CN104797441B - 配备有电子箱的车辆车轮的定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及配备有电子箱的车辆的车轮的定位方法，根据所述方法，命令由被装配在车辆上的发射天线来发射预定数目的标识请求信号，并且分析通过电子箱的这些信号的接收率的表示值。根据本发明，通过重心计算，为每个车轮位置确定覆盖所述车轮位置的发射天线的接收的“理想位置”（接收率等于100%），并且，与配备车辆的发射天线的位置相对地为每个电子箱确定该后者的“有效位置”，这通过将通过所述电子箱对每个发射天线所发射的信号的接收率用作该“有效位置”的确定准则。

Description

配备有电子箱的车辆车轮的定位方法

技术领域

本发明涉及配备有电子箱（boîtier）的机动车辆车轮的定位方法，所述电子箱被适配用于向车辆上装配的中央单元的目的地发射信号，所述信号包括表示每个车轮的运转参数的数据和所述电子箱的标识码。

背景技术

越来越多的机动车辆为了安全的目的而拥有监测系统，所述监测系统包括相关联于车辆的每个车轮、专用于测量参数（诸如配备这些车轮的轮胎的压力或温度）的传感器，并且旨在告知驾驶员所测量的参数的任何异常的变动。

这些监测系统传统地装备有：电子箱，所述电子箱装配在车辆的每个车轮上，除了前述的传感器之外还集成了微处理器和射频发射器；以及接收由发射器所发射的信号的中央单元，其包括计算机，所述计算机集成了被连接到天线的射频接收器。

这样的监测系统需要解决的问题之一在于有必要应当向中央单元的接收器所接收的每个信号关联与电子箱并且因此该信号起源的车轮的定位相关的信息，该必要持续在车辆的寿命持续时间期间，也就是说，甚至在更换车轮或者更简单地这些车轮的位置的反转之后仍应当被遵守。

目前，第一定位方法在于使用各自定位成邻近于车辆的车轮之一的三个低频天线，并且在于实现一种定位过程，所述定位过程在于通过发射低频磁场而接连地激励这三个天线中的每一个。

根据该过程，在位于邻近所激励的天线的车轮上所装配的电子箱作为响应并且向中央单元的目的地命令低频信号的发射，所述低频信号包括所述电子箱的标识码，以使得三个天线的接连的激励导致在靠近这些天线的车轮上装配的三个电子箱的定位，并且通过推断，导致第四电子箱的定位。

这样的方法的主要优点在于以下事实：定位过程非常迅速并且导致在车辆起动之后的几乎即时的定位。

相反，该解决方案迫使为车辆配备有具有所有有关的约束（连接线缆、控制放大器，等等）的三个天线，以致于其经证实是昂贵的。

相关于定位方法的实施手段的安装成本的该缺陷可以被解决，当车辆配备有用于使得能够进入所述车辆并且起动该后者的免于用手的进入设备时。

事实上，诸如尤其在专利EP 1 353 812中所描述的，解决方案于是在于使用发射天线，以及其对该免于用手的进入设备的供电手段，以用于实施车轮的定位过程。

诸如在前述专利中所描述的，该解决方案的实施在于例如当所述天线被使用的目的在于车轮的定位时命令通过发射天线来发射非编码的信号，并且在于在天线用于其控制车辆的进入的原始目的时命令编码信号的发射。

理论上非常吸引人的这样的解决方案相反经证实在实际中实施起来是非常难处理的。事实上，免于用手的进入设备的天线并不以理想的方式被定位以用于使得能够实现车辆车轮的定位。

由此，并且首先，该定位的选择性特征只在使得获得天线的发射功率的非常精确的调节时才能取得，并且一般迫使增加在车轮上装配的接收器的灵敏度，其结果造成这些传感器对外部扰动的灵敏度。

