CN117008049A - 车辆测距方法、装置、车载终端、车辆及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车辆测距方法、装置、车载终端、车辆及介质，车辆包括至少一个UWB通信模块，方法包括：控制UWB通信模块发送第一测距帧，并控制UWB通信模块接收移动终端发送的第二测距帧和数据帧，其中，发送第一测距帧的第一时刻早于发送第二测距帧的第二时刻，发送数据帧的第三时刻晚于第二时刻，根据第一时刻、第二时刻、第三时刻、接收第二测距帧的第四时刻、接收数据帧的第五时刻确定UWB通信模块的时钟补偿值，根据时钟补偿值、第一时刻、第二时刻、第四时刻和移动终端接收第一测距帧的第六时刻确定UWB通信模块的测距信息。在不额外增加硬件成本的基础上，有效保证数据的同步性，减小UWB通信模块与移动终端的时钟未同步引起的误差，提高测距精度。
Description
技术领域
本发明涉及车辆控制技术领域，尤其涉及一种车辆测距方法、装置、车载终端、车辆及存储介质。
背景技术
随着车辆技术领域的飞速发展，车辆的智能化程度逐渐提高，各种个性化、多元化的功能设计应运而生，车辆PEPS(Passive Entry Passive Start，无钥匙进入和无钥匙启动)系统成为智能汽车中的一大亮点。在相关技术中，基于移动终端和车辆之间的距离进行车辆无钥匙进入和启动控制，但是存在测距成本较高、测距精度较低等问题。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种车辆测距方法，该方法能够在不额外增加硬件成本的基础上，有效保证数据的同步性，减小UWB通信模块与移动终端的时钟未同步引起的误差，提高测距精度。
本发明的第二个目的在于提出一种计算机可读存储介质。
本发明的第三个目的在于提出一种车载终端。
本发明的第四个目的在于提出一种车辆。
本发明的第五个目的在于提出一种车辆测距装置。
为达上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种车辆测距方法，所述车辆包括至少一个UWB通信模块，所述方法包括：控制所述UWB通信模块发送第一测距帧，并控制所述UWB通信模块接收移动终端发送的第二测距帧和数据帧，其中，发送所述第一测距帧的第一时刻早于发送所述第二测距帧的第二时刻，发送所述数据帧的第三时刻晚于所述第二时刻；根据所述第一时刻、所述第二时刻、所述第三时刻、接收所述第二测距帧的第四时刻、接收所述数据帧的第五时刻确定所述UWB通信模块的时钟补偿值；根据所述时钟补偿值、所述第一时刻、所述第二时刻、所述第四时刻和所述移动终端接收所述第一测距帧的第六时刻确定所述UWB通信模块的测距信息。
根据本发明实施例的车辆测距方法，根据发送第一测距帧的第一时刻、发送第二测距帧的第二时刻、发送数据帧的第三时刻、接收第二测距帧的第四时刻、接收数据帧的第五时刻确定UWB通信模块的时钟补偿值，进而根据时钟补偿值、发送第一测距帧的第一时刻、发送第二测距帧的第二时刻、接收第二测距帧的第四时刻和移动终端接收第一测距帧的第六时刻确定UWB通信模块的测距信息，从而在不额外增加硬件成本的基础上，有效保证数据的同步性，减小UWB通信模块与移动终端的时钟未同步引起的误差，提高测距精度。
在本发明的一些实施例中，所述数据帧包括时间戳信息，在所述确定所述UWB通信模块的时钟补偿值之前，所述方法还包括：解析所述数据帧中的时间戳信息以确定所述第二时刻、所述第三时刻和所述第六时刻。
在本发明的一些实施例中，所述根据所述第一时刻、所述第二时刻、所述第三时刻、接收所述第二测距帧的第四时刻、接收所述数据帧的第五时刻确定所述UWB通信模块的时钟补偿值，包括：根据所述第二时刻、所述第三时刻、第四时刻和所述第五时刻确定单位时钟补偿值；根据所述单位时钟补偿值、所述第一时刻和所述第四时刻确定所述UWB通信模块的时钟补偿值。
在本发明的一些实施例中，所述单位时钟补偿值通过以下公式计算：Tpi＝[(T5i-T4i)-(T3-T2)]/(T5i-T4i)，其中，Tpi为所述单位时钟补偿值，T2为所述第二时刻，T3为所述第三时刻，T4i为第四时刻，T5i为所述第五时刻。
在本发明的一些实施例中，所述UWB通信模块的时钟补偿值通过以下公式计算：Tci＝Tpi*(T4i-T1i)，其中，Tci为所述UWB通信模块的时钟补偿值，Tpi为所述单位时钟补偿值，T4i为所述第四时刻，T1i为所述第一时刻。
在本发明的一些实施例中，所述UWB通信模块的测距信息通过以下公式计算：Ri＝C*[(T4i-T1i)-(T2-T6i)+Tci]/2，其中，Ri为所述UWB通信模块的测距信息，C为电磁波传输速度，Tci为所述时钟补偿值，T1i为所述第一时刻，T2为所述第二时刻，T4i为所述第四时刻，T6i为所述第六时刻。
