CN101424154B - 具记忆功能的车门关闭监测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种具记忆功能的车门关闭监测装置及方法，于车门开启前发射一贴近车门外侧的侦测信号并记录其侦测状态，再于即将关闭车门时，自车门框顶部朝正下方发射第一侦测信号及一贴近车门外侧的第二侦测信号，若根据第一侦测信号判断车门处有人存在，或是第二侦测信号的判断结果与先前记录结果对比相异即表示车门外侧有人存在，将禁止车门闭合；反之，若无人存在即可关闭，藉此自动侦测方式，可防范驾驶人员因人为误判，而导致车门夹伤乘客等意外事故。

Description

具记忆功能的车门关闭监测装置及方法

技术领域

本发明是一种具记忆功能的车门关闭监测装置及方法，尤指一种装设于车门周围进行侦测，从而可避免车门夹伤乘客的监测装置及方法。 

背景技术

在大众交通工具中，因车门开关不慎导致意外夹伤乘客的，以公交车及巴士为例，一般具有前、后两车门，车门的开启和关闭由司机控制，为了防止车门关闭时夹到人或物体，司机在关闭车门前要通过车厢内的后视镜或车辆外侧的倒后镜观察是否有人或物位于车门区域。在乘客上、下车之际，人数较多时极有可能因为驾驶者的视线被遮蔽，而发生误关车门的人为错误判断，尤其对于后门，此时乘客若仍处于上、下车阶段时，便遭车门夹伤，像此种单靠人为方式判断车门关闭与否，而夹伤乘客的意外事故时有所闻。 

一种解决的办法是在邻近车门处安装一摄像机，在驾驶座位旁边安装一小型监视器(Monitor)，但考虑到监视器和摄像机的成本较高，且夏季时该摄像机有可能拍摄到车门口的女士走光照，因此这种设备并未得到广泛使用。 

另一种解决办法是在车门上安装传感器(类似于电梯)，当车门关闭时若有人员或物体被夹住，则车门自动打开，但当被夹住的是背包带、围巾、衣脚等柔性物体时，上述传感器可能无法侦测得知，故无法保证下车乘客的安全，举例来说，乘客可能在下车时因为背包带被夹住而遭开动后的车辆拖倒。 

第三种解决办法是在车门上方安装红外线或超声波的感应器，当车门处有人时，提示驾驶员不要关闭车门，但当巴士上人很多时，红外线或超声波感应器有可能检测到车门附近的人员或物体，从而导致系统误报。 

发明内容

鉴于现有侦测车门关闭的装置仍有系统误报等缺点，本发明的一个目的是提供一种具记忆功能的车门关闭监测方法，藉由预先储存一车门外侧的净空状态，可作车门关闭时判断是否仍有人员停留于车门外侧为参考标准，藉此降低误判情况发生。 

为达到前述目的，本发明的具记忆功能的车门关闭监测方法包含： 

于车门开启时发射第一侦测信号，以侦测并记录储存车门外侧环境状态； 

于欲关闭车门时发射第二侦测信号，以侦测车门框顶部正下方有无障碍物存在，其中，若第二侦测信号判断无障碍物存在即允许车门关闭，若有障碍物即禁止车门关闭； 

于车门关闭时发射第三侦测信号，以侦测及记录车门外侧环境状态； 

对比前述第一侦测信号所测得的车门外侧环境状态与第三侦测信号所测得的车门外侧环境状态，若两者明显不同即禁止车门关闭。 

再者，本发明的另一目的是提供一种具记忆功能的车门关闭监测装置，该装置包含： 

一第一超声波传感器，安装于一车门的门框顶部，负责侦测车门门框顶部正下方处； 

一第二超声波传感器，负责侦测车门外侧的邻近区域； 

一微处理器，内建有一内部存储器； 

一信号收发单元，连接该微处理器及分别控制前述第一超声波传感器及第二超声波传感器以发出超声波探测信号，并接收其回波信号； 

一回波放大单元，连接于信号收发单元与微处理器之间，放大该信号收发单元所接收的回波信号，该放大后的回波信号传输至微处理器进行处理； 

一车门开关判断及控制电路，连接前述微处理器，可侦测车门是否开启或关闭，并输出一对应信号予微处理器，并依据前述微处理器的控制而决定车门的开启/关闭动作； 

其中，该第一超声波传感器受微处理器控制，于车门开启时发射第一侦测信号，以侦测并记录储存车门外侧环境状态；该第二超声波传感器于欲关闭车门时发射第二侦测信号，以侦测车门框顶部正下方有无人员存在；于车门关闭时，该第一超声波传感器发射第三侦测信号，以侦测及记录车门外侧环境状态，该微处理器对比前述第一侦测信号所测得的车门外侧环境状态与第三侦测信号所测得的车门外侧环境状态，若两者明显不同即禁止车门关闭。 

附图说明

图1：是本发明的实施示意图。 

图2：是本发明超音波感测器的安装示意图。 

图3：是本发明的整体方块图。 

图4：是本发明一实施例的局部详细电路图。 

图5：是本发明的方法流程图。     

【主要元件符号说明】 

(1)第一超声波传感器 

(2)第二超声波传感器 

(10)微处理器 

(20)信号收发单元 

(22)第一信号收发电路 

(24)第二信号收发电路 

(30)回波放大单元 

(32)第一放大电路 

(322)带通滤波器 

(324)放大器 

(34)第二放大电路 

(342)带通滤波器 

(344)放大器 

(40)车门开关判断及控制电路 

(42)开门按钮 

(44)关门按钮 

(46)车门开关 

(50)警报器 

具体实施方式

请参阅图1、2所示，为本发明的车门开关监测装置实际应用的示意图，以应用于公车或巴士为例，该车门开关监测装置是于车门的门框顶部设第一超声波传感器1及第二超声波传感器2，其中，第一超声波传感器1安装于车门顶框，用于检测车门顶框其正下方处是否有任何物体或乘客存在，而第二超声波传感器2的侦测范围略为偏外，安装于车体的外表面，针对车门外侧的附近区域侦测于车门关闭后是否仍有距离过近的障碍物。 

请参考图3、4所示，为该控制电路的电路方块图及局部详细电路图，其包括有： 

一微处理器10，在本实施例中，采用ATMEL公司的AtMega8微处理器组成，内建有一内部存储器； 

一信号收发单元20，连接该微处理器10，该信号收发单元20包含一第一信号收发电路22及一第二信号收发电路24，分别控制前述第一超声波传感器1及第二超声波传感器2以发出超声波探测信号，而超声波探信号的反射信号的也经由该第一信号收发电路22及第二信号收发电路24所接收； 

一回波放大单元30，连接在该信号收发单元20与微处理器10之间，包含第一放大电路32及第二放大电路34，各放大电路32、34中主要是由一40KHz的带通滤波器322、342及一放大器324、344组成，该40KHz的带通滤波器322、342分别连接第一信号收发电路22及第二信号收发电路24以滤除40KHz以外的噪音信号，藉此提高回波信号的信噪比；放大器324、344可将微弱的回波信号放大，放大后的回波信号传输至微处理器10进行处理； 

一车门开关判断及控制电路40，其输出端连接至前述微处理器10的输入端，可侦测车门是否开启并输出一信号至微处理器10，并依据前述微处理器10的控制而决定车门的开启/关闭动作，该车门开关判断及控制电路40主要包含有连接微处理器10的一开门按钮42、一关门按钮44及一车门开关46，该车门开关46可由一继电器构成； 

一警报器50，连接该微处理器10的一输出端，该警报器50可安装在驾驶座位附近，在微处理器10的控制下可发出声音、光线之类的信号提示驾驶司机。 

前述两超声波传感器1、2在微处理器10的控制下，可发射频率为40KHz的超声波信号，发射出的超声波信号以340m/s的速度在空气中传播，当超声波信号遇到障碍物时，一部分超声波信号将被反射而由第一信号收发电路22及第二信号收发电路24所接收。接收到的回波信号经回波放大单元30放大后，送到微处理器10处理。微处理器10会将模拟形式的回波信号(模拟信号)转换为数字信号，再根据车门的状态执行不同的操作。 

请参考图4所示，本发明在实际运用时，于司机按下开门按钮42时，微处理器10可检知车门开启401并驱动该第二超声波传感器2对车门外部环境进行检测，并将外部环境的检测结果储存于其内建内存402。 

当司机按下关门按钮44时，微处理器10可得知车门关闭403并驱动第一超声波传感器1先扫瞄车门正下方环境404，判断是否有障碍物405，若发现车门下方有物体，将禁止车门关闭，并通过该警报器50提示司机；反之，若车门正下方无物体，则微处理器10控制该车门开关及判断控制电路40令车门关闭406，同时驱动第二超声波传感器2再次扫描车门外部环境，并将检测结果和微处理器10内建内存中记录的开门前外部环境进行对比407，判断两次的检测结果是否有显著不同408，若有明显不同，则判定存在可能车门有夹住障碍物的可能，微处理器10会驱动警报器50报警409，提醒司机不应激活车辆。 

为了防止车门处仍有人或物体时司机关闭车门，微处理器10通过该车门开关46(继电器)控制车门的开关，当司机关闭车门时，若微处理器10判断不应关门，微处理器10将输出一信号令车门开关46成为断路，如此一来，由于无法构成一完整回路，将使得车门无法关闭从而防止车门误夹乘客。 

本发明使用超声波传感器1、2为感测元件，不同于直线传播的红外线，超声波的传播方向为扇型，可保证车门检测区域不会有盲区，此外超声波传播的方向性与超声波探头的腔体形状两者存有密切关系，制造超声波探头时可使超声波在平行于车体的传播方向上覆盖角度尽可能大，而在垂直于车体的传播方向上覆盖角度尽可能小，保证距离车辆较远的物体不会触发误报警。 

Claims (12)

1.一种具记忆功能的车门关闭监测方法，其特征在于，包含：

于车门开启时发射第一侦测信号，以侦测并记录储存车门外侧环境状态；

于欲关闭车门时发射第二侦测信号，以侦测车门框顶部正下方有无障碍物存在，其中，若第二侦测信号判断无障碍物存在即允许车门关闭，若有障碍物即禁止车门关闭；

于车门关闭时发射第三侦测信号，以侦测及记录车门外侧环境状态；

对比前述第一侦测信号所测得的车门外侧环境状态与第三侦测信号所测得的车门外侧环境状态，若两者明显不同即禁止车门关闭。

2.根据权利要求1所述具记忆功能的车门关闭监测方法，其特征在于，前述第一侦测信号、第二侦测信号及第三侦测信号为超声波信号。

3.根据权利要求1或2所述具记忆功能的车门关闭监测方法，其特征在于，该第二侦测信号由车门框顶部向下朝外发射，以侦测邻近车门外侧是否存有障碍物。

4.根据权利要求3所述具记忆功能的车门关闭监测方法，其特征在于，于发射第二侦测信号前，包含一判断车门是否即将关闭的步骤。

5.根据权利要求4所述具记忆功能的车门关闭监测方法，其特征在于，当第一侦测信号所测得的车门外侧环境状态与第三侦测信号所测得的车门外侧环境状态对比结果明显不同时，进一步发出一警报信号。

6.根据权利要求5所述具记忆功能的车门关闭监测方法，其特征在于，该第一侦测信号及第三侦测信号由同一传感器所发出。

7.一种具记忆功能的车门关闭监测装置，其特征在于，包含：

一第一超声波传感器，安装于一车门的门框顶部，负责侦测车门门框顶部正下方处；

一第二超声波传感器，负责侦测车门外侧的邻近区域；

一微处理器，内建有一内部存储器； 

一信号收发单元，连接该微处理器及分别控制前述第一超声波传感器及第二超声波传感器以发出超声波探测信号，并接收其回波信号；

一回波放大单元，连接于信号收发单元与微处理器之间，放大该信号收发单元所接收的回波信号，该放大后的回波信号传输至微处理器进行处理；

一车门开关判断及控制电路，连接前述微处理器，可侦测车门是否开启或关闭，并输出一对应信号予微处理器，并依据前述微处理器的控制而决定车门的开启/关闭动作；

其中，该第一超声波传感器受微处理器控制，于车门开启时发射第一侦测信号，以侦测并记录储存车门外侧环境状态；该第二超声波传感器于欲关闭车门时发射第二侦测信号，以侦测车门框顶部正下方有无人员存在；于车门关闭时，该第一超声波传感器发射第三侦测信号，以侦测及记录车门外侧环境状态，该微处理器对比前述第一侦测信号所测得的车门外侧环境状态与第三侦测信号所测得的车门外侧环境状态，若两者明显不同即禁止车门关闭。

8.根据权利要求7所述具记忆功能的车门关闭监测装置，其特征在于，进一步包含一连接该微处理器的警报器，在微处理器控制下发出一警示信号。

9.根据权利要求8所述具记忆功能的车门关闭监测装置，其特征在于，该信号收发单元包含：

一第一信号收发电路，连接并驱动前述第一超声波传感器以发出超声波探测信号，并接收该超声波探测信号的回波信号；

一第二信号收发电路，连接并驱动前述第二超声波传感器以发出超声波探测信号，并接收该超声波探测信号的回波信号。

10.根据权利要求9所述具记忆功能的车门关闭监测装置，其特征在于，该车门开关判断及控制电路包含连接该微处理器的一开门按钮、一关门按钮及一车门开关。

11.根据权利要求10所述具记忆功能的车门关闭监测装置，其特征在于，该车门开关为一继电器。 

12.根据权利要求11所述具记忆功能的车门关闭监测装置，其特征在于，该回波放大单元包含： 

一第一放大电路，由一带通滤波器串接一放大器组成，该带通滤波器连接第一信号收发电路； 

一第二放大电路，由一带通滤波器串接一放大器组成，该带通滤波器连接第二信号收发电路。 

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