CN117335828A - Uwb传感器、车载系统、车辆监测控制方法以及介质 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种UWB传感器、车载系统、车辆监测控制方法以及介质，该UWB传感器包括：总线收发器、UWB芯片、射频开关矩阵以及天线模块；该UWB芯片用于基于控制命令使能对应的目标检测功能，并控制射频开关矩阵的开关通断状态来选择对应于目标检测功能的天线模组，以及在射频开关矩阵处于导通状态时向天线模块发送对应于目标检测功能的第一射频信号以及接收天线模块发送的第二射频信号，基于目标检测算法以及与天线模块的信号传输过程计算得到检测数据，将检测数据进行对应于目标检测功能的数据处理后得到的结果数据发送到总线收发器。该车辆监测控制方法可以通过组合调用不同位置的UWB传感器来完成不同功能需求的实现。

Description

UWB传感器、车载系统、车辆监测控制方法以及介质

技术领域

本申请实施例涉及传感技术领域，尤其涉及UWB传感器、车载系统、车辆监测控制方法以及介质。

背景技术

随着传感技术的快速发展，传感器已经在诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等各个领域应用。例如，在智能车辆领域的应用中，通常会在车体设置UWB锚点来配合用户的数字钥匙完成定位检测功能，其余盲区检测、儿童车内遗留监测以及倒车辅助等功能则需要设置其他类型传感器来完成，比如探地检测雷达、摄像头、感知电容传感器以及超声波传感器等。

然而，由于相关技术中针对不同功能会独立设置不同类型的传感器，导致传感器的种类繁多，相应的控制成本以及采购成本较高，整体功耗较大。

发明内容

本申请实施例提供了一种UWB传感器、车载系统、车辆监测控制方法以及介质，解决了车体因不同功能需求设置不同类型的传感器导致控制成本以及采购成本较高，整体功耗较大的问题，实现了通过在车辆上设置多个UWB传感器来替代其他不同种类的传感器，并通过组合调用不同位置的UWB传感器以及选通每个UWB传感器对应的天线模组，来完成不同功能需求的实现，有效降低控制成本以及采购成本，减少整体功耗。

第一方面，本申请实施例提供了一种UWB传感器，所述UWB传感器包括：总线收发器、UWB芯片、射频开关矩阵以及天线模块，所述天线模块包括至少一个天线模组；

所述总线收发器的差分传输端用于通过总线与域控制器连接，所述总线收发器的数据传输端与所述UWB芯片的总线数据端连接，所述总线收发器用于将接收到的所述域控制器发送的控制命令转发到所述UWB芯片，以及用于将接收到的所述UWB芯片发送的结果数据转发到所述域控制器；

所述UWB芯片的控制输出端与所述射频开关矩阵的开关控制端连接，所述UWB芯片的信号收发端与所述射频开关矩阵的第一信号端连接，所述射频开关矩阵的第二信号端与所述天线模块的信号传输端连接，所述UWB芯片用于基于所述控制命令使能对应的目标检测功能，并控制所述射频开关矩阵的开关通断状态来选择对应于所述目标检测功能的天线模组，以及，在所述射频开关矩阵处于导通状态时向所述天线模块发送对应于所述目标检测功能的第一射频信号以及接收所述天线模块发送的第二射频信号，并对应于所述目标检测功能选择目标检测算法，基于所述目标检测算法以及与所述天线模块的信号传输过程计算得到检测数据，将所述检测数据进行对应于所述目标检测功能的数据处理后得到的结果数据发送到所述总线收发器；

所述天线模块用于对外辐射所述第一射频信号，以及接收第二射频信号。

可选的，所述UWB芯片包括总线控制器、射频收发模块以及微控制器；

所述总线控制器的第一数据端与所述总线收发器的数据传输端连接，所述总线控制器的第二数据端与所述微控制器的控制数据端连接；

所述微控制器的信号输出端与所述射频收发模块的信号传输端连接，所述微控制器的控制输出端与所述射频开关矩阵的开关控制端连接；

所述射频收发模块的信号收发端与所述射频开关矩阵的第一信号端连接。

可选的，所述射频收发模块包括至少一个射频接收器以及至少一个射频发送器，和/或至少一个射频收发器，其中每个所述射频接收器、每个所述射频发送器以及每个所述射频收发器对应设置有一个单刀多掷开关。

可选的，所述天线模块包括全向天线模组以及至少一个定向天线模组。

可选的，所述天线模块包括全向天线模组以及4个定向天线模组，所述天线模块以全向天线模组为中心，4个定向天线模组围绕所述全向天线模组设置，并且所述4个定向天线模组的检测区域覆盖所述全向天线模组的外围区域。

可选的，所述UWB传感器还包括线性稳压器，所述线性稳压器的电压输入端与外部电源连接，所述线性稳压器的电压输出端与所述UWB芯片的电压输入端连接，所述线性稳压器的电压输出端与所述射频开关矩阵的电压输入端连接，所述线性稳压器用于将所述外部电源提供的电压转换为所述UWB芯片以及所述射频开关矩阵的额定工作电压。

第二方面，本申请实施例还提供了一种车载系统，所述车载系统包括车身、域控制器以及多个如本申请任一实施例所述的UWB传感器，所述域控制器以及所述UWB传感器设置于所述车身，所述域控制器以及所述UWB传感器通过总线连接。

第三方面，本申请实施例还提供了一种车辆监测控制方法，所述车辆监测控制方法包括：

所述域控制器接收到目标功能的开启命令时，所述域控制器基于所述开启命令从多个UWB传感器中确定与所述目标功能对应的至少一个目标UWB传感器，并通过总线向每个所述目标UWB传感器发送对应的控制指令；

每个所述目标UWB传感器接收到对应的控制指令后，使能所述对应的控制指令对应的目标检测功能，并将基于所述目标检测功能生成的结果数据通过所述总线发送至所述域控制器；

所述域控制器基于接收到的结果数据确定对应于所述目标功能的检测结果，并基于所述检测结果向与所述目标功能关联的车载功能单元输出对应的控制信息。

第四方面，本申请实施例还提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如本申请任一实施例所述的车辆监测控制方法。

本申请实施例中，UWB传感器内总线收发器用于将接收到的域控制器发送的控制命令转发到UWB芯片，以及用于将接收到的UWB芯片发送的结果数据转发到域控制器；UWB芯片用于基于控制命令使能对应的目标检测功能，并控制射频开关矩阵的开关通断状态来选择对应于目标检测功能的天线模组，以及，在射频开关矩阵处于导通状态时向天线模块发送对应于目标检测功能的第一射频信号以及接收天线模块发送的第二射频信号，并对应于目标检测功能选择目标检测算法，基于目标检测算法以及与天线模块的信号传输过程计算得到检测数据，将所述检测数据进行对应于所述目标检测功能的数据处理后得到的结果数据发送到所述总线收发器。实现了通过在车辆上设置多个UWB传感器来替代其他不同种类的传感器，并通过组合调用不同位置的UWB传感器以及选通每个UWB传感器对应的天线模组，来完成不同功能需求的实现，有效降低控制成本以及采购成本，减少整体功耗。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种UWB传感器的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的另一种UWB传感器的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种全向天线模组的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种定向天线模组的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种全向天线模组以及定向天线模组的分布位置的示意图；

图6为本申请实施例提供的一种设置单射频发送器以及双射频接收器的UWB传感器的局部结构示意图。

图7为本申请实施例提供的一种设置双射频收发器的UWB传感器的局部结构示意图；

图8为本申请实施例提供一种车辆监测控制方法的流程图；

图9为本申请实施例提供每个目标UWB传感器生成结果数据的方法的流程图；

图10为本申请实施例提供的一种多个UWB传感器在车身的位置分布的示意图；

图11为本申请实施例提供的一种实现UWB定位功能的UWB传感器的组合示意图；

图12为本申请实施例提供的一种实现儿童车内遗留监测功能的UWB传感器的组合示意图；

图13为本申请实施例提供的一种实现车外盲区检测功能的UWB传感器的组合示意图；

图14为本申请实施例提供的一种实现停车哨兵检测功能的UWB传感器的组合示意图；

图15为本申请实施例提供的一种实现尾箱脚踢感应的UWB传感器的组合示意图；

图16为本申请实施例提供的一种实现倒车辅助功能的UWB传感器的组合示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请实施例作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请实施例，而非对本申请实施例的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请实施例相关的部分而非全部结构。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。此外，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”，“串联”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

随着智能车辆技术的快速发展，为了更好地保障使用者的安全，可以通过在车辆设置不同类型的传感器来满足不同功能需求。示例的，可以通过在车体内部以及车体外侧布置多个UWB锚点，配合用户的数字要是来实现UWB数字钥匙门禁功能，达到无感解锁的效果，其中数字钥匙可以是实体的包含UWB\BLE\NFC技术的汽车数字钥匙，也可以是手机，该手机带有UWB功能，通过数字钱包可以开通汽车数字钥匙；可以通过在车体内部设置雷达或者摄像头等传感器来监测生命体征，实现儿童车内遗留监测功能；可以通过在车体外侧设置毫米波雷达或者摄像头，实现车外盲区检测功能；可以通过在车体外侧设置摄像头、震动传感器以及超声波传感器，实现停车哨兵检测功能；可以通过在车尾设置电容传感器，实现用脚踢动作开启、关闭后备箱的功能；可以在车体外侧设置摄像头以及超声波探头，实现倒车辅助功能。

然而对应于不同功能需求独立设置不同类型的传感器，会导致传感器的种类繁多，相应的控制成本以及采购成本较高，整体功耗较大，由此，本申请实施例旨在提供一种UWB传感器、车载系统、车辆监测控制方法以及介质来解决前述问题。

图1为本申请实施例提供的一种UWB传感器的结构示意图，如图1所示，该UWB传感器包括：总线收发器101、UWB芯片102、射频开关矩阵103以及天线模块104，天线模块104包括至少一个天线模组1041；总线收发器101的差分传输端用于通过总线与域控制器连接，总线收发器101的数据传输端与UWB芯片102的总线数据端连接，总线收发器101用于将接收到的域控制器发送的控制命令转发到UWB芯片102，以及用于将接收到的UWB芯片102发送的结果数据转发到域控制器；UWB芯片102的控制输出端与射频开关矩阵103的开关控制端连接，UWB芯片102的信号收发端与射频开关矩阵103的第一信号端连接，射频开关矩阵103的第二信号端与天线模块104的信号传输端连接，UWB芯片102用于基于控制命令使能对应的目标检测功能，并控制射频开关矩阵103的开关通断状态来选择对应于目标检测功能的天线模组1041，以及，在射频开关矩阵103处于导通状态时向天线模块104发送对应于目标检测功能的第一射频信号以及接收天线模块104发送的第二射频信号，并对应于目标检测功能选择目标检测算法，基于目标检测算法以及与天线模块104的信号传输过程计算得到检测数据，将所述检测数据进行对应于所述目标检测功能的数据处理后得到的结果数据发送到所述总线收发器101；天线模块104用于对外辐射第一射频信号，以及接收第二射频信号。

其中，总线收发器可以是CAN收发器、LIN收发器等，由UWB传感器所处的车身总线网络决定。总线收发器相当于UWB传感器与域控制器之间的信息传输媒介，负责向UWB芯片发送域控制器的控制命令，以及向域控制器发送UWB芯片生成的结果数据。UWB芯片可以根据目标检测功能对应选择目标检测算法，其中目标检测功能可以是UWB数字钥匙门禁功能、儿童车内遗留监测功能、车外盲区检测功能、停车哨兵检测功能、用脚踢动作开启、关闭后备箱的功能以及倒车辅助功能等，目标检测算法包括全向TOF测距算法，360°AOA测角度算法以及脉冲多普勒雷达算法等。此外的，对应于不同的目标检测功能，UWB芯片对射频开关矩阵进行开关选通以选择对应的天线模组完成车辆监测控制，天线模组接收到的第二射频信号对应于UWB芯片的不同目标检测算法存在差异，对于UWB芯片启用全向TOF测距算法或360°AOA测角度算法来说，第二射频信号为对端设备的发射信号，其中对端设备为数字钥匙或手机；对于UWB芯片启用脉冲多普勒雷达算法来说，第二射频信号为第一射频信号的回波信号。UWB芯片可以基于目标检测算法以及与天线模块的信号传输过程计算得到检测数据，其中检测数据可以是物体的距离值、速度值、速度变化幅度以及物体与天线中心的夹角角度值等，并将该检测数据进行对应于目标检测功能的数据处理后得到结果数据，其中结果数据可以是距离信息、角度信息或报文数据等，该报文数据可以表征环境存在障碍物或威胁目标等情况。由此，通过本申请实施例提供的UWB传感器可以有效配合不同目标检测功能完成对应的结果数据的生成，达到多功能复用的效果。

在具体的实施过程中，UWB芯片计算得到检测数据后，根据目标检测功能的不同会对检测数据进行不同的数据处理得到结果数据，比如，对于UWB数字钥匙门禁功能，UWB传感器起到物体定位作用，UWB传感器的检测数据通常为距离信息以及角度信息等，该检测数据经过滤波等操作直接作为结果数据发送到域控制器，域控制器通过定位算法，比如最小二乘法等，计算对端设备相对于车辆的位置信息，并做阈值判断。而对于儿童车内遗留监测功能、车外盲区检测功能、停车哨兵检测功能、用脚踢动作开启、关闭后备箱的功能以及倒车辅助功能等，UWB传感器的检测数据通常为速度信息或加速度信息等，该检测数据还需要进一步与设定阈值进行比较，根据比较结果生成对应的报文，并将该报文作为结果数据发送到域控制器。在一个实施例中，图2为本申请实施例提供的另一种UWB传感器的结构示意图，如图2所示，UWB芯片102包括总线控制器1021、射频收发模块1022以及微控制器1023；所述总线控制器1021的第一数据端与所述总线收发器101的数据传输端连接，所述总线控制器1021的第二数据端与所述微控制器1023的控制数据端连接；所述微控制器1023的信号输出端与所述射频收发模块1022的信号传输端连接，所述微控制器1023的控制输出端与所述射频开关矩阵103的开关控制端连接；所述射频收发模块1022的信号收发端与所述射频开关矩阵103的第一信号端连接。

其中，UWB芯片通过总线控制器与总线收发器进行数据传输，通过射频收发模块与天线模块进行信号传输，以及通过微控制器基于控制命令使能对应的目标检测功能，并控制射频开关矩阵的开关通断状态来选择对应于目标检测功能的天线模组。

在一个实施例中，射频收发模块包括至少一个射频接收器以及至少一个射频发送器，和/或至少一个射频收发器，其中每个所述射频接收器、每个所述射频发送器以及每个所述射频收发器对应设置有一个单刀多掷开关。

其中，射频接收器用于接收天线模块发送的第一射频信号并转换为数字信号，射频发送器用于向天线模块发送由数字信号转换成的第二射频信号，而射频收发器可以同时兼顾射频接收器以及射频发送器的作用。射频收发模块可以设置为至少一个射频接收器以及至少一个射频发送器的组合，也可以设置为包括至少一个射频收发器，在此本申请不作限制。此外，射频接收器、射频发送器以及射频收发器可以对应设置有一个单刀多掷开关，用来对于不同天线模组的选择，满足不同目标检测功能的需求。此外，微控制器可以通过多个I/O端口的组合来实现对射频开关矩阵进行逻辑控制，以达到控制切换射频开关矩阵与天线模组之间的连接。示例的，对于与其中一个射频接收器连接的单刀四掷开关，微控制器可以通过4个I/O端口与单刀四掷开关的4条支路进行一一连接，通过每个I/O端口的输出来控制对应支路的通断，还可以通过2个I/O端口进行地址编码，可以对应于4个不同编码地址，如00、01、10以及11，并基于此来控制单刀四掷开关的4条支路的通断，还有其它控制方式在此本申请不作限制。

在一个实施例中，天线模块包括全向天线模组以及至少一个定向天线模组。图3为本申请实施例提供的一种全向天线模组的结构示意图，如图3所示，全向天线模组10411可以由单个全向天线以及匹配电路组成，单个全向天线可以兼顾全方位360度的方式辐射和接收信号，在水平和垂直方向上都具有相等的辐射模式，并且信号覆盖范围广。图4为本申请实施例提供的一种定向天线模组的结构示意图，如图4所示，定向天线模组10412可以由双定向天线以及各自的匹配电路组成，使用时可以选择一个定向天线用于辐射，一个定向天线用于接收，或者一个定向天线用于辐射，两个定向天线用于接收，其中定向天线可以在特定方向或角度范围内辐射和接收信号，可以通过形状或电气设计来实现对特定方向的增益，可以集中信号能量，提高传输距离和接收灵敏度。

可选的，图5为本申请实施例提供的一种全向天线模组以及定向天线模组的分布位置的示意图，如图5所示，天线模块104包括全向天线模组10411以及4个定向天线模组10412，天线模块104以全向天线模组10411为中心，4个定向天线模组10412围绕全向天线模组设置，并且4个定向天线模组10412的检测区域覆盖全向天线模组10411的外围区域。

可以理解的是，当UWB传感器的天线模块同时设置有全向天线模组以及4个定向天线模组的情况下，对于需要信号覆盖范围广的目标检测功能，如测距、测角度，可以选用全向天线模组，对于需要特定方向或固定角度范围的目标检测功能，如对于特定方向的物体检测，可以选用位于该特定方向的定向天线模组。由此，通过设置全向天线模组以及定向天线模组，可以适应于不同目标检测功能的检测需求，实现UWB传感器的用途多样化。

示例的，图6为本申请实施例提供的一种设置单射频发送器以及双射频接收器的UWB传感器的局部结构示意图，如图6所示，射频收发模块1022设置有射频发送器10221、射频接收器10222以及射频接收器10223，射频开关矩阵103包括单刀五掷开关1031、单刀五掷开关1032以及单刀四掷开关1033，天线模块104包括全向天线模组10411以及4个定向天线模组10412，其中射频发送器10221通过单刀五掷开关1031与全向天线模组10411以及4个定向天线模组10412连接，射频接收器10222通过单刀五掷开关1032与全向天线模组10411以及4个定向天线模组10412连接，射频接收器10223通过单刀四掷开关1033与4个定向天线模组10412连接。图7为本申请实施例提供的一种设置双射频收发器的UWB传感器的局部结构示意图，如图7所示，射频收发模块1022设置有射频收发器10224以及射频收发器10225，射频开关矩阵103包括单刀五掷开关1034以及单刀四掷开关1035，天线模块104包括全向天线模组10411以及4个定向天线模组10412，其中射频收发器10224通过单刀五掷开关1034与全向天线模组10411以及4个定向天线模组10412连接，射频收发器10225通过单刀四掷开关1035与全向天线模组10411以及4个定向天线模组10412连接。由此，微控制器1023可以通过将射频开关矩阵103的相关支路导通来选择对应的天线模组进行信号接收和信号发送。

值得说明的是，射频收发模块可以通过灵活设置射频接收器、射频发送器以及射频收发器的组合，以及对应于天线模组的类型和数量设置单刀多掷开关，来满足不同应用场景的功能需求，本申请在此不作限制。

在一个实施例中，UWB传感器还包括线性稳压器，线性稳压器的电压输入端与外部电源连接，线性稳压器的电压输出端与UWB芯片的电压输入端连接，线性稳压器的电压输出端与射频开关矩阵的电压输入端连接，线性稳压器用于将外部电源提供的电压转换为UWB芯片以及射频开关矩阵的额定工作电压。

本申请实施例还提供一种车载系统，该车载系统包括车身、域控制器以及多个本申请任一实施例所述的UWB传感器，域控制器以及UWB传感器设置于车身，域控制器以及UWB传感器通过总线连接。该车载系统使用本申请任一实施例中的UWB传感器具有相同的有益效果。

图8为本申请实施例提供一种车辆监测控制方法的流程图，如图8所示，应用于本申请实施例所述的车载系统，该车辆监测控制方法包括：

步骤S101、域控制器接收到目标功能的开启命令时，域控制器基于开启命令从多个UWB传感器中确定与目标功能对应的至少一个目标UWB传感器，并通过总线向每个目标UWB传感器发送对应的控制指令。

其中，目标功能可以是UWB数字钥匙门禁功能、儿童车内遗留监测功能、车外盲区检测功能、停车哨兵检测功能、用脚踢动作开启、关闭后备箱的功能以及倒车辅助功能等。目标功能可以由用户选择触发，也可以是域控制器自主触发。

步骤S102、每个目标UWB传感器接收到对应的控制指令后，使能对应的控制指令对应的目标检测功能，并将基于所述目标检测功能生成的结果数据通过总线发送至域控制器。

其中，不同的目标功能对应需求不同位置的UWB传感器，以及每个UWB传感器中不同的天线模组，控制指令可以用于指示UWB传感器开启对应的目标检测功能，其中，目标检测功能为对应于在不同目标功能下UWB传感器所开启的功能作用，并选通对应于目标检测功能的天线模组，基于目标检测功能对检测数据进行数据处理后得到结果数据，其中结果数据可以是距离信息、角度信息或报文数据等。

步骤S103、域控制器基于接收到的结果数据确定对应于目标功能的检测结果，并基于检测结果向与目标功能关联的车载功能单元输出对应的控制信息。

其中，检测结果可以是距离结果，角度结果或者环境中物体检测结果。车载功能单元可以是车窗、空调、仪表指示灯以及喇叭等，域控制器可以控制相关的车载功能单元来对于检测结果进行动作响应。

具体的，图9为本申请实施例提供每个目标UWB传感器生成结果数据的方法的流程图，如图9所示，每个目标UWB传感器使能对应的控制指令对应的目标检测功能，并将基于所述目标检测功能生成的结果数据通过总线发送至域控制器的过程，包括：

步骤S1021、每个目标UWB传感器内部的UWB芯片通过总线数据端接收对应的控制指令，并基于对应的控制指令使能对应的目标检测功能，通过控制输出端对射频开关矩阵进行开关选通控制来选择对应于目标检测功能的天线模组。

步骤S1022、在射频开关矩阵处于导通状态的情况下，UWB芯片通过信号收发端向天线模块发送对应于目标检测功能的第一射频信号，天线模块对外辐射接收到的第一射频信号，以及将接收到的第二射频信号发送至UWB芯片，UWB芯片通过信号收发端接收第二射频信号；

步骤S1023、UWB芯片对应于目标检测功能选择目标检测算法，基于目标检测算法以及与天线模块的信号传输过程计算得到检测数据，将所述检测数据进行对应于所述目标检测功能的数据处理后得到的结果数据发送到所述总线收发器；

步骤S1024、总线收发器通过数据传输端接收到结果数据，并将结果数据通过差分传输端通过总线发送至域控制器。

上述，域控制器基于目标功能来组合调用不同位置的UWB传感器以及选通每个UWB传感器对应的天线模组，以完成不同功能需求的实现，有效降低控制成本以及采购成本，减少整体功耗。

示例的，图10为本申请实施例提供的多个UWB传感器在车身的位置分布的示意图，如图10所示，UWB传感器201安装于车内前排阅读灯或中央后视镜的位置，UWB传感器202安装于车内后排阅读灯的位置，UWB传感器203安装于左后保险杠或左后车灯的位置，UWB传感器204安装于后保险杠中部的位置，UWB传感器205安装于右后保险杠或右后车灯的位置，UWB传感器206安装于右翼子板或右后视镜的位置，UWB传感器207安装于右前保险杠或右前灯的位置，UWB传感器208安装于左前保险杠或左前灯的位置，UWB传感器209安装于左翼子板或左后视镜的位置。

值得说明的是，对于不同的功能需求以及不同车型，需要根据实际情况进行合理布置，通过最小化UWB传感器的数量，实现多样化功能需求，对于具体的UWB传感器的数量以及位置分布，本申请在此不作限制。

图11为本申请实施例提供的一种实现UWB定位功能的UWB传感器的组合示意图，如图11所示，在图9的多个UWB传感器的布置方案的基础上，每个UWB传感器均可以实现全向TOF测距以及360°AOA测角度，可以通过启用UWB传感器202、UWB传感器203、UWB传感器208以及UWB传感器209来实现用户的位置定位，并配合BLE节点以及定位主控来完成UWB数字钥匙门禁功能。对于测距功能的使用，UWB传感器可以选用全向天线模组，对于测角度功能的使用，UWB传感器可以选用定向天线模组，涉及到其他功能需要复用相同位置的UWB传感器时，可以设置天线分时复用，对应于不同功能分时输出对应结果数据，达到设置少量UWB传感器实现多样化功能的效果。

图12为本申请实施例提供的一种实现儿童车内遗留监测功能的UWB传感器的组合示意图，如图12所示，在图9的多个UWB传感器的布置方案的基础上，可以通过启用UWB传感器201以及UWB传感器202来实现儿童车内遗留监测功能。具体的，车辆在下电上锁之后，域控制器通过总线向UWB传感器201以及UWB传感器202发送对应于儿童车内遗留监测功能的控制指令，其中总线可以是CAN、CANFD、LIN以及车载以太网等。UWB传感器201接收到控制指令后，控制射频开关矩阵切换到后向定向天线模组，负责驾驶位和副驾驶位的监测，UWB传感器202接收到控制指令后，控制射频开关矩阵切换到前向定向天线模组，负责后排位置的监测，当然，除了UWB传感器202以及UWB传感器202的布置方式外，还可以根据实际需要的监测区域进行位置调整。在具体应用过程中，UWB传感器201以及UWB传感器202采用的是脉冲多普勒雷达算法，通过每隔固定周期发射一帧雷达信号，同时接收每个雷达信号的回波，得到一个信道脉冲响应数据。UWB传感器通过对定时缓存的特定时长的信道脉冲响应数据进行傅里叶变换，可以得到距离和速度，并基于该距离和速度判断是否存在活体移动的现象。示例的，若UWB传感器通过分析计算得到的速度数据，确认出现径向速度变化幅度超过设定阈值的情况，则判断对应的监测范围内存在活体，并通过总线向域控制器发送表征存在活体的报文，该报文可以是事件报文或者周期性报文。若UWB传感器没有监测到径向速度变化幅度超过设定阈值的情况，则不发送报文或者发送表征无活体的周期性报文。进一步地，当域控制器接收到表征存在活体的报文，那么可以通过车辆后台服务向车主发送报警信息，并控制降低车窗，启动空调系统等；当域控制器在车辆下电闭锁之后的设定时长内，没有接收到表征活体的报文，那么可以认为车内没有活体遗留，可以关闭UWB传感器已开启的功能来节省功耗。

