一种电动前舱盖开闭控制方法、装置及汽车与流程

1.本发明用于智能电动汽车领域，更具体涉及一种电动前舱盖开闭控制方法、装置及汽车。


背景技术：

2.与燃油车布置不同，电动车前舱空间更大，可作为行李箱使用。在车辆整个使用周期中，前舱盖开启关闭的次数越来越多，因此用户对车辆前舱盖的控制便捷性要求越来越高。
3.目前大部分电动车还沿用燃油车发动机舱盖手动开启关闭的控制方法，该方式已经很难满足用户的用车需求。前舱盖控制的电动化势在必行，当前有一些专利提出了相关的电控方法，但是都局限于简单的开启关闭电动化，没有达到电动背门相关技术的成熟度，在使用安全性和智能化方面还存在比较大的问题，如无防夹、防撞控制，无法满足用户无感开启的需求等。
4.目前感应控制技术尤其是手势识别研究大多应用于车内的娱乐系统及天窗控制等，且还没有在具体实施时针对特定车辆布置不同、用户不同等的识别准确性优化方法，在车外功能如前舱盖、电动背门等开关的应用上更是鲜有提及，显然无法满足用户对车辆智能化需求日益提高的期望。


技术实现要素：

5.针对目前方案存在的电动汽车前舱盖控制存在的三类问题：缺少防夹、防撞；无法满足用户无感开启前舱盖的需求；应用于车内的手势识别功能准确性低，本发明提出了一种电动前舱盖开闭控制方法、装置及汽车。
6.本发明的技术方案为：本发明提供了一种电动前舱盖开闭控制方法，包括：在车辆满足电动前舱盖自动控制条件时，获取用户通过车外静态手势、车外动态动作和/或车内人机交互输入的前舱盖控制指令；基于前舱盖控制指令，通过对电动支撑杆组件对前舱盖进行自动开闭控制；在对前舱盖进行自动开闭控制的过程中，利用电动支撑杆组件在这期间的受力大小，来识别前舱盖是否具有防夹需求或防撞需求；在具有防夹需求或防撞需求时，根据电动支撑杆的受力值暂停对前舱盖进行自动开闭控制或者使前舱盖做反向运动。
7.优选地，获取用户通过车外静态手势、车外动态动作和/或车内人机交互输入的前舱盖控制指令的步骤包括：获取用户在车内通过人机交互模块输入的前舱盖控制指令；获取超声波雷达模块对用户在车外的动态动作所识别出的前舱盖控制指令；和/或
获取摄像头模块对用户在车外的静态手势所识别出的前舱盖控制指令。
8.优选地，摄像头模块判断在一段持续的预设时长内采集到的用户在车外的静态手势是否为同一手势；若在一段持续的预设时长内采集到的用户在车外的静态手势为同一手势，摄像头模块对采集到的用户在车外的静态手势进行特征提取；再通过将所采集到的静态手势和预存手势数据库中的各手势进行特征比对，确定所采集到的静态手势是否属于预存手势数据库中的任意一种手势；若所采集到的静态手势属于预存手势数据库中的任意一种手势，输出对应类型的前舱盖控制指令；预存手势数据库中，同一手势包含有不同性别、不同年龄、不同体重和不同身高的人群对应的多个数据。
9.优选地，超声波雷达模块通过对从车辆车头向内扩展预设距离的区域内的用户动态动作进行采集并识别，在用户动态动作为预存动态动作库中的任意一种动态动作时，输出对应类型的前舱盖控制指令。
10.优选地，在对前舱盖进行自动开闭控制的过程中，利用电动支撑杆组件在这期间的受力大小，识别前舱盖是否具有防夹需求或防撞需求的步骤包括：若电动支撑杆组件在对前舱盖进行自动开闭控制的过程中的拉力超过第一预设压力，则确定前舱盖具有防夹需求；若电动支撑杆组件在对前舱盖进行自动开闭控制的过程中的压力超过第二预设压力，则确定前舱盖具有防撞需求。
