CN105487651A - 用于车辆的进入系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆(10)的进入系统(15)的方法。所述方法包括在车辆(10)外部的确定的周围区域(16)内采集第一光学信息和依据采集到的第一光学信息确定对象向车辆(10)的靠近。依据对象的靠近的确定在周围区域内(16)采集第二光学信息和依据第二光学信息确定对象的姿势信息。依据姿势信息控制进入系统(15)的锁闭控制或者开门控制。

Description

用于车辆的进入系统

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的进入系统的方法以及一种相应的用于车辆的进入系统。本发明尤其涉及一种用于车辆的进入系统，其中，采集车辆使用者实施的姿势，以控制车辆的锁闭控制或者开门控制。

背景技术

对于车辆来说、诸如轿车或者货车，传感器可以用于闭锁件、例如车辆的门和盖板的开启和关闭。传感器可以分析对象、例如使用者的手或脚的运动或者姿势。

与此相关地，DE102009040395A1公开了一种用于控制车门的方法。在此，借助车辆侧的发送/接收装置利用移动标识发送器(Identifikationsgeber)进行认证过程。此外，利用车辆侧的运动采集单元采集对象的、相对于车辆在其附近区域内的运动模式。最后，当对象的预先确定的运动模式被识别并且移动标识发送器的认证成功进行时，门被解锁和/或打开。

此外，由DE102012017393A1中已知一种用于车辆闭锁件的自动操控的方法。在该方法中，识别对象进入车辆的第一周围区域和识别对象离开第一周围区域。此外，在该方法中识别对象在第一周围区域内的停留和选择性地检查标识发送器在车辆的第二周围区域内的存在。依据识别到的、对象的进入和/或离开和/或停留选择性地操控闭锁件。

为了通过无接触的传感器采集姿势或者姿态，分析传感器的信号。在此，争取实现>90％的识别准确性和几乎100％的对错误姿势的拒绝率。为了达到该比率，可以持续地分析姿势。因此，相应的算法是以高速执行的。此外，传感器信号的处理要求与环境条件相匹配。通过持续的分析产生了持续增高的计算需求，由此可以产生巨大的电流消耗。然而对于停止的车辆、尤其对于电动车辆，要避免高的电流消耗。

与此相关地，DE102010011767A1公开了一种用于借助传感器装置来传感地采集操作事件的方法。在此，对传感器测量值关于操作标志的出现进行首先的粗略分析。此外，至少一个传感器元件的预先给出的数量的当时最新传感器测量值被中间存储器并且触发对中间存储的传感器测量值和对在时间上跟随其后的传感器测量值的详细分析。

发明内容

一般来讲，存在使用于车辆的闭锁系统或开门系统的自动控制的电流消耗尽量小的需求。

按照本发明，提供一种按照本发明的用于车辆的进入系统的方法以及一种按照本发明的用于车辆的进入系统。从属权利要求定义了本发明的优选和有利的实施方式。

按照本发明，提供一种用于车辆的进入系统的方法。在该方法中，在车辆外部的确定的周围区域内采集第一光学信息。依据采集到的第一光学信息，确定对象、例如使用者或者使用者身体部位靠近车辆。依据该确定，例如当对象的靠近被确定时，在周围区域内采集第二光学信息并且依据第二光学信息确定对象的姿势信息。依据姿势信息控制进入系统的锁闭控制或者开门控制。光学靠近识别可以以很少的电流消耗进行。一般来讲，几微安就已足够。当根据第一光学信息确定靠近车辆时，才采集用于确定姿势信息的第二光学信息。这例如可以以利用其已经采集了第一光学信息的相同的光学传感器进行，以节省使用不同的传感器的成本。一般来讲，因为为了能从中确定姿势信息，第二光学信息比第一光学信息更详尽，所以第二光学信息的采集可以比第一光学信息的采集需要更多的电能。然而当基于第一光学信息采集到对象时，才采集第二光学信息，这种升高的能量需求仅仅偶尔才会出现。因为当采集到对象靠近车辆时才会进行姿势信息的确定，为此所需的能量消耗同样也可以被减小。此外，与例如超声波传感器的声学信息采集的整体比较，光学信息采集可以相对节省能源地进行。此外，总体来讲，光学信息提供了比例如声学信息更丰富和更详细的信息，从而姿势信息的确定更快并且以更少的计算和能量投入进行。

