TWI830126B - 基於模糊邏輯車門控制系統 - Google Patents
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Abstract
一種基於模糊邏輯車門控制系統，要避免發生開車門碰撞意外發生，前述的意外通常是駕駛停車開門時碰撞後方靠近的物體造成的車禍類型，為了避免前述意外本發明模糊邏輯控制系統利用感測器輸入後方物體(人、車輛等)的速度資訊、距離資訊，接著由內部的邏輯推理單元計算輸入的資訊，進而控制汽車中央控制鎖系統使用，根據不同的判斷類型避免開車門碰撞意外發生。
Description
本發明關於一種基於模糊邏輯車門控制系統，透過模糊邏輯控制系統利用感測器輸入後方物體(人、車輛等)的速度資訊、距離資訊，接著由內部的邏輯推理單元計算輸入的資訊，進而控制汽車中央控制鎖系統使用，避免開車門碰撞意外發生。
按，摩托車開車門碰撞事故(Motorcycle-Vehicle door crash)是台灣常發生且獨特的交通事故，起因在於交通工具種類與交通設施所造成的，台灣擁有最高比例的機車數量是汽車的兩倍，且汽車通常可以停放在道路的兩側。
摩托車開車門碰撞屬於汽機車路權碰撞，當一位汽車駕駛人粗心打開車門碰撞到正在接近中的摩托車。
車門碰撞通常是由於汽車駕駛人的疏忽注意到後方接近的機車而開啟車門打擊到機車，造成
機車騎士摔倒受傷，甚至於被更後方的車輛輾壓造成生命上的傷害。
為了減少碰撞意外的發生，已經有採用盲點偵測的技術判斷後方在盲點內的車輛。但是盲點偵測的技術容易受到氣候因素造成失效(如陽光直射、雨天、濃霧或水花)，另外還有夜視偵測技術則可能會因後方車輛沒有開啟頭燈而失效。
如何解決前述的問題，是相關業者與研究單位積極解決之課題。
本發明的主要目的即在於提供一種基於模糊邏輯車門控制系統，先利用感測器偵測後方物體的速度資訊與距離資訊，透過模糊邏輯控制系統判斷下，當滿足安全的條件下才能夠開啟車門，避免開車門碰撞意外發生。
緣此，本發明的用於車輛下車時的開關門控制，其主要技術如下：多個感測器、一模糊邏輯控制系統所構成；前述的感測器利用視覺辨識以及微波偵測技術計算出後方物體的移動速度資訊、與車輛的相對距離資訊後，將收集到的資訊傳遞到該模糊邏輯控制系統進行分析處理；
該模糊邏輯控制系統用於接收該些感測器所收集的移動速度資訊、相對距離資訊，根據模糊邏輯運算後，控制車輛之中央控制鎖系統的啟閉；該模糊邏輯控制系統包含有一數據資料庫與一模糊推理單元；該數據資料庫儲存有經過驗證過的真實環境資訊，該模糊推理單元則利用規則使用該數據資料庫的真實環境資訊對輸入後方物體之移動速度資訊、相對距離資訊進行判斷出一危險狀態、一注意狀態以及一警告狀態，前述的中央控制鎖系統根據該模糊推理單元所解析的數據進而開啟或鎖定車門而得防止車門碰撞意外發生。
在本發明的實施例，前述的感測器更包含有一用於偵測車輛排檔位在停車檔位置之檔位感測器。
在本發明的實施例，該感測器可選用94GHz微波感測器、以及24GHz微波感測器與77GHz微波感測器進行後方物體遠距離、近距離之距離感測。
在本發明的實施例，該模糊推理單元以重心解模糊的方法將輸入的後方物體的移動速度資訊、與車輛的相對距離資訊解析。
透過上述的說明，本發明具體可獲得的優
點大致如下：
1.本發明提出一個模糊邏輯控制系統的應用在汽車車門控制來預防開車門碰撞意外，當駕駛停好車打P檔，則設置在車輛的感測器啟動偵測後方是否有靠近的機車，透過機車速度(MS,0-70km/h)與安全距離(SD,0-25m)輸入加上模糊推理單元(FIU)的計算得到清晰車門開啟模式(VDOM,level 0-4)模糊值，來控制車門的開啟。
2.本發明提出簡單地透過偵測移動速度資訊、相對距離資訊來對欲下車的駕駛進行警告與利用中央控制鎖系統控制開啟車門，未來的研究也會考慮更多輸入的因素進行邏輯判斷，譬如更正確的機車影像辨識、更精確地影像辨識範圍，避免偵測錯誤與失敗造成駕駛人無法開啟車門，另外也可以對要下車的駕駛人進行動作、反映與視野追蹤，確保駕駛人是在注意車輛後方狀態下開啟車門下車，而不是一邊看手機或講電話不正確的動作開啟車門下車，造成視覺感知錯誤所導致動作反應延遲所帶來的危險。
1:感測器
11:影像感測器
12:微波感測器
13:檔位感測器
2:模糊邏輯控制系統
21:數據資料庫
22:模糊推理單元
3:中央控制鎖系統
圖1是本發明的整體系統圖
圖2是感測器的系統圖。
圖3是模糊邏輯控制系統之結構圖。
圖4是車門開啟的判斷方塊圖。
圖5是本發明第一實施例之流程圖。
圖6是本發明第二實施例之流程圖。
圖7是本發明第三實施例之流程圖。
請參閱圖1，本發明之基於模糊邏輯車門控制系統主要包含有：多個感測器1、一模糊邏輯控制系統2所構成。
如圖1、圖2所示，前述的感測器1利用視覺辨識以及微波偵測技術計算出後方物體的移動速度資訊、與車輛的相對距離，為了達成上述實施例的具體技術，其中，感測器1分成數個不同種類的感測器1，例如用於擷取後方物體(如機車)影像辨識的能追蹤物體形狀的影像感測器11、用於偵測物體距離的微波感測器12，又，微波感測器12可根據功能選用94GHz微波感測器、以及24GHz微波感測器與77GHz微波感測器12進行後方物體遠距離、近距離之距離感測，將收集到的資訊傳遞到該模糊邏輯控制系統2進行分析處理；另外感測器1更可偵測車輛檔位位置之檔位感測器13。
如圖1、圖3所示，該模糊邏輯控制系統2
用於接收該些感測器1所收集的移動速度資訊、相對距離資訊，根據模糊邏輯運算後，控制車輛之中央控制鎖系統3的啟閉；該模糊邏輯控制系統2包含有一數據資料庫21與一模糊推理單元22；該數據資料庫21儲存有經過驗證過的真實環境資訊，該數據資料庫21根據移動速度資訊歸類出非常快到非常慢五種類型，根據相對距離資訊歸類出非常遠到非常近五種類型，將前述的移動速度資訊與相對距離資訊加以整合出如表1之規則；該模糊推理單元22則利用表1列出之規則使用該數據資料庫21的真實環境資訊對輸入後方物體之移動速度資訊、相對距離資訊進行判斷出一危險狀態、一注意狀態以及一警告狀態，前述的中央控制鎖系統3根據該模糊推理單元22所解析的數據進而開啟或鎖定車門而得防止車門碰撞意外發生。
如圖4所示，本發明的核心技術在於，前述的模糊推理單元22系統過重心解模糊的方法將輸入的後方物體的移動速度資訊、與車輛的相對距離資訊解析。解模糊是把C’(y),y
Y，轉換至一個清晰值y*的動作，也就是將輸入的資訊找一個最適合代表模糊集C’(y)的明確點y* 
Y。本發明採用重心解模糊方法是最常用也是較為合理的方法，它是在求推論結果陰影面積的重心，如下所示：
y*=ΣW i * C i /ΣW i
重心解模糊方法，原理在於每個規則隸屬函數的值呈上最大隸屬度取加權平均，就可以得到清晰的解模糊的數值，該數值介於0-4之間，結果顯示了在不同條件下駕駛人開啟車門的回饋反映。
承上一段所述，當駕駛人停好車輛要下車時，感測器1即開始偵測後方物體(如機車)作用，判斷後方是否有接近的物體，輸入物體的速度與距離後，經由該模糊推理單元22，輸出清晰數值，解析後的結果共分成三種模式，危險狀態、注意狀態及警告狀態，當解模糊的數值介於0~2之間的數值時，中央控制鎖系統進入危險狀態，此時中央控制鎖系統為關閉狀態，汽車駕駛人需要強制以兩段式開啟車門(反手開車門)及透過音效警告駕駛須留意後方來車；當解模糊的數值介於2~3之間的數值時，中央控制鎖系統3進入注意狀態，此時中央控制鎖系統3關閉狀態，可以手動開鎖時及透過音效請駕駛注意後方來車；當解模糊的數值介於3~4之間的數值時，中央控制鎖系統進入警戒模式，此時中央控制鎖系統3開啟狀態，可以手動直接開啟車門及透過音效提示後方有物體接近中；另外當使用者有緊急需求時(如發生車禍需要逃生)，則該模糊推理單元22直接推定處在危險狀
態，會告知駕駛小心開門。
具體實施方式一(危險狀態)
如圖5所示，當後方機車以50km/h的速度快速接近，安全距離為5公尺時，得到的解模糊的數值為2，此時屬於危險狀態，中央控制鎖系統關閉狀態，駕駛需要以兩段式開啟車門及透過音效警告駕駛須留意後方來車。
具體實施例二(注意狀態)
如圖6所示，當後方機車以30km/h的正常速度接近，安全距離為25公尺時，得到的解模糊的數
值為3，此時屬於注意狀態，此時中央控制鎖系統為關閉狀態，可以手動開鎖時及透過音效請駕駛注意後方來車。
具體實施例三(警戒狀態)
如圖7所示，當後方機車以20km/h的緩慢速度接近，安全距離為50公尺時，得到的解模糊的數值為4，此時屬於警界狀態，此時中央控制鎖系統為開啟狀態，可以手動直接開啟車門及透過音效提示後方有物體接近中。
值得一提的是，感測器1是持續偵測後方物體距離，當後方物體速度增加或者越接近車輛，則該模糊邏輯控制系統2會持續根據解模糊的數值控制該中央控制鎖系統3以及產生提示音效，避免開車門碰撞意外產生。
透過上述的說明，本發明具體可獲得的功效如下：
1.本發明提出一種模糊邏輯控制系統2的應用在汽車車門控制方式，透過本發明預防開車門碰撞意外，當駕駛停好車打P檔，則設置在車輛的感測器1啟動偵測後方是否有靠近的機車，透過判斷機車速度(0-70km/h)與安全距離(0-25m)輸入加上模糊推理單元22的計算得到清晰車門開啟模式(VDOM,level
0-4)模糊值，來控制車門的開啟。
2.本發明提出簡單地透過偵測移動速度資訊、相對距離資訊來對欲下車的駕駛進行警告與利用中央控制鎖系統3控制開啟車門，未來的研究也會考慮更多輸入的因素進行邏輯判斷，譬如更正確的機車影像辨識、更精確地影像辨識範圍，避免偵測錯誤與失敗造成駕駛人無法開啟車門，另外也可以對要下車的駕駛人進行動作、反映與視野追蹤，確保駕駛人是在注意車輛後方狀態下開啟車門下車，而不是一邊看手機或講電話不正確的動作開啟車門下車，造成視覺感知錯誤所導致動作反應延遲所帶來的危險。
綜上所述，本發明構成結構均未曾見於諸書刊或公開使用，誠符合發明專利申請要件，懇請 鈞局明鑑，早日准予專利，至為感禱。
需陳明者，以上所述乃是本發明之具體實施方式所運用之技術原理，若依本發明之構想所作之改變，其所產生之功能仍未超出說明書及圖式所涵蓋之精神時，均應在本發明之範圍內，合予陳明。
1:感測器
11:影像感測器
12:微波感測器
13:檔位感測器
2:模糊邏輯控制系統
21:數據資料庫
22:模糊推理單元
3:中央控制鎖系統
Claims (8)
- 一種基於模糊邏輯車門控制系統，主要包含有：多個感測器、一模糊邏輯控制系統所構成；前述的感測器利用視覺辨識以及微波偵測技術計算出後方物體的移動速度資訊、與車輛的相對距離資訊後，將收集到的資訊傳遞到該模糊邏輯控制系統進行分析處理；該模糊邏輯控制系統用於接收該些感測器所收集的移動速度資訊、相對距離資訊，根據模糊邏輯運算後，控制車輛之中央控制鎖系統的啟閉；該模糊邏輯控制系統包含有一數據資料庫與一模糊推理單元；該數據資料庫儲存有經過驗證過的真實環境資訊，該模糊推理單元則利用規則使用該數據資料庫的真實環境資訊對輸入後方物體之移動速度資訊、相對距離資訊進行判斷出一危險狀態、一注意狀態以及一警告狀態，前述的中央控制鎖系統根據該模糊推理單元所解析的數據進而開啟或鎖定車門而得防止車門碰撞意外發生。
- 如請求項1所述基於模糊邏輯車門控制系統，其中，該感測器更包含有一用於偵測車輛排檔位在停車檔位置之檔位感測器。
- 如請求項1所述基於模糊邏輯車門控制系統，其中，該感測器可選用94GHz微波感測器、以及24GHz微波感測器與77GHz微波感測器進行後方物體遠距離、近距離之距離感測。
- 如請求項1所述基於模糊邏輯車門控制系統，其中，該模糊推理單元以重心解模糊的方法將輸入的後方物體的移動速度資訊、與車輛的相對距離資訊解析。
- 如請求項1所述基於模糊邏輯車門控制系統，其中，該模糊推理單元分析後判斷為危險狀態，中央控制鎖系統為關閉狀態，汽車駕駛人需要強制以兩段式開啟車門及透過音效警告駕駛須留意後方來車。
- 如請求項1所述基於模糊邏輯車門控制系統，其中，該模糊推理單元分析後判斷為注意狀態，此時中央控制鎖系統關閉狀態，可以手動開鎖時及透過音效請駕駛注意後方來車。
- 如請求項1所述基於模糊邏輯車門控制系統，其中，該模糊推理單元分析後判斷為警戒模式，此時中央控制鎖系統開啟狀態，可以手動直接開啟車門及透過音效提示後方有物體接近中。
- 如請求項1所述基於模糊邏輯車門控制系統，其中，該模糊推理單元判斷車輛在緊急狀態下，該模糊推理單元直接推定處在危險狀態，會告知駕駛小心開門。
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