CN114750722A - 一种汽车后背门智能开启与关闭方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种汽车后背门智能开启与关闭方法及其系统，通过车后摄像头采集车后用户图像，通过图像识别技术，认证车后的用户是否为合法用户，并且同时识别用户的控制手势；认证通过后，背门控制器依照合法用户控制手势判断出用户的意图；认证未通过，背门控制器不处理用户的手势意图。通过车后雷达识别出合法用户与车后背门的距离，车背门控制器按照背门开度及后雷达提供的距离信息，通过安全算法计算出碰撞风险；当背门控制器计算出车后背门开启与关闭时与合法用户存在碰撞风险，停止后背门开启与关闭动作，并报警提示合法用户远离危险区域。本发明利用人脸识别认证可以有效防止非法用户开启后背门，提高汽车后背门控制的安全性及智能化程度。

Description

一种汽车后背门智能开启与关闭方法及其系统

技术领域

本发明属于汽车电器技术领域，具体涉及一种汽车后背门智能开启与关闭方法及其系统。

背景技术

目前市面上的乘用车后背门开启与关闭控制方法主要为按钮式，脚踢式或车门钥匙感应，为用户提供了便利，但智能化程度不足，用户体验感不高。

例如，CN107313676B公开一种开启汽车后背门的方法及系统，该方法是在确定汽车智能钥匙位于后背门探测区域时，音响控制器利用后视摄像头进行拍摄得到视频；倒车雷达控制器控制倒车雷达对汽车后方进行扫描获得距离数据集合，将距离数据集合发送至音响控制器，该距离数据集合包括位于汽车后方障碍物与倒车雷达之间的距离；音响控制器从视频中获取n个视频帧，以及在根据这n个视频帧以及距离数据集合确定用户的身体部位的实际运动满足预设条件时，向PEPS发送启动指令；PEPS根据启动指令控制后背门锁电机开启后背门；本技术解决了目前提供的非接触方式开启后背门容易出现误操作的技术问题；达到了减少后背门开启误操作的效果。又如CN106401360A公开一种汽车后背门控制方法、装置和系统，检测汽车的智能钥匙是否进入所述汽车的后背门的解锁区域内；在检测到所述智能钥匙进入所述解锁区域内时，对所述智能钥匙在所述解锁区域内的停留时间进行计时；在所述停留时间超过预设的时间阈值时，控制所述后背门的执行结构打开所述后背门。采用本发明方案，可以提升后背门操作的便捷性，且可以避免出现用户仅仅是携带智能钥匙经过后背门而后背门却被误打开的情况。

综上，本领域技术人员在汽车后背门智能开启与关闭方法中进行了大量的研究，虽然现有技术为用户提供了便利，但智能化程度不足，用户体验感不高。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种汽车后背门智能开启与关闭方法及其系统，解决现有技术汽车后背门开启与关闭安全性不高，智能化程度不足，用户体验感不高的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种汽车后背门智能开启与关闭方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过车后摄像头采集车后用户图像，通过图像识别技术，认证车后的用户是否为合法用户，并且同时识别合法用户的控制手势；认证通过后，背门控制器依照合法用户控制手势判断出用户的操作意图；认证未通过，背门控制器不处理用户的手势操作意图。

进一步，通过车后雷达识别出合法用户与车后背门的距离，车背门控制器按照背门开度及后雷达提供的距离信息，通过安全算法计算出碰撞风险。

进一步，当背门控制器计算出车后背门开启与关闭时与合法用户存在碰撞风险，停止后背门开启与关闭动作，并报警提示合法用户远离危险区域。

其中，所述安全算法以车后保险杠为坐标原点，角度θ是车后背门由闭锁状态到完全展开状态时的最大夹角，距离ΔS是角度θ变化过程中车后背门尾端与坐标原点之间的横向距离，距离ΔD为后雷达4实时测量的合法用户与坐标原点之间的横向距离，距离ΔS与角度θ之间的映射数据经提前标定存储在背门控制器中；摄像头检测到合法用户开启与关闭车车后背门手势时，背门控制器通过实时检测角度θ得到映射距离ΔS，与后雷达实时测量的距离ΔD对比，当满足ΔD≥ΔS + 20厘米时，判定为无碰撞风险，控制车后背门的开启与关闭，否则视为存在碰撞风险，暂停车后背门的开启与关闭。

