CN113247024B - 一种基于毫米波检测的非接触式车门防夹报警装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种基于毫米波检测的非接触式车门防夹报警装置。所述装置包括：毫米波雷达，用于发射针对车门的探测信号、接收车门根据所述探测信号所反射的反射信号；计算模块，用于根据所述反射信号计算车门开启前车门与毫米波雷达之间距离与车门关闭后车门与毫米波雷达之间距离的距离差值，以及车门开启前反射信号强度与车门关闭后反射信号强度的信号强度差值；检测模块，用于根据所述距离差值计算结果与所述信号强度差值计算结果，检测车门是否存在异物；警示模块，用于当所述检测模块检测到车门存在异物时，发出警示信息。这样，能够在车门关闭时快速地检测车门处是否存在异物，提高了异物检测的准确率。

Description

一种基于毫米波检测的非接触式车门防夹报警装置

技术领域

本申请涉及安防监控技术领域，尤其涉及一种基于毫米波检测的非接触式车门防夹报警装置。

背景技术

车门的开启和闭合是车辆安全运行的基础。车门在开启前以及闭合后应保持良好的闭合状态。但是由于机械故障或者夹带异物等原因，可能导致车门完全闭合之后依然夹带异物危险运行的情况，这样会导致重大的安全隐患。因此，需要检测并确认车门闭合状态是否夹带异物。在现有技术中，通过安装于站台的非接触光学检测装置能够实现车门异物的检测，如激光对射检测装置。该类装置利用激光被异物遮挡后的信号特点进行异物检测。或通过安装于车门处的接触式传感器检测装置也能够实现车门异物的检测，如在车门处增加限位霍尔开关检测装置。该检测装置通过检测闭合开关位置是否到位、并增加各种应力传感器来获取异物夹带的信号，以此进行异物检测。

在实现现有技术的过程中，发明人发现：

接触式的异物检测装置对柔性编织异物的夹带无法感知，且需要对列车门作改装，使用中还可能影响车辆运行的准时性。非接触式的光学检测装置传感器受环境的亮度影响大，如站台光照条件的变化可能影响判断的准确性；此外列车表面的颜色，反光度，异物的颜色、透明度，站台的气象、震动等因素都会影响检测的结果，导致误报、漏报现象频繁发生，影响设备的可靠性。

因此，需要提供一种基于毫米波检测的非接触式车门防夹报警装置，用以解决车门异物检测准确率低的技术问题。

发明内容

本申请实施例提供一种基于毫米波检测的非接触式车门防夹报警装置，用以解决车门异物检测准确率低的技术问题。

具体的，一种基于毫米波检测的非接触式车门防夹报警装置，包括：

毫米波雷达，用于发射针对车门的探测信号；还用于接收车门根据所述探测信号所反射的反射信号；

计算模块，用于根据所述反射信号计算第一状态时车门与毫米波雷达之间距离与第二状态时车门与毫米波雷达之间距离的距离差值；还用于根据所述反射信号计算第一状态时反射信号强度与第二状态时反射信号强度的信号强度差值；

