CN102157021B

CN102157021B - 一种汽车智能卡定位系统

Info

Publication number: CN102157021B
Application number: CN 201010566169
Authority: CN
Inventors: 王勇
Original assignee: Shenzhen Hangsheng Electronic Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Hangsheng Electronic Co Ltd
Priority date: 2010-11-30
Filing date: 2010-11-30
Publication date: 2013-06-19
Anticipated expiration: 2030-11-30
Also published as: CN102157021A

Abstract

一种汽车智能卡定位系统，其特征在于：包括发射天线、智能卡和电子控制单元，所述发射天线布置于汽车车厢内，所述发射天线与所述电子控制单元电连接并根据其指令发射无线低频信号，所述智能卡与所述发射天线和所述电子控制单元相匹配，所述智能卡接收该无线低频信号并检测该无线低频信号的磁场强度，并将检测结果通过无线高频信号传输至所述电子控制单元，所述电子控制单元将接收到的所述无线高频信号中的磁场强度数据同预存的参照数据进行对比从而确定所述智能卡的位置。本发明具有对智能卡进行准确定位的功能，实现了汽车的被动式进入和启动，极大的方便了驾驶者的使用。

Description

一种汽车智能卡定位系统

技术领域

本发明涉及一种定位系统，尤其涉及一种汽车智能卡定位系统。

背景技术

目前，目前的汽车通常采用的门禁系统是汽车远程门禁系统（RKE,Remote KeylessEntry），近年来，一种新型的汽车门禁系统——汽车无钥匙门禁系统（PKE,Passive KeylessEntry）——正悄然出现，汽车无钥匙门禁系统是在汽车远程门禁系统基础上发展起来的，作为新一代汽车防盗技术正在逐步发展壮大，现开始配备于高端品牌的汽车内，配备有无钥匙门禁及点火认证系统的汽车逐渐成为驾驶者身份的象征。当驾驶者携带智能卡进入指定区域范围时，汽车无钥匙门禁系统能对智能卡进行识别，如果判断出是合法授权的智能卡则进行自动解锁并自动开启开门。

在汽车无钥匙门禁系统中，对智能卡进行定位的智能卡定位技术是该系统的关键技术之一，对该技术的要求是：当智能卡在车内时，通过智能卡定位技术判定智能卡的位置，其判定结果不能为该智能卡在车外，在此基础上，减少发生当智能卡在车外时被判定为智能卡在车内的区域。虽然具有无钥匙门禁系统功能的汽车已经出现，但有关实现对汽车智能卡进行定位的汽车智能卡定位系统的信息至今还未见诸于任何资料。

发明内容

本发明的目的是提供一种汽车智能卡定位系统，解决现有技术中无法实现对智能卡进行定位的问题。

本发明为解决上述技术问题提出的一种技术方案是：

一种汽车智能卡定位系统，包括智能卡、电子控制单元和四根发射天线：第一发射天线、第二发射天线、第三发射天线和第四发射天线，所述发射天线布置于汽车车厢内，所述发射天线与所述电子控制单元电连接并根据其指令发射无线低频信号，所述智能卡与所述发射天线和所述电子控制单元相匹配，所述智能卡接收该无线低频信号并检测该无线低频信号的磁场强度，并将检测结果通过无线高频信号传输至所述电子控制单元，所述电子控制单元将接收到的所述无线高频信号中的磁场强度数据转换为距离数据，再将所述距离数据同预存的参照数据进行对比从而确定所述智能卡的位置；

所述参照数据包括：划分汽车所在空间的前部区域和后部区域的分界距离值Lmin_F和分界距离值Lmin_R，划分车厢外无关区域与车厢外有关区域的分界距离值Lmax_AB，划分车厢外车门附近区域与车厢外非车门附近区域的左临界值L0_L和右临界值L0_R，确定车厢外玻璃窗附近允许发生误判的区域的门限距离值S、所述第三发射天线和所述第四发射天线的距离值L_CD，经对车窗玻璃上均匀选取采样点遂由各采样点分别与所述第一、第二、第三和第四发射天线的距离组成的数组按照各采样点与该第一发射天线的距离由小到大排列而形成的索引表Index_A和按照各采样点与该第二发射天线的距离由小到大排列而形成的索引表Index_B。

本发明为解决上述技术问题提出的另一种技术方案是：

所述参照数据包括：划分汽车所在空间的前部区域和后部区域的分界距离值Lmin_F和分界距离值Lmin_R，划分车厢外无关区域与车厢外有关区域的分界距离值Lmax_AB，划分车厢外车门附近区域与车厢外非车门附近区域的界定系数k，确定车厢外玻璃窗附近允许发生误判的区域的门限距离值S、所述第三发射天线和所述第四发射天线的距离值L_CD，经对车窗玻璃上均匀选取采样点遂由各采样点分别与所述第一第二、第三和第四发射天线的距离组成的数组按照各采样点与该第一发射天线的距离由小到大排列而形成的索引表Index_A和按照各采样点与该第二发射天线的距离由小到大排列而形成的索引表Index_B。

