CN114422950B - 基于超宽带信号定位的车辆召唤系统、召唤方法及汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于超宽带信号定位的车辆召唤系统、召唤方法及汽车，该召唤系统包括智能钥匙、超宽带信号接收天线、雷达组件、摄像头和域控制器；智能钥匙用于发出超宽带定位信号；超宽带信号用于接收智能钥匙发出的超宽带定位信号并传输给域控制器；雷达组件用于对车辆周围的目标进行点云数据的采集并传输给域控制器；摄像头用于对车辆周围环境进行图像数据的采集并传输给域控制器；域控制器用于对车辆的行驶路线进行规划，以使得车辆按规划的路线行驶。本发明在没有停车场的布局图和GPS信号的情况下也能够完成近距离的车辆召唤，以提升用户使用的便捷性，增强用户体验感。

Description

基于超宽带信号定位的车辆召唤系统、召唤方法及汽车
技术领域
本发明涉及智能汽车技术领域，具体涉及一种基于超宽带信号定位的车辆召唤系统、召唤方法及汽车。
背景技术
基于当前汽车行业智能化技术的快速发展，越来越多的主机厂开始进行自动驾驶产品研发，而其中车辆召唤功能属于智能化驾驶不可分割的一部分，而通过对当前已有的主机厂产品体验，发现大部分产品都是基于GPS信号的定位，有高精度地图信息的停车库或者基于车辆对于停车场地场景提前学习后，才能进行车辆的召唤功能。但是对于没有高精度地图的停车区域、手机GPS无信号的停车区域、以及未学习停车区域场景的地方，则无法使用车辆召唤功能。在这些场景下容易让客户产生“已有功能无法使用的感觉”，从而导致该系统在实际使用中约束条件过多，客户觉得使用繁琐导致接受程度不高，使得该便利功能的存在感较低。
如在公开号为CN110610619A的发明专利申请中公开了一种车辆驾驶系统、方法及装置，该方案目标车辆在接收到移动终端发送的车辆召唤指令时，根据从蓝牙定位服务器获取到的目标车辆的定位信息和移动终端的定位信息，然后，基于停车场的布局图确定行驶到移动终端处的行车路线，并基于确定的行车路线到达移动终端的定位信息对应的位置，有效避免了由于停车场车辆多、道路环境复杂，导致车主在停车场内找车的过程中，容易发生事故的问题，然而上述方案如果没有停车场的布局图，或者停车场的布局发生调整，则无法正常使用此功能。
又如公开号为CN113085900A的发明专利申请中公开了一种实现对车辆进行召唤行驶到用户位置的方法，该方法基于GPS信号定位到车主位置，然后根据地图路线规划驶向车主的方案，但是上述方案无法在没有GPS信号的区域则进行使用。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明要解决的技术问题是：如何提供一种在没有停车场的布局图和GPS信号的情况下也能够完成近距离的车辆召唤，以提升用户使用的便捷性，增强用户体验感的基于超宽带信号定位的车辆召唤系统和召唤方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
基于超宽带信号定位的车辆召唤系统，包括智能钥匙、超宽带信号接收天线、雷达组件、摄像头和域控制器；
所述智能钥匙用于发出超宽带定位信号；
所述超宽带信号接收天线分别与所述智能钥匙和所述域控制器通信连接，用于接收所述智能钥匙发出的超宽带定位信号并传输给域控制器；
所述雷达组件与所述域控制器通信连接，用于对车辆周围的目标进行点云数据的采集并传输给所述域控制器；