检测模块，用于根据所述距离差值的计算结果与所述信号强度差值的计算结果，检测车门是否存在异物；

警示模块，用于当所述检测模块检测到车门存在异物时，发出警示信息；

其中，所述第一状态为车门开启前呈现的闭合状态；

所述第二状态为车门关闭后呈现的闭合状态。

进一步的，所述毫米波雷达用于发射针对车门的探测信号，具体用于：

发射针对车门的V波段宽带LFMCW探测信号。

进一步的，所述计算模块用于根据所述反射信号计算第一状态时车门与毫米波雷达之间距离与第二状态时车门与毫米波雷达之间距离的距离差值，具体用于：

筛选第一状态时反射信号中的目标点信号；

根据筛选后得到的目标点信号，计算第一状态时车门与毫米波雷达之间距离，得到车门与毫米波雷达之间的第一距离；

筛选第二状态时反射信号中的目标点信号；

根据筛选后得到的目标点信号，计算第二状态时车门与毫米波雷达之间距离，得到车门与毫米波雷达之间的第二距离；

根据所述第一距离与所述第二距离，计算第一状态时车门与毫米波雷达之间距离与第二状态时车门与毫米波雷达之间距离的距离差值。

进一步的，所述计算模块用于根据所述反射信号计算第一状态时反射信号强度与第二状态时反射信号强度的信号强度差值，具体用于：

筛选第一状态时反射信号中的目标点信号；

根据筛选后得到的目标点信号，计算第一状态时反射信号强度，得到第一反射信号的信号强度；

筛选第二状态时反射信号中的目标点信号；

根据筛选后得到的目标点信号，计算第二状态时反射信号强度，得到第二反射信号的信号强度；

根据所述第一反射信号的信号强度与所述第二反射信号的信号强度，计算第一状态时反射信号强度与第二状态时反射信号强度的信号强度差值。

进一步的，所述检测模块用于根据所述距离差值的计算结果与所述信号强度差值的计算结果，检测车门是否存在异物，具体用于：

检测信号强度差值计算结果是否在信号强度差值允许阈值区间之内；

当信号强度差值计算结果超出信号强度差值允许阈值区间时，根据距离差值的计算结果，检测车门是否存在异物。

进一步的，所述检测模块用于当信号强度差值计算结果超出信号强度差值允许阈值区间时，根据距离差值的计算结果，检测车门是否存在异物，具体用于：

检测距离差值计算结果是否在距离差值允许阈值区间之内；

当检测到距离差值计算结果超出距离差值允许阈值区间，发出车门存在异物的判断。

进一步的，所述检测模块用于当检测到距离差值计算结果超出距离差值允许阈值区间，发出车门存在异物的判断，还用于：

当检测到距离差值计算结果在距离差值允许阈值区间之内，发出车门闭合不严的判断。

进一步的，所述警示模块还用于：

根据检测模块发出的车门闭合不严的判断，发出警示信息。

进一步的，所述检测模块用于根据所述距离差值的计算结果与所述信号强度差值的计算结果，检测车门是否存在异物，还用于：

检测毫米波雷达探测范围内是否存在待检测的车辆；

当检测到毫米波雷达探测范围内存在待检测的车辆，发出进行车门异物检测的指令。

进一步的，所述检测模块用于根据所述距离差值的计算结果与所述信号强度差值的计算结果，检测车门是否存在异物，还用于：

检测毫米波雷达探测范围内待检测车辆是否处于静止状态。

本申请实施例提供的技术方案，至少具有如下有益效果：

通过基于毫米波检测的非接触式车门防夹报警装置进行车门异物的检测，能够在车门关闭时快速地检测车门处是否存在异物，提高了异物检测的准确率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的一种基于毫米波检测的非接触式车门防夹报警装置的结构示意图。

100 基于毫米波检测的非接触式车门防夹报警装置

11 毫米波雷达

12 计算模块

13 检测模块

14 警示模块。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参照图1，为本申请实施例提供的一种基于毫米波检测的非接触式车门防夹报警装置100，包括：

毫米波雷达11，用于发射针对车门的探测信号；还用于接收车门根据所述探测信号所反射的反射信号；

计算模块12，用于根据所述反射信号计算第一状态时车门与毫米波雷达11之间距离与第二状态时车门与毫米波雷达11之间距离的距离差值；还用于根据所述反射信号计算第一状态时反射信号强度与第二状态时反射信号强度的信号强度差值；

检测模块13，用于根据所述距离差值的计算结果与所述信号强度差值的计算结果，检测车门是否存在异物；

警示模块14，用于当所述检测模块13检测到车门存在异物时，发出警示信息；

其中，所述第一状态为车门开启前呈现的闭合状态；

所述第二状态为车门关闭后呈现的闭合状态。

毫米波雷达11，用于发射针对车门的探测信号。毫米波雷达11能够发射频率为30GHz至300GHz、波长分别为10mm至1mm的电磁波信号。所述电磁波信号不受温度、光照、气雾等气象条件影响，环境适应性强。因此，选用毫米波雷达11进行车门的探测。此时，毫米波雷达11发射出针对车门的探测信号。其中，所述毫米波雷达11可根据实际情况安装于车辆固定停靠位置处，与车门非接触式安装。例如，地铁列车的安全隔离门处、高铁列车转台处、公交车停靠站台处等。这样，毫米波雷达11的安装不依赖于车体，可以保证列车结构的完整性。毫米波雷达11的具体安装位置根据站台与列车间隙可灵活选择，只需满足安装点与车门距离在20cm-200cm之间、每一车门能够对应到一台毫米波雷达11即可。若安装点与车门距离过远，会导致毫米波信号的衰减，从而降低了异物检测的准确性。其中，所述车门为车辆用于实现人员以及货物进出的通道。车门根据实际的应用场景可以体现为不同类型的车门，例如地铁列车车门、有轨电车车门、高铁列车车门、公交车车门等。可以理解的是，这里所述车门的具体类型，显然不构成对本申请具体保护范围的限制。

毫米波雷达11，还用于接收车门根据所述探测信号所反射的反射信号。可以理解的是，毫米波雷达11发射的电磁波信号被发射路径上的物体阻挡会发生电磁波信号反射的现象。毫米波雷达11通过捕捉反射的信号，并根据其信号强度以及信号发射-接收之间的延时等参数，即可确定阻挡物体的距离、速度以及角度。因此，当毫米波雷达11发射出针对车门的探测信号，探测信号被车门阻挡会发生反射。此时，毫米波雷达11能够接收到车门根据所述探测信号所反射的反射信号，从而进行后续的车门情况的确定。

进一步的，在本申请提供的一种优选的实施方式中，所述毫米波雷达11用于发射针对车门的探测信号，具体用于：

发射针对车门的V波段宽带LFMCW探测信号。

毫米波雷达11能够发射频率为30GHz至300GHz、波长分别为10mm至1mm的电磁波信号，具有极宽的波段。但是，为了保证毫米波探测信号的传输效率以及异物检测的精确度，需选用合适波段的毫米波信号进行发射。因此，选用V波段宽带的毫米波信号作为车门探测信号。所述V波段宽带的电磁波信号对应的频率范围为50GHz至80GHz，波长范围为6mm至4mm，能够用于检测尺寸较小的目标。另外，LFMCW（Line Frequency Modulated ContinuousWave，线性调频连续波）为FMCW（Frequency Modulated Continuous Wave，调频连续波）的一种，其具有能量高、探测准确率高的特点。毫米波雷达11通过发射针对车门的V波段宽带LFMCW探测信号，能够用于检测2mm厚度的异物，避免了异物过小、过薄、柔软不能探测的问题，极大提高了异物检测的精确度。