实际上，调节的这些极端条件频繁地导致对噪声的抗扰性以及传感器的灵敏度容差问题，从中引出定位方法的非常相对的可靠性。

为了暂时缓和这些缺点，该定位方法的改进已在于实施一种尤其在专利EP 1 826031中描述的定位方法，其在于：

·接连地命令由每个发射天线发射预定数目的标识请求信号，

·为每个电子箱计算由所述电子箱对每个天线所发射的信号的接收率 T_i的表示值，

·并且实施适配的定位过程，通过分析接收率 T_i的表示值，以用于使得能够将车轮的位置赋予每个电子箱。

这样的定位方法因此在于命令通过每个发射天线发射多个标识请求信号，以使得统计上位于该发射天线的覆盖区中的每个电子箱必然地由标识的请求所激励。

根据该原理，定位过程的选择性特征合理地由以下各项导致：

·只有位于发射天线的覆盖区中的电子箱接收可能导致其标识的多个标识请求信号，

·通过位于发射天线的覆盖区的外部的电子箱对“寄生”标识请求信号的接收没有任何影响，因为这些“寄生”信号被自动“滤波”。

这样的定位方法经证实是性能非常好的，当其被实施在配备有两个车轴（四轮或六轮，其中两对并排联结的车轮）和四个发射天线的机动车辆上时。相反，一些运转问题已经明显，当车辆只配备有三个发射天线时。另外，并且特别是，该定位方法严格受限于两个车轴的车辆。

发明内容

本发明的目的在于缓和这些缺点并且第一目的在于提供在反应性和可靠性方面性能非常好的定位方法。

本发明的另一目的是提供可以实施在任何类型的配备有轮胎（无论这些轮胎的车轴数是什么）的车辆上的定位方法。

为此，本发明的目的在于一种配备有电子箱的车辆车轮的位置的定位方法，所述电子箱被适配用于向车辆上装配的中央单元目的地发射信号，所述信号包括表示每个车轮的运转参数的数据和所述电子箱的标识码，所述定位方法在于：

·为车辆配备个发射天线，所述发射天线被布置使得每个发射天线的覆盖区覆盖至少一个车轮位置，并且发射天线的整体的全局覆盖区覆盖车轮的位置的全部，

·接连地命令由每个发射天线发射预定数目的标识请求信号，

·为每个电子箱计算由所述电子箱对每个天线所发射的信号的接收率T_i的表示值，

·并且实施一种适配的定位过程，通过分析接收率T_i的表示值，以用于使得能够将车轮的位置赋予每个电子箱。

根据本发明，该定位方法的特征在于：

·在预先阶段中，定义预定的几何坐标系并且在该坐标系中定义：

-每个发射天线的坐标，

-对于每个车轮位置，其覆盖区覆盖所述车轮位置的发射天线的重心的坐标（被称为参考），其各自被指派有加权系数，所述加权系数在于由所述发射天线所发射的信号的100%的接收率T_i的表示值，

·实施定位过程，所述定位过程在于：

-为每个电子箱定义个发射天线的重心坐标，其各自被指派有加权系数，所述加权系数在于由所述电子箱对所述发射天线所发射的信号的接收率T_i的表示值，

-并且根据在参考重心和表示电子箱的每个重心之间的相对位置而确定要赋予所述电子箱中每一个的车轮位置。

根据本发明的方法因此基于加权的系统的重心的计算，对应于发射天线的坐标，并且在于由这些发射天线所发射的信号的接收率T_i的表示值，并且该方法主要包括：

·确定每个车轮的位置的预先步骤在于为车轮的这些位置中的每一个计算覆盖车轮的所述位置的发射天线的接收的“理想位置”（参考重心）的坐标（接收率等于100%），

·每个电子箱的定位过程，在于与配备车辆的发射天线相对地确定每个电子箱的“有效位置”的坐标，通过将由每个发射天线所发射的信号的接收率用作该“有效位置”的确定准则。

实际上，这样的方法在反应性和可靠性方面经证实是性能非常好的，当其实施在包括两个车轴并且只配备有三个发射天线的车辆上时。

另外，该定位方法还可以被实施在配备有轮胎（无论这些轮胎的车轴数是什么）的任何类型的车辆上。

根据第一有利实施例，定义与发射天线所发射的信号的接收率T_i的有效值相对应的加权系数。

然而，尤其在接收率相对弱并且经证实是非确定性的时，用于增加定位过程的反应性和可靠性的另一有利实施例在于：

-定义与所述接收率的最小值和最大值相对应的接收率T_i的两个阈值，

-定义加权系数，诸如

·，如果的话，

·，如果的话，

·，如果的话。

以相同的目的，并且根据按照本发明的方法的实施变型，定义加权系数的另一实施例在于考虑接收率T_i遵循平均值和均方根偏差的正态定律，并且在于定义加权系数，诸如：

定义加权系数的前述两种方法此外可以有利地被组合，并且导致使用两个阈值和的确定方法，诸如：

此外，每个发射天线的坐标可以在任何类型的已知坐标系中定义，诸如尤其是规格化正交的坐标系。然而，为了促进参考重心的良好分布，根据本发明有利地在以下坐标系中定义每个发射天线的坐标，所述坐标系在于三角单位圆，其中心被定位以使得所述发射天线分布在所述三角单位圆的外围上并且由以下坐标定义：

