本发明申请是于2017年9月16日提交的美国序列号15/696,657的部分继续申请案，美国序列号15/696,657要求于2016年9月8日提交的美国临时申请第62/384,930号的优先权，并且本发明申请要求于2017年2 月17日提交的美国临时申请第62/460,247号以及于2017年12月27日提交的美国临时申请第62/610,655号的权益。通过引用，上述申请的全部公开内容并入本文。
技术领域
本公开内容总体上涉及用于机动车辆的电动闭合构件系统，并且更特别地，涉及用于相对于车体在关闭位置与打开位置之间移动闭合构件或者将闭合构件从打开位置移动至闭合位置的用户激活的非接触式电动闭合构件系统。
背景技术：
本部分提供涉及本公开内容的背景信息，其不一定是现有技术。
机动车辆例如运动型多用途车辆可以设计成包括用于自动打开车辆的闭合构件的用户激活的非接触式电动闭合构件系统(例如，电动提升式门系统)。电动闭合构件系统包括传感器以检测用户希望打开闭合构件的运动，例如在闭合构件是后部提升式门的情况下，用户的脚在后保险杠下面踢的运动。该系统包括如下一种技术：其确认拥有与车辆关联的钥匙扣的用户是该运动的发起者，使得闭合构件不会例如由另一个人、动物、天气条件或可能进入保险杠下面的空间的物体错误地激活。该系统允许当用户的手被占用时例如当用户持有要装到车辆中的物品时方便地且用户友好地打开闭合构件。然而，当前可用的用户激活的非接触式电动闭合构件系统可以被改进。
技术实现要素：
本部分提供对本公开内容的总体概述，而不是对其全部范围或其全部特征、方面和目的的全面公开。
因此，本公开内容的一个方面是提供一种用户激活的非接触式电动闭合构件系统，其用于检测姿势和操作车辆的闭合构件。该系统包括附接至车体的至少一个非接触式传感器，所述至少一个非接触式传感器用于检测对应于用户做出的姿势的运动和物体中的至少一个，并响应于检测到物体和运动中的至少一个而输出数据。所述至少一个非接触式传感器包括基于雷达的姿势识别子组件，所述基于雷达的姿势识别子组件用于在距所述基于雷达的姿势识别子组件的预定距离内提供中间雷达场，在中间雷达场中，用户能够进行交互。车体附接有用于向用户通知做出姿势的适当位置的指示器。电子控制单元耦接至指示器和所述至少一个非接触式传感器，并且被配置成接收和分析由所述至少一个非接触式传感器输出的数据。电子控制单元还被配置成：确定数据是否对应于激活姿势，以转变至由用户做出的对应于激活姿势的姿势限定的触发事件模式以及由不对应于激活姿势的姿势限定的非触发事件模式，并且响应于转变至触发事件模式而启动闭合构件的移动。电子控制单元还被配置成使用指示器通知用户。
本公开内容的另一个方面是提供一种使用非接触式电动闭合构件系统来操作车辆的闭合构件的方法，所述非接触式电动闭合构件系统包括指示器、非接触式传感器和电子控制单元，所述非接触式传感器包括基于雷达的姿势识别子组件。该方法包括检测在车辆的预定距离内的与车辆关联的钥匙扣的步骤。接下来，使用指示器通知用户呈现姿势。该方法继之以：使用基于雷达的姿势识别子组件产生在车辆附近的中间雷达场并且检测由用户做出的在中间雷达场中的姿势。该方法还包括以下步骤：确定由用户做出的姿势的时间范围(time frame)，并将该姿势与激活姿势进行比较并且将时间范围与启动用于操作车辆的闭合构件的触发事件模式所需的需要时间段进行比较。
根据本公开内容的用户激活的非接触式电动闭合构件系统提供了对车辆用户特别有吸引力的许多益处。由于指示器——也被称为图标，用户现在知晓当他们接近车辆时系统是否被激活、处于运动中和/或正在等待诸如踢运动之类的姿势信号。用户还被通知：他们正在正确的位置做出激活姿势，以及激活姿势已经被系统接收。
根据此处提供的描述，这些和其他方面以及适用领域将变得明显。本概述中的描述和具体示例仅意在用于说明的目的，而不意在限制本公开内容的范围。
根据本公开内容的另一方面，所述系统包括用于感测在所述闭合构件附近的物体和运动中的至少一个并输出对应于物体和运动中的至少一个的数据的至少一个传感器。车辆上布置有至少一个指示器。电子控制单元耦接至所述至少一个传感器，并且所述至少一个指示器被配置成从所述至少一个传感器接收并处理对应于物体和运动中的至少一个的数据。电子控制单元还被配置成确定与物体和运动中的至少一个关联的数据是否是移动闭合构件所需的正确激活姿势。另外，电子控制单元被配置成响应于物体和运动中的至少一个是正确的激活姿势而启动闭合构件的移动，其中，正确的激活姿势包括物体和运动中的至少一个在所述至少一个传感器附近并且在预定时间段之后物体和运动中的所述至少一个不在所述至少一个传感器附近。电子控制单元还被配置成使用所述至少一个指示器来通知用户。有效的激活姿势还可以包括物体在预定时间段期间没有运动。
根据本公开内容的另一方面，提供了一种使用非接触式电力闭合构件系统来操作车辆的闭合构件的方法。该方法开始于使用至少一个传感器来检测位于闭合构件附近的物体和运动中的至少一个。该方法继之以下述步骤：确定与物体和运动中的至少一个关联的数据是否是启动闭合构件的打开所需的激活姿势，其中，激活姿势包括物体和运动中的所述至少一个在所述至少一个传感器附近并且在预定时间段之后物体和运动中的所述至少一个不在所述至少一个传感器附近。该方法继之以：响应于确定与物体和运动中的所述至少一个关联的数据是正确的激活姿势而启动闭合构件的移动。该方法还包括通知用户的步骤。
附图说明
将容易理解本公开内容的其他优点，这是因为在结合附图考虑时通过参考以下详细描述，本公开内容的其他优点变得更好理解，在附图中：
