CN107810427A - 用于产生用于确定对象相对于车辆的位置的参考数据的方法、计算机可读介质以及系统 - Google Patents

用于产生用于确定对象相对于车辆的位置的参考数据的方法、计算机可读介质以及系统 Download PDF

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Abstract

用于产生用于确定对象相对于车辆的位置的参考数据的方法，所述方法包括：针对在车辆的至少两个空间区(102、104、106)中的预先给定数量的对象位置中的每个对象位置求取无线电信号的测量值(202、204、206)；针对求取的在车辆的每个空间区(102、104、106)中的测量值(202、204、206)确定焦点(302、304、306)，其中，每个焦点(302、304、306)代表在车辆的预定空间区(102、104、106)之一中的一组求取的测量值(202、204、206)；以及存储所述焦点(302、304、306)作为用于确定对象在车辆中的位置的参考数据。

Description

用于产生用于确定对象相对于车辆的位置的参考数据的方 法、计算机可读介质以及系统
技术领域
本发明涉及一种用于产生用于确定对象相对于车辆的位置的参考数据的方法。
背景技术
车辆进入系统能确定对象、例如进入识别仪器相对于车辆的位置。为此可在车辆中装入预先给定数量的通信天线，这些通信天线能与对象通信。所述通信可借助通信天线的无线电信号进行。在此可测量无线电信号的特性，以便确定对象的位置。无线电信号的特性可能根据车辆型号而不同，从而必须针对每个车辆和/或每个车辆型号重新实施车辆进入系统的适配。
发明内容
因此，本发明的任务在于：改进对象相对于车辆的位置确定。本发明的任务特别是在于：改进对象相对于车辆的位置确定对不同的车辆和/或车辆型号的适配。
该任务通过具有按照相应的独立权利要求所述的特征的一种方法、一种系统以及一种计算机可读介质得以解决。有利的实施方案是从属权利要求的技术方案。
按照一个方面，描述了一种用于产生用于确定对象相对于车辆的位置的参考数据的方法。所述方法包括针对在车辆的至少两个空间区中的预先给定数量的对象位置中的每个对象位置求取无线电信号的测量值。对象可以是识别仪器、例如移动电话、车辆钥匙、进入识别仪器、充电装置和/或传感系统。此外，所述方法包括针对在车辆的每个空间区中求取的测量值确定焦点，其中，每个焦点代表在车辆的预定空间区之一中的一组求取的测量值。此外，所述方法包括存储所述焦点作为用于确定对象在车辆中的位置的参考数据。焦点可以是如下测量值，该测量值从求取的测量值中计算而得并且代表处于该焦点附近的一组测量值。一个焦点可将一个空间区划分成多个子范围或者簇。在此，一个焦点可以表征在空间区的一个子范围或者簇中的多个测量值。通过确定并且存储求取的测量值的焦点能够有效地确定用于确定对象相对于车辆的位置的参考数据。
按照一种有利的实施方案可以这样确定每个焦点，使得求取的测量值与焦点的距离尽可能小。通过使用距离量度能够简化焦点的确定。
按照另一种有利的实施方案在预定空间区之一中的焦点的数量能够根据预先给定的用于确定所述预定空间区的成功率来确定，其中，焦点的数量小于在预定空间区之一中求取的测量值的数量。对此，可以动态地适配焦点数量，从而参考数据具有最低质量。
按照另一种有利的实施方案，所述方法还可以包括由求取的测量值产生测试集合；从测试集合选取测量值；计算所选取的测量值相对于一个或者多个存储的焦点的位置；确定所选取的测量值的经计算的位置所属的空间区；验证所选取的测量值的经确定的空间区；更新用于确定预定空间区的成功率。为此可以对焦点进行有效的自动的验证和/或确认。
按照另一种有利的实施方案，所述方法还可以包括：如果用于确定预定空间区的成功率低于预先给定的阈值，则改变焦点数量；对于在车辆的每个空间区中求取的测量值计算经改变数量的焦点；从测试集合选取测量值；计算所选取的测量值相对于一个或者多个存储的焦点的位置；确定所选取的测量值的经计算的位置所属的空间区；验证所选取的测量值的经确定的空间区；更新用于确定预定空间区的成功率。换句话说：可以改变焦点数量，以便借助于参考数据实现参考数据的最低质量和特别是位置确定的最低质量。以此可以有效地改进参考数据。
