CN113630714A - 一种基于uwb技术的车辆部件定位方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及汽车部件定位的技术领域，尤其涉及一种基于UWB技术的车辆部件定位方法及系统。方法于车辆部件定位系统中，该系统包括有多个UWB基站、车载处理器和带有UWB功能的信息媒介，其中，多个UWB基站固定设置在车辆的多个位置；方法包括：根据部件定位指令，确定定位部件；调用UWB基站与定位部件之间的相对位置；通过UWB技术采集信息媒介与UWB基站之间的相对位置；根据UWB基站与定位部件之间的相对位置和信息媒介与UWB基站之间的相对位置，计算得到定位部件与信息媒介的相对位置信息，并将该相对位置信息发送给信息媒介进行显示。本发明可靠有效，能够在信息媒介上为车主显示车辆部件相对于车主的位置，方便车主准确找到车辆部件，并进行排查或维修。
Description
技术领域
本发明涉及汽车部件定位的技术领域，尤其涉及一种基于UWB技术的车辆部件定位方法及系统。
背景技术
随着生活水平的提高，汽车的普及率越来越高，同时，汽车部件在汽车中的布置也愈发复杂。当汽车出现故障，而用户需要对自己汽车进行排查和维修时，通常无法准确的找到车辆故障部件的具体位置。
当前，在车辆使用过程中，行车电脑的信息数据多以文本、图形、文本+图形等方式传给用户，并没一个直观、直接的方式指出具体发生的部件的位置在哪里，用户无法及时进行问题排查和维修。
发明内容
本发明为解决当前用户无法快速找到汽车部件位置的技术问题，提供一种基于UWB技术的车辆部件定位方法及系统。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种基于UWB技术的车辆部件定位方法，用于车辆部件定位系统中，该系统包括有多个UWB基站、车载处理器和带有UWB功能的信息媒介，其中，多个UWB基站固定设置在车辆的多个位置；所述方法包括：
根据部件定位指令，确定定位部件；
调用UWB基站与定位部件之间的相对位置；
通过UWB技术采集信息媒介与UWB基站之间的相对位置；
根据UWB基站与定位部件之间的相对位置和信息媒介与UWB基站之间的相对位置，计算得到定位部件与信息媒介的相对位置信息，并将该相对位置信息发送给信息媒介进行显示。
进一步的，在所述根据UWB基站与定位部件之间的相对位置和信息媒介与UWB基站之间的相对位置，计算得到定位部件与信息媒介的相对位置信息，并将该相对位置信息发送给信息媒介进行显示之后还包括：
实时更新定位部件与信息媒介的相对位置，并将更新的数据发送给信息媒介进行实时显示。
进一步的，所述根据部件定位指令，确定定位部件具体包括排检出车辆的故障部件后，对该故障部件标定为定位部件或根据用户输入的选定部件的指令，确定定位部件。
进一步的，所述UWB基站与车辆各部件之间的相对位置在出厂前进行标定，所形成数据储存在所述车载处理器中。
进一步的，所述UWB基站与车辆各部件之间的相对位置数据标定采用三维空间位置标定。
进一步的，所述信息媒介通过UWB技术与UWB基站通讯连接，UWB基站采集信息媒介和UWB基站之间的相对位置，并发送至车载处理器。
进一步的，所述定位部件与信息媒介的相对位置信息包括定位部件相对于信息媒介的相对方向和相对距离。
本发明还提供一种基于UWB技术的车辆部件定位系统，包括：
UWB基站，设置有多个，分别固定设置在车辆的不同位置上；
车载处理器，与UWB基站连接，用于接收UWB基站反馈数据，并信息储存和数据处理；以及
带有UWB功能的信息媒介，能够发送UWB基站定位用的脉冲，并接收车载处理器的信息并显示；
其中，所述车载处理器调用UWB基站和信息媒介，以执行上述的基于UWB技术的车辆部件定位方法。
进一步的，所述UWB基站设置有四个，四所述UWB基站矩阵设置在汽车的四个角落。
进一步的，所述信息媒介为电脑、手机、手表或手环。
本发明利用UWB技术定位信息媒介，并通过UWB基站作为中间节点，根据UWB基站和信息媒介、定位部件的相对位置，最终确定定位部件相对于信息媒介的位置信息，并进行实时显示，该方法可靠有效，能够在信息媒介上为车主显示车辆部件相对于车主的位置，方便车主准确找到车辆部件，并进行排查或维修。
附图说明
图1为本发明实施例中基于UWB技术的车辆部件定位方法的结构流程图。
图2为本发明实施例中基于UWB技术的车辆部件定位方法的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本申请实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本申请的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
此外，若有“第一”、“第二”等术语仅用于描述目的，主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同)，并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。
图1示出了本实施例中基于UWB技术的车辆部件定位方法的结构流程图。
如图1所示，本实施例提供了一种基于UWB技术的车辆部件定位方法，该方法应用于车辆部件定位系统中，具体的，该系统包括有多个UWB基站、车载处理器和带有UWB功能的信息媒介，其中，多个UWB基站固定设置在车辆的多个位置，在作用方面，UWB基站主要用于接收信息媒介所发送的脉冲，通过多个UWB基站来对信息媒介进行定位，同时，车辆在出厂过程中，车内的各部件均与UWB基站为基点进行三维位置信息进行录入，并存储在车载处理器中。车载处理器内存储有车辆各部件的位置信息，其用于与用户进行人机交互，接收相应的定位指令，进行相应的计算处理。
该车辆定位方法的描述是基于车载处理机，这在车载处理器在定位过程中，所调用UWB基站和信息媒介进行操作处理，具体的，该方法包括：
101、根据部件定位指令，确定定位部件；其中，该定位部件的确定可以根据用户的自身需求来进行选定，也可以与车辆的故障显示系统联动。例如，当车辆部件出现故障，且车载处理器通过车辆的相关传感器感知到时，此时，可以将该故障部件作为定位部件，后续通过本方法来对该故障部件来进行信息媒介的定位。
值得说明的是，本实施例中的故障部件指代的是车辆自行排查出地存在非正常运行或可能出现非正常运行的部件，即故障部件包括有正常运行但需要进行相应处理的部件，例如，清洗液部件，该清洗液部件在清洗液将近用尽时，虽然其不会对汽车正常运作造成影响，但车载处理器排查得知后，会将其定义为故障部件并予以提示或警告。
因此，在本实施例中，“故障”一词并不仅仅指代“出现问题”，需要进行维护或保养也属于其范畴。具体的，当车载处理器在识别到故障部件后，会主动向用户显示相应信息，其中，该信息具体包括提示信息、故障信息、警告信息等需要传达给用户的信息。
上述的故障事件包括一些车主可以自行处理或排查的事件，例如，当车辆的前玻璃清洗液液位低时，车主若需要自行添加清洗液，此时，可以通过车载传感器将该故障事件中的清洗液装载部件作为定位部件。
102、调用UWB基站与定位部件之间的相对位置；其中，在车辆出厂时或安装时，UWB基站安装在车内的已知固定位置，多个UWB基站之间的相对位置已知。UWB基站与车内各个部件的相对位置都可以被标定为三维空间数据，建立三维模型并储存在车载处理器中。该记录方式可参考一下记录数据，加油口与基站A的相对：X:200mm\Y:80mm\Z:20mm；加油口与基站B的相对：X:1500mm\Y:200mm\Z:50mm…根据加油口与多个基站之间的想对位置，来建立加油口在车辆中的位置数据。车载处理器在确定定位部件后，车载处理器调出其相关数据，用于后续定位。
103、通过UWB技术采集信息媒介与UWB基站之间的相对位置；其中，UWB技术主要是一种通信技术，它通过发送和接收具有纳秒或纳秒级以下的极窄脉冲来传输数据，从而具有GHz量级的带宽。UWB基站和UWB标签均为是脉冲信号的发射和接收设备，通常来说，UWB基站为固定模块，而UWB标签为可移动的模块。
此处，为了获取信息媒介相对于UWB基站的位置所在，信息媒介需要发送按照一定的频率发射脉冲，不断和多个已知位置的基站进行测距，综合多个基站与UWB标签之间的位置数据，最终标定并确定UWB标签与UWB基站之间三维相对位置。
104、根据UWB基站与定位部件之间的相对位置和信息媒介与UWB基站之间的相对位置，计算得到定位部件与信息媒介的相对位置信息，并将该相对位置信息发送给信息媒介进行显示。其中，在已知UWB基站与定位部件之间以及信息媒介与UWB基站之间的位置信息的情况下，车载处理器对上述数据进行计算处理，最终得出信息媒介和定位部件之间的相对位置，此处的计算方式可以采用建立三维坐标系的方式，当然也可以采用其他位置转换方法，对此，本实施例中不予赘述。
具体的，可参阅图2，其中，A点为UWB基站，B点为信息媒介，C点为定位部件，本实施例通过获取UWB基站与定位部件、信息媒介之间的相对位置，综合计算并得出定位部件相对于信息媒介的相对位置，并予以显示。
本实施例的好处在于，本方法利用UWB技术定位信息媒介，并通过UWB基站作为中间节点，根据UWB基站和信息媒介、定位部件的相对位置，最终确定定位部件相对于信息媒介的位置信息，并进行实时显示，该方法可靠有效，能够在信息媒介上为车主显示车辆部件相对于车主的位置，方便车主准确找到车辆部件，并进行排查或维修。
在一些实施例中，在步骤104、即步骤根据UWB基站与定位部件之间的相对位置和信息媒介与UWB基站之间的相对位置，计算得到定位部件与信息媒介的相对位置信息，并将该相对位置信息发送给信息媒介进行显示，之后还包括：
实时更新定位部件与信息媒介的相对位置，并将更新的数据发送给信息媒介进行实时显示。其中，在车主携带着信息媒介进行移动时，车载处理器实时更新定位部件与信息媒介之间的位置，并在信息媒介上进行实时显示，助于车主快速找到车辆相关部件。
在一些实施例中，部件定位指令是指用户输入指令或直接将车辆故障部件认定为定位部件的相关指令。
在一些实施例中，UWB基站与车辆各部件之间的相对位置在出厂前进行标定，所形成数据储存在车载处理器中。优选的，UWB基站与车辆各部件之间的相对位置数据标定采用三维空间位置标定。
在一些实施例中，信息媒介通过UWB技术与UWB基站通讯连接，UWB基站采集信息媒介和UWB基站之间的相对位置，并发送至车载处理器。
具体的，本实施例中UWB技术的测距原理采用，双向飞行时间法(TW-TOF,two way-time of flight)，每个模块，即UWB基站或UWB标签，从启动开始即会生成一条独立的时间戳。模块A的发射机在其时间戳上的Ta1发射请求性质的脉冲信号，模块B在Tb2时刻发射一个响应性质的信号，被模块A在自己的时间戳Ta2时刻接收。由此可以计算出脉冲信号在两个模块之间的飞行时间，从而确定飞行距离S。
其中，S＝Cx[(Ta2-Ta1)-(Tb2-Tb1)]，C为光速。
在一些实施例中，定位部件与信息媒介的相对位置信息包括定位部件相对于信息媒介的相对方向和相对距离，即当用户利用信息媒介进行显示时，信息媒介的显示界面上会显示定位部件相对于信息媒介的相对方向和相对距离，从而便于用户寻找。
本实施例还提供一种基于UWB技术的车辆部件定位系统，该系统具体包括UWB基站、信息媒介和车载处理器。其中，UWB基站设置有多个，分别固定设置在车辆的不同位置上。车载处理器则与UWB基站信号连接，用于接收UWB基站反馈数据，并信息储存和数据处理。信息媒介带有UWB功能，其能够发送UWB基站定位用的脉冲，并接收车载处理器的信息并显示。
具体的，本系统的车载处理器能够调用UWB基站和信息媒介，并执行上述的基于UWB技术的车辆部件定位方法，从而帮助用户进行车辆内部件的准确定位。
优选的，在本实施例中，UWB基站设置有四个，四个UWB基站矩阵设置在汽车的四个角落。同样优选的，本实施例的信息媒介为电脑、手机、手表或手环，当然，也可以是其他可移动的移动设备。
显然，本发明的上述实施例仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于UWB技术的车辆部件定位方法，其特征在于，用于车辆部件定位系统中，该系统包括有多个UWB基站、车载处理器和带有UWB功能的信息媒介，其中，多个UWB基站固定设置在车辆的多个位置；所述方法包括：
根据部件定位指令，确定定位部件；
调用UWB基站与定位部件之间的相对位置；
通过UWB技术采集信息媒介与UWB基站之间的相对位置；
根据UWB基站与定位部件之间的相对位置和信息媒介与UWB基站之间的相对位置，计算得到定位部件与信息媒介的相对位置信息，并将该相对位置信息发送给信息媒介进行显示。
2.根据权利要求1所述的基于UWB技术的车辆部件定位方法，其特征在于，在所述根据UWB基站与定位部件之间的相对位置和信息媒介与UWB基站之间的相对位置，计算得到定位部件与信息媒介的相对位置信息，并将该相对位置信息发送给信息媒介进行显示之后还包括：
实时更新定位部件与信息媒介的相对位置，并将更新的数据发送给信息媒介进行实时显示。
3.根据权利要求1所述的基于UWB技术的车辆部件定位方法，其特征在于，所述根据部件定位指令，确定定位部件具体包括排检出车辆的故障部件后，对该故障部件标定为定位部件或根据用户输入的选定部件的指令，确定定位部件。
4.根据权利要求1所述的基于UWB技术的车辆部件定位方法，其特征在于，所述UWB基站与车辆各部件之间的相对位置在出厂前进行标定，所形成数据储存在所述车载处理器中。
5.根据权利要求4所述的基于UWB技术的车辆部件定位方法，其特征在于，所述UWB基站与车辆各部件之间的相对位置数据标定采用三维空间位置标定。
6.根据权利要求1所述的基于UWB技术的车辆部件定位方法，其特征在于，所述信息媒介通过UWB技术与UWB基站通讯连接，UWB基站采集信息媒介和UWB基站之间的相对位置，并发送至车载处理器。
7.根据权利要求1所述的基于UWB技术的车辆部件定位方法，其特征在于，所述定位部件与信息媒介的相对位置信息包括定位部件相对于信息媒介的相对方向和相对距离。
8.一种基于UWB技术的车辆部件定位系统，其特征在于，包括：
UWB基站，设置有多个，分别固定设置在车辆的不同位置上；
车载处理器，与UWB基站连接，用于接收UWB基站反馈数据，并信息储存和数据处理；以及
带有UWB功能的信息媒介，能够发送UWB基站定位用的脉冲，并接收车载处理器的信息并显示；
其中，所述车载处理器调用UWB基站和信息媒介，以执行权利要求1-7任一项所述的基于UWB技术的车辆部件定位方法。
9.根据权利要求8所述的基于UWB技术的车辆部件定位方法，其特征在于，所述UWB基站设置有四个，四所述UWB基站矩阵设置在汽车的四个角落。
10.根据权利要求8所述的基于UWB技术的车辆部件定位方法，其特征在于，所述信息媒介为电脑、手机、手表或手环。
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