用于使用便携式用户装备激活车辆的功能的基于超宽带的方法、用于激活功能的相关联的系统和设备与流程

[]本发明涉及一种使用便携式用户装备经由超宽带(uwb)激活机动车辆的功能的方法，以及一种用于激活功能的相关联的系统和设备。本发明更具体地适用于访问和/或启动机动车辆的“免提”系统。用于访问机动车辆的“免提”系统允许授权用户在不操纵钥匙的情况下锁定和/或解锁其车门或启动车辆。为此，车辆会对用户携带的如免提钥匙卡或钥匙等便携式装备进行识别，如果钥匙卡或遥控器位于车辆周围或车辆中的预定区域并被识别为属于车辆，那么车辆就会取决于用户的意图自动锁定/解锁车门或启动，而无需用户使用遥控钥匙。

背景技术：

0、[背景技术]

1、这种“免提”访问系统为本领域技术人员所熟知。它们通常由位于车辆上的电子控制单元、位于车辆中的一个或多个射频(rf)天线以及由用户携带的包括rf天线的钥匙卡或遥控器构成。

2、经由rf天线和电子控制单元在便携式装备与车辆之间交换标识符，允许车辆识别和定位便携式装备，并允许触发车门(包括后备箱盖)的锁定或解锁或车辆的启动。

3、标识符可以包含在钥匙卡或遥控器以外的便携式装备中；例如，可以包含在用户携带的智能电话或用户佩戴的手表中。

4、标识符一般经由射频(rf)波和低频(lf)波来交换。车辆首先经由lf天线发送lf轮询信号，并且便携式装备(如果位于所述信号的接收区域(即车辆周围的预定区域))向车辆返回包含允许对该便携式装备进行定位的标识符和测量值的rf存在消息。

5、通过测量便携式装备(经由天线和电子控制单元)从车辆接收到的lf信号的强度，可以发现便携式装备在车辆周围所处的精确位置，该强度测量值更通常地称为rssi测量值(rssi代表接收信号强度指示符)。便携式装备从每个lf天线接收的信号的功率的测量值由安装在车辆中的定位设备接收和分析，从而确定便携式装备相对于所述lf天线的位置，即相对于车辆的位置。

6、取决于车辆所识别的便携式装备在所述位置区域中的位置，自动执行特定于所述位置区域的某些动作，诸如启动车辆、解锁/锁定车辆或打开迎宾照明。

7、rssi测量值允许在位置区域中(即车辆周围和内部)精确定位便携式装备，以便允许在车辆内部检测到便携式装备时，不仅能锁定/解锁车门，而且还能启动车辆。

8、在便携式装备为智能电话的情况下，与车辆进行rf(例如ism频段)和lf(例如125khz)通信并不总是可行的，因为大多数智能电话并不具备其频率与在跟车辆通信时使用的频率(诸如在涉及rf时频率为315mhz和433.92mhz，在涉及lf时，频率为125khz)兼容的rf或lf通信手段。

9、相比之下，如今智能电话能够采用或ble通信标准(ble代表蓝牙低能耗)，即从2402mhz到2480mhz的超高频(uhf)通信，或者甚至采用uwb通信标准(uwb代表超宽带)，即允许使用非常宽的频段的短距离无线通信协议(ieee 802.15.4a)。与蓝牙和wi-fi一样，该通信协议使用无线电波，但频率非常高，其包括每个带宽为500mhz的14个通信信道，频率范围从3.1ghz到10.6ghz。在uwb协议中，脉冲持续时间为两纳秒。

10、这些通信标准(即ble、蓝牙和uwb)具有通用性的优点，因此不像其工作频率因国家而异的当前的rf和lf通信标准一样需要进行特定于国家的批准(只需国际ble或uwb认证)。

11、因此，需要对用于访问和/或启动车辆的“免提”系统进行配置，使这些系统也能与配备有或uwb通信标准的智能电话一起操作，而不仅仅是经由射频和低频波(rf，lf)。

12、通信标准的优点是允许在车辆周围约250m内进行远距离通信。但是，它不允许在较短距离内准确检测到便携式装备的存在。例如，当便携式装备位于车辆内部而用户希望启动其车辆时，在采用rf和lf波交换的现有通信设备的情况下能够实现的便携式装备的精确定位，使用却不再可能实现。具体地说，蓝牙信号的rssi测量值非常不准确，而且会取决于环境(噪音、干扰)而发生巨大变化，因此无法知道给定位置的便携式装备距车辆是5m还是10m还是40m或更远。

13、因此，使用通信来激活如启动车辆等功能不再可能，因为只有当便携式装备位于车辆内部且距车辆的uhf天线几厘米时才允许启动。在的rssi变化较大的情况下，不可能将所述便携式装备定位到距uhf天线几厘米内。

14、uwb通信标准自身相比蓝牙标准能够实现更精确的定位，并且消耗更少的功率。在现有技术中，已知通过发射短脉冲使用uwb信号的功率来测量便携式装备与车辆之间的距离。

15、一种现有技术的解决方案包括使用飞行时间，从而允许估计波的传播时间，并由此推算出便携式装备与车辆之间的距离。

16、然而，这种解决方案有一个主要的缺点，即，由于位于车辆内部的电子部件对uwb信号进行采样或获取的周期为1ghz，即1纳秒的周期，这相当于30cm的空间分辨率。

17、因此，定位到便携式装备处于车辆周围或车辆中的容差为30cm，这在涉及允许启动车辆时是不可接受的，因为这样会在便携式装备实际上位于界定乘客车厢并允许启动的预定区域之外时启动车辆。

18、另外，30cm的容差不符合萨彻姆规则，其指定了20cm的最大容差。更精确地说，根据这些规则，如果便携式装备位于车辆外部20cm的距离处，则不再允许启动车辆。

19、另一种已知的现有技术解决方案包括将测量次数相乘，但这很耗时，并且从用户舒适度的角度来看是不期望的，因为用户期望在给定时间内激活车辆功能。

20、本发明提供了一种经由与便携式用户装备的超宽带通信来激活车辆的功能的方法，以及一种用于激活相关联的功能的设备，该方法和设备允许克服这些缺点。

21、更具体地说，本发明提供了一种经由超宽带波激活功能的方法，该方法允许更精确地定位便携式用户装备在车辆内部还是外部。

技术实现思路

0、[技术实现要素：]

1、本发明由一种由便携式用户装备经由超宽带通信激活车辆功能的方法组成，该便携式用户装备经由超宽带与位于该车辆上的激活设备进行通信，所述设备包括多个收发器，该车辆功能是取决于该便携式装备相对于该车辆内的内部区域和该车辆外的外部区域两个授权区域之间的边界的位置而激活的，该激活方法值得注意的是，该激活方法包括以下步骤：

2、a.确定该便携式装备在该车辆周围的授权区域中的存在，

3、b.如果该便携式装备位于授权区域中距该边界小于预定距离的距离处，则：

4、i.确定该便携式装备存在于预定的子区域中，该子区域事先与多个收发器中的两种类型的收发器相关联，该两种类型为：第一类型，具有代表所述第一类型与该便携式用户装备之间的直接波路径的至少一个信号参数；以及第二类型，具有代表所述第二类型与该便携式用户装备之间的间接波路径的至少一个信号参数，

5、ii.根据每个收发器的类型对针对其执行的测量次数进行加权，

6、iii.基于由此按收发器的类型加权的测量，确定该便携式装备在该内部区域或该外部区域中的位置，

7、iv.激活与该便携式装备的位置相对应的车辆功能，

8、c.否则，激活与该授权区域相对应的车辆功能。

9、优选地，该加权是在针对该多个收发器执行的最大测量次数的情况下执行的。

10、该信号参数可以与飞行时间相对应。

11、该信号参数可以是接收信号强度指示符。

12、有利地，预定距离与超宽带定位准确性相对应。

13、本发明还涉及一种经由超宽带激活车辆功能的设备，所述设备旨在位于车辆上并经由超宽带与便携式用户装备进行通信，该车辆功能是取决于该便携式装备相对于该车辆内的内部区域和该车辆外的外部区域两个授权区域之间的边界的位置而激活的，所述设备包括多个收发器，并且值得注意的是该设备包括：

14、a.用于确定该便携式装备在该车辆的授权区域中的存在的装置，

15、b.用于分析和处理超宽带信号的装置，该装置被配置为：

16、i.计算该便携式装备在该授权区域中的位置与该边界之间的距离，

17、ii.将所述距离与预定距离进行比较，

18、iii.确定该便携式装备存在于预定的子区域中，该子区域事先与多个收发器中的两种类型的收发器相关联，该两种类型为：第一类型，具有代表所述第一类型与该便携式装备之间的直接波路径的信号参数，以及第二类型，具有代表所述第二类型与所述装备之间的间接波路径的信号参数，

19、iv.根据每个收发器的类型对针对其的测量次数进行加权，

20、v.基于由此加权的测量，确定该便携式装备在该内部区域或该外部区域中的位置，

21、vi.激活与该便携式装备的位置相对应的车辆功能。

22、优选地，该设备能够在对多个收发器执行的最大测量次数中，根据每个收发器的类型对针对其的测量次数进行加权。

23、有利地，信号参数是飞行时间。

24、否则，信号参数是接收信号强度指示符。

25、本发明还适用于包括具有上述特征中任一个特征的激活设备的任何机动车辆。