TWI775674B

TWI775674B - 用於大客車車門之防夾偵測裝置

Info

Publication number: TWI775674B
Application number: TW110142314A
Authority: TW
Inventors: 林宏俊; 曹昺昌; 譚義鉉; 吳孟錫; 邱天慧
Original assignee: 均利科技股份有限公司
Priority date: 2021-11-12
Filing date: 2021-11-12
Publication date: 2022-08-21
Also published as: TW202319633A

Abstract

一種防夾偵測裝置，用於大客車車門，包括處理器、射頻產生器、功率放大器、射頻收發模組及類比數位轉換器。處理器提供時序控制訊號與進行防夾偵測。射頻產生器將時序控制訊號產生第一調頻連續波訊號。功率放大器放大第一調頻連續波訊號。射頻收發模組對目標區域發射半功率波束寬為40 ^o×20 ^o之第一調頻連續波訊號及接收反射之第二調頻連續波訊號，並產生差頻訊號。類比數位轉換器將差頻訊號轉換為數據，並將數據傳送至處理器，以使處理器根據數據進行防夾偵測，判斷目標區域是否存在乘客或物品。目標區域為涵蓋大客車車門內外的上下車空間。

Description

用於大客車車門之防夾偵測裝置

本發明係關於一種微波雷達偵測技術，特別是關於一種用於大客車車門之防夾偵測裝置。

現行大客車車門之防夾偵測與警示系統之作法，通常是在車門畫出「禁止站立區」(KEEP CLEAR)，安裝車內廣播器，提供駕駛員以語音提醒乘客勿站立在禁止區。在駕駛員控制車門打開及關閉時，先發出警告語音、聲音及閃燈，駕駛員由右後視鏡監視；若車內有架設視訊監視器時，駕駛員可由監視畫面觀看車門的上下車區域，然後開門及關門。

駕駛員監視乘客上下車，可使用視訊，但視訊監視器較容易遭受氣候（如雨、霧）及光線之影響。如使用紅外線偵測器或超聲波偵測器，容易遭受溫差或強風等氣候因素影響，光達則是價格昂貴。

現行大客車車門的防夾偵測，駕駛員必須專注監視畫面，或觀看照後鏡。極有可能因為疏忽、乘客太多或路況複雜等因素而注意力不集中，進而發生生車門夾到乘客或物件的事件。

另一種防夾偵測作法，係在大客車安裝接觸式防夾偵測裝置，在車門門框加裝氣壓防夾偵測感應管，若車門夾到乘客或無法關妥，車門會自動打開，且持續發出警示聲音以提醒駕駛員，進而保障乘客上下車安全。其缺點是使用一段時間之後，防夾偵測感應管接觸部位的靈敏度可能不均勻，或因氣壓不足而導致車門無法正常開啟。乘客可能被夾，同時接觸式感應在運作時，乘客容易受到驚嚇，直覺的反射動作，很可能造成乘客本身的傷害，或對其他乘客造成傷害。

故，有必要提供一種利用微波訊號監視車門附近上下車區域，且經過改良之用於大客車車門之防夾偵測裝置，以解決習用技術所存在的問題。

本發明之動機在於提供一種用於大客車車門之防夾偵測裝置，旨在解決並改善前述先前技術之問題與缺點。

本發明之主要目的在於提供一種用於大客車車門之防夾偵測裝置，藉由發射第一調頻連續波訊號、接收回跡之第二調頻連續波訊號及執行訊號及數據處理，以偵測大客車車門內外的上下車空間是否有乘客或物品，可以有效確保在駕駛員控制車門關閉的過程中，不致於發生夾到人體或物體等意外事件，進而達到確實提升安全性的功效。

本發明之另一主要目的在於提供一種用於大客車車門之防夾偵測裝置，透過架設於大客車車門上方，由上往下照射乘客上下車涵蓋的目標區域。當車門開啟後，偵測該目標區域是否被佔有，如果目標區域被佔有即表示乘客上車或下車。

本發明之另一主要目的在於提供一種用於大客車車門之防夾偵測裝置，具有對大件物體/小件物體（如大人、小孩、傘，包包）的偵測能力，對於微小物件，在設計上使用延遲時間的機制作為補強。

本發明之另一主要目的在於提供一種用於大客車車門之防夾偵測裝置，於設計上著重快速的反應時間、高偵測率及低誤警率。

為達上述之目的，本發明提供一種防夾偵測裝置，用於一大客車車門，包括：一處理器，提供一時序控制訊號與進行防夾偵測；一射頻產生器，與該處理器電性連接，用以將該時序控制訊號產生一第一調頻連續波訊號；一功率放大器，與該射頻產生器電性連接，用以放大該第一調頻連續波訊號；一射頻收發模組，與該功率放大器電性連接，用以對一目標區域發射該第一調頻連續波訊號及接收該目標區域反射之一第二調頻連續波訊號，並產生該第一調頻連續波訊號及該第二調頻連續波訊號之一差頻訊號；以及一類比數位轉換器，與該射頻收發模組及該處理器電性連接，用以將該差頻訊號轉換為一數據，並將該數據傳送至該處理器，以使該處理器根據該數據進行該防夾偵測，判斷該目標區域是否存在乘客或物品；其中，該射頻收發模組發射之該第一調頻連續波訊號之半功率波束寬為40 ^o×20 ^o，且該目標區域為涵蓋該大客車車門內外的一上下車空間。

在本發明之一實施例中，防夾偵測裝置更包括一通訊及電源單元，其中該通訊及電源單元與該處理器電性連接且提供與一車輛電源之一界面，且當該防夾偵測之判斷結果判斷該目標區域存在乘客或物品時，該通訊及電源單元將一防夾訊息傳送至一駕駛控制台。

在本發明之一實施例中，該射頻收發模組包括一耦合器、一濾波器、一發射天線、一低雜訊放大器、一接收天線以及一混頻器與中頻放大器，其中該耦合器將經過該功率放大器放大後之該第一調頻連續波訊號分配至該濾波器及該混頻器與中頻放大器，該發射天線將經過該濾波器濾波之該第一調頻連續波訊號發射至該目標區域，該接收天線接收該目標區域反射之該第二調頻連續波訊號，該低雜訊放大器將該第二調頻連續波訊號低雜訊放大，且該混頻器與中頻放大器將該第一調頻連續波訊號及該第二調頻連續波訊號混頻及濾波，並產生該差頻訊號。

進一步地，該耦合器與該功率放大器電性連接，該發射天線與該濾波器電性連接，該接收天線與該低雜訊放大器電性連接，且該混頻器與中頻放大器與該低雜訊放大器及該類比數位轉換器電性連接。

進一步地，至少該接收天線及該發射天線係設置於該大客車車門之外側上方，且該接收天線及該發射天線於朝向地面的垂直方向上具有一最近偵測距離及一最遠偵測距離。在一實施例中，該最近偵測距離為0.3至0.7公尺，且該最遠偵測距離為1至2.2公尺。

在本發明之一實施例中，該處理器包括一預處理單元、一快速傅立葉轉換單元、一雜波移除單元、一二元積分偵測單元以及一狀態輸出單元，該預處理單元處理該數據且對該數據中的離群值進行校正，該快速傅立葉轉換單元接收處理後之該數據，執行漢明窗函數後，執行快速傅立葉轉換，以得到一一維頻譜，該雜波移除單元擷取該目標區域的一背景頻譜，再將該一維頻譜減去該背景頻譜，以得到一取樣頻譜並提供至該二元積分偵測單元，該二元積分偵測單元對該取樣頻譜執行一二元積分偵測，以得到一偵測狀態，且該狀態輸出單元根據該偵測狀態進行輸出。

進一步地，該二元積分偵測為一N中取M的偵測，N為設定的框的數目，且M為設定偵測得到的目標物的框的數目。此外，當該二元積分偵測的一加總值為0時，該偵測狀態為一第一狀態，且該狀態輸出單元輸出邏輯0的訊號；當該二元積分偵測開始計數時，該加總值大於0且小於M，該偵測狀態為一第二狀態，且該狀態輸出單元輸出邏輯0與1交替的時脈波；以及當該二元積分偵測之該加總值大於或等於M時，該偵測狀態為一第三狀態，且該狀態輸出單元輸出邏輯1的訊號。