图1是示例性机动车辆的透视图，该机动车辆配备有用于打开车辆的后部提升式门的用户激活的非接触式电动闭合构件系统，该系统示出了至少一个传感器的位置并且该系统根据本公开内容的教导而构造；
图2是示例性机动车辆的另一透视图，该机动车辆配备有用于打开车辆的后部提升式门的用户激活的非接触式电动闭合构件系统，该系统示出了指示器的位置并且该系统根据本公开内容的教导而构造；
图3是包括图2所示的指示器的机动车辆的一部分的放大图；
图4是具有用户激活的非接触式电动闭合构件系统的机动车辆的示例性保险杠组件的一部分的放大图，该用户激活的非接触式电动闭合构件系统是根据本公开内容的教导构造的，并且包括在系统的激活(苏醒)和操作期间被照亮的图形；
图5A是包括单个传感器的示例性用户激活的非接触式电动闭合构件系统的分解图，该用户激活的非接触式电动闭合构件系统安装在后保险杠上并且根据本公开内容的教导而构造；
图5B是图5A所示的示例性用户激活的非接触式电动闭合构件系统的外视图；
图6A是包括一对传感器的用户激活的非接触式电动闭合构件系统的示例性图形的外部侧视图，该用户激活的非接触式电动闭合构件系统根据本公开内容的教导而构造并且安装在后保险杠上，其中，保险杠具有供向传感器传送超声波和/或从传感器传送超声波的空隙槽；
图6B是从后保险杠内部观察的图6A的系统的电子控制单元和一对传感器的透视图；
图6C是图6A的后保险杠的空隙槽的外部底视图；
图7A是包括单个传感器的用户激活的非接触式电动闭合构件系统的示例性图形的外部侧视图，该用户激活的非接触式电动闭合构件系统根据本公开内容的教导而构造并且安装在后保险杠上，其中，保险杠具有供向传感器传送超声波和/或从传感器传送超声波的空隙槽；
图7B是从后保险杠内部观察的图7A的系统的电子控制单元和传感器的透视图；
图7C是图7A的后保险杠的空隙槽的外部底视图；
图8示出了可以围绕根据本公开内容的教导构造的用户激活的非接触式电动闭合构件系统的图形而安装以覆盖制造缺陷和/或未对准的示例性可选装饰框；
图9是示例性机动车辆的透视图，该机动车辆配备有用于打开车辆的后部提升式门的用户激活的非接触式电动闭合构件系统，该系统示出了指示器的位置，包括基于雷达的姿势识别系统并且该系统根据本公开内容的教导而构造；
图10是根据本公开内容的说明性且非限制性实施方式的利用基于连续波多普勒雷达的基于雷达的姿势识别子组件的示意图；
图11是根据本公开内容的说明性且非限制性实施方式的利用连续波频率调制雷达的另一基于雷达的姿势识别子组件的示意图；
图12是根据本公开内容的说明性且非限制性实施方式的利用连续波频率调制雷达的另一基于雷达的姿势识别子组件的示意图；
图13和图14A、图14B是示出使用根据本公开内容的教导的非接触式电动闭合构件系统来操作车辆的闭合构件的方法的步骤的流程图；
图15示出了由根据本公开内容的教导的非接触式电动闭合构件系统的示例性实施方式对姿势的第一检测和第二检测的定时的示例；以及
图16示出了由根据本公开内容的教导的非接触式电动闭合构件系统的另一示例性实施方式对姿势的第一次检测和第二次检测的定时的示例。
具体实施方式
大体上，现在将公开根据本公开内容的教导构造的用户激活的非接触式电动闭合构件系统的若干示例性且非限制性实施方式。还将公开使用根据本公开内容的教导构造的非接触式电动闭合构件系统来操作车辆的闭合构件的方法。提供示例性实施方式使得本公开内容将是透彻的，并且将向本领域技术人员充分传达范围。阐述了许多具体细节，例如特定部件、装置和方法的示例，以提供对本公开内容的实施方式的透彻理解。对于本领域技术人员将明显的是，不需要采用具体细节并且示例性实施方式可以以许多不同的形式来实施，并且示例性实施方式不应该被解释为限制本公开内容的范围。在一些示例性实施方式中，详细描述了公知的过程、公知的装置结构和公知的技术。另外，该系统可以替代地用于打开和/或关闭另外的闭合元件，例如但不限于车辆的滑动门或电动摆门(swing door)。
首先参照图1至图4，示例性机动车辆12被示为包括闭合构件，该闭合构件是被安装以相对于车体16进行枢转运动的后部提升式门14。根据本公开内容中所描述的示例性实施方式，非接触式电动闭合构件系统 10被集成在车体16的后保险杠18中，并且用于控制后部提升式门14的运动。然而，非接触式电动闭合构件系统10可以被布置在例如另一位置，并且用于后部提升式门14或者用于不同的闭合构件。
非接触式电动闭合构件系统10包括至少一个传感器20，所述至少一个传感器20当与特定车辆12相关联的钥匙扣(key fob)22位于车辆12 的预定距离内时例如当拥有钥匙扣22的用户24接近车辆12时来感测物体或运动。虽然在示例性实施方式中使用钥匙扣22，但是可以使用与特定车辆12相关联并且可以被车辆12检测到的另一部件；或者可以在不使用钥匙扣22的情况下以其他方式初始化系统10。由至少一个传感器20 检测的物体的示例是用户24的脚，并且由至少一个传感器20在检测区 62中检测的运动的示例是用户24的踢运动或晃动运动或迈步或前述各项的组合。另一示例可以是先运动检测，接着是非晃动静止运动检测，例如表示进入检测区62的迈步；以及，可以是先非晃动静止运动检测，接着是运动检测。应该理解，可以替代地利用其他物体和/或运动以及前述的组合。
