用于门碰撞检测的装置、系统及方法与流程

所公开的实施例主要涉及车辆，并且尤其但不仅仅涉及用于车门碰撞检测/门打开警告(doorcollisiondetection/dooropenwarning,dcd/dow)的装置、系统及方法。

背景技术：

大多数重大车辆事故在车辆以相对较高的速度行驶时发生，但是当车辆以非常慢的速度行驶或静止时也会发生较多的轻微事故。例如，当车辆停止时，事故可在乘员不安全地打开车门时发生。门可能撞击或碰撞门间隙或撞击区域内的物体。在某些情况下，这些是乘员在坐在车辆中时可能无法看到的物体，因为物体太低而乘员的视线被门阻挡，因为物体不在乘员对它们预期的位置中，或者因为乘员分心或由于其他原因未能察觉它们。示例包括其他车辆、路标杆、人、消防栓、邮筒、或其他类型的物体。

这些低速或静止的事故通常不会对车辆乘员造成伤害，但是将车门朝向物体打开可导致车辆损坏，例如门弯折、装饰破损或损坏、窗户破损或损坏等。被打开的车门撞击的物体(诸如相邻车的门弯折)还可导致财产损害。在极少数情况下，例如，如果打开的门撞击行人或者经过或静止的骑行者，则可能会导致人身伤害。

技术实现要素：

描述了用于门碰撞检测的装置的实施例，该装置包括联接到用户界面的计算机。一个或多个门碰撞检测传感器通信地联接到计算机并且适于安装到对应车门的外部。每个车门具有对应的门撞击区域，使得如果车门打开，则门撞击区域内的物体将被车门撞击，并且每个门碰撞检测传感器具有建立检测区域的视场和范围，在该检测区域内门碰撞检测传感器可收集数据。每个检测区域包括至少对应的门撞击区域。存储在存储器或存储装置中的逻辑包括指令，当由处理器执行时，该指令使得处理器从一个或多个门碰撞检测传感器接收数据；确定对应的门撞击区域中是否存在任何物体；以及如果门撞击区域中存在任何物体，则警告车辆的乘员。

在一些实施例中，一个或多个门碰撞检测传感器包括可安装在车辆的驾驶员侧的后视镜上的门碰撞检测传感器，以及可安装在车辆的乘客侧的后视镜上的门碰撞检测传感器。

在一些实施例中，一个或多个门碰撞检测传感器中的每一个门碰撞检测传感器是摄像机，摄像机可收集静止图像或视频图像。

在一些实施例中，摄像机是立体摄像机或飞行时间摄像机。

在一些实施例中，一个或多个门碰撞检测传感器中的每一个门碰撞检测传感器的视场在45度和190度之间。

在一些实施例中，一个或多个门碰撞检测传感器中的每一个门碰撞检测传感器的范围在0和6英尺之间。

在一些实施例中，用户界面包括用以提供视觉警告的显示器和/或用以提供听觉警告的麦克风。

在一些实施例中，用于门碰撞检测的装置还包括在计算机内或联接到计算机的车辆状态感测系统，其特征在于，逻辑还包括仅在车辆状态感测系统指示以下条件中的至少一者为真的情况下激活用于门碰撞检测的装置的指令：

用于门碰撞检测的装置在用户界面中已被接通；

车辆处于停车挡位；

正在部署解锁一个或多个车门中的一个车门的把手；以及

车辆的电机的转矩或速度为零。

在一些实施例中，用于门碰撞检测的装置还包括联接到计算机的一对或多对声纳传感器，每对声纳传感器设置在车辆的前角处，使得每对声纳传感器中的一个声纳传感器指向前方，并且每对声纳传感器中的另一个声纳传感器指向侧面。

