專利名稱：一種汽車智能卡定位系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種定位系統(tǒng)，尤其涉及一種汽車智能卡定位系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，目前的汽車通常采用的門禁系統(tǒng)是汽車遠程門禁系統(tǒng)(RKE，Remote Keyless Entry),近年來，一種新型的汽車門禁系統(tǒng)——汽車無鑰匙門禁系統(tǒng)(PKE， Passive Keyless Entry)——正悄然出現(xiàn)，汽車無鑰匙門禁系統(tǒng)是在汽車遠程門禁系統(tǒng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，作為新一代汽車防盜技術(shù)正在逐步發(fā)展壯大，現(xiàn)開始配備于高端品牌的汽車內(nèi)，配備有無鑰匙門禁及點火認證系統(tǒng)的汽車逐漸成為駕駛者身份的象征。當駕駛者攜帶智能卡進入指定區(qū)域范圍時，汽車無鑰匙門禁系統(tǒng)能對智能卡進行識別，如果判斷出是合法授權(quán)的智能卡則進行自動解鎖并自動開啟開門。在汽車無鑰匙門禁系統(tǒng)中，對智能卡進行定位的智能卡定位技術(shù)是該系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，對該技術(shù)的要求是當智能卡在車內(nèi)時，通過智能卡定位技術(shù)判定智能卡的位置，其判定結(jié)果不能為該智能卡在車外，在此基礎(chǔ)上，減少發(fā)生當智能卡在車外時被判定為智能卡在車內(nèi)的區(qū)域。雖然具有無鑰匙門禁系統(tǒng)功能的汽車已經(jīng)出現(xiàn)，但有關(guān)實現(xiàn)對汽車智能卡進行定位的汽車智能卡定位系統(tǒng)的信息至今還未見諸于任何資料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種汽車智能卡定位系統(tǒng)，解決現(xiàn)有技術(shù)中無法實現(xiàn)對智能卡進行定位的問題。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題提出的技術(shù)方案是
一種汽車智能卡定位系統(tǒng)，包括發(fā)射天線、智能卡和電子控制單元，所述發(fā)射天線布置于汽車車廂內(nèi)，所述發(fā)射天線與所述電子控制單元電連接并根據(jù)其指令發(fā)射無線低頻信號，所述智能卡與所述發(fā)射天線和所述電子控制單元相匹配，所述智能卡接收該無線低頻信號并檢測該無線低頻信號的磁場強度，并將檢測結(jié)果通過無線高頻信號傳輸至所述電子控制單元，所述電子控制單元將接收到的所述無線高頻信號中的磁場強度數(shù)據(jù)同預存的參照數(shù)據(jù)進行對比從而確定所述智能卡的位置。進一步的，所述電子控制單元包括相互電連接的微控制單元和高頻信號接收模塊，所述發(fā)射天線與所述微控制單元電連接并根據(jù)其指令發(fā)射無線低頻信號，所述智能卡包括依次電連接的低頻信號接收模塊、檢測處理模塊和高頻信號發(fā)送模塊，所述低頻信號接收模塊與所述發(fā)射天線相匹配，所述高頻信號發(fā)送模塊和所述高頻信號接收模塊相匹配，所述低頻信號接收模塊接收所述發(fā)射天線發(fā)射的無線低頻信號，所述檢測處理模塊檢測該無線低頻信號的磁場強度大小，將包含所述磁場強度大小信息的信號輸出至所述高頻信號發(fā)送模塊，所述高頻信號發(fā)送模塊將所述磁場強度大小信息通過無線高頻信號向外傳輸，所述高頻信號接收模塊接收所述無線高頻信號，將包含所述磁場強度大小信息的信號輸出至所述微控制單元，所述微控制單元將接收到的磁場強度數(shù)據(jù)同所述參照數(shù)據(jù)進行對比從而確定所述智能卡的位置。進一步的，所述微控制單元包括中央運算單元和均與所述中央運算單元電連接的波形生成器、存儲模塊，所述波形生成器與所述發(fā)射天線電連接，所述中央運算單元與所述高頻信號接收模塊、所述門禁系統(tǒng)、所述動力啟動系統(tǒng)均電連接，所述中央運算單元控制所述波形生成器生成低頻信號，所述波形生成器將所述低頻信號輸出至所述發(fā)射天線，所述存儲模塊存儲所述參照數(shù)據(jù)，所述中央運算單元接收所述高頻接收模塊輸出的磁場強度數(shù)據(jù)并將該磁場強度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為距離數(shù)據(jù)，再將所述距離數(shù)據(jù)與從所述存儲模塊調(diào)取的所述參照數(shù)據(jù)進行對比從而確定所述智能卡的位置。進一步的，所述發(fā)射天線為四根均與所述波形生成器電連接的天線第一、第二、 第三和第四發(fā)射天線，所述第一、第二發(fā)射天線分別布置在汽車車廂內(nèi)左右兩側(cè)，所述第三發(fā)射天線布置在汽車車廂內(nèi)前部區(qū)域，所述第四發(fā)射天線布置在汽車車廂內(nèi)尾部區(qū)域。進一步的，所述參照數(shù)據(jù)包括劃分汽車所在空間的前部區(qū)域和后部區(qū)域的分界距離值Lmin_F和分界距離值Lmin_R，劃分車廂外無關(guān)區(qū)域與車廂外有關(guān)區(qū)域的分界距離值LmaX_AB，劃分車廂外車門附近區(qū)域與車廂外非車門附近區(qū)域的左臨界值⑶立和右臨界值L0_R，確定車廂外玻璃窗附近允許發(fā)生誤判的區(qū)域的門限距離值S、所述第三發(fā)射天線和所述第四發(fā)射天線的距離值1^00，經(jīng)對車窗玻璃上均勻選取采樣點遂由各采樣點分別與所述第一、第二、第三和第四發(fā)射天線的距離組成的數(shù)組按照各采樣點與該第一發(fā)射天線的距離由小到大排列而形成的索引和按照各采樣點與該第二發(fā)射天線的距離由小到大排列而形成的索引表hdex_B?