在本发明的一些实施例中，在所述确定所述UWB通信模块的测距信息之后，所述方法还包括：根据所述UWB通信模块的测距信息确定所述移动终端与所述车辆的相对位置信息，以便根据所述相对位置信息控制所述车辆执行无钥匙启动操作。
为达上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有车辆测距程序，该车辆测距程序被处理器执行时实现上述任一实施例所述的车辆测距方法。
根据本发明实施例的计算机可读存储介质，根据发送第一测距帧的第一时刻、发送第二测距帧的第二时刻、发送数据帧的第三时刻、接收第二测距帧的第四时刻、接收数据帧的第五时刻确定UWB通信模块的时钟补偿值，进而根据时钟补偿值、发送第一测距帧的第一时刻、发送第二测距帧的第二时刻、接收第二测距帧的第四时刻和移动终端接收第一测距帧的第六时刻确定UWB通信模块的测距信息，从而在不额外增加硬件成本的基础上，有效保证数据的同步性，减小UWB通信模块与移动终端的时钟未同步引起的误差，提高测距精度。
为达上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种车载终端，所述车载终端包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的车辆测距程序，所述处理器执行所述车辆测距程序时，实现上述任一实施例所述的车辆测距方法。
根据本发明实施例的车载终端，根据发送第一测距帧的第一时刻、发送第二测距帧的第二时刻、发送数据帧的第三时刻、接收第二测距帧的第四时刻、接收数据帧的第五时刻确定UWB通信模块的时钟补偿值，进而根据时钟补偿值、发送第一测距帧的第一时刻、发送第二测距帧的第二时刻、接收第二测距帧的第四时刻和移动终端接收第一测距帧的第六时刻确定UWB通信模块的测距信息，从而在不额外增加硬件成本的基础上，有效保证数据的同步性，减小UWB通信模块与移动终端的时钟未同步引起的误差，提高测距精度。
为达上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种车辆，所述车辆包括上述实施例所述的车载终端和至少一个UWB通信模块，所述车载终端与所述UWB通信模块相连。
根据本发明实施例的车辆，根据发送第一测距帧的第一时刻、发送第二测距帧的第二时刻、发送数据帧的第三时刻、接收第二测距帧的第四时刻、接收数据帧的第五时刻确定UWB通信模块的时钟补偿值，进而根据时钟补偿值、发送第一测距帧的第一时刻、发送第二测距帧的第二时刻、接收第二测距帧的第四时刻和移动终端接收第一测距帧的第六时刻确定UWB通信模块的测距信息，从而在不额外增加硬件成本的基础上，有效保证数据的同步性，减小UWB通信模块与移动终端的时钟未同步引起的误差，提高测距精度。
为达上述目的，本发明第五方面实施例提出了一种车辆测距装置，所述车辆包括至少一个UWB通信模块，所述装置包括：控制模块，用于控制所述UWB通信模块发送第一测距帧，并控制UWB通信模块接收移动终端发送的第二测距帧和数据帧，其中，发送所述第一测距帧的第一时刻早于发送所述第二测距帧的第二时刻，发送所述数据帧的第三时刻晚于所述第二时刻；第一确定模块，用于根据所述第一时刻、所述第二时刻、所述第三时刻、接收所述第二测距帧的第四时刻、接收所述数据帧的第五时刻确定所述UWB通信模块的时钟补偿值；第二确定模块，用于根据所述时钟补偿值、所述第一时刻、所述第二时刻、所述第四时刻和所述移动终端接收所述第一测距帧的第六时刻确定所述UWB通信模块的测距信息。
根据本发明实施例的车辆测距装置，根据发送第一测距帧的第一时刻、发送第二测距帧的第二时刻、发送数据帧的第三时刻、接收第二测距帧的第四时刻、接收数据帧的第五时刻确定UWB通信模块的时钟补偿值，进而根据时钟补偿值、发送第一测距帧的第一时刻、发送第二测距帧的第二时刻、接收第二测距帧的第四时刻和移动终端接收第一测距帧的第六时刻确定UWB通信模块的测距信息，从而在不额外增加硬件成本的基础上，有效保证数据的同步性，减小UWB通信模块与移动终端的时钟未同步引起的误差，提高测距精度。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的车辆测距方法的流程示意图；
图2是根据本发明一个实施例的车辆的场景示意图；
图3是根据本发明另一个实施例的车辆测距方法的流程示意图；
图4是根据本发明另一个实施例的车辆测距方法的流程示意图；
图5是根据本发明另一个实施例的车辆测距方法的流程示意图；
图6是根据本发明另一个实施例的车辆测距方法的流程示意图；
图7是根据本发明另一个实施例的车辆测距方法的流程示意图；
图8是根据本发明另一个实施例的车辆测距方法的流程示意图；
图9是根据本发明一个实施例的车载终端的结构框图；
图10是根据本发明一个实施例的车辆的结构框图；
图11是根据本发明一个实施例的车辆测距装置的结构框图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
为清楚说明本发明实施例的车辆测距方法、装置、车载终端、车辆及存储介质，下面结合图1所示的车辆测距方法的流程示意图进行描述。车辆包括至少一个UWB通信模块，如图1所示，本发明实施例的车辆测距方法包括以下步骤：
S11：控制UWB通信模块发送第一测距帧，并控制UWB通信模块接收移动终端发送的第二测距帧和数据帧，其中，发送第一测距帧的第一时刻早于发送第二测距帧的第二时刻，发送数据帧的第三时刻晚于第二时刻；
S13：根据第一时刻、第二时刻、第三时刻、接收第二测距帧的第四时刻、接收数据帧的第五时刻确定UWB通信模块的时钟补偿值；
S15：根据时钟补偿值、第一时刻、第二时刻、第四时刻和移动终端接收第一测距帧的第六时刻确定UWB通信模块的测距信息。
根据本发明实施例的车辆测距方法，根据发送第一测距帧的第一时刻、发送第二测距帧的第二时刻、发送数据帧的第三时刻、接收第二测距帧的第四时刻、接收数据帧的第五时刻确定UWB通信模块的时钟补偿值，进而根据时钟补偿值、发送第一测距帧的第一时刻、发送第二测距帧的第二时刻、接收第二测距帧的第四时刻和移动终端接收第一测距帧的第六时刻确定UWB通信模块的测距信息，从而在不额外增加硬件成本的基础上，有效保证数据的同步性，减小UWB通信模块与移动终端的时钟未同步引起的误差，提高测距精度。
可以理解的是，UWB(Ultra Wideband，超宽带)技术具有定位精度高、安全性好、传输速率高等优点，因此可基于UWB技术实现PEPS系统控制。当UWB技术应用在PEPS系统中时，车辆与移动终端进行周期性的UWB测距会话以确定车辆与移动终端的相对位置信息，其中，UWB测距会话的载体为UWB帧，UWB帧可包括SYNC字段、SFD字段、PHY字段和PSDU字段，其中，SYNC字段用于测量发送和接收之间的信道并确定发送和接收之间的相位位置，SFD字段用于启动和停止秒表进行距离测量的时间点，PHY字段可包括有效载荷的长度，PSDU字段可包括实际传输的数据。由于每个UWB通信模块的时钟晶振可能不同，进而每个UWB通信模块的时钟运行快慢不同，即多个UWB通信模块的时钟未同步，这样，随着时间的推移，每个UWB通信模块的时钟偏差可能越来越大，从而导致UWB测距精度降低、测距信息与实际情况不符，而通过额外增加同步引擎、同步器等设备的方式虽然能在一定程度上保证多个UWB通信模块的时钟同步，但是需要投入高昂的硬件成本，并且较难实现。
在本发明实施例的车辆测距方法中，车辆包括至少一个UWB通信模块，移动终端包括一个UWB通信模块，车辆与移动终端基于UWB通信模块进行UWB测距会话，以确定车辆的每个UWB通信模块的测距信息。
请结合图2，在某些实施例中，车辆1000包括五个UWB通信模块100，分别安装在车顶、右前车灯壳体、左前车灯壳体、左后车灯壳体和右后车灯壳体。其中，四个UWB通信模块100可安装在车灯壳体内，从而无需增加额外的保护设备即可实现对锚点的保护，且车灯壳体相对于车身壳体能够减小对信号的屏蔽。此外，上述五个UWB通信模块100的布置能够增大测距距离，准确反映车辆1000的形状，并且可以确保UWB通信模块100的数量可以满足后续对车辆1000与移动终端200之间的相对位置信息进行计算时的数据量的需求，比如，后续使用三边定位算法计算相对位置信息时，可以满足至少有三个UWB通信模块100与移动终端200保持在视距范围内，满足了该定位算法的计算要求。安装在车顶的一个UWB通信模块100可作为车身主通信模块，以控制安装在其他位置的UWB通信模块100的动作。在一些实施例中，车辆1000的UWB通信模块100为多通道和/或单通道UWB收发装置。移动终端200包括但不限于智能手机、平板电脑或者可穿戴设备等。
在某些实施例中，移动终端还包括运动传感器，请结合图3，在通过运动传感器确定移动终端的运动状态为运动时，唤醒移动终端的UWB通信模块以进行UWB测距会话，并且，在UWB测距会话过程中，持续检测移动终端的运动状态，如果检测到移动终端的运动状态由运动切换为静止且持续静止时长超过5秒，则控制移动终端的UWB通信模块进入睡眠模式，并在下次确定动终端的运动状态为运动时唤醒。如此，能够降低移动终端的UWB通信模块的功耗，延长移动终端的续航时长。运动传感器包括但不限于加速度传感器、速度传感器、气压传感器、惯性测量单元等。
