CN109305125A - 一种安全开车门的控制系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种安全开车门的控制系统和方法，该系统包括多个压力传感器、多个毫米波雷达、方向盘转角传感器、处理器、语音提示模块和门锁锁死机构；该方法包括以下步骤：确定车内人员是否有开车门的意图；根据弯道路段判断阈值，确定自车是否处于弯道路段；根据安全开车门阈值，确定能否安全开启车门；根据语音提示阈值，确定相应的语音提示。本发明能够实时对自车后方的车辆和行人情况进行监测，并对自车是否处于弯道进行判断，结合自车所处道路与后方车辆、行人状况，判断自车是否能够安全开启车门，并给于语音提示；当判断为禁止开车门时，锁死车门，避免开车门引起的意外事故发生，以达到安全开车门的目的。

Description

一种安全开车门的控制系统和方法

技术领域

本发明涉及汽车安全技术领域，尤其涉及一种安全开车门的控制系统和方法。

背景技术

汽车在行驶过程中路边停车上下乘客的现象是一种很普遍的行为。然而，在实际生活中，经常会出现后方车辆速度过快，来不及避开前方车辆的突然开车门状况，甚至出现后方车辆为了躲避前方车辆的开车门行为而出现的紧急刹车或紧急转弯而引发的重大交通事故；又或者是后方行人没有注意到前车的开车门行为，造成行人的误伤状况。尤其是在路况复杂的路段(如弯道较多的路段)，开车门所造成的安全性事故会成倍增加。因此，如何实时的结合具体路况，实现安全的车门开启对交通安全性的提高具有重要意义。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提出一种安全开车门的控制系统和方法，能够实时对自车后方的车辆和行人情况进行监测，并对自车是否处于弯道进行判断，结合自车所处道路与后方车辆、行人状况，判断自车是否能够安全开启车门，并给于语音提示；当判断为禁止开车门时，锁死车门，避免开车门引起的意外事故发生，以达到安全开车门的目的。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以解决。

技术方案一：

一种安全开车门的控制系统，包括：多个压力传感器、多个毫米波雷达、方向盘转角传感器、处理器、语音提示模块和门锁锁死机构。

多个所述压力传感器的信号输出端与处理器的第一信号输入端连接，多个所述毫米波雷达的信号输出端与处理器的第二信号输入端电连接，所述方向盘转角传感器通过自车的控制器局域网(Controller Area Network,CAN)总线与处理器的第三信号输入端电连接；所述处理器的第一信号输出端与所述语音提示模块电连接，所述处理器的第二信号输出端与门锁锁死机构电连接。

本发明技术方案一的特点和进一步的改进为：

(1)所述处理器安装于自车车体内部。

多个所述毫米波雷达固定安装于自车车顶，且位于自车车身两侧；多个所述毫米波雷达的感应端朝向自车后方。

多个所述压力传感器分别对应设置于自车四个车门的内把手上。

所述汽车方向盘转角传感器安装于自车方向盘下方的方向柱内，与自车的CAN总线连接。

所述语音提示模块集成于自车的语音机构内。

所述门锁锁死机构集成于自车的车门控制机构内。

(2)多个所述压力传感器，用于采集车内人员是否有开车门意图，并将开车门意图信息输送给处理器。

多个所述毫米波雷达，用于采集自车与后方车辆或行人之间的纵向距离，并将自车与后方车辆或行人之间的纵向距离信号发送给处理器。

所述方向盘转角传感器，用于采集自车的方向盘转动角度信息，并将自车的方向盘转动角度信息通过自车的CAN总线发送给处理器。

所述处理器用于根据自车的方向盘转动角度值来判断自车是否处于弯道路段，并根据设定的语音提示阈值判断是否进行语音提示。

所述处理器，还用于根据接收到的自车与后方车辆或行人之间的纵向距离信号，计算后方车辆或行人行驶至自车所需时间，并根据设定的语音提示阈值判断是否进行语音提示。

所述处理器，还用于根据后方车辆或行人行驶至自车所需时间和自车是否处于弯道路段，确定自车的安全开车门阈值。

所述处理器，还用于根据自车的安全开车门阈值，判断是否具备车门开启条件，并将车门开启条件判断结果信号传至门锁锁死机构和语音提示模块。

所述语音提示模块，用于提醒车内人员是否具备开车门条件。

所述门锁锁死机构，用于连接或切断自车内把手与自车卡板之间的传动路线，进而控制门锁的开启与闭合状态。

技术方案二：

一种安全开车门的控制方法，包括以下步骤：

步骤1，确定车内人员是否有开车门的意图。

步骤2，根据弯道路段判断阈值，确定自车是否处于弯道路段。

子步骤2a，设定弯道路段判断阈值为：

当W≥W₀时，判断自车处于弯道路段；

当W＜W₀时，判断自车处于非弯道路段；

其中，W为判定周期内自车方向盘转角的累加值，W₀为弯道路段判定阈值。

子步骤2b，连续获取各个采样时刻自车的方向盘转角，设定判定周期，计算得到自车在判定周期内的方向盘转角累加值。

子步骤2c，根据弯道路段判断阈值，确定自车是否处于弯道路段。

步骤3，根据安全开车门阈值，确定能否安全开启车门；包含以下子步骤：

子步骤3a，设定安全开车门阈值为：W＜W₀且t≥T₀；

其中，T₀为判定周期，t为后方车辆或行人行驶至自车所需时间。

子步骤3b，连续获取自车后方车辆或行人与自车之间的纵向距离，根据后方车辆或行人行驶至自车所需时间的计算公式，计算得到后方车辆或行人行驶至自车所需的时间。

子步骤3c，根据安全开车门阈值，确定是否能够安全开启车门。

步骤4，根据语音提示阈值，确定相应的语音提示。

本发明技术方案二的特点和进一步的改进为：

(1)子步骤3b中，后方车辆或行人行驶至自车所需时间的计算公式为：

其中，d_n为第n个采样时刻后方车辆或行人与自车之间的纵向距离，d_n+1为第n+1个采样时刻后方车辆或行人与自车之间的纵向距离，T为雷达的采样周期。

(2)子步骤2a中，

其中，w_τ为判定周期内第τ时刻的方向盘转角。

进一步地，子步骤2a中，W₀的取值范围为π/3至π。

(3)步骤4中，当W≥W₀时，语音提示“弯道路段，禁止开车门”；

当W＜W₀且t＜T₀时，语音提示“后方来车，禁止开车门”；

当W＜W₀且T₀≤t＜2T₀时，语音提示“车门开启，请快速下车”；

当W＜W₀且t≥2T₀时，语音提示“车门开启，请下车”。

(4)子步骤3c中，当判断自车处于安全开车门状态时，处理器控制门锁锁死机构处于自由开启状态；当判断自车处于弯道路段或后方车辆或行人行驶至自车所需时间小于判定周期时，处理器控制门锁锁死机构处于锁死状态。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：通过压力传感器获取车内人员的开车门意图，通过毫米波雷达采集自车后方行人或车辆信息，结合自车方向盘转角信息，确定自车是否处于弯道路段；根据后方车辆或行人行驶至自车所需时间和自车所处的路况信息，综合分析得出自车是否处于安全开车门环境，同时，设置语音提示，警示车内人员何时能够安全开启车门，提高车门开启安全性；此外，通过门锁锁死机构辅助提高车门开启的安全性，避免贸然打开车门下车引起的人员伤亡或车辆意外事故的发生。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

图1是本发明的一种安全开车门的控制系统的电连接图。

图2是本发明的一种安全开车门的控制方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域的技术人员将会理解，以下实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。

参考图1，本发明实施例提供的一种安全开车门的控制系统，包括：用于采集车内人员开车门意图的四个压力传感器，用于接收信号、处理信号和发出指令的处理器，用于测量自车与后方车辆或行人之间纵向距离的多个毫米波雷达，与自身车辆的CAN总线连接的方向盘转角传感器，集成于自身车辆的语音机构内的语音提示模块，用于锁死和开启车门的门锁锁死机构。

处理器的对应I/O输入端分别连接四个压力传感器的信号输出端、多个毫米波雷达的信号输出端、自身车辆的CAN总线。

多个压力传感器分别对应安装于自身车辆的四个车门内把手上，使自车的四个车门内把手上均有压力传感器，使车内人员在准备开启车门时，压力传感器能够实时的检测到车内人员的开车门意图。

多个毫米波雷达安装在自身车辆的顶部，位于车身两侧，用于采集自车与后方车辆或行人之间的纵向距离；多个毫米波雷达的横向可测量范围能够覆盖同一车道的整个道路横截面，使同一车道内的后方车辆或行人都能够被探测到。

方向盘转角传感器安装在自车方向盘下方的方向柱内，使其能够及时的获取自车的方向盘转角信息，用该转角信息来判断自车是否处于弯道路段。

毫米波雷达终端电连接于处理器，通过信号线将以上参数信号(压力传感器信号、毫米波雷达信号和方向盘转角信号)发送至处理器中。

处理器安装于自身车辆内部，用于处理压力传感器、毫米波雷达、方向盘转角传感器收集到的信息。

语音提示模块用于提醒车内人员能否安全的开启车门。

门锁锁死机构用于控制自身车辆车门的锁死或自由开启状态。

参考图2，本发明实施例还提供一种安全开车门的控制方法，基于自车监测到的后方车辆与行人的状况，结合自车实时所处的路况信息，形成一套安全开车门的控制模型，所述方法包括如下步骤：

(1)确定车内人员是否有开车门意图；

系统启动后，以单位长度(可根据实际情况进行设置，示例性的，可以设置单位长度为0.1秒)时间为间隔，压力传感器实时获取自车四个车门内把手上的压力，通过该压力值判断车内人员是否有开车门意图，并将该信息传递给处理器。

(2)确定自车是否处于弯道路段

根据交通规则的规定，急转弯道车速不能超过30km/h，据此，以弯道长度100m为例，设定判定周期T₀为10s；系统启动后，以单位长度时间为间隔(例如以1秒为单位时间)，连续获取自车的方向盘转角数据，将判定周期10s内各个采样时刻的自车方向盘转角的累加值W与弯道判定阈值W₀(示例性的，弯道阈值W₀设为π/2，W₀值越小，对弯道判断越灵敏)进行比较，当判定周期内自车方向盘转角的累加值W大于等于弯道判定阈值W₀时，判定为弯道路段，并进行语音提示：弯道路段，禁止开启车门，同时门锁锁死机构控制车门处于锁死状态；当判定周期内自车方向盘转角的累加值W小于弯道判定阈值W₀时，判定为非弯道路段，并进行后续判断。

(3)确定自车是否处于安全开车门状态

系统启动后，以单位长度时间为间隔(例如以1秒为单位时间)，连续获取自车与后方车辆或行人之间的纵向距离，根据连续获取的相邻采样时刻(第n时刻与第n+1时刻)的自车与后方车辆或行人之间的纵向距离，计算出后方车辆或行人此时的行驶速度；再用后一采样时刻(第n+1时刻)获取的自车与后方车辆或行人之间的纵向距离除以后方车辆或行人此时的行驶速度，得到自后一采样时刻起(第n+1时刻)，后方车辆或行人行驶至自车所需的时间。

当后方车辆或行人行驶至自车所需的时间大于等于判定周期T₀时，判断为安全开车门状态，此时，门锁锁死机构控制车门处于自由开启状态，便于车内人员下车，同时语音提示模块进行语音提示；具体地，当后方车辆或行人行驶至自车所需的时间大于等于判定周期T₀且小于2倍的判定周期T₀时(示例性的，T₀为10s)，判定此时车内人员可快速下车，语音提示：车门开启，请快速下车；当后方车辆或行人行驶至自车所需的时间大于等于2倍的判定周期T₀时，判定此时车内人员可正常下车，语音提示：车门开启，请下车；当后方车辆或行人行驶至自车所需的时间小于判定周期T₀时，判断为禁止开车门状态，门锁锁死机构控制车门处于锁死状态。

本发明中，毫米波雷达在自车行驶过程中，连续不断的获取后方车辆或行人与自车之间的纵向距离，并将信号传输给处理器，处理器实时计算出后方车辆或行人行驶至自车所需的时间；方向盘转角传感器实时获取自车的方向盘转动角度，并将信号传输给处理器，处理器对各个判定周期内的自车是否处于弯道路段进行判断；基于以上两个结果，当压力传感器检测到车内人员有开车门意图时，利用处理器内最近一次的弯道判定结果和后方车辆或行人行驶至自车所需的时间计算结果，对此时的开车门安全性进行即时评判，这样可以更快的作出开车门安全性判断，具有实际应用价值。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些改动和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种安全开车门的控制系统，其特征在于，包括：多个压力传感器、多个毫米波雷达、方向盘转角传感器、处理器、语音提示模块和门锁锁死机构；

多个所述压力传感器的信号输出端与处理器的第一信号输入端连接，多个所述毫米波雷达的信号输出端与处理器的第二信号输入端电连接，所述方向盘转角传感器通过自车的控制器局域网CAN总线与处理器的第三信号输入端电连接；所述处理器的第一信号输出端与所述语音提示模块电连接，所述处理器的第二信号输出端与门锁锁死机构电连接。

2.根据权利要求1所述的安全开车门的控制系统，其特征在于，所述处理器安装于自车车体内部；

多个所述毫米波雷达固定安装于自车车顶，且位于自车车身两侧；多个所述毫米波雷达的感应端朝向自车后方；

多个所述压力传感器分别对应设置于自车的四个车门的内把手上；

所述汽车方向盘转角传感器安装于自车方向盘下方的方向柱内，并与自车的CAN总线连接；

所述语音提示模块集成于自车的语音机构内；

所述门锁锁死机构集成于自车的车门控制机构内。

3.根据权利要求1或2所述的安全开车门的控制系统，其特征在于，多个所述压力传感器，用于采集车内人员是否有开车门意图，并将开车门意图信息输送给处理器；

多个所述毫米波雷达，用于采集自车与后方车辆或行人之间的纵向距离，并将自车与后方车辆或行人之间的纵向距离信号发送给处理器；

所述方向盘转角传感器，用于采集自车的方向盘转动角度信息，并将自车的方向盘转动角度信息通过自车的CAN总线发送给处理器；

所述处理器用于根据自车的方向盘转动角度值来判断自车是否处于弯道路段，并根据设定的语音提示阈值判断是否进行语音提示；

所述处理器，还用于根据接收到的自车与后方车辆或行人之间的纵向距离信号，计算后方车辆或行人行驶至自车所需时间，并根据设定的语音提示阈值判断是否进行语音提示；

所述处理器，还用于根据后方车辆或行人行驶至自车所需时间和自车是否处于弯道路段，确定自车的安全开车门阈值；

所述处理器，还用于根据自车的安全开车门阈值，判断是否具备车门开启条件，并将车门开启条件判断结果信号传至门锁锁死机构和语音提示模块；

所述语音提示模块，用于提醒车内人员是否具备开车门条件；

所述门锁锁死机构，用于连接或切断自车内把手与自车卡板之间的传动路线，进而控制门锁的开启与闭合状态。

4.一种安全开车门的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，确定车内人员是否有开车门的意图；

步骤2，根据弯道路段判断阈值，确定自车是否处于弯道路段；

子步骤2a，设定弯道路段判断阈值为：

当W≥W₀时，判断自车处于弯道路段；

当W＜W₀时，判断自车处于非弯道路段；

其中，W为判定周期内自车方向盘转角的累加值，W₀为弯道路段判定阈值；

子步骤2b，连续获取各个采样时刻自车的方向盘转角，设定判定周期，计算得到自车在判定周期内的方向盘转角累加值；

子步骤2c，根据弯道路段判断阈值，确定自车是否处于弯道路段；

步骤3，根据安全开车门阈值，确定能否安全开启车门；包含以下子步骤：

子步骤3a，设定安全开车门阈值为：W＜W₀且t≥T₀；

其中，T₀为判定周期，t为后方车辆或行人行驶至自车所需时间；

子步骤3b，连续获取自车后方车辆或行人与自车之间的纵向距离，根据后方车辆或行人行驶至自车所需时间的计算公式，计算得到后方车辆或行人行驶至自车所需时间；

子步骤3c，根据安全开车门阈值，确定是否能够安全开启车门；

步骤4，根据语音提示阈值，确定相应的语音提示。

5.根据权利要求4所述的安全开车门的控制方法，其特征在于，子步骤3b中，后方车辆或行人行驶至自车所需时间的计算公式为：

其中，d_n为第n个采样时刻后方车辆或行人与自车之间的纵向距离，d_n+1为第n+1个采样时刻后方车辆或行人与自车之间的纵向距离，T为雷达的采样周期。

6.根据权利要求4所述的安全开车门的控制方法，其特征在于，子步骤2a中，

其中，w_τ为判定周期内第τ时刻的方向盘转角。

7.根据权利要求6所述的安全开车门的控制方法，其特征在于，子步骤2a中，W₀的取值范围为π/3至π。

8.根据权利要求4所述的安全开车门的控制方法，其特征在于，步骤4中，当W≥W₀时，语音提示：弯道路段，禁止开车门；当W＜W₀且t＜T₀时，语音提示：后方来车，禁止开车门；当W＜W₀且T₀≤t＜2T₀时，语音提示：车门开启，请快速下车；当W＜W₀且t≥2T₀时，语音提示：车门开启，请下车。

9.根据权利要求4所述的安全开车门的控制方法，其特征在于，子步骤3c中，当判断自车处于安全开车门状态时，处理器控制门锁锁死机构处于自由开启状态；当判断自车处于弯道路段或后方车辆或行人行驶至自车所需时间小于判定周期时，处理器控制门锁锁死机构处于锁死状态。