超宽带智能感测系统和方法技术方案

超宽带智能感测系统和方法。公开了一种系统和方法，其中可以通过选择用于发射一个或多个射频（RF）信号的一个或多个发射节点来确定操作状态。一个或多个接收节点可以接收所述一个或多个RF信号，所述一个或多个RF信号可以包括一个或多个信道状态数据。可以基于从所述一个或多个信道状态数据提取的一个或多个特征来确定操作状态。公开了另一种系统和方法，其中可以通过从至少一个发射节点发射射频（RF）信号来确定范围补偿值。所述一个或多个接收节点可以接收RF信号，并且可以使用该信号来估计信道状态数据。可以使用信道状态数据和指示所述至少一个发射节点的位置的定位值来确定范围补偿值。

【技术实现步骤摘要】
超宽带智能感测系统和方法
下文总体上涉及可以提供增加的环境感知、安保和安全性的超宽带感测系统和方法。
技术介绍
对于汽车应用而言，无钥匙进入系统提供远程访问，从而允许用户远程锁定或解锁车门的能力。例如，电子钥匙链（keyfob）包括用于锁定/解锁车门的按钮。最近，汽车制造商已经开始引入被称为被动无钥匙系统（passivekeylesssystem）的内容。被动无钥匙系统可以不需要按下按钮来锁定/解锁车门。被动无钥匙系统也可以不需要物理钥匙来启动车辆。取而代之，当电子钥匙链位于车辆附近或车辆内时，被动无钥匙系统可以允许执行这样的动作。
技术实现思路
公开了一种系统和方法，其中可以通过选择用于发射一个或多个射频（RF）信号的一个或多个发射节点来确定操作状态。然后，可以在一个或多个接收节点处接收一个或多个RF信号。一个或多个RF信号可以包括一个或多个信道状态数据。接收节点也可以从一个或多个接收信号估计信道状态数据。然后，可以基于从所述一个或多个信道状态数据提取的一个或多个特征来确定操作状态。信道状态数据可以是与超宽带（UWB）信号相关联的信道脉冲响应（CIR）元数据。所述系统和方法然后可以可操作以通过计算在CIR元数据的第一路径与CIR元数据的峰值路径定位之间的差异来确定操作状态。预期的是，与对于视线操作状态相比，在第一路径与峰值路径之间的差异对于非视线操作状态可以是更大的。信道状态数据可以是与超宽带（UWB）信号相关联的信道脉冲响应（CIR）数据。还预期的是，信道状态数据可以包括峰值定位、幅度或相位中的至少一个。所述系统和方法然后可以可操作以通过估计和关联在各种车辆状态和环境状态之下的CIR数据来确定操作状态。对于与预先确定的操作状态相匹配的给定状态而言，相关性可以是更高的。所述系统和方法还可以通过检测一个或多个CIR中的大改变来确定车辆内的突然用户活动。所述系统和方法还可以检测在无生命对象与用户之间或者在成人与儿童之间的差异。所述系统和方法可以此外基于在所述一个或多个信道状态数据内检测到的反射模式来在第一用户与第二用户之间进行区分。最后，当确定了车辆未被占用并且车门被关闭和锁定并且用户被检测为在未被占用和锁定的车辆附近时，所述系统和方法可以激活入侵系统（例如，可听的警报）。所述系统和方法可以此外利用信道状态数据来调整在两个通信设备之间的估计距离。可以基于至少一个发射节点的已知或估计的定位值或位置区值或者感测到的环境条件来调整范围补偿值（rangecompensationvalue）。例如，感测到的环境条件可以包括：车辆停放在第二车辆旁边，车辆停放在墙旁边，人类在车辆附近，在车辆内检测到无生命对象，在车辆内检测到人类，或者车辆位于任何其他外部对象附近。还预期的是，可以使用统计范围校正因子来调整范围补偿值，所述统计范围校正因子包括对于给定节点或对于车辆上的所有节点的所有可能情境。还预期的是，可以使用感测到的环境条件来估计范围补偿值。此外预期的是，可以基于信道状态数据与在机器学习训练过程期间获得的训练数据的相关性来调整范围补偿值。在另一个实施例中，位于车辆内的节点可以向通信范围内的目标设备传送超宽带（UWB）信号。包括根据UWB信号计算的CIR数据的响应消息然后可以从该目标设备传送到该节点。该节点可以处理响应消息，以确定在根据接收的UWB信号计算的CIR与包括在响应消息内的CIR数据之间的相关性。如果该节点和该目标设备二者估计了建立通信链路真实性的类似CIR，则可以存在相关性。还预期的是，位于车辆远处的目标设备可以向位于车辆内的节点传送超宽带（UWB）信号。然后，包括根据UWB信号计算的CIR数据的响应消息可以从该节点传送到该目标设备。该目标设备可以处理响应消息，以确定在根据接收的UWB信号计算的CIR与包括在响应消息内的CIR数据之间的相关性。再次，如果该目标设备和该节点二者估计了建立通信链路真实性的类似CIR，则可以存在相关性。所述系统和方法可以此外包括使用快速傅立叶变换（FFT）算法和离散小波变换（DFT）算法来处理所述一个或多个信道状态数据。还可以使用一个或多个带通滤波算法对信道状态数据进行滤波，以允许检测用户心率、检测用户呼吸率、在无生命对象与用户之间进行区分或者在成人与儿童之间进行区分。此外，可以使用机器学习分类算法（例如，随机森林分类算法）来处理信道状态数据。附图说明图1是位于车辆内的超宽带（UWB）感测系统的说明性示例；图2是由UWB系统所见的信道脉冲响应（CIR）信号的说明性示例；图3是UWB信号的说明性示例；图4是UWB系统的说明性操作图解；图5A-5C是UWB系统操作的说明性示例；图6是所接收的CIR的均方根能量的说明性曲线图；图7是UWB系统操作图解的另一个示例；图8是UWB系统操作图解的另一个示例；图9是UWB系统可以采用的信号处理算法的说明性示例；以及，图10是UWB系统操作图解的另一个示例。具体实施方式根据需要，本文中公开了详细的实施例；然而，将理解的是，所公开的实施例仅仅是示例性的，并且可以以各种形式以及可替换形式来被具体化。各图不一定是按比例的；一些特征可以被放大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文中公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的，而仅仅被解释为对于教导本领域技术人员以不同方式采用本实施例的代表性基础。随着无线技术方面的不断进步，人们现在使用任何数量的连接且个性化的服务。由于无线系统和服务的数量增加，因此制造商已经开始以不同于最初预期方式的方式利用这样的预先存在的系统和服务。例如，制造商已经开始利用射频（RF）收发机（诸如WiFi）来通过墙壁以及在关闭的门后面追踪移动的人类。使用WiFi来追踪人类移动与用以在电子设备之间传达数据的方式的最初用例大不相同。通过超过意图应用地利用预先存在的系统，制造商已经能够减少对于额外硬件的需求，这进而降低了成本、空间和/或提供了增加的功率节省。在汽车应用中，用于某些功能的电子钥匙链变得更常见。例如，当用户位于车辆附近之内时，电子钥匙链可以用于自动解锁车门。或者当用户位于车辆内时，电子钥匙链可以允许用户使用下压按钮来启动车辆。为了执行这些功能，电子钥匙链将无线通信并执行认证过程。目前，汽车制造商可以依赖于两个类型的射频（RF）技术。对于被动进入系统（passiveentrysystem，PES）和舒适进入（comfortentrygo，CEG）应用，低频（LF）技术可以用于电子钥匙链的接近和定位。对于远程无钥匙进入，可以采用超高频（UHF）技术。然而，传统的LF和UHF技术对于附加的利用而言可能不充足。例如，传统的LF和UHF技术可能无法执行车辆内的用户的检测。作为结果，可能需要附加的系统来执行这样的功能。此外，LF和UHF系统被认为受制于安全性漏洞、包括“中继”攻击。存在对于提供一种单个系统的需要，所述单个系统可以操作以提供不仅仅是车辆进入和启动能力，并且存在对于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种确定操作状态的方法，所述方法包括：/n选择用于发射一个或多个射频（RF）信号的一个或多个发射节点；/n在一个或多个接收节点处接收所述一个或多个RF信号，其中所述一个或多个RF信号包括一个或多个信道状态数据；和/n基于从所述一个或多个信道状态数据提取的一个或多个特征来确定操作状态。/n

【技术特征摘要】
20190430 US 16/3985711.一种确定操作状态的方法，所述方法包括：
选择用于发射一个或多个射频（RF）信号的一个或多个发射节点；
在一个或多个接收节点处接收所述一个或多个RF信号，其中所述一个或多个RF信号包括一个或多个信道状态数据；和
基于从所述一个或多个信道状态数据提取的一个或多个特征来确定操作状态。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个信道状态数据包括信道脉冲响应（CIR）。


3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个信道状态数据包括RF信号的信号强度。


4.根据权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个信道状态数据包括峰值定位、幅度或相位中的至少一个。


5.根据权利要求1所述的方法此外包括：
使用快速傅立叶变换（FFT）算法和离散小波变换（DFT）算法处理所述一个或多个信道状态数据；
使用一个或多个带通滤波算法对所述一个或多个信道状态数据进行滤波；和
检测用户心率、用户呼吸率或用户情绪状态。


6.根据权利要求1所述的方法，其中确定操作状态此外包括：估计车辆内的生物的数量。


7.根据权利要求1所述的方法，其中确定操作状态此外包括：在无生命对象与人类之间进行区分。


8.根据权利要求1所述的方法，其中确定操作状态此外包括：在成人与儿童之间进行区分。


9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个信道状态数据可以包括一个或多个信道脉冲响应（CIR）；以及通过检测在所述一个或多个信道脉冲响应中的改变来确定车辆内的突然用户活动。


10.根据权利要求1所述的方法，其中确定操作状态此外包括：基于在所述一个或多个信道状态数据内检测到的反射模式来在第一用户与第二用户之间进行区分。


11.根据权利要求1所述的方法，其中确定操作状态此外包括：检测车辆中的入侵。


12.根据权利要求1所述的方法此外包括：
通过使用机器学习分类算法处理所述一个或多个信道状态数据来确定操作状态。


13.根据权利要求1所述的方法，其中位于车辆内的所述一个或多个发射节点发射超...

【专利技术属性】
技术研发人员：V简，SM拉克希特，曾云泽，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE