用于无线车辆定位辅助的方法和设备与流程

说明性实施例总体上涉及一种用于无线车辆定位辅助的方法和设备。

背景技术：

许多开车的成年人经历的情况是这种情形：驾驶员将车辆停放在某一位置，进入商店或商场，随后可能几乎不记得车辆停放在哪里。此外，将车辆停在相对空的场地(但是却在返回时发现场地停满其它车辆)可能会导致关于驾驶员停车的位置的实质性混淆。

这个问题的常见的解决方案是：驾驶员按下遥控钥匙上的“锁定”按钮，如果车辆在附近，则这导致车辆使喇叭或警报发声或者使灯闪烁。然而，如果车辆太远，或者如果多个用户同时试图以这种方式定位车辆，则该解决方案可能无法实现期望的结果。

对于这个问题的另一种尝试的解决方案包括：一旦车辆被停放，则车辆向移动装置报告坐标，并且移动装置用户使用所述坐标找到车辆。这在特定情况下可能会很好地工作，但是如果当车辆被停放时电话关闭，或者随后发生其它通信错误，则用户可能依靠该系统但是却发现坐标从未被记录。

技术实现要素：

在第一说明性实施例中，一种系统包括处理器，所述处理器被配置为：确定车辆处于停放状态。所述处理器还被配置为：对一个或更多个车辆天线处的用户装置无线信号进行检测。所述处理器还被配置为：基于检测到的用户装置无线信号来确定主要返回矢量天线，并且通过所述一个或更多个车辆天线周期性地广播车辆无线信号，其中，如果存在多于一个的车辆天线，则所述处理器被配置为以更高的频率通过主要返回矢量天线广播车辆无线信号。

在第二说明性实施例中，一种处理器被配置为接收在多个移动装置天线处的无线信号。所述处理器还被配置为：确定在每个移动装置天线处的接收的无线信号的强度。所述处理器还被配置为：确定在每个移动装置天线处的无线信号接收时间之间的时间延迟。所述处理器还被配置为：确定在每个移动装置天线处的接收的无线信号的极化，并且对所述接收的无线信号的强度、所述时间延迟以及所述接收的无线信号的极化进行组合，以确定从移动装置位置到广播无线信号的车辆的距离和方向。

在第三说明性实施例中，一种计算机实现的方法包括：响应于对多个无线车辆天线中的与用户离开矢量对应的无线车辆天线的基于车辆的确定，经由所述多个无线车辆天线周期性地广播车辆位置信号，其中，所述广播包括以增加的频率通过所述与用户离开矢量对应的无线车辆天线进行广播。

根据本发明的一个实施例，所述方法还包括：在没有无线车辆天线检测到来自用户装置的无线信号之前，基于所述多个无线车辆天线中的哪个无线车辆天线最后检测到来自用户装置的无线信号来确定与用户离开矢量对应的无线车辆天线。

根据本发明的一个实施例，所述方法还包括：在没有无线车辆天线检测到来自用户装置的无线信号之前，基于所述多个无线车辆天线中的哪个无线车辆天线检测到最强的来自用户装置的无线信号来确定与用户离开矢量对应的天线。

附图说明

图1示出了说明性的车辆计算系统；

图2示出了用于车辆报告配置的说明性处理；

图3示出了用于对报告的车辆位置信号做出响应的说明性处理。

具体实施方式

根据需要，在此公开具体的实施例；然而，应理解的是，所公开的实施例仅为说明性的，并且可以以多种可替代形式来实施。附图无需按比例绘制；可夸大或最小化一些特征以示出特定组件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为具有限制性，而仅仅作为用于教导本领域技术人员以多种形式利用所要求保护的主题的代表性基础。

图1示出了用于车辆31的基于车辆的计算系统(vcs)1的示例框式拓扑图。这种基于车辆的计算系统1的示例为由福特汽车公司制造的sync系统。设置有基于车辆的计算系统的车辆可包含位于车辆中的可视前端界面4。如果所述界面设置有例如触摸敏感屏幕，则用户还能够与所述界面进行交互。在另一说明性实施例中，通过按钮按压、具有自动语音识别和语音合成的口语会话系统来进行交互。