按照一种实施方式，在确定对象靠近车辆的情况下确定在周围区域中对象的运动和确定对象在周围区域中的停留。例如当对象运动到周围区域内并在那里停留，即至少在确定的时间段内保持基本不运动，那么就可以确定对象靠近车辆并由此激发第二光学信息的采集和分析。由此例如可以避免经过周围区域靠近车辆的行人触发第二光学信息的采集和姿势信息的确定。在采集第二光学信息和确定姿势信息之前，对象必需在周围区域内停留的时间范围可以是例如十分之几秒到例如一秒。

在另外的实施方式中，当对象在周围区域内停留的时间长于预先给出的时间时，第二光学信息的采集就会停止。所述预先给出的时间可以例如是两秒或更多。由此可以防止例如在本车辆旁边有其他车辆停放并由此借助第一光学信息被识别为在周围环境中的对象时，长时间尝试确定姿势信息。上述这两个措施因此有助于，仅在很短的时间内激活姿势信息的确定并由此极大节省了电能。

在另外的实施方式中，所述方法此外包括依据对象靠近的确定来激活的进入系统的应答器无线电系统。常被用于实现所谓的无钥匙进入系统的应答器无线电系统需要相对很多的电能，以便通过发射天线激活和询问车辆使用者随身所携带的应答器。通过在对象靠近车辆被确定时然后才激活应答器无线电系统，可以节省用于应答器无线电系统的能量的很大一部分。

如开始提到的，确定其靠近和姿势信息的对象通常是车辆使用人，和姿势信息因此通常尤其可以根据使用者的身体部位的运动模式被确定，例如根据使用者的手臂或腿部的运动。按照一种实施方式，提供了一组运动模式，其例如包括身体部位向车辆门把手方向的运动、身体部位向车辆滑动门的滑动开启方向的运动、身体部位向车辆滑动门的滑动关闭方向的运动以及身体部位的往复运动。身体部位往复运动例如通过如下识别，即，身体部位运动到周围区域的确定的部分区域内(运动移进)和在这之后又离开周围区域的确定的部分区域(运动移出)。之前描述的运动可以根据第二光学信息相对简单地确定。此外，涉及车辆使用者为了开始特定的行为而通常靠直觉采取的运动。身体部位向车辆门把手方向的运动例如可以被用于解锁相应的车门或者所有车门；身体部位向车辆滑动门的滑动开启方向的或者向车辆滑动门的滑动关闭方向的运动可以被用于控制的滑动门的闭锁或开启机构，以用于开启或关闭滑动门。身体部位的往复运动，尤其例如脚部的往复运动可以被用在后盖板或者行李厢盖范围内，用于起行李厢盖或者后盖板自动开启的作用。由此，使用者可以以简单的方式将其用两只手拿的东西装入车辆内。

在另外的实施方式中，可以提供前述的姿势或者姿势的集合，并且依据第二光学信息对于该姿势集合中的每个姿势确定概率信息。依据概率信息控制进入系统。这种方法能够以简单的方式实现快速且可靠地识别预期姿势。

附加地，可以确定进入系统或者车辆的当前状态并且依据当前状态提供预先确定的姿势集合的子集。由此，在车辆当前状态中不合理的姿势从用于姿势信息确定的第二光学信息的分析中被排出。例如当车辆滑动门打开时，可以取消用于滑动打开方向的概率信息的确定。由此可以省下一部分用于姿势确定的计算功率并由此更快和能够更有效率地进行姿势识别。

在另外的实施方式中，以红外线照射周围区域。在红外线区域内采集第一光学信息和替换地或附加地第二光学信息。通过在红外线区域内的照射和采集也可以在不同的环境光线情况下进行靠近确定和姿势确定。周围区域的照射可以以红外线脉冲进行。由此可以减少用于照射的能量消耗。在这种情况下，优选地只有在周围区域以红外线脉冲照射时才进行第一光学信息或者第二光学信息的采集。例如可以在相应的脉冲照射时每秒五到十次地采集光学信息。通常来讲，这种采集率足够用于从其中确定靠近或者姿势。红外线脉冲的长度可以仅是几毫秒，优选甚至小于一毫秒。