在根据本公开内容构造的非接触式电动闭合构件系统10中，所述至少一个传感器20可以包括各种不同类型的非接触式传感器。例如，所述至少一个传感器20可以是超声波传感器、电容传感器、雷达传感器或者能够在检测区62中检测物体或姿势而不需要物理接触的另一类型的接近传感器。当所述至少一个传感器20是超声波传感器时，如图5至图7最佳地示出的，后保险杠18可以包括空隙槽26，以允许超声波被传送至每个传感器20和/或从每个传感器20传送超声波(例如，在后部提升式门 14与地83之间)。可选地，在下文描述的基于雷达的系统的情况下，可以去除空隙槽26，从而使后保险杠18的表面保持原样(undisturbed)。根据一个实施方式，如图5A至图5B及图7A至图7C所示，非接触式电动闭合构件系统10包括单个超声波传感器20。根据一个实施方式，如图6A 至图6C所示，非接触式电动闭合构件系统10包括被称为双传感器的一对超声波传感器20A、20B。在该实施方式中，一个传感器进行发送(Tx) 并且另一个传感器进行接收(Rx)或收听。双传感器20A、20B向系统 10提供了优于仅包括单个超声波传感器的比较系统的优点。如果仅存在单个超声波传感器，则由于距离近，因此可能会出现干扰操作的反馈。专用的发送传感器和接收传感器20A、20B消除了这种反馈/振铃问题。
如图2至图8最佳示出的，非接触式电动闭合构件系统10还包括位于车辆12上的指示器28，该指示器28用于向用户24通知做出启动闭合构件(例如，后部提升式门14)的打开的激活姿势的适当位置。激活姿势可以是由用户24进行的移动和/或由用户24放置在所述至少一个传感器20附近的物体。在示例性实施方式中，指示器28位于所述至少一个传感器20附近，例如在车辆12的后保险杠18上。指示器28还可以向用户 24通知：系统10是否被激活或加电、在系统苏醒期间、在运转中、检测到用户24接近车辆12、系统10正接收来自用户24的输入、用户24是否做出了不正确或无效的姿势或运动、以及/或者系统10是否正在等待激活姿势信号。示例性实施方式的指示器28包括还被称为图标的图形30，例如打开的后部提升式门14的发亮图片，以告警用户24。在该实施方式中，指示器28被称为图标(ICON)。恰当定位的实际图标的使用向用户 24提供告知所述至少一个传感器20所位于的位置的视觉指示器。该特征对于用户24是有利的并且提供了优于比较系统的优点，该比较系统需要用户24猜测所述至少一个传感器20位于后保险杠18下方的何处。
图5A示出了根据示例性实施方式的具有一个超声波传感器20的用户激活的非接触式电动闭合构件系统10的分解图。系统10包括后保险杠 18，该后保险杠18具有用于传感器20的各种部件的开口34以及用于被传输至超声波传感器20和/或从超声波传感器20传输的超声波的空隙槽 26。图像盖36布置在开口34上方，其中，图像盖36包括图形30的挖剪图像(cutout)38，在这种情况下，该挖剪图像38是具有打开的后部提升式门14的车辆12。图像盖36还被着色，以与车体16的颜色匹配。图像漫射器39例如半透明白色塑料布置在图像盖36上方。接下来，在图像漫射器39上方布置有壳体40。超声波传感器20容纳在壳体40中并且搁置在壳体40的基壁42上。将光引导至图像或图形30的区域的反射器44也布置在壳体40中并位于传感器20附近。电子控制单元32也布置在壳体 40中。在示例性实施方式中，至少一个发光二极管位于电子控制单元32 的远端。盖46布置在壳体40上方。如图5B所示，图5B是图5A的系统 10的外视图，图形30通过盖46可见。如图8所示，系统10可选地包括从后保险杠18的外部安装以覆盖可能存在的任何制造缺陷和/或未对准的边框48。
在具有或不具有图形30的情况下，还可以使用可听警告音、喇叭声或蜂鸣声来告警用户24。指示器28还可以包括用于通知用户24的其他特征件或部件，例如沿着或靠近后保险杠18的另一类型的灯或发亮区域、尾灯、倒车灯、信号灯、车辆12的玻璃上的对象或投影例如投影图像或光。根据一个示例性实施方式，指示器28在开启和关闭状态下具有不同的颜色，并且向用户24提供关于将脚放在何处的建议。另外，用于通知用户24的指示器28可以是车辆12上的、用户24可以看见的任何其他区域。总之，对于用作用于通知用户24的指示器28的一个或更多个特征件来说，各种选择是可行的。关键点在于将反馈提供给用户24以进行脚检测。
根据示例性实施方式，随着用户24接近车辆12，车辆12感测到钥匙扣22并且使非接触式电动闭合构件系统10通电。一旦系统10苏醒，所述至少一个传感器20和指示器28被激活。在示例性实施方式中，指示器28是在后保险杠18上的发亮图片——在示出的示例中是表示车辆系统将被进行操作的、打开的提升式门的图像，以向用户24通知系统10被激活并且等待来自用户24的激活姿势以打开后部提升式门14。指示器28 还向用户24通知执行激活姿势的正确位置，在这种情况下，激活姿势是脚的存在。应当理解，激活姿势还可以包括：将用户24的脚放置在所述至少一个传感器20附近(即，步入检测区62)以及在预定时间段之后将用户24的脚移动为不在所述至少一个传感器20附近(即，离开检测区 62)，在所述预定时间段期间，用户24的脚可以可选地不移动或者保持静止达一段时间。用户24然后将他或她的脚放置在发亮指示器28下方。一旦脚被检测到，指示器28闪烁，并且可选地可以由系统10或车辆12的另一部件产生可听音以指示脚的存在。然后，用户24将他或她的脚保持静止达启动后部提升式门14的打开所需的需要时间段。另一方面，如果用户24使他或她的脚静止但不满足需要时间段，即小于启动后部提升式门14的打开所需的时间段，则指示器28闪烁，并且可选地可以由系统 10或车辆12的另一部件产生可听音，以指示由用户做出的姿势不满足用于打开后部提升式门14的要求。