根据本发明的另一有利实施例，确定要赋予每个电子箱的车轮位置，通过测量将表示电子箱的重心和每个参考重心分离的欧几里得距离。

在欧几里得距离的该计算原理的基础上，此外有利地在每个参考重心的周围定义预定尺寸的被称为参考的区，其以所述参考重心为中心，并且向每个车轮位置赋予其重心位于与所述车轮位置相对应的参考区中的电子箱。

附图说明

本发明的其它特征目的和优点将从参考附图的以下详细描述中突显出来，所述附图作为非限制性示例表示两个优选实施例。在这些图上：

·图1是装备有监测系统的轻型机动车辆的示意性俯视图，所述监测系统相关联于用于该监测系统的电子箱的定位的发射天线，

·图2是表示了根据本发明的方法确定加权系数的两个不同实施例的图形，

·图3是表示根据本发明的方法所定义的元素（发射天线重心）在包括三角单位圆的坐标系上的分布的图形，

·并且图4是装备有监测系统的载重车辆的示意性俯视图，所述监测系统相关联于用于该监测系统的电子箱的定位的发射天线。

具体实施方式

根据本发明的方法目的在于配备车辆车轮的电子箱的定位，所述车辆装备有对这些车轮上装配的轮胎的运转参数进行监测的系统，并且该定位方法在于为了其实施而使用被装配在车辆上的发射天线。

根据图1，首先，监测系统被安装在轻型车辆1上，所述轻型车辆1装有典型地装了轮胎的四个车轮：两个前轮2、3和两个后轮4、5。

该监测系统首先典型地包括与每个车轮2-5相关联的电子箱6-9，所述电子箱例如联接在所述车轮的轮缘上以使得被定位在轮胎的包络的内部。

以本身已知的方式，这些电子箱6-9中的每一个集成了专用于参数（诸如轮胎的压力和/或温度）测量的传感器，所述传感器连接到微处理器，所述微处理器拥有所述电子箱的标识码，并且连至RF发射器，所述RF发射器连接到诸如10的低频天线。

监测系统还包括集中式计算机或中央单元11，其包括微处理器并且集成了RF接收器，所述RF接收器配备有天线12，所述天线12能接收由四个电子箱6-9中的每一个所发射的信号。

以常用的方式，这样的监测系统并且尤其是其中央单元11被设计以使得向驾驶员告知由与车轮2-5相关联的传感器所测量的参数的任何异常变动。

根据本发明的定位电子箱6-9的方法在于使用发射天线13-15，所述发射天线13-15连接到中央单元11并且各自被布置在左侧一对车轮2、4，右侧一对车轮3、5或者后方一对车轮4、5的邻近处。

根据该定位方法，发射天线13-15有利地由通常在名称“免于用手的进入设备”下已知的设备的天线构成，所述设备被适配用于使得能够凭借电子标记（badge）的标识而进入车辆1并且可能地起动该后者。

按照这样的免于用手的进入设备的布置，这些天线可以诸如在图1上所表示的以数目三并且分别在于：

·左侧天线13，其被定位在车辆的左前门的把手上，被适配用于其覆盖区A1覆盖左侧车轮2、4的位置，

·右侧天线14，其被定位在车辆的右前门的把手上，被适配用于其覆盖区A2覆盖右侧车轮3、5的位置，

·和后方天线15，其被定位在车辆的行李箱的门的把手上，被适配用于其覆盖区A3覆盖后侧车轮4、5的位置。

根据图4，其次，监测系统被安装在载重车辆21上，所述载重车辆21装备有承载了诸如22之类的两个车轮的前车轴，以及各自承载了诸如23、24之类的两对并排联结的车轮的两个中间车轴和一个后车轴。

该监测系统典型地一方面包括被装配在车轮22-24中每一个上的电子箱，诸如被装配在前轮22上的电子箱25和被装配在并排联结的两个车轮23、24上的电子箱26、27，并且另一方面包括集中式计算机或中央单元28。