进一步地，车辆可基于蓝牙估算移动终端与自身的当前距离，并在当前距离小于等于预设距离阈值(例如10米)时，确定移动终端进入车辆的UWB通信模块的接收UWB信号范围内，进而控制车辆的每个UWB通信模块发送第一测距帧，以与移动终端进行UWB测距会话。
第一测距帧、第二测距帧，可以理解为用于距离测量的UWB帧。发送第一测距帧的第一时刻，应当理解为通过车辆的UWB通信模块自身时钟记录的第一测距帧的发送时刻。接收第一测距帧的第六时刻，应当理解为通过移动终端的UWB通信模块自身时钟记录的第一测距帧的接收时刻。发送第二测距帧的第二时刻，应当理解为通过移动终端的UWB通信模块自身时钟记录的第二测距帧的发送时刻。接收第二测距帧的第四时刻，应当理解为通过车辆的UWB通信模块自身时钟记录的第二测距帧的接收时刻。
数据帧，可以理解为用于传递时间戳信息的UWB帧。发送数据帧的第三时刻，应当理解为通过移动终端的UWB通信模块自身时钟记录的数据帧的发送时刻。接收数据帧的第五时刻，应当理解为通过车辆的UWB通信模块自身时钟记录的数据帧的接收时刻。
UWB通信模块的时钟补偿值，可以理解为用于补偿第一时刻至第四时刻之间车辆的UWB通信模块与移动终端的时钟偏差的数值。
UWB通信模块的测距信息可包括车辆的UWB通信模块与移动终端的相对距离。
在一个例子中，车辆的五个UWB通信模块可分别记为锚点1、锚点2、锚点3、锚点4和锚点5，其中，锚点1作为车身主通信模块，控制其余4个锚点的动作，请结合图4，在某一时刻，锚点1命令每个锚点发送第一测距帧，由于每个锚点的时钟未同步，锚点1实际发送第一测距帧的第一时刻为T11，锚点2实际发送第一测距帧的第一时刻为T12，锚点3实际发送第一测距帧的第一时刻为T13，锚点4实际发送第一测距帧的第一时刻为T14，锚点5实际发送第一测距帧的第一时刻为T15，每个锚点发送第一测距帧的第一时刻可通过相应锚点自身时钟确定。
由于每个锚点布置在车身不同位置，相对于移动终端的距离不同，移动终端接收到锚点1发送的第一测距帧的第六时刻为T61，接收到锚点2发送的第一测距帧的第六时刻为T62，接收到锚点3发送的第一测距帧的第六时刻为T63，接收到锚点4发送的第一测距帧的第六时刻为T64，接收到锚点5发送的第一测距帧的第六时刻为T65，移动终端接收第一测距帧的第六时刻可通过自身UWB通信模块时钟确定。
移动终端在接收到第一测距帧后延时第一预设时长，即在第二时刻T2发送一个第二测距帧，并记录第二时刻T2。第二时刻T2可在T61、T62、T63、T64、T65中任一时刻的基础上延时第一预设时长获得，在此不作限定。进而，锚点1接收到第二测距帧的第四时刻为T41，锚点2接收到第二测距帧的第四时刻为T42，锚点3接收到第二测距帧的第四时刻为T43，锚点4接收到第二测距帧的第四时刻为T44，锚点5接收到第二测距帧的第四时刻为T45，每个锚点接收第二测距帧的第四时刻可通过相应锚点自身时钟确定。
移动终端在发送第二测距帧后延时第二预设时长，即在第三时刻T3发送一个数据帧，并记录第三时刻T3。第三时刻T3可在第二时刻T2的基础上延时第二预设时长获得。进而，锚点1接收到数据帧的第五时刻为T51，锚点2接收到数据帧的第五时刻为T52，锚点3接收到数据帧的第五时刻为T53，锚点4接收到数据帧的第五时刻为T54，锚点5接收到数据帧的第五时刻为T55，每个锚点接收数据帧的第五时刻可通过相应锚点自身时钟确定。
最后，每个锚点可根据数据帧、第一时刻、第四时刻和第五时刻确定时钟补偿值，并根据时钟补偿值确定测距信息。
请结合图5，在本发明的一些实施例中，数据帧包括时间戳信息，在步骤S13之前，方法还包括：
S17：解析数据帧中的时间戳信息以确定第二时刻、第三时刻和第六时刻。
如此，能够准确获取到移动终端的时间戳信息，便于后续确定UWB通信模块的时钟补偿值和UWB通信模块的测距信息。
具体地，移动终端可在数据帧的PSDU字段增加接收第一测距帧的第六时刻、发送第二测距帧的第二时刻和发送数据帧的第三时刻对应的时间戳信息，从而车辆在接收到移动终端发送的数据帧时，能够通过解析数据帧确定第二时刻、第三时刻和第六时刻。可以理解的是，由于UWB协议定义测距帧无法存放载荷，而测距帧需要遵循协议，因此接收第一测距帧的第六时刻和发送第二测距帧的第二时刻无法通过第二测距帧直接发送至车辆，由于UWB协议定义数据帧能够存放载荷，因此可以在发送第二测距帧之后，通过数据帧将接收第一测距帧的第六时刻和发送第二测距帧的第二时刻发送至车辆。
请结合图6，在本发明的一些实施例中，步骤S13包括：
S131：根据第二时刻、第三时刻、第四时刻和第五时刻确定单位时钟补偿值；
S133：根据单位时钟补偿值、第一时刻和第四时刻确定UWB通信模块的时钟补偿值。
如此，能够基于单位时钟补偿值较准确地补偿第一时刻至第四时刻之间车辆的UWB通信模块与移动终端的时钟偏差，提升测距精度。
具体地，单位时钟补偿值，可以理解为用于补偿单位时间内车辆的UWB通信模块与移动终端的时钟偏差的数值。
在本发明的一些实施例中，单位时钟补偿值通过以下公式计算：Tpi＝[(T5i-T4i)-(T3-T2)]/(T5i-T4i)公式(1)，其中，Tpi为单位时钟补偿值，T2为第二时刻，T3为第三时刻，T4i为第四时刻，T5i为第五时刻。
如此，采用各自时钟的时间间隔进行计算，避免移动终端与车辆的UWB通信模块的时钟信息直接减法运算，有效地解决了移动终端与车辆的UWB通信模块时钟未同步引起的时钟偏差，提升测距精度。
具体地，i为车辆的UWB通信模块的序号，每个UWB通信模块的序号不同。在公式(1)中，(T5i-T4i)为车辆的同一UWB通信模块接收到数据帧与接收到第二测距帧的时间间隔，(T3-T2)为移动终端发送数据帧与发送第二测距帧的时间间隔。可以理解，如果移动终端与车辆的UWB通信模块的时钟同步，则(T5i-T4i)与(T3-T2)相等。
请继续结合图4的示例，基于上述公式(1)可得，锚点1的单位时钟补偿值Tp1为：Tp1＝[(T51-T41)-(T3-T2)]/(T51-T41)，锚点2的单位时钟补偿值Tp2为：Tp2＝[(T52-T42)-(T3-T2)]/(T52-T42)，锚点3的单位时钟补偿值Tp3、锚点4的单位时钟补偿值Tp4、锚点5的单位时钟补偿值Tp5同理也可获得，为避免冗余，此不一一列举。
在本发明的一些实施例中，UWB通信模块的时钟补偿值通过以下公式计算：Tci＝Tpi*(T4i-T1i)公式(2)，其中，Tci为UWB通信模块的时钟补偿值，Tpi为单位时钟补偿值，T4i为第四时刻，T1i为第一时刻。
如此，能够基于单位时钟补偿值较准确地补偿第一时刻至第四时刻之间车辆的UWB通信模块与移动终端的时钟偏差，提升测距精度。
请继续结合图4的示例，基于上述公式(2)可得，锚点1的时钟补偿值Tc1为：Tc1＝Tp1*(T41-T11)，锚点2的时钟补偿值Tc2为：Tc2＝Tp2*(T42-T12)，锚点3的时钟补偿值Tc3、锚点4的时钟补偿值Tc4、锚点5的时钟补偿值Tc5同理也可获得，为避免冗余，此不一一列举。
在本发明的一些实施例中，UWB通信模块的测距信息通过以下公式计算：Ri＝C*[(T4i-T1i)-(T2-T6i)+Tci]/2公式(3)，其中，Ri为UWB通信模块的测距信息，C为电磁波传输速度，Tci为时钟补偿值，T1i为第一时刻，T2为第二时刻，T4i为第四时刻，T6i为第六时刻。
如此，采用各自时钟的时间间隔进行计算，避免移动终端与车辆的UWB通信模块的时钟信息直接减法运算，有效地解决了移动终端与车辆的UWB通信模块时钟未同步引起的时钟偏差，提升测距精度。
具体地，在上述公式(3)中，[(T4i-T1i)-(T2-T6i)+Tci]/2可以理解为移动终端与车辆的UWB通信模块之间测距帧的飞行时间，从而通过上述公式(3)能够基于测距帧的飞行时间和电磁波传输速度计算移动终端与车辆的UWB通信模块的相对距离，即UWB通信模块的测距信息。
请继续结合图4的示例，基于上述公式(3)可得，锚点1的测距信息R1为：R1＝C*[(T41-T11)-(T2-T61)+Tc1]/2，锚点2的测距信息R2为：R2＝C*[(T42-T12)-(T2-T62)+Tc2]/2，锚点3的测距信息R3、锚点4的测距信息R4、锚点5的测距信息R5同理也可获得，为避免冗余，此不一一列举。
请结合图7，在本发明的一些实施例中，在步骤S15之后，方法还包括：
S19：根据UWB通信模块的测距信息确定移动终端与车辆的相对位置信息，以便根据相对位置信息控制车辆执行无钥匙启动操作。
如此，保证移动终端与车辆的相对位置信息的准确性，提高移动终端的定位精度，便于根据相对位置信息控制车辆较精准地执行无钥匙启动操作，有利于提升车辆的智能化程度，提升用户体验。
具体地，车辆可包括至少三个UWB通信模块，在分别确定车辆的每个UWB通信模块与移动终端的测距信息之后，可以通过三边定位算法确定移动终端相对车辆的坐标点，进而根据移动终端的坐标点和车辆的坐标点，能够较准确地确定移动终端与车辆的相对位置信息。相对位置信息可包括移动终端与车辆的相对距离。
无钥匙启动操作可包括迎宾操作、解锁操作、启动操作。
请结合图8，在某些实施例中，预先确定迎宾操作对应的迎宾区域、解锁操作对应的解锁区域和启动操作对应的启动区域，在根据相对位置信息确定移动终端进入迎宾区域时，可控制车辆执行迎宾操作，例如，迎宾灯闪烁，并持续监测相对位置信息；在根据相对位置信息确定移动终端进入解锁区域时，可控制车辆停止迎宾操作并执行解锁操作，例如，关闭迎宾灯并解锁车门锁，以及持续监测相对位置信息；在根据相对位置信息确定移动终端进入启动区域时，可控制车辆执行启动操作，例如，启动发动机，从而无需用户对移动终端进行操作即可无感进入并启动车辆。此外，无需掏车钥匙也不会存在车钥匙遗失或被盗风险，大大提升了用户体验。
