CN113192243A - 基于信号强度进行定位的数字车钥匙控制系统及方法 - Google Patents

基于信号强度进行定位的数字车钥匙控制系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种基于信号强度进行定位的数字车钥匙控制系统及方法，该控制系统包括主控模块、设置于车内的第一信号采集模块以及分别设置于车外靠近不同门锁位置处的若干第二信号采集模块，第一信号采集模块和第二信号采集模块，用于采集靠近车辆的电子终端发出的用于开锁的无线信号，且，若干第二信号采集模块的有效信号采集范围互不重叠；主控模块，用于根据第一信号采集模块的反馈对电子终端进行身份认证，并根据若干第二信号采集模块的反馈控制车辆上相应位置的车门锁的开合状态；采用上述控制系统及方法，可有效降低对软件算法的要求，提升系统的稳定性，而且无须对不同天线参数的电子终端和车型进行标定，节约生产成本。

Description

基于信号强度进行定位的数字车钥匙控制系统及方法
技术领域
本发明涉及数字车钥匙技术领域，尤其涉及一种基于信号强度进行定位的数字车钥匙控制系统及方法。
背景技术
PEPS(英文全称：Passive Entry Passive Start，中文全称：无钥匙进入及启动)系统已得到广泛的应用。其中，PEPS是指，当智能钥匙与待结果端(例如车辆、门锁等)满足预设条件时，待解锁端会自动解锁。例如当智能钥匙靠近车辆小于1.5米时，车辆会自动解锁。
随着科技的发展，智能钥匙已经从传统的实体钥匙慢慢转化为数字钥匙。数字钥匙的载体通常为手机、手环、手表等产品。用户无需再携带实体钥匙，仅需激活手机APP上的数字钥匙即可解锁、启动车辆，且具备比实体钥匙更加多的功能，如分享等功能。
目前常见的数字钥匙基于射频信号划分有以下几种：云钥匙、蓝牙钥匙、NFC钥匙、UWB钥匙等。基于产品形态划分有：手机、手表、手环、眼镜等智能穿戴类。
目前基于蓝牙的数字车钥匙对车内车外的模块的布置要求及硬件设计要求不高，定位主要依靠软件算法对蓝牙RSSI的强度进行卡尔曼滤波过滤及进行指纹算法等进行定位。
由于在硬件设计时，蓝牙控制器及蓝牙传感器的天线性能都发挥至最优，导致在车辆的各个位置都能收到每个传感器的信号，且由于本身基于RSSI信号强度计算，此信号强度的波动范围在10dB上下，从而导致无法准确判定手机的方位，从而误判。导致无法打开车门。
其次，由于各手机厂商的蓝牙天线性能参数不一，我们需要针对不同的手机做专门的标定工作，此工作需要逐台手机标定，另外，由于不同车身的参数不同。导致不同的车型也需要进行标定，工作量巨大。
发明内容
本发明的目的是为解决上述技术问题的不足而提供一种基于信号强度进行定位的数字车钥匙控制系统及方法，以降低对软件定位算法的要求，同时减少因天线差异造成的大量标定工作。
为了实现上述目的，本发明公开了一种基于信号强度进行定位的数字车钥匙控制系统，其包括主控模块、设置于车内的第一信号采集模块以及分别设置于车外靠近不同门锁位置处的若干第二信号采集模块，所述主控模块分别与所述第一信号采集模块、若干所述第二信号采集模块和车辆门锁控制系统通信连接；
所述第一信号采集模块和所述第二信号采集模块，用于采集靠近车辆的电子终端发出的用于开锁的无线信号，且，若干所述第二信号采集模块的有效信号采集范围互不重叠，所述第一信号采集模块的有效信号采集范围大于所述第二信号采集模块；
所述主控模块，用于根据所述第一信号采集模块的反馈对所述电子终端进行身份认证，并根据若干所述第二信号采集模块的反馈控制车辆上相应位置的车门锁的开合状态。
较佳的，若干所述第二信号采集模块分别安装在车辆的左右两侧及后侧。
较佳的，所述无线信号包括蓝牙信号或uwb信号。
较佳的，所述第二信号采集模块包括无线通信控制器以及与所述无线通信控制器电性连接的天线模块、电源模块和can收发器。
本发明还公开一种基于信号强度进行定位的数字车钥匙控制方法，其提供一主控模块和与所述主控模块通信连接的第一信号采集模块和若干第二信号采集模块，所述主控模块还与车辆门锁控制系统通信连接，所述第一信号采集模块安装于车内，若干所述第二信号采集模块分别安装在车外靠近不同门锁位置处；所述第一信号采集模块和所述第二信号采集模块，用于采集靠近车辆的电子终端发出的用于开锁的无线信号，且，若干所述第二信号采集模块的有效信号采集范围互不重叠，所述第一信号采集模块的有效信号采集范围大于所述第二信号采集模块；
所述控制方法包括如下步骤：
所述主控模块通过所述第一信号采集模块实时检测靠近车辆的电子终端的身份是否经过认证，如果是，根据所述第一信号采集模块和/或所述第二信号采集模块反馈的无线信号的强度判断所述电子终端位于车内还是位于车外，如果当前所述电子终端位于车外，则：
根据产生反馈信号的所述第二信号采集模块所处的位置判断当前所述电子终端所靠近的车门锁；
当所述第二信号采集模块反馈的无线信号强度达到预设值时，开启当前所述电子终端所靠近的车门锁。
较佳的，若干所述第二信号采集模块分别安装在车辆的左右两侧及后侧。
较佳的，所述无线信号包括蓝牙信号或uwb信号。
较佳的，所述第二信号采集模块包括无线通信控制器以及与所述无线通信控制器电性连接的天线模块、电源模块和can收发器。
本发明还公开一种基于信号强度进行定位的数字车钥匙控制系统，其包括：
一个或多个处理器；
存储器；
以及一个或多个程序，其中一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由所述一个或多个处理器执行，所述程序包括用于执行如上所述的基于信号强度进行定位的数字车钥匙控制方法的指令。
本发明还公开一种计算机可读存储介质，其包括测试用计算机程序，所述计算机程序可被处理器执行以完成如上所述的基于信号强度进行定位的数字车钥匙控制方法。
与现有技术相比，本发明基于信号强度进行定位的数字车钥匙控制系统及方法具有如下有益效果：
1、由于安装在车外的若干第二信号采集模块的有效信号采集范围互不重叠，因此，主控模块可直接根据所接收到的无线信号所属的第二信号采集模块的位置判断当前用于解锁的电子终端的方位，从而有效降低对软件算法的要求，提升系统的稳定性；
2、同样地，由于安装在车外的各个用于定位的第二信号采集模块互不干扰，从而无须对不同天线参数的电子终端和车型进行标定，节约生产成本。
附图说明
图1为本发明实施例中控制系统的安装结构示意图。
图2为本发明实施例中控制系统的原理结构示意图。
图3为本发明实施例中控制方法的流程示意图。
图4为本发明实施例中控制系统的硬件连接结构示意图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
如图1和图2，本实施例公开了一种基于信号强度进行定位的数字车钥匙控制系统，以控制车辆门锁的自动开启，其包括主控模块10、设置于车内的第一信号采集模块11以及分别设置于车外靠近不同门锁位置处的若干第二信号采集模块12，主控模块10分别与第一信号采集模块11、若干第二信号采集模块12和车辆门锁控制系统2通信连接。主控模块10根据第一信号采集模块11和第二信号采集模块12的反馈给车辆门锁控制系统2发送相应的控制信号，车辆门锁控制系统2根据该控制信号控制车辆门锁的工作状态。
第一信号采集模块11和第二信号采集模块12，用于采集靠近车辆的电子终端发出的用于开锁的无线信号，且，若干第二信号采集模块12的有效信号采集范围互不重叠，第一信号采集模块11的有效信号采集范围大于第二信号采集模块12。由于若干第二信号采集模块12的有效信号采集范围互不重叠，同一时间，同一电子终端只可能位于一个第二信号采集模块12的有效信号采集范围内，也即对于一靠近车辆的电子终端来说，同一时间其只能被其中一个第二信号采集模块12感知到。
主控模块10，用于根据第一信号采集模块11的反馈对电子终端进行身份认证，并根据若干第二信号采集模块12的反馈控制车辆上相应位置的车门锁的开合状态。本实施例中的第一信号采集模块11，同时兼顾信号采集和信号发射功能，通过信号发射与电子终端建立连接，从而进行身份认证。
请结合参阅图1至图3，具有上述结构的控制系统的控制方法为：
S1：主控模块10通过第一信号采集模块11实时检测靠近车辆的电子终端的身份是否经过认证，如果是，进入步骤S2；
S2：根据第一信号采集模块11和/或所述第二信号采集模块反馈的无线信号的强度判断电子终端位于车内还是位于车外，如果当前电子终端位于车内，车辆门锁控制系统2控制车门锁处于闭合状态，如果当前电子终端位于车外，则进入步骤S3；
S3：根据产生反馈信号的第二信号采集模块12所处的位置判断当前电子终端所靠近的车门锁；
当第二信号采集模块12反馈的无线信号强度达到预设值时，开启当前电子终端所靠近的车门锁。
具体的，如图1，分别在车辆的左右两侧的门把手处及后侧的后尾箱安装一第二信号采集模块12，第一信号采集模块11安装在车内顶部。位于车辆左侧的第二信号采集模块12的有效信号采集范围为P1，位于车辆右侧的第二信号采集模块12的有效信号采集范围为P2，位于车辆后侧的第二信号采集模块12的有效信号采集范围为P3，P1、P2、P3互不重叠，当电子终端(如手机)位于P1内时，不可能被位于P2、P3范围内的第二信号采集模块12感知到，因此，主控模块10只能接收到来自于位于P1内的第二信号采集模块12反馈到的无线信号，从而判断出当前的电子终端位于车辆的左侧，那么，当位于P1内的第二信号采集模块12反馈的无线信号强度达到预设值时，主控模块10给车辆门锁控制系统2一开锁信号，车辆门锁控制系统2根据该开锁信号打开车辆左侧的门锁。本实施例中，关于第二信号采集模块12的有效信号采集范围的控制，可通过控制第二信号采集模块12的工作功率来实现，也可通过控制第二信号采集模块12的信号辐射方向(如单向辐射)来实现。
更具体的，无线信号包括蓝牙信号或uwb信号。
进一步的，如图4，第二信号采集模块12包括无线通信控制器120以及与无线通信控制器120电性连接的天线模块121、电源模块122和can收发器123。无线通信控制器120通过can收发器123与主控模块10通信连接。本实施例中的天线模块121采用单向天线，从而有效控制信号采集范围，另外，第一信号采集模块11中的天线采用全向天线。
下面以蓝牙信号为例具体说明上述控制系统的硬件系统架构。
请再次参阅图4，提供四个蓝牙控制芯片，分别为MCU0、MCU1、MCU2、MCU3，其中三个蓝牙控制芯片MCU1、MCU2、MCU3分别用作三个第二信号采集模块12中的无线通信控制器120，该三个蓝牙控制芯片MCU1、MCU2、MCU3仅用作蓝牙信号采集，另外一个蓝牙控制芯片MCU0用作第一信号采集模块11和主控模块10，也即该蓝牙控制芯片MCU0同时具备蓝牙信号采集和对另外三个蓝牙控制芯片MCU1、MCU2、MCU3反馈的蓝牙信号的定位功能。
本发明还公开一种基于信号强度进行定位的数字车钥匙控制系统，其包括一个或多个处理器、存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由所述一个或多个处理器执行，所述程序包括用于执行如上所述的控制方法的指令。
本发明还公开一种计算机可读存储介质，其包括测试用计算机程序，所述计算机程序可被处理器执行以完成如上所述控制方法。
以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种基于信号强度进行定位的数字车钥匙控制系统，其特征在于，包括主控模块、设置于车内的第一信号采集模块以及分别设置于车外靠近不同门锁位置处的若干第二信号采集模块，所述主控模块分别与所述第一信号采集模块、若干所述第二信号采集模块和车辆门锁控制系统通信连接；
所述第一信号采集模块和所述第二信号采集模块，用于采集靠近车辆的电子终端发出的用于开锁的无线信号，且，若干所述第二信号采集模块的有效信号采集范围互不重叠，所述第一信号采集模块的有效信号采集范围大于所述第二信号采集模块；
所述主控模块，用于根据所述第一信号采集模块的反馈对所述电子终端进行身份认证，并根据若干所述第二信号采集模块的反馈控制车辆上相应位置的车门锁的开合状态。
2.根据权利要求1所述的基于信号强度进行定位的数字车钥匙控制系统，其特征在于，若干所述第二信号采集模块分别安装在车辆的左右两侧及后侧。
3.根据权利要求1所述的基于信号强度进行定位的数字车钥匙控制系统，其特征在于，所述无线信号包括蓝牙信号或uwb信号。
4.根据权利要求1所述的基于信号强度进行定位的数字车钥匙控制系统，其特征在于，所述第二信号采集模块包括无线通信控制器以及与所述无线通信控制器电性连接的天线模块、电源模块和can收发器。
5.一种基于信号强度进行定位的数字车钥匙控制方法，其特征在于，提供一主控模块和与所述主控模块通信连接的第一信号采集模块和若干第二信号采集模块，所述主控模块还与车辆门锁控制系统通信连接，所述第一信号采集模块安装于车内，若干所述第二信号采集模块分别安装在车外靠近不同门锁位置处；所述第一信号采集模块和所述第二信号采集模块，用于采集靠近车辆的电子终端发出的用于开锁的无线信号，且，若干所述第二信号采集模块的有效信号采集范围互不重叠，所述第一信号采集模块的有效信号采集范围大于所述第二信号采集模块；
所述控制方法包括如下步骤：
所述主控模块通过所述第一信号采集模块实时检测靠近车辆的电子终端的身份是否经过认证，如果是，根据所述第一信号采集模块和/或所述第二信号采集模块反馈的无线信号的强度判断所述电子终端位于车内还是位于车外，如果当前所述电子终端位于车外，则：
根据产生反馈信号的所述第二信号采集模块所处的位置判断当前所述电子终端所靠近的车门锁；
当所述第二信号采集模块反馈的无线信号强度达到预设值时，开启当前所述电子终端所靠近的车门锁。
6.根据权利要求5所述的基于信号强度进行定位的数字车钥匙控制方法，其特征在于，若干所述第二信号采集模块分别安装在车辆的左右两侧及后侧。
7.根据权利要求5所述的基于信号强度进行定位的数字车钥匙控制方法，其特征在于，所述无线信号包括蓝牙信号或uwb信号。
8.根据权利要求5所述的基于信号强度进行定位的数字车钥匙控制方法，其特征在于，所述第二信号采集模块包括无线通信控制器以及与所述无线通信控制器电性连接的天线模块、电源模块和can收发器。
9.一种基于信号强度进行定位的数字车钥匙控制系统，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储器；
以及一个或多个程序，其中一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由所述一个或多个处理器执行，所述程序包括用于执行如权利要求5至8任一项所述的基于信号强度进行定位的数字车钥匙控制方法的指令。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括测试用计算机程序，所述计算机程序可被处理器执行以完成如权利要求5至8任一项所述的基于信号强度进行定位的数字车钥匙控制方法。
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