根据本发明的用于实施定位方法的发射天线关于其为数目七个并且在于：

·三个右侧天线，诸如29，其各自纵向定位在两个接连的车轴的右侧车轮22、23-24之间，以使得其相应的覆盖区（诸如A_n）覆盖这些右侧车轮中两个的位置，

·三个左侧天线，诸如30，其各自纵向定位在两个接连的车轴的左侧车轮之间，以使得其相应的覆盖区覆盖这些左侧车轮中两个的位置，

-以及后侧天线31，其被布置以使得其覆盖区A_n+6覆盖后车轴的车轮。

根据本发明的定位方法的目的是将车轮的位置赋予车辆1、21的电子箱中的每一个，并且于是：

-关于在图1中表示的轻型车辆1，将车轮位置赋予每个电子箱6-9，

-关于在图4中表示的载重车辆21：

·将车轮的位置赋予被装配在仅仅承载了诸如22之类的两个车轮的前车轴上的电子箱25中的每一个，

·将公共的车轮位置赋予每对并排联结的车轮中诸如23、24之类的两个车轮。

为了满足该目的，根据本发明的方法一般地在于：

·在预定的几何坐标系中定义每个发射天线13-15、29-31的坐标，

·在几何坐标系中确定每个车轮位置的坐标以及每个电子箱6-9、25-27的坐标，通过使用加权系数的重心计算，所述加权系数在于由发射天线13-15,29-31发射的信号的接收率的表示值，

·并且在于从每个车轮位置和每个电子箱6-9、25-27之间的相对位置推断要赋予所述电子箱中的每一个的车轮的位置。

该定位方法的初步步骤之一在于确定在重心计算时所使用的加权系数。

惯用过程在于向这些加权系数赋予由发射天线13-15、29-31发射的信号的接收率T_i的有效值。

然而，尤其当接收率相对弱时，加权系数的值可以经证实是非确定性的，并且本发明有利地提议确定这些加权系数的两种不同方法，以及组合这两种方法的方法。

这些方法中的第一个在于使用接收率T_i的分布函数，通过还假设该接收率T_i遵循平均值和均方根偏差的正态定律。

该方法导致定义加权系数，诸如：

作为示例，图2的曲线表示与值=40%和=15%相对应的用于确定加权系数的分布函数。

第二方法在于定义与所述接收率的最小值和最大值相对应的接收率T_i的两个阈值，然后确定加权系数，诸如：

·，如果的话，

·，如果的话，

·，如果的话。

要注意到，关于这两种计算方法，诸如，，，之类的不同参数以常用的方式、根据在发射天线13-15,29-31以及电子箱6-9,25-27之间的传输性能LF的理论结果和/或研究实验来确定。

前述两种方法还可以被组合并且导致第三方法，所述第三方法在于将以上所述的第二方法考虑为正态定律分布函数的一阶近似。

根据该第三方法，对于T_i=，将连至的直线的斜率等于，并且两个值、因此诸如：

。

作为示例，图2的曲线表示根据该第三方法的与如对应于曲线的相同的值=40%和=15%相对应的加权系数的确定曲线。

根据本发明的定位方法的第二初步步骤在于确定几何坐标系，并且以有利的方式，所选的几何坐标系在于三角单位圆CT，其中心被定位以使得车辆1、21的N_TA个发射天线13-15、29-31（其中对于图1的车辆1，，并且对于图4的车辆21，）被分布在所述三角单位圆的外围上并且由以下坐标定义：

第三初步步骤在于在几何坐标系CT中为每个车轮位置确定其覆盖区覆盖所述车轮位置的发射天线13-15、29-31的参考重心坐标，其各自被指派有加权系数，所述加权系数在于所述发射天线所发射的信号的100%的接收率T_i的表示值。

无论以上所述的加权系数的确定方法如何（，或者三种详细方法之一），表示100%的接收率T_i的的值等于1，并且由此，每个重心的坐标诸如：

，其中

-N_TA，车轮位置的数目

-card(E_i)，其覆盖区覆盖所考虑的车轮位置的发射天线的数目。

此外，一旦确定了每个参考重心的坐标，根据本发明的方法在于在该后者周围定义预定尺寸的区Z1-Z4，其以所述参考重心为中心，构成参考区，电子箱6-9、25-27应当位于其中，以便对应的车轮位置被赋予其。

这些参考区Z1-Z4的面积根据在发射天线13-15、29-31和电子箱6-9、25-27之间的传输性能LF的理论结果和/或研究实验来定义。另外，要注意到，根据本发明，这些区Z1-Z4的面积可以彼此不同，只要实现分离的区。

