采用飞行时间距离测量的被动进入系统技术方案

本发明专利技术公开了一种采用飞行时间距离测量的被动进入系统。系统和方法采用超宽带(UWB)飞行时间(ToF)距离测量以用于相对于目标来定位便携式设备。用于定位便携式设备的UWB ToF距离测量的性能和可靠性是基于信号质量计算通过调整通信重试策略实施的。由基站的每个卫星接收的UWB信号的质量是基于类似信号强度、噪声级、以及第一路径信号功率与总信号功率的比率的因素来评估的。这个数据用于将重试策略引导到接收这些卫星的最佳信号质量的卫星，以进行与便携式设备的ToF距离测量和/或将校正因子添加到计算出的ToF距离测量值。

【技术实现步骤摘要】
采用飞行时间距离测量的被动进入系统
本公开涉及采用飞行时间距离测量的被动进入系统(passiveentrysystem)。背景被动进入系统包括便携式遥控器和基站。遥控器(例如，钥匙终端(“终端(fob)”))由用户携带。基站在目标处。终端和基站相互进行无线通信，以用于遥控目标。由交通工具被动进入系统提供的被动进入功能包括在检测出终端靠近交通工具的时候，自动将车门解锁。系统可以响应于车门把手被触摸到而检测终端。因为拥有终端的用户通过仅操纵门把手就可以将交通工具解锁，所以终端相对于交通工具的位置应当被检测出。终端应当在将交通工具解锁之前紧密靠近交通工具。否则，无论何时终端在交通工具的大致附近内，未被授权的用户都可能都能够将交通工具解锁。传统的系统已将从终端到交通工具的接收到的射频和/或低频(LF)无线信号的信号强度用于确定终端的位置。然而，这些系统可容易遭受中继或放大无线信号的安全攻击。使用在终端和交通工具之间的RF无线信号的传播延迟(即，飞行时间(ToF))以检测终端的位置的系统解决了这个弱点。由于信号的传播速度是恒定的，因此在终端和交通工具之间的双向RF无线信号交换的时间延迟可以用于计算在终端和交通工具之间的距离。该操作涉及记录并且传达在终端和交通工具之间的信号交换的发送和接收的时间戳。概述被动进入系统和方法采用超宽带(UWB)飞行时间(ToF)距离测量以用于相对于目标来定位便携式设备。用于在非理想的环境中定位便携式设备的UWBToF距离测量的性能和可靠性是基于信号质量计算通过调整通信重试策略来改进的。由在目标处的基站的多个卫星(satellite)或者锚(“卫星”)中的每个接收的UWB无线信号的质量是基于类似信号强度、环境噪声级、以及第一路径信号功率与总信号功率的比率的因素来评估或者测量的。这个数据被分析并且用于将重试策略引导到对于这些卫星来说接收到最佳的或者最高的信号质量的卫星，以参与与便携式设备的ToF距离测量和/或将校正因子添加到计算出的在卫星和便携式设备之间的ToF距离测量值。因此，通过使用较少的重试，传送序列的总延迟可以降低，并且便携式设备的电池寿命可以提高，并且ToF距离测量准确性可以改善。被动进入方法包括在基站的每个卫星处评估由卫星从遥控器接收的测试信号的信号质量。与其余卫星相比具有更高的信号质量的卫星被选定，并且使用选定的卫星进行与遥控器的飞行时间(ToF)距离测量。每个卫星可以包括超宽带(UWB)收发器，并且遥控器可以包括UWB收发器。在这种情况下，在每个卫星处评估由卫星从遥控器接收的测试信号的信号质量包括卫星的UWB收发器评估由卫星的UWB收发器从遥控器的UWB收发器接收的UWB测试信号。该方法还可以包括基于由卫星的UWB收发器从遥控器的UWB收发器接收的UWB距离测量信号的传播时间，检测在处于ToF距离测量中的每个卫星和遥控器之间的距离，并且基于检测出的在卫星的至少一个卫星中的每个卫星和遥控器之间的距离，检测遥控器的位置。卫星的UWB收发器可以通过测量接收到的UWB测试信号的噪声级、第一路径信号功率、以及第一路径信号功率与总信号功率的比率之中的至少一者，来评估由卫星的UWB收发器接收的UWB测试信号。在这种情况下，基于在测量出的噪声级、第一路径信号功率以及第一路径信号功率与总信号功率的比率中的至少一者，可以校正检测出的距离。基于至少校正后的检测出的距离，可以检测遥控器的位置。被动进入系统包括遥控器以及具有控制器和多个卫星的基站。每个卫星评估由卫星从遥控器接收的测试信号的信号质量。控制器引导与其余卫星相比具有更高的信号质量的卫星进行与遥控器的ToF距离测量。另一种被动进入系统包括遥控器和基站，遥控器具有UWB收发器，基站包括控制器和在目标的相应位置处的卫星。每个卫星具有UWB收发器。每个卫星的UWB收发器评估由卫星的UWB收发器从遥控器的UWB收发器接收的UWB测试信号的信号质量。控制器引导与其余卫星相比具有更高的信号质量的卫星进行与遥控器的UWBToF距离测量，以用于检测遥控器相对于目标的位置。另一种被动进入方法包括由在基站的卫星处的UWB收发器评估由UWB收发器从遥控器接收的UWB信号的信号质量。基于由UWB收发器从遥控器接收的UWB信号的传播时间，检测在卫星和遥控器之间的距离。根据由对UWB收发器接收的UWB信号的评估出的信号质量，调整检测出的距离。UWB收发器可以通过测量在噪声级、第一路径信号功率、以及第一路径信号功率与总信号功率的比率之中的至少一者以评估由UWB收发器接收的UWB测试信号的信号质量，来评估由UWB收发器从遥控器接收的UWB信号。在这种情况下，基于在测量出的噪声级、第一路径信号功率以及第一路径信号功率与总信号功率的比率中的至少一者，可以调整检测出的距离。附图简述图1示出具有基站和便携式遥控器的遥控系统的框图；图2示出描绘用于检测便携式遥控器的位置的遥控系统的操作的流程图；图3A示出在基站的卫星和便携式遥控器之间的视线场景；图3B示出在基站的卫星和便携式遥控器之间的非视线场景；图4示出遥控系统在检测便携式遥控器的位置时的操作的交通工具的示例性实施方式；以及图5示出描绘用于检测便携式遥控器的位置的遥控系统的替换的或者额外的操作的流程图。详细描述本文公开了本专利技术的详细的实施例；然而，将理解的是，所公开的实施例仅是可以以各种形式和可选的形式体现的本专利技术的示例。附图未必是按比例的；一些特征可以被夸大或缩小，以示出特定部件的细节。因此，本文公开的具体结构细节以及功能性细节不应解释为限制性的，而仅仅作为用于教导本领域的技术人员以各种方式利用本专利技术的代表性基础。现在参考图1，其示出了遥控系统10的框图。遥控系统10包括便携式遥控器12和基站14。基站14在目标(诸如，交通工具)处。在其他实施例中，目标是房屋、车库、大门、建筑物、门、照明系统等等。基站14被配置成能够控制交通工具的功能。遥控器12和基站14可操作用于相互无线发送/接收信号，以使得遥控器能够经由基站遥控交通工具。遥控系统10被配置成执行被动进入被动启动(PEPS)功能。PEPS能力使得遥控器12能够自动地(或者“被动地”)遥控交通工具，而不需要用户激活遥控器。作为被动进入功能的示例，基站14响应于遥控器12在交通工具附近而将车门解锁。当携带遥控器的用户触摸交通工具的门把手的时候，基站14检测出遥控器12在交通工具附近的存在。作为被动启动功能的示例，一旦拥有遥控器12的用户按下在交通工具控制板上的启动按钮，基站14就启动交通工具。遥控系统10还可以被配置成执行远程免钥匙进入(RKE)功能。RKE能力使得遥控器12能够响应于用户激活遥控器的按钮等等而遥控交通工具。作为RKE功能的示例，基站14响应于从遥控器12接收到车门解锁命令而将车门解锁。遥控器12响应于对应的用户驱动遥控器，将车门解锁命令发送到基站14。遥控器12是将要由用户携带的便携式设备。假设遥控器12是钥匙终端(“终端”)。在其他实施例中，遥控器12是智能电话、平板、可穿戴设备(诸如，智能手表)等等。如在图1中显示的，终端12包括低频(LF)接收器16、超宽带(UWB)收发器(发送器/接收器)18以及超高频(UHF)发送器20。L本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种被动进入方法，包括：在基站的每个卫星处评估由所述卫星从遥控器接收的测试信号的信号质量；由所述基站的控制器选择与其余卫星相比具有更高的信号质量的卫星；以及使用选定的卫星进行与所述遥控器的飞行时间(ToF)距离测量。

【技术特征摘要】
2016.07.01 US 15/200,4441.一种被动进入方法，包括：在基站的每个卫星处评估由所述卫星从遥控器接收的测试信号的信号质量；由所述基站的控制器选择与其余卫星相比具有更高的信号质量的卫星；以及使用选定的卫星进行与所述遥控器的飞行时间(ToF)距离测量。2.根据权利要求1所述的被动进入方法，其中，每个卫星包括超宽带(UWB)收发器，并且所述遥控器包括UWB收发器，其中：在每个卫星处评估由所述卫星从遥控器接收的测试信号的信号质量包括所述卫星的UWB收发器评估由所述卫星的UWB收发器从所述遥控器的UWB收发器接收的UWB测试信号。3.根据权利要求2所述的被动进入方法，还包括：基于由处于ToF距离测量中的每个卫星的UWB收发器从所述遥控器的UWB收发器接收的UWB距离测量信号的传播时间，检测该卫星和所述遥控器之间的距离；以及基于在所述卫星中的至少一个卫星中的每个卫星和所述遥控器之间的距离，检测所述遥控器的位置。4.根据权利要求2所述的被动进入方法，其中：所述卫星的UWB收发器通过以下操作来评估由所述卫星的UWB收发器从所述遥控器的UWB收发器接收的UWB测试信号：测量在噪声级、第一路径信号功率、以及所述第一路径信号功率与总信号功率的比率之中的至少一者以评估由所述卫星的UWB收发器接收的UWB测试信号的信号质量。5.根据权利要求4所述的被动进入方法，还包括：基于由处于ToF距离测量中的每个卫星的UWB收发器从所述遥控器的UWB收发器接收的UWB距离测量信号的传播时间，检测该卫星和所述遥控器之间的距离；基于在测量出的噪声级、第一路径信号功率以及所述第一路径信号功率与总信号功率的比率中的至少一者，校正检测出的距离；以及至少基于校正后的检测出的距离，检测所述遥控器的位置。6.根据权利要求1所述的被动进入方法，其中：所述信号质量是由所述卫星从所述遥控器接收到的测试信号的接收信号强度(RSSI)。7.一种被动进入系统，包括：遥控器；以及基站，所述基站具有控制器和多个卫星，每个卫星评估由所述卫星从所述遥控器接收到的测试信号的信号质量，所述控制器引导与其余卫星相比具有更高的信号质量的卫星进行与所述遥控器的飞行时间(ToF)距离测量。8.根据权利要求7所述的被动进入系统，其中：所述控制器还基于由处于ToF距离测量中的每个卫星从所述遥控器接收的距离测量信号的传播时间，检测在该卫星与所述遥控器之间的距离。9.根据权利要求8所述的被动进入系统，其中：所述控制器还基于在所述卫星中的至少一个卫星中的每个卫星和所述遥控器之间的距离，检测所述遥控器的位置。10.根据权利要求7所述的被动进入系统，其中：所述信号质量是由所述卫星从所述遥控器接收到的测试信号的接收信号强度(RSSI)。11.根据权利要求7所述的被动进入系统，其中：所述遥控器包括超宽带(UWB)收发器，并且每个卫星包括UWB收发器；并且所述测试信号是来自所述遥控器的UWB收发器的UWB测试信号，并且每个卫星评估由所述卫星的UWB收发器接收的UWB测试信号的信号质量。12.根据权利要求11所述的被动进入系统，其中：所述控制器还基于由处于ToF距离测量中的每个卫星的UWB收发器从所述遥控器接收的UWB距离测...

【专利技术属性】
技术研发人员：利雅得·哈巴尔，迈克尔·李，
申请(专利权)人：李尔公司，
类型：发明
国别省市：美国,US