摄像头与所述域控制器通信连接，用于对车辆周围环境进行图像数据的采集并传输给所述域控制器；
所述域控制器根据所述超宽带信号接收天线传输的超宽带定位信号、所述雷达组件传输的车辆周围目标的点云数据、以及所述摄像头传输的车辆周围环境的图像数据对车辆的行驶路线进行规划，以使得车辆按规划的路线行驶。
本发明的工作原理是：本方案的车辆召唤系统在使用时，首先通过智能钥匙对车辆进行搜索，当搜索到车辆时，启动智能钥匙的一键召唤功能并发出超宽带定位信号，车辆上的超宽带信号接收天线在接收到智能钥匙发出的超宽带定位信号后先进行车辆的自检，当自检合格后，由域控制器根据超宽带信号接收天线传输的超宽带定位信号、雷达组件传输的车辆周围目标的点云数据、以及摄像头传输的车辆周围环境的图像数据对车辆的行驶路线进行规划，使得车辆按规划的路线行驶到用户的定位区域，进而完成车辆的召唤。故本方案的车辆召唤系统在使用时不依赖于停车场的布局图和GPS信号，故在没有停车场的布局图和GPS信号的情况下也能够完成近距离的车辆召唤，从而大大提升用户使用的便捷性，增强用户的体验感。
优选的，所述雷达组件包括毫米波雷达和超声波雷达，所述毫米波雷达用于对车辆四周的远距离目标进行点云数据的采集，所述超声波雷达用于对车辆四周的近距离目标进行点云数据的采集。
这样，毫米波雷达对车辆四周的远距离目标进行点云数据的采集，超声波雷达对车辆四周的近距离目标进行点云数据的采集，这样可以使得域控制器更好的了解到车辆周围目标的情况，以便更好的规划车辆的行驶路线，避免与周围物体发生碰撞。
基于超宽带信号定位的车辆召唤方法，采用上述的基于超宽带信号定位的车辆召唤系统，包括以下步骤：
步骤1）通过所述智能钥匙进行车辆搜索，当搜索到车辆时执行步骤2），当未搜索到车辆时执行步骤7）；
步骤2）所述智能钥匙的一键召唤功能是否能启动，若是则执行步骤3），若否则执行步骤7）；
步骤3）车辆进行自检，当车辆自检合格时执行步骤4），当车辆自检不合格时执行步骤7）；
步骤4）所述域控制器根据所述超宽带信号接收天线传输的超宽带定位信号、所述雷达组件传输的车辆周围目标的点云数据、以及所述摄像头传输的车辆周围环境的图像数据对车辆的行驶路线进行规划，并控制车辆向用户所在的方向行驶，在行驶过程中判断车辆是否按规划路线进行行驶，若是则执行步骤5），若否则执行步骤7）；
步骤5）车辆是否行驶到用户的定位区域，若是则执行步骤6），若否则执行步骤7）；
步骤6）车辆召唤成功并结束；
步骤7）车辆召唤失败并结束。
优选的，步骤4）车辆在行驶过程中：
当车辆前方有临时障碍物阻挡时，车辆进行临时停车等待，当临时障碍物移除后车辆继续前行，若车辆等待时间超过1分钟，则车辆间歇鸣喇叭提醒用户并退出车辆召唤模式；
当车辆前方有行人或宠物经过时，车辆进行紧急制动并停车；
当用户需要终止本次车辆召唤时，双击所述智能钥匙上的一键召唤按键，车辆停止在原地，车辆熄火下电并保持车辆的上锁、防盗开启状态，同时短鸣喇叭提醒用户车辆的位置。
优选的，步骤5）中，车辆行驶到靠近用户的定位区域时，域控制器根据超宽带定位信号调整车辆行驶路线与用户之间的平行间距，并在车辆的驾驶室车门离用户的平行距离为0.5米的位置停车。
优选的，步骤5）中包括以下步骤：
步骤5.1）车辆行驶到用户的定位区域并停车后，车辆的发动机处于启动状态，用户通过无钥匙进入系统并解锁车辆后，车辆关闭双闪灯，用户驾驶车辆离开；
步骤5.2）车辆行驶到用户的定位区域并停车后，若用户超过3分钟没有解锁车辆，则车辆下电熄火，关闭双闪灯，并短鸣喇叭提醒用户车辆已经召唤到用户的定位区域。
优选的，步骤3）中，当车辆自检合格后，进一步判断车辆是否远程启动发动机和双闪灯，若是执行步骤4），若否则执行步骤7）。
优选的，步骤1）中，当搜索到车辆时，车辆以双闪转向灯和短鸣喇叭的方式通知用户车辆所在的方位。
优选的，步骤3）中，当车辆自检合格后，启动发动机、关闭车窗、车辆上锁并持续开启双闪灯。
一种汽车，采用上述的基于超宽带信号定位的车辆召唤方法。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明车主通过智能钥匙寻找到车辆后，即可通过智能钥匙触发车辆召唤功能，根据智能钥匙超宽带（UWB）的信号定位，结合对周围环境的感知，实时规划行驶路径，在保证安全的情况下完成车辆移动，完成近距离的车辆召唤，以提升用户使用的便捷性，增强用户体验感。
2、本发明为了确保车辆在召唤行驶过程中的安全性，域控制器需要实时对摄像头、毫米波雷达、超声波雷达返回的感知信号进行处理，规避行驶路径上的障碍物，遇到突发情况及时紧急制动，准确行驶到用户定位的区域，对用户进行接驾。
附图说明
图1为本发明基于超宽带信号定位的车辆召唤系统的系统框图；
图2为本发明基于超宽带信号定位的车辆召唤系统中智能钥匙的按键布局图；
图3为本发明基于超宽带信号定位的车辆召唤系统中超宽带信号接收天线、雷达组件和摄像头在车辆上的布局图；
图4为本发明基于超宽带信号定位的车辆召唤方法的流程图；
图5为本发明基于超宽带信号定位的车辆召唤方法中超宽带信号定位接收示意图。
附图标记说明：超宽带信号接收天线1、智能钥匙2、域控制器3、摄像头4、超声波雷达5、毫米波雷达6。
具体实施方式
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
如附图1所示，基于超宽带信号定位的车辆召唤系统，包括智能钥匙2、超宽带信号接收天线1、雷达组件、摄像头4和域控制器3；
智能钥匙2用于发出超宽带定位信号，如附图2所示，智能钥匙2上有解锁键、闭锁键、后备箱按键、发动机启动按键和一键召唤按键；
超宽带信号接收天线1（UWB天线）分别与智能钥匙2和域控制器3通信连接，用于接收智能钥匙2发出的超宽带定位信号并传输给域控制器3，在车辆前方的两侧和后方的两侧均设置有超宽带信号接收天线1，以更好的对智能钥匙2发出的超宽带定位信号进行接收，且超宽带信号接收天线1与智能钥匙2间为无线通信方式，超宽带信号接收天线1与域控制器3之间通过LIN总线进行通信连接；
雷达组件与域控制器3通信连接，用于对车辆周围的目标进行点云数据的采集并传输给域控制器3；
如附图3所示，摄像头4与域控制器3通信连接，用于对车辆周围环境进行图像数据的采集并传输给域控制器3；在车辆的前、后、左、右各个方位均布置有摄像头4，以实现对车辆四周各个方位图像数据的采集，且摄像头4与域控制器3之间通过LVDS总线进行通信连接；
域控制器3根据超宽带信号接收天线1传输的超宽带定位信号、雷达组件传输的车辆周围目标的点云数据、以及摄像头4传输的车辆周围环境的图像数据对车辆的行驶路线进行规划，以使得车辆按规划的路线行驶。
