CN113506392A - 一种基于uwb的智能门禁***控制方法及*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及UWB应用技术领域，具体涉及一种基于UWB的智能门禁***控制方法及***。门禁***控制模块根据用户预先设置的身份鉴权方式，与用户或车辆进行身份鉴权，身份鉴权方式为仅人员识别、仅车辆识别、人员与车辆共同识别中的任意一种；若身份鉴权通过，则门禁***控制模块对车辆的距离和位置进行计算；若当前车辆与院落/车库门的距离≥设定阈值L，则门禁***控制模块等待车辆与院落/车库门的距离等于设定阈值L时，控制院落/车库门开启；若当前车辆与院落/车库门的距离＜设定阈值L时，则门禁***控制模块立即控制院落/车库门开启。其具有多种鉴权方式，并能提前确定车库/院落门禁的开启时机，实现车辆的无障碍驶入/驶出。
Description
技术领域
本发明涉及UWB应用技术领域，具体涉及一种基于UWB的智能门禁***控制方法及***。
背景技术
当今社会，城市中的私人别墅或农村住宅等住房中，出现了不少的院落或车库，用于停自家车辆。而为了住宅安全，不少车库/院落都有门禁***，如车库的卷帘门等。当开车回家时，需要开启车库/院落的大门，目前基本都是通过钥匙遥控或下车手动操作等方式进行开启，需要更多的时间和操作，不太便利。
为实现智能门禁，提高便利性。公告号为CN111489467A的中国专利提出了一种基于UWB的智能门锁、***以及解锁方法，包括：电机模块，用于驱动智能门锁的机械门锁；主控模块，用于控制所述电机模块；UWB模块，用于实现对用户的UWB终端设备的定位；天线模块，用于发送或接受所述UWB信号；其中，所述UWB模块分别电芯连接至所述天线模块和所述主控模块以使所述控制器根据UWB模块反馈的用户的UWB终端设备的交互数据控制所述电机模块执行解锁动作。所述UWB模块传输至所述主控模块的交互数据包括：用户的UWB终端设备的距离数据和用户的UWB终端设备存储的秘钥数据。所述主控模块包括：距离判断单元，用于判断所述交互数据中距离数据是否满足预设条件；秘钥判断单元，用于判断所述交互数据中秘钥数据是否满足预设条件。所述主控模块仅在所述距离判断单元和秘钥判断单元的判断结果均满足时控制所述电机模块解锁。
其是虽然在一定程度上实现了智能门禁，但其鉴权方式单一，且无法确定门禁的开启时间，容易导致门禁开启时机与车辆驶入/示出状态不匹配。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种基于UWB的智能门禁***控制方法及***，其具有多种鉴权方式，灵活性更高，且能实现远距离鉴权，并提前确定车库/院落门禁的开启时机，实现车辆的无障碍驶入/驶出。
本发明一种基于UWB的智能门禁***控制方法，其技术方案为，包括：
当配置了UWB控制模块的车辆进入门禁***控制模块的信号覆盖范围内时，所述门禁***控制模块根据用户预先设置的身份鉴权方式，与用户或车辆进行身份鉴权，所述身份鉴权方式为仅人员识别、仅车辆识别、人员与车辆共同识别中的任意一种；
若身份鉴权通过，则门禁***控制模块对车辆的距离和位置进行计算；
若当前车辆与院落/车库门的距离≥设定阈值L，则门禁***控制模块等待车辆与院落/车库门的距离等于设定阈值L时，控制院落/车库门开启；
若当前车辆与院落/车库门的距离＜设定阈值L时，则门禁***控制模块立即控制院落/车库门开启。
较为优选的，所述门禁***控制模块按照速度V2控制院落/车库门开启，所述速度V2根据公式L1/V1＝L2/V2进行实时计算；
其中，L1为车辆上离坐标原点最近的UWB标签与坐标原点的距离，V1为车辆当前行驶速度，L2为院落/车库门当前位置与完全开启位置的距离，所述坐标原点为院落/车库门中心。
较为优选的，若用户预先设置的身份鉴权方式为仅人员识别，则所述身份鉴权包括：
所述门禁***控制模块周期性发送携带有人员识别请求的UWB信号；
车辆接收到所述UWB信号后，向车内人员提示是否同意所述门禁***的人员识别请求；
若车内人员同意所述请求，则采集车内人员的图像信息，并发送至门禁***控制模块；