图13为本申请实施例提供的一种实现车外盲区检测功能的UWB传感器的组合示意图，如图13所示，在图9的多个UWB传感器的布置方案的基础上，可以通过启用UWB传感器203、UWB传感器205、UWB传感器206以及UWB传感器209来实现车外盲区检测功能。具体的，每个UWB传感器均通过射频开关矩阵切换到后向定向天线模组，采用的是脉冲多普勒雷达算法来探测盲区物体。在具体应用过程中，用户在车辆启动后挂前进档位的情况下，域控制器通过总线控制UWB传感器203、UWB传感器205、UWB传感器206以及UWB传感器209启动车外盲区检测功能，每个UWB传感器均使用后向定向天线模组向发送雷达信号并接收回波信号。若UWB传感器在设定距离范围内检测到物体存在，或检测到径向移动速度超过设定阈值的物体，则向域控制器发送表征存在变道危险的报文，若UWB传感器没有检测到异常情况，则发送表征变道安全的报文。进一步地，域控制器接收到表征存在变道危险的报文，可以通过仪表或者后视镜的变道指示灯提醒用户盲区可能存在接近的物体。

图14为本申请实施例提供的一种实现停车哨兵检测功能的UWB传感器的组合示意图，如图14所示，在图9的多个UWB传感器的布置方案的基础上，可以通过启用UWB传感器203、UWB传感器204、UWB传感器205、UWB传感器206、UWB传感器207、UWB传感器208以及UWB传感器209。在用户将车辆下电上锁后，域控制器自动启动哨兵功能，每个UWB传感器可以通过利用相对于车身外侧的定向天线模组进行分时采样检测的方式，并结合脉冲多普勒雷达算法来探测威胁目标，在威胁目标的径向速度值超出设定阈值范围，则向域控制器发送表征存在威胁目标的报文，域控制器接收到表征存在威胁目标的报文，可以选择启用摄像头录制视频，或通过喇叭、大灯以及尾灯等声光提示来驱离威胁目标。

图15为本申请实施例提供的一种实现尾箱脚踢感应的UWB传感器的组合示意图，如图15所示，在图9的多个UWB传感器的布置方案的基础上，域控制器监测到当前车辆档位为停车档位时，向UWB传感器203、UWB传感器204以及UWB传感器205发送控制指令，每个UWB传感器接收到控制指令后启动脚踢感应功能，并开启后向定向天线模组来扫描车辆尾箱下部和后方0.3米左右的区域。若UWB传感器检测到存在径向速度变化幅度超过设定阈值的动作时，向域控制器发送表征存在尾箱脚踢动作的事件报文，域控制器接收到该事件报文后，可以选择启动车辆防盗系统定位钥匙，比如，PEPS系统、蓝牙数字钥匙以及UWB数字钥匙系统等，若定位到尾箱解锁区域存在合法钥匙，则发送报文开启尾箱，否则忽略该事件报文。

图16为本申请实施例提供的一种实现倒车辅助功能的UWB传感器的组合示意图，如图16所示，在图9的多个UWB传感器的布置方案的基础上，域控制器监测到当前车辆处于倒车状态时，可以向UWB传感器203、UWB传感器204以及UWB传感器205发送控制指令，每个UWB传感器通过射频开关矩阵选用后向定向天线模组，并结合脉冲多普勒雷达算法，探测后方障碍物，若UWB传感器检测到存在影响倒车的障碍物时，向域控制器发送表征存在倒车障碍的事件报文，域控制器接收到该事件报文后，可以选择通过车辆指示灯或语音提示的方式提醒用户。

由此，通过组合调用不同位置的UWB传感器以及选通每个UWB传感器对应的天线模组，可以满足不同应用场景的需求，高效且易于管理。

本申请实施例提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现本申请实施例任一项所述的车辆监测控制方法。

需要说明的是，本方案中对各步骤的编号仅用于描述本方案的整体设计框架，不表示步骤之间的必然先后关系。在整体实现过程符合本方案整体设计框架的基础上，均属于本方案的保护范围，描述时文字形式上的先后顺序不是对本方案具体实现过程的排他限定。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。

因此，本申请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，本申请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。本申请是参照根据本申请实施例的方法、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。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种UWB传感器，其特征在于，所述UWB传感器包括：总线收发器、UWB芯片、射频开关矩阵以及天线模块，所述天线模块包括至少一个天线模组；

所述总线收发器的差分传输端用于通过总线与域控制器连接，所述总线收发器的数据传输端与所述UWB芯片的总线数据端连接，所述总线收发器用于将接收到的所述域控制器发送的控制命令转发到所述UWB芯片，以及用于将接收到的所述UWB芯片发送的结果数据转发到所述域控制器；