在另外的实施方式中，第一光学信息以第一分辨率被采集并且第二光学信息以第二分辨率被采集。第二分辨率高于第一分辨率。第一光学信息和第二光学信息例如可以以光学接收器的布置来采集。光学接收器的布置例如可以包括多个离散的光学接收元件或者在一个芯片上集成地布置的多个光学接收元件，例如所谓的CCD(ChargeCoupledDevice)芯片。例如可以仅仅控制光学采集元件的子集用于第一光学信息的采集，与此相反地，在采集第二光学信息时控制和读取光学接收元件的更大的子集或者所有。由此可以在采集第一光学信息时节省电能并且简化用于确定对象的靠近的处理。

按照本发明，此外提供用于车辆的进入系统。进入系统包括光学传感器装置，用于在车辆外部的确定的周围区域中采集光学信息。进入系统此外包括处理装置，所述处理装置与光学传感器装置连接。处理装置可以借助传感器装置采集第一光学信息并依据第一光学信息确定对象向车辆的靠近。此外，处理装置可以依据对象的靠近的确定在传感器装置周围区域中采集第二光学信息并且依据第二光学信息确定姿势信息。进入系统此外可以包括锁定控制或者车门开启控制，其依据姿势信息被控制。通过锁定控制例如可以锁定或者解锁门锁或者车辆盖板，并且通过车门开启控制例如可以自动打开或者关闭门、尤其车辆滑动门或者车辆盖板。由此，进入系统适合用于执行前述方法或其实施方式并且因此也包括了前述优点。

最后，按照本发明提供一种具有前述进入系统的车辆。通过使用前述进入系统可以尤其在停放状态下减少车辆的电流消耗。

附图说明

下面根据附图对本发明进行详细说明。

图1示意性示出了按照本发明实施方式的车辆的部分视图。

图2示出了图1车辆的从上俯视的部分视图。

图3按照截面图示出了图1车辆的部分视图。

图4示意性示出了在按照本发明实施方式的进入系统的采集区域的部分区域内所采集的运动的方向。

图5示意性示出了按照本发明实施方式的用于车辆的进入系统。

图6示意性示出了按照本发明实施方式的用于车辆的进入系统的处理装置。

图7示出了按照本发明实施方式的用于车辆的进入系统的方法步骤。

具体实施方式

图1示出了车辆10左侧的部分视图。车辆10包括左侧前门11和左侧后门12。左侧后门12被设计为滑动门。为了开启车门，前门11包括门把手13并且后门12包括门把手14。在车辆10的前门11和后门12之间的B柱上在布置有光学工作的进入系统15。如在后面参考图5说明的那样，进入系统15可以包括光学传感器装置和处理装置，该光学传感器装置用于在车辆10外部的确定的周围区域内采集光学信息。周围区域例如包括门把手13、14前方的区域。图2示出了在图1中所示车辆10的部分的俯视图。此外，图2示出了周围区域16，在该周围区域16中进入系统15的光学传感器装置可以采集光学信息。为进一步说明，图3示出了从前方观察车辆10的、车辆10的截面视图。进入系统15在门把手13、14的上方在车辆10的B柱上被安装为，使得光学传感器装置的光学轴线18在车辆10的外侧和在门把手13、14上延伸。

