CN115217392A - 一种汽车无接触式电动尾门的执行系统 - Google Patents

一种汽车无接触式电动尾门的执行系统 Download PDF

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孙传亮
李尚飞
魏森
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    • E05F15/70—Power-operated mechanisms for wings with automatic actuation
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    • E05Y2900/531—Doors
    • E05Y2900/532—Back doors or end doors

Abstract

本发明提供了一种汽车无接触式电动尾门的执行系统，硬件由集成的电容传感器组成，其中设置有探测模块、电压模块、监控模块、控制模块和计算模块；所述的探测模块由传感器构成，感应外部数据，进行外物的距离探测；所述的电压模块连接电容传感器，所述的监控模块用于监控整个系统的电压监控；所述的控制模块将采集到数据进行数据处理，所述的计算模块计算数据并进行对比。本发明提供的一种汽车无接触式电动尾门的执行系统，通过采集的一定数量的样本数据，利用拉格朗日插值算法计算出理论曲线，从而将实时动作数据与理论曲线进行对比，得出动作指令，从而提高使用的正确率。

Description

一种汽车无接触式电动尾门的执行系统
技术领域
本发明涉及一种汽车无接触式电动尾门的执行系统。
背景技术
随着经济的发展，技术的进步，现今的无接触动式汽车尾门系统已经被大范围应用到汽车系统上了。只需要轻轻一踢，就能方便地开启或关闭后备箱，在当手中拿有物品，不方便用手触动机械或感应实体按钮时，显得极为方便与实用性。免接触的开门系统往往是通过感应线来实现感应开尾门的。在实现感应线式感应开启或关闭电动尾门时，往往采用的方法有红外式、微波式、超声波式、电容式等，其中电容感应式系统以性能可靠，抗干扰性好，及低成本的特性；使其在实际应用中脱颖而出，成为最主流的实现方式。但在实际应用场景中，电容传感器由于只是单纯的采集电容容值，当外界如温度湿度变化，导致采集的电容容值也会产生偏移，引起误开启动作，像诸如小动物的闯入，雨水的冲刷，洗车时的水冲淋等，也都会导致尾门的误动作。
因此，为了减少操作误差和意外影响，常规的执行系统会采集大量的动作数据，储存在车辆的控制中心，使用时将收集到的动作数据与控制中性的数据进行比对，来判断是否打开或关闭车位门。因此需要庞大的数据库和抓取到用户的动作数据，这样又会增加系统的成本和计算工作量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于：提供一种汽车无接触式电动尾门的执行系统，通过采集应用场景的动作数据并进行特征数据的提取，通过算法对特征数据进行处理，计算出理论曲线，将理论曲线与现场采集的数据进行对比，从而减少数据库所需的总体数据量，提高对比敏感度，降低无用操作数据带来的意外。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种汽车无接触式电动尾门的执行系统，硬件由集成的电容传感器组成，其中设置有探测模块、电压模块、监控模块、控制模块和计算模块；所述的探测模块由传感器构成，感应外部数据，进行外物的距离探测；所述的电压模块连接电容传感器，利用电容的充放电时差计算出外部电压；所述的监控模块用于监控整个系统的电压监控；所述的控制模块将采集到数据进行数据处理，反馈给电动门的输出单元，从而精确控制电动门的开合度；所述的计算模块接收电压模块提供的电压数据，换算为特征数据，并与数据库进行比对，向所述的控制模块下达指令；
整个系统运行流程如下：
第一步，对电动门应用场景进行动作数据采集，并且保存记录；
第二步，针对不同场景采集到的数据进行分类分析，提取特征数据；
第三步，所述的计算模块通过算法计算步骤二中的特征数据，并根据计算得出理论曲线；
第四步，所述的探测模块感应外部物体，系统开始对外采集数据；
第五步，外部动作的变化被所述的探测模块感应，在系统内部转换为电压变化的数据；
第六步，所述的计算模块接收电压数据，根据电压数据计算出特征数据；在针对理论曲线进行比对，判断外部动作是否正确；
第七步，外部动作判断正确后，将数据传输至所述的控制模块，所述的控制模块将接收到的数据转换为电动门的模拟状态，将模拟状态反馈至电动门的控制单元，对电动门实现开合的控制。
进一步的，在第二步中，特征数据为传感器感应到的变化数值，由于人体并非平面，因此数据变化过多，仅取采集数据中变化幅度最大的数值。
进一步的，在第一步中，当人体多个不同位置与传感器之间的距离一致时，使用同一种算法即可得出不同位置的理论曲线。
进一步的，所述的探测模块由高敏感电容传感器组成，布置在汽车尾部的下方，用户在汽车尾部执行踢脚动作时，与汽车外沿之间的距离被传感器感应到，传感器内部产生电容变化。
进一步的，所述的计算模块采用拉格朗日插值算法对数据进行处理。
进一步的，拉格朗日插值算法通过一项多项式，代入采集到的数据进行计算，将点状的曲线图转换为平滑的曲线分布图，实现采集到的数据分布在一条曲线内，将传感器所面向的一个二维平面内所有穿过的数据点归纳到一个函数内。
进一步的，所述的电压模块通过电路连接所述的探测模块，连接所述的探测模块内的电容传感器，向外输出探测模块内的电压变化。
进一步的，所述的控制模块将接收到的采集数据进行计算模拟，模拟出汽车电动门的运动状态，将模拟数据传输至汽车的控制硬件中，实现对电动门的精确控制。
进一步的，所述的计算模块采用集成芯片制成，外部连接输入界面和输出界面，所述的输入界面连接所述的电压模块和探测模块，所述的输出界面连接所述的控制模块。
进一步的，所述的监控模块中设置有稳压电源和电压检测，实时监控系统电压的稳定性。
与现有技术相比，本发明提供的一种汽车无接触式电动尾门的执行系统，通过采集的一定数量的样本数据，利用拉格朗日插值算法计算出理论曲线，从而将实时动作数据与理论曲线进行对比，得出动作指令，减少了前期大量采集样本的工作，不需要针对不同的车型，人体外形和传感器位置建立复杂的数据库，而且实时数据理论曲线之间的对比可以提高计算效率，而本系统建立的数据库由于采集样本较少，可以根据不同的使用场景进行数据采集，对不同环境下的实时数据有更准确的对比样本，从而提高使用的正确率。
附图说明：
附图1示出本发明的系统示意图。
附图2示出本发明的计算模块的连接示意图。
附图3示出本发明的系统流程图。
附图4示出本发明的一种环境下的应用示意图。
附图5示出传统数据采集的波形图。
附图6示出本发明数据采集的波形图。
其中：1.探测模块、2.电压模块、3.监控模块、4.控制模块、5.计算模块、6.输入界面、7.输出界面、8.稳压电源、9.电压检测。
具体实施方式
一种汽车无接触式电动尾门的执行系统，硬件由集成的电容传感器组成，其中设置有探测模块1、电压模块2、监控模块3、控制模块4和计算模块5；所述的探测模块由传感器构成，感应外部数据，进行外物的距离探测；所述的电压模块2连接电容传感器，利用电容的充放电时差计算出外部电压；所述的监控模块3用于监控整个系统的电压监控；所述的控制模块4将采集到数据进行数据处理，反馈给电动门的输出单元，从而精确控制电动门的开合度；所述的计算模块5接收电压模块2提供的电压数据，换算为特征数据，并与数据库进行比对，向所述的控制模块4下达指令；
整个系统运行流程如下：
第一步，对电动门应用场景进行动作数据采集，并且保存记录；
第二步，针对不同场景采集到的数据进行分类分析，提取特征数据；
第三步，所述的计算模块5通过算法计算步骤二中的特征数据，并根据计算得出理论曲线；
第四步，所述的探测模块1感应外部物体，系统开始对外采集数据；
第五步，外部动作的变化被所述的探测模块1感应，在系统内部转换为电压变化的数据；
第六步，所述的计算模块5接收电压数据，根据电压数据计算出特征数据；在针对理论曲线进行比对，判断外部动作是否正确；
第七步，外部动作判断正确后，将数据传输至所述的控制模块4，所述的控制模块4将接收到的数据转换为电动门的模拟状态，将模拟状态反馈至电动门的控制单元，对电动门实现开合的控制。
进一步的，在第二步中，特征数据为传感器感应到的变化数值，由于人体并非平面，因此数据变化过多，仅取采集数据中变化幅度最大的数值。
进一步的，在第一步中，当人体多个不同位置与传感器之间的距离一致时，使用同一种算法即可得出不同位置的理论曲线。
进一步的，所述的探测模块1由高敏感电容传感器组成，布置在汽车尾部的下方，用户在汽车尾部执行踢脚动作时，与汽车外沿之间的距离被传感器感应到，传感器内部产生电容变化。
进一步的，所述的计算模块5采用拉格朗日插值算法对数据进行处理。
进一步的，拉格朗日插值算法通过一项多项式，代入采集到的数据进行计算，将点状的曲线图转换为平滑的曲线分布图，实现采集到的数据分布在一条曲线内，将传感器所面向的一个二维平面内所有穿过的数据点归纳到一个函数内。
进一步的，所述的电压模块2通过电路连接所述的探测模块1，连接所述的探测模块1内的电容传感器，向外输出探测模块1内的电压变化。
进一步的，所述的控制模块4将接收到的采集数据进行计算模拟，模拟出汽车电动门的运动状态，将模拟数据传输至汽车的控制硬件中，实现对电动门的精确控制。
进一步的，所述的计算模块5采用集成芯片制成，外部连接输入界面6和输出界面7，所述的输入界面6连接所述的电压模块2和探测模块，所述的输出界面7连接所述的控制模块4。
进一步的，所述的监控模块3中设置有稳压电源8和电压检测9，实时监控系统电压的稳定性。
如图4所示，在应用中，人体脚部和腿部两处距离汽车尾部传感器的距离一致，因此两个部位的数据可以采用同一种算法进行计算，在图5中，传统的方法是采集不同点位的数据，储存在计算模块内，然后利用数据分布概括出执行动作的波形图，图中的①②③④⑤⑥均为数据采集点，，因此就会得出多个不同的波形图，不仅采集样本大，而且容易造成数据缺漏或者误判，而图6则是根据计算得出的理论波形图，接近平滑曲线，仅需要多次插值的计算即可。
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性技术方案，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 (9)

