CN113167882B - 用于估计车辆与认证装置相隔的距离的方法 - Google Patents
用于估计车辆与认证装置相隔的距离的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113167882B CN113167882B CN201980081775.7A CN201980081775A CN113167882B CN 113167882 B CN113167882 B CN 113167882B CN 201980081775 A CN201980081775 A CN 201980081775A CN 113167882 B CN113167882 B CN 113167882B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- vehicle
- distance
- response signal
- signal
- instant
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 82
- 230000004044 response Effects 0.000 claims abstract description 56
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 48
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 22
- 230000006870 function Effects 0.000 description 26
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 4
- 101150099612 Esrrb gene Proteins 0.000 description 3
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 3
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S11/00—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation
- G01S11/02—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation using radio waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/74—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems
- G01S13/76—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems wherein pulse-type signals are transmitted
- G01S13/765—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems wherein pulse-type signals are transmitted with exchange of information between interrogator and responder
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B60R25/00—Fittings or systems for preventing or indicating unauthorised use or theft of vehicles
- B60R25/20—Means to switch the anti-theft system on or off
- B60R25/24—Means to switch the anti-theft system on or off using electronic identifiers containing a code not memorised by the user
- B60R25/245—Means to switch the anti-theft system on or off using electronic identifiers containing a code not memorised by the user where the antenna reception area plays a role
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B17/00—Monitoring; Testing
- H04B17/20—Monitoring; Testing of receivers
- H04B17/27—Monitoring; Testing of receivers for locating or positioning the transmitter