计算模块12，用于根据所述反射信号计算第一状态时车门与毫米波雷达11之间距离与第二状态时车门与毫米波雷达11之间距离的距离差值；其中，所述第一状态为车门开启前呈现的闭合状态；所述第二状态为车门关闭后呈现的闭合状态。

可以理解的是，毫米波雷达11接收到车门根据探测信号所反射的反射信号之后，计算模块12根据反射信号发射-接收之间的延时参数，即可确定车门与毫米波雷达11之间的距离。其中，车门与毫米波雷达11之间的距离的计算公式为：R=ct/2；式中，R为车门与毫米波雷达11之间的距离，c为大气中的光速，t为毫米波雷达11发射探测信号与接收反射信号之间的延时。计算模块12通过计算车门开启前以及车门关闭后的车门与毫米波雷达11之间距离的差值，能够用于确定车门关闭状态是否满足车辆放行的条件。

具体的，计算模块12计算车门开启前以及车门关闭后的车门与毫米波雷达11之间距离的差值，首先需要分别计算车门开启前以及关闭后车门与毫米波雷达11之间距离。在车门开启前，毫米波雷达11会接收到车门根据车门探测信号所反射的第一反射信号。计算模块12根据探测信号与第一反射信号的发射-接收之间的延时参数，即可确定车门开启之前车门与毫米波雷达11之间的距离。车门开启前，车门与毫米波雷达11之间的距离计算公式为：R₁=ct₁/2；式中，R₁为车门开启前车门与毫米波雷达11之间的距离，c为大气中的光速，t₁为车门开启前毫米波雷达11发射探测信号与接收反射信号之间的延时。在车门关闭后，毫米波雷达11会接收到车门根据车门探测信号所反射的第二反射信号。计算模块12根据探测信号与第二反射信号的发射-接收之间的延时、信号强度等参数，即可确定车门关闭后车门与毫米波雷达11之间的距离。车门关闭后，车门与毫米波雷达11之间的距离计算公式为：R₂=ct₂/2；式中，R₂为车门关闭后车门与毫米波雷达11之间的距离，c为大气中的光速，t₂为车门关闭后毫米波雷达11发射探测信号与接收反射信号之间的延时。此时，根据车门开启前车门与毫米波雷达11之间的距离R₁以及车门关闭后车门与毫米波雷达11之间的距离R₂即可计算车门开启前以及车门关闭后的车门与毫米波雷达11之间距离的差值。所述差值计算公式为：∆R=R₂-R₁。

计算模块12，还用于根据所述反射信号计算第一状态时反射信号强度与第二状态时反射信号强度的信号强度差值；其中，所述第一状态为车门开启前呈现的闭合状态；所述第二状态为车门关闭后呈现的闭合状态。

可以理解的是，毫米波雷达11接收到车门根据探测信号所反射的反射信号之后，能够确定所述反射信号的信号强度。计算模块12通过计算车门开启前以及车门关闭后的反射信号强度的信号强度差值，能够用于确定车门关闭状态是否满足车辆放行的条件。具体的，计算模块12计算车门开启前以及车门关闭后的反射信号强度的信号强度差值，首先需要分别确定车门开启前以及关闭后反射信号的信号强度。车门开启前，毫米波雷达11会接收到车门根据车门探测信号所反射的第一反射信号。这样，能够确定所述第一反射信号的信号强度，以P₁表示。车门关闭后，毫米波雷达11会接收到车门根据车门探测信号所反射的第二反射信号。这样，能够确定所述第二反射信号的信号强度，以P₂表示。此时，计算模块12根据所述第一反射信号的信号强度P₁以及所述第二反射信号的信号强度P₂，即可计算车门开启前以及车门关闭后的反射信号的信号强度差值。所述信号强度差值计算公式为：∆P=P₂-P₁。

进一步的，在本申请提供的一种优选的实施方式中，所述计算模块12用于根据所述反射信号计算第一状态时车门与毫米波雷达11之间距离与第二状态时车门与毫米波雷达11之间距离的距离差值，具体用于：

筛选第一状态时反射信号中的目标点信号；

根据筛选后得到的目标点信号，计算第一状态时车门与毫米波雷达11之间距离，得到车门与毫米波雷达11之间的第一距离；

筛选第二状态时反射信号中的目标点信号；

根据筛选后得到的目标点信号，计算第二状态时车门与毫米波雷达11之间距离，得到车门与毫米波雷达11之间的第二距离；

根据所述第一距离与所述第二距离，计算第一状态时车门与毫米波雷达11之间距离与第二状态时车门与毫米波雷达11之间距离的距离差值。

为了保证基于毫米波检测的非接触式车门防夹报警装置100的检测精度，在根据反射信号计算车门开启前车门与毫米波雷达11之间距离R₁与车门关闭后车门与毫米波雷达11之间距离R₂的距离差值∆R时，计算模块12需要对车门根据探测信号所反射的反射信号进行目标点信号的筛选预处理。其中，所述目标点信号为车门一定区域范围内某一固定位置的信号。所述目标点可根据实际情况灵活选取。所述筛选预处理为将反射信号中稳定性较高的目标点信号提取。这样，能够保证距离差值∆R的计算结果的准确性。