进入系统15、尤其光学传感器装置的任务在于，检测人员的存在以及其用于操作门把手或者滑动门的姿势。在此，进入系统15可以采集人员向车辆的靠近并且还检测不同的姿势以及该人员从车辆旁边的路过。为此，进入系统15尤其可以在采集区域16内关于部分区域17检测运动，这在图4中表示。部分区域17位于周围区域16内并且尤其可以仅包括周围区域16的中间部分，也就是说，部分区域17小于周围区域16。在图4中以箭头30至40示出进入、离开、穿过部分区域17的不同的运动方向。当人员或者路过的人路过车辆10的时候，产生运动30和31。这种运动通常不导致车辆10的锁闭或解锁或者滑动门12的开启或关闭，而是通常会被忽略。箭头32和33表示例如车辆10的使用者的脚部的运动，其中，脚部首先以箭头32的方向进入部分区域17并在这之后以箭头33的方向离开部分区域17。这样的往复运动也被称为步进姿势或者踢(Kick)姿势。假设例如在图1中显示的车辆侧面以箭头30或31的方向延伸并且使用者从侧面向车辆10走近，也就是说，使用者以垂直于箭头30和31的方向走近车辆10，箭头32和33的步进姿势或者踢姿势的运动近似地沿着与靠近方向成90度的方向延伸，从该靠近方向使用者向车辆10靠近。箭头34和35示出从右侧以45度角度进入或者离开部分区域17的相应踢姿势。箭头36和37表示以0度角度的踢姿势，也就是说以与使用者靠近车辆10的方向相同的方向。箭头38和39相应表示从左侧以45度角度的踢姿势，并且箭头40和41表示从左侧以90度角度的踢姿势。这些踢姿势可以例如被用于将车门11、12锁定、解锁、开启或关闭。此外从右侧(箭头32和33)以90度角度的踢姿势的作用可以例如在于，使滑动门12自动开启；从左侧以90度角度的踢姿势的作用可以例如在于，使滑动门12自动关闭。

下面参照图5对进入系统15的结构更进一步地说明。进入系统15的随后描述的结构仅是示例性的并且类似的布置同样是可以想到的。特别地，进入系统15的组件的物理布置可以被改变，例如进入系统的部件，诸如下述的处理装置51，可以安装在车辆10的其它位置并且例如与其它控制装置组合。进入系统15包括光学传感器装置50和处理装置51。为了在车辆外部的确定的周围区域内采集光学信息，光学传感器装置50包括光学装置53和光学传感器，光学装置53例如是透镜或者透镜系统，光学传感器例如是传感器矩阵54。传感器矩阵54可以包括例如多个离散或集成设计的传感器。传感器矩阵54的信号由例如转换器装置、模拟/数字转换器55，转换为数字信号并且被进一步传输至处理装置51。由此，光学传感器装置50可以将光线58转化为相应的数字信号，所述光线58从确定的周围区域落在光学传感器装置50上。光线58尤其可以包括红外线。光学传感器装置50此外可以包括照射装置，尤其可以包括例如红外线照射装置或者红外线激光器，以此照射周围区域。处理装置51包括例如微处理器控制和至车辆控制52的接口57，所述微处理器控制可以执行姿势识别算法56。车辆控制52可以例如包括车辆10的闭锁系统的一部分以及用于打开或关闭车辆的车门或盖板的促动器。依据姿势识别算法56的结果，用于车辆10的锁定或解锁以及用于车辆10的开口的开启和关闭的控制信息通过接口57被输出给车辆控制52。

图6示意性示出了姿势识别算法56，其由处理装置51执行。由光学传感器装置50的输入60被传输到靠近采集61以及姿势识别62。由光学传感器装置的输入60表示原始数据，也就是说，基本上是光学传感器装置50的光学传感器54的亮度值和色彩值。通过启用64，姿势识别62被靠近采集61激活或者禁用。当靠近采集61在采集区域16内采集到靠近时，姿势识别62才通过启用64被激活并且处理由光学传感器装置50的输入60，用于提供输出63，所述输出63可以通过接口57输出给车辆控制52。换句话说，在由处理装置51执行的方法中监测确定的周围区域或者可视范围内的人员的存在。只要存在检测确定对象在可视范围内，姿势识别62就被激活。至此仅需要具有少的能量消耗的小的计算功率。只要姿势识别62被激活，姿势就可以被识别，但是由此需要全部的计算功率并且也提高电流消耗。只要靠近采集61确定对象不再处于可视范围内，姿势识别62就再被关闭。如果对象或者人员不动，则对象或者人员就在短的、几秒钟的延迟时间之后被归类于背景并再次关闭姿势识别62。这例如在本车辆旁边停放其它车辆时是有意义的。这样的其它车辆或者其它对象首先被归类于要识别的对象，而在停留了预先确定的时间之后被归类于背景，虽然其还处于可视范围内。