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Lock And Its Accessories (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
本发明的目的在于用于估计车辆与认证装置相隔的距离的方法,所述车辆包括计算机和多个通信模块,每个通信模块能够在无线通信链路上与所述装置通信,每个通信模块包括电子时钟,所述电子时钟定义了对从装置接收到的信号进行采样的采样频率。该方法尤其包括以下步骤:向从装置接收到的响应信号添加(E8)噪声,对有噪声响应信号进行采样(E9),在有噪声响应信号的幅度超过预定检测阈值时在第二时刻检测到(E10)所述有噪声响应信号,计算(E12)第一时刻与第二时刻之间经过的时间,以及基于计算出的时间来估计(E13)车辆与装置之间的距离。
Description
技术领域
本发明涉及用于机动车辆的检测系统,并且更特别地涉及用于估计认证装置与车辆之间的距离的方法和计算机,以便尤其是远程(àdistance)激活所述车辆的功能。
背景技术
如今,某些机动车辆装备有检测系统,其使得能够远程认证用户携带的装置,例如徽章(badge)或电子点火开关钥匙,以便从所述车辆外部实施某些功能。例如,这样的检测系统可用于解锁车辆的开启部件(ouvrant),尤其是车门或行李箱,或激活接待功能,如例如环境照明或座椅调节。
出于安全原因,已知对系统进行参数设置,使得仅在用户位于小于预定距离的距离时才激活这些功能,所述预定距离称为“检测距离”,其取决于要激活的功能。例如,仅在用户位于车辆的两米之内时,才可以激活解锁开启部件的功能。再例如,仅在用户位于车辆的五米之内时才可以激活接待照明功能,或者仅在用户位于车辆的六米之内时才可以激活操纵车辆的请求,通常称为“远程停车”。
在一种已知的解决方案中,车辆和该装置通过LF/RF(低频/射频)类型的无线通信链路进行通信。在该解决方案中,车辆通过LF通信链路周期性地发送检测信号。在该装置接收到该检测信号时,它会通过RF通信链路对车辆进行响应,以进行认证。为了确定用户与车辆之间的距离,车辆测量在这些交换期间从认证装置接收到的信号的功率并从中推断出该距离。这种类型的技术的优点在于,信号的传播不受诸如车辆车身之类的机械元件的影响。
出于实际原因,如今已知使用智能电话向车辆进行认证。然而,如今使用的大多数智能电话都没有LF/RF通信接口。为了弥补该缺陷,已知使用目前的大多数智能电话上都具有的通信接口,尤其是BLE(/>低能耗)型接口。通过这样的接口借助于编码在称为“BLE信号”的信号中的帧来实现交换。
为了确定装置与车辆之间的距离,车辆接收由智能电话发送的BLE信号并例如通过测量接收信号强度指示(RSSI或Received Signal Strength Indication)来确定其功率,以便从中推断出该距离。然而,众所周知且经常发生的是,在智能电话发送的信号分解为直线接收到的信号和在到达车辆之前在一个或多个障碍物上反弹的一个或多个信号(称为“多径信号”的信号)时,RSSI测量可能有误。在这种情况下,车辆接收到的组合信号的功率可能大于或小于直线接收到的信号的实际值,使得对距离的估计有误。
为了弥补该缺陷,已知通过评估车辆与装置之间的信号传送时间来确定车辆与装置之间的距离。为此,已知使车辆发送称为“请求信号”的信号,装置以已知的方式在150微秒的预定期间之后以BLE协议通过称为“响应信号”的信号进行响应。在知道请求信号的发送时刻、装置接收请求信号与发送响应信号之间的期间、以及响应信号的接收时刻的情况下,车辆于是从中推断出信号的平均行程时间以及车辆与装置相隔的距离。
众所周知,车辆的BLE通信模块对每个接收到的信号进行滤波和采样,并在超过预定信号功率检测阈值时检测到信号为BLE信号,仅在对所述信号采样时检测该阈值的超过。图1示出了以下信号的叠加:A未滤波且无噪声的响应信号的示例、以及作为对照的B经滤波的同一个响应信号还有C经滤波和采样的所述响应信号,这些信号的功率P被示为时间t的函数。在样本之一c1超过预定检测阈值Sd时,检测到C经滤波和采样的响应信号RESP。
因此,两个样本相隔的时间间隔决定了距离测量中可能出现的最大误差。举例来说,使用节律为24MHz的石英对BLE信号进行采样会导致正负6.25米的误差,从而表现出显著缺陷,甚至在需要在车辆的2米、5米或6米以内检测用户以激活其某些功能的情况下表现出重大缺陷。
另外,由于发射器发送的信号在其传播期间可能在障碍物上反弹,从而产生同一个信号的多个分量,因此接收器可能针对发射器发送的同一个信号接收到多个信号。在这种情况下,对接收到的信号之一——针对其在样本上检测到超过阈值的首个信号——进行检测,这可能再次导致对发射器与接收器之间的实际距离的估计上的误差。因此,这种类型的检测系统具有明显的技术局限性,有时可能使其无效。
发明内容
因此,本发明的目的是通过提出一种简单可靠的解决方案来至少部分地弥补这些缺陷,该解决方案用于估计车辆与认证装置之间的距离并有效地远程激活车辆的功能。
为此,本发明的目的在于用于估计车辆(尤其是机动车辆)与认证装置相隔的距离的方法,所述车辆包括计算机和多个通信模块,每个通信模块能够在无线通信链路上与所述装置通信,每个通信模块包括电子时钟,所述电子时钟定义了对从装置接收到的信号进行采样的采样频率,所述方法的值得注意之处在于其包括以下步骤:
-通信模块中的至少一个在第一时刻向装置发送请求信号,
-装置接收所述请求信号,
