DE102019101796A1

DE102019101796A1 - Tethering von mobilen vorrichtungen für fahrzeugsysteme auf grundlage von variabler laufzeit und koppelnavigation

Info

Publication number: DE102019101796A1
Application number: DE102019101796.3A
Authority: DE
Inventors: Hamid M. Golgiri; Aaron Matthew DELONG; Vivekanandh Elangovan; Erick Michael Lavoie
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2018-01-25
Filing date: 2019-01-24
Publication date: 2019-07-25
Also published as: US20190230471A1; US10917748B2; CN110082807A

Abstract

Es sind ein Verfahren und eine Vorrichtung für das Tethering von mobilen Vorrichtungen für Fahrzeugsysteme auf Grundlage von variabler Laufzeit und Koppelnavigation offenbart. Ein beispielhaftes Fahrzeug beinhaltet ein Kommunikationsmodul zum Kommunizieren mit einer mobilen Vorrichtung unter Verwendung mehrerer Frequenzbänder und ein Karosseriesteuermodul. Das Karosseriesteuermodul schätzt in einem Intervall einen Standort der mobilen Vorrichtung in Bezug auf das Fahrzeug auf Grundlage von Laufzeitmessungen unter Verwendung eines der mehreren Frequenzbänder, das auf Grundlage einer vorhergehenden Standortschätzung ausgewählt wird. Zwischen den Intervallen verfolgt das Karosseriesteuermodul den Standort der mobilen Vorrichtung unter Verwendung von Koppelnavigation. Zusätzlich steuert das Karosseriesteuersystem ein Teilsystem des Fahrzeugs auf Grundlage des Standorts der mobilen Vorrichtung.

Description

VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung ist mit der US-Anmeldung mit der Seriennr. 15/880,202 mit dem Titel „Mobile Device Tethering for Vehicle Systems Based on Variable Time-of-Flight and Dead Reckoning“ (Tethering von mobilen Vorrichtungen für Fahrzeugsysteme auf Grundlage von variabler Laufzeit und Koppelnavigation), eingereicht am 25. Januar 2018, verwandt, die in diese Schrift vollumfänglich durch Bezugnahme aufgenommen ist.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen Fahrzeuge mit fernangeschalteten Systemen und insbesondere das Tethering von mobilen Vorrichtungen für Fahrzeugsysteme auf Grundlage von variabler Laufzeit und Koppelnavigation.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Zunehmend werden Fahrzeuge mit Systemen hergestellt, die auf Grundlage eines Standorts einer mobilen Vorrichtung in Bezug auf den Standort des Fahrzeugs funktionieren. Diese Systeme können Systeme mit Telefon als Schlüssel (Phone-as-a-key - PaaK) oder schlüsselanhängerbasierte passive Zugangs- und passive Startsysteme (Passive Entry Passive Start - PEPS), ferngesteuerte Einparkhilfssysteme (Remote Park Assist - RePA), Fahrerbegrüßungssysteme und Relais-Angriffsverminderungssysteme usw. beinhalten. Zum Beispiel kann ein RePA-System das Fahrzeug nur autonom parken, wenn sich der Schlüsselanhänger innerhalb eines Abstands von 6 Metern von dem Fahrzeug befindet, oder das PEPS-System kann eine Tür nur darauf vorbereiten sich zu entriegeln, wenn sich der Schlüsselanhänger innerhalb eines Abstands von 2 Metern von dem Fahrzeug befindet. Jedoch kann der Prozess der Verfolgung des Schlüsselanhängers (manchmal als „Lokalisierung“ bezeichnet) eine relativ hohe Menge an Batterieleistung erfordern. Fahrer sind verärgert, wenn ihre Schlüsselanhänger oder mobilen Vorrichtungen aufgrund passiver Funktionen Batterieprobleme aufweisen.
KURZDARSTELLUNG
Die beigefügten Patentansprüche definieren diese Anmeldung. Die vorliegende Offenbarung fasst Aspekte der Ausführungsformen zusammen und sollte nicht zum Einschränken der Patentansprüche verwendet werden. Andere Umsetzungen werden gemäß den hier beschriebenen Techniken in Betracht gezogen, wie dem Durchschnittsfachmann bei der Durchsicht der folgenden Zeichnungen und detaillierten Beschreibung ersichtlich wird, und diese Umsetzungen sollen innerhalb des Schutzumfangs dieser Anmeldung liegen.
Beispielhafte Ausführungsformen sind für das Tethering von mobilen Vorrichtungen für Fahrzeugsysteme auf Grundlage von variabler Laufzeit und Koppelnavigation offenbart. Ein beispielhaftes Fahrzeug beinhaltet ein Kommunikationsmodul zum Kommunizieren mit einer mobilen Vorrichtung unter Verwendung mehrerer Frequenzbänder und ein Karosseriesteuermodul. Das Karosseriesteuermodul schätzt in einem Intervall einen Standort der mobilen Vorrichtung in Bezug auf das Fahrzeug auf Grundlage von Laufzeitmessungen unter Verwendung eines der mehreren Frequenzbänder, das auf Grundlage einer vorhergehenden Standortschätzung ausgewählt wird. Zwischen den Intervallen verfolgt das Karosseriesteuermodul den Standort der mobilen Vorrichtung unter Verwendung von Koppelnavigation. Zusätzlich steuert das Karosseriesteuersystem ein Teilsystem des Fahrzeugs auf Grundlage des Standorts der mobilen Vorrichtung.
Ein beispielhaftes Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs beinhaltet das Ausführen von Laufzeitmessungen eines Signals zwischen dem Fahrzeug und einer mobilen Vorrichtung unter Verwendung eines Frequenzbands, das auf Grundlage eines vorherigen geschätzten Standorts der mobilen Vorrichtung in Bezug auf das Fahrzeug ausgewählt wird, in einem Intervall, um einen Fixpunkt für die mobile Vorrichtung zu erlangen. Das beispielhafte Verfahren beinhaltet außerdem auf Grundlage des Fixpunkts das Ausführen einer Koppelnavigation für die mobile Vorrichtung unter Verwendung von Trägheitssensormessungen, die von der mobilen Vorrichtung erhalten werden, zwischen den Intervallen, um einen aktuellen Standort der mobilen Vorrichtung zu schätzen. Zusätzlich beinhaltet das beispielhafte Verfahren das Steuern eines Teilsystems des Fahrzeugs auf Grundlage des geschätzten aktuellen Standorts der mobilen Vorrichtung.
Figurenliste
Zum besseren Verständnis der Erfindung kann auf Ausführungsformen Bezug genommen werden, die in den folgenden Zeichnungen dargestellt sind. Die Komponenten in den Zeichnungen sind nicht zwingend maßstabsgetreu und zugehörige Elemente können weggelassen sein oder in einigen Fällen können Proportionen vergrößert dargestellt sein, um die in dieser Schrift beschriebenen neuartigen Merkmale hervorzuheben und eindeutig zu veranschaulichen. Des Weiteren können Systemkomponenten verschiedenartig angeordnet sein, wie auf dem Fachgebiet bekannt. Ferner gilt für die Zeichnungen, dass in allen der verschiedenen Ansichten sich entsprechende Teile durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet sind.