在本發明之一實施例中，防夾偵測裝置更包括一圓柱形本體，其中該處理器、該射頻產生器、該功率放大器、該射頻收發模組及該類比數位轉換器係設置於該圓柱形本體內，該圓柱形本體之半徑為3.5公分，該圓柱形本體之高度為11公分，該圓柱形本體係設置於該大客車車門之外側上方，且該圓柱形本體突出安裝有該大客車車門之一車體之長度為7公分。

本發明相較於習知技術，於車門上方架設車門防夾偵測裝置，利用發射微波訊號、接收回跡訊號及執行訊號處理，以偵測車門關閉過程之中是否發生夾到人體或物體等意外事件，屬於非接觸性感測器，具有提升乘客安全，使乘客安心的效果。

為了讓本發明之上述及其他目的、特徵、優點能更明顯易懂，下文將特舉本發明較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。再者，本發明所提到的方向用語，例如上、下、頂、底、前、後、左、右、內、外、側面、周圍、中央、水平、橫向、垂直、縱向、軸向、徑向、最上層或最下層等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用以說明及理解本發明，而非用以限制本發明。

請參照第1圖，其係顯示本案一實施例之一防夾偵測裝置之方塊圖。如第1圖所示，根據本案之一實施例，防夾偵測裝置100係用於大客車車門。防夾偵測裝置100包括處理器110、射頻產生器120、功率放大器130、射頻收發模組140及類比數位轉換器150。處理器110提供時序控制訊號與進行防夾偵測。射頻產生器120與處理器110電性連接，用以將時序控制訊號產生第一調頻連續波訊號。功率放大器130與射頻產生器120電性連接，用以放大第一調頻連續波訊號至例如1mW。射頻收發模組140與功率放大器130電性連接，用以對目標區域發射第一調頻連續波訊號及接收目標區域反射之第二調頻連續波訊號，並產生第一調頻連續波訊號及第二調頻連續波訊號之差頻訊號。類比數位轉換器150與射頻收發模組140及處理器110電性連接，用以將差頻訊號轉換為數據，並將數據傳送至處理器110，以使處理器110根據數據進行防夾偵測，判斷目標區域是否存在乘客或物品。其中，射頻收發模組140發射之第一調頻連續波訊號之半功率波束寬為40 ^o×20 ^o，且目標區域為涵蓋大客車車門內外的上下車空間。

在一些實施例中，本案之防夾偵測裝置100更包括通訊及電源單元160。通訊及電源單元160與處理器110電性連接且提供與車輛電源之界面，且當防夾偵測之判斷結果判斷目標區域存在乘客或物品時，通訊及電源單元160將防夾訊息傳送至駕駛控制台170。

在一些實施例中，射頻收發模組140包括耦合器141、濾波器142、發射天線143、接收天線144、低雜訊放大器145以及混頻器與中頻放大器146。耦合器141將經過功率放大器130放大後之第一調頻連續波訊號分配至濾波器142及混頻器與中頻放大器146。發射天線143將經過濾波器142濾波之第一調頻連續波訊號發射至目標區域。接收天線144接收目標區域反射之第二調頻連續波訊號。低雜訊放大器145將第二調頻連續波訊號低雜訊放大，且混頻器與中頻放大器146將第一調頻連續波訊號及第二調頻連續波訊號混頻及濾波，並產生差頻訊號。較佳地，耦合器141與功率放大器130電性連接，發射天線143與濾波器142電性連接，接收天線144與低雜訊放大器145電性連接，且混頻器與中頻放大器146與低雜訊放大器145及類比數位轉換器150電性連接，然皆不以此為限。

請參照第2圖並配合第1圖，其中第2圖係顯示本案一實施例之一防夾偵測裝置之發射訊號、回跡訊號及其相差的頻率-時間對應圖。如第1圖及第2圖所示，本案之防夾偵測裝置100係使用調頻連續波(FMCW)技術，對目標區域發射調頻連續波並接收其目標回跡(echo)，接收的回跡訊號經處理後，獲得目標（人、物件等）的距離參數。防夾偵測裝置100藉由發射訊號頻率(

