CN116946057A - 用于扫描锁定车辆内部的存在的方法、相关联设备和扫描系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种使用扫描设备扫描车辆内部的存在的方法，该扫描设备包括至少一个内部超宽带收发器模块和能够定位用户携带的便携式“免提”访问装备的一个外部超宽带收发器模块，根据本发明，该设备配备有用于与所述装备通信的超高频通信部件，并且所述方法实行以下步骤：a)检测车辆的锁定；b)在预确定的持续时间内：i)用内部模块扫描车辆内部的存在；ii)同时向装备发射针对检测用户的U形转向的请求；iii)如果接收到U形转向信号，则停止扫描并用两个模块确定用户的位置；iv)如果在车辆内部检测到存在，则停止扫描并发射警告；c)当持续时间已经过去时，如果没有接收到U形转向信号并且如果没有检测到存在，则用两个模块确定用户的位置。

Description

用于扫描锁定车辆内部的存在的方法、相关联设备和扫描 系统

技术领域

本发明涉及一种用于扫描先前已经锁定的车辆内部的存在的方法、一种扫描设备以及一种相关联的系统。本发明特别适用于检测当驾驶员离开并锁定车辆时可能留在后座上的年幼儿童或婴儿。

背景技术

现在要求制造商在车辆被锁定之后的10秒时段内检测车辆中年龄在0-6岁的儿童的新汽车标准正在出现，例如“Euro NCAP”标准就是这种情况。该标准被分解成三个级别：第一级别，在检测到的情况下触发喇叭并打开车辆头灯；第二级别，触发要向驾驶员的电话发送的通知；以及最后第三级别，触发紧急呼叫，即由车辆发送的“电子呼叫”。

为了警告驾驶员机动车辆后座上年幼儿童或婴儿的存在，现有技术的若干方法或设备是已知的。

大多数方法使用：专用传感器，例如，后座安全带上的传感器，其检测安全带是否系紧；或者红外或雷达传感器，用于检测后座上“物体”的存在、辅以呼吸移动的检测；或者还有位于后座下方的传感器，其检测重量；或者甚至是使后座附近的环境可视化的相机。

然而，这些专用传感器的缺点在于它们附加的车辆成本，并且在使用相机时缺乏隐私。

还已知的是使用已经存在于车辆上的传感器，例如超宽带(UWB)频率收发器，其位于车辆上，以便允许“免提”访问车辆和/或“免提”启动车辆。这些传感器然后用于检测位于车辆中的人类的呼吸移动，即心率。

使用超宽带的优点在于发射波的频率，该频率允许波穿透衣物。

然而，如果UWB收发器用于扫描或检测车辆内部的存在，则它们不再可用于实行“免提”访问功能。

在这种情况下，在用户已经锁定他们的车辆之后的10秒期间，UWB收发器专用于扫描车辆内部的存在，并且不能够定位用户或跟踪他们相对于车辆的轨迹。先验地，离开车辆的用户应远离车辆移动。然而，如果因为他们忘记了一个物体或仅是为了检查他们没有忘记他们的儿童，所以他们执行U形转向(U-turn)并且返回车辆，则会出现问题。

在这种特定情况下，由于用户的位置不是由UWB收发器确定的——该UWB收发器忙于实行扫描车辆内部的存在的功能并且因此不可用于实行“免提”访问功能，因此当用户希望打开车辆时，门不被解锁。这被称为“墙壁效应”，并且它持续达UWB收发器扫描车辆内部存在所需的时间，这至少为10秒。

现有技术的可能解决方案涉及：

a.给予两个功能中的一个以优先权，但是这对于用户的方便性而言是不合期望的，用户不应当不得不进行选择；

b.使用两个不同的ULB频率，一个频率处于6.5MHz(频带5)，用于检测对车辆的访问，并且一个频率处于8MHz(频带9)，用于检测车辆内部的存在，但是这种解决方案并不通用，因为许多国家禁止使用两个ULB频带(日本、韩国等)；

c.在两个功能之间交替收发器的操作模式，但是这增加了扫描车辆内部的存在所需的时间，并且有超过准许的10秒的风险。

因此，本发明提出了一种扫描方法、一种扫描设备和一种系统，其克服了现有技术的缺点，特别是允许车辆同时实行两个功能，即，一旦车辆被锁定，就扫描车辆内部的存在，并且在10秒内定位车辆周围的用户。所提出的检测方法对于检测执行U形转向并返回到车辆的用户特别相关。

发明内容

本发明涉及一种用于使用扫描设备扫描车辆内部的存在的方法，该扫描设备包括能够朝向车辆内部发射的至少一个内部超宽带收发器模块和能够朝向车辆外部发射并且能够定位用户携带的便携式“免提”访问装备的至少一个外部超宽带收发器模块，所述方法的特征在于，扫描设备先前配备有用于与所述装备通信的超高频通信部件，并且该方法包括以下步骤：

a.检测车辆的锁定；

b.在预确定的持续时间内：

c.使用内部超宽带收发器模块扫描车辆内部的存在，并将由所述内部模块反射和接收的波的轮廓与至少一个预确定波轮廓进行

比较；

d.同时经由超高频向便携式装备发射针对检测用户的U形转向的请求；

e.如果接收到U形转向信号，则停止扫描并使用内部模块和外部

模块确定用户的位置；

f.如果在车辆内部检测到存在，则停止扫描并向用户发射警告；

g.否则，在预确定持续时间结束时，如果没有接收到U形转向信号并且如果没有检测到车辆内部的存在，则使用内部模块和外部模块确定用户的位置。

本发明还涉及一种用于借助于由所述用户携带的便携式“免提”车辆访问装备来检测用户的U形转向的方法，其中所述装备能够经由超高频与车辆通信，并且配备有陀螺仪，该方法的特征在于其包括以下步骤：

a.经由超高频从车辆接收U形转向检测请求；

b.通过测量陀螺仪的值来检测U形转向；

c.如果检测到U形转向，则所述装备向车辆发射U形转向信号。

适当地，在接收到U形转向检测请求时，可以增加陀螺仪值的采集频率。

有利地，当陀螺仪值在预确定时间窗口内具有峰值最大值和峰值最小值时，检测到U形转向。

例如，最大值和最小值之间的比率的范围在0.7和1.3之间。

根据本发明的扫描方法，如果在车辆内部检测到存在，则停止检测U形转向的信号被发射到便携式装备。

该扫描方法可以进一步包括以下步骤：

a.在扫描的同时，由外部模块实行的确定用户和车辆之间的距离的步骤；

b.如果接收到U形转向信号，则检查所述距离值表示U形转向的步骤；

c.仅在所述检查被确认的情况下才停止扫描并且才使用内部模块和外部模块实行确定用户的位置。

本发明还涉及一种意图放置在机动车辆上的扫描设备，该扫描设备包括能够朝向车辆内部发射的至少一个内部超宽带收发器模块和能够朝向车辆外部发射并且能够定位用户携带的便携式“免提”访问装备的至少一个外部超宽带收发器模块，该设备的特征在于其配备有时钟并且能够：

a.经由超高频与所述装备通信；

b.检测车辆的锁定；

c.使用内部超宽带波收发器模块扫描车辆内部的存在，并将由所述模块反射和接收的波的轮廓与至少一个预确定波轮廓进行比较；

d.同时向所述装备发射针对检测用户的U形转向的请求；

e.依据从便携式装备接收到的U形转向信号或对车辆内部存在的检测：

f.停止扫描；和

g.使用内部模块和外部模块确定用户的位置；

h.如果在车辆内部检测到存在，则向用户发射警告。

本发明还适用于用于访问配备有陀螺仪的车辆并由用户携带的任何便携式免提装备，其中所述装备的特征在于它能够：

a.经由超高频与车辆通信；

b.实行陀螺仪值的测量；

c.检测陀螺仪值是否表示用户的U形转向；

d.依据U形转向的检测，向车辆发射U形转向信号。

该便携式装备可以包括用于增加陀螺仪值测量的采集频率的部件。

该便携式装备包括用于在预确定时间窗口期间确定陀螺仪值的峰值最大值和峰值最小值的部件。

扫描设备就其本身而言能够依据对车辆内部存在的检测向便携式装备发送停止陀螺仪测量的请求。

该扫描设备还能够：

a.借助于外部模块确定用户和车辆之间的距离；

b.依据U形转向信号，检查所述距离的值对应于U形转向；

c.依据检查结果，停止扫描并使用内部和外部模块确定用户的位置。

本发明还涉及任何计算机程序产品，包括程序代码指令，当在计算机上执行所述程序时，用于执行根据它们中的任何一个的扫描方法的步骤和/或用于执行根据前述特征中的任何一个的检测方法。