系统10还包括执行软件并连接至所述至少一个传感器20的电子控制单元32。根据一方面，电子控制单元32与电动闭合构件电子控制单元(未示出)分开并且与其通信，并且电子控制单元32可以通过与电动闭合构件电子控制单元通信来启动闭合构件(例如，后部提升式门14)的打开。然而，应该理解，电子控制单元32本身可以替代地控制后部提升式门14，或电子控制单元32的功能可以替选地由电动闭合构件电子控制单元执行。当所述至少一个传感器20检测到在检测区62中的物体例如脚或物体的运动和特性(例如，速度、角度、大小等)时，所述至少一个传感器 20向电子控制单元32(即，软件)发送与物体或运动(和特性)有关的数据。电子控制单元32处理来自所述至少一个传感器20的数据，以确定物体或运动是否是打开后部提升式门14所需的激活姿势，而不是虚假信号(例如，经过的杂物、猫或其他物体行走通过传感器)或不正确的姿势。如果数据指示存在正确的激活姿势，则电子控制单元32启动后部提升式门14的打开。在示例性实施方式中，当后部提升式门14将要打开或正打开时，指示器28例如发亮图形30和可听音被激活，以通知用户24。
根据示例性实施方式，软件首先建立基准测量，基准测量可以是在没有任何障碍物的情况下所述至少一个传感器20与后部提升式门14下方的地面83之间的距离。然后，系统10继续监测传感器数据并且查找基准测量的超过给定阈值距离的变化。一旦超过了阈值距离，电子控制单元32 将这认为是正确的激活姿势而不是虚假信号，并且向电动提升式门电子控制单元传送已经给出打开或关闭请求。如果所检测的数据不满足所设置的阈值，则电子控制单元32确定出现了虚假信号，例如可能由于物体(例如用户24的脚)在后保险杠18下方无意地移动而出现的虚假信号。在正确的激活信号被传送至电子控制单元32之后，电子控制单元32然后可以启动后部提升式门14的打开。根据示例性实施方式，系统10再次使指示器28闪烁并且产生可听音以指示后部提升式门14的打开，并且后部提升式门14打开。
如图9至图12最佳示出的，在非接触式电动闭合构件系统10中，基于雷达的姿势识别子组件25、25’、25”可以替代地用作与指示器28结合的一种类型的所述至少一个非接触式传感器20。另外，基于雷达的姿势识别子组件25、25’、25”可以用在图标(ICON)型应用中。基于雷达的姿势识别子组件25、25’、25”可以与指示器28一起集成，或者可替选地，分开地附接至后保险杠18或车辆12上的另一位置。
根据一方面，基于雷达的姿势识别子组件25的示例包括用于产生具有如图10最佳示出的频率的波形(例如，连续波波形)的波形生成器29。振荡器33耦接至波形生成器29以改变波形的频率并且输出外差信号。发送放大器37耦接至振荡器33以放大外差信号，并且输出经放大的外差信号。基于雷达的姿势识别子组件25还包括分路器41，分路器41具有耦接至发送放大器37的分路器输入43并具有多个分路器输出45，以用于将经放大的外差信号在多个分路器输出45处分路。至少一个发送天线元件31耦接至所述多个分路器输出45中的一个分路器输出，以发射与经放大的外差信号对应的发射雷达波(例如，发射连续波54e)，以在距基于雷达的姿势识别子组件25(例如，距车辆12的后保险杠18)的预定距离D 内提供中间雷达场(即，检测区62)。中间雷达场使得用户24能够从一定距离(例如，在预定距离D内)以包括但不限于手势、脚部姿势和/或全身姿势的各种姿势或运动进行交互。姿势可以包括运动、非运动或前述的组合。如所指示的，由图10所示的基于雷达的姿势识别子组件25发射的发射雷达波是连续波(CW)雷达(即，波形生成器29产生连续波波形)，本领域中已知使用多普勒雷达来提供更低成本且更简单的运动/物体检测系统10。然而，应当理解，基于雷达的姿势识别子组件25可以被配置成连续发射调制辐射、超宽带辐射或亚毫米频率辐射(例如，形成工业、科学和医疗(ISM)频带的一部分的频率，以大约24GHz或60GHz为例)。
基于雷达的姿势识别子组件25还包括至少一个接收天线元件35，所述至少一个接收天线元件35用于接收中间雷达场内的反射或者感测中间雷达场内的交互(interaction)(即，来自至少一个发送天线元件31的发射雷达波)。第一接收放大器47耦接至一个接收天线元件35，以放大发射雷达波的反射并且输出经放大的反射波信号。混合器49耦接至分路器 41的多个分路器输出45中的另一分路器输出并且耦接至第一接收放大器 47，以将经放大的外差信号与经放大的反射波信号进行混合，以生成混合接收信号。基于雷达的姿势识别子组件25还包括第二接收放大器50，该第二接收放大器50耦接至混合器49，以放大混合接收信号并且输出经放大的混合接收信号。信号处理器27耦接至第二接收放大器50，以接收和处理经放大的混合接收信号(即，所接收的反射CW雷达信号)，以确定指示物体或用户24的速度V的发射雷达波(例如，连续波54e)的频率偏移。信号处理器27还可以耦接至电子控制单元32或者可替选地集成在电子控制单元32中。信号处理器27被布置成与所述至少一个接收天线元件35进行通信，以处理接收的反射或发射雷达波在中间雷达场内的反射 (即，信号处理器27可以执行指令以对接收的反射和发射辐射信号或混合信号执行计算以实现各种检测技术，所述各种检测技术包括但不限于 CW雷达、调频连续波雷达、飞行时间)，以提供用于确定由用户24做出的姿势的运动和/或姿势数据。
因此，图10所示的基于雷达的姿势识别子组件25可以被配置成利用一个发送天线元件31和一个接收天线元件35来发射和检测连续波(CW) 雷达。利用这样的配置，基于雷达的姿势识别子系统25能够进行操作以使用多普勒雷达原理来检测物体/用户24的速度/速率V(即，由信号处理器27对所接收的反射CW雷达信号进行处理以确定指示物体或用户24的速度V的发射连续波54e的频率偏移)。