进一步的，所述第一、第二、第三和第四发射天线均为低频发射天线且发射频率相同。

进一步的，所述电子控制单元包括相互电连接的微控制单元和高频信号接收模块，所述发射天线与所述微控制单元电连接并根据其指令发射无线低频信号，所述智能卡包括依次电连接的低频信号接收模块、检测处理模块和高频信号发送模块，所述低频信号接收模块与所述发射天线相匹配，所述高频信号发送模块和所述高频信号接收模块相匹配，所述低频信号接收模块接收所述发射天线发射的无线低频信号，所述检测处理模块检测该无线低频信号的磁场强度大小，将包含所述磁场强度大小信息的信号输出至所述高频信号发送模块，所述高频信号发送模块将所述磁场强度大小信息通过无线高频信号向外传输，所述高频信号接收模块接收所述无线高频信号，将包含所述磁场强度大小信息的信号输出至所述微控制单元，所述微控制单元将接收到的磁场强度数据转换为距离数据，再将所述距离数据同所述参照数据进行对比从而确定所述智能卡的位置。

进一步的，所述微控制单元包括中央运算单元和均与所述中央运算单元电连接的波形生成器、存储模块，所述波形生成器与所述发射天线电连接，所述中央运算单元与所述高频信号接收模块、门禁系统、动力启动系统均电连接，所述中央运算单元控制所述波形生成器生成低频信号，所述波形生成器将所述低频信号输出至所述发射天线，所述存储模块存储所述参照数据，所述中央运算单元接收所述高频信号接收模块输出的磁场强度数据并将该磁场强度数据转换为距离数据，再将所述距离数据与从所述存储模块调取的所述参照数据进行对比从而确定所述智能卡的位置。

进一步的，所述第一、第二发射天线分别布置在汽车车厢内左右两侧，所述第三发射天线布置在汽车车厢内前部区域，所述第四发射天线布置在汽车车厢内尾部区域。。[0011]进一步的，还包括输出端与第一、第二、第三和第四发射天线均电连接的通道选通模块，所述微控制单元还包括输入端与所述中央运算单元电连接、并受该中央运算单元控制的通道选择端口，所述通道选择端口的输出端与所述通道选通模块的一输入端电连接，所述通道选通模块的另一输入端与所述波形生成器电连接，所述通道选通模块根据所述通道选择端口的通道选择信号决定同一时间段将所述波形生成器生成的低频信号仅向四根所述发射天线中的一根输出。

[0013]更进一步的，所述第一第二发射天线分别布置在汽车车厢内两侧左、右中央门柱位置，所述第三发射天线布置在汽车车厢内驾驶台中央位置与车底板之间，所述第四发天线布置在汽车车厢内末排座椅靠垫中部与车顶棚之间，且所述第一、第二、第三和第四发射天线均布置在汽车车厢内与金属车身的平行距离在4厘米以上的位置。

更进一步的，所述汽车智能卡定位系统还包括与所述电子控制单元电连接的显示装置。

本发明的有益效果：

由于本发明的汽车智能卡定位系统上安装有发射天线、用于检测发射天线的发射信号的智能卡，巧妙的在车身上进行采样并对汽车所在空间进行巧妙的划分，将由此获得的参照数据，并对发射天线进行合理布置，本发明的汽车智能卡定位系统还具有能对智能卡检测到的发射天线磁场强度信息与自身预存的参照数据进行对比的电子控制单元，本发明的汽车智能卡定位系统具有对智能卡进行准确定位的功能，实现了汽车的被动进入和启动，极大的方便了驾驶者的使用。

附图说明：

图1为本发明汽车智能卡定位系统实施例的模块化框图；

图2为本发明实施例中发射天线安装位置的俯视图；

图3为本发明实施例中发射天线安装位置的侧视图；

图4为一次实验所得到的数据表格；

图5为依照图3中数据表格内所示的实验数据在la-ha直角坐标系中绘制的离散序列图；

图6为由图3中数据表格所示的实验数据所得到的公式（1）；

附图标记：1．电子控制单元，2.发射天线，3.智能卡，4.通道选通模块，11.微控制单元，12.高频信号接收模块，111.中央运算单元，112.波形生成器，113.存储模块，114.通道选择端口，31.低频信号接收模块，32.检测处理模块，33.高频信号发送模块，A.第一天发射天线，B.第二发射天线，C.第三发射天线，D.第四发射天线,E.正副驾驶位底部空间的最前端区域，F.汽车后尾箱隔板上方、后座后方空间的底部所在的平面区域。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行较为详细的说明。

如图1所示，一种汽车智能卡定位系统，包括电子控制单元（ECU,Electronic ControlUnit）1、发射天线2和智能卡3。所述发射天线2布置于汽车车厢内，与电子控制单元1电连接并根据其指令发射无线低频信号；所述智能卡3与电子控制单元1、发射天线2相匹配，所述智能卡3与发射天线2相匹配是指智能卡3能接收到发射天线2发射的信号，所述智能卡3与电子控制单元1相匹配是指电子控制单元能接到智能卡发射的信号，智能卡3接收由发射天线2发射的无线低频信号并检测该低频信号的磁场强度大小，再将包含磁场强度大小信息的检测结果通过无线高频信号传输至电子控制单元1；所述电子控制单元1接收智能卡3发送的无线高频信号，并将获取的磁场强度数据与自身内预存的参照数据进行对比从而对智能卡3进行定位。

如图2、图3所示，所述发射天线2为发射频率均相同的四根低频天线：第一发射天线A、第二发射天线B、第三发射天线C和第四发射天线D。第一发射天线A、第二发射天线B分别布置在车厢内左右两侧，第三发射天线C布置在车厢内前部区域，第四发射天线D布置在车厢内尾部区域。

如图1所示，所述电子控制单元1包括相互电连接的微控制单元（MCU，MicroControl Unit）11和高频信号接收模块12；微控制单元11包括中央运算单元111以及分别与中央运算单元111电连接的波形生成器112和存储模块113；中央运算单元111与高频信号接收模块12电连接，波形生成器112分别与第一发射天线A、第二发射天线B、第三发射天线C和第四发射天线D电连接，存储模块113存储参照数据。所述智能卡3包括依次电连接的低频信号接收模块31、检测处理模块32和高频信号发送模块33；低频信号接收模块31与第一发射天线A、第二发射天线B、第三发射天线C、第四发射天线D均相匹配，高频信号发送模块33和所述电子控制单元1的高频信号接收模块12相匹配。

所述电子控制单元1的中央运算单元111控制波形生成器112生成低频信号，波形生成器112将该低频信号输出至发射天线2后，发射天线2对外发射无线低频信号；所述智能卡3的低频信号接收模块31接收该无线低频信号后向检测处理模块32输出，检测处理模块32检测该无线低频信号的磁场强度大小，将包含该磁场强度大小信息的信号输出至高频信号发送模块33，高频信号发送模块33将该磁场强度大小信息通过无线高频信号向外传输；所述电子控制单元1的高频信号接收模块12接收该无线高频信号后，将其中包含的磁场强度大小信息的数据传输给中央运算单元111，中央运算单元111根据预设的磁场强度与距离的转换关系将接收到的磁场强度数据转换为距离数据，中央运算单元111再将该距离数据与从存储模块113中调取的参照数据进行对比从而确定智能卡3的位置是位于车厢内区域还是位于车厢外区域，倘若判定智能卡3位于车厢外区域则进一步判定是位于车厢外车门附近区域还是位于车厢外非车门附近区域，并根据其对智能卡3的定位结果控制汽车门禁系统、汽车动力启动系统或汽车警报系统工作。

如图1所示，本发明汽车智能卡定位系统还包括输出端分别与第一发射天线A、第二发射天线B、第三发射天线C和第四发射天线D电连接的通道选通模块4，所述电子控制单元1的微控制单元11还包括输入端与中央运算单元111电连接、并受该中央运算单元111控制的通道选择端口114，通道选择端口114的输出端与通道选通模块4的一输入端电连接，通道选通模块4的另一输入端与波形生成器112电连接，通道选通模块4根据通道选择端口114的通道选择信号决定同一时间段将波形生成器112生成的低频信号仅向四根发射天线中的一根输出。

中央运算单元111中对磁场强度数据和距离数据进行转换计算的计算公式是通过如下方法得并对中央运算单元进行设置的：

步骤11：

将第一发射天线A固定使其位置不变,选取第一天线的中心为原点，在由该原点引出的一条射线上每间隔5厘米选取采样点，利用智能卡测量各采样点处磁场强度；

步骤12：

记录各采样点与原点的距离和所测得的各采样点处磁场强度值的自然对数值，建立点与原点的距离值la和该点处磁场强度值的自然对数值ha的直角坐标系，将由各采样点离原点的距离值和对应的磁场强度值的自然对数值组成的有序数对(la,ha)确定的点在该直角坐标系中标示出，得到一组离散序列；

步骤13：

将上述离散序列中相邻两点用直线相连，对该离散序列进行线性逼近，得出距离值la与磁场强度值的自然对数ha的函数关系式：la=f(ha)；

以一次实验所得到的数据为例加以说明,如图4的表格所示，将表格中有序数对(la,ha)表示的点分别在la-ha直角坐标系中标出，如图5所示，以la表示横坐标，ha表示纵坐标，形成一组离散序列，将该离散序列中的各相邻点用直线连接，不难发现，对距离值可以通过分段进行线性逼近,得到公式（1）,如图6；

采用同样的可得出智能卡与第二发射天线B、第三发射天线C、第四发射天线D距离值lb、lc和ld分别与第二发射天线B、第三发射天线C、第四发射天线D在智能卡所处位置处产生的磁场强度值hb、hc和hd的自然对数的函数关系式：lb=f(hb)、lc=f(hc)、ld=f(hd)；

步骤14：

根据函数关系式la=f(ha)、lb=f(hb)、lc=f(hc)、ld=f(hd)对电子控制单元进行设置，使电子控制单元在接收到各天线产生的磁场强度数据信号后能将磁场强度转换为智能卡与对应汽车天线间距离。

为了定位的方便，需要将汽车所在的空间按照以下三种不同方式划分为多块区域。

第一种划分方式：以汽车两侧中央门柱的连线将汽车所在的空间大致划分为前部区域、中部区域和后部区域，对中部区域、前部区域、后部区域的定义分别是这样的：汽车所在空间某一点，若通过智能卡和电子控制单元测得该点至第四发射天线D的距离与该点至第三发射天线C的距离之差小于或等于分界距离值Lmin_F，或者若通过智能卡和电子控制单元测得该点至第三发射天线C的距离与该点至第四发射天线D的距离之差小于或等于分界距离值Lmin_R，则该点处于中部区域；若通过智能卡和电子控制单元测得该点至第四发射天线D的距离与该点至第三发射天线C的距离大于分界距离值Lmin_F，则该点处于前部区域；若通过智能卡和电子控制单元测得该点至第三发射天线C的距离与该点至第四发射天线D的距离之差大于分界距离值Lmin_R，则该点处于后部区域。

第二种划分方式：将汽车所在的空间划分为车厢内区域和车厢外区域两部分，两者以车厢体车身为分界面；将车厢外区域又划分为车厢外车门附近区域和车厢外非车门附近区域，两者以车外与车门距离为临界距离值L0的曲面为分界面，位于车外左侧的分界面为左侧临界面，位于车外右侧的分界面为右侧临界面；则车外左右两侧均车外车门附近区域包括车外左侧车门附近区域和车外右侧车门附近区域；

根据需要设定临界距离值L0，通常临界距离值L0可在大于等于0.5米、小于等于1.5米的范围内选取，优选的，临界距离值L0为1米，此时，智能卡位于左侧临界面处时，利用智能卡和电子控制单元测得的智能卡与第一发射天线A的距离为左临界值L0_L；当智能位于右侧临界面处时，利用智能卡和电子控制单元测得的该智能卡与所述第二发射天线B的距离为右临界值L0_R；

根据经验，对于车厢外车门附近区域和车厢外非车门附近区域还可以这样划分，当智能卡与第三发射天线和第四发射天线的距离值两者中的较大者除以两者中的较小者，若商小于界定系数k，则智能卡所处的位置为车厢外车门附近区域，其他区域则为车厢外非车门附近区域；

根据设定界定系数k，通常界定系数k可在大于等于1.5、小于等于2.5的范围内选取，优选的，界定系数k为2。

第三种划分方式：如果智能卡在车外离车身位置非常远处，明显处于车厢外非车门附近区域，则可将智能卡在车外离车非常远处定义为无关区域，具体操作中无关区域可按照此规则选定：在汽车首尾方向的轴线左侧取通过智能卡和电子控制单元测得的与第一发射天线A的距离为分界距离值Lmax_AB的曲面为左分界面，在汽车首尾方向的右侧取通过智能卡和电子控制单元测得的与第二发射天线B的距离为分界距离值Lmax_AB的曲面为右分界面，左、右两分界面包裹住的空间为有关区域，有关区域以外的区域为无关区域。通常分界距离值Lmax_AB可在大于等于2.4米、小于等于6.4米的范围内选取，优选的，分界距离值Lmax_AB为4米。

对于汽车无钥匙进入技术的主要要求是：当智能卡在车内时，通过智能卡定位技术判定智能卡的位置，其判定结果不能为该智能卡在车外，在此基础上，减少发生当智能卡在车外时被判定为智能卡在车内的区域。设定门限距离值S，其物理意义是：当智能卡在车厢外区域，若其与车窗玻璃的距离在门限距离值S以内时，通过智能卡和电子控制单元对智能卡的位置进行定位，允许发生将其判定为车厢内区域的情况。通常，门限距离值S小于0.1米，优选的，门限距离值S为0.05米。

优选的，所述电子控制单元1还外接有显示装置，所述显示装置同电子控制单元1的中央运算单元111电连接，中央运算单元111将数据处理结果通过该显示装置显示出来，该显示装置还能显示对智能卡3的定位结果。

所述电子控制单元1内的存储模块113内存储有以下参照数据：划分车厢外无关区域与车厢外有关区域的分界距离值Lmax_AB，划分车厢外车门附近区域与车厢外非车门附近区域的分界距离值Lmin_F和分界距离值Lmin_R，确定车厢外玻璃窗附近允许发生误判的区域的门限距离值S、所述第三发射天线C和所述第四发射天线D的距离值L_CD，经对车窗玻璃上均匀选取采样点遂由各采样点分别与所述第一发射天线A、第二发射天线B、第三发射天线C、第四发射天线D的距离组成的数组按照各采样点与该第一发射天线A的距离由小到大排列而形成的索引表Index_A和按照各采样点与该第二发射天线B的距离由小到大排列而形成的索引表Index_B。

所述参照数据是通过下述方法获取并存入所述电子控制单元1的存储模块113中的：步骤21：

在所有车门关闭时，利用智能卡3和电子控制单元1测量第三发射天线C和第四发射天线D间距离值L_CD；

在所有车门关闭时，在汽车车身玻璃窗表面上间隔均匀地设定取样点，利用智能卡3和电子控制单元1测量各取样点分别至第一发射天线A、第二发射天线B、第三发射天线C和第四发射天线D的距离，得到一组样本；

步骤22：

在所有车门关闭时，在经过车窗下边沿绕车内一周的轮廓线上间隔均匀地设定取样点，利用智能卡3和电子控制单元1测量各取样点分别至第一发射天线A、第二发射天线B、第三发射天线C和第四发射天线D的距离，得到另一组样本；

步骤23：

对所有样本按取样点至第一发射天线A的距离由小至大排序，建立索引表Index_A；对所有样本按取样点至第二发射天线B的距离由小至大排序，建立索引表Index_B；

步骤24：

对所述分界距离值Lmax_AB、分界距离值Lmin_F、分界距离值Lmin_R、左临界值L0_L右、临界值L0_R、界定系数k和门限距离值S进行设定，将其与所述距离值L_CD、索引表Index_A、索引表Index_B作为参照数据存入存储模块113。

所述参照数据存入电子控制单元1的存储模块113后，电子控制单元1内的中央运算单元111将经其转换后得到的表示智能卡3与发射天线2间距离的距离数据与从存储模块113中调用出的参照数据进行对比从而对智能卡3进行定位，并根据定位结果控制汽车门禁系统、汽车动力启动系统或汽车警报系统动作。

