用于确定车辆与识别器之间的距离的方法与流程

一般而言，本发明的技术领域是用于车辆的无钥匙进入起动系统(hands-freeaccessandstartingsystems)。本发明更具体地涉及一种用于确定车辆与无钥匙识别器之间的距离的方法，该无钥匙识别器使得能够进入车辆和/或起动车辆。

背景技术

目前市场上普遍存在所称的“无钥匙”进入起动系统，其允许在不使用常规钥匙的情况下锁定和解锁车辆以及起动车辆发动机。

通常，在希望解锁车门的用户触摸到电容传感器或者被门把手上的红外传感器检测到时，车辆的中央计算机触发通过车辆的低频天线传输低频(20khz和150khz之间)询问信号。作为替代例，低频天线可以周期性地发送这种低频询问信号(称为“轮询”)。如果车辆附近的识别器(其通常采取钥匙或者电子卡的形式，或者甚至是具有合适的激活应用的智能电话)捕获询问信号，并通过以无线电信号向中央计算机发送解锁码来作出响应。车辆的无线电接收器然后接收到该无线电信号：如果锁定码被中央计算机识别，则后者命令解锁门。

当用户希望起动车辆并按下位于乘员舱中的开关时，该方法基本相同：在这种情况下，只有当识别器发送的起动码被中央计算机识别时，发动机由中央计算机起动。

为了提高无钥匙进入起动系统的安全性，在触发锁定、解锁或起动之前，需要满足附加条件。特别期望的是，识别器的位置与要执行的动作保持一致，例如：

-对于解锁，识别器应该位于车辆周围的最大周长内，例如2米

-对于锁定，在乘员舱内应没有识别器

-对于起动，识别器应该位于乘员舱内。

因此，识别器和车辆之间的距离的可靠测量是必要的。已知的是使用ir-uwb(脉冲无线电超宽带)技术通过测量信号传播时间(或“飞行时间”)来确定车辆-识别器距离。在该方法中，位于车辆处的第一uwb收发器在时间t0通过无线电信号发送脉冲，该脉冲由属于识别器的第二uwb收发器接收。现在，由于所发送的波在其路径上经历的折射和反射，第二收发器不仅接收直接脉冲，而且接收来自多个路径的脉冲的信号。接收到的总信号通常称为特征(thesignature)。第二收发器记录特征的最大幅度的时间，其先验地对应于接收直接脉冲的时间t1。接下来，第二收发器在时间t2向第一收发器返回脉冲，该脉冲被第一收发器以相同的方式接收并记录时间(t3)。第二收发器还向第一收发器返回信息t2-t1。

然后使用以下公式，由第一收发器确定距离：

t3–t0＝(t1–t0)+(t2–t1)+(t3–t2)

现在，t1–t0＝t3–t2＝d/c，

其中，d是车辆与识别器分开的距离，c是车辆与识别器之间的信号传播速度。

因此，t3–t0＝2*(t1–t0)+(t2-t1)＝2d/c+(t2–t1)

从而：d＝(c/2)*[(t3–t0)–(t2–t1)]。

由于t3-t0和t2-t1由第一收发器已知，所以距离d能够由第一收发器确定。

然而，这种方法具有缺点。接收器部分需要高能量消耗，接收器必须接收淹没在噪声中的非常微弱的信号。另外，产生脉冲所需的功率非常高。识别器的自主性因此受到影响。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是提出一种用于测量车辆与识别器之间的距离的方法，从而可以省去脉冲的传输。

为此，本发明提出了一种用于测量分离车辆和用于进入起动车辆的识别器的距离的方法，车辆和识别器是同步的，该方法包括：

-将具有相同幅度并且具有规则间隔的相应频率fp,p∈[1；n]的n个第一正弦信号的第一串从车辆传输到识别器；

-通过识别器测量第一接收图像串的信号的相位和幅度，该第一接收图像串对应于由所述传输改变的第一串；

-将测量的相位和幅度从识别器传输到车辆；

-将与第一串相同的第二串从识别器传输到车辆；

-构造第一图像串和对应于由所述传输改变的第二串的第二图像串的频谱；

-傅里叶逆变换，使得能够获得时域特征；

-确定与时域特征的最大值相关的中间时间；

-基于中间时间计算距离。

除了前面段落中刚刚概述的特征之外，根据本发明的测量方法可具有以下特征中的一个或多个附加特征，这些附加特征被单独考虑或以任何技术上可行的组合考虑。

在一非限制性实施例中，频率fp使得n＝80，f1＝2400mhz，并且对于在1和79之间的所有p值，fp+1-fp＝1mhz。相关的频率范围对应于蓝牙。发射器因此可被集成到蓝牙芯片中。要注意的是，如果发射器属于用于远程控制车辆的识别器，或者如果识别器采用具有合适应用的智能电话的形式，则其本身包括蓝牙芯片。

在一非限制性实施例中，计算包括确定时域特征的最大波瓣，并且确定所述最大波瓣的开始时间。

在一非限制性实施例中，通过快速傅立叶逆变换(或ifft)执行傅里叶逆变换。为此，将数据添加到测量数据以便获得具有n个频率的频谱，其中n是2的幂(n＝2^k，k是整数)。