在图1所示的说明性实施例1中，处理器3控制基于车辆的计算系统的至少一部分操作。设置在车辆内的处理器允许对命令和例程进行车载处理。另外，处理器连接到非持久性存储器5和持久性存储器7两者。在此说明性实施例中，非持久性存储器是随机存取存储器(ram)，持久性存储器是硬盘驱动器(hdd)或闪存。一般说来，持久性(非暂时性)存储器可包括当计算机或其它装置掉电时保持数据的所有形式的存储器。这些存储器包括但不限于：hdd、cd、dvd、磁带、固态驱动器、便携式usb驱动器以及任何其它适当形式的持久性存储器。

处理器还设置有允许用户与处理器进行交互的多个不同的输入。在此说明性实施例中，麦克风29、辅助输入25(用于输入33)、usb输入23、gps输入24、屏幕4(其可为触摸屏显示器)和蓝牙输入15全部被设置。还设置了输入选择器51，以允许用户在各种输入之间进行切换。对麦克风和辅助连接器两者的输入在被传送到处理器之前，由转换器27对所述输入进行模数转换。尽管未示出，但是与vcs进行通信的众多车辆组件和辅助组件可使用车辆网络(诸如但不限于can总线)向vcs(或其组件)传送数据并传送来自vcs(或其组件)的数据。

系统的输出可包括但不限于视觉显示器4以及扬声器13或立体声系统输出。扬声器连接到放大器11，并通过数模转换器9从处理器3接收其信号。还可分别沿19和21所示的双向数据流产生到远程蓝牙装置(诸如，个人导航装置(pnd)54)或usb装置(诸如，车辆导航装置60)的输出。

在一个说明性实施例中，系统1使用蓝牙收发器15与用户的移动装置53(例如，蜂窝电话、智能电话、pda或具有无线远程网络连接功能的任何其它装置)进行通信(17)。移动装置随后可被用于通过例如与蜂窝塔57的通信(55)来与车辆31外的网络61进行通信(59)。在一些实施例中，蜂窝塔57可以是wifi接入点。

移动装置与蓝牙收发器之间的示例性通信由信号14表示。

可通过按钮52或类似的输入来指示将移动装置53与蓝牙收发器15进行配对。相应地，cpu被指示使得车载蓝牙收发器将与移动装置中的蓝牙收发器进行配对。

可利用例如与移动装置53关联的数据计划、话上数据或dtmf音在cpu3与网络61之间传送数据。可选地，可期望包括具有天线18的车载调制解调器63，以便通过语音频带在cpu3与网络61之间传送数据(16)。移动装置53随后可被用于通过例如与蜂窝塔57的通信(55)来与车辆31外的网络61进行通信(59)。在一些实施例中，调制解调器63可与蜂窝塔57建立通信20，以与网络61进行通信。作为非限制性示例，调制解调器63可以是usb蜂窝调制解调器，并且通信20可以是蜂窝通信。

在一个说明性实施例中，处理器设置有包括用于与调制解调器应用软件进行通信的api的操作系统。调制解调器应用软件可访问蓝牙收发器上的嵌入式模块或固件，以完成与(诸如，在移动装置中设置的)远程蓝牙收发器的无线通信。蓝牙是ieee802pan(个域网)协议的子集。ieee802lan(局域网)协议包括wifi并与ieee802pan具有相当多的交叉功能。两者都适合于车辆内的无线通信。可在该领域使用的另一通信方式是自由空间光通信(诸如，irda)和非标准化消费者红外(ir)协议。

在另一实施例中，移动装置53包括用于语音频带或宽带数据通信的调制解调器。在话上数据的实施例中，当移动装置的所有者可在数据被传送的同时通过装置说话时，可实施已知为频分复用的技术。在其它时间，当所有者没有在使用装置时，数据传送可使用整个带宽(在一个示例中是300hz至3.4khz)。尽管频分复用对于车辆与互联网之间的模拟蜂窝通信而言会是常见的并仍在被使用，但是其已经很大程度上被用于数字蜂窝通信的码域多址(cdma)、时域多址(tdma)、空域多址(sdma)的混合体所替代。如果用户具有与移动装置关联的数据计划，则所述数据可计划允许宽带传输且系统可使用宽得多的带宽(加速数据传送)。在另一实施例中，移动装置53被安装至车辆31的蜂窝通信装置(未示出)所替代。在另一实施例中，移动装置(nd)53可以是能够通过例如(而不限于)802.11g网络(即，wifi)或wimax网络进行通信的无线局域网(lan)装置。

在一个实施例中，传入数据可经由话上数据或数据计划通过移动装置，通过车载蓝牙收发器，进入到车辆的内部处理器3中。例如，在某些临时数据的情况下，数据可被存储在hdd或其它存储介质7上，直至不再需要所述数据时为止。

可与车辆进行交互的其它的源包括：具有例如usb连接56和/或天线58的个人导航装置54、具有usb62或其它连接的车辆导航装置60、车载gps装置24或具有与网络61的连接的远程导航系统(未示出)。usb是一类串行联网协议中的一种。ieee1394(火线^tm(苹果)、i.link^tm(索尼)和lynx^tm(德州仪器))、eia(电子工业协会)串行协议、ieee1284(centronics端口)、s/pdif(索尼/飞利浦数字互连格式)和usb-if(usb开发者论坛)形成了装置-装置串行标准的骨干。多数协议可针对电通信或光通信来被实施。

此外，cpu可与各种其它的辅助装置65进行通信。这些装置可通过无线连接67或有线连接69来连接。辅助装置65可包括但不限于个人媒体播放器、无线保健装置、便携式计算机等。

此外或可选地，可使用例如wifi(ieee802.11)收发器71将cpu连接到基于车辆的无线路由器73。这可允许cpu在本地路由器73的范围内连接到远程网络。

除了由位于车辆中的车辆计算系统执行示例性处理之外，在特定实施例中，还可由与车辆计算系统通信的计算系统来执行示例性处理。这样的系统可包括但不限于无线装置(例如但不限于，移动电话)或通过无线装置连接的远程计算系统(例如但不限于，服务器)。这样的系统可被统称为车辆关联的计算系统(vacs)。在特定实施例中，vacs的特定组件可根据系统的特定实施方式来执行处理的特定部分。通过示例而并非限制的方式，如果处理具有与配对的无线装置进行发送或者接收信息的步骤，则很可能由于无线装置不会与自身进行信息的“发送和接收”而使得无线装置不执行该处理的这一部分。本领域的普通技术人员将理解何时不适合将特定的计算系统应用于给定解决方案。

在在此讨论的每个说明性实施例中中，示出了可由计算系统执行的处理的示例性的非限制性示例。针对每个处理，执行该处理的计算系统为了执行该处理的有限的目的而变为被配置为用于执行该处理的专用处理器是可行的。所有处理不需要被全部执行，并且应被理解为是可被执行以实现本发明的要素的多种类型的处理的示例。可根据需要添加额外的步骤或从示例性处理中去除额外的步骤。

针对示出说明性处理流程的附图中描述的说明性实施例，应当注意的是，为了执行由这些附图示出的示例性方法中的一些或全部的目的，通用处理器可被暂时用作专用处理器。当执行提供用于执行所述方法的一些或全部步骤的指令的代码时，所述处理器可被暂时改用作专用处理器，直到所述方法完成时为止。在另一示例中，在适当的程度上，根据预先配置的处理器运行的固件可使得所述处理器充当为了执行所述方法和所述方法的某种合理变型的目的而被提供的专用处理器。

许多人都经历过一时记不起车辆停放位置的沮丧。除了造成时间延迟之外，找不到车辆可导致极大的不方便和负担，特别是当在恶劣天气中携带沉重包裹的负荷时。虽然基于gps的车辆定位解决方案可能有助于寻找车辆，但是在某种程度上，这种处理可能由于初始坐标的通信而受到限制，或许更为明显的是，当在停车库中时，坐标可能由于停车库的多个楼层而不可用或者不能使用。

说明性实施例提出了使用无线信号(诸如，蓝牙低功耗(ble))来与移动装置进行通信并识别车辆位置。这种解决方案可在没有gps的情况下在地下使用，并且在车辆停放时不需要在移动装置上记录信息(诸如，车辆坐标)。虽然在示出的示例中使用了ble，但是也可使用提供类似的检测能力的类似的无线技术。ble装置可由将持续使用一年的纽扣电池来供电，并且甚至可简单地粘贴到车辆上。在这种情况下，车辆的线缆只需要支持使用can总线数据的应用。

车辆制造商可向车辆提供多个ble天线，以与说明性实施例(以及其它ble相关的解决方案)结合使用。类似地，智能电话或其它无线装置可具有用于接收ble信号的多个ble天线。在一个示例中，车辆具有四个以彼此大约90度的夹角向外面向四个方向的ble定向天线，使得汽车的整个周边(circumference)被寻址。这些天线可被极化。极化天线发射极化信号并接收具有相同极化的极化信号。右旋圆极化波反射成左旋极化波，反之亦然。被设计成接收右旋圆极化载波的天线元件将过滤掉来自右旋圆极化发射器的反射信号。如果接收器(通过切换天线元件)从右旋极化被切换至左旋极化，则接收器将仅接收反射信号。如果直达信号丢失(通常是因为有障碍物)，则可做出选择以通过反射信号进行导航，直到接收到直达信号为止。

通过先前的配对或设置，车辆还可知道移动装置的ble身份(反之亦然)。在说明性示例中，尽管(在当用户离开车辆时装置关机的情况下)不是必需的，但是车辆将追踪用户离开车辆的方向。这可通过在用户离开时追踪装置与ble天线之间的通信来实现。车辆随后可选择性地和周期性地通过每个天线发送出ble信号，以供用户在用户返回时进行检测，在一些情况下，通过与最接近于用户离开的方向对应的天线来发送更频繁的信号。

当用户靠近车辆并进入信号范围内时，在移动装置上运行的应用对来自车辆ble天线的信号进行检测。例如，移动装置可具有向移动装置提供的三个ble定向天线。根据哪个天线接收到信号(或者哪个天线第一个接收到信号)，应用可确定车辆的方向。应用能够基于信号强度来确定大致距离，并且信号的极化帮助应用确定信号是直接被接收到的还是经由反射被接收到的。这种组合的信息可为应用提供足够的数据，以呈现车辆相对于当前位置的方向的标记以及到车辆的可能距离。如果不能计算精确的距离，则移动装置可使用变化的标记(诸如，更亮或更暗的标记、渐变颜色改变、数字被显示并且发生改变、显示的线条宽度变化等)来通知用户信号变得越来越弱或变得越来越强。

即使在不存在外部无线信号(例如，gps信号)的地下车库中，该解决方案也应该有效。应用可通过提供方向和距离来帮助用户快速找到车辆。这也避免了关于向潜在攻击者提醒有人正走向通过闪烁的灯和喇叭识别的车辆(在这个人正在使用“按下锁定/报警按钮”的方法来寻找车辆的情况下)的任何担忧。

图2示出了用于车辆报告配置的说明性处理。在该示例中，所述处理尝试确定广播检测信号的主要方向。在201，所述处理接收停放车辆的指示，在该示例中，所述停放车辆的指示包括用户将车辆停放到停车场中。其它指示可包括例如到达导航应用上的目的地和/或驾驶员车门打开和关闭。

在203，所述处理随后尝试与用户装置进行通信(假设这种通信尚未通过装置配对被建立)。在装置上运行的用于帮助车辆定位的应用还可识别停车状态并且指示与车辆计算机进行通信，以便便于设置。

当在205装置未移动到范围外时，在207，车辆与运行在装置上的应用进行通信。在其它示例中，车辆可仅对一个或更多个天线处的来自装置的信号进行检测。在209，所述处理可记录用户装置离开矢量。

一旦装置移动出范围，或者在任何其它合理的时间，则在211，所述处理开始通过车辆天线广播信号。在213，所述处理可将最后检测到信号的天线指定为主要返回矢量天线或者将接收到最强信号的天线指定为主要返回矢量天线。当装置在范围内时，装置接收这些信号并且装置上的应用对信号进行处理，以确定车辆的距离和/或方向。在该示例中，在215，所述处理通过主要返回矢量天线广播信号开始，例如，所述主要返回矢量天线可以是在装置移出范围之前最后接收到装置信号的天线或接收到最强装置信号的天线。

如果在217没有接收到来自装置的响应，则所述处理可等待适当的时间段，并随后在219，通过非主要返回矢量天线(其它天线中的一个)来广播信号。在221，新的非主要返回矢量天线随后被选择以用于稍后的广播(如果需要)，并且在223，所述处理再次等待响应。

还可通过发射ble信号来识别车辆，而不与装置进行交互(响应)。所述响应允许聚焦(focus)广播的信号，但是没有必要使用由车辆广播的ble信号来识别车辆位置。

在该示例中，所述处理在通过主要返回矢量天线进行广播与通过其它天线中的不是主要返回矢量天线的天线进行广播之间循环，使得大多数信号广播来自于主要返回矢量天线。如果变化恰好是期望的，则可使用任何合理的变化策略。

本申请中的ble主要是由直接序列扩频技术(dsss)调制的ble通告消息支持的信标协议。消息被发送，但没有确认被预期。所接收到的信息未被确认。由于信标消息很短，因而改善了在多路径环境中的相干时间(因为通过直达路径接收到的消息在反射信号到达之前更有可能被完全接收到，所以反射具有较低的影响)。

所述范围通常使用由无线电向软件应用报告的接收的信号强度指示(receivedsignalstrengthindication，rssi)来被估计。如果信号较弱，则rssi低，如果信号较强，则rssi大。每个天线处的rssi可按照如下方式进行报告。

此外，在该示例中，一旦用户装置检测到来自车辆的ble信号，则用户装置进行响应。在225，车辆可使用该响应来锁定进行广播的天线，所述进行广播的天线可假定是最后广播ble信号的天线。在该示例中，所述处理在信号广播之间提供足够的时间延迟，使得响应将基于最后广播的信号明确地识别出使用哪个信号。在具有更频繁的广播的其它示例中，广播的信号可包括哪个天线被用于发送该信号的一些标记，因此装置可经由响应来识别哪个信号被检测到。

一旦车辆已锁定在适当的天线，则在227，所述处理可仅经由所述天线发送信号(直到例如检测到车门打开或其它进入事件为止)。如果驾驶员走出信号范围，则所述处理可通过可能代表当前驾驶员位置的所有天线或选择的天线来重新开始广播。在所述处理预期在用户靠近车辆时进行周期性响应的情况下，例如，如果车辆没有再检测到来自用户装置的信号，或者如果用户装置停止响应，则可检测到信号丢失。

图3示出了用于对报告的车辆位置信号做出响应的说明性处理。在该说明性示例中，在301，所述处理(在移动装置上执行)搜索来自车辆的信号。一旦所述处理检测到信号(在这种情况下是ble信号)，则在303，所述处理确定该信号是否被所有的装置天线检测到。

在该示例中，由于在304所述处理利用用于锁定信号传输的请求来进行响应，所以所述处理通过向车辆发送请求以继续使用当前进行广播的天线来对该信号的检测做出响应。该响应不一定是明确的请求；它也可以是对检测到该信号的简单响应。

在305，所述处理随后确定哪个装置天线正在接收最强信号。假设这不是反射信号，则该天线可能最接近于车辆，因此，所述处理可确立车辆的初始方向。基于哪个天线接收第二强的非反射信号，该装置可确定第二方向矢量，并且组合后的两个信号可确立车辆的大体方向。在307，该装置还确定信号接收的时间差，并且该信息可被用于对车辆的方向进行细化处理(refine)。如果接收到的信号中的一个或更多个是反射信号，则在309，所述处理还可使用该极化信息，以通过识别信号源远离反射信号的方向来确定方向。

对于非反射的信号，至少信号强度和测定时间(timing)也可被用于粗略估计到车辆的距离。而且，一旦用户移动移动装置，则所述处理就可以使用信号变量中的方差来对方向和/或距离进行细化处理。在311，所有这些输入被组合，以在319产生期望的方向标记以及在321产生期望的距离标记(或距离显示)(在315确定所述数据是清楚的情况下)。如果在313一个或更多个信号被反射，则在317，所述处理可指示用户转身远离反射信号，其中，所述处理还可通过将在装置上显示的方向标记沿着远离反射信号的方向放置来实现。

例如，所述处理可继续接收信号并显示适当的标记，直到用户到达车辆并进入车辆或者用户禁用应用为止。

虽然说明性示例涉及具有四个定向天线的车辆和具有三个定向天线的移动装置，但是可在任意一个装置上使用更多或更少的定向天线，从而分别提高或降低精确度和可检测性。通过对信号特征的检测以及对这些特征的处理，用户可快速地定位到车辆的方向和到车辆的距离。由于车辆(在该示例中)周期性地广播检测信号，所以不需要与车辆建立明确的连接以开始广播。在其它示例中，可使用一些更长距离形式的通信(例如，蜂窝通信)来指示车辆开始广播。使用哪种解决方案可取决于响应的信号广播(响应于用于开始的请求)与持续不断的周期性信号广播所表示的电力保存的权衡，尽管在周期性广播中使用的电力的影响不显著，但是该解决方案的特定方面可得益于不要求车辆能够接收更远距离的通信(例如，在车辆位于较深的车库中的情况下)。

尽管以上描述了示例性实施例，但并不意在这些实施例描述本发明的所有可能形式。更确切地，说明书中使用的词语为描述性词语而非限制性词语，并且应理解的是，可在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种改变。此外，可以以逻辑方式组合各种实现的实施例的特征，以产生在此描述的实施例的情境合适的变型。