WO2022189533A1 - Verfahren zur positionsbestimmung eines mobilen sensorknotens - Google Patents

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WO2022189533A1
WO2022189533A1 PCT/EP2022/056090 EP2022056090W WO2022189533A1 WO 2022189533 A1 WO2022189533 A1 WO 2022189533A1 EP 2022056090 W EP2022056090 W EP 2022056090W WO 2022189533 A1 WO2022189533 A1 WO 2022189533A1
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sensor node
mobile
vehicle
mobile sensor
controller
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PCT/EP2022/056090
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Marc-Tell Lammich
Yavas OZEN
Jan-Peter VON HUNNIUS
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U-Shin Deutschland Zugangssysteme Gmbh
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    • G07—CHECKING-DEVICES
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    • G07C2209/63—Comprising locating means for detecting the position of the data carrier, i.e. within the vehicle or within a certain distance from the vehicle

Definitions

  • the invention relates to a method for determining the position of a mobile sensor node in a keyless entry system of a vehicle, the keyless entry system having a controller and at least three sensor nodes which are arranged on the vehicle and communicate with the mobile sensor node, the controller determining a position of the mobile sensor node in the Area around the vehicle, calculated by the at least three sensor nodes, based on a trilateration.
  • DE 10 2018 102 405 A1 discloses a corresponding communication system.
  • This is used for communication between the vehicle and an operator's portable ID transmitter, which is set up for UWB communication, for example by means of an ultra-wideband (UWB) transceiver.
  • the communication system has at least two UWB receivers with two UWB antennas. The two UWB antennas are spaced from each other on the vehicle.
  • the communication system is set up to evaluate UWB signals from the ID transmitter using a central UWB control unit or a central control unit.
  • This object is achieved in a communication system of the type mentioned at the outset in that the position of the mobile sensor node is calculated by bilatation in the event of a temporary failure and/or an implausible signal from at least one sensor node.
  • a temporary failure of a sensor node means a malfunction of a sensor node or a defective sensor node.
  • An implausible signal from a sensor node or an implausible determination of the position of the mobile sensor node can be due to Shielding or reflection, are detected in relation to the signals of at least one other sensor node.
  • An implausible signal is therefore an improbable signal or an improbable distance or an improbable position of the mobile sensor node. Due to the switching of the calculation of the position of the mobile sensor node from a trilateration to a bilateration, a
  • Position determination of the mobile sensor node can also be carried out safely and accurately if a sensor node fails at times and/or delivers an implausible signal.
  • the sensor nodes are capable of short-range communication and are UWB sensors.
  • the UWB sensors calculate the position or distance of the mobile device based on a time-of-flight or time-of-arrival measurement.
  • the mobile sensor node can be any object in which the mobile sensor node is arranged and which can be carried by a person.
  • the mobile sensor node can be a key for the vehicle, a smartphone, etc.
  • the controller when calculating the position of the mobile sensor node by means of a bilateration, includes the last valid position of the mobile sensor node in the calculation of the position of the mobile sensor node.
  • the most probable position is selected based on the last valid position from the trilateration.
  • the most probable position is the position closest to the last valid position.
  • the last valid position is the last calculated position of the mobile sensor node, which was calculated by trilateration before a sensor node failed.
  • the controller preferably stores at least the last valid position of the mobile sensor node in a memory.
  • the memory in the manner of a shift register, can only ever store the current position of the mobile sensor node. As a result, the controller can only ever read the last valid position from the memory and the memory can have a small memory size. Furthermore, before the current position is stored in the memory, a Plausibility check of the position carried out by the controller. In this way it can be ruled out that an incorrect position is stored in the memory.
  • the controller can store at least the last valid position of the mobile sensor node with a time stamp in the memory. This allows the control to easily determine the last valid position based on the time stamp, even if all calculated positions have been saved.
  • a bilateration can be used to return the position that is closest to an origin of a defined coordinate system if there was no line of sight between one of the sensor nodes and the mobile sensor node at the very first time stamp or if a sensor node failed was. This not only brings about an improvement in the position determination of the mobile sensor node, but also has no negative effects on the accuracy of the position determination of the mobile sensor node.
  • the sensor nodes are arranged on transparent components of the vehicle. At least two sensor nodes are preferably arranged on the windshield at a distance from one another, one sensor node being arranged near the A-pillar in the area of a driver and one sensor node in the area of a passenger.
  • At least two sensor nodes can be arranged on opposite side windows or at least two sensor nodes can be arranged on or in the outer mirror caps. Furthermore, at least one sensor node can be arranged in the area of the spot disk. Due to the arrangement of the sensor nodes in the front area of the vehicle and in the spot area of the vehicle, the position of the mobile sensor node can be determined very precisely.
