CN112309111B - 用于车辆的id发送器的内部和外部识别 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于确定ID发送器是否处在车辆的内部空间中的系统和方法。系统包括一个或多个布置在车辆处的超宽带发射和接收设备，以及带有另一超宽带发射和接收设备和布置在ID发送器中的借助其可获取ID发送器的固有运动的惯性传感装置的ID发送器，其中，进入开口中的每个关联有一个或多个布置在车辆处的超宽带发射和接收设备中的至少一个，其中，车辆构造用于借助超宽带通信和由ID发送器所传输的关于ID发送器的固有运动的信息识别出ID发送器是移动到车辆的内部空间中还是从车辆的内部空间中移出，且相应地提供内部空间信号。此外，本发明涉及一种车辆和一种ID发送器，以其可实施该方法。

Description

用于车辆的ID发送器的内部和外部识别
技术领域
本发明涉及一种用于确定ID发送器是否处在车辆的内部空间中的系统和方法。这被称作ID发送器的内部和外部识别。此外，本发明涉及一种车辆和一种ID发送器，以其可实施该方法。
背景技术
ID发送器是经由与车辆的无线通信可交换编码的设备，车辆利用该编码，以便于启用功能，例如门的打开和/或发动机的启动。因此，ID发送器是车辆的用户随身携带的便携式移动设备。在现有技术中，这样的ID发送器在无钥匙进入系统的情形中是已知的，其例如被称作无钥匙启动系统(Keyless-Go-System)。如果用户靠近车辆，当其携带ID发送器时，则例如借助于靠近传感装置识别出用户靠近车辆。由车辆出来，开始与ID发送器的无线通信且被存储在其中的ID被请求。如果该ID与车辆对应，则车门锁被打开，从而使得用户可以上车到车辆中。
例如出于保险法规的原因如下是值得期望的，即，当未被授权使用车辆的用户靠近车辆且与车辆对应的ID发送器被经授权的用户忘记在车辆内部中时，闭锁的车辆不可被解锁。为了在未授权的用户靠近到车辆处的情形中防止被存储在ID发送器中的ID经由无线通信被请求且紧接着启用车辆功能，如下是值得期望的，即，仅当ID发送器在靠近的情形中已处在车辆内部空间之外时允许启用。相应地，车辆发动机经由ID发送器的ID的激活应仅当ID发送器处在车辆的内部空间中时是可能的。在两种情况中因此如下是值得期望的，即，用于车辆的ID发送器的内部和外部空间识别可被可靠地执行。
由DE 10 2017 110 144 A1已知一种用于相对车辆鉴证便携式ID发送器以用于启用车辆功能的用于车辆的鉴证系统。该鉴证系统具有第一车辆超宽带接口(车辆UWB接口)和第二车辆UWB接口、控制器件、可选的靠近传感器以及可选的低频接口。第一车辆UWB接口的至少一个天线布置在车辆的钣金外壳之外。利用该所描述的系统应防止所谓的中继站攻击，在其中在车辆与ID发送器之间的无线通信连接经由其它充当中继的技术辅助器件被桥接，而ID发送器不处在车辆的紧邻的附近。为此如下被充分利用，即，超宽带通信(英文：ultra-wideband-UWB)通信借助于脉冲信号来实施。因为较宽的频谱被同时利用，所以信号的传播受到严格限制。此外，由在超宽带通信请求与对此跟随的超宽带通信应答之间的通信的时间曲线可在考虑电磁波的行进时间的情形下确定在车辆的超宽带发射和接收设备与ID发送器之间的距离。
US 2015/0291126 A1描述了一种系统，在其中门或盖、例如行李舱盖的实际打开经由以下被控制，即，用户相对于车辆在车辆之前的空间中的运动被获取且由此推导出一种模式，其与预先已知的模式相比较。如果用户的运动模式和被存储在车辆中的模式一致，车门或车盖被打开。额外地，ID发送器的ID可被评估，从而仅如果运动模式与预先给定的运动模式一致且额外地ID被识别为与车辆对应才进行打开。为了确定用户的运动模式可利用停车距离控制装置(英文：park distance control-PDC)的超声波传感器。备选地作如下描述，即，借助与ID发送器的超宽带通信测量相对ID发送器的距离，以便于由此推导出运动模式。
同样，US 2015/0258962 A1指出了一种这样的系统。
DE 10 2015 109 468 A1描述了一种用于车辆的授权系统，其具有至少一个身份验证元件、至少一个用于定位身份验证元件的装置和至少一个比较单元，其中，用于车辆的身份验证元件、尤其钥匙或无钥匙启动器件(Keyless-Go-Mittel)具有至少一个用于发射和/或接收至少一个车辆产生的位置数据信号的无线电接口、至少一个用于获取与至少一个运动和/或至少一个加速度相关联的惯性数据的惯性传感器元件、至少一个用于发射和/或接收惯性数据的惯性数据接口，其中，该装置设置用于车辆侧的布置，且其中，该装置具有至少一个用于发射和/或接收位置数据信号的无线电设备和至少一个用于将位置信号数据与比较单元交换的位置数据信号交换接口，其中，比较单元具有至少一个用于接收位置信号数据和惯性数据的接收设备和至少一个用于基于位置信号数据和惯性数据产生比较数据的计算单元。此外，本发明同样还涉及一种用于以授权系统控制进入授权的方法。
DE 103 41 286 A1描述了一种在无线电基础上的用于车辆的进入控制系统，其中，UWB无线电信号被使用，借助其可进行用户的位置确定或者运动方向确定。
由现有技术已知的系统部分地利用三角测量法(Triangulation)，也就是说评估在ID发送器与两个不同的在车辆处被安装在不同位置处的超宽带发射和接收设备、例如超宽带发射和接收天线之间的信号行进时间，以便于相对于车辆定位ID发送器。尤其在内部空间中，这然而是困难的，因为例如超宽带通信通过金属物体阻止。
发明内容
因此本发明基于如下任务，即，创造一种用于针对车辆的ID发送器的内部和外部识别的经改善的系统和经改善的方法，以其可以可靠地确定ID发送器是否处在车辆的内部空间中。此外，本发明的任务是创造一种相应的车辆和一种相应的ID发送器。
本发明通过一种带有如下特征的系统：
一种用于针对带有至所述车辆的内部空间的进入开口的车辆的ID发送器的内部和外部识别的系统，包括一个或多个布置在所述车辆处的超宽带发射和接收设备，以及带有另一超宽带发射和接收设备和布置在所述ID发送器中的借助其可获取所述ID发送器的固有运动的惯性传感装置的ID发送器，其中，所述进入开口中的每个关联有一个或多个布置在所述车辆处的超宽带发射和接收设备中的至少一个，其通信范围在所述进入开口的被打开的状态中完全覆盖所述进入开口的进入区域且其在被打开的状态中发射超宽带通信请求，其中，所述ID发送器构造用于经由另外的超宽带发射和接收设备发射超宽带通信应答，且此外构造用于将关于所述ID发送器的固有运动的信息传输到所述车辆处，
其中，所述车辆构造用于借助所述超宽带通信和由所述ID发送器所传输的关于所述ID发送器的固有运动的信息识别出所述ID发送器是移动到所述车辆的内部空间中还是从所述车辆的内部空间中移出，且相应地提供内部空间信号，其值说明所述ID发送器是否被识别为处在所述车辆的内部空间中，
以及一种带有如下特征的方法：
一种用于针对带有至车辆的内部空间的进入开口的车辆的ID发送器的内部和外部识别的方法，包括如下步骤：
将超宽带通信请求发射到所述进入开口中的一个的每个进入区域中，如果相应的进入开口在被打开的状态中，其中，所述通信请求的发射以如下方式实现，即，所述进入区域中的每个完全由一个或多个通信范围覆盖，其中，通信范围是在其中超宽带通信可以以至少一个超宽带发射和接收设备来实施的空间区域，
获取ID发送器的超宽带通信应答且额外地获取由所述ID发送器所传递的关于所述ID发送器的固有运动的信息，
借助经由所述超宽带通信请求和超宽带通信应答的交换所实施的超宽带通信和所传输的关于所述ID发送器的固有运动的信息识别出所述ID发送器是进入到所述内部空间中还是离开所述内部空间，且产生内部空间信号，其值说明所述ID发送器是否被识别为在所述车辆的内部空间中，基于被识别出的所述ID发送器进入到所述内部空间中或离开所述内部空间，
以及一种带有如下特征的车辆：
一种带有ID发送器的内部和外部识别的车辆，其中，所述车辆包括至其内部空间的进入开口和一个或多个布置在所述车辆处的超宽带发射和接收设备，
其中，所述进入开口中的每个关联有所述一个或多个布置在所述车辆处的超宽带发射和接收设备中的至少一个，
其通信范围在所述进入开口的被打开的状态中完全覆盖所述进入开口的进入区域且其在被打开的状态中发射超宽带通信请求且如果该ID发送器停留在所述通信范围中获取所述ID发送器的超宽带通信应答，且
所述车辆此外构造用于由所述ID发送器接收关于所述ID发送器的固有运动的信息，
其中，所述车辆构造用于借助所述超宽带通信和由所述ID发送器所传输的关于所述ID发送器的固有运动的信息识别出所述ID发送器是移动到所述车辆的内部空间中还是从所述车辆的内部空间中移出，且当所述ID发送器被识别出处在所述车辆的内部空间中时，相应地提供内部空间信号，
以及一种带有如下特征的ID发送器：
一种用于所述ID发送器在车辆的内部空间中的内部和外部识别的根据本发明所述的系统的ID发送器，其包括一个或多个布置在所述车辆处的超宽带发射和接收设备，其中，所述ID发送器包括另一超宽带发射和接收设备和布置在所述ID发送器中的借助其可获取所述ID发送器的固有运动的惯性传感装置，其中，所述ID发送器构造用于对一个或多个布置在所述车辆处的超宽带发射和接收设备中的一个发射的超宽带通信请求经由另一超宽带发射和接收设备以超宽带通信应答来应答，且此外构造用于将关于所述ID发送器的固有运动的信息传输到所述车辆处，
来解决。
本发明基于如下想法，即，监控ID发送器到内部空间中的进入和离开。为此，在至内部空间的进入开口之前进入区域相应地完全由一个或多个超宽带通信设备的通信范围覆盖。这意味着，ID发送器相应地必须穿过超宽带发射和接收设备将超宽带通信请求发射到其中的此处被称作通信范围的发射和接收区域，如果对于ID发送器而言可预料到横穿进入区域。ID发送器相应地构造且具有另一超宽带发射和接收设备，从而该ID发送器在横穿覆盖至车辆开口的进入区域的通信范围的情形中将超宽带通信应答发射到车辆处。由此可确定如下，即，ID发送器处在至车辆开口的进入区域中。额外地如下是可能的，即，确定ID发送器与车辆的关联有进入开口的超宽带发射和接收设备的距离。即使当这重复多次地依次在横穿进入区域期间被实施、也就是说ID发送器与超宽带发射和接收设备的多个对于连续的时刻而言的距离值被确定，由此不可明确地推导出ID发送器是到达到车辆的内部中还是从车辆的内部到达到外部区域中。因此作如下设置，即，额外地将关于ID发送器的固有运动的信息传输到车辆处且与超宽带通信一起评估。ID发送器的固有运动可借助于在ID发送器中的惯性传感装置来确定。例如加速度传感器可被评估。如果经确定的加速度值在时间上被积分，则可确定速度且由速度在时间上的积分可确定经过的路程且因此例如示出在一时间段上ID发送器在空间中的运动的路径段。为了可在不同时刻正确地评估在不同空间方向上起作用的加速度值，此外如下是必要的，即，同样地同时一起评估ID发送器在空间中的旋转，从而经确定的加速度关于位置固定的坐标系或与ID发送器联系的坐标系来说明，其轴线方向至少在一定的优选地至少数秒钟、优选地1分钟、优选地10分钟的时间段上关于位置固定的坐标系维持相同的方向。位置固定此处意味着关于在地表面处的一点。与ID发送器联系的坐标系(其轴线方向至少在一时间段上相对位置固定的坐标系保持其定向)此处被称作参考坐标系。