在一非限制性实施例中，该方法包括将样本添加到测量的图像串，以便获得大于测量频率数量的频谱频率数量。这使得能够获得更精确的时域特征。

在一非限制性实施例中，测量方法包括使识别器和车辆同步的先前步骤，特别是使用蓝牙协议同步。

在阅读以下描述和检查附图时，将更好地理解本发明及其各种应用。

附图说明

仅通过完全非限制性地指示本发明来呈现附图。在图中：

-图1示出了分别属于车辆和识别器的两个收发器装置，期望知道在它们之间的距离，所述装置设计成实现根据本发明的一个实施例的方法；

-图2示出了表示该方法的步骤的框图；

-图3示出了在该方法的步骤期间在收发器装置之间交换的信号。

具体实施方式

除非另有说明，否则在不同图中出现的同一元件具有单一的引用。

下面描述的方法使得可以计算车辆v与所谓的无钥匙识别器i之间的距离r，所述识别器i使得可以使用“无钥匙”原理来控制对车辆v的进入或起动。识别器i例如是电子钥匙或电子卡，或具有合适应用的智能电话。

车辆v包括第一收发器装置dv，并且识别器i包括第二收发器装置di。由于第一收发器装置dv和第二收发器装置di是相似的，以下给出总体描述。

参考图1，收发器装置dp，索引p不加区分地为v或i，包括：

-无线电信号的发送器txp(频率至少等于1ghz)

-无线电信号的接收器rxp(频率至少等于1ghz)

-发送器txp和接收器rxp连接到的天线atp

-锁相环pllp，用于向发送器txp提供各种频率的信号

-计算机xp，用于计算由接收器rxp接收到的信号相对于由锁相环pllp提供的信号的相位。

注意到，智能电话本身具有所描述的收发器装置dp的所有部件。在一个优选实施例中，识别器i因此是具有用于车辆的无钥匙进入起动的合适应用的智能电话。收发器装置di的各种部件有利地由安装在智能手机上的应用程序触发和控制。

根据本发明的方法由第一收发器装置dv和第二收发器装置di实现。要注意的是，第一收发器装置dv和第二收发器装置di事先已经例如经由蓝牙低能量协议(注意，智能手机本身具有蓝牙芯片)彼此同步。参照图2，方法meth包括以下步骤。

-将具有相同的相位和幅度并且具有相应的频率fp,p∈[1；n]的第一串tsvp的n个第一正弦信号svp从车辆v的发射器txv传输em_tsvp到识别器i的接收器rxi。图3中示出了第一串tsvp。有利地，频率fp是这样的：n＝80,f1＝2.4ghz,f80＝2.480ghz，并且对于1和79之间的所有p值，fp+1-fp＝1mhz。具体而言，这些频率对应于蓝牙低能量频道。注意，第一串tsvp由车辆v的锁相环pllv产生。

-由识别器i的接收器rxi接收rec_tsvp'与由传输em_tsvp改变的第一串tsvp对应的第一图像串tsvp'。图3中示出了第一图像串tsvp'。第一图像串tsvp'分别由具有相位幅度ap和频率fp,p∈[1；n]的n个图像正弦信号svp'形成。如果第一信号svp的频率fp没有被传输改变，则它们的幅度和相位被改变。特别地，信号在车辆v的发射器txv和标识器i的接收器rxi之间经历的反射和折射现象移动相位且改变信号的幅度。

-通过识别器i的接收器rxi测量mes_dat第一图像串tsvp'的信号svp'的相位和幅度ap。

-以数据的形式传输tr_dat在前面的步骤中由识别器i测量的幅度ap和相位这些数据例如是使用蓝牙低能量协议传输的。

-将与第一串tsvp相同的第二串tsip从识别器i的发射器txi传输em_tsip到车辆v的接收器rxv。注意，第二串tsip由识别器的锁相环plli产生。

-由车辆v的接收器rxv接收rec_tsip'对应于由传输em_tsip改变的第二串tsip的第二图像串tsip'。

-由车辆v的接收器rxv测量第二图像串tsip'的信号的相位和幅度。

-在时间t4，

○通过检测第一图像串tsvp'和第二图像串tsip'的谱线，构造cons_sp由第一图像串tsvp'和第二图像串tsip'形成的频谱sp。

○傅立叶逆变换tfi_sp使得能够获得时域特征sg。时域特征sg相当于如果已经传输脉冲而不是第一和第二串tsvp和tsip而已经获得的特征。

○确定det_td与时域特征sg的最大值相关的中间时间td。

-使用以下公式，基于中间时间td，通过车辆v的计算机xv计算cal_r距离r：r＝c·td/2

其中，c是在车辆v和识别器i之间交换的信号的传播速度。

基于所计算的距离r并且取决于特定的所需功能(例如门的打开、门的关闭、车辆的启动)，车辆v的计算机xv能够确定功能是否应该被执行。

作为替代，中间时间td可以通过查找时域特征的最大波瓣的开始的值来确定。波瓣的开始可以通过最大值与常数(例如20db)之间的差值来确定。作为替代，波瓣的开始由最大值与取决于离时域特征的最大波瓣最远的波瓣的平均值的值之间的差值来确定。

自然地，该方法的步骤可以替代地以另一种技术上可行的顺序执行，而不是以上所述的顺序。