)並接收由目標區域所反射的回跡訊號頻率(

)，兩者經混波處理後得到相差的頻率即差頻(

)，可用以估計目標物的距離，算式如下列方程式(a)與方程式(b)。

(a)

(b)

其中，

為回跡訊號與發射訊號的差頻，

為入侵物與雷達的距離，

是調頻連續波發射訊號的掃描頻寬，

是調頻連續波發射訊號的掃描週期，

為光的速度。

請參照第3圖，其係顯示本案一實施例之一防夾偵測裝置之天線涵蓋示意圖。如第3圖所示，本案之防夾偵測裝置架設時，XYZ三軸座標的原點是該防夾偵測裝置的天線中心點，該防夾偵測裝置架設之後的天線之半功率波束寬為40 ^o×20 ^o，然不以此為限，所涵蓋目標區域，即大客車車門內外的上下車空間。

請參照第4圖並配合第1圖，其中第4圖係顯示本案一實施例之一防夾偵測裝置之一處理器之方塊圖。如第1圖及第4圖所示，本案之防夾偵測裝置100之處理器110包含預處理單元1101、快速傅立葉轉換(FFT)單元1102、雜波移除單元1103、二元積分偵測單元1104及狀態輸出單元1105。預處理單元1101將類比數位轉換器150輸出的數據執行處理，對數據中的離群值(outlier)進行校正。之後數據輸入快速傅立葉轉換單元1102，快速傅立葉轉換單元1102執行漢明窗函數(Hamming window)後，再執行快速傅立葉轉換，以得到一維頻譜。雜波移除單元1103擷取目標區域的背景頻譜，再將一維頻譜減去背景頻譜，以得到取樣頻譜並提供取樣頻譜至二元積分偵測單元1104；二元積分偵測單元1104對雜波移除單元1103提供的取樣頻譜執行二元積分偵測，以得到偵測狀態，且狀態輸出單元1105根據偵測狀態進行輸出。

在一些實施例中，二元積分偵測為N中取M的偵測，即一M-of-N偵測，其中N為設定的框(frame)的數目，M為設定偵測得到的目標物的框的數目。M-Of-N表示如果在連續的N框之中有M框偵測得目標物，則判定目標物存在。本案之防夾偵測裝置100的偵測結果為二元的狀態事件，其結果為1或0。結果為1，表示空間被佔有；結果為0，表示空間未被佔。M為一可設定的整數值。

在一些實施例中，狀態輸出單元1105與二元積分偵測單元1104電性連接，一旦二元積分偵測單元1104啟動，狀態輸出單元1105輸出正負交替的時脈波，當二元積分條件成立（例如完成N中取M），則狀態輸出單元1105輸出邏輯1的訊號，即空間被佔有。

請參照第5圖(A)及第5圖(B)並配合第4圖，其係顯示本案一實施例之一防夾偵測裝置於振幅-頻率窗口對應圖上顯示移除雜波、最近偵測距離與最遠偵測距離之示意圖。如4圖、第5圖(A)及第5圖(B)所示，雜波移除單元1103係在無目標物的環境安排一量測時間，發射一特定連續波、接收及處理，將頻譜減去特定連續波譜線，得到背景的雜波，訂出參考值如第5圖(B)，再將所偵測的頻譜減去背景的雜波，同時，依據設定的最近偵測距離R _min與最遠偵測距離R _max，將小於最近偵測距離與大於最遠偵測距離的頻譜的譜線移除，如虛線所示，如第5圖(A)的區域C。

使用二元積分偵測（M-Of-N偵測）的目的在於保持防夾偵測裝置的高偵測率及極低的誤警率，避免過低的偵測率，即空間被佔用而被判斷為未被佔用，或過高的誤警率，即空間未被佔用而被判斷為被佔用。其邏輯是，在N次連續的偵測之中，有M次以上為真，則為真。