；蛘?，所述參照數(shù)據(jù)包括劃分汽車所在空間的前部區(qū)域和后部區(qū)域的分界距離值Lmin_F和分界距離值Lmin_R，劃分車廂外無關(guān)區(qū)域與車廂外有關(guān)區(qū)域的分界距離值 LmaX_AB，劃分車廂外車門附近區(qū)域與車廂外非車門附近區(qū)域的界定系數(shù)k，確定車廂外玻璃窗附近允許發(fā)生誤判的區(qū)域的門限距離值S、所述第三發(fā)射天線和所述第四發(fā)射天線的距離值L_CD，經(jīng)對車窗玻璃上均勻選取采樣點遂由各采樣點分別與所述第一、第二、第三和第四發(fā)射天線的距離組成的數(shù)組按照各采樣點與該第一發(fā)射天線的距離由小到大排列而形成的索引表按照各采樣點與該第二發(fā)射天線的距離由小到大排列而形成的索弓丨表Index_B。進一步的，還包括輸出端與第一、第二、第三和第四發(fā)射天線均電連接的通道選通模塊，所述微控制單元還包括輸入端與所述中央運算單元電連接、并受該中央運算單元控制的通道選擇端口，所述通道選擇端口的輸出端與所述通道選通模塊的一輸入端電連接， 所述通道選通模塊的另一輸入端與所述波形生成器電連接，所述通道選通模塊根據(jù)所述通道選擇端口的通道選擇信號決定同一時間段將所述波形生成器生成的低頻信號僅向所述四根發(fā)射天線中的一根輸出。更進一步的，所述第一、第二、第三和第四發(fā)射天線均為低頻發(fā)射天線且發(fā)射頻率相同。更進一步的，所述第一、第二發(fā)射天線分別布置在汽車車廂內(nèi)兩側(cè)左、右中央門柱位置，所述第三發(fā)射天線布置在汽車車廂內(nèi)駕駛臺中央位置與車底板之間，所述第四發(fā)天線布置在汽車車廂內(nèi)末排座椅靠墊中部與車頂棚之間，且所述第一、第二、第三和第四發(fā)射天線均布置在汽車車廂內(nèi)與金屬車身的平行距離在4厘米以上的位置。
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更進一步的，所述汽車智能卡定位系統(tǒng)還包括與所述電子控制單元電連接的顯示
直ο本發(fā)明的有益效果
由于本發(fā)明的汽車智能卡定位系統(tǒng)上安裝有發(fā)射天線、用于檢測發(fā)射天線的發(fā)射信號的智能卡，巧妙的在車身上進行采樣并對汽車所在空間進行巧妙的劃分，將由此獲得的參照數(shù)據(jù)，并對發(fā)射天線進行合理布置，本發(fā)明的汽車智能卡定位系統(tǒng)還具有能對智能卡檢測到的發(fā)射天線磁場強度信息與自身預存的參照數(shù)據(jù)進行對比的電子控制單元，本發(fā)明的汽車智能卡定位系統(tǒng)具有對智能卡進行準確定位的功能，實現(xiàn)了汽車的被動進入和啟動， 極大的方便了駕駛者的使用。


圖1為本發(fā)明汽車智能卡定位系統(tǒng)實施例的模塊化框圖； 圖2為本發(fā)明實施例中發(fā)射天線安裝位置的俯視圖； 圖3為本發(fā)明實施例中發(fā)射天線安裝位置的側(cè)視圖； 圖4為一次實驗所得到的數(shù)據(jù)表格；
圖5為依照圖3中數(shù)據(jù)表格內(nèi)所示的實驗數(shù)據(jù)在la-ha直角坐標系中繪制的離散序列
圖6為由圖3中數(shù)據(jù)表格所示的實驗數(shù)據(jù)所得到的公式(1)； 附圖標記1.電子控制單元，2.發(fā)射天線，3.智能卡，4.通道選通模塊，11.微控制單元，12.高頻信號接收模塊，111.中央運算單元，112.波形生成器，113.存儲模塊，114.通道選擇端口，31.低頻信號接收模塊，32.檢測處理模塊，33.高頻信號發(fā)送模塊，A.第一天發(fā)射天線，B.第二發(fā)射天線，C.第三發(fā)射天線，D.第四發(fā)射天線，E.正副駕駛位底部空間的最前端區(qū)域，F(xiàn).汽車后尾箱隔板上方、后座后方空間的底部所在的平面區(qū)域。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖和具體實施方式
，對本發(fā)明進行較為詳細的說明。如圖1所示，一種汽車智能卡定位系統(tǒng)，包括電子控制單元(EOT，Electronic Control Unit)l、發(fā)射天線2和智能卡3。所述發(fā)射天線2布置于汽車車廂內(nèi)，與電子控制單元1電連接并根據(jù)其指令發(fā)射無線低頻信號；所述智能卡3與電子控制單元1、發(fā)射天線 2相匹配，所述智能卡3與發(fā)射天線2相匹配是指智能卡3能接收到發(fā)射天線2發(fā)射的信號，所述智能卡3與電子控制單元1相匹配是指電子控制單元能接到智能卡發(fā)射的信號，智能卡3接收由發(fā)射天線2發(fā)射的無線低頻信號并檢測該低頻信號的磁場強度大小，再將包含磁場強度大小信息的檢測結(jié)果通過無線高頻信號傳輸至電子控制單元1 ；所述電子控制單元1接收智能卡3發(fā)送的無線高頻信號，并將獲取的磁場強度數(shù)據(jù)與自身內(nèi)預存的參照數(shù)據(jù)進行對比從而對智能卡3進行定位。如圖2、圖3所示，所述發(fā)射天線2為發(fā)射頻率均相同的四根低頻天線第一發(fā)射天線A、第二發(fā)射天線B、第三發(fā)射天線C和第四發(fā)射天線D。第一發(fā)射天線A、第二發(fā)射天線B分別布置在車廂內(nèi)左右兩側(cè)，第三發(fā)射天線C布置在車廂內(nèi)前部區(qū)域，第四發(fā)射天線D 布置在車廂內(nèi)尾部區(qū)域。如圖1所示，所述電子控制單元1包括相互電連接的微控制單元(MCU，MicroControl Unit) 11和高頻信號接收模塊12 ；微控制單元11包括中央運算單元111以及分別與中央運算單元111電連接的波形生成器112和存儲模塊113 ；中央運算單元111與高頻信號接收模塊12電連接，波形生成器112分別與第一發(fā)射天線A、第二發(fā)射天線B、第三發(fā)射天線C和第四發(fā)射天線D電連接，存儲模塊113存儲參照數(shù)據(jù)。所述智能卡3包括依次電連接的低頻信號接收模塊31、檢測處理模塊32和高頻信號發(fā)送模塊33 ；低頻信號接收模塊31與第一發(fā)射天線A、第二發(fā)射天線B、第三發(fā)射天線C、第四發(fā)射天線D均相匹配，高頻信號發(fā)送模塊33和所述電子控制單元1的高頻信號接收模塊12相匹配。所述電子控制單元1的中央運算單元111控制波形生成器112生成低頻信號，波形生成器112將該低頻信號輸出至發(fā)射天線2后，發(fā)射天線2對外發(fā)射無線低頻信號；所述智能卡3的低頻信號接收模塊31接收該無線低頻信號后向檢測處理模塊32輸出，檢測處理模塊32檢測該無線低頻信號的磁場強度大小，將包含該磁場強度大小信息的信號輸出至高頻信號發(fā)送模塊33，高頻信號發(fā)送模塊33將該磁場強度大小信息通過無線高頻信號向外傳輸；所述電子控制單元1的高頻信號接收模塊12接收該無線高頻信號后，將其中包含的磁場強度大小信息的數(shù)據(jù)傳輸給中央運算單元111，中央運算單元111根據(jù)預設的磁場強度與距離的轉(zhuǎn)換關(guān)系將接收到的磁場強度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為距離數(shù)據(jù)，中央運算單元111再將該距離數(shù)據(jù)與從存儲模塊113中調(diào)取的參照數(shù)據(jù)進行對比從而確定智能卡3的位置是位于車廂內(nèi)區(qū)域還是位于車廂外區(qū)域，倘若判定智能卡3位于車廂外區(qū)域則進一步判定是位于車廂外車門附近區(qū)域還是位于車廂外非車門附近區(qū)域，并根據(jù)其對智能卡3的定位結(jié)果控制汽車門禁系統(tǒng)、汽車動力啟動系統(tǒng)或汽車警報系統(tǒng)工作。如圖1所示，本發(fā)明汽車智能卡定位系統(tǒng)還包括輸出端分別與第一發(fā)射天線A、第二發(fā)射天線B、第三發(fā)射天線C和第四發(fā)射天線D電連接的通道選通模塊4，所述電子控制單元1的微控制單元11還包括輸入端與中央運算單元111電連接、并受該中央運算單元 111控制的通道選擇端口 114，通道選擇端口 114的輸出端與通道選通模塊4的一輸入端電連接，通道選通模塊4的另一輸入端與波形生成器112電連接，通道選通模塊4根據(jù)通道選擇端口 114的通道選擇信號決定同一時間段將波形生成器112生成的低頻信號僅向四根發(fā)射天線中的一根輸出。中央運算單元111中對磁場強度數(shù)據(jù)和距離數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換計算的計算公式是通過如下方法得并對中央運算單元進行設置的
步驟11
將第一發(fā)射天線A固定使其位置不變，選取第一天線的中心為原點，在由該原點引出的一條射線上每間隔5厘米選取采樣點，利用智能卡測量各采樣點處磁場強度； 步驟12
記錄各采樣點與原點的距離和所測得的各采樣點處磁場強度值的自然對數(shù)值，建立點與原點的距離值Ia和該點處磁場強度值的自然對數(shù)值ha的直角坐標系，將由各采樣點離原點的距離值和對應的磁場強度值的自然對數(shù)值組成的有序數(shù)對(1 ha)確定的點在該直角坐標系中標示出，得到一組離散序列； 步驟13
將上述離散序列中相鄰兩點用直線相連，對該離散序列進行線性逼近，得出距離值Ia 與磁場強度值的自然對數(shù)ha的函數(shù)關(guān)系式la=f (ha)；
7以一次實驗所得到的數(shù)據(jù)為例加以說明，如圖4的表格所示，將表格中有序數(shù)對(1 ha)表示的點分別在la-ha直角坐標系中標出，如圖5所示，以Ia表示橫坐標，ha表示縱坐標，形成一組離散序列，將該離散序列中的各相鄰點用直線連接，不難發(fā)現(xiàn)，對距離值可以通過分段進行線性逼近，得到公式(1)，如圖6;
采用同樣的可得出智能卡與第二發(fā)射天線B、第三發(fā)射天線C、第四發(fā)射天線D距離值 IbUc和Id分別與第二發(fā)射天線B、第三發(fā)射天線C、第四發(fā)射天線D在智能卡所處位置處產(chǎn)生的磁場強度值WKhc和hd的自然對數(shù)的函數(shù)關(guān)系式lb=f (hb)、lc=f (he)、ld=f (hd)； 步驟14
根據(jù)函數(shù)關(guān)系式la=f (ha)、lb=f(hb)、lc=f(hc)、ld=f (hd)對電子控制單元進行設置， 使電子控制單元在接收到各天線產(chǎn)生的磁場強度數(shù)據(jù)信號后能將磁場強度轉(zhuǎn)換為智能卡與對應汽車天線間距離。為了定位的方便，需要將汽車所在的空間按照以下三種不同方式劃分為多塊區(qū)域。第一種劃分方式以汽車兩側(cè)中央門柱的連線將汽車所在的空間大致劃分為前部區(qū)域、中部區(qū)域和后部區(qū)域，對中部區(qū)域、前部區(qū)域、后部區(qū)域的定義分別是這樣的汽車所在空間某一點，若通過智能卡和電子控制單元測得該點至第四發(fā)射天線D的距離與該點至第三發(fā)射天線C的距離之差小于或等于分界距離值Lmin_F，或者若通過智能卡和電子控制單元測得該點至第三發(fā)射天線C的距離與該點至第四發(fā)射天線D的距離之差小于或等于分界距離值Lmin_R，則該點處于中部區(qū)域；若通過智能卡和電子控制單元測得該點至第四發(fā)射天線D的距離與該點至第三發(fā)射天線C的距離大于分界距離值Lmin_F，則該點處于前部區(qū)域；若通過智能卡和電子控制單元測得該點至第三發(fā)射天線C的距離與該點至第四發(fā)射天線D的距離之差大于分界距離值Lmin_R，則該點處于后部區(qū)域。第二種劃分方式將汽車所在的空間劃分為車廂內(nèi)區(qū)域和車廂外區(qū)域兩部分，兩者以車廂體車身為分界面；將車廂外區(qū)域又劃分為車廂外車門附近區(qū)域和車廂外非車門附近區(qū)域，兩者以車外與車門距離為臨界距離值LO的曲面為分界面，位于車外左側(cè)的分界面為左側(cè)臨界面，位于車外右側(cè)的分界面為右側(cè)臨界面；則車外左右兩側(cè)均車外車門附近區(qū)域包括車外左側(cè)車門附近區(qū)域和車外右側(cè)車門附近區(qū)域；
根據(jù)需要設定臨界距離值L0，通常臨界距離值LO可在大于等于0. 5米、小于等于1. 5 米的范圍內(nèi)選取，優(yōu)選的，臨界距離值LO為1米，此時，智能卡位于左側(cè)臨界面處時，利用智能卡和電子控制單元測得的智能卡與第一發(fā)射天線A的距離為左臨界值L0_L ；當智能位于右側(cè)臨界面處時，利用智能卡和電子控制單元測得的該智能卡與所述第二發(fā)射天線B的距離為右臨界值L0_R;
根據(jù)經(jīng)驗，對于車廂外車門附近區(qū)域和車廂外非車門附近區(qū)域還可以這樣劃分，當智能卡與第三發(fā)射天線和第四發(fā)射天線的距離值兩者中的較大者除以兩者中的較小者，若商小于界定系數(shù)k，則智能卡所處的位置為車廂外車門附近區(qū)域，其他區(qū)域則為車廂外非車門附近區(qū)域；
根據(jù)設定界定系數(shù)k，通常界定系數(shù)k可在大于等于1. 5、小于等于2. 5的范圍內(nèi)選取，優(yōu)選的，界定系數(shù)k為2。第三種劃分方式如果智能卡在車外離車身位置非常遠處，明顯處于車廂外非車門附近區(qū)域，則可將智能卡在車外離車非常遠處定義為無關(guān)區(qū)域，具體操作中無關(guān)區(qū)域可按照此規(guī)則選定在汽車首尾方向的軸線左側(cè)取通過智能卡和電子控制單元測得的與第一發(fā)射天線A的距離為分界距離值Lmax_AB的曲面為左分界面，在汽車首尾方向的右側(cè)取通過智能卡和電子控制單元測得的與第二發(fā)射天線B的距離為分界距離值LmaX_AB的曲面為右分界面，左、右兩分界面包裹住的空間為有關(guān)區(qū)域，有關(guān)區(qū)域以外的區(qū)域為無關(guān)區(qū)域。通常分界距離值LmaX_AB可在大于等于2. 4米、小于等于6. 4米的范圍內(nèi)選取，優(yōu)選的，分界距離值Lmax_AB為4米。對于汽車無鑰匙進入技術(shù)的主要要求是當智能卡在車內(nèi)時，通過智能卡定位技術(shù)判定智能卡的位置，其判定結(jié)果不能為該智能卡在車外，在此基礎(chǔ)上，減少發(fā)生當智能卡在車外時被判定為智能卡在車內(nèi)的區(qū)域。設定門限距離值S，其物理意義是當智能卡在車廂外區(qū)域，若其與車窗玻璃的距離在門限距離值S以內(nèi)時，通過智能卡和電子控制單元對智能卡的位置進行定位，允許發(fā)生將其判定為車廂內(nèi)區(qū)域的情況。通常，門限距離值S小于 0. 1米，優(yōu)選的，門限距離值S為0. 05米。優(yōu)選的，所述電子控制單元1還外接有顯示裝置，所述顯示裝置同電子控制單元1 的中央運算單元111電連接，中央運算單元111將數(shù)據(jù)處理結(jié)果通過該顯示裝置顯示出來， 該顯示裝置還能顯示對智能卡3的定位結(jié)果。所述電子控制單元1內(nèi)的存儲模塊113內(nèi)存儲有以下參照數(shù)據(jù)劃分車廂外無關(guān)區(qū)域與車廂外有關(guān)區(qū)域的分界距離值LmaX_AB，劃分車廂外車門附近區(qū)域與車廂外非車門附近區(qū)域的分界距離值Lmin_F和分界距離值Lmin_R，確定車廂外玻璃窗附近允許發(fā)生誤判的區(qū)域的門限距離值S、所述第三發(fā)射天線C和所述第四發(fā)射天線D的距離值L_CD，經(jīng)對車窗玻璃上均勻選取采樣點遂由各采樣點分別與所述第一發(fā)射天線A、第二發(fā)射天線B、第三發(fā)射天線C、第四發(fā)射天線D的距離組成的數(shù)組按照各采樣點與該第一發(fā)射天線A的距離由小到大排列而形成的索引和按照各采樣點與該第二發(fā)射天線B的距離由小到大排列而形成的索引表hdex_B。所述參照數(shù)據(jù)是通過下述方法獲取并存入所述電子控制單元1的存儲模塊113中的
步驟21
在所有車門關(guān)閉時，利用智能卡3和電子控制單元1測量第三發(fā)射天線C和第四發(fā)射天線D間距離值L_CD ；
在所有車門關(guān)閉時，在汽車車身玻璃窗表面上間隔均勻地設定取樣點，利用智能卡3 和電子控制單元1測量各取樣點分別至第一發(fā)射天線A、第二發(fā)射天線B、第三發(fā)射天線C 和第四發(fā)射天線D的距離，得到一組樣本； 步驟22
在所有車門關(guān)閉時，在經(jīng)過車窗下邊沿繞車內(nèi)一周的輪廓線上間隔均勻地設定取樣點，利用智能卡3和電子控制單元1測量各取樣點分別至第一發(fā)射天線A、第二發(fā)射天線B、 第三發(fā)射天線C和第四發(fā)射天線D的距離，得到另一組樣本； 步驟23
對所有樣本按取樣點至第一發(fā)射天線A的距離由小至大排序，建立索引表hdex_A ；對所有樣本按取樣點至第二發(fā)射天線B的距離由小至大排序，建立索引表hdex_B ；步驟24
對所述分界距離值Lmax_AB、分界距離值Lmin_F、分界距離值Lmin_R、左臨界值L0_ L右、臨界值L0_R、界定系數(shù)k和門限距離值S進行設定，將其與所述距離值L_CD、索引表 hdex_A、索引表hdex_B作為參照數(shù)據(jù)存入存儲模塊113。所述參照數(shù)據(jù)存入電子控制單元1的存儲模塊113后，電子控制單元1內(nèi)的中央運算單元111將經(jīng)其轉(zhuǎn)換后得到的表示智能卡3與發(fā)射天線2間距離的距離數(shù)據(jù)與從存儲模塊113中調(diào)用出的參照數(shù)據(jù)進行對比從而對智能卡3進行定位，并根據(jù)定位結(jié)果控制汽車門禁系統(tǒng)、汽車動力啟動系統(tǒng)或汽車警報系統(tǒng)動作。本發(fā)明實施例的汽車智能卡定位系統(tǒng)對智能卡進行定位的工作過程為
步驟301
電子控制單元1內(nèi)的中央運算單元111啟動指令，指示波形生成器112生成低頻信號， 根據(jù)電子控制單元1內(nèi)的通道選擇端口 114的通道選擇信號，中央運算單元111通過通道選通模塊4將在不同時序下生成的低頻信號分別輸出至第一發(fā)射天線A、第二發(fā)射天線B、 第三發(fā)射天線C和第四發(fā)射天線D，啟動第一發(fā)射天線A發(fā)射一個無線低頻信號后關(guān)閉第一發(fā)射天線A，啟動第二發(fā)射天線B發(fā)射一個無線低頻信號后關(guān)閉第二發(fā)射天線B，啟動第三發(fā)射天線C發(fā)射一個無線低頻信號后關(guān)閉第三發(fā)射天線C，啟動第四發(fā)射天線D發(fā)射一個無線低頻信號后關(guān)閉第四發(fā)射天線D，同一時序內(nèi)四根發(fā)射天線中僅有一根發(fā)射天線被允許發(fā)射信號；
步驟302
智能卡3內(nèi)的低頻信號接收模塊31分別接收來自第一發(fā)射天線A、第二發(fā)射天線B、第三發(fā)射天線C和第四發(fā)射天線D的無線低頻信號，檢測處理模塊32分別檢測四個無線低頻信號在智能卡3所在位置處產(chǎn)生的磁場強度，并分別將四個磁場強度數(shù)據(jù)傳輸至高頻信號發(fā)送模塊33，高頻信號發(fā)送模塊33將該磁場強度數(shù)據(jù)傳輸至電子控制單元1內(nèi)的高頻信號接收模塊12 ；
步驟303
電子控制單元1內(nèi)的高頻信號接收模塊12分別接收來自智能卡3的四個磁場強度數(shù)據(jù)，并分別將四個磁場強度數(shù)據(jù)傳輸至微控制單元11內(nèi)的中央運算單元111，中央運算單元111分別將四個磁場強度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為對應的四個距離數(shù)據(jù)第一發(fā)射天線A與智能卡3 的距離值a、第二發(fā)射天線B與智能卡3的距離值b、第三發(fā)射天線C與智能卡3的距離值 c和第四發(fā)射天線D的距離值d ；
步驟304
中央運算單元111調(diào)取存儲模塊113內(nèi)的參照數(shù)據(jù)分界距離值LmaX_AB，將距離值a 和距離值b與分界距離值LmaX_AB進行比較
1)若距離值a和距離值b均大于等于分界距離值Lmax_AB，則中央運算單元111判定智能卡3位于車外無關(guān)區(qū)域；
2)否則，中央運算單元111判斷距離值a和距離值b的大小
(i )若距離值a小于等于距離值b，中央運算單元111調(diào)取存儲模塊內(nèi)113的參照數(shù)據(jù)索引表hdex_A和門限距離值S，從索引表找出與第一發(fā)射天線A的距離大于距離值a與門限距離值S之差、小于距離值a與門限距離值S之和的范圍內(nèi)的樣本作為
10第一參照樣本組，然后執(zhí)行下述步驟305再執(zhí)行下述步驟306 ；
(ii)若距離值a大于距離值b，中央運算單元111調(diào)取存儲模塊113內(nèi)的參照數(shù)據(jù)索引表和門限距離值S，從索引表中找出與第二發(fā)射天線B的距離大于距離值b與門限距離值S之差、小于距離值b與門限距離值S之和的范圍內(nèi)的樣本作為第一參照樣本組，然后執(zhí)行下述步驟305后再執(zhí)行下述步驟307 ；
步驟305
1)中央運算單元111調(diào)取存儲模塊113內(nèi)的參照數(shù)據(jù)分界距離值Lmin_F，若中央運算單元111測得距離值d和距離值c之差大于分界距離值Lmin_F，則中央運算單元111 去除第一參照樣本組中采樣點與第三發(fā)射天線C的距離大于該采樣點與第四發(fā)射天線D的距離的樣本；
2)中央運算單元111調(diào)取存儲模塊113內(nèi)的參照數(shù)據(jù)分界距離值Lmin_R，若中央運算單元111測得距離值c與距離值d之差大于分界距離值Lmin_R，則中央運算單元111 去除第一參照樣本組中采樣點與第四發(fā)射天線D的距離大于該采樣點與第三發(fā)射天線C的距離的樣本；
3)否則，此步驟中不對第一參照樣本組進行處理；
步驟306
1)若執(zhí)行步驟305后第一參照樣本組中剩余樣本數(shù)為0，則
(i )若中央運算單元111測得距離值a小于第一參照樣本組中所有采樣點與第一發(fā)射天線A的距離，則判定智能卡3在車廂內(nèi)區(qū)域；
(ii)若中央運算單元111測得距離值a大于第一參照樣本組中所有采樣點與第一發(fā)射天線A的距離，則判定智能卡3在車廂外區(qū)域；
(iii)否則，中央運算單元111以第一參照樣本組中所有采樣點與第一發(fā)射天線A的距離數(shù)值中和距離值a最接近的值作為新的距離值a，重新執(zhí)行步驟304 ；
2)若執(zhí)行步驟305后第一參照樣本組中剩余樣本數(shù)大于0，則中央運算單元111在第一參照樣本組中找出與第二發(fā)射天線B的距離在大于距離值b與門限距離值S之差、小于距離值b與門限距離值S之和的范圍內(nèi)的樣本作為第二參照樣本組，然后執(zhí)行步驟308 ；
步驟307
1)若執(zhí)行步驟305后第一參照樣本組中剩余樣本數(shù)為0，則
(i )若中央運算單元111測得距離值b小于第一參照樣本組中所有采樣點與第二發(fā)射天線B的距離，則判定智能卡3在車廂內(nèi)區(qū)域；
(ii)若中央運算單元111測得距離值b大于第一參照樣本組中所有采樣點與第二發(fā)射天線B的距離，則判定智能卡3在車廂外區(qū)域；
(iii)否則，中央運算單元111以第一參照樣本組中所有采樣點與第二發(fā)射天線B的距離數(shù)值中和距離值b最接近的值作為新的距離值b，重新執(zhí)行步驟304 ；
2)若執(zhí)行步驟305后第一參照樣本組中剩余樣本數(shù)大于0，則中央運算單元111在第一參照樣本組中找出與第一發(fā)射天線A的距離在大于距離值a與門限距離值S之差、小于距離值a與門限距離值S之和的范圍內(nèi)的樣本作為第二參照樣本組，然后執(zhí)行步驟309 ；
步驟308
1)若第二參照樣本組中樣本數(shù)為0，則(i )若中央運算單元111測得距離值b大于第一參照樣本組中所有采樣點與第二發(fā)射天線B的距離，則判定智能卡3在車廂外區(qū)域，然后執(zhí)行步驟312 ； (ii)否則，判定智能卡3在車廂內(nèi)區(qū)域； 2)若第二參照樣本組中樣本數(shù)大于0，則 (i )若中央運算單元111測得距離值c小于等于距離值d，則
①若中央運算單元111測得第二參照樣本組中與第三發(fā)射天線C的距離在大于距離值 c與門限距離值S之差、小于距離值c與門限距離值S之和的范圍內(nèi)的樣本的數(shù)量大于0， 則判定智能卡3在車廂內(nèi)區(qū)域；
②若中央運算單元111測得第二參照樣本組中與第三發(fā)射天線C的距離在大于距離值 c與門限距離值S之差、小于距離值c與門限距離值S之和的范圍內(nèi)的樣本的數(shù)量為0，則執(zhí)行步驟310，若判定智能卡3位于車廂外區(qū)域，則再執(zhí)行步驟312 ；
(ii)若中央運算單元111測得距離值c大于距離值d，則
①若中央運算單元111測得第二參照樣本組中與第四發(fā)射天線D的距離在大于距離值 d與門限距離值S之差、小于距離值d與門限距離值S之和的范圍內(nèi)的樣本的數(shù)量大于0， 則判定智能卡3在車廂內(nèi)區(qū)域；
若中央運算單元111測得第二參照樣本組中與第四發(fā)射天線D的距離在大于距離值 d與門限距離值S之差、小于距離值d與門限距離值S之和的范圍內(nèi)的樣本的數(shù)量為0，則執(zhí)行步驟311，若判定智能卡3位于車廂外區(qū)域，則再執(zhí)行步驟312 ； 步驟309
1)若第二參照樣本組中樣本數(shù)為0，則
(i )若中央運算單元111測得距離值a大于第一參照樣組本中所有采樣點與第一發(fā)射天線A的距離，則判定智能卡3在車廂外區(qū)域，然后執(zhí)行步驟313 ； (ii )否則，判定智能卡3在車廂內(nèi)區(qū)域；
2)若第二參照樣本組中樣本數(shù)大于0，則
(i )若中央運算單元111測得距離值c小于等于距離值d，則
①若中央運算單元111測得第二參照樣本組中與第三發(fā)射天線C的距離在大于距離值 c與門限距離值S之差、小于距離值c與門限距離值S之和的范圍內(nèi)的樣本的數(shù)量大于0， 則判定智能卡3在車廂內(nèi)區(qū)域；
②若中央運算單元111測得第二參照樣本組中與第三發(fā)射天線C的距離在大于距離值 c與門限距離值S之差、小于距離值c與門限距離值S之和的范圍內(nèi)的樣本的數(shù)量為0，則執(zhí)行步驟310，若判定智能卡3位于車廂外區(qū)域，則再執(zhí)行步驟313 ；
(ii)若中央運算單元111測得距離值c大于距離值d，則
①若中央運算單元111測得第二參照樣本組中與第四發(fā)射天線D的距離在大于距離值 d與門限距離值S之差、小于距離值d與門限距離值S之和的范圍內(nèi)的樣本的數(shù)量大于0， 則判定智能卡3在車廂內(nèi)區(qū)域；
②若中央運算單元111測得第二參照樣本組中與第四發(fā)射天線D的距離在大于距離值 d與門限距離值S之差、小于距離值d與門限距離值S之和的范圍內(nèi)的樣本的數(shù)量為0，則執(zhí)行步驟311，若判定智能卡3位于車廂外區(qū)域，則再執(zhí)行步驟313 ； 步驟310
1)若中央運算單元111測得距離值c小于第二參照樣本組中所有采樣點至第三發(fā)射天線C的距離，或者，中央運算單元111調(diào)取存儲模塊113中的參照數(shù)據(jù)距離值L_CD， 若測得距離值d小于距離值L_CD、且距離值C、距離值d和門限距離值S之和小于第二參照樣組本中任何采樣點至第三發(fā)射天線C的距離與至第四發(fā)射天線D的距離之和，則判定智能卡3位于車廂內(nèi)區(qū)域；
2)否則，判定智能卡3位于車廂外區(qū)域； 步驟311
1)若中央運算單元111測得距離值d小于第二參照樣本組中所有采樣點至第四發(fā)射天線D的距離，或者，中央運算單元111調(diào)取存儲模塊113中的參照數(shù)據(jù)距離值L_CD， 若測得距離值c小于距離值L_CD、且距離值C、距離值d和門限距離值S之和小于第二參照樣本組中任何采樣點至第三發(fā)射天線C的距離與至第四發(fā)射天線D的距離之和，則判定智能卡3位于車廂內(nèi)區(qū)域；
2)否則，判定智能卡3位于車廂外區(qū)域； 步驟312