所述门禁***控制模块将车内人员的人脸图像与预存储的人脸信息进行比对，若比对通过，则身份鉴权通过，否则，身份鉴权不通过。
较为优选的，若用户预先设置的身份鉴权方式为仅车辆识别，则所述身份鉴权包括：
所述门禁***控制模块周期性发送携带有自身唯一识别码和车辆识别请求的UWB信号；
车辆接收到所述UWB信号后，判断UWB信号中的唯一识别码是否为已绑定的门禁***，若是，则向门禁***控制模块反馈自身的唯一识别码和同意进行识别的标志信号；
所述门禁***控制模块接收到车辆发送的唯一识别码和同意进行识别的标志信号后，判断所述唯一识别码是否为已绑定的车辆，若是，则向车辆发送加密的密码信息；
车辆接收到所述密码信息后，进行解密和对码，若对码通过，则向门禁***控制模块反馈对码通过信息和自身密码信息；
若所述门禁***控制模块在标定时间内接收到对码通过信息，则对车辆反馈的密码信息进行校验，若所述校验通过，则所述身份鉴权通过，否则，身份鉴权不通过。
较为优选的，若用户预先设置的身份鉴权方式为人员与车辆共同识别，则先进行车辆识别鉴权；
若车辆识别鉴权不通过，则身份鉴权不通过；
若车辆识别鉴权通过，则进行人员识别鉴权，若人员识别鉴权通过，则身份鉴权通过。
较为优选的，所述门禁***控制模块采用UWB的双向飞行时间测距法对车辆的距离进行计算，采用UWB的三角定位法对车辆的位置进行计算。
较为优选的，所述UWB的三角定位法中用于定位的UEB标签和UWB天线分别位于车辆上和门禁***中，所述车辆的四角处分别布置有一个UEB标签，所述门禁***中至少设置有三个UWB天线。
较为优选的，若车辆从车库/院落内部向外部行驶的过程中，超过设定时长仍然处于车库/院落内部，或车辆从车库/院落外部向内部行驶的过程中，超过设定时长仍然处于车库/院落外部，则门禁***控制模块控制院落/车库门关闭。
较为优选的，还包括：
将智能终端与门禁***进行绑定；
将车辆与门禁***进行绑定；
将人脸信息录入至门禁***。
本发明一种基于UWB的智能门禁***控制***，其技术方案为，包括：
车辆的UWB控制模块，用于与门禁***的UWB天线进行交互；
UWB天线，用于与车辆的UWB控制模块进行交互；
门禁***控制模块，用于根据用户预先设置的身份鉴权方式，与用户或车辆进行身份鉴权，所述身份鉴权方式为仅人员识别、仅车辆识别、人员与车辆共同识别中的任意一种；
若身份鉴权通过，则门禁***控制模块对车辆的距离和位置进行计算；
若当前车辆与院落/车库门的距离≥设定阈值L，则门禁***控制模块等待车辆与院落/车库门的距离等于设定阈值L时，控制院落/车库门开启；
若当前车辆与院落/车库门的距离＜设定阈值L时，则门禁***控制模块立即控制院落/车库门开启。
本发明的有益效果为：
1、为了更加智能的实现身份鉴权，本发明提供三种鉴权方式，可供用户选择，分别为仅人员识别、仅车辆识别和人员与车辆共同识别。用户可以根据实际需要选择更适合自己的身份鉴权方式，在保证安全性的前提下，能够实现远距离鉴权，且能更好的满足用户需求。
2、根据车辆的距离、位置控制院落/车库门的开启，实现车辆无障碍智能驶入/驶出车库/院落。
3、根据L1、V1、L2实时调节院落/车库门的开启速度，保证车辆到达车库/院落门时，门正好完全开启，进一步保证车辆的无障碍智能驶入/驶出车库/院落。
4、采用UWB的三角定位法对车辆的位置进行计算，且在车辆的四角处分别布置有一个UEB标签，在门禁***中至少设置有三个UWB天线，能够准确定位车辆的位置，且获取准确的L1数据，从而实时计算出院落/车库门的开启速度，进一步保证车辆的无障碍智能驶入/驶出车库/院落。
附图说明
图1为本发明一种基于UWB的智能门禁***控制方法的流程示意图；
图2为本发明一种基于UWB的智能门禁***控制***的一个实施例示意图；
图3为门禁***上的智能终端绑定操作界面显示示意图；
图4为智能终端上的门禁***绑定操作界面显示示意图；
图5为智能终端绑定流程的门禁***执行流程示意图；
图6为智能终端绑定流程的智能终端执行流程示意图；
图7为车辆发起门禁***绑定时车辆的操作界面显示示意图；
图8为车辆发起门禁***绑定时门禁***上的操作界面显示示意图；
图9为车辆发起门禁***绑定时的车辆执行流程示意图；
图10为车辆发起门禁***绑定时的门禁***执行流程示意图；
图11为门禁***发起车辆绑定时的门禁***操作界面显示示意图；
图12为门禁***发起车辆绑定时的车辆操作界面显示示意图；
图13为在门禁***上录入人脸信息的操作及提示示意图；
图14为在门禁***控制模块上录入人脸信息流程图；
图15为在智能终端上录入人脸信息的操作及提示示意图；
图16为在智能终端上录入人脸信息时的智能终端执行流程图；
图17为在智能终端上录入人脸信息时的门禁***执行流程图；
图18为在智能终端上设置身份鉴权方式的操作及提示示意图；
图19为在智能终端上设置身份鉴权方式时智能终端的执行流程图；
图20为在智能终端上设置身份鉴权方式时门禁***的执行流程图；
图21为身份鉴权方式设置为“仅人员识别”时门禁***的身份鉴权执行流程图；
图22为身份鉴权方式设置为“仅人员识别”时车辆的身份鉴权执行流程图；
图23为身份鉴权方式设置为“仅车辆识别”时门禁***的身份鉴权执行流程图；
图24为身份鉴权方式设置为“仅车辆识别”时车辆的身份鉴权执行流程图；
图25为UWB双向飞行时间测距法示意图；
图26为UWB定位原理示意图；
图27、28为车辆位置及行驶方向判断示意图；
图29为车辆上离坐标原点最近的UWB标签与坐标原点的位置示意图；
图30为院落/车库门当前位置与完全开启位置示意图。
具体实施方式
为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
本方案一种基于UWB的智能门禁***控制方法，其流程包括：
当配置了UWB控制模块的车辆进入门禁***控制模块的信号覆盖范围内时，所述门禁***控制模块根据用户预先设置的身份鉴权方式，与用户或车辆进行身份鉴权，所述身份鉴权方式为仅人员识别、仅车辆识别、人员与车辆共同识别中的任意一种；
若身份鉴权通过，则门禁***控制模块对车辆的距离和位置进行计算；
若当前车辆与院落/车库门的距离≥设定阈值L，则门禁***控制模块等待车辆与院落/车库门的距离等于设定阈值L时，控制院落/车库门开启；
若当前车辆与院落/车库门的距离＜设定阈值L时，则门禁***控制模块立即控制院落/车库门开启。
门禁***控制模块按照速度V2控制院落/车库门开启，所述速度V2根据公式L1/V1＝L2/V2进行实时计算。
其中，L1为车辆上离坐标原点最近的UWB标签与坐标原点的距离，V1为车辆当前行驶速度，L2为院落/车库门当前位置与完全开启位置的距离，所述坐标原点为院落/车库门中心。
为实施该方法，本发明还提供了一种基于UWB的智能门禁***控制***，其包括：
车辆的UWB控制模块，用于与门禁***的UWB天线进行交互；
UWB天线，用于与车辆的UWB控制模块进行交互；
门禁***控制模块，用于根据用户预先设置的身份鉴权方式，与用户或车辆进行身份鉴权，所述身份鉴权方式为仅人员识别、仅车辆识别、人员与车辆共同识别中的任意一种；
若身份鉴权通过，则门禁***控制模块对车辆的距离和位置进行计算；
若当前车辆与院落/车库门的距离≥设定阈值L，则门禁***控制模块等待车辆与院落/车库门的距离等于设定阈值L时，控制院落/车库门开启；
若当前车辆与院落/车库门的距离＜设定阈值L时，则门禁***控制模块立即控制院落/车库门开启。
实施例一
图2示出了本申请较佳实施例(图2示出了本申请第一实施例)提供的基于UWB的智能门禁***控制***的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：
其分为车辆部分和车库/院落门禁***部分，两者相互协作，实现身份鉴权和车辆无障碍驶入/驶出。该***中，车辆部分包括UWB控制模块、UWB标签、多媒体、摄像头；车库/院落门禁***部分包括车库/院落门禁***控制模块(以下简称门禁***控制模块)、UWB天线和执行机构。为了实现合法车辆无障碍驶入/驶出，该***包含身份鉴权、距离/位置判断和门禁***控制三部分功能。
该***身份鉴权功能包含如下组成部分：车辆部分的UWB控制模块、多媒体、摄像头，车库/院落门禁***部分的控制模块和UWB天线，以及手机等智能终端。
为了更加智能的实现身份鉴权，本发明提供三种鉴权方式，可供用户选择，分别为仅人员识别、仅车辆识别和人员与车辆共同识别。显然，若选择仅人员识别，即只要车辆上存在车库/院落门禁***中备案的人员，即可正常开启门禁***；若选择仅车辆识别，即只要是车库/院落门禁***中备案的车辆，即可正常开启门禁***；若选择人员与车辆共同识别，则必须是车库/院落门禁***中备案的车辆，且该车辆上存在车库/院落门禁***中备案的人员，才可正常开启门禁***；
为了正常实现功能，需要对上述人员、车辆及智能终端进行绑定或备案。为了更方便的进行控制，该门禁***控制模块带有可触摸式显示屏以及摄像头，可通过该显示屏和摄像头实现相关信息的录入及显示。
关于智能终端的绑定，终端上存在一个门禁***的APP，通过该APP进行注册。如图3所示，用户在门禁***控制模块显示屏的“设置”中选择“智能终端绑定”，则门禁***控制模块将自身的唯一识别码通过算法加密后转换为二维码，显示在显示屏上，同时等待智能终端反馈其唯一识别码；若60s内接收到智能终端反馈的唯一识别码加密信息，则通过算法解密，得到其唯一识别码并存储，存储完成后通过4G/WIFI给智能终端反馈绑定成功标志信息，同时显示屏上显示“智能终端绑定成功！”；否则反馈绑定失败标志信息，同时显示屏显示“智能终端绑定失败，请重新绑定”。
门禁***控制模块显示二维码后，如图4所示，用户使用智能终端上的门禁***APP扫描该二维码，读取并通过相同算法解密，得到门禁***控制模块的唯一识别码并存储，然后将自身的唯一识别码通过4G/WIFI等方式发送给门禁***控制模块，等待其反馈是否绑定成功的标志信息。若10s内接收到门禁***控制模块反馈的绑定成功标志信息，则显示“门禁***绑定成功！”；否则显示“门禁***绑定失败，请重新绑定”。
智能终端绑定相关流程如下图5、6所示。
智能终端绑定成功后，可通过智能终端实现门禁***状态查询、门禁***远程控制、人员信息录入等功能。
关于车辆绑定，可在车辆多媒体上操作，也可在门禁***控制模块上操作。绑定时需要将车辆停在门禁***周边10m以内，便于搜索到。当车辆上的UWB控制模块和门禁***控制模块的UWB处于开启状态时，持续向外发送包含自身名称的UWB信号。
若在车辆多媒体上操作进行绑定，如下图7所示，用户在车辆多媒体的“设置”中选择“门禁***绑定”，则车辆上的UWB控制模块搜索周边的UWB设备，并显示“搜索周边的门禁***……”，搜索结束，显示所有搜索到的UWB设备。用户选择需要绑定的门禁***，则UWB控制模块将自身唯一识别码和密码信息进行算法加密后，通过UWB发送该加密信息以及请求绑定的信息给选定的门禁***，并等待门禁***反馈其自身唯一识别码和密码信息。若60s内接收到反馈信息，则通过算法解密，并存储门禁***的唯一识别码，存储后通过UWB反馈绑定成功标志位，并显示“门禁***绑定成功”，否则反馈绑定失败标志位，并显示“门禁***绑定失败，请重新绑定”提示信息。
如图8所示，门禁***控制模块接收到车辆UWB控制模块的请求绑定信息，则显示“XX(为该车辆UWB控制模块的名称)车辆请求绑定，是否同意？”，若用户选择“否”或超过60s未进行选择，则控制模块不处理车辆的识别码及密码信息，也不反馈自身相关信息，绑定失败，显示“车辆绑定失败，请重新绑定”；若用户在60s内选择“是”，则门禁***控制模块使用相同算法解码UWB控制模块的加密信息，存储UWB控制模块的唯一识别码和密码信息；然后将自身唯一识别码和密码信息加密后通过UWB发送给对应车辆UWB控制模块。等待UWB控制模块反馈绑定结果标志位信息，若10s内接收到绑定成功标志位，则显示“车辆绑定成功”，否则显示“车辆绑定失败，请重新绑定”。
车辆发起门禁***绑定的流程图如下图9、10所示。
若在门禁***控制模块上操作进行绑定，如下图11、12所示，相关绑定流程与在车辆多媒体上操作进行绑定相同，在此不做赘述。
关于人员信息录入，可在门禁***控制模块上操作，可在已经绑定的车辆多媒体上操作，也可在已经绑定的智能终端上操作。若在门禁***控制模块上操作，如下图13所示，在“设置”中选择“人员信息录入”，则门禁***控制模块启动摄像头，采集人脸信息并进行存储；存储成功后提示“人脸信息录入成功”，否则提示“人脸信息录入失败，请重新录入”。
在门禁***控制模块上录入人员信息的流程图如下图14所示。
如下图15所示，若使用智能终端录入人员信息，则进入智能终端的门禁***APP的“设置”选项，选择“人员信息录入”，若该智能终端未绑定门禁***，则不采集人脸信息，提示“未绑定门禁***，无法录入信息”；若该智能终端绑定了一个或多个门禁***，则提示“请选择需要录入信息的门禁***：”，用户选择某门禁***，则智能终端启动摄像头，采集人脸信息，然后将采集到的人脸信息、自身唯一识别码、密码信息以及录入请求加密后通过4G/WIFI等方式发送给选择的对应门禁***。等待门禁***控制模块反馈的录入结果，若60s内接收到“录入成功”信息，则提示“人脸信息录入成功”，否则提示“人脸信息录入失败，请重新录入”。
门禁***控制模块接收到智能终端的录入请求信息，解密并进行对码，对码通过，则将其中的人脸信息进行存储，存储成功后给智能终端反馈录入成功信息；若对码不通过或存储不成功，则给智能终端反馈录入失败信息；
在智能终端上录入人员信息的流程图如下图16、17所示。
若使用车辆多媒体录入人员信息，方式同在智能终端上录入信息，差异是通讯方式为UWB，在此不做赘述。
本发明提供三种鉴权方式，可供用户选择，分别为仅人员识别、仅车辆识别和人员与车辆共同识别，可在智能终端、车辆多媒体和门禁***控制模块上进行设置，同上述人员信息录入方式，若在智能终端或车辆多媒体上进行设置，需要将设置结果发送给门禁***控制模块进行存储。
如下图18所示，以通过智能终端设置为例，进入智能终端的门禁***APP的“设置”选项，选择“身份鉴权方式”，若该智能终端未绑定门禁***，则不进入设置界面，提示“未绑定门禁***，无法进行身份鉴权方式设置”；若该智能终端绑定了一个或多个门禁***，则提示“请选择需要设置的门禁***：”，用户选择某门禁***后，进入该门禁***的身份鉴权方式选择界面；用户根据需要选择“仅人员识别”、“仅车辆识别”或“人员与车辆共同识别”；智能终端将自身唯一识别码、密码信息以及用户的设置需求加密后通过4G/WIFI等方式发送给选择的对应门禁***。等待门禁***控制模块反馈的设置结果，若60s内接收到“设置成功”信息，则提示“身份鉴权方式设置成功”，否则提示“身份鉴权方式设置失败，请重新设置”。
门禁***控制模块接收到智能终端的设置信息，解密并进行对码，对码通过，则将其中的设置需求进行存储，存储成功后给智能终端反馈设置成功信息；若对码不通过或存储不成功，则给智能终端反馈设置失败信息；
在智能终端上设置身份鉴权方式的流程图如下图19、20所示。
其余两种设置方式类似，在此不做赘述。
若身份鉴权方式设置为“仅人员识别”，则门禁***控制模块周期性发送携带了“人员识别请求”信息的UWB信号。
当配置了UWB控制模块的车辆进入门禁***控制模块的信号覆盖范围内时，接收到该请求信号，则多媒体语音及文字提示“有门禁***请求进行车内人员识别，是否同意？”，若车内人员通过语音/触摸选项等方式选择不同意或超过10s不选择，则不进行车内人员识别，不给门禁***控制模块反馈信息；若车内人员10s内通过语音/触摸选项等方式选择同意时，则通过车内摄像头采集车内人员的图像信息，并将其通过UWB发送给进行请求的门禁***控制模块。
门禁***控制模块接收到车辆UWB控制模块发送的车内人员图像信息，将车内人员的人脸图像和控制模块中存储的人脸信息进行比对；通过比对，若车内存在已在该门禁***中备案的人员，则身份鉴权通过；否则身份鉴权不通过。
身份鉴权方式设置为“仅人员识别”时的身份鉴权流程图如下图21、22所示。
若身份鉴权方式设置为“仅车辆识别”，则门禁***控制模块周期性发送携带了自身唯一识别码和“车辆识别请求”信息的UWB信号。
当配置了UWB控制模块的车辆进入门禁***控制模块的信号覆盖范围内时，接收到该请求信号，判断信号中的唯一识别码，若该识别码为已经绑定的门控***，则通过UWB反馈自身的唯一识别码和“同意进行识别”标志信息。否则不响应此请求信号。等待门控***进行密码校验，若2s内收到校验信息，则进行校验，否则退出此次车辆识别流程。
门禁***控制模块接收到UWB控制模块反馈的自身唯一识别码和“同意进行识别”标志信息，停止发送自身唯一识别码和“车辆识别请求”信息，判断该车辆唯一识别码，若该识别码为已经绑定的车辆，则发送加密的密码信息，进行密码校验。等待UWB控制模块反馈校验结果和其密码信息。否则不进行此次车辆识别，退出流程，继续周期性发送携带了自身唯一识别码和“车辆识别请求”信息的UWB信号。
车辆上的UWB控制模块2s内接收到门控***发送的密码信息，进行解密和对码；对码通过，反馈“对码通过”信息和自身密码信息；对码不通过，反馈“对码不通过”信息。
门禁***控制模块2s内未接收到UWB控制模块的反馈信号，则退出此次车辆识别流程，身份鉴权不通过；门禁***控制模块2s内接收到UWB控制模块的反馈信号，若UWB控制模块反馈的是“对码不通过”信息，则退出此次车辆识别流程，身份鉴权不通过；若UWB控制模块反馈的是“对码通过”信息，则对UWB控制模块的密码信息进行校验，校验不通过退出此次车辆识别流程，身份鉴权不通过；校验通过则身份鉴权通过。
身份鉴权方式设置为“仅车辆识别”时的身份鉴权流程图如下图23、24所示。
若身份鉴权方式设置为“人员与车辆共同识别”，则先进行车辆识别，识别方式同上述“仅车辆识别”时身份鉴权方式，在此不做赘述；若车辆识别鉴权不通过，则不再进行人员识别，退出本次身份鉴权流程，身份鉴权不通过；
若车辆识别鉴权通过，则进行人员识别，识别方式同上述“仅人员识别”时身份鉴权方式，在此不做赘述；人员识别鉴权不通过，则退出本次身份鉴权流程，身份鉴权不通过；人员识别鉴权通过，则身份鉴权通过。
身份鉴权通过，则门禁***控制模块进行车辆的距离和位置判断。
车辆距离判断使用UWB的“双向飞行时间测距法”，如下图25所示，具体流程如下：设备A在T1时刻发送一个消息，设备B在T2时刻收到，处理后于T3时刻反馈，A在T4时刻收到，并于T5时刻反馈，B在T6时刻收到此反馈消息。则数据从A到达B的空中飞行时间
为：
则A与B之间的距离S为：
车辆位置判断使用UWB的三角定位原理，如下图26所示，以3个信号接收机为例：在自定义一个直角坐标***，3个安装好的接收机坐标分别为(x1,y1,z1)、(x2,y2,z2)、(x3,y3,z3)。按上述双向飞行时间测距法原理，测出信号发射源与接收机的距离分别为L1、L2、L3，以这3个距离为半径画球，3个球的交集处就是信号发射源的位置(x0,y0,z0)，各坐标点之间的计算公式如下：
该智能门禁***距离/位置判断功能包含如下组成部分：车辆部分的UWB标签，车库/院落门禁***部分的控制模块和UWB天线。为了精确定位车辆位置，车辆外轮廓上需要安装多个UWB标签，为了说明，以4个标签为例，4个标签分别是位于车辆的左前角的标签1、右前角标签2、左后角标签3和右后角标签4；为了对车辆进行位置判断，车库/院落的门禁***中需要安装3个以上的UWB天线。
如下图27、28所示，俯视观看，以院落/车库大门中心为坐标原点，大门宽度方向为X轴，X轴隔开院落/车库内外；X轴垂直方向为Y轴，车库/院落内部为Y轴正方向，车库/院落外部为Y轴负方向。根据上述UWB定位原理，门禁***可分别定位出车辆上的4个标签位置，从而定位出车辆距离位置以及行进方向。具体为：若标签1～标签4的y坐标都大于0且坐标不变化，说明车辆停在车库/院落内；若标签1～标签4的y坐标都小于0且坐标不变化，说明车辆停在车库/院落外；
若标签1～标签4的y坐标都大于0且y坐标逐渐减小，且标签3/标签4离坐标原点的距离比标签1/标签2离坐标原点的距离要小，说明车辆在车库/院落内向外倒车；若标签1～标签4的y坐标都大于0且y坐标逐渐增大，且标签3/标签4离坐标原点的距离比标签1/标签2离坐标原点的距离要小，说明车辆在车库/院落内向里行驶；若标签1～标签4的y坐标都大于0且y坐标逐渐减小，且标签3/标签4离坐标原点的距离比标签1/标签2离坐标原点的距离要大，说明车辆在车库/院落内向外行驶；若标签1～标签4的y坐标都大于0且y坐标逐渐增大，且标签3/标签4离坐标原点的距离比标签1/标签2离坐标原点的距离要大，说明车辆在车库/院落内向里倒车；
若标签1～标签4的y坐标都小于0且y坐标逐渐减小，且标签3/标签4离坐标原点的距离比标签1/标签2离坐标原点的距离要小，说明车辆在车库/院落外向外行驶；若标签1～标签4的y坐标都小于0且y坐标逐渐增大，且标签3/标签4离坐标原点的距离比标签1/标签2离坐标原点的距离要小，说明车辆在车库/院落外向里倒车；若标签1～标签4的y坐标都小于0且y坐标逐渐减小，且标签3/标签4离坐标原点的距离比标签1/标签2离坐标原点的距离要大，说明车辆在车库/院落外向外倒车；若标签1～标签4的y坐标都小于0且y坐标逐渐增大，且标签3/标签4离坐标原点的距离比标签1/标签2离坐标原点的距离要大，说明车辆在车库/院落外向里行驶；
若标签1～标签4中部分标签的y坐标大于0，部分小于0，说明车辆位于车库/院落的大门下方。
根据上述判断方式，若车辆从车库/院落外部向里行驶或倒车，或者从车库/院落内部向外行驶或倒车时，即车辆靠近车库/院落门时，若门为开启状态，则不作处理；若门不为完全开启状态，则在身份鉴权通过后，需要控制该门开启。
为了实现车辆无障碍平顺的驶入/驶出，即需要在车辆到达车库/院落门时，此门正好完全开启。为达到此效果，假设用户设置车辆与院落/车库门的距离在L以内时开始开启车库/院落门，则若当前车辆与院落/车库门的距离≥L，则在距离等于L时门禁***控制模块开始控制执行机构动作，开启车库/院落门；若当前车辆与院落/车库门的距离＜L时，则判断到车辆靠近车库/院落门时，立即开启车库/院落门；
如下图29所示，以卷帘门为例，车辆上离坐标原点最近的UWB标签与坐标原点的距离为L1(L1≤L)，所述坐标原点为院落/车库门中心。如图30所示，院落/车库门当前位置与完全开启位置的距离为L2。定义车辆行驶速度为V1，院落/车库门开启速度为V2。假使车辆和院落/车库门都进行匀速运动，为达到上述效果，则需要L1/V1＝L2/V2。
现实中，由于车辆一般不会匀速行驶，则门禁***控制模块需要实时判断车辆与坐标原点的距离L1、院落/车库门当前位置与完全开启位置的距离L2以及车辆的行驶速度V1，并据此调整院落/车库门开启速度V2，以保证车辆到达车库/院落门时，此门正好完全开启。
当然，若车辆与坐标原点的距离L1过小，或者车辆的行驶速度V1过大，导致院落/车库门开启速度V2过大，超过该执行机构的控制极限，则门禁***控制模块发送提醒信息给车辆上的UWB控制模块，车辆上的多媒体进行文字/语音进行提示，提醒用户需要等待院落/车库门开启。
在上述院落/车库门开启后，门禁***控制模块持续判断车辆位置，若车辆从车库/院落内部(所有UWB标签y坐标大于0)到达车库/院落外部(所有UWB标签y坐标小于0)，或者从车库/院落外部(所有UWB标签y坐标小于0)到达车库/院落内部(所有UWB标签y坐标大于0)，或者超过一定时间(比如5min)仍然处于车库/院落外部或者车库/院落内部，则控制院落/车库门关闭。完全关闭后，通过UWB给车辆发送信息，提醒用户院落/车库门已关闭。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述***中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于UWB的智能门禁***控制方法，其特征在于，包括：
当配置了UWB控制模块的车辆进入门禁***控制模块的信号覆盖范围内时，所述门禁***控制模块根据用户预先设置的身份鉴权方式，与用户或车辆进行身份鉴权，所述身份鉴权方式为仅人员识别、仅车辆识别、人员与车辆共同识别中的任意一种；
若身份鉴权通过，则门禁***控制模块对车辆的距离和位置进行计算；
若当前车辆与院落/车库门的距离≥设定阈值L，则门禁***控制模块等待车辆与院落/车库门的距离等于设定阈值L时，控制院落/车库门开启；
若当前车辆与院落/车库门的距离＜设定阈值L时，则门禁***控制模块立即控制院落/车库门开启。
2.根据权利要求1所述的基于UWB的智能门禁***控制方法，其特征在于：所述门禁***控制模块按照速度V2控制院落/车库门开启，所述速度V2根据公式L1/V1＝L2/V2进行实时计算；
其中，L1为车辆上离坐标原点最近的UWB标签与坐标原点的距离，V1为车辆当前行驶速度，L2为院落/车库门当前位置与完全开启位置的距离，所述坐标原点为院落/车库门中心。
3.根据权利要求1所述的基于UWB的智能门禁***控制方法，其特征在于，若用户预先设置的身份鉴权方式为仅人员识别，则所述身份鉴权包括：
所述门禁***控制模块周期性发送携带有人员识别请求的UWB信号；
车辆接收到所述UWB信号后，向车内人员提示是否同意所述门禁***的人员识别请求；
若车内人员同意所述请求，则采集车内人员的图像信息，并发送至门禁***控制模块；
所述门禁***控制模块将车内人员的人脸图像与预存储的人脸信息进行比对，若比对通过，则身份鉴权通过，否则，身份鉴权不通过。
4.根据权利要求1所述的基于UWB的智能门禁***控制方法，其特征在于，若用户预先设置的身份鉴权方式为仅车辆识别，则所述身份鉴权包括：
所述门禁***控制模块周期性发送携带有自身唯一识别码和车辆识别请求的UWB信号；
车辆接收到所述UWB信号后，判断UWB信号中的唯一识别码是否为已绑定的门禁***，若是，则向门禁***控制模块反馈自身的唯一识别码和同意进行识别的标志信号；
所述门禁***控制模块接收到车辆发送的唯一识别码和同意进行识别的标志信号后，判断所述唯一识别码是否为已绑定的车辆，若是，则向车辆发送加密的密码信息；
车辆接收到所述密码信息后，进行解密和对码，若对码通过，则向门禁***控制模块反馈对码通过信息和自身密码信息；
若所述门禁***控制模块在标定时间内接收到对码通过信息，则对车辆反馈的密码信息进行校验，若所述校验通过，则所述身份鉴权通过，否则，身份鉴权不通过。
5.根据权利要求1所述的基于UWB的智能门禁***控制方法，其特征在于：若用户预先设置的身份鉴权方式为人员与车辆共同识别，则先进行车辆识别鉴权；
若车辆识别鉴权不通过，则身份鉴权不通过；
若车辆识别鉴权通过，则进行人员识别鉴权，若人员识别鉴权通过，则身份鉴权通过。
6.根据权利要求1所述的基于UWB的智能门禁***控制方法，其特征在于：所述门禁***控制模块采用UWB的双向飞行时间测距法对车辆的距离进行计算，采用UWB的三角定位法对车辆的位置进行计算。
7.根据权利要求6所述的基于UWB的智能门禁***控制方法，其特征在于：所述UWB的三角定位法中用于定位的UEB标签和UWB天线分别位于车辆上和门禁***中，所述车辆的四角处分别布置有一个UEB标签，所述门禁***中至少设置有三个UWB天线。
8.根据权利要求1所述的基于UWB的智能门禁***控制方法，其特征在于：若车辆从车库/院落内部向外部行驶的过程中，超过设定时长仍然处于车库/院落内部，或车辆从车库/院落外部向内部行驶的过程中，超过设定时长仍然处于车库/院落外部，则门禁***控制模块控制院落/车库门关闭。
9.根据权利要求1所述的基于UWB的智能门禁***控制方法，其特征在于，还包括：
将智能终端与门禁***进行绑定；
将车辆与门禁***进行绑定；
将人脸信息录入至门禁***。
10.一种基于UWB的智能门禁***控制***，其特征在于，包括：
车辆的UWB控制模块，用于与门禁***的UWB天线进行交互；
UWB天线，用于与车辆的UWB控制模块进行交互；
门禁***控制模块，用于根据用户预先设置的身份鉴权方式，与用户或车辆进行身份鉴权，所述身份鉴权方式为仅人员识别、仅车辆识别、人员与车辆共同识别中的任意一种；
若身份鉴权通过，则门禁***控制模块对车辆的距离和位置进行计算；
若当前车辆与院落/车库门的距离≥设定阈值L，则门禁***控制模块等待车辆与院落/车库门的距离等于设定阈值L时，控制院落/车库门开启；
若当前车辆与院落/车库门的距离＜设定阈值L时，则门禁***控制模块立即控制院落/车库门开启。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20211015 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |