DE102022101592A1 - Bestimmung der laufzeit-lokalisierungsentfernung eines fahrzeugbenutzers - Google Patents

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Vivekanandh Elangovan
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Abstract

Ein Verfahren zum Lokalisieren einer Benutzervorrichtung unter Verwendung einer Laufzeit (ToF)-Antennenanordnung, die an einem Fahrzeug angeordnet ist, wobei das Verfahren ein Bestimmen über eine ToF-Lokalisierungssteuerung, dass eine Benutzervorrichtung in einer vorderen Region eines Fahrzeugs positioniert ist, ein Berechnen einer Entfernung zu der Benutzervorrichtung aus einer Kombination von zwei ToF-Antennen der ToF-Antennenanordnung und ein Durchführen einer zweidimensionalen (2D) Trilaterationsberechnung beinhaltet. Das Verfahren beinhaltet ferner ein Bewerten eines Konfidenzmetrikwerts, ein Bestimmen einer Position der Benutzervorrichtung auf Grundlage des Konfidenzmetrikwerts und ein Erzeugen eines Entriegelungssignals, das eine Fahrzeugtür entriegelt.

Description

  • GEBIET DER TECHNIK
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft die Lokalisierung von mobilen Vorrichtungen und insbesondere die Lokalisierung von mobilen Vorrichtungen unter Verwendung einer Laufzeit (Time-of-Flight - ToF)-Lokalisierungsvorrichtung.
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • Einige Antennenübertragungsfunktechnologien nutzen niedrige Energieniveaus für Kommunikationen mit kurzer Reichweite und hoher Bandbreite über eine große Bandbreite (z. B. >500 MHz) des nicht lizenzierten Funkspektrums. Einige drahtlose Anwendungen werden für die Erfassung von Zielsensordaten, die präzise Lokalisierung von Vorrichtungen und Verfolgungsanwendungen verwendet.
  • Eine beispielhafte drahtlose Technologie verwendet die Lokalisierung einer Funkvorrichtung durch Bestimmen einer ToF der Übertragung bei verschiedenen Frequenzen unter Verwendung von Funksystemen. In einigen herkömmlichen Anwendungen können die Signalabsorption des menschlichen Körpers und andere Signalhindernisse die Systemleistung erheblich beeinträchtigen, was die Messung des empfangenen Signalstärkeanzeigers (Received Signal Strength Indicator - RSSI) verfälschen kann, was die Lokalisierung der Vorrichtung nachteilig beeinflussen kann.
  • Mit einer kooperativen symmetrischen Zwei-Wege-Messtechnik können Entfernungen mit hoher Auflösung und Genauigkeit gemessen werden. Dieses Merkmal kann Signalverlust aufgrund menschlicher Absorption neben anderen Ursachen für Signalverlust überwinden. Die Verwendung mehrerer Antennensysteme kann die Übertragungsreichweite erhöhen, indem verteilte Antennen zwischen mehreren Knoten in einer Antennenanordnung genutzt werden. Verteilte Antennenanordnungen können die Übertragungsreichweite erhöhen und den Systemdurchsatz und die Empfangszuverlässigkeit erhöhen.
  • Die Offenbarung in dieser Schrift wird in Bezug auf diese und andere Erwägungen dargelegt.
  • KURZDARSTELLUNG
  • Die Offenbarung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen beispielhafte Ausführungsformen der Offenbarung gezeigt sind, ausführlicher beschrieben und soll nicht einschränkend sein.
  • Es wird ein Verfahren offenbart, um eine spezifische Region zu bestimmen, in der sich eine drahtlose Vorrichtung (z. B. das Telefon eines Benutzers) in Bezug auf ein Fahrzeug befindet. Das Integrieren von ToF ermöglicht die Verwendung von Laufzeit (ToF) zwischen zwei ToF-Vorrichtungen, die zwischen den Vorrichtungen mit einer hohen Frequenz kommuniziert. ToF misst die Zeit, die das Hochfrequenzsignal benötigt, um zwischen den beiden Vorrichtungen hin und her zu wechseln. In einigen Aspekten kann die ToF auf der Umlaufzeit (Roundtrip Time - RTT) basieren, abzüglich einer empirisch festgelegten und bekannten festen Verzögerungszeit in dem Transpondermodul der Sende- und Empfangsvorrichtung. Das Verfahren implementiert mehrere an dem Fahrzeug angeordnete ToF-Module, die ToF verwenden, um einen Algorithmus zu entwickeln, der eine ToF-Vorrichtung für eine Abdeckung von 360° um das Fahrzeug herum lokalisiert, und bestimmt, ob sich diese Vorrichtung innerhalb oder außerhalb des Fahrzeugs befindet. Der Algorithmus kann zum Beispiel sieben Module verwenden, um dies zu vorzunehmen, kann jedoch immer noch in der Lage sein, die ToF-Vorrichtung zu lokalisieren und zu markieren, selbst wenn einige der Module nicht mit ihr kommunizieren. Diese Bestimmungen können sich auf Grundlage dessen, ob sich der Benutzer innerhalb oder außerhalb einer vorbestimmten Schwellenentfernung von dem Fahrzeug befindet, unterscheiden.
  • Obwohl sie als Prozesse und Infrastrukturen zur Lokalisierung einer Benutzervorrichtung unter Verwendung von ToF beschrieben sind, bei denen ein Benutzer die Benutzervorrichtung tragen kann, versteht es sich, dass sich das offenbarte System und die offenbarten Verfahren austauschbar auf die Lokalisierung des Benutzers, der die Benutzervorrichtung trägt, und/oder auf die Lokalisierung der Benutzervorrichtung, an der der Benutzer anwesend sein kann oder nicht, beziehen können.
  • Zur Lokalisierung außerhalb des vorbestimmten Schwellenwerts kann das System vier logische ODER-Bedingungen des Betriebsbereichs testen, um zu bestimmen, ob sich die Vorrichtung in der 0°-Region (Vorderseite des Fahrzeugs) befindet. Wenn eine der vier Prüfungen erfolgreich ist, wird bestimmt, dass sich der Benutzer in der 0°-Region befindet. Wenn alle vier Prüfungen fehlschlagen, kann das System bestimmen, dass die Benutzervorrichtung nicht in der 0°-Region positioniert ist. Das System kann dann den Algorithmus veranlassen, zu prüfen, ob sich der Benutzer in der nächsten Region, der 45°-Region, befindet.
  • Die ODER-Bedingungen beginnen mit Prüfung 1, die bestimmt, ob die Entfernung der Benutzervorrichtung zu Tag 0 kleiner als die Entfernung des Benutzers zu allen inneren Tags ist UND die Entfernung des Benutzers zu Tag 2 kleiner als die Entfernung der Benutzervorrichtung zu allen inneren Tags ist UND die Entfernung der Benutzervorrichtung zu Tag 6 zum Beispiel weniger als 7 Meter beträgt UND Tag 1 und Tag 3 nicht mit der Benutzervorrichtung kommunizieren. Wenn ja (z. B. alle Bedingungen von Prüfung #1 sind erfüllt), bestimmt das System, dass sich die Benutzervorrichtung in der 0°-Region an der Vorderseite des Fahrzeugs befindet, und das System fährt mit einer Entfernungsberechnung fort. Falls nicht, kann das System mit Prüfung 2 fortfahren.
  • Prüfung 2 bestimmt, ob die Entfernung der Benutzervorrichtung zu Tag 5 die maximale Entfernung von allen sieben Tags ist. Als Reaktion auf eine bejahende Bestimmung der Entfernung bestimmt das System, dass die Benutzervorrichtung an der Vorderseite des Fahrzeugs positioniert ist. Als Reaktion auf eine negative Bestimmung geht das System zu Prüfung 3 über.
  • Prüfung 3 bestimmt, ob die Entfernung des Benutzers zu Tag 6 die maximale Entfernung von allen sieben Tags ist UND Tag 1 und Tag 3 nicht mit der ToF-Vorrichtung des Benutzers kommunizieren. Als Reaktion auf eine positive Bestimmung bestimmt das System, dass die Benutzervorrichtung an der Vorderseite des Fahrzeugs positioniert ist.
  • Prüfung 4 bestimmt, ob die Entfernung zu dem Tag 0 größer als eine vorbestimmte Schwellenentfernung ist (z. B. 11 m, 10,5 m, 10m usw.). Als Reaktion auf eine positive Bestimmung, dass die Entfernung von Tag 0 zu der Benutzervorrichtung die Schwellenentfernung überschreitet, bestimmt das System, dass sich die Benutzervorrichtung bei 0° befindet, und fährt damit fort, eine Entfernungsberechnung durchzuführen.
  • Als Reaktion auf eine negative Bestimmung (z- B. die Entfernung zwischen Tag 0 und der Benutzervorrichtung ist größer als die Schwellenentfernung), bestimmt das System, dass die Benutzervorrichtung nicht bei 0° lokalisiert ist. Das System kann sich dann zu der nächsten 45°-Position bewegen.
  • Zur Lokalisierung bei Entfernungen unter dem vorbestimmten Schwellenwert kann das System ferner vier UND-Bedingungen testen. Im Gegensatz zu der Lokalisierung, die durchgeführt wird, wenn die Vorrichtung über dem vorbestimmten Schwellenwert liegt, wird bestimmt, dass sich der Benutzer in der 0°-Region befindet, wenn alle der vier Prüfungen erfolgreich sind. Wenn eine beliebige der vier Prüfungen nicht erfolgreich ist, wird bestimmt, dass sich der Benutzer nicht in der 0°-Region befindet. Der Algorithmus fährt dann damit fort, zu prüfen, ob sich der Benutzer in der nächsten Region, der 45°-Region, befindet. Als Reaktion auf das Bestimmen, dass sich der Benutzer nahe dem Fahrzeug in der 45°-Region befindet, kann das System eine Entriegelungsaktion auslösen, die dem Benutzer Fahrzeugzugriff bereitstellt.
  • Figurenliste
  • Die detaillierte Beschreibung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen dargelegt. Die Verwendung der gleichen Bezugszeichen kann ähnliche oder identische Elemente angeben. Für verschiedene Ausführungsformen können andere Elemente und/oder Komponenten als die in den Zeichnungen veranschaulichten genutzt werden und einige Elemente und/oder Komponenten sind in verschiedenen Ausführungsformen unter Umständen nicht enthalten. Die Elemente und/oder Komponenten in den Figuren sind nicht zwingend maßstabsgetreu gezeichnet. Für die gesamte Offenbarung gilt, dass Terminologie im Singular und Plural in Abhängigkeit vom Kontext austauschbar verwendet werden kann.
    • 1 zeigt eine beispielhafte Rechenumgebung, in der Techniken und Strukturen zum Bereitstellen der in dieser Schrift offenbarten Systeme und Verfahren umgesetzt sein können.
    • 2 zeigt ein Funktionsschema einer Steuerung für Fahrerunterstützungstechnologien (Driver Assist Technologies - DAT) gemäß der vorliegenden Offenbarung.
    • 3 veranschaulicht einen beispielhaften Automobilcomputer, der in Kommunikation mit einer Antennenanordnung mit mehreren Eingängen und mehreren Ausgängen (Multiple Input Multiple Output - MIMO) (MIMO-Antennenanordnung) angeordnet ist, gemäß der vorliegenden Offenbarung.
    • 4 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Lokalisieren einer Benutzervorrichtung unter Verwendung von ToF-Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung.
    • 5 zeigt ein anderes Ablaufdiagramm zum Lokalisieren einer Benutzervorrichtung unter Verwendung von ToF gemäß der vorliegenden Offenbarung.
    • 6 ist eine Tabelle von Mess-Tag-Entfernungen bei 0° in Bezug auf MIMO-Antennenanordnungen gemäß der vorliegenden Offenbarung.
    • 7 ist eine Tabelle von Mess-Tag-Entfernungen bei 0° in Bezug auf MIMO-Antennenanordnungen gemäß der vorliegenden Offenbarung.
    • 8 zeigt ein anderes Funktionsablaufdiagramm zum Lokalisieren eines Benutzers unter Verwendung von ToF gemäß der vorliegenden Offenbarung.
    • 9A und 9B zeigen die Lokalisierung einer mobilen Vorrichtung unter Verwendung von Trilateration gemäß der vorliegenden Offenbarung.
    • 10 zeigt die Lokalisierung einer mobilen Vorrichtung unter Verwendung von Trilateration gemäß der vorliegenden Offenbarung.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • 1 zeigt eine beispielhafte Rechenumgebung 100, die ein Fahrzeug 105 beinhalten kann. Das Fahrzeug 105 kann einen Automobilcomputer 145 und eine Fahrzeugsteuereinheit (Vehicle Controls Unit - VCU) 165 beinhalten, die eine Vielzahl von elektronischen Steuereinheiten (electronic control units - ECUs) 117 beinhalten kann, die in Kommunikation mit dem Automobilcomputer 145 angeordnet sind. Eine mobile Vorrichtung 120, die einem Benutzer 140 und dem Fahrzeug 105 zugeordnet sein kann, kann sich unter Verwendung drahtgebundener und/oder drahtloser Kommunikationsprotokolle und -sendeempfänger mit dem Automobilcomputer 145 verbinden. Die mobile Vorrichtung 120 kann über ein oder mehrere Netzwerke 125, die über eine oder mehrere drahtlose Verbindungen 130 kommunizieren können, kommunikativ mit dem Fahrzeug 105 gekoppelt sein und/oder sich unter Verwendung von Protokollen der Nahfeldkommunikation (near field communication - NFC), Bluetooth®-Protokollen, Wi-Fi, Ultrabreitband (ToF) und anderen möglichen Techniken der Datenverbindung und -freigabe direkt mit dem Fahrzeug 105 verbinden.