本发明还提供一种汽车后背门智能开启与关闭系统，包括背门控制器、车身控制器、摄像头、后雷达、喇叭和仪表；其中，背门控制器和车身控制器采用车载CAN通讯方式连接；喇叭与车身控制器采用硬线通讯方式；摄像头、后雷达与背门控制器是采用SPI通信方式；

所述背门控制器利用摄像头校验用户身份是否合法，判定为合法用户后，依据合法用户的指定手势来控制车后背门开启与关闭。

进一步，所述背门控制器利用后雷达识别合法用户和车后背门的距离，利用安全算法检测车后背门开启与关闭时与合法用户是否存在碰撞风险；存在碰撞风险时背门控制器通过CAN通讯向车身控制器发送报警信息，车身控制器通过硬线控制喇叭鸣响提醒用户，避免碰撞造成人身伤害；当合法用户撤离到碰撞区域外后，背门控制器继续控制车后背门的开启与关闭动作。

进一步，所述当背门控制器、车身控制器、摄像头、后雷达自检未通过时，仪表通过CAN通讯接收背门控制器、车身控制器发出的故障状态信号，点亮报警灯提醒用户背门控制器故障、车身控制器故障。

进一步，所述摄像头安装在车后保险杠上，做人脸识别验证；所述雷达安装在车后保险杠上，用于识别出车后背门与合法用户的距离。

本发明汽车后背门智能开启与关闭系统，其系统工作流程包括：

（a）背门控制器、车身控制器接整车常电，当整车CAN通讯网络唤醒后，背门控制器、车身控制器进行系统初始化；

（b）系统中背门控制器、车身控制器、摄像头、后雷达进行自检工作，包含检查CAN通讯收发器，供电电压等是否正常；

（c）系统中任一部件自检未通过，则系统关闭并报警；仪表提示合法用户相应系统部件出现故障，摄像头与后雷达的故障状态由背门控制器上传CAN总线传输给仪表；

（d）背门控制器利用摄像头采集的视频数据进行算法处理；

（e）背门控制器利用人脸识别算法，判断当前用户的合法性；

（f）当前用户通过合法性认证后，背门控制器需要进一步检测用户的手势动作；

（g）背门控制器通过合法用户的手势决策合法用户是否在请求后背门开启与关闭；

（h）背门控制器检测到当前用户属于非法用户，系统不响应非法用户开启与关闭后背门的手势指示。

进一步，系统还包括如下流程：

（i）背门控制器通过安全算法检测后背门开启与关闭时与合法用户之间是否存在碰撞风险；

（j）无碰撞风险时，背门控制器控制后背门的开启与关闭；

（k）存在碰撞风险时，背门控制器暂停后背门的开启与关闭，通过CAN通讯传输提醒信息给车身控制器，通过硬线驱动喇叭提醒合法用户远离碰撞区域。

相比现有技术，本发明具有如下有益效果：

1、本发明利用人脸识别认证可以有效防止非法用户开启后背门，提高汽车后背门控制的安全性及智能化程度。

2、本发明增强汽车后背门控制开启与关闭的科技感，可以增加用户使用的便捷性，提高用户的体验感。

附图说明

图1是本发明汽车后背门智能开启与关闭系统框图示意图；

图2是本发明汽车后背门智能开启与关闭系统安全算法说明示意图；

图3是本发明汽车后背门智能开启与关闭系统工作流程图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步的说明，但本发明的实施方式不仅限于此。

本发明是通过安装在车后保险杠上的摄像头做人脸识别验证当前用户是否为合法使用者，通过合法用户的手势识别出合法用户的操作意图。并通过安装在车后保险杠上的车后雷达识别出车后背门与合法用户的距离，当检测到车后背门开启与关闭的幅度与合法用户存在碰撞风险时，暂停车后背门的开启与关闭动作，并通过声音提醒合法用户远离风险区域，待合法用户离开风险区域后，车后背门继续开启与关闭。其中，涉及的图像识别技术，手势控制等技术均采用现有成熟技术即可实现。

