用于致动车辆的闭合装置的控制装置和控制方法与流程

本发明涉及控制领域，并且更具体地，涉及用于致动车辆的闭合装置的控制装置和控制方法。

背景技术：

已知，现有技术利用光学传感器来检测车辆周围的用户并且根据检测结果来为用户执行车辆的闭合装置的自动及非接触式操作，以解决车辆的乘员(尤其是双手拿东西的人、小孩、老人等)难以借助于所谓的用脚扫的姿势来打开或关闭闭合装置的问题。

但是，如果在自动操作闭合装置之前不对用户的身份进行识别，则容易出现为车辆周围除了车辆的乘员之外的其他随机人员(例如行人)自动操作闭合装置的可能性。

为此，需要提供一种能够仅对车辆的乘员(即已注册用户)实施闭合装置的非接触式致动的控制装置和控制方法。

技术实现要素：

本发明的一个目的在于提供能够仅对车辆的已注册用户实施闭合装置的非接触式致动的控制装置和控制方法。本发明的另一个目的在于提供能够通过面部识别和下半身识别的至少一者来识别车辆的已注册用户的控制装置和控制方法。

本发明的一个方面提供了一种用于致动车辆的闭合装置的控制装置，所述控制装置包括：图像接收单元，其配置为获取所述车辆外部的环境图像；目标判断单元，其配置为根据所述环境图像来判断所述车辆外部是否存在目标；身份识别单元，其配置为根据所述目标的头部图像和下半身图像中的至少一者来识别所述目标是否是所述车辆的已注册用户；运动状态确定单元，其配置为在识别到所述目标是所述已注册用户的情况下，根据所述下半身图像来确定所述已注册用户的运动状态；以及致动执行单元，其配置为根据所述已注册用户的运动状态来执行所述闭合装置的致动。

根据本发明的实施例，所述身份识别单元配置为通过从所述头部图像提取所述目标的面部特征参数并且通过将所提取的面部特征参数与预先存储的面部特征参数进行匹配来识别所述目标。

根据本发明的实施例，所述身份识别单元配置为通过从所述下半身图像提取所述目标的下半身特征并且通过将所提取的下半身特征参数与预先存储的下半身特征参数进行匹配来识别所述目标。

根据本发明的实施例，所述运动状态确定单元配置为通过从所述已注册用户的下半身图像选择下半身特征并且通过对所述下半身特征进行跟踪来确定所述已注册用户的运动状态。

根据本发明的实施例，所述下半身特征参数包括以下参数中的一项或多项：脚部和腿部中的任一者的形状、颜色、纹理、长度、宽度和朝向。

根据本发明的实施例，所述致动执行单元配置为在所述已注册用户的运动状态满足以下条件中的至少一项的情况下来致动所述闭合装置：所述已注册用户已进入预定区域并且正在朝向所述闭合设备移动；所述已注册用户在所述闭合设备处停留预定时间；以及所述已注册用户在所述闭合设备处来回移动。

根据本发明的实施例，所述控制装置还包括：触发单元，其配置为在检测到以下条件时允许所述图像接收单元、所述目标判断单元、所述身份识别单元、所述运动状态确定单元和所述致动执行单元中的至少一项开始工作：所述车辆处于静止状态并且所述车辆的已授权的无线钥匙进入预定区域。

本发明的另一个方面提供了一种车辆，包括上述用于致动车辆的闭合装置的控制装置。

本发明的又一个方面提供了一种用于致动车辆的闭合装置的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：获取所述车辆外部的环境图像根据所述环境图像来判断所述车辆外部是否存在目标；根据所述目标的头部图像和下半身图像中的至少一者来识别所述目标是否是所述车辆的已注册用户；在识别到所述目标是所述已注册用户的情况下，根据所述下半身图像来确定所述已注册用户的运动状态；以及根据所述已注册用户的运动状态来致动所述闭合装置。

根据本发明的实施例，所述身份识别步骤包括以下步骤：从所述头部图像提取所述目标的面部特征参数；以及将所提取的面部特征参数与预先存储的面部特征参数进行匹配。

根据本发明的实施例，所述身份识别步骤包括以下步骤：从所述下半身图像提取所述目标的下半身特征参数；以及将所提取的下半身特征参数与预先存储的下半身特征进行匹配。

根据本发明的实施例，所述状态确定步骤包括以下步骤：从所述已注册用户的下半身图像提取所述已注册用户的下半身特征；以及对所述下半身特征进行跟踪来确定所述已注册用户的运动状态。

