通过检测用户下肢运动打开/关闭安全免手通达口的方法与流程

本发明涉及一种用于通过检测用户下肢（lowermember）的运动而打开/关闭通达口的方法，允许安全的免手通达。

背景技术：
本发明的主要而非排他的应用涉及车辆后备箱的打开，以允许授权用户仅用脚部的运动而打开后备箱，依靠位于车辆中的BCM控制模块（“车身控制模块（bodycontrolmodule）”的首字母），所述用户被他/她所携带的徽章或钥匙识别。目前，免手通达请求主要包括需要定位手部以确认打开/关闭车辆通达口的请求，该过程包括两个主要步骤：通过通达系统的所述BCM而辨认授权的钥匙或徽章以在所述通达口附近打开或关闭所述车辆，以及在请求打开的情况中，检测把手上手部的存在。本方法的实施方式需要：用于检测授权钥匙或徽章的天线、把手中的接触传感器、一般的电容传感器（用于检测手部）和用于管理免手通达请求的中央系统，所述中央系统可以例如是全部地或部分地专用于此功能的计算机。关于使用脚部而无接触地打开，一个已知的应用涉及为医院职员打开手术室的门。例如实用新型CN202143044提供了配备用于检测脚部的感应传感器的门。想要进入手术室或从手术室离开的人们伸出他们的脚部到所述传感器附近，被所述传感器检测的信号传输至用于控制用于打开/关闭所述门的机构的装置。在国际专利申请WO2012/052210中给出了使用脚部以用于汽车后备箱的免手通达。该文件通过带有两个细长电极的电容检测组件而对用户身体一部分（例如脚部）的运动提供检测。这些电极在后备箱之下水平延伸，较长的在较短的下面，并且联接到控制和评估装置。电容变化关于参考电势而被监测，并当所述运动在检测范围内时触发致动（例如后备箱的打开）。使用手部检测的免手通达请求框架中的车辆通达管理已经被改进以抗击各种干扰影响。例如，专利文件FR2827064旨在通过用于逻辑编译所接收的信号的持续时间的模块来识别由汽车金属油漆所产生的干扰影响。为电磁干扰问题而提供的一个方案在专利文件FR2915331中说明。时间相关的滤波被提供给来自通达把手中传感器的信号，以在验证打开请求之前验证把手上手部的存在。因此，现有技术中用于免手打开/关闭的系统，借助于通过手部的存在或脚部运动而给出确认通达口打开/关闭，为用户提供了可感知的舒适性。然而，错误的检测（例如由大气现象引起的干扰影响而产生的那些，尤其是下雨或者其他类型（电磁干扰，对象经过保险杠下等））不能被识别并且会意外地触发用于打开的欺骗请求。存在克服使用手部的打开/关闭操作的某些干扰影响的方案，但是不存在用于脚部运动检测系统的可靠方案。在后一种情况中，即使检测系统基于每个通达口两个传感器，在有噪音的环境中，所述系统还是不足够可靠。

技术实现要素：
本发明旨在提供一种方案，以满足基于检测用户下肢的运动而可靠和安全地致动通达口的需要，即使是在具有干扰影响的环境中。为此目的，本发明提供对在所讨论电极接收的信号的时间内的形式和行为的比较，以从由噪音导致的信号变化区分出有用信号。更为具体地，本发明的主题是一种以免手通达模式打开/关闭通达口的方法，借助于通过远程通达系统检测用户腿部/脚部（被称作下肢）的运动使之安全。该通达系统包括至少两个检测器件。每个检测器件均发出信号，所述信号的变化被分析。下肢运动的检测通过应用双重确认步骤而验证，所述双重确认步骤是根据用所述运动的模型形式识别每个信号的变化形式的标准，以及根据检测所述信号上所识别的变化形式的同时性标准。