本发明适用于包括依照根据前述特征中的任何一个的任何便携式“免提”访问装备的扫描设备的任何系统。

最后，本发明涉及包括根据前述特征中的任何一个的扫描设备的任何机动车辆。

附图说明

根据以下描述，本发明的进一步的特征和优点将变得更加显而易见。该描述纯粹是说明性的，并且应当参考附图来阅读，其中：

[图1]：图1示意性地示出了包括根据本发明的扫描设备的机动车辆；

[图2]：图2是示出了便携式“免提”访问装备的陀螺仪根据时间的值的图表，图示了U形转向的情况，即用户在已经离开他们的车辆之后返回到他们的车辆；

[图3]：图3是示出了便携式免提访问装备和遵循图4中所图示轨迹的车辆之间根据时间的、并且由位于车辆上的各种ULB收发器根据依据本发明的扫描方法估计的距离的图表；

[图4]：图4示意性地示出了用户执行U形转向并在已经离开车辆之后返回到他们的车辆的轨迹，以及轨迹上的各个点，其对应的距离在图3的图表中图示出；

[图5]：图5是示出了根据本发明的扫描方法的流程图；

[图6]：图6示意性地示出了根据本发明的扫描系统，包括扫描设备和便携式“免提”访问装备。

具体实施方式

在图1和6中图示了根据本发明的扫描系统SYS。扫描系统SYS包括扫描设备D和用于访问用户U携带的车辆V的一件便携式“免提”装备SD。

扫描设备D在机动车辆V上，并且包括能够朝向车辆V内部发射的至少一个内部超宽带收发器模块I1以及至少一个外部模块，在该示例中，将考虑两个外部超宽带收发器模块Ex1、Ex4，它们能够朝向车辆V外部发射并且能够定位用户携带的便携式“免提”访问装备。然而，本发明也用单个内部模块I1和单个外部模块Ex1来操作。

超宽带被理解为一种无线电调制技术，其基于发射非常短持续时间的脉冲，通常小于一纳秒。因此，带宽可以达到非常高的值。

如现有技术中已知的，超宽带收发器模块每个包括至少一个天线和连接到该天线的一个电子单元，并且被适配为经由超宽带发射和接收信息。

图1和5图示了包括两个内部模块I1、I2和四个外部模块Ex1、Ex2、Ex3、Ex4的扫描设备。所述模块全部连接到中央管理单元10，中央管理单元10接收和处理源自模块的信息，并允许例如定位便携式装备。中央管理单元10还允许管理由模块实行的发射。

根据本发明，扫描设备D还配备有用于经由BLE(“蓝牙低能量”)与便携式装备SD通信的部件A1，即天线A1和BLE收发器单元，例如集成在中央管理单元10中。

根据本发明，扫描设备D也能够检测车辆的锁定，为此，它连接到车辆管理系统，该车辆管理系统例如集成在中央管理单元10中或者连接到中央管理单元10，并且可以接收用于锁定车辆的消息。

设备D还可以使用至少一个内部模块I1来扫描车辆内部的存在。更具体地，内部模块I1发射超宽带波，并将它接收的反射波轮廓与至少一个预确定波轮廓进行比较。在乘客车厢中存在或不存在的情况下，可能已经预先确定了若干波轮廓，并将其存储在中央单元10的存储器中。

设备D可以借助于BLE通信部件向所述装备SD发射检测用户U的U形转向的请求，并且作为回报，经由BLE通信接收从便携式装备SD接收的U形转向信号。

扫描设备SD还能够：当它从便携式装备接收到U形转向信号时，或者如果它已经检测到车辆内部的存在，则

i.停止扫描；和

ii.使用至少一个内部模块I1、I2和至少一个外部模块E1、E4确定用户U的位置。如果在车辆内部检测到存在，则它还可以向用户发射视觉或听觉警告，诸如触发车辆喇叭或打开车辆V的转向信号。

当车辆配备有仅一个外部模块Ex1和仅一个内部模块I1时，用户的位置仅可以在车辆V的一侧(例如在车辆的驾驶员侧)确定。

在本发明的改进中，扫描设备SD还能够向便携式装备SD发送请求，以依据对车辆内部存在的检测来停止陀螺仪测量。

在本发明的第二实施例中，扫描设备SD被适配用于：

a.借助于外部模块Ex1、Ex2、Ex3、Ex4确定用户U和车辆V之间的距离；

b.依据U形转向信号，检查所述距离减小；

c.依据检查结果，停止扫描并使用内部I1、I2和外部Ex1、…、Ex4模块确定用户U的位置。

为此，扫描设备SD配备有用于实行这些功能的软件部件。为此目的，中央管理单元10包括处理器100和存储指令的存储器101，所述指令用于配置处理器以执行特定处理、特别是用于实现根据特定实施例并且如下文所描述的扫描方法的步骤。

如图6中所图示，便携式“免提”访问装备SD例如是智能电话，其配备有BLE通信部件，即天线A2和BLE收发器单元，以便与车辆V通信，并且配备有陀螺仪G。

根据本发明，便携式装备SD配备有软件部件、处理器200、存储器201，从而允许它：

a.接收U形转向检测请求；

b.实行陀螺仪值的测量；

c.检测陀螺仪值是否表示用户的U形转向；

d.依据U形转向的检测，经由BLE向车辆发射U形转向信号。

为此目的，便携式装备SD包括部件M1，用于确定预确定时间窗口Δt期间陀螺仪值的峰值最大值和峰值最小值，如下文所描述的。

便携式装备SD还可以包括部件，用于一旦它接收到U形转向检测请求就增加陀螺仪测量的采集频率，以便改进U形转向检测的准确度。

现在将描述扫描方法和U形转向检测方法。

在第一步骤E0期间，扫描设备接收指示车辆被锁定的信息，中央管理单元10例如连接到车辆的信息网络，即CAN网络或其他网络，并且经由该有线网络接收指示门被锁定的信息。

一旦车辆被锁定，定时器就被触发，为此，该设备具有内部时钟。定时器被校准达预确定的持续时间tmax，例如10秒。

在所述持续时间期间，并且只要还没有过去(步骤E1)，在第一实施例中，两个动作被同时触发：

a.设备D经由BLE向便携式装备SD发送U形转向检测请求(步

骤E3a)；和

b.至少一个内部模块I1——在该示例中是两个内部模块I1、I2——在“雷达”模式下被激活，以便扫描乘客车厢并检测可能的人的存在(步骤E3b)。为此目的，内部模块发射UWB波，并将反射和作为回报接收的波的轮廓与预确定轮廓进行比较，其中所述轮廓表示乘客车厢中人类的存在或不存在。

免提访问便携式装备SD经由BLE接收来自车辆V的U形转向检测请求。所述装备SD然后触发其陀螺仪G值的测量记录。装备SD还可以增加其陀螺仪G测量的采集频率，以便更精确地检测可能的U形转向。

这些值由内部处理器200处理，并且如果在预确定的时间窗口Δt内，记录具有峰值最大值P1和峰值最小值P2，则检测到U形转向，这在图2中图示，图2示出了根据时间t测量的陀螺仪值G。

如果检测到U形转向(步骤E4a)，则该装备经由BLE向车辆V返回U形转向信号(步骤E5a)。

一旦接收到U形转向信号，车辆V就停止扫描车辆内部的存在(步骤E6)，并且然后使用所有内部和外部模块Ex1、Ex2、Ex3、Ex4、I1、I2(如果车辆上仅存在两个模块，则术语“所有模块”意味着存在的所述两个模块)，以便准确地确定位于车辆V外部的用户的位置(步骤E7)。因此，内部模块I1、I2从“雷达”模式改变到ULB定位模式，在该模式中，依据模块接收的信号的三角测量，以及依据信号的飞行时间或现有技术中已知的其他方法来确定用户的位置。

当然，如果车辆仅配备有一个内部模块I1和一个外部模块Ex1，则用户的该位置可能仅出现在车辆V的一侧，例如，在车辆的驾驶员侧。

如果一旦时间已经过去，没有检测到U形转向(步骤E4a)并且没有检测到车辆内部的存在，则车辆使用所有模块实行用户存在检测功能(步骤E7)，如上面所解释的(步骤E7)。

同时，并且在10秒的预确定持续时间期间，如果在车辆V内部检测到存在(步骤E4b)，则设备D触发视觉或听觉警告(步骤E5b)以通知用户，例如，车辆V的喇叭或转向灯的激活。停止扫描(步骤E6)，并且车辆返回到借助于车辆V上存在的所有模块来定位用户的标准操作模式(步骤E7)。

类似地，如果一旦时间已经过去，没有检测到U形转向(步骤E4a)并且没有检测到车辆内部的存在，则车辆使用所有模块实行用户存在检测功能(步骤E7)，如上面所解释的。

在本发明方法的第二实施例中，图5中使用虚线图示了，一旦车辆V被锁定，除了触发对乘客车厢的扫描并且除了要求便携式装备SD检测用户的可能U形转向之外，该方法还包括通过仅使用外部模块Ex1、Ex2、Ex3、Ex4来确定用户U与车辆V分离的距离的步骤(步骤E3c)。实际上，外部模块没有被请求实行扫描步骤，也没有被请求实行U形转向检测步骤。

所述外部模块Ex1、Ex2、Ex3、Ex4通过经由ULB收发，从而允许确定它们与便携式装备SD分离的距离，这对于本领域技术人员而言是已知的(步骤E4c)。

因此，如果扫描设备D从便携式装备SD接收到U形转向信号，则它可以检查如此确定并存储在其存储器和其处理器中的距离值是否表示用户的U形转向，即，移离并且然后返回到车辆V。实际上，当用户移离时，距离值将增加，并且如果他们执行U形转向并返回到他们的车辆V，则距离值减小。

因此，由便携式装备SD实行的U形转向检测可以由扫描设备D借助于其外部模块来检查。

如果距离变化Δd表示U形转向(步骤E5c)并且确认从便携式装备SD接收的U形转向信号，则扫描方法停止(步骤E6)并且车辆使用所有模块实行用户存在检测功能(步骤E7)，如上面所解释的。

这在图3和图4中图示。图4示出了在用户离开车辆V并且然后执行U形转向并且然后返回到车辆V的情况下用户U相对于车辆V的八个位置S1到S8。

图3的图表示出了依据由各个模块Ex1、Ex2、Ex3、Ex4、I1、I2针对每个其位置接收的信号并且通过应用根据本发明的扫描方法的第二实施例的用户相对于车辆的距离。

在第一阶段PH1期间，所有内部I1、I2和外部Ex1...Ex4模块用于实行定位便携式装备SD的功能。用户位于车辆V的外部的点S1、S2、S3处，并且远离车辆V移动。对于所有的发射器，由发射器测量的距离增加，对于内部模块具有较低的估计距离(由于乘客车厢中的衰减)，然后内部模块在位置S3处不再“看见”用户，该距离于是对于所述内部模块而言太大而不能从装备接收信号。

从位置S3，用户退出车辆的解锁区域Z1，并且然后车辆被自动锁定，如图3的图表中的事件“L”所指示。

根据依据本发明的方法的第二实施例，在车辆被锁定的情况下，内部模块I1、I2于是专用于扫描乘客车厢中的存在，而外部模块Ex1...Ex4专用于估计用户和车辆之间的距离。可以看出，在第二阶段PH2期间，所述距离减小，其中这对应于用户的U形转向，这由图4中的位置S4、S5、S6、S7所图示。

同时，车辆V接收U形转向信号，该信号从便携式装备SD发送，并借助于处理其陀螺仪G值的测量来检测。因此，U形转向被确认，这由图3中的事件“R3”所示。

一旦已经检测到U形转向，扫描方法就停止，并且在第三阶段PH3中再次使用所有模块来检测用户的位置。因此，用户被准确地检测为现在处于他们的车辆的门前面的位置S8中，并且因此驾驶员门可以被自动解锁，而用户U不会像现有技术中那样经历墙壁效应。

因此，本发明是巧妙的，因为它允许同时检测车辆内部人类的存在和检测车辆外部用户的位置而不向两个功能中的一个分配优先级(这将损害另一个功能)，并且同时遵守标准规定的10秒。

