DE102022001032A1

DE102022001032A1 - Verfahren zur Lokalisierung einer UWB Funkschlüsseleinheit durch ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102022001032A1
Application number: DE102022001032.1A
Authority: DE
Inventors: Jochen Sendler; Wael Abdallah; Matthias Reinhard
Original assignee: Mercedes Benz Group AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2022-03-25
Filing date: 2022-03-25
Publication date: 2022-05-19

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Lokalisierung einer UWB-Funkschlüsseleinheit (1) durch ein Fahrzeug (2) mit mehreren UWB-Lokalisierungsmodulen (3).Erfindungsgemäß wird ein mittels der UWB-Lokalisierungsmodule (3) des Fahrzeugs (2) jeweils aktuell ermitteltes Lokalisierungsergebnis gewichtet und durch eine Mittelwertbildung des jeweiligen aktuellen gewichteten Lokalisierungsergebnisses und eines zuletzt ermittelten gewichteten und gemittelten Lokalisierungsergebnisses wird ein aktuelles gewichtetes und gemitteltes Lokalisierungsergebnis ermittelt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Lokalisierung einer UWB-Funkschlüsseleinheit durch ein Fahrzeug.
Aus dem Stand der Technik sind, wie in der DE 10 2013 212 060 A1 beschrieben, ein Fahrzeugfernbedienungssystem und ein Fahrzeugfernbedienungsverfahren bekannt. Das Fahrzeugfernbedienungssystem zum Bestimmen einer Position eines Schlüsselanhängers relativ zu einem Fahrzeug enthält eine Steuereinrichtung, die zur Installation in dem Fahrzeug eingerichtet und zur Kommunikation mit Antennen konfiguriert ist, die an verschiedenen Fahrzeugpositionen installiert sind. Die Steuereinrichtung dient dazu, die Position des Schlüsselanhängers auf Basis von UWB-Funksignalen zu bestimmen, die zwischen den Antennen und dem Schlüsselanhänger übertragen werden. Die Steuereinrichtung ist so konfiguriert, dass sie den Schlüsselanhänger innerhalb einer von mehreren dreidimensionalen Zonen lokalisiert, wobei eine der Zonen so ausgebildet ist, dass sie eine nicht-sphärische Form hat. Das Verfahren dient dazu, eine Position eines Schlüsselanhängers relativ zu einem Fahrzeug zu bestimmen. Hierzu werden UWB-Funksignale zwischen dem Fahrzeug und dem Schlüsselanhänger übertragen und die Position des Schlüsselanhängers wird innerhalb einer von mehreren dreidimensionalen Zonen bestimmt, wobei eine der Zonen eine nicht-sphärische Form hat.
In der EP 2 666 310 B1 werden eine Vorrichtung, ein System und ein Verfahren zur Erkennung der Anwesenheit und zur Steuerung des Betriebs von mobilen Vorrichtungen in einem Fahrzeug beschrieben. Das Verfahren zum Bestimmen der Anwesenheit eines Mobilgeräts, das sich in einer vorgegebenen Erkennungszone in einem Fahrzeug befindet, umfasst:

- das Empfangen eines Kommunikationssignals von einem Erkennungsmodul;
- das Bestimmen, dass das Kommunikationssignal von einem Mobilgerät gesendet wurde, das sich in einer vorgegebenen Erkennungszone in einem Fahrzeug befindet, durch das Erkennungsmodul;
- das Senden eines Steuersignals an das Mobilgerät, das sich in der vorgegebenen Erkennungszone befindet, durch ein Steuermodul;
- das Absuchen einer Vielzahl von Frequenzbändern, die dem Mobilgerät zugeordnet sind, durch das Erkennungsmodul;
- das Überwachen eines ausgestrahlten Leistungspegels des von dem Erkennungsmodul empfangenen Kommunikationssignals in jedem der Vielzahl von Frequenzbändern durch das Erkennungsmodul; und
- das Senden eines Erkennungssignals durch das Erkennungsmodul an das Steuermodul, wenn der gemessene ausgestrahlte Leistungspegel im Wesentlichen zumindest einem vorgegebenen Wert entspricht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zur Lokalisierung einer UWB-Funkschlüsseleinheit durch ein Fahrzeug anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Lokalisierung einer UWB-Funkschlüsseleinheit durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
In einem Verfahren zur Lokalisierung einer UWB-Funkschlüsseleinheit durch ein Fahrzeug mit mehreren UWB-Lokalisierungsmodulen wird erfindungsgemäß ein mittels der UWB-Lokalisierungsmodule des Fahrzeugs jeweils aktuell ermitteltes Lokalisierungsergebnis gewichtet und durch eine Mittelwertbildung des jeweiligen aktuellen gewichteten Lokalisierungsergebnisses und eines zuletzt ermittelten gewichteten und gemittelten Lokalisierungsergebnisses wird ein aktuelles gewichtetes und gemitteltes Lokalisierungsergebnis ermittelt.
Durch das erfindungsgemäße Einführen einer gewichteten Mittelung wird eine größere Genauigkeit der relativen ungenauen UWB-Lokalisierung erreicht. Dabei werden durch die gewichtete Mittelung Nachteile einer herkömmlichen Mittelung weitestgehend vermieden.
Das erfindungsgemäße Verfahren benötigt nur geringe Rechenressourcen. Des Weiteren werden mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens starke Abweichungen vom Mittelwert bedämpft, d. h. sie werden zwar für die Mittelwertbildung genutzt, verändern jedoch den Mittelwert nur in geringem Maße. Dies ist vorteilhaft, da derartige starke Abweichungen mehrheitlich unzuverlässige Werte einer Lokalisierung darstellen.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens kann des Weiteren besser erkannt werden, dass ein Fahrzeugnutzer sich dem Fahrzeug nähert und damit in wichtige Fahrzeugzonen eintritt, denn dann verringert der Fahrzeugnutzer automatisch seine Geschwindigkeit, da er sonst mit dem Fahrzeug kollidieren würde. Im erfindungsgemäßen Verfahren und dessen Möglichkeit der Gewichtung kann somit einer solchen Verlangsamung ein höheres Gewicht beigemessen werden. Dadurch wird die Erkennung und Lokalisierung des Fahrzeugnutzers, insbesondere dessen Annäherung an das Fahrzeug, verbessert, wodurch auf dieser Lokalisierung beruhende Fahrzeugfunktionen, insbesondere eine Entriegelung des Fahrzeugs, rechtzeitig aktiviert werden können.
Im hier beschriebenen Verfahren wird die Gewichtung insbesondere lediglich bezüglich einer zurückgelegten Wegstrecke pro Zeiteinheit durchgeführt, wobei die Gewichtung und Mittelwertbildung für eine X-Achse und eine Y-Achse eines Lokalisierungskoordinatensystems getrennt erfolgt. Dadurch wird erreicht, dass nur geringe Rechenressourcen erforderlich sind. Insbesondere wird dadurch vermieden, eine für eine Geschwindigkeitsberechnung erforderliche Wurzelfunktion zu bilden, welche eine signifikante Rechenzeit benötigt. Durch die nur geringen benötigten Rechenressourcen wird insbesondere sichergestellt, dass die Lokalisierung innerhalb sehr kurzer Zeit, beispielsweise innerhalb wenigen Millisekunden, abgeschlossen ist, so dass von dieser Lokalisierung abhängigen Fahrzeugsystemen eine ausreichende Zeit zur Reaktion, beispielsweise zum Entriegeln des Fahrzeugs und/oder zur Umfeldbeleuchtung, zur Verfügung steht.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:

1 schematisch ein tatsächlicher Bewegungsverlauf und eine Lokalisierung einer UWB-Funkschlüsseleinheit durch ein Fahrzeug mit mehreren UWB-Lokalisierungsmodulen, und
2 schematisch ein tatsächlicher Bewegungsverlauf und eine gewichtete und gemittelte Lokalisierung einer UWB-Funkschlüsseleinheit durch ein Fahrzeug mit mehreren UWB-Lokalisierungsmodulen.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Im Folgenden wird anhand der 1 und 2 ein Verfahren zur Lokalisierung einer UWB-Funkschlüsseleinheit 1 durch ein Fahrzeug 2 mit mehreren UWB-Lokalisierungsmodulen 3 beschrieben.
Diese UWB-Funkschlüsseleinheit 1 kann beispielsweise als ein Fahrzeugschlüssel oder als ein Mobiltelefon, insbesondere Smartphone, oder als ein ähnliches Gerät ausgebildet sein. Hierzu kann entsprechend vorgesehen sein, das Mobiltelefon oder ein ähnliches Gerät so zu erweitern, dass ein Fahrzeugnutzer hiermit sämtliche Funktionen erhält, die bisher durch einen herkömmlichen Fahrzeugschlüssel realisiert werden. Zu diesen Funktionen zählt insbesondere „Keyless-go“, d. h. ein Zugang zum Fahrzeug 2, ohne dieses mittels des Fahrzeugschlüssels manuell zu entriegeln oder eine Funkfernbedienung aktiv manuell zu betätigen. Der Fahrzeugnutzer muss hierbei insbesondere keine bewusste Interaktion ausführen, um sein Fahrzeug 2 entriegeln zu können, denn die gewünschte Aktion wird ausgeführt, sobald der Fahrzeugnutzer sich mit seiner UWB-Funkschlüsseleinheit 1 ausreichend nah am Fahrzeug 2 befindet.
Für die Umsetzung der genannten Funktion ist es erforderlich, dass die UWB-Funkschlüsseleinheit 1 lokalisiert wird. Eine Entfernung zum Fahrzeug 2 und eine Position in der Umgebung des Fahrzeugs 2 müssen bekannt sein. Mit diesen Informationen ist das Fahrzeug 2 in der Lage, zu entscheiden, ob und wann eine Funktion ausgeführt werden darf.
Bisher wird für Funkschlüsseleinheiten eine Technologie genutzt, die auf Magnetfeldern mit relativ geringer Frequenz basiert, d. h. mit einer Frequenz von 20 kHz bis 135 kHz, auch als LF bezeichnet. Die hier beschriebene Lokalisierungslösung arbeitet mit UWB (Ultra Wide Band), insbesondere mit einer Frequenz von 6 GHz bis 8 GHz und insbesondere mit einer Signalbandreite von ca. 500 MHz. Dies bringt neue Herausforderungen mit sich. Insbesondere ist die Lokalisierung mittels UWB schwieriger und ungenauer als mit der heute bekannten LF-Technik.
Die Lokalisierung der UWB-Funkschlüsseleinheit 1 muss mittels mehrerer UWB-Lokalisierungsmodule 3 des Fahrzeugs 2 erfolgen, d. h. mit mindestens zwei UWB-Lokalisierungsmodulen 3. Das jeweilige UWB-Lokalisierungsmodul 3 ist beispielsweise an einer Außenseite des Fahrzeugs 2 angeordnet, zum Beispiel an einem vorderen oder hinteren Stoßfänger, oder in einem Innenraum, insbesondere Fahrgastinnenraum, des Fahrzeugs 2 angeordnet. Beispielsweise ist am vorderen und hinteren Stoßfänger jeweils rechts und links ein UWB-Lokalisierungsmodul 3 angeordnet.
1 zeigt ein Beispiel einer Lokalisierung der UWB-Funkschlüsseleinheit 1 durch das Fahrzeug 2 mit den UWB-Lokalisierungsmodulen 3 in den Stoßfängern, wobei ein tatsächlicher Bewegungsverlauf 4 und ein mittels der UWB-Lokalisierungsmodule 3 ermittelter Lokalisierungsverlauf 5 dargestellt sind. Die UWB-Lokalisierungsmodule 3 sind nur in 2 dargestellt, sind im Beispiel gemäß 1 jedoch beispielsweise ebenso verbaut. Die Lokalisierung erfolgt in einem Lokalisierungskoordinatensystem mit einer X-Achse x und einer Y-Achse y. Im dargestellten Beispiel bewegt sich der Fahrzeugnutzer mit der UWB-Funkschlüsseleinheit 1 mit 1,5 m/s auf das Fahrzeug 2 zu, wobei sich diese Bewegung ca. 1 m vor dem Fahrzeug 2 bis zum Stillstand verlangsamt. Im zeitlichen Abstand von 330 ms, aufgrund der Geschwindigkeit des Fahrzeugnutzers somit in einem Wegabstand von 0,5 m, wird eine Lokalisierung der UWB-Funkschlüsseleinheit 1 mittels der UWB-Lokalisierungsmodule 3 des Fahrzeugs 2 durchgeführt, wobei jeweils ein Lokalisierungsergebnis ermittelt wird. Wie hier ersichtlich, ist die Lokalisierung mittels UWB relativ ungenau und es treten teilweise relativ große Abweichungen zum tatsächlichen Bewegungsverlauf 4 auf.
Um diese Ungenauigkeiten zu verringern, könnte beispielsweise eine einfache Mittelwertbildung über mehrere Messwerte, d. h. über mehrere Lokalisierungsergebnisse, vorgenommen werden. Nachteilig dabei ist jedoch, dass sporadisch stake Abweichungen den ermittelten Mittelwert verschlechtern. Zudem reagiert eine zu starke Mittelung zu spät, d. h. erst verzögert, auf Richtungs- und Geschwindigkeitsänderungen des Fahrzeugnutzers und somit der UWB-Funkschlüsseleinheit 1 des Fahrzeugnutzers.
Eine weitere Möglichkeit wäre die Verwendung von Künstlicher Intelligenz (KI). Hierfür ist jedoch ein hoher Rechenaufwand in einem Steuergerät des Fahrzeugs 2 erforderlich. Dieses Steuergerät wäre dadurch teuer und hätte einen hohen Strombedarf. Zudem wäre nicht klar, auf welche Bewegungslinien die Künstliche Intelligenz trainiert werden sollte. Problematisch wäre es insbesondere, wenn die Bewegung des Fahrzeugnutzers und damit der UWB-Funkschlüsseleinheit 1 nicht den trainierten und somit einem UWB-Lokalisierungssystem bekannten Bewegungsabläufen entspricht.
Diese Möglichkeiten der Verringerung der Nachteile der UWB-Lokalisierung kommen somit nicht in Betracht.
Stattdessen wird im Folgenden eine Lösung beschrieben, welche mit geringen Kosten, geringem Rechenaufwand und geringem Strombedarf umsetzbar ist und die Ungenauigkeiten der UWB-Lokalisierung verringert.
Hierzu ist im oben bereits erwähnten Verfahren zur Lokalisierung der UWB-Funkschlüsseleinheit 1 durch das Fahrzeug 2 mit mehreren UWB-Lokalisierungsmodulen 3 vorgesehen, dass, wie in 2 beispielhaft gezeigt, ein mittels der UWB-Lokalisierungsmodule 3 des Fahrzeugs 2 jeweils aktuell ermitteltes Lokalisierungsergebnis gewichtet wird und durch eine Mittelwertbildung des jeweiligen aktuellen gewichteten Lokalisierungsergebnisses und eines zuletzt ermittelten gewichteten und gemittelten Lokalisierungsergebnisses ein aktuelles gewichtetes und gemitteltes Lokalisierungsergebnis ermittelt wird.
Der Lösungsansatz sieht somit keine einfache Mittelung, sondern eine gewichtete Mittelung vor. Dazu werden die Lokalisierungsergebnisse zunächst nach einem bestimmten Verfahren gewichtet, bevor diese in einer späteren Mittelwertbildung berücksichtigt werden. D. h. das durch die Mittelwertbildung gewonnene Ergebnis besteht aus gewichteten Einzelergebnissen.
Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass als Vergleichsbasis für die Gewichtung des mittels der UWB-Lokalisierungsmodule 3 des Fahrzeugs 2 jeweils aktuell ermittelten Lokalisierungsergebnisses das bis dahin vorliegende, d. h. das zuletzt ermittelte gewichtete und gemittelte, Lokalisierungsergebnis verwendet wird, d. h. das Ergebnis der bis dahin vorliegenden Mittelung.
Die Lokalisierung erfolgt auch hier im Lokalisierungskoordinatensystem mit X-Achse x und Y-Achse y.
Es wird von der Annahme ausgegangen, dass durch das zuletzt ermittelte gewichtete und gemittelte Lokalisierungsergebnis eine gemittelte und bewertete Bewegungsrichtung vorliegt. Diese bewertete Bewegungsrichtung ist charakterisiert durch X_S und Y_S. Dabei ist Xs der X-Anteil des zuletzt ermittelten gewichteten und gemittelten Lokalisierungsergebnisses, d. h. ein Anteil der Bewegung entlang der X-Achse, welcher innerhalb eines Abfragezyklus entsteht, und Y_S der Y-Anteil des zuletzt ermittelten gewichteten und gemittelten Lokalisierungsergebnisses, d. h. ein Anteil der Bewegung entlang der Y-Achse, welcher innerhalb eines Abfragezyklus entsteht.
Das aktuell ermittelte Lokalisierungsergebnis bei einer aktuell durchgeführten Lokalisierungsabfrage ergibt einen Lokalisierungspunkt, welcher sich gegenüber dem letzten Lokalisierungspunkt, d. h. gegenüber dem zuletzt ermittelten gewichteten und gemittelten Lokalisierungsergebnis, um X_Sn und Y_Sn verändert. Dabei ist X_Sn ein Anteil der Bewegung entlang der X-Achse, welcher innerhalb des letzten Abfragezyklus entstand, d. h. eine Differenz zwischen dem neuen noch unverarbeiteten Lokalisierungspunkt, d. h. dem aktuell ermittelten Lokalisierungsergebnis, zum zuletzt ermittelten gewichteten und gemittelten Lokalisierungsergebnis, und Y_Sn ein Anteil der Bewegung entlang der Y-Achse, welcher innerhalb des letzten Abfragezyklus entstand, d. h. eine Differenz zwischen dem neuen noch unverarbeiteten Lokalisierungspunkt, d. h. dem aktuell ermittelten Lokalisierungsergebnis, zum zuletzt ermittelten gewichteten und gemittelten Lokalisierungsergebnis.
In 2 ist dies beispielhaft gezeigt. Gezeigt wird hier wieder eine Lokalisierung der UWB-Funkschlüsseleinheit 1 durch das Fahrzeug 2 mit den UWB-Lokalisierungsmodulen 3 in den Stoßfängern. Dargestellt ist wieder ein tatsächlicher Bewegungsverlauf 4, d. h. ein realer Weg des Fahrzeugnutzers mit der UWB-Funkschlüsseleinheit 1, und der mittels des hier beschriebenen Verfahrens ermittelte Lokalisierungsverlauf 5, wobei in Richtung des Fahrzeugs 2 die bisher jeweils ermittelten gewichteten und gemittelten Lokalisierungsergebnisse und als letzter Punkt das aktuell ermittelte Lokalisierungsergebnis, welches noch nicht gewichtet und gemittelt ist, dargestellt sind. Dargestellt sind des Weiteren der X-Anteil Xs und Y-Anteil Ys zwischen jeweils zwei aufeinander folgenden Punkten dieses mittels des Verfahrens ermittelten Lokalisierungsverlaufs 5 sowie der X-Anteil X_Sn und Y-Anteil Y_Sn des aktuell ermittelten Lokalisierungspunktes, d. h. des aktuell ermittelten Lokalisierungsergebnisses, zum zuletzt ermittelten gewichteten und gemittelten Lokalisierungsergebnis.
Die Gewichtung erfolgt beispielsweise durch Bildung eines Quotienten von aktuell ermitteltem Lokalisierungsergebnis zum zuletzt ermittelten gewichteten und gemittelten Lokalisierungsergebnis: $Q = \frac{aktuell ermitteltes Lokalisierungsergebnis}{zuletzt ermitteltes gewichtetes und gemitteltes Lokalisierungsergebnis}$
Es wird somit ein Verhältnis aus dem aktuellen Bewegungsweg und dem Bewegungsweg aus der bisherigen mittels des Verfahrens ermittelten Lokalisierung gebildet.
Dies wird sowohl für die Bewegung in X-Richtung als auch für die Bewegung in Y-Richtung durchgeführt: $Q_{x} = \frac{X_{S n}}{X_{S}}$
$Q_{y} = \frac{Y_{S n}}{Y_{S}}$
Dieses Verhältnis soll jedoch vom Vorzeichen unabhängig sein und nur die jeweiligen Strecken gegeneinander ins Verhältnis setzten. Deshalb wird zusätzlich der Betrag über das Verhältnis gebildet. $Q_{x} = | \frac{X_{S n}}{X_{S}} |$
$Q_{y} = | \frac{Y_{S n}}{Y_{S}} |$
Ein weiteres Problem besteht für den Fall, dass Xs bzw. Ys zu Null wird. Um diese Singularität zu entschärfen, wird für sehr kleine Werte für X_s bzw. Y_S ein fester Wert vorgegeben: $Q_{x} = \begin{matrix} | \frac{X_{S n}}{X_{S}} | {f \ddot{u} r X}_{S} > 0,01 m \\ | \frac{X_{S n}}{0,01} | f \ddot{u} r 0 m \leq X_{S} < 0,01 m \\ | \frac{X_{S n}}{- 0,01} | f \ddot{u} r - 0,01 m \leq X_{S} < 0 m \end{matrix}$
$Q_{y} = \begin{matrix} | \frac{Y_{S n}}{Y_{S}} | {f \ddot{u} r Y}_{S} > 0,01 m \\ | \frac{Y_{S n}}{0,01} | f \ddot{u} r 0 m \leq Y_{S} < 0,01 m \\ | \frac{Y_{S n}}{- 0,01} | f \ddot{u} r - 0,01 m \leq Y_{S} < 0 m \end{matrix}$
Für den ermittelten Quotienten wird ein Gewichtungsfaktor, d. h. die Gewichtung, ermittelt: $G e w i c h t u n g = ƒ_{(Q)}$

Ziel ist es, eine Funktion zu finden, welche die nachfolgenden Ziele abbildet:

•	X_Sn > X_S:	X_Sn erhält einen geringeren Gewichtsfaktor
•	X_Sn = X_S:	X_Sn erhält gleiches Gewicht (= 1)
•	X_Sn < X_S:	X_Sn erhält einen größeren Gewichtsfaktor
•	Y_Sn > Y_S:	Y_Sn erhält einen geringeren Gewichtsfaktor
•	Y_Sn = Y_S:	Y_Sn erhält gleiches Gewicht (= 1)
•	Y_Sn < Y_S:	Y_Sn erhält einen größeren Gewichtsfaktor

Motivation für dieses Ziel:

X_Sn > X_S bzw. Y_Sn > Ys: Plötzlich auftretende Geschwindigkeitsänderungen zu größeren Werten hin haben mit hoher Wahrscheinlichkeit einen Messfehler als Ursache. Damit soll dieses aktuell ermittelte Lokalisierungsergebnis mit einem geringeren Gewicht belegt werden. Vernachlässigt werden sollte es jedoch nicht, da es nicht auszuschließen ist, dass tatsächlich eine derartig reale Änderung des Fahrzeugnutzerverhaltens eingetreten ist.

Relative Gewichtung: X_sn → ∞; Gewichtung → 0
X_Sn = Xs bzw. Y_Sn = Ys: Es wird der schon vorhandene Wert bestätigt, damit gleicher Gewichtsfaktor zu den Werten aus dem Algorithmus.
Relative Gewichtung: 1
X_Sn < X_S bzw. Y_Sn < Y_S: Zu kleine Geschwindigkeiten treten als Messfehler mit recht geringer Wahrscheinlichkeit auf. Falls dieser Fall eintritt, ist somit die Wahrscheinlichkeit hoch, dass der Fahrzeugnutzer tatsächlich seine Geschwindigkeit verlangsamt hat. Das Ergebnis sollte unbedingt eine hohe Bedeutung erhalten und wird deshalb mit hoher Gewichtung berücksichtigt. Des Weiteren soll mit dieser Maßnahme ein „Überschwingen“ der Bewegung vermieden werden, falls der Fahrzeugnutzer schnell zum Stillstand kommt, beispielsweise da er das Fahrzeug 2 erreicht hat oder durch etwas aufgehalten wird.
Relative Gewichtung: X_Sn → 0; Gewichtung: < ∞, beispielsweise Gewichtung = 10 oder Gewichtung = 2* Menge an Mittelungen, die im Verfahren bereits vorgenommen wurden.
Der erste Ansatz ist die Funktion: $G e w i c h t u n g_x = 1 - \frac{Q_{x} - 1}{Q_{x} + 1}$
$G e w i c h t u n g_y = 1 - \frac{Q_{y} - 1}{Q_{y} + 1}$
Nachteilig ist die noch relative schwache Betonung / Gewichtung von geringen Werten, welche hier maximal 2 erreichen kann.
Mit der nachfolgenden abschnittsweise definierten Funktion soll mit einer parametrierbaren Gewichtung gestartet werden. $G e w i c h t u n g_x = \begin{matrix} d - a \cdot \frac{Q_{x}^{b} - 1}{Q_{x}^{b} + 1} & f \ddot{u} r Q_{x} = [0...1] \\ \frac{d}{Q_{x}^{c}} & f \ddot{u} r Q_{x} = [1... \infty] \end{matrix}$
Dabei gilt für Q_x die Formel (4). $G e w i c h t u n g_y = \begin{matrix} d - a \cdot \frac{Q_{y}^{b} - 1}{Q_{y}^{b} + 1} & f \ddot{u} r Q_{y} = [0...1] \\ \frac{d}{Q_{y}^{c}} & f \ddot{u} r Q_{y} = [1... \infty] \end{matrix}$
Dabei gilt für Q_y die Formel (5).
a, b, c und d sind Parameter, um die Gleichung der Gewichtung nach den eigenen Bedürfnissen bzw. nach dem „best möglichen Ergebnis“ einzustellen.
Beispielsweise gilt für die Parameter a, b, c und d:

a: Parameter, zum Beispiel = 8, falls Gewichtung für Q_x = 0 bzw. Q_y = 0 den Wert 9 ergeben soll.
b: Parameter, welcher den grundsätzlichen Kurvenverlauf bestimmt, falls Q_x ≤ 1 bzw. Q_y ≤ 0.
c: Parameter, welcher den grundsätzlichen Kurvenverlauf bestimmt, falls Q_x > 1 bzw. Q_y > 1.
d: Parameter, welcher den Bezugswert für Q_x = 1 bestimmt.

Mit der ermittelten Gewichtung wird nun das neue gewichtete und gemittelte Lokalisierungsergebnis berechnet: $X_{S n n} = \frac{X_{S n} * G e w i c h t u n g_x + X_{S} * A n z a h l_M i t t e l u n g e n}{G e w i c h t u n g_x + A n z a h l_M i t t e l u n g e n}$
$Y_{S n n} = \frac{Y_{S n} * G e w i c h t u n g_y + Y_{S} * A n z a h l_M i t t e l u n g e n}{G e w i c h t u n g_y + A n z a h l_M i t t e l u n g e n}$
Dabei ist Anzahl_Mittelungen maximal die Anzahl der bereits erfolgten Lokalisierungen im laufenden Verfahren, aufgrund derer das Verfahren bereits jeweils das neue gewichtete und gemittelte Lokalisierungsergebnis berechnet hat.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der Parameter Anzahl_Mittelungen nur zu Beginn sämtliche bereits erfolgten Lokalisierungen berücksichtigt. Im späteren Verlauf, insbesondere falls schon viele Lokalisierungen erfolgt sind, ist es vorteilhaft, den Wert für Anzahl_Mittelungen zu begrenzen, um gut Richtungsänderungen bis hin zu entgegengesetzten Bewegungsrichtungen durch den Fahrzeugnutzer folgen zu können.
Damit das Verfahren auch zu Beginn gut funktioniert, sind möglichst gute/sinnvolle Startwerte erforderlich. Daher kann beispielsweise vorgesehen sein, dass wenn der Fahrzeugnutzer in einen Erfassungsbereich des Fahrzeugs gelangt, nur jene Lokalisierungen genutzt werden, deren Geschwindigkeit bezüglich einer gemittelten Geschwindigkeit (dynamischer Prozess) nicht um einen definierten Wert abweicht. Diese Parameter dieser Erstermittlung werden als Startwerte für das hier beschriebene Verfahren genutzt. Des Weiteren ist diese erste Phase zeitlich und/oder bezüglich der Anzahl von Abfragewerten, insbesondere Lokalisierungen, begrenzt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102013212060 A1 [0002]
EP 2666310 B1 [0003]

Claims

Verfahren zur Lokalisierung einer UWB-Funkschlüsseleinheit (1) durch ein Fahrzeug (2) mit mehreren UWB-Lokalisierungsmodulen (3), dadurch gekennzeichnet, dass ein mittels der UWB-Lokalisierungsmodule (3) des Fahrzeugs (2) jeweils aktuell ermitteltes Lokalisierungsergebnis gewichtet wird und durch eine Mittelwertbildung des jeweiligen aktuellen gewichteten Lokalisierungsergebnisses und eines zuletzt ermittelten gewichteten und gemittelten Lokalisierungsergebnisses ein aktuelles gewichtetes und gemitteltes Lokalisierungsergebnis ermittelt wird.