阅读说明：本技术 一种智能健康座舱的控制方法 (Control method of intelligent health cabin ) 是由 马骏昭 于 2020-05-12 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种智能健康座舱的控制方法,中央处理器根据驾驶员状态监测系统及车辆环境监测系统监测到的驾驶员状态信息及车辆环境监测信息进行综合处理,并获得车辆状态总效用值及驾驶员身体状态效用值,并向执行系统发送相应的控制指令。本技术方案通过完备的感知系统,决策中心和执行系统科学有效的改善驾驶员的行车健康和生物健康状态,综合了驾驶员的行为状态,健康状态,车辆行车环境和健康环境的因素,优化改善车辆行驶安全和驾驶员健康状态。(The invention relates to a control method of an intelligent healthy cabin, wherein a central processing unit carries out comprehensive processing according to driver state information and vehicle environment monitoring information monitored by a driver state monitoring system and a vehicle environment monitoring system, obtains a total utility value of a vehicle state and a utility value of a body state of a driver, and sends a corresponding control instruction to an execution system. The technical scheme scientifically and effectively improves the driving health and the biological health state of the driver through a complete sensing system, a decision center and an execution system, integrates the behavior state and the health state of the driver, and optimizes and improves the driving safety of the vehicle and the health state of the driver.)

一种智能健康座舱的控制方法

技术领域

本发明属于智能网联技术领域，特别是指一种智能健康座舱的控制方法。

背景技术

发达城市的工作和居住地长通勤时间短期内难以缓解，自驾长途旅行的比 率逐年上升等原因，驾驶员在汽车上的时间和频率都在增加，是导致当前社会 道路交通事故频发的主要原因，对于普通驾驶员和路网建设管理者都是较大的 损失，甚至严重损害公民的生命财产安全。

现有技术提出了驾驶员状态监控系统(DMS)和驾驶员主动健康座椅等技 术，以解决驾驶员在行车过程中的安全问题，但是这些技术均相对片面，属于 单一地改善驾驶员的驾驶行为或者是身体状态，没有把驾驶员的身体健康和驾 驶行为联系起来，不能从根本上解决问题。

汽车经过一百多年的发展，乘用车已经逐渐从原始的代步工具向移动体验 终端转变，智能网联化的发展，丰富了汽车的功能和体验，人车之间的交互行 为也越来越频繁，交流的信息也更广泛深入，能够科学有效的提高驾驶员行车 安全成为优秀汽车产品不可或缺的因素。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能健康座舱的控制方法，以解决现有的智能座 舱技术并不能有效的解决如何有效的保持驾驶员良好的驾驶状态和健康的身 体状态的关系的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种智能健康座舱的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、中央处理器分别获得以下状态值：

根据驾驶员行为状态监测系统监测到的驾驶员行为状态信息，并结合设定 条件，获得驾驶员行为状态值Xb，其中Xb的取值范围为0～N1，其中N1为大 于0的自然数；

根据驾驶员健康状态监测系统监测到的驾驶员健康状态信息，并结合设定 条件，获得驾驶员健康状态值Xh，其中Xh的取值范围为0～N2，其中N2为大 于0的自然数；

根据车辆行车环境监测系统监测到的车辆行车环境信息，并结合设定条件， 获得车辆行驶环境状态值Vb,其中Vb的取值范围为0～N3，其中N3为大于0 的自然数；

根据车辆健康环境监测系统监测到的车辆健康环境信息，并结合设定条件， 获得车辆健康环境状态值Vh，其中Vh的取值范围为0～N4，其中N4为大于0 的自然数；

S2、分别定义驾驶员行为状态值Xb对应影响系数K1；驾驶员健康状态值 Xh对应影响系数K2；车辆行驶环境状态值Vb对应影响系数K3；车辆行驶环 境状态值Vb对应影响系数K4；其中，0≤K1,K2,K3,K4≤1；

S3、计算车辆状态总效用值Y，Y＝K1*Xb+K2*Xh+K3*Vb+K4*Vh，得到Y的 值的范围为[0～(N1+N2+N3+N4)]，设N1+N2+N3+N4＝M，则Y的值的范围为0～ M，并执行步骤S4；

计算驾驶员身体状态效用值Yh，Yh＝K2*Xh+K4*Vh，Yh值的范围为[0～ (N2+N4)]，设N2+N4＝P，则Yh值的范围为0～P，并执行步骤S5；

S4、判断：

在0～M范围内设定M1、M2及M3的值，且M＞M1＞M2＞M3＞0；

1)若M1＜Y≤M，所述中央处理器向车内环境优化系统发送控制指令；

2)若M2＜Y≤M1，在步骤1的基础上，中央处理器还向驾驶员状态补偿 系统的转向灵敏度调节器及油门灵敏度调节器发送控制指令；

3)若M3＜Y≤M2，在步骤2的基础上，中央处理器还向驾驶员状态补偿 系统的刹车灵敏度调节器及声光报警器发送控制指令；

4)若0＜Y≤M3，中央处理器同时向车辆运动执行系统、驾驶员补偿系统 及车内环境优化系统发送控制指令；

S5、判断：

在0～P范围内设定P1和P2，其中P＞P1＞P2＞0；

1)若P1＜Yh≤P，智能手环和中控屏给出驾驶员身体健康状态参数；

2)若P2＜Yh≤P1，在步骤1的基础上，中央处理器发送身体健康状态参 数给云端服务器，并给出改善健康的建议，同时，中央处理器限制驾驶员每天 驾驶车辆在第一设定时间以内；

3)若0＜Yh≤P2，在步骤2的基础上，中央处理器发送最近的医院位置 到中控屏，建议驾驶员前往医院检查治疗，同时，中央处理器限制驾驶员每天 驾驶车辆在第二设定时间以内。

优选的，所述驾驶员行为状态信息包括但不限于摄像头采集的驾驶员的图 像信息、驾驶员的声音信息及方向盘力传感器信息中的一种或一种以上。

优选的，所述驾驶员健康状态信息包括但不限于智能手环分别采集的驾驶 员在驾驶状态和非驾驶状态的身体参数信息、智能座椅采集的驾驶员在驾驶状 态时的身体参数信息及智能安全带采集的驾驶员心跳、血压信息。

优选的，所述车辆行车环境信息包括但不限于前毫米波雷达监测到的前方 道路状况信息、后毫米波雷达监测到左右两侧车道状况信息及高清摄像头的识 别信息。

优选的，所述车辆健康环境信息包括但不限于车内噪声拾音器采集的声音 信息及车内空气检测传感器采集的车内空气信息。

优选的，所述车辆运动执行系统包括但不限于刹车执行器、转向执行器及 油门执行器；所述刹车执行器、所述转向执行器及所述油门执行器均接收所述 中央处理器控制指令。

优选的，所述驾驶员状态补偿系统包括刹车灵敏度调节器、转向灵敏度调 节器、油门灵敏度调节器、座椅振动器及声光报警器；

所述刹车灵敏度调节器、所述转向灵敏度调节器、所述油门灵敏度调节器、 所述座椅振动器及所述声光报警器均接收所述中央处理器的控制指令。

优选的，所述车内环境化化系统包括但不限于反相扬声器及空气净化器； 所述反相扬声器及所述空气净化器均接收所述中央处理器的控制指令。

优选的，所述健康预警系统包括但不限于智能手环及中控屏；所述智能手 环及所述中控屏均接收所述中央处理器的控制指令。

本发明的有益效果是：

本技术方案通过完备的感知系统，决策中心和执行系统科学有效的改善驾 驶员的行车健康和生物健康状态，综合了驾驶员的行为状态，健康状态，车辆 行车环境和健康环境的因素，从多个维度优化改善车辆行驶安全和驾驶员健康 状态。

附图说明

图1为本发明控制逻辑示意图。

具体实施方式

以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅是示例性 的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方 案的限制。

如图1所示，本发明的技术方案由两个感知系统、一个核心决策中心及四 个执行系统来实现的，其中两个感知系统分别为驾驶员状态监测系统和车辆环 境监测系统，核心决策中心为中央处理器，执行系统包括车辆运动执行系统、 驾驶员状态补偿系统、车内环境优化系统及健康预警系统。

中央处理器通过两个感知系统，即驾驶员状态监测系统和车辆环境监测系 统分别获得相应的监测状态值。

使用人脸摄像头高频率高精度的采集驾驶员图像信息，在本申请中，人脸 摄像头布置在车辆A柱内侧，其中包括图像控制器，可以根据摄像头采集的图 像信息进行算法分析，得出一个时域内驾驶员的行为状态结果：如闭眼次数和 时间，点头次数，是否打哈欠，喝水，抽烟等动作，图像控制器将每一时域内 驾驶员的行为状态发送给中央处理器。

还包括图像存储单元，用于存储大量特征图像信息，加快算法分析效率， 并且可以实时跟新驾驶员本人的特征图像信息，提高对车辆常使用者的分析速 度和准确度。

通过布置在驾驶室的主副驾驶前侧的阵列式麦克风拾取驾驶员的声音信 息，再通过人声控制器内设定的语音和语义识别功能得出驾驶员的意图，并将 该信息发送给中央处理器。

方向盘力传感器采集驾驶员操控方向盘的力度和时间信息，并将上述信息 发送给中央处理器。

在本申请的其它实施例中，还包括其它的监测系统用于监测驾驶员行为状 态信息。

中央处理器分别根据设定的条件，比如各监测信息的权重等，得到驾驶员 行为状态值Xb，在本实施例中，其中Xb的取值范围为0～N1，其中N1为大于 0的自然数。

驾驶员健康状态监测系统将采集到的驾驶员健康状态信息发送给中央处 理器，具体为：

智能手环采集驾驶员的驾驶状态时的身体参数和非驾驶状态时的身体参 数，并将上述信息发送给中央处理器，在本申请的其它实施例中，也可以选用 其它可穿戴终端等来实现监测信息的采集。

通过智能座椅采集驾驶员在驾驶状态时的身体参数，并将这一信息发送给 中央处理器。

智能安全带采集驾驶员在驾驶状态时的心跳或血压等信息，并将上述信息 发送给中央处理器。

在本申请的其它实施例中，还可以包括其它的监测终端对驾驶员的健康状 态进行数据采集，中央处理器根据预设的条件，比如各信息在驾驶员健康状态 信息的比重，通过大量数据进行统计或计算获得，获得驾驶员某一时域内的驾 驶员健康状态值Xh，其中Xh的取值范围为0～N2，其中N2为大于0的自然数。

车辆环境监测系统将监测到的即时车辆环境信息发送给中央处理器，以提 供中央处理器进行智能管理的监测数据。

车辆行车环境监测系统，此部分主要是监测车辆在行驶状态下，车辆前方 道路上的其它车辆状态信息，车辆左右两侧道路上的后方其它车辆状态信息， 或者前方道路车辆、非机动车和行人等信息，以供中央处理器进行智能判断。

设置于车辆前方的24GHz毫米波雷达(在本申请的其它实施例中，可以为 其它型号的雷达，并不影响本申请技术方案的实现，因此，所有能够检测到车 辆前方道路上其它车辆的信息的装置均适用)将实时检测到的前方道路其它车 辆与本车的相对距离、相对速度等信息通过前雷达控制器发送给中央处理器。

设置于车辆左后方的24GHz毫米波雷达将实时检测到的左右两侧后方车 辆与本车的相对距离和相对速度信息通过后雷达控制器发送给中央处理器。

通过设置于车辆前侧的高清摄像头，用于识别车辆前方道路的车辆、非机 动车及行人等图片信息通过其自身控制器发送给中央处理器。

中央处理器根据车辆行车环境监测系统监测到的车辆行车环境信息，并根 据设定的条件，获得车辆行驶环境状态值Vb，其中Vb的取值范围为0～N3， 其中N3为大于0的自然数。

车辆健康环境监测系统将监测到的与车辆的驾驶室内环境健康相关的信 息发送给中央处理器。

在本实施例中，布置于驾驶员的头枕处的车内噪声拾音器将采集到的驾驶 室内的声音信息发送给中央处理器。

车内空气检测传感器将实时采集车辆的气体信息，比如PM2.5含量、有毒 有害气体或细菌病毒等信息发送给中央处理器。中央处理器根据设定的条件， 得到车辆健康环境状态值Vh，其中Vh的取值范围为0～N4，其中N4为大于0 的自然数。

中央处理器通过感知系统发送来的监测信息，通过智能决策并发送相应的 控制指令给执行系统。

根据需要分别定义驾驶员行为状态值Xb对应影响系数K1；驾驶员健康状 态值Xh对应影响系数K2；车辆行驶环境状态值Vb对应影响系数K3；车辆行 驶环境状态值Vb对应影响系数K3；其中，0≤K1,K2,K3,K4≤1。

中央处理器计算车辆状态总效用值Y，Y＝K1*Xb+K2*Xh+K3*Vb+K4*Vh，得 到Y的值的范围为[0～(N1+N2+N3+N4)]，设N1+N2+N3+N4＝M，则Y的值的范 围为0～M，并执行判断步骤。

中央处理器计算驾驶员身体状态效用值Yh，Yh＝K2*Xh+K4*Vh，Yh值的范 围为[0～(N2+N4)]，设N2+N4＝P，则Yh值的范围为0～P，并执行判断步骤。

中央处理器根据车辆状态总效用值Y的得分判断：在0～M范围内设定M1、 M2及M3的值，且M＞M1＞M2＞M3＞0。

若M1＜Y≤M，中央处理器向车内环境优化系统发送控制指令，具体为向 空气净化器发送持续开启指令，空气净化器持续净化空气；向反相扬声器发送 开启指令，反相扬声器持续主动降噪。