本发明实施例的汽车智能卡定位系统对智能卡进行定位的工作过程为：

步骤301：

电子控制单元1内的中央运算单元111启动指令，指示波形生成器112生成低频信号，根据电子控制单元1内的通道选择端口114的通道选择信号，中央运算单元111通过通道选通模块4将在不同时序下生成的低频信号分别输出至第一发射天线A、第二发射天线B、第三发射天线C和第四发射天线D，启动第一发射天线A发射一个无线低频信号后关闭第一发射天线A，启动第二发射天线B发射一个无线低频信号后关闭第二发射天线B，启动第三发射天线C发射一个无线低频信号后关闭第三发射天线C，启动第四发射天线D发射一个无线低频信号后关闭第四发射天线D，同一时序内四根发射天线中仅有一根发射天线被允许发射信号；

步骤302：

智能卡3内的低频信号接收模块31分别接收来自第一发射天线A、第二发射天线B、第三发射天线C和第四发射天线D的无线低频信号，检测处理模块32分别检测四个无线低频信号在智能卡3所在位置处产生的磁场强度，并分别将四个磁场强度数据传输至高频信号发送模块33，高频信号发送模块33将该磁场强度数据传输至电子控制单元1内的高频信号接收模块12；

步骤303：

电子控制单元1内的高频信号接收模块12分别接收来自智能卡3的四个磁场强度数据，并分别将四个磁场强度数据传输至微控制单元11内的中央运算单元111，中央运算单元111分别将四个磁场强度数据转换为对应的四个距离数据：第一发射天线A与智能卡3的距离值a、第二发射天线B与智能卡3的距离值b、第三发射天线C与智能卡3的距离值c和第四发射天线D的距离值d；

步骤304：

中央运算单元111调取存储模块113内的参照数据：分界距离值Lmax_AB，将距离值a和距离值b与分界距离值Lmax_AB进行比较：

1）若距离值a和距离值b均大于等于分界距离值Lmax_AB，则中央运算单元111判定智能卡3位于车外无关区域；

2）否则，中央运算单元111判断距离值a和距离值b的大小：

（ⅰ）若距离值a小于等于距离值b，中央运算单元111调取存储模块内113的参照数据：索引表Index_A和门限距离值S，从索引表Index_A中找出与第一发射天线A的距离大于距离值a与门限距离值S之差、小于距离值a与门限距离值S之和的范围内的样本作为第一参照样本组，然后执行下述步骤305再执行下述步骤306；

（ⅱ）若距离值a大于距离值b，中央运算单元111调取存储模块113内的参照数据：索引表Index_B和门限距离值S，从索引表Index_B中找出与第二发射天线B的距离大于距离值b与门限距离值S之差、小于距离值b与门限距离值S之和的范围内的样本作为第一参照样本组，然后执行下述步骤305后再执行下述步骤307；

步骤305：

1）中央运算单元111调取存储模块113内的参照数据：分界距离值Lmin_F，若中央运算单元111测得距离值d和距离值c之差大于分界距离值Lmin_F，则中央运算单元111去除第一参照样本组中采样点与第三发射天线C的距离大于该采样点与第四发射天线D的距离的样本；

2）中央运算单元111调取存储模块113内的参照数据：分界距离值Lmin_R，若中央运算单元111测得距离值c与距离值d之差大于分界距离值Lmin_R，则中央运算单元111去除第一参照样本组中采样点与第四发射天线D的距离大于该采样点与第三发射天线C的距离的样本；

3）否则，此步骤中不对第一参照样本组进行处理；

步骤306：

1）若执行步骤305后第一参照样本组中剩余样本数为0，则：

（ⅰ）若中央运算单元111测得距离值a小于第一参照样本组中所有采样点与第一发射天线A的距离，则判定智能卡3在车厢内区域；

（ⅱ）若中央运算单元111测得距离值a大于第一参照样本组中所有采样点与第一发射天线A的距离，则判定智能卡3在车厢外区域；

（ⅲ）否则，中央运算单元111以第一参照样本组中所有采样点与第一发射天线A的距离数值中和距离值a最接近的值作为新的距离值a，重新执行步骤304；

2）若执行步骤305后第一参照样本组中剩余样本数大于0，则中央运算单元111在第一参照样本组中找出与第二发射天线B的距离在大于距离值b与门限距离值S之差、小于距离值b与门限距离值S之和的范围内的样本作为第二参照样本组，然后执行步骤308；

步骤307：

1）若执行步骤305后第一参照样本组中剩余样本数为0，则：

（ⅰ）若中央运算单元111测得距离值b小于第一参照样本组中所有采样点与第二发射天线B的距离，则判定智能卡3在车厢内区域；

（ⅱ）若中央运算单元111测得距离值b大于第一参照样本组中所有采样点与第二发射天线B的距离，则判定智能卡3在车厢外区域；

（ⅲ）否则，中央运算单元111以第一参照样本组中所有采样点与第二发射天线B的距离数值中和距离值b最接近的值作为新的距离值b，重新执行步骤304；

2）若执行步骤305后第一参照样本组中剩余样本数大于0，则中央运算单元111在第一参照样本组中找出与第一发射天线A的距离在大于距离值a与门限距离值S之差、小于距离值a与门限距离值S之和的范围内的样本作为第二参照样本组，然后执行步骤309；

步骤308：

1）若第二参照样本组中样本数为0，则：

（ⅰ）若中央运算单元111测得距离值b大于第一参照样本组中所有采样点与第二发射天线B的距离，则判定智能卡3在车厢外区域，然后执行步骤312；

（ⅱ）否则，判定智能卡3在车厢内区域；

2）若第二参照样本组中样本数大于0，则：

（ⅰ）若中央运算单元111测得距离值c小于等于距离值d,则：

若中央运算单元111测得第二参照样本组中与第三发射天线C的距离在大于距离值c与门限距离值S之差、小于距离值c与门限距离值S之和的范围内的样本的数量大于0，则判定智能卡3在车厢内区域；

若中央运算单元111测得第二参照样本组中与第三发射天线C的距离在大于距离值c与门限距离值S之差、小于距离值c与门限距离值S之和的范围内的样本的数量为0，则执行步骤310，若判定智能卡3位于车厢外区域，则再执行步骤312；

（ⅱ）若中央运算单元111测得距离值c大于距离值d，则：

若中央运算单元111测得第二参照样本组中与第四发射天线D的距离在大于距离值d与门限距离值S之差、小于距离值d与门限距离值S之和的范围内的样本的数量大于0，则判定智能卡3在车厢内区域；

若中央运算单元111测得第二参照样本组中与第四发射天线D的距离在大于距离值d与门限距离值S之差、小于距离值d与门限距离值S之和的范围内的样本的数量为0，则执行步骤311，若判定智能卡3位于车厢外区域，则再执行步骤312；

步骤309：

1）若第二参照样本组中样本数为0，则：

（ⅰ）若中央运算单元111测得距离值a大于第一参照样组本中所有采样点与第一发射天线A的距离，则判定智能卡3在车厢外区域，然后执行步骤313；

（ⅱ）否则，判定智能卡3在车厢内区域；

2）若第二参照样本组中样本数大于0，则：

（ⅰ）若中央运算单元111测得距离值c小于等于距离值d,则：

若中央运算单元111测得第二参照样本组中与第三发射天线C的距离在大于距离值c与门限距离值S之差、小于距离值c与门限距离值S之和的范围内的样本的数量为0，则执行步骤310，若判定智能卡3位于车厢外区域，则再执行步骤313；

（ⅱ）若中央运算单元111测得距离值c大于距离值d，则：

若中央运算单元111测得第二参照样本组中与第四发射天线D的距离在大于距离值d与门限距离值S之差、小于距离值d与门限距离值S之和的范围内的样本的数量为0，则执行步骤311，若判定智能卡3位于车厢外区域，则再执行步骤313；

步骤310：

1）若中央运算单元111测得距离值c小于第二参照样本组中所有采样点至第三发射天线C的距离，或者，中央运算单元111调取存储模块113中的参照数据：距离值L_CD，若测得距离值d小于距离值L_CD、且距离值c、距离值d和门限距离值S之和小于第二参照样组本中任何采样点至第三发射天线C的距离与至第四发射天线D的距离之和，则判定智能卡3位于车厢内区域；

2）否则，判定智能卡3位于车厢外区域；

步骤311：

1）若中央运算单元111测得距离值d小于第二参照样本组中所有采样点至第四发射天线D的距离，或者，中央运算单元111调取存储模块113中的参照数据：距离值L_CD，若测得距离值c小于距离值L_CD、且距离值c、距离值d和门限距离值S之和小于第二参照样本组中任何采样点至第三发射天线C的距离与至第四发射天线D的距离之和，则判定智能卡3位于车厢内区域；

2）否则，判定智能卡3位于车厢外区域；

步骤312：

1）中央运算单元111调取存储模块113中的参照数据：左临界值L0_L，若测得距离值a小于左临界值L0_L,或者，中央运算单元111调取存储模块113中的参照数据：界定系数k，若测得距离值c、距离值d两者中较大者除以两者中较小者的商小于界定系数k，则判定智能卡3位于车厢外左侧车门附近区域；

2）否则，判定智能卡3位于车厢外非车门附近区域；

步骤313：

1）中央运算单元111调取存储模块113中的参照数据：右临界值L0_R，若测得距离值b小于右临界值L0_R,或者，中央运算单元111调取存储模块113中的参照数据：界定系数k，若测得距离值c、距离值d两者中较大者除以两者中较小者的商小于界定系数k，则判定智能卡3位于车厢外右侧车门附近区域；

2）否则，判定智能卡3位于车厢外非车门附近区域。

当对智能卡3的位置定位完毕后，电子控制单元1的中央运算单元111根据定位结果控制汽车门禁系统工作或汽车动力启动系统工作或汽车警报系统工作。

当电子控制单元判定智能卡在车厢外部区域，若收到汽车启动请求，则电子控制单元不会响应该请求，并且控制汽车警报系统发出报警，提示有非法进入车内者；

当电子控制单元判定智能卡在车外非车门附近区域，若此时收到汽车外部的车门开锁请求，则电子控制单元不会响应该请求，并且控制汽车警报系统发出防盗报警；

当电子控制单元判定智能卡在车外车门附近区域，若此时收到汽车外部的车门开锁请求，则电子控制单元响应该请求，控制汽车门禁系统执行开锁动作；

当电子控制单元判定智能卡在车厢内部区域，若此时收到汽车启动请求，则电子控制单元响应该请求，控制汽车动力启动系统执行启动动作。

如图2、图3所示，由于车身金属的干扰，区域E、区域F为易发生定位错误的区域。区域E为正副驾驶位底部空间的最前端区域，区域F为后尾箱隔板上方，后座后方空间的底部所在平面区域。

第三发射天线C如果安装位置过高，为确保区域E不发生位置误判，前档风玻璃附近发生车厢外区域判定为车厢内区域的空间将增大，因此第三发射天线C宜尽量靠近下方。第四发射天线D位于后座中央靠垫内。第四发射天线D如果安装位置过低，为确保区域F不发生位置误判，后窗玻璃附近车厢外区域判定为车厢内区域的空间将增大，因此第四发射天线D宜尽量靠近上方。

因此，优选的，将第一发射天线A、第二发射天线B分别布置在汽车车厢内两侧左、右中央门柱位置，将第三发射天线C布置在汽车车厢内驾驶台中央位置与车底板之间，将第四发射天线D布置在汽车车厢内末排座椅靠垫中部与车顶棚之间，且第一发射天线A、第二发射天线B、第三发射天线C、第四发射天线D均布置汽车车厢内与金属车身的平行距离在4厘米以上的位置，以减少金属块对发射天线产生的磁场的干扰。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种汽车智能卡定位系统，其特征在于：包括发射天线：第一发射天线、第二发射天线、第三发射天线和第四发射天线，以及智能卡和电子控制单元，所述发射天线布置于汽车车厢内，所述发射天线与所述电子控制单元电连接并根据其指令发射无线低频信号，所述智能卡与所述发射天线和所述电子控制单元相匹配，所述智能卡接收所述无线低频信号并检测该无线低频信号的磁场强度，并将检测结果通过无线高频信号传输至所述电子控制单元，所述电子控制单元将接收到的所述无线高频信号中的磁场强度数据转换为距离数据，再将所述距离数据同预存的参照数据进行对比从而确定所述智能卡的位置；

所述参照数据包括：划分汽车所在空间的前部区域和后部区域的分界距离值Lmin_F和分界距离值Lmin_R，划分车厢外无关区域与车厢外有关区域的分界距离值Lmax_AB，划分车厢外车门附近区域与车厢外非车门附近区域的左临界值L0_L和右临界值L0_R，确定车厢外玻璃窗附近允许发生误判的区域的门限距离值S、所述第三发射天线和所述第四发射天线的距离值L_CD，经对车窗玻璃上均匀选取采样点遂由各采样点分别与所述第一发射天线、所述第二发射天线、第三发射天线和所述第四发射天线的距离组成的数组按照各采样点与该第一发射天线的距离由小到大排列而形成的索引表Index_A和按照各采样点与该第二发射天线的距离由小到大排列而形成的索引表Index_B。

2.根据权利要求1所述的汽车智能卡定位系统，其特征在于：所述第一发射天线、所述第二发射天线、所述第三发射天线和所述第四发射天线均为低频发射天线且发射频率相同。

3.根据权利要求1或2所述的汽车智能卡定位系统，其特征在于：所述电子控制单元包括相互电连接的微控制单元和高频信号接收模块，所述发射天线与所述微控制单元电连接并根据其指令发射无线低频信号，所述智能卡包括依次电连接的低频信号接收模块、检测处理模块和高频信号发送模块，所述低频信号接收模块与所述发射天线相匹配，所述高频信号发送模块和所述高频信号接收模块相匹配，所述低频信号接收模块接收所述发射天线发射的无线低频信号，所述检测处理模块检测该无线低频信号的磁场强度大小，将包含所述磁场强度大小信息的信号输出至所述高频信号发送模块，所述高频信号发送模块将所述磁场强度大小信息通过无线高频信号向外传输，所述高频信号接收模块接收所述无线高频信号，将包含所述磁场强度大小信息的信号输出至所述微控制单元，所述微控制单元将接收到的磁场强度数据转换为距离数据，再将所述距离数据同所述参照数据进行对比从而确定所述智能卡的位置。

4.根据权利要求3所述的汽车智能卡定位系统，其特征在于：所述微控制单元包括中央运算单元和均与所述中央运算单元电连接的波形生成器、存储模块，所述波形生成器与所述发射天线电连接，所述中央运算单元与所述高频信号接收模块、门禁系统、动力启动系统均电连接，所述中央运算单元控制所述波形生成器生成低频信号，所述波形生成器将所述低频信号输出至所述发射天线，所述存储模块存储所述参照数据，所述中央运算单元接收所述高频信号接收模块输出的磁场强度数据并将该磁场强度数据转换为距离数据，再将所述距离数据与从所述存储模块调取的所述参照数据进行对比从而确定所述智能卡的位置。

5.根据权利要求4所述的汽车智能卡定位系统，其特征在于：所述第一发射天线和所述第二发射天线分别布置在汽车车厢内左右两侧，所述第三发射天线布置在汽车车厢内前部区域，所述第四发射天线布置在汽车车厢内尾部区域。

6.根据权利要求5所述的汽车智能卡定位系统，其特征在于：还包括输出端与第一发射天线、所述第二发射天线、所述第三发射天线和所述第四发射天线均电连接的通道选通模块，所述微控制单元还包括输入端与所述中央运算单元电连接、并受该中央运算单元控制的通道选择端口，所述通道选择端口的输出端与所述通道选通模块的一输入端电连接，所述通道选通模块的另一输入端与所述波形生成器电连接，所述通道选通模块根据所述通道选择端口的通道选择信号决定同一时间段将所述波形生成器生成的低频信号仅向四根所述发射天线中的一根输出。

