CN111823832A - 车门打开预防障碍物碰撞预警装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种车门打开预防障碍物碰撞预警装置及其工作方法，包括：数据采集器获取用户开车门信号，数据处理器根据数据采集器的数据进行信号判断，通过数据控制器控制预警音提示器进行预警判断；通过数据采集器、数据处理器、数据控制器和预警音提示器，对车外障碍物进行预警提示。

Description

车门打开预防障碍物碰撞预警装置及其工作方法

技术领域

本发明涉及汽车预警领域，尤其涉及一种车门打开预防障碍物碰撞预警装置及其工作方法。

背景技术

目前汽车车内人员在开门时，汽车本身并没有对车外一定范围内的障碍物进行提示预警，导致开门时易撞到旁边的行人和其他障碍物，对行人和车辆乘坐人员都会产生安全隐患，为此，随着汽车智能化高速发展，车门打开预防障碍物碰撞预警装置就显得非常必要，为了提高汽车安全性，现有技术中也设置了车门碰撞预警产品，但是没有与智能元器件进行实时交互以及信号采集等精细化工作，这就亟需本领域技术人员解决相应的技术问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种车门打开预防障碍物碰撞预警装置及其工作方法。

为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种车门打开预防障碍物碰撞预警装置，包括：

数据采集器获取用户开车门信号，数据处理器根据数据采集器的数据进行信号判断，通过数据控制器控制预警音提示器进行预警判断；

通过数据采集器、数据处理器、数据控制器和预警音提示器，对车外障碍物进行预警提示。

优选的，所述数据采集器包括：图像采集设备，车尾传感器，环境采集模块和感应模块；

环境采集模块安装于每个车门外部把手，通过环境采集模块获取车辆外部环境状态信息，感应模块在车门内部的开门把手，用于感知车内人员是否有开门操作，

图像采集设备安装于车内前挡风玻璃位置，以及车舱中部位置，能够分别采集获得前排人员和后排人员的人体信息，车尾传感器安装在车辆尾部左中右侧，汽车点火开关信息、档位状态信息、安全带锁止信息和座位人员信息。

本发明还公开一种车门打开预防障碍物碰撞预警装置的工作方法，包括如下步骤：

S1，如果车辆处于怠速状态，则启动预防障碍物碰撞判断过程；

S2，根据防止碰撞进行开门的习惯，通过图像采集设备采集用户开车门时，是否是远离车门的手臂进行开门操作，并且通过图像采集设备获取用户向车门转头动作；

S3，环境采集模块和车尾传感器获取车辆尾部环境信息，进行障碍物初步判断，

S4，根据图像采集设备获取车内用户图像数据，通过图形训练识别算法进行用户开门判断，同时根据外部障碍物行进数据，从而预防碰撞。

优选的，所述S2包括：

如果采集用户向车门方向转头，并且远离车门的手臂进行开门操作，此时感应模块获取开门信号，如果有开门信号则环境采集模块启动，如果没有开门信号则环境采集模块关闭。

优选的，所述S3包括：

车尾传感器获取车辆尾部环境信息，当采集外部物体加速度向车辆运行，此时车尾传感器将信息发送至中央控制器，中央控制器获取图像采集设备信息，图像采集设备判断用户向车门转头，并且远离车门的手臂进行开门操作，此时感应模块获取开门信号，对车门进行锁止操作，如果采集外部物体减速度向车辆运行，此时车尾传感器将信息发送至中央控制器，中央控制器获取图像采集设备信息，图像采集设备判断用户向车门转头，并且远离车门的手臂进行开门操作，此时感应模块获取开门信号，对车门进行增加阻尼力操作。

优选的，所述S4包括：

通过车尾传感器获取周围的环境数据，通过环境数据识别碰撞对象，提取接近对象的行进轨迹速度和物体大小的参考特征，绘制接近对象的参考特征，并且计算参考特征与用户车辆的相对速度，获取若干不同接近对象的参考特征，进行参考特征绘制，形成接近对象参考特征属性卡，在进行多次训练之后，车尾传感器获取周围环境数据后，直接匹配调用属性卡信息，感应模块被触发后，根据属性卡信息判断是否对车门进行锁定，并同时通过预警音控制器发出预警。

优选的，还包括：

S5，如果接近对象做减速运动，根据车辆运行的绝对速度的变化和相对于接近对象的相对速度的变化估计其速度的变化通过车辆车尾传感器估计该接近对象的体积和截面积，判断到达车辆的预期时间，通过速度和时间判断接近车辆的距离，通过获取车辆体积V1和接近对象的参考特征体积V2的比值V1/V2，确定车辆内用户开门碰撞的危险程度，获取接近对象的参考特征触发车辆属性卡类型以及通过中央处理器对车门采取锁死或者增加阻尼力的安全措施。

优选的，还包括：

S6，通过图形训练识别算法，将车辆内部通过摄像头进行区域划分，根据中线进行左右切割，在中线一侧靠近车门方向进行转头则判断为开门，在中线一侧远离车门方向进行转头则判断为车内交流，并且靠近车门方向转头并抬起远离车门一侧的手臂为开门趋势。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、所述数据采集器，包括环境采集模块和感应模块，环境采集模块用于车外环境的采集，感应模块用于是否是从车内打开车门的信号采集。

2、所述数据处理***，对当时的车外环境和车内人员进行信号处理分析，识别障碍物的远近以及车内人员是否要打开车门。

3、所述预警提示器与雷达警报器集成在一起，其提示音包括间断式和持续式，当周边的障碍物静止状态且在预警范围内时发出间断式的提示音，当周边的障碍物为运动状态且在预警范围内时发出的持续式的提示音。

4、所述数据采集器环境采集模块安装在每个车门门把手处，感应模块安装在每个车门的门扣手处。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明总体示意图；

图2是本发明图像采集设备采集数据示意图；

图3是本发明工作流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，

一种车门打开预防障碍物碰撞预警装置，通过数据采集器、数据处理器、数据控制器和预警音提示器，对车外障碍物进行预警提示；

具体技术方案如下：

1、数据采集器，在车门位置设置感应模块和环境采集模块，当车内人员扣开门锁时，对该信号进行采集，同时对以门把手为中心的1.5m范围内的环境进行采集；

2、数据处理器，对采集的信号进行分析处理，根据距离的远近，输出不同的提示信号；

3、数据控制器，根据数据处理器的信号输出等级，发出不同的预警信号；

4、预警音提示器，与雷达提示器集成在一起，根据控制***的信号发出不同的提示音。

障碍物碰撞预警装置包括：图像采集设备，车尾传感器，

环境采集模块安装于每个车门外部把手，通过环境采集模块获取车辆外部环境状态信息，感应模块在车门内部的开门把手，用于感知车内人员是否有开门操作，

图像采集设备安装于车内前挡风玻璃位置，以及车舱中部位置，能够分别采集获得前排人员和后排人员的人体信息，车尾传感器安装在车辆尾部左中右侧，

汽车点火开关信息、档位状态信息、安全带锁止信息和座位人员信息，

如图3所示，S1，如果车辆处于怠速状态，则启动预防障碍物碰撞判断过程，汽车在行驶过程中，由于车辆自身的防开门***启动，不会开门操作所以不启动预防障碍物碰撞判断过程；

如果车辆停止，档位设置为P档，并且相应座位安全带解锁状态，启动预防障碍物碰撞判断过程，

S2，根据防止碰撞进行开门的习惯，通过图像采集设备采集用户开车门时，是否是远离车门的手臂进行开门操作，并且通过图像采集设备获取用户向车门转头动作，

如果采集用户向车门方向转头，并且远离车门的手臂进行开门操作，此时感应模块获取开门信号，如果有开门信号则环境采集模块启动，如果没有开门信号则环境采集模块关闭；

S3，车尾传感器获取车辆尾部环境信息，当采集外部物体加速度向车辆运行，此时车尾传感器将信息发送至中央控制器，中央控制器获取图像采集设备信息，图像采集设备判断用户向车门转头，并且远离车门的手臂进行开门操作，此时感应模块获取开门信号，对车门进行锁止操作，如果采集外部物体减速度向车辆运行，此时车尾传感器将信息发送至中央控制器，中央控制器获取图像采集设备信息，图像采集设备判断用户向车门转头，并且远离车门的手臂进行开门操作，此时感应模块获取开门信号，对车门进行增加阻尼力操作。

S4，通过车尾传感器获取周围的环境数据，通过环境数据识别碰撞对象，提取接近对象的行进轨迹速度和物体大小的参考特征，绘制接近对象的参考特征，并且计算参考特征与用户车辆的相对速度，获取若干不同接近对象的参考特征，进行参考特征绘制，形成接近对象参考特征属性卡，在进行多次训练之后，车尾传感器获取周围环境数据后，直接匹配调用属性卡信息，感应模块被触发后，根据属性卡信息判断是否对车门进行锁定，并同时通过预警音控制器发出预警，

S5，如果接近对象做减速运动，根据车辆运行的绝对速度的变化和相对于接近对象的相对速度的变化估计其速度的变化通过车辆车尾传感器估计该接近对象的体积和截面积，判断到达车辆的预期时间，通过速度和时间判断接近车辆的距离，通过获取车辆体积V1和接近对象的参考特征体积V2的比值V1/V2，确定车辆内用户开门碰撞的危险程度，获取接近对象的参考特征触发车辆属性卡类型以及通过中央处理器对车门采取锁死或者增加阻尼力的安全措施；

S6，通过图形训练识别算法，如图2所示，将车辆内部通过摄像头进行区域划分，根据中线进行左右切割，在中线一侧靠近车门方向进行转头则判断为开门，在中线一侧远离车门方向进行转头则判断为车内交流，并且靠近车门方向转头并抬起远离车门一侧的手臂为开门趋势，

通过细粒度图像识别方法，对侧脸状态和抬臂状态进行收集通过卷积神经网络形成结构参数：

其中，η为获取人体图像的校正参数，L_semi.face为侧脸与车窗距离的测量值，D_long.arm为手臂展开时获取的手臂长度测量值，

为障碍物与汽车相对距离的分布函数，

为障碍物接近汽车的质量分布函数，μ为障碍物的接近速度均值，w为图像信息增强梯度阈值值，通过对四个车门的H_n感应测量值以及B_n误判衰减参数进行数据累积，α为车门感应数据调节值；

通过人体图像的校正参数将侧脸与车窗距离以及手臂长度展开的测量值进行调整后，通过设定阈值，对即将开门动作进行细粒度图像识别，从而判断用户手臂和侧脸状态，防止误判，

根据接近概率指标计算障碍物解禁时间函数

其中g为加速度，v_t，v_t+1分别为该时段和下一时段障碍物速度值，对每一个障碍物接近速度求平均值后得到对应类别的障碍物接近速度预测函数k(t)，

根据障碍物时间稠密度H_t通过对不同时段的接近时间预测值q进行时间预测，障碍物接近衰减权重β计算该时段接近时间预测值q_t和障碍物速度值的乘积，从而根据接近时间函数判断；

根据环境参数通过模糊推理预测公式

由于卷积神经网络的结构参数已经对车内用户的行为进行了图像识别，此时通过障碍物接近时间判断后，需要对车辆周围环境进行进一步精确预测，其中A_air为车辆周围空间可视度，σ为环境参数，障碍物接近车辆时的颠簸度T_land通过噪声阈值δ进行调节，根据车辆刹车速度v_host和障碍物接近速度v_block差值进行转置计算，其中F_max为障碍物接近最大概率值，对四个车门即将有障碍物接近的速度通过以e为底的对数进行计算后并对每个车门求和，F(l)为障碍物接近每个车门的概率值，

通过模糊推理预测的数据轻量化之后，能够快速筛选不稳定的数据，并提高数据筛选准确度，从而避免车门开启时的碰撞风险。

本发明方案运用汽车智能化技术，能够在车内人员打开车门时没有观察车外和后方情况下及时对车内人员进行预警提醒。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种车门打开预防障碍物碰撞预警装置，其特征在于，包括：

数据采集器获取用户开车门信号，数据处理器根据数据采集器的数据进行信号判断，通过数据控制器控制预警音提示器进行预警判断；

通过数据采集器、数据处理器、数据控制器和预警音提示器，对车外障碍物进行预警提示。

2.根据权利要求1所述的车门打开预防障碍物碰撞预警装置，其特征在于，所述数据采集器包括：图像采集设备，车尾传感器，环境采集模块和感应模块；

环境采集模块安装于每个车门外部把手，通过环境采集模块获取车辆外部环境状态信息，感应模块在车门内部的开门把手，用于感知车内人员是否有开门操作，

图像采集设备安装于车内前挡风玻璃位置，以及车舱中部位置，能够分别采集获得前排人员和后排人员的人体信息，车尾传感器安装在车辆尾部左中右侧，汽车点火开关信息、档位状态信息、安全带锁止信息和座位人员信息。

3.一种车门打开预防障碍物碰撞预警装置的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，如果车辆处于怠速状态，则启动预防障碍物碰撞判断过程；

S2，根据防止碰撞进行开门的习惯，通过图像采集设备采集用户开车门时，是否是远离车门的手臂进行开门操作，并且通过图像采集设备获取用户向车门转头动作；

S3，环境采集模块和车尾传感器获取车辆尾部环境信息，进行障碍物初步判断，

S4，根据图像采集设备获取车内用户图像数据，通过图形训练识别算法进行用户开门判断，同时根据外部障碍物行进数据，从而预防碰撞。

4.根据权利要求1所述的车门打开预防障碍物碰撞预警装置的工作方法，其特征在于，所述S2包括：

如果采集用户向车门方向转头，并且远离车门的手臂进行开门操作，此时感应模块获取开门信号，如果有开门信号则环境采集模块启动，如果没有开门信号则环境采集模块关闭。

5.根据权利要求1所述的车门打开预防障碍物碰撞预警装置的工作方法，其特征在于，所述S3包括：

车尾传感器获取车辆尾部环境信息，当采集外部物体加速度向车辆运行，此时车尾传感器将信息发送至中央控制器，中央控制器获取图像采集设备信息，图像采集设备判断用户向车门转头，并且远离车门的手臂进行开门操作，此时感应模块获取开门信号，对车门进行锁止操作，如果采集外部物体减速度向车辆运行，此时车尾传感器将信息发送至中央控制器，中央控制器获取图像采集设备信息，图像采集设备判断用户向车门转头，并且远离车门的手臂进行开门操作，此时感应模块获取开门信号，对车门进行增加阻尼力操作。

6.根据权利要求1所述的车门打开预防障碍物碰撞预警装置的工作方法，其特征在于，所述S4包括：

通过车尾传感器获取周围的环境数据，通过环境数据识别碰撞对象，提取接近对象的行进轨迹速度和物体大小的参考特征，绘制接近对象的参考特征，并且计算参考特征与用户车辆的相对速度，获取若干不同接近对象的参考特征，进行参考特征绘制，形成接近对象参考特征属性卡，在进行多次训练之后，车尾传感器获取周围环境数据后，直接匹配调用属性卡信息，感应模块被触发后，根据属性卡信息判断是否对车门进行锁定，并同时通过预警音控制器发出预警。

7.根据权利要求1所述的车门打开预防障碍物碰撞预警装置的工作方法，其特征在于，还包括：

S5，如果接近对象做减速运动，根据车辆运行的绝对速度的变化和相对于接近对象的相对速度的变化估计其速度的变化通过车辆车尾传感器估计该接近对象的体积和截面积，判断到达车辆的预期时间，通过速度和时间判断接近车辆的距离，通过获取车辆体积V1和接近对象的参考特征体积V2的比值V1/V2，确定车辆内用户开门碰撞的危险程度，获取接近对象的参考特征触发车辆属性卡类型以及通过中央处理器对车门采取锁死或者增加阻尼力的安全措施。

8.根据权利要求1所述的车门打开预防障碍物碰撞预警装置的工作方法，其特征在于，还包括：

S6，通过图形训练识别算法，将车辆内部通过摄像头进行区域划分，根据中线进行左右切割，在中线一侧靠近车门方向进行转头则判断为开门，在中线一侧远离车门方向进行转头则判断为车内交流，并且靠近车门方向转头并抬起远离车门一侧的手臂为开门趋势。

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