一种基于智能手机接近感知的汽车无钥匙进入系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于智能手机接近感知的汽车无钥匙进入系统，包括：设置在智能手机上的信息请求模块、实时定位引擎模块、信息发送模块；所述信息请求模块用于向云平台请求信息；所述实时定位引擎模块用于实现精确可靠的手机相对车辆的空间定位；车载装置，包括车载iBeacon基站、车载蓝牙通讯模块、信息处理模块、车门控制器模块、发动机控制器模块；信息处理模块用于根据获得的用户相对车辆的空间位置信息的变化来分别对车载控制器进行指令控制；云平台，所述云平台用于预存每辆汽车的车载iBeacon基站的UUID和MAC地址信息，以及每种车型所对应的蓝牙指纹库和阈值信息。本发明专利技术通过高可靠性的人车相对定位进行无干预的车辆进入控制与位置服务。

A car keyless entry system and control method based on smart phone proximity perception

The invention discloses a keyless entry system based on intelligent mobile phone close to the perception of the car includes: setting on smart mobile phone information request module, real-time positioning engine module, information transmitting module; the information request module for the Xiang Yun platform request information; the real-time positioning engine module is used for spatial positioning accurate and reliable mobile phone relative to the vehicle; vehicle device, including vehicle iBeacon base station, Bluetooth communication module, information processing module, the controller module, engine controller module; information processing module is used to obtain the user space according to the change of the relative position information of the vehicle to vehicle control commands of controller; cloud platform, the cloud platform for vehicle iBeacon the base station stored per car UUID and MAC address information, and each of the corresponding models Bluetooth fingerprint library and threshold information. The invention provides a non intervention vehicle entry control and position service through the relatively high reliability of the relative positioning of the human vehicle.

【技术实现步骤摘要】
一种基于智能手机接近感知的汽车无钥匙进入系统及控制方法
本专利技术涉及汽车自动化技术，尤其涉及一种基于智能手机接近感知的汽车无钥匙进入系统及控制方法。
技术介绍
现有的汽车开始大量的配备无钥匙进入系统，主要利用车载设备和智能钥匙通过无线方式估算智能钥匙与汽车的相互距离，并实现鉴权，为驾乘人员提供便利。智能手机和移动互联网的普及，利用智能手机的通信能力、计算能力和内置的各种传感器，通过动态密码等方式实现安全可靠的汽车无钥匙进入系统。CN106379273A公开了一种用于汽车无钥匙系统的账户管理方法。汽车无钥匙进入系统中另一项关键技术是估算智能钥匙与汽车的相互位置关系，CN103625426A，CN104618422A，CN104527576A，公开了利用卫星定位技术、Wi-Fi定位技术、蓝牙定位技术，得到空间绝对位置或者相对位置的方法。智能手机的计算能力、通信能力和各种传感器，为实现高可靠性的手机-车辆接近感知提供可能。CN104464040A提出了利用智能手机的蓝牙模块与汽车蓝牙模块通过密钥验证方法，实现无钥匙控制的方法。这些方法对于智能手机以及支撑的信号环境，定位误差控制在1米以下非常困难，限制了车内以及紧邻车外区域的精准位置服务。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种基于智能手机接近感知的汽车无钥匙进入系统及控制方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于智能手机接近感知的汽车无钥匙进入系统，包括：设置在智能手机上的信息请求模块、实时定位引擎模块(由BLE蓝牙指纹定位子模块和IMU动作识别子模块融合组成)、信息发送模块；所述信息请求模块用于通过智能手机上的蜂窝移动通讯模块向云平台请求车辆的车载iBeacon信息以及车辆所对应车型的蓝牙指纹信息库和阈值信息；所述实时定位引擎模块由BLE蓝牙指纹定位子模块和IMU动作识别子模块融合组成，通过BLE蓝牙指纹定位与IMU动作识别的融合实现精确可靠的手机相对车辆的空间定位；所述信息发送模块用于通过智能手机的蓝牙通讯模块和车载蓝牙通讯模块进行通信，将智能手机端实时定位引擎模块计算出的当前手机相对于车辆的空间位置发送给车辆的信息处理模块；车载装置，包括车载iBeacon基站、车载蓝牙通讯模块、信息处理模块、车门控制器模块、发动机控制器模块；所述车载iBeacon基站为两个功率相同的iBeacon，分别出厂前固定在汽车的仪表台部分和汽车的后备箱中间位置，主要用于向四周发射蓝牙无线信号，手机通过检测该车载iBeacon基站的信号强度从而实现用户的位置定位；信息处理模块用于根据获得的用户(手机)相对车辆的空间位置信息的变化来分别对车门控制器和发动机控制器进行指令控制；车门控制器，用于根据信息处理模块的指令控制车辆车门的关闭和打开；发动机控制器，用于根据信息处理模块的指令控制车辆发动机的启动和关闭；云平台，所述云平台用于预存每辆汽车的车载iBeacon基站的UUID和MAC地址信息，以及每种车型所对应的蓝牙指纹库和阈值信息(每款车型在出厂前就预先采集蓝牙数据建立指纹信息库和阈值数据，并上传云平台)。按上述方案，所述实时定位引擎模块的具体工作方法如下：将人相对于车辆的空间位置设为三大区域，分别是IN区域(人位于车内)、NEAR区域(人位于车外离车5米范围内)、FAR区域(人位于车外离车5米范围外)；首先，实时定位引擎模块中BLE蓝牙指纹定位子模块采用基于蓝牙信号阈值和指纹匹配的方法，粗粒度的计算手机与车辆的位置关系；然后IMU动作识别子模块识别用户所处实时状态：从车外到车内(“上车”动作)，从车内到车外(“下车”动作)、行走状态、静止状态、以及车内活动状态(即用手机“处理业务”状态)，将这些动作状态的迁移与BLE蓝牙指纹定位结果相融合，实现精确可靠的定位出人在相对于车辆的IN区域、NEAR区域或者FAR区域。具体为：根据IMU动作识别子模块检测到的用户最近时刻动作状态V来进一步证实当前用户的位置是否发生改变，如果证实发生改变则将蓝牙定位区域B作为用户当前位置输出，否则保持原有用户位置状态。按上述方案，所述信息处理模块的指令判断具体如下：当判断人由相对车辆FAR区域进入相对车辆NEAR区域时，向车门控制器发出“打开车门”指令；当判断人由相对车辆NEAR区域进入车辆IN区域时，向发动机控制器发出“启动发动机”指令；当判断人由车辆IN区域转换到NEAR区域时，向发动机控制器模块发出“关闭发动机”指令；当判断人由车辆的NEAR区域转变到FAR区域时，可以向车门控制器模块发出“关闭车门”指令。本专利技术还提供一种基于智能手机接近感知的汽车无钥匙进入控制方法，具体包括如下步骤：S1，通过智能手机的蜂窝通信模块从云平台获取车辆的车载iBeacon基站UUID和MAC地址信息，以及该车型所对应的蓝牙指纹库信息、阈值信息；所述云平台预存每辆汽车的车载iBeacon基站的UUID和MAC地址信息，以及每种车型所对应的蓝牙指纹库和阈值信息；S2，采集当前用户位置的iBeacon信号强度值(s1,s2)，根据S1中获取到的该车型的指纹库和阈值数据进行判断出用户当前所处的区域B(i)；所述区域包括IN区域：人位于车内，NEAR区域：人位于车外离车5米范围内，FAR区域：人位于车外离车5米范围外；S3：对S2中得出的蓝牙定位区域B(i)进行有效性检查；具体方法为要求当前i时刻的蓝牙定位区域B(i)和前四次的蓝牙定位区域B(j)(j取值范围为i-1,i-2,i-3,i-4)中必须有2次相同则得出B(i)是有效的，否则无效；如果判断区域B(i)无效则直接结束，返回执行S2步骤；如果判断区域B有效则继续进行接下来流程；S4：检查蓝牙定位区域B和用户上一个时刻的位置A(i-1)是否发生改变，如果没有发生改变，则直接得出结论B就是用户当前的位置A(i)，并结束接下来的流程；否则继续进行；S5：利用智能手机中IMU动作识别模块检测用户动作状态的迁移，检测出用户最近时刻的动作状态为V；S6：根据S5中检测到的用户最近时刻动作状态V来进一步证实当前用户的位置是否发生改变，如果证实发生改变则将蓝牙定位区域B(i)作为用户当前位置A(i)输出，否则保持原有用户位置状态，将A(i-1)作为A(i)输出；S7：根据S6的结果获得的用户(手机)相对车辆的空间位置信息的变化来分别对车门控制器和发动机控制器进行指令控制。按上述方案，所述步骤S1中，云平台中对应的BLE指纹数据库和阈值信息的建立过程为：S1.1，利用能手机采集多组分别位于车辆外左前方，右前方，左边，右边，左后方，右后方；车内主驾驶位，副驾驶位，操纵杆，后座左边，后座中间，后座右边，一共12个参考点处的车载iBeacon信号强度向量值s＝(s1,s2)，其中，s1代表位于车内仪表台iBeacon基站的信号值，s2代表位于车辆后备箱中间iBeacon基站的信号值，每组数据采集时间相同，用于计算该车型在云平台中所对应的BLE指纹数据库；S1.2，对于步骤S1.1中在12个参考点处采集到的车辆前后两个iBeacon基站的信号值分别求平均值，得到每个参考点处的BLE指纹数据S1.3，利用智能手机在离车辆5米的地方绕车行走，采集多本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于智能手机接近感知的汽车无钥匙进入系统，包括：设置在智能手机上的信息请求模块、实时定位引擎模块、信息发送模块；所述信息请求模块用于通过智能手机上的蜂窝移动通讯模块向云平台请求车辆的车载iBeacon信息以及车辆所对应车型的蓝牙指纹信息库和阈值信息；所述实时定位引擎模块由BLE蓝牙指纹定位子模块和IMU动作识别子模块融合组成，通过BLE蓝牙指纹定位与IMU动作识别的融合实现精确可靠的手机相对车辆的空间定位；所述信息发送模块用于通过智能手机的蓝牙通讯模块和车载蓝牙通讯模块进行通信，将智能手机端实时定位引擎模块计算出的当前手机相对于车辆的空间位置发送给车辆的信息处理模块；车载装置，包括车载iBeacon基站、车载蓝牙通讯模块、信息处理模块、车门控制器模块、发动机控制器模块；所述车载iBeacon基站为两个功率相同的iBeacon，分别出厂前固定在汽车的仪表台部分和汽车的后备箱中间位置，用于向四周发射蓝牙无线信号，通过检测该车载iBeacon基站的信号强度实现用户的位置定位；信息处理模块用于根据获得的用户相对车辆的空间位置信息的变化来分别对车载控制器进行指令控制；所述车载控制器包括车门控制器和发动机控制器；车门控制器，用于根据信息处理模块的指令控制车辆车门的关闭和打开；发动机控制器，用于根据信息处理模块的指令控制车辆发动机的启动和关闭；云平台，所述云平台用于预存每辆汽车的车载iBeacon基站的UUID和MAC地址信息，以及每种车型所对应的蓝牙指纹库和阈值信息。...

【技术特征摘要】
1.一种基于智能手机接近感知的汽车无钥匙进入系统，包括：设置在智能手机上的信息请求模块、实时定位引擎模块、信息发送模块；所述信息请求模块用于通过智能手机上的蜂窝移动通讯模块向云平台请求车辆的车载iBeacon信息以及车辆所对应车型的蓝牙指纹信息库和阈值信息；所述实时定位引擎模块由BLE蓝牙指纹定位子模块和IMU动作识别子模块融合组成，通过BLE蓝牙指纹定位与IMU动作识别的融合实现精确可靠的手机相对车辆的空间定位；所述信息发送模块用于通过智能手机的蓝牙通讯模块和车载蓝牙通讯模块进行通信，将智能手机端实时定位引擎模块计算出的当前手机相对于车辆的空间位置发送给车辆的信息处理模块；车载装置，包括车载iBeacon基站、车载蓝牙通讯模块、信息处理模块、车门控制器模块、发动机控制器模块；所述车载iBeacon基站为两个功率相同的iBeacon，分别出厂前固定在汽车的仪表台部分和汽车的后备箱中间位置，用于向四周发射蓝牙无线信号，通过检测该车载iBeacon基站的信号强度实现用户的位置定位；信息处理模块用于根据获得的用户相对车辆的空间位置信息的变化来分别对车载控制器进行指令控制；所述车载控制器包括车门控制器和发动机控制器；车门控制器，用于根据信息处理模块的指令控制车辆车门的关闭和打开；发动机控制器，用于根据信息处理模块的指令控制车辆发动机的启动和关闭；云平台，所述云平台用于预存每辆汽车的车载iBeacon基站的UUID和MAC地址信息，以及每种车型所对应的蓝牙指纹库和阈值信息。2.根据权利要求1所述的基于智能手机接近感知的汽车无钥匙进入系统，其特征在于，所述实时定位引擎模块的工作方法如下：将人相对于车辆的空间位置设为三大区域，分别是IN区域：人位于车内、NEAR区域：人位于车外离车5米范围内、FAR区域：人位于车外离车5米范围外；首先，实时定位引擎模块中BLE蓝牙指纹定位子模块采用基于蓝牙信号阈值和指纹匹配的方法，粗粒度的计算手机与车辆的位置关系；然后IMU动作识别子模块识别用户所处实时状态：从车外到车内，从车内到车外、行走状态、静止状态、以及车内活动状态，将这些动作状态的迁移与BLE蓝牙指纹定位结果相融合，实现精确可靠的定位出人在相对于车辆的IN区域、NEAR区域或者FAR区域。3.根据权利要求1所述的基于智能手机接近感知的汽车无钥匙进入系统，其特征在于，所述信息处理模块的指令判断具体如下：当判断人由相对车辆FAR区域进入相对车辆NEAR区域时，向车门控制器发出“打开车门”指令；当判断人由相对车辆NEAR区域进入车辆IN区域时，向发动机控制器发出“启动发动机”指令；当判断人由车辆IN区域转换到NEAR区域时，向发动机控制器模块发出“关闭发动机”指令；当判断人由车辆的NEAR区域转变到FAR区域时，可以向车门控制器模块发出“关闭车门”指令。4.根据权利要求1所述的基于智能手机接近感知的汽车无钥匙进入系统，其特征在于，所述实时定位引擎模块的具体工作方法如下：S1，通过智能手机的蜂窝通信模块从云平台获取车辆的车载iBeacon基站UUID和MAC地址信息，以及该车型所对应的蓝牙指纹库信息、阈值信息；所述云平台预存每辆汽车的车载iBeacon基站的UUID和MAC地址信息，以及每种车型所对应的蓝牙指纹库和阈值信息；S2，采集当前用户位置的iBeacon信号强度值(s1,s2)，根据S1中获取到的该车型的指纹库和阈值数据进行判断出用户当前时刻i所处的区域B(i)；所述区域包括IN区域：人位于车内，NEAR区域：人位于车外离车5米范围内，FAR区域：人位于车外离车5米范围外；S3：对S2中得出的蓝牙定位区域B进行有效性检查；有效性检查的具体方法为：要求当前i时刻的蓝牙定位区域B(i)和前四次的蓝牙定位区域B(j)中至少有2次相同则得出B(i)是有效的，否则无效；如果判断区域B(i)无效则直接结束，返回执行S2步骤；如果判断区域B有效则继续进行接下来的流程；S4：检查蓝牙定位区域B(i)和用户上一个时刻的位置A(i-1)是否发生改变，如果没有发生改变，则直接得出结论B就是用户当前的位置A(i)，并结束接下来的流程；否则继续进行；S5：利用智能手机中IMU动作识别模块检测用户动作状态的迁移，检测出用户最近时刻的动作状态为V；S6：根据S5中检测到的用户最近时刻动作状态V来进一步证实当前用户的位置是否发生改变，如果证实发生改变则将蓝牙定位区域B(i)作为用户当前位置A(i)输出，否则保持原有用户位置状态，将A(i-1)作为A(i)输出。5.根据权利要求4所述的基于智能手机接近感知的汽车无钥匙进入系统，其特征在于，所述S2中采集当前用户位置的iBeacon信号强度值(s1,s2)进行区域定位的间隔周期为20ms。6.一种基于智能手机接近感知的汽车无钥匙进入控制方法，其特征在于，包括如下步骤：S1，通过智能手机的蜂窝通信模块从云平台获取车辆的车载iBeacon基站UUID和MAC地址信息，以及该车型所对应的蓝牙指纹库信息、阈值信息；所述云平台预存每辆汽车的车载iBeacon基站的UUID和MAC地址信息，以及每种车型所对应的蓝牙指纹库和阈值信息；S2，采集当前用户位置的iBeacon信号强度值(s1,s2)，根据S1中获取到的该车型的指纹库和阈值数据进行判断出用户当前所处的区域B(i)；所述区域包括IN区域：人位于车内，NEAR区域：人位于车外离车5米范围内，FAR区域：人位于车外离车5米范围外；S3：对S2中得出的蓝牙定位区域B(i)进行有效性检查；具体方法为要求当前i时刻的蓝牙定位区域B(i...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾浩军，杨银潮，陈立，张楚韩，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42