1A, 1B und 1C veranschaulichen ein Fahrzeug, das in einem ersten Fahrzeugmodus betrieben wird.
2A, 2B und 2C veranschaulichen ein Fahrzeug, das in einem zweiten Fahrzeugmodus betrieben wird.
3 ist ein Blockdiagramm elektronischer Komponenten des Fahrzeugs aus 1A, 1B, 1C und 2A, 2B, 2C.
4 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Steuern des Fahrzeugs aus 1A, 1B, 1C und 2A, 2B, 2C unter Verwendung einer Lokalisierung auf Grundlage von variabler Laufzeit und Koppelnavigation, das durch die elektronischen Komponenten aus 3 umgesetzt werden kann.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
Wenngleich die Erfindung in verschiedenen Formen ausgeführt sein kann, sind in den Zeichnungen einige beispielhafte und nicht einschränkende Ausführungsformen gezeigt und nachfolgend beschrieben, wobei es sich versteht, dass die vorliegende Offenbarung als eine Erläuterung der Erfindung anhand von Beispielen anzusehen ist und damit nicht beabsichtigt wird, die Erfindung auf die konkreten veranschaulichten Ausführungsformen zu beschränken. Mehrere Fahrzeugsysteme funktionieren auf Grundlage der Verwendung eines Standorts einer mobilen Vorrichtung (z. B. Smartphone, Smartwatch, Schlüsselanhänger usw.) stellvertretend für einen Standort eines Fahrzeugführers. Diese Fahrzeugsysteme schalten verschiedene Funktionen auf Grundlage des Standorts des Fahrzeugführers an. Diese Fahrzeugsysteme beinhalten passive Zugangs- und passive Startsysteme (Passive Entry Passive Start - PEPS), ferngesteuerte Einparkhilfssysteme (Remote Park Assist - RePA), Fahrerbegrüßungssysteme und/oder Relais-Angriffsverminderungssysteme usw. PEPS-Systeme erleichtern den schlüssellosen Zugang und das schlüssellose Zünden des Fahrzeugs. Das PEPS-System (a) bereitet Türen des Fahrzeugs darauf vor, sich zu entriegeln (z. B. bereitet die Tür darauf vor, sich als Reaktion auf das Erfassen einer Berührung des Türgriffs durch den Fahrzeugführer zu entriegeln usw.), wenn der Fahrzeugführer einen Schwellenabstand (z. B. 2 Meter usw.), der dem schlüssellosen Zugang zugeordnet ist, unterschreitet und (b) schaltet die schlüssellose Zündung (z. B. über einen Druckknopf Start usw.) an, wenn sich der Fahrzeugführer im Inneren des Fahrzeugs befindet. RePA-Systeme parken das Fahrzeug autonom in eine Parklücke, wenn sich der Fahrzeugführer innerhalb eines Schwellenabstands von dem Fahrzeug (z. B. 6 Meter usw.) befindet. Fahrerbegrüßungssysteme bereiten einen Fahrgastraum des Fahrzeugs für den Fahrzeugführer vor, wenn der Fahrzeugführer einen Schwellenabstand von dem Fahrzeug (z. B. 4 Meter usw.) unterschreitet. Zum Beispiel kann das Fahrerbegrüßungssystem die Fahrgastraumlampen anschalten und/oder Sitzpositionen, Lenksäulen und/oder Pedale einstellen usw.
Wie nachstehend erörtert, führt ein Fahrzeug die Lokalisierung für eine mobile Vorrichtung unter Verwendung von Laufzeitmessungen mit unterschiedlichen Frequenzen, ergänzt durch Koppelnavigation, aus. Das Laufzeitverfahren (Time-of-flight - ToF) ist eine Lokalisierungstechnik, die einen Standort einer ersten drahtlosen Vorrichtung (z. B. der mobilen Vorrichtung) auf Grundlage einer Laufzeit eines Signals zwischen der ersten drahtlosen Vorrichtung und einer zweiten drahtlosen Vorrichtung (z. B. dem Fahrzeug) bestimmt. Das Fahrzeug sendet ein Anforderungssignal (REQ) und misst eine Zeit bis zum Empfang eines Bestätigungssignals (ACK) von der mobilen Vorrichtung. Die Genauigkeit der ToF-Messung basiert auf der Frequenz der REQ- und ACK-Signale. Höhere Frequenzen, die tendenziell eine höhere Signalbandbreite aufweisen, erzeugen genauere Messungen als niedrigere Frequenzen, die tendenziell eine niedrige Signalbandbreite aufweisen. Höhere Frequenzen erfordern jedoch mehr Leistung, wenn sie bei längeren Entfernungen eingesetzt werden. Die Koppelnavigation ist eine Technik, die Messungen von Trägheitssensoren (z. B. Beschleunigungsmesser, Gyroskope usw.) in der mobilen Vorrichtung verwendet, um den aktuellen Standort der mobilen Vorrichtung auf Grundlage eines Ausgangsstandorts (mitunter als „Fixpunkt“ bezeichnet) zu bestimmen. Wenn sich die mobile Vorrichtung bewegt, verfolgt das Fahrzeug die Bewegung, indem es die Entfernung und die Richtung verfolgt, in die sich die mobile Vorrichtung in Bezug auf den Ausgangsstandort bewegt hat. Während sich die mobile Vorrichtung jedoch bewegt, ergibt sich eine immer größer werdende Ungenauigkeit der Messung. Von Zeit zu Zeit legt das Fahrzeug den Fixpunkt erneut fest.
Wie in dieser Schrift beschrieben, legt das Fahrzeug einen Fixpunkt der mobilen Vorrichtung unter Verwendung von ToF fest. Aufgrund des Messfehlers bestimmt das Fahrzeug einen Wahrscheinlichkeitsbereich, der die möglichen Standorte der mobilen Vorrichtung unter Berücksichtigung des Messfehlers umfasst. Die mobile Vorrichtung und das Fahrzeug sind mit mehreren drahtlosen Steuerungen (z. B. Radios, Antennen usw.) ausgelegt, um unter Verwendung mehrerer diskreter Frequenzbänder zu kommunizieren. Die Frequenz der ToF-Signale basiert auf dem Standort der mobilen Vorrichtung in Bezug auf das Fahrzeug. Im Allgemeinen erhöht sich die Genauigkeit der Verfolgung der mobilen Vorrichtung, wenn sich die mobile Vorrichtung näher zu dem Fahrzeug hin bewegt, und die Genauigkeit der Verfolgung der mobilen Vorrichtung verringert sich, wenn sich die mobile Vorrichtung weiter von dem Fahrzeug weg bewegt. In einigen Beispielen legt das Fahrzeug auf Grundlage von Schwellenabständen mehrere Nahbereiche um das Fahrzeug herum fest. Wenn der Wahrscheinlichkeitsbereich in einen Nahbereich eintritt, ändert das Fahrzeug das von ihm für die ToF-Signale verwendete Frequenzband. Wenn die mobile Vorrichtung (z. B. der zugeordnete Wahrscheinlichkeitsbereich) in Nahbereiche eintritt und dem Fahrzeug näherkommt, verwendet das Fahrzeug die Frequenzbänder, die eine höhere Mittenfrequenz aufweisen. Wenn die mobile Vorrichtung (z. B. der zugeordnete Wahrscheinlichkeitsbereich) dagegen in Nahbereiche eintritt und sich von dem Fahrzeug entfernt, verwendet das Fahrzeug die Frequenzbänder, die eine niedrigere Mittenfrequenz aufweisen. In einigen Beispielen wählt das Fahrzeug aus einem Band mit 2,4 Gigahertz (GHz), einem Band mit 5,0 GHz und einem Band mit 60,0 GHz. Zum Beispiel kann das Fahrzeug das 2,4-GHz-Band verwenden, wenn der der mobilen Vorrichtung zugeordnete Wahrscheinlichkeitsbereich mehr als 6 Meter vom Fahrzeug entfernt ist, das 5,0-GHz-Band, wenn der der mobilen Vorrichtung zugeordnete Wahrscheinlichkeitsbereich zwischen 6 Metern und 2 Metern vom Fahrzeug entfernt ist, und 60,0-GHz-Bänder, wenn der der mobilen Vorrichtung zugeordnete Wahrscheinlichkeitsbereich weniger als 2 Meter vom Fahrzeug entfernt ist. Weil Frequenzen mit größeren verfügbaren Bandbreiten genauere ToF-Messungen erzeugen, schrumpft der Wahrscheinlichkeitsbereich in der Folge, wenn sich die mobile Vorrichtung näher zu dem Fahrzeug hin bewegt. In einigen Beispielen wählt das Fahrzeug die Standorte der Nahbereiche und die den Nahbereichen zugeordneten Frequenzbänder in Abhängigkeit von den Modi (z. B. RePA, PEPS usw.), mit denen das Fahrzeug aktuell betrieben wird. Wenn beispielsweise das RePA-System, aber nicht das PEPS-System, aktiviert ist, können die Nahbereiche und die zugeordneten Frequenzbänder geändert werden, um Energieeinsparungen gegenüber der Genauigkeit zu priorisieren. Das heißt, in solchen Beispielen kann es weniger Nahbereiche mit niedrigeren Frequenzbändern geben, die in diesen Nahbereichen verwendet werden. Zudem wird in einigen Beispielen das Frequenzband mit der höchsten Genauigkeit verwendet, um zu bestimmen, ob sich die mobile Vorrichtung innerhalb oder außerhalb der Lokalisierung befindet.
In einigen Beispielen basiert das Intervall, in dem das Fahrzeug den Fixpunkt unter Verwendung von ToF-Messungen ermittelt, darauf, in welchem Nahbereich sich der Wahrscheinlichkeitsbereich, der dem Mobiltelefon zugeordnet ist, befindet. Wenn beispielsweise der dem Mobiltelefon zugeordnete Wahrscheinlichkeitsbereich größer als 6 Meter ist, kann das Fahrzeug ToF-Signale senden, um alle 30 Sekunden einen Fixpunkt für das Fahrzeug zu erlangen. Zwischen den Fixpunkten verwendet das Fahrzeug Koppelnavigation, um den Standort des Wahrscheinlichkeitsbereichs der mobilen Vorrichtung zu verfolgen. Zum Verwenden der Koppelnavigation empfängt das Fahrzeug Messungen von dem/den Trägheitssensor(en) der mobilen Vorrichtung. In einigen Beispielen kann sich das Frequenzband, das verwendet wird, um die Messungen des Trägheitssensors zu kommunizieren, von dem Frequenzband unterscheiden, das für die ToF-Messung verwendet wird. Da der Standort des Wahrscheinlichkeitsbereichs beispielsweise weniger als 2 Meter von dem Fahrzeug entfernt ist, kann das Fahrzeug unabhängig vom Abstand zwischen der mobilen Vorrichtung und dem Fahrzeug das 60,0-GHz-Frequenzband für die ToF-Messung verwenden und Bluetooth® (z. B. auf dem 2,4-GHz-Band) verwenden, um die Messungen des Trägheitssensors zu kommunizieren. Auf diese Weise kann das Fahrzeug den Standort der mobilen Vorrichtung mit einem akzeptablen Genauigkeitsgrad verfolgen und gleichzeitig die Leistung der mobilen Vorrichtung schonen.
1A, 1B und 1C veranschaulichen ein Fahrzeug 100 und eine mobile Vorrichtung 102, die in Übereinstimmung mit den Lehren dieser Offenbarung betrieben werden. Bei dem Fahrzeug 100 kann es sich um ein standardmäßiges benzinbetriebenes Fahrzeug, ein Hybridfahrzeug, ein Elektrofahrzeug, ein Brennstoffzellenfahrzeug und/oder einen Fahrzeugtyp mit beliebiger anderer Antriebsart handeln. Das Fahrzeug 100 beinhaltet Teile, die mit Mobilität in Verbindung stehen, wie etwa einen Antriebsstrang mit einem Motor, einem Getriebe, einer Aufhängung, einer Antriebswelle und/oder Rädern usw. Das Fahrzeug 100 kann nichtautonom, halbautonom (z. B. werden einige routinemäßige Fahrfunktionen durch das Fahrzeug 100 gesteuert) oder autonom (z. B. werden Fahrfunktionen ohne direkte Fahrereingabe durch das Fahrzeug 100 gesteuert) sein. In den veranschaulichten Beispielen beinhaltet das Fahrzeug 100 ein Drahtlossteuermodul (Wireless Control Module - WCM) 104 und ein Karosseriesteuermodul 106. In einigen Beispielen beinhaltet das Fahrzeug 100 auch eine Autonomieeinheit (nicht gezeigt), die das RePA-System und andere autonome Funktionen (wie etwa z. B. Autopilot, adaptive Geschwindigkeitsregelung, Spurhalteassistent usw.) steuert.
Das Drahtlossteuermodul 104 beinhaltet mehrere Kommunikationssteuerungen, die Hardware (z. B. Prozessoren, Speicher, Datenspeicher, Antenne usw.) und Software zum Kommunizieren über unterschiedliche diskrete Bänder beinhalten. In einigen Beispielen beinhaltet das drahtlose Steuermodul 104 Kommunikationssteuerungen zum Kommunizieren über das 2,4-GHz-Frequenzband, das 5,0-GHz-Frequenzband und das 60,0-GHz-Frequenzband. Die Kommunikationssteuerungen betreiben unterschiedliche standardbasierte Netzwerke. Zum Beispiel kann die Kommunikationssteuerung für das 2,4-GHz-Frequenzband die Protokolle Bluetooth®, Bluetooth® Low Energy, Zigbee® und/oder eines der Wi-Fi®-Protokolle (z. B. IEEE 802.11b, 802.11g, und/oder 802.11n usw.) verwenden, die Kommunikationssteuerung für das 5,0-GHz-Frequenzband kann eines der Wi-Fi®-Protokolle (z. B. IEEE 802.11n und/oder 802.11ac usw.) verwenden und die Kommunikationssteuerung für das 60,0-GHz-Frequenzband kann eines der Wi-Fi®-Protokolle (z. B. IEEE 802.11ad) oder WirelessHD (die WirelessHD-Spezifikation Version 1.1. in der geänderten Fassung, die von dem WirelessHD Consortium geführt wird) verwenden. In einigen Beispielen kommunizierte eine der Kommunikationssteuerungen unter Verwendung von mehr als einem Frequenzband. Zum Beispiel kann eine Kommunikationssteuerung, die das Wi-Fi®-Protokoll IEEE 802.11n umsetzt, in der Lage sein unter Verwendung des 2,4-GHz-Frequenzbands und des 5,0-GHz-Frequenzbands zu kommunizieren. In einigen Beispielen beinhaltet das Drahtlossteuermodul 104 andere Kommunikationssteuerungen, die auf anderen Frequenzbändern funktionieren. Beispielsweise kann das Drahtlossteuermodul 104 eine Kommunikationssteuerung beinhalten, die auf dem 900-Megahertz-Frequenzband betrieben wird. In einem derartigen Beispiel kann die Kommunikationssteuerung das Z-Wave®-Protokoll umsetzen.
Das Karosseriesteuermodul 106 steuert verschiedene Teilsysteme des Fahrzeugs 100. Zum Beispiel kann das Karosseriesteuermodul 106 elektrische Fensterheber, eine Zentralverriegelung, eine Wegfahrsperre und/oder elektrisch verstellbare Außenspiegel usw. steuern. Das Karosseriesteuermodul 106 ist mit Schaltungen gekoppelt, um zum Beispiel Relais anzusteuern (z. B. zum Steuern von Scheibenwischerflüssigkeit usw.), Gleichstrom-(DC-)Bürstenmotoren anzusteuern (z. B. zum Steuern von elektrisch verstellbaren Sitzen, Zentralverriegelung, elektrischen Fensterhebern, Scheibenwischern usw.), Schrittmotoren anzusteuern und/oder LEDs anzusteuern usw. In einigen Beispielen beinhaltet das Karosseriesteuerungsmodul 106 das PEPS-System. Das PEPS-System (a) entriegelt eine Tür, wenn eine Hand einer Person (z. B. über einen Berührungssensor, über einen Infrarotsensor usw.) auf oder nahe des Griffs der Tür erkannt wird, wenn sich die mobile Vorrichtung innerhalb eines Schwellenabstands (z. B. 2 Meter usw.) von dem Fahrzeug 100 befindet und/oder (b) löst die Wegfahrsperre und lässt den Motor ohne einen Schlüssel in einem Zündschloss an (z. B. durch Drücken eines Zündknopfs usw.), wenn sich die mobile Vorrichtung 102 im Inneren des Fahrzeugs 100 befindet. In einigen Beispielen beinhaltet das PEPS-System außerdem einen Begrüßungsmodus, der Lampen innerhalb und außerhalb des Fahrgastraums des Fahrzeug 100 anschaltet und/oder Einstellungen verschiedener Systeme innerhalb des Fahrgastraums ändert (z. B. die Position und/oder den Winkel des Fahrersitzes, die Position und/oder den Winkel der Lenksäule, die Position der Pedale, Radiovoreinstellungen usw.), wenn sich die mobile Vorrichtung 102 innerhalb eines anderen Schwellenabstands (z. B. 3 Meter usw.) von dem Fahrzeug 100 befindet.
In den veranschaulichten Beispielen beinhaltet das Karosseriesteuermodul 106 einen Vorrichtungstracker 108. Der Vorrichtungstracker 108 schätzt den Standort der mobilen Vorrichtung 102 und stellt diesen Standort anderen Systemen des Fahrzeugs 100 (wie etwa dem PEPS-System und dem RePA-System usw.) bereit. In den veranschaulichten Beispielen von 1A, 1B und 1C legt der Vorrichtungstracker 108 Nahbereiche 110a, 110b und 110c fest. Der Vorrichtungstracker 108 definiert die Nahbereiche 110a, 110b und 110c. In den veranschaulichten Beispielen ist ein erster Nahbereich 110a als ein Bereich zwischen dem Fahrzeug 100 und einem ersten Abstand (D1) definiert, ein zweiter Nahbereich 110b ist als ein Bereich zwischen dem ersten Abstand (D1) und einem zweiten Abstand (D2) von dem Fahrzeug 100 definiert, und ein dritter Nahbereich 110c ist als ein Bereich definiert, der weiter als der zweite Abstand (D2) von dem Fahrzeug 100 entfernt ist. In einigen Beispielen beziehen sich die Abstände (D1, D2), die zum Definieren der Nahbereiche 110a, 110b und 110c verwendet werden, auf die Abstandsschwellenwerte für die verschiedenen Systeme (z. B. das PEPS-System, das RePA-System usw.) des Fahrzeugs 100. Beispielsweise kann der erste Abstand (D1) 2 Meter sein, was dem Schwellenwert der passiven Zugangsfunktion des PEPS-Systems entspricht, und der zweite Abstand kann 6 Meter sein, was dem von dem RePA-System verwendeten Schwellenwert entspricht. Die Abstände (D1, D2), die zum Definieren der Nahbereiche 110a, 110b und 110c verwendet werden, können jedoch auch keinem der Schwellenwerte der Systeme des Fahrzeugs 100 entsprechen. Das heißt, die Bestimmung, ob sich die mobile Vorrichtung 102 innerhalb eines Schwellenabstands von dem Fahrzeug 100 befindet, um eine bestimmte Funktion anzuschalten, kann von der Bestimmung, in welchem der Nahbereiche 110a, 110b und 110c sich die mobile Vorrichtung 102 befindet, getrennt sein.
Um den Standort der mobilen Vorrichtung 102 zu verfolgen, verwendet der Vorrichtungstracker 108 Laufzeitmessungen (ToF-Messungen), ergänzt durch Koppelnavigation. Der Vorrichtungstracker 108 verwendet ToF-Messungen, um von Zeit zu Zeit einen Fixpunkt für den Standort der mobilen Vorrichtung 102 zu erlangen, und er verwendet Koppelnavigation, um den Standort der mobilen Vorrichtung 102 zwischen den Fixpunkten zu verfolgen. Um eine ToF-Messung durchzuführen, sendet der Vorrichtungstracker 108 über das Drahtlossteuermodul 104 eine Anforderungsnachricht (REQ) an die mobile Vorrichtung 102 und misst die Zeit, die benötigt wird, um eine entsprechende Bestätigungsnachricht (ACK) von der mobilen Vorrichtung 102 zu empfangen. Um die REQ-Nachricht zu senden, wählt der Vorrichtungstracker 108 auf Grundlage einer Schätzung, in welchem der Nahbereiche 110a, 110b und 110c sich die mobile Vorrichtung 102 befindet, ein Frequenzband aus, um mit der mobilen Vorrichtung zu kommunizieren. Wenn sich die mobile Vorrichtung 102 näher am Fahrzeug 100 befindet, wählt der Vorrichtungstracker 108 im Allgemeinen ein höheres Frequenzband aus. In einigen Beispielen wählt der Vorrichtungstracker 108 das 2,4-GHz-Frequenzband aus, wenn sich die mobile Vorrichtung 102 in dem dritten Nahbereich 110c befindet. In einigen Beispielen wählt der Vorrichtungstracker 108 das 5,0-GHz-Frequenzband aus, wenn sich die mobile Vorrichtung 102 in dem zweiten Nahbereich 110b befindet. Zusätzlich wählt der Vorrichtungstracker 108 in einigen Beispielen das 60,0-GHz-Frequenzband, wenn sich die mobile Vorrichtung 102 in dem ersten Nahbereich 110a befindet.
Alternativ weist der Vorrichtungstracker 108 in einigen Beispielen dem äußersten Nahbereich 110c und dem innersten Nahbereich 110a ein Frequenzband zu und dem mittleren Nahbereich 100b ein anderes, genaueres Frequenzband zu. Beispielsweise kann der Vorrichtungstracker 108 unter Umständen mit erhöhter Genauigkeit bestimmen wollen, wann die mobile Vorrichtung 102 von dem mittleren Nahbereich 110b zu dem äußersten Nahbereich 110c übergeht, kann aber robust genug sein, um größere Ungenauigkeiten zu tolerieren, wenn sich die mobile Vorrichtung 102 in dem äußersten Nahbereich 110c oder dem inneren Nahbereich 110a befindet. Als derartiges Beispiel kann der Vorrichtungstracker 108, wenn das RePA-System aktiv ist, die Grenzen der Nahbereiche 110a, 110b und 110c derart festlegen, dass der mittlere Nahbereich 110b den Bereich 5,5 Meter bis 6,0 Meter vom Fahrzeug 100 entfernt umfasst, derart dass der Vorrichtungstracker 108 mit größerer Genauigkeit verfolgt, wenn die mobile Vorrichtung 102 weiter als 6,0 Meter vom Fahrzeug entfernt ist. In einigen Beispielen weist der Vorrichtungstracker 108 dem äußersten Nahbereich 110c und dem innersten Nahbereich 110a ein niedrigeres Frequenzband zu (z. B. 2,4 GHz oder 5,0 GHz usw.) und dem mittleren Nahbereich 110b ein höheres Frequenzband (z. B. 5,0 GHz oder 60,0 GHz usw.). Alternativ können in einigen Beispielen dem äußersten Nahbereich 110c und dem innersten Nahbereich 110a nicht die gleiche Frequenz zugewiesen sein. Beispielsweise kann dem äußersten Nahbereich 110c das 2,4-GHz-Frequenzband, dem mittleren Nahbereich 110b das 60,0-GHz-Frequenzband zugewiesen sein und dem innersten Nahbereich 110a kann das 5,0-GHz-Frequenzband zugewiesen sein.
In einigen Beispielen sendet die mobile Vorrichtung 102 eine Nachricht an den Vorrichtungstracker 108, die angibt, welche Funktion des Fahrzeugs 100 (z. B. RePA, PEPS usw.) aktiv sein soll. Zum Beispiel kann der Fahrzeugführer eine Taste drücken oder eine Schnittstelle auf der mobilen Vorrichtung 102 auswählen, um zwischen dem Anschalten des PEPS-Systems und dem Anschalten des RePA-Systems zu wechseln. In derartigen Beispielen konfiguriert der Vorrichtungstracker 108 die Nahbereiche 110a, 110b und 110c (z. B. ändert er die Anzahl der Nahbereiche 110a, 110b und 110c und/oder die Grenzen der Nahbereiche 110a, 110b und 110c usw.) und die Frequenzbänder, die den Nahbereichen 110a, 110b und 110c zugewiesen sind, als Reaktion auf das Empfangen der Nachricht von der mobilen Vorrichtung. Beispielsweise kann der Vorrichtungstracker 108 im PEPS-Modus (a) die Grenzen der Nahbereiche 110a, 110b und 110c so konfigurieren, dass sie den Schwellenwerten für das PEPS-System entsprechen, und (b) die Frequenzbänder so zuweisen, dass der äußerste Nahbereich 110c dem niedrigsten verwendeten Frequenzband zugeordnet ist und der innerste Nahbereich 110a dem höchsten verwendeten Frequenzband zugeordnet ist. Als weiteres Beispiel kann der Vorrichtungstracker 108 im RePA-Modus (a) die Grenzen der Nahbereiche 110a, 110b und 110c so konfigurieren, dass sie den Schwellenwerten für das RePA-System entsprechen, und (b) die Frequenzbänder so zuweisen, dass der mittlere Nahbereich 110b dem höchsten verwendeten Frequenzband zugeordnet ist, während der äußerste und der innerste Nahbereich 110a und 110c niedrigeren Frequenzbändern zugeordnet sind.
In einigen Beispielen basiert das Intervall, in dem der Vorrichtungstracker 108 ToF-Messungen verwendet, um einen Fixpunkt für den Standort der mobilen Vorrichtung 102 zu erlangen, darauf, in welchem Nahbereich 110a, 110b und 110c sich die mobile Vorrichtung 102 befindet. Im Allgemeinen legt der Vorrichtungstracker 108 in derartigen Beispielen das Intervall derart fest, dass es umso häufiger ist, je näher sich die mobile Vorrichtung 102 an dem Fahrzeug 100 befindet. Wenn sich die mobile Vorrichtung 102 beispielsweise in dem dritten Nahbereich 110c befindet, kann der Vorrichtungstracker 108 unter Verwendung von ToF-Messungen alle 30 Sekunden einen Fixpunkt für die mobile Vorrichtung 102 erlangen. In einigen Beispielen legt der Vorrichtungstracker 108 das Intervall auf Grundlage dessen fest, welche der Teilsysteme des Fahrzeugs 100 angeschaltet sind. Beispielsweise können die Intervalle unterschiedlich sein, je nachdem, ob das RePA-System angeschaltet ist und/oder das PEPS-System angeschaltet ist. Als derartiges Beispiel können, wenn das RePA-System aktiv ist, die Intervalle kürzer sein, als wenn nur das PEPS-System aktiv ist. Alternativ oder zusätzlich basiert das Intervall, in dem der Vorrichtungstracker 108 ToF-Messungen verwendet, um einen Fixpunkt für den Standort der mobilen Vorrichtung 102 zu erlangen, in einigen Beispielen auf der Relativgeschwindigkeit und/oder Trajektorie der mobilen Vorrichtung in Bezug auf das Fahrzeug 100. Beispielsweise kann der Vorrichtungstracker 108 häufiger einen Fixpunkt der mobilen Vorrichtung 102 erlangen, wenn die mobile Vorrichtung 102 sich schnell in Richtung des Fahrzeugs 100 bewegt. Alternativ legt der Vorrichtungstracker 108 in einigen Beispielen das Intervall auf Grundlage dessen fest, wie nahe sich die mobile Vorrichtung 102 an den äußeren Grenzen der Nahbereiche 110a, 110b und 110c befindet. Wenn beispielsweise das RePA-System aktiv ist, verkürzt der Vorrichtungstracker 108 das Intervall, wenn sich die mobile Vorrichtung 102 der äußeren Grenze des äußersten Nahbereichs 110c nähert.
Da ToF-Messungen schon an sich einen Fehler aufweisen, bestimmt der Vorrichtungstracker 108 nach dem Erlangen eines Fixpunktes der mobilen Vorrichtung 102 einen Wahrscheinlichkeitsbereich 112, der einen Bereich darstellt, der den Standort der mobilen Vorrichtung 102 unter Berücksichtigung des Schätzfehlers enthält. Das heißt, anstatt einen einzelnen Standort darzustellen, stellt der Wahrscheinlichkeitsbereich eine Menge möglicher Standorte der mobilen Vorrichtung 102 auf Grundlage des Fehlers in der ToF-Messung dar. Da die verschiedenen Frequenzbänder aufgrund der Unterschiede in der verfügbaren Bandbreite unterschiedliche Fehlerwerte aufweisen, ist der Wahrscheinlichkeitsbereich 112 umso kleiner, je höher die Frequenz ist, die zum Ausführen der ToF-Messung verwendet wird. Die nachstehende Tabelle (1) zeigt beispielhafte Fehlerraten, die den beispielhaften Frequenzbändern zugeordnet sind. Tabelle (1): Beispielhafte Fehlerraten für ToF-Messungen

Frequenzband Schlechtester ToF-Fehler

2,4 GHz 3 Meter

5,0 GHz 1 Meter

60,0 GHz 5 Zentimeter
Wie vorstehend in Tabelle (1) dargestellt, kann beispielsweise bei Verwendung des 2,4-GHz-Frequenzbands der tatsächliche Standort der mobilen Vorrichtung 102 3 Meter von dem geschätzten Standort entfernt sein. Der Vorrichtungstracker 108 wechselt das Frequenzband, wenn der Rand des Wahrscheinlichkeitsbereichs 112, der dem Fahrzeug 100 am nächsten liegt, in einen anderen der Nahbereiche 110a, 110b und 110c wechselt. Infolgedessen wird der der mobilen Vorrichtung 102 zugeordnete Wahrscheinlichkeitsbereich 112 kleiner, wenn sich die mobile Vorrichtung 102 dem Fahrzeug 100 annähert.
In einigen Beispielen sendet der Vorrichtungstracker 108 zum Wechseln von Frequenzbändern auf der aktuellen Frequenz eine Frequenzänderungsnachricht (FREQ) an die mobile Vorrichtung 102, die angibt, zu welchem Frequenzband der Vorrichtungstracker 108 wechseln wird. Wenn der Vorrichtungstracker 108 zum Beispiel die ToF-Messung von dem 2,4-GHz-Frequenzband zu dem 5,0-GHz-Frequenzband wechseln wird, kann der Vorrichtungstracker 108 die FREQ-Nachricht auf dem 2,4-GHz-Frequenzband senden. Alternativ überwacht die mobile Vorrichtung 102 in einigen Beispielen alle der möglichen Frequenzbänder und sendet auf dem gleichen Frequenzband, von dem die REQ-Nachricht empfangen wurde, eine ACK-Nachricht. Die mobile Vorrichtung 102 kann zum Beispiel die 2,4-GHz-, 5,0-GHz- und die 60,0-GHz-Frequenzbänder überwachen. In einem derartigen Beispiel kann die mobile Vorrichtung 102, wenn die REQ-Nachricht auf dem 5,0-GHz-Frequenzband empfangen wurde, die ACK-Nachricht auf dem 5,0-GHz-Frequenzband zurückschicken.
Zwischen dem Erlangen von Fixpunkten unter Verwendung von ToF-Messungen verwendet der Vorrichtungstracker 108 Koppelnavigation, um den Standort des Wahrscheinlichkeitsbereichs 112, der der mobilen Vorrichtung 102 zugeordnet ist, zu verfolgen. Um die Koppelnavigation auszuführen, empfängt der Vorrichtungstracker 108 Messungen von einem oder mehreren Trägheitssensoren (z. B. Beschleunigungsmesser, Gyroskop usw.). Unter Verwendung der Geschwindigkeit und Trajektorie der mobilen Vorrichtung 102, wie sie durch die Messungen von den Trägheitssensoren angegeben werden, verfolgt der Vorrichtungstracker 108 den Standort der mobilen Vorrichtung 102. In einigen Beispielen verwendet der Vorrichtungstracker 108 den Mittelpunkt des Wahrscheinlichkeitsbereichs 112 als den Standort, der über Koppelnavigation verfolgt wird. Da sich durch die Koppelnavigation auch ein Standortfehler ergibt, kann der Wahrscheinlichkeitsbereich 112 zwischen Fixpunkten größer werden, um diesen Fehler zu berücksichtigen.
1A, 1B und 1C veranschaulichen ein Beispiel für den Vorrichtungstracker 108, der die mobile Vorrichtung 102 verfolgt, indem er die Frequenzen variiert, auf denen die ToF-Messung durchgeführt wird. Während die 1A, 1B und 1C veranschaulichen, dass sich die mobile Vorrichtung 102 dem Fahrzeug 100 nähert, und die verwendeten Frequenzbänder dadurch an Frequenz zunehmen, tritt auch das Gegenteil ein. Das heißt, wenn sich die mobile Vorrichtung 102 vom Fahrzeug 100 weg bewegt, nehmen die Frequenzbänder (und damit die Genauigkeit der Verfolgung der mobilen Vorrichtung 102) in ähnlicher Weise ab. In den veranschaulichten Beispielen kann der erste Abstand (D1) 2,0 Meter und der zweite Abstand (D2) 3,0 Meter betragen. Im veranschaulichten Beispiel von 1A beginnt der Wahrscheinlichkeitsbereich 112 an der Position P1, die sich in dem dritten Nahbereich 110c befindet. In dem dritten Nahbereich 110c verwendet der Vorrichtungstracker 108 das 2,4-GHz-Frequenzband, um den Fixpunkt für die mobile Vorrichtung 102 zu erlangen. Der Vorrichtungstracker 108 verfolgt den Standort des Wahrscheinlichkeitsbereichs 112 unter Verwendung von Koppelnavigation bis Position P2. Bei Position P2 schneidet der Rand des Wahrscheinlichkeitsbereichs 112 die Grenze des zweiten Nahbereichs 110b. In dem veranschaulichten Beispiel aus 1B bestimmt der Vorrichtungstracker 108, dass sich der kleinere Wahrscheinlichkeitsbereich 112 an Position P3 befindet, da der Vorrichtungstracker 108 zu dem 5,0-GHz-Frequenzband wechselt. Der Vorrichtungstracker 108 verfolgt den Standort des Wahrscheinlichkeitsbereichs 112 bis Position P4, wobei der Rand des Wahrscheinlichkeitsbereichs 112 die Grenze des ersten Nahbereichs 110a schneidet. In 1C wechselt der Vorrichtungstracker 108 zu dem 60,0-GHz-Frequenzband. Der Vorrichtungstracker 108 erzeugt auf diesem Frequenzband einen kleineren Wahrscheinlichkeitsbereich 112. Der Vorrichtungstracker 108 verwendet Koppelnavigation zum Verfolgen des Wahrscheinlichkeitsbereichs 112 von Position P5 zu Position P6.
2A, 2B und 2C veranschaulichen ein Beispiel für den Vorrichtungstracker 108, der die mobile Vorrichtung 102 verfolgt, indem er die Frequenzen variiert, auf denen die ToF-Messung durchgeführt wird. Während die 2A, 2B und 2C veranschaulichen, dass sich die mobile Vorrichtung 102 dem Fahrzeug 100 nähert, und die verwendeten Frequenzbänder dadurch an Frequenz zunehmen, tritt auch das Gegenteil ein. Das heißt, wenn sich die mobile Vorrichtung 102 vom Fahrzeug 100 weg bewegt, ändern sich die Frequenzbänder (und damit die Genauigkeit der Verfolgung der mobilen Vorrichtung 102) in ähnlicher Weise. In den veranschaulichten Beispielen kann der erste Abstand (D1) 5,5 Meter und der zweite Abstand (D2) kann 6,0 Meter betragen. In dem veranschaulichten Beispiel aus 2A beginnt der Wahrscheinlichkeitsbereich 112 an Position P7, die sich in dem dritten Nahbereich 110c befindet. In dem dritten Nahbereich 110c verwendet der Vorrichtungstracker 108 das 2,4-GHz-Frequenzband, um den Fixpunkt für die mobile Vorrichtung 102 zu erlangen. Der Vorrichtungstracker 108 verfolgt den Standort des Wahrscheinlichkeitsbereichs 112 unter Verwendung von Koppelnavigation bis Position P8. Bei Position P8 schneidet der Rand des Wahrscheinlichkeitsbereichs 112 die Grenze des zweiten Nahbereichs 110b. In dem veranschaulichten Beispiel aus 2B bestimmt der Vorrichtungstracker 108, dass sich der kleinere Wahrscheinlichkeitsbereich 112 an Position P9 befindet, da der Vorrichtungstracker 108 zu dem 60,0-GHz-Frequenzband wechselt. Der Vorrichtungstracker 108 verfolgt den Standort des Wahrscheinlichkeitsbereichs 112 bis Position P10, wobei der Rand des Wahrscheinlichkeitsbereichs 112 die Grenze des ersten Nahbereichs 110a schneidet. In 2C wechselt der Vorrichtungstracker 108 zu dem 5,0-GHz-Frequenzband. Der Vorrichtungstracker 108 erzeugt auf diesem Frequenzband einen größeren Wahrscheinlichkeitsbereich 112. Der Vorrichtungstracker 108 verwendet Koppelnavigation zum Verfolgen des Wahrscheinlichkeitsbereichs 112 von Position P11 zu Position P12.
2 ist ein Blockdiagramm von elektronischen Komponenten 300 des Fahrzeugs 100 aus den 1A, 1B und 1C. In dem veranschaulichten Beispiel beinhalten die elektronischen Komponenten ein Drahtlossteuermodul 104, das Karosseriesteuermodul 106 und einen Fahrzeugdatenbus 302.
Das Karosseriesteuermodul 106 beinhaltet einen Prozessor oder eine Steuerung 304 und einen Speicher 306. In dem veranschaulichten Beispiel ist das Karosseriesteuermodul 106 so aufgebaut, dass es den Vorrichtungstracker 108 beinhaltet. Alternativ kann der Vorrichtungstracker 108 in einigen Beispielen in eine weitere elektronische Steuereinheit (Electronic Control Unit - ECU) (wie etwa das Drahtlossteuermodul 104 oder die Autonomieeinheit usw.) mit eigenem Prozessor und Speicher integriert sein. Bei dem Prozessor oder der Steuerung 304 kann es sich um eine beliebige geeignete Verarbeitungsvorrichtung oder Reihe von Verarbeitungsvorrichtungen handeln, wie etwa unter anderem: einen Mikroprozessor, eine mikrocontrollerbasierte Plattform, eine geeignete integrierte Schaltung, einen oder mehrere feldprogrammierbare Gate-Arrays (Field Programmable Gate Array - FPGAs) und/oder eine oder mehrere anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (Application-Specific Integrated Circuits - ASICs). Bei dem Speicher 306 kann es sich um flüchtigen Speicher (z. B. RAM, der nichtflüchtigen RAM, magnetischen RAM, ferroelektrischen RAM und beliebige andere geeignete Formen beinhalten kann), nichtflüchtigen Speicher (z. B. Plattenspeicher, FLASH-Speicher, EPROMs, EEPROMs, nichtflüchtige Festkörperspeicher usw.), unveränderbaren Speicher (z. B. EPROMs), Festwertspeicher und/oder Speichervorrichtungen mit hoher Kapazität (z. B. Festplatten, Festkörperlaufwerke usw.) handeln. In einigen Beispielen beinhaltet der Speicher 306 mehrere Speicherarten, insbesondere flüchtigen Speicher und nichtflüchtigen Speicher.
Bei dem Speicher 306 handelt es sich um computerlesbare Medien, auf denen ein oder mehrere Sätze von Anweisungen, wie etwa die Software zum Ausführen der Verfahren der vorliegenden Offenbarung, eingebettet sein können. Die Anweisungen können eines oder mehrere der Verfahren oder eine Logik, wie hier beschrieben, verkörpern. In einer bestimmten Ausführungsform können sich die Anweisungen während der Ausführung der Anweisungen vollständig oder zumindest teilweise innerhalb eines beliebigen oder mehreren des Speichers 306, des computerlesbaren Mediums und/oder innerhalb des Prozessors 304 befinden.
Die Ausdrücke „nichttransitorisches computerlesbares Medium“ und „physisches computerlesbares Medium“ sind so zu verstehen, dass sie ein einzelnes Medium oder mehrere Medien beinhalten, wie etwa eine zentralisierte oder verteilte Datenbank und/oder zugehörige Zwischenspeicher und Server, in denen ein oder mehrere Sätze von Anweisungen gespeichert sind. Die Begriffe „nichttransitorisches computerlesbares Medium“ und „physisches computerlesbares Medium“ beinhalten zudem ein beliebiges physisches Medium, das zum Speichern, Verschlüsseln oder Tragen eines Satzes von Anweisungen zur Ausführung durch einen Prozessor in der Lage ist oder das ein System dazu veranlasst, ein beliebiges oder mehrere der hier offenbarten Verfahren oder Vorgänge durchzuführen. Im hier verwendeten Sinne ist der Ausdruck „physisches computerlesbares Medium“ ausdrücklich so definiert, dass er jede beliebige Art von computerlesbarer Speichervorrichtung und/oder Speicherplatte beinhaltet und das Verbreiten von Signalen ausschließt.
Der Fahrzeugdatenbus 302 ist kommunikativ mit dem Drahtlossteuermodul 104 und dem Karosseriesteuermodul 106 verbunden. In einigen Beispielen beinhaltet der Fahrzeugdatenbus 302 einen oder mehrere Datenbusse. Der Fahrzeugdatenbus 302 kann gemäß einem Controller-Area-Network-(CAN-)Bus-Protokoll laut der Definition der International Standards Organization (ISO) 11898-1, einem Media-Oriented-Systems-Transport-(MOST-)Bus-Protokoll, einem CAN-Flexible-Data-(CAN-FD-)Bus-Protokoll (ISO 11898-7) und/oder einem K-Leitungs-Bus-Protokoll (ISO 9141 und ISO 14230-1) und/oder einem Ethernet™-Bus-Protokoll IEEE 802.3 (ab 2002) usw. umgesetzt sein.
Im veranschaulichten Beispiel beinhaltet die mobile Vorrichtung 102 Trägheitssensoren 308 und mehrere Kommunikationssteuerungen 310. Die Trägheitssensoren 308 sind Vorrichtungen, die Bewegungen der mobilen Vorrichtung 102 erfassen, um die Geschwindigkeit und Trajektorie der mobilen Vorrichtung 102 zu bestimmen. Bei dem Trägheitssensor 308 kann es sich zum Beispiel um Beschleunigungsmesser und/oder Gyroskope usw. handeln. Die Kommunikationssteuerungen 310 kommunizieren unter Verwendung der Frequenzen und der Protokolle des Drahtlossteuermoduls 104 des Fahrzeugs 100. Zum Beispiel können die Kommunikationssteuerungen 310 über das 2,4-GHz-Frequenzband, das 5,0-GHz-Frequenzband und das 60,0-GHz-Frequenzband kommunizieren, um die Kommunikation (z. B. das Senden von Messungen von den Trägheitssensoren 308) mit dem Fahrzeug 100 und ToF-Messungen durch das Fahrzeug 100 zu erleichtern. Beispielsweise kann die Kommunikationssteuerung 310, als Reaktion auf das Empfangen einer Anforderungsnachricht (REQ) von dem Fahrzeug 100 auf einem bestimmten Frequenzband, eine Bestätigungsnachricht (ACK) auf diesem Frequenzband an das Fahrzeug 100 zurückschicken.
4 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Steuern des Fahrzeugs 100 aus 1A, 1B und 1C unter Verwendung einer Lokalisierung auf Grundlage von variabler Laufzeit und Koppelnavigation, das durch die elektronischen Komponenten 300 aus 2 umgesetzt werden kann. Bei Block 402 bestimmt der Vorrichtungstracker 108 zuerst ein Abfrageintervall für die ToF-Messungen. In einigen Beispielen handelt es sich bei dem Intervall um einen Standardwert (z. B. alle 100 Millisekunden usw.). Alternativ basiert das Intervall in einigen Beispielen auf einem vorherigen Standort in Bezug auf das Fahrzeug 100, an dem die mobile Vorrichtung 102 gemessen wurde. Wenn beispielsweise die letzte Standortmessung außerhalb des Fahrzeugs 100 erfolgte, kann der Vorrichtungstracker 108 einen ersten Zeitraum (z. B. 100 Millisekunden usw.) bestimmen und wenn die letzte Standortmessung innerhalb des Fahrzeugs 100 erfolgte, kann der Vorrichtungstracker 108 einen zweiten Zeitraum (z. B. alle 10 Millisekunden usw.) bestimmen. Das heißt, wenn die letzte Standortmessung innerhalb des Fahrzeugs 100 erfolgte, kann der Vorrichtungstracker 108 davon ausgehen, dass die mobile Vorrichtung 102 kürzlich das Fahrzeug 100 verlassen hat und sich damit in der Nähe des Fahrzeugs 100 befindet.
Bei Block 404 sendet der Vorrichtungstracker 108 die ToF-Nachricht unter Verwendung eines ersten Frequenzbands. In einigen Beispielen ist das erste Frequenzband das 2,4-GHz-Frequenzband. Bei Block 406 schätzt der Vorrichtungstracker 108 den Standort des Wahrscheinlichkeitsbereichs 112 in Bezug auf den Standort des Fahrzeugs 100. Bei Block 408 bestimmt der Vorrichtungstracker 108, ob der Wahrscheinlichkeitsbereich 112 eine Grenze zwischen einem dritten Nahbereich 110c und einem zweiten Nahbereich 110b schneidet. Wenn der Wahrscheinlichkeitsbereich 112 die Grenze schneidet, geht das Verfahren zu Block 414 über. Andernfalls, wenn der Wahrscheinlichkeitsbereich 112 die Grenze nicht schneidet, geht das Verfahren zu Block 410 über. Bei Block 410 bestimmt der Vorrichtungstracker, ob das Abfrageintervall erreicht worden ist. Falls das Abfrageintervall erreicht worden ist, kehrt das Verfahren zu Block 404 zurück. Andernfalls, wenn das Abfrageintervall nicht erreicht worden ist, geht das Verfahren zu Block 412 über. Bei Block 412 verfolgt der Vorrichtungstracker 108 die mobile Vorrichtung 102 unter Verwendung von Koppelnavigation auf Grundlage von Messdaten der Trägheitssensoren, die von der mobilen Vorrichtung 102 empfangen werden.
Bei Block 414 aktiviert der Vorrichtungstracker 108 eine Fahrzeugfunktion und/oder schaltet diese ein. Zum Beispiel kann der Vorrichtungstracker 108 das RePA-System aktivieren, um das Fahrzeug 100 autonom zu steuern. Bei Block 416 stellt der Vorrichtungstracker 108 das Abfrageintervall ein. In einigen Beispielen legt der Vorrichtungstracker 108 fest, dass das Abfrageintervall kürzer sein soll. Bei Block 418 sendet der Vorrichtungstracker 108 die ToF-Nachricht unter Verwendung eines zweiten Frequenzbands. In einigen Beispielen ist das zweite Frequenzband das 5,0-GHz-Frequenzband. Bei Block 420 schätzt der Vorrichtungstracker 108 den Standort des Wahrscheinlichkeitsbereichs 112 in Bezug auf den Standort des Fahrzeugs 100. Bei Block 422 bestimmt der Vorrichtungstracker 108, ob der Wahrscheinlichkeitsbereich 112 eine Grenze zwischen dem zweiten Nahbereich 110b und einem ersten Nahbereich 110a schneidet. Wenn der Wahrscheinlichkeitsbereich 112 die Grenze schneidet, geht das Verfahren zu Block 428 über. Andernfalls, wenn der Wahrscheinlichkeitsbereich 112 die Grenze nicht schneidet, geht das Verfahren zu Block 424 über. Bei Block 424 bestimmt der Vorrichtungstracker, ob das Abfrageintervall erreicht worden ist. Falls das Abfrageintervall erreicht worden ist, kehrt das Verfahren zu Block 418 zurück. Andernfalls, wenn das Abfrageintervall nicht erreicht worden ist, geht das Verfahren zu Block 426 über. Bei Block 426 verfolgt der Vorrichtungstracker 108 die mobile Vorrichtung 102 unter Verwendung von Koppelnavigation auf Grundlage von Messdaten der Trägheitssensoren, die von der mobilen Vorrichtung 102 empfangen werden.
Bei Block 428 aktiviert der Vorrichtungstracker 108 eine Fahrzeugfunktion und/oder schaltet diese ein. Zum Beispiel kann der Vorrichtungstracker 108 eine oder mehrere Türen darauf vorbereiten, sich zu entriegeln, wenn ein Benutzer in der Nähe eines Griffs des Fahrzeugs 100 erfasst wird. Bei Block 430 stellt der Vorrichtungstracker 108 das Abfrageintervall ein. In einigen Beispielen legt der Vorrichtungstracker 108 fest, dass das Abfrageintervall kürzer sein soll. Bei Block 432 sendet der Vorrichtungstracker 108 die ToF-Nachricht unter Verwendung eines dritten Frequenzbands. In einigen Beispielen ist das dritte Frequenzband das 60,0-GHz-Frequenzband. Bei Block 434 schätzt der Vorrichtungstracker 108 den Standort des Wahrscheinlichkeitsbereichs 112 in Bezug auf den Standort des Fahrzeugs 100. Bei Block 436 bestimmt der Vorrichtungstracker, ob das Abfrageintervall erreicht worden ist. Falls das Abfrageintervall erreicht worden ist, kehrt das Verfahren zu Block 432 zurück. Andernfalls, wenn das Abfrageintervall nicht erreicht worden ist, geht das Verfahren zu Block 438 über. Bei Block 438 verfolgt der Vorrichtungstracker 108 die mobile Vorrichtung 102 unter Verwendung von Koppelnavigation auf Grundlage von Messdaten der Trägheitssensoren, die von der mobilen Vorrichtung 102 empfangen werden.
Das Ablaufdiagramm aus 3 gibt maschinenlesbare Anweisungen wieder, die in einem Speicher (wie etwa dem Speicher 306 aus 2) gespeichert sind und ein oder mehrere Programme umfassen, die bei Ausführung durch einen Prozessor (wie etwa den Prozessor 304 aus 2) das Fahrzeug 100 dazu veranlassen, den beispielhaften Vorrichtungstracker 108 aus den 1 und 2 umzusetzen. Obwohl das/die beispielhafte/n Programm(e) in Bezug auf das in 3 veranschaulichte Ablaufdiagramm beschrieben ist/sind, können ferner alternativ dazu viele andere Verfahren zum Umsetzen des beispielhaften Vorrichtungstrackers 108 verwendet werden. Beispielsweise kann die Reihenfolge der Ausführung der Blöcke geändert werden und/oder einige der beschriebenen Blöcke können verändert, beseitigt oder kombiniert werden.
In dieser Anmeldung soll die Verwendung der Disjunktion die Konjunktion beinhalten. Die Verwendung von bestimmten oder unbestimmten Artikeln soll keine Kardinalität anzeigen. Insbesondere soll ein Verweis auf „das“ Objekt oder „ein“ Objekt auch eines aus einer möglichen Vielzahl derartiger Objekte bezeichnen. Ferner kann die Konjunktion „oder“ dazu verwendet werden, Merkmale wiederzugeben, die gleichzeitig vorhanden sind, anstelle von sich gegenseitig ausschließenden Alternativen. Anders ausgedrückt ist die Konjunktion „oder“ so aufzufassen, dass sie „und/oder“ beinhaltet. Im hier verwendeten Sinne beziehen sich die Begriffe „Modul“ und „Einheit“ auf Hardware mit Schaltkreisen zum Bereitstellen von Kommunikations-, Steuer- und/oder Überwachungsfunktionen, oftmals in Verbindung mit Sensoren. „Module“ und „Einheiten“ können zudem Firmware beinhalten, die auf den Schaltungen ausgeführt wird. Die Ausdrücke „beinhaltet“, „beinhaltend“ und „beinhalten“ sind einschließend und weisen jeweils den gleichen Umfang auf wie „umfasst“, „umfassend“ bzw. „umfassen“.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen und insbesondere etwaige „bevorzugte“ Ausführungsformen sind mögliche Beispiele für Umsetzungen und lediglich zum eindeutigen Verständnis der Grundsätze der Erfindung dargelegt. Viele Variationen und Modifikationen können an der/den vorstehend beschriebenen Ausführungsform(en) vorgenommen werden, ohne im Wesentlichen vom Geist und den Grundsätzen der hierin beschriebenen Techniken abzuweichen. In dieser Schrift sollen sämtliche Modifikationen im Schutzumfang dieser Offenbarung beinhaltet und durch die folgenden Patentansprüche geschützt sein.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeug bereitgestellt, das Folgendes aufweist: ein Kommunikationsmodul zum Kommunizieren mit einer mobilen Vorrichtung unter Verwendung verschiedener Frequenzbänder; und ein Karosseriesteuermodul, um einen Standort der mobilen Vorrichtung in Bezug auf das Fahrzeug auf Grundlage von Laufzeitmessungen unter Verwendung eines der mehreren Frequenzbänder, das auf Grundlage einer vorherigen Standortschätzung ausgewählt wird, in einem Intervall zu schätzen, zwischen den Intervallen den Standort unter Verwendung von Koppelnavigation zu verfolgen und ein Teilsystem des Fahrzeugs auf Grundlage des Standorts zu steuern.
Gemäß einer Ausführungsform beinhalten die mehreren Frequenzbänder ein erstes Frequenzband und ein zweites Frequenzband, wobei das erste Frequenzband einen höheren Satz von Frequenzen als das zweite Frequenzband beinhaltet.
Gemäß einer Ausführungsform dient das Karosseriesteuermodul dazu, einen ersten Nahbereich und einen zweiten Nahbereich um das Fahrzeug zu definieren, wobei der erste Nahbereich näher an dem Fahrzeug liegt als der zweite Nahbereich.
Gemäß einer Ausführungsform dient das Karosseriesteuermodul dazu, wenn sich die vorherige Standortschätzung in dem zweiten Nahbereich befindet, in dem Intervall den Standort der mobilen Vorrichtung auf Grundlage der Laufzeitmessungen unter Verwendung des zweiten Frequenzbandes zu schätzen.
Gemäß einer Ausführungsform dient das Karosseriesteuermodul dazu, wenn sich die vorherige Standortschätzung in dem ersten Nahbereich befindet, in dem Intervall den Standort der mobilen Vorrichtung auf Grundlage der Laufzeitmessungen unter Verwendung des ersten Frequenzbandes zu schätzen.
Gemäß einer Ausführungsform dient das Karosseriesteuermodul dazu, wenn sich die vorherige Standortschätzung in dem zweiten Nahbereich befindet, in dem Intervall den Standort der mobilen Vorrichtung auf Grundlage der Laufzeitmessungen unter Verwendung des zweiten Frequenzbandes zu schätzen und wenn sich die vorherige Standortschätzung in dem ersten Nahbereich befindet, den Standort der mobilen Vorrichtung auf Grundlage der Laufzeitmessungen unter Verwendung des ersten Frequenzbandes zu schätzen.
Gemäß einer Ausführungsform liegt das erste Frequenzband bei 60,0 GHz und das zweite Frequenzband ist eines von 2,4 GHz oder 5,0 GHz.
Gemäß einer Ausführungsform dient das Karosseriesteuermodul dazu, das Intervall auf Grundlage der vorherigen Standortschätzung einzustellen.
Gemäß einer Ausführungsform beinhalten die mehreren Frequenzbänder ein erstes Frequenzband, ein zweites Frequenzband und ein drittes Frequenzband, wobei das erste Frequenzband einen höheren Satz von Frequenzen als das zweite Frequenzband beinhaltet und das zweite Frequenzband einen höheren Satz von Frequenzen als das dritte Frequenzband beinhaltet.
Gemäß einer Ausführungsform dient das Karosseriesteuermodul dazu, einen ersten Nahbereich, einen zweiten Nahbereich und einen dritten Nahbereich um das Fahrzeug zu definieren, wobei der erste Nahbereich näher an dem Fahrzeug liegt als der zweite Nahbereich und der zweite Nahbereich näher an dem Fahrzeug liegt als ein dritter Nahbereich.
Gemäß einer Ausführungsform dient das Karosseriesteuermodul dazu, wenn sich die vorherige Standortschätzung in dem dritten Nahbereich befindet, in dem Intervall den Standort der mobilen Vorrichtung auf Grundlage der Laufzeitmessungen unter Verwendung des dritten Frequenzbandes zu schätzen, wenn sich die vorherige Standortschätzung in dem zweiten Nahbereich befindet, den Standort der mobilen Vorrichtung auf Grundlage der Laufzeitmessungen unter Verwendung des zweiten Frequenzbandes zu schätzen und wenn sich die vorherige Standortschätzung in dem ersten Nahbereich befindet, den Standort der mobilen Vorrichtung auf Grundlage der Laufzeitmessungen unter Verwendung des ersten Frequenzbandes zu schätzen.
Gemäß einer Ausführungsform liegt das erste Frequenzband bei 60,0 GHz, das zweite Frequenzband liegt bei 5,0 GHz und das dritte Frequenzband liegt bei 2,4 GHz.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs das Ausführen von Laufzeitmessungen eines Signals zwischen dem Fahrzeug und einer mobilen Vorrichtung unter Verwendung eines Frequenzbands, das auf Grundlage eines vorherigen geschätzten Standorts der mobilen Vorrichtung in Bezug auf das Fahrzeug ausgewählt wird, in einem Intervall, um einen Fixpunkt für die mobile Vorrichtung zu erlangen, auf Grundlage des Fixpunkts das Ausführen einer Koppelnavigation für die mobile Vorrichtung unter Verwendung von Trägheitssensormessungen, die von der mobilen Vorrichtung erhalten werden, zwischen den Intervallen, um einen aktuellen Standort der mobilen Vorrichtung zu schätzen und das Steuern eines Teilsystems des Fahrzeugs auf Grundlage des geschätzten aktuellen Standorts der mobilen Vorrichtung.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Ausführen der Laufzeitmessungen des Signals zwischen dem Fahrzeug und der mobilen Vorrichtung das Auswählen eines von einem ersten Frequenzband oder einem zweiten Frequenzband, wobei das erste Frequenzband einen höheren Satz von Frequenzen als das zweite Frequenzband beinhaltet.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch das Definieren eines ersten Nahbereichs und eines zweiten Nahbereichs um das Fahrzeug, wobei der erste Nahbereich näher an dem Fahrzeug liegt als der zweite Nahbereich.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch, wenn sich die vorherige Standortschätzung in dem zweiten Nahbereich befindet, das Auswählen des zweiten Frequenzbandes und wenn sich die vorherige Standortschätzung in dem ersten Nahbereich befindet, das Auswählen des ersten Frequenzbandes.
Gemäß einer Ausführungsform sind das erste und zweite Frequenzband ausgewählt aus einer Gruppe von 900 MHz, 2,4 GHz, 5,0 GHz oder 60,0 GHz.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

(ISO) 11898-1 [0030]
(ISO 11898-7) [0030]
ISO 9141 [0030]
ISO 14230-1 [0030]
IEEE 802.3 [0030]

Claims

Fahrzeug, umfassend: ein Kommunikationsmodul zum Kommunizieren mit einer mobilen Vorrichtung unter Verwendung mehrerer Frequenzbänder; und ein Karosseriesteuermodul, um: in einem Intervall einen Standort der mobilen Vorrichtung in Bezug auf das Fahrzeug auf Grundlage von Laufzeitmessungen unter Verwendung eines der mehreren Frequenzbänder, das auf Grundlage einer vorhergehenden Standortschätzung ausgewählt wird, zu schätzen; den Standort zwischen den Intervallen unter Verwendung von Koppelnavigation zu verfolgen; und ein Teilsystem des Fahrzeugs auf Grundlage des Standorts zu steuern.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die mehreren Frequenzbänder ein erstes Frequenzband und ein zweites Frequenzband beinhalten, wobei das erste Frequenzband einen höheren Satz von Frequenzen als das zweite Frequenzband beinhaltet.
Fahrzeug nach Anspruch 2, wobei das Karosseriesteuermodul dazu dient, einen ersten Nahbereich und einen zweiten Nahbereich um das Fahrzeug zu definieren, wobei der erste Nahbereich näher an dem Fahrzeug liegt als der zweite Nahbereich.
Fahrzeug nach Anspruch 3, wobei das Karosseriesteuermodul dazu dient, wenn sich die vorherige Standortschätzung in dem zweiten Nahbereich befindet, in dem Intervall den Standort der mobilen Vorrichtung auf Grundlage der Laufzeitmessungen unter Verwendung des zweiten Frequenzbandes zu schätzen.
Fahrzeug nach Anspruch 3, wobei das Karosseriesteuermodul dazu dient, wenn sich die vorherige Standortschätzung in dem ersten Nahbereich befindet, in dem Intervall den Standort der mobilen Vorrichtung auf Grundlage der Laufzeitmessungen unter Verwendung des ersten Frequenzbandes zu schätzen.
Fahrzeug nach Anspruch 3, wobei das Karosseriesteuermodul dazu dient, in dem Intervall: wenn sich die vorherige Standortschätzung in dem zweiten Nahbereich befindet, den Standort der mobilen Vorrichtung auf Grundlage der Laufzeitmessungen unter Verwendung des zweiten Frequenzbandes zu schätzen; und wenn sich die vorherige Standortschätzung in dem ersten Nahbereich befindet, den Standort der mobilen Vorrichtung auf Grundlage der Laufzeitmessungen unter Verwendung des ersten Frequenzbandes zu schätzen.
Fahrzeug nach Anspruch 2, wobei das erste Frequenzband bei 60,0 GHz liegt und das zweite Frequenzband eines von 2,4 GHz oder 5,0 GHz ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei das Karosseriesteuermodul dazu dient, das Intervall auf Grundlage der vorherigen Standortschätzung einzustellen.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die mehreren Frequenzbänder ein erstes Frequenzband, ein zweites Frequenzband und ein drittes Frequenzband beinhalten, wobei das erste Frequenzband einen höheren Satz von Frequenzen als das zweite Frequenzband beinhaltet und das zweite Frequenzband einen höheren Satz von Frequenzen als das dritte Frequenzband beinhaltet.
Fahrzeug nach Anspruch 9, wobei das erste Frequenzband bei 60,0 GHz liegt, das zweite Frequenzband bei 5,0 GHz liegt und das dritte Frequenzband bei 2,4 GHz liegt.
Fahrzeug nach Anspruch 9, wobei das Karosseriesteuermodul dazu dient, einen ersten Nahbereich, einen zweiten Nahbereich und einen dritten Nahbereich um das Fahrzeug zu definieren, wobei der erste Nahbereich näher an dem Fahrzeug liegt als der zweite Nahbereich und der zweite Nahbereich näher an dem Fahrzeug liegt als ein dritter Nahbereich.
Fahrzeug nach Anspruch 11, wobei das Karosseriesteuermodul dazu dient, in dem Intervall: wenn sich die vorherige Standortschätzung in dem dritten Nahbereich befindet, den Standort der mobilen Vorrichtung auf Grundlage der Laufzeitmessungen unter Verwendung des dritten Frequenzbandes zu schätzen; wenn sich die vorherige Standortschätzung in dem zweiten Nahbereich befindet, den Standort der mobilen Vorrichtung auf Grundlage der Laufzeitmessungen unter Verwendung des zweiten Frequenzbandes zu schätzen; und wenn sich die vorherige Standortschätzung in dem ersten Nahbereich befindet, den Standort der mobilen Vorrichtung auf Grundlage der Laufzeitmessungen unter Verwendung des ersten Frequenzbandes zu schätzen.
Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs, umfassend: das Ausführen von Laufzeitmessungen eines Signals zwischen dem Fahrzeug und einer mobilen Vorrichtung unter Verwendung eines Frequenzbands, das auf Grundlage eines vorherigen geschätzten Standorts der mobilen Vorrichtung in Bezug auf das Fahrzeug ausgewählt wird, in einem Intervall, um einen Fixpunkt für die mobile Vorrichtung zu erlangen; auf Grundlage des Fixpunkts das Ausführen einer Koppelnavigation für die mobile Vorrichtung unter Verwendung von Trägheitssensormessungen, die von der mobilen Vorrichtung erhalten werden, zwischen den Intervallen, um einen aktuellen Standort der mobilen Vorrichtung zu schätzen; und das Steuern eines Teilsystems des Fahrzeugs auf Grundlage des geschätzten aktuellen Standorts der mobilen Vorrichtung.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Ausführen der Laufzeitmessungen des Signals zwischen dem Fahrzeug und der mobilen Vorrichtung das Auswählen eines von einem ersten Frequenzband oder einem zweiten Frequenzband beinhaltet, wobei das erste Frequenzband einen höheren Satz von Frequenzen als das zweite Frequenzband beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 14, beinhaltend: das Definieren eines ersten Nahbereichs und eines zweiten Nahbereichs um das Fahrzeug, wobei der erste Nahbereich näher an dem Fahrzeug liegt als der zweite Nahbereich; wenn sich die vorherige Standortschätzung in dem zweiten Nahbereich befindet, das Auswählen des zweiten Frequenzbandes; und wenn sich die vorherige Standortschätzung in dem ersten Nahbereich befindet, das Auswählen des ersten Frequenzbandes.