[发明专利]一种具有超宽带定位功能的车辆数字钥匙

权利要求书

1.一种具有超宽带定位功能的车辆数字钥匙，其特征在于：车辆数字钥匙上内设有UWB标签、运动传感器，车辆内设有UWB基站，所述UWB基站经CAN网络与汽车微控制器通信，所述运动传感器连接并输出运动状态信号至UWB标签，所述UWB标签与UWB基站通信获取距离参数。

2.根据权利要求1所述的具有超宽带定位功能的车辆数字钥匙，其特征在于：所述UWB基站在车辆上设有至少六个，分别位于车辆前端的左右两侧、车辆后端的左右两侧、车内后视镜处，以及车后座顶，每个所述UWB基站均通过CAN网络与MCU联通。

3.根据权利要求1或2所述的具有超宽带定位功能的车辆数字钥匙，其特征在于：所述UWB标签将运动传感器输入的运动状态信号输送至UWB基站，再由UWB基站通过CAN网络输送至汽车微控制器，所述汽车微控制器通过运动状态信号判断车辆数字钥匙的运动状态。

4.根据权利要求3所述的具有超宽带定位功能的车辆数字钥匙，其特征在于：当汽车微控制器获取到车辆数字钥匙的运动状态信号，若判定车辆数字钥匙当前运动状态为运动，则进行车辆数字钥匙定位运算，若判定车辆数字钥匙当前运动状态为静止，则停止对车辆数字钥匙定位运算。

5.根据权利要求4所述的具有超宽带定位功能的车辆数字钥匙，其特征在于：数字钥匙开机后，第一次运行定位算法时，汽车微控制器不考虑数字钥匙当前运动状态，直接计算出初始的UWB定位坐标。

6.根据权利要求1、2、4或5所述的具有超宽带定位功能的车辆数字钥匙，其特征在于：进行车辆数字钥匙定位运算时，UWB基站与UWB标签通信获取测距数据，汽车微控制器对测距数据依次进行SG滤波算法、基站数据选择算法、Chan算法，获得定位坐标输出并输送至UWB标签。

7.根据权利要求6所述的具有超宽带定位功能的车辆数字钥匙，其特征在于：所述UWB基站每隔100ms分别与车辆数字钥匙上的UWB标签通信一次，所述UWB标签UWB基站通过飞行时间法进行测距，UWB基站获取距离数据后，将数据通过CAN网络传输至汽车微控制器，汽车微控制器运行定位算法输出数字钥匙的定位坐标。

8.根据权利要求7所述的具有超宽带定位功能的车辆数字钥匙，其特征在于：所述SG滤波算法是对窗口内数据最小二乘拟合，数据窗口设置为9，UWB测距的更新周期为100ms，算法产生的数据延时为400ms，所述SG滤波算法用于滤除UWB测距数据中的毛刺，使测距数据平滑的同时保持数据的变化规律。

9.根据权利要求8所述的具有超宽带定位功能的车辆数字钥匙，其特征在于：所述基站数据选择算法用于分析测距数据，保留距离车辆数字钥匙最近的4个UWB基站的基站测距数据，其中3个UWB基站数据用于距离计算，剩余一个UWB基站数据用于冗余设计。

10.根据权利要求9所述的具有超宽带定位功能的车辆数字钥匙，其特征在于：所述Chan算法是将初始非线性TOF方程组转换为线性方程组，使用加权最小二乘法得到初始解，再使用第一步中的估计位置坐标及附加变量等约束条件进行第二次加权最小二乘估计得到改进的估计位置。