参见图1，为本发明系统框图。具体实施例包括：背门控制器1、车身控制器2、摄像头3、后雷达4、喇叭5、仪表6。其中，背门控制器1和车身控制器2采用车载CAN通讯方式；喇叭5与车身控制器2采用硬线通讯方式；摄像头3，后雷达4与背门控制器1是采用SPI通信方式。背门控制器1利用摄像头3校验用户身份是否合法，判定为合法用户后，依据合法用户的指定手势来控制车后背门开启与关闭。背门控制器1利用后雷达4识别合法用户和车后背门的距离，利用安全算法检测车后背门开启与关闭时与合法用户是否存在碰撞风险，存在碰撞风险时背门控制器1通过CAN通讯向车身控制器2发送报警信息，车身控制器2通过硬线控制喇叭5鸣响提醒用户，避免碰撞造成人身伤害，当合法用户撤离到碰撞区域外后，背门控制器1继续控制车后背门的开启与关闭动作。当背门控制器1、车身控制器2、摄像头3、后雷达4自检未通过时，仪表6通过CAN通讯接收背门控制器1、车身控制器2发出的故障状态信号，点亮报警灯提醒用户背门控制器1故障、车身控制器2故障。

参见图2，为本发明安全算法说明。以车后保险杠为坐标原点，角度θ是车后背门由闭锁状态到完全展开状态时的最大夹角，距离ΔS是角度θ变化过程中车后背门尾端与坐标原点之间的横向距离，距离ΔD为后雷达4实时测量的合法用户与坐标原点之间的横向距离，距离ΔS与角度θ之间的映射数据经提前标定存储在背门控制器1中。摄像头3检测到合法用户开启与关闭车车后背门手势时，背门控制器1通过实时检测角度θ得到映射距离ΔS，与后雷达4实时测量的距离ΔD对比，当满足ΔD≥ΔS + 20厘米时，判定为无碰撞风险，控制车后背门的开启与关闭，否则视为存在碰撞风险，暂停车后背门的开启与关闭。

实施例1：参见图3，本发明系统工作流程包括：

（a）背门控制器1、车身控制器2接整车常电；当整车CAN通讯网络唤醒后，背门控制器1、车身控制器2进行系统初始化；

（b）系统中背门控制器1、车身控制器2、摄像头3、后雷达4进行自检工作，包含检查CAN通讯收发器，供电电压等是否正常；

（c）系统中任一部件自检未通过，仪表6提示合法用户相应系统部件出现故障，摄像头3与后雷达4的故障状态由背门控制器1上传CAN总线传输给仪表6；

（d）背门控制器1利用摄像头3采集的视频数据进行算法处理；

（e）背门控制器1利用人脸识别算法，判断当前用户的合法性；

（f）当前用户通过合法性认证后，背门控制器1需要进一步检测用户的手势动作；

（g）背门控制器1通过合法用户的手势决策合法用户是否在请求后背门开启与关闭；

（h）背门控制器1检测到当前用户属于非法用户，系统不响应非法用户开启与关闭后背门的手势指示。

实施例2：进一步，本发明还包括如下工作流程：

（i）背门控制器1通过安全算法检测后背门开启与关闭时与合法用户之间是否存在碰撞风险；

（j）无碰撞风险时，背门控制器1控制后背门的开启与关闭；

（k）存在碰撞风险时，背门控制器1暂停后背门的开启与关闭，通过CAN通讯传输提醒信息给车身控制器2，通过硬线驱动喇叭5提醒合法用户远离碰撞区域。

本发明利用人脸识别认证可以有效防止非法用户开启后背门，提高汽车后背门控制的安全性及智能化程度；并通过安装在车后保险杠上的车后雷达识别出车后背门与合法用户的距离，当检测到车后背门开启与关闭的幅度与合法用户存在碰撞风险时，暂停车后背门的开启与关闭动作，并通过声音提醒合法用户远离风险区域，待合法用户离开风险区域后，车后背门继续开启与关闭，大大增强汽车后背门控制开启与关闭的科技感，可以增加用户使用的便捷性，提高用户的体验感。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种汽车后背门智能开启与关闭方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过车后摄像头采集车后用户图像，通过图像识别技术，认证车后的用户是否为合法用户，并且同时识别合法用户的控制手势；

认证通过后，背门控制器依照合法用户控制手势判断出用户的操作意图；

认证未通过，背门控制器不处理用户的手势操作意图。

2.根据权利要求1所述汽车后背门智能开启与关闭方法，其特征在于，通过车后雷达识别出合法用户与车后背门的距离，车背门控制器按照背门开度及后雷达提供的距离信息，通过安全算法计算出碰撞风险。

