一种车辆的智能钥匙三维定位方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术的车辆的智能钥匙三维定位方法和定位装置，利用已有的BLE TPMS系统作为定位器和主节点，以及主节点中的磁力计，结合BLE AOA寻向技术、BLE RSSI以及磁力计输出的位置角度信息，采用所设计的定位算法实现智能钥匙的三维定位。本发明专利技术可以提高钥匙的定位精度、车内外判别的准确度，并简化了钥匙定位系统，以降低系统成本。低系统成本。低系统成本。

【技术实现步骤摘要】
一种车辆的智能钥匙三维定位方法和装置


[0001]本专利技术涉及智能定位系统，更具体的说，涉及一种车辆的智能钥匙三维定位方法和装置。

技术介绍

[0002]轮胎压力监测系统(TPMS)，英文Tire Pressure Monitor System。它的的作用是在汽车行驶过程中对轮胎气压进行实时自动监测，并对轮胎漏气和低气压进行报警，以确保行车安全；基于无线的胎压监测系统，分为无线通信模块和接收器，无线通信模块利用车胎内的温度压力传感器和无线收发器，把数据发送给接收器，实时监测每个轮胎的压力和温度，将监测到的数据通过无线传送到接收器上，并进行显示；当轮胎出现漏气、胎压过高或过低、温度过高等异常情况，接收器会自动报警和显示轮胎状态，从而确保汽车行驶的安全。该系统特点是成本偏高，但监测效果较好，精确可靠。
[0003]无钥匙进入和启动(Passive Entry Passive Start，PEPS)系统是近年来发展起来的汽车电子技术，安装PEPS系统的车辆车主只需要随身携带，不需要拿出钥匙，就可以完成解锁、上锁、启动车辆等操作，方便车主使用车辆。BLE通讯技术和PEPS系统结合，发展出的蓝牙无钥匙进入和启动系统，则免去了车主翻找车钥匙的烦恼，提升了车主的使用体验。BLE PEPS通常需要在车体内外放置一定数量的BLE模块称为BLE Locator，利用其接收到BLE Tags的接收信号强度指示(Receive Signal Strength Indicator，RSSI)等参数，结合算法处理实现定位。但是，使用RSSI仅仅能实现米级定位，定位精度较低无法判断钥匙处于车体的具体位置情况，无法胜任PEPS要求。此外，通过布置较多的BLE Locator，可以提高RSSI的定位精度，但这样也增加了系统成本。
[0004]针对上述的问题，如何提出一种利用车辆已有的轮胎压力监测系统，实现对智能钥匙的精确三维定位的技术，降低系统复杂型及成本，已称为本
人员亟待解决的问题之一。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提出了一种利用已有轮胎压力监测系统，且定位精度高、系统复杂性及成本较低的车辆的智能钥匙三维定位方法和装置，以解决现有技术中定位精度低，系统复杂以及成本较高的问题。
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种车辆智能钥匙三维定位方法，设置于四个汽车车轮毂表面的胎压监测系统的四个无线通信模块充当四个定位器的作用，胎压监测系统中的接收器位于车内充当主节点的作用，四个所述车轮毂所在圆的圆心和所述主节点的位置已知，所述定位方法包括：
[0007]将所述定位器与所述钥匙进行通信，通过测量所述钥匙相对所述定位器的到达角度，分别计算所述钥匙在水平二维坐标系和垂直二维坐标系中的坐标；
[0008]根据所述钥匙在水平二维坐标系和垂直二维坐标系中的坐标，得到所述钥匙的三
维坐标。
[0009]所述定位方法还包括：判断所述定位器是否达到车轮毂所在圆的预设位置，其中所述预设位置为至少一个；当所述定位器到达所述预设位置时，所述定位器与所述钥匙进行通信。
[0010]优选地，通过磁力计测量的磁场强度判断所述定位器是否到达车轮毂所在圆的预设位置。
[0011]优选地，判断所述定位器是否到达所述预设位置包括以下步骤：
[0012]通过所述磁力计测量磁场强度的水平分量和竖直分量；
[0013]计算磁场强度与车轮毂所在面的坐标轴的夹角；
[0014]判断所述夹角是否等于预设角度；
[0015]当所述夹角等于所述预设角度时，则所述定位器到达所述预设位置；当所述夹角不等于所述预设角度时，则所述定位器未到达所述预设位置。
[0016]优选地，所述预设角度为四个：第一预设角度为0
°
，第一预设角度为90
°
，第三预设角度为180
°
，第四预设角度为
‑
90
°
；其中，所述预设位置也为四个，第一预设位置和所述第一预设角度对应，第二预设位置和所述第二预设角度对应；第三预设位置和所述第三预设角度对应；第四预设位置和所述第四预设角度对应。
[0017]优选地，根据所述第一预设位置和所述第二预设位置确定所述钥匙在水平二维坐标系中的位置，根据所述第三预设位置和所述第四预设位置确定所述钥匙在垂直二维坐标系中的位置。
[0018]优选地，所述定位方法还包括：对分别通过四个所述定位器获得所述钥匙在三维坐标系中的坐标进行平均得到所述钥匙的三维坐标。
[0019]优选地，所述定位方法还包括：根据所述钥匙的三维坐标判断所述钥匙是否在车体内。
[0020]优选地，判断所述钥匙是否在车体内的过程为：
[0021]根据所述钥匙在所述三维坐标系中的坐标，计算所述主节点和所述钥匙之间的距离，标记为第一距离；
[0022]根据所述主节点采集到的所述钥匙发送信号对应的接收信号强度，计算所述主节点和所述钥匙之间的距离，标记为第二距离；
[0023]根据所述第一距离、所述第二距离及车体的限定坐标范围判断所述钥匙是否在车体内。
[0024]优选地，根据所述第一距离、所述第二距离及车体的限定坐标范围判断所述钥匙是否在车体内，具体包括以下步骤：
[0025]判断所述第一距离和所述第二距离的差值是否在可接受的距离阈值范围内；
[0026]当所述差值不在所述距离阈值范围内时，对所述钥匙的位置进行重新定位；
[0027]当所述差值在所述距离阈值范围内，则进行判断所述钥匙的坐标是否在车体的限定坐标范围内；
[0028]当所述钥匙的坐标在所述限定坐标范围内，则判断所述钥匙在车体内；否则，则判定所述钥匙在车体外。
[0029]优选地，根据下式来计算所述第二距离：
[0030][0031]其中d2为所述第二距离，d_ref是参考距离，RSSI_ref是所述参考距离下的所述主节点采集到的所述钥匙发送信号对应的信号强度，RSSI是在所述第二距离下所述主节点采集到的所述钥匙发送信号对应的信号强度，α是路径损耗指数。
[0032]优选地，判断所述钥匙是否在车体内的过程为：
[0033]根据所述钥匙和所述主节点在三维坐标系中的坐标，计算所述钥匙相对所述主节点的到达角度，标记为第一角度；
[0034]利用所述主节点采集所述钥匙发送的正交分量和同相分量的广播信息，确定所述钥匙相对所述主节点的达到角度，标记为第二角度。
[0035]根据所述第一角度、所述第二角度及车体的限定坐标范围判断所述钥匙是否在车体内。
[0036]优选地，根据所述第一角度、所述第二角度及所述车体的限定坐标范围判断所述钥匙是否在车体内，具体包括以下步骤：
[0037]判断所述第一角度和所述第二角度的差值是否在可接受的角度阈值范围内；
[0038]当所述差值不在所述角度阈值范围内时，对所述钥匙的位置进行重新定位；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车辆的智能钥匙三维定位方法，其特征在于，设置于四个汽车车轮毂表面的胎压监测系统的四个无线通信模块充当四个定位器的作用，胎压监测系统中的接收器位于车内充当主节点的作用，四个所述车轮毂所在圆的圆心和所述主节点的位置已知，所述定位方法包括：将所述定位器与所述钥匙进行通信，通过测量所述钥匙相对所述定位器的到达角度，分别计算所述钥匙在水平二维坐标系和垂直二维坐标系中的坐标；根据所述钥匙在水平二维坐标系和垂直二维坐标系中的坐标，得到所述钥匙的三维坐标。2.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述定位方法还包括：判断所述定位器是否达到车轮毂所在圆的预设位置，其中所述预设位置为至少一个；当所述定位器到达所述预设位置时，所述定位器与所述钥匙进行通信。3.根据权利要求2所述的定位方法，其特征在于：通过磁力计测量的磁场强度判断所述定位器是否到达车轮毂所在圆的预设位置。4.根据权利要求3所述的定位方法，其特征在于，判断所述定位器是否到达所述预设位置包括以下步骤：通过所述磁力计测量磁场强度的水平分量和竖直分量；计算磁场强度与车轮毂所在面的坐标轴的夹角；判断所述夹角是否等于预设角度；当所述夹角等于所述预设角度时，则所述定位器到达所述预设位置；当所述夹角不等于所述预设角度时，则所述定位器未到达所述预设位置。5.根据权利要求4所述的定位方法，其特征在于：所述预设角度为四个：第一预设角度为0
°
，第一预设角度为90
°
，第三预设角度为180
°
，第四预设角度为
‑
90
°
；其中，所述预设位置也为四个，第一预设位置和所述第一预设角度对应，第二预设位置和所述第二预设角度对应；第三预设位置和所述第三预设角度对应；第四预设位置和所述第四预设角度对应。6.根据权利要求5所述的定位方法，其特征在于：根据所述第一预设位置和所述第二预设位置确定所述钥匙在水平二维坐标系中的位置，根据所述第三预设位置和所述第四预设位置确定所述钥匙在垂直二维坐标系中的位置。7.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述定位方法还包括：对分别通过四个所述定位器获得所述钥匙在三维坐标系中的坐标进行平均得到所述钥匙的三维坐标。8.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述定位方法还包括：根据所述钥匙的三维坐标判断所述钥匙是否在车体内。9.根据权利要求8所述的定位方法，其特征在于，判断所述钥匙是否在车体内的过程为：根据所述钥匙在所述三维坐标系中的坐标，计算所述主节点和所述钥匙之间的距离，标记为第一距离；根据所述主节点采集到的所述钥匙发送信号对应的接收信号强度，计算所述主节点和所述钥匙之间的距离，标记为第二距离；根据所述第一距离、所述第二距离及车体的限定坐标范围判断所述钥匙是否在车体内。
10.根据权利要求9所述的定位方法，其特征在于：根据所述第一距离、所述第二距离及车体的限定坐标范围判断所述钥匙是否在车体内，具体包括以下步骤：判断所述第一距离和所述第二距离的差值是否在可接受的距离阈值范围内；当所述差值不在所述距离阈值范围内时，对所述钥匙的位置进行重新定位；当所述差值在所述距离阈值范围内，则进行判断所述钥匙的坐标是否在车体的限定坐标范围内；当所述钥匙的坐标在所述限定坐标范围内，则判断所述钥匙在车体内；否则，则判定所述钥匙在车体外。11.根据权利要求9所述的定位方法，其特征在于：根据下式来计算所述第二距离：其中d2为所述第二距离，d
ref
是参考距离，RSSI
ref
是所述参考距离下的所述主节点采集到的所述钥匙发送信号对应的信号强度，RSSI是在所述第二距离下所述主节点采集到的所述钥匙发送信号对应的信号强度，α是路径损耗指数。12.根据权利要求8所述的定位方法，其特征在于，判断所述钥匙是否在车体内的过程为：根据所述钥匙和所述主节点在三维坐标系中的坐标，计算所述钥匙相对所述主节点的到达角度，标记为第一角度；利用所述主节点采集所述钥匙发送的正交分量和同相分量的广播信息，确定所述钥匙相对所述主节点的达到角度，标记为第二角度；根据所述第一角度、所述第二角度及车体的限定坐标范围判断所述钥匙是否在车体内。13.根据权利要求12所述的定位方法，其特征在于：根据所述第一角度、所述第二角度及所述车体的限定坐标范围判断所述钥匙是否在车体内，具体包括以下步骤：判断所述第一角度和所述第二角度的差值是否在可接受的角度阈值范围内；当所述差值不在所述角度阈值范围内时，对所述钥匙的位置进行重新定位；当所述差值在所述角度阈值范围内，则进行判断所述钥匙的坐标是否在车体的限定坐标范围内；当所述钥匙的坐标在所述限定坐标范围内，则判断所述钥匙在车体内；否则，则判定所述钥匙在车体外。14.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于：所述定位器包括天线阵列，测量所述到达角度包括以下步骤：所述钥匙向所述定位器发送含有同相分量和正交分量的测量信息...

【专利技术属性】
技术研发人员：伏家杰，刘志纲，
申请(专利权)人：南京矽力微电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：