-装置向车辆的通信模块中的至少一个发送响应信号,
-通信模块中的至少一个接收所述响应信号,
-向接收到的响应信号添加噪声,
-对有噪声响应信号进行采样,
-在有噪声响应信号的幅度超过预定检测阈值时,在第二时刻检测到所述有噪声响应信号,-计算第一时刻与第二时刻之间经过的时间,
-基于计算出的时间来估计车辆与装置之间的距离。
向接收到的响应信号添加噪声、优选地白噪声、更优选地高斯噪声使得响应信号能够在检测阈值周围的两个样本之间随机地跨越检测阈值,即平均早于导致检测到响应信号的样本,这可以使得能够将距离估计误差基本上降低一半。这样的白噪声添加对于本领域技术人员来说似乎是违反直觉的,因为本领域技术人员原则上寻求降低甚至消除信号中噪声的存在,特别是用于估计距离的信号。此外,为了解决所提出的技术问题,本领域技术人员自然会倾向于增大采样频率(例如将采样频率加倍)来获得类似的结果,这在电子时钟的意义上而言将特别昂贵,尤其是在高于30MHz的频率下工作的压电型电子时钟成本非常高昂。
在一个实施形式中,该方法在向接收到的响应信号添加噪声与对有噪声响应信号进行采样之间包括对接收到的响应信号进行滤波的步骤。通过至少部分地对噪声进行滤波,这样的滤波使得能够“平滑”有噪声信号,以避免由于检测阈值附近的噪声水平而导致的不合时宜的检测。所添加的噪声将移动滤波器输出端的检测时刻,从而改善检测时刻。滤波器的作用是对注入的噪声进行滤波,同时保留与噪声相对应的延迟,但是还要定义接收到的信号的最佳上升时间,以改善该方法的性能。已证实,在不应用任何滤波时,检测可以更快,因为噪声被关联性消除,并且不会由于滤波器而引入额外的延迟(滤波器延迟)。没有滤波也可以使得能够提高距离确定的时间分辨率。
优选地,所添加的噪声的特征在于其方差在0.01至0.1之间,例如约0.05,其代表期望的准确度与检测到接收到的信号所需的样本数量之间的有利折衷。特别地,尤其是在没有对接收到的响应信号进行滤波的情况下,所添加的噪声的方差大于0.0015,以使得能够精炼距离估计。
根据本发明的一个方面,多次重复该方法以估计多个距离值。
有利地,该方法包括基于多个估计出的距离来计算称为“实际距离”的距离的步骤,这例如是通过计算估计出的距离的中值或平均值。
优选地,一旦估计出的距离的数量超过了称为“采集阈值”的阈值就计算实际距离。
根据本发明的一个方面,采集阈值大于10,优选地大于100,以便随着基于多个接收到的信号而进行的(优选地连续地进行的)距离估计来精炼对实际距离的估计。这样的迭代使得能够精炼对距离的估计,从而使其相对准确,并且例如将误差减小到两米以内,优选地减小到50厘米以内。
在一个优选实施例中,无线通信链路为低能耗(BLE)类型。
在一个实施形式中,电子时钟是压电元件。然而,当然可以使用适合该应用的任何类型的时钟。
有利地,每个通信模块的采样频率小于50MHz,优选地约为24MHz,以该24MHz的频率工作的压电元件是常用的并且因此不那么贵。
有利地,该方法在距离估计步骤之后包括将估计出的距离的值保存在存储区中的步骤。
优选地,该方法在估计距离或计算实际距离的步骤之后包括在估计出的距离小于预定距离时激活车辆的至少一个功能的步骤。预定距离可以例如是2米、5米或6米。
优选地,无线通信链路使得能够在300至3000MHz之间的UHF(特高频)频带中交换信号。仍优选地,无线通信链路根据BLE(低能耗)标准来工作。
本发明还涉及用于车辆的通信模块,所述通信模块能够在无线通信链路上与所述车辆的用户的认证装置进行通信,每个通信模块包括电子时钟,所述电子时钟定义了对从装置接收到的信号进行采样的采样频率,通信模块的特征在于其被配置成:
-在第一时刻在无线通信链路上向装置发送请求信号,
-在无线通信链路上接收由该装置在所述装置接收到所发送的请求信号之后发送的响应信号,
-向接收到的响应信号添加噪声,
-对有噪声响应信号进行采样,
-在有噪声响应信号的幅度超过预定检测阈值时,在第二时刻检测到所述有噪声响应信号,-将检测到的第二时刻的值发送到计算机,以便所述计算机估计车辆与装置之间的距离。
优选地,所添加的噪声是白噪声,优选地高斯噪声。
在一个实施形式中,通信模块被配置成对接收到的响应信号进行滤波。
优选地,所添加的噪声的特征在于其方差在0.01至0.1之间,例如约0.05。特别地,在没有对接收到的响应信号进行滤波的情况下,所添加的噪声的方差大于0.0015。
在一个优选实施例中,无线通信链路为低能耗(BLE)类型。
在一个实施形式中,电子时钟是压电元件。然而,当然可以使用适合该应用的任何类型的时钟。
有利地,每个通信模块的采样频率小于50MHz,优选地约为24MHz。
根据本发明的一个方面,通信模块被配置成在300至3000MHz之间的UHF(特高频)频带中、优选地根据BLE(低能耗)标准交换信号。
本发明还涉及车辆(尤其是机动车辆)的计算机,其用于估计所述车辆与认证装置相隔的距离,所述车辆包括多个如上所述的通信模块,所述计算机值得注意之处在于其被配置成:
-控制通信模块中的至少一个在第一时刻向装置发送请求信号,
-从至少一个通信模块接收由所述至少一个通信模块检测到的第二时刻的值,
-计算第一时刻与第二时刻之间经过的时间,以及
-基于计算出的时间来估计车辆与装置之间的距离。
有利地,计算机被配置成将估计出的距离的值保存在存储区中。
根据本发明的一个方面,计算机被配置成估计多个对应距离。