如图11中说明性地示出的，另一示例基于雷达的姿势识别子组件25’还可以被配置成发射和接收调频连续波(FMCW)雷达，其中基于雷达的姿势识别子组件25’包括一个发送天线元件31和一个接收天线元件35。基于雷达的姿势识别子组件25’的结构类似于图10中示出的基于雷达的姿势识别子组件25，然而，波形发生器29’替代地输出调频连续波波形，以利用发送天线元件31来发射调频连续波55e。利用这样的配置，基于雷达的姿势识别子组件25’能够进行操作以使用调频雷达技术来检测物体/用户 24的姿势/运动(即，由信号处理器27对反射的FMCW雷达信号进行处理以确定指示物体/用户24的速度V或多普勒频率以及距离/范围或拍频的频率偏移)。
如图12中说明性地示出的，另一示例基于雷达的姿势识别子组件25”还使用FMCW雷达，并且所述至少一个接收天线35可以包括形成接收天线阵列的多个接收天线元件351、352至35n。使用多个接收天线元件351、 352至35n是有利的，因为对于多个接收天线元件351、352至35n中的每一个，发射雷达波的反射的角度θ可以根据物体/用户24相对于多个接收天线元件351、352至35n中的每一个的位置而变化。因此，使用多个接收天线元件351、352至35n可以提供对物体/用户24的位置的更多更准确的估计。此外，所述至少一个发送天线31可以包括形成发送天线阵列的多个发送天线元件31至31n。应该理解的是，基于雷达的姿势识别子组件25、 25’、25”可以替代地被配置用于脉冲飞行时间雷达。
由所述至少一个发送天线31提供的中间雷达场或检测区62可以是三维体，例如半球形、立方体、圆锥体或圆柱体。再次，所述至少一个接收天线元件35被用于接收来自中间雷达场中的交互的反射，并且信号处理器27被用于处理和分析所接收的反射，以提供可用于确定用于打开后部提升式门14或者其他闭合构件的姿势的姿势数据。为了穿过障碍物感测姿势，基于雷达的姿势识别子组件25、25’、25”可以被配置成发射能够基本穿透织物、木材、塑料和玻璃以及其他非金属材料的雷达波。所述至少一个接收天线元件35可以被配置成接收穿过用户的衣服的织物以及穿过塑料、冰、雨、雪、灰尘、木材和玻璃的来自人体组织的反射。
因此，根据示例实施方式，当用户24接近车辆12时，车辆12感测到钥匙扣22并且激活基于雷达的姿势识别系统和指示器28。基于雷达的姿势识别系统具有触发事件模式和非触发事件模式。根据示例实施方式的指示器28是设置在后保险杠18上的灯，以向用户24通知系统10被激活并且等待来自用户24的激活姿势以打开闭合构件(例如后部提升式门 14)。指示器28还向用户24通知执行激活姿势(例如，存在用户24的脚) 的正确位置。同时，基于雷达的姿势识别子组件25、25’、25”产生在指示器和车辆12附近的中间雷达场。
对于示例实施方式，指示器通过点亮红灯来通知用户24。为了启动触发事件模式，用户24将他或她的脚放置在发亮的指示器28下方。当用户24将他或她的脚放置在发亮的指示器28下方时(例如，这样的运动可以是在相当于迈步的运动中的包括将他或她的脚移动进入检测区62的自然而直观的“步入”(step-in)，迈步首先进入在地面83上方的位置处的检测区62，接着朝向地面83和朝向车辆12运动，并且最终以脚接触检测区62中的地面83结束运动)，基于雷达的姿势识别子组件25、25’、25”中的所述至少一个接收天线元件35接收到来自中间雷达场中的交互的反射。然后，信号处理器27处理并且分析所接收的反射，以提供可用于确定姿势的姿势数据。例如，信号处理器27可以处理所接收的反射以确定用于计算物体或用户24的速度/速率V的多普勒频移或者用于计算物体或用户24的距离和速度的频率偏移，以及可以指示例如指示物体或用户24 正在朝向地面83移动的竖向变化的角度和方向变化。还可以处理反射雷达信号的强度以确定用户或物体24的大小。为了信号处理器27处理所接收的反射以推断出已经做出激活姿势，用户24可能必须将他或她的脚保持静止达需要的时间段(例如四秒)。一旦用户24将他或她的脚保持静止达需要的时间段并且提供了正确的姿势，则指示器28通过闪烁点亮的黄灯来通知用户。在该示例中，姿势包括进入检测区62的运动的顺序组合以及脚在检测区62中的不移动。接下来，系统10启动闭合构件的移动(例如，后部提升式门14的打开)。另一方面，如果用户24保持他或她的脚静止但是不满足启动后部提升式门14的打开所需的需要时间段(例如少于四秒)，则启动非触发事件模式。在非触发事件期间，指示器28快速闪烁点亮的黄灯以向用户24指示由用户24做出的姿势不满足用于打开后部提升式门14的要求。
因此，如图13和图14A至图14B最优示出的，提供了一种使用非接触式电动闭合构件系统10来操作车辆12的闭合构件(例如，提升式门 14)的方法，该非接触式电动闭合构件系统10包括指示器28、非接触式传感器和电子控制单元32，该非接触式传感器包括基于雷达的姿势识别子组件25、25’、25”。该方法包括以下步骤100：检测在车辆12的预定距离内的与车辆12关联的钥匙扣22。检测钥匙扣22的步骤100可以通过与非接触式电动闭合构件系统10通信的车辆12的车身控制模块(未示出)或者通过非接触式电动闭合构件系统10来执行。接下来，102：使用指示器28通知用户24呈现姿势。对于示例实施方式，指示器28可以向用户24点亮红灯以通知用户24呈现启动后部提升式门14的打开所需的姿势。该方法进行至104：使用基于雷达的姿势识别子组件25、25’、25”产生在车辆12附近的中间雷达场。更详细地，使用基于雷达的姿势识别子组件25、25’、25”产生在车辆12附近的中间雷达场的步骤104可以包括以下步骤106：使用波形发生器29产生具有一定频率的波形。在波形发生器29输出连续波波形54g的情况下，使用波形发生器29产生具有一定频率的波形的步骤106包括108：使用波形发生器29产生具有一定频率的连续波波形54g。可替选地，使用波形发生器29产生具有一定频率的波形的步骤106可以包括110：使用波形发生器29产生具有一定频率的调频连续波波形55g。
使用基于雷达的姿势识别子组件25、25’、25”产生在车辆12附近的中间雷达场的步骤104可以包括步骤112：使用耦接至波形发生器29的振荡器33来改变波形的频率并且输出外差信号。使用基于雷达的姿势识别子组件25、25’、25”产生在车辆12附近的中间雷达场的步骤104还可以包括：步骤114，使用耦接至振荡器的发送放大器37将外差信号放大并且输出经放大的外差信号；以及步骤116，使用具有耦接至发送放大器37 的分路器输入43并具有多个分路器输出45的分路器41将经放大的外差信号分路。
使用基于雷达的姿势识别子组件25、25’、25”产生在车辆12附近的中间雷达场的步骤104还可以包括以下步骤118：使用耦接至多个分路器输出45中的一个的至少一个发送天线元件31来发射对应于经放大的外差信号的发射雷达波，以在距基于雷达的姿势识别子组件25、25’、25”的预定距离D内提供中间雷达场。更详细地，使用耦接至多个分路器输出45 中的一个的至少一个发送天线元件31来发射对应于经放大的外差信号的发射雷达波，以在距基于雷达的姿势识别子组件25、25’、25”的预定距离内提供中间雷达场的步骤118可以包括以下步骤120：使用耦接至多个分路器输出45中的一个的多个发送天线元件31至31n来发射对应于经放大的外差信号的发射雷达波，以在距基于雷达的姿势识别子组件25、25’、 25”的预定距离D内提供中间雷达场。
该方法可以进行至122：检测由用户24做出的在中间雷达场中的姿势。因此，该方法还可以包括以下步骤124：使用至少一个接收天线元件 35接收发射雷达波在中间雷达场中的反射。如上所述，所述至少一个接收天线元件35可以包括多个接收天线元件351、352至35n，因此，使用至少一个接收天线元件35接收发射雷达波在中间雷达场中的反射可以包括 126：使用多个接收天线元件351、352至35n接收发射雷达波在中间雷达场中的反射。该方法的下一个步骤是128：使用耦接至所述至少一个接收天线元件35的第一接收放大器47将发射雷达波的反射放大并且输出经放大的反射波信号。该方法可以进行以下步骤：步骤130，使用耦接至分路器41的多个分路器输出45中的另一个并耦接至第一接收放大器47的混合器49将经放大的外差信号与经放大的反射波信号进行混合以产生混合接收信号，以及步骤132，使用耦接至混合器49的第二接收放大器50将混合接收信号放大并且输出经放大的混合接收信号。该方法可以进行至步骤134：使用耦接至电子控制单元32并耦接至第二接收放大器50的基于雷达的姿势识别子组件25、25’、25”的信号处理器27来接收和处理经放大的混合接收信号，以确定指示物体24的速度V的发射雷达波的频率偏移。在步骤134处还可以通过对经放大的混合接收信号的处理来确定物体 24的其他运动和姿势信息诸如距离/范围、方向/角度和大小。
该方法还包括以下步骤：136，确定由用户做出的姿势的时间范围，以及138，将该姿势与激活姿势进行比较，并且将时间范围与启动用于操作车辆12的闭合构件14的触发事件模式所需的需要时间段进行比较(通常由合并入系统10中的软件来进行并且由电子控制单元32来执行)。
应该理解的是，可以使用各种技术来检测中间雷达场中的交互。对于示例实施方式，如图15所示，姿势技术基于运动检测。如图15所示，为了解锁或致动系统10(门或提升式门14)，用户24将他或她的脚放在雷达区(例如，中间雷达场)的范围内，然后在将他或她的脚移动离开雷达的范围之前等待一段时间T以激活系统10。换句话说，用户24在移走他或她的脚之前必须将他或她的脚放在中间雷达场中达所需时间段T。在第一检测之后的时间段T内不允许移动或实质性移动。如果系统10在时间段T内检测到第二移动，则算法将忽略第一检测并且进入重置状态，然后等待新的输入或者新的姿势(例如，新的步入)。在所需时间段T期间，为了激活系统10，优选的是，用户24在中间雷达场中不进行另外的移动。如果系统10在所需时间段T内检测到在中间雷达场中的第二交互，即由用户24做出的另外的移动，那么系统10将会忽略由至少一个接收天线元件35检测到的第一交互，并且系统10将重置并等待由用户24做出的新的交互。
可替选地，根据另一示例实施方式，如图16所示，可以采用双运动检测技术以检测中间雷达场中的交互。为了激活系统10，用户24应该提供在中间雷达场中的第一交互(例如，将他或她的脚放在中间雷达场中)。如图16所示，为了解锁或致动系统10，用户24将他的脚放在雷达区的范围内，然后在时间T与T+Δt内将脚移走，以激活系统10。在提供第一交互之后，用户应该在所需时间段T加时间延迟Δt内提供在中间雷达场中的第二交互(例如，从中间雷达场将他或她的脚快速移走)。然而，在第一检测之后和T之前不允许第二检测。如果系统10检测到第二移动，则算法将会忽略第一检测并且进入重置状态并等待新的输入。在所需时间段T期间，优选的是，用户24不应该进行在中间雷达场中的另外的交互。如果系统10在所需时间段T期间检测到中间雷达场中的第二交互，则系统10将会忽略由至少一个接收天线元件35检测到的第一交互，并且系统 10将会重置并且等待由用户24做出的新的交互。类似地，如果在允许的时间T+Δt到期之后没有第二检测，则算法将忽略第一检测并且进入重置状态，然后等待新的输入。换言之，如果系统10在所需时间段T之后的时间延迟Δt内未检测到第二交互，则系统10将会重置并且等待由用户24 做出的新的交互。应该理解的是，包括基于雷达的姿势识别子组件25、 25’、25”的系统10可以结合包括电动开启闭合件的非接触式(即，基于姿势的)激活的其他应用一起使用，所述电动开启闭合件例如电动门、电动行李箱、前置行李箱(frunk)(即围绕前储藏室的前车盖的电动激活) 和电动滑移门(即小型货车)。此外，这些技术还可以应用于可以从系统的基于姿势的激活受益的其他非汽车应用。
出于说明和描述的目的已经提供了对实施方式的以上描述。以上描述并不意在是穷举的或限制本公开内容。特定实施方式的各个元件或特征通常并不限于该特定实施方式，而是在适用的情况下，也能够相互交换并且能够用于所选的实施方式，即使未具体地示出或描述。特定实施方式的各个元件或特征还可以以许多方式进行变化。这样的变化并不被认为偏离本公开内容，并且所有这样的修改意在包括在本公开的范围内。
提供示例实施方式以使得本公开将是详尽的，并且向本领域技术人员充分地传达本公开内容的范围。阐述了许多具体细节，比如具体部件、装置和方法的示例，以提供对本公开内容的实施方式的全面理解。对于本领域的技术人员而言明显的是，不需要采用具体细节，示例实施方式可以以许多不同的形式来实施，并且都不应当被解释为限制本公开内容的范围。在一些示例实施方式中，并未详细描述已知的过程、已知的装置结构和已知的技术。
本文使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，并且不意在是限制性的。如本文所使用的，除非上下文另有明确指示，否则单数形式“一”、“一个”和“该”也可以意在包括复数形式。术语“包括”、“包括有”、“包含”和“具有”是包含性的，并且因此指定存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组。除非具体指定执行的顺序，否则本文中所描述的方法步骤、过程和操作不应被解释为必须要求它们的执行以所讨论或示出的特定顺序来执行。还应当理解的是，可以采用附加步骤或替代性步骤。
当元件或层被称为“在…上”、“接合至”、“连接至”或“耦接至”另一元件或层时，该元件或层可以直接在另一元件或层上、接合至另一元件或层、连接至另一元件或层或者耦接至另一元件或层，或者可以存在中间元件或中间层。相反，当元件被称为“直接在…上”、“直接接合至”、“直接连接至”或“直接耦接至”另一元件或层时，可以不存在中间元件或中间层。应当以相似的方式来解释用于描述元件之间的关系的其他词语(例如，“在…之间”与“直接在…之间”、“相邻”与“直接相邻”等)。如本文中所使用的，术语“和/或”包括相关联的列出项目中的一个或更多个的任何及所有组合。
尽管可以在本文中使用术语第一、第二、第三等来描述各种元件、部件、区域、层和/或部段，但这些元件、部件、区域、层和/或部段不应当被这些术语限制。这些术语可以仅用于将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开来。术语比如“第一”、“第二”和其他数字术语在本文中使用时，除非由上下文明确指示，否则不暗含序列或顺序。因此，在不背离示例实施方式的教示的情况下，本文所讨论的第一元件、部件、区域、层或部段可以被称为第二元件、部件、区域、层或部段。
为了便于描述，在本文中可以使用与空间相关的术语，比如“内”、“外”、“下面”、“下方”、“下”、“上方”、“上”、“顶”、“底”等，以对如图中所示的一个元件或特征与另一(些)元件或特征的关系进行描述。与空间相关的术语可以意在包括除了图中描绘的取向之外装置在使用或操作时的不同的取向。例如，如果图中的装置被翻转，则被描述为在其他元件或特征的“下方”或“下面”的元件然后将会被定向成在其他元件或特征的“上方”。因此，示例术语“下方”可以包括上方和下方两种取向。装置可以以其他方式定向(被旋转角度或以其他取向旋转)，并且本文中使用的与空间相关的描述被相应地解释。
本发明还可以通过以下技术方案来实现。
方案1.一种用户激活的非接触式闭合构件系统，用于检测姿势和操作车辆的闭合构件，所述用户激活的非接触式闭合构件系统包括：
附接至车体的至少一个非接触式传感器，用于检测对应于用户做出的姿势的运动和物体中的至少一个，并且响应于检测到物体和运动中的至少一个而输出数据；
所述至少一个非接触式传感器包括基于雷达的姿势识别子组件，所述基于雷达的姿势识别子组件用于在距所述基于雷达的姿势识别子组件的预定距离内提供中间雷达场，在所述中间雷达场中，所述用户能够进行交互；
附接至所述车体的指示器，用于向所述用户通知做出姿势的适当位置；
电子控制单元，耦接至所述指示器和所述至少一个非接触式传感器并且被配置成：
接收并分析由所述至少一个非接触式传感器输出的数据，
确定所述数据是否对应于激活姿势，以转变至由所述用户做出的对应于激活姿势的姿势限定的触发事件模式以及由不对应于激活姿势的姿势限定的非触发事件模式，
响应于转变至所述触发事件模式，启动所述闭合构件的移动，以及
使用所述指示器通知所述用户。
方案2.根据方案1所述的系统，其中，所述基于雷达的姿势识别子组件包括用于产生具有一定频率的波形的波形发生器和耦接至所述波形发生器以用于改变所述波形的频率并输出外差信号的振荡器。