進一步說明使用二元積分偵測（M-Of-N偵測）的模擬實驗設計的考量如下：N涉及防夾偵測裝置的反應時間，如果設計為1秒提出一次偵測結果報告，在1秒之內執行10次偵測（包括發射、接收及處理），N=10。依據相關資料，在不同反射特性條件（Swerling 0至Swerling IV），其M可選自3至6中的任何一者，故較保守地選擇M=6；M-Of-N偵測輸出的偵測率(

)與誤警率(

)以下列方程式(c)至(e)表示，其中

為單次偵測的偵測率，

為單次偵測的誤警率。

以模擬實驗為例，假設條件訊號-雜訊比SNR=9dB，

= 0.8000，

= 0.0100, N=10，M=6，則M-Of-N偵測得到

=0.9672，

=

，故M-Of-N的偵測率及誤警率皆符合要求。

請參照第6圖，其係顯示本案一實施例之一防夾偵測裝置之二元積分偵測單元之工作流程。如第6圖所示，防夾偵測裝置之二元積分偵測單元之工作流程包含以下部分：

(A) 比較取樣頻譜的大小與設定門檻值，如果取樣頻譜之中有任何頻率的信號（譜線）超越門檻值，即快速傅立葉轉換(FFT)的絕對值大於或等於門檻值(Thres)，則基本偵測位元pri_det = 1，否則基本偵測位元pri_det = 0，該基本偵測位元輸出至一維的N位元向右移位緩衝區。

(B) 基本偵測位元由該N位元向右移位緩衝區的左端輸入，每一週期T ₁（防夾偵測裝置完整工作一次的時間）向右移一位元，並進行該N位元向右移位緩衝區的加總，亦即將最新的N位元加總，以得到加總值(sum)，如下列方程式(f)： sum(i) = pri_det(i) + pri_det(i-1) + … + pri_det(i-N-1) (f)

(C) 狀態判斷，若加總值= 0，則為第一狀態(state = I)；若0 ＜加總值＜M，則為第二狀態(state = J)；若加總值≧M，則為第三狀態(state = K)。

本案之防夾偵測裝置定義的偵測狀態至少有三種狀態(state)。其中，第一狀態I表示起始狀態，其具體動作為駕駛員啟動關門動作，此時的加總值=0；如果0＜加總值＜M則進入第二狀態J，表示有人上車或下車；當加總值≧M則進入第三狀態K，表示有人等候（空間被佔有）。

請再參照第1圖、第4圖及第6圖。狀態輸出單元1105，依據二元積分偵測單元1104的偵測程序，輸出二進位訊號，在起始狀態時（加總值=0），狀態輸出單元1105得到邏輯0的訊號，並輸出邏輯0的訊號。一旦加總值大於0且小於M（0＜加總值＜M），狀態輸出單元1105輸出邏輯0與1交替的時脈波，使駕駛控制台170的顯示燈開始閃爍；當M-of-N條件成立，完成N中取M（加總值≧M），狀態輸出單元1105得到邏輯1的訊號，再加上0.5秒的延遲時間，輸出邏輯1的訊號至駕駛控制台170使顯示燈長亮。換言之，本案防夾偵測裝置可於駕駛控制台170設置顯示燈。顯示燈不亮，表示偵測區沒人；顯示燈閃爍，表示偵測區有人上車或下車；顯示燈長亮，表示偵測區有人。必要時，可加上聲音，提醒駕駛員。

防夾偵測裝置100的偵測距離範圍小於2公尺，距離解析度必須有合適的設定，使具有合適的動態範圍(dynamic range)，使偵測裝置能夠適應目標物因距離產生的變化，而進行偵測結果的計數，例如動態範圍16dB。

請參照第7圖，其係顯示本案一實施例之一防夾偵測裝置之控制時序圖。如第7圖所示，T _ref為防夾偵測裝置的背景偵測時間，致能背景偵測，發射一特定連續波、接收及處理，得到背景的頻譜，使用在後續的頻譜刪除背景。T ₁是防夾偵測裝置完整工作一次的時間，T ₂為備便時間，完成處理參數的設定。T ₃為功率放大器的致能時間。T ₄為防夾偵測裝置的工作時間，包含執行發射一調頻連續波、接收及處理。T ₁=T ₂+T ₄。T ₅為連續偵測的時間，預設T ₅的時間是10倍的T ₁，如果T ₁預設為0.1秒，設定T _ref=T ₁，且安排1次背景偵測接著10次的正常工作時間，則一偵測任務週期時間T _C略等於1.1秒，其方程式如下所示： T _C= T _ref+10T ₁= 11T ₁(g)

