汽车后备箱智能开启系统及方法与流程

本发明属于汽车自动化与智能化技术，具体涉及一种汽车后备箱智能开启系统及方法。

背景技术：

随着汽车的普及度越来越高，人们对汽车的操作越来越趋向于自动化，用户对汽车智能化、汽车本身及汽车上财物的安全性的需求也越来越高。而汽车后备箱作为用户贵重物品的最常用放置地，对汽车后备箱开启的便利性直接影响着用户的用车体验。

对于汽车后备箱的开启，目前最主要的开启方式可以分为如下两类：一是，机械钥匙开启；二是，无线遥控钥匙开启。其中，无线遥控钥匙开启是现在最常用的方式，且大部分车型都已经具备此功能。该功能主要是利用通讯技术、无线射频技术、蓝牙连接等技术实现与车身控制器的通讯，进而实现车主身份的认证；然后再利用相关接触式传感器的感应来完成后备箱的开启。如：现在常见的方式为利用相关传感器感应脚部的接近动作，也即是常见的“一脚踢”方式，进而实现后备箱的自动解锁与开启。

对于上述利用传感器感应来开启后备箱的方式，不仅对传感器的灵敏度要求较高，而且需要用户能够准确判断传感器的位置，才能获取信号，否则将不能快捷的开启后备箱。特别是当用户的双手均手持重物时，还需要抬脚去感应传感器，容易造成身体失去平衡，从而对用户本身产生安全隐患。

综上所述，现有后备箱的开启方式，虽然具备一定程度的自动化或智能化，但不具备较高的便利性和安全性。因此，有必要开发一种新的汽车后备箱智能开启系统及方法。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种汽车后备箱智能开启系统及方法，在保证后备箱开启便利性、安全性的同时能提升后备箱开启的智能化程度。

本发明所述的汽车后备箱智能开启系统，包括钥匙pke模块、车辆pke模块、车身控制模块、信号采集与处理模块和执行机构；

所述钥匙pke模块用于接收和识别车辆pke模块发出的第一信号，若识别通过，则发出第二信号；

所述车辆pke模块用于向钥匙pke模块发出第一信号，并接收和识别钥匙pke模块的第二信号，若识别通过，并在车辆pke模块与钥匙pke模块之间的距离减小到预设距离值且波动较小时，唤醒车辆pke模块内部的微控制器；

所述信号采集与处理模块包括图像获取装置，以及与图像获取装置连接的图像识别与判断模块，该图像识别与判断模块通过can总线分别与车身控制器、车辆pke模块连接；

所述图像获取装置用于采集人脸图像；

所述图像识别与判断模块用于对所述人脸图像进行处理并与数据库中存储的人脸模板进行对比；若对比成功，则继续通过图像获取装置采集人头部的动作信息，图像识别与判断模块判断该动作信息是否与数据库中预设动作信息相匹配，若是，则认为车主欲开启后备箱，并将开启信号返回给车辆pke模块，由车辆pke模块发出开启信号给车身控制模块；

所述车身控制模块基于所述开启信号控制执行机构开启或解锁后备箱；

所述执行机构用于执行后备箱的打开与关闭操作。

还包括车载显示器，当车速大于0km/h时，该车载显示器与所述图像获取装置连接，图像获取装置将采集的车身尾部环境信息发送至车载显示器进行显示。

还包括第一感应装置和背门防夹模块，背门防夹模块分别与第一感应装置、执行机构、can总线连接；

所述第一感应装置用于检测后备箱关闭过程中的压力或阻力，并将检测结果传输到背门防夹模块；

所述背门防夹模块用于接收第一感应装置所检测的信号，并判断在关闭过程中是否有物体阻挡，若有则发出信号给执行机构控制后备箱打开。

还包括辅助照明装置和第二感应装置，第二感应装置与辅助照明装置连接，辅助照明装置与can总线连接；

所述第二感应装置安装于车辆后车窗顶部边缘的中部位置，用于接收车辆周围的光线信号，并将光线信号检测结果传输给车辆pke模块内部的微控制器；

所述辅助照明装置基于光线信号检测结果执行开启或关闭操作。

本发明所述的汽车后备箱智能开启方法，采用本发明所述的汽车后备箱智能开启系统，其开启方法包括以下步骤：

步骤s1：预存储或预训练过程

s11、利用图像获取装置在不同角度及不同光线条件下采集使用者的人脸图像，建立该车辆的人脸图像数据库，并利用图像识别与判断模块训练此人脸图像数据库，构建属于该车的人脸图像识别模型，并将此人脸图像识别模型存储于图像识别与判断模块中；

s12、利用图像获取装置采集使用者头部的各种预设动作，建立该车辆的预设动作数据库，并利用图像识别与判断模块训练此预设动作数据库，构建属于该车的预设动作识别模型，并将此预设动作识别模型存储于图像识别与判断模块中；

步骤s2：钥匙pke认证过程

当使用者携带无线遥控钥匙进入与车辆pke模块通信范围内时，钥匙pke模块接收并识别车辆pke模块发出的第一信号，若识别通过，则发出第二信号；车辆pke模块接收和识别钥匙pke模块发出的第二信号，若识别通过，则表示无线遥控钥匙认证通过；在无线遥控钥匙认证通过后，车辆pke模块检测无线遥控钥匙与车辆pke模块的距离是否有逐渐减小的过程，若逐渐减小到预设距离值后且波动较小时，则将系统唤醒；

步骤s3：信号采集或接收过程

系统唤醒后，图像获取装置通电，利用图像获取装置采集人脸图像，并将该人脸图像传输到图像识别与判断模块中；

步骤s4：人脸信号识别与判断过程

当人脸图像采集完成之后，首先判断车速是否为0km/h，若是，则将该人脸图像传输到图像识别与判断模块；图像识别与判断模块检测人脸图像中是否含有人脸；若没有，则重复步骤s3；若有，则利用预先存储于图像识别与判断模块的人脸识别模型识别该人脸，判断该人脸是否在人脸数据库，若否，则不做任何动作；若是，则执行步骤s5；

步骤s5：头部动作识别过程

若人脸图像判断通过，则利用图像获取装置继续采集人头部的动作信息，并检测头部是否做出预设的相应动作；若无，则不做任何操作；若有，则执行步骤s6；

步骤s6：开启后备箱过程

若图像识别与判断模块检测到头部的对应动作，则认为车主欲开启后备箱，将开启信号返回给车辆pke模块，由车辆pke模块发出开启信号给车身控制模块通过执行机构开启或解锁后备箱。

还包括第一感应装置和背门防夹模块，背门防夹模块分别与第一感应装置、执行机构、can总线连接；

所述第一感应装置用于检测后备箱关闭过程中的压力或阻力，当第一感应装置检测到的压力或阻力大于第一预设阈值时，则通过背门防夹模块来控制执行机构将后备箱重新打开。

还包括辅助照明装置和第二感应装置，第二感应装置与辅助照明装置连接，辅助照明装置与can总线连接；所述第二感应装置安装于车辆后车窗顶部边缘的中部位置，用于接收车辆周围的光线信号；

当第二感应装置检测到光线的明暗程度小于第二预设阈值时，则发出信号给车身控制器控制辅助照明装置打开，以对图像获取装置起到辅助照明作用。

此外，当车速大于0km/h，利用图像获取装置采集车身尾部环境信息，并发送至车载显示器进行实时显示，以替代传统车内后视镜的作用。

本发明的有益效果：

（1）采用钥匙pke认证与人脸识别（包含人脸图像识别和头部动作识别）双重自动认证方式开启后备箱，更具更高的安全性；

（2）该系统旨在提高汽车后备箱开启便利性的同时，不需要用户伸手或抬脚去感应相关传感器，进而提高了用户的用车体验；

（3）采用传感器来控制图像采集辅助照明灯的开启，避免采样时光线暗造成采样图像不清晰，确保了在夜晚和光线不佳的条件下，也能够快速的开启后备箱，具备较好的适应性；

（4）在车辆行驶过程中，能够利用系统的图像获取装置实时监控车辆后方的行车环境，能够完全替代传统的车辆内后视镜，增加了后方视野，提升了行车安全性。

（5）增加了防夹模块，能够实现过载停止，起到防夹功能进而保障人生安全，以及对后备箱门的保护作用。

综上所述，本发明在保证后备箱开启便利性、安全性的同时提升了后备箱开启的智能化程度。

附图说明

图1为本发明的原理框图；

图2为本发明的流程图；

图中：1、钥匙pke模块，2、车辆pke模块，3、车身控制模块，4、第一感应装置，5、背门防夹模块，6、执行机构，7、后备箱，8、辅助照明装置，9、第二感应装置，10、图像识别与判断模块，11、图像获取装置，12、车载显示器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示的汽车后备箱智能开启系统，包括钥匙pke模块1、车辆pke模块2、车身控制模块3、信号采集与处理模块和执行机构6。

所述钥匙pke模块1用于接收和识别车辆pke模块2发出的第一信号（比如：低频信号），若识别通过，则发出第二信号（比如：高频信号）。

所述车辆pke模块2用于向钥匙pke模块1发出第一信号，并接收和识别钥匙pke模块1的第二信号，若识别通过，并在车辆pke模块2与钥匙pke模块1之间的距离减小到预设距离值且波动较小时，唤醒车辆pke模块2内部的微控制器。

所述信号采集与处理模块包括图像获取装置11，以及与图像获取装置11连接的图像识别与判断模块10，该图像识别与判断模块10通过can总线分别与车身控制3、车辆pke模块2连接。

所述图像获取装置11用于采集人脸图像。本实施例中，图像获取装置11优选为高清摄像头，安装在车辆的后部。

所述图像识别与判断模块10用于对所述人脸图像进行处理并与数据库中存储的人脸模板进行对比；若对比成功，则继续通过图像获取装置11采集人头部的动作信息，图像识别与判断模块10判断该动作信息是否与数据库中预设动作信息相匹配，若是，则认为车主欲开启后备箱7，并将开启信号返回给车辆pke模块2，由车辆pke模块2发出开启信号给车身控制模块3。

所述车身控制模块3基于所述开启信号控制执行机构6开启或解锁后备箱7。

所述执行机构6用于执行后备箱7的打开与关闭操作。

本发明所述的汽车后备箱智能开启系统，还包括车载显示器12，该车载显示器12与所述图像获取装置11连接，以便于在行车过程中，图像获取装置11可与车载显示器12互联，以便驾驶员实时监控车辆后方的行车环境，从而可以完全替代车内后视镜，能够增加后方视野，提升行车过程中的安全性。

本发明所述的汽车后备箱智能开启系统，还包括第一感应装置4和背门防夹模块5，背门防夹模块5分别与第一感应装置4、执行机构6、can总线连接。所述第一感应装置4用于检测后备箱7关闭过程中的压力或阻力，并将检测结果传输到背门防夹模块5。所述背门防夹模块5用于接收第一感应装置4所检测的信号，并判断在关闭过程中是否有物体阻挡，若有则发出信号给执行机构6控制后备箱7打开。本实施例中，第一感应装置4采用压力传感器。

本发明所述的汽车后备箱智能开启系统，还包括辅助照明装置8和第二感应装置9，第二感应装置9与辅助照明装置8连接，辅助照明装置8与can总线连接。所述第二感应装置9安装于车辆后车窗顶部边缘的中部位置，且位于图像获取装置11的正上方，用于接收车辆周围的光线信号，并将光线信号检测结果传输给车辆pke模块2内部的微控制器。所述辅助照明装置8基于光线信号检测结果执行开启或关闭操作。本实施例中，第二感应装置9采用光线传感器。

如图2所示，本发明所述的汽车后备箱智能开启方法，采用本发明所述的汽车后备箱智能开启系统，其开启方法包括以下步骤：

步骤s1：预存储或预训练过程

s11、利用图像获取装置11在不同角度及不同光线条件下采集使用者的人脸图像，建立该车辆的人脸图像数据库，并利用图像识别与判断模块10训练此人脸图像数据库，构建属于该车的人脸图像识别模型，并将此人脸图像识别模型存储于图像识别与判断模块10中。

s12、利用图像获取装置11采集使用者头部的各种预设动作（如连续点头2次、连续眨眼2次等），建立该车辆的预设动作数据库，并利用图像识别与判断模块10训练此预设动作数据库，构建属于该车的预设动作识别模型，并将此预设动作识别模型存储于图像识别与判断模块10中。

步骤s2：钥匙pke认证过程

当车辆熄火，拉上手刹后，车主携带无线遥控钥匙离开车辆，进入停车、闭锁状态。当使用者再次携带无线遥控钥匙进入与车辆pke模块2通信范围内时，钥匙pke模块1接收并识别车辆pke模块2发出的第一信号，若识别通过，则发出第二信号；车辆pke模块2接收和识别钥匙pke模块1发出的第二信号，若识别通过，则表示无线遥控钥匙认证通过；在无线遥控钥匙认证通过后，车辆pke模块2检测无线遥控钥匙与车辆pke模块2的距离是否有逐渐减小的过程，若逐渐减小到预设距离值后且波动较小时，则将系统唤醒。

步骤s3：信号采集或接收过程

在处于白天或光线条件较好的状态下，系统唤醒后，图像获取装置11通电，利用图像获取装置11采集人脸图像，并将该人脸图像传输到图像识别与判断模块10中。

在处于夜间或光线不佳情形时，图像获取质量较差，不利于人脸图像识别。此时，由光线传感器感应光线的明暗程度来开启辅助照明装置8，使得摄像头能够在较好的光线条件下获取人脸图像，更便于人脸图像的识别。辅助照明装置8的开启过程为：若光线传感器检测到光线的明暗程度小于第二预设阈值时，则发出信号给车身控制器控制辅助照明装置8（比如：led灯）打开（系统设置为打开一定时间后自动关闭），以起到辅助照明作用，再进行人脸图像的采集工作。

步骤s4：人脸信号识别与判断过程

当人脸图像采集完成之后，首先判断车速是否为0km/h，若否，则利用图像获取装置11采集车身尾部环境信息，并发送至车载显示器12进行实时显示；若是，则将该人脸图像传输到图像识别与判断模块10；图像识别与判断模块10检测人脸图像中是否含有人脸；若没有，则重复步骤s3；若有，则利用预先存储于图像识别与判断模块10的人脸识别模型识别该人脸，判断该人脸是否在人脸数据库，若否，则不做任何动作；若是，则执行步骤s5。

步骤s5：头部动作识别过程

若人脸图像判断通过，则利用图像获取装置11继续采集人头部的动作信息，并检测头部是否做出预设的相应动作（比如：连续眨眼2次，或连续点头2次等）；若无，则不做任何操作；若有，则执行步骤s6。

步骤s6：开启后备箱过程

若图像识别与判断模块10检测到头部的对应动作，则认为车主欲开启后备箱7，将开启信号返回给车辆pke模块2，由车辆pke模块2发出开启信号给车身控制模块3通过执行机构6开启或解锁后备箱7。

当后备箱7使用完成后，用户可以通过钥匙上的加锁按钮来完成后备箱7的加锁与关闭。若用户在放置物品时，不慎按下加锁按钮，后备箱7门下降触碰到人体或物体，压力传感器检测到下降阻力突然增大，则可通过防夹模块来控制执行机构6将后备箱7重新打开，起到保护用户人身安全和防止后备箱7门被撞坏的有益效果。