  • a filter for limiting unexpected abrupt changes is implemented in the controller.
  • an EMA filter exponential moving average
  • an EMA filter can also be implemented in the controller to smooth the trend of the calculated positions of the mobile sensor node.
  • the controller can carry out a position correction as soon as a sensor node knows the position of the mobile sensor node detected at a greater distance from the vehicle than at least one other sensor node.
  • the position correction corrects the signals of the sensor node, which has detected the position which is at a greater distance from the vehicle, on the basis of the position of the at least one further sensor node.
  • the position can be corrected on the basis of the trigonometric relationships between the sensor nodes.
  • the position correction can limit the corrected position of the mobile sensor node to the position that results from the position of the at least one other sensor node that has calculated a smaller distance to the vehicle and the distance between the at least two sensor nodes.
  • a tolerance range can be defined in which the signals from at least two sensor nodes are compared, and the sensor node that has the smaller distance between the mobile sensor node and the vehicle forms the basis for calculating the tolerance range.
  • the tolerance range results from the smallest determined distance between the mobile sensor node and the vehicle and the distance between the two sensor nodes. As soon as this tolerance range is exceeded by a sensor node, the position of the sensor node that exceeds the tolerance range is corrected.
  • FIG. 1 shows a plan view of a vehicle
  • FIG. 2 shows a further plan view of a vehicle
  • FIG. 3 shows a failure of a sensor node
  • FIG. 4 shows a position determination based on bilateration
  • FIG. 5 shows an implausible signal from a sensor node
  • FIG. 6 shows the determined position of the mobile sensor node after a position correction
  • FIG. 1 shows a plan view of a vehicle 1.
  • At least three permanently installed sensor nodes 2 are arranged on the vehicle 1, which are preferably arranged on transparent components of the vehicle 1.
  • At least one first sensor node 2.1 and one second sensor node 2.2 are preferably arranged at a distance from one another on windscreen 3, with first sensor node 2.1 being arranged near A-pillar 4, in the area of a driver, and second sensor node 2.2 near the A-pillar 4, is arranged in the area of a passenger.
  • at least a third sensor node 2.3 is arranged in the area of the rear window 5.
  • at least two sensor nodes 2 can be arranged on opposite side windows 6, in particular on the front side windows 6, which are arranged closer to the windscreen 3 than the rear side windows 6. It is also possible for one sensor node to be located on or in each case the right mirror cap 7 and the left mirror cap 7 is arranged.
  • the sensor nodes 2, 2.1, 2.2, 2.3 each have a transmitting and/or receiving antenna, as well as electronics for processing and/or forwarding the received or transmitted signals.
  • a driver of the vehicle 1 carries a mobile sensor node 8 with him, which is integrated, for example, in a key, smartphone or another object.
  • the mobile sensor node 8 also consists of a transmitting and/or receiving antenna and electronics for processing the signals.
  • the mobile sensor node 8 is outside of the vehicle 1. As soon as the mobile sensor node 8 approaches the vehicle 1, its position is determined on the basis of the permanently installed sensor nodes 2, 2.1, 2.2, 2.3, and the vehicle 1 can be unlocked or be locked. Furthermore, the position of the mobile sensor node 8 can also be determined within the vehicle 1 and further action can be taken, such as unlocking the Immobilizer and / or enabling the ignition so that the vehicle 1 can be started.
  • FIG. 2 shows the vehicle 1 from FIG. 1, the three circles each showing the omnidirectional emission characteristic of the respective sensor node 2, 2.1, 2.2, 2.3.
  • the position of the mobile sensor node 8 is calculated.
  • the position of the mobile sensor node 8 is calculated on the basis of a trilateration.
  • FIG. 3 shows the vehicle 1 from FIG. 1, with a sensor node 2, 2.1, 2.2, 2.3 temporarily failing and/or supplying an implausible signal.
  • the second sensor node 2.2 has temporarily failed and/or is delivering an implausible signal.
  • the position of the mobile sensor node 8 is determined on the basis of bilateration. Since the position of the mobile sensor node 8 provides two possible positions 8.1, 8.2 of the mobile sensor node 8 in the bilateration, the most probable position is selected based on the last valid position from the trilateration.
  • the last valid position is the last calculated position of mobile sensor node 8, which was calculated by trilateration before a sensor node 2, 2.1, 2.2, 2.3 failed, as shown in FIG.
  • the controller would select the possible position 8.1 and starting from This position is used to calculate the position of the mobile sensor node 8. In other words, the controller always selects the position closest to the last valid position.
  • the controller can continue to determine two possible positions 8.1 ' and 8.2 ' of the mobile sensor node 8. Due to the last valid position of the mobile sensor node, however, the possible position 8.1 ' selected by the controller and, for example, only unlocks the driver's door and/or opens the driver's door automatically.
  • FIG. 5 shows the determination of the distance of the mobile sensor node 8 when a sensor node 2, 2.1, 2.2, 2.3 delivers an implausible signal.
  • the second sensor node 2.2 detects the mobile sensor node 8 at a greater distance from the vehicle 1 than the first sensor node 2.1 and the third sensor node 2.3.
  • the second sensor node 2.2 thus detects the mobile sensor node 8 at a distance which lies on the circumference of the circle drawn with the radius r2 of the second sensor node 2.2, the circle intended to illustrate the omnidirectional radiation characteristic of the second sensor node 2.2.
  • the sensor node 8 can be anywhere on the circumference of the circle.
  • the sensor node 8 is determined by the two further sensor nodes 2.1 and 2.3 at the two possible positions 8.1 “ , 8.2 " , the determined distance of the first sensor node 2.1 corresponding to the radius r1 and the determined distance of the third sensor node 2.3 corresponding to the radius r3.
  • the control compares the determined distance of the first sensor node 2.1 and/or the third sensor node 2.3 with the determined distance of the second sensor node 2.2. As soon as the controller determines a difference between the two compared distances that is greater than a defined tolerance range, the smaller distance is evaluated as the more probable distance, so that the controller can carry out a position correction.
  • the sensor values of sensor node 2.2 are corrected or limited.
  • the position correction can, for example, limit the corrected position of the mobile sensor node 8 ' to the distance between the two possible positions 8.1 “ , 8.2 " of the mobile sensor node 8, which corresponds to the distance r1 and the distance A between the first sensor node 2.1 and the second sensor node 2.2 corresponds and/or which corresponds to the distance r3 and the distance B between the third sensor node 2.3 and the second sensor node 2.2.
  • the controller can also compare the sensor nodes 2, 2.1, 2.2, 2.3 in pairs and as soon as two sensor nodes 2, 2.1, 2.2, 2.3 detect the same distance from the mobile sensor node 8 and one sensor node 2, 2.1, 2.2, 2.3 , detects a deviating distance, correct the one sensor node 2, 2.1, 2.2, 2.3, which detects a different distance than the other two sensor nodes 2, 2.1, 2.2, 2.3.
  • the implausible signal from the second sensor node 2.2 can be due to shielding or reflection, for example.

Abstract

Verfahren zur Positionsbestimmung eines mobilen Sensorknotens (8) eines schlüssellosem Zugangssystems eines Fahrzeugs (1), wobei das schlüssellose Zugangssystem eine Steuerung und mindestens drei Sensorknoten (2, 2.1, 2.2, 2.3) aufweist, welche an dem Fahrzeug (1) angeordnet sind und mit dem mobilen Sensorknoten (8) kommunizieren, wobei die Steuerung eine Position des mobilen Sensorknotens (8) im Umfeld des Fahrzeugs (1), durch die mindestens drei Sensorknoten (2, 2.1, 2.2, 2.3), aufgrund einer Trilateration berechnet, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem zeitweisen Ausfall und/oder bei einem unplausiblen Signal mindestens eines Sensorknotens (2, 2.1, 2.2, 2.3) die Berechnung der Position des mobilen Sensorknotens (8) durch eine Bilateration erfolgt.

Description

Verfahren zur Positionsbestimmung eines mobilen Sensorknotens
GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Positionsbestimmung eines mobilen Sensorknotens eines schlüssellosem Zugangssystems eines Fahrzeugs, wobei das schlüssellose Zugangssystem eine Steuerung und mindestens drei Sensorknoten aufweist, welche an dem Fahrzeug angeordnet sind und mit dem mobilen Sensorknoten kommunizieren, wobei die Steuerung eine Position des mobilen Sensorknotens im Umfeld des Fahrzeugs, durch die mindestens drei Sensorknoten, aufgrund einer Trilateration berechnet. TECHNISCHER HINTERGRUND
Aus dem Stand der Technik sind entsprechende Kommunikationssysteme bekannt. Beispielsweise offenbart die DE 10 2018 102 405 A1 ein entsprechendes Kommunikationssystem. Dieses dient der Kommunikation des Fahrzeugs mit einem portablen ID-Geber eines Bedieners, der, beispielsweise mittels eines Ultra- Wideband (UWB)-Transceivers, zur UWB-Kommunikation eingerichtet ist. Das Kommunikationssystem weist wenigstens zwei UWB-Empfänger mit zwei UWB- Antennen auf. Die zwei UWB-Antennen sind voneinander beabstandet an dem Fahrzeug angeordnet. Das Kommunikationssystem ist eingerichtet, mittels einer zentralen UWB-Steuereinheit oder eines zentralen Steuergeräts UWB-Signale des ID-Gebers auszuwerten.
