一种基于UWB技术的车辆控制方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于UWB技术的车辆控制方法和系统，通过用户端与车辆端进行交互，并具体根据所述用户端与车辆的距离，以及用户端在进入到车辆蓝牙辐射区内后与车机锚点UWB模块的相对距离，判断出车载端具体执行用户端控制操作姿势指令的位置，进而根据用户端UWB模块的控制动作，进行非接触式控制车身进行对应操作，进一步提升用户的体验感和车载端的便利操作。作。作。

【技术实现步骤摘要】
一种基于UWB技术的车辆控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及车载端信息通讯
，尤其是涉及一种基于UWB技术的车辆控制方法及系统。

技术介绍

[0002]现如今出行越来越依赖与车，而怎样使车越来越智能，越来越重要。使用手势识别控制车辆无疑是一种方便用户的操作，可以很好的提升用户体验。在市面上也有一些手势识别的技术：如红外线识别手势技术，利用红外传感器检测到手势反射的红外光的强度和能量大小实现手势识别。还有3D手势识别传感器，采用电近场传感技术来识别手势，或摄像头检测，图像处理手势识别技术，但这些方案都存在如下缺陷，1）红外检测和电近场检测技术都需要近距离识别，只适用于车内近距离检测失败，无法远程控制。2）红外检测技术的准确性受限于温度。3）摄像头图像处理手势识别受限于光线等的影响。

技术实现思路

[0003]针对上述技术问题，本专利技术提出一种基于UWB技术的车辆控制方法及系统，主要通过UWB技术来检测手腕的移动位置，结合AI技术识别手腕姿势从而实现不同姿势控制车辆的功能。
[0004]具体的，本专利技术所述的所述的基于UWB技术的车辆控制方法，包括以下步骤：S1：当用户端进入到车辆蓝牙辐射区内时，用户端Ble模块与车载Ble模块通信并进行身份认证，认证通过后转S2；S2：所述用户端Ble模块唤醒用户端UWB模块，所述车载Ble模块通过车机MCU唤醒安装于车内的6个车机锚点UWB模块；S3：按预设交互模式进行所述用户端UWB模块和所述车机锚点UWB模块间数据传输，当各个所述车机锚点UWB模块接收到所述用户端UWB模块的数据，根据数据飞行时间计算用户端到UWB各个车机锚点UWB模块的距离值；S4：所述车机锚点UWB模块通过Can将数据发至车机MCU，所述车机MCU先对所述距离值进行过滤，再根据车机锚点UWB模块坐标点和与用户端UWB模块的距离采用TDOA算法计算出所述用户端UWB模块三维坐标，并确定所述用户端UWB模块的当前位置；S5：根据所述当前位置和所述用户端UWB模块的控制动作，进行非接触式控制车身进行对应操作。
[0005]其中，所述S1还包括：所述车辆蓝牙辐射区至少在一预设范围内，优选的，如在10m范围内；所述用户端Ble模块与车载Ble模块相互在对方模块进行ID绑定。
[0006]进一步的，通过所述用户端Ble模块与车机MCU协商UWB模块的通信频率，通信信道，通信认证信息，并根据协商结果，所述用户端Ble模块设置用户端UWB模块的通信频率，通信信道，通信认证信息；所述车机MCU设置各个车机锚点UWB模块的ID，通信频率(100HZ)、通信信道，通信认证信息。
[0007]其中，所述S4还包括：设置车机锚点UWB模块坐标点分别为：UWB1(X1，Y1，Z1)，UWB2(X2，Y2，Z2)，UWB3(X3，Y3，Z3)，UWB4(X4，Y4，Z4)，UWB5(X5，Y5，Z5)，UWB6(X6，Y6，Z6)，所述用户端UWB模块相对车机MCU的位置坐标为：(X，Y，Z)， 所述用户端UWB模块距离每个所述车机锚点UWB模块的锚点距离D0、D1、D2、D3、D4、D5。
[0008]所述对所述距离值进行过滤，还包括：所述车机MCU保存25个锚点距离历史数据，判断当前锚点距离与所述锚点距离历史数据均值之差是否大于设定参数，若大于，则判定该锚点距离为距离跳变，并保存到历史数据记录表中，对应的车机锚点UWB模块不作为计算所述用户端UWB坐标的锚点；或去掉25个锚点距离历史数据中距离最大值和最小值，计算锚点距离历史记录数据的方差，如果方差大于设定参数，该锚点距离不作为计算所述用户端UWB坐标的锚点；否则，则将该锚点距离先存储到历史距离数据记录表中，根据卡尔曼滤波原理计算用户端UWB坐标相对车机锚点UWB模块坐标的距离D。
[0009]进一步对所述锚点距离历史数据进行处理，去掉25个锚点距离历史数据中距离最大值和最小值，计算锚点距离历史记录数据的方差，如果方差大于设定参数，该锚点距离不作为计算所述用户端UWB坐标的锚点。
[0010]其中，所述采用TDOA算法计算出所述用户端UWB模块三维坐标，还包括：从更新后的历史距离数据记录表中取出4个不同车机锚点UWB模块对应的的锚点距离进行计算用户端UWB坐标相对车的位置坐标，坐标计算用如下算法：式1：(X0
ꢀ–ꢀ
X)^2 + (Y0
ꢀ‑
Y)^2 + (Z0
ꢀ–ꢀ
Z)^2 = D0 ^2 (1)；式2：((X1
ꢀ–ꢀ
X)^2 + (Y1
ꢀ‑
Y)^2 + (Z1
ꢀ–ꢀ
Z)^2 = D1^2 (2)；式3：((X2
ꢀ–ꢀ
X)^2 + (Y2
ꢀ‑
Y)^2 + (Z2
ꢀ–ꢀ
Z)^2 = D2 ^2 (3)；式4：((X3
ꢀ–ꢀ
X)^2 + (Y3
ꢀ‑
Y)^2 + (Z3
ꢀ–ꢀ
Z)^2 = D3 ^2 (4)；且将式2，式3和式4分别减去式1得矩阵并进行矩阵求解，得用户端UWB坐标。
[0011]进一步的，所述S5还包括：存储5s内的用户端UWB坐标作为历史轨迹点，将所述历史轨迹点重构，旋转和缩放平移，从预定义的轨迹模板里面寻找最优匹配，如果匹配成功则给出识别的控制操作姿势，结合所述用户端UWB坐标，车机锚点UWB模块坐标，及所述控制操作姿势，控制车辆进行打开或关闭车门，或后备箱，或窗户。
[0012]其中，所述预定义的轨迹模板，包括：定义抬手，所述用户端UWB坐标向上抬起大于距离M后放下，然后再次向上抬起大于距离M放下；定义平开门，用户端UWB坐标从右向左平移大于距离N，从左向右平移距离N；再次从右向左平移大于距离N后，再次从左到右平移大于距离N。
[0013]所述控制操作姿势操控与所述用户端UWB坐标间距最小的那个车机锚点UWB模块对应的部位，进行对应控制操作姿势的打开或关闭动作。
[0014]通过控制操作姿势对车辆进行操作，具体为：若所述用户端在车尾范围指定距离抬手打开后备箱，若后备箱已经打开，则抬手动作则关闭后备箱；或若所述用户端在车左边前门，左后门，右前门或右后门任一处的指定距离内，通
过平开门姿势打开指定的对应车门，若车门当前处于打开状态，则执行关闭动作；或若所述用户端在车左边前门，左后门，右前门或右后门指定距离内，进行抬手姿势，则打开对应车门玻璃，当前处于打开状态，则执行关闭动作。
[0015]作为优选的，本专利技术还提供一种基于UWB技术的车辆控制系统，其特征在于，至少包括：用户端，至少包括用户端Ble模块，用户端NFC模块，用户端UWB模块，用户端可信执行环境单元TEE；车载端，至少包括车机MCU，及分别与所述车机MCU连接的6个车机锚点UWB模块，车载NFC模块，车载可信执行环境单元TEE，和车载Ble模块；当用户端进入到车辆蓝牙辐射区内时，所述用户端B本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于UWB技术的车辆控制方法，其特征在于，包括：S1：当用户端进入到车辆蓝牙辐射区内时，用户端Ble模块与车载Ble模块通信并进行身份认证，认证通过后转S2；S2：所述用户端Ble模块唤醒用户端UWB模块，所述车载Ble模块通过车机MCU唤醒安装于车内的6个车机锚点UWB模块；S3：按预设交互模式进行所述用户端UWB模块和所述车机锚点UWB模块间数据传输，当各个所述车机锚点UWB模块接收到所述用户端UWB模块的数据，根据数据飞行时间计算用户端到UWB各个车机锚点UWB模块的距离值；S4：所述车机锚点UWB模块通过Can将数据发至车机MCU，所述车机MCU先对所述距离值进行过滤，再根据车机锚点UWB模块坐标点和与用户端UWB模块的距离采用TDOA算法计算出所述用户端UWB模块三维坐标，并确定所述用户端UWB模块的当前位置；S5：根据所述当前位置和所述用户端UWB模块的控制动作，进行非接触式控制车身进行对应操作。2.根据权利要求1所述的一种基于UWB技术的车辆控制方法，其特征在于，所述S1还包括：所述车辆蓝牙辐射区至少在一预设范围内；所述用户端Ble模块与车载Ble模块相互在对方模块进行ID绑定。3.根据权利要求2所述的一种基于UWB技术的车辆控制方法，其特征在于，还包括：通过所述用户端Ble模块与车机MCU协商UWB模块的通信频率，通信信道，通信认证信息，并根据协商结果，所述用户端Ble模块设置用户端UWB模块的通信频率，通信信道，通信认证信息；所述车机MCU设置各个车机锚点UWB模块的ID，通信频率、通信信道，通信认证信息。4.根据权利要求1所述的一种基于UWB技术的车辆控制方法，其特征在于，所述S4还包括：设置车机锚点UWB模块坐标点分别为：UWB1(X1，Y1，Z1)，UWB2(X2，Y2，Z2)，UWB3(X3，Y3，Z3)，UWB4(X4，Y4，Z4)，UWB5(X5，Y5，Z5)，UWB6(X6，Y6，Z6)，所述用户端UWB模块相对车机MCU的位置坐标为：(X，Y，Z)， 所述用户端UWB模块距离每个所述车机锚点UWB模块的锚点距离D0、D1、D2、D3、D4、D5；所述对所述距离值进行过滤，还包括：所述车机MCU保存25个锚点距离历史数据，判断当前锚点距离与所述锚点距离历史数据均值之差是否大于设定参数，若大于，则判定该锚点距离为距离跳变，并保存到历史数据记录表中，对应的车机锚点UWB模块不作为计算所述用户端UWB坐标的锚点；或去掉25个锚点距离历史数据中距离最大值和最小值，计算锚点距离历史记录数据的方差，如果方差大于设定参数，该锚点距离不作为计算所述用户端UWB坐标的锚点；否则，则将该锚点距离先存储到历史距离数据记录表中，根据卡尔曼滤波原理计算用户端UWB坐标相对车机锚点UWB模块坐标的距离D。5.根据权利要求4所述的一种基于UWB技术的车辆控制方法，其特征在于，所述采用TDOA算法计算出所述用户端UWB模块三维坐标，还包括：从更新后的历史距离数据记录表中取出4个不同车机锚点UWB模块对应的的锚点距离进行计算用户端UWB坐标相对车的位置坐标，坐标计算用如下算法：式1：(X0
ꢀ–ꢀ
X)^2 + (Y0
ꢀ‑
Y)^2 + (Z0
ꢀ–ꢀ
Z)^2 = D0 ^2 (1)；式2：((X1
ꢀ–ꢀ
X)^2 + (Y1...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹玉兰，
申请(专利权)人：惠州市德赛西威智能交通技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：