CN113147672A - 智能钥匙定位方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能钥匙定位方法，包括执行PEPS激活动作，整车信号源发出LF低频命令信号至胎压监测模块；胎压监测模块接收到LF低频命令信号后，胎压监测模块测量其自身在轮毂上的角度，发出多组高频报文；智能钥匙接收所述高频报文数据量大于预设阈值，启动智能钥匙坐标位置计算；获得智能钥匙坐标位置后，智能钥匙发出携带位置信息的高频报文至PEPS，PEPS根据所述位置信息执行PEPS激活动作对应操作。本发明利用现有TPMS系统胎压监测模块相对布置在车内的低频天线便于检测、安装和标定，不需要增加成本，能减少低频天线安装数量，降低整车射频环境复杂度，方便整车开发与标定工作。本发明能准确获得智能钥匙坐标位置坐标，能增强用户体验。

Description

智能钥匙定位方法和系统

技术领域

本发明涉及汽车领域，特别是涉及一直用一种用于PEPS(无钥匙进入及启动系统)的智能钥匙定位方法。本发明还涉及一种用于PEPS的智能钥匙定位系统。

背景技术

PEPS(Passive Entry Passive Start钥匙进入及启动系统简称)系统，主要功 能功能包括：传统遥控钥匙(RKE)系统的全部功能，包括：1、遥控解闭锁及遥控升 降窗等；2、无钥匙解锁，按下门把手请求开关或触碰门把手感应区域，车门自动解 锁；3、车主只需按动按键或旋转旋钮即可启动发动机。PEPS采用先进的RFID(无线 射频识别)技术，实现无需按动遥控器即可进入车内以及一键启动发动机等功能。PEPS 具有更加智能化的门禁管理,更高的防盗性能，已经成为汽车电子防盗系统应用的主 流。

TPMS全称轮胎压力监测系统，是“tire pressure monitoring system”的缩写，TPMS的作用是在汽车行驶过程中对轮胎气压进行实时自动监测，并对轮胎漏气和低气 压进行报警，以确保行车安全。

目前车载智能钥匙定位广泛采用基于RSSI定位方法。如图1所示通过安装于车 辆内部的低频天线A、B、C,标定A、B、C对应的有效检测范围边界处的磁场强度值， 将该磁场强度值设置成为对应低频天线的有效检测范围的阈值，如果磁场强度值大于 该阈值，则认为对应安装低频天线的有效检测范围。车载智能钥匙接收端集成了RSSI 值测量电路，根据天线接收的磁场感应强度，计算出低频信号的强度，然后根据低频 信号的强度值与距离对应关系，据此设定磁场强度阈值划分车内、车外有效检测范围， 从而判断车载智能钥匙在车内还是车外。现有智能钥匙定位主要存在以下缺陷：

1、根据设定磁场强度阈值划分车内、车外有效检测范围，从而判断车载智能钥 匙在车内还是车外，无法实现钥匙的精确定位。

2、低频天线磁场强度的标定对标定人员的综合素质、以及标定场地要求相当高。

3、增加了低频天线数量，不利于降本增效。同时增加了射频环境的复杂度，为 产品开发标定带来难度。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念,该简化形式的概念均为本领域现有技术简化，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分 并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意 味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

本发明要解决的技术问题是提供一种相对现有技术能减少低频天线数量，实现智能钥匙精确定位，降低标定人员的综合素质要求的智能钥匙定位方法。

本发明要解决的另一技术问题是提供一种相对现有技术能减少低频天线数量，实现智能钥匙精确定位，降低标定人员的综合素质要求的智能钥匙定位系统。

为解决上述技术问题，本发明提供基于TPMS系统的智能钥匙定位方法，包括以 下步骤：

S1，执行PEPS激活动作，整车信号源发出LF低频命令信号至胎压监测模块；

S2，胎压监测模块接收到LF低频命令信号后，胎压监测模块测量其自身在轮毂 上的角度，发出多组高频报文；

S3，智能钥匙接收所述高频报文数据量大于预设阈值，启动智能钥匙坐标位置计算；

S4，获得智能钥匙坐标位置后，智能钥匙发出携带位置信息的高频报文至PEPS，PEPS根据所述位置信息执行PEPS激活动作对应操作。

可选择的，进一步改进所述的智能钥匙定位方法，所述智能钥匙坐标位置计算包括：

S3.1，对所述多组高频报文测量取平均值和测量误差补偿得到RSSI值；

S3.2，根据RSSI值计算胎压监测模块与智能钥匙之间的距离；

S3.3，根据胎压监测模块与智能钥匙之间的距离获得智能钥匙坐标。

可选择的，进一步改进所述的智能钥匙定位方法，步骤S3.1中RSSI值为：

RSSI(R)为距离胎压监测模块为R处接收的RSSI值，单位dbm；RSSI(R₀)为距离胎压监测模块距离为R₀处接收的RSSI强度值，单位dbm；R为胎压监测模块与智能钥匙 的距离；R₀为参考距离,单位m；λ为环境衰减指数，与周围的环境和障碍物密切相 关；ζ_σ表示接收到多组有效数据的标准方差值为σ的正态随机变量，单位dbm。

