一种电动汽车辅助驾驶装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种电动汽车辅助驾驶装置，包括：眼电信号采集模块、用于控制电机运转的行进电机控制模块、方位检测及转向控制模块、刹车模块和控制模块，所述控制模块与眼电信号采集模块、行进电机控制模块、方位检测及转向控制模块、刹车模块之间分别通讯连接，用于控制整个电动汽车辅助驾驶装置；所述眼电信号采集模块包含有若干信号采集电路，所述行进电机控制模块中包含有行进电机控制电路。通过上述方式，本实用新型提供的一种电动汽车辅助驾驶装置，能够有效地帮助残障人员驾驶电动汽车，具有更好的安全性和实用性。
【专利说明】-种电动汽车辅助驾驶装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种驾驶装置，特别是涉及一种电动汽车辅助驾驶装置。
【背景技术】
[0002] 大部分患有严重运动障碍的残疾人或重症患者仍可W自由控制眼球运动，如果采 用特殊的设备能够获取他们的眼动信息，并有效地提取出来转化为控制命令，然后用该样 的控制命令去驱动其他辅助设备，就能更好地服务于特殊人群。 实用新型内容
[0003] 本实用新型主要解决的技术问题是提供一种电动汽车辅助驾驶装置，能够有效地 帮助残障人员驾驶电动汽车，具有更好的安全性和实用性。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是；提供一种电动汽车辅 助驾驶装置，包括：眼电信号采集模块、用于控制电机运转的行进电机控制模块、方位检测 及转向控制模块、刹车模块和控制模块。
[0005] 所述控制模块与眼电信号采集模块、行进电机控制模块、方位检测及转向控制模 块、刹车模块之间分别通讯连接，用于控制整个电动汽车辅助驾驶装置。
[0006] 所述眼电信号采集模块包含有若干信号采集电路，所述行进电机控制模块中包含 有行进电机控制电路。
[0007] 在一个较佳实施例中，所述信号采集电路包括；前级放大电路、参考电位产生电 路、二级放大电路，所述前级放大电路与参考电位产生电路、二级放大电路之间相互连接。
[0008] 在一个较佳实施例中，所述前级放大电路包含有第一芯片和电极，所述第一芯片 和电极之间连接；所述电极包含有第一电极和第二电极，且第一电极或第二电极分别用于 采集水平方向或垂直方向的眼电信号，并形成眼电水平输入信号和眼电垂直输入信号。所 述眼电信号在第一芯片中形成眼电信号电压差，且所述第一芯片将采集到的眼电信号电压 差进行放大。
[0009] 在一个较佳实施例中，所述参考电位产生电路用于消除共模干扰的第H电极、用 于将输入电压平均值反向输出到第H电极的第二芯片，其中，所述第H电极为参考电极。
[0010] 在一个较佳实施例中，所述二级放大电路中包含有用于将眼电信号电压差进行再 次放大的第H芯片。
[0011] 在一个较佳实施例中，所述第一芯片和第H芯片均设置为差分放大器。
[0012] 在一个较佳实施例中，所述控制模块接收眼电垂直输入信号后形成电机行进控制 信号，所述电机行进控制信号包含有第一脉宽调制信号、第一方向信号、使能信号和制动信 号。
[0013]所述控制模块接收眼电水平输入信号后形成电机转向控制信号，所述转向控制信 号包含有第二脉宽调制信号、第二方向信号。
[0014] 在一个较佳实施例中，所述行进电机控制电路中包含有：行进电机、第四芯片、光 电隔离器件、电机驱动电路、H相桥驱动电路、信号转换电路、磁敏感器件、编码器。
[0015] 所述控制模块与光电隔离器件、信号转换电路之间相连接，所述光电隔离器件、第 四芯片、H相桥驱动电路、行进电机、磁敏感器件、编码器之间依次连接，所述编码器与信号 转换电路相连接。
[0016] 在一个较佳实施例中，所述方位检测及转向控制模块中包含有步进电机驱动模 块、步进电机、方位检测电路、传感器，所述控制模块与步进电机驱动模块、步进电机和方位 检测电路依次相连接。
[0017] 在一个较佳实施例中，所述步进电机驱动模块中包含有环形分配器细分电路和功 率放大电路，环形分配器细分电路与功率放大电路依次通讯连接，所述环形分配器细分电 路与功率放大电路将第二脉宽调制信号、第二方向信号转换为步进电机的控制信号。
[0018] 本实用新型的有益效果是；能够根据采集到的水平和垂直方向的信号进行处理， 并且根据方位检测及转向控制模块、行进电机控制模块等来控制车辆的运行与转向等问 题。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需 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实用新型的一些实 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W根据该些附图 获得其它的附图，其中：
[0020] 图1是本实用新型的一种电动汽车辅助驾驶装置一较佳实施例的整体结构原理 图；
[0021] 图2是本实用新型的一种电动汽车辅助驾驶装置一较佳实施例的信号采集电路 的电路图；
[0022] 图3是本实用新型的一种电动汽车辅助驾驶装置一较佳实施例的行进电机控制 电路的电路图；
[0023] 图4是本实用新型的一种电动汽车辅助驾驶装置一较佳实施例的方位检测及转 向控制模块的电路图。
【具体实施方式】
[0024] 下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的 实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施 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它实施例，都属于 本实用新型保护的范围。
[00巧]请参阅图1、图2、图3、图4,本实用新型实施例包括：
[0026] -种电动汽车辅助驾驶装置，包括：眼电信号采集模块、用于控制电机运转的行进 电机控制模块、方位检测及转向控制模块、刹车模块和控制模块。
[0027]所述控制模块与眼电信号采集模块、行进电机控制模块、方位检测及转向控制模 块、刹车模块之间分别通讯连接，用于控制整个电动汽车辅助驾驶装置。
[0028] 优选的，所述控制模块为微控制器。
[0029]所述眼电信号采集模块包含有若干信号采集电路，所述行进电机控制模块中包含 有行进电机控制电路。
[0030]优选的，所述信号采集电路设置为两个，分别为第一信号采集电路和第二信号采 集电路，分别用于采集眼睛水平方向的信号和眼睛垂直方向的信号。
[0031] 所述信号采集电路包括；前级放大电路、参考电位产生电路、二级放大电路，所述 前级放大电路与参考电位产生电路、二级放大电路之间相互连接。
[0032] 所述前级放大电路包含有第一芯片和电极，所述第一芯片和电极之间连接；所述 电极包含有第一电极和第二电极，且第一电极或第二电极分别用于采集水平方向或垂直方 向的眼电信号，并形成眼电水平输入信号和眼电垂直输入信号。
[0033] 所述眼电信号在第一芯片中形成眼电信号电压差，且所述第一芯片将采集到的眼 电信号电压差进行放大。
[0034] 所述参考电位产生电路用于消除共模干扰的第H电极、用于将输入电压平均值反 向输出到第H电极的第二芯片，其中，所述第H电极为参考电极。
[00巧]所述二级放大电路中包含有用于将眼电信号电压差进行再次放大的第H芯片。
[0036] 所述第一芯片和第H芯片均设置为差分放大器，优选的，二者均可W采用AD6020 芯片。
[0037] 优选的，所述第二芯片采用0P07芯片。
[0038] 所述控制模块接收眼电垂直输入信号后形成电机行进控制信号，所述电机行进控 制信号包含有第一脉宽调制信号、第一方向信号、使能信号和制动信号；
[0039] 所述控制模块接收眼电水平输入信号后形成电机转向控制信号，所述转向控制信 号包含有第二脉宽调制信号、第二方向信号。
[0040] 所述行进电机控制电路中包含有；行进电机、第四芯片、光电隔离器件、电机驱动 电路、H相桥驱动电路、信号转换电路、磁敏感器件、编码器。
[0041] 所述控制模块与光电隔离器件、信号转换电路之间相连接，所述光电隔离器件、第 四芯片、H相桥驱动电路、行进电机、磁敏感器件、编码器之间依次连接，所述编码器与信号 转换电路相连接。
[0042] 优选的，所述第四芯片为Si9979芯片。
[0043] 所述方位检测及转向控制模块中包含有步进电机驱动模块、步进电机、方位检测 电路、传感器，所述控制模块与步进电机驱动模块、步进电机和方位检测电路依次相连接。
[0044] 优选的，所述步进电机为两相步进电机，所述传感器为前轮偏转角传感器，所述方 位检测电路中能够接收两相步进电机的角位移信号和前轮偏转角传感器发出的信号，并且 将信号传递给微控制器。
[0045] 所述步进电机驱动模块中包含有环形分配器细分电路和功率放大电路，环形分配 器细分电路与功率放大电路依次通讯连接，所述环形分配器细分电路与功率放大电路将第 二脉宽调制信号、第二方向信号转换为步进电机的控制信号。
[0046] 在一个具体实施例中，
[0047] 眼电信号采集电路由前级放大电路、参考电位产生电路和二级放大电路组成。
[0048]前级的差分放大器AD620将其2脚与3脚之间的电压差放大为8. 4倍，其中2脚 和3脚对应的输入分别为使用Ag/AgCl电极采集的眼周两处不同位置的电压。当电极L、R 分别置于双眼外侧时，采集水平方向的眼电信号。当L、R分别贴在一只眼睛上方和下方时， 采集垂直方向的眼电信号。
[0049] 参考电位产生电路由0P07芯片实现，作用是将2脚与3脚输入电压的平均值反向 输出到参考电极F，电极F贴在额头中央，由此来消除共模干扰。
[0050] 二级放大电路仍然选用AD620芯片，放大倍数为50. 4倍，因此，图1中的眼电信号 采集电路对眼电信号总的放大倍数约423倍。
[0051] 电动汽车辅助驾驶装置中，包括眼电信号的采集模块、行进电机控制模块、方位检 测及转向控制模块、刹车模块和微控制器。
[0052] 两路眼电信号的采集电路分别采集眼睛水平方向和垂直方向的运动信号，用来作 为产生控制信号的输入信号；行进电机控制模块根据微控制器的输出信号来控制行进电机 的启停、前后方向W及加减速等动作。
[0053] 方位检测及转向控制模块主要实现前轮偏转角的检测和转向控制；刹车模块辅助 实现车辆减速和停车的功能。
[0054] 微控制器实现眼电信号、前轮偏转角信号W及行进电机速度信号的采集，产生步 进电机转向控制信号、行进电机驱动信号、刹车系统控制信号，可根据实际需要变化控制实 现不同模式下的控制。
[0055] 具体操作实现如下；眼睛水平方向的信号的采集用来控制电动车的转向功能，电 动车前轮的偏转角跟随眼睛左右转动信号运动W实现车辆的转向；垂直方向信号的采集 控制电动车的加减速W及启停功能，采集到眼球向上动的信号输入则实现电动车的加速动 作，采集到眼球向下动的信号输入则实现电动车的减速动作，不动则维持原先的状态，在电 动车停止状态下检测到眼球向上动的持续信号达2砂W上则启动车辆，在电动车减速至车 速为零时状态下检测到眼球向下动的持续信号达2砂W上则停止车辆。
[0056] 在BLDC行进电机控制电路中，能够实现电机的运动控制W及速度检测反馈功能。
[0057] 首先微控制器根据驾驶员的眼电垂直输入信号产生电机行进控制信号，电机行进 控制信号包括脉宽调制信号（PWM)、前进/后退方向信号（DIR)、使能信号（EN)、制动信号 (BRA)o
[0058] 接着该些信号经过光电隔离器件送至电机驱动电路，主要由其中的Si9979芯片 来完成将W上信号对应转换成M0SFETH相桥电机驱动信号。
[0059] 再者由M0SFETH相桥驱动电路来实现行进电机的运转控制。同时与行进电机相 连接在一起的HA化元件将该电机的转速信号采集后送给编码器，编码器将W上采集的转 速信号进行编码后送至信号转换电路，信号转换电路将编码信号转换为统一的归一化标准 信号再送到微处理器W用来实现检测控制。
[0060] 在方位检测及转向控制电路中，能够实现前轮转向控制、前轮偏转角检测及步进 电机(转向辅助电机）转角检测功能。
[0061] 首先，微控制器根据驾驶员的眼电水平输入信号产生转向控制信号，转向控制信 号包括脉冲信号和方向信号，脉冲信号的多少代表需转向角度的大小，方向信号数值则代 表需转向的方向，即向左或者向右。
[0062] 其次，步进电机驱动环节的环形分配器细分电路和功率放大电路将W上两个信号 对应转换成两相步进电机的控制信号A、五、B和長。
[006引再者，A、盈、B和B控制信号则可W实现步进电机转角的控制。
[0064] 最后，步进电机的角位移信号和前轮偏转角传感器的主副信号（T和了）送至方位 检测电路转换成前轮偏转角信号和步进电机转角的标准信号，并且该标准信号被送至微处 理器用来实现辅助转向控制。
[0065] 在光伏电站建设的具体实施中中，增加本实用新型提到的电动汽车辅助驾驶装 置，能够有效地帮助残障人员驾驶电动汽车，具有更好的安全性和实用性。
[0066]W上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是 利用本实用新型说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相 关的【技术领域】，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【权利要求】
1. 一种电动汽车辅助驾驶装置，其特征在于，包括：眼电信号采集模块、用于控制电机 运转的行进电机控制模块、方位检测及转向控制模块、刹车模块和控制模块，所述控制模块 与眼电信号采集模块、行进电机控制模块、方位检测及转向控制模块、刹车模块之间分别通 讯连接，用于控制整个电动汽车辅助驾驶装置；所述眼电信号采集模块包含有若干信号采 集电路，所述行进电机控制模块中包含有行进电机控制电路。
2. 根据权利要求1所述的电动汽车辅助驾驶装置，其特征在于，所述信号采集电路包 括：前级放大电路、参考电位产生电路、二级放大电路，所述前级放大电路与参考电位产生 电路、二级放大电路之间相互连接。
3. 根据权利要求2所述的电动汽车辅助驾驶装置，其特征在于，所述前级放大电路包 含有第一芯片和电极，所述第一芯片和电极之间连接；所述电极包含有第一电极和第二电 极，且第一电极或第二电极分别用于采集水平方向或垂直方向的眼电信号，并形成眼电水 平输入信号和眼电垂直输入信号；所述眼电信号在第一芯片中形成眼电信号电压差，且所 述第一芯片将采集到的眼电信号电压差进行放大。
4. 根据权利要求2所述的电动汽车辅助驾驶装置，其特征在于，所述参考电位产生电 路用于消除共模干扰的第三电极、用于将输入电压平均值反向输出到第三电极的第二芯 片，其中，所述第三电极为参考电极。
5. 根据权利要求3所述的电动汽车辅助驾驶装置，其特征在于，所述二级放大电路中 包含有用于将眼电信号电压差进行再次放大的第三芯片。
6. 根据权利要求3或5所述的电动汽车辅助驾驶装置，其特征在于，所述第一芯片和第 三芯片均设置为差分放大器。
7. 根据权利要求3所述的电动汽车辅助驾驶装置，其特征在于， 所述控制模块接收眼电垂直输入信号后形成电机行进控制信号，所述电机行进控制信 号包含有第一脉宽调制信号、第一方向信号、使能信号和制动信号； 所述控制模块接收眼电水平输入信号后形成电机转向控制信号，所述转向控制信号包 含有第二脉宽调制信号、第二方向信号。
8. 根据权利要求7所述的电动汽车辅助驾驶装置，其特征在于，所述行进电机控制电 路中包含有：行进电机、第四芯片、光电隔离器件、电机驱动电路、三相桥驱动电路、信号转 换电路、磁敏感器件、编码器，所述控制模块与光电隔离器件、信号转换电路之间相连接，所 述光电隔离器件、第四芯片、三相桥驱动电路、行进电机、磁敏感器件、编码器之间依次连 接，所述编码器与信号转换电路相连接。
9. 根据权利要求8所述的电动汽车辅助驾驶装置，其特征在于，所述方位检测及转向 控制模块中包含有步进电机驱动模块、步进电机、方位检测电路、传感器，所述控制模块与 步进电机驱动模块、步进电机和方位检测电路依次相连接。
10. 根据权利要求9所述的电动汽车辅助驾驶装置，其特征在于，所述步进电机驱动模 块中包含有环形分配器细分电路和功率放大电路，环形分配器细分电路与功率放大电路依 次通讯连接，所述环形分配器细分电路与功率放大电路将第二脉宽调制信号、第二方向信 号转换为步进电机的控制信号。
【文档编号】B60L15/20GK204179970SQ201420623781
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年10月27日 优先权日:2014年10月27日
【发明者】黄佳妹, 祝勇俊, 石玉, 刘文波 申请人:南京航空航天大学