所述UWB芯片的控制输出端与所述射频开关矩阵的开关控制端连接，所述UWB芯片的信号收发端与所述射频开关矩阵的第一信号端连接，所述射频开关矩阵的第二信号端与所述天线模块的信号传输端连接，所述UWB芯片用于基于所述控制命令使能对应的目标检测功能，并控制所述射频开关矩阵的开关通断状态来选择对应于所述目标检测功能的天线模组，以及，在所述射频开关矩阵处于导通状态时向所述天线模块发送对应于所述目标检测功能的第一射频信号以及接收所述天线模块发送的第二射频信号，并对应于所述目标检测功能选择目标检测算法，基于所述目标检测算法以及与所述天线模块的信号传输过程计算得到检测数据，将所述检测数据进行对应于所述目标检测功能的数据处理后得到的结果数据发送到所述总线收发器；所述天线模块用于对外辐射所述第一射频信号，以及接收第二射频信号。

2.根据权利要求1所述的UWB传感器，其特征在于，所述UWB芯片包括总线控制器、射频收发模块以及微控制器；

所述总线控制器的第一数据端与所述总线收发器的数据传输端连接，所述总线控制器的第二数据端与所述微控制器的控制数据端连接；

所述微控制器的信号输出端与所述射频收发模块的信号传输端连接，所述微控制器的控制输出端与所述射频开关矩阵的开关控制端连接；

所述射频收发模块的信号收发端与所述射频开关矩阵的第一信号端连接。

3.根据权利要求2所述的UWB传感器，其特征在于，所述射频收发模块包括至少一个射频接收器以及至少一个射频发送器，和/或至少一个射频收发器，其中每个所述射频接收器、每个所述射频发送器以及每个所述射频收发器对应设置有一个单刀多掷开关。

4.根据权利要求1所述的UWB传感器，其特征在于，所述天线模块包括全向天线模组以及至少一个定向天线模组。

5.根据权利要求4所述的UWB传感器，其特征在于，所述天线模块包括全向天线模组以及4个定向天线模组，所述天线模块以全向天线模组为中心，4个定向天线模组围绕所述全向天线模组设置，并且所述4个定向天线模组的检测区域覆盖所述全向天线模组的外围区域。

6.根据权利要求1所述的UWB传感器，其特征在于，所述UWB传感器还包括线性稳压器，所述线性稳压器的电压输入端与外部电源连接，所述线性稳压器的电压输出端与所述UWB芯片的电压输入端连接，所述线性稳压器的电压输出端与所述射频开关矩阵的电压输入端连接，所述线性稳压器用于将所述外部电源提供的电压转换为所述UWB芯片以及所述射频开关矩阵的额定工作电压。

7.一种车载系统，其特征在于，所述车载系统包括车身、域控制器以及多个如权利要求1-6任一项所述的UWB传感器，所述域控制器以及所述UWB传感器设置于所述车身，所述域控制器以及所述UWB传感器通过总线连接。

8.一种车辆监测控制方法，应用于如权利要求7所述的车载系统，其特征在于，所述车辆监测控制方法包括：

所述域控制器接收到目标功能的开启命令时，所述域控制器基于所述开启命令从多个UWB传感器中确定与所述目标功能对应的至少一个目标UWB传感器，并通过总线向每个所述目标UWB传感器发送对应的控制指令；

每个所述目标UWB传感器接收到对应的控制指令后，使能所述对应的控制指令对应的目标检测功能，并将基于所述目标检测功能生成的结果数据通过所述总线发送至所述域控制器；

所述域控制器基于接收到的结果数据确定对应于所述目标功能的检测结果，并基于所述检测结果向与所述目标功能关联的车载功能单元输出对应的控制信息。

9.根据权利要求8所述的车辆监测控制方法，其特征在于，每个所述目标UWB传感器使能所述对应的控制指令对应的目标检测功能，并将基于所述目标检测功能生成的结果数据通过所述总线发送至所述域控制器的过程，包括：

每个所述目标UWB传感器内部的UWB芯片通过总线数据端接收所述对应的控制指令，并基于所述对应的控制指令使能对应的目标检测功能，通过控制输出端对所述射频开关矩阵进行开关选通控制来选择对应于所述目标检测功能的天线模组；

在所述射频开关矩阵处于导通状态的情况下，所述UWB芯片通过信号收发端向所述天线模块发送对应于所述目标检测功能的第一射频信号，所述天线模块对外辐射接收到的所述第一射频信号，以及将接收到的第二射频信号发送至所述UWB芯片，所述UWB芯片通过所述信号收发端接收所述第二射频信号；

所述UWB芯片对应于所述目标检测功能选择目标检测算法，基于所述目标检测算法以及与所述天线模块的信号传输过程计算得到检测数据，将所述检测数据进行对应于所述目标检测功能的数据处理后得到的结果数据发送到所述总线收发器；

所述总线收发器通过数据传输端接收到所述结果数据，并将所述结果数据通过差分传输端通过总线发送至所述域控制器。

10.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如权利要求8或9所述的车辆监测控制方法。