一定数量的说明在哪个时刻物体处在哪个位置处的数据被称作路径段。在此，这些数据涉及一坐标系，其无须是位置固定的。然而，位置说明都总是涉及相同的坐标系。路径段可被示出为在坐标系中的曲线，路径段关于该坐标系来说明。路径段因此说明了物体在过去的运动，也就是说对于在其中身体的运动被确定的时间段而言。
路径段可被理解为由路径段部分组成。在时间上依次被获取的对于相应的时间段而言是一个路径段的路径段部分共同得出对于包括获取所有路径段部分的时间段而言的路径段。
如果路径段可关于位置固定的坐标系被完全说明，则路径段此处被称作路径曲线，借助其可说明物体在不同时刻的位置。因此同样可推导出速度和运动方向。如下是不必要的，即，路径曲线可借助于函数来说明。
除了位置数据之外同样可包含在路径段中的速度说明、加速度说明和转动位置说明，借助其确定位置。
带有多于500MHz或脉冲频带的下极限频率和上极限频率的算数平均值的至少20%的带宽的信号传递被称作超宽带通信。由此产生如下，即，时间上超短的信号脉冲被交换。同样存在略微不同的定义。
在一种简单的实施形式中如下首先是不必要的，即，识别出参考坐标系的各个轴线关于位置固定的坐标系、例如与车辆固定连接的坐标系的精确定向。因此，经确定的路径段可以是3D曲线，其说明了ID发送器在空间中的相对运动。因为ID发送器持续在空间中移动，所以参考坐标系的原点随着ID发送器移动。因为ID发送器的旋转被评估，所以该参考坐标系的轴线可关于与处在静止中的车辆刚性结合的位置固定的参考坐标系被指向稳定地保持。因此，由ID发送器所发出的路径段例如说明了在当前与ID发送器相结合的参考坐标系中的运动，借助其说明了ID发送器坐标系的原点对于在前时间段而言的运动。其轴线被联结到ID发送器的物理形状处的坐标系被称作ID发送器坐标系。如果ID发送器在位置固定的坐标系中转动，ID发送器坐标系同样转动。ID发送器的参考坐标系(也就是说其轴线)在位置固定的坐标系中不转动。在ID发送器在位置固定的坐标系中平移的情形中，两个与ID发送器联结的坐标系(ID发送器坐标系和参考坐标系)的原点移动。例如，路径段因此对于例如5秒、优选地10秒、更优选地30秒或更长的时间段的经确定的时间间隔而言说明了ID发送器的重心运动。
为了可说明ID发送器坐标系的轴线相对于与车辆固定连接的坐标系的定向，在一种优选的实施形式的情形中作如下设置，即，车辆和ID发送器相应具有矢量场传感装置，以便于至少由接地矢量场确定其局部的方向，其被用作对于坐标轴方向而言的参考方向，关于其说明关于ID发送器的固有运动的信息。ID发送器的参考坐标系的定向可经由例如地磁场在ID发送器的参考坐标系的坐标中的局部方向来说明，从而同样可确定地磁场的方向的车辆由此可将参考坐标系的轴线方向换算成位置固定的或车辆绑定的坐标系的自身的轴线方向。
根据一种优选的实施形式，该矢量是地磁场的磁场强度。地磁场可简单且可靠地不仅由ID发送器的传感装置而且由车辆的相应传感装置确定。磁场的局部干扰对于两个系统而言几乎相同。
关于ID发送器的固有运动的信息可经由任意的无线通信设备与车辆交换。如下被证明是特别有利的，即，将关于ID发送器的固有运动的信息借助于超宽带通信由ID发送器传输至车辆。该通信总归进行，从而在此关于固有运动的相应信息同样可被交换。
其它的实施形式然而可作如下设置，即，关于ID发送器的固有运动的信息经由另一通信方式、例如低频通信(LF通信)或高频通信(HF通信)与车辆交换。因此本发明的一种实施形式作如下设置，即，关于ID发送器的固有运动的信息借助于不同于超宽带通信的无线通信被传输。所有已知的无线通信方式(如蓝牙、WLAN等)可被利用。
为了达到至进入开口的进入区域通过车辆内部空间的通信范围的完全覆盖，如下证实是有利的，即，一个或多个关联有进入开口中的一个的超宽带发射和接收设备中的至少一个相应地布置在设置用于封闭相应的进入开口的门或盖处。由此可以以简单且可靠的方式在打开相应的门或盖的情形中负责如下，即，至进入开口的进入区域完全由通信范围、也就是说在其中在ID发送器与相应的布置在门或盖处的超宽带发射和接收设备之间可实施超宽带通信的区域。
为了当虽然车门或车盖闭合然而其包括可打开的窗户(其被打开)时同样可额外地监控ID发送器到车辆的内部空间中的进入或离开，一个或多个布置在门或盖处(也就是说在设置用于封闭相应的进入开口的部件处)的超宽带发射和接收设备中的至少一个在窗户的区域中或毗邻于部件或者门或盖的窗户布置。同样地在其中窗户不可被打开的情况中，在窗户的区域中或在窗户处的布置可能是有利的。窗户材料不阻止或几乎不阻止被用于超宽带通信的电磁辐射的传播。因此，该辐射可穿过窗户。因此可在门的两侧同时以相同的超宽带发射和接收设备针对ID发送器的存在监控周围环境。
在一种实施形式的情形中作如下设置，即，在超宽带通信的情形中由在超宽带通信请求的发出与对此跟随的超宽带通信应答的接收之间的时间间隔确定ID发送器与ID发送器处在其通信范围中的超宽带发射和接收设备之间的空间间隔，且由此与所传递的关于ID发送器的固有运动的信息一起确定且/或合理性检查ID发送器穿过进入区域的运动。因为在超宽带发射和接收设备与ID发送器之间的距离将相对于超宽带发射和接收设备的位置仅限制到一球壳段上，所以借助距离完全不可或仅可非常不精确地确定ID发送器的运动的实际的路径曲线。尽管如此借助距离经常已可确定ID发送器是否移动到车辆的内部空间中且进入到其中或离开内部空间。然而如果额外地利用关于ID发送器的固有运动的其自身确定的信息，则由此推导出的路径段相对经确定的距离可被合理性检查。可例如检验ID发送器的在路径段中在不同时刻出现的位置与ID发送器在这些时刻在考虑距离仅除了球壳之外是已知的情形下的经确定的距离是否一致。
在一种特别优选的实施形式的情形中作如下设置，即，关于固有运动的信息包含ID发送器的运动的路径段的数据或由关于固有运动的信息确定ID发送器的运动的路径段，且该路径段借助经确定的相对于进入区域的距离位置作为路径曲线被定位，且当路径曲线穿过进入区域指向到内部空间中时，到内部空间中的进入被确定，且当路径曲线从内部空间穿过进入区域向外指向时，内部空间的离开被确定。当在一个路径段的情形中仅关于参考坐标系的相对运动是已知的、其关于与车辆固定联结的坐标系的指向是已知的、然而其原点位置还是未知的时，通过使用由在超宽带通信请求的发出与对此所接收的超宽带通信应答之间的时间间隔在考虑电磁辐射的传播速度的情形下可推断出相对超宽带发射和接收设备的空间间隔。因为距离仅在球壳上相对于超宽带发射和接收设备的位置确定了ID发送器的位置，所以同样地由此路径段尚不可明确地在空间中定位。然而如果在时间上的走向中多个间隔被分析且与在相同时间对应的路径段的相应的位置相关，则由经确定的路径段可确定路径曲线，也就是说相对于进入区域定位路径段。如果由此得出的路径曲线指向到车辆的内部空间中，则由此可推断出如下，即，ID发送器进入到车辆的内部空间中。如果路径曲线与之相反从内部空间中指出，则可推断出ID发送器从内部空间中的离开。路径曲线的方向通过以下方式被给定，即，路径段的各个位置相应地关联有ID发送器处在相应的位置处的时间。
在一种优选的实施形式的情形中，超宽带发射和接收设备的激活当封闭车辆内部空间的进入开口的部件被打开时进行。对于完全以其通信范围覆盖进入区域必要的该超宽带发射和接收设备或多个超宽带发射和接收设备在这样的情况中被激活。
如下是同样有利的，当在封闭进入开口的封闭部件、例如车门的情形中到尚处在封闭状态中的部件处的靠近被识别出时激活超宽带发射和接收设备。例如，在这样的车辆部件中可包含接近传感装置。
此外如下是有利的，即，尤其借助由ID发送器所确定的关于固有运动的信息在内部空间中进一步监控ID发送器的位置。如果对于ID发送器而言指出内部空间的离开或确定到内部空间的界限上的运动的位置被确定，则在一种优选的实施形式的情形中超宽带发射和接收设备中的一个或多个被激活，以便于合理性检查ID发送器的离开。
原则上可作如下设置，即，基于由ID发送器自身所提供的关于其固有运动的信息所确定的数据、例如路径段或甚至路径曲线与借助超宽带通信推导出的那些(例如ID发送器与超宽带发射和接收设备的经确定的距离)相比较。例如可确定如下置信水平，其说明了路径段或其路径段部分是否与经确定的距离值兼容。如果该路径段意味着，ID发送器离开内部空间且预先给定的阈值通过置信水平超出，则例如内部空间信号被改变，从而内部空间的离开对于其它车辆控制设备而言以发信号的方式表示。同样地，在其中在不同时刻存在的路径段或路径段部分未被定位在空间或者与车辆连结的坐标系中且因此可被转移到路径曲线中的情况中，因此关于内部空间通过ID发送器的进入和/或离开的可靠声明可被识别出。
附图说明
下面在参照附图的情形下对本发明作更详细阐释。在此：
图1a显示了朝向车辆的示意性顶视图；
图1b显示了车辆的示意性侧视图；
图1c显示了车辆的后视图；
图1d显示了带有被打开的后盖的车辆的示意性侧视图；
图2a显示了朝向带有被打开的左前门的车辆的示意性顶视图；
图2b显示了带有被打开的左前门的车辆的后视图；
图3a-3f显示了在通过左前车门的下车过程期间ID发送器的固有运动的获取的示意性图示；
图4a-4f显示了关于固有运动和由此推导出的路径段的在不同时刻被确定的信息的示意性图示；
图5a-5f显示了超宽带发射和接收设备与ID发送器的在不同时刻经确定的距离；
图6a-6f显示了进入区域的示意性图示和经确定的路径段对经确定的距离的匹配，以便于由路径段形成路径曲线且确定ID发送器从内部空间中的进入或者离开。
具体实施方式
在图1中示意性地示出了朝向带有用于内部和外部空间识别的系统1的车辆10的顶视图。车辆的内部空间11由车身12完全包围。所示出的车辆具有进入开口20。该进入开口处在左前20-1、左后20-2、后20-3、右后20-4和右前20-5。格式20-x的重新调整(其中x是自然数)被用于区分在一个物体中的相同技术特征且经由数字索引来鉴别。进入开口20在车辆的所示出的状态中都被封闭。在每个进入开口20之前存在车辆部件21，其可处在封闭的和打开的状态中。在左前的进入开口之前布置有左前门21-1且封闭该左前进入开口20-1。相应地，其它进入开口20-x通过左后门21-2、通过后盖(Heckklappe，有时也称为尾门)21-3、通过右后门21-4且通过右前门21-5来封闭。
在封闭进入开口20中的一个的部件21中的每个处布置有超宽带发射和接收设备30。超宽带发射和接收设备30-1至30-5的指标与相应的进入开口或者封闭这些进入开口20-1至20-5的车辆部件21-1至21-5对应。
在图1中此外标明了用于各个超宽带发射和接收设备30-x的在车辆10之外的通信范围31-x。超宽带发射和接收设备30-x相应如此地构造，以至于其在其相应的通信范围31-x中在激活状态中发射超宽带通信请求。如果ID发送器40例如处在后盖21-3的超宽带发射和接收设备30-3的通信范围31-3中，则ID发送器40的另一超宽带发射和接收设备41以超宽带通信应答44响应超宽带通信请求33。通过大量宽带通信消息(对此同样可容纳宽带通信请求33和宽带通信应答44)的交换，信息同样可由ID发送器40被传递至车辆10。
例如，车辆10经由接近传感器15识别出如下，即，用户(未示出)与ID发送器40一起在后盖21-3的区域中靠近到车辆10处。紧接着开始通过超宽带发射和接收设备30-3的超宽带通信且交换相应的数据。在此，例如相对车辆10鉴别ID发送器40有权解锁后盖21-3的鉴别号被请求。
在图1b和图1c中由左侧或者由后方示意性地示出了车辆。相同的技术特征以在所有图中相同的参考符号来表示。
在图1d中示出了带有被打开的后盖21-3的车辆10。进入开口20-3此时是敞开的。物体必须横穿其以便于到达到车辆10的内部空间11中的进入区域25-3完全由后盖21-3的超宽带发射和接收设备30-3的通信范围31-3覆盖。由在超宽带通信请求的发出与在ID发送器40方面的对此跟随的超宽带通信应答之间的时间间隔，车辆10可确定ID发送器与超宽带发射和接收设备30-3的距离。在此使用电磁辐射的传播速度和在超宽带通信请求的发出与超宽带通信应答的接收之间的时间间隔。因为超宽带通信请求被重复发出，因此在时间上的走向中大量距离被确定。
额外地，ID发送器40装备有惯性传感装置42，其经由加速度传感器45可获取ID发送器的固有运动。额外地，惯性传感装置42包括转动位置传感器46，其可获取ID发送器40在所有空间方向上的转动位置改变。由此如下是可能的，即，借助经获取的加速度确定ID发送器40的速度且由此确定ID发送器40的路径段(Bahnsegment)。额外地，ID发送器40具有矢量场传感装置47，其可确定场参量的方向、例如磁场的方向。由此如下是可能的，即，关于ID发送器40的固有运动的说明可参照至少在明显提升上车和下车过程的时间刻度上恒定的外部矢量方向。矢量场传感装置47例如包括磁场传感器48。同样地，车辆10具有矢量场传感装置17，例如带有磁场传感装置18的磁场传感器，车辆以其可确定矢量场、例如地磁场的方向。
ID发送器40构造用于将借助惯性传感装置42所获取的关于ID发送器40的固有运动的信息传输到车辆10处。这例如经由超宽带通信实现，然而同样可经由其它无线通信接口19/49实现。这可例如实现低频接口(LF接口)或经由高频接口(HF接口)实现，如其通常在现有技术中已被用于在车辆10与ID发送器40之间的通信。同样地，用于相对车辆10鉴别ID发送器10的鉴别号的交换可经由这样的另一通信接口19/49实现。
由ID发送器40所传输的关于固有运动的信息由车辆10与由超宽带通信所确定的空间距离信息一起被评估，以便于确定ID发送器40是否穿过后部的进入开口20-3的进入区域25-3移动到车辆10的内部空间11中。如果这被确定，则内部空间信号61由控制设备60提供，其说明如下，即，ID发送器40处在车辆10的内部空间11中。该内部空间信号61可由内部空间信号61例如经由车辆总线80被提供给其的其它控制器70来评估，以便于当内部空间信号61指出ID发送器40未存在于车辆10的内部空间11中或内部空间信号61不可供使用时，例如允许或阻止驱动机的起动。
在图2a和图2b中分别相应地显示车辆10的情况的顶视图和后视图，其在被打开的左前车门21-1的情形中得出。相应的相同技术特征在所有图中设有相同的参考符号。超宽带发射和接收设备30-1的通信范围31-1以及完全由通信范围30-1覆盖的进入区域25-1可被良好地识别出。进入区域25-1在左前车开口20-1的整个进入开口20-1上延伸，其在封闭状态中由左前车门21-1封闭。
借助图3a-3f以及图4a-4f、图5a-5f和图6a-6f应在通过左前车门从车辆下车的情形中示例性地且简化地说明ID发送器的固有运动的确定。在图3a-3f中相应地示意性示出了车辆10，其左前车门21-1被打开，从而使得左前进入开口20-1在车辆100中被打开。其原点处在车辆的中轴线上的车辆坐标系100与车辆10联结。X轴线102在行驶方向上指向且对此垂直指向的Y轴线103朝向左侧的车辆侧指向。出于简化的原因，未标明第三空间方向(从图纸平面指出的Z轴线)且在下面的说明中未被进一步考虑，虽然如下对于本领域技术人员而言显而易见，即，描述在三维空间中进行且第三维度(在该情况中Z方向)在真实情况中应被额外考虑。