在一些实施例中，逻辑还包括存储在存储器或存储装置中的指令，其中当由处理器执行时，指令使得处理器：

从一对或多对声纳传感器接收数据；

基于接收的声纳数据，确定是否有任何物体存在在门撞击区域中或有物体即将进入门撞击区域；以及

如果确定有任何物体存在在门撞击区域中或有物体即将进入门撞击区域，则经由用户界面警告车辆的乘员。

用于门碰撞检测的系统的实施例包括具有至少驾驶员门和前座乘客门的车辆。车门碰撞检测装置包括计算机，该计算机包括至少处理器、存储器和存储装置。用户界面通信地联接到计算机，并且一对门碰撞检测传感器通信地联接到计算机。一个门碰撞检测传感器被安装到驾驶员门的外部，并且另一个门碰撞检测传感器被安装到前座乘客门的外部。驾驶员门和前座乘客门各自具有门撞击区域，其中如果对应的门打开，则门撞击区域内的至少一个物体将被对应的门撞击。每个门碰撞检测传感器具有视场和范围，其中对于每个门碰撞检测传感器，该视场和范围建立检测区域，在该检测区域内门碰撞检测传感器可收集数据，并且其中每个检测区域包括至少其对应门的门撞击区域。包括指令的逻辑被存储在存储器或存储装置中。当由处理器执行时，该指令使得处理器：从该对门碰撞检测传感器接收数据；基于接收的数据，确定驾驶员门的门撞击区域或前座乘客门的门撞击区域中是否存在任何物体；以及如果确定任一门撞击区域中存在任何物体，则经由用户界面警告车辆的乘员。

在一些实施例中，门碰撞检测传感器被安装在驾驶员门上的后视镜上，以及前座乘客门上的后视镜上。

在一些实施例中，一个或多个门碰撞检测传感器中的每一个门碰撞检测传感器是摄像机，摄像机可收集静止图像或视频图像。

在一些实施例中，摄像机是立体摄像机或飞行时间摄像机。

在一些实施例中，一个或多个门碰撞检测传感器中的每一个门碰撞检测传感器的视场在45度和190度之间。

在一些实施例中，一个或多个门碰撞检测传感器中的每一个门碰撞检测传感器的范围在0和6英尺之间。

在一些实施例中，用户界面包括用以提供视觉警告的显示器和/或用以提供听觉警告的麦克风。

在一些实施例中，系统还包括在计算机内或联接到计算机的车辆状态感测系统，其中逻辑还包括仅在车辆状态感测系统指示以下条件中的至少一者为真的情况下激活车门碰撞检测装置的指令：

车门碰撞检测装置在用户界面中已被接通；

车辆处于停车挡位；

正在部署解锁一个或多个车门中的一个车门的把手；以及

车辆的电机的转矩或速度基本上为零。

在一些实施例中，系统还包括联接到计算机的一对或多对声纳传感器，每对声纳传感器设置在车辆的前角处，使得每对声纳传感器中的一个声纳传感器指向前方，并且每对声纳传感器中的另一个声纳传感器指向侧面。

在一些实施例中，逻辑还包括存储在存储器或存储装置中的指令，其中当由处理器执行时，指令使得处理器：

从一对或多对声纳传感器接收数据；

基于接收的声纳数据，确定是否有任何物体存在在门撞击区域中或有物体即将进入门撞击区域；以及

如果确定有任何物体存在在门撞击区域中或即将进入门撞击区域，则经由用户界面警告车辆的乘员。

用于门碰撞检测的方法的实施例包括从安装在车门上的一个或多个门碰撞检测传感器接收数据，每个门碰撞检测传感器具有建立检测区域的视场和范围，在该检测区域内门碰撞检测传感器可收集数据。该方法基于接收的数据，确定在对应于门碰撞检测传感器安装在其上的每个车门的一个或多个门撞击区域中是否存在任何物体，其中门撞击区域是这样的区域：如果车门打开，则在该区域内的至少一个物体将被车门撞击，并且其中每个检测区域包括至少对应的门撞击区域。如果确定在一个或多个门撞击区域中存在任何物体，则该方法警告车辆的乘员。