可选择的，进一步改进所述的智能钥匙定位方法，步骤S3.2中胎压监测模块与 智能钥匙之间的距离为：

可选择的，进一步改进所述的智能钥匙定位方法，步骤S3.2中智能钥匙坐标为：

P₁(x₁,y₁)、P₂(x₂,y₂)、P₃(x₃,y₃)是三个分别安装于轮毂上的胎压监测模块坐标、P_n(x_n,y_n)智能钥匙坐标位置坐标，r为对应的轮毂半径，R₁、R₂、R₃为智能钥匙相 对于各胎压监测模块半径距离，

为胎压监测模块在各轮毂上的角度。

为解决上述技术问题，本发明提供一种智能钥匙定位系统，包括：

信号发送模块，其设置在车体外，优选不与车体接触，其接收到整车信号源发出的LF低频命令信号后，测量其自身在轮毂上的角度，发出多组高频报文；所述车体 包括驾驶室、前仓和后备箱

智能钥匙，其接收所述高频报文，当其接收高频报文数据量大于预设阈值，则其启动位置计算，获得位置后发送高频报文，PEPS根据高频报文中的位置信息执行PEPS 激活动作对应操作。

可选择的，进一步改进所述的智能钥匙定位系统，所述信号发送模块是胎压监测模块。

可选择的，进一步改进所述的智能钥匙定位系统，所述智能钥匙坐标位置计算包括：

S3.1，对所述多组高频报文测量取平均值和测量误差补偿得到RSSI值；

S3.2，根据RSSI值计算胎压监测模块与智能钥匙之间的距离；

S3.3，根据胎压监测模块与智能钥匙之间的距离获得智能钥匙坐标。

可选择的，进一步改进所述的智能钥匙定位系统，步骤S3.1中RSSI值为：

RSSI(R)为距离胎压监测模块为R处接收的RSSI值，单位dbm；RSSI(R₀)为距离胎压监测模块距离为R₀处接收的RSSI强度值，单位dbm；R为胎压监测模块与智能钥匙 的距离；R₀为参考距离，单位m；λ为环境衰减指数，与周围的环境和障碍物密切相 关；ξ_σ表示接收到多组有效数据的标准方差值为σ的正态随机变量，单位dbm。

可选择的，进一步改进所述的智能钥匙定位系统，步骤S3.2中胎压监测模块与 智能钥匙之间的距离为：

可选择的，进一步改进所述的智能钥匙定位系统，步骤S3.2中智能钥匙坐标为：

P₁(x₁，y₁)、P₂(x₂，y₂)、P₃(x₃，y₃)是三个分别安装于轮毂上的胎压监测模块坐标、P_n(x_n，y_n)智能钥匙坐标位置坐标，r为对应的轮毂半径，R₁、R₂、R₃为智能钥匙相 对于各胎压监测模块半径距离，

为胎压监测模块在各轮毂上的角度。

本发明至少能实现以下技术效果：

1、本发明的技术方案可以利用现有TPMS系统的胎压监测模块，不需要增加成本。

2、本发明的技术方案相对享有技术不需要在车内安装专用的低频天线，能减少低频天线安装数量，降低整车射频环境复杂度，方便整车开发与标定工作。

3、本发明的方案定位精度更高，能准确获得智能钥匙坐标位置坐标，能增强用 户体验。

4、本发明利用现有技术的胎压监测模块，胎压监测模块是设置在车外车轮上的，相对布置在车内的低频天线便于检测、安装和标定。

附图说明

本发明附图旨在示出根据本发明的特定示例性实施例中所使用的方法、结构和/或材料的一般特性，对说明书中的描述进行补充。然而，本发明附图是未按比例绘制 的示意图，因而可能未能够准确反映任何所给出的实施例的精确结构或性能特点，本 发明附图不应当被解释为限定或限制由根据本发明的示例性实施例所涵盖的数值或 属性的范围。下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是现有PEPS低频天线车体内布置示意图。

图2是本发明的整体结构示意图。

图3是本发明流程示意图。

图4是智能钥匙坐标计算示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容充分地了解本发明的其他优点与技术效果。本发明还可以通过不同的 具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点加以应 用，在没有背离发明总的设计思路下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的 情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。本发明下述示例性实施例可以 多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的具体实施例。应当 理解的是，提供这些实施例是为了使得本发明的公开彻底且完整，并且将这些示例性 具体实施例的技术方案充分传达给本领域技术人员。

应当理解的是，当元件被称作“连接”或“结合”到另一元件时，该元件可以直 接连接或结合到另一元件，或者可以存在中间元件。不同的是，当元件被称作“直接 连接”或“直接结合”到另一元件时，不存在中间元件。在全部附图中，相同的附图 标记始终表示相同的元件。

第一实施例；

本发明提供一种其基于TPMS系统的智能钥匙定位方法，包括以下步骤：

S1，执行PEPS激活动作，所述PEPS激活动作包括但不限于遥控解闭锁及遥控升 降窗、无钥匙解锁和按动按键或旋转旋钮，整车信号源发出LF低频命令信号至胎压 监测模块；

S2，胎压监测模块接收到LF低频命令信号后，胎压监测模块测量其自身在轮毂 上的角度，发出多组高频报文；

S3，智能钥匙接收所述高频报文数据量大于预设阈值，启动智能钥匙坐标位置计算；

S4，获得智能钥匙坐标位置后，智能钥匙发出携带位置信息的高频报文至PEPS，PEPS根据所述位置信息执行PEPS激活动作对应操作。

第二实施例；

如图3所示，本发明提供一种其基于TPMS系统的智能钥匙定位方法，包括以下 步骤：

S1，执行PEPS激活动作，所述PEPS激活动作包括但不限于遥控解闭锁及遥控升 降窗、无钥匙解锁和按动按键或旋转旋钮，整车信号源发出LF低频命令信号至胎压 监测模块；

S2，胎压监测模块接收到LF低频命令信号后，胎压监测模块通过其自身的角度 传感器测量其自身在轮毂上的角度，发出多组高频报文，以8组高频报文为例；

S3，智能钥匙接收所述高频报文数据量大于预设阈值，启动智能钥匙坐标位置计算，包括：

S3.1，对所述8组高频报文测量取平均值和测量误差补偿得到RSSI值(射频信 号衰减模型)为：

RSSI(R)为距离胎压监测模块为R处接收的RSSI值，单位dbm；RSSI(R₀)为距离胎压监测模块距离为R₀处接收的RSSI强度值，单位dbm；R为胎压监测模块与智能钥匙 的距离；R₀为参考距离，单位m；λ为环境衰减指数，与周围的环境和障碍物密切相 关(可通过标定获得)；ζ_σ表示接收到多组有效数据的标准方差值为σ的正态随机变 量，单位dbm；

S3.2，根据RSSI值计算胎压监测模块与智能钥匙之间的距离为：

S3.3，如图4所示，根据胎压监测模块与智能钥匙之间的距离获得智能钥匙坐标为：

由胎压监测模块相对智能钥匙的距离可知：|P_nP₁|＝R₁、|P_nP₂|＝R₂、|P_nP₃|＝R₃(x_n-x₁)²+(y_n-y₁)²＝R₁ ²、(x_n-x₂)²+(y_n-y₂)²＝R₂ ²、(x_n-x₃)²+(y_n-y₃)²＝R₃ ²

计算智能钥匙坐标位置：

把

代入上述公式得出智能钥匙坐标公式：

P₁(x₁，y₁)、P₂(x₂，y₂)、P₃(x₃，y₃)是三个分别安装于轮毂上的胎压监测模块坐标、P_n(x_n，y_n)智能钥匙坐标位置坐标，r为对应的轮毂半径，R₁、R₂、R₃为智能钥匙相 对于各胎压监测模块半径距离，

为胎压监测模块在各轮毂上的角度。

依据上述公式计算获得智能钥匙以及三个携带唯一ID标识胎压监测模块距离，进而精确计算智能钥匙坐标位置

S4，获得智能钥匙坐标位置后，智能钥匙发出携带位置信息的高频报文至PEPS，PEPS根据所述位置信息执行PEPS激活动作对应操作。PEPS激活动作对应操作是由 PEPS系统设定，其不在本申请解决问题范围内。相应的，本发明可以提供一种示例性 的操作，用于说明相应的对应关系。例如，计算智能钥匙在驾驶员位置，PEPS可以选 择设置为按动开门按钮则发动机启动点火，或智能钥匙在驾驶员位置按动开门按钮则 驾驶位置座位自动复位到记忆位置等。