  • Um die Position des Benutzers zu kategorisieren, wenn eine Lokalisierung erfolgt, können acht Fahrzeugregionen 106 definiert werden. Die Fahrzeugregionen 106 sind als gestrichelte Ovale dargestellt, die das Fahrzeug 105 umgeben. Diese acht Regionen stammen aus der 360°-Abdeckung, die sieben ToF-Modulen 111 zugeordnet ist, wie durch Regionsnummern veranschaulicht, die als nummerierte Rauten gekennzeichnet sind. Die ToF-Module 111 können eine Fahrzeugumgebungsstandortabdeckung in jeder der jeweiligen Fahrzeugregionen 106 (z. B. 0°, 45° usw.) bereitstellen. Dementsprechend deckt jede Region ungefähr 45° der Abdeckung ab. Zum Beispiel wird gezeigt, dass der Benutzer 140 in die 0°-Region geht.
  • Das Fahrzeug 105 kann zudem ein globales Positionsbestimmungssystem (GPS) 175 empfangen und/oder mit einem solchen in Kommunikation stehen. Das GPS 175 kann ein Satellitensystem (wie in 1 abgebildet) sein, wie etwa das globale Navigationssatellitensystem (global navigation satellite system - GLNSS), Galileo oder ein Navigationssystem oder ein anderes ähnliches System. In anderen Aspekten kann das GPS 175 ein terrestrisches Navigationsnetzwerk sein. In einigen Ausführungsformen kann das Fahrzeug 105 eine Kombination aus GPS und Koppelnavigation als Reaktion darauf, dass bestimmt wird, dass eine Schwellenwertanzahl an Satelliten nicht erkannt wurde, nutzen.
  • Der Automobilcomputer 145 kann eine elektronische Fahrzeugsteuerung, die einen oder mehrere Prozessoren 150 und einen Speicher 155 aufweist, sein oder beinhalten. Der Automobilcomputer 145 kann in einigen beispielhaften Ausführungsformen in Kommunikation mit der mobilen Vorrichtung 120 und mit einem oder mehreren Servern 170 angeordnet sein. Der/die Server 170 kann/können Teil einer Cloud-basierten Recheninfrastruktur sein und einem Telematik-Dienstbereitstellungsnetzwerk (Service Delivery Network - SDN) zugeordnet sein und/oder ein solches beinhalten, das dem Fahrzeug 105 und anderen Fahrzeugen (in 1 nicht gezeigt), die Teil einer Fahrzeugflotte sein können, digitale Datendienste bereitstellt.
  • Obwohl das Fahrzeug 105 als Sportwagen veranschaulicht ist, kann es die Form eines anderen Passagier- oder Nutzwagens, wie zum Beispiel eines Autos, eines Trucks, einer Geländelimousine, eines Crossover-Fahrzeugs, eines Vans, eines Minivans, eines Taxis, eines Busses usw., annehmen und dazu konfiguriert und/oder programmiert sein, verschiedene Arten von Automobilantriebssystemen zu beinhalten. Beispielhafte Antriebssysteme können verschiedene Arten von Antriebssträngen von Brennkraftmaschinen (Internal Combustion Engine - ICE) beinhalten, die einen mit Benzin, Diesel oder Erdgas angetriebenen Verbrennungsmotor mit herkömmlichen Antriebskomponenten, wie etwa einem Getriebe, einer Antriebswelle, einem Differential usw., aufweisen. In einer anderen Konfiguration kann das Fahrzeug 105 als Elektrofahrzeug (Electric Vehicle - EV) konfiguriert sein. Insbesondere kann das Fahrzeug 105 ein Batterie-EV(BEV)-Antriebssystem beinhalten oder als Hybrid-EV (HEV) mit einem unabhängigen bordeigenen Triebwerk oder Plug-in-HEV (PHEV), das einen HEV-Antriebsstrang beinhaltet, der mit einer externen Leistungsquelle verbunden werden kann, und/oder einen parallelen oder seriellen Hybridantriebsstrang mit einem Verbrennungsmotortriebwerk und einem oder mehreren EV-Antriebssystemen beinhaltet, konfiguriert sein. HEVs können ferner Batterie- und/oder Superkondensatorbänke zur Leistungsspeicherung, Schwungradleistungsspeichersysteme oder andere Infrastruktur zur Leistungserzeugung und -speicherung beinhalten. Das Fahrzeug 105 kann ferner als Brennstoffzellenfahrzeug (fuel cell vehicle - FCV), das unter Verwendung einer Brennstoffzelle flüssigen oder festen Kraftstoff in nutzbare Leistung umwandelt (z. B. Antriebsstrang eines Fahrzeugs mit Wasserstoffbrennstoffzelle (hydrogen fuel cell vehicle - HFCV) usw.) und/oder als eine beliebige Kombination aus diesen Antriebssystemen und Komponenten konfiguriert sein.
  • Ferner kann das Fahrzeug 105 ein manuell gefahrenes Fahrzeug sein und/oder dazu konfiguriert und/oder programmiert sein, in einem vollständig autonomen (z. B. fahrerlosen) Modus (z. B. Autonomiestufe 5) oder in einem oder mehreren Teilautonomiemodi betrieben zu werden. Beispiele für Teilautonomiemodi (oder Fahrerassistenzmodi) sind auf dem Fachgebiet weithin als Autonomiestufe 1 bis 4 bekannt.
  • Ein Fahrzeug, das eine Automatisierung der Autonomiestufe 0 aufweist, kann keine autonomen Fahrmerkmale beinhalten.
  • Ein Fahrzeug, das eine Automatisierung der Autonomiestufe 1 aufweist, kann ein einzelnes automatisiertes Fahrerassistenzmerkmal, wie etwa Lenk- oder Beschleunigungsassistenz, beinhalten. Adaptive Geschwindigkeitsregelung ist ein derartiges Beispiel für ein System der Autonomiestufe 1, das Aspekte sowohl der Beschleunigung als auch der Lenkung beinhaltet.
  • Autonomiestufe 2 bei Fahrzeugen kann Fahrerassistenztechnologien bereitstellen, wie etwa eine partielle Automatisierung der Lenk- und Beschleunigungsfunktionalität, wobei das bzw. die automatisierten Systeme von einem menschlichen Fahrer überwacht wird/werden, der nicht automatisierte Vorgänge wie etwa Bremsen und andere Steuerungsvorgänge vornimmt. In einigen Aspekten mit autonomen Merkmalen der Stufe 2 und höher kann ein primärer Benutzer das Fahrzeug steuern, während sich der Benutzer innerhalb des Fahrzeugs befindet, oder in einigen Ausführungsbeispielen von einem Standort entfernt von dem Fahrzeug, aber innerhalb einer Steuerzone, die sich bis zu mehrere Meter von dem Fahrzeug entfernt erstreckt, während es sich im Fernbetrieb befindet.
  • Autonomie der Stufe 3 in einem Fahrzeug kann bedingte Automatisierung und Steuerung von Fahrmerkmalen bereitstellen. Beispielsweise kann eine Fahrzeugautonomie der Stufe 3 „Umgebungserfassungs“-Fähigkeiten beinhalten, bei denen das autonome Fahrzeug (AV) unabhängig von einem vorhandenen Fahrer informierte Entscheidungen treffen kann, wie etwa Beschleunigen an einem sich langsam bewegenden Fahrzeug vorbei, während der vorhandene Fahrer jederzeit bereit ist, wieder die Steuerung des Fahrzeugs zu übernehmen, wenn das System nicht in der Lage ist, die Aufgabe auszuführen.
  • AVs mit Autonomiestufe 4 können unabhängig von einem menschlichen Fahrer betrieben werden, aber weiterhin Bedienelemente für den Menschen für den Übersteuerungsbetrieb beinhalten. Automatisierung der Stufe 4 kann zudem ermöglichen, dass ein Selbstfahrmodus als Reaktion auf einen vordefinierten bedingten Auslöser, wie etwa eine Gefahr im Straßenverkehr oder einen Systemausfall, eingreift.
  • AVs mit Autonomiestufe 5 können vollständig autonome Fahrzeugsysteme beinhalten, die keine menschliche Eingabe für den Betrieb erfordern und keine Bedienelemente für menschliches Fahren beinhalten können.
  • Die mobile Vorrichtung 120 kann einen Speicher 123 zum Speichern von Programmanweisungen beinhalten, die einer Anwendung 135 zugeordnet sind, die bei Ausführung durch einen Prozessor 121 der mobilen Vorrichtung Aspekte der offenbarten Ausführungsformen durchführt. Die Anwendung (oder „App“) 135 kann Teil eines ToF-Lokalisierungssystems 107 sein oder dem ToF-Lokalisierungssystem 107 Informationen bereitstellen und/oder Informationen von dem ToF-Lokalisierungssystem 107 empfangen.
  • In einigen Aspekten kann die mobile Vorrichtung 120 mit dem Fahrzeug 105 über den einen oder die mehreren drahtlosen Verbindungen 130 kommunizieren, die verschlüsselt und zwischen der mobilen Vorrichtung 120 und einer Telematiksteuereinheit (Telematics Control Unit - TCU) 160 eingerichtet sein können. Die mobile Vorrichtung 120 kann unter Verwendung eines drahtlosen Senders (in 1 nicht gezeigt), der der TCU 160 an dem Fahrzeug 105 zugeordnet ist, mit der TCU 160 kommunizieren. Der Sender kann unter Verwendung eines drahtlosen Kommunikationsnetzwerkes, wie etwa zum Beispiel des einen oder der mehreren Netzwerke 125, mit der mobilen Vorrichtung 120 kommunizieren. Die drahtlose(n) Verbindung(en) 130 kommuniziert/kommunizieren der Darstellung in 1 nach über das eine oder die mehreren Netzwerke 125 und über eine oder mehrere drahtlose Verbindungen 133, bei denen es sich um eine oder mehrere direkte Verbindungen zwischen dem Fahrzeug 105 und der mobilen Vorrichtung 120 handeln kann. Die eine oder die mehreren drahtlosen Verbindung 133 können verschiedene Low-Energy-Protokolle, einschließlich beispielsweise Bluetooth®, Bluetooth®-Low-Energy (BLE®), ToF, Nahfeldkommunikation (NFC), oder andere Protokolle beinhalten.
  • Das/die Netzwerk(e) 125 veranschaulicht/veranschaulichen eine beispielhafte Kommunikationsinfrastruktur, in der die verbundenen Vorrichtungen, die in verschiedenen Ausführungsformen dieser Offenbarung erörtert werden, kommunizieren können. Das/die Netzwerk(e) 125 kann/können das Internet, ein privates Netzwerk, ein öffentliches Netzwerk oder eine andere Konfiguration sein und/oder beinhalten, die unter Verwendung eines oder mehrerer bekannter Kommunikationsprotokolle betrieben werden, wie etwa zum Beispiel Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP), Bluetooth®, BLE®, Wi-Fi auf Grundlage des Standards 802.11 des Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), ToF und Mobilfunktechnologien, wie etwa Time Division Multiple Access (TDMA), Code Division Multiple Access (CDMA), High Speed Packet Data Access (HSPDA), Long-Term Evolution (LTE), Global System for Mobile Communications (GSM) und Fifth Generation (5G), um nur einige Beispiele zu nennen.
  • Der Automobilcomputer 145 kann in einem Motorraum des Fahrzeugs 105 (oder an anderer Stelle in dem Fahrzeug 105) installiert sein und als Funktionsbestandteil des ToF-Lokalisierungssystems 107 gemäß der Offenbarung fungieren. Der Automobilcomputer 145 kann einen oder mehrere Prozessoren 150 und einen computerlesbaren Speicher 155 beinhalten.
  • Der eine oder die mehreren Prozessoren 150 können in Kommunikation mit einer oder mehreren Speichervorrichtungen, die in Kommunikation mit den jeweiligen Rechensystemen angeordnet sind (z. B. Speicher 155 und/oder eine oder mehrere in 1 nicht gezeigte externe Datenbanken), angeordnet sein. Der/die Prozessor(en) 150 kann/können den Speicher 155 nutzen, um Programme in Code zu speichern und/oder um Daten zum Durchführen von Aspekten gemäß der Offenbarung zu speichern. Der Speicher 155 kann ein nicht transitorischer computerlesbarer Speicher zum Speichern eines Programmcodes zur ToF-Lokalisierung sein. Der Speicher 155 kann ein beliebiges oder eine Kombination aus flüchtigen Speicherelementen (z. B. dynamischem Direktzugriffsspeicher (dynamic random access memory - DRAM), synchronem dynamischem Direktzugriffsspeicher (synchronous dynamic random access memory - SDRAM) usw.) beinhalten und kann ein beliebiges oder mehrere beliebige nichtflüchtige Speicherelemente (z. B. löschbaren programmierbaren Festwertspeicher (erasable programmable read-only memory - EPROM), Flash-Speicher, elektronisch löschbaren programmierbaren Festwertspeicher (electronically erasable programmable read-only memory - EEPROM), programmierbaren Festwertspeicher (programmable read-only memory - PROM) usw.) beinhalten.
  • Die VCU 165 kann einen Leistungsbus 178 gemeinsam mit dem Automobilcomputer 145 nutzen und dazu konfiguriert und/oder programmiert sein, die Daten zwischen Systemen des Fahrzeugs 105, verbundenen Servern (z. B. dem/den Server(n) 170) und anderen Fahrzeugen (in 1 nicht gezeigt), die als Teil einer Fahrzeugflotte betrieben werden, zu koordinieren. Die VCU 165 kann eine beliebige Kombination der ECUs 117 beinhalten oder mit diesen kommunizieren, wie etwa zum Beispiel ein Karosseriesteuermodul (Body Control Module - BCM) 193, ein Motorsteuermodul (Engine Control Module - ECM) 185, ein Getriebesteuermodul (Transmission Control Module - TCM) 190, die TCU 160, eine Steuerung 199 für Fahrerunterstützungstechnologien (Driver Assistance Technology - DAT) usw. Die VCU 165 kann ferner ein Fahrzeugwahrnehmungssystem (Vehicle Perception System - VPS) 181 beinhalten und/oder damit kommunizieren, das Konnektivität mit einem oder mehreren sensorischen Systemen 182 des Fahrzeugs aufweist und/oder diese steuert. In einigen Aspekten kann die VCU 165 Betriebsaspekte des Fahrzeugs 105 steuern und einen oder mehrere Anweisungssätze umsetzen, die von der Anwendung 135, die auf der mobilen Vorrichtung 120 betrieben wird, von einem oder mehreren Anweisungssätzen, die in dem Computerspeicher 155 des Automobilcomputers 145 gespeichert sind, empfangen werden, einschließlich Anweisungen, die als Teil des ToF-Lokalisierungssystems 107 betriebsfähig sind.
  • Die TCU 160 kann dazu konfiguriert und/oder programmiert sein, Fahrzeugkonnektivität mit drahtlosen Rechensystemen an Bord und außerhalb des Fahrzeugs 105 bereitzustellen, und kann einen Navigationsempfänger (NAV) 188 zum Empfangen und Verarbeiten eines GPS-Signals von dem GPS 175, ein BLE®-Modul (BLEM) 195, einen Wi-Fi-Sendeempfänger, einen ToF-Sendeempfänger und/oder andere drahtlose Sendeempfänger (in 1 nicht gezeigt) beinhalten, die zur drahtlosen Kommunikation zwischen dem Fahrzeug 105 und anderen Systemen, Computern und Modulen konfigurierbar sein können. Die TCU 160 kann mittels eines Busses 180 in Kommunikation mit den ECUs 117 angeordnet sein. In einigen Aspekten kann die TCU 160 als Knoten in einem CAN-Bus Daten abrufen und Daten senden.
  • Das BLEM 195 kann drahtlose Kommunikation unter Verwendung von Bluetooth®- und BLE®-Kommunikationsprotokollen durch Aussenden und/oder Hören nach Aussendungen kleiner Werbepakete einrichten und dabei Verbindungen mit reagierenden Vorrichtungen einrichten, die gemäß in dieser Schrift beschriebenen Ausführungsformen konfiguriert sind. Zum Beispiel kann das BLEM 195 GATT-(Generic Attribute Profile-)Vorrichtungskonnektivität für Clientvorrichtungen beinhalten, die auf GATT-Befehle und - Anfragen reagieren oder diese initiieren und direkt mit der mobilen Vorrichtung 120 und/oder einem oder mehreren Schlüsseln (die zum Beispiel den Transponder 179 beinhalten können) verbunden sind.
  • Der Bus 180 kann als Controller-Area-Network-(CAN-)Bus konfiguriert sein, der mit einem seriellen Busstandard mit mehreren Mastern zum Verbinden von zwei oder mehr der ECUs 117 als Knoten unter Verwendung eines nachrichtenbasierten Protokolls organisiert ist, das dazu konfiguriert und/oder programmiert sein kann, den ECUs 117 zu ermöglichen, miteinander zu kommunizieren. Der Bus 180 kann ein Highspeed-CAN sein (der Bit-Geschwindigkeiten von bis zu 1 Mbit/s auf dem CAN, 5 Mbit/s auf einer CAN-Vorrichtung mit flexibler Datenrate (CAN-FD) aufweisen kann) oder ein solches beinhalten und kann eine Lowspeed- oder fehlertolerante CAN-Vorrichtung (bis zu 125 Kbit/s) beinhalten, die in einigen Konfigurationen eine lineare Buskonfiguration verwenden kann. In einigen Aspekten können die ECUs 117 mit einem Host-Computer (z. B. dem Automobilcomputer 145, dem ToF-Lokalisierungssystem 107 und/oder dem/den Server(n) 170 usw.) kommunizieren und können auch ohne die Notwendigkeit eines Host-Computers miteinander kommunizieren. Der Bus 180 kann die ECUs 117 derart mit dem Automobilcomputer 145 verbinden, dass der Automobilcomputer 145 Informationen von den ECUs 117 abrufen, Informationen an diese senden und anderweitig mit diesen interagieren kann, um gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschriebene Schritte durchzuführen. Der Bus 180 kann CAN-Busknoten (z. B. die ECUs 117) über einen Zweidrahtbus miteinander verbinden, das ein verdrilltes Paar mit einer charakteristischen Nennimpedanz sein kann. Der Bus 180 kann zudem unter Verwendung anderer Kommunikationsprotokolllösungen erzielt werden, wie etwa medienorientierten Systemtransports (Media Oriented Systems Transport - MOST) oder Ethernet. In anderen Aspekten kann der Bus 180 ein drahtloser fahrzeuginterner Bus sein.
  • Die VCU 165 kann verschiedene Verbraucher direkt über die Kommunikation des Busses 180 steuern oder eine derartige Steuerung in Verbindung mit dem BCM 193 umsetzen. Die in Bezug auf die VCU 165 beschriebenen ECUs 117 sind lediglich für beispielhafte Zwecke bereitgestellt und sollen nicht einschränkend oder ausschließend sein. Steuerung und/oder Kommunikation mit anderen nicht in 1 gezeigten Steuermodulen ist möglich und eine derartige Steuerung wird in Betracht gezogen.
  • In einem Ausführungsbeispiel können die ECUs 117 Aspekte des Fahrzeugbetriebs und der Kommunikation unter Verwendung von Eingaben durch menschliche Fahrer, Eingaben von einer Steuerung des autonomen Fahrzeugs, dem ToF-Lokalisierungssystem 107 und/oder über drahtlose Signaleingaben, die über die eine oder mehreren drahtlosen Verbindungen 133 von anderen verbundenen Vorrichtungen, wie etwa unter anderem der mobilen Vorrichtung 120, empfangen werden, steuern. Die ECUs 117 können, wenn sie als Knoten in dem Bus 180 konfiguriert sind, jeweils eine zentrale Verarbeitungseinheit (central processing unit - CPU), eine CAN-Steuerung und/oder einen Sendeempfänger (in 1 nicht gezeigt) beinhalten. Auch wenn die mobile Vorrichtung 120 in 1 der Darstellung nach über das BLEM 195 mit dem Fahrzeug 105 verbunden ist, ist es zum Beispiel möglich und wird in Betracht gezogen, dass die drahtlose Verbindung 133 auch oder alternativ zwischen der mobilen Vorrichtung 120 und einer oder mehreren der ECUs 117 über den/die Sendeempfänger, der/die dem/den Modul(en) zugeordnet ist/sind, eingerichtet werden kann.
  • Das BCM 193 beinhaltet im Allgemeinen die Integration von Sensoren, Fahrzeugleistungsindikatoren und variablen Drosseln, die den Fahrzeugsystemen zugeordnet sind, und kann prozessorbasierte Leistungsverteilungsschaltungen beinhalten, die Funktionen steuern können, die der Fahrzeugkarosserie zugeordnet sind, wie etwa Lichter, Fenster, Sicherheit, Türverriegelungen und Zugriffskontrolle und verschiedene Komfortsteuerungen. Das BCM 193 kann auch als Gateway für Bus- und Netzwerkschnittstellen betrieben werden, um mit entfernten ECUs (in 1 nicht gezeigt) zu interagieren.
  • Das BCM 193 kann eine beliebige oder mehrere Funktionen aus einer breiten Palette von Fahrzeugfunktionen koordinieren, einschließlich Energieverwaltungssystemen, Alarmen, Wegfahrsperren, Fahrer- und Mitfahrerzugriffsberechtigungssystemen, Phone-as-a-Key-(PaaK-)Systemen, Fahrerunterstützungssystemen, AV-Steuersystemen, elektrischen Fensterhebern, Türen, Aktoren und anderen Funktionen usw. Das BCM 193 kann für die Fahrzeugenergieverwaltung, Außenbeleuchtungssteuerung, Scheibenwischerfunktionalität, elektrische Fensterheber- und Türfunktionalität, Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungssysteme und Fahrerintegrationssysteme konfiguriert sein. In anderen Aspekten kann das BCM 193 die Funktionalität von Zusatzausrüstung steuern und/oder für die Integration einer derartigen Funktionalität zuständig sein.
  • Die DAT-Steuerung 199 kann automatisierte Fahr- und Fahrerunterstützungsfunktionen der Stufe 1 bis Stufe 3 bereitstellen, die zum Beispiel neben anderen Merkmalen aktive Einparkunterstützung, Anhängerrückfahrunterstützung, adaptive Geschwindigkeitsregelung, Spurhaltung und/oder Fahrerstatusüberwachung beinhalten können. Die DAT-Steuerung 199 kann zudem Aspekte von Benutzer- und Umgebungseingaben bereitstellen, die zur Benutzerauthentifizierung verwendet werden können. Authentifizierungsmerkmale können zum Beispiel biometrische Authentifizierung und Erkennung beinhalten.
  • Die DAT-Steuerung 199 kann Eingabeinformationen über das/die sensorische System(e) 182 erhalten, das/die Sensoren beinhalten kann/können, die an der Innenseite und/oder Außenseite des Fahrzeugs angeordnet sind (Sensoren in 1 nicht gezeigt). Die DAT-Steuerung 199 kann die Sensorinformationen, die Fahrerfunktionen, Fahrzeugfunktionen und Umgebungseingaben zugeordnet sind, und andere Informationen empfangen. Die DAT-Steuerung 199 kann die Sensorinformationen zur Identifizierung von biometrischen Markern, die an Bord des Fahrzeugs 105 und/oder über den/die Server 170 in einem sicheren Datenspeicher für biometrische Daten (in 1 nicht gezeigt) gespeichert sind, charakterisieren.
  • In anderen Aspekten kann die DAT-Steuerung 199 auch dazu konfiguriert und/oder programmiert sein, Fahrerunterstützung der Stufe 1 und/oder Stufe 2 zu steuern, wenn das Fahrzeug 105 Fahrmerkmale für autonome Fahrzeuge der Stufe 1 oder Stufe 2 beinhaltet. Die DAT-Steuerung 199 kann mit einem Fahrzeugwahrnehmungssystem (Vehicle Perception System - VPS) 181 verbunden sein und/oder dieses beinhalten, das interne und externe sensorische Systeme (die gemeinsam als Sensorsysteme 182 bezeichnet sind) beinhalten kann. Die sensorischen Systeme 182 können dazu konfiguriert und/oder programmiert sein, Sensordaten zu erhalten, die zur biometrischen Authentifizierung und zum Durchführen von Fahrerunterstützungsvorgängen verwendbar sind, wie etwa zum Beispiel aktives Parken, Anhängerrückfahrunterstützung, adaptive Geschwindigkeitsregelung und Spurhaltung, Fahrerstatusüberwachung und/oder andere Merkmale.
  • Das PaaK-System (in 1 nicht gezeigt) eines Fahrzeugs bestimmt und überwacht einen Standort für eine PaaK-fähige mobile Vorrichtung relativ zu dem Fahrzeugstandort, um das Senden einer Vorabauthentifizierungsnachricht an die mobile Vorrichtung 120 oder eine andere Passivschlüsselvorrichtung, wie etwa einen Transponder 179, zu planen. Wenn sich die mobile Vorrichtung 120 einer vorbestimmten Kommunikationsreichweite relativ zu der Fahrzeugposition nähert, kann die mobile Vorrichtung eine vorläufige Antwortnachricht an das PaaK-fähige Fahrzeug übermitteln. Das PaaK-System des Fahrzeugs kann die vorläufige Antwortnachricht zwischenspeichern, bis ein der Authentifizierungsvorrichtung zugeordneter Benutzer eine Entriegelungshandlung durchführt, wie etwa Betätigen eines Fahrzeugtürverriegelungs-/-entriegelungsmechanismus durch Ziehen an einem Türgriff. Das PaaK-System kann die Tür unter Verwendung von Daten entriegeln, die bereits an den Vorprozessor gesendet wurden, um eine Authentifizierung auf erster Stufe ohne die mit vollständigen Authentifizierungsschritten verbundene Verzögerung durchzuführen.
  • Nach Betätigung des Türriegels kann das PaaK-System eine Bestätigung nach Authentifizierung unter Verwendung eines sicheren Prozessors durchführen, indem es eine Validierungsnachricht an die anfragende Vorrichtung übermittelt, die einen Abfragewert beinhaltet, der eine Validierungsantwort von der anfragenden Vorrichtung erfordert, und antwortende Validierungsnachrichten unter Verwendung des sicheren Prozessors authentifiziert. Antwortende Nachrichten, welche die Validierungsnachricht korrekt beantworten, können die Authentizität der anfragenden Vorrichtung bestätigen, und es wird keine weitere schadensbegrenzende Maßnahme ergriffen.