若M2＜Y≤M1，中央处理器向车内环境优化系统的空气净化器及反相扬声 器发送持续开启指令，空气净化器持续净化空气，反相扬声器持续主动降噪； 同时，中央处理器还向驾驶员状态补偿系统的转向灵敏度调节器及油门灵敏度 调节器发送控制指令，减小转向灵敏度和油门灵敏度。

若M3＜Y≤M2，中央处理器向车内环境优化系统的空气净化器及反相扬声 器发送持续开启指令，空气净化器持续净化空气，反相扬声器持续主动降噪； 中央处理器还向驾驶员状态补偿系统的转向灵敏度调节器及油门灵敏度调节 器发送控制指令，减小转向灵敏度和油门灵敏度；同时，中央处理器还向驾驶 员状态补偿系统的刹车灵敏度调节器及声光报警器发送控制指令，增加刹车灵 敏度并发出声光报警提示驾驶员。

4)若0＜Y≤M3，中央处理器同时向车辆运动执行系统、驾驶员补偿系统 及车内环境优化系统发送控制指令，具体为，分别向空气净化器、声光报警器、 智能座椅、高清摄像头、转向执行器、油门执行器及刹车执行器发送控制指令； 即，空气净化器持续净化空气，发出声光报警和座椅振动提示驾驶员，高清摄 像头识别前方路况结合转向执行器向右侧变道，油门执行器和刹车执行器配合 转向执行器将车辆安全停在路边，并打开双闪。

中央处理器根据驾驶员身体状态效用值Yh的得分进行判断，在0～P范围 内设定P1和P2，其中P＞P1＞P2＞0。

若P1＜Yh≤P，智能手环和中控屏给出驾驶员身体健康状态参数。

若P2＜Yh≤P1，在智能手环和中控屏给出驾驶员身体健康状态参数的基 础上，中央处理器发送身体健康状态参数给云端服务器，并给出改善健康的建 议，同时，中央处理器限制驾驶员每天驾驶车辆在第一设定时间以内，在本实 施例中，将第一设定时间设定在2h以内，在本申请的其它实施例中，开发人 员可以根据需要设定第一设定时间的长度。

若0＜Yh≤P2，智能手环和中控屏给出驾驶员身体健康状态参数，发送身 体健康状态参数给云端服务器，给出改善健康的建议，并发送最近的医院位置 到中控屏，建议驾驶员前往医院检查治疗，中央处理器限制驾驶员每天驾驶车 辆在第二设定时间以内，在本申请的其它实施例中，开发人员可以根据需要设 定第二设定时间的长度，本申请中的第二设定时间短于第一设定时间。

车辆运动执行系统包括但不限于刹车执行器、转向执行器及油门执行器， 刹车执行器、转向执行器及油门执行器均与中央处理器电信号连接。其中刹车 执行器用于执行中央处理器发送的刹车指令；转向执行器用于执行中央处理器 发送的转向指令；油门执行器用于执行中央处理器发送的加速指令。

驾驶员状态补偿系统包括刹车灵敏度调节器、转向灵敏度调节器、油门灵 敏度调节器、座椅振动器及声光报警器。

刹车灵敏度调节器、转向灵敏度调节器、油门灵敏度调节器、座椅振动器 及声光报警器均与中央处理器电信号连接。

刹车灵敏度调节器执行中央处理器发送的调节刹车灵敏度的指令，通过提 高刹车灵敏度可以减小突发事故的刹车距离，提高安全性；转向灵敏度调节器 执行中央处理器发送的调节转向灵敏度的指令；油门灵敏度调节器执行中央处 理器发送的调节油门灵敏度的指令；座椅振动器执行中央处理器发送的振动指 令，提醒驾驶员是否疲劳驾驶或者分心驾驶；声光报警器执行中央处理器发送 报警指令，提醒驾驶员是否疲劳驾驶或者分心驾驶。

车内环境化化系统包括但不限于反相扬声器及空气净化器；反相扬声器及 空气净化器均与中央处理器电信号连接。反相扬声器执行中央处理器发送的声 波发送指令，达到主动降噪功能；空气净化器执行中央处理器发送的空气净化 指令，降低车内PM2.5含量，净化有毒气体。

健康预警系统包括但不限于智能手环及中控屏；智能手环及中控屏均与中 央处理器电信号连接。其中智能手环提示驾驶员健康状态，给出相应的改善健 康建议，必要时提示驾驶员前往医院；中控屏显示位置信息，提示驾驶员健康 状态，给出相应的改善健康建议，必要时提示驾驶员前往医院。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言， 可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种 变化、修改、替换和变形，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。