但不以此為限。實務上，為因應不同背景的雜波與乘客上下車的速度，可以調整1次背景偵測之後，接著連續偵測的模式。

請再參照第1圖及第7圖。本案之防夾偵測裝置100的控制時序係由處理器110產生的控制訊號。第7圖中的致能時間T ₃的鋸齒波係提供射頻產生器120，使射頻產生器120產生第一調頻連續波，經功率放大器130、耦合器141、濾波器142，一直到發射天線143發射第一調頻連續波訊號。工作時間T ₄包含運算時間與休眠時間，其中運算時間為接收天線144接收第二調頻連續波訊號，經低雜訊放大器145、混頻器與中頻放大器146、類比數位轉換器150，一直到處理器110的處理及運算完成，並經通訊與電源單元160傳送數據的時間。休眠時間為此次致能時間T ₃的後緣到下次致能時間T ₃的前緣，由處理器110發出控制指令使功率放大器130暫停放大功能，以節省電源的消耗。

請參照第8圖，其係顯示於一大客車架設本案一實施例之一防夾偵測裝置之正視示意圖。在此實施例中，本案之防夾偵測裝置100係架設於大客車200的前門與中門的外側上方，但不以此為限。

請參照第9圖、第10圖並配合第1圖，其中第9圖係顯示本案一實施例之一防夾偵測裝置之一圓柱形本體之架設俯視圖，以及第10圖係顯示本案一實施例之一防夾偵測裝置之一圓柱形本體之架設側視圖。如第1圖、第9圖及第10圖所示，本案之防夾偵測裝置100進一步具有圓柱形本體180，其中至少處理器110、射頻產生器120、功率放大器130、射頻收發模組140及類比數位轉換器150係設置於圓柱形本體180內。圓柱形本體180之半徑較佳為3.5公分，且圓柱形本體之高度較佳為11公分，但不以此為限。圓柱形本體180係相對於大客車車廂220設置於大客車車門210之外側上方，大客車車門210依照不同車型可具有不同寬度W，此寬度W範圍約在75公分至150公分，且圓柱形本體180突出安裝有大客車車門210之一車體之長度L為7公分。

在一些實施例中，至少接收天線144及發射天線143係設置於大客車車門210之外側上方，且接收天線144及發射天線143於朝向地面的垂直方向上具有最近偵測距離及最遠偵測距離。較佳地，最近偵測距離為0.3至0.7公尺，且最遠偵測距離為1至2.2公尺，但不以此為限。

在一些實施例中，防夾偵測裝置100架設之後的座標的原點為防夾偵測裝置100的天線面的中心位置。選擇第一高度H ₁與第二高度H ₂使天線波束在X軸及Y軸的涵蓋約成不同的橢圓。例如：H ₁=0.5m，對應的長軸與短軸，(x1,y1)=(0.17m, 0.34m)。H ₂=2.2m，對應的長軸與短軸，(x2,y2)=(0.76m, 1.5m)。在三軸（X、Y及Z軸）的涵蓋約成一扁圓柱，第一高度H ₁定義最近偵測距離R _min，且第二高度H ₂定義最遠偵測距離R _max。因為車輛類型的不同，與工作環境的不同，第一高度H ₁及第二高度H ₂應有不同選擇。為使天線涵蓋符合要求，架設後須配合量測進行位置的調整，在處理器參數的設定時，亦須調整最近偵測距離與最遠偵測距離。

調整最近偵測距離，因接近防夾偵測裝置100的距離對應於很低頻率甚至接近直流，而對防夾偵測而言，接近防夾偵測裝置100的較近距離，即車門頂部，其優先順序低於較遠距離，即車門底部。因此，最近偵測距離應有界定；最遠偵測距離因為接近地面，例如：柏油路面或水泥路面，有較強反射、折射或散射等形成雜散波，會影響到訊號雜訊比，因此在中頻的處理電路，即混頻器與中頻放大器146，具有靈敏度時間控制(Sensitivity Time Control, STC)功能，使距離愈遠即頻率愈高之處的增益愈大。

實務上，小型物件，例如：大衣衣襬、皮包或部分的雨傘，曾經有被夾的事件發生。因此，本案之防夾偵測裝置100以延遲時間的方式作為因應，也就是當防夾偵測裝置100偵測到目標區域被佔之事件時啟動警示，而在事件停止時，將延遲一段時間再取消警示。

綜上所述，本發明提供一種用於大客車車門之防夾偵測裝置，藉由發射第一調頻連續波訊號、接收回跡之第二調頻連續波訊號及執行訊號及數據處理，以偵測大客車車門內外的上下車空間是否有乘客或物品，可以有效確保在駕駛員控制車門關閉的過程中，不致於發生夾到人體或物體等意外事件，進而達到確實提升安全性的功效。

雖然本發明已以較佳實施例揭露，然其並非用以限制本發明，任何熟習此項技藝之人士，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種更動與修飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100:防夾偵測裝置 110:處理器 1101:預處理單元 1102:快速傅立葉轉換單元 1103:雜波移除單元 1104:二元積分偵測單元 1105:狀態輸出單元 120:射頻產生器 130:功率放大器 140:射頻收發模組 141:耦合器 142:濾波器 143:發射天線 144:接收天線 145:低雜訊放大器 146:混頻器與中頻放大器 150:類比數位轉換器 160:通訊與電源單元 170:駕駛控制台 180:圓柱形本體 200:大客車 210:大客車車門 220:大客車車廂 B:掃描頻寬 C:區域 FFT:快速傅立葉轉換 f _b:差頻 f _r:回跡訊號頻率 f _t:發射訊號頻率 H ₁:第一高度 H ₂:第二高度 L:長度 M:設定偵測得到的目標物的框的數目 pri_det:基本偵測位元 R _min:最近偵測距離 R _max:最遠偵測距離 sum:加總值 T:掃描週期 T ₁:防夾偵測裝置完整工作一次的時間 T ₂:備便時間 T ₃:致能時間 T ₄:工作時間 T ₅:連續運算時間 T _C:偵測任務週期時間 Thres:門檻值 T _ref:背景偵測時間 W:寬度 X:軸 Y:軸 Z:軸

第1圖：本案一實施例之一防夾偵測裝置之方塊圖。第2圖：本案一實施例之一防夾偵測裝置之發射訊號、回跡訊號及其相差的頻率-時間對應圖。第3圖：本案一實施例之一防夾偵測裝置之天線涵蓋示意圖。第4圖：本案一實施例之一防夾偵測裝置之一處理器之方塊圖。第5圖(A)及第5圖(B)：本案一實施例之一防夾偵測裝置於振幅-頻率窗口對應圖上顯示移除雜波、最近偵測距離與最遠偵測距離之示意圖。第6圖：本案一實施例之一防夾偵測裝置之二元積分偵測單元之工作流程。第7圖：本案一實施例之一防夾偵測裝置之控制時序圖。第8圖：於一大客車架設本案一實施例之一防夾偵測裝置之正視示意圖。第9圖：本案一實施例之一防夾偵測裝置之一圓柱形本體之架設俯視圖。第10圖：本案一實施例之一防夾偵測裝置之一圓柱形本體之架設側視圖。

100:防夾偵測裝置

110:處理器

120:射頻產生器

130:功率放大器

140:射頻收發模組

141:耦合器

142:濾波器

143:發射天線

144:接收天線

145:低雜訊放大器

146:混頻器與中頻放大器

150:類比數位轉換器

160:通訊與電源單元

170:駕駛控制台

Claims

一種防夾偵測裝置，用於一大客車車門，包括：一處理器，提供一時序控制訊號與進行一防夾偵測；一射頻產生器，與該處理器電性連接，用以將該時序控制訊號產生一第一調頻連續波訊號；一功率放大器，與該射頻產生器電性連接，用以放大該第一調頻連續波訊號；一射頻收發模組，與該功率放大器電性連接，用以對一目標區域發射該第一調頻連續波訊號及接收該目標區域反射之一第二調頻連續波訊號，並產生該第一調頻連續波訊號及該第二調頻連續波訊號之一差頻訊號；以及一類比數位轉換器，與該射頻收發模組及該處理器電性連接，用以將該差頻訊號轉換為一數據，並將該數據傳送至該處理器，以使該處理器根據該數據進行該防夾偵測，判斷該目標區域是否存在乘客或物品；其中，該射頻收發模組發射之該第一調頻連續波訊號之半功率波束寬為40°×20°，且該目標區域為涵蓋該大客車車門內外的一上下車空間；其中，該處理器包括一預處理單元、一快速傅立葉轉換單元、一雜波移除單元、一二元積分偵測單元以及一狀態輸出單元，該預處理單元處理該數據且對該數據中的離群值進行校正，該快速傅立葉轉換單元接收處理後之該數據，執行漢明窗函數後，執行快速傅立葉轉換，以得到一一維頻譜，該雜波移除單元擷取該目標區域的一背景頻譜，再將該一維頻譜減去該背景頻譜，以得到一取樣頻譜並提供至該二元積分偵測單元，該二元積分偵測單元對該取樣頻譜執行一二元積分偵測，以得到一偵測狀態，且該狀態輸出單元根據該偵測狀態進行輸出，其中該二元積分偵測為一N中取M的偵測，N為設定的框的數目，且M為設定偵測得到的目標物的框的數目。
如請求項1所述之防夾偵測裝置，更包括一通訊及電源單元，其中該通訊及電源單元與該處理器電性連接且提供與一車輛電源之一界面，且當該防夾偵測之判斷結果判斷該目標區域存在乘客或物品時，該通訊及電源單元將一防夾訊息傳送至一駕駛控制台。
如請求項1所述之防夾偵測裝置，其中該射頻收發模組包括一耦合器、一濾波器、一發射天線、一低雜訊放大器、一接收天線以及一混頻器與中頻放大器，其中該耦合器將經過該功率放大器放大後之該第一調頻連續波訊號分配至該濾波器及該混頻器與中頻放大器，該發射天線將經過該濾波器濾波之該第一調頻連續波訊號發射至該目標區域，該接收天線接收該目標區域反射之該第二調頻連續波訊號，該低雜訊放大器將該第二調頻連續波訊號低雜訊放大，且該混頻器與中頻放大器將該第一調頻連續波訊號及該第二調頻連續波訊號混頻及濾波，並產生該差頻訊號。
如請求項3所述之防夾偵測裝置，其中該耦合器與該功率放大器電性連接，該發射天線與該濾波器電性連接，該接收天線與該低雜訊放大器電性連接，且該混頻器與中頻放大器與該低雜訊放大器及該類比數位轉換器電性連接。
如請求項3所述之防夾偵測裝置，其中至少該接收天線及該發射天線係設置於該大客車車門之外側上方，且該接收天線及該發射天線於朝向地面的垂直方向上具有一最近偵測距離及一最遠偵測距離。
如請求項5所述之防夾偵測裝置，其中該最近偵測距離為0.3至0.7公尺，且該最遠偵測距離為1至2.2公尺。
如請求項1所述之防夾偵測裝置，其中當該二元積分偵測的一加總值為0時，該偵測狀態為一第一狀態，且該狀態輸出單元輸出邏輯0的訊號；當該二元積分偵測開始計數時，該加總值大於0且小於M，該偵測狀態為一第二狀態，且該狀態輸出單元輸出邏輯0與1交替的時脈波；以及當該二元積分偵測之該加總值大於或等於M時，該偵測狀態為一第三狀態，且該狀態輸出單元輸出邏輯1的訊號。
如請求項1所述之防夾偵測裝置，更包括一圓柱形本體，其中該處理器、該射頻產生器、該功率放大器、該射頻收發模組及該類比數位轉換器係設置於該圓柱形本體內，該圓柱形本體之半徑為3.5公分，該圓柱形本體之高度為11公分，該圓柱形本體係設置於該大客車車門之外側上方，且該圓柱形本體突出安裝有該大客車車門之一車體之長度為7公分。