BESCHREIBUNG
Es ist eine Aufgabe der Erfindung ein Kommunikationssystem für ein Fahrzeug bereitzustellen, welches eine Verbesserung der Positionsbestimmung eines mobilen Sensorknotens ermöglicht. Diese Aufgabe wird bei einem Kommunikationssystem der eingangs genannten Art dadurch erreicht, dass bei einem zeitweisen Ausfall und/oder eines unplausiblen Signal mindestens eines Sensorknotens die Berechnung der Position des mobilen Sensorknotens durch eine Bilateration erfolgt. Unter einen zweitweisen Ausfall eines Sensorknotens ist eine Fehlfunktion eines Sensorknotens oder ein defekter Sensorknoten zu verstehen. Ein unplausibles Signal eines Sensorknotens bzw. eine unplausible Positionsbestimmung des mobilen Sensorknotens kann aufgrund von Abschirmung oder Reflexion, in Bezug zu den Signalen mindestens eines weiteren Sensorknotens, detektiert werden. Somit ist ein unplausibles Signal ein unwahrscheinliches Signal bzw. eine unwahrscheinlicher Abstand oder eine unwahrscheinliche Position des mobilen Sensorknotens. Aufgrund der Umschaltung der Berechnung der Position des mobilen Sensorknotens, von einer Trilateration auf eine Bilateration, kann eine
Positionsbestimmung des mobilen Sensorknotens auch dann noch sicher und genau erfolgen, wenn ein Sensorknoten zeitweise ausfällt und/oder ein unplausibles Signal liefert. Vorzugsweise sind die Sensorknoten für eine Nahbereichskommunikation geeignet und sind UWB-Sensoren. Die UWB-Sensoren berechnen die Position bzw. den Abstand des mobilen Geräts aufgrund einer Time-of-Flight oder Time-of-Arrival Messung.
Der mobile Sensorknoten kann ein beliebiger Gegenstand sein in dem der mobile Sensorknoten angeordnet ist und der von einer Person mitgeführt werden kann. Beispielsweise kann der mobile Sensorknoten ein Schlüssel für das Fahrzeug sein, ein Smartphone, etc.
In einer weiteren Ausgestaltung bezieht, bei der Berechnung der Position des mobilen Sensorknotens durch eine Bilateration, die Steuerung die letzte gültige Position des mobilen Sensorknotens in die Berechnung der Position des mobilen Sensorknotens mit ein.
Da bei der Bilateration zwei Positionen des mobilen Sensorknotens möglich sind, wird die wahrscheinlichste Position auf der Grundlage der letzten gültigen Position aus der Trilateration ausgewählt. Die wahrscheinlichste Position ist die Position, welche der letzten gültigen Position am nächsten liegt. Die letzte gültige Position ist dabei die letzte berechnete Position des mobilen Sensorknotens, welche durch eine Trilateration berechnet wurde, bevor ein Sensorknoten ausgefallen ist.
Vorzugsweise speichert die Steuerung mindestens die letzte gültige Position des mobilen Sensorknotens in einem Speicher ab. Dabei kann der Speicher in der Art eines Schieberegisters immer nur die aktuelle Position des mobilen Sensorknotens abspeichern. Dadurch kann die Steuerung immer nur die letzte gültige Position aus dem Speicher lesen und der Speicher kann eine geringe Speichergröße aufweisen. Weiterhin kann, bevor die aktuelle Position in dem Speicher abgespeichert wird, eine Plausibilitätsprüfung der Position durch die Steuerung erfolgen. Dadurch kann ausgeschlossen werden, dass eine falsche Position in dem Speicher abgespeichert wird. Zusätzlich kann die Steuerung mindesten die letzte gültige Position des mobilen Sensorknotens mit einem Zeitstempel in dem Speicher abspeichern. Dadurch kann die Steuerung aufgrund des Zeitstempels die letzte gültige Position einfach bestimmen, auch wenn alle berechneten Positionen abgespeichert wurden.
Weiterhin kann bei der Berechnung der Position des mobilen Sensorknotens, durch eine Bilateration, die Position zurückgegeben werden, welche einem Ursprung eines definierten Koordinatensystems am nächsten liegt, wenn beim allerersten Zeitstempel keine Sichtverbindung zwischen einem der Sensorknoten und dem mobilen Sensorknoten bestand bzw. ein Sensorknoten ausgefallen war. Dies bringt nicht nur eine Verbesserung der Positionsbestimmung des mobilen Sensorknotens mit sich, sondern hat auch keine negativen Auswirkungen auf die Genauigkeit der Positionsbestimmung des mobilen Sensorknotens. In einer weiteren Ausgestaltung sind die Sensorknoten an transparenten Bauteilen des Fahrzeugs angeordnet. Vorzugsweise sind mindestens zwei Sensorknoten an der Frontscheibe beabstandet zueinander angeordnet, wobei in der Nähe der A-Säule jeweils ein Sensorknoten im Bereich eines Fahrers und ein Sensorknoten im Bereich eines Beifahrers angeordnet ist. Zusätzlich oder alternativ können mindestens zwei Sensorknoten an gegenüberliegenden Seitenscheiben angeordnet sein oder mindestens zwei Sensorknoten an oder in den äußeren Spiegelkappen angeordnet sein. Weiterhin kann mindestens ein Sensorknoten im Bereich der Fleckscheibe angeordnet sein. Aufgrund der Anordnung der Sensorknoten im Frontbereich des Fahrzeugs und im Fleckbereich des Fahrzeugs kann eine sehr genaue Positionsbestimmung des mobilen Sensorknotens erfolgen.
In einer weiteren Ausgestaltung ist in der Steuerung ein Filter zur Begrenzung unerwarteter abrupter Änderungen implementiert. Weiterhin kann zusätzlich oder alternativ ein EMA-Filter (Exponentieller gleitender Mittelwert) zur Glättung des Trends der berechneten Positionen des mobilen Sensorknotens in der Steuerung implementiert sein.
In einer weiteren Ausgestaltung kann die Steuerung eine Positionskorrektur durchführen, sobald ein Sensorknoten die Position des mobilen Sensorknotens mit einem größeren Abstand zu dem Fahrzeug detektiert als mindestens ein weiterer Sensorknoten. Die Positionskorrektur korrigiert dabei die Signale des Sensorknotens, welcher die Position detektiert hat, welche einen größeren Abstand zu dem Fahrzeug aufweist, auf der Grundlage der Position des mindestens einen weiteren Sensorknotens. Insbesondere kann die Positionskorrektur auf der Grundlage der trigonometrischen Beziehungen der Sensorknoten zueinander erfolgen. Des Weiteren kann die Positionskorrektur die korrigierte Position des mobilen Sensorknotens auf die Position beschränken, welche sich aus der Position des mindestens einen weiteren Sensorknotens ergibt, welcher einen geringeren Abstand zu dem Fahrzeug berechnet hat und dem Abstand der mindestens zwei Sensorknoten zueinander.
Weiterhin kann ein Toleranzbereich definiert werden, in dem die Signale von mindestens zwei Sensorknoten verglichen werden und der Sensorknoten, welcher den kleineren Abstand des mobilen Sensorknotens zu dem Fahrzeug aufweist, bildet die Grundlage für die Berechnung des Toleranzbereichs. Dabei ergibt sich der Toleranzbereich aus dem kleinsten ermittelten Abstand des mobilen Sensorknotens zu dem Fahrzeug und dem Abstand der beiden Sensorknoten zueinander. Sobald dieser Toleranzbereich von einem Sensorknoten überschritten wird, wird eine Positionskorrektur des Sensorknotens durchgeführt, welcher den Toleranzbereich überschreitet.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Beschreibungen sowie aus den beigefügten Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen: Figur 1 zeigt eine Draufsicht auf ein Fahrzeug
Figur 2 zeigt eine weitere Draufsicht auf ein Fahrzeug
Figur 3 zeigt einen Ausfall eines Sensorknotens
Figur 4 zeigt eine Positionsbestimmung aufgrund einer Bilateration
Figur 5 zeigt ein unplausibles Signal eines Sensorknotens Figur 6 zeigt die ermittelte Position des mobilen Sensorknotens nach einer Positionskorrektur
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf ein Fahrzeug 1. An dem Fahrzeug 1 sind mindestens drei fest verbaute Sensorknoten 2 angeordnet, welche vorzugsweise an transparenten Bauteilen des Fahrzeugs 1 angeordnet sind. Vorzugsweise sind mindestens ein erster Sensorknoten 2.1 und ein zweiter Sensorknoten 2.2 an der Frontscheibe 3 beabstandet zueinander angeordnet, wobei in der Nähe der A-Säule 4, im Bereich eines Fahrers, der erste Sensorknoten 2.1 angeordnet ist und der zweite Sensorknoten 2.2 in der Nähe der A-Säule 4, im Bereich eines Beifahrers, angeordnet ist. Weiterhin ist mindestens ein dritter Sensorknoten 2.3 im Bereich der Heckscheibe 5 angeordnet. Zusätzlich oder alternativ können mindestens zwei Sensorknoten 2 an gegenüberliegenden Seitenscheiben 6 angeordnet sein, insbesondere an den vorderen Seitenscheiben 6, welche näher an der Frontscheibe 3 angeordnet sind als die hinteren Seitenscheiben 6. Des Weiteren ist es auch möglich, dass jeweils ein Sensorknoten an oder in der rechten Spiegelkappe 7 und der linken Spiegelkappe 7 angeordnet ist.
Bevorzugt weisen die Sensorknoten 2, 2.1, 2.2, 2.3, jeweils eine Sende- und/oder Empfangsantenne auf, sowie eine Elektronik zur Verarbeitung und/oder Weiterleitung der empfangenen oder gesendeten Signale.
Weiterhin führt beispielsweise ein Fahrer des Fahrzeugs 1 einen mobilen Sensorknoten 8 mit sich, welcher beispielsweise in einem Schlüssel, Smartphone oder einem anderen Gegenstand integriert ist. Der mobile Sensorknoten 8 besteht ebenfalls aus einer Sende- und/oder Empfangsantenne sowie einer Elektronik zur Verarbeitung der Signale.
In der Figur 1 befindet sich der mobile Sensorknoten 8 außerhalb des Fahrzeugs 1. Sobald sich der mobile Sensorknoten 8 dem Fahrzeug 1 nähert, wird dessen Position aufgrund der fest verbauten Sensorknoten 2, 2.1, 2.2, 2.3, bestimmt und das Fahrzeug 1 kann entriegelt oder verriegelt werden. Weiterhin kann die Position des mobilen Sensorknotens 8 auch innerhalb des Fahrzeugs 1 bestimmt werden und weitere Aktion ausgeführt werden, wie beispielsweise eine Entsperrung der Wegfahrsperre und/oder die Freigabe der Zündung, so dass das Fahrzeug 1 gestartet werden kann.
Figur 2 zeigt das Fahrzeug 1 aus Figur 1, wobei die drei Kreise jeweils die omnidirektionale Abstrahlcharakteristik des jeweiligen Sensorknotens 2, 2.1, 2.2, 2.3, zeigen. Sobald der mobile Sensorknoten 8 in Reichweite der Sensorknoten 2, 2.1, 2.2, 2.3, gelangt, wird die Position des mobilen Sensorknotens 8 berechnet. Solange alle drei Sensorknoten 2, 2.1, 2.2, 2.3, den mobilen Sensorknoten 8 detektieren, erfolgt die Berechnung der Position des mobilen Sensorknotens 8 aufgrund einer Trilateration. Figur 3 zeigt das Fahrzeug 1 aus Figur 1 , wobei ein Sensorknoten 2, 2.1 , 2.2, 2.3, zeitweise ausgefallen ist und/oder ein unplausibles Signal liefert. Bei der Darstellung ist der zweite Sensorknoten 2.2 zeitweise ausgefallen und/oder liefert ein unplausibles Signal. Sobald ein Sensorknoten 2, 2.1, 2.2, 2.3, ausfällt und/oder ein unplausibles Signal liefert, erfolgt die Positionsbestimmung des mobilen Sensorknotens 8 aufgrund einer Bilateration. Da bei der Bilateration die Position des mobilen Sensorknotens 8 zwei mögliche Positionen 8.1, 8.2, des mobilen Sensorknotens 8 liefert, wird die wahrscheinlichste Position auf der Grundlage der letzten gültigen Position aus der Trilateration ausgewählt. Die letzte gültige Position ist dabei die letzte berechnete Position des mobilen Sensorknotens 8, welche durch eine Trilateration berechnet wurde, bevor ein Sensorknoten 2, 2.1, 2.2, 2.3, ausgefallen ist, wie in Figur 2 dargestellt ist. Somit wird mindestens die Position des Sensorknotens 8, welche in Figur 2 dargestellt ist, in einem Speicher abgespeichert und dient als Grundlage für die Berechnung der Position des mobilen Sensorknotens 8. Aufgrund der letzten gültigen Position würde die Steuerung die mögliche Position 8.1 auswählen und ausgehend von dieser Position die Berechnung der Position des mobilen Sensorknotens 8 erfolgen. Mit anderen Worten, wählt die Steuerung immer die Position aus, welche der letzten gültigen Position am nächsten liegt.
Fig. 4 zeigt eine weitere Annäherung des mobilen Sensorknotens 8 an das Fahrzeug. Aufgrund des zeitweisen Ausfalls und/oder des unplausiblen Signals des zweiten Sensorknotens 2.2 kann die Steuerung weiterhin zwei mögliche Positionen 8.1 ' und 8.2' des mobilen Sensorknotens 8 ermitteln. Aufgrund der letzten gültigen Position des mobilen Sensorknotens wird aber weiterhin die mögliche Position 8.1 ' von der Steuerung ausgewählt und beispielsweise nur die Fahrertür entriegelt und/oder die Fahrerür automatisch geöffnet.
Fig. 5 zeigt die Ermittlung des Abstand des mobilen Sensorknotens 8, wenn ein Sensorknoten 2, 2.1, 2.2, 2.3, ein unplausibles Signal liefert. In der Figur 5 ist ersichtlich, dass der zweite Sensorknoten 2.2 den mobilen Sensorknoten 8 in einem größeren Abstand zu dem Fahrzeug 1 detektiert als der erste Sensorknoten 2.1 und der dritte Sensorknoten 2.3. Somit detektiert der zweite Sensorknoten 2.2 den mobilen Sensorknoten 8 in einem Abstand, welcher auf dem Umfang des eingezeichneten Kreises mit dem Radius r2 des zweiten Sensorknotens 2.2 liegt, wobei der Kreis die omnidirektionale Abstrahlcharakteristik des zweiten Sensorknotens 2.2 verdeutlichen soll. Der Sensorknoten 8 kann dabei auf einer beliebigen Stelle auf dem Umfang des Kreises liegen.
Der Sensorknoten 8 wird von den zwei weiteren Sensorknoten 2.1 und 2.3 auf den zwei möglichen Position 8.1", 8.2" ermittelt, wobei der ermittelte Abstand des ersten Sensorknotens 2.1 dem Radius r1 entspricht und der ermittelte Abstand des dritten Sensorknotens 2.3 dem Radius r3 entspricht. Die Steuerung vergleicht den ermittelten Abstand des ersten Sensorknotens 2.1 und/oder des dritten Sensorknotens 2.3 mit dem ermittelten Abstand des zweiten Sensorknotens 2.2. Sobald die Steuerung eine Differenz der beiden verglichenen Abstände ermittelt, welche größer als ein definierter Toleranzbereich ist, wird der kleinere Abstand als der wahrscheinlichere Abstand gewertet, so dass die Steuerung eine Positionskorrektur durchführen kann.
Fig. 6 zeigt die ermittelte Position des Sensorknotens 8' nach der Positionskorrektur des zweiten Sensorknotens 2.2. Wenn der zweite Sensorknoten 2.2 die Position des mobilen Sensorknotens 8 mit einem größeren Abstand zu dem
Fahrzeug 1 detektiert als mindestens ein weiterer Sensorknoten 2, 2.1, 2.3, werden die Sensorwerte des Sensorknotens 2.2 korrigiert bzw. beschränkt. Dazu kann die Positionskorrektur beispielsweise die korrigierte Position des mobilen Sensorknotens 8' auf den Abstand der zwei möglichen Positionen 8.1", 8.2" des mobilen Sensorknotens 8 beschränken, welcher dem Abstand r1 entspricht und dem Abstand A des ersten Sensorknotens 2.1 und des zweiten Sensorknotens 2.2 zueinander entspricht und/oder welcher dem Abstand r3 entspricht und dem Abstand B des dritten Sensorknotens 2.3 und des zweiten Sensorknotens 2.2 zueinander entspricht. Alternativ oder Zusätzlich kann die Steuerung auch die Sensorknoten 2, 2.1, 2.2, 2.3 paarweise miteinander vergleichen und sobald zwei Sensorknoten 2, 2.1, 2.2, 2.3, den gleichen Abstand zu dem mobilen Sensorknoten 8 detektieren und ein Sensorknoten 2, 2.1, 2.2, 2.3, einen abweichenden Abstand detektiert, den einen Sensorknoten 2, 2.1, 2.2, 2.3, korrigieren, welcher einen anderen Abstand als die beiden anderen Sensorknoten 2, 2.1, 2.2, 2.3, detektiert.
Das unplausible Signal des zweiten Sensorknotens 2.2 kann beispielsweise aufgrund einer Abschirmung oder einer Reflexion erfolgt sein.
BEZUGSZEICHENLISTE
1 Fahrzeug
2 Sensorknoten
2.1 erste Sensorknoten 2.2 zweite Sensorknoten
2.3 dritte Sensorknoten
3 Frontscheibe
4 A-Säule
5 Fleckscheibe 6 Seitenscheibe 7 Spiegelkappe
8, 8' Mobiler Sensorknoten
8.1 , 8.1 ', 8.1" mögliche Position des mobilen Sensorknotens 8.2, 8.2', 8.2" mögliche Position des mobilen Sensorknotens 8 Abstand der mindestens zwei Sensorknoten zueinander
9 Kreis

Claims

io Patentansprüche
1. Verfahren zur Positionsbestimmung eines mobilen Sensorknotens (8) eines schlüssellosem Zugangssystems eines Fahrzeugs (1), wobei das schlüssellose Zugangssystem eine Steuerung und mindestens drei Sensorknoten (2, 2.1, 2.2, 2.3) aufweist, welche an dem Fahrzeug (1) angeordnet sind und mit dem mobilen Sensorknoten (8) kommunizieren, wobei die Steuerung eine Position des mobilen Sensorknotens (8) im Umfeld des Fahrzeugs (1), durch die mindestens drei Sensorknoten (2, 2.1, 2.2, 2.3), aufgrund einer Trilateration berechnet, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem zeitweisen Ausfall und/oder bei einem unplausiblen Signal mindestens eines Sensorknotens (2, 2.1, 2.2, 2.3) die Berechnung der Position des mobilen Sensorknotens (8) durch eine Bilateration erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorknoten (2, 2.1, 2.2, 2.3) UWB Sensoren sind.
3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung der Bilateration die Steuerung die letzte gültige Position des mobilen Sensorknotens (8) in die Berechnung der Position des mobilen Sensorknotens (8) einbezieht.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die letzte gültige Position des mobilen Sensorknotens (8) durch eine Trilateration berechnet wurde.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung mindestens die letzte gültige Position des mobilen Sensorknotens (8) in einem Speicher abspeichert.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung mindesten die letzte gültige Position des mobilen Sensorknotens (8) mit einem Zeitstempel in dem Speicher abspeichert.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bilateration zwei mögliche Positionen (8.1, 8.1 ', 8.2, 8.2') für den mobilen Sensorknoten (8) berechnet und die Steuerung die Position auswählt, welche der letzten gültigen Position am nächsten liegt.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorknoten (2, 2.1, 2.2, 2.3) an transparenten Bauteilen des Fahrzeugs (1) angeordnet sind.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Sensorknoten (2, 2.1, 2.2, 2.3) an der Frontscheibe (3) beabstandet zueinander angeordnet sind, wobei in der Nähe der A-Säule (4) jeweils ein Sensorknoten (2, 2.1, 2.2, 2.3) im Bereich eines Fahrers und ein Sensorknoten (2, 2.1, 2.2, 2.3) im Bereich eines Beifahrers angeordnet ist.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Sensorknoten (2, 2.1, 2.2, 2.3) an gegenüberliegenden Seitenscheiben (6) angeordnet sind.
11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Sensorknoten (2, 2.1, 2.2, 2.3) an oder in den äußeren Spiegelkappen (7) angeordnet sind.
12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Sensorknoten (2, 2.1, 2.2, 2.3) im Bereich der Fleckscheibe (5) angeordnet ist.
13. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuerung ein Filter zur Begrenzung unerwarteter abrupter Änderungen implementiert ist.
14. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung die Plausibilität der empfangenen Signale der Sensorknoten (2, 2.1, 2.2, 2.3) und/oder die berechneten Positionen des mobilen Sensorknotens (8) auf der Grundlage der Signale der Sensorknoten (2, 2.1, 2.2, 2.3) überprüft.
15. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung eine Positionskorrektur durchführt, sobald ein Sensorknoten (2, 2.1, 2.2, 2.3) die Position des mobile Sensorknotens (8) mit einem größeren Abstand zu dem Fahrzeug (1) detektiert als mindestens ein weiterer Sensorknoten (2, 2.1, 2.2, 2.3).
16. Verfahren nach Anspruch 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionskorrektur die Signale des Sensorknotens (2, 2.1, 2.2, 2.3) korrigiert, welcher die Position detektiert hat, welche einen größeren Abstand zu dem Fahrzeug (1) aufweist, auf der Grundlage der Position des mindestens einen weiteren Sensorknotens (2, 2.1, 2.2, 2.3).
17. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionskorrektur auf der Grundlage der trigonometrischen Beziehungen der Sensorknoten (2, 2.1, 2.2, 2.3) zueinander erfolgt.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionskorrektur die korrigierte Position des mobilen Sensorknotens (8, 8') auf die Position beschränkt, welche sich aus der Position des mindestens einen weiteren Sensorknotens (2, 2.1, 2.2, 2.3) ergibt, welcher einen geringeren Abstand zu dem Fahrzeug (1) berechnet hat und dem Abstand der mindestens zwei Sensorknoten (2, 2.1, 2.2, 2.3) zueinander.
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