有利地,计算机被配置成基于多个对应距离来计算称为“实际距离”的距离,这例如是通过计算估计出的距离的中值或平均值。
优选地,计算机被配置成一旦估计出的距离的数量超过了称为“采集阈值”的阈值就计算实际距离。
根据本发明的一个方面,采集阈值大于10,优选地大于100,以便随着基于多个接收到的信号而进行的(优选地连续地进行的)距离估计来精炼对实际距离的估计。这样的迭代使得能够精炼对距离的估计,从而使其相对准确,并且例如将误差减小到两米以内,优选地减小到50厘米以内。
优选地,计算机被配置成在估计出的距离或实际距离小于预定距离(例如,2米、5米或6米)时激活车辆的至少一个功能。
本发明还涉及车辆,尤其是机动车辆,其包括如上所述的计算机和多个如上所述的通信模块。
本发明还涉及检测系统,其包括如上所述的车辆和认证装置,所述认证装置能够在无线通信链路上、优选地在300至3000MHz之间的UHF(特高频)频带中、仍优选地根据BLE(低能耗)标准来与所述车辆的多个通信模块进行通信。
附图说明
在接下来的描述中,本发明的其他特征和优点将变得显而易见,该描述是参考以非限制性示例的名义给出的附图进行的,并且在附图中,对相似的对象给予相同的附图标记。
图1以图表示出了现有技术中通信模块接收到的信号功率随时间的变化。
图2示意性地示出了根据本发明的检测系统的一个实施形式。
图3示意性地示出了根据本发明的车辆的一个实施形式。
图4示意性地示出了根据本发明的车辆通信模块的一个实施形式。
图5示意性地示出了车辆与认证装置之间的BLE信号交换。
图6示意性地示出了根据本发明的方法的一个实施例。
图7以图表示出了根据本发明的通信模块接收到的信号功率随时间的变化的示例。
图8是在两个信号样本之间的图7的放大视图。
图9是测试结果,其示出了估计出的距离的误差随所述估计出的距离的演变。
图10是测试结果,其示出了作为估计出的距离的函数的累积概率。
具体实施方式
根据本发明的检测系统旨在安装在车辆、尤其是机动车辆中,以便检测由所述车辆的用户携带的认证装置。这样的认证装置可以例如采用徽章、电子点火开关钥匙或智能电话的形式。认证装置使得用户能够向车辆进行认证以实施某些功能,如例如,车辆照明功能或者解锁车辆的开启部件(车门、行李箱等)的功能。出于安全原因,已知对系统进行参数设置,使得仅在用户位于小于预定距离的距离时才激活这些功能,所述预定距离称为“检测距离”,其取决于要激活的功能。例如,仅在用户位于车辆的两米之内时,才可以激活解锁功能。
图2示意性地示出了根据本发明的检测系统1。检测系统1包括车辆10和认证装置20。参考图3,车辆10包括计算机110(例如,ECU(Electronic Control Unit,电子控制单元)型计算机)和多个通信模块120。
再次参考图2,认证装置20包括管理模块210和通信单元220。优选地,认证装置20是智能电话,但这并不限制本发明的范围。
优选地,通信模块120和通信单元220被配置成在无线通信链路L1上、在300至3000MHz之间的UHF(特高频)频带中、更优选地根据BLE(“Low Energy”,/>低能耗)标准进行通信。BLE技术尤其使得能够实现低能耗通信,并且有利地集成在目前的大多数智能电话中。由于BLE技术本身是已知的,因此这里将不再进一步详述。
下面将在将本发明应用于车辆10的开启部件的解锁的情境中描述本发明,但这并不限制本发明的范围。
在通过手动激活车辆10的开启部件的把手来解锁车辆10的情况下,通信模块120的数量有利地等于所述车辆10的开启部件的把手的数量。例如,参考图2,车辆10包括五个开启部件,四个车门和行李箱的门,其分别具有把手PG1、PG2、PG3、PG4和PG5,每个把手PG1、PG2、PG3、PG4、PG5同时连接到专用通信模块120并连接到计算机110。
参考图4,车辆10装有的每个通信模块120包括天线121、放大器122和基带电路123。
天线121使得能够通过无线通信链路L1接收装置20发送的信号或向装置20发送信号。
放大器122使得能够放大接收到的信号,接收到的信号由于其在空气中的传播而具有衰减的功率。例如,放大器122可以是本领域技术人员通常称为“LNA”(英语为“LowNoise Amplifier”)的低噪声放大器。
基带电路123使得能够对接收到的信号进行采样,也就是说,将它们数字化,使得它们能够被计算机110利用。为此,基带电路123包括电子时钟,其在该示例中采用压电元件123A、开关123B和信号检测模块123C的形式。压电元件123A包括节律为预定频率(例如24MHz)的石英,以便以所述频率控制开关123B。开关123B使得能够对接收到的信号进行采样。信号检测模块123C接收由开关123B采样的信号,以检测从装置20接收到的响应信号。
根据本发明并且在所例示的实施形式中,通信模块120还包括低通滤波器模块125(可选)和噪声添加模块126。低通滤波器模块125被配置成降低经由天线121接收到的信号的频率。噪声添加模块126被配置成产生噪声,优选地高斯白噪声,并将其添加到经由天线121接收到的每个信号中。所添加的噪声的特征在于其方差在0.01至0.1之间,例如约0.05。特别地,在没有低通滤波器模块125的情况下,所添加的噪声的方差大于0.0015。添加模块126可以例如由一个二极管或多个二极管、(一个或多个)噪声源发生器来实现。
参考图5,基带电路123还被配置成在有噪声且经延迟的响应信号RESP的幅度超过预定检测阈值时在第二时刻T2检测到所述有噪声的响应信号RESP,其是响应于天线121预先在第一时刻T1发送的请求信号REQ而发送的。在接收到认证装置20的通信单元220发送的检测信号AD之后,天线121发送请求信号REQ。基带电路123还被配置成将检测到的第二时刻T2的值发送给计算机110,以便所述计算机110估计车辆10与装置20之间的距离。
为此,仍参考图5,车辆10的计算机110被配置成控制通信模块120中的至少一个在第一时刻T1向装置20发送请求信号REQ,从至少一个通信模块120接收由所述至少一个通信模块120检测到的第二时刻T2的值,计算在第一时刻T1与第二时刻T2之间经过的时间,以及基于计算出的时间来估计车辆10与装置20之间的距离。
在一个优选实施形式中,计算机110被配置成:将估计出的距离的值保存在存储区中;估计多个对应距离;基于多个对应距离来计算称为“实际距离”的距离,这例如是通过计算估计出的距离的中值或平均值;一旦估计出的距离的数量超过了称为“采集阈值”的阈值就计算实际距离。该采集阈值优选地大于10甚至100,以便随着连续进行的距离估计来精炼对实际距离的估计。这样的迭代使得能够精炼对距离的估计,从而使其相对准确,并且将误差的值优选地减小到50厘米以内。
最后,计算机110被配置成在估计出的距离或实际距离小于预定距离(例如,2米、5米或6米)时激活车辆10的至少一个功能。
现在将在本发明的实施方式中描述本发明。
首先,参考图6,在车辆10的开启部件被锁定并且发动机停止的情况下,尤其是在车辆10停车时,装置20的管理模块210控制通信单元220,使得所述通信单元220在步骤E1中发送检测信号AD,本领域技术人员称之为“广播信号”。该检测信号AD是周期性地发射的,例如以20毫秒至10.24秒之间的周期。
在通信模块120中的至少一个在装置20的无线电覆盖范围内并且接收到该检测信号AD(步骤E2)时,计算机110对装置20进行响应,并在第一时刻T1控制通信模块120中的至少一个发送请求信号REQ(步骤E3),以向装置20请求其标识符以便对其进行认证。计算机110记录第一时刻T1的值,并等待装置20的响应。
在接收到(步骤E4)请求信号REQ之后的例如150μs的预定义期限结束时,装置20的管理模块210在步骤E5中控制发送响应信号RESP,其尤其包括装置20的标识符以便车辆10对其进行认证。
在步骤E6中经由通信模块120中的至少一个的天线121接收该响应信号RESP,并在必要的情况下在步骤E7中由所述通信模块120的低通滤波器模块125对该信号进行滤波。
噪声添加模块126然后在步骤E8中向接收到的响应信号添加噪声,该响应信号被传输给开关123B以在步骤E9中进行采样。信号检测模块123C在第二时刻T2在该有噪声响应信号的幅度超过预定检测阈值时检测到(步骤E10)所述信号,所述预定检测阈值例如为等于时钟信号幅度的一半的值,根据所使用的技术,其可以例如具有5V、3.3V或1.2V的幅度。
一旦检测到响应信号RESP,信号检测模块123C就在步骤E11中以与接收到检测信号AD相同的方式(即经过BLE组件的RF接收级)将该检测信息传输到计算机110,然后计算机110在基带部分(低层)中解码该检测信息。
计算机110在步骤E12中计算第一时刻T1与第二时刻T2之间经过的时间,然后在步骤E13中基于计算出的时间来估计车辆10与装置20之间的距离。更确切地说,计算机110记录第二时刻T2并计算信号的平均飞行时间,其对应于第一时刻T1与第二时刻T2之间经过的期间减去150μs再除以二。计算机110根据下式来估计在这两个时刻之间车辆10与装置20相隔的距离d(图2):
【数学式1】
其中“d”是距离,以米为单位,“c”是光速,以秒为单位给出“T1”和“T2”,0.00015秒(150微秒)对应于接收请求信号REQ与发送响应信号RESP之间的预定义期限。
一旦估计出距离d,计算机110就再次控制发送请求信号REQ,使得重复该方法的步骤E1到E13,依此类推,在每次迭代时生成由计算机110存储的估计出的距离。
重复N次步骤E1和E13,直到达到采集阈值Nb,例如大于10,优选地大于100。
一旦达到采集阈值Nb,计算机110就在步骤E14中基于多个对应距离计算称为“实际距离”的距离,这例如是通过计算估计出的距离的中值或平均值。
如果实际距离小于检测距离,则计算机110在步骤E15中触发车辆10的一个或多个对应功能,例如,在实际距离小于两米时解锁所述车辆10的开启部件。否则,如果实际距离大于检测距离,则车辆10远程实施的一个或多个功能保持不活动。
图7示出了由噪声添加模块126添加噪声了的图1的响应信号RESP。添加到响应信号的噪声使得能够在相同的采样频率下比现有技术的解决方案更快地检测到信号。
图8示出了图7的两个样本之间的放大视图,在这两个样本之间,一旦有噪声信号超过了检测阈值Sd,就发生接收到的响应信号RESP的检测。
图9示出了估计出的距离的误差(以米为单位)随所述距离(以米为单位)的变化。可以看到,根据本发明的有噪声信号的误差Err1的值大约是现有技术的无噪声信号的误差Err2的值的一半。
图10是作为图9的有噪声信号的误差Err1的函数的累积概率P1和作为图9的无噪声信号的误差Err2的函数的累积概率P2。可以看到,已证实误差Err1小于约3.30米,而误差Err2小于约6.30,即估计出的距离的误差的增益G约为3米。
白噪声的添加使得能够使超过检测阈值的时刻在各检测信号之间随机变化,使得在测量阶段的数量增加时,实际距离的估计误差趋于零,从而显著改善了检测系统1的准确度。
Claims (10)
1.用于估计车辆(10)与认证装置(20)相隔的距离(d)的方法,所述车辆(10)包括计算机(110)和多个通信模块(120),每个通信模块(120)能够在无线通信链路(L1)上与所述装置(20)进行通信,每个通信模块(120)包括电子时钟,所述电子时钟定义了对从装置(20)接收到的信号进行采样的采样频率,所述方法的特征在于其包括以下步骤:
-通信模块(120)中的至少一个在第一时刻(T1)向装置发送请求信号(REQ),
-装置(20)接收所述请求信号(REQ),
-装置(20)向车辆(10)的通信模块(120)中的至少一个发送响应信号(RESP),
-通信模块(120)中的至少一个接收所述响应信号(RESP),
-向接收到的响应信号(RESP)添加噪声,
-对有噪声响应信号(RESP)进行采样,
-在有噪声响应信号的幅度超过预定检测阈值(Sd)时,在第二时刻(T2)检测到所述有噪声响应信号(RESP),
-计算第一时刻(T1)与第二时刻(T2)之间经过的时间,
-基于计算出的时间来估计车辆(10)与装置(20)之间的距离(d)。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所添加的噪声的特征在于其方差在0.01至0.1之间。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其中,多次重复该方法以估计多个距离(d)的值。
4.根据权利要求3所述的方法,包括基于多个估计出的距离(d)来计算称为“实际距离”的距离的步骤。
5.根据权利要求4所述的方法,其中,实际距离对应于估计出的距离(d)的中值或平均值。
6.根据权利要求4和5中的任一项所述的方法,其中,一旦估计出的距离(d)的数量超过了称为“采集阈值”的阈值就计算实际距离。
7.根据权利要求6所述的方法,其中,采集阈值大于10。
8.用于车辆的通信模块,所述通信模块能够在无线通信链路上与所述车辆的用户的认证装置进行通信,每个通信模块包括电子时钟,所述电子时钟定义了对从装置接收到的信号进行采样的采样频率,通信模块的特征在于其被配置成:
-在第一时刻在无线通信链路上向装置发送请求信号,
-在无线通信链路上接收由该装置在所述装置接收到所发送的请求信号之后发送的响应信号,
-向接收到的响应信号添加噪声,
-对有噪声响应信号进行采样,
-在有噪声响应信号的幅度超过预定检测阈值时,在第二时刻检测到所述有噪声响应信号,
-将检测到的第二时刻的值发送到计算机,以便所述计算机估计车辆与装置之间的距离。
9.车辆(10),其包括多个根据权利要求8所述的通信模块(120)以及用于估计所述车辆(10)与认证装置(20)相隔的距离的计算机(110),所述计算机(110)被配置成:
-控制通信模块(120)中的至少一个在第一时刻(T1)向装置(20)发送请求信号(REQ),
-从至少一个通信模块(120)接收由所述至少一个通信模块(120)检测到的第二时刻(T2)的值,
-计算第一时刻(T1)与第二时刻(T2)之间经过的时间,以及
-基于计算出的时间来估计车辆(10)与装置(20)之间的距离(d)。
10.检测系统(1),其包括根据权利要求9所述的车辆(10)和认证装置(20),所述认证装置(20)能够在无线通信链路(L1)上与所述车辆(10)的多个通信模块(120)进行通信。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FRFR1872721 | 2018-12-11 | ||
FR1872721A FR3089737B1 (fr) | 2018-12-11 | 2018-12-11 | Procédé d’estimation de la distance séparant un véhicule et un dispositif d’authentification |
PCT/EP2019/084466 WO2020120491A1 (fr) | 2018-12-11 | 2019-12-10 | Procédé d'estimation de la distance séparant un véhicule et un dispositif d'authentification |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113167882A CN113167882A (zh) | 2021-07-23 |
CN113167882B true CN113167882B (zh) | 2024-04-19 |
Family
ID=66218242
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201980081775.7A Active CN113167882B (zh) | 2018-12-11 | 2019-12-10 | 用于估计车辆与认证装置相隔的距离的方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11899091B2 (zh) |
CN (1) | CN113167882B (zh) |
FR (1) | FR3089737B1 (zh) |
WO (1) | WO2020120491A1 (zh) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102012506A (zh) * | 2009-09-04 | 2011-04-13 | 通用汽车环球科技运作公司 | 确定车辆距离便携式信息终端的位置的方法 |
CN106553616A (zh) * | 2015-09-16 | 2017-04-05 | 丰田自动车株式会社 | 智能钥匙系统 |
CN107422306A (zh) * | 2016-05-04 | 2017-12-01 | 法国大陆汽车公司 | 与定位设备和便携式设备相关联的、使用超高频波来定位便携式设备的方法 |
CN107968766A (zh) * | 2016-10-19 | 2018-04-27 | 中国移动通信有限公司研究院 | 一种身份认证的方法及装置 |
CN108475448A (zh) * | 2015-11-30 | 2018-08-31 | 法国大陆汽车公司 | 用于激活机动车辆功能的方法 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7561048B2 (en) * | 2005-12-15 | 2009-07-14 | Invisitrack, Inc. | Methods and system for reduced attenuation in tracking objects using RF technology |
US8319605B2 (en) | 2007-06-19 | 2012-11-27 | Magna Electronics, Inc. | Remote vehicle control system utilizing multiple antennas |
US8519878B2 (en) * | 2011-06-27 | 2013-08-27 | Broadcom Corporation | Multi-mode analog-to-digital converter |
DE102014100696B3 (de) * | 2014-01-22 | 2014-12-31 | Sick Ag | Entfernungsmessender Sensor und Verfahren zur Erfassung und Abstandsbestimmung von Objekten |
US9635515B1 (en) * | 2015-06-22 | 2017-04-25 | Marvell International Ltd. | Apparatus and methods for generating an accurate estimate of a time of receipt of a packet |
FR3042631B1 (fr) * | 2015-10-19 | 2019-09-13 | Valeo Comfort And Driving Assistance | Procede d'evaluation de la distance separant un identifiant et un vehicule, unite electronique et identifiant associes |
US20170261591A1 (en) * | 2016-03-14 | 2017-09-14 | Qualcomm Incorporated | Packet extensions for ranging operations |
US10701514B2 (en) * | 2016-03-15 | 2020-06-30 | Dialog Semiconductor B.V. | Determining the distance between devices in a wireless data exchange protocol |
-
2018
- 2018-12-11 FR FR1872721A patent/FR3089737B1/fr active Active
-
2019
- 2019-12-10 US US17/294,553 patent/US11899091B2/en active Active
- 2019-12-10 WO PCT/EP2019/084466 patent/WO2020120491A1/fr active Application Filing
- 2019-12-10 CN CN201980081775.7A patent/CN113167882B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102012506A (zh) * | 2009-09-04 | 2011-04-13 | 通用汽车环球科技运作公司 | 确定车辆距离便携式信息终端的位置的方法 |
CN106553616A (zh) * | 2015-09-16 | 2017-04-05 | 丰田自动车株式会社 | 智能钥匙系统 |
CN108475448A (zh) * | 2015-11-30 | 2018-08-31 | 法国大陆汽车公司 | 用于激活机动车辆功能的方法 |
CN107422306A (zh) * | 2016-05-04 | 2017-12-01 | 法国大陆汽车公司 | 与定位设备和便携式设备相关联的、使用超高频波来定位便携式设备的方法 |
CN107968766A (zh) * | 2016-10-19 | 2018-04-27 | 中国移动通信有限公司研究院 | 一种身份认证的方法及装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20220066009A1 (en) | 2022-03-03 |
US11899091B2 (en) | 2024-02-13 |
CN113167882A (zh) | 2021-07-23 |
FR3089737B1 (fr) | 2020-11-13 |
WO2020120491A1 (fr) | 2020-06-18 |
FR3089737A1 (fr) | 2020-06-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108698561B (zh) | 用于激活车辆安全系统的至少一项安全功能的方法 | |
US7647031B2 (en) | Vehicle receiver system in which a single receiver circuit is controlled to receive signals transmitted from a plurality of remote devices having respectively different transmission frequencies | |
JP4288154B2 (ja) | 受動通信装置及び受動アクセス制御システム | |
US20170026910A1 (en) | Time of flight based passive entry/passive start system | |
CN107202981B (zh) | 用于确定在车辆周围的便携式用户设备的位置的方法以及相关联的定位设备 | |
CN101025061B (zh) | 用于自动锁定车门的方法和装置 | |
US20180194322A1 (en) | Method and apparatus to secure a system for passive unlocking of a vehicle system against relay station attacks | |
CN110562195B (zh) | 中继攻击的防御 | |
US20200309941A1 (en) | Distance-measuring system, distance-measuring device and distance-measuring method | |
US8073421B2 (en) | Radio signal receiver device | |
US10889266B2 (en) | Method and system for detecting the presence of a human hand on a motor vehicle opening element | |
US20140354404A1 (en) | Remote convenience method and apparatus with reduced signal nulls | |
JP7151466B2 (ja) | 測距装置 | |
US8847744B2 (en) | Vehicle receiver system, vehicle receiver, and operating method for vehicle receiver | |
CN113167882B (zh) | 用于估计车辆与认证装置相隔的距离的方法 | |
CN116829976A (zh) | 用于激活机动车辆功能的方法和关联的激活设备 | |
US11436880B2 (en) | Method for estimating the distance separating an authentication device and a motor vehicle | |
JP6493230B2 (ja) | 認証システム、及び携帯機 | |
US10712439B2 (en) | Method for determining a distance between a vehicle and an identifier | |
JP4807588B2 (ja) | ノイズ除去装置 | |
JP2005171720A (ja) | パッシブキーレスエントリー装置 | |
CN108885805B (zh) | 辅助确定识别器相对于车辆的位置的方法 | |
CN108885806B (zh) | 用于被动进入系统的车辆钥匙及相关方法 | |
JP4616377B2 (ja) | 車両用通信装置 | |
JP2011223488A (ja) | 受信機のリファレンス電圧設定装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |