CN115092079A - 一种基于uwb技术的车辆自定义控制系统及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于UWB技术的车辆自定义控制系统及控制方法，控制系统包括车载信息娱乐系统、车身控制器、UWB定位系统、UWB设备；UWB设备为用户持有并进行手势动作，其与UWB定位系统无线通讯连接；UWB定位系统响应检测范围内的UWB设备的定位请求，对UWB设备进行合法性验证，获取UWB设备的位置信息及运动轨迹，并将UWB设备的运动轨迹数据发送给车载娱乐系统；车载娱乐系统对UWB定位系统发送的运动轨迹数据进行解析，识别出手势图案并获取对应的车辆控制指令，将车辆控制指令发送给车身控制器；车身控制器接收车载娱乐系统发送的车辆控制命令，并控制相关执行器进行对应操作。本发明在满足用户对车辆功能需求的同时，给用户一种更高级别的控制体验。

Description

一种基于UWB技术的车辆自定义控制系统及控制方法
技术领域
本发明属于车辆自定义人机交互控制领域，具体涉及一种基于UWB技术的车辆自定义控制系统及控制方法。
背景技术
当今车辆越来越智能化，与此同时用户对汽车的自定义需求也越来越丰富，这对我们的汽车功能设计带来的巨大的挑战。如今的乘用车辆大多配有一定的人机交互功能，例如语音控制、手势识别、遥控与远程控制等功能，这类功能是车辆设计师设计的固定功能，只能按照一定的触发条件触发，并不一定完全满足用户的需求。
现有的人机交互方式主要是语音控制和触摸屏幕交互，现已经在车辆中普遍应用，现有的灯光秀主要是按照一定条件触发的特定效果，早已不能满足用户对自定义功能的需求。
因此需要提供一种更高程度自定义的人车交互功能，为用户与汽车交互提供更多的可能，也给用户带来更多的乐趣，同时也让用户的创造力进一步地体现在汽车上。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供一种基于UWB技术的车辆自定义控制系统及控制方法，基于UWB技术(超宽带技术)能够准确识别用户的手势操作，车辆识别到用户的手势操作并执行相应功能。本发明使用户通过UWB设备即可遥控车辆，实现用户与车辆灯光、车门等的交互控制，还可根据个人喜好自定义手势控制指令，满足用户对车辆功能需求的同时，给用户一种更高级别的控制体验。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明首先提供一种基于UWB技术的车辆自定义控制系统，包括车载信息娱乐系统、车身控制器、UWB定位系统、UWB设备；
UWB设备为用户持有并进行手势动作，其与UWB定位系统无线通讯连接；
UWB定位系统响应检测范围内的UWB设备的定位请求，对UWB设备进行合法性验证，获取UWB设备的位置信息及运动轨迹，并将UWB设备的运动轨迹数据发送给车载娱乐系统；
车载娱乐系统对UWB定位系统发送的运动轨迹数据进行解析，识别出手势图案并获取对应的车辆控制指令，将车辆控制指令发送给车身控制器；
车身控制器接收车载娱乐系统发送的车辆控制命令，并控制相关执行器进行对应操作。
进一步地，所述UWB设备为带有UWB芯片的移动终端。
优选的，所述移动终端为智能钥匙、智能手机或智能手表中的任意一种。
进一步地，所述WUB设备设有手势操作触发功能。
进一步地，所述UWB定位系统包括微控制器以及多个定位天线；定位天线探测到UWB设备，通过微控制器验证该UWB设备是否合法；对合法的UWB设备，各定位天线同时接收UWB设备反馈的高频信号并发送给微控制器；微控制器根据时间与信号参数计算UWB设备与各定位天线的距离，得出UWB设备的位置坐标；微控制器进一步根据间隔时间内UWB设备的位置坐标变化，计算生成UWB设备的运动轨迹，将运动轨迹数据发送给车载娱乐系统。
进一步地，所述车载娱乐系统包括数据处理单元、手势命令数据库；
手势命令数据库内预存有手势图案及与各手势图案对应的车辆控制命令；
数据处理单元将接收到的UWB设备运动轨迹数据进行解析，并生成手势图案；并在手势命令数据库内调取与该手势图案对应的车辆控制命令；将获取的车辆控制命令发送给车身控制器执行相应操作；
更进一步地，所述车载娱乐系统还包括手势管理单元；手势管理单元用于用户进行手势图案管理及车辆控制命令管理；用户通过手势管理单元自定义手势图案及与其对应的车辆控制命令。
进一步地，所述车身控制器用于响应车载娱乐系统的控制指令，以及车辆电子开关、传感器的指令；车身控制器根据收到的车辆控制命令对车辆的执行器进行驱动控制。
优选的，所述执行器包括喇叭、LED车灯、电动车门锁。
本发明同时提供一种基于UWB技术的车辆自定义控制系统的控制方法，包括以下步骤：
用户触发UWB设备；
UWB定位系统探测到UWB设备，首先验证其合法性；
对通过验证的UWB设备，UWB定位系统计算UWB设备的空间坐标位置，并生成UWB设备的运动轨迹数据发送给车载娱乐系统；
车载娱乐系统对UWB设备的运动轨迹数据进行解析，识别出手势图案；
车载娱乐系统根据识别出的手势图案获取对应的车辆控制命令并发送给车身控制器；
车身控制器根据接收到的车辆控制命令，控制相关的执行器进行对应操作。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供一种基于UWB技术的车辆自定义控制系统及控制方法，基于UWB技术能够准确识别用户的手势操作，车辆识别到用户的手势操作并执行相应功能。本发明使用户通过UWB设备即可遥控车辆，实现用户与车辆灯光、车门等的交互控制，还可根据个人喜好自定义手势控制指令，满足用户对车辆功能需求的同时，给用户一种更高级别的控制体验。
附图说明
图1为本发明实施例1所述的一种基于UWB技术的车辆自定义控制系统组成框图；
图2为本发明实施例1所述一种基于UWB技术的车辆自定义控制系统工作原理图；
图3为本发明实施例2所述一种基于UWB技术的车辆自定义控制系统的控制方法流程图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例进一步说明本发明的技术方案：
实施例1
如图1、图2所示，一种基于UWB技术的车辆自定义控制系统，包括车载信息娱乐系统(IVI)、车身控制器(BCM)、UWB定位系统、UWB设备；
UWB设备为用户持有并进行手势动作，其与UWB定位系统无线通讯连接；
UWB定位系统响应检测范围内的UWB设备的定位请求，对UWB设备进行合法性验证，获取UWB设备的位置信息及运动轨迹，并将UWB设备的运动轨迹数据发送给车载娱乐系统；
车载娱乐系统对UWB定位系统发送的运动轨迹数据进行解析，与预存的手势控制指令进行对比，获得车辆控制命令并发送给车身控制器；
车身控制器接收车载娱乐系统发送的车辆控制命令，并控制相关执行器进行相应操作。
所述UWB设备为带有UWB芯片的移动终端，例如：智能钥匙、智能手机或智能手表。
所述WUB设备设有手势操作触发按键，智能手机和智能手表在其应用中需要有触发触摸按键或其他触发方式——基于设备配置的传感器的触发方式。
所述UWB定位系统包括微控制器以及多个定位天线；定位天线探测到UWB设备，通过为控制器判断该UWB设备是否合法；对合法的UWB设备，各定位天线同时接收UWB设备反馈的高频信号并发送给微控制器；微控制器根据时间与信号参数计算UWB设备与各定位天线的距离，得出UWB设备的位置坐标；微控制器进一步根据间隔时间内UWB设备的位置坐标变化，计算生成UWB设备的运动轨迹，将运动轨迹数据发送给车载娱乐系统。
所述定位天线与微控制器通过LIN连接，微控制器与车载娱乐系统通过CAN总线连接。
所述车载娱乐系统包括数据处理单元、手势命令数据库、手势管理单元；
手势命令数据库内预存有手势图案及与各手势图案对应的车辆控制命令；
数据处理单元将接收到的UWB设备运动轨迹数据进行解析，并生成手势图案；并在手势命令数据库内调取与该手势图案对应的车辆控制命令；将获取的车辆控制命令发送给车身控制器执行相应操作；
手势管理单元用于用户进行手势图案管理及车辆控制命令管理；用户可自定义手势图案及与其对应的车辆控制命令。
所述车身控制器用于响应车载娱乐系统的控制指令，也可以响应一些开关、传感器的指令，然后根据收到的车辆控制命令对车辆的执行器(喇叭、LED车灯、电动车门锁等)进行驱动控制。
LED车灯可以响应各种点亮熄灭指令，如果配有更加高级智能的灯光控制器，也可以实现一定用户自定义的灯光图案以及动态灯光特效。
电动车门可以用来响应车门控制指令，电动开启或关闭车门及行李箱门。
喇叭可以响应喇叭控制指令，亦可以按照一定预设好的方式鸣笛。
上述电子部件可以通过车辆通信网络彼此通信。例如，机器部件可以通过以太网、面向媒体的系统传输(MOST)、FlexRay、控制器局域网(CAN)、本地互连网络(LIN)等来传送数据。例如，UWB定位系统可通过车辆通信网络向IVI传输UWB钥匙位置信号。
实施例2
如图3所示，一种基于UWB技术的车辆自定义控制系统的控制方法，包括以下步骤：
用户触发UWB设备；
UWB定位系统探测到UWB设备，首先验证其合法性；
对通过验证的UWB设备，UWB定位系统计算UWB设备的空间坐标位置，并生成UWB设备的运动轨迹数据发送给车载娱乐系统；
车载娱乐系统对UWB设备的运动轨迹数据进行解析，识别出手势图案；
车载娱乐系统根据识别出的手势图案获取对应的车辆控制命令并发送给车身控制器；
车身控制器根据接收到的车辆控制命令，控制相关的执行器进行对应操作。

Claims (10)

1.一种基于UWB技术的车辆自定义控制系统，其特征在于，包括车载信息娱乐系统、车身控制器、UWB定位系统、UWB设备；
UWB设备为用户持有并进行手势动作，其与UWB定位系统无线通讯连接；
UWB定位系统响应检测范围内的UWB设备的定位请求，对UWB设备进行合法性验证，获取UWB设备的位置信息及运动轨迹，并将UWB设备的运动轨迹数据发送给车载娱乐系统；
车载娱乐系统对UWB定位系统发送的运动轨迹数据进行解析，识别出手势图案并获取对应的车辆控制指令，将车辆控制指令发送给车身控制器；
车身控制器接收车载娱乐系统发送的车辆控制命令，并控制相关执行器进行对应操作。
2.如权利要求1所述的一种基于UWB技术的车辆自定义控制系统，其特征在于，所述UWB设备为带有UWB芯片的移动终端。
3.如权利要求2所述的一种基于UWB技术的车辆自定义控制系统，其特征在于，所述移动终端为智能钥匙、智能手机或智能手表中的任意一种。
4.如权利要求2所述的一种基于UWB技术的车辆自定义控制系统，其特征在于，所述WUB设备设有手势操作触发功能。
5.如权利要求1所述的一种基于UWB技术的车辆自定义控制系统，其特征在于，所述UWB定位系统包括微控制器以及多个定位天线；定位天线探测到UWB设备，通过微控制器验证该UWB设备是否合法；对合法的UWB设备，各定位天线同时接收UWB设备反馈的高频信号并发送给微控制器；微控制器根据时间与信号参数计算UWB设备与各定位天线的距离，得出UWB设备的位置坐标；微控制器进一步根据间隔时间内UWB设备的位置坐标变化，计算生成UWB设备的运动轨迹，将运动轨迹数据发送给车载娱乐系统。
6.如权利要求1所述的一种基于UWB技术的车辆自定义控制系统，其特征在于，所述车载娱乐系统包括数据处理单元、手势命令数据库；
手势命令数据库内预存有手势图案及与各手势图案对应的车辆控制命令；
数据处理单元将接收到的UWB设备运动轨迹数据进行解析，并生成手势图案；并在手势命令数据库内调取与该手势图案对应的车辆控制命令；将获取的车辆控制命令发送给车身控制器执行相应操作。
7.如权利要求6所述的一种基于UWB技术的车辆自定义控制系统，其特征在于，所述车载娱乐系统还包括手势管理单元；手势管理单元用于用户进行手势图案管理及车辆控制命令管理；用户通过手势管理单元自定义手势图案及与其对应的车辆控制命令。
8.如权利要求1所述的一种基于UWB技术的车辆自定义控制系统，其特征在于，所述车身控制器用于响应车载娱乐系统的控制指令，以及车辆电子开关、传感器的指令；车身控制器根据收到的车辆控制命令对车辆的执行器进行驱动控制。
9.如权利要求1所述的一种基于UWB技术的车辆自定义控制系统，其特征在于，所述执行器包括喇叭、LED车灯、电动车门锁。
10.如权利要求1所述的一种基于UWB技术的车辆自定义控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
用户触发UWB设备；
UWB定位系统探测到UWB设备，首先验证其合法性；
对通过验证的UWB设备，UWB定位系统计算UWB设备的空间坐标位置，并生成UWB设备的运动轨迹数据发送给车载娱乐系统；
车载娱乐系统对UWB设备的运动轨迹数据进行解析，识别出手势图案；
车载娱乐系统根据识别出的手势图案获取对应的车辆控制命令并发送给车身控制器；
车身控制器根据接收到的车辆控制命令，控制相关的执行器进行对应操作。
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