图7详细示出了姿势识别62。输入60首先在步骤72中被检查是否有干扰并在步骤73中抑制或者滤除该干扰。由此，在块71中提高本方法的稳健性。在块74中分析运动的特征，如其例如结合图4所说明的那样。对此，可以例如在步骤75中提取出运动信号并且在步骤76中进行特征转换，以使运动特征作为在块74内的向量序列被输出。在块77中开始进行事件检测，方法是例如在步骤78中执行姿势重心轨迹。这例如在周围区域内进行了多个运动事件时是有用的。在块79中开始进行检测到的姿势轨迹的分类。例如可以预先给出可能的姿势的预先确定的组并对这些预先给出的姿势的每一个以相应的判断函数80至82确定存在相应姿势的概率。在后处理步骤83中对这些概率进行分析并输出识别结果84作为最可能的姿势。在后处理83中可以附加地考虑，依据车辆10的当前状态的一些姿势是不合理的并且因此不考虑。此外，当判断函数80至82不对姿势中的任一个提供足够的概率时，后处理83也不能将姿势作为识别结果84输出。

下面根据例子详细说明进入系统15的运行方式。在靠近被识别之后，姿势识别62处于激活状态。在激活状态下例如定义了四种姿势，更确切地说：

-“左侧抓取姿势”：手部向左侧门把手13的运动。在识别到这个姿势时不需要使用者的接触而自动操控左车门11的门把手13。

-“右侧抓取姿势”：手部向右侧门把手14的运动。在识别到这个姿势时不需要使用者的接触而车辆自动操控滑动门12的门把手14。

-“左-右挥动姿势”：从左向右的手部运动，其表示滑动门12的滑动开启。在识别到这个姿势时不需要使用者的接触而车辆自动开启闭着的滑动门12。

-“右-左挥动姿势”：从右向左的手部运动，其表示滑动门12的滑动关闭。在识别到这个姿势时不需要使用者的接触而车辆自动关闭滑动门12。

这些姿势仅在可视范围16内、尤其在可视范围16内的部分区域17内被识别。由此，例如按照门把手的高度在例如20至25厘米的距离内识别姿势。从该高度起，挥动姿势应该在门把手高度和传感器高度之间进行。在可视范围以外的所有其它运动都不被采集。

附加地，在姿势识别时可以考虑车辆10的当前状态。因为机器式的信号识别方法不是百分之百准确地运行，必须在运行原理中将错误识别计算在内。为了减少错误识别的数量，可以使用相关信息。在此，在姿势识别的情况下是滑动门的状态和例如无钥匙进入系统的应答器的存在。由此可以启用或者禁用不同的姿势。例如当在车辆周围没有定位到钥匙时，就可以禁用整个姿势控制和姿势识别。当借助光学传感器装置50识别到人员的存在并且在车辆10的周围检测到有效的车辆钥匙时，可以激活姿势识别62。当滑动门12在关闭的终端位置时，激活用于开启驾驶员车门11和滑动门12的姿势，相反地禁用用于滑动关闭滑动门12的“右-左挥动姿势”。当滑动门在终端位置被开启时，禁用“左-右挥动姿势”。当滑动门12正要关闭并且由此位于终端位置之间时，禁用“右-左挥动姿势”并且“左-右挥动姿势”停止滑动门12的关门运动。当滑动门12正要打开并且位于终端位置之间时，禁用“左-右挥动姿势”并且“右-左挥动姿势”停止滑动门12的开门运动。如果滑动门12被保持在终端位置之间并由此在终端位置之间处于静止状态，则两个挥动姿势都被激活并以相应方向影响滑动门12的运动。

综上所述，通过无接触光学传感技术实现姿势的采集。为了达到高的识别准确性，可以预处理输入信号，尤其过滤和放大，以考虑到自身变化的环境条件。预计的姿势是预先定义的并且例如被记录在配置文件中。姿势通过判断函数的分类被识别，所述判断函数使用配置文件的信息。在本方法中，靠近采集与姿势识别被划分开来，以使进入系统的电流消耗能被减少，所述靠近采集检查人员或者对象是否处于传感器的可视范围内。在证实的对象的靠近采集之后，才进行姿势识别。在靠近采集时可以使用比姿势识别时更低的分辨率，由此也使电流消耗可以被降低。最后，多个传感器可以被设置在车辆的不同位置上，例如如在图1中所示的在B柱上和在车辆10的后盖范围内。如果采集到人员从车门11和12旁经过，则可以激活用于姿势识别的、在车辆尾部的相应的传感器。

附图标记列表

10车辆

11左侧前门

12左侧后门

13、14门把手

15进入系统

16周围区域

17部分区域

18光学轴线

30-40箭头

50光学传感器装置

51处理装置

52车辆控制

53透镜系统

54光学传感器、传感器矩阵

55转换器

56姿势识别算法

57接口

58光线

60输入

61靠近采集

62姿势识别

63用于车辆控制的输出

64启用

71稳健性块

72干扰检测

73干扰抑制

74特征分析块

75信号提取

76特征转换

77事件检测块

78姿势重心轨迹

79分类块

80-82判断函数

83后处理

84识别结果

Claims (13)

1.一种用于车辆的进入系统的方法，包括：

-在车辆(10)外部的确定的周围区域(16)内采集第一光学信息，

-依据采集到的第一光学信息确定对象向车辆(10)的靠近，

-依据对象的靠近的确定，在周围区域(16)内采集第二光学信息，

-依据所述第二光学信息确定对象的姿势信息，和

-依据所述姿势信息控制进入系统(15)的锁闭控制或者开门控制。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，对象向车辆(10)的靠近的确定包括：

-对象在周围区域(16)内的运动的确定，和

-对象在周围区域(16)内的停留的确定。

3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

-当对象比预先给出的时间更长地停留在周围区域(16)内时，终止第二光学信息的采集。

4.按照上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，

-依据对象的靠近的确定，激活进入系统(15)的应答器无线电系统。

5.按照上述权利要求中任一项所述的方法，其中，对象包括人，和根据人的身体部位的运动模式确定姿势信息，其特征在于，运动模式包括一组运动中的至少一个运动，所述组包括：

-身体部位向车辆门把手方向的运动，

-身体部位向车辆滑动门的滑动开启方向的运动，

-身体部位向车辆滑动门的滑动关闭方向的运动，和

-身体部位的往复运动(30-40)，其中，在运动移进时身体部位进入周围区域(16)的确定的部分区域(17)内和在运动移出时身体部位离开周围区域(16)的确定的部分区域(17)。

6.按照上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

-用红外线照射周围区域(16)，其中第一光学信息和/或第二光学信息在红外线区域内被采集。

7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于，周围区域(16)以红外线脉冲照射。

8.按照上述权利要求中任一项的方法，其特征在于，所述方法还包括：

-提供姿势的预先给出的集合，

-依据第二光学信息，针对姿势集合的每一个姿势确定(80-82)概率信息，和

-依据所述概率信息控制进入系统。

9.按照权利要求8所述的方法，其特征在于，提供姿势的预先给出的集合包括：

-确定进入系统(15)和/或车辆(10)的当前状态，和

-依据所述当前状态，提供姿势的预先确定的集合的子集。

10.按照上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，以第一分辨率采集第一光学信息和以第二分辨率采集第二光学信息，其中，所述第二分辨率高于所述第一分辨率。

11.一种用于车辆的进入系统，包括：

-光学传感器装置(50)，用于在车辆(10)外部的确定的周围区域(16)内采集光学信息，和

-处理装置(51)，所述处理装置与所述光学传感器装置(50)耦合并被设计为，借助所述光学传感器装置(50)采集第一光学信息、依据所述第一光学信息确定对象向车辆(10)的靠近、依据对象的靠近的确定而借助所述光学传感器装置在周围区域(16)内采集第二光学信息、和依据所述第二光学信息确定对象的姿势信息。

12.按照权利要求11所述的进入系统，其特征在于，所述进入系统(15)被设计用于执行按照权利要求1至10中任一项所述的方法。

13.一种具有按照权利要求11或12所述的进入系统的车辆(15)。