TWI634026B - 以姿態重心偏移作為車門開啟預判之雙向警示系統及其姿態重心偏移偵測裝置 - Google Patents

Abstract

一種以姿態重心偏移作為車門開啟預判之雙向警示系統，是在椅墊的左右兩側分別設有壓力感測元件，在車內設有音訊裝置，在車門的開門手把旁設有近接感測元件，在該車輛與該車門同側的位置結合可朝車後發光的燈光警示模組，設有一控制器模組接收前述壓力感測元件以及該近接感測元件的訊號以判斷重心的偏移，當近接感測元件感測到手接近，但該控制器模組判斷人體重心沒有偏移時，會控制該音訊裝置發出未二段式開門的警報聲，當近接感測元件感側到手接近，無論該控制器模組是否判斷使用者重心偏移，該控制器模組都會控制該燈光警示模組發出警示光；本發明於車內能提醒使用者開門時以二段方式轉身開門，於車外能在使用者預備開門時預先在車旁投射警示光主動提醒後方車輛，能達到以雙向警示的方式避免車門突然開啟造成危險的狀況發生。

Description

以姿態重心偏移作為車門開啟預判之雙向警示系統及其姿態重心偏移偵測裝置

本發明 涉及一種車輛警示系統與其裝置，尤其涉及一種以姿態重心偏移作為車門開啟預判之雙向警示系統及其姿態重心偏移偵測裝置。

車輛的行車安全總是第一優先，在現今車輛駕駛輔助系統中，如盲點感側系統、離車安全預警等，皆扮演著重要的角色，其功用是減少駕駛人的視覺盲點區，進而提升用路人的安全，即使如此還是因為其他疏忽造成遺憾，例如未注意開車門導致後方用路人傷亡。

近年來開啟車門而未注意後方來車，因此導致車禍傷亡的情形屢見不鮮，在內政部警政署資料顯示車門誤開在交通事故比例約占兩成，因此我國在2013年07月01日起在汽車駕照路考增加二段式開啟車門的測驗。二段式開啟車門的步驟包括：（1）注視後照鏡，並轉身探視後方，確認後方無來車或行人。（2）反手略開車門並回頭查看有無來車（即左側駕駛或乘客以右手開門，反之則右側副駕駛座及右後側乘客則以左手開門）。（3）確認後方無來車或行人再全開車門下車並立即關閉車門。

上述二段式開啟車門的步驟能避免誤開車門導致的危險，由考照引入二段式開啟車門的測驗也可看出二段式開門的重要性，但二段式開啟車門卻不容易落實於日常駕駛的行為中。再者，現有市售車輛所搭載的安全裝置若非僅警示車內人員就是只針對車外，且偵測車內人員姿態判斷有否使用二段式開門的手段主要是使用攝影機拍攝影像判斷，如果能同時對於車輛內、外的雙方用路人皆予以警示，以更便宜的偵測手段判斷車內人員的姿態，就能減少警示系統的成本，增加警示系統被採用的機會，顯著地減少事故發生機率，但目前缺乏此種雙向警示的警示系統或成本較低的判斷車內人員姿態的手段。

由於車輛的駕駛者、乘客不容易落實二段式開啟車門的操作，為此，本發明以二段式開門時人體姿勢重心的改變作為車門開啟預判的條件，構築車內、外警示的雙向安全防護，其偵測人體姿勢重心的手段能提供價格低廉的重心偏移偵測裝置，其雙向警示系統能達到降低因未注意後方車輛開啟車門而導致意外發生的狀況，提升車輛的安全。

為達到上述發明目的，本發明提供一種以姿態重心偏移作為車門開啟預判之雙向警示系統，包括：

一車輛，設有一車身，在該車身設有一車椅以及一與該車椅同側的車門，該車椅包括一椅墊，在該車門的內面設有一開門手把；

一控制器模組，該控制器模組設於該車輛內；

一車門開關警示模組，包括分別與該控制器模組電連接的一近接感測元件以及一音訊裝置，該近接感測元件結合在該車門的內面，該近接感測元件感側是否有物體接近該開門手把，該音訊裝置安裝在該車輛內；