具体的，车门开启前，毫米波雷达11会接收到车门根据车门探测信号所反射的第一反射信号。此时，计算模块12需要在所述第一反射信号中提取目标点信号。即筛选车门开启前反射信号中的目标点信号。之后，计算模块12根据筛选后得到的目标点信号，即可计算车门开启前车门与毫米波雷达11之间距离。此时，得到车门与毫米波雷达11之间的第一距离R₁。车门关闭后，毫米波雷达11会接收到车门根据车门探测信号所反射的第二反射信号。此时，计算模块12需要在所述第二反射信号中提取目标点信号。即筛选车门关闭后反射信号中的目标点信号。之后，计算模块12根据筛选后得到的目标点信号，即可计算车门关闭后车门与毫米波雷达11之间距离。此时，得到车门与毫米波雷达11之间的第一距离R₂。根据车门开启前车门与毫米波雷达11之间的距离R₁以及车门关闭后车门与毫米波雷达11之间的距离R₂，即可计算车门开启前以及车门关闭后的车门与毫米波雷达11之间距离的差值。所述差值计算公式为：∆R=R₂-R₁。值得注意的是，这里所述的目标点在车门开启前的位置以及在车门关闭后的位置为同一位置。这样，能够保证车门开启前以及车门关闭后的车门与毫米波雷达11之间距离的差值计算结果的有效性。可以理解的是，这里所述目标点选取的具体位置，显然不构成对本申请具体保护范围的限制。

进一步的，在本申请提供的一种优选的实施方式中，所述计算模块12用于根据所述反射信号计算第一状态时反射信号强度与第二状态时反射信号强度的信号强度差值，具体用于：

筛选第一状态时反射信号中的目标点信号；

根据筛选后得到的目标点信号，计算第一状态时反射信号强度，得到车门第一反射信号的信号强度；

筛选第二状态时反射信号中的目标点信号；

根据筛选后得到的目标点信号，计算第二状态时反射信号强度，得到车门第二反射信号的信号强度；

根据所述第一反射信号的信号强度与所述第二反射信号的信号强度，计算第一状态时反射信号强度与第二状态时反射信号强度的信号强度差值。

为了保证基于毫米波检测的非接触式车门防夹报警装置100的检测精度，在根据反射信号计算车门开启前反射信号强度P₁与车门关闭后反射信号强度P₂的信号强度差值∆P时，计算模块12需要对车门根据探测信号所反射的反射信号进行目标点信号的筛选预处理。其中，所述目标点信号为车门一定区域范围内某一固定位置的信号。所述目标点可根据实际情况灵活选取。所述筛选预处理为将反射信号中稳定性较高的目标点信号提取。这样，能够保证信号强度差值∆P的计算结果的准确性。

具体的，车门开启前，毫米波雷达11会接收到车门根据车门探测信号所反射的第一反射信号。此时，计算模块12需要在所述第一反射信号中提取目标点信号，即筛选车门开启前反射信号中的目标点信号。之后，计算模块12根据筛选后得到的目标点信号，即可确定车门开启前反射信号的信号强度。此时，得到车门第一反射信号的信号强度P₁。车门关闭后，毫米波雷达11会接收到车门根据车门探测信号所反射的第二反射信号。此时，计算模块12需要在所述第二反射信号中提取目标点信号。即筛选车门关闭后反射信号中的目标点信号。之后，计算模块12根据筛选后得到的目标点信号，即可确定车门关闭后反射信号的信号强度。此时，得到车门第二反射信号的信号强度P₂。根据车门开启前反射信号的信号强度P₁以及车门关闭后反射信号的信号强度P₂，即可计算车门开启前以及车门关闭后反射信号强度的差值。所述差值计算公式为：∆P=P₂-P₁。值得注意的是，这里所述的目标点在车门开启前的位置以及在车门关闭后的位置为同一位置。这样，能够保证车门开启前以及车门关闭后反射信号强度的差值计算结果的有效性。可以理解的是，这里所述目标点选取的具体位置，显然不构成对本申请具体保护范围的限制。

检测模块13，用于根据所述距离差值的计算结果与所述信号强度差值的计算结果，检测车门是否存在异物。

可以理解的是，计算模块12计算完毕，对应得到车门开启前以及车门关闭后的车门与毫米波雷达11之间距离的差值∆R、反射信号强度的差值∆P。此时，检测模块13根据所述距离差值∆R以及信号强度差值∆P，即可进行车门异物的检测。检测模块13进行车门异物的检测，主要根据反射信号强度的差值∆P，检测车门是否正常关闭；以及根据距离差值∆R，检测车门处是否存在异物。