根据本发明的实施例，所述下半身特征参数包括以下参数中的一项或多项：脚部和腿部中的任一者的形状、颜色、纹理、长度、宽度和朝向。

根据本发明的实施例，所述致动执行步骤在所述已注册用户的运动状态满足以下条件中的至少一项的情况下进行：所述已注册用户已进入预定区域并且正在朝向所述闭合设备移动；所述已注册用户在所述闭合设备处停留预定时间；以及所述已注册用户在所述闭合设备处来回移动。

根据本发明的实施例，所述的控制方法还包括以下步骤：对以下各项条件进行检测：所述车辆是否处于静止状态以及所述车辆的已授权的无线钥匙是否进入预定区域。

根据本发明的实施例的控制装置和控制方法能够有利地仅对车辆的已注册用户实施闭合装置的非接触式致动，从而避免当不是已注册用户的其他目标经过车辆时出现误触发。

附图说明

从下面结合附图对本发明的具体实施方式的描述中可以更好地理解本发明，其中，相似的标号指示相同或功能类似的元件。

图1示出了安装有根据本发明的实施例的控制装置的车辆的示意性视图。

图2示出了根据本发明的实施例的控制方法的流程框图。

具体实施方式

下文中，参照附图描述本发明的实施例。下面的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，本发明不限于所描述的优选实施例，本发明的范围由权利要求书限定。现参考示例性的实施方式详细描述本发明，一些实施例图示在附图中。以下描述参考附图进行，除非另有表示，否则在不同附图中的相同附图标记代表相同或类似的元件。以下示例性实施方式中描述的方案不代表本发明的所有方案。相反，这些方案仅是所附权利要求中涉及的本发明的各个方面的系统和方法的示例。

根据本发明的用于致动车辆的闭合装置的控制装置能够安装在车辆上或应用于车辆。在本说明书中，车辆可以是以内燃机为驱动源的内燃机汽车、以电动机为驱动源的电动汽车或燃料电池汽车、以上述两者为驱动源的混合动力汽车、或具有其他驱动源的汽车。

图1示出了安装有根据本发明的实施例的控制装置400的车辆10的示意性视图。如图1所示，车辆10包括摄像装置100、闭合装置200、存储装置300和控制装置400。这些装置可以彼此连接，例如分别连接到车辆10的控制器局域网(can)总线或网络。为了简明起见，车辆10中公知的动力和操纵装置、传动系统等部件未在图1中示出。

摄像装置100可以包括车内摄像装置和车外摄像装置。车内摄像装置可以安装在车辆10的车厢内，以捕获车辆10的车厢内部图像。车厢内部图像包含车辆10的车厢内的乘员(包括驾驶员和非驾驶员)的位置、形状和尺寸等信息。车内摄像装置可以是rgb摄像头、红外摄像头等。车内摄像装置可以配置有多个车内摄像头。多个车内摄像头可以安装在车辆10的车厢内部的适合位置处，诸如前挡风玻璃的上部中央、后部车窗的上部中央、顶棚中央、车厢的四个角部等。由此，多个车内摄像头能够拍摄车辆10的车厢内部的不同位置处的图像，避免由于遮挡而不能捕获期望位置的图像。

车外摄像装置可以安装在车辆10的车厢外，以捕获车辆10外部的环境图像。外部环境图像包含车辆10周围的目标的位置、形状和尺寸等信息。车外摄像装置也可以是rgb摄像头、红外摄像头等，其中，红外摄像头可以在夜视情况下精确捕捉目标。车外摄像装置可以配置有多个车外摄像头。多个车外摄像头可以安装在车辆10的车体外部的前方、后方或其他适合位置处。在一个实施例中，多个车外摄像头中的一部分可以设置在车辆10的至少一侧的后视镜处，例如后视镜的下方或背部，并且多个车外摄像头中的另一部分可以设置在车辆10的后备箱盖处，例如后备箱盖的手把条处。在一些实施例中，车外摄像头可以被设置成可调节的，例如，车外摄像头可以被设置成能够相对于车辆10的车体旋转或平移，以获得合适的视角和/或视场。

