Arduino 後車廂自動開啟系統

3.1 Arduino 後車廂自動開啟系統

3.1.1 系統架構

設計與實車安裝，系統示意圖如圖 3-1。所示。本系統利用 Arduino UNO R3 及透過 APP Inverter 開發的功能開啟控制軟體介面進行使用者動作的感測與判斷，手機控制

介面如圖 3-2 所示。

系統的概念如下:利用裝置在車後保險桿上且方向朝後的紅外線感測器，監測使 用者是否已經靠近；然後利用裝置在車底靠近保險桿處且方向朝下的超音波感測器，

監測使用者是否將腳伸入車底下達開啟後車廂的指令；然後在一秒內腳離開後，以紅 外線感測器感測使用者是否已經後退到安全距離，而且持續達設定的限制時間時，再 開啟後車廂以確保安全。

各步驟完成時蜂鳴器均發出短提醒，若是完成所有動作流程且在限制時間內，則 亮起藍色 LED 表示開啟，若是使用者沒有退到安全距離，則亮起黃色 LED來提醒感 測人員離開到安全距離外，以便安全開啟後車廂。

圖 3-1 系統示意圖 圖 3-2 手機控制介面圖

3.1.2 Arduino 後車廂自動開啟演算法

圖3-3 Arduino後車廂自動開啟演算法主流程圖

3.2 Arduino 後車廂自動開啟演算法硬體實現

3.2.1 硬體實現環境

為了驗證所提出的後車廂自動開啟系統， 我們使用 Arduino IDE 軟體+APP Inverter 編寫程式搭配硬體連接，進行以 Arduino 硬體實現搭配手機藍芽控制開關之 後車廂自動開啟演算法的硬體實現。Arduino 電路接線圖如圖 3-4 所示。

圖3-4 Arduino 電路接線圖

3.2.2 Arduino 演算法流程實現結果展示

將此系統安裝到車上進行實車測試，記錄某次測試過程中紅外線感測器感測的 距離、左側超音波感測的距離以及右側超音波感測的距離，分別以綠色、藍色以及黃 色曲線劃出，結果如圖 3-5 所示。

系統參數設定值如下: BODY_DISTANCE = 35、DANGEROUS_DISTANCE = 50、

FOOT_DISTANCE = 4。由綠色紅外線感測距離曲線顯示，測試者在第 12 秒時，出現 在危險距離之外的 63 公分處，第 14.25 秒時距離車子 34 公分，開始小於設定的 BODY_DISTANCE，滿足 STEP1 的條件，進入 STEP2。第 14.75 秒時，黃色曲線顯示 右側超音波感測距離為 21 公分，開始小於設定的(28 FOOT_DISTANCE)，滿足 STEP2 的條件，進入STEP3。第 15.25 秒時，黃色曲線顯示右側超音波感測的距離為 27 公 分，距離又開始大於等於(28 FOOT_DISTANCE)，滿足 STEP3 的條件。到了第 17.25 秒時，由綠色曲線顯示，紅外線感測器感測的距離為 54 公分，表示測試者已經退出 危險距離，滿足STEP4 的條件，在維持時間超過 Count/4 秒後，到了第 18.25 秒時，

系統會顯示 “Safety，open!” 蜂鳴器發出開啟提醒並點亮藍色 LED。由此實車測試結

圖3-5 右腳做感測動作時 Arduino 感測元件取樣圖

3.2.3 Arduino 演算法實現結果視訊展示

最後以三個測試者測試此實車安裝的後車廂自動開啟系統，同時錄製測試過程 的視訊，然後將錄製的 MP4 串流視訊檔上傳到 YouTube 來展示實際成效。日間與夜 間 Arduino 後車廂自動開啟系統展示視訊如圖 3-6 的超連結 [3] 與圖 3-7 的超連結 [4]所示。

在測試者穿著不同褲子與鞋子的情況下，我們的系統都能夠成功地偵測測試者 的動作，正確地發出開啟後車廂的控制訊號。

圖3-6 日間 Arduino後車廂自動開啟系統實車測試展示視訊 [3]

圖3-7 夜間 Arduino後車廂自動開啟系統實車測試展示視訊 [4]

3.2.4 應用改良- Arduino 後車廂自動開啟關閉系統

考慮到有時候需要從車廂內拿出，此時需要自動關閉後車廂。在演算法中增加 Flag 紀錄尾門狀態為開啟或關閉，運用同樣的感測動作使系統做出對應的啟閉反應。

圖3-8 日間 Arduino後車廂自動開啟關閉系統實車測試展示視訊 [5]

圖3-9 夜間 Arduino後車廂自動開啟關閉系統實車測試展示視訊 [6]