根据尤其有益的实施例，根据本发明的所述方法也可以包括如下步骤：-要被确认的形式通过在V形类型的相反符号的两个斜坡之间的尖点来表征，所述形式的识别标准包括：检测所述形式的斜坡斜度变化中的临界改变时间，对应于尖点和形式出口的检测，以得到在所述尖点处和在所述形式出口处的斜坡斜度的临界变化值；确定瞬时幅度变化的比例R和所述形式的行程持续时间EtA的值；以及将以下这些值与预定阈值比较：斜坡斜度中的临界变化、幅度中的变化的比例R和所述形式的持续时间EtA的值；-确定瞬时幅度变化的比例基于瞬时斜度的临界变化点和当前点之间的信号幅度变化除以这些点之间的行程持续时间而实施；-所述形式的识别标准包括对于在验证前所确认的所述形式的单调上升斜坡的测试。-所述形式的同时性标准在他们的尖点的检测时间之间的差值Etmax小于预定值时被确认，尤其地，小于250ms；-附加的确认步骤包括：满足识别标准和同时性标准，通过确定来自不同信号的一对形式的变化幅度中较大者和较小者之间的比例而应用相关性标准；以及在所述比例实质等于或小于预定值（尤其地等于或小于4）时验证该附加的步骤；-满足识别和同时性标准的所述形式的变化幅度通过所述尖点和所述形式出口之间的幅度的比例来测量。因此，本发明的优点中的一个是能够将来自至少两个检测器件的信号与确定标准进行比较，其允许所有的噪音影响被消除。这种方法的另一个优点是其允许用降低的存储需求以及高的计算速度简化实施。优选地，在所述信号上执行的所述确认在旨在消除由高频变化导致的干扰影响的将所述信号滤波的步骤之后。附图说明参照附图而阅读如下的非限制性说明，本发明其他的数据、特征和优点将显而易见，所述附图分别示出：图1是配备有远程通达系统的一个示例的两个传感器的车辆后部的各种外部视图（图1A至1C），借助于检测用户腿部/脚部运动（或者是来自下肢的踢动）；图2a和2b是以信号变化形式的、由这两个传感器提供的测量图，分别是无噪音环境的情况和由于下雨导致的噪音环境的情况。图3是在用户的特征性踢动运动期间滤波前和滤波后的信号变化细节图，与所述信号的瞬时斜坡一起；图4是基于形式、同时性和幅度比较标准而处理由这两个传感器所提供的信号的块状图；和图5是根据本发明的用于检测脚部踢动运动特征的逻辑流程图的一个示例。具体实施方式参照图1中的汽车车辆100的后部的外部视图，远程通达系统包括两个电极，形成用于检测用户下肢运动的传感器1和2。这些传感器在后部保险杠101中（也分别称作“上”和“下”）被上下设置，位于车辆100的后备箱102之下。传感器1和2被设置在平均身高用户的腿部3和脚部4所形成的下肢的高度处。为了通达后备箱102的对称的原因，优选地传感器位于车辆100的对称平面内。图1A、1B和1C示出了在车辆100的后备箱之下的用户下肢的运动（其为前后动作，称作“踢动运动”）。所述远程通达系统的使用惯例允许授权用户（通过识别他的/她的徽章）通过在车辆100的后备箱102之下的腿部3和脚部4的向前运动（从图1A运动到图1B）和之后的反向运动（从图1B运动到图1C）而打开后备箱102。所述运动发出命令信号以通过合适的控制指令打开后备箱102的机构。在图2a、2b和3中，信号的幅度As作为时间t的函数而被绘出。在无噪音环境的情况中，图2a以信号变化图形5和6的形式而阐释了由传感器1和2提供的测量。在时间“t”的横坐标轴上，三次连续的脚部踢动7的产生时间被绘出。信号的幅度作为时间“t”的函数而被周期地测量和记录。两次测量之间的时间的基本间隔△t被实验性地定义。在本示例中，△t为大约20ms。当所述脚部踢动发生时，图形5和6显示信号的水平下降。在这种无噪音环境中，信号/噪音的比例高，每次脚部踢动运动的检测具有明显的“V”形，所述“V”形带有在时间上连续的、包围尖点P（位于“V”的下顶点处）的下降斜坡Pd和之后的上升斜坡Pa。两个图形5和6的同时性确认了脚部踢动7的存在。在没有干扰的情况下，由来自样本人员的脚部踢动所提供的信号形式分析（随他们的高度或者随他们的踢动方式而变化）允许验证值的一组范围。所述的组定义出对应于脚部踢动的信号变化的模型形式（参见关于图4的补充解释）。在由于下雨导致的噪音环境的情况中，图2b以信号变化图形10和12的形式给出了由通达系统的两个传感器所提供测量的一个示例。脚部踢动7的产生时间在时间横轴上绘出。在这些时间处，图形10和12示出信号水平下降，如同在无噪音环境中（图2a）那样。然而，在噪音环境中，由于信号/噪音的比例较低，脚部踢动7在图形10和12中的信号变化上更难以识别。在根据本发明的识别和同时性标准分析信号之后，如下文所述，信号P1、P2和P3的变化将被验证为对应于脚部踢动的“V”形形式。参照图3，其示出了展示出对应于“V”的形式F1（由脚部踢动产生）的信号幅度As细节变化图形31和33。图形31对应于来自上部传感器1的信号。图形33是低通滤波器应用到曲线31的结果：当不规则性已经被滤除时，图形33被由于滤波导致的少量延迟而移位。图形35（在同一附图中示出）对应于被滤波图形33中的信号瞬时变化dAs。这种变化dAs代表被滤波图形33中的信号的微分函数，或者，换句话说，代表信号斜坡的瞬时变化。变化dAs采用形式F2（也是“V”形），所述形式F2在尖点A处的最小值dAsA和形式出口B处的最大值dAsB之间定义。远离形式F2的位置，信号变化的瞬时水平形成基本围绕零而振荡的平均基础水平Sm。这种水平Sm产生自信号33的幅度As基本不变的事实。根据本发明，用于检测来自授权用户脚部踢动的确认标准，使用了如下参数以识别变化形式F2，也就是：-在对应于尖点A和斜坡出口B并且分别由图形33中信号As的斜坡瞬时变化最小值dAsB和最大值dAsA所确定的时间tA和时间tB处的斜坡斜度的临界改变；-幅度dAsA和dAsB（在绝对值上）分别大于阈值Amin和Bmin，在所述示例中，Amin和Bmin（在相对值上）等于-5个单位和+5个单位；-在该图形35上的点“i”代表在被约为20ms的基本时间间隔△t相继分离的时间处所做的测量；在所述示例中，点A和点B之间的时间周期长于300ms并短于1000ms；-在所述示例中，在形式F2的点A和B处的幅度变化差值之间的比例以及在这两个点之间的基本周期△t的数量大于1。基于上文的分析，图4以块状图的形式示出了处理由传感器提供的信号的一个示例，以确认根据本发明的形式识别、同时性和幅度比较标准。由传感器提供的信号20a和20b首先（步骤21）均经受系数等于1/6的低通滤波器F，用于滤除由于噪音导致的所有高频变化。之后，在形式确认步骤23处，被滤波的信号20'a和20'b中的每个均经过分析以确认滤波后的信号变化以及他们的瞬时变化20''a和20''b。这种确认分析包括应用信号“V”形变化的形式识别标准。这种标准包括测试23t，所述测试23t与能够指示存在脚部踢动的模型形式一致。如此而选择的所述“V”形形式在23v处临时验证。两个随后的步骤包括：在来自两个电极所做出测量的瞬时斜坡20''a和20''b的图形之间进行比较。在步骤25处，在两个信号20''a和20''b上所选择的一对形式的同时性被确认。所述标准包括检查所选择的两种形式（每种形式在一个信号上）的尖点检测时间之间的间隔EtA比预定值Etmax（例如180ms）短。在步骤27处，信号20''a和20''b的所述V形形式（在步骤23和25处被所述识别和同时性标准确认）可以被有益地经受附加的幅度相关性标准。这种标准包括通过确定他们的比例来比较所选择形式的幅度。每种形式的幅度由所述形式出口B的水平和所述尖点A的水平之间的差值来表征。