一种基于超宽带的车内外判断及车内位置判断方法技术

本发明专利技术公开了一种基于超宽带的车内外判断及车内位置判断方法，属于超宽带通信技术领域，包括以下步骤：步骤1、数据预处理：对于车内外判断算法，输入信息包括每个基站的测距结果和每个基站的接收信号强度；步骤2、特征提取与计算：提取五个基站输出的能量信息与测距信息，计算车内外判断与车中位置判断算法需要的特征；步骤3、使用步骤2输出的数据，对钥匙在车内或者车外进行判断；步骤4、当判断钥匙在车内后，进一步判断钥匙在车内的具体位置。本发明专利技术提供的一种基于超宽带的车内外判断及车内位置判断方法，对车载定位基站数量以及位置分布要求较低，算法鲁棒性高，对一些位置判断困难的场景也能准确判断。的场景也能准确判断。的场景也能准确判断。

【技术实现步骤摘要】
一种基于超宽带的车内外判断及车内位置判断方法


[0001]本专利技术属于超宽带通信
，尤其是涉及一种基于超宽带的车内外判断及车内位置判断方法。

技术介绍

[0002]随着用户对用车体验的提高，汽车数字钥匙的装配量越来越多，成为提高舒适和便利性的重要组成部分。汽车钥匙经历了机械钥匙、遥控钥匙、无钥匙进入启动系统和数字钥匙等几个阶段。2021年7月，CCC全球车联联盟发布了汽车数字秘钥3.0版规范，明确了第三代数字钥匙是基于UWB/BLE(蓝牙)+NFC的互联方案。UWB作为数字钥匙的标准正式公布，自此开始，UWB技术因其更高的安全性、更快的响应速度和厘米级的定位精度，日益成为车企产品创新团队所关注的焦点，并主动推动技术落地。同时，从2019年开始，手机厂商相继推出搭载UWB技术的手机。最先应用UWB技术的是2019年苹果发布的iPhone11。加装UWB主要是为了增强空间感知能力，比如在隔空投送时会识别投送设备的距离，越近越优先。2021年，小米发布IMX4时展示的“一指连”功能主要就是依赖UWB技术实现，而BLE和NFC则早已成为手机自带的最基本功能。在上述因素的推动下，2022年1月上市的宝马iX M60和iXxDrive40是全球第一款应用UWB数字钥匙的车型。2022年3月，蔚来ET7成为国内首款搭载UWB技术的车型。此外，特斯拉、大众、福特、奥迪、现代、长城等车厂也开始布局UWB技术。
[0003]根据汽车数字钥匙所处的位置和距离远近，实现更加智能的操作。例如，当距离汽车80米以内时，车内的蓝牙模块将扫描手机进行蓝牙连接和身份认证，同时进行蓝牙粗略测距，并唤醒UWB功能。当距离汽车在10
‑
20米范围内时，UWB将启动定位和测距功能。当距离汽车在3
‑
10米范围内时，汽车将设置为迎宾区，触发车辆迎宾功能的车灯打开或喇叭提示，方便车主找到车辆；当距离汽车6米时，车内照明将自动开启。当距离汽车在1
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3米范围内时，汽车将设置为解锁区，自动解锁车门，调节座椅高度和自动折叠后视镜。当车主进入汽车并且车内UWB锚点扫描到手机UWB信号时，按下启动键可以启动车辆(如果无法扫描到，则无法启动车辆)。在数字钥匙的工作过程中，车辆自动落锁和汽车一键启动等功能需要准确判断数字钥匙当前是否在车外或车内，因此，车内外位置的定位对于数字钥匙的工作是非常重要的一环。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种基于超宽带的车内外判断及车内位置判断方法，解决上述技术中存在的传统的技术无法准确地判断数字钥匙在车外或车内的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供一种基于超宽带的车内外判断及车内位置判断方法，包括以下步骤：
[0006]步骤1、数据预处理，对于车内外判断算法，输入信息包括每个基站的测距结果和每个基站的接收信号强度；
[0007]步骤2、特征提取与计算，提取五个基站输出的能量信息与测距信息，计算车内外
判断与车中位置判断算法需要的特征；
[0008]步骤3、车内外判断，使用步骤2输出的数据，对钥匙在车内或者车外进行判断；
[0009]步骤4、车内定位，当判断钥匙在车内后，进一步判断钥匙在车内的具体位置。
[0010]优选的，所述步骤1中数据预处理的具体步骤如下：
[0011]S11、进行数据保护与数据预处理，获取基站的测距结果，并对测距结果进行数据预处理，剔除数据中的异常值；
[0012]S12、对测距结果数据进行滤波提高测距结果的稳定性；
[0013]S13、根据基站标定信息进行测距结果修正。
[0014]优选的，所述步骤2中需要计算的特征包含基站最大接收能量、基站A5接收信号能量与最强接收信号强度差值、对角线定位基站接收能量差和基站间接收能量差的总和。
[0015]优选的，所述步骤3中对钥匙在车内外判断的过程如下：