借助于本发明，用户不再冒遇到墙壁效应的风险，如果他们在锁定他们的车辆之后的10秒期间返回到他们的车辆的话。此外，向作为基本功能的检测乘客车厢中存在的功能提供高度的可靠性。

Claims (8)

1.一种用于使用扫描设备(D)扫描车辆(V)内部的存在的方法，所述扫描设备(D)包括能够朝向车辆(V)内部发射的至少一个内部超宽带收发器模块(I1)和能够朝向车辆(V)外部发射并且能够定位用户(U)携带的便携式“免提”访问装备(SD)的至少一个外部超宽带收发器模块(Ex1)，所述方法的特征在于，扫描设备(D)先前配备有用于与所述装备(SD)通信的超高频(UHF)通信部件，并且在于所述方法包括以下步骤：

a)检测车辆的锁定(步骤E0)；

b)在预确定的持续时间内(步骤E1)：

i)使用内部超宽带收发器模块(I1)扫描(步骤E3b)车辆(V)内部的存在，并且将由所述内部模块反射和接收的波的轮廓与至少一个预确定波轮廓进行比较；

ii)同时经由超高频向便携式装备(SD)发射(步骤E2)针对检测用户的U形转向的请求；

iii)如果接收到U形转向信号(步骤E4a)，则停止(步骤E6)扫描并使用内部模块(I1)和外部模块(Ex1)确定(步骤E7)用户(U)的位置；

iv)如果在车辆(V)内部检测到存在，则停止扫描并向用户发射(步骤E5b)警告；

c)否则，在预确定持续时间(tmax)结束时，如果没有接收到U形转向信号并且如果没有检测到车辆内部的存在，则使用内部模块(I1)和外部模块(Ex1)确定用户的位置(步骤E7)。

2.根据权利要求1所述的扫描方法，其特征在于，如果在车辆(V)内部检测到存在，则停止检测U形转向的信号被发射到便携式装备(SD)。

3.根据前述权利要求中任一项所述的扫描方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

a)在扫描的同时，由外部模块(Ex1)实行的确定用户(U)和车辆之间的距离的步骤(步骤E3c)；

b)如果接收到U形转向信号，则检查所述距离的值是否表示U形转向的步骤(步骤E5c)；

c)仅在所述检查被确认的情况下才停止扫描(步骤E6)并且才使用内部模块(I1)和外部模块(Ex1)实行确定(步骤E7)用户的位置。

4.一种意图放置在机动车辆(V)上的扫描设备(D)，包括能够朝向车辆(V)内部发射的至少一个内部超宽带收发器模块(I1)和能够朝向车辆(V)外部发射并且能够定位用户(U)携带的便携式“免提”访问装备(SD)的至少一个外部超宽带收发器模块(Ex1)，所述设备(D)的特征在于其配备有时钟并且能够：

a)使用超高频(BLE)与所述装备(SD)通信；

b)检测车辆(V)的锁定；

c)使用内部超宽带波收发器模块(I1)扫描车辆内部的存在，并将由所述模块反射和接收的波的轮廓与至少一个预确定波轮廓进行比较；

d)同时向所述装备(SD)发射针对检测用户的U形转向的请求；

e)依据从便携式装备(SD)接收到的U形转向信号或对车辆内部存在的检测：

(i)停止扫描；和

(ii)使用内部模块(I1)和外部模块(Ex1)确定用户的位置；

f)如果在车辆内部检测到存在，则向用户(U)发射警告。

5.根据权利要求4所述的扫描设备(D)，其特征在于，它能够依据对车辆内部存在的检测向便携式装备(SD)发送停止陀螺仪(G)的测量的请求。

6.根据权利要求4或5中任一项所述的扫描设备(D)，其特征在于，它能够：

a)借助于外部模块(Ex1，Ex2，Ex3，Ex4)确定用户和车辆之间的距离；

b)依据U形转向信号，检查所述距离的值对应于U形转向；

c)依据检查结果，停止扫描并使用内部(I1)和外部(Ex1)模块确定用户(U)的位置。

7.一种计算机程序产品，包括用于执行如权利要求1至3中任一项所述的扫描方法的步骤的程序代码指令。

8.一种机动车辆(V)，其特征在于，其包括如权利要求4至6中任一项所述的扫描设备(D)。