7.根据权利要求6所述的汽车智能卡定位系统，其特征在于：所述第一发射天线和所述第二发射天线分别布置在汽车车厢内两侧左、右中央门柱位置，所述第三发射天线布置在汽车车厢内驾驶台中央位置与车底板之间，所述第四发天线布置在汽车车厢内末排座椅靠垫中部与车顶棚之间，且所述第一发射天线、所述第二发射天线、所述第三发射天线和所述第四发射天线均布置在汽车车厢内与金属车身的平行距离在4厘米以上的位置。

8.根据权利要求7所述的汽车智能卡定位系统，其特征在于：还包括与所述电子控制单元电连接的显示装置。

9.一种汽车智能卡定位系统，其特征在于：包括发射天线：第一发射天线、第二发射天线、第三发射天线和第四发射天线，以及智能卡和电子控制单元，所述发射天线布置于汽车车厢内，所述发射天线与所述电子控制单元电连接并根据其指令发射无线低频信号，所述智能卡与所述发射天线和所述电子控制单元相匹配，所述智能卡接收所述无线低频信号并检测该无线低频信号的磁场强度，并将检测结果通过无线高频信号传输至所述电子控制单元，所述电子控制单元将接收到的所述无线高频信号中的磁场强度数据转换为距离数据，再将所述距离数据同预存的参照数据进行对比从而确定所述智能卡的位置；

所述参照数据包括：划分汽车所在空间的前部区域和后部区域的分界距离值Lmin_F和分界距离值Lmin_R，划分车厢外无关区域与车厢外有关区域的分界距离值Lmax_AB，划分车厢外车门附近区域与车厢外非车门附近区域的界定系数k，确定车厢外玻璃窗附近允许发生误判的区域的门限距离值S、所述第三发射天线和所述第四发射天线的距离值L_CD，经对车窗玻璃上均匀选取采样点遂由各采样点分别与所述第一发射天线、所述第二发射天线、所述第三发射天线和所述第四发射天线的距离组成的数组按照各采样点与该第一发射天线的距离由小到大排列而形成的索引表Index_A和按照各采样点与该第二发射天线的距离由小到大排列而形成的索引表Index_B。

10.根据权利要求9所述的汽车智能卡定位系统，其特征在于：所述第一发射天线、所述第二发射天线、所述第三发射天线和所述第四发射天线均为低频发射天线且发射频率相同。

11.根据权利要求9或10所述的汽车智能卡定位系统，其特征在于：所述电子控制单元包括相互电连接的微控制单元和高频信号接收模块，所述发射天线与所述微控制单元电连接并根据其指令发射无线低频信号，所述智能卡包括依次电连接的低频信号接收模块、检测处理模块和高频信号发送模块，所述低频信号接收模块与所述发射天线相匹配，所述高频信号发送模块和所述高频信号接收模块相匹配，所述低频信号接收模块接收所述发射天线发射的无线低频信号，所述检测处理模块检测该无线低频信号的磁场强度大小，将包含所述磁场强度大小信息的信号输出至所述高频信号发送模块，所述高频信号发送模块将所述磁场强度大小信息通过无线高频信号向外传输，所述高频信号接收模块接收所述无线高频信号，将包含所述磁场强度大小信息的信号输出至所述微控制单元，所述微控制单元将接收到的磁场强度数据转换为距离数据，再将所述距离数据同所述参照数据进行对比从而确定所述智能卡的位置。

12.根据权利要求11所述的汽车智能卡定位系统，其特征在于：所述微控制单元包括中央运算单元和均与所述中央运算单元电连接的波形生成器、存储模块，所述波形生成器与所述发射天线电连接，所述中央运算单元与所述高频信号接收模块、门禁系统、动力启动系统均电连接，所述中央运算单元控制所述波形生成器生成低频信号，所述波形生成器将所述低频信号输出至所述发射天线，所述存储模块存储所述参照数据，所述中央运算单元接收所述高频信号接收模块输出的磁场强度数据并将该磁场强度数据转换为距离数据，再将所述距离数据与从所述存储模块调取的所述参照数据进行对比从而确定所述智能卡的位置。

13.根据权利要求12所述的汽车智能卡定位系统，其特征在于：所述第一发射天线和所述第二发射天线分别布置在汽车车厢内左右两侧，所述第三发射天线布置在汽车车厢内前部区域，所述第四发射天线布置在汽车车厢内尾部区域。

14.根据权利要求13所述的汽车智能卡定位系统，其特征在于：还包括输出端与第一发射天线、所述第二发射天线、所述第三发射天线和所述第四发射天线均电连接的通道选通模块，所述微控制单元还包括输入端与所述中央运算单元电连接、并受该中央运算单元控制的通道选择端口，所述通道选择端口的输出端与所述通道选通模块的一输入端电连接，所述通道选通模块的另一输入端与所述波形生成器电连接，所述通道选通模块根据所述通道选择端口的通道选择信号决定同一时间段将所述波形生成器生成的低频信号仅向四根所述发射天线中的一根输出。

15.根据权利要求14所述的汽车智能卡定位系统，其特征在于：所述第一发射天线和所述第二发射天线分别布置在汽车车厢内两侧左、右中央门柱位置，所述第三发射天线布置在汽车车厢内驾驶台中央位置与车底板之间，所述第四发天线布置在汽车车厢内末排座椅靠垫中部与车顶棚之间，且所述第一发射天线、所述第二发射天线、所述第三发射天线和所述第四发射天线均布置在汽车车厢内与金属车身的平行距离在4厘米以上的位置。

16.根据权利要求15所述的汽车智能卡定位系统，其特征在于：还包括与所述电子控制单元电连接的显示装置。