在一些实施例中，一个或多个门碰撞检测传感器中的每一个门碰撞检测传感器是摄像机，摄像机可收集静止图像或视频图像。

在一些实施例中，一个或多个门碰撞检测传感器中的每一个门碰撞检测传感器的视场在45度和190度之间。

在一些实施例中，一个或多个门碰撞检测传感器中的每一个门碰撞检测传感器的范围在0和6英尺之间。

在一些实施例中，警告是视觉警告和/或听觉警告。

在一些实施例中，方法还包括：

感测车辆状态；

仅在车辆状态感测指示以下条件中的至少一者为真的情况下，激活警告：

门碰撞检测装置已被接通，

车辆处于停车挡位，

正在部署解锁一个或多个车门中的一个车门的把手，以及

车辆的电机的转矩或速度基本上为零。

在一些实施例中，方法还包括：

从一对或多对声纳传感器接收数据，每对声纳传感器设置在车辆的前角处，使得每对声纳传感器中的一个声纳传感器指向前方，并且每对声纳传感器中的另一个声纳传感器指向侧面；

基于接收的声纳数据，确定是否有任何物体存在在门撞击区域中或有物体即将进入门撞击区域；以及

如果确定有任何物体存在在门撞击区域中或有物体即将进入门撞击区域，则警告车辆的乘员。

附图说明

参考以下附图对本发明的非限制性和非排他性实施例进行描述，其中除非另外指明，否则各个视图中相同的附图标记指代相同的部分。

图1a是车门碰撞检测/门打开警告(dcd/dow)系统的实施例的平面图。

图1b是在车门上的dcd摄像机的实施例的侧视图。

图2是具有dcd/dow系统的实施例的车辆的平面图，示出了检测区域和门撞击区域。

图3是dcd/dow系统的实施例的功能框图。

图4是示出使用dcd/dow系统的过程的实施例的流程图。

具体实施方式

公开了门碰撞检测/门打开警告(doorcollisiondetection/dooropenwarning,dcd/dow)系统的实施例。该系统包括附接到对应车门的一个或多个门碰撞检测(dcd)摄像机。在即将打开门的情况下，dcd摄像机用于检测其对应门在打开的情况下可能撞击的物体。如果检测到此类物体，则可以警告车辆的乘员，使得他们不打开门。

图1a至图1b一起示出门碰撞检测/门打开警告(dcd/dow)系统100的实施例。dcd/dow系统100被设置在车辆102之上和之中，并且包括通信地联接到车辆控制单元(vehiclecontrolunit,vcu)110的一对门碰撞检测(dcd)摄像机104d,104p。两对声纳传感器108ds,108df,108ps,108pf被设置在车辆102的前角处，并且还通信地联接到vcu110。在该申请的上下文中，该实体或设备“通信地联接”意指它们以这样的方式联接：数据、命令或其他信息可在两者之间在一个或两个方向上交换。

在该对dcd摄像机104d,104p中，dcd摄像机104d被设置在车辆的驾驶员侧镜106d上，并且dcd摄像机104p被设置在车辆102的乘客侧镜106p上。如图1b所示，在不同的实施例中，dcd摄像机104d可处于不同的位置，包括在镜106d的顶部上、在镜106d的底部上、或在镜106d的端部上。虽然未示出，但dcd摄像机104p可被设置在乘客侧镜106p上的这些位置中的任一个位置中。在一个实施例中，dcd摄像机104d和104p是常规的摄像机，但是在其他实施例中，它们可以是立体摄像机、飞行时间摄像机、或一些其他类型的摄像机或其他类型的传感器。在一些实施例中，dcd摄像机104d和104p是相同类型的摄像机，但是在其他实施例中，它们不需要是相同的，而可以是不同类型的摄像机。

两对声纳传感器108ds,108df,108ps,108pf被设置在车辆102的前角处或附近。驾驶员侧的该对声纳传感器包括指向前方的声纳传感器108df(即，指向基本上平行于车辆轴线101)和指向侧面的声纳传感器108ds(即，指向基本上垂直于车辆轴线101)。类似地，乘客侧的该对声纳传感器包括指向前方的声纳传感器108pf和指向侧面的声纳传感器108ps。每个单独的声纳传感器108df、108ds、108pf和108ps包括用以生成听觉信号的声音发射器和用以接收由声音发射器生成的听觉信号的反射的声音接收器(例如麦克风)，从而使每个声纳传感器108ds,108df,108ps,108pf能够检测物体。在系统100的一些实施例中，可以省略声纳传感器108ds,108df,108ps,108pf中的一个或多个，直至包含它们全部。

系统100的其他实施例不必限于摄像机和声纳传感器，而可使用除了所示实施例中示出的摄像机和声纳传感器之外或代替所示实施例中示出的摄像机和声纳传感器的其他类型的传感器。例如，在其他实施例中，雷达、激光雷达、热红外传感器(thermalinfraredsensors,tirs)或其他类型的传感器可用于替换和/或补充摄像机104d,104p和声纳传感器108ds,108df,108ps,108pf中的任一者或这两者。

车辆控制单元(vcu)110是包括一个或多个微处理器、存储器、存储装置和通信接口的控制器，通过该通信接口，该车辆控制单元可与其他部件通信，例如摄像机104d和104p、以及声纳传感器108df、108ds、108pf和108ps(如果存在于系统100中)。vcu110还通信地联接到用户界面(在图1a至图1b中未示出，但参见图3)。vcu110还可包括附加部件，例如时钟、全球定位系统(globalpositioningsystem,gps)等。在一实施例中，vcu110是车辆的主计算机，但是在其他实施例中，它可以是与车辆的主计算机或主要计算机分离的部件。

图2示出具有dcd/dow系统100的实施例的车辆102的撞击区域和检测区域的实施例。在车辆102中，每个门具有撞击区域105；在具有传统车门的实施例中，该车门沿着门的前边缘垂直地铰接，当在上方观察时，其撞击区域将是弧形的并且以门铰链为中心。当然，其他实施例可具有与传统车门不同地操作的门，在这种情况下，撞击区域的形状将相应地改变。在所示出的实施例中，车辆102是四门乘客轿车，但在其他实施例中，车辆102可以是不同类型的车辆，例如小卡车、运动型多用途车、小型货车或卡车，并且在其他实施例中，该车辆可具有与所示不同数量的门，例如2个、3个或5个门。

每个dcd摄像机具有视场和范围：摄像机104d具有视场αd和范围rd，摄像机104p具有视场αp和范围rp。对于每个摄像机104d,104p，其范围和视场建立检测区域，在该检测区域内该摄像机可检测物体。在一实施例中，dcd摄像机104d,104p具有在约45度和190度之间的视场αd和αp，但是在其他实施例中，摄像机可具有更小或更大的视场。类似地，在一实施例中，dcd摄像机104d和104p可具有在0和约1.5m之间(即，在0和约6英尺之间)的范围rd和rp，但是在其他实施例中，摄像机可具有更小或更大的范围。

在车辆102前方的每个声纳传感器108ds,108df,108ps,108pf具有视场和范围：声纳传感器108ps具有视场αps和范围rps；声纳传感器108pf具有视场αpf和范围rpf；声纳传感器108df具有视场αdf和范围rdf；并且声纳传感器108ds具有视场αds和范围rds。与104d,104p摄像机一样，对于每个声纳传感器108ds,108df,108ps,108pf，其视场及其范围建立检测区域，在该检测区域内，其可检测物体。在一实施例中，声纳传感器具有在约45度和190度之间的视场，但是在其他实施例中，声纳传感器可具有更小或更大的视场。类似地，在一个实施例中，声纳传感器108ds,108df,108ps,108pf可具有在0和约5m之间(即，在0和约20英尺之间)的范围，但是在其他实施例中，声纳传感器可具有更小或更大的范围。

在包括摄像机和声纳传感器的系统100的实施例中，单独的摄像机和传感器的检测区域组合以形成一个或多个整体系统检测区域。在车辆102的乘客侧，摄像机104p、声纳传感器108ps和声纳传感器108pf的检测区域组合以形成整体乘客侧检测区域202p。类似地，在车辆102的驾驶员侧，摄像机104d、声纳传感器108ds和声纳传感器108df的检测区域组合以形成整体驾驶员侧检测区域202d。尽管为了简单起见在图中以矩形形状示出，但是检测区域202p和202d的确切形状将取决于摄像机104d,104p以及声纳传感器108ds,108df,108ps,108pf(如果存在的话)的特定视场和范围。在省略声纳传感器108ds,108df,108ps,108pf的实施例中，检测区域202p和202d的形状也将与所示不同。

为了提供防止门碰撞的保护，检测区域202p和202d可在车辆的其相应侧上与至少一个门的撞击区域105的一些或全部重叠或者包括至少一个门的撞击区域105的一些或全部。如果摄像机104d,104p具有足够大的视场(例如，在一实施例中为190度)，则它们的各个检测区域以及因此系统检测区域202d,202p也可与前门和后门的撞击区域重叠或者包括前门和后门的撞击区域。如图所示，然后，检测区域202p包括前乘客门和后乘客门的撞击区域105，并且类似地，检测区域202d包括前驾驶员侧门和后驾驶员侧门的撞击区域105。

包括声纳传感器108ds,108df,108ps,108pf的系统100的实施例使检测区域202p和202d延伸超过车辆的其相应侧上的门的撞击区域105。这样的检测区域配置可用于检测当前不在任何门的撞击区域105中但即将在撞击区域中的接近物体，例如接近的自行车。

图3示出门碰撞检测/门打开警告(dcd/dow)系统300的实施例的细节。在dcd/dow系统300中，vcu110包括通信地联接到传感器融合模块304和威胁评估模块306的物体检测模块302。车辆状态感测系统312也通信地联接到威胁评估模块306。在一些实施例中，模块/系统302、304、306和312可在软件中实现，例如，它们可以是在vcu110内的一个或多个处理器上运行的单独线程、进程或服务。在其他实施例中，这些模块/系统可在硬件中实现，例如用与vcu110的主处理器配合的专用集成电路(application-specificintegratedcircuits,asics)实现。

用户界面(userinterface,ui)308通信地联接到vcu110，使得vcu110可将数据发送到用户界面并且从用户界面接收数据。除其他之外，用户界面308可显示门碰撞检测/门打开警告(dcd/dow)的状态，可提供车辆周围视图的视频流，并且可提供在门的撞击区域中的dcd检测物体的视觉警告或听觉警告。用户界面308还包括软键按钮328，乘员可通过该软键按钮导通和断开dcd/dow系统。在其他实施例中，不需要由用户界面308提供用户警告，而是可由其他元件提供。例如，与用户界面308分离的简单的光或其他视觉指示器可用于提供视觉警告，而与用户界面分离的扬声器或其他声换能器可用于提供听觉警告。除了视觉和听觉警告之外或代替视觉和听觉警告，其他实施例还可例如通过振动或敲击乘员座椅、振动门把手等提供触觉警告。

摄像机104p和104d通信地联接到物体检测模块302，使得摄像机104p和104d可将数据发送到物体检测模块。在图示实施例中，摄像机104p和104d将视频流数据发送到物体检测模块302，但在其他实施例中，可将其他类型的数据(例如，静止图像的序列)发送到物体检测模块302。在具有声纳传感器108ps、108pf、108ds和108df的实施例中，声纳传感器108ps、108pf、108ds和108df也通信地联接到物体检测模块302，使得它们可将声纳数据发送到物体检测模块。在从摄像机104p和104d以及从声纳传感器108ps、108pf、108ds和108df(如果存在的话)接收数据后，物体检测模块302和威胁评估模块306分析接收的数据以确定在任何门撞击区域105中是否有物体存在于检测区域202d或202p内(参见图2)。如果威胁评估模块306确定有物体存在于任何门撞击区域中，则其可向用户界面308发送命令，使得用户界面可向车辆乘员提供视觉或听觉警告。

系统300的各种其他特征控制dcd/dow系统何时接收电源并进行操作。系统300联接到车辆的动力系统的元件，该动力传动系包括高压(high-voltage,hv)电池316、dc/dc转换器314和单独的低压(low-voltage,lv)电池322。系统300还联接到门闩传感器326、用户界面308上的dow软键328、车辆挡位330、动力系统中的电机转矩和电机速度传感器334、以及控制是否给用户界面308供电的ui/ux(userinterface/userexperience)通电开关310。

点火开关320与由逻辑门的组合实现的逻辑一起确定如何向系统300供电。逻辑门的组合包括与门324、或门336和与门338。与门324的输入端联接到低压电池322并且联接到与门338的输出端。与门338使其输入端联接到或门336的输出端并且联接到ui/ux通电开关310。或门336使其输入端联接到动力系统334中的电机转矩和电机速度传感器。对于逻辑门，输入和输出可以是真(即，逻辑1或启用)，或者可以是假(即，逻辑0或禁用)。

如果点火开关320导通，则高压电池316经由点火开关320通过dc/dc转换器314向系统供电。但是如果点火开关320断开，则逻辑门324、336和338确定低压电池322是否向系统供电。如果电机转矩或电机速度基本上为零，使得或门336的任一输入是真，则或门336的输出也是真。如果ui/ux通电开关310的输出也是真，则与门338的两个输入均是真，并且与门338的输出也是真。如果与门324的两个输入(即，低压电池322的输出和与门338的输出)均是真，则与门324的输出是真，并且低压电池322经由点火开关320向系统供电。