ID发送器40具有与ID发送器的物理形状固联的ID发送器坐标系140，其X轴线142和Y轴线143在图3a中被示意性示出。出于简化的原因，ID发送器自身未物理上示出。在图3a中，此外作为双箭头示出了地磁场的方向矢量130。因为车辆10处在静止中，该方向矢量相对车辆坐标系100一直保持相同的指向。在车辆坐标系中的该指向由车辆借助于相应的磁传感装置18(参见图1)来测量。同样地，ID发送器40的磁传感装置48(参见图1)确定地磁场的方向矢量130的方向。
为了可确定和说明ID发送器在空间中的借助惯性传感装置42所确定的固有运动，另一鉴于原点可移动的、然而鉴于轴线定向“位置固定的”或“指向固定的”坐标系与ID发送器40结合。该坐标系被称作ID发送器参考坐标系150或也被简称为参考坐标系。其X轴线152和Y轴线153具有关于地磁场的经确定的方向矢量130的固定指向，地磁场相应地由ID发送器坐标系150的原点152同样作为双箭头被去除。
在图3a-3f中相应地经由虚线运动箭头160说明ID发送器的运动方向且经由该运动箭头160的长度说明ID发送器40直至下车操作的下一时刻经历的路程，其在对此跟随的附图中被示出。图3a-3f显示了连续的时间上相同间隔的瞬间的下车情况。在此应假设如下，即，当前的运动箭头160同时指出ID发送器的指向且因此指出牢固地与ID发送器40的物理形状结合的ID发送器坐标系140的X轴线的方向。出于清晰性的原因，因此在所有另外的图3b至6f中ID发送器坐标系未被示出。其位置然而借助相应的被画入的运动箭头160可被容易地确定。
ID发送器40自身不会识别出ID发送器坐标系140的原点141的位置和同样ID发送器参考坐标系150的原点151在空间中(也就是说关于车辆坐标系100)的位置。因此，ID发送器参考坐标系150的原点151与ID发送器40一起移动，从而ID发送器参考坐标系150的原点151总是与在ID发送器中的固定位置(例如其重心)一致。在附图中，因此ID发送器40的位置可借助ID发送器参考坐标系150的原点151被读出。该指向在任意时刻可借助标明的运动箭头160来识别出。如下对于本领域的技术人员而言显而易见，即，这是一种简化，其此处仅为了图示和说明的目的来选择。在实际中，ID发送器可在每个任意方向上关于其轴线移动，也就是说相对运动方向扭转。ID发送器40的惯性传感装置42(参见图1)然而借助该转动且借助加速度确定在ID发送器坐标系150中的运动。经过的运动作为路径段部分170-n被去除，其中，n是自然数且路径段部分170按时间顺序编号。相应最后经过的路径段部分170朝向ID发送器坐标系150的原点151指向。在图3a-3f中所示出的流程因此如下：
首先，用户与ID发送器一起侧向上向左前移动，然后向左从车辆中移出且横穿进入区域25-1。其略微向左向后移动，紧接着向左转向且又移向打开的车门且在下一步骤中其结果不再被示出，通过运动向右关闭车门。
在图4a-4f中此时相应地示意性示出ID发送器可将其传输到车辆处的信息。一方面说明了地磁场的方向矢量130在ID发送器参考坐标系150中如何指向。借助这些说明，车辆可确定ID发送器参考坐标系150相对于自身的车辆坐标系100的指向，因为其由自身的测量识别出地磁场在车辆坐标系100中的矢量方向130。额外地，ID发送器40提供路径段说明，其仅可以是沿着ID发送器参考坐标系的各个轴线方向的加速度值或是关于未示出的ID发送器坐标系的加速度说明以及关于地磁场的矢量方向的转动角度。在此处所示出的实施变型方案的情形中由如下出发，即，ID发送器40自身借助这些加速度和转动角度信息确定路径段部分170-n和/或路径段171且关于ID发送器参考坐标系150来提供。在备选的实施形式的情形中，该确定可由车辆自身在其控制设备60中实现(参见图1)。如下可被良好地识别出，即，由路径段部分170-n相应地得出路径段171。其在空间中的位置对于车辆而言然而即使当方向矢量130平行于在车辆坐标系100中的方向矢量130定向时不可被精确确定。在图4a至4f中，ID发送器参考坐标系150相应地如此构造，以至于x轴线152在图纸页上水平地定向。
在图5a-5f中描绘了ID发送器40与左前门的超宽带发射和接收设备30-1的距离矢量190，该超宽带发射和接收设备布置在左前车门21-1的外部敞开的端部处。在空间中的方向然而对于车辆10而言未知，而是仅在所示出的二维平面中与圆或圆弧部分192相符的距离已知。在三维情况中，这是球壳或球壳段，这通过在超宽带发射和接收设备30-1与ID发送器40之间的经确定的距离191来确定。
然而如果两个说明(也就是说在不同时刻被确定的距离和除了经过的位置的说明之外同样获得关于相应的位置彼此相对经过的时刻的说明的路径段说明)组合，如下是可能的，即，将各个路径段171在空间中、也就是说关于车辆的坐标系定位。这在图6a-6f中被显示。示出了相应的评估的经正确确定的结果。如果仅少量数据点是已知的，则可存在双重意义。在大量测量时刻的情形中，然而匹配的质量被明显改善。由此此时相应地获得路径曲线172，其提供关于在哪些时刻ID发送器在哪些位置在空间中关于车辆坐标系100被维持的说明。由此可识别出如下，即，路径曲线172由车辆10的内部11伸延穿过在左前进入开口20-1之前的进入区域25-1且在此由内向外指向，从而如下可被明确地确定，即，ID发送器40离开车辆10的内部空间11。以类似的方式同样可确定ID发送器到车辆中的进入。
