系统，其特征在于，所述电极板层为聚对苯二甲酸乙二醇酯为材质制成；所述导电膜为铟锡氧化物半导体透明导电膜。

【专利技术属性】
技术研发人员：朱冰，马驰，赵健，韩嘉懿，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22