[0016]S31、通过主基站的测量结果进行初步判断，将基站A5的接收信号强度和测距结果分别与接收信号强度阈值和测距结果范围阈值进行比较，初步判断车内外情况；
[0017]S32、对基站间接收信号强度差进行对比，并划分等级，根据不同的等级选择不同的阈值进行判断，得到当前的车内外判断；
[0018]S33、结合历史判断数据，通过当前的判断结果更新判断在车内外的计数器，通过计数器与阈值进行比较判断在车内还是车外，并输出判断结果获得综合的判断结果。
[0019]优选的，所述步骤4中判断钥匙在车内的具体位置包括以下步骤：
[0020]S41、对每个基站的测距结果滤波，减少测距波动对车内定位的影响；
[0021]S42、根据测距结果、接收信号能量判断车中的具体位置，
[0022]S43、对输出结果进行评价，输出对当前判断的置信度。
[0023]优选的，所述步骤S12中采用递归滤波器与卡尔曼滤波器相结合的方法对测距结果数据进行滤波。
[0024]优选的，所述步骤S13中修正后的测距结果为：
[0025][0026]其中，d'1为修正后的测距结果，为经过卡尔曼滤波器后的结果，为递归滤波器的测距结果，α和β分别为卡尔曼滤波法和递归滤波法滤波结果的权重。
[0027]优选的，所述步骤S12中对测距数据进行滤波的具体过程如下：首先判断数字钥匙是否为首次测距，若为首次测距则保留测距结果不进行滤波，若不是首次测距则开始判断测距结果是否超过设定的测距距离阈值，若超过设定的测距距离阈值则剔除该数据，将上次的滤波后的测距结果作为本次测距结果，若没有超过设定的测距距离阈值则开始判断本次测距与上次测距结果的差值是否满足设定的条件，最后根据判断结果进行测距结果修正。
[0028]因此，本专利技术采用上述一种基于超宽带的车内外判断及车内位置判断方法，具有以下有益效果：
[0029](1)仅需使用测距距离和基站接收信号能量信息，就可以准确判断出钥匙在车内还是在车外；当判断出数字钥匙在车内后，进一步根据测距距离和基站接收信号能量，对车
中位置进行判断。
[0030](2)提出的基于UWB的车内外位置判断算法，对车载定位基站数量以及位置分布要求较低，算法鲁棒性高，一些位置判断困难的场景也能准确判断。
[0031]下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0032]图1为本专利技术定位基站与标签分布示意图；
[0033]图2为本专利技术测距数据滤波系统流程图；
[0034]图3为本专利技术初步判断车内外位置的系统流程图；
[0035]图4为本专利技术具体判断车内位置的系统流程图。
具体实施方式
[0036]实施例
[0037]以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于超宽带的车内外判断及车内位置判断方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、数据预处理，对于车内外判断算法，输入信息包括每个基站的测距结果和每个基站的接收信号强度；步骤2、特征提取与计算，提取五个基站输出的能量信息与测距信息，计算车内外判断与车中位置判断算法需要的特征；步骤3、车内外判断，使用步骤2输出的数据，对钥匙在车内或者车外进行判断；步骤4、车内定位，当判断钥匙在车内后，进一步判断钥匙在车内的具体位置。2.根据权利要求1所述的一种基于超宽带的车内外判断及车内位置判断方法，其特征在于，所述步骤1中数据预处理的具体步骤如下：S11、进行数据保护与数据预处理，获取基站的测距结果，并对测距结果进行数据预处理，剔除数据中的异常值；S12、对测距结果数据进行滤波提高测距结果的稳定性；S13、根据基站标定信息进行测距结果修正。3.根据权利要求1所述的一种基于超宽带的车内外判断及车内位置判断方法，其特征在于：所述步骤2中需要计算的特征包含基站最大接收能量、基站A5接收信号能量与最强接收信号强度差值、对角线定位基站接收能量差和基站间接收能量差的总和。4.根据权利要求1所述的一种基于超宽带的车内外判断及车内位置判断方法，其特征在于，所述步骤3中对钥匙在车内外判断的过程如下：S31、通过主基站的测量结果进行初步判断，将基站A5的接收信号强度和测距结果分别与接收信号强度阈值和测距结果范围阈值进行比较，初步判断车内外情况；S32、对基站间接收信号强度差进行对比，并划分等级，根据不同的等级选择不同的阈值进行判断，得到当前的车内外判断；S33...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄先日，兴雷，杨旭磊，
申请(专利权)人：青岛柯锐思德电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：