CN104238387A - 一种无线远程遥控和手势控制一体式的控制终端 - Google Patents

一种无线远程遥控和手势控制一体式的控制终端 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种车辆控制终端，包括状态切换装置，加速度传感器及处理器，其中状态切换装置控制车辆控制终端处于第一检测状态或第二检测状态，并将第一或第二检测状态信息传送给处理器，其中第一检测状态为手势检测状态，第二检测状态为车辆控制终端位置检测状态；其中加速度传感器用于检测车辆控制终端的加速力，并将加速力信息传送给处理器；其中处理器，根据加速力信息及第一或第二检测状态信息，产生一控制信号。

Description

一种无线远程遥控和手势控制一体式的控制终端
技术领域
本发明涉及一种无线远程遥控和手势控制一体式的控制终端。
背景技术
近年来，随着社会经济的快速增长，汽车行业在中国市场也得到了迅猛的发展，汽车也已经做为一件生活必需品广泛的进入了中国家庭。同时，人们对汽车在舒适性及便利性的要求也越来越高。
如何使汽车能够更便捷，更人性化的为用户使用，已经成为汽车行业各家公司及众多工程师努力的方向。汽车遥控器驾驶在传统汽车上并没有广泛的使用，主要的应用还是集中在玩具汽车。而且传统的控制方式是基于433MHz和315MHz为中心频点的射频信号，并没有基于蓝牙低功耗技术做相应的应用。
在这样的背景下，人们对汽车控制的智能化及舒适化要求显示的尤为关注。汽车现有遥控发射器（钥匙）不论是远程钥匙进入***（RKE）还是被动无钥匙进入***（PKE）都只满足了车门进入的要求。利用使用者（驾驶员）的手势来控制汽车的开门和关门等操作，同时也可以利用驾驶者钥匙重力感应位置来实现远程驾驶。尤其是在拥挤的大城市，在商场及小区停车对驾驶员是一种挑战，利用这种技术驾驶员能在下车后利用自己的手势将爱车停如拥挤的空隙中，这种无疑为我们提供了及大的便利性。
发明内容
本文所阐述一种基于三轴加速度传感器技术和射频技术/蓝牙低功耗技术的一种新型车辆控制终端，本设计只使用一个状态切换装置，来判断使用者的控制意图，其中当车辆控制终端为钥匙时，切换装置优选地为按钮，可通过按钮的时间长短或者是按钮的次数不同来判断是使用者的两个控制意图：1.手势控制2.远程驾驶。当车辆控制终端为手机等移动设备时，切换装置优选地为设备上的一虚拟按钮。
手势遥控指的是：通过车辆控制终端的摆动方式来控制车身状态，例如开关车门锁，升降车窗，远程启动等。远程驾驶指的是钥匙的放置位置来控制车子的形式轨迹。例如转弯，后退，直行等。处理器根据控制判断输出的控制意图和三轴加速度的信息，来发射相应射频信号，当汽车收到相信的射频信号后，做出相应的动作。
本发明的一方面在于提供一种车辆控制终端，包括状态切换装置，加速度传感器及处理器，其中状态切换装置控制车辆控制终端处于第一检测状态或第二检测状态，并将第一或第二检测状态信息传送给处理器，其中第一检测状态为手势检测状态，第二检测状态为车辆控制终端位置检测状态；
加速度传感器用于检测车辆控制终端的加速力，并将加速力信息传送给处理器；
处理器，根据加速力信息及第一或第二检测状态信息，产生一控制信号。
优选地，加速度传感器为三轴加速度传感器。
优选地，车辆控制终端进一步包括一控制终端无线电收发器，用于将控制信息传送给车辆。且优选地，通过蓝牙4.0技术通信，将控制信息传送给车辆。
优选地，车辆控制终端为车辆钥匙或手持个人通信装备。
优选地，手持个人通信装备为手机，寻呼机，PDA，设备或
优选地，当处理器接收到第一检测状态信息时，根据加速度传感器检测到的加速力信息，处理器发出一控制车辆开锁或闭锁的控制信号。
优选地，当处理器接收到第二检测状态信息时，根据加速度传感器检测到的加速力信息，处理器发出一控制车辆直行或转弯的控制信号。
本发明的另一方面在于提供一种包括有车辆控制终端的车辆引导控制***，该车辆控制***包状态切换装置，加速度传感器及处理器，其中状态切换装置控制车辆控制终端处于第一检测状态或第二检测状态，并将第一或第二检测状态信息传送给处理器，其中第一检测状态为手势检测状态，第二检测状态为车辆控制终端位置检测状态；车辆引导控制***进一步包括一设置于车辆内的车辆无线电收发器和一执行装置，其中，车辆无线电收发器接收来自于处理器的控制信号，所述执行装置根据控制信号执行车辆控制。
优选地，车辆控制终端进一步包括一控制终端无线电收发器，用于将所述控制信息传送给所述车辆无线电收发器。且优选地，通过蓝牙4.0技术通信，将控制信息传送给车辆。
其中，加速度传感器是一种能够测量加速力的电子设备。加速力就是当物体在加速过程中作用在物体上的力，例如地球引力，也就是重力。加速力可以是个常量，比如g，也可以是变量。优选地，加速度传感器优选地为三轴传感器，相比于普通的加速度传感器，使用三轴加速度传感器可在预先不知道控制终端运动方向的场合下，检测加速度信号，实现全面的检测运动方式。当处于第一检测状态（手势检测状态）时，加速度传感器检测到的加速力，即为用户做出的手势产生的加速度值，当处于第二检测状态（车辆控制终端位置检测状态），加速度传感器检测到的加速力，即为用户做出的手势产生的加速度值，当处于第二检测状态，加速度传感器检测到的加速力，即为车辆控制终端相对水平面的加速力变化。
其中，蓝牙4.0技术规范于2010年7月7日被蓝牙技术联盟(Bluetooth SIG)正式采纳，并启动对应的认证计划。会员厂商可以提交其产品进行测试，通过后将获得蓝牙4.0标准认证。
该技术拥有极低的运行和待机功耗，使用一粒纽扣电池甚至可连续工作数年之久。同时还拥有低成本，跨厂商互操作性，3毫秒低延迟、100米以上超长距离、AES-128加密等诸多特色。
蓝牙低功耗技术具有以下技术优势：
1.超低的峰值、平均和待机模式功耗
－使用标准纽扣电池可运行一年乃至数年
2.低成本
3.不同厂商设备交互性
4.无线覆盖范围增强
蓝牙低功耗技术细节如下：
1.速度：支持1Mbps数据传输率下的超短数据包，最少8个八组位，最多27个。所有连接都使用蓝牙2.1加入的减速呼吸模式(sniff subrating)来达到超低工作循环。
2.跳频：使用所有蓝牙规范版本通用的自适应跳频，最大程度地减少和其他2.4GHzISM频段无线技术的串扰。
3.主控制：更加智能，可以休眠更长时间，只在需要执行动作的时候才唤醒。
4.延迟：最短可在3毫秒内完成连接设置并开始传输数据。
5.范围：提高调制指数，最大范围可超过100米。
6.健壮性：所有数据包都使用24-bit CRC校验，确保最大程度抵御干扰。
7.安全：使用AES-128CCM加密算法进行数据包加密和认证。
8.拓扑：每个数据包的每次接收都使用32位寻址，理论上可连接数十亿设备；针对一对一连接优化，并支持星形拓扑的一对多连接；使用快速连接和断开，数据可以再网状拓扑内转移而无需维持复杂的网状网络。
本发明具有以下技术效果：
本发明通过将三轴加速度传感器技术和射频技术/蓝牙低功耗技术相结合，提供了一种新型车辆控制终端，即起到了降低能耗的效果，并可方便使用者（驾驶员）通过手势来控制汽车的开门和关门等操作，以及利用驾驶者钥匙重力感应位置来实现远程驾驶，达到方便使用者控制汽车运行的效果。实现钥匙的多功能性和小型化发展。
附图说明
图1为本发明车辆控制终端一优选实施例的工作原理图；
图2为本发明车辆控制终端的简要结构示意图；
图3为本发明车辆控制终端另一优选实施例的连接结构示意图；
图4为本发明与图3中车辆控制***匹配设置的车辆装置的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的优点。
结合图1和图2可知，本发明的一方面在于提供一种车辆控制终端101，包括状态切换装置（优选地，为按钮102），加速度传感器104及处理器103，其中状态切换装置控制车辆控制终端处于第一检测状态或第二检测状态，其中第一检测状态为手势检测状态，用于手势控制，第二检测状态为车辆控制终端位置检测状态，用于远程驾驶控制。
其中，当车辆控制终端为钥匙时，切换装置优选地为按钮，当车辆控制终端为手机等移动设备时，切换装置优选地为设备上的一虚拟按钮。
本领域技术人员可以理解的是，根据之前设定的信息，可轻易实现通过按钮来控制车辆控制终端处于第一检测状态或第二检测状态，例如如图1和图2中所示，当短按按钮时(例如，按动按钮的时间为0.5-1秒)，按钮102经过逻辑判断，将会将第一测状态信息（即手势检测状态）传送给处理器103，从而触发处理器进行手势控制，此时，加速度传感器检测到的加速力，即为用户做出的手势产生的加速度值。当长按按钮时（例如，按动按钮的时间为1-2秒），按钮102经过逻辑判断，将会将第二测状态信息（即车辆控制终端位置检测状态）传送给处理器103，从而触发处理器进行远程驾驶控制，此时，加速度传感器检测到的加速力，即为车辆控制终端相对水平面的加速力变化。本领域技术人员同样可以轻易理解的是，当车辆控制终端为手机等移动设备时，切换装置优选地为设备上的一虚拟按钮，或者仅需通过预设的滑动次数或方向，即可控制车辆控制终端处于第一检测状态或第二检测状态。
处理器103，根据加速度传感器传来的加速力信息及第一或第二检测状态信息，产生一控制信号。
车辆控制终端进一步包括一控制终端无线电收发器105，用于通过蓝牙4.0技术通信，将控制信息传送给车辆201。
本领域技术人员可以轻易理解的是，处理器103根据状态切换装置产生的不同控制意图（即第一或第二检测状态）和加速度的信息，可产生不同的控制信息。举例来说，当处理器103被触发进行手势控制时，可产生例如开关车门锁，升降车窗，远程启动等不同的控制信息。当处理器103被触发进行远程驾驶控制时，可产生例如转弯，后退，直行等不同的控制信息。随后将控制信息通过控制终端无线电收发器105发射相应射频信号，当车辆201收到相信的射频信号后，做出相应的动作。
结合图3和图4可知，为一种包括有车辆控制终端以及该车辆控制终端匹配设置的车辆装置的车辆引导控制***。
该车辆控制终端包括状态切换装置（图中未示出），加速度传感器104，处理器103，以及由滤波器106，晶振107以及天线108组成的控制终端无线电收发器。当车辆控制终端为车钥匙时，该车辆控制终端还可进一步包括一电源109。
其中，如上文中所述，状态切换装置控制车辆控制终端处于第一检测状态或第二检测状态，其中第一检测状态为手势检测状态，用于手势控制，第二检测状态为车辆控制终端位置检测状态，用于远程驾驶控制。处理器103，根据加速度传感器104传来的加速力信息及第一或第二检测状态信息，产生一控制信号。该控制信号通过滤波器106，晶振107以及天线108组成的控制终端无线电收发器，传送给附图4所示的车辆控制终端匹配设置的车辆装置200。
其中，电源109优选为3.0V的稳压电源为处理器103提供稳定的电源，晶振107优选为32MHz的晶振，其作为蓝牙射频的基本频率，最终蓝牙低功耗的2.4GHz的频率是该晶振的75倍频。滤波器106优选为2.4GHz的滤波器，其能有效的抑制干扰的进入。天线108优选为PCB天线，其作为一种低成本的天线方案，接收外界发射过来的蓝牙低功耗信号。
车辆控制终端匹配设置的车辆装置200中，为了与使用蓝牙低功耗技术的控制终端无线电收发器进行配套工作，同样也包括了车身处理器203，车身电源209，由车身滤波器206，车身晶振207以及车身天线208组成的车辆无线电收发器，以及执行装置202。其中，由车身滤波器206，车身晶振207以及车身天线208组成的车辆无线电收发器接收都车辆控制终端发来的控制信息，并将其传送给车身处理器203，车身处理器203将处理过的控制信息通过通讯接口204传送给执行装置202，执行各个操作。
其中，常见的执行装置202，举例而言，包括车身控制模块（BCM）或者车身被动进入模块（CAPE）。常见的通讯接口204，举例而言，包括SPI/SCI/LIN等。
应当注意的是，本发明的实施例有较佳的实施性，且并非对本发明作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (13)

1.一种车辆控制终端，其特征在于，包括状态切换装置，加速度传感器及处理器，其中
所述状态切换装置控制所述车辆控制终端处于第一检测状态或第二检测状态，并将所述第一或第二检测状态信息传送给所述处理器，其中所述第一检测状态为手势检测状态，所述第二检测状态为车辆控制终端位置检测状态；
所述加速度传感器用于检测所述车辆控制终端的加速力，并将所述加速力信息传送给所述处理器；
所述处理器，根据所述加速力信息及第一或第二检测状态信息，产生一控制信号。
2.如权利要求1所述的车辆控制终端，其特征在于，所述加速度传感器为三轴加速度传感器。
3.如权利要求1所述的车辆控制终端，其特征在于，所述状态切换装置为一按钮或一虚拟按钮。
4.如权利要求3所述的车辆控制终端，其特在于，当所述切换装置为按钮时，所述按键通过按键时间的长短控制所述车辆控制终端处于第一检测状态或第二检测状态。
5.如权利要求1或2所述的车辆控制终端，其特征在于，所述车辆控制终端进一步包括一控制终端无线电收发器，用于将所述控制信息传送给车辆。
6.如权利要求5所述的车辆控制终端，其特征在于，所述车辆控制终端进一步包括一控制终端无线电收发器，通过蓝牙4.0技术通信，用于将所述控制信息传送给车辆。
7.如权利要求1或2所述的车辆控制终端，其特征在于，所述车辆控制终端为车辆钥匙或手持个人通信装备。
8.如权利要求7所述的车辆控制终端，其特征在于，所述手持个人通信装备为手机，寻呼机，PDA， 设备或
9.如权利要求1或2所述的车辆控制终端，其特征在于，当所述处理器接收到第一检测状态信息时，根据所述加速度传感器检测到的加速力信息，所述处理器发出一控制车辆开锁或闭锁的控制信号。
10.如权利要求1或2所述的车辆控制终端，其特征在于，当所述处理器接收到第二检测状态信息时，根据所述加速度传感器检测到的加速力信息，所述处理器发出一控制车辆直行或转弯的控制信号。
11.一种包括有如权利要求1所述的控制终端的车辆引导控制***，其特征在于，进一步包括一设置于所述车辆内的车辆无线电收发器和一执行装置，其中，所述车辆无线电收发器接收来自于所述处理器的控制信号，所述执行装置根据所述控制信号执行车辆控制。
12.如权利要求11所述的车辆引导控制***，其特征在于，所述车辆控制终端进一步包括一控制终端无线电收发器，用于将所述控制信息传送给所述车辆无线电收发器。
13.如权利要求11所述的车辆引导控制***，其特征在于，所述车辆控制终端进一步包括一控制终端无线电收发器，用于通过蓝牙4.0技术通信，将所述控制信息传送给所述车辆无线电收发器。
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