进一步的，在本申请提供的一种优选的实施方式中，所述检测模块13用于根据所述距离差值的计算结果与所述信号强度差值的计算结果，检测车门是否存在异物，具体用于：

检测信号强度差值计算结果是否在信号强度差值允许阈值区间之内；

当信号强度差值计算结果超出信号强度差值允许阈值区间时，根据距离差值的计算结果，检测车门是否存在异物。

可以理解的是，若车门关闭后，毫米波雷达11所接收的反射信号的信号强度P₂与车门开启前毫米波雷达11所接收的反射信号的信号强度P₁相比有较大的波动，说明车门关闭存在异常。这时，检测模块13需确定是否因车门处存在异物导致车门关闭异常。但是，若车门关闭后毫米波雷达11所接收的反射信号的信号强度P₂与车门开启前毫米波雷达11所接收的反射信号的信号强度P₁相比变化不大，说明车门正常关闭。这时，车辆可放行，无需进行后续的检测流程。由此可知，检测模块13首先根据车门开启前以及车门关闭后反射信号强度的差值∆P确定车门关闭是否异常，能够节约检测时间，从而提高车辆的运行效率。

具体的，检测模块13根据车门开启前以及车门关闭后反射信号强度的差值∆P确定车门关闭是否异常时，需要检测所述信号强度差值∆P是否在判定车门正常关闭的信号强度差值允许阈值区间之内。若所述信号强度差值∆P在判定车门正常关闭的信号强度差值允许阈值区间之内，说明车门关闭无异常。此时，无需进行后续的异物检测流程。若所述信号强度差值∆P超出判定车门正常关闭的信号强度差值允许阈值区间，说明车门关闭异常。此时，需根据车门开启前以及车门关闭后车门与毫米波雷达11之间距离的差值∆R的计算结果，检测车门处是否存在异物。其中，所述判定车门正常关闭的信号强度差值允许阈值区间可根据实际情况进行实时设定，以实现不同的车门闭合状态的检测。或，将所述判定车门正常关闭的信号强度差值允许阈值区间写入到检测程序当中，以实现对固定的车门闭合状态的检测。可以理解的是，这里所述判定车门正常关闭的信号强度差值允许阈值区间的具体设定方式，显然不构成对本申请具体保护范围的限制。值得注意的是，对于车门密闭要求较高的地铁列车、高铁列车等车辆，可将所述判定车门正常关闭的信号强度差值允许阈值区间设置为[0，1.5]（单位：dB）。对于车门密闭要求较差的慢速火车等车辆，所述判定车门正常关闭的信号强度差值允许阈值区间可根据实际的应用场景进行设定。可以理解的是，这里所述判定车门正常关闭的信号强度差值允许阈值区间的具体设置值，显然不构成对本申请具体保护范围的限制。

进一步的，在本申请提供的一种优选的实施方式中，所述检测模块13用于当信号强度差值计算结果超出信号强度差值允许阈值区间时，根据距离差值的计算结果，检测车门是否存在异物，具体用于：

检测距离差值计算结果是否在距离差值允许阈值区间之内；

当检测到距离差值计算结果超出距离差值允许阈值区间，发出车门存在异物的判断。

可以理解的是，当检测模块13检测到车门开启前以及车门关闭后反射信号强度的差值∆P在车门正常关闭的信号强度差值允许阈值区间之内，说明车门正常关闭，可直接放行。但是，当检测模块13检测到车门开启前以及车门关闭后反射信号强度的差值∆P超出车门正常关闭的信号强度差值允许阈值区间，说明车门关闭异常。此时，检测模块13需确定是否因车门处存在异物导致车门关闭异常。即，检测模块13需根据车门开启前以及车门关闭后车门与毫米波雷达11之间距离的差值∆R检测车门是否存在异物。

具体的，检测模块13根据车门开启前以及车门关闭后车门与毫米波雷达11之间距离的差值∆R检测车门是否存在异物，需要检测所述距离差值∆R是否在判定车门处无异物的距离差值允许阈值区间之内。若所述距离差值∆R在判定车门处无异物的距离差值允许阈值区间之内，说明车门处无异物。此时，需继续确定车门异常关闭的原因。若所述距离差值∆R超出判定车门处无异物的距离差值允许阈值区间，说明车门处存在异物。这样，使得工作人员能够及时解决因车门存在异物所导致的车门关闭异常。其中，所述判定车门处无异物的距离差值允许阈值区间可根据实际情况进行实时设定，以实现不同的车门处所夹带异物尺寸的检测。或，将所述判定车门处无异物的距离差值允许阈值区间写入到检测程序当中，以实现对固定的车门处所夹带异物尺寸的检测。可以理解的是，这里所述判定车门处无异物的距离差值允许阈值区间的具体设定方式，显然不构成对本申请具体保护范围的限制。值得注意的是，对于车门密闭要求较高的地铁列车、高铁列车等车辆，可将所述判定车门处无异物的距离差值允许阈值区间设置为[0，3]（单位：cm）。对于车门密闭要求较差的慢速火车等车辆，所述判定车门正常关闭的信号强度差值允许阈值区间可根据实际的应用场景进行设定。可以理解的是，这里所述判定车门处无异物的距离差值允许阈值区间的具体设置值，显然不构成对本申请具体保护范围的限制。

警示模块14，用于当所述检测模块13检测到车门存在异物时，发出警示信息。

当检测模块13检测到车门开启前以及车门关闭后反射信号强度的差值∆P超出判定车门正常关闭的信号强度差值允许阈值区间，且车门开启前以及车门关闭后车门与毫米波雷达11之间距离的差值∆R超出判定车门处无异物的距离差值允许阈值区间，说明车门处存在异物。此时，警示模块14需及时发出车门存在异物的警示信息。所述警示模块14可与毫米波雷达11一起安装于车辆的固定停靠位置处。例如，将警示模块14安装于列车站台，通过警示灯的形式报警。这样，工作人员根据警示灯亮起的位置，能够快速找到存在异物的车门的位置，并使得车辆驾驶员能够及时调整车辆发车时间。另外，所述警示模块14还可以安装于监控室内。例如，将警示模块14安装于监控器内，通过异常标注的形式报警。这样，使得检测人员能够及时获知车辆的异常，并调整所负责区域内的所有车辆运行计划，从而降低车辆堵塞的可能。所述警示模块14还可固定安装在车门处。例如，将警示模块14安装于车门上方，通过语音播报的形式报警。这样，使得乘客能够及时获知车门的异常，并自检测是否有随身物品/衣物夹入车门，从而提高了车门异物排查的效率。可以理解的是，这里所述警示模块14的具体安装位置以及警示信息的具体表现形式，显然不构成对本申请具体保护范围的限制。

进一步的，在本申请提供的一种优选的实施方式中，所述检测模块13用于当检测到距离差值计算结果超出距离差值允许阈值区间，发出车门存在异物的判断，还用于：

当检测到距离差值计算结果在距离差值允许阈值区间之内，发出车门闭合不严的判断。

可以理解的是，当检测模块13检测到车门开启前以及车门关闭后反射信号强度的差值∆P超出判定车门正常关闭的信号强度差值允许阈值区间，说明车门关闭异常。此时，检测模块13需检测车门开启前以及车门关闭后车门与毫米波雷达11之间距离的差值∆R是否在判定车门处无异物的距离差值允许阈值区间之内。

具体的，当检测模块13的检测结果为所述距离差值∆R超出判定车门处无异物的距离差值允许阈值区间时，说明车门处存在异物。当检测模块13的检测结果为所述距离差值∆R在判定车门处无异物的距离差值允许阈值区间之内时，说明车门处无异物。但此时，车门仍处于异常关闭的状态，说明车门此时闭合不严。因此，当检测模块13检测到车门开启前以及车门关闭后反射信号强度的差值∆P超出判定车门正常关闭的信号强度差值允许阈值区间，且车门开启前以及车门关闭后车门与毫米波雷达11之间距离的差值∆R在判定车门处无异物的距离差值允许阈值区间之内时，需发出闭合不严的判断。这样，使得工作人员能够及时解决因车门闭合不严所导致的车门关闭异常。其中，所述判定车门处无异物的距离差值允许阈值区间可根据实际情况进行实时设定，以实现不同的车门处所夹带异物尺寸的检测。或，将所述判定车门处无异物的距离差值允许阈值区间写入到检测程序当中，以实现对固定的车门处所夹带异物厚度的检测。可以理解的是，这里所述判定车门处无异物的距离差值允许阈值区间的具体设定方式，显然不构成对本申请具体保护范围的限制。值得注意的是，对于车门密闭要求较高的地铁列车、高铁列车等车辆，可将所述判定车门处无异物的距离差值允许阈值区间设置为[0，3]（单位：cm）。对于车门密闭要求较差的慢速火车等车辆，所述判定车门正常关闭的信号强度差值允许阈值区间可根据实际的应用场景进行设定。可以理解的是，这里所述判定车门处无异物的距离差值允许阈值区间的具体设置值，显然不构成对本申请具体保护范围的限制。

进一步的，在本申请提供的一种优选的实施方式中，所述警示模块14还用于：

根据检测模块13发出的车门闭合不严的判断，发出警示信息。

当检测模块13检测到车门开启前以及车门关闭后反射信号强度的差值∆P超出判定车门正常关闭的信号强度差值允许阈值区间，但车门开启前以及车门关闭后车门与毫米波雷达11之间距离的差值∆R在车门处无异物的距离差值允许阈值区间之内时，说明车门闭合不严。检测模块13会发出车门闭合不严的判断。此时，警示模块14需根据所述闭合不严的判断，及时发出车门闭合不严的警示信息。其中，所述警示模块14所发出车门闭合不严的警示信息与所发出的车门存在异物的警示信息，可通过不同的形式表现。例如，当所述警示模块14可与毫米波雷达11一起安装于车辆的固定停靠位置处并通过警示灯的形式报警时，车门存在异物，警示灯红灯亮起；车门闭合不严，黄灯亮起。这样，工作人员根据警示灯亮起的位置以及颜色，能够快速找到存在异物的车门的位置，并根据车门异常关闭的具体原因对应解决车门的异常关闭。当所述警示模块14还可以安装于监控室的监控器内并通过异常标注的形式报警时，车门存在异物，显示车门异物的标注；车门闭合不严，显示车门闭合不严的标注。这样，使得检测人员能够及时准确获知车辆异常的原因，并调整所负责区域内的所有车辆运行计划，从而降低车辆堵塞的可能。当所述警示模块14还可固定安装在车门处并通过语音播报的形式报警时，车门存在异物，播报车门异物的语音；车门闭合不严，播报车门闭合不严的语音。这样，使得乘客能够及时获知车门的具体异常原因，并自检测是否因随身物品/衣物夹入车门导致车门异常，从而提高了车门异物排查的效率。可以理解的是，这里所述警示模块14的具体安装位置以及警示信息的具体表现形式，显然不构成对本申请具体保护范围的限制。

进一步的，在本申请提供的一种优选的实施方式中，所述检测模块13用于根据所述距离差值的计算结果与所述信号强度差值的计算结果，检测车门是否存在异物，还用于：

检测毫米波雷达11探测范围内是否存在待检测的车辆；

当检测到毫米波雷达11探测范围内存在待检测的车辆，发出进行车门异物检测的指令。

可以理解的是，当车辆出现在毫米波雷达11的探测范围内时，根据毫米波雷达11所发射的车门探测信号以及所接收的车门根据所述探测信号反射的反射信号，计算模块12能够计算车门开启前以及车门关闭后反射信号强度的差值∆P、车门开启前以及车门关闭后车门与毫米波雷达11之间距离的差值∆R。检测模块13能够根据所述距离差值∆R以及信号强度差值∆P进行车门异物的检测。但是，当车辆未到达探测区域范围时，毫米波雷达11所接收到的根据探测信号反射的反射信号将处于稳定状态，无明显的波形变化。此时，若计算模块12一直处于工作状态，将增加基于毫米波检测的非接触式车门防夹报警装置的耗能。因此，检测模块13还需进行毫米波雷达11探测范围内是否存在待检测的车辆的检测。

具体的，检测毫米波雷达11探测范围内是否存在待检测的车辆，需通过毫米波雷达11所接收到的根据探测信号所反射的反射信号的信号强度确定。当毫米波雷达11探测范围内没有待检测的车辆时，毫米波雷达11所接收到的根据探测信号反射的反射信号无明显的波形变化，其信号强度处于稳定状态。此时，计算模块12可处于休眠状态。但是，若毫米波雷达11探测范围出现待检测的车辆时，毫米波雷达11所接收到的根据探测信号反射的反射信号将产生明显的波形变化。所述反射信号的信号强度开始产生波动直至稳定。因此，当检测到毫米波雷达11所接收到的根据探测信号所反射的反射信号的信号强度产生变化时，即可发出车门异物检测的指令。即，当检测模块13检测到毫米波雷达11探测范围内存在待检测的车辆时，发出进行车门异物检测的指令。这时，计算模块12休眠状态结束，开始计算车门开启前以及车门关闭后反射信号强度的差值∆P、车门开启前以及车门关闭后车门与毫米波雷达11之间距离的差值∆R。这样，能够使得计算模块12灵活切换工作状态，从而降低了基于毫米波检测的非接触式车门防夹报警装置100的耗能。

进一步的，在本申请提供的一种优选的实施方式中，所述检测模块13用于根据所述距离差值的计算结果与所述信号强度差值的计算结果，检测车门是否存在异物，还用于：

检测毫米波雷达11探测范围内待检测车辆是否处于静止状态。

检测模块13进行车门异物的检测，首先需要根据车门开启前以及车门关闭后反射信号强度的差值∆P检测车门关闭状态是否正常。之后，再根据车门开启前以及车门关闭后车门与毫米波雷达11之间距离的差值∆R进行车门异物的检测。由此可知，车门开启前以及车门关闭后反射信号强度的差值∆P直接影响车门异物检测的流程。因此，需要保证所述信号强度差值∆P的准确度。所述信号强度差值∆P计算公式为：∆P=P₂-P₁；式中，P₁为车门开启前反射信号的信号强度，P₂为车门关闭后反射信号的信号强度。保证信号强度差值∆P的准确度，即保证车门开启前反射信号的信号强度P₁以及车门关闭后反射信号的信号强度P₂的准确度。因此，需要保证车门开启前，毫米波雷达11所接收的反射信号的稳定性；以及车门关闭后，毫米波雷达11所接收的反射信号的稳定性。

具体的，当毫米波雷达11探测范围内出现待检测的车辆时，毫米波雷达11所接收到的根据探测信号反射的反射信号将产生明显的波形变化。所述反射信号的信号强度开始产生波动直至稳定。当所述信号强度处于波动时，说明车辆仍在运动，未完全停稳。此时，反射信号的信号强度不稳定。因此，不可将此时反射信号的信号强度作为车门开启前反射信号的信号强度P₁的赋值。当毫米波雷达11接收到的反射信号的信号强度稳定时，说明车辆已停稳。此时，反射信号的信号强度处于稳定的状态，可将其作为车门开启前反射信号的信号强度P₂的赋值。这样，保证了车门开启前毫米波雷达11所接收的反射信号的信号强度P₂的准确度。

当车辆停稳车门打开后，毫米波雷达11所接收到的根据探测信号反射的反射信号的波形再次产生明显的变化。所述反射信号的信号强度开始产生波动直至稳定。当所述信号强度处于波动时，说明车门仍在打开的过程中，未完全打开。当所述信号强度稳定时，说明车门已完全打开。