1)中央運算單元111調(diào)取存儲模塊113中的參照數(shù)據(jù)左臨界值L0_L，若測得距離值a小于左臨界值L0_L，或者，中央運算單元111調(diào)取存儲模塊113中的參照數(shù)據(jù)界定系數(shù)k，若測得距離值C、距離值d兩者中較大者除以兩者中較小者的商小于界定系數(shù)k，則判定智能卡3位于車廂外左側(cè)車門附近區(qū)域；
2)否則，判定智能卡3位于車廂外非車門附近區(qū)域； 步驟313
1)中央運算單元111調(diào)取存儲模塊113中的參照數(shù)據(jù)右臨界值L0_R，若測得距離值b小于右臨界值L0_R，或者，中央運算單元111調(diào)取存儲模塊113中的參照數(shù)據(jù)界定系數(shù)k，若測得距離值C、距離值d兩者中較大者除以兩者中較小者的商小于界定系數(shù)k，則判定智能卡3位于車廂外右側(cè)車門附近區(qū)域；
2)否則，判定智能卡3位于車廂外非車門附近區(qū)域。當對智能卡3的位置定位完畢后，電子控制單元1的中央運算單元111根據(jù)定位結(jié)果控制汽車門禁系統(tǒng)工作或汽車動力啟動系統(tǒng)工作或汽車警報系統(tǒng)工作。當電子控制單元判定智能卡在車廂外部區(qū)域，若收到汽車啟動請求，則電子控制單元不會響應該請求，并且控制汽車警報系統(tǒng)發(fā)出報警，提示有非法進入車內(nèi)者；
當電子控制單元判定智能卡在車外非車門附近區(qū)域，若此時收到汽車外部的車門開鎖請求，則電子控制單元不會響應該請求，并且控制汽車警報系統(tǒng)發(fā)出防盜報警；
當電子控制單元判定智能卡在車外車門附近區(qū)域，若此時收到汽車外部的車門開鎖請求，則電子控制單元響應該請求，控制汽車門禁系統(tǒng)執(zhí)行開鎖動作；
當電子控制單元判定智能卡在車廂內(nèi)部區(qū)域，若此時收到汽車啟動請求，則電子控制單元響應該請求，控制汽車動力啟動系統(tǒng)執(zhí)行啟動動作。如圖2、圖3所示，由于車身金屬的干擾，區(qū)域E、區(qū)域F為易發(fā)生定位錯誤的區(qū)域。 區(qū)域E為正副駕駛位底部空間的最前端區(qū)域，區(qū)域F為后尾箱隔板上方，后座后方空間的底部所在平面區(qū)域。第三發(fā)射天線C如果安裝位置過高，為確保區(qū)域E不發(fā)生位置誤判，前檔風玻璃附近發(fā)生車廂外區(qū)域判定為車廂內(nèi)區(qū)域的空間將增大，因此第三發(fā)射天線C宜盡量靠近下方。第四發(fā)射天線D位于后座中央靠墊內(nèi)。第四發(fā)射天線D如果安裝位置過低，為確保區(qū)域 F不發(fā)生位置誤判，后窗玻璃附近車廂外區(qū)域判定為車廂內(nèi)區(qū)域的空間將增大，因此第四發(fā)射天線D宜盡量靠近上方。因此，優(yōu)選的，將第一發(fā)射天線A、第二發(fā)射天線B分別布置在汽車車廂內(nèi)兩側(cè)左、 右中央門柱位置，將第三發(fā)射天線C布置在汽車車廂內(nèi)駕駛臺中央位置與車底板之間，將第四發(fā)射天線D布置在汽車車廂內(nèi)末排座椅靠墊中部與車頂棚之間，且第一發(fā)射天線A、第二發(fā)射天線B、第三發(fā)射天線C、第四發(fā)射天線D均布置汽車車廂內(nèi)與金屬車身的平行距離在4厘米以上的位置，以減少金屬塊對發(fā)射天線產(chǎn)生的磁場的干擾。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種汽車智能卡定位系統(tǒng)，其特征在于包括發(fā)射天線、智能卡和電子控制單元，所述發(fā)射天線布置于汽車車廂內(nèi)，所述發(fā)射天線與所述電子控制單元電連接并根據(jù)其指令發(fā)射無線低頻信號，所述智能卡與所述發(fā)射天線和所述電子控制單元相匹配，所述智能卡接收所述無線低頻信號并檢測該無線低頻信號的磁場強度，并將檢測結(jié)果通過無線高頻信號傳輸至所述電子控制單元，所述電子控制單元將接收到的所述無線高頻信號中的磁場強度數(shù)據(jù)同預存的參照數(shù)據(jù)進行對比從而確定所述智能卡的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車智能卡定位系統(tǒng)，其特征在于所述電子控制單元包括相互電連接的微控制單元和高頻信號接收模塊，所述發(fā)射天線與所述微控制單元電連 接并根據(jù)其指令發(fā)射無線低頻信號，所述智能卡包括依次電連接的低頻信號接收模塊、檢測處理模塊和高頻信號發(fā)送模塊，所述低頻信號接收模塊與所述發(fā)射天線相匹配，所述高頻信號發(fā)送模塊和所述高頻信號接收模塊相匹配，所述低頻信號接收模塊接收所述發(fā)射天線發(fā)射的無線低頻信號，所述檢測處理模塊檢測該無線低頻信號的磁場強度大小，將包含所述磁場強度大小信息的信號輸出至所述高頻信號發(fā)送模塊，所述高頻信號發(fā)送模塊將所述磁場強度大小信息通過無線高頻信號向外傳輸，所述高頻信號接收模塊接收所述無線高頻信號，將包含所述磁場強度大小信息的信號輸出至所述微控制單元，所述微控制單元將接收到的磁場強度數(shù)據(jù)同所述參照數(shù)據(jù)進行對比從而確定所述智能卡的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的汽車智能卡定位系統(tǒng)，其特征在于所述微控制單元包括中央運算單元和均與所述中央運算單元電連接的波形生成器、存儲模塊，所述波形生成器與所述發(fā)射天線電連接，所述中央運算單元與所述高頻信號接收模塊、所述門禁系統(tǒng)、所述動力啟動系統(tǒng)均電連接，所述中央運算單元控制所述波形生成器生成低頻信號，所述波形生成器將所述低頻信號輸出至所述發(fā)射天線，所述存儲模塊存儲所述參照數(shù)據(jù)，所述中央運算單元接收所述高頻接收模塊輸出的磁場強度數(shù)據(jù)并將該磁場強度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為距離數(shù)據(jù)， 再將所述距離數(shù)據(jù)與從所述存儲模塊調(diào)取的所述參照數(shù)據(jù)進行對比從而確定所述智能卡的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求所述3所述的汽車智能卡定位系統(tǒng)，其特征在于所述發(fā)射天線為四根均與所述波形生成器電連接的天線第一、第二、第三和第四發(fā)射天線，所述第一、第二發(fā)射天線分別布置在汽車車廂內(nèi)左右兩側(cè)，所述第三發(fā)射天線布置在汽車車廂內(nèi)前部區(qū)域， 所述第四發(fā)射天線布置在汽車車廂內(nèi)尾部區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的汽車智能卡定位系統(tǒng)，其特征在于所述參照數(shù)據(jù)包括劃分汽車所在空間的前部區(qū)域和后部區(qū)域的分界距離值Lmin_F和分界距離值Lmin_R，劃分車廂外無關(guān)區(qū)域與車廂外有關(guān)區(qū)域的分界距離值LmaX_AB，劃分車廂外車門附近區(qū)域與車廂外非車門附近區(qū)域的左臨界值L0_L和右臨界值L0_R，確定車廂外玻璃窗附近允許發(fā)生誤判的區(qū)域的門限距離值S、所述第三發(fā)射天線和所述第四發(fā)射天線的距離值L_CD，經(jīng)對車窗玻璃上均勻選取采樣點遂由各采樣點分別與所述第一、第二、第三和第四發(fā)射天線的距離組成的數(shù)組按照各采樣點與該第一發(fā)射天線的距離由小到大排列而形成的索引表按照各采樣點與該第二發(fā)射天線的距離由小到大排列而形成的索引表hdet
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的汽車智能卡定位系統(tǒng)，其特征在于所述參照數(shù)據(jù)包括劃分汽車所在空間的前部區(qū)域和后部區(qū)域的分界距離值Lmin_F和分界距離值Lmin_R，劃分車廂外無關(guān)區(qū)域與車廂外有關(guān)區(qū)域的分界距離值LmaX_AB，劃分車廂外車門附近區(qū)域與車廂外非車門附近區(qū)域的界定系數(shù)k，確定車廂外玻璃窗附近允許發(fā)生誤判的區(qū)域的門限距離值S、所述第三發(fā)射天線和所述第四發(fā)射天線的距離值L_CD，經(jīng)對車窗玻璃上均勻選取采樣點遂由各采樣點分別與所述第一、第二、第三和第四發(fā)射天線的距離組成的數(shù)組按照各采樣點與該第一發(fā)射天線的距離由小到大排列而形成的索引表按照各采樣點與該第二發(fā)射天線的距離由小到大排列而形成的索引表hdex_B。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5或6所述的汽車智能卡定位系統(tǒng)，其特征在于還包括輸出端與第一、第二、第三和第四發(fā)射天線均電連接的通道選通模塊，所述微控制單元還包括輸入端與所述中央運算單元電連接、并受該中央運算單元控制的通道選擇端口，所述通道選擇端口的輸出端與所述通道選通模塊的一輸入端電連接，所述通道選通模塊的另一輸入端與所述波形生成器電連接，所述通道選通模塊根據(jù)所述通道選擇端口的通道選擇信號決定同一時間段將所述波形生成器生成的低頻信號僅向所述四根發(fā)射天線中的一根輸出。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的汽車智能卡定位系統(tǒng)，其特征在于所述第一、第二、第三和第四發(fā)射天線均為低頻發(fā)射天線且發(fā)射頻率相同。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的汽車智能卡定位系統(tǒng)，其特征在于所述第一、第二發(fā)射天線分別布置在汽車車廂內(nèi)兩側(cè)左、右中央門柱位置，所述第三發(fā)射天線布置在汽車車廂內(nèi)駕駛臺中央位置與車底板之間，所述第四發(fā)天線布置在汽車車廂內(nèi)末排座椅靠墊中部與車頂棚之間，且所述第一、第二、第三和第四發(fā)射天線均布置在汽車車廂內(nèi)與金屬車身的平行距離在4厘米以上的位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的汽車智能卡定位系統(tǒng)，其特征在于還包括與所述電子控制單元電連接的顯示裝置。
全文摘要
一種汽車智能卡定位系統(tǒng)，其特征在于包括發(fā)射天線、智能卡和電子控制單元，所述發(fā)射天線布置于汽車車廂內(nèi)，所述發(fā)射天線與所述電子控制單元電連接并根據(jù)其指令發(fā)射無線低頻信號，所述智能卡與所述發(fā)射天線和所述電子控制單元相匹配，所述智能卡接收該無線低頻信號并檢測該無線低頻信號的磁場強度，并將檢測結(jié)果通過無線高頻信號傳輸至所述電子控制單元，所述電子控制單元將接收到的所述無線高頻信號中的磁場強度數(shù)據(jù)同預存的參照數(shù)據(jù)進行對比從而確定所述智能卡的位置。本發(fā)明具有對智能卡進行準確定位的功能，實現(xiàn)了汽車的被動式進入和啟動，極大的方便了駕駛者的使用。
文檔編號G01S5/14GK102157021SQ201010566169
公開日2011年8月17日 申請日期2010年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者王勇 申請人:深圳市航盛電子股份有限公司