  • Der/die Prozessor(en) 150 kann/können einen anfänglichen Zugriff auf das Fahrzeug 105 bereitstellen, wenn sich die mobile Vorrichtung 120 innerhalb der Passive-Entry-Passive-Start (PEPS)-Zone befindet. Das Bestimmen, dass sich die mobile Vorrichtung 120 in der Nähe des Fahrzeugs 105 und innerhalb der PEPS-Zone befindet, kann in Verbindung mit einem oder mehreren anderen Auslösern dazu führen, dass Vorabautorisierungsschritte beginnen. Zum Beispiel kann der/können die Prozessor(en) 150 eine sichere Prozessorinitialisierungsanweisung als Reaktion darauf erzeugen, dass sich ein Türriegel öffnet oder ein Benutzer den sensorischen Bereich eines Türgriffs oder eines Tastenfelds zum schlüssellosen Einstieg berührt, oder auf eine Vorhandenseinsdetektion durch Kameras, elektromagnetische Erfassung oder andere Verfahren. Der/die Prozessor(en) 150 kann/können eine Sensorausgabe empfangen, die einen Versuch angibt, in das Fahrzeug einzusteigen.
  • Die Griffberührung allein würde keine Entriegelungsanweisung auslösen. Vielmehr kann in einer beispielhaften Ausführungsform die Berührung des Türgriffs plus die Näherungsangabe, die der Position der mobilen Vorrichtung 120 in Bezug auf das Fahrzeug 105 zugeordnet ist, einen Türgriffsensor (in 1 nicht gezeigt) dazu veranlassen, eine Sensorausgabe an den/die Prozessor(en) 150 zu übertragen. Der/die Prozessor(en) 150 kann/können die Fahrzeugsensorausgabe empfangen, die der Betätigung des Türgriffs (in 1 nicht gezeigt) zugeordnet ist (und genauer ausgedrückt einer Betätigung eines Türsperrmechanismus (in 1 nicht gezeigt) des Türgriffs zugeordnet ist), und eine sichere Prozessorinitialisierungsanweisung an den/die sicheren Prozessor(en) 150 als Reaktion darauf erzeugen.
  • Der/die Prozessor(en) 150 kann/können zudem in Verbindung mit dem/den sicheren Prozessor(en) 150 Zugriff auf das Fahrzeug 105 bereitstellen, indem die Tür 198 (in 1 nicht gezeigt) auf Grundlage der erzeugten Schlüsseleinschaltanforderung und/oder der Authentifizierungsnachricht (Schlüsseleinschaltanforderung und Authentifizierungsnachricht in 1 nicht gezeigt), die in dem Cache-Speicher des Automobilcomputers 145 gespeichert sind, entriegelt wird. Die sichere Prozessorinitialisierungsanweisung kann den/die sicheren Prozessor(en) 150 initialisieren, indem Anweisungen gesendet werden, die den einen oder die mehreren sicheren Prozessoren 150 „wecken“, indem ein Leistungsmodusprofil von einem Niedrigenergiezustand zu einem höheren Energiezustand geändert wird. Nach der Initialisierung kann/können der/die sichere(n) Prozessor(en) 150 die im Zwischenspeicher des Automobilcomputers 145 gespeicherte Authentifizierungsnachricht verifizieren, bevor die Tür 198 entriegelt wird.
  • Die Rechensystemarchitektur des Automobilcomputers 145, der VCU 165 und/oder des ToF-Lokalisierungssystems 107 kann gewisse Rechenmodule auslassen. Es versteht sich ohne Weiteres, dass die in 1 abgebildete Rechenumgebung ein Beispiel für eine mögliche Umsetzung gemäß der vorliegenden Offenbarung ist und somit nicht als einschränkend oder ausschließend betrachtet werden sollte.
  • Der Automobilcomputer 145 kann mit einem Infotainmentsystem 110 verbunden sein, das eine Schnittstelle für den Navigations- und GPS-Empfänger 188 und das dynamische ToF-Lokalisierungssystem 107 bereitstellen kann. Das Infotainmentsystem 110 kann Spracherkennungsmerkmale, biometrische Identifizierungsfähigkeiten beinhalten, die Benutzer auf Grundlage von Gesichtserkennung, Spracherkennung, Fingerabdruckidentifikation oder anderen biologischen Identifizierungsmitteln identifizieren können. In anderen Aspekten kann das Infotainmentsystem 110 eine Benutzeridentifikation unter Verwendung von Kopplungstechniken für mobile Vorrichtungen (z. B. Verbinden mit der mobilen Vorrichtung 120), eines PIN-Codes (persönliche Identifikationsnummer), eines Passworts, eines Schlagworts oder anderer Identifizierungsmittel bereitstellen.
  • 2 zeigt eine beispielhafte DAT-Steuerung 199 gemäß einer Ausführungsform. Wie in vorherigen Figuren erläutert, kann die DAT-Steuerung 199 automatisierte Fahr- und Fahrerassistenzfunktionen bereitstellen und Aspekte der Benutzer- und Umgebungsassistenz bereitstellen. Die DAT-Steuerung 199 kann eine Benutzerauthentifizierung ermöglichen, wie etwa eine biometrische Authentifizierung, die Gesichtserkennung, Fingerabdruckerkennung, Spracherkennung, Gangerkennung und andere eindeutige und nicht eindeutige biometrische Aspekte beinhalten kann. Die DAT-Steuerung 199 kann ferner eine Fahrzeugüberwachung und eine Multimedia-Integration mit Fahrunterstützungen bereitstellen.
  • In einem Ausführungsbeispiel kann die DAT-Steuerung 199 ein Sensor-E/A-Modul 205, ein Chassis-E/A-Modul 207, ein biometrisches Erkennungsmodul (BRM) 210, ein ToF-Positionierungsmodul 215, ein aktives Einparkunterstützungsmodul 220, ein Totwinkelinformationssystem-(blind spot information system - BLIS-)Modul 225, ein Anhängerrückfahrunterstützungsmodul 230, ein Spurhaltesteuermodul 235, ein Fahrzeugkameramodul 240, ein adaptives Geschwindigkeitsregelungsmodul 245, ein Fahrerstatusüberwachungssystem 250 und ein Augmented-Reality-Integrationsmodul 255 neben anderen Systemen beinhalten. Es versteht sich, dass das in 2 dargestellte Funktionsschema als Überblick über die Funktionsfähigkeiten für die DAT-Steuerung 199 bereitgestellt ist und nicht als einschränkend erachtet werden sollte. In einigen Ausführungsformen kann das Fahrzeug 105 mehr oder weniger Module und Steuersysteme beinhalten.
  • Die DAT-Steuerung 199 kann Eingabeinformationen über das/die sensorischen System(e) 182, das/die die Sensoren des externen sensorischen Systems 281 und des internen sensorischen Systems 283 beinhalten kann/können, die an der Innenseite und/oder Außenseite des Fahrzeugs 105 angeordnet sind, und über die Chassis-E/A Modul 207, das mit den ECUs 117 in Kommunikation stehen kann, erhalten. Die DAT-Steuerung 199 kann die Sensorinformationen, die Fahrerfunktionen und Umgebungseingaben zugeordnet sind, und andere Informationen von dem/den sensorischen System(en) 182 empfangen.
  • In anderen Aspekten kann die DAT-Steuerung 199 auch dazu konfiguriert und/oder programmiert sein, Fahrerunterstützung der Stufe 1 und/oder Stufe 2 zu steuern, wenn das Fahrzeug 105 Fahrmerkmale für autonome Fahrzeuge der Stufe 1 oder Stufe 2 beinhaltet. Die DAT-Steuerung 199 kann mit einem Fahrzeugwahrnehmungssystem (Vehicle Perception System - VPS) 181 verbunden sein und/oder dieses beinhalten, das interne und externe sensorische Systeme (die gemeinsam als Sensorsysteme 182 bezeichnet sind) beinhalten kann. Die sensorischen Systeme 182 können dazu konfiguriert und/oder programmiert sein, Sensordaten zu erhalten, die zur biometrischen Authentifizierung und zum Durchführen von Fahrerunterstützungsvorgängen verwendbar sind, wie etwa zum Beispiel aktives Parken, Anhängerrückfahrunterstützung, adaptive Geschwindigkeitsregelung und Spurhaltung, Fahrerstatusüberwachung und/oder andere Merkmale.
  • Die DAT-Steuerung 199 kann dazu konfiguriert und/oder programmiert sein, biometrische Authentifizierungssteuerungen für das Fahrzeug 105 bereitzustellen, einschließlich zum Beispiel Gesichtserkennung, Fingerabdruckerkennung, Spracherkennung, und/oder andere Authentifizierungsinformationen bereitstellen, die Charakterisierung, Identifizierung, Insassenerscheinungsbild, Insassenstatus und/oder Verifizierung für andere menschliche Faktoren zugeordnet sind, wie etwa Gangerkennung, Körperwärmesignaturen, Augennachverfolgung usw. Die DAT-Steuerung 199 kann die Sensorinformationen von einem externen sensorischen System 281 erhalten, das Sensoren beinhalten kann, die außen an einem Fahrzeug oder in Vorrichtungen, die sich mit dem Fahrzeug 105 verbinden können, wie etwa in der mobilen Vorrichtung 120 und/oder dem Transponder 179, angeordnet sind.
  • Die DAT-Steuerung 199 kann ferner mit dem sensorischen System 182 verbunden sein, das ein internes sensorisches System 283 beinhalten kann und das eine beliebige Anzahl von Sensoren beinhalten kann, die in dem Fahrzeuginnenraum (z. B. der Fahrzeugkabine, die in 2 nicht dargestellt ist) konfiguriert ist. Das externe sensorische System 281 und das interne sensorische System 283 können mit einer oder mehreren Trägheitsmesseinheiten (inertial measurement units - IMU) 284, Kamerasensor(en) 285, Fingerabdrucksensor(en) 287 und/oder anderen Sensor(en) 289 verbunden sein und/oder diese beinhalten und biometrische Daten erhalten, die zur Charakterisierung der Sensorinformationen zur Identifizierung von biometrischen Markern, die in einem sicheren Datenspeicher für biometrische Daten (in 2 nicht gezeigt) an Bord des Fahrzeugs 105 gespeichert sind, und zum Erhalten von Umgebungsdaten zum Bereitstellen von Fahrerassistenzmerkmalen verwendbar sind. Die DAT-Steuerung 199 kann über das Sensor-E/A-Modul 205 sensorische Daten von dem externen und dem internen sensorischen System 281 und 283 erhalten, die ein oder mehrere Antwortsignale der externen Sensoren und ein oder mehrere Antwortsignale der internen Sensoren (gemeinsam als sensorische Daten bezeichnet) beinhalten können. Die DAT-Steuerung 199 (und insbesondere das Biometrieerkennungsmodul 210) kann die sensorischen Daten charakterisieren und Insassenerscheinungsbild- und -statusinformationen für eine Insassenverwaltung erzeugen, die die sensorischen Daten gemäß beschriebenen Ausführungsformen verwenden können.
  • Das interne und das externe sensorische System 283 und 281 können die von dem externen sensorischen System 281 erhaltenen sensorischen Daten und die sensorischen Daten von dem internen sensorischen System bereitstellen. Die sensorischen Daten können Informationen von einem beliebigen der Sensoren 284-289 beinhalten, wobei die Anforderungsnachricht für die externen Sensoren und/oder die Anforderungsnachricht für die internen Sensoren die Sensormodalität beinhalten können, mithilfe derer das/die jeweilige(n) sensorische(n) System(e) die sensorischen Daten erhalten sollen.
  • Der/die Kamerasensor(en) 285 kann/können Wärmekameras, RGB (Rot-Grün-Blau)-Kameras, NIR (Nahinfrarot)-Kameras und/oder eine Hybridkamera, die thermische, RGB-, NIR- oder andere Erfassungsfähigkeiten aufweist, beinhalten. Wärmekameras können Wärmeinformationen von Objekten innerhalb eines Sichtrahmens der Kamera(s) bereitstellen, einschließlich zum Beispiel einer Wärmekartenfigur eines Subjekts in dem Kamerarahmen. Eine Standardkamera kann Farb- und/oder Schwarzweißbilddaten des Ziels/der Ziele innerhalb des Kamerarahmens bereitstellen. Der/die Kamerasensor(en) 285 kann/können ferner statische Bildgebung beinhalten oder dem biometrischen Erkennungsmodul 210 eine Reihe von abgetasteten Daten (z. B. einen Kamerafeed) bereitstellen.
  • Die IMU(s) 284 kann/können ein Gyroskop, einen Beschleunigungsmesser, ein Magnetometer oder andere Trägheitsmessvorrichtungen beinhalten. Der/die Fingerabdrucksensor(en) 287 kann/können eine beliebige Anzahl von Sensorvorrichtungen beinhalten, die dazu konfiguriert und/oder programmiert sind, Fingerabdruckinformationen zu erhalten. Der/die Fingerabdrucksensor(en) 287 und/oder die IMU(s) 284 kann/können zudem in eine passive Schlüsselvorrichtung, wie etwa zum Beispiel die mobile Vorrichtung 120 und/oder den Transponder 179, integriert sein und/oder mit dieser/diesem kommunizieren. Der/die Fingerabdrucksensor(en) 287 und/oder die IMU(s) 284 kann/können auch (oder alternativ) an einem Fahrzeugaußenraum angeordnet sein, wie etwa dem Motorraum (in 2 nicht gezeigt), der Türblende (in 2 nicht gezeigt) usw. In anderen Aspekten kann/können die IMU(s) 284, wenn sie in dem internen sensorischen System 283 beinhaltet ist/sind, in ein oder mehrere Module integriert sein, die innerhalb der Fahrzeugkabine oder an einer anderen Innenfläche des Fahrzeugs angeordnet sind.