方案3.根据方案2所述的系统，其中，所述基于雷达的姿势识别子组件包括：
耦接至所述振荡器的发送放大器，用于放大所述外差信号并输出经放大的外差信号；
分路器，具有耦接至所述发送放大器的分路器输入，并且具有多个分路器输出，用于将所述经放大的外差信号在所述多个分路器输出处分路；以及
耦接至所述多个分路器输出中的一个的至少一个发送天线元件，用于发射对应于所述经放大的外差信号的发射雷达波，以在距所述基于雷达的姿势识别子组件的预定距离内提供中间雷达场。
方案4.根据方案3所述的系统，其中，所述至少一个发送天线元件包括多个发送天线元件。
方案5.根据方案3所述的系统，其中，所述波形发生器输出连续波波形，以允许所述基于雷达的姿势识别子组件使用所述至少一个发送天线元件来发射发射连续波。
方案6.根据方案3所述的系统，其中，所述波形发生器输出调频连续波波形，以允许所述基于雷达的姿势识别子组件使用所述至少一个发送天线元件发射调频连续波。
方案7.根据方案3所述的系统，其中，所述基于雷达的姿势识别子组件包括：
至少一个接收天线元件，用于接收所述发射雷达波在所述中间雷达场中的反射；
耦接至所述至少一个接收天线元件的第一接收放大器，用于放大所述发射雷达波的反射并输出经放大的反射波信号；
混合器，耦接至所述分路器的所述多个分路器输出中的另一个并且耦接至所述第一接收放大器，用于混合所述经放大的外差信号和所述经放大的反射波信号，以产生混合接收信号；以及
耦接至所述混合器的第二接收放大器，用于放大所述混合接收信号并且输出经放大的混合接收信号。
方案8.根据方案7所述的系统，其中，所述至少一个接收天线元件包括多个接收天线元件。
方案9.根据方案3所述的系统，其中，所述基于雷达的姿势识别子组件包括信号处理器，所述信号处理器耦接至所述电子控制单元和所述第二接收放大器，用于接收并处理所述经放大的混合接收信号，以确定指示所述物体的速度的所述发射雷达波的频率偏移。
方案10.根据方案1所述的系统，其中，所述基于雷达的姿势识别子组件被配置成发射和接收超宽带辐射和亚毫米频率辐射中的至少一个。
方案11.根据方案1所述的系统，其中，所述闭合构件是所述车辆的后部提升式门，并且所述基于雷达的姿势识别子组件和所述指示器被附接至所述车辆的后保险杠。
方案12.一种使用非接触式电动闭合构件系统来操作车辆的闭合构件的方法，所述非接触式电动闭合构件系统包括指示器、非接触式传感器和电子控制单元，所述非接触式传感器包括基于雷达的姿势识别子组件，所述方法包括以下步骤：
检测在所述车辆的预定距离内的与所述车辆关联的钥匙扣；
使用所述指示器通知用户呈现姿势；
使用所述基于雷达的姿势识别子组件产生在所述车辆附近的中间雷达场；
检测由所述用户做出的在所述中间雷达场中的姿势；
确定由所述用户做出的姿势的时间范围；以及
将所述姿势与激活姿势进行比较，并且将所述时间范围与启动用于操作所述车辆的所述闭合构件的触发事件模式所需的需要时间段进行比较。
方案13.根据方案12所述的方法，其中，使用所述基于雷达的姿势识别子组件产生在所述车辆附近的中间雷达场的步骤包括以下步骤：
使用波形发生器产生具有一定频率的波形；以及
使用耦接至所述波形发生器的振荡器改变所述波形的频率并输出外差信号。
方案14.根据方案13所述的方法，其中，使用所述基于雷达的姿势识别子组件产生在所述车辆附近的中间雷达场的步骤包括以下步骤：
使用耦接至所述振荡器的发送放大器放大所述外差信号并输出经放大的外差信号；
使用具有耦接至所述发送放大器的分路器输入并具有多个分路器输出的分路器将所述经放大的外差信号分路；以及
使用耦接至所述多个分路器输出中的一个的至少一个发送天线元件来发射对应于所述经放大的外差信号的发射雷达波，以在距所述基于雷达的姿势识别子组件的预定距离内提供中间雷达场。
方案15.根据方案13所述的方法，其中，使用耦接至所述多个分路器输出中的一个的至少一个发送天线元件发射对应于所述经放大的外差信号的发射雷达波以在距所述基于雷达的姿势识别子组件的预定距离内提供中间雷达场的步骤包括以下步骤：使用耦接至所述多个分路器输出中的一个的多个发送天线元件来发射对应于所述经放大的外差信号的发射雷达波，以在距所述基于雷达的姿势识别子组件的预定距离内提供中间雷达场。
方案16.根据方案13所述的方法，其中，使用所述波形发生器产生具有一定频率的波形的步骤包括：使用所述波形发生器产生具有一定频率的连续波波形。
方案17.根据方案13所述的方法，其中，使用所述波形发生器产生具有一定频率的波形的步骤包括使用所述波形发生器产生具有一定频率的调频连续波波形。
方案18.根据方案13所述的方法，还包括以下步骤：
使用至少一个接收天线元件来接收所述发射雷达波在所述中间雷达场中的反射；
使用耦接至所述至少一个接收天线元件的第一接收放大器来放大所述发射雷达波的反射并输出经放大的反射波信号；
使用耦接至所述分路器的所述多个分路器输出中的另一个并耦接至所述第一接收放大器的混合器来混合所述经放大的外差信号和所述经放大的反射波信号，以产生混合接收信号；以及
使用耦接至所述混合器的第二接收放大器来放大所述混合接收信号并输出经放大的混合接收信号。
方案19.根据方案18所述的方法，其中，使用所述至少一个接收天线元件来接收所述发射雷达波在所述中间雷达场中的反射的步骤包括：使用多个接收天线元件来接收所述发射雷达波在所述中间雷达场中的反射。
方案20.根据方案18所述的方法，还包括以下步骤：使用所述基于雷达的姿势识别子组件的耦接至所述电子控制单元和所述第二接收放大器的信号处理器来接收并处理所述经放大的混合接收信号，以确定指示所述物体的速度的所述发射雷达波的频率偏移。