第三实施例；

本发明提供一种智能钥匙定位系统，包括：

信号发送模块，其设置在车体外，其接收到整车信号源发出的LF低频命令信号后，测量其自身在轮毂上的角度，发出多组高频报文；

智能钥匙，其接收所述高频报文，当其接收高频报文数据量大于预设阈值，则其启动位置计算，获得位置后发送高频报文，PEPS根据高频报文中的位置信息执行PEPS 激活动作对应操作。

相应的，信号发送模块可以选择现有的胎压监测模块，现有胎压监测模块所具有的硬件，只需要结合计算机编程技术手段即可以实现本发明所要求的功能，无需增加 成本，并且可以取消现有技术中车体内的低频天线，降低成本。降低整车射频环境复 杂度，方便整车开发与标定工作，因为胎压监测模块具有唯一的ID标识，所以利用 胎压监测模块能准确获得智能钥匙坐标位置坐标，以及胎压监测模块是设置在车外车 轮上的，相对布置在车内的低频天线便于检测、安装和标定。

第四实施例；

本发明提供一种智能钥匙定位系统，包括：

信号发送模块，其设置在车体外，其接收到整车信号源发出的LF低频命令信号后，测量其自身在轮毂上的角度，发出多组高频报文；所述信号发送模块是胎压监测 模块；以8组高频报文为例，详见胎压监测模块发射信号协议：胎压监测模块发射信 号协议定义，调制频率：433.92MHz；波特率：9.6kbps；调制方式：FSK；编码方式： 曼彻斯特编码；传感器发射帧共包含7个字节，如下表1所示；

表1

智能钥匙，其接收所述高频报文，当其接收高频报文数据量大于预设阈值，则其启动位置计算，获得位置后发送高频报文，PEPS根据高频报文中的位置信息执行PEPS 激活动作对应操作。PEPS激活动作对应操作是由PEPS系统设定，其不在本申请解决 问题范围内。相应的，本发明可以提供一种示例性的操作，用于说明相应的对应关系。 例如，计算智能钥匙在副驾驶员位置按动开门按钮，则副驾驶位置座椅自动复位到记 忆位置等。

所述智能钥匙坐标位置计算包括：

S3.1，对所述8组高频报文测量取平均值和测量误差补偿得到RSSI值(射频信 号衰减模型)为：

RSSI(R)为距离胎压监测模块为R处接收的RSSI值，单位dbm；RSSI(R₀)为距离胎压监测模块距离为R₀处接收的RSSI强度值，单位dbm；R为胎压监测模块与智能钥匙 的距离；R₀为参考距离，单位m；λ为环境衰减指数，与周围的环境和障碍物密切相 关(可通过标定获得)；ζ_σ表示接收到多组有效数据的标准方差值为σ的正态随机变 量，单位dbm；

S3.2，根据RSSI值计算胎压监测模块与智能钥匙之间的距离为：

S3.3，如图4所示，根据胎压监测模块与智能钥匙之间的距离获得智能钥匙坐标为：

由胎压监测模块相对智能钥匙的距离可知：|P_nP₁|＝R₁、|P_nP₂|＝R₂、|P_nP₃|＝R₃(x_n-x₁)²+(y_n-y₁)²＝R₁ ²、(x_n-x₂)²+(y_n-y₂)²＝R₂ ²、(x_n-x₃)²+(y_n-y₃)²＝R₃ ²

计算智能钥匙坐标位置：

把

代入上述公式得出智能钥匙坐标公式：

P₁(x₁，y₁)、P₂(x₂，y₂)、P₃(x₃，y₃)是三个分别安装于轮毂上的胎压监测模块坐标、P_n(x_n，y_n)智能钥匙坐标位置坐标，r为对应的轮毂半径，R₁、R₂、R₃为智能钥匙相 对于各胎压监测模块半径距离，

为胎压监测模块在各轮毂上的角度。

依据上述公式计算获得智能钥匙以及三个携带唯一ID标识胎压监测模块距离，进而精确计算智能钥匙坐标位置。

除非另有定义，否则这里所使用的全部术语(包括技术术语和科学术语)都具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的意思相同的意思。还将理解的是，除非 这里明确定义，否则诸如在通用字典中定义的术语这类术语应当被解释为具有与它们 在相关领域语境中的意思相一致的意思，而不以理想的或过于正式的含义加以解释。

以上通过具体实施方式和实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多 变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种智能钥匙定位方法，其基于TPMS系统，其特征在于，包括以下步骤：

S1，执行PEPS激活动作，整车信号源发出LF低频命令信号至胎压监测模块；

S2，胎压监测模块接收到LF低频命令信号后，胎压监测模块测量其自身在轮毂上的角度，发出多组高频报文；

S3，智能钥匙接收所述高频报文数据量大于预设阈值，启动智能钥匙坐标位置计算；

S4，获得智能钥匙坐标位置后，智能钥匙发出携带位置信息的高频报文至PEPS，PEPS根据所述位置信息执行PEPS激活动作对应操作。

2.如权利要求1所述的智能钥匙定位方法，其特征在于，所述智能钥匙坐标位置计算包括：

S3.1，对所述多组高频报文测量取平均值和测量误差补偿得到RSSI值；

S3.2，根据RSSI值计算胎压监测模块与智能钥匙之间的距离；

S3.3，根据胎压监测模块与智能钥匙之间的距离获得智能钥匙坐标。

3.如权利要求2所述的智能钥匙定位方法，其特征在于，步骤S3.1中RSSI值为：

RSSI(R)为距离胎压监测模块为R处接收的RSSI值，单位dbm；RSSI(R₀)为距离胎压监测模块距离为R₀处接收的RSSI强度值，单位dbm；R为胎压监测模块与智能钥匙的距离；R₀为参考距离,单位m；λ为环境衰减指数，与周围的环境和障碍物密切相关；ζ_σ表示接收到多组有效数据的标准方差值为σ的正态随机变量，单位dbm。

4.如权利要求3所述的智能钥匙定位方法，其特征在于，步骤S3.2中胎压监测模块与智能钥匙之间的距离为：

5.如权利要求4所述的智能钥匙定位方法，其特征在于，步骤S3.2中智能钥匙坐标为：

P₁(x₁,y₁)、P₂(x₂,y₂)、P₃(x₃,y₃)是三个分别安装于轮毂上的胎压监测模块坐标、P_n(x_n,y_n)智能钥匙坐标位置坐标，r为对应的轮毂半径，R₁、R₂、R₃为智能钥匙相对于各胎压监测模块半径距离，

为胎压监测模块在各轮毂上的角度。

6.一种智能钥匙定位系统，其特征在于，包括：

信号发送模块，其设置在车体外，其接收到整车信号源发出的LF低频命令信号后，测量其自身在轮毂上的角度，发出多组高频报文；

智能钥匙，其接收所述高频报文，当其接收高频报文数据量大于预设阈值，则其启动位置计算，获得位置后发送高频报文，PEPS根据高频报文中的位置信息执行PEPS激活动作对应操作。

7.如权利要求6所述的智能钥匙定位系统，其特征在于：所述信号发送模块是胎压监测模块。

8.如权利要求1所述的智能钥匙定位系统，其特征在于：所述智能钥匙坐标位置计算包括：

S3.1，对所述多组高频报文测量取平均值和测量误差补偿得到RSSI值；

S3.2，根据RSSI值计算胎压监测模块与智能钥匙之间的距离；

S3.3，根据胎压监测模块与智能钥匙之间的距离获得智能钥匙坐标。

9.如权利要求8所述的智能钥匙定位系统，其特征在于，步骤S3.1中RSSI值为：

RSSI(R)为距离胎压监测模块为R处接收的RSSI值，单位dbm；RSSI(R₀)为距离胎压监测模块距离为R₀处接收的RSSI强度值，单位dbm；R为胎压监测模块与智能钥匙的距离；R₀为参考距离,单位m；λ为环境衰减指数，与周围的环境和障碍物密切相关；ζ_σ表示接收到多组有效数据的标准方差值为σ的正态随机变量，单位dbm。

10.如权利要求9所述的智能钥匙定位系统，其特征在于，步骤S3.2中胎压监测模块与智能钥匙之间的距离为：

11.如权利要求10所述的智能钥匙定位系统，其特征在于，步骤S3.2中智能钥匙坐标为：

P₁(x₁,y₁)、P₂(x₂,y₂)、P₃(x₃,y₃)是三个分别安装于轮毂上的胎压监测模块坐标、P_n(x_n,y_n)智能钥匙坐标位置坐标，r为对应的轮毂半径，R₁、R₂、R₃为智能钥匙相对于各胎压监测模块半径距离，

为胎压监测模块在各轮毂上的角度。

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