通过向系统供电，dcd/dow系统是否有效通过由与门332、或门336和与门338实现的逻辑来控制。与门332使其输入端联接到门闩传感器326、挡位传感器330和dow软键328，并且使其输出端联接到车辆状态感测系统312中的与门313。或门336使其输入端联接到动力系统334中的电机转矩和电机速度传感器，并且使其输出端联接到与门338的输入端。与门338使其输入端联接到或门336的输出端并且联接到ui/ux通电开关310，并且使其输出端联接到与门324以及车辆状态感测系统312内的与门313；在系统312内，与门313可在硬件或软件中实现。

在操作中，如果与门332感测到其全部三个输入都是真(即，门闩传感器326感测到门把手正在被乘员激活，软键按钮328已导通dcd/dow系统，并且车辆的挡位330已被设置为停车)，则与门332向与门313输出真信号。同时，如果与门338感测到其两个输入均是真(即，ui/ux通电开关310是有效的，并且动力系统334中的电机转矩和电机速度中的一个或两个基本上为零，使得或门336的输出也是真)，则与门338向与门313输出真信号。当与门313的两个输入均是真时，则与门313输出激活威胁评估模块306的信号，该威胁评估模块然后继续与其他模块一起工作以评估门碰撞的威胁。然后，如果威胁评估模块检测到撞击区域中的物体(即，门碰撞的威胁)，则其可警告车辆乘员。在一实施例中，从目标满足警告要求的时间到警告指示被激活的时间的整体系统响应时间可以不超过300ms。在其他实施例中，车辆内门把手的激活可以是用以激活dcd/dow系统的主要机制，即，在门把手处于打开位置时检测和警告可被启用，而在门把手处于关闭位置时检测和警告可被禁用。当然，其他实施例可包括在硬件(例如，逻辑门)或软件中实现的逻辑，该逻辑使得检测和/或警告系统的激活取决于上面示出和讨论的条件的不同组合，或者与示出和讨论的条件不同的条件或条件的组合。

图4示出过程或方法400的实施例，dcd/dow系统可通过该过程或方法来操作。该过程开始于框402。在框404处，该过程确定dcd/dow系统是否已例如通过车辆中的用户界面上的开关或软键而接通。如果在框404处dcd/dow系统未被接通，则过程在框406处停止。但是如果在框404处dcd/dow系统已被接通，则该过程在框408处激活一个或多个dcd摄像机。

使dcd摄像机在框408处激活后，在框410处，该过程检查是否存在任何声纳传感器；如上所述，一些实施例可具有声纳传感器，而其他实施例无需具有声纳传感器。如果在框410处，该过程确定存在声纳传感器，则在框412处，激活声纳传感器。但是如果在框410处，该过程确定不存在声纳传感器，则该过程进行到框414，其中该过程仅从dcd摄像机接收数据。

在框414处，该过程从一个或多个dcd摄像机接收数据，并且从声纳传感器(如果存在)接收数据。在框416处，基于在框414处接收的数据，该过程确定是否有物体存在在dcd摄像机所安装的一个或多个门的撞击区域中和/或是否有物体即将进入撞击区域。在框418处，该过程检查是否有物体存在在撞击区域中和/或即将进入撞击区域。如果在框418处，该过程确定没有物体存在在撞击区域中或即将进入撞击区域，则该过程返回到框414，其中该过程继续接收数据。但是如果在框418处，该过程确定有物体存在在撞击区域中或即将进入撞击区域，则该过程进行到框420，其中该过程感测车辆的状态，包括例如车辆是否处于停车档位，座椅互锁是否被激活，以及门把手当前是否被激活之类的状态。

在框422处，该过程基于在框420处感测到的车辆状态来检查是否将门打开警告(dow)给予车辆的乘员。如果在框422处，该过程确定车辆状态未调用警告，则该过程返回到框420以重新评估车辆状态。但是如果在框422处该过程确定车辆状态确实调用警告，则在框424处该过程警告车辆乘员。在框424处警告乘员后，该过程在框426处停止。

实施例的以上描述并非意图是穷尽性的或将本发明限制为所描述的形式。本文中出于说明性目的描述了本发明的具体实施例和示例，但是各种修改是可能的。