在一个例子中，在根据相对位置信息确定移动终端与车辆的相对距离小于等于5米并且大于2米时，可确定移动终端处于迎宾区域；在根据相对位置信息确定移动终端与车辆的相对距离小于等于2米并且大于0.5米时，可确定移动终端处于解锁区域；在根据相对位置信息确定移动终端与车辆的相对距离小于等于0.5米时，可确定移动终端处于启动区域。如此，能够准确快速地确定用户所处区域，以便合理控制车辆执行相应的无钥匙启动操作，提升车辆的智能化程度。
需要指出的是，上述所提到的具体数值只为了作为例子详细说明本发明的实施，而不应理解为对本发明的限制。在其它例子或实施方式或实施例中，可根据本发明来选择其它数值，在此不作具体限定。
为了实现上述实施例，本发明实施例还提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有车辆测距程序，该车辆测距程序被处理器执行时实现上述任一实施例的车辆测距方法。
根据本发明实施例的计算机可读存储介质，根据发送第一测距帧的第一时刻、发送第二测距帧的第二时刻、发送数据帧的第三时刻、接收第二测距帧的第四时刻、接收数据帧的第五时刻确定UWB通信模块的时钟补偿值，进而根据时钟补偿值、发送第一测距帧的第一时刻、发送第二测距帧的第二时刻、接收第二测距帧的第四时刻和移动终端接收第一测距帧的第六时刻确定UWB通信模块的测距信息，从而在不额外增加硬件成本的基础上，有效保证数据的同步性，减小UWB通信模块与移动终端的时钟未同步引起的误差，提高测距精度。
例如，车辆测距程序被处理器执行的情况下，实现以下车辆测距方法的步骤：
S11：控制UWB通信模块发送第一测距帧，并控制UWB通信模块接收移动终端发送的第二测距帧和数据帧，其中，发送第一测距帧的第一时刻早于发送第二测距帧的第二时刻，发送数据帧的第三时刻晚于第二时刻；
S13：根据第一时刻、第二时刻、第三时刻、接收第二测距帧的第四时刻、接收数据帧的第五时刻确定UWB通信模块的时钟补偿值；
S15：根据时钟补偿值、第一时刻、第二时刻、第四时刻和移动终端接收第一测距帧的第六时刻确定UWB通信模块的测距信息。
需要指出的是，上述对车辆测距方法的实施例和有益效果的解释说明，也适应本发明实施例的计算机可读介质，为避免冗余，在此不作详细展开。
为了实现上述实施例，本发明实施例还提出了一种车载终端，图9是根据本发明一个实施例的车载终端的结构框图。如图9所示，该车载终端300包括存储器302、处理器304及存储在存储器302上并可在处理器304上运行的车辆测距程序306，处理器304执行车辆测距程序306时，能实现上述任一实施例的车辆测距方法。
根据本发明实施例的车载终端300，根据发送第一测距帧的第一时刻、发送第二测距帧的第二时刻、发送数据帧的第三时刻、接收第二测距帧的第四时刻、接收数据帧的第五时刻确定UWB通信模块的时钟补偿值，进而根据时钟补偿值、发送第一测距帧的第一时刻、发送第二测距帧的第二时刻、接收第二测距帧的第四时刻和移动终端接收第一测距帧的第六时刻确定UWB通信模块的测距信息，从而在不额外增加硬件成本的基础上，有效保证数据的同步性，减小UWB通信模块与移动终端的时钟未同步引起的误差，提高测距精度。
例如，车辆测距程序306被处理器304执行的情况下，实现以下车辆测距方法的步骤：
S11：控制UWB通信模块发送第一测距帧，并控制UWB通信模块接收移动终端发送的第二测距帧和数据帧，其中，发送第一测距帧的第一时刻早于发送第二测距帧的第二时刻，发送数据帧的第三时刻晚于第二时刻；
S13：根据第一时刻、第二时刻、第三时刻、接收第二测距帧的第四时刻、接收数据帧的第五时刻确定UWB通信模块的时钟补偿值；
S15：根据时钟补偿值、第一时刻、第二时刻、第四时刻和移动终端接收第一测距帧的第六时刻确定UWB通信模块的测距信息。
需要指出的是，上述对车辆测距方法的实施例和有益效果的解释说明，也适应本发明实施例的车载终端300，为避免冗余，在此不作详细展开。
请结合图10，为了实现上述实施例，本发明实施例还提出了一种车辆1000，车辆1000包括上述实施例的车载终端300和至少一个UWB通信模块100，车载终端300与UWB通信模块100相连。