在该处注意如下，即，路径段、也就是说物体关于与主体结合的参考坐标系经过的相对位置的基于惯性信息的确定在不带有重新校准的情形中仅可被用于受限制的时间段。对于在其中进行下车过程的时间段而言，然而例如以常用的(转动位置传感器)的所谓的智能手机移动电话的加速度和陀螺仪传感器来实现的数据是足够的。
该ID发送器可以是智能手机。然而如下实施方案同样是可能的，在其中ID发送器(如传统的钥匙)然而构造成带有惯性传感装置和磁传感装置以及通信接口且不或仅受限制地装备以按钮且必要时光信号的形式构造成反馈的人机接口。
如下对于本领域的技术人员而言显而易见，即，此处仅描述了简单的示例性的实施形式。不同实施形式的在本发明中所提及的特征可以以任意的形式彼此组合，以便于实现本发明。
参考符号列表
1 用于ID发送器的内部和外部识别的系统
10 车辆
11 内部空间
12 车身
15 接近传感器
17 矢量场传感装置
18 磁传感装置
19 无线通信接口
20,20x 进入开口
21,21x 车辆部件
21-1 左前门
21-2 左后门
21-3 后盖
21-4 右后门
21-5 右前门
25,25x 进入区域
30,30x 超宽带发射和接收设备
31,31x 通信范围
33 超宽带通信请求
40 ID发送器
41 超宽带发射和接收设备
42 惯性传感装置
44 超宽带通信应答
45 加速度传感器
46 转动位置传感器
47 矢量场传感装置
48 磁场传感装置
49 无线通信接口
60 控制设备
61 内部空间信号
70 其它控制器
80 车辆总线
100 车辆坐标系
101 原点
102 X轴线
103 Y轴线
130 地磁场的方向矢量
140 ID发送器坐标系
141 原点
142 X轴线
143 Y轴线
150 ID发送器参考坐标系
151 原点
152 X轴线
153 Y轴线
160 运动箭头
170 路径段部分
171 路径段
172 路径曲线
190 距离矢量
191 距离
192 圆/圆弧部分。

Claims (12)

1.一种用于针对带有至车辆(10)的内部空间(11)的进入开口(20)的车辆(10)的ID发送器(40)的内部和外部识别的系统(1)，包括一个或多个布置在所述车辆(10)处的超宽带发射和接收设备(30)，以及带有另一超宽带发射和接收设备(41)和布置在所述ID发送器(40)中的惯性传感装置(42)的ID发送器(40)，借助所述惯性传感装置(42)可获取所述ID发送器(40)的固有运动，其中，所述进入开口(20)中的每个关联有一个或多个布置在所述车辆(10)处的超宽带发射和接收设备(30)中的至少一个，所述超宽带发射和接收设备(30)的通信范围(31)在所述进入开口(20)的被打开的状态中完全覆盖所述进入开口(20)的进入区域(25)且所述超宽带发射和接收设备(30)在被打开的状态中发射超宽带通信请求(33)，其中，所述ID发送器(40)构造用于经由另一超宽带发射和接收设备(41)发射超宽带通信应答(44)，且所述ID发送器(40)构造用于将关于所述ID发送器(40)的固有运动的信息传输到所述车辆(10)处，
其中，所述车辆(10)构造用于借助所述超宽带通信和由所述ID发送器(40)所传输的关于所述ID发送器(40)的固有运动的信息识别出所述ID发送器(40)是移动到所述车辆(10)的内部空间(11)中还是从所述车辆(10)的内部空间(11)中移出，且相应地提供内部空间信号(61)，所述内部空间信号(61)的值说明所述ID发送器(40)是否被识别为处在所述车辆(10)的内部空间(11)中，其中，借助于所述超宽带通信在时间上的走向中一个或多个关联于相应的进入开口的超宽带发射和接收设备(30)中的至少一个相对所述ID发送器(40)的距离被确定，且关于所述固有运动的信息包含所述ID发送器(40)的运动的路径段(171)的数据或由关于所述固有运动的信息确定所述ID发送器(40)的运动的路径段(171)，且所述路径段借助相对于所述进入区域(25)的经确定的距离作为路径曲线(172)被定位，且当所述路径曲线(172)通过所述进入区域(25)指向到内部空间(11)中时，到所述内部空间(11)中的进入被确定，且当所述路径曲线(172)从所述内部空间(11)通过所述进入区域(25)向外指向时，离开内部空间(11)被确定。
2.根据权利要求1所述的系统(1)，其特征在于，关于所述ID发送器(40)的固有运动的信息借助于所述超宽带通信由所述ID发送器(40)被传输至所述车辆(10)。
3.根据权利要求1所述的系统(1)，其特征在于，关于所述ID发送器(40)的固有运动的信息借助于不同于所述超宽带通信的无线通信被传输。
4.根据前述权利要求中任一项所述的系统(1)，其特征在于，所述车辆(10)和所述ID发送器(40)相应地具有矢量场传感装置(17,47)，以便于至少由地球绑定的矢量场确定其局部方向，其被用作坐标轴方向的参考方向，关于其说明关于所述ID发送器(40)的固有运动的信息。