闭合装置200可以是车辆10的门、窗、天窗或后备箱盖等各种可活动部件。下面将以车辆10的后备箱盖为例进行说明。

存储装置300可以预先存储各种类型的信息，例如车辆10的乘员的面部特征参数和下半身特征参数等注册信息以及闭合装置200相对于车辆10的安装信息等。存储装置300可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现。存储装置300可以包括半导体存储器，例如随机存储器(ram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、只读存储器(rom)、可编程只读存储器(prom)、可擦除可编程只读存储器(eprom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪存储器等。存储装置300也可以包括例如使用纸介质、磁介质和/或光介质的任何存储器，如纸带、硬盘、磁带、软盘、磁光盘(mo)、cd、dvd、blue-ray等。

控制装置400可以与摄像装置100、闭合装置200、存储装置300中的任一者有线或无线通信。控制装置400可以根据来自于摄像装置100的图像来识别车辆10的已注册用户，并且可以在判定已注册用户的运动状态满足预定条件下来对已注册用户实施闭合装置200的非接触式致动。控制装置400可以包括图像接收单元410、目标判断单元420、身份识别单元430、运动状态确定单元440和致动执行单元450。并可以包括可选的触发装置460。这些部件可以彼此有线或无线连接。这些部件可以由硬件电路实现，也可以由软件模块实现，还可以通过硬件和软件的组合来实现。下文将详细地描述根据本发明的实施例的控制装置400的各个部件的配置和功能。

图像接收单元410可以配置为从摄像装置100的车外摄像装置接收车辆10外部的环境图像。环境图像可以是静态图像、动态图像和立体图像中的任一者。

目标判断单元420可以配置为根据环境图像来判断车辆10外部是否存在目标。目标是指出现在车辆10附近的交通参与者，包括车辆10的已注册用户和除了已注册用户以外的陌生行人。目标判断单元420可以基于图像比较处理来判断环境图像中是否存在目标。目标判断单元420可以将该环境图像与一个或多个早期图像进行比较以发现由目标的存在所带来的差异，其中早期图像是在车辆10周围不存在目标的情况下捕获的并且存储在存储装置300中。目标判断单元420可以通过图像分割的方式来进行图像比较处理。即，目标判断单元420可以按照同一分割规则分别将所接收的图像和早期图像分割成多个部分，并且分别对每个部分执行比较操作。比较操作例如可以通过背景减法等算法来进行。

在判断车辆外部存在目标的情况下，身份识别单元430可以配置为根据目标的头部图像和下半身图像中的至少一者来识别目标是否是车辆10的已注册用户。身份识别单元430可以通过图像处理技术来识别出现在车辆10周围的目标是否是车辆10的已注册用户(如果有的话)。

在一个示例中，身份识别单元430可以通过从目标的头部图像提取目标的面部特征参数，并且通过将所提取的面部特征参数与预先存储的面部特征参数进行匹配来识别目标。面部特征包括但不限于前额、眼睛、鼻子、嘴巴、脸颊甚至耳朵。面部特征参数包括但不限于以上这些面部特征的位置、长度、宽度、颜色、形状和纹理等。面部特征参数的每一个维度都可以一定程度上区分开不同的目标，因此身份识别单元430可以根据面部特征参数中的一项或多项来识别目标。具体而言，身份识别单元430首先可以将目标的头部图像切割成多个子图像(例如前额子图像、眼睛子图像、鼻子子图像、嘴巴子图像、脸颊子图像甚至耳朵子图像等)，接着从这多个子图像提取相对应的面部特征参数，然后将这些面部特征参数与预先存储的面部特征参数进行比较来判断该目标是否是车辆10的已注册用户。在本示例中，已注册用户是指其面部特征被预先存储的乘员。车辆10的已注册用户的面部特征参数被预先存储在存储装置300中。例如，车内摄像装置可以预先获取车辆10的乘员的一个或多个图像作为早期图像，接着从早期图像提取乘员的一维或多维面部特征参数并且将其存储在存储装置300中。这种预先获取面部特征参数的操作可以只执行一次，例如，在车内摄像装置相对于车辆10的设置位置和/或方向被设置或发生改变后执行该操作，并且在下一次改变之前不再执行。如果所提取的目标的面部特征参数与预先存储的面部特征参数之间的匹配度高于一个或多个预定阈值时，则身份识别单元430判断该目标是车辆10的已注册用户。

在另一个示例中，身份识别单元430可以通过从目标的下半身图像提取目标的下半身特征参数并且通过将所提取的下半身特征参数与预先存储的下半身特征参数进行匹配来识别目标。下半身特征包括但不限于脚部、胫部、膝盖和脚踝等。下半身特征参数包括但不限于上述这些下半身特征的形状、颜色、纹理、长度、宽度和朝向等。下半身特征参数的每一个维度都可以一定程度上区分开不同的目标，因此身份识别单元430可以根据下半身特征参数中的一项或多项来识别目标。具体而言，身份识别单元430首先可以将目标的下半身图像切割成多个子图像(例如脚部子图像、胫部子图像、膝盖子图像等)，接着从这多个子图像提取相对应的下半身特征参数，然后将这些下半身特征参数与预先存储的下半身特征参数进行比较来判断该目标是否是车辆10的已注册用户。在本示例中，已注册用户是指其下半身特征参数被预先存储的乘员。类似于面部特征参数，车辆10的已注册用户的下半身特征参数也经由车内摄像装置而预先存储在存储装置300中。因此，如果所提取的目标的下半身特征参数与预先存储的下半身特征参数之间的匹配度高于一个或多个预定阈值时，则身份识别单元430判断该目标是车辆10的已注册用户。

借助于下半身特征参数识别目标可以避免因没有获取到面部图像或面部图像不清楚所导致的无法有效地识别目标的缺陷。此外，应理解，身份识别单元430还可以根据目标的头部图像和下半身图像这两者来识别目标是否是车辆10的已注册用户，由此提高对已注册用户的识别的精确度。

在识别到车辆外部的目标是车辆10的已注册用户的情况下，运动状态确定单元440可以配置为根据已注册用户的下半身图像来确定已注册用户的运动状态。运动状态包括停留在闭合装置200预定距离处、朝向闭合装置200移动和远离闭合装置200移动和在闭合装置200附近来回移动，等等。

在一个示例中，运动状态确定单元440可以从已注册用户的下半身图像选择所述已注册用户的下半身特征并且通过对下半身特征进行跟踪来确定已注册用户的运动状态。如上所述，下半身特征可以包括脚部、胫部、膝盖和脚踝等。下面将详细描述运动状态确定单元400的配置。

首先，运动状态确定单元440可以从已注册用户的下半身图像中选择具有显著视角的下半身特征，这是因为具有显著视角的下半身特征更容易被识别。运动状态确定单元440可以利用匹配方法或区别方法来选择显著视角。

接着，运动状态确定单元440可以从下半身图像获取具有显著视角的下半身特征相对于闭合装置200的位置。具体而言，运动状态确定单元440从预先存储在存储单元300中的信息中获取闭合装置200相对于车辆10的位置信息。闭合装置200相对于车辆10的位置可以用相对于车辆10固定的坐标系s的坐标值来表示。例如，坐标系s可以是以车辆10的后轴中心点为原点、以车辆10的沿前后方向的中心线为x轴，以后轴的延伸方向作为y轴，以通过后轴中心点的竖直方向为z轴的坐标系。闭合装置200相对于车辆10的位置可以用坐标系s中的坐标(x，y，z)来表示。接着，运动状态确定单元440从已注册用户的下半身图像获取具有显著视角的下半身特征的位置信息。运动状态确定单元440可以将该下半身特征的各个点(或者必要的点)的位置用相对于坐标系s的坐标值来表示。优选地，运动状态确定单元440可以确定已注册用户的下半身特征中与闭合装置200距离最近的点的坐标值。由此，运动状态确定单元440可以计算闭合装置200与已注册用户的身体之间的距离，例如与已注册用户的下半身特征中与闭合装置200距离最近的点的距离。

随后，运动状态确定单元440可以通过计算数个连续帧中的具有显著视角的下半身特征相对于闭合装置200的位置，来确定该下半身特征相对于闭合装置200的移动朝向，从而确定已注册用户相对于闭合装置200的移动朝向。例如，如果在这几个连续帧中，具有显著视角的下半身特征相对于闭合装置200的位置越来越小，则意味着已注册用户朝向闭合装置200移动。除此之外，运动状态确定单元440还可以计算已注册用户在闭合装置200处的停留时间。需要注意的是，“已注册用户在闭合装置200处停留”是指已注册用户在与闭合装置200间隔预定距离处停留。预定距离应该设置得足够大以使已注册用户处在闭合装置200的摆动区域外。预定距离是根据经验值确定的绝对距离值。此外，该预定距离也可以通过机器学习来修正。

在已注册用户的运动状态满足规定条件的情况下，致动执行单元450可以执行闭合装置200的致动。规定条件包括但不限于以下条件：已注册用户已进入预定区域并且正在朝向闭合设备200移动；已注册用户在闭合设备200预定距离处停留预定时间；以及已注册用户在闭合设备200处来回移动。预定区域可以是摄像装置100的有效检测区域，即能够捕获清晰图像的区域，并且例如可以是20米。预定时间可以例如是5秒。当满足上述这些条件中的一项时，致动执行单元450可以致动闭合装置200，例如当闭合装置200处于闭合状态时为已注册用户打开闭合装置200。

由此，根据本发明的控制装置400可以有利地仅对车辆10的已注册用户实施闭合装置的非接触式致动，从而避免当不是已注册用户的其他目标经过车辆时出现的误触发或误致动。

根据本发明的其他实施例，控制装置400还可以包括触发单元460。触发单元460可以配置为在检测到满足触发条件时允许控制装置400的图像接收单元410、目标判断单元420、身份识别单元430、运动状态确定单元440和致动执行单元450中的至少一项开始工作。触发条件包括车辆10处于静止状态并且车辆10的已授权的无线钥匙进入预定区域。车辆10的状态例如可以通过车辆10的位移传感器和/或速度传感器等来检测。车辆10的已授权的无线钥匙的进入状态可以通过车辆10的通信装置等来检测。在控制装置40开始工作之前检测或搜寻已授权的无线钥匙可以避免因无线钥匙的持续搜索所导致的能量浪费。

上文描述了图像接收单元从摄像装置接收车辆外部的环境图像。但是，应理解，图像接收单元本身也可以是摄像装置。

下面将参考附图描述根据本发明的实施例的用于致动车辆的闭合装置的控制方法。图2是示出根据本发明的实施例的控制方法20的流程图。控制方法20由上述的控制装置400来执行。

在步骤s21中，检测车辆10的状态以及车辆10的已授权的无线钥匙的状态。仅当检测出车辆10处于静止状态并且车辆10的已授权的无线钥匙进入预定区域时，方法20前行到步骤s22。

在步骤s22中，接收车辆10外部的环境图像。根据本发明的实施例，环境图像从摄像装置100的车外摄像装置获取。环境图像可以是静态图像、动态图像和立体图像中的任一者。接着，方法20前行到步骤s23。

在步骤s23中，根据环境图像来判断车辆10外部是否存在目标。目标是指出现在车轴10附近的交通参与者，包括车辆10的已注册用户和陌生行人。根据本发明的实施例，基于图像比较处理来判断环境图像中是否存在目标。有关图像比较处理的具体描述参见上文，在此不再赘述。

如果在步骤s23中判断车辆10外部存在目标，则方法20前行到步骤s24。否则，如果在步骤s23中判断车辆10外部不存在目标，则控制方法20返回到步骤s21。

在步骤s24中，识别目标是否是车辆10的已注册用户。根据本发明的实施例，可以根据目标的头部图像和下半身图像中的至少一者来识别出现在车辆10外部的目标是否是车辆10的已注册用户。有关身份的识别处理参见上文，在此不再赘述。

如果在步骤s24中判断目标是车辆10的已注册用户，则方法20前行到步骤s25。否则，如果在步骤s24中判断目标不是车辆10的已注册用户，则方法20返回到步骤s21。

在步骤s25中，根据已注册用户的下半身图像来确定已注册用户的运动状态。运动状态包括停留在闭合装置200预定距离处、朝向闭合装置200移动和远离闭合装置200移动和在闭合装置200附近来回移动，等等。根据本发明的实施例，可以从已注册用户的下半身图像选择所述已注册用户的下半身特征并且通过对下半身特征进行跟踪来确定已注册用户的运动状态。如上所述，下半身特征可以包括脚部、胫部、膝盖和脚踝等。接着，方法20前行到步骤s26。

在步骤s26中，执行闭合装置200的致动。根据本发明的实施例，只有在已注册用户的运动状态满足规定条件的情况下，才可以致动闭合装置200。规定条件包括但不限于以下条件：已注册用户已进入预定区域并且正在朝向闭合设备200移动；已注册用户在闭合设备200预定距离处停留预定时间；以及已注册用户在闭合设备200处来回移动。

由此，根据本发明的控制方法20可以有利地仅对车辆的已注册用户实施闭合装置的非接触式致动，从而避免当不是已注册用户的其他目标经过车辆时出现的误触发或误致动。

尽管已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应理解，本发明并不限于上述实施例的构造和方法。相反，本发明意在覆盖各种修改例和等同配置。另外，尽管在各种示例性结合体和构造中示出了所公开发明的各种元件和方法步骤，但是包括更多、更少的元件或方法的其它组合也落在本发明的范围之内。