按照另一种有利的实施方案，所述方法可以包括：如果用于确定预定空间区的成功率超过预先给定的阈值，则在车辆中存储所述焦点作为用于确定对象相对于车辆的位置的参考数据。以此可确保：在车辆中存储在达到或者超过最低质量时的参考数据。
按照另一种有利的实施方案，在确定焦点之前可以使接收的测量值经受预处理。所述预处理可考虑无线电信号的物理效应。例如可以计算每个测量值的立方根，以便抑制磁场以三次幂减小的效应。以此可有效过滤无线电信号的物理效应，以便能实现准确地计算焦点并且因此准确地计算参考数据。
按照另一种有利的实施方案，在至少两个空间区之间的边界区域中求取的测量值和/或对象位置的权重高于在边界区域之外求取的测量值的权重。例如，经加权的测量值和/或对象位置可用于实现对成功率的加权计算。因此，在区的验证期间成功或者不成功地确定加权的测量值和/或加权的对象位置的正确区能够较大程度地影响成功率。以此可以实施对验证空间区的边界区域的改进。
按照另一方面描述了一种用于产生用于确定对象相对于车辆的位置的参考数据的计算机可读介质，其中，所述计算机可读介质包括指令，当在计算机上执行时，所述指令执行上面描述的方法。
按照另一方面描述了一种用于产生用于确定对象相对于车辆的位置的参考数据的系统，其中，所述系统构造用于执行上面描述的方法。
附图说明
以下借助附图描述本发明的优选的实施例。由此得出本发明的其它细节、优选的实施方案和进一步改进方案。详细地示意性示出：
图1示出将在车辆中和在车辆周围的区域示例性划分成多个空间区，
图2示出示例性记录在空间区内的测量值，
图3示出对于在空间区内的各组测量值示例性确定焦点，以及
图4示出借助于焦点确定对象相对于车辆的位置的一个示例。
具体实施方式
图1详细地示出在车辆中和在车辆周围的区域被示例性划分100成多个空间区。空间区可以是指在车辆内部和/或外部的区域。术语“空间区”和术语“区”在本文中同义地使用。空间区102可对应于沿着车辆的一个或者多个门、例如驾驶员车门的区域。另一个空间区104可对应于车辆的内部空间。此外，空间区106可表征车辆的行李箱。优选可将所述在车辆中和在车辆周围的区域划分成至少两个区。例如可将所述在车辆中和在车辆周围的区域划分成2、3、4、5、6、7、8、9或者10个区。随着区数量的增加，能更准确地将对象关联给在车辆中和/或在车辆周围的区域。
可任意选择区数量，亦即包括多于10个区。车辆可以划分的区的数量和尺寸大小能够是可变的并且能够适配于不同的应用。可能的应用可以是确定对象相对于车辆的位置。对此，对象可以在运动或者是静止的和/或车辆停止或者在运动中。例如，对象可以是静止的并且车辆相对于静止的对象运动。例如，对象可以在运动并且车辆停止。例如，对象可以在运动并且车辆在运动中。在每种场景中，能够实施对象相对于车辆的位置确定，以便确定所述对象在空间区之一中。
此外，各空间区可具有相对于其它空间区的边界。如在图1中示出的那样，空间区102可包括相对于空间区104和相对于空间区106的边界。空间区104可包括相对于可包括相对于空间区102和106的边界。并且空间区106可包括相对于可包括相对于空间区102和104的边界。通过明确区102、104和106以及各区之间的边界能够确定对象在区102、104和/或106中。如果对象例如是进入识别仪器，则可以确定：进入识别仪器处于哪个区中。如果进入识别仪器例如处于区1(该区可对应于在车辆的驾驶员侧的区域)中，则车辆能够识别出：进入识别仪器处于车辆的附近并且执行相应的措施，比如像解锁车辆的驾驶员车门。
图2示出在车辆的空间区102、104、和106内示例性记录200测量值。为了记录或者说求取测量值可将对象定位在区内的一个位置处。在对象的该位置处，对象能接收车辆的一个或者多个无线电信号。所述无线电信号可由集成在车辆中的天线、特别是通信天线发送。优选地，可以依次地从车辆的天线接收无线电信号。针对每个接收的无线电信号，对象能求取无线电信号的一个或者多个特征的一个或者多个测量值。无线电信号的测量值可包括无线电信号的场强特征和/或方向特征和/或无线电信号相互间的相位特征。在对象的一个位置处多个无线电信号的特征的测量值能够综合成特征矢量。换句话说：所述特征矢量能通过接收的无线电信号的测量值定义对象位置。