根据本发明实施例的车辆1000，根据发送第一测距帧的第一时刻、发送第二测距帧的第二时刻、发送数据帧的第三时刻、接收第二测距帧的第四时刻、接收数据帧的第五时刻确定UWB通信模块的时钟补偿值，进而根据时钟补偿值、发送第一测距帧的第一时刻、发送第二测距帧的第二时刻、接收第二测距帧的第四时刻和移动终端接收第一测距帧的第六时刻确定UWB通信模块的测距信息，从而在不额外增加硬件成本的基础上，有效保证数据的同步性，减小UWB通信模块与移动终端的时钟未同步引起的误差，提高测距精度。
具体地，车辆1000包括但不限于纯电动车、混合动力电动车、增程式电动车、燃油车等。
需要指出的是，上述对车辆测距方法的实施例和有益效果的解释说明，也适应本发明实施例的车辆1000，为避免冗余，在此不作详细展开。
为了实现上述实施例，本发明实施例还提出了一种车辆测距装置，该车辆测距装置可实现上述任一实施例的车辆测距方法。图11是根据本发明一个实施例的车辆测距装置的结构框图。车辆包括至少一个UWB通信模块，如图11所示，本发明提出的车辆测距装置400包括控制模块402、第一确定模块404和第二确定模块406。控制模块402用于控制UWB通信模块发送第一测距帧，并控制UWB通信模块接收移动终端发送的第二测距帧和数据帧，其中，发送第一测距帧的第一时刻早于发送第二测距帧的第二时刻，发送数据帧的第三时刻晚于第二时刻。第一确定模404块用于根据第一时刻、第二时刻、第三时刻、接收第二测距帧的第四时刻、接收数据帧的第五时刻确定UWB通信模块的时钟补偿值。第二确定模块406用于根据时钟补偿值、第一时刻、第二时刻、第四时刻和移动终端接收第一测距帧的第六时刻确定UWB通信模块的测距信息。
根据本发明实施例的车辆测距装置400，根据发送第一测距帧的第一时刻、发送第二测距帧的第二时刻、发送数据帧的第三时刻、接收第二测距帧的第四时刻、接收数据帧的第五时刻确定UWB通信模块的时钟补偿值，进而根据时钟补偿值、发送第一测距帧的第一时刻、发送第二测距帧的第二时刻、接收第二测距帧的第四时刻和移动终端接收第一测距帧的第六时刻确定UWB通信模块的测距信息，从而在不额外增加硬件成本的基础上，有效保证数据的同步性，减小UWB通信模块与移动终端的时钟未同步引起的误差，提高测距精度。
在本发明的一些实施例中，数据帧包括时间戳信息，车辆测距装置400还包括解析模块，解析模块用于解析数据帧中的时间戳信息以确定第二时刻、第三时刻和第六时刻。
在本发明的一些实施例中，第一确定模块404包括第一确定单元和第二确定单元。第一确定单元用于根据第二时刻、第三时刻、第四时刻和第五时刻确定单位时钟补偿值。第二确定单元用于根据单位时钟补偿值、第一时刻和第四时刻确定UWB通信模块的时钟补偿值。
在本发明的一些实施例中，单位时钟补偿值通过以下公式计算：Tpi＝[(T5i-T4i)-(T3-T2)]/(T5i-T4i)，其中，Tpi为单位时钟补偿值，T2为第二时刻，T3为第三时刻，T4i为第四时刻，T5i为第五时刻。
在本发明的一些实施例中，UWB通信模块的时钟补偿值通过以下公式计算：Tci＝Tpi*(T4i-T1i)，其中，Tci为UWB通信模块的时钟补偿值，Tpi为单位时钟补偿值，T4i为第四时刻，T1i为第一时刻。
在本发明的一些实施例中，UWB通信模块的测距信息通过以下公式计算：Ri＝C*[(T4i-T1i)-(T2-T6i)+Tci]/2，其中，Ri为UWB通信模块的测距信息，C为电磁波传输速度，Tci为时钟补偿值，T1i为第一时刻，T2为第二时刻，T4i为第四时刻，T6i为第六时刻。
在本发明的一些实施例中，车辆测距装置400还包括第三确定模块。第三确定模块用于根据UWB通信模块的测距信息确定移动终端与车辆的相对位置信息，以便根据相对位置信息控制车辆执行无钥匙启动操作。
需要指出的是，上述对车辆测距方法的实施例和有益效果的解释说明，也适应本发明实施例的车辆测距装置400，为避免冗余，在此不作详细展开。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
此外，本发明实施例中所使用的“第一”、“第二”等术语，仅用于描述目的，而不可以理解为指示或者暗示相对重要性，或者隐含指明本实施例中所指示的技术特征数量。由此，本发明实施例中限定有“第一”、“第二”等术语的特征，可以明确或者隐含地表示该实施例中包括至少一个该特征。在本发明的描述中，词语“多个”的含义是至少两个或者两个及以上，例如两个、三个、四个等，除非实施例中另有明确具体的限定。
需要指出的是，以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (11)
1.一种车辆测距方法，其特征在于，所述车辆包括至少一个UWB通信模块，所述方法包括：
控制所述UWB通信模块发送第一测距帧，并控制所述UWB通信模块接收移动终端发送的第二测距帧和数据帧，其中，发送所述第一测距帧的第一时刻早于发送所述第二测距帧的第二时刻，发送所述数据帧的第三时刻晚于所述第二时刻；