1.一种汽车无接触式电动尾门的执行系统，硬件由集成的电容传感器组成，其特征在于，其中设置有探测模块、电压模块、监控模块、控制模块和计算模块；所述的探测模块由传感器构成，感应外部数据，进行外物的距离探测；所述的电压模块连接电容传感器，利用电容的充放电时差计算出外部电压；所述的监控模块用于监控整个系统的电压监控；所述的控制模块将采集到数据进行数据处理，反馈给电动门的输出单元，从而精确控制电动门的开合度；所述的计算模块接收电压模块提供的电压数据，换算为特征数据，并与数据库进行比对，向所述的控制模块下达指令；
整个系统运行流程如下：
第一步，对电动门应用场景进行动作数据采集，并且保存记录；
第二步，针对不同场景采集到的数据进行分类分析，提取特征数据；
第三步，所述的计算模块通过算法计算步骤二中的特征数据，并根据计算得出理论曲线；
第四步，所述的探测模块感应外部物体，系统开始对外采集数据；
第五步，外部动作的变化被所述的探测模块感应，在系统内部转换为电压变化的数据；
第六步，所述的计算模块接收电压数据，根据电压数据计算出特征数据；在针对理论曲线进行比对，判断外部动作是否正确；
第七步，外部动作判断正确后，将数据传输至所述的控制模块，所述的控制模块将接收到的数据转换为电动门的模拟状态，将模拟状态反馈至电动门的控制单元，对电动门实现开合的控制。
进一步的，在第二步中，特征数据为传感器感应到的变化数值，由于人体并非平面，因此数据变化过多，仅取采集数据中变化幅度最大的数值。
2.根据权利要求1所述的一种汽车无接触式电动尾门的执行系统，其特征在于，在执行流程的第一步中，当人体多个不同位置与传感器之间的距离一致时，使用同一种算法即可得出不同位置的理论曲线。
3.根据权利要求1所述的一种汽车无接触式电动尾门的执行系统，其特征在于，所述的探测模块由电容传感器组成，布置在汽车尾部的下方，用户在汽车尾部执行踢脚动作时，与汽车外沿之间的距离被传感器感应到，传感器内部产生电容变化。
4.根据权利要求1所述的一种汽车无接触式电动尾门的执行系统，其特征在于，所述的计算模块采用拉格朗日插值算法对数据进行处理。
5.根据权利要求4所述的一种汽车无接触式电动尾门的执行系统，其特征在于，拉格朗日插值算法通过一项多项式，代入采集到的数据进行计算，将点状的曲线图转换为平滑的曲线分布图，实现采集到的数据分布在一条曲线内，将传感器所面向的一个二维平面内所有穿过的数据点归纳到一个函数内。
6.根据权利要求1所述的一种汽车无接触式电动尾门的执行系统，其特征在于，所述的电压模块通过电路连接所述的探测模块，连接所述的探测模块内的电容传感器，向外输出探测模块内的电压变化。
7.根据权利要求1所述的一种汽车无接触式电动尾门的执行系统，其特征在于，所述的控制模块将接收到的采集数据进行计算模拟，模拟出汽车电动门的运动状态，将模拟数据传输至汽车的控制硬件中，实现对电动门的精确控制。
8.根据权利要求1所述的一种汽车无接触式电动尾门的执行系统，其特征在于，所述的计算模块采用集成芯片制成，外部连接输入界面和输出界面，所述的输入界面连接所述的电压模块和探测模块，所述的输出界面连接所述的控制模块。
9.根据权利要求1所述的一种汽车无接触式电动尾门的执行系统，其特征在于，所述的监控模块中设置有稳压电源和电压检测，实时监控系统电压的稳定性。
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