11.优选地，在具有防夹需求或防撞需求时，根据电动支撑杆的受力值暂停对前舱盖进行自动开闭控制或者使前舱盖做反向运动的步骤包括：若电动支撑杆组件在对前舱盖进行自动开闭控制的过程中的拉力超过第一预设压力但低于第三预设压力，或，若电动支撑杆组件在对前舱盖进行自动开闭控制的过程中的压力超过第二预设压力但低于第四预设压力，则暂停对前舱盖进行自动开闭控制，使前舱盖保持当前开度；且在对前舱盖进行自动开闭控制的过程中的拉力变化至低于第一预设压力之后，或，电动支撑杆组件在对前舱盖进行自动开闭控制的过程中的压力变化至低于第二预设压力之后，继续沿原有运动方向对前舱盖进行自动开闭控制；若电动支撑杆组件在对前舱盖进行自动开闭控制的过程中的拉力超过第三预设压力，或，若电动支撑杆组件在对前舱盖进行自动开闭控制的过程中的压力超过第四预设压力，则对前舱盖进行反向自动开闭控制，使前舱盖做反向运动。
12.优选地，车辆满足电动前舱盖自动控制条件具体为：检测到合法钥匙、车辆处于驻车挡位及车辆的电动前舱盖自动控制功能开启。
13.优选地，所述方法还包括：在具有防夹需求或防撞需求时，进行用户提示。
14.本发明还提供了一种电动前舱盖开闭控制装置，包括：获取模块，用于在车辆满足电动前舱盖自动控制条件时，获取用户通过车外静态手势、车外动态动作和/或车内人机交互输入的前舱盖控制指令；第一前舱盖控制模块，用于基于前舱盖控制指令，通过对电动支撑杆组件对前舱
盖进行自动开闭控制；识别模块，用于在对前舱盖进行自动开闭控制的过程中，利用电动支撑杆组件在这期间的受力大小，来识别前舱盖是否具有防夹需求或防撞需求；第二前舱盖控制模块，用于在具有防夹需求或防撞需求时，根据电动支撑杆的受力值暂停对前舱盖进行自动开闭控制或者使前舱盖做反向运动。
15.优选地，获取模块包括：第一获取单元，用于获取用户在车内通过人机交互模块输入的前舱盖控制指令；第二获取单元，用于获取超声波雷达模块对用户在车外的动态动作所识别出的前舱盖控制指令；和/或第三获取单元，用于获取摄像头模块对用户在车外的静态手势所识别出的前舱盖控制指令。
16.优选地，摄像头模块判断在一段持续的预设时长内采集到的用户在车外的静态手势是否为同一手势；若在一段持续的预设时长内采集到的用户在车外的静态手势为同一手势，摄像头模块先对采集到的用户在车外的静态手势进行特征提取；再通过将所采集到的静态手势和预存手势数据库中的各手势进行特征比对，确定所采集到的静态手势是否属于预存手势数据库中的任意一种手势；若所采集到的静态手势属于预存手势数据库中的任意一种手势，输出对应类型的前舱盖控制指令；预存手势数据库中，同一手势包含有不同性别、不同年龄、不同体重和不同身高的人群对应的多个数据。
17.优选地，超声波雷达模块通过对从车辆车头向内扩展预设距离的区域内的用户动态动作进行采集并识别，在用户动态动作为预存动态动作库中的任意一种动态动作时，输出对应类型的前舱盖控制指令。
18.优选地，识别模块包括：第一识别单元，用于若电动支撑杆组件在对前舱盖进行自动开闭控制的过程中的拉力超过第一预设压力，则确定前舱盖具有防夹需求；第二识别单元，用于若电动支撑杆组件在对前舱盖进行自动开闭控制的过程中的压力超过第二预设压力，则确定前舱盖具有防撞需求。
19.优选地，第二前舱盖控制模块包括：第一控制单元，用于若电动支撑杆组件在对前舱盖进行自动开闭控制的过程中的拉力超过第一预设压力但低于第三预设压力，或，若电动支撑杆组件在对前舱盖进行自动开闭控制的过程中的压力超过第二预设压力但低于第四预设压力，则暂停对前舱盖进行自动开闭控制，使前舱盖保持当前开度；且在对前舱盖进行自动开闭控制的过程中的拉力变化至低于第一预设压力之后，或，电动支撑杆组件在对前舱盖进行自动开闭控制的过程中的压力变化至低于第二预设压力之后，继续沿原有运动方向对前舱盖进行自动开闭控制；第二控制单元，用于若电动支撑杆组件在对前舱盖进行自动开闭控制的过程中的拉力超过第三预设压力，或，若电动支撑杆组件在对前舱盖进行自动开闭控制的过程中的
压力超过第四预设压力，则对前舱盖进行反向自动开闭控制，使前舱盖做反向运动。
20.优选地，车辆满足电动前舱盖自动控制条件具体为：检测到合法钥匙、车辆处于驻车挡位及车辆的电动前舱盖自动控制功能开启。
21.优选地，所述装置还包括：提示模块，用于在具有防夹需求或防撞需求时，进行用户提示。
22.本发明还提供了一种汽车，包括上述的电动前舱盖开闭控制装置。
23.本发明的有益效果为：用户通过在车外进行手势输入或脚踢等动作输开启或关闭前舱盖的指令，用户还可以在车内通过人机交互输入开启或关闭前舱盖的指令，车辆可以基于收到的指令对前舱盖进行自动开启或关闭，用户在车外可以无感和无接触式的进行车辆前舱盖开启；同时，在对前舱盖进行自动开闭控制的过程中，利用电动支撑杆组件的受力大小来识别是否具有防夹需求或防撞需求，在存在这类需求时，通过暂停或使前舱盖做反向运动来减少对人、车、物的损伤；此外，对静态手势数据库中的同一静态手势类型根据年龄、身高、胖瘦、性别存储有多个数据，能够尽可能的避免因为背景、性别、年龄、身高等原因导致的手势无法识别或识别不准确的情况出现，提高对用户手势识别的准确率。
附图说明
24.图1为本发明实施例中电动前舱盖开闭控制方法的流程图；图2为本发明实施例中形成预存手势数据库的原理图；图3为本发明实施例中的电动前舱盖开闭控制装置的结构框图。
具体实施方式
25.为了更好地说明本发明的目的和优点，下面结合参考附图，在不对本发明进行限制的情况下进一步描述本发明。应当理解的是，在所有附图中，对应的附图标记表示相同的或对应的部件和特征。
26.参照图1，本发明实施例提供了一种电动前舱盖开闭控制方法，包括：步骤s101，在车辆满足电动前舱盖自动控制条件时，获取用户通过车外静态手势、车外动态动作和/或车内人机交互输入的前舱盖控制指令。
27.此步骤中，提供了多组供用户输入前舱盖控制指令的方式，使用户在车外可以无感或无接触式的输入这些指令。
28.车辆满足电动前舱盖自动控制条件是指：车辆检测到合法钥匙、车辆处于驻车挡位以及车辆的电动前舱盖自动控制功能开启。车辆的电动前舱盖自动控制功能由用户主动开启或关闭，在该功能关闭时，车辆无法对前舱盖进行自动开闭控制；通常情况下，电动前舱盖自动控制功能默认开启。
29.在该步骤s101中，获取用户输入的前舱盖控制指令的步骤包括：获取用户在车内通过人机交互模块输入的前舱盖控制指令；获取超声波雷达模块对用户在车外的动态动作所识别出的前舱盖控制指令；和/或获取摄像头模块对用户在车外的静态手势所识别出的前舱盖控制指令。
30.本实施例中，超声波雷达模块和摄像头模块可以在同一车辆上集成，也可以基于配置高低不同选择性的配置其中一种功能。
31.摄像头模块（包括采集图像的摄像头和控制器）可以根据需要安装在前挡风玻璃边缘区域、内后视镜背面、a柱以及仪表板等位置处，只要保障摄像头模块能够对车辆前方的图像进行采集到即可。
32.其中，手势识别过程中，摄像头模块先对采集到的用户在车外的静态手势进行特征提取；再通过将所采集到的静态手势和预存手势数据库中的各手势进行特征比对，确定所采集到的静态手势是否属于预存手势数据库中的任意一种手势；若所采集到的静态手势属于预存手势数据库中的任意一种手势（具体通过特征相似度大小来确定，在所采集的静态手势的特征与预存手势数据库中的任意一种手势的特征相似度超过设定阈值（如90%）时，认定二者为相同手势），输出对应类型的前舱盖控制指令（通过预先确定的不同静态手势与前舱盖开关功能的映射关系来确定）；预存手势数据库中，同一手势包含有不同性别、不同年龄、不同体重和不同身高的人群对应的多个数据。
33.本实施例中，由于车外手势识别场景特殊性，手势识别准确性受到诸多因素影响，其中车辆尺寸参数、用户身高、用户手势偏好等至关重要，如同一尺寸的车型，不同身高的人在车前打出的手势，摄像头捕捉到的角度肯定不一致；再例如，男性和女性对于打手势“v”的偏好有差别，女性可能更偏向于斜向做出动作。因此，本发明实施例中为了提高用户手势识别的准确性，通过手势样本采集、手势样本分析、有效的预测手势数据库生成几个部分实现。
34.基于车型的手势样本采集的过程包括：根据具体车型如轿车、suv等具体参数（尤其是车高），通过实车或者台架进行样本测试，要求每个测试者给出规定的手势，如ok、v、握拳、五指并拢张开等，采集其手势照片并记录测试者信息。测试者信息包括身高（1m-2m）、体重（20kg-100kg）、年龄（10岁-80岁）、性别（男、女）。
35.手势样本分析的过程包括：采集完样本后，对不同人群的同一种手势进行分析，将不同形态的标记为手势下级序列，其中不同人群相同的手势形态只保留一个形态。
36.有效的预测手势数据库生成的过程包括：将规定的手势动作标记为1、2、3等类别，结合上述手势样本分析得到的手势形态，即可生成有效的预测手势数据库，包含各种可能的手势形态。
37.该有效的预测手势数据库相关数据通过试验获得并通过pc端最终生成，在具体开发项目中，将获得的数据作为数据库存储到车辆端手势识别控制器中，该控制器可为人机交互模块或者其他控制器。
38.在实际检测时，用户在车辆前保险杠特定位置范围内时，摄像头模块按照一定周期（如1s）捕捉用户手势画面，通过对比前后时刻手势照片，判断该手势持续时间是否超过一定时间（如2s），当持续超过该事件时，进入手势对比阶段。
39.此外，对于用户在车内通过人机交互输入前舱盖控制指令的逻辑，可以通过车内设置实体按键，或通过车载屏幕进行输入。
40.超声波雷达装配到车辆的前保险杠等位置处，超声波雷达布置的数量和位置影响
最终识别的效果。当用户在车辆前保险杠指定位置范围内，有脚踢、腿扫过动作时，超声波雷达模块（包括探测器和控制器）根据探测的距离变化、扫过频率变化进行计算，判断用户有开启前舱盖需求，发出开启前舱盖指令给前舱盖控制模块。
41.对于用户动态动作的输入，由超声波雷达模块通过对从车辆车头向内扩展预设距离的区域内的用户动态动作进行采集并识别，在用户动态动作为预存动态动作库中的任意一种动态动作时，输出对应类型的前舱盖控制指令。例如，在超声波雷达模块识别到用户的脚从左到右在超声波雷达的探测区域内扫过，认为用户具有开启前舱盖的需求；在超声波雷达模块识别到用户的脚从右到左在超声波雷达的探测区域内扫过，认为用户具有关闭前舱盖的需求。
42.步骤s102，基于前舱盖控制指令，通过对电动支撑杆组件对前舱盖进行自动开闭控制。
43.电动支撑杆组件的工作原理属于现有技术，本实施例中，对此不作赘述。
44.依靠电动支撑杆组件的功能实现，无需用户手动对前舱盖进行开启，满足用户无感和无接触式的前舱门开启需求，提高用户对前舱门控制的便捷性。
45.步骤s103，在对前舱盖进行自动开闭控制的过程中，利用电动支撑杆组件在这期间的受力大小，来识别前舱盖是否具有防夹需求或防撞需求。
46.电动支撑杆组件本身的结构构造同当前背门电动支撑杆组件原理一致。电动支撑杆组件包括用力传感器，该力传感器能够检测前舱盖开启时所受到的压力和前舱盖关闭时所收到的拉力。
47.具体来说，若电动支撑杆组件在对前舱盖进行自动开闭控制的过程中的拉力超过第一预设压力，则确定前舱盖具有防夹需求；若电动支撑杆组件在对前舱盖进行自动开闭控制的过程中的压力超过第二预设压力，则确定前舱盖具有防撞需求。
48.步骤s104，在具有防夹需求或防撞需求时，根据电动支撑杆的受力值暂停对前舱盖进行自动开闭控制或者使前舱盖做反向运动。
49.该步骤s104具体包括：若电动支撑杆组件在对前舱盖进行自动开闭控制的过程中的拉力超过第一预设压力但低于第三预设压力，或，若电动支撑杆组件在对前舱盖进行自动开闭控制的过程中的压力超过第二预设压力但低于第四预设压力，则暂停对前舱盖进行自动开闭控制，使前舱盖保持当前开度；且在对前舱盖进行自动开闭控制的过程中的拉力变化至低于第一预设压力之后，或，电动支撑杆组件在对前舱盖进行自动开闭控制的过程中的压力变化至低于第二预设压力之后，继续沿原有运动方向对前舱盖进行自动开闭控制；若电动支撑杆组件在对前舱盖进行自动开闭控制的过程中的拉力超过第三预设压力，或，若电动支撑杆组件在对前舱盖进行自动开闭控制的过程中的压力超过第四预设压力，则对前舱盖进行反向自动开闭控制，使前舱盖做反向运动。
50.依靠步骤s103和步骤s104，能够对前舱盖自动开闭过程中的危险因素进行检测，在前舱盖开启过程中如压力过大，则可能存在前舱盖上放置有东西的情形，此时，通过暂停避免前舱盖进一步开启或使前舱盖反向运动，能够避免对前舱盖上放置的物品或人撞击到。同理，在前舱盖开启过程中如拉力过大，则可能存在前舱内存在东西而被用户手动拉起
前舱盖的情况，此时，通过暂停避免前舱盖进一步关闭或使前舱盖反向运动，能够避免对前舱盖上内的物品或人夹击到。
51.步骤s105，在具有防夹需求或防撞需求时，进行用户提示。
52.用户提示的具体过程可以通过车载显示屏、扬声器等进行提示，请求驾驶员及时移开前舱盖上或其内部的物品或停止对前舱盖施加拉力。
53.本发明上述方法，将视觉识别，特别是手势识别用于电动汽车前舱盖自动控制的方法，关键在于在现有车辆手势识别研究技术的基础上，基于车辆尺寸和用户手势偏好分析的提高手势识别准确性，该方法可上大大提升前舱盖等开闭件智能感应控制的场景覆盖度和识别准确性。将超声波雷达用于电动汽车前舱盖自动控制，即通过前超声波雷达识别用户开启前舱盖的意图，智能开启前舱盖，该方法将用于智能驾驶的超声波雷达用于检测用户开启前舱盖意图，提升了车辆硬件使用价值，也提升了用户体验；还解决电动汽车前舱盖自动控制中防夹、防撞问题，即通过电动支撑杆组件的受力情况分析识别防夹、防撞需求，及时停止自动开启关闭动作，有效提高了前舱盖使用过程中的安全性。
54.参照图2，本发明提供了一种电动前舱盖开闭控制装置，包括：获取模块101，用于在车辆满足电动前舱盖自动控制条件时，获取用户输入的前舱盖控制指令；第一前舱盖控制模块02，用于基于前舱盖控制指令，通过对电动支撑杆组件对前舱盖进行自动开闭控制；识别模块103，用于在对前舱盖进行自动开闭控制的过程中，利用电动支撑杆组件在这期间的受力大小，来识别前舱盖是否具有防夹需求或防撞需求；第二前舱盖控制模块104，用于在具有防夹需求或防撞需求时，根据电动支撑杆的受力值暂停对前舱盖进行自动开闭控制或者使前舱盖做反向运动。
55.优选地，获取模块101包括：第一获取单元，用于获取用户在车内通过人机交互模块输入的前舱盖控制指令；第二获取单元，用于获取超声波雷达模块对用户在车外的动态动作所识别出的前舱盖控制指令；和/或第三获取单元，用于获取摄像头模块对用户在车外的静态手势所识别出的前舱盖控制指令。
56.优选地，摄像头模块判断在一段持续的预设时长内采集到的用户在车外的静态手势是否为同一手势；若在一段持续的预设时长内采集到的用户在车外的静态手势为同一手势，摄像头模块先对采集到的用户在车外的静态手势进行特征提取；再通过将所采集到的静态手势和预存手势数据库中的各手势进行特征比对，确定所采集到的静态手势是否属于预存手势数据库中的任意一种手势；若所采集到的静态手势属于预存手势数据库中的任意一种手势，输出对应类型的前舱盖控制指令；预存手势数据库中，同一手势包含有不同性别、不同年龄、不同体重和不同身高的人群对应的多个数据。
57.优选地，超声波雷达模块通过对从车辆车头向内扩展预设距离的区域内的用户动态动作进行采集并识别，在用户动态动作为预存动态动作库中的任意一种动态动作时，输出对应类型的前舱盖控制指令。
58.优选地，识别模块103包括：第一识别单元，用于若电动支撑杆组件在对前舱盖进行自动开闭控制的过程中的拉力超过第一预设压力，则确定前舱盖具有防夹需求；第二识别单元，用于若电动支撑杆组件在对前舱盖进行自动开闭控制的过程中的压力超过第二预设压力，则确定前舱盖具有防撞需求。
59.优选地，第二前舱盖控制模块104包括：第一控制单元，用于若电动支撑杆组件在对前舱盖进行自动开闭控制的过程中的拉力超过第一预设压力但低于第三预设压力，或，若电动支撑杆组件在对前舱盖进行自动开闭控制的过程中的压力超过第二预设压力但低于第四预设压力，则暂停对前舱盖进行自动开闭控制，使前舱盖保持当前开度；且在对前舱盖进行自动开闭控制的过程中的拉力变化至低于第一预设压力之后，或，电动支撑杆组件在对前舱盖进行自动开闭控制的过程中的压力变化至低于第二预设压力之后，继续沿原有运动方向对前舱盖进行自动开闭控制；第二控制单元，用于若电动支撑杆组件在对前舱盖进行自动开闭控制的过程中的拉力超过第三预设压力，或，若电动支撑杆组件在对前舱盖进行自动开闭控制的过程中的压力超过第四预设压力，则对前舱盖进行反向自动开闭控制，使前舱盖做反向运动。
60.优选地，车辆满足电动前舱盖自动控制条件具体为：检测到合法钥匙、车辆处于驻车挡位及车辆的电动前舱盖自动控制功能开启。
61.优选地，所述装置还包括：提示模块105，用于在具有防夹需求或防撞需求时，进行用户提示。
62.本发明还提供了一种汽车，包括上述的电动前舱盖开闭控制装置。
63.上述装置是与上述方法一一对应的，具有与上述方法相同的效果。即，用户通过在车外进行手势输入或脚踢等动作输开启或关闭前舱盖的指令，用户还可以在车内通过人机交互输入开启或关闭前舱盖的指令，车辆可以基于收到的指令对前舱盖进行自动开启或关闭，用户在车外可以无感和无接触式的进行车辆前舱盖开启；同时，在对前舱盖进行自动开闭控制的过程中，利用电动支撑杆组件的受力大小来识别是否具有防夹需求或防撞需求，在存在这类需求时，通过暂停或使前舱盖做反向运动来减少对人、车、物的损伤；此外，对静态手势数据库中的同一静态手势类型根据年龄、身高、胖瘦、性别存储有多个数据，能够尽可能的避免因为背景、性别、年龄、身高等原因导致的手势无法识别或识别不准确的情况出现，提高对用户手势识别的准确率。
64.尽管只是结合了有限数量的实施例来详细解释，但本发明并不仅仅限于说明书和实施例中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的工程技术人员而言，可容易地实现另外的修改、补充和替代，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不应视为受先前描述所限。