如在图2中示出的那样，能够对于在相应的区102、104和/或106内的一系列对象位置确定测量值或者测量值特征矢量。一个测量值或者测量值特征矢量可配设于一个确定的区。在求取测量值时已知：测量值是在哪个区内被求取的。该区能与求取的测量值和/或求取的测量值特征矢量相关联。在图2中例如测量值202与区102相关联，测量值204与区104相关联，并且测量值206与区106相关联。通过测量值或者测量值特征矢量与区的关联能确保测量值或者测量值特征矢量的正确配设。
优选地，预先给定在一个区中的对象位置的最大数量。在此，可任意选择对象位置的最大数量。例如可规定，在每个区中在最多200个对象位置处求取测量值或者测量值特征矢量。可自由地在相应的区中自由地选择对象位置，以用于记录或者说求取在所述位置处的测量值。优选地，对象位置可随机地在一个区的范围中选择。在每个随机选择的位置处可定位对象并且确定接收的无线电信号的测量值。附加地或者备选地可大量地选取在一个区的特定地点处的多个位置。例如可以在两个区之间的边界处或者在一个区内部的特殊地点处大量地确定对象位置，在这些位置处确定测量值。可自动地确定在所属的空间区内部的对象位置。此外，附加地或者备选地可手动定义应该求取无线电信号的测量值所在的对象位置。
所述对象能存储在选择的位置处求取的测量值或者测量值特征矢量。备选地，所述对象能通过无线的或者有线的通信接口将求取的测量值传输给车辆的计算机和/或控制仪。计算机和/或控制仪能接收和/或处理接收的测量值或者测量值特征矢量。特别是，计算机和/或控制仪能计算出求取的测量值或者测量值特征矢量的焦点，如借助于附图3更详细地阐述的那样。
附加地，在确定焦点之前可预处理无线电信号的求取的测量值。所述预处理可考虑无线电信号的物理效应。例如可以计算每个测量值的立方根，以便抑制磁场以三次幂减小的效应。以此可有效过滤无线电信号的物理效应，以便能实现准确地计算焦点并且因此准确地计算参考数据。
能针对每个空间区实施测量值的记录或者说求取。测量值可与被求取测量值的空间区相关联。可存储测量值和所属的空间区。通过将区与在对象位置处的测量值相关联能正确地确定：测量值是在哪个区内被求取的。能针对每个车辆或者针对每个车辆型号重新进行测量值的记录或者说求取。在记录或者说求取在对象位置处的测量值之后可计算参考数据。参考数据的计算能自动地实施，从而能实现参考数据简单地适配于不同的车辆和/或车辆型号。
附加地或者备选地可以由在每个空间区中求取的测量值或者测量值特征矢量的集合产生测试集合。测试集合可包括随机选取数量的求取的测量值或者特征矢量以及所属的空间区。测量值或者特征矢量的数量能够是可变的并且能动态改变或者配置。测试集合能用于自动验证对象的位置确定。特别是，测试集合能用于验证参考数据或者说参考数据记录。
图3示出对于在区102、104和/或106内各组测量值示例性确定或者说计算300焦点。一个焦点可以包括一个或者多个测量值。优选一个焦点是一个测量值特征矢量。一个焦点能表征在该焦点附近求取的一组测量值或者测量值特征矢量。换句话说：一个焦点可表征一个区的一个子范围。如在图3中示出的那样，可以针对四个处于附近的测量值202或者测量值特征矢量来计算焦点302。虚线308示例性地示出：焦点302表征空间区102的由该虚线标出的子范围。换句话说：所述焦点可以是一个特征矢量，该特征矢量包括无线电信号的多个测量值，这些测量值由在焦点位置附近求取的无线电信号测量值计算而得。所计算出的焦点代表用于确定对象位置的参考数据或者说参考数据记录。对于每个车辆或者对于每个车辆型号，能自动地重新计算所述焦点，从而对象的位置确定有效地适配于相应的车辆或者相应的车辆型号。
详细地，能基于求取的测量值或者测量值特征矢量来计算或者说确定焦点。能自动地确定焦点以及焦点数量。在一个空间区内焦点的数量应该尽可能少和/或应该尽可能准确描述该空间区。可针对每个空间区任意选择焦点数量。例如一个区的焦点数量可包括两百个焦点。焦点数量小于求取的测量值的数量。例如可以使用k均值法来确定焦点。所述k均值法能这样选择预先给定的焦点数量，使得求取的测量值或者特征矢量与焦点的距离尽可能小。所述距离在此例如可以是欧拉距离或曼哈顿距离。
所确定的焦点可利用测试集合验证。为此可从测试集合选取测量值或者测量值特征矢量并且确定所属的空间区。优选地，可针对每个测量值或者测量值特征矢量确定所属的空间区。空间区的确定可如图4说明的那样进行。如果一个区被正确地确定，则可以增大代表成功配设的区的数量的参数。由成功配设的区与所确定的区的总数的比例能计算出成功率。该成功率可以是针对所确定的焦点的质量的指标并且因此是用于对象的位置确定的参考数据的质量的指标。如果成功率超过预先给定的阈值，则所确定的焦点可作为参考数据或者说作为参考数据记录存储在车辆的控制仪中。换句话说：所确定的焦点成功地通过测试集合验证。
如果成功率不超过预先给定的阈值，则可以重新确定焦点。对于焦点的重新计算例如可改变焦点数量。例如可增加在如下的空间区中的焦点数量，在该空间区中在验证时所述区被错误地确定。此外，可改变测试集合的测量值数量或者说特征矢量数量。在改变焦点数量和/或测试集合数量之后，可如上面描述地那样重新确定焦点并且借助于测试集合验证焦点。焦点的确定和借助于测试集合的验证可以这样长时间地实施，直至成功率超过预先给定的阈值。如果成功率超过预先给定的阈值，则所确定的焦点可作为参考数据或者说作为参考数据记录存储在车辆的控制仪中。求取的测量值或测量值特征矢量能用于重新计算焦点。
图4示出用于借助于焦点确定400对象相对于车辆的位置的一个示例。该对象可以是来自测试集合的一个测量值或者测量值特征矢量。此外，该对象可以是一种仪器、特别是一种识别仪器，其接收车辆的一个或者多个无线电信号，求取无线电信号的一个或者多个测量值并且将在每个对象位置处的这些测量值传送给车辆。优选可以使接收的测量值经受预处理。所述预处理可考虑无线电信号的物理效应。例如可以计算每个测量值的立方根，以便抑制磁场以三次幂减小的效应。以此可有效过滤无线电信号的物理效应，以便能实现准确地确定基于测量值的特征矢量并且因此准确地确定对象位置。测量值的预处理在确定焦点或者说参考数据时与在确定对象位置时可以是相同的，亦即将用于处理测量值的相同功能应用到求取的测量值上。车辆或者车辆的控制仪能由传送的测量值产生特征矢量，该特征矢量包括对于对象位置求取的测量值。特征矢量的产生例如可以包括向在对象位置处的矢量添加针对车辆的通信天线的每个接收的无线电信号求取的测量值。如在图4中示出的那样，对象处于位置402处。该对象位置处于空间区104中靠近空间区102和106的边界。
为了确定对象位置，可确定在产生的特征矢量与参考数据的已知的特征矢量、亦即上面确定的焦点之间的间距或者说距离、例如欧拉距离或曼哈顿距离。详细而言，在产生的特征矢量附近可确定预先给定数量的已知的特征矢量。对此，计算出在产生的特征矢量与每个已知的特征矢量之间的间距并且借助于计算出的与产生的特征矢量的间距将已知的特征矢量分类。接着可选取预先给定数量的已知的特征矢量，这些特征矢量与产生的特征矢量具有最短间距。所选取的特征矢量是在产生的特征矢量附近、亦即在对象位置附近的特征矢量。在图4的示例中，四个已知的特征矢量或者说焦点404处于对象位置402附近。
所选取的特征矢量用于求取产生的特征矢量的空间区。为此确定：哪个空间区最频繁地与所选取的特征矢量相关联。最频繁地与所选取的特征矢量相关联的空间区是产生的特征矢量的空间区。换句话说：对象的空间区是在与所选取的特征矢量相关联的各空间区的情况下通过多数判定确定的空间区。如在图4中示出的那样，在空间区102和106中分别存在一个选取的特征矢量或者说焦点，而在空间区104中存在两个选取的特征矢量或者说焦点。通过使用如上面描述的多数判定能够确定：对象位置402处于空间区104中。
可与特征矢量的测量值的数量无关地确定对象位置。特征矢量的测量值通常对应于车辆的通信天线的无线电信号的特征的测量值。由于位置确定与特征矢量的测量值的数量无关，可减少在车辆中的通信天线的数量，以便降低成本。此外，能够任意选择无线电信号的特征。例如作为特征可使用场强、相位和/或无线电信号的方向。因此能与无线电信号的物理特征无关地确定对象位置。
用于位置确定的参考数据的求取可完全自动地基于求取的测量值进行，以便在确定对象相对于车辆的预定空间区时实现预先给定的成功率。针对每个车辆或者每个车辆型号，手动产生参考数据和/或手动检查参考数据不是必需的。
附图标记列表
100 将一个区域划分成多个空间区
102 区1
104 区2
106 区3
200 记录测量值
202 在区1中的测量值
204 在区2中的测量值
206 在区3中的测量值
300 确定焦点
302 在区1中的焦点
304 在区2中的焦点
306 在区3中的焦点
400 确定对象位置
402 对象位置
404 附近的焦点

Claims (10)

1.用于产生用于确定对象相对于车辆的位置的参考数据的方法，所述方法包括：
针对在车辆的至少两个空间区(102、104、106)中的预先给定数量的对象位置中的每个对象位置求取无线电信号的测量值(202、204、206)；
针对在车辆的每个空间区(102、104、106)中求取的测量值(202、204、206)确定焦点(302、304、306)，其中，每个焦点(302、304、306)代表在车辆的预定空间区(102、104、106)之一中的一组求取的测量值(202、204、206)；以及
存储所述焦点(302、304、306)作为用于确定对象在车辆中的位置的参考数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，这样确定每个焦点(302、304、306)，使得求取的测量值(202、204、206)与焦点(302、304、306)的距离尽可能小。
3.根据上述权利要求之一所述的方法，其中，根据预先给定的用于确定所述预定空间区(102、104、106)的成功率来确定在所述预定空间区之一中的焦点(302、304、306)的数量；和/或
其中，焦点(302、304、306)的数量小于在所述预定空间区(102、104、106)之一中求取的测量值(202、204、206)的数量。
4.根据上述权利要求之一所述的方法，其中，所述方法还包括：
由求取的测量值(202、204、206)产生测试集合；
从测试集合选取测量值(202、204、206)；
计算所选取的测量值相对于一个或者多个存储的焦点(302、304、306)的位置；
确定所选取的测量值的经计算的位置所属的空间区(102、104、106)；
验证所选取的测量值的经确定的空间区；
更新用于确定所述预定空间区(102、104、106)的成功率。
5.根据上述权利要求之一所述的方法，其中，所述方法还包括：
如果用于确定所述预定空间区(102、104、106)的成功率低于预先给定的阈值：则
改变焦点(302、304、306)的数量；
对于在车辆的每个空间区(102、104、106)中求取的测量值计算经改变数量的焦点；
从测试集合选取测量值；
计算所选取的测量值相对于一个或者多个存储的焦点(302、304、306)的位置；
确定所选取的测量值的经计算的位置所属的空间区(102、104、106)；
验证所选取的测量值的经确定的空间区(102、104、106)；
更新用于确定所述预定空间区(102、104、106)的成功率。
6.根据权利要求4至5之一所述的方法，其中，所述方法还包括：
如果用于确定所述预定空间区(102、104、106)的成功率超过预先给定的阈值：则
在车辆中存储所述焦点作为用于确定对象相对于车辆的位置的参考数据。
7.根据上述权利要求之一所述的方法，其中，在确定焦点之前使接收的测量值经受预处理，并且其中，所述预处理优选过滤无线电信号的物理效应。
8.根据上述权利要求之一所述的方法，其中，在至少两个空间区(102、104、106)之间的边界区域中求取的测量值的权重高于在边界区域之外求取的测量值的权重。
9.用于产生用于确定对象相对于车辆的位置的参考数据的计算机可读介质，其中，所述计算机可读介质包括指令，所述指令当在计算机上执行时执行根据权利要求1至8之一所述的方法。
10.用于产生用于确定对象相对于车辆的位置的参考数据的系统，其中，所述系统构造用于执行根据权利要求1至8之一所述的方法。
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