根据所述第一时刻、所述第二时刻、所述第三时刻、接收所述第二测距帧的第四时刻、接收所述数据帧的第五时刻确定所述UWB通信模块的时钟补偿值；
根据所述时钟补偿值、所述第一时刻、所述第二时刻、所述第四时刻和所述移动终端接收所述第一测距帧的第六时刻确定所述UWB通信模块的测距信息。
2.根据权利要求1所述的车辆测距方法，其特征在于，所述数据帧包括时间戳信息，在所述确定所述UWB通信模块的时钟补偿值之前，所述方法还包括：
解析所述数据帧中的时间戳信息以确定所述第二时刻、所述第三时刻和所述第六时刻。
3.根据权利要求1所述的车辆测距方法，其特征在于，所述根据所述第一时刻、所述第二时刻、所述第三时刻、接收所述第二测距帧的第四时刻、接收所述数据帧的第五时刻确定所述UWB通信模块的时钟补偿值，包括：
根据所述第二时刻、所述第三时刻、第四时刻和所述第五时刻确定单位时钟补偿值；
根据所述单位时钟补偿值、所述第一时刻和所述第四时刻确定所述UWB通信模块的时钟补偿值。
4.根据权利要求3所述的车辆测距方法，其特征在于，所述单位时钟补偿值通过以下公式计算：
Tpi＝[(T5i-T4i)-(T3-T2)]/(T5i-T4i)，
其中，Tpi为所述单位时钟补偿值，T2为所述第二时刻，T3为所述第三时刻，T4i为第四时刻，T5i为所述第五时刻。
5.根据权利要求3所述的车辆测距方法，其特征在于，所述UWB通信模块的时钟补偿值通过以下公式计算：
Tci＝Tpi*(T4i-T1i)，
其中，Tci为所述UWB通信模块的时钟补偿值，Tpi为所述单位时钟补偿值，T4i为所述第四时刻，T1i为所述第一时刻。
6.根据权利要求1所述的车辆测距方法，其特征在于，所述UWB通信模块的测距信息通过以下公式计算：
Ri＝C*[(T4i-T1i)-(T2-T6i)+Tci]/2，
其中，Ri为所述UWB通信模块的测距信息，C为电磁波传输速度，Tci为所述时钟补偿值，T1i为所述第一时刻，T2为所述第二时刻，T4i为所述第四时刻，T6i为所述第六时刻。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的车辆测距方法，其特征在于，在所述确定所述UWB通信模块的测距信息之后，所述方法还包括：
根据所述UWB通信模块的测距信息确定所述移动终端与所述车辆的相对位置信息，以便根据所述相对位置信息控制所述车辆执行无钥匙启动操作。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有车辆测距程序，该车辆测距程序被处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的车辆测距方法。
9.一种车载终端，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的车辆测距程序，所述处理器执行所述车辆测距程序时，实现权利要求1-7中任一项所述的车辆测距方法。
10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求9所述的车载终端和至少一个UWB通信模块，所述车载终端与所述UWB通信模块相连。
11.一种车辆测距装置，其特征在于，所述车辆包括至少一个UWB通信模块，所述装置包括：
控制模块，用于控制所述UWB通信模块发送第一测距帧，并控制UWB通信模块接收移动终端发送的第二测距帧和数据帧，其中，发送所述第一测距帧的第一时刻早于发送所述第二测距帧的第二时刻，发送所述数据帧的第三时刻晚于所述第二时刻；
第一确定模块，用于根据所述第一时刻、所述第二时刻、所述第三时刻、接收所述第二测距帧的第四时刻、接收所述数据帧的第五时刻确定所述UWB通信模块的时钟补偿值；
第二确定模块，用于根据所述时钟补偿值、所述第一时刻、所述第二时刻、所述第四时刻和所述移动终端接收所述第一测距帧的第六时刻确定所述UWB通信模块的测距信息。
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN117607844A (zh) * | 2024-01-17 | 2024-02-27 | 鹏城实验室 | 激光通信测距方法、装置、系统及存储介质 |
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2022
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Cited By (2)
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