CN104590155A - 防止车门打开时与物体相撞的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防止车门打开时与物体相撞的装置及相应方法，该装置包括：超声波雷达，其被配置为发射超声波信号，并接收从物体反射回来的超声波信号；微控制器，其与超声波雷达连接，并被配置为执行以下操作：通过控制超声波雷达发送超声波信号和接收从物体反射的超声波信号来测量物体与车门的距离；根据物体与车门的距离判断物体对于打开车门来说是否安全；响应于所述判断为否，延迟车门打开的时间。

Description

防止车门打开时与物体相撞的装置

技术领域

本发明涉及车辆领域，具体涉及一种防止车门打开时与物体相撞的装置。

背景技术

随着汽车保有量的大幅增加，车辆安全问题越来越突出。目前，有相当比例的汽车碰撞事故发生在停车后车内人员打开车门的瞬间。当车内人员打开车门时，往往没有注意后方的行人及来车，尤其是速度较快的摩托车、电瓶车等，而过往的行人及来车在正常的行进当中，也没有意识到旁边停泊的车辆的车门会突然打开，这时很容易发生来车或行人与突然打开的车门相撞的事故。以前的方案通常是让车内人员自己通过后视镜来提前判断，而近年来较流行一种方案是安装摄像头，以便车内人员通过显示屏看到车辆周周情况。

然而，后视镜方案的缺点是车内人员有可能忘记观察，而且后视镜有视角问题，盲区较大。而摄像头方案价格昂贵，而且也存在车内人员忘记观看显示屏的问题。

显然，本领域中需要一种能够克服现有技术的缺点的改进的技术方案。

发明内容

在本发明的实施例，提供了一种防止车门打开时与物体相撞的装置，包括：超声波雷达，其被配置为发射超声波信号，并接收从物体反射回来的超声波信号；微控制器，其与超声波雷达连接，并被配置为执行以下操作：通过控制超声波雷达发送超声波信号和接收从物体反射的超声波信号来测量物体与车门的距离；根据物体与车门的距离判断物体对于打开车门来说是否安全；响应于所述判断为否，延迟车门打开的时间。

本发明的技术方案通过在打开车门时通过超声波测距判断不安全的情况下延迟车门打开的时间，而主动提醒车内人员注意，从而有效避免了车门打开时与物体相撞事故的发生。此外，本发明的技术方案仅仅延迟车门打开的时间，而没有将车门持久锁住，从而避免了在紧急情况下将车内人员锁在车内的风险。而且，本发明的技术方案可以较低的成本来实现。

附图说明

图1示出了根据本发明的实施例的防止车门打开时与物体相撞的装置；

图2示出了根据本发明的实施例的微控制器所执行的过程。

具体实施方式

下面参照附图描述本发明的实施例。在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便使所属技术领域的技术人员更全面地了解和实现本发明。但是，对所属技术领域的技术人员明显的是，本发明的实现可不具有这些具体细节中的一些。此外，应当理解的是，本发明并不局限于所介绍的特定实施例。相反，可以考虑用下面所述的特征和要素的任意组合来实施本发明，而无论它们是否涉及不同的实施例。因此，下面的方面、特征、实施例和优点仅作说明之用，而不应看作是权利要求的要素或限定，除非在权利要求中明确提出。

现参照图1，其示出了根据本发明的实施例的防止车门打开时与物体相撞的装置100。如图所示，该装置100包括超声波雷达101和微控制器102。

该超声波雷达101被配置为发射超声波信号，并接收从物体反射回来的超声波信号。如本领域的技术人员所知的，超声波雷达通常包括用于发射超声波信号的发射器和用于接收从物体反射回来的超声波信号的接收器。尽管图1中分别示出了每个超声波雷达101的发射器和接收器，如本领域的技术人员可知的，发射器和接收器也可以是一体的。

该装置101中的超声波雷达101可包括一个或多个。根据本发明的一实施例，所述超声波雷达101有两个，且分别安装在车辆的左右后视镜上。当然，在本发明的其他实施例中，所述超声波雷达也可以是其他数量，且也可以安装在车辆的其他位置。所述超声波雷达101可以为现有的用于测距的超声波雷达。此外，如本领域的技术人员所知的，为了提高超声波雷达的探测范围，可以选用功率较大的超声波雷达。

如图1所示，每个超声波雷达101都与一个放大器/过滤器相连，而放大器/过滤器与微控制器102相连。如本领域的技术人员所知的，放大器/过滤器用于将对来自超声波雷达101的、由所接收的超声波产生的信号进行放大和过滤等处理，将其转换为可由微控制器102接收和处理的信号，并用于将来自微处理器102的信号进行处理，将其转换为可由超声波雷达101接收和处理以便发射相应的超声波的信号。也就是说，放大器/过滤器用作超声波雷达101和微控制器102之间的接口。该放大器/过滤器可以是现有的用于超声波雷达的放大器/过滤器。此外，尽管图1中示出该放大器/过滤器为独立的组件，该放大器/过滤器或其功能也可被包含在超声波雷达101或微控制器102之内。

所述微控制器102直接地或通过所述放大器/过滤器与超声波雷达101连接，并被配置为通过控制超声波雷达101发送超声波信号和接收从物体反射的超声波信号来测量物体距离，根据物体距离判断物体对于打开车门来说是否安全，以及响应于所述判断为否，延迟车门打开的时间。

所述微控制器102可以由现有的车用微控制器（MCU）或其他硬件单元以及体现本发明的过程的软件的组合来实现，也可以由能够实现本发明的过程的专用硬件或固件单元来实现。

如本领域的技术人员所知的，超声波雷达通过向周围发送超声波、接收由物体反射的超声波、并根据发送超声波的时间与接收反射的超声波的时间之间的差以及超声波的传播速度来计算物体距超声波雷达的距离，其公式为：

d=c*t/2，   （1）

其中，d为物体距超声波雷达的距离，c为超声波速度，t为超声波的反射时间，即发送超声波的时间与接收反射的超声波的时间之差。

又如本领域的技术人员所知的，超声波速度受气温影响较大，且气温越高，速度越快。超声波速度与气温之间的关系通常可由如下拟合成公式来表示：

c=331.6+0.6107*T，   （2）

其中，T为当地气温。

所述微控制器102可控制超声波雷达101发射超声波信号，接收由物体反射的超声波信号，记录发射超声波信号的时间和接收到物体反射的超声波信号的时间之间的时间差，并可获得当地气温（例如从与微控制器102或CAN总线相连的温度传感器获得当地气温），然后使用上述公式（1）和（2）来计算物体距超声波雷达的距离。

根据本发明的一些实施例，所述微控制器102以如下方式判断物体对于打开车门是否安全：根据两次测量的物体距离是否相等判断物体是静止的还是运动的；响应于判断物体是静止的，进一步判断物体距离是否小于预定安全距离，且在物体距离小于预定安全距离时，判断物体对于打开车门不安全。所述两次测量的间隔时间可以为一预定较小时间，例如0.1秒等。所述预定安全距离可以为一预定适当距离，例如50cm等。所述间隔时间和预定安全距离可以预先存储在微控制器102中，且优选地是可设置的。

根据本发明的另一些实施例，所述微控制器102以如下方式判断物体对于打开车门是否安全：根据两次测量的物体距离是否相等判断物体是静止的还是运动的；响应于判断物体是运动的，通过比较两次测量的物体距离的大小进一步判断物体是在远离还是靠近车辆；响应于判断物体在靠近车辆，根据两次测量的物体距离计算物体速度，并根据最近测量的物体距离和计算的物体速度估计物体的到达时间；判断估计的物体到达时间是否小于预定安全时间，且在估计的物体到达时间小于预定安全时间时，判断物体对于打开车门不安全。所述两次测量的间隔时间可以为一预定较小时间，例如0.1秒等。所述预定安全时间可以为一预定适当时间，例如1秒等。所述间隔时间和预定安全时间可以预先存储在微控制器102中，且优选地是可设置的。

现参照图2，其更具体地示出了根据本发明的实施例的微控制器102所执行的过程。

如图所示，在过程开始后，在步骤201，通过超声波雷达102第一次测量物体的距离d1。

在预定间隔时间ΔT之后，在步骤202，通过超声波雷达102再次测量物体的距离d2。

在步骤203，判断距离d1和d2是否相等。如果该判断为是，表明该物体是静止的，则转入步骤204；如果该判断为否，表明该物体是运动的，则转入步骤205。

在步骤204，判断距离d2或d1是否小于预定安全距离。如果该判断为否，则表明物体对于打开车门是安全的，从而过程结束，车内人员可正常打开车门。如果该判断为是，则表明物体对于打开车门不安全，转入步骤206。

在步骤206，延迟开门时间。在本发明的一些实施例中，在该步骤中还可以通过扬声器104进行语音报警，以提醒车内人员。

在步骤205，判断距离d1是否小于d2。如果d1小于d2，表明物体正在远离车辆，物体对于打开车门是安全的，从而过程结束。如果d1不小于而是大于d2，表明物体正在靠近车辆，则转到步骤207。

在步骤207，计算物体运动的速度。该速度可使用公式V＝(d1-d2)/ΔT来计算，其中V表示要计算的物体运动的速度。

在步骤208，计算物体的预计到达时间。该预计到达时间可使用公式t=d2/V来计算，其中t表示要计算的预计到达时间。

在步骤209，判断所计算的预计到达时间t是否小于预定安全时间T。如果该判断为否，表明物体需较长时间到达车辆，因而对于打开车门是安全的，则过程结束，车内人员可正常打开车门。如果该判断为是，表明物体将很快到达车辆，因而对于打开车门不安全，则转到步骤206，以延迟开门时间，并可能进行语音报警。

以上过程可由微控制器102响应于车内人员试图打开车门的动作而启动。例如，微控制器102可响应于从以下所述的车身控制模块（BCM）或接触传感器（该接触传感器可以是专门安装在车门处的，用于检测车内人员的开门操作）接收到由车内人员的开门操作产生的开锁信号而开始执行上述过程。

应注意的是，以上描述和图2中所示的过程仅为示例，而不是对本发明的过程的限制。在本发明的其他实施例中，该过程可具有更多、更少或不同的步骤，且各步骤之间的包含、顺序、功能等关系可以与所描述和图示的不同。例如，在本发明的一些实施例中，该过程可以不包括步骤204，而是在步骤203判断物体是静止的后，直接结束过程。也就是说，该过程只会针对运动物体执行延迟开门时间的操作，而不针对静止物体执行延迟开门时间的操作。

现返回图1，在本发明的一些实施例中，所述装置100还包括与微控制器102连接的车身控制模块103，该车身控制模块103用于监视和控制各车门锁（例如图1中所示的左前门、右前门、左后门、右后门处的车门锁），向微控制器102传送由车内人员的开门操作产生的开锁信号，并接收来自微控制器102的锁定或开锁控制信号，以便对车门锁进行锁定和开锁操作。该车身控制模块103可以是现有的车身控制模块，或本发明特定的车身控制模块。

根据本发明的进一步的实施例，所述微控制器102通过CAN总线与车身控制模块103连接。如本领域的技术人员所知的，CAN总线是现代车辆中普遍采用的用于车辆中各电子控制系统和模块之间进行通信的技术。本发明的装置100通过采用现有的车身控制模块，以及采用CAN总线在车身控制模块103和微控制器102之间进行通信，可以大大降低其实现成本。

根据本发明的实施例，所述微控制器102通过以下方式延迟车门打开的时间：向车身控制模块103发送锁定指令，以便由车身控制模块103锁住车门；此后，响应于连续两次接收到由车内人员开门操作产生的开锁信号，向车身控制模块103发送开锁指令。这样，当微控制器102从车身控制模块103接收到由车内人员的开门操作产生的开锁信号后，启动图2中所示的过程，当该过程判断物体对于打开车门不安全时，由车身控制模块103锁住车门，使得车内人员无法打开车门；当车内人员此后连续两次试图开门时，由车身控制模块103将车门开锁，从而使车内人员可以打开车门。也就是说，车内人员只有通过三次试图打开车门，才能把车门打开，这样就有效避免了车门与物体相撞的风险，同时，由于并没有将车门持久锁住，避免了在紧急情况下（例如，当发生重大交通事故、火灾、水灾时）无法打开车门的风险。当然，在本发明的其他实施例，也可考虑在车内人员试图打开车门其他次数后才能把车门打开，例如车内人员连续两次试图打开车门后就可将车门打开，或连续四次试图打开车门后才可将车门打开等。

根据本发明的实施例，所述微控制器102还被配置为执行以下操作：响应于判断物体对于打开车门来说不安全，控制扬声器104发出报警声。也就是说，当根据物体距离判断物体过近或者会很快到达车辆时，在延迟开门时间的同时，向车内人员发出报警声，以提醒其注意。这样，可更好地避免了物体与车门碰撞的风险，进一步提高安全性。

以上描述了根据本发明的实施例的防止车门打开时与物体相撞的装置，应指出的是，以上描述仅为示例，而不是对本发明的限制。在本发明的其他实施例中，该装置可具有更多、更少或不同的组件，且各组件之间的包含、连接、功能等关系可以与所描述和图示的不同。

此外，如本领域的技术人员可理解的，尽管以上描述了根据本发明的实施例的装置的各组件所执行的操作和过程，以上描述实际上也公开了根据本发明的实施例的防止车门打开时与物体相撞的方法及其步骤。为简明起见，该方法及其步骤在此不再赘述。

尽管以上参照附图描述了本发明的各实施例，本领域的技术人员可以理解以上描述仅为示例，而不是对本发明的限制。可以对本发明的实施例进行各种修改和变形，而仍落入本发明的精神和范围之内，本发明的范围仅由所附权利要求书确定。

Claims (8)

1.一种防止车门打开时与物体相撞的装置，包括：

超声波雷达，其被配置为发射超声波信号，并接收从物体反射回来的超声波信号；

微控制器，其与超声波雷达连接，并被配置为执行以下操作：

通过控制超声波雷达发送超声波信号和接收从物体反射的超声波信号来测量物体与车门的距离；

根据物体与车门的距离判断物体对于打开车门来说是否安全；

响应于所述判断为否，延迟车门打开的时间。

2.根据权利要求1的装置，其中，所述微控制器以如下方式判断物体对于打开车门是否安全：

根据两次测量的物体与车门的距离是否相等判断物体是静止的还是运动的；

响应于判断物体是静止的，进一步判断物体与车门的距离是否小于预定安全距离，且在物体与车门的距离小于预定安全距离时，判断物体对于打开车门不安全。

3.根据权利要求1的装置，其中，所述微控制器以如下方式判断物体对于打开车门是否安全：

根据两次测量的物体与车门的距离是否相等判断物体是静止的还是运动的；

响应于判断物体是运动的，通过比较两次测量的物体与车门的距离的大小进一步判断物体是在远离还是靠近车辆；

响应于判断物体在靠近车辆，根据两次测量的物体与车门的距离计算物体速度，并根据最近测量的物体与车门的距离和计算的物体速度估计物体到达车门的时间；

判断估计的物体到达时间是否小于预定安全时间，且在估计的物体到达车门的时间小于预定安全时间时，判断物体对于打开车门不安全。

4.根据权利要求1的装置，还包括与所述微控制器连接的车身控制模块，其中，所述微控制器通过以下方式延迟车门打开的时间：

向车身控制模块发送锁定指令，以便由车身控制模块锁住车门；

在判断物体对于打开车门来说不安全时，响应于连续两次接收到来自车身控制模块的由车内人员开门操作产生的开锁信号，向车身控制模块发送开锁指令。

5.根据权利要求1的装置，其中，所述微控制器具有与CAN总线的通讯接口。

6.根据权利要求1的装置，其中，还包括：扬声器；所述微控制器还被配置为执行以下操作：响应于判断物体对于打开车门来说不安全，控制扬声器发出报警声。

7.根据权利要求1－6中任何一个的装置，其中，所述微控制器响应于接收到由车内人员开门操作产生的开锁信号来执行所述各操作。

8.根据权利要求1的装置，其中，所述超声波雷达安装在车辆后视镜上。