一种乘员运动预期提示系统技术方案

本发明专利技术公开了一种乘员运动预期提示系统，首先通过感知模块包括路况感知、车辆感知及乘员姿态感知获取车辆周边的路况信息、车辆自身运动位姿信息及乘员的姿态信息。根据感知模块获取的信息规划未来时段车辆的运动轨迹，然后根据车辆的运动轨迹计算得到乘员运动预期信号。获得的乘员运动预期信号在交互反馈控制模块的协调下输出语音提示信号、光学提示信号及震动马达阵列信号等提示，并考虑乘员位姿进行适应。乘员通过输出信号与运动预期的一一对应关系获得运动预期提示，从而降低乘员晕车几率和强度，提高乘坐舒适度和用户体验。

【技术实现步骤摘要】
一种乘员运动预期提示系统
本专利技术属于智能网联车辆领域，尤其涉及一种乘员运动预期提示系统。
技术介绍
晕动症，即晕车病、晕船病、晕机病和由于各种原因引起的摇摆、颠簸、旋转、加速运动等所致疾病的统称。主要是3-30岁的青年人常发，且女性多于男性。有研究表明，中国是世界上晕动症发生率最高的国家之一，80％的人都曾经历过不同程度的晕动反应。晕动症发生的原因有很多，环境、饮食、身体状况等都有较大影响，而对于绝大多数有过晕动病病史的患者来说，心理因素作为一个重要诱发因素也尤为重要。由于预期运动与实际感知的运动之间的不协调，加之个体身体、心理素质因素，时常导致晕车现象。运动预期是指对车辆未来时段内车辆的纵向加速度、侧向加速度、垂向加速度、横摆运动、侧倾运动和俯仰运动的预测。国内外多项研究表明，运动预期对晕动有着较大影响，如果乘员能够获得正确的运动预期，那么乘客的晕车概率和晕车程度将会大大降低。目前，智能网联车辆已经成为汽车、交通出行产业的热点领域，辅助驾驶、自动驾驶已得到了业界、学界的大力推动。随着高级自动驾驶车辆的到来，乘员的晕车问题成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种乘员运动预期提示系统，其特征在于，包括路况感知模块、车辆感知模块、乘员姿态感知模块、车辆运动规划模块、运动预期计算模块、交互反馈控制模块、震动马达阵列、语音提示模块、光学提示模块。/n所述路况感知模块，用于对未来时段T

【技术特征摘要】
1.一种乘员运动预期提示系统，其特征在于，包括路况感知模块、车辆感知模块、乘员姿态感知模块、车辆运动规划模块、运动预期计算模块、交互反馈控制模块、震动马达阵列、语音提示模块、光学提示模块。
所述路况感知模块，用于对未来时段Tp内车辆周边路况进行感知，包括未来时段Tp内的道路宽度Wr、道路曲率Rho、障碍物运动位姿Pi。
所述车辆感知模块，对车辆自身运动位姿Pv进行感知，包括车辆纵向速度Vx、侧向速度Vy、侧向加速度Ay、纵向加速度Ax、垂向加速度Az、横摆角速度Yawrate。
所述乘员姿态感知模块，负责监测乘员躯干姿势、手部姿势、头部姿势、眼部注视位置。
所述车辆运动规划模块，根据路况感知模块和车辆感知模块的输出，将未来时段Tp内车辆周边路况和自身运动位姿Pv结合车辆出行任务导航地图，得到纵向速度序列Vxp(t)、侧向速度序列Vyp(t)、垂向速度序列VzpR(t)、横摆角序列Yawp(t)。
所述运动预期计算模块，负责计算未来时段的运动激励，根据车辆运动规划模块给出的车辆未来时段Tp内的纵向速度序列Vxp(t)、侧向速度序列Vyp(t)、垂向速度序列VzpR(t)以及横摆角序列Yawp(t)，计算未来时段Ta内(Ta≤Tp)的乘员运动预期信号MA_a(t)，包括纵向加速度预期Axa(t)、侧向加速度预期Aya(t)、垂向加速度预期Aza(t)、横摆角速度预期Yawratea(t)、侧倾角速度预期Rollratea(t)、俯仰角速度预期Pitchratea(t)。
所述震动马达阵列，由交互反馈控制模块控制，负责给乘员提供乘员运动预期信号相关的震动刺激。震动马达阵列的控制包括马达震动强度、马达启停顺序。不同的乘员位姿启用不同位置的震动马达。
所述交互反馈控制模块，根据乘员姿态感知模块给出的不同的乘员姿势控制交互反馈信号的传递，协调语音提示模块、光学提示模块、震动马达阵列的动作，实施运动预期计算模块给出的乘员运动预期信号MA_a(t)，将乘员运动预期信号通过提示信号传递给乘员；提示信号包括语音提示、光学提示和震动马达阵列的震动。


2.如权利要求1所述乘员运动预期提示系统，其特征在于，路况感知模块关注的空间范围为未来时段Tp范围内车辆可能进入的空间，根据路况感知模块数据的精度、分辨率、有效范围来综合确定；路况感知模块关注的障碍物包括机动车辆、行人、非机动车辆、动物、道路不平度、凸起异物、凹坑、路侧障碍物、交通信号标志。


3.如权利要求1所述乘员运动预期提示系统，其特征在于，所述车辆运动规划模块，首先确定未来时段Tp内的可通行区域，规划得到车辆运动轨迹规划序列Traj_p(t)，包括车辆路径坐标序列(Xp(t),Yp(t),Zp(t))、横摆角序列Yawp(t)。再使用差分法计算得到纵向速度序列Vxp(t)、侧向速度序列Vyp(t)、由运动轨迹直接引起的垂向速度序列VzpR(t)。


4.如权利要求1所述乘员运动预期提示系统，其特征在于，对于自动驾驶车辆，车辆运动规划模块采用自动驾驶算法的运动规划结果，直接获得纵向速度序列Vxp(t)、侧向速度序列Vyp(t)、横摆角序列Yawp(t)，以及由运动轨迹直接引起的垂向速度序列VzpR(t)。


5.如权利要求1所述乘员运动预期提示系统，其特征在于，所述运动预期计算模块，根据车辆运动规划模块输出的纵向速度序列Vxp(t)、侧向速度序列Vyp(t)、由运动轨迹引起的垂向速度序列VzpR(t)、横摆角序列Yawp(t)，使用差分法计算得到纵向加速度预期序列Axa(t)、侧向加速度预期序列Aya(t)、由运动轨迹直接引起的垂向加速度预期序列AzaR(t)、横摆角速度预期Yawratea(t)。
再根据车辆运动规划模块给出的侧向速度序列Vyp(t)、纵向速度序列Vxp(t)、横摆角序列Yawp(t)，以及计算的纵向加速度预期序列Axa(t)、侧向加速度预期序列Aya(t)、横摆角速度预期序列Yawratea(t)，基于车辆动力学模型，得到对应时刻的侧倾角速度预期Rollratea(t)、俯仰角速度预期Pitchratea(t)，以及由运动轨迹间接引起的垂向加速度预期AzaD(t)；最终的垂向加速度预期序列Aza(t)＝AzaR(t)+AzaD(t)。


6.如权利要求1所述乘员运动预期提示系统，其特征在于，不同的乘员位姿启用不同位置的震动马达，具体为：
当乘员采用站姿，启用布置在扶手和脚部地板的震动马达阵列。
当乘员采用躺姿，启用布置在安全带、腿部支撑...

【专利技术属性】
技术研发人员：李道飞，徐彪，陈林辉，潘豪，林思远，胡建侃，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33