通過檢測用戶下肢運動打開/關閉安全免手通達口的方法與流程

2024-03-05 21:05:15

本發明涉及一種用於通過檢測用戶下肢（lowermember）的運動而打開/關閉通達口的方法，允許安全的免手通達。

背景技術：
本發明的主要而非排他的應用涉及車輛後備箱的打開，以允許授權用戶僅用腳部的運動而打開後備箱，依靠位於車輛中的BCM控制模塊（「車身控制模塊（bodycontrolmodule）」的首字母），所述用戶被他/她所攜帶的徽章或鑰匙識別。目前，免手通達請求主要包括需要定位手部以確認打開/關閉車輛通達口的請求，該過程包括兩個主要步驟：通過通達系統的所述BCM而辨認授權的鑰匙或徽章以在所述通達口附近打開或關閉所述車輛，以及在請求打開的情況中，檢測把手上手部的存在。本方法的實施方式需要：用於檢測授權鑰匙或徽章的天線、把手中的接觸傳感器、一般的電容傳感器（用於檢測手部）和用於管理免手通達請求的中央系統，所述中央系統可以例如是全部地或部分地專用於此功能的計算機。關於使用腳部而無接觸地打開，一個已知的應用涉及為醫院職員打開手術室的門。例如實用新型CN202143044提供了配備用於檢測腳部的感應傳感器的門。想要進入手術室或從手術室離開的人們伸出他們的腳部到所述傳感器附近，被所述傳感器檢測的信號傳輸至用於控制用於打開/關閉所述門的機構的裝置。在國際專利申請WO2012/052210中給出了使用腳部以用於汽車後備箱的免手通達。該文件通過帶有兩個細長電極的電容檢測組件而對用戶身體一部分（例如腳部）的運動提供檢測。這些電極在後備箱之下水平延伸，較長的在較短的下面，並且聯接到控制和評估裝置。電容變化關於參考電勢而被監測，並當所述運動在檢測範圍內時觸發致動（例如後備箱的打開）。使用手部檢測的免手通達請求框架中的車輛通達管理已經被改進以抗擊各種幹擾影響。例如，專利文件FR2827064旨在通過用於邏輯編譯所接收的信號的持續時間的模塊來識別由汽車金屬油漆所產生的幹擾影響。為電磁幹擾問題而提供的一個方案在專利文件FR2915331中說明。時間相關的濾波被提供給來自通達把手中傳感器的信號，以在驗證打開請求之前驗證把手上手部的存在。因此，現有技術中用於免手打開/關閉的系統，藉助於通過手部的存在或腳部運動而給出確認通達口打開/關閉，為用戶提供了可感知的舒適性。然而，錯誤的檢測（例如由大氣現象引起的幹擾影響而產生的那些，尤其是下雨或者其他類型（電磁幹擾，對象經過保險槓下等））不能被識別並且會意外地觸發用於打開的欺騙請求。存在克服使用手部的打開/關閉操作的某些幹擾影響的方案，但是不存在用於腳部運動檢測系統的可靠方案。在後一種情況中，即使檢測系統基於每個通達口兩個傳感器，在有噪音的環境中，所述系統還是不足夠可靠。

技術實現要素：
本發明旨在提供一種方案，以滿足基於檢測用戶下肢的運動而可靠和安全地致動通達口的需要，即使是在具有幹擾影響的環境中。為此目的，本發明提供對在所討論電極接收的信號的時間內的形式和行為的比較，以從由噪音導致的信號變化區分出有用信號。更為具體地，本發明的主題是一種以免手通達模式打開/關閉通達口的方法，藉助於通過遠程通達系統檢測用戶腿部/腳部（被稱作下肢）的運動使之安全。該通達系統包括至少兩個檢測器件。每個檢測器件均發出信號，所述信號的變化被分析。下肢運動的檢測通過應用雙重確認步驟而驗證，所述雙重確認步驟是根據用所述運動的模型形式識別每個信號的變化形式的標準，以及根據檢測所述信號上所識別的變化形式的同時性標準。根據尤其有益的實施例，根據本發明的所述方法也可以包括如下步驟：-要被確認的形式通過在V形類型的相反符號的兩個斜坡之間的尖點來表徵，所述形式的識別標準包括：檢測所述形式的斜坡斜度變化中的臨界改變時間，對應於尖點和形式出口的檢測，以得到在所述尖點處和在所述形式出口處的斜坡斜度的臨界變化值；確定瞬時幅度變化的比例R和所述形式的行程持續時間EtA的值；以及將以下這些值與預定閾值比較：斜坡斜度中的臨界變化、幅度中的變化的比例R和所述形式的持續時間EtA的值；-確定瞬時幅度變化的比例基於瞬時斜度的臨界變化點和當前點之間的信號幅度變化除以這些點之間的行程持續時間而實施；-所述形式的識別標準包括對於在驗證前所確認的所述形式的單調上升斜坡的測試。-所述形式的同時性標準在他們的尖點的檢測時間之間的差值Etmax小於預定值時被確認，尤其地，小於250ms；-附加的確認步驟包括：滿足識別標準和同時性標準，通過確定來自不同信號的一對形式的變化幅度中較大者和較小者之間的比例而應用相關性標準；以及在所述比例實質等於或小於預定值（尤其地等於或小於4）時驗證該附加的步驟；-滿足識別和同時性標準的所述形式的變化幅度通過所述尖點和所述形式出口之間的幅度的比例來測量。因此，本發明的優點中的一個是能夠將來自至少兩個檢測器件的信號與確定標準進行比較，其允許所有的噪音影響被消除。這種方法的另一個優點是其允許用降低的存儲需求以及高的計算速度簡化實施。優選地，在所述信號上執行的所述確認在旨在消除由高頻變化導致的幹擾影響的將所述信號濾波的步驟之後。附圖說明參照附圖而閱讀如下的非限制性說明，本發明其他的數據、特徵和優點將顯而易見，所述附圖分別示出：圖1是配備有遠程通達系統的一個示例的兩個傳感器的車輛後部的各種外部視圖（圖1A至1C），藉助於檢測用戶腿部/腳部運動（或者是來自下肢的踢動）；圖2a和2b是以信號變化形式的、由這兩個傳感器提供的測量圖，分別是無噪音環境的情況和由於下雨導致的噪音環境的情況。圖3是在用戶的特徵性踢動運動期間濾波前和濾波後的信號變化細節圖，與所述信號的瞬時斜坡一起；圖4是基於形式、同時性和幅度比較標準而處理由這兩個傳感器所提供的信號的塊狀圖；和圖5是根據本發明的用於檢測腳部踢動運動特徵的邏輯流程圖的一個示例。具體實施方式參照圖1中的汽車車輛100的後部的外部視圖，遠程通達系統包括兩個電極，形成用於檢測用戶下肢運動的傳感器1和2。這些傳感器在後部保險槓101中（也分別稱作「上」和「下」）被上下設置，位於車輛100的後備箱102之下。傳感器1和2被設置在平均身高用戶的腿部3和腳部4所形成的下肢的高度處。為了通達後備箱102的對稱的原因，優選地傳感器位於車輛100的對稱平面內。圖1A、1B和1C示出了在車輛100的後備箱之下的用戶下肢的運動（其為前後動作，稱作「踢動運動」）。所述遠程通達系統的使用慣例允許授權用戶（通過識別他的/她的徽章）通過在車輛100的後備箱102之下的腿部3和腳部4的向前運動（從圖1A運動到圖1B）和之後的反向運動（從圖1B運動到圖1C）而打開後備箱102。所述運動發出命令信號以通過合適的控制指令打開後備箱102的機構。在圖2a、2b和3中，信號的幅度As作為時間t的函數而被繪出。在無噪音環境的情況中，圖2a以信號變化圖形5和6的形式而闡釋了由傳感器1和2提供的測量。在時間「t」的橫坐標軸上，三次連續的腳部踢動7的產生時間被繪出。信號的幅度作為時間「t」的函數而被周期地測量和記錄。兩次測量之間的時間的基本間隔△t被實驗性地定義。在本示例中，△t為大約20ms。當所述腳部踢動發生時，圖形5和6顯示信號的水平下降。在這種無噪音環境中，信號/噪音的比例高，每次腳部踢動運動的檢測具有明顯的「V」形，所述「V」形帶有在時間上連續的、包圍尖點P（位於「V」的下頂點處）的下降斜坡Pd和之後的上升斜坡Pa。兩個圖形5和6的同時性確認了腳部踢動7的存在。在沒有幹擾的情況下，由來自樣本人員的腳部踢動所提供的信號形式分析（隨他們的高度或者隨他們的踢動方式而變化）允許驗證值的一組範圍。所述的組定義出對應於腳部踢動的信號變化的模型形式（參見關於圖4的補充解釋）。在由於下雨導致的噪音環境的情況中，圖2b以信號變化圖形10和12的形式給出了由通達系統的兩個傳感器所提供測量的一個示例。腳部踢動7的產生時間在時間橫軸上繪出。在這些時間處，圖形10和12示出信號水平下降，如同在無噪音環境中（圖2a）那樣。然而，在噪音環境中，由於信號/噪音的比例較低，腳部踢動7在圖形10和12中的信號變化上更難以識別。在根據本發明的識別和同時性標準分析信號之後，如下文所述，信號P1、P2和P3的變化將被驗證為對應於腳部踢動的「V」形形式。參照圖3，其示出了展示出對應於「V」的形式F1（由腳部踢動產生）的信號幅度As細節變化圖形31和33。圖形31對應於來自上部傳感器1的信號。圖形33是低通濾波器應用到曲線31的結果：當不規則性已經被濾除時，圖形33被由於濾波導致的少量延遲而移位。圖形35（在同一附圖中示出）對應於被濾波圖形33中的信號瞬時變化dAs。這種變化dAs代表被濾波圖形33中的信號的微分函數，或者，換句話說，代表信號斜坡的瞬時變化。變化dAs採用形式F2（也是「V」形），所述形式F2在尖點A處的最小值dAsA和形式出口B處的最大值dAsB之間定義。遠離形式F2的位置，信號變化的瞬時水平形成基本圍繞零而振蕩的平均基礎水平Sm。這種水平Sm產生自信號33的幅度As基本不變的事實。根據本發明，用於檢測來自授權用戶腳部踢動的確認標準，使用了如下參數以識別變化形式F2，也就是：-在對應於尖點A和斜坡出口B並且分別由圖形33中信號As的斜坡瞬時變化最小值dAsB和最大值dAsA所確定的時間tA和時間tB處的斜坡斜度的臨界改變；-幅度dAsA和dAsB（在絕對值上）分別大於閾值Amin和Bmin，在所述示例中，Amin和Bmin（在相對值上）等於-5個單位和+5個單位；-在該圖形35上的點「i」代表在被約為20ms的基本時間間隔△t相繼分離的時間處所做的測量；在所述示例中，點A和點B之間的時間周期長於300ms並短於1000ms；-在所述示例中，在形式F2的點A和B處的幅度變化差值之間的比例以及在這兩個點之間的基本周期△t的數量大於1。基於上文的分析，圖4以塊狀圖的形式示出了處理由傳感器提供的信號的一個示例，以確認根據本發明的形式識別、同時性和幅度比較標準。由傳感器提供的信號20a和20b首先（步驟21）均經受係數等於1/6的低通濾波器F，用於濾除由於噪音導致的所有高頻變化。之後，在形式確認步驟23處，被濾波的信號20'a和20'b中的每個均經過分析以確認濾波後的信號變化以及他們的瞬時變化20''a和20''b。這種確認分析包括應用信號「V」形變化的形式識別標準。這種標準包括測試23t，所述測試23t與能夠指示存在腳部踢動的模型形式一致。如此而選擇的所述「V」形形式在23v處臨時驗證。兩個隨後的步驟包括：在來自兩個電極所做出測量的瞬時斜坡20''a和20''b的圖形之間進行比較。在步驟25處，在兩個信號20''a和20''b上所選擇的一對形式的同時性被確認。所述標準包括檢查所選擇的兩種形式（每種形式在一個信號上）的尖點檢測時間之間的間隔EtA比預定值Etmax（例如180ms）短。在步驟27處，信號20''a和20''b的所述V形形式（在步驟23和25處被所述識別和同時性標準確認）可以被有益地經受附加的幅度相關性標準。這種標準包括通過確定他們的比例來比較所選擇形式的幅度。每種形式的幅度由所述形式出口B的水平和所述尖點A的水平之間的差值來表徵。尤其地，所選擇的兩種形式的幅度中較大者和較小者之間的比例小於4。另外，用於幅度比較的標準可以有益地提供給這些幅度以保持其低於預定值。在該最後的幅度確認之後，腳部踢動驗證，隨後這種驗證（信號20v）被傳輸到用於遠程控制所述通達口的模塊29。圖5示出了用於根據本發明的模型腳部踢動運動檢測的邏輯流程圖的一個示例。這種檢測對應於圖4中步驟23處的測試。當遠程通達系統處於備用狀態時開始檢測（步驟41）。雖然仍然保持備用狀態，所述系統通過在基本時間間隔△t所分離的時間處的信號幅度的變化來計算圖形的瞬時斜坡斜度（步驟45）。之後，斜坡上升的測試通過將瞬時斜度與預定閾值比較而被實施，以檢測對應於模型踢動的V形形式的尖點（步驟47）。如果用於「上升斜坡」（換句話說為「單調上升」）的第一次測試（步驟47）的應答為「否」，所述過程循環回到測量瞬時斜度的狀態（步驟45）。如果所述斜坡滿足該測試，則所述信號已經結束其下降趨勢並且開始上升，由此生成最小值。該最小值被記錄（步驟49）並且對應於（例如）圖3中的尖點「A」。所述點「A」對應於瞬時斜坡上升的臨界變化。所述過程繼續計算瞬時斜度（步驟51），之後進行用於「上升斜坡」的第二次測試（比較步驟53）。然而，步驟53的結論與步驟47處「上升斜坡」的第一次測試相反：如果斜坡在比較步驟53中仍然上升，所述過程循環回到斜度計算（步驟51），但是如果斜坡停止足夠量地上升，出口點「B」被記錄（步驟55）。該出口點對應於圖4中的斜坡端點「B」。所述出口點「B」也對應於瞬時斜坡斜度中的臨界變化。一旦「V」形形式的上升斜坡的檢測結束，所述過程就基於在這種形式的檢測過程期間輸入點（圖3中的點「i」）的數量而計算上升斜坡端點「A」和「B」之間的V形變化的行程持續時間（步驟57）。輸入點的該數量與值間隔比較（步驟59），以確認「V」形形式的上升斜坡AB的行程持續時間是否確實在兩個預定時間值之間的範圍內，例如在300ms和1000ms之間。該步驟59執行「V」形形式的持續時間測試。如果該步驟的應答為「否」，則所選擇的「V」形變化不驗證，並且所述過程返回到開始（步驟41）。如果應答為「是」，則滿足了持續時間測試，並且判定步驟（步驟61）確認在端點A和B處的斜坡瞬時變化dAS（圖3）是否具有（在絕對值上）大於預定閾值的值，例如5（在所述示例中，在相對值上：在點A處的變化dAs低於-5並且在點B處高於+5）。最終測試（判定步驟63）包括通過比例「R」而進行的監測，所述比例「R」定義瞬時斜度的臨界改變點和當前點之間的信號幅度變化除以時間單位（通過除以這種變化期間所作出的測量點的數量）。如果所述比例R小於預定閾值Rmin（在所述示例中為1.5），應答「否」將所述過程返回到開始（步驟41）。然而，如果所述比例R保持高於預定值Rmin，所選擇的形式在步驟65處（其對應於圖4中的驗證步驟23v）臨時驗證。所選擇的形式呈現在每個信號上，並且如關於圖4的上文所述，同時性標準隨後應用到該對形式上。如果選擇的該對形式滿足這種同時性標準，就確認其驗證並且使得遠程通達系統安全。另外，用於所選擇的形式對（例如關於圖4所描述的）的幅度相關性標準隨後可以應用以在需要時增強所述驗證。本發明不限於所描述和示出的示例性實施例。所述遠程通達系統可以包括多於一對的傳感器，例如兩對或甚至三對或者更多。而且，本發明可以被用來打開需要具有不用腿部接觸而打開的可能性的任何通達口，例如建築物（商業性的、接收公眾的服務性的，例如醫院）的一些門。這種通達口（如果其情況暴露於引起幹擾的各種元件）必須能夠具有用於管理這些通達口的系統，所述系統具有魯棒性並且不受噪音信號影響。