一旦实现了初步步骤，每个定位过程根据本发明、对于每个电子箱6-9、25-27在于：

-定义N_TA个发射天线13-15、29-31的重心的坐标，其各自被指派有加权系数，所述加权系数表示通过所述电子箱对所述发射天线所发射的信号的接收率T_i，

-并且在于核实该重心属于参考区Z1-Z4中之一，以用于确定哪个车轮位置应当被赋予该电子箱6-9、25-27。

图3构成本发明的方法在其为了对图1中所表示的车辆1的电子箱6-9进行定位而实施时的图形表示。

对于该类型的车辆1，并且首先，发射天线的坐标可以如下：

-左侧天线13 =（1,0），

-右侧天线14 ，

-后侧天线15 。

在该基础上，从天线13-15的坐标所推断的参考重心的坐标关于其如下：

-左前侧车轮的位置 =（1,0），

-右前侧车轮的位置

-右后侧车轮的位置

-左后侧车轮的位置 。

在每个定位过程期间，每个重心诸如 。

每个重心的位置的计算因此可以，诸如图3中所表示的，被分解成两个计算步骤：

-计算点的第一步骤，

-计算三个点的重心的第二步骤。

最后，将车轮位置赋予由重心表示的电子箱在于确定该重心定位在哪个参考区中。根据所图示的示例，该参考区在于参考区Z2，以使得右前侧车轮的位置被赋予电子箱。

诸如上述，根据本发明的定位方法可以被实施在配备有轮胎的任何类型的车辆上，而无论这些轮胎的车轴数是多少。此外，无论车轴数并且因此无论电子箱的数目和要赋予的车轮位置的数目，该定位方法经证实在反应性和可靠性方面的性能非常好。

Claims (8)

1.配备有电子箱（6-9）的车辆（1）的车轮（2-5）的定位方法，所述电子箱被适配用于向被装配在车辆（1）上的中央单元（11）的目的地发射信号，所述信号包括对每个车轮（2-5）的运转参数进行表示的数据和所述电子箱的标识码，所述定位方法在于：

·为车辆（1）配备N_TA个发射天线（13-15），所述发射天线被布置以使得每个发射天线（13-15）的覆盖区（A1-A3）至少覆盖一个车轮位置，并且发射天线（13-15）的整体的全局覆盖区覆盖车轮（2-5）的位置的全部，

·接连地命令由每个发射天线（13-15）发射预定数目的标识请求信号，

·为每个电子箱（6-9）计算通过该电子箱对发射天线（13-15）中的每一个所发射的信号的接收率的表示值，

·并且实施经适配的定位过程，通过分析接收率的表示值，以用于使得能够将车轮的位置赋予每个电子箱（6-9），

并且所述定位方法的特征在于：

·在预先的阶段中，定义预定的几何坐标系（CT）和在该坐标系中定义：

-每个发射天线（13-15）的坐标，

-对于每个车轮位置，其覆盖区（A1-A3）覆盖所述车轮位置的发射天线（13-15）的称为参考的重心的坐标，其各自被指派有加权系数，所述加权系数在于所述发射天线所发射的信号的100%的接收率的表示值，

·实施的定位过程在于：

-为每个电子箱（6-9）定义N_TA个发射天线的重心的坐标，其各自被指派有加权系数，所述加权系数在于对通过所述电子箱对所述发射天线所发射的信号的接收率进行表示的值，

-并且根据在参考重心和表示电子箱（6-9）的每个重心之间的相对位置，确定要赋予所述电子箱中每一个的车轮位置。

2.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，定义加权系数，其对应于发射天线（13-15）所发射的信号的接收率的有效值。

3.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于：

-定义接收率的两个阈值，其对应于所述接收率的最小值和最大值，

-定义加权系数，使得

·，如果的话，

·，如果的话，

·，如果的话。

4.根据权利要求3所述的定位方法，其特征在于，其在于考虑接收率遵循平均值和均方根偏差的正态定律，并且在于定义加权系数，使得：

。

5.根据权利要求4所述的定位方法，其特征在于，定义两个阈值和，使得：

。

6.根据权利要求5所述的定位方法，其特征在于，在以下坐标系中定义每个发射天线（13-15）的坐标，所述坐标系在于三角单位圆（CT），其中心被定位以使得所述发射天线分布在所述三角单位圆的外围上并且由以下坐标定义：

。

7.根据权利要求6所述的定位方法，其特征在于，确定要赋予电子箱（6-9）中每一个的车轮位置，通过测量将表示所述电子箱的重心和每个参考重心分离的欧几里得距离。

8.根据权利要求7所述的定位方法，其特征在于：

-在每个参考重心周围定义预定尺寸的称为参考的区（Z1-Z4），其以所述参考重心为中心，

-向每个车轮位置赋予其重心位于与所述车轮位置相对应的参考区（Z1-Z4）中的电子箱（6-9）。