一燈光警示模組，該燈光警示模組設於該車輛對應該車門的一側，該燈光警示模組與該控制器模組電連接，當控制器模組接收該近接感測元件感測到有物體接近該開門手把的訊號時，令該燈光警示模組朝該車輛外發出警示光；以及

一壓力感測模組，包括分別與該控制器模組電連接的一內側壓力感測元件以及一外側壓力感測元件，該內側壓力感測元件以及該外側壓力感測元件以左右對稱的方式分別安裝在該椅墊的內側以及外側，當控制器模組接收到該近接感測元件感測到有物體接近該開門手把的訊號，且接收到該外側壓力感測元件感側到的壓力值佔該外側壓力感測元件與該內側壓力感測元件感側到的壓力值總數的數值未超過一臨界數值時，該控制器模組令該音訊裝置發出未二段式開門的警報聲。

進一步，本發明當所述的控制器模組接收到所述外側壓力感測元件感側到的壓力值佔該外側壓力感測元件與所述的內側壓力感測元件感側到的壓力值總數的數值超過一臨界數值時，令所述的燈光警示模組朝所述的車輛外發出警示光。

更進一步，本發明在所述的內側壓力感測元件與所述的外側壓力感測元件兩者與所述的壓力感測模組之間串連一RC濾波電路。

較佳的，本發明所述的燈光警示模組設有一雷射燈組，該雷射燈組朝向所述車門旁的下方投射警示光。

較佳的，本發明所述內側壓力感測元件是薄膜導電式壓力感測器，在該內側壓力感測元件的前、後兩側分別設有一內側前半部壓力感測器以及一內側後半部壓力感測器，所述外側壓力感測元件是薄膜導電式壓力感測器，在該外側壓力感測元件的前、後兩側分別設有一外側前半部壓力感測器以及一外側後半部壓力感測器。

較佳的，本發明所述的近接感測元件是超音波感測器，該近接感測元件安裝在所述的車門內面並且位於所述的開門手把前方，該超音波感測器感側的範圍是以該近接感測元件為中心由該車門的內面向內展開20至40度角的扇形感側範圍。

較佳的，本發明所述音訊裝置是喇叭或蜂鳴器。

為達到上述發明目的，本發明提供一種以姿態重心偏移作為車門開啟預判之雙向警示系統的姿態重心偏移偵測裝置，此姿態重心偏移裝置作為偵測姿態重心的核心技術，能完成前述車門開啟預判之雙向警示系統，該姿態重心偏移偵測裝置包括：

一車輛，設有一車身，在該車身設有一車椅，該車椅包括一椅墊；

一壓力感測模組，該壓力感測模組設置於該椅墊內，該壓力感測模組包括兩個以上的壓力感測元件；以及

一控制器模組，該控制器模組設於該車輛內，該壓力感測模組的各壓力感測元件與所述的控制器模組電連接，各壓力感測元件感測到的壓力值的訊號傳至該控制器模組，該控制器模組依據訊號之變化判斷乘坐人員之姿態重心。

進一步，本發明所述的壓力感測模組包括兩個壓力感測元件，兩壓力感測元件分為一內側壓力感測元件以及一外側壓力感測元件，該內側壓力感測元件以及該外側壓力感測元件以左右對稱的方式分別安裝在所述的椅墊的內側以及外側，當所述的控制器模組接收到所述外側壓力感測元件感側到的壓力值佔該外側壓力感測元件與所述的內側壓力感測元件感側到的壓力值總數的數值超過一臨界數值時，判斷乘坐人員之姿態重心為偏移的狀態。

本發明的以姿態重心偏移作為車門開啟預判之雙向警示系統使用時，是以該近接感測元件偵測使用者的手是否有接近該車門的開門手把的方式判斷使用者是否要開啟車門，這時若外側壓力感測元件感側到的壓力值佔該外側壓力感測元件與該內側壓力感測元件感側到的壓力值總數的數值未超過臨界數值，就能預先判斷使用者沒有以二段式的方式開啟車門，這時該控制器模組會令該音訊裝置發出未二段式開門的警報聲，對內提醒使用者以二段式的方式開啟車門。

上述本發明的雙向警示系統除了對內能提醒使用者以二段式開啟車門以外，凡只要該近接感測元件偵測到手接近該開門手把，該控制器模組就會令燈光警示模組向車輛外發出警示光，以警示光預先對外提醒後方的車輛或用路人車門即將開啟。以上述在車輛開門前預先對外以警示光警告，搭配預先判斷使用者是否有二段式開門，並依判斷對內提醒使用者以二段式開門的警報設計，能以對內與對外雙向警示的方式，有效地改善因突然開啟車門造成後方車輛或用路人反應不及造成的危險。

本發明雙向警示系統的姿態重心偏移偵測裝置，是以安裝在椅墊內的壓力感測模組偵測椅墊上不同處的壓力值，將前述壓力值的訊號傳至該控制器模組後，該控制器模組能依據訊號的變化判斷乘坐人員的姿態，是成本較影像擷取處理更加低廉的姿勢判斷手段，能運用在現有的警示系統或前述的雙向警示系統，降低成本而使警示系統的採用更加廣泛。

為能詳細瞭解本發明的技術特徵及實用功效，並可依照說明書的內容來實施，進一步以如圖式所示的較佳實施例，詳細說明如下。

如圖1至圖4所示的較佳實施例是一種以姿態重心偏移作為車門開啟預判之雙向警示系統，包括一車輛10、安裝在該車輛10的控制器模組20，以及安裝在該車輛10且分別與該控制器模組20電連接的一車門開關警示模組30、一燈光警示模組40以及一壓力感測模組50，其中：

該車輛10設有一車身11，在該車身11內的駕駛座、副駕駛座與乘客座的位置分別設有一車椅12，各車椅12包含一椅墊121，用以安裝該壓力感測模組50，如本較佳實施例是以該壓力感測模組50安裝在駕駛座位置的車椅12為例，在該車身11對應該車椅12的位置設有一車門13，在該車門13內面的中間設有一開門手把131，在該車門13外面的前側設有一後照鏡14。

該控制器模組20是包含處理器、記憶體、控制介面以及輸出入介面的計算機模組，用以接受訊號、執行運算以及發出控制訊號，如本較佳實施例的控制器模組20是選用Arduino uni的單片微型計算機，該控制器模組20設於該車輛10的車身11內。

該車門開關警示模組30包括分別與該控制器模組20電連接的一近接感測元件31以及一音訊裝置32，如本較佳實施例該近接感測元件31是採用超音波感測器，除了超音波感測器也能以紅外線感測器達到相同的效果。該近接感測元件31安裝在該車門13的內面並位於該開門手把131的前方，該近接感測元件31的功能是感側是否有物體接近該開門手把131，如圖5所示，該近接感測元件31感側的範圍是以該近接感測元件31為中心由該車門13的內面向內展開20至40度角的扇形感側範圍，如本較佳實施例該扇形感側範圍的角度是30度角；該音訊裝置32可以是喇叭或蜂鳴器等安裝在該車輛10內發出警報聲的裝置，如本較佳實施例該音訊裝置32是喇叭並且安裝在該車門13的內面。

該燈光警示模組40設於該車輛10對應該車門13的一側，如本較佳實施例該燈光警示模組40是結合在該後照鏡14，該燈光警示模組40包括一MOSFET（金氧半場效電晶體）開關電路41以及一與該MOSFET開關電路41電連接的雷射燈組42，該MOSFET開關電路41與該控制器模組20電連接，當控制器模組20接收該近接感測元件31感測到有物體接近該開門手把131的訊號時，驅動該MOSFET開關電路41開啟並令該雷射燈組42朝該車門13旁的下方投射雷射的警示光，例如本較佳實施例該雷射燈組42是朝該車門13旁的地面投射五條以扇形方式排列的雷射光，藉此以雷射的警示光在地面上標示出該車門13開啟時會展開的範圍，警示後方的用路人當車門13開啟時需要閃避的距離。

該壓力感測模組50包括一RC濾波電路51以及分別與該RC濾波電路51電連接的一內側壓力感測元件52以及一外側壓力感測元件53，該內側壓力感測元件52以及該外側壓力感測元件53以左右對稱的方式分別安裝在該椅墊121遠離車門13的內側以及靠近車門13的外側，如本較佳實施例為了提升該內側壓力感測元件52以及該外側壓力感測元件53兩者感側壓力的敏感度，在該內側壓力感測元件52的前、後兩側分別設有一內側前半部壓力感測器521以及一內側後半部壓力感測器522，在該外側壓力感測元件53的前、後兩側分別設有一外側前半部壓力感測器531以及一外側後半部壓力感測器532。

當駕駛以正常姿勢乘坐在該椅墊121上時，該外側壓力感測元件53感側到的壓力值佔該外側壓力感測元件53與該內側壓力感測元件52感側到的壓力值總數的數值是50%，該內側壓力感測元件52感側到的壓力值佔該外側壓力感測元件53與該內側壓力感測元件52感側到的壓力值總數的數值也是50%。當控制器模組20接收到該近接感測元件31感測到有物體接近該開門手把131的訊號，且接收到該外側壓力感測元件53感側到的壓力值佔該外側壓力感測元件53與該內側壓力感測元件52感側到的壓力值總數的數值未超過一臨界數值時，例如本較佳實施例設定的臨界數值是80%，該控制器模組20令該音訊裝置32發出未二段式開門的警報聲。

上述外側壓力感測元件53感側到的壓力值佔該外側壓力感測元件53與該內側壓力感測元件52感側到的壓力值總數的數值的計算稱為內外側壓力運算，判斷內、外側壓力運算的結果是否高於臨界數值則稱為姿態重心偏移判斷，該內外側壓力運算與該姿態重心偏移判斷都由該控制器模組20進行運算、判斷，所述的車輛10、壓力感測模組50，以及控制器模組20形成一種姿態偏移偵測裝置。

上述本發明較佳實施例中的壓力感測模組50以及車門開關警示模組30是分別用於進行姿態重心感測流程以及超音波感測流程。該姿態重心感測流程如圖6、圖7所示，當駕駛人進行二段式開門時，是轉身並且反手以右手拉動該車門13內側的開門手把131來進行開啟該車門13的動作，過程中駕駛人的重心因轉身的動作而向外側偏移，因此該壓力感測模組50感測到的外側壓力與內側壓力會由平衡的狀態變為外側的壓力大於內側的壓力，這時該外側壓力感測元件53、該內側壓力感測元件52感測到的壓力值會輸入該控制器模組20，以該控制器模組20進行前段所述的內外側壓力運算，在內外側壓力運算後，進行前段所述的姿態重心偏移判斷；例如，若該控制器模組20接收到該外側壓力感測元件53感側到的壓力值佔該外側壓力感測元件53與該內側壓力感測元件52感側到的壓力值總數的數值超過所述的臨界數值80%時，會判定姿態重心狀態為偏移的狀態，反之，則判斷重心狀態為未偏移的狀態。

該超音波感測流程如圖8所示，該近接感測元件31會不斷感側該開門手把131旁的狀態，若使用者的手沒有接近該開門手把131則保持感側該開門手把131的狀態，若有物體例如使用者的手接近該開門手把131，該近接感測元件31會發出物體接近開門手把131的訊號至該控制器模組20，如此能夠提前感測到使用者的手欲開啟車門13的動作。

本發明的雙向警示系統藉由前述的姿態重心感測流程以及超音波感測流程可以判斷駕駛人是否進行二段式開門：當前述姿態重心感測流程結果判斷姿態重心狀態為偏移的狀態，加上該超音波感測流程結果判斷使用者的手接近該開門手把131時，該控制器模組20會判斷駕駛人有進行二段式開門，因此該控制器模組20不會令該音訊裝置32發出未二段式開門的警報聲。當前述姿態重心感測流程結果判斷姿態重心狀態為未偏移的狀態，加上該超音波感測流程結果判斷使用者的手接近該開門手把131時，該控制器模組20判斷駕駛人沒有進行二段式開門，該控制器模組20會令該音訊裝置32發出未二段式開門的警報聲，提醒駕駛人以二段式的方式開啟該車門13，以對內警告的方式提升後方車輛與用路人的安全。

如圖9所示的本發明的雙向警示系統的詳細動作流程圖，只要使用者的手接近該開門手把131，無論所述的姿態重心感測流程的結果判斷姿態重心狀態為偏移或未偏移的狀態，該近接感測元件31都會發出物體接近開門手把131的訊號至該控制器模組20，使該控制器模組20令該雷射燈組42朝該車門13旁的下方，也就是路面上投射雷射的警示光，預先提醒後方的車輛或用路人該車門13開啟的範圍，改善因突然開啟該車門13造成後方車輛或用路人反應不及造成的危險。

如圖9所示，當姿態重心感測流程的結果判斷姿態重心狀態為偏移的狀態時，若使用者的手接近該開門手把131，則該控制器模組20令該雷射燈組42朝該車門13旁的下方投射閃爍的警示光，相對的，若這時使用者的手沒有接近該開門手把131，則該控制器模組20仍然令該雷射燈組42朝該車門13旁的下方投射一段時間的警示光，以上兩種狀況都能發揮以預先投射在路面上的雷射警示光，提醒後方的車輛或用路人該車門13開啟的範圍，改善因突然開啟該車門13造成後方車輛或用路人反應不及造成的危險。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並非用以限定本發明主張的權利範圍，凡其它未脫離本發明所揭示的精神所完成的等效改變或修飾，均應包括在本發明的申請專利範圍內。

10‧‧‧車輛

11‧‧‧車身

12‧‧‧車椅

121‧‧‧椅墊

13‧‧‧車門

131‧‧‧開門手把

14‧‧‧後照鏡

20‧‧‧控制器模組

30‧‧‧車門開關警示模組

31‧‧‧近接感測元件

32‧‧‧音訊裝置

40‧‧‧燈光警示模組

41‧‧‧MOSFET開關電路

42‧‧‧雷射燈組

50‧‧‧壓力感測模組

51‧‧‧RC濾波電路

52‧‧‧內側壓力感測元件

521‧‧‧內側前半部壓力感測器

522‧‧‧內側後半部壓力感測器

53‧‧‧外側壓力感測元件

531‧‧‧外側前半部壓力感測器

532‧‧‧外側後半部壓力感測器

圖1是本發明較佳實施例車輛的俯視圖。 圖2是本發明較佳實施例車輛內的立體示意圖。 圖3是本發明較佳實施例該燈光警示模組發出警示光的實施示意圖。 圖4是本發明較佳實施例的方塊圖。 圖5是本發明較佳實施例該車門部分放大的立體示意圖。 圖6是本發明較佳實施例二段式開門的實施示意圖。 圖7是本發明較佳實施例的姿態重心感測流程的流程圖。 圖8是本發明較佳實施例的超音波感測流程的流程圖。 圖9是本發明較佳實施例的詳細動作流程圖。

Claims (8)

1. 一種以姿態重心偏移作為車門開啟預判之雙向警示系統，包括：一車輛，設有一車身，在該車身設有一車椅以及一與該車椅同側的車門，該車椅包括一椅墊，在該車門的內面設有一開門手把；一控制器模組，該控制器模組設於該車輛內；一車門開關警示模組，包括分別與該控制器模組電連接的一近接感測元件以及一音訊裝置，該近接感測元件結合在該車門的內面，該近接感測元件感側是否有物體接近該開門手把，該音訊裝置安裝在該車輛內；一燈光警示模組，該燈光警示模組設於該車輛對應該車門的一側，該燈光警示模組與該控制器模組電連接，當控制器模組接收該近接感測元件感測到有物體接近該開門手把的訊號時，令該燈光警示模組朝該車輛外發出警示光；以及一壓力感測模組，包括分別與該控制器模組電連接的一內側壓力感測元件以及一外側壓力感測元件，該內側壓力感測元件以及該外側壓力感測元件以左右對稱的方式分別安裝在該椅墊的內側以及外側，當控制器模組接收到該近接感測元件感測到有物體接近該開門手把的訊號，且接收到該外側壓力感測元件感側到的壓力值佔該外側壓力感測元件與該內側壓力感測元件感側到的壓力值總數的數值未超過一臨界數值時，該控制器模組令該音訊裝置發出未二段式開門的警報聲。
2. 如請求項1之以姿態重心偏移作為車門開啟預判之雙向警示系統，其中當所述的控制器模組接收到所述外側壓力感測元件感側到的壓力值佔該外側壓力感測元件與所述的內側壓力感測元件感側到的壓力值總數的數值超過一臨界數值時，令所述的燈光警示模組朝所述的車輛外發出警示光。
3. 如請求項1之以姿態重心偏移作為車門開啟預判之雙向警示系統，其中在所述的內側壓力感測元件與所述的外側壓力感測元件兩者與所述的壓力感測模組之間串連一RC濾波電路。
4. 如請求項1或2或3之以姿態重心偏移作為車門開啟預判之雙向警示系統，其中所述的燈光警示模組設有一雷射燈組，該雷射燈組朝向所述車門旁的下方投射警示光。
5. 如請求項4之姿態重心偏移作為車門開啟預判之雙向警示系統，其中所述內側壓力感測元件是薄膜導電式壓力感測器，在該內側壓力感測元件的前、後兩側分別設有一內側前半部壓力感測器以及一內側後半部壓力感測器，所述外側壓力感測元件是薄膜導電式壓力感測器，在該外側壓力感測元件的前、後兩側分別設有一外側前半部壓力感測器以及一外側後半部壓力感測器。
6. 如請求項4之姿態重心偏移作為車門開啟預判之雙向警示系統，其中所述的近接感測元件是超音波感測器，該近接感測元件安裝在所述的車門內面並且位於所述的開門手把前方，該近接感測元件感側的範圍是以該超音波感測器為中心由該車門的內面向內展開20至40度角的扇形感側範圍。
7. 如請求項4之姿態重心偏移作為車門開啟預判之雙向警示系統，其中所述音訊裝置是喇叭或蜂鳴器。
8. 一種以姿態重心偏移作為車門開啟預判之雙向警示系統的姿態重心偏移偵測裝置，包括：一車輛，設有一車身，在該車身設有一車椅，該車椅包括一椅墊；一壓力感測模組，該壓力感測模組設置於該椅墊內，該壓力感測模組包括兩個壓力感測元件，兩壓力感測元件分為一內側壓力感測元件以及一外側壓力感測元件，該內側壓力感測元件以及該外側壓力感測元件以左右對稱的方式分別安裝在所述的椅墊的內側以及外側；以及 一控制器模組，該控制器模組設於該車輛內，該壓力感測模組的各壓力感測元件與所述的控制器模組電連接，各壓力感測元件感測到的壓力值的訊號傳至該控制器模組，當該控制器模組接收到所述外側壓力感測元件感側到的壓力值佔該外側壓力感測元件與所述的內側壓力感測元件感側到的壓力值總數的數值超過一臨界數值時，判斷乘坐人員之姿態重心為偏移的狀態。