  • 3 veranschaulicht das Fahrzeug 105, das mit dem Automobilcomputer 145 (in 3 nicht gezeigt) angeordnet ist. Die Automobilkommunikation ist mit einer Antennenanordnung 305, die zum Beispiel eine Vielzahl von Laufzeit (ToF)-Modulen 111 beinhalten kann, die Tags (ToF-Module) 111A, 111B, 111C, 111D, 111E, 111F und 111G beinhalten können, wirkverbunden und steht in Kommunikation mit dieser. Die ToF-Module sind in 3 als mit 0-6 nummerierte Rauten, die an verschiedenen Stellen an dem Fahrzeug 105 angeordnet sind, gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
  • Um die Position des Benutzers 140 (in 3 nicht gezeigt) zu kategorisieren, wenn eine Lokalisierung erfolgt, können acht Fahrzeugregionen 106 definiert werden. Die Fahrzeugregionen 106 sind als gestrichelte Ovale dargestellt, die das Fahrzeug 105 umgeben, einschließlich der Fahrzeugregionen 106A, 106B, 106C, 106D, 106E, 106F, 106G und 106H. Diese acht Regionen stammen aus der 360°-Abdeckung, die sieben ToF-Modulen 111 zugeordnet ist, wie durch Regionsnummern veranschaulicht, die als nummerierte Rauten gekennzeichnet sind. Die ToF-Module 111 können eine Fahrzeugumgebungsstandortabdeckung in jeder der jeweiligen Fahrzeugregionen 106 (z. B. 0°, 45° usw.) bereitstellen. Dementsprechend deckt jede Region ungefähr 45° der Abdeckung ab.
  • Bei Verwendung herkömmlicher Lokalisierungsverfahren auf Grundlage der Signalamplitude (d. h. von BLE, ToF, UHF usw.) verursachen Signalstörungen, die zu Absorption, Reflexion oder Verlust eines Signals führen, Inkonsistenzen beim Bestimmen der Position und/oder Entfernung eines ToF-fähigen Smartphones oder einer anderen Vorrichtung (d. h. eine ToFfähige Uhr, ein Funkschlüssel, wie etwa der in 1 gezeigte Transponder 179, oder eine mobile Vorrichtung 120, die zum Beispiel ein Smartphone, ein Tablet oder eine andere derartige Vorrichtung sein kann) relativ zu dem Fahrzeug 105, wodurch eine robuste Leistung des PaaK verhindert wird, um erforderliche Vorgänge, wie etwa Verriegeln, Entriegeln oder PEPS, auszuführen. Dies liegt daran, dass eine derartige Absorption oder Reflexion die erwartete Signalamplitude eines Signals für eine bekannte Entfernung eines Senders von einem Empfänger verändert, und teilweise daran, dass herkömmliche Systemen, die ein einzelnes Modul und/oder eine einzelne Antenne verwenden, um die ToF-Vorrichtung in Abhängigkeit zu lokalisieren, somit von nur einer Messung der Amplitude gegenüber mehreren Messungen abhängig sind.
  • Herkömmliche Benutzeransatz- und Lokalisierungsverfahren auf Grundlage des Winkels (der Position) um ein Fahrzeug unter Verwendung des Ankunftswinkels durch Kommunizieren mit einem einzelnen Modul und mehreren Antennen können eine bessere Leistung als amplitudenbasierte Ansätze bereitstellen. In Szenarien, in denen die Sichtlinie nicht durchgehend verfügbar ist, ist der Ansatz des Ankunftswinkels jedoch auch für herkömmliche Lokalisierungssysteme, die BLE-, ToF- oder UHF-Ankunftswinkel verwenden, problematisch. Die vorstehend beschriebenen Unzulänglichkeiten sowohl bei der amplituden- als auch bei der winkelbasierten Messung ankommender Signale können vermieden werden, indem die Ausbreitungszeit für das Signal gemessen wird, da die Ausbreitungszeit nicht durch empfangene Absorption und Sichtlinie gegenüber reflektierten (mehrpfadigen) empfangenen Signalen beeinträchtigt wird, da sie durch ihre relativen Zeitmarkierungen identifiziert werden können.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann das ToF-Lokalisierungssystem 107 die ToF-Module 111 dazu nutzen, den Winkel, mit dem sich eine ToF-Vorrichtung dem Fahrzeug 105 unter Verwendung von ToF nähert, zu bestimmen. Das ToF-Lokalisierungssystem 107 kann ToF unter Verwendung von zumindest teilweise einer Kombination der ToF-Module 111 erfassen und messen, um eine ToF-Vorrichtung (z. B. die mobile Vorrichtung 120 oder den Transponder 179, wie in 1 gezeigt) für eine Abdeckung von 360° um das Fahrzeug 105 genau zu lokalisieren.
  • Das ToF-Lokalisierungssystem 107 kann eine Region um das Fahrzeug 105 bestimmen, in der ein Benutzer (in 3 oder 4 nicht gezeigt) stehen oder sich nähern kann. Beispielhafte Anwendungsfallszenarien können zum Beispiel Sichtlinie auf einem leeren Parkplatz, Nicht-Sichtlinie auf einem leeren Parkplatz, Sichtlinie auf einem überfüllten Parkplatz, Nicht-Sichtlinie auf einem überfüllten Parkplatz, Sichtlinie in einem Parkhaus und Nicht-Sichtlinie in einem Parkhaus beinhalten. Andere Szenarien sind möglich und derartige Szenarien werden in Betracht gezogen.
  • 4 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Veranschaulichen des Lokalisierens einer Benutzervorrichtung unter Verwendung von ToF gemäß diesen verschiedenen Anwendungsfallszenarien gemäß der vorliegenden Offenbarung. 3 und 4 werden im folgenden Abschnitt zusammen betrachtet.
  • Die Standortstrategie kann auf viele verschiedene Arten initiiert werden. Initiierung bedeutet, dass der Prozess des Lokalisierens der mobilen Vorrichtung 120 über PaaK, um passive Merkmale zu aktivieren, begonnen hat. Daher kann das Chassis-E/A-Modul 207, wenn die Benutzervorrichtung über eine Tasten- oder Bildschirmbetätigung betätigt wird oder wenn der Benutzer 140 eine Hand auf einen Fahrzeuggriff drückt/legt (in 3 oder 4 nicht gezeigt), bewirken, dass sich eine oder mehrere Fahrzeugtüren entriegeln.
  • Das ToF-Lokalisierungssystem 107 kann die Initialisierung bei Schritt 405 auf verschiedene Arten beginnen. Zum Beispiel kann das ToF-Lokalisierungssystem in einem Aspekt bei Annäherung des Benutzers 140/der mobilen Vorrichtung 120 betätigt werden, wenn das ToF-Lokalisierungssystem 107 den Lokalisierungsalgorithmus veranlasst, zu bestimmen, dass sich der sich nähernde Benutzer 2 Meter oder weniger von der Verkleidung des Fahrzeugs 105 entfernt befindet. Dieses Verfahren verbraucht die meiste Leistung sowohl durch das Fahrzeug 105 als auch durch das Smartphone oder eine andere mobile Vorrichtung 120, da das Fahrzeug 105 und die mobile Vorrichtung 120 (in den meisten Fällen) in ständiger Kommunikation stehen und das Fahrzeug 105 über die gesamte oder im Wesentlichen die gesamte Zeit lokalisiert.
  • In einem anderen Aspekt beginnt der Initialisierungsschritt 405, wenn die mobile Vorrichtung 120/das Fahrzeug 105 ein Signal von allen sieben der ToF-Module 111 erfolgreich empfangen und interpretieren kann (z. B. wenn alle ToF-Module 111 in der Lage sind, Pakete an die mobile Vorrichtung 120 zu senden und Pakete von dieser zu empfangen).
  • In einer anderen Ausführungsform beginnt der Initialisierungsschritt 405, wenn alle ToF-Module 111 einen Wert der Entfernung zur mobilen Vorrichtung an den Automobilcomputer 145 melden und die maximale Entfernungsmessung von allen Modulen weniger als 7,3 Meter beträgt.
  • In noch einer anderen Ausführungsform beginnt der Initialisierungsschritt 405, wenn der Benutzer eine Hand auf den Griff des Fahrzeugs 105 drückt/legt (was das herkömmliche und möglicherweise das langsamste Verfahren für den Benutzer 140 ist, einen passiven Zugang auszulösen).
  • Unter Verwendung des zuvor erwähnten Griff-Berührungstestverfahrens ist das ToF-Lokalisierungssystem 107 in der Lage, eine Fahrzeugregion der Vielzahl von Fahrzeugregionen 108 zu bestimmen, in der die mobile Vorrichtung 120 oder eine andere ToF-Vorrichtung (z. B. der Transponder 179 usw.) lokalisiert wird, sowie die Entfernung zwischen der mobilen Vorrichtung 120 oder einer anderen ToF-Vorrichtung und dem Fahrzeug 105 zu berechnen. Das ToF-Lokalisierungssystem 107 führt diese Prüfung unabhängig von der Entfernung des Benutzers 140/der mobilen Vorrichtung 120 von dem Fahrzeug 105 durch. Der erste Teil des Algorithmus (ähnlich eines herkömmlichen Betriebs von PEPS-Lokalisierung) wird initiiert, um zu bestimmen, ob passive Merkmale verfügbar gemacht werden sollten, um einen Fahrzeugzugriff bereitzustellen. Das Bestimmen von Position und Entfernung des Benutzers 140 in Bezug auf das Fahrzeug 105 ist immer noch zum kontinuierlichen Lokalisieren nützlich, selbst wenn sich der Benutzer mehr als 2 Meter von dem Fahrzeug 105 entfernt befindet. Die in 4 gezeigte Prozedur beschreibt das offenbarte Lokalisierungsverfahren, wenn bestimmt wird, dass ein Benutzerstandort 2 Meter und weniger von dem Fahrzeug entfernt ist. Eine weitere Prozedur wird in Bezug auf 5 zur Vorrichtungslokalisierung unter Verwendung von ToF beschrieben, wenn bestimmt wird, dass der Benutzer 140/die Vorrichtung 120 eine Entfernung von mehr als 2 Metern zu der Verkleidung des Fahrzeugs 105 aufweist.
  • Bei Schritt 405 kann das ToF-Lokalisierungssystem 107 bestimmen, ob die mobile Vorrichtung 120 weniger als eine vorbestimmte Schwellenentfernung von dem Fahrzeug 105 entfernt ist. Zum Beispiel bestimmt das ToF-Lokalisierungssystem 107 in einer Ausführungsform, ob sich die mobile Vorrichtung 120, die als ein Ankerpunkt dienen kann, mehr oder weniger als 2 Meter von dem Fahrzeug 105 entfernt befindet.
  • Bei Schritt 410 bestimmt das ToF-Lokalisierungssystem 107 die Entfernung von dem Ankerpunkt (mobile Vorrichtung 120) zu allen sieben der ToF-Module 111. Als Reaktion auf eine negative Bestimmung kann das ToF-Lokalisierungssystem 107 bei Schritt 415 bestimmen, dass die mobile Vorrichtung 120 nicht bei 0° lokalisiert ist, und mit dem Beurteilen der Lokalisierung an einer zweiten Modulposition bei 45° fortfahren (Schritt 416). Es versteht sich, dass der Schritt 416 den gesamten Algorithmus der Prüfungen 1, 2, 3 und 4 darstellt, jedoch bei dem 45°-Modul anstelle von 0°, dann bei 90° anstelle von 45° usw. über den gesamten Umfang des Fahrzeugs 105.
  • Bei Schritt 420 kann das ToF-Lokalisierungssystem 107 als Reaktion auf eine bejahende Lokalisierungsbestimmung bei Schritt 410 eine erste Prüfung (Prüfung #1) durchführen, um zu bestimmen, ob die Entfernung der mobilen Vorrichtung 120 zu Tag 0 111A geringer ist als die Entfernung des Benutzers zu allen inneren Tags 111E-111G. Als Reaktion auf eine positive Bestimmung geht das ToF-Lokalisierungssystem 107 von Schritt 420 zu Prüfung #2 über. Als Reaktion auf eine negative Bestimmung bei Schritt 420 kehrt das System zu Schritt 415 zurück, wo das ToF-Lokalisierungssystem 107 bestimmen kann, dass die mobile Vorrichtung 120 nicht an der gegenwärtigen Position (aktuell bei 0° 106A) lokalisiert ist, und geht dann zu einer Prüfungsrunde an einer zweiten Stelle bei 45° (Schritt 416) über. Es versteht sich, dass der Schritt 416 den gesamten Algorithmus der Prüfungen 1, 2, 3 und 4 darstellt, jedoch eigentlich an einer nächsten Position bei 45° anstelle von 0°, dann bei 90° anstelle von 45° usw. über den gesamten Umfang des Fahrzeugs 105.
  • Bei Schritt 425 führt das ToF-Lokalisierungssystem 107 eine zweite Prüfung (Prüfung #2) durch, um zu bestimmen, ob die Entfernung der mobilen Vorrichtung 120 zu Tag 2 111C geringer ist als die Entfernung des Benutzers zu allen inneren Tags 111E-111G. Als Reaktion auf eine positive Bestimmung geht der Prozess zu Prüfung #3 über. Als Reaktion auf eine negative Bestimmung bei Schritt 425 kann das ToF-Lokalisierungssystem 107 bestimmen, dass die mobile Vorrichtung 120 nicht an der gegenwärtigen Position (aktuell bei 0° 106A) lokalisiert ist, und geht zu einer Prüfungsrunde an einer zweiten Stelle bei 45° (Schritt 416) über.
  • Bei Schritt 430 führt das ToF-Lokalisierungssystem 107 eine dritte Prüfung (Prüfung #3) durch und bestimmt, ob die Entfernung der mobilen Vorrichtung 120 zu Tag 4 111E geringer ist als die Entfernung des Benutzers zu den anderen zwei inneren Tags 111F und 111G. Als Reaktion auf eine positive Bestimmung geht der Prozess zu Prüfung #4 über. Als Reaktion auf eine negative Bestimmung bei Schritt 436 kann das ToF-Lokalisierungssystem 107 bestimmen, dass die mobile Vorrichtung 120 nicht an der gegenwärtigen Position (aktuell bei 0° 106A) lokalisiert ist, und geht zu einer Prüfungsrunde an einer zweiten Stelle bei 45° (Schritt 416) über.
  • Bei Schritt 435 führt das ToF-Lokalisierungssystem 107 eine vierte Prüfung (Prüfung #4) durch und bestimmt, ob die Entfernung der mobilen Vorrichtung 120 zu Tag 5 111F geringer ist als die Entfernung des Benutzers zu Tag 6 111G UND die mobile Vorrichtung 120 weniger als eine vorbestimmte Entfernung (z. B. 1,5 Meter, 1,8 Meter usw.) von Tag 0 111A entfernt ist. Als Reaktion auf eine negative Bestimmung bei Schritt 435 kann das ToF-Lokalisierungssystem 107 bestimmen, dass die mobile Vorrichtung 120 nicht an der gegenwärtigen Position (aktuell bei 0° 106A) lokalisiert ist, und geht zu einer Prüfungsrunde an einer zweiten Stelle bei 45° (Schritt 416) über.
  • Bei Schritt 440 bestimmt das ToF-Lokalisierungssystem 107, dass sich die mobile Vorrichtung 120 an der Vorderseite des Fahrzeugs (z. B. 106A) befindet, und geht zur Durchführung einer Entfernungsberechnung bei Schritt 445 über.
  • Das Verwenden der logischen Bedingungen aus der vorstehenden Prozedur stellt sicher, dass sich die mobile Vorrichtung 120 in einer der acht spezifizierten Regionen 106A-106H mit einer relativ höheren Konfidenz befindet, als wenn weniger Bedingungen verwendet würden.
  • Das erfolgreiche Bestimmen des Standorts der Benutzervorrichtung (z. B. der mobilen Vorrichtung 120) und somit des Benutzers 140 garantiert auch, dass der letzte Teil des Algorithmus korrekt ausgeführt wird, um die Entfernung zu bestimmen, die der Benutzer 140 von dem Fahrzeug 105 entfernt ist. Das Verwenden der Tags, die der spezifischen Region am nächsten sind, und das Vergleichen von Entfernungen zu den anderen Tags über die vier Prüfungen (Prüfung 1 bis Prüfung 4) trägt dazu bei, die Genauigkeit und die Präzision beim Lokalisieren des Benutzers 140 unter Verwendung von ToF aufrechtzuerhalten.
  • In dem Fall, dass sich die ToF-Vorrichtung (z. B. die mobile Vorrichtung 120) nicht in der 0°-Region 106A befindet, können die Logik und das Ablaufdiagramm prüfen, ob sich die Vorrichtung in der 45°-Fahrzeugregion 106B, der 90°-Fahrzeugregion 106C oder einer beliebigen der anderen Positionen um das Fahrzeug (z. B. 106D-106H) befindet, wobei die Logik und das Ablaufdiagramm den gleichen Ansatz verwenden. Die Entfernungen der mobilen Vorrichtung 120 zu verschiedenen Tags werden gemessen und mit der Entfernung von den nächsten Tags zu der bestimmten Region, die geprüft wird, verglichen. Wenn zum Beispiel die Vorrichtung 120 in der 45°-Region 106B geprüft wird, werden Entfernungen zu anderen Tags mit den Tags 0 111A, 1 111B, 4 111E und 5 111F verglichen. Wenn die Vorrichtung 120 in der 225°-Region 106F geprüft wird, werden Entfernungen zu anderen Tags mit den Tags 2 111C, 3 111D, 5 111F und 6 111G verglichen.
  • 5 zeigt ein anderes Ablaufdiagramm zum Lokalisieren einer Benutzervorrichtung unter Verwendung von ToF, wenn für die Benutzervorrichtung bestimmt wird, dass sie sich mehr als 2 Meter von dem Fahrzeug 105 entfernt befindet, gemäß der vorliegenden Offenbarung.
  • Diese vier Prüfungen beruhen auf den Tags 0 111A, 1 111B, 2 111C, 3 111D, 5 111F und 6 111G. Wenn eine der vier Prüfungen (z. B. Prüfungen #1-4, wie in 5 gezeigt) bestanden wird, wird bestimmt, dass sich die mobile Vorrichtung 120 (und somit der Benutzer 140) in der 0°-Fahrzeugregion 106A befindet. Wenn alle der vier Prüfungen nicht erfolgreich sind, wird bestimmt, dass sich die mobile Vorrichtung 120 nicht in der 0°-Fahrzeugregion 106A befindet. Der Algorithmus geht dann dazu über, zu prüfen, ob sich der Benutzer in der nächsten nachfolgenden Region (z. B. der 45°-Region 106B usw.) befindet, bis alle Fahrzeugregionen 106 geprüft sind.
  • Bei Schritt 505 kann das ToF-Lokalisierungssystem 107 bestimmen, ob die mobile Vorrichtung 120 weniger als eine vorbestimmte Schwellenentfernung von dem Fahrzeug 105 entfernt ist. Eine beispielhafter Schwellenentfernung beträgt 2 Meter. In einer anderen Ausführungsform kann die Schwellenentfernung 2,5 Meter, 3 Meter usw. betragen. In einer Ausführungsform bestimmt das ToF-Lokalisierungssystem 107, beginnend bei der 0°-Fahrzeugregion 106A, ob sich die mobile Vorrichtung 120 mehr oder weniger als 2 Meter von dem Fahrzeug 105 entfernt befindet.
  • Als Reaktion auf das Bestimmen, dass sich die mobile Vorrichtung 120 mehr als 2 Meter von dem Fahrzeug 105 entfernt befindet, geht das ToF-Lokalisierungssystem 107 zu Schritt 510 über, um die Position der mobilen Vorrichtung 120 bei der Region 0° 106A in Bezug auf das Fahrzeug 105 zu prüfen. Dementsprechend führt das ToF-Lokalisierungssystem 107 eine erste Prüfung (z. B. Prüfung 1) durch, um die Entfernung von dem Ankerpunkt (z. B. die mobile Vorrichtung 120) zu allen sieben der ToF-Module 111 zu bestimmen.
  • Wenn bei der ersten Prüfung (Prüfung #1) bei Schritt 515 die Entfernung der mobilen Vorrichtung 120 zu Tag 0 111A geringer ist als die Entfernung der Benutzervorrichtung zu allen inneren Tags 111E, 111F und 111G UND die Entfernung der Benutzervorrichtung zu Tag 2 111C geringer ist als die Entfernung der Benutzervorrichtung zu allen inneren Tags 111E, 111F und 111G UND die Entfernung der Benutzervorrichtung zu dem Tag 6 111G geringer ist als 7 Meter UND das Tag 1 111B und das Tag 3 111D nicht mit der ToF-Vorrichtung 120 des Benutzers kommunizieren, dann befindet sich der Benutzer an der Vorderseite des Fahrzeugs 105 (z. B. der Fahrzeugregion 106A). Als Reaktion auf das Bestimmen, dass sich die mobile Vorrichtung 120 nicht an der Vorderseite des Fahrzeugs in der Fahrzeugregion 106A befindet, geht das ToF-Lokalisierungssystem 107 zum nächsten Schritt über.
  • Bei der zweiten Prüfung (Prüfung #2) bei Schritt 520 bestimmt das ToF-Lokalisierungssystem 107, ob der Wert des Tags 5 111F der maximale Wert aller Werte ist, die den Tags 111 zugeordnet sind. Als Reaktion auf eine bejahende Bestimmung bestimmt das ToF-Lokalisierungssystem 107, dass der Benutzer 140 an der Vorderseite des Fahrzeugs (z. B. die Fahrzeugregion 106A) positioniert ist. Als Reaktion auf eine negative Bestimmung geht das ToF-Lokalisierungssystem 107 zu der dritten Prüfung über.
  • Wenn bei der dritten Prüfung (Prüfung #3) bei Schritt 525 die Entfernung der mobilen Vorrichtung 120 zu Tag 6 111G größer ist als die Entfernung der Benutzervorrichtung 120 zu allen anderen Tags 111A-111F UND Tag 1 111B und Tag 3 111D nicht mit der mobilen Vorrichtung 120 kommunizieren, dann bestimmt das ToF-Lokalisierungssystem 107, dass der Benutzer 140 an der Vorderseite des Fahrzeugs (z. B. den Fahrzeugregionen 106A) positioniert ist. Als Reaktion auf eine negative Bestimmung (z. B. es gab eine Kommunikation an einer der getesteten Tag-Stellen), geht das System zu Block 530 über, bei dem es sich um die vierte Prüfung (Prüfung #4) handelt. Als Reaktion auf eine positive Bestimmung geht das ToF-Lokalisierungssystem 107 zu Block 535 über.
  • Bei Block 530 führt das ToF-Lokalisierungssystem 107 die vierte Prüfung (Prüfung #4) durch, um zu bestimmen, ob die Entfernung zu dem Tag 0 111A größer als eine vorbestimmte Schwellenentfernung ist (z. B. 11 m, 10,5 m, 10m usw.). Als Reaktion auf eine positive Bestimmung bestimmt das ToF-Lokalisierungssystem 107, dass die mobile Vorrichtung 140 bei 0° lokalisiert ist (Schritt 535). Als Reaktion auf eine negative Bestimmung bestimmt das ToF-Lokalisierungssystem bei Schritt 545, dass der Benutzer nicht bei 0° lokalisiert ist. Das System kann sich dann in die nächste 45°-Position bewegen, wie bei Block 550 gezeigt.
  • Erneut bestätigen mehrere Bedingungen den Standort der mobilen Vorrichtung 120 auf einem höheren Konfidenzniveau als wenn weniger Bedingungen verwendet würden. Das korrekte Bestimmen der Fahrzeugregion 106, in der die mobile Vorrichtung 120 lokalisiert ist, kann bestätigen, dass der letzte Abschnitt des Algorithmus ordnungsgemäß ausgeführt wird, wenn die Entfernung des Benutzers 140 von dem Fahrzeug 105 bestimmt wird. Ähnlich wie bei der Lokalisierung mit kurzer Reichweite verwendet die Lokalisierung mit großer Reichweite Tags, die der konkreten Fahrzeugregion 106, die für die Lokalisierung bewertet wird, am nächsten sind, und vergleicht sie mit den Entfernungen zu anderen Tags. Zusätzlich sind einige andere Logikprüfungen vorhanden, falls eine der vorherigen Bedingungen nicht erfüllt ist. Der Prozess mit großer Reichweite durchläuft jedes Mal alle acht Regionen, um Genauigkeit und Präzision aufrechtzuerhalten.
  • 6 ist eine Tabelle von Tag-Entfernungen bei 0° in Bezug auf MIMO-Antennenanordnung (z. B. die ToF-Module 111) gemäß der vorliegenden Offenbarung. Die Tabelle aus 6 zeigt Daten für längere Entfernungen (z. B. 2 m, 3 m, 4 m usw.). Es werden vier ODER-Prüfungen durchgeführt, um zu bestimmen, ob sich der Benutzer einer ToF-Vorrichtung in der Region 0° (Vorderseite des Fahrzeugs) 106A befindet. 7 ist eine Tabelle von Mess-Tag-Entfernungen bei 0° in Bezug auf MIMO-Antennenanordnung (z. B. die ToF-Module 111) gemäß der vorliegenden Offenbarung. Die Tabelle aus 7 zeigt Daten für kürzere Entfernungen (z. B. 1 Fuß, 1 m usw.).
  • Die in 6 und 7 gezeigten Tabellen beinhalten Daten, die während des Testens bei unterschiedlichen Entfernungen zu dem Fahrzeug 105 gesammelt wurden. Es gibt einige Unterschiede zwischen kurzer und langer Reichweite. Bei kurzen Entfernungen können alle sieben Tags 111 mit dem ToF-Anker (z. B. der mobilen Vorrichtung 120) kommunizieren. Bei großen Entfernungen ist dies möglicherweise nicht der Fall. Aufgrund dieser Unterschiede können die Logikprüfungen vorteilhafterweise voneinander unterschieden werden, um die Position des Benutzers 140 zu bestätigen. Dies ist auch der Grund dafür, dass der erste Teil des Algorithmus die Durchführung einer Prüfung beinhaltet, um zu bestimmen, ob sich die mobile Vorrichtung 120 über oder unter zwei Metern von dem Fahrzeug 105 entfernt befindet. Unabhängig von der Entfernung meldet das ToF-Lokalisierungssystem 107 genau die Entfernung von dem Anker (z. B. der mobilen Vorrichtung 120) zu dem Tag 111, und die Änderung der Testentfernung ist in den Ergebnissen enthalten.
  • 8 veranschaulicht ein Ablaufdiagramm 800, das die Schritte zeigt, die der Algorithmus unternimmt, um die Entfernung der mobilen Vorrichtung 120 zu dem Fahrzeug 105 zu berechnen, gemäß einer anderen Ausführungsform. 9A und 9B zeigen die Lokalisierung der mobilen Vorrichtung 120 unter Verwendung von drei Verfahren der Trilateration gemäß der vorliegenden Offenbarung. 8 und 9 werden im folgenden Abschnitt zusammen betrachtet.
  • Unter Bezugnahme auf 8 kann das ToF-Lokalisierungssystem 107 bei Schritt 805 eine bestimmte Region in der Nähe des Fahrzeugs 105 bestimmen, in der die ToF-Vorrichtung (z. B. die mobile Vorrichtung 120) lokalisiert ist, sowie die Entfernung berechnen, die das Smartphone oder eine andere ToF-Vorrichtung von dem Fahrzeug 105 entfernt ist. Dies erfolgt unabhängig davon, ob sich die Verkleidung des Fahrzeugs 105 über oder unter zwei Metern entfernt befindet. Selbst wenn bestimmt wird, dass die Entfernung über zwei Metern liegt, kann das ToF-Lokalisierungssystem 107 die Annäherung der Benutzervorrichtung durch Wiederholen des Lokalisierungsalgorithmus verfolgen. Die Entfernungsberechnungen sind gleich, unabhängig davon, ob bestimmt wird, dass der Benutzer 140 über oder unter zwei Metern entfernt ist. Es gibt drei verschiedene Arten von Berechnungsverfahren. Man verwendet direkte Entfernungsmessungen zu den Tags. Das zweite erzeugt rechtwinklige Dreiecke auf Grundlage der Tag-Position sowie verschiedener Entfernungen, die dem Fahrzeug selbst innewohnen, wie etwa Breite. Das dritte Verfahren verwendet ein 2D-Trilaterationsverfahren, um die Entfernung zu berechnen. Es ist zu beachten, dass, wenn bestimmt wird, dass sich der Benutzer über 2 Meter von dem Fahrzeug entfernt befindet, 2D-Trilaterationsberechnungen nicht berechnet werden, da möglicherweise nicht mit einigen Tags kommuniziert wird. Nachdem alle Berechnungen abgeschlossen sind, wird ein Konfidenzperzentil auf Grundlage dessen bestimmt, wie viele der Gesamtberechnungen innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegen.
  • Bei Schritt 810 bestimmt das ToF-Lokalisierungssystem 107 eine Position der mobilen Vorrichtung 120 an der Position 0° 106A (wie in 3 gezeigt). Bei den Schritten 815, 820, 825, 830, 835, 840, 845, 850 und 860 führt das ToF-Lokalisierungssystem 107 eine Reihe von Berechnungen durch, führt dann bei Schritt 865 eine Reihe von Trilaterationsberechnungen durch (in 8 als Schritt 865 dargestellt und detailliert in Bezug auf 9 beschrieben), führt bei Schritt 870 einen Konfidenzbestimmungsschritt durch und wiederholt schließlich den Prozess in nachfolgenden 45°-Intervallen bei Schritt 875.
  • Nun unter Bezugnahme auf 9A und 9B werden die Verfahren 1-9 bildhaft beschrieben, wobei 9A Trilateration unter Verwendung der Verfahren #1 und #2 veranschaulicht und 9B Trilateration unter Verwendung der Verfahren #3-9 veranschaulicht.
  • Das Verfahren #1 und das Verfahren #2 nehmen direkte Messungen von Tag 0 111A bzw. Tag 2 111C (wie in 3 gezeigt). Unter Verwendung einer bekannten halben Breite des Fahrzeugs 105, um ein rechtwinkliges Dreieck zu erzeugen, und des Satzes des Pythagoras wird eine Entfernung für die mobile Vorrichtung 120 von dem Fahrzeug 105 berechnet. Diese Entfernung wird durch Subtrahieren der physischen Entfernung, bei der Tag 0 111A und Tag 2 111C positioniert sind, von der Vorderseite des Fahrzeugs 105 für Verfahren 1 bzw. 2 angepasst.
  • Wenn zum Beispiel Tag 0 111A misst, dass sich der Benutzer 3,3 Meter von der Verkleidung des Fahrzeugs 105 entfernt befindet, wird dies als Variable „C“ klassifiziert. Wenn die bekannte halbe Breite des Fahrzeugs 105 0,9 Meter beträgt, wird dies als Variable „A“ klassifiziert. Nach dem Satz des Pythagoras für rechtwinklige Dreiecke gilt A2+ B2= C2. Dies wird umgestellt, um die unbekannte Seite B = √(C2-A2) zu erhalten. Der Algorithmus kann dann die Differenz zwischen B und der Entfernung von der Vorderseite des Fahrzeugs 105 zu Tag 0 111A nehmen. Wenn dieser Wert 1 m beträgt, wird für den Benutzer 140 gemäß Verfahren #1 berechnet, dass er sich √([3,3]2- [0,9]2)-1 = 2,1 m von dem Fahrzeug 105 entfernt befindet. Derselbe Ansatz kann auch dazu verwendet werden, Verfahren #2 durchzuführen.
  • Die Verfahren #3-9 können die Berechnung der Entfernung des Benutzers 140 (und genauer der Entfernung der mobilen Vorrichtung 120) von dem Fahrzeug 105 auf die gleiche Weise beinhalten. Die Verfahren 3, 4, 5, 6, 7, 8 und 9 können direkte Messungen zu den Tags 0 111A, 1 111B, 2 111C, 3 111D, 4 111E, 5 111F bzw. 6 111G nehmen.
  • Das ToF-Lokalisierungssystem 107 kann als Nächstes eine Differenz von der gemessenen Entfernung und der physischen Entfernung, in der sich die Tags 0-6 (111A-111G) von der Vorderseite des Fahrzeugs 105 befinden, nehmen. Wenn zum Beispiel Tag 4 111E misst, dass eine Entfernung zu der mobilen Vorrichtung 120 2,4 Meter von der Verkleidung des Fahrzeugs 105 beträgt und Tag 4 111E sich 1,8 Meter von der Vorderseite des Fahrzeugs 105 nach innen befindet, dann wird für die mobile Vorrichtung 120 berechnet, das sie sich 4,1-1,8 = 2,3 m von dem Fahrzeug 105 entfernt befindet.
  • 10 zeigt die Lokalisierung der mobilen Vorrichtung 120 unter Verwendung von Trilateration gemäß der vorliegenden Offenbarung. Die letzte Berechnung ist eine 2D-Trilaterationsberechnung. Dieses Berechnungsverfahren verwendet zwei kartesische Abmessungen, eine analytische Geometrie und einen stationären Koordinatenrahmen.
  • Die 2D-Trilaterationsberechnung verwendet zwei Tags an dem Fahrzeug 105. Diese zwei Tags fungieren als die zwei Kreismittelpunkte (C1 1005 und C2 1010). Für die 0°-Fahrzeugregion 106A (wie in 3 dargestellt) sei C1 1005 Tag 0 und C2 Tag 2. Diese beiden Kreise weisen einen bekannten Abstand U auf. Es sei U die bekannte Entfernung zwischen Tag 0 111A und Tag 2 111C. In diesem Fall ist U die volle Breite des Fahrzeugs 105. Wo sich diese zwei Kreise 1005 und 1010 schneiden, ist der Punkt P, der eine (x, y)-Koordinate relativ zu dem (0, 0)-Koordinatenrahmen des Mittelpunkts von C1 sein kann. Die Radien der zwei Kreise sind wie folgt definiert: r 1 2 = x 2 + y 2
    Figure DE102022101592A1_0001
     r 2 2 = ( U − x ) 2 + y 2
    Figure DE102022101592A1_0002
  • Sie können in der folgenden Form neu angeordnet werden: x = r 1 2 − r 2 2 + U 2 2 U
    Figure DE102022101592A1_0003
     y = ± r 1 2 − x 2
    Figure DE102022101592A1_0004
  • Dieses (x, y)-Koordinatenpaar stellt die Position der mobilen Vorrichtung 120 auf Grundlage der Trilaterationsberechnung dar. Die y-Koordinate stellt die Entfernung von dem Fahrzeug 105 dar. Die Differenz des y-Werts und der physischen Entfernung von Tag 0 111A und Tag 2 111C von der Vorderseite des Fahrzeugs 105 wird genommen, um die endgültige Entfernung zu erhalten, die die mobile Vorrichtung 120 von dem Fahrzeug 105 entfernt ist.
  • Wenn zum Beispiel die halbe Breite des Fahrzeugs 105 0,9652 m beträgt und für die Entfernung des Benutzers bestimmt wird, dass sie 2,1 m beträgt, lautet das 2D-Koordinatenpaar (0,9652, 2,1). Die Entfernung von der Vorderseite des Fahrzeugs 105 zu Tag 0 111A und Tag 2 111C beträgt 1,016 m. Unter Verwendung des y-Koordinatenpunkts ist der Benutzer 2,1 - 1,016 = 1,084 m von dem Fahrzeug 105 entfernt.
  • Das Ergebnis basiert auf 10 Gesamtberechnungen, sobald bestimmt wurde, dass sich der Benutzer (z. B. die mobile Vorrichtung 120) in der Region 0° der Fahrzeugregion 106A befindet (in 3 gezeigt).
  • Unter erneuter Bezugnahme auf 8 bestimmt das ToF-Lokalisierungssystem 107 bei Schritt 870 ein Konfidenzperzentil auf Grundlage aller 10 Ergebnisse. Der Großteil der Berechnungen, die in eine spezifizierte Reichweite fallen, kann zu einer Entfernung von dem Fahrzeug 105 führen, in Bezug auf das sich der Benutzer befindet. Wenn zum Beispiel 8 von 10 der 10 Ergebnisse innerhalb des Bereichs von 1,75-2,75 bewertet werden, wird bestimmt, dass sich der Benutzer 140 mit einer 80 %-igen Konfidenzmetrik 2 m von dem Fahrzeug 105 entfernt befindet.
  • Zusätzlich zu den Berechnungen, die für die spezifische Fahrzeugregion 106 (wie in 3 gezeigt) den Ort, an dem sich der Benutzer 140 befindet, durchgeführt werden, kann das ToF-Lokalisierungssystem 107 Ergebnisse für beide benachbarten Regionen auswerten, um sicherzustellen, dass eine Entfernung von dem Fahrzeug 105 relativ genau für eine bestimmte Region ist, die durch Teil 3 lokalisiert wurde. Wenn zum Beispiel Teil 3 bestimmt, dass der Benutzer 140 in der 0°-Fahrzeugregion 106A lokalisiert ist, kann das ToF-Lokalisierungssystem 107 alle Berechnungsverfahren für die 45°-Fahrzeugregion 106B und die 315°-Fahrzeugregion 106H ausführen (siehe 3). Diese zu der Region 106A benachbarten Regionen können ebenfalls in die prozentuale Konfidenzberechnung einbezogen werden.
  • Die Berechnungsverfahren für die anderen 7 Regionen 106B-106H um das Fahrzeug 105 sind gleich. Eine Kombination aus direkten Messungen an den Tags 111, Erzeugen von Dreiecken auf Grundlage bekannter Abmessungen an dem Fahrzeug 105 und von Tag-Positionen und 2D-Trilateration. Das ToF-Lokalisierungssystem 107 kann prozentuale Intervalle in allen acht Regionen um das Fahrzeug 105 und bei allen Entfernungen berechnen, unabhängig davon, ob sich die ToF-Vorrichtung (mobile Vorrichtung 140) über oder unter 2 Metern von der Verkleidung des Fahrzeugs 105 entfernt befindet.
  • In der vorstehenden Offenbarung wurde auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil hiervon bilden und konkrete Umsetzungen veranschaulichen, in denen die vorliegende Offenbarung angewendet werden kann. Es versteht sich, dass auch andere Umsetzungen genutzt und strukturelle Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Bezugnahmen in der Beschreibung auf „eine Ausführungsform“, „ein Ausführungsbeispiel“ usw. geben an, dass die beschriebene Ausführungsform ein(e) bestimmte(s) Merkmal, Struktur oder Eigenschaft beinhalten kann, doch nicht notwendigerweise jede Ausführungsform diese(s) bestimmte Merkmal, Struktur oder Eigenschaft beinhalten muss. Darüber hinaus beziehen sich derartige Formulierungen nicht unbedingt auf dieselbe Ausführungsform. Ferner wird, wenn ein(e) Merkmal, Struktur oder Eigenschaft in Verbindung mit einer Ausführungsform beschrieben ist, der Fachmann ein(e) derartige(s) Merkmal, Struktur oder Eigenschaft in Verbindung mit anderen Ausführungsformen erkennen, ob dies nun ausdrücklich beschrieben ist oder nicht.
  • Ferner können gegebenenfalls die in dieser Schrift beschriebenen Funktionen in einem oder mehreren von Hardware, Software, Firmware, digitalen Komponenten oder analogen Komponenten durchgeführt werden.Eine oder mehrere anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (Application Specific Integrated Circuit - ASICs) können zum Beispiel dazu programmiert sein, eine(s) oder mehrere der in dieser Schrift beschriebenen Systeme und Prozeduren auszuführen. Gewisse Ausdrücke werden in der gesamten Beschreibung verwendet und Patentansprüche beziehen sich auf konkrete Systemkomponenten. Für den Fachmann liegt es auf der Hand, dass die Komponenten mit anderen Benennungen bezeichnet werden können. In dieser Schrift soll nicht zwischen Komponenten unterschieden werden, die sich der Benennung nach unterscheiden, nicht jedoch hinsichtlich ihrer Funktion.
  • Es versteht sich zudem, dass das Wort „Beispiel“, wie in dieser Schrift verwendet, nicht ausschließender und nicht einschränkender Natur sein soll. Insbesondere gibt das Wort „Beispiel“, wie in dieser Schrift verwendet, eines von mehreren Beispielen an und es versteht sich, dass keine übermäßige Betonung oder Bevorzugung auf das konkrete beschriebene Beispiel gerichtet ist.
  • Ein computerlesbares Medium (auch als prozessorlesbares Medium bezeichnet) beinhaltet ein beliebiges nicht transitorisches (z. B. physisches) Medium, das am Bereitstellen von Daten (z. B. Anweisungen) beteiligt ist, die durch einen Computer (z. B. durch einen Prozessor eines Computers) gelesen werden können. Ein derartiges Medium kann viele Formen annehmen, einschließlich unter anderem nicht flüchtiger Medien und flüchtiger Medien. Rechenvorrichtungen können computerausführbare Anweisungen beinhalten, wobei die Anweisungen durch eine oder mehrere Rechenvorrichtungen, wie etwa durch die vorstehend aufgeführten, ausführbar sein können und auf einem computerlesbaren Medium gespeichert sein können.
  • Hinsichtlich der in dieser Schrift beschriebenen Prozesse, Systeme, Verfahren, Heuristiken usw. versteht es sich, dass die Schritte derartiger Prozesse usw. zwar als gemäß einer bestimmten Reihenfolge erfolgend beschrieben worden sind, derartige Prozesse jedoch umgesetzt werden könnten, wobei die beschriebenen Schritte in einer Reihenfolge durchgeführt werden, die von der in dieser Schrift beschriebenen Reihenfolge abweicht. Es versteht sich ferner, dass bestimmte Schritte gleichzeitig durchgeführt, andere Schritte hinzugefügt oder bestimmte in dieser Schrift beschriebene Schritte weggelassen werden könnten. Anders ausgedrückt, dienen die Beschreibungen von Prozessen in dieser Schrift dem Zwecke der Veranschaulichung verschiedener Ausführungsformen und sollten keinesfalls dahingehend ausgelegt werden, dass sie die Patentansprüche einschränken.
  • Dementsprechend versteht es sich, dass die vorstehende Beschreibung veranschaulichend und nicht einschränkend sein soll. Aus der Lektüre der vorstehenden Beschreibung ergeben sich viele andere Ausführungsformen und Anwendungen als die aufgeführten Beispiele. Der Umfang sollte nicht unter Bezugnahme auf die vorstehende Beschreibung, sondern stattdessen unter Bezugnahme auf die beigefügten Patentansprüche bestimmt werden, zusammen mit der gesamten Bandbreite an Äquivalenten, zu denen diese Patentansprüche berechtigen. Es ist davon auszugehen und beabsichtigt, dass es zukünftige Entwicklungen im in dieser Schrift erörterten Stand der Technik geben wird und dass die offenbarten Systeme und Verfahren in derartige zukünftige Ausführungsformen aufgenommen werden. Insgesamt versteht es sich, dass die Anmeldung modifiziert und verändert werden kann.
  • Allen in den Patentansprüchen verwendeten Ausdrücken soll deren allgemeine Bedeutung zugeordnet werden, wie sie Fachleuten auf dem Gebiet der in dieser Schrift beschriebenen Technologien bekannt ist, sofern in dieser Schrift kein ausdrücklicher Hinweis auf das Gegenteil erfolgt. Insbesondere ist die Verwendung der Singularartikel, wie etwa „ein“, „eine“, „der“, „die“, „das“ usw., dahingehend zu verstehen, dass eines oder mehrere der angegebenen Elemente genannt werden, sofern ein Patentanspruch nicht eine ausdrückliche gegenteilige Einschränkung nennt. Mit Formulierungen, die konditionale Zusammenhänge ausdrücken, wie unter anderem „kann“, „könnte“ , „können“ oder „könnten“, soll im Allgemeinen vermittelt werden, dass gewisse Ausführungsformen gewisse Merkmale, Elemente und/oder Schritte beinhalten könnten, wohingegen andere Ausführungsformen diese nicht beinhalten können, es sei denn, es ist konkret etwas anderes angegeben oder es ergibt sich etwas anderes aus dem jeweils verwendeten Kontext. Somit sollen derartige Formulierungen, die konditionale Zusammenhänge ausdrücken, nicht implizieren, dass Merkmale, Elemente und/oder Schritte für eine oder mehrere Ausführungsformen in irgendeiner Weise erforderlich sind.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch darauf gespeicherte Anweisungen, um die Entfernung zu der Benutzervorrichtung zu berechnen, indem der Prozessor zu Folgendem veranlasst wird: eine Vielzahl von Messungen auf Grundlage von Paaren von ToF-Antennen der ToF-Antennenanordnung durchzuführen.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Vielzahl von Messungen 9 Messungen, die 10 Paare von ToF-Antennen der ToF-Antennenanordnung umfassen.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch Anweisungen, die darauf gespeichert sind, um eine erste Laufzeitprüfung durchzuführen, indem die Anweisungen für Folgendes ausgeführt werden: über eine erste Fahrzeugaußenantenne ein erstes Signal von der Benutzervorrichtung zu empfangen, das erste Signal umfassend: einen ersten ToF-Wert, der eine ToF von einer ersten Innenantenne zu der Benutzervorrichtung angibt, und einen zweiten ToF-Wert, der eine zweite ToF von einer zweiten Innenantenne zu der Benutzervorrichtung angibt; und über die ToF-Lokalisierungssteuerung zu bestimmen, dass der erste ToF-Wert kleiner als der zweite ToF-Wert ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Berechnen der Entfernung zu der Benutzervorrichtung aus der Kombination von zwei ToF-Antennen der ToF-Antennenanordnung ein Berechnen der Entfernung in einer Vielzahl von 45°-Regionen des Fahrzeugs.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Benutzervorrichtung einen ToF-Sendeempfänger.

Claims (15)

  1. Verfahren zum Lokalisieren einer Benutzervorrichtung unter Verwendung einer Laufzeit (ToF)-Antennenanordnung, die an einem Fahrzeug angeordnet ist, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: ein Bestimmen, über eine ToF-Lokalisierungssteuerung, dass die Benutzervorrichtung in einer vorderen Region des Fahrzeugs positioniert ist; ein Berechnen einer Entfernung zu der Benutzervorrichtung aus einer Kombination von zwei ToF-Antennen der ToF-Antennenanordnung; ein Durchführen einer zweidimensionalen (2D) Trilaterationsberechnung; ein Bewerten eines Konfidenzmetrikwerts; ein Bestimmen einer Position der Benutzervorrichtung auf Grundlage des Konfidenzmetrikwerts; und ein Erzeugen eines Entriegelungssignals, das eine Fahrzeugtür entriegelt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Berechnen der Entfernung zu der Benutzervorrichtung ein Durchführen einer Vielzahl von Messungen auf Grundlage von Paaren von ToF-Antennen der ToF-Antennenanordnung umfasst.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Vielzahl von Messungen 9 Messungen umfasst, die 10 Paare von ToF-Antennen der ToF-Antennenanordnung umfassen.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen, dass die Benutzervorrichtung in der vorderen Region des Fahrzeugs positioniert ist, Folgendes umfasst: ein Durchführen einer ersten Laufzeitprüfung für ein Signal, das an einer ersten Fahrzeugaußenantenne der ToF-Antennenanordnung empfangen wird; ein Durchführen einer zweiten Laufzeitprüfung für das Signal, das an einer zweiten Fahrzeugaußenantenne der ToF-Antennenanordnung empfangen wird; ein Durchführen einer dritten Laufzeitprüfung für das Signal, das an einer dritten Fahrzeugaußenantenne der ToF-Antennenanordnung empfangen wird; ein Durchführen einer vierten Laufzeitprüfung an einer Vielzahl von Fahrzeuginnenantennen der ToF-Antennenanordnung; und ein Bestimmen, dass die Benutzervorrichtung an einer 0°-Position in Bezug auf einen vorderen Abschnitt des Fahrzeugs lokalisiert ist, unter Verwendung der ersten Laufzeitprüfung, einer zweiten Laufzeitprüfung, der dritten Laufzeitprüfung und der vierten Laufzeitprüfung.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Durchführen der ersten Laufzeitprüfung Folgendes umfasst: ein Empfangen eines ersten Signals von der Benutzervorrichtung über eine erste Außenantenne der ToF-Antennenanordnung, wobei das erste Signal Folgendes umfasst: einen ersten ToF-Wert, der eine ToF von einer ersten Innenantenne zu der Benutzervorrichtung angibt, und einen zweiten ToF-Wert, der eine zweite ToF von einer zweiten Innenantenne zu der Benutzervorrichtung angibt; und ein Bestimmen, über die ToF-Lokalisierungssteuerung, dass der erste ToF-Wert kleiner als der zweite ToF-Wert ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Berechnen der Entfernung zu der Benutzervorrichtung aus der Kombination von zwei ToF-Antennen der ToF-Antennenanordnung ein Berechnen der Entfernung in einer Vielzahl von 45°-Regionen des Fahrzeugs umfasst.
  7. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Benutzervorrichtung einen ToF-Sendeempfänger umfasst.
  8. System, umfassend: einen Prozessor; und einen Speicher zum Speichern von ausführbaren Anweisungen, wobei der Prozessor dazu programmiert ist, die Anweisungen auszuführen, um: über eine Laufzeit (ToF)-Lokalisierungssteuerung zu bestimmen, dass eine Benutzervorrichtung in einer vorderen Region eines Fahrzeugs positioniert ist; eine Entfernung zu der Benutzervorrichtung aus einer Kombination von zwei ToF-Antennen einer ToF-Antennenanordnung zu berechnen; eine zweidimensionale (2D) Trilaterationsberechnung durchzuführen; einen Konfidenzmetrikwert zu bewerten; eine Position der Benutzervorrichtung auf Grundlage des Konfidenzmetrikwerts zu bestimmen; und ein Entriegelungssignal, das eine Fahrzeugtür entriegelt, zu erzeugen.
  9. System nach Anspruch 8, wobei der Prozessor ferner dazu programmiert ist, die Entfernung zu der Benutzervorrichtung zu berechnen, indem die Anweisungen ausgeführt werden, um: eine Vielzahl von Messungen auf Grundlage von Paaren von ToF-Antennen der ToF-Antennenanordnung durchzuführen.
  10. System nach Anspruch 9, wobei die Vielzahl von Messungen 9 Messungen umfasst, die 10 Paare von ToF-Antennen der ToF-Antennenanordnung umfassen.
  11. System nach Anspruch 10, wobei der Prozessor ferner dazu programmiert ist, zu bestimmen, dass die Benutzervorrichtung in der vorderen Region des Fahrzeugs positioniert ist, indem die Anweisungen ausgeführt werden, um: eine erste Laufzeitprüfung für ein Signal, das an einer ersten Fahrzeugaußenantenne der ToF-Antennenanordnung empfangen wird, durchzuführen; eine zweite Laufzeitprüfung für das Signal, das an einer zweiten Fahrzeugaußenantenne der ToF-Antennenanordnung empfangen wird, durchzuführen; eine dritte Laufzeitprüfung für das Signal, das an einer dritten Fahrzeugaußenantenne der ToF-Antennenanordnung empfangen wird, durchzuführen; eine vierte Laufzeitprüfung an einer Vielzahl von Fahrzeuginnenantennen der ToF-Antennenanordnung durchzuführen; und zu bestimmen, dass die Benutzervorrichtung an einer 0°-Position in Bezug auf einen vorderen Abschnitt des Fahrzeugs lokalisiert ist, unter Verwendung der ersten Laufzeitprüfung, einer zweiten Laufzeitprüfung, der dritten Laufzeitprüfung und der vierten Laufzeitprüfung.
  12. System nach Anspruch 11, wobei der Prozessor ferner dazu programmiert ist, die erste Laufzeitprüfung durchzuführen, indem die Anweisungen ausgeführt werden, um: ein erstes Signal von der Benutzervorrichtung über die erste Fahrzeugaußenantenne zu empfangen, wobei das erste Signal Folgendes umfasst: einen ersten ToF-Wert, der eine ToF von einer ersten Innenantenne zu der Benutzervorrichtung angibt, und einen zweiten ToF-Wert, der eine zweite ToF von einer zweiten Innenantenne zu der Benutzervorrichtung angibt; und über die ToF-Lokalisierungssteuerung zu bestimmen, dass der erste ToF-Wert kleiner als der zweite ToF-Wert ist.
  13. System nach Anspruch 8, wobei das Berechnen der Entfernung zu der Benutzervorrichtung aus der Kombination von zwei ToF-Antennen der ToF-Antennenanordnung ein Berechnen der Entfernung in einer Vielzahl von 45°-Regionen des Fahrzeugs umfasst.
  14. System nach Anspruch 8, wobei die Benutzervorrichtung einen ToF-Sendeempfänger umfasst.
  15. Nicht transitorisches computerlesbares Speichermedium in einer Laufzeit (ToF)-Lokalisierungssteuerung, wobei das computerlesbare Speichermedium darauf gespeicherte Anweisungen aufweist, die bei Ausführung durch einen Prozessor den Prozessor zu Folgendem veranlassen: über eine ToF-Lokalisierungssteuerung zu bestimmen, dass eine Benutzervorrichtung in einer vorderen Region eines Fahrzeugs positioniert ist; eine Entfernung zu der Benutzervorrichtung aus einer Kombination von zwei ToF-Antennen einer ToF-Antennenanordnung zu berechnen; eine zweidimensionale (2D) Trilaterationsberechnung durchzuführen; einen Konfidenzmetrikwert zu bewerten; eine Position der Benutzervorrichtung auf Grundlage des Konfidenzmetrikwerts zu bestimmen; und ein Entriegelungssignal, das eine Fahrzeugtür entriegelt, zu erzeugen.
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