3.根据权利要求2所述汽车后背门智能开启与关闭方法，其特征在于，当背门控制器计算出车后背门开启与关闭时与合法用户存在碰撞风险，停止后背门开启与关闭动作，并报警提示合法用户远离危险区域。

4.根据权利要求2所述汽车后背门智能开启与关闭方法，其特征在于，所述安全算法以车后保险杠为坐标原点，角度θ是车后背门由闭锁状态到完全展开状态时的最大夹角，距离ΔS是角度θ变化过程中车后背门尾端与坐标原点之间的横向距离，距离ΔD为后雷达4实时测量的合法用户与坐标原点之间的横向距离，距离ΔS与角度θ之间的映射数据经提前标定存储在背门控制器中；摄像头检测到合法用户开启与关闭车车后背门手势时，背门控制器通过实时检测角度θ得到映射距离ΔS，与后雷达实时测量的距离ΔD对比，当满足ΔD≥ΔS+ 20厘米时，判定为无碰撞风险，控制车后背门的开启与关闭，否则视为存在碰撞风险，暂停车后背门的开启与关闭。

5.一种汽车后背门智能开启与关闭系统，其特征在于，包括背门控制器、车身控制器、摄像头、后雷达、喇叭和仪表；其中，背门控制器和车身控制器采用车载CAN通讯方式连接；喇叭与车身控制器采用硬线通讯方式；摄像头、后雷达与背门控制器是采用SPI通信方式；

所述背门控制器利用摄像头校验用户身份是否合法，判定为合法用户后，依据合法用户的指定手势来控制车后背门开启与关闭。

6.根据权利要求5所述汽车后背门智能开启与关闭系统，其特征在于，所述背门控制器利用后雷达识别合法用户和车后背门的距离，利用安全算法检测车后背门开启与关闭时与合法用户是否存在碰撞风险；存在碰撞风险时背门控制器通过CAN通讯向车身控制器发送报警信息，车身控制器通过硬线控制喇叭鸣响提醒用户，避免碰撞造成人身伤害；当合法用户撤离到碰撞区域外后，背门控制器1继续控制车后背门的开启与关闭动作。

7.根据权利要求5所述汽车后背门智能开启与关闭系统，其特征在于，所述当背门控制器、车身控制器、摄像头、后雷达自检未通过时，仪表通过CAN通讯接收背门控制器、车身控制器发出的故障状态信号，点亮报警灯提醒用户背门控制器故障、车身控制器故障。

8.根据权利要求5所述汽车后背门智能开启与关闭系统，其特征在于，所述摄像头安装在车后保险杠上，做人脸识别验证；所述雷达安装在车后保险杠上，用于识别出车后背门与合法用户的距离。

9.根据权利要求5所述汽车后背门智能开启与关闭系统，其特征在于，系统工作流程如下：

（a）背门控制器、车身控制器接整车常电，当整车CAN通讯网络唤醒后，背门控制器、车身控制器进行系统初始化；

（b）系统中背门控制器、车身控制器、摄像头、后雷达进行自检工作，包含检查CAN通讯收发器，供电电压等是否正常；

（c）系统中任一部件自检未通过，则系统关闭并报警；仪表提示合法用户相应系统部件出现故障，摄像头与后雷达的故障状态由背门控制器上传CAN总线传输给仪表；

（d）背门控制器利用摄像头采集的视频数据进行算法处理；

（e）背门控制器利用人脸识别算法，判断当前用户的合法性；

（f）当前用户通过合法性认证后，背门控制器需要进一步检测用户的手势动作；

（g）背门控制器通过合法用户的手势决策合法用户是否在请求后背门开启与关闭；

（h）背门控制器检测到当前用户属于非法用户，系统不响应非法用户开启与关闭后背门的手势指示。

10.根据权利要求9所述汽车后背门智能开启与关闭系统，其特征在于，系统还包括如下流程：

（i）背门控制器通过安全算法检测后背门开启与关闭时与合法用户之间是否存在碰撞风险；

（j）无碰撞风险时，背门控制器控制后背门的开启与关闭；

（k）存在碰撞风险时，背门控制器暂停后背门的开启与关闭，通过CAN通讯传输提醒信息给车身控制器，通过硬线驱动喇叭提醒合法用户远离碰撞区域。

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