尤其地，所选择的两种形式的幅度中较大者和较小者之间的比例小于4。另外，用于幅度比较的标准可以有益地提供给这些幅度以保持其低于预定值。在该最后的幅度确认之后，脚部踢动验证，随后这种验证（信号20v）被传输到用于远程控制所述通达口的模块29。图5示出了用于根据本发明的模型脚部踢动运动检测的逻辑流程图的一个示例。这种检测对应于图4中步骤23处的测试。当远程通达系统处于备用状态时开始检测（步骤41）。虽然仍然保持备用状态，所述系统通过在基本时间间隔△t所分离的时间处的信号幅度的变化来计算图形的瞬时斜坡斜度（步骤45）。之后，斜坡上升的测试通过将瞬时斜度与预定阈值比较而被实施，以检测对应于模型踢动的V形形式的尖点（步骤47）。如果用于“上升斜坡”（换句话说为“单调上升”）的第一次测试（步骤47）的应答为“否”，所述过程循环回到测量瞬时斜度的状态（步骤45）。如果所述斜坡满足该测试，则所述信号已经结束其下降趋势并且开始上升，由此生成最小值。该最小值被记录（步骤49）并且对应于（例如）图3中的尖点“A”。所述点“A”对应于瞬时斜坡上升的临界变化。所述过程继续计算瞬时斜度（步骤51），之后进行用于“上升斜坡”的第二次测试（比较步骤53）。然而，步骤53的结论与步骤47处“上升斜坡”的第一次测试相反：如果斜坡在比较步骤53中仍然上升，所述过程循环回到斜度计算（步骤51），但是如果斜坡停止足够量地上升，出口点“B”被记录（步骤55）。该出口点对应于图4中的斜坡端点“B”。所述出口点“B”也对应于瞬时斜坡斜度中的临界变化。一旦“V”形形式的上升斜坡的检测结束，所述过程就基于在这种形式的检测过程期间输入点（图3中的点“i”）的数量而计算上升斜坡端点“A”和“B”之间的V形变化的行程持续时间（步骤57）。输入点的该数量与值间隔比较（步骤59），以确认“V”形形式的上升斜坡AB的行程持续时间是否确实在两个预定时间值之间的范围内，例如在300ms和1000ms之间。该步骤59执行“V”形形式的持续时间测试。如果该步骤的应答为“否”，则所选择的“V”形变化不验证，并且所述过程返回到开始（步骤41）。如果应答为“是”，则满足了持续时间测试，并且判定步骤（步骤61）确认在端点A和B处的斜坡瞬时变化dAS（图3）是否具有（在绝对值上）大于预定阈值的值，例如5（在所述示例中，在相对值上：在点A处的变化dAs低于-5并且在点B处高于+5）。最终测试（判定步骤63）包括通过比例“R”而进行的监测，所述比例“R”定义瞬时斜度的临界改变点和当前点之间的信号幅度变化除以时间单位（通过除以这种变化期间所作出的测量点的数量）。如果所述比例R小于预定阈值Rmin（在所述示例中为1.5），应答“否”将所述过程返回到开始（步骤41）。然而，如果所述比例R保持高于预定值Rmin，所选择的形式在步骤65处（其对应于图4中的验证步骤23v）临时验证。所选择的形式呈现在每个信号上，并且如关于图4的上文所述，同时性标准随后应用到该对形式上。如果选择的该对形式满足这种同时性标准，就确认其验证并且使得远程通达系统安全。另外，用于所选择的形式对（例如关于图4所描述的）的幅度相关性标准随后可以应用以在需要时增强所述验证。本发明不限于所描述和示出的示例性实施例。所述远程通达系统可以包括多于一对的传感器，例如两对或甚至三对或者更多。而且，本发明可以被用来打开需要具有不用腿部接触而打开的可能性的任何通达口，例如建筑物（商业性的、接收公众的服务性的，例如医院）的一些门。这种通达口（如果其情况暴露于引起干扰的各种元件）必须能够具有用于管理这些通达口的系统，所述系统具有鲁棒性并且不受噪音信号影响。