DE-102025144163-A1 - NICHT-SICHTLINIEN-OBJEKTDETEKTION

Abstract

Es wird eine Position einer mobilen Vorrichtung bezogen auf ein Fahrzeug bestimmt. Laufzeitnachrichten (TOF-Nachrichten), die zwischen Ultrabreitband-(UWB-)Ankern und einer mobilen Vorrichtung ausgetauscht werden, werden über UWB-Anker eines Fahrzeugs detektiert. Als Reaktion auf einen fehlenden Empfang von TOF-Nachrichten von einer Anzahl der UWB-Anker, die zum Durchführen einer Trilateration für mindestens eine Vielzahl von aufeinanderfolgenden Ranging-Runden erforderlich ist, schaltet das Fahrzeug einen Radarmodus ein, um Ankunftswinkel- und Entfernungsinformationen zwischen den UWB-Ankern und der mobilen Vorrichtung zu detektieren. Als Reaktion auf das Einschalten eines Radarmodus empfängt das Fahrzeug Kanalimpulsreaktionsdaten (CIR-Daten) von den UWB-Ankern. Eine Position der mobilen Vorrichtung wird auf Grundlage der CIR-Daten und der TOF-Nachrichten bestimmt. Die Position der mobilen Vorrichtung wird für eine oder mehrere Fahrzeuganwendungen genutzt.

Inventors

• Sathyanarayana Chary Palakonda
• Ivan Vukovic

Assignees

• FORD GLOBAL TECHNOLOGIES, LLC

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20251028

Priority Date

20241106

Claims (15)

1. Verfahren zum Bestimmen einer Position einer mobilen Vorrichtung bezogen auf ein Fahrzeug, das durch eine Steuerung eines Fahrzeugs umgesetzt wird, umfassend: Detektieren von Laufzeitnachrichten (TOF-Nachrichten), die in einem Ranging-Modus zwischen Ultrabreitband-(UWB-)Ankern eines Fahrzeugs und einer mobilen Vorrichtung ausgetauscht werden, über die UWB-Anker; Schalten in einen Radarmodus, um Ankunftswinkel- und Entfernungsinformationen zwischen den UWB-Ankern und der mobilen Vorrichtung zu detektieren, als Reaktion auf einen fehlenden Empfang von TOF-Nachrichten von einer Anzahl der UWB-Anker, die zum Durchführen einer Trilateration für mindestens eine Vielzahl von aufeinanderfolgenden Ranging-Runden erforderlich ist; Empfangen von Kanalimpulsantwortdaten (CIR-Daten) von den UWB-Ankern als Reaktion auf das Schalten in den Radarmodus an einem oder mehreren der UWB-Anker; Bestimmen einer Position der mobilen Vorrichtung auf Grundlage der CIR-Daten und der TOF-Nachrichten; und Nutzen der Position der mobilen Vorrichtung für eine oder mehrere Fahrzeuganwendungen.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , ferner umfassend Berechnen eines Ankunftswinkels (AOA) von Signalen von der mobilen Vorrichtung und der Entfernungsinformationen unter Verwendung der CIR-Daten von den UWB-Ankern und unter Verwendung der AOA-Informationen, um Radardaten von den UWB-Ankern auszuwählen, die den UWB-Ankern am nächsten sind, die beim Bestimmen der Position der mobilen Vorrichtung die TOF-Nachrichten bereitstellen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , ferner umfassend Planen, dass alle der UWB-Anker in dem Radarmodus die Bestimmung des Ankunftswinkels und der Entfernung durchführen.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , ferner umfassend Planen, dass nur die UWB-Anker, für welche die TOF-Nachrichten empfangen werden, in dem Radarmodus die Bestimmung des Ankunftswinkels und der Entfernung durchführen.
5. Verfahren nach Anspruch 1 , ferner umfassend Planen von UWB-Radarsitzungen in dem Radarmodus und von UWB-Ranging-Sitzungen in dem Ranging-Modus durch Konfigurieren spezifischer der UWB-Anker, um Radarpakete zu senden, ohne sich mit anderen UWB-Ankern zu überlappen und ohne Fenster zu stören, die für das Ranging reserviert sind.
6. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die eine oder mehreren Fahrzeuganwendungen eine Anwendung zum Bereitstellen eines sicheren Zugriffs auf das Fahrzeug beinhalten.
7. Verfahren nach Anspruch 1 , ferner umfassend Ausschalten des Radarmodus, der vorangehend eingeschaltet wurde, um die mobile Vorrichtung zu lokalisieren, als Reaktion auf den Empfang der TOF-Nachrichten von der Anzahl der UWB-Anker, die zum Durchführen der Trilateration für mindestens die Vielzahl von aufeinanderfolgenden Ranging-Runden erforderlich ist.
8. Verfahren nach Anspruch 1 , ferner umfassend eines oder mehrere von Folgenden: Nutzen nicht verwendeter Zeitfenster innerhalb der Ranging-Runden für Radarsitzungen in dem Ranging-Modus; Nutzen nicht verwendeter Ranging-Runden für die Radarsitzungen; und/oder Nutzen einer Kombination aus nicht verwendeten Zeitfenstern innerhalb einer bestehenden Ranging-Runde und nicht verwendeten Ranging-Runden für die Radarsitzungen.
9. Verfahren nach Anspruch 1 , ferner umfassend Abwechseln zwischen UWB-Radarsitzungen in dem Radarmodus und UWB-Ranging-Sitzungen in dem Ranging-Modus auf zeitsynchrone Weise, um die Trilateration durchzuführen.
10. System zum Planen von UWB-Radar- und -Ranging-Sitzungen, wobei das System Folgendes umfasst: einen oder mehrere UWB-Anker eines Fahrzeugs; und eine Steuerung des Fahrzeugs, die zu Folgendem konfiguriert ist: Detektieren von TOF-Nachrichten, die in einem Ranging-Modus zwischen einem oder mehreren UWB-Ankern des Fahrzeugs und einer mobilen Vorrichtung ausgetauscht werden, über den einen oder die mehreren UWB-Anker, Einschalten eines Radarmodus, um Ankunftswinkelinformationen und eine Entfernung zwischen den UWB-Ankern und der mobilen Vorrichtung zu detektieren, als Reaktion auf einen fehlenden Empfang von TOF-Nachrichten von einer Anzahl der UWB-Anker, die zum Durchführen einer Trilateration für mindestens eine Vielzahl von aufeinanderfolgenden Ranging-Runden erforderlich ist, Empfangen von CIR-Daten von den UWB-Ankern als Reaktion auf ein Schalten in den Radarmodus, Bestimmen einer Position der mobilen Vorrichtung auf Grundlage der CIR-Daten und der TOF-Nachrichten und Nutzen der Position der mobilen Vorrichtung für eine oder mehrere Fahrzeuganwendungen.
11. System nach Anspruch 10 , wobei es sich bei dem einen oder den mehreren UWB-Ankern um einen einzigen UWB-Anker handelt und die Position der mobilen Vorrichtung auf Grundlage der CIR-Daten und unter Verwendung der TOF-Nachrichten von nur dem einzigen UWB-Anker bestimmt wird.
12. System nach Anspruch 10 , wobei die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, einen AOA von Signalen von der mobilen Vorrichtung und die Entfernung unter Verwendung der CIR-Daten von den UWB-Ankern und unter Verwendung der AOA-Informationen zu berechnen, um Radardaten von den UWB-Ankern auszuwählen, die den UWB-Ankern am nächsten sind, die beim Bestimmen der Position der mobilen Vorrichtung die TOF-Nachrichten bereitstellen.
13. System nach Anspruch 10 , wobei die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, zu planen, dass alle der UWB-Anker in dem Radarmodus eine Bestimmung eines Ankunftswinkels und einer Entfernung durchführen.
14. System nach Anspruch 10 , wobei die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, zu planen, dass nur die UWB-Anker, für welche die TOF-Nachrichten empfangen werden, in dem Radarmodus eine Bestimmung eines Ankunftswinkels und einer Entfernung durchführen.
15. System nach Anspruch 10 , wobei die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, durch Konfigurieren spezifischer der UWB-Anker, um Radarpakete zu senden, ohne sich mit anderen UWB-Ankern zu überlappen und ohne Fenster zu stören, die für das Ranging reserviert sind, UWB-Radarsitzungen in dem Radarmodus und UWB-Ranging-Sitzungen in dem Ranging-Modus zu planen.

Description

GEBIET DER TECHNIK Aspekte der Offenbarung betreffen im Allgemeinen das Detektieren und Handhaben von Situationen, in denen eine mobile Ultrabreitband-(ultra-wideband - UWB-)Vorrichtung keine Sichtlinie aufweist. ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK Telefontrilateration unter Verwendung von UWB-Technologie ist ein Verfahren zur präzisen Standortverfolgung und Positionierung. UWB verwendet sehr kurze Pulse über ein breites Frequenzspektrum, was genaue Entfernungsmessungen ermöglicht. Bei der Trilateration wird die Position einer Vorrichtung bestimmt, indem die Entfernungen von drei oder mehr bekannten Referenzpunkten, typischerweise UWB-Ankern, berechnet werden. Die Vorrichtung misst die Zeit, die UWB-Signale benötigen, um sich zwischen ihr und jedem UWB-Anker zu bewegen, und wandelt diese Laufzeitmessungen in Entfernungsschätzungen um. Durch Verwenden mehrerer Entfernungsmessungen kann die exakte Position der Vorrichtung genau ermittelt werden, oftmals innerhalb weniger Zentimeter. Dieses Verfahren wird in Anwendungen wie etwa Navigation in Innenräumen, Asset Tracking und erweiterter Realität verwendet. Kanalimpulsantworten (channel impulse responses - CIRs) können verwendet werden, um in Systemen, die UWB-Technologie nutzen, Radar-Funktionalität bereitzustellen. CIRs können eine Zeitbereichsantwort eines Signals darstellen, während es sich durch einen Kanal bewegt, wobei die Reflexionen, Beugungen und Streuung des Signals von Objekten in der Umgebung erfasst werden. Durch Analysieren der CIRs können das Vorhandensein, die Entfernung und die Geschwindigkeit von Objekten identifiziert werden. KURZDARSTELLUNG In einem oder mehreren veranschaulichenden Beispielen beinhaltet ein Verfahren zum Bestimmen einer Position einer mobilen Vorrichtung bezogen auf ein Fahrzeug, das durch eine Steuerung eines Fahrzeugs umgesetzt wird, Detektieren von Laufzeitnachrichten (time-of-flight messages - TOF-Nachrichten), die in einem Ranging-Modus zwischen Ultrabreitband-(UWB-)Ankern eines Fahrzeugs und einer mobilen Vorrichtung ausgetauscht werden, über die UWB-Anker; Schalten in einen Radarmodus, um Ankunftswinkel- und Entfernungsinformationen zwischen den UWB-Ankern und der mobilen Vorrichtung zu detektieren, als Reaktion auf einen fehlenden Empfang von TOF-Nachrichten von einer Anzahl der UWB-Anker, die zum Durchführen einer Trilateration für mindestens eine Vielzahl von aufeinanderfolgenden Ranging-Runden erforderlich ist; Empfangen von Kanalimpulsantwortdaten (CIR-Daten) von den UWB-Ankern als Reaktion auf das Schalten in den Radarmodus an einem oder mehreren der UWB-Anker; Bestimmen einer Position der mobilen Vorrichtung auf Grundlage der CIR-Daten und der TOF-Nachrichten; und Nutzen der Position der mobilen Vorrichtung für eine oder mehrere Fahrzeuganwendungen. In einem oder mehreren veranschaulichenden Beispielen beinhaltet das Verfahren ferner Berechnen eines Ankunftswinkels (angle of arrival - AOA) von Signalen von der mobilen Vorrichtung und der Entfernungsinformationen unter Verwendung der CIR-Daten von den UWB-Ankern und unter Verwendung der AOA-Informationen, um Radardaten von den UWB-Ankern auszuwählen, die den UWB-Ankern am nächsten sind, die beim Bestimmen der Position der mobilen Vorrichtung die TOF-Nachrichten bereitstellen. In einem oder mehreren veranschaulichenden Beispielen beinhaltet das Verfahren ferner Planen, dass alle der UWB-Anker in dem Radarmodus die Bestimmung des Ankunftswinkels und der Entfernung durchführen. In einem oder mehreren veranschaulichenden Beispielen beinhaltet das Verfahren ferner Planen, dass nur die UWB-Anker, für welche die TOF-Nachrichten empfangen werden, in dem Radarmodus die Bestimmung des Ankunftswinkels und der Entfernung durchführen. In einem oder mehreren veranschaulichenden Beispielen beinhaltet das Verfahren ferner Planen von UWB-Radarsitzungen in dem Radarmodus und von UWB-Ranging-Sitzungen in dem Ranging-Modus durch Konfigurieren spezifischer der UWB-Anker, um Radarpakete zu senden, ohne sich mit anderen UWB-Ankern zu überlappen und ohne Fenster zu stören, die für das Ranging reserviert sind. In einem oder mehreren veranschaulichenden Beispielen beinhaltet das Verfahren ferner, dass die eine oder mehreren Fahrzeuganwendungen eine Anwendung zum Bereitstellen eines sicheren Zugriffs auf das Fahrzeug beinhalten. In einem oder mehreren veranschaulichenden Beispielen beinhaltet das Verfahren ferner Ausschalten des Radarmodus, der vorangehend eingeschaltet wurde, um die mobile Vorrichtung zu lokalisieren, als Reaktion auf den Empfang der TOF-Nachrichten von der Anzahl der UWB-Anker, die zum Durchführen der Trilateration für mindestens die Vielzahl von aufeinanderfolgenden Ranging-Runden erforderlich ist. In einem oder mehreren veranschaulichenden Beispielen beinhaltet das Verfahren ferner eines oder mehrere von Nutzen nicht verwendeter Zeitfenster innerhalb der Ranging-Runden für Radarsitzungen in dem Ranging-Modus; Nutzen nicht verwendeter Ranging-Runden für die Radarsitzungen;