当车门关闭时，毫米波雷达11所接收到的根据探测信号反射的反射信号的波形再次产生明显的变化。所述反射信号的信号强度开始产生波动直至稳定。当所述信号强度处于波动时，说明车门仍在关闭的过程中，未完全关闭。此时，反射信号的信号强度不稳定。因此，不可将此时反射信号的信号强度作为车门开启前反射信号的信号强度P₂的赋值。当所述信号强度稳定时，说明车门已关闭完成。此时，反射信号的信号强度处于稳定的状态，可将其作为车门开启前反射信号的信号强度P₂的赋值。这样，保证了车门开启前毫米波雷达11所接收的反射信号的信号强度P₂的准确度。当车门开启前反射信号的信号强度P₁以及车门关闭后反射信号的信号强度P₂的准确度均得到提升的同时，信号强度差值∆P的准确度随之提高。这样，使得检测模块13根据车门开启前以及车门关闭后反射信号强度的差值∆P检测车门关闭状态是否正常的检测结果更为精确，从而提高了车门异物检测结果的准确度。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，有语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种基于毫米波检测的非接触式车门防夹报警装置，其特征在于，包括：

毫米波雷达，用于发射针对车门的探测信号；还用于接收车门根据所述探测信号所反射的反射信号；

计算模块，用于根据所述反射信号计算第一状态时车门与毫米波雷达之间距离与第二状态时车门与毫米波雷达之间距离的距离差值；还用于根据所述反射信号计算第一状态时反射信号强度与第二状态时反射信号强度的信号强度差值；

检测模块，用于根据所述距离差值的计算结果与所述信号强度差值的计算结果，检测车门是否存在异物；

警示模块，用于当所述检测模块检测到车门存在异物时，发出警示信息；

其中，所述第一状态为车门开启前呈现的闭合状态；

所述第二状态为车门关闭后呈现的闭合状态；

所述检测模块用于根据所述距离差值的计算结果与所述信号强度差值的计算结果，检测车门是否存在异物，具体用于：

检测信号强度差值计算结果是否在信号强度差值允许阈值区间之内；

当信号强度差值计算结果超出信号强度差值允许阈值区间时，根据距离差值的计算结果，检测车门是否存在异物。

2.如权利要求1所述的基于毫米波检测的非接触式车门防夹报警装置，其特征在于，所述毫米波雷达用于发射针对车门的探测信号，具体用于：

发射针对车门的V波段宽带LFMCW探测信号。

3.如权利要求1所述的基于毫米波检测的非接触式车门防夹报警装置，其特征在于，所述计算模块用于根据所述反射信号计算第一状态时车门与毫米波雷达之间距离与第二状态时车门与毫米波雷达之间距离的距离差值，具体用于：

筛选第一状态时反射信号中的目标点信号；

根据筛选后得到的目标点信号，计算第一状态时车门与毫米波雷达之间距离，得到车门与毫米波雷达之间的第一距离；

筛选第二状态时反射信号中的目标点信号；

根据筛选后得到的目标点信号，计算第二状态时车门与毫米波雷达之间距离，得到车门与毫米波雷达之间的第二距离；

根据所述第一距离与所述第二距离，计算第一状态时车门与毫米波雷达之间距离与第二状态时车门与毫米波雷达之间距离的距离差值。

4.如权利要求1所述的基于毫米波检测的非接触式车门防夹报警装置，其特征在于，所述计算模块用于根据所述反射信号计算第一状态时反射信号强度与第二状态时反射信号强度的信号强度差值，具体用于：

筛选第一状态时反射信号中的目标点信号；

根据筛选后得到的目标点信号，计算第一状态时反射信号强度，得到第一反射信号的信号强度；

筛选第二状态时反射信号中的目标点信号；

根据筛选后得到的目标点信号，计算第二状态时反射信号强度，得到第二反射信号的信号强度；

根据所述第一反射信号的信号强度与所述第二反射信号的信号强度，计算第一状态时反射信号强度与第二状态时反射信号强度的信号强度差值。

5.如权利要求1所述的基于毫米波检测的非接触式车门防夹报警装置，其特征在于，所述检测模块用于当信号强度差值计算结果超出信号强度差值允许阈值区间时，根据距离差值的计算结果，检测车门是否存在异物，具体用于：

检测距离差值计算结果是否在距离差值允许阈值区间之内；

当检测到距离差值计算结果超出距离差值允许阈值区间，发出车门存在异物的判断。

6.如权利要求5所述的基于毫米波检测的非接触式车门防夹报警装置，其特征在于，所述检测模块用于当检测到距离差值计算结果超出距离差值允许阈值区间，发出车门存在异物的判断，还用于：

当检测到距离差值计算结果在距离差值允许阈值区间之内，发出车门闭合不严的判断。

7.如权利要求6所述的基于毫米波检测的非接触式车门防夹报警装置，其特征在于，所述警示模块还用于：

根据检测模块发出的车门闭合不严的判断，发出警示信息。

8.如权利要求1所述的基于毫米波检测的非接触式车门防夹报警装置，其特征在于，所述检测模块用于根据所述距离差值的计算结果与所述信号强度差值的计算结果，检测车门是否存在异物，还用于：

检测毫米波雷达探测范围内是否存在待检测的车辆；

当检测到毫米波雷达探测范围内存在待检测的车辆，发出进行车门异物检测的指令。

9.如权利要求1所述的基于毫米波检测的非接触式车门防夹报警装置，其特征在于，所述检测模块用于根据所述距离差值的计算结果与所述信号强度差值的计算结果，检测车门是否存在异物，还用于：

检测毫米波雷达探测范围内待检测车辆是否处于静止状态。

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