本发明的工作原理是：本方案的车辆召唤系统在使用时，首先通过智能钥匙2对车辆进行搜索，当搜索到车辆时，启动智能钥匙2的一键召唤功能并发出超宽带定位信号，车辆上的超宽带信号接收天线1在接收到智能钥匙2发出的超宽带定位信号后先进行车辆的自检，当自检合格后，由域控制器3根据超宽带信号接收天线1传输的超宽带定位信号、雷达组件传输的车辆周围目标的点云数据、以及摄像头4传输的车辆周围环境的图像数据对车辆的行驶路线进行规划，使得车辆按规划的路线行驶到用户的定位区域，进而完成车辆的召唤。故本方案的车辆召唤系统在使用时不依赖于停车场的布局图和GPS信号，故在没有停车场的布局图和GPS信号的情况下也能够完成近距离的车辆召唤，从而大大提升用户使用的便捷性，增强用户的体验感。
又如附图3所示，在本实施例中，雷达组件包括毫米波雷达6和超声波雷达5，毫米波雷达6用于对车辆四周的远距离目标进行点云数据的采集，超声波雷达5用于对车辆四周的近距离目标进行点云数据的采集，其中，在车辆的前、后、左、右各个方位均布置有毫米波雷达6和超声波雷达5，毫米波雷达6与域控制器3之间通过CANFD总线进行通信连接，超声波雷达5与域控制器3之间通过DSI总线进行通信连接。
这样，车辆行驶过程中，车辆上安装的毫米波雷达6负责对车辆前、后、左、右的中远距离目标进行点云数据采集，并将相关信号传递给域控制器3；车辆上安装的超声波雷达5负责对车辆前、后、左、右的近距离目标进行点云数据采集，并将相关信号传递给域控制器3。毫米波雷达6对车辆四周的远距离目标进行点云数据的采集，超声波雷达5对车辆四周的近距离目标进行点云数据的采集，这样可以使得域控制器3更好的了解到车辆周围目标的情况，以便更好的规划车辆的行驶路线，避免与周围物体发生碰撞。
如附图4所示，一种基于超宽带信号定位的车辆召唤方法，采用上述的基于超宽带信号定位的车辆召唤系统，包括以下步骤：
步骤1）通过智能钥匙2进行车辆搜索，双击智能钥匙2上的闭锁按键后，车辆收到智能钥匙2的射频信号后，会触发车辆的寻车功能，当搜索到车辆时执行步骤2），当未搜索到车辆时执行步骤7）；
步骤2）智能钥匙2的一键召唤功能是否能启动，若是则执行步骤3），若否则执行步骤7）；
步骤3）长按智能钥匙2上的一键召唤按键3秒，车辆进行自检，当车辆自检合格时执行步骤4），当车辆自检不合格时执行步骤7）；
步骤4）域控制器3根据超宽带信号接收天线1传输的超宽带定位信号、雷达组件传输的车辆周围目标的点云数据、以及摄像头4传输的车辆周围环境的图像数据对车辆的行驶路线进行规划，具体的，通过车辆上安装的超宽带信号接收天线1接收智能钥匙2发出的超宽带定位信号，并判定出用户所在的定位区域，车辆上的域控制器3根据超宽带信号定位到的用户位置，开始控制车辆低速向用户所在的方向行驶，车辆行驶过程中，车辆上安装的摄像头4负责对周围环境的图像数据进行采集，并将相关信号传递给域控制器3；车辆上安装的毫米波雷达6负责对车辆前、后、左、右的中远距离目标进行点云数据采集，并将相关信号传递给域控制器3；车辆上安装的超声波雷达5负责对车辆前、后、左、右的近距离目标进行点云数据采集，并将相关信号传递给域控制器3，域控制器3根据周边的环境数据，以及实时接收到的超宽带定位信号，不断规划车辆行驶的路线，以避开路线方向上的障碍物；同时，行驶过程中域控制器3不断判断车辆是否按规划路线进行行驶，若是则执行步骤5），若否则执行步骤7）；
步骤5）车辆是否行驶到用户的定位区域，若是则执行步骤6），若否则执行步骤7）；
步骤6）车辆召唤成功并结束；
步骤7）车辆召唤失败并结束。
在本实施例中，步骤4）中：
当车辆前方有临时障碍物阻挡时，车辆进行临时停车等待，当临时障碍物移除后车辆继续前行；若车辆等待时间超过1分钟，则车辆间歇鸣喇叭提醒用户并退出车辆召唤模式，以避免车辆长时间的等待；
当车辆前方有行人或宠物经过时，车辆进行紧急制动并停车；
当用户需要终止本次车辆召唤时，双击智能钥匙2上的一键召唤按键，车辆停止在原地，车辆熄火下电并保持车辆的上锁、防盗开启状态，同时短鸣3声喇叭提醒用户车辆的位置。
在本实施例中，步骤5）中，车辆行驶到靠近用户的定位区域时，域控制器3根据超宽带定位信号调整车辆行驶路线与用户之间的平行间距，并在车辆的驾驶室车门离用户的平行距离为0.5米的位置停车，以方便用户上车。
在本实施例中，步骤5）中包括以下步骤：
步骤5.1）车辆行驶到用户的定位区域并停车后，车辆的发动机处于启动状态，用户通过无钥匙进入系统并解锁车辆后，车辆关闭双闪灯，用户驾驶车辆离开；
步骤5.2）车辆行驶到用户的定位区域并停车后，若用户超过3分钟没有解锁车辆，则车辆下电熄火，关闭双闪灯，并短鸣3声喇叭提醒用户车辆已经召唤到用户的定位区域。
在本实施例中，步骤3）中，当车辆自检合格后，进一步判断车辆是否远程启动发动机和双闪灯，若是执行步骤4），若否则执行步骤7）。
在本实施例中，步骤1）中，当搜索到车辆时，车辆以双闪转向灯和短鸣喇叭的方式通知用户车辆所在的方位。
在本实施例中，步骤3）中，当车辆自检合格后，启动发动机、关闭车窗、车辆上锁并持续开启双闪灯。
在本实施例中，步骤4）中，车辆上安装的超宽带信号接收天线1接收智能钥匙2发出的超宽带定位信号，并判定出用户所在的定位区域，具体的，根据图5所示的超宽带信号（UWB）定位原理，来判定用户所在的区域位置：
假如己知智能钥匙UWB到超宽带信号接收天线（UWB天线A）的直线距离尺Ri，那么由几何原理可知，智能钥匙2的位置一定在以UWB天线A的位置为圆心，Ri为半径的圆周上，即若智能钥匙2的位置(X0，Y0)，UWB天线A为(Xi，Yi)，则两者满足如下关系：
。
在本实施例中还提供一种汽车，采用上述的基于超宽带信号定位的车辆召唤方法。
与现有技术相比，本发明车主通过智能钥匙2寻找到车辆后，即可通过智能钥匙2触发车辆召唤功能，根据智能钥匙2超宽带（UWB）的信号定位，结合对周围环境的感知，实时规划行驶路径，在保证安全的情况下完成车辆移动，完成近距离的车辆召唤，以提升用户使用的便捷性，增强用户体验感。同时，本发明为了确保车辆在召唤行驶过程中的安全性，域控制器3需要实时对摄像头4、毫米波雷达6、超声波雷达5返回的感知信号进行处理，规避行驶路径上的障碍物，遇到突发情况及时紧急制动，准确行驶到用户定位的区域，对用户进行接驾。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.基于超宽带信号定位的车辆召唤方法，其特征在于，采用一种基于超宽带信号定位的车辆召唤系统，包括智能钥匙（2）、超宽带信号接收天线（1）、雷达组件、摄像头（4）和域控制器（3）；
所述智能钥匙（2）用于发出超宽带定位信号；
所述超宽带信号接收天线（1）分别与所述智能钥匙（2）和所述域控制器（3）通信连接，用于接收所述智能钥匙（2）发出的超宽带定位信号并传输给所述域控制器（3）；
所述雷达组件与所述域控制器（3）通信连接，用于对车辆周围的目标进行点云数据的采集并传输给所述域控制器（3）；
摄像头（4）与所述域控制器（3）通信连接，用于对车辆周围环境进行图像数据的采集并传输给所述域控制器（3）；
所述域控制器（3）根据所述超宽带信号接收天线（1）传输的超宽带定位信号、所述雷达组件传输的车辆周围目标的点云数据、以及所述摄像头（4）传输的车辆周围环境的图像数据对车辆的行驶路线进行规划，以使得车辆按规划的路线行驶；
所述雷达组件包括毫米波雷达（6）和超声波雷达（5），所述毫米波雷达（6）用于对车辆四周的远距离目标进行点云数据的采集，所述超声波雷达（5）用于对车辆四周的近距离目标进行点云数据的采集；
包括以下步骤：
步骤1）通过所述智能钥匙（2）进行车辆搜索，当搜索到车辆时执行步骤2），当未搜索到车辆时执行步骤7）；
步骤2）所述智能钥匙（2）的一键召唤功能是否能启动，若是则执行步骤3），若否则执行步骤7）；
步骤3）车辆进行自检，当车辆自检合格时执行步骤4），当车辆自检不合格时执行步骤7）；
步骤4）所述域控制器（3）根据所述超宽带信号接收天线（1）传输的超宽带定位信号、所述雷达组件传输的车辆周围目标的点云数据、以及所述摄像头（4）传输的车辆周围环境的图像数据对车辆的行驶路线进行规划，并控制车辆向用户所在的方向行驶，在行驶过程中判断车辆是否按规划路线进行行驶，若是则执行步骤5），若否则执行步骤7）；
步骤5）车辆是否行驶到用户的定位区域，若是则执行步骤6），若否则执行步骤7）；
步骤6）车辆召唤成功并结束；
步骤7）车辆召唤失败并结束；
步骤5）中包括以下步骤：
步骤5.1）车辆行驶到用户的定位区域并停车后，车辆的发动机处于启动状态，用户通过无钥匙进入系统并解锁车辆后，车辆关闭双闪灯，用户驾驶车辆离开；
步骤5.2）车辆行驶到用户的定位区域并停车后，若用户超过3分钟没有解锁车辆，则车辆下电熄火，关闭双闪灯，并短鸣喇叭提醒用户车辆已经召唤到用户的定位区域。
2.根据权利要求1所述的基于超宽带信号定位的车辆召唤方法，其特征在于，步骤4）车辆在行驶过程中：
当车辆前方有临时障碍物阻挡时，车辆进行临时停车等待，当临时障碍物移除后车辆继续前行，若车辆等待时间超过1分钟，则车辆间歇鸣喇叭提醒用户并退出车辆召唤模式；
当车辆前方有行人或宠物经过时，车辆进行紧急制动并停车；
当用户需要终止本次车辆召唤时，双击所述智能钥匙（2）上的一键召唤按键，车辆停止在原地，车辆熄火下电并保持车辆的上锁、防盗开启状态，同时短鸣喇叭提醒用户车辆的位置。
3.根据权利要求2所述的基于超宽带信号定位的车辆召唤方法，其特征在于，步骤5）中，车辆行驶到靠近用户的定位区域时，所述域控制器（3）根据超宽带定位信号调整车辆行驶路线与用户之间的平行间距，并在车辆的驾驶室车门离用户的平行距离为0.5米的位置停车。
4.根据权利要求3所述的基于超宽带信号定位的车辆召唤方法，其特征在于，步骤3）中，当车辆自检合格后，进一步判断车辆是否远程启动发动机和双闪灯，若是执行步骤4），若否则执行步骤7）。
5.根据权利要求4所述的基于超宽带信号定位的车辆召唤方法，其特征在于，步骤1）中，当搜索到车辆时，车辆以双闪转向灯和短鸣喇叭的方式通知用户车辆所在的方位。
6.根据权利要求5所述的基于超宽带信号定位的车辆召唤方法，其特征在于，步骤3）中，当车辆自检合格后，启动发动机、关闭车窗、车辆上锁并持续开启双闪灯。
7.一种汽车，其特征在于，所述汽车包括超宽带信号接收天线（1）、雷达组件和摄像头（4），该汽车采用如权利要求1到6任一所述的基于超宽带信号定位的车辆召唤方法。
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