5.根据权利要求4所述的系统(1)，其特征在于，所述地球绑定的矢量场是地磁场且作为矢量确定所述地磁场的磁场强度。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的系统(1)，其特征在于，检查所述路径段(171)与经确定的距离的一致性，以便于确定用于识别所述ID发送器(40)进入到所述内部空间(11)中和离开所述内部空间(11)的置信值且所述内部空间信号(61)的改变取决于所述置信值的至少一个阈值实现。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的系统(1)，其特征在于，一个或多个关联于所述进入开口(20)中的一个的超宽带发射和接收设备(30)中的至少一个相应地布置在封闭部件(21)处，其设置用于封闭相应的进入开口(20)。
8.根据权利要求7所述的系统(1)，其特征在于，当窗户是可打开的时，一个或多个布置在所述封闭部件(21)处的超宽带发射和接收设备(30)中的至少一个在窗户的区域中或毗邻于所述封闭部件(21)的窗户布置。
9.根据权利要求7所述的系统(1)，其特征在于，所述封闭部件(21)是门(21-x)或盖(21-3)。
10.一种带有ID发送器(40)的内部和外部识别的车辆(10)，其中，所述车辆(10)包括至其内部空间(11)的进入开口(20)和一个或多个布置在所述车辆(10)处的超宽带发射和接收设备(30)，
其中，所述进入开口(20)中的每个关联有所述一个或多个布置在所述车辆(10)处的超宽带发射和接收设备(30)中的至少一个，
所述超宽带发射和接收设备(30)的通信范围(31)在所述进入开口(20)的被打开的状态中完全覆盖所述进入开口(20)的进入区域(25)且所述超宽带发射和接收设备(30)在被打开的状态中发射超宽带通信请求(33)且当该ID发送器停留在所述通信范围(31)中时获取所述ID发送器(40)的超宽带通信应答(44)，且
所述车辆(10)构造用于由所述ID发送器(40)接收关于所述ID发送器(40)的固有运动的信息，
其中，所述车辆(10)构造用于借助所述超宽带通信和由所述ID发送器(40)所传输的关于所述ID发送器(40)的固有运动的信息识别出所述ID发送器(40)是移动到所述车辆(10)的内部空间(11)中还是从所述车辆(10)的内部空间(11)中移出，且当所述ID发送器(40)被识别出处在所述车辆(10)的内部空间(11)中时，相应地提供内部空间信号(61)，其中，借助于所述超宽带通信在时间上的走向中一个或多个关联于相应的进入开口的超宽带发射和接收设备(30)中的至少一个相对所述ID发送器(40)的距离被确定，且关于所述固有运动的信息包含所述ID发送器(40)的运动的路径段(171)的数据或由关于所述固有运动的信息确定所述ID发送器(40)的运动的路径段(171)，且所述路径段借助相对于所述进入区域(25)的经确定的距离作为路径曲线(172)被定位，且当所述路径曲线(172)通过所述进入区域(25)指向到内部空间(11)中时，到所述内部空间(11)中的进入被确定，且当所述路径曲线(172)从所述内部空间(11)通过所述进入区域(25)向外指向时，离开内部空间(11)被确定。
11.一种用于针对带有至车辆(10)的内部空间(11)的进入开口(20)的车辆(10)的ID发送器(40)的内部和外部识别的方法，包括如下步骤：
将超宽带通信请求(33)发射到所述进入开口(20)中的一个的每个进入区域(25)中，当相应的进入开口(20)在被打开的状态中时，其中，所述超宽带通信请求(33)的发射以如下方式实现，所述进入区域(25)中的每个完全由一个或多个通信范围(31)覆盖，其中，通信范围(31)是在其中超宽带通信以至少一个超宽带发射和接收设备(30)来实施的空间区域，
获取ID发送器(40)的超宽带通信应答(44)且额外地获取由所述ID发送器(40)所传递的关于所述ID发送器(40)的固有运动的信息，
借助经由所述超宽带通信请求(33)和超宽带通信应答(44)的交换所实施的超宽带通信和所传输的关于所述ID发送器(40)的固有运动的信息识别出所述ID发送器(40)是进入到所述内部空间(11)中还是离开所述内部空间(11)，且产生内部空间信号(61)，所述内部空间信号(61)的值说明所述ID发送器(40)是否被识别为在所述车辆(10)的内部空间(11)中，基于被识别出的所述ID发送器(40)进入到所述内部空间(11)中或离开所述内部空间(11)，其中，在所述超宽带通信的情形中由在发出所述超宽带通信请求(33)中的一个与接收对此跟随的超宽带通信应答(44)之间的时间间隔确定所述ID发送器(40)与所述ID发送器(40)处在其通信范围(31)中的超宽带发射和接收设备(30)的空间距离，且其中，关于所述固有运动的信息包含所述ID发送器的运动的路径段(171)的数据或由关于所述固有运动的信息确定所述ID发送器(40)的运动的路径段(171)，且所述路径段借助相对于所述进入区域(25)的经确定的距离作为路径曲线(172)被定位，且当所述路径曲线(172)通过所述进入区域(25)指向到内部空间(11)中时，到所述内部空间(11)中的进入被确定，且当所述路径曲线(172)从所述内部空间(11)通过所述进入区域(25)向外指向时，离开内部空间(11)被确定。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，借助于经确定的距离所述ID发送器(40)通过所述进入区域(25)的运动与所传递的关于所述ID发送器(40)的固有运动的信息一起被合理性检查。
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