【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種用于確定來自移動設備的電磁波在接收單元上、尤其是在uwb接收器上的入射角(英文：angle?of?arrival，或者簡稱aoa)和/或到達方向(英文：directionof?arrival，或者簡稱doa)的方法。此外，本專利技術涉及一種用于執行相應方法的對應的計算機程序產品、對應的控制單元和對應的接收單元、尤其是對應的uwb接收器。
技術介紹
1、用于確定入射角或方向的方法原則上是已知的，電磁無線波從該入射角或方向進入到接收器中。為此接收器例如可以構造有兩個接收天線。可以由這兩個接收天線上的相位差(英文：phase?difference?of?arrival，或者縮寫為pdoa)計算入射角。尤其是當接收器靠近金屬安裝時出現問題，例如被使用用于車輛訪問系統的接收器是這種情況，這種接收器靠近車輛車身安裝。通過近金屬產生這樣的信號路徑，所述信號路徑僅略長于第一信號路徑或接收器的直接視線(英文：line?of?sight，或者縮寫為los)，即最短的信號路徑。這種信號路徑可能影響用于最短信號路徑(即關注的或重要的信號路徑)的相位差的確定，這導致在相位差方面的錯誤結果并且因此不利地影響入射角或到達方向的確定。
2、例如可以描述以下場景。移動設備、如智能手機應借助接收器、例如經由uwb相對于車輛定位。在此可能發生的是，只有一個唯一的接收器接收到來自移動設備的信號。這可能在其它接收器被遮擋和/或信號較弱時發生。在這種情況下，該接收器可以測量到移動設備的距離。如果在該接收器中至少兩個天線彼此以定義的距離(小于λ
3、大多數情況下，使用信號的第一信號路徑的中點來用于確定相位差。如上所述，如此在信號的第一信號路徑的中點處確定相位差可能會導致在確定入射角或到達方向時的錯誤結果。原因在于uwb脈沖并不是理想的狄拉克沖擊(t＝0)，而是具有有限的脈沖寬度，例如約2ns。由此信道脈沖響應(英文：channel?impulse?response，或者縮寫為cir)中的信號分量是可見的，其在幾納秒上延伸。如果uwb接收器靠近金屬安裝，則現在根據到達方向可能存在強反射路徑，其僅比關注的第一信號路徑長幾厘米并且其信號分量與第一信號路徑的信號分量疊加并且由此失真。因此，在這種情況下，在第一信號路徑的中點處確定相位差不是最佳的。
技術實現思路
1、因此，本專利技術的任務是至少部分地克服上述缺點中的至少一個。本專利技術的任務尤其是提供一種用于確定來自移動設備的電磁波在接收單元、尤其是在uwb接收器上的入射角和/或到達方向的方法，該方法能夠改善入射角和/或到達方向的確定，其具有更好的精度，能夠改善車輛的訪問功能，提高客戶的舒適度并增強了對訪問系統的信任。此外，本專利技術的任務是提供一種用于執行相應方法的對應的計算機程序產品、對應的接收單元、尤其是對應的uwb接收器。
2、本專利技術提供一種具有獨立方法權利要求的特征的、用于確定來自移動設備的電磁波在接收單元上、尤其是在uwb接收器上的入射角和/或到達方向的方法。此外，本專利技術還提供具有并列權利要求的特征的對應的計算機程序產品、對應的控制單元和對應的接收單元、尤其是對應的uwb接收器。在此結合本專利技術的不同實施方式和/或方面描述的特征和細節當然也適用于其它實施方式和/或方面，反之亦然，使得關于各個實施方式和/或方面的公開內容始終相互參考或可以相互參考。
3、本專利技術提出一種用于確定來自移動設備的電磁波在接收單元上、尤其是在uwb接收器上的入射角和/或到達方向的方法。在此接收單元具有至少兩個接收天線。為了確定入射角和/或到達方向，確定接收天線上的信號響應之間的相位差。為此提出，在信號響應中的如下(多個)位置處確定相位差，所述位置還在信號響應中的(多個)第一信號路徑的相應中點(m)之前。
4、本公開意義上的信號響應也可以稱為信道脈沖響應(英文：channel?impulseresponse，或者縮寫成cir)。
5、第一信號路徑或接收器的直接視線(英文：line?of?sight，或者縮寫成los)因此被稱為最短信號路徑。
6、本專利技術認識到，在信號的第一信號路徑的中點處確定相位差不是最佳的，因為車輛上的金屬部件可能會形成反射路徑，這可能使第一信號路徑的信號分量失真。
7、現在本專利技術提出，信號響應中的相位差不是在第一信號路徑的中點處計算，而是在更早的(優選盡可能早的)位置處計算，在所述位置處信號響應例如超過特定的或有針對性地設置的閾值。
8、以這種方式，在確定相位差時減小了略長的反射路徑的信號分量的影響，所述反射路徑可能與第一信號電路的信號分量疊加并且由此失真。
9、此外，可以規定，在信號響應的(多個)位置處確定相位差，所述位置在信號響應中超過特定的、優選有針對性地選擇或計算的閾值。因此，可以實現的是：可以在更早(盡可能早)的位置處，即在信號響應已超過所述閾值時，確定相位差。
10、此外，可以規定，所述閾值被確定成，使得確定相位差的位置盡可能早地出現在信號響應中并且已經高于(多個)噪聲水平。以這種方式，可以實現的是，可以盡可能早地，即在能夠區分信號響應與噪聲水平時確定相位差。
11、一方面可以設想，可以根據信號響應的絕對值確定所述閾值。另一方面可以設想，可以根據信號響應的實部的絕對值和/或根據信號響應的虛部的絕對值確定所述閾值。例如可以這樣確定閾值，使得在信號響應(例如具有實部和虛部并且可以被視為復數的信號響應的絕對值)中在時間上在第一信號路徑的所識別的中點之前至少2…5ns等待多個由噪聲引起的值。例如可以這樣選擇閾值，使得閾值高于噪聲水平。因此，可以考慮信號響應的這樣的位置或點，在該位置或點處信號曲線還向第一信號路徑的中點上升。可以將信號響應的絕對值和/或信號響應的實部的絕對值和/或信號響應的虛部的絕對值視為信號。
12、此外可以設想，如果根據信號響應的實部的絕對值并且根據信號響應的虛部的絕對值確定閾值，則可以選擇相應更早的時刻作為用于確定相位差的相關位置。換言之，可以分別選擇相應更早的時刻作為對于確定相關的。
13、此外可以規定，根據兩個閾值確定所述閾值。例如可以設想，所述閾值可以被確定為兩個閾值中的最大值。此外，可以根據噪聲水平和第一因數、尤其是大于1的第一因數確定第一閾值。此外，可以根據信號響應中的第一信號路徑和第二因數、尤其是小于1的第二因數確定第二閾值。換言之，閾值可以定義為兩個不同地計算的閾值的組合，例如作為兩個閾值中的最大值或較大值。
14、第一閾值可以是確保信號響應超出噪聲并且第一信號路徑的第一信號分量變得有效的閾值。在此可以定義例如顯著大于1的第一因數，例如5，將噪聲水平與該第一因數相乘。例如可以在噪聲范圍內的多個絕對值中選擇最大值，以確定噪聲水平。然后可以如下確定第一閾值：
15、s1＝f1本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.用于確定來自移動設備(200)的電磁波(W)在接收單元(100)上、尤其是在UWB接收器上的入射角(AoA)和/或到達方向(DoA)的方法，其中，所述接收單元(100)具有至少兩個接收天線(AE1、AE2)，其中，為了確定入射角(AoA)和/或到達方向(DoA)而確定接收天線(AE1、AE2)上的信號響應(CIR)之間的相位差(PDoA)，其中，在信號響應(CIR)中的如下位置處確定相位差(PDoA)，所述位置還在信號響應(CIR)中的第一信號路徑(LoS)的相應中點(M)之前。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，在信號響應(CIR)的如下位置處確定相位差(PDoA)，所述位置在信號響應(CIR)中超過特定閾值(S)。
3.根據權利要求2所述的方法，其中，所述閾值(S)被確定成，使得確定相位差(PDoA)的位置盡可能早地，即還在中點(M)之前地出現在信號響應(CIR)中并且已經高于噪聲水平(Noise)。
4.根據權利要求2或3所述的方法，其中，根據信號響應(CIR)的絕對值(Abs(CIR))確定所述閾值(S)，
5.根據前
6.根據前述權利要求2至5中任一項所述的方法，其中，根據兩個閾值(S1、S2)確定所述閾值(S)，
7.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，在確定針對第一接收天線(AE1)的相位位置和針對第二接收天線(AE2)的相位位置時考慮可能的相位偏移，所述相位偏移例如能通過天線設計引起。
8.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，如果所述接收天線(AE1、AE2)在信號響應(CIR)中識別和/或輸出不同的第一信號路徑(LoS)，則優選使用較早的第一信號路徑(LoS)或使用預定義的接收天線(AE1或AE2)的第一信號路徑(LoS)用于確定所述閾值(S)。
9.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，
10.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，考慮第一信號路徑(LoS)上和/或信號響應(CIR)中的用于確定相位差(PDoA)的位置處的信號強度，以改善入射角(AoA)和/或到達方向(DoA)的確定，和/或考慮更靠近移動設備(200)的接收天線(AE1、AE2)處的信號響應(CIR)的信號強度更大。
11.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，為了確定入射角(AoA)和/或到達方向(DoA)，在確定相位差(PDoA)時考慮選擇的結果，這些結果優選借助機器學習方法進行選擇和/或這些結果尤其是來自不同接收單元(100)。
12.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，在確定入射角(AoA)和/或到達方向(DoA)時，輸出可靠性值(C)，該可靠性值尤其是取決于信號強度和/或所確定的入射角(AoA)和/或所確定的到達方向(DoA)，
13.計算機程序產品，其包括指令，所述指令在被計算機執行所述計算機程序產品時使計算機執行根據前述權利要求中任一項所述的方法。
14.控制單元(ECU)，其具有計算單元和存儲單元，在所述存儲單元中存儲有代碼，所述代碼在至少部分地被計算單元執行時執行根據前述權利要求1至12中任一項所述的方法。
15.用于車輛的接收單元(100)、尤其是UWB接收器，其具有根據前述權利要求所述的控制單元(ECU)。
...【技術特征摘要】
1.用于確定來自移動設備(200)的電磁波(w)在接收單元(100)上、尤其是在uwb接收器上的入射角(aoa)和/或到達方向(doa)的方法，其中，所述接收單元(100)具有至少兩個接收天線(ae1、ae2)，其中，為了確定入射角(aoa)和/或到達方向(doa)而確定接收天線(ae1、ae2)上的信號響應(cir)之間的相位差(pdoa)，其中，在信號響應(cir)中的如下位置處確定相位差(pdoa)，所述位置還在信號響應(cir)中的第一信號路徑(los)的相應中點(m)之前。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，在信號響應(cir)的如下位置處確定相位差(pdoa)，所述位置在信號響應(cir)中超過特定閾值(s)。
3.根據權利要求2所述的方法，其中，所述閾值(s)被確定成，使得確定相位差(pdoa)的位置盡可能早地，即還在中點(m)之前地出現在信號響應(cir)中并且已經高于噪聲水平(noise)。
4.根據權利要求2或3所述的方法，其中，根據信號響應(cir)的絕對值(abs(cir))確定所述閾值(s)，
5.根據前述權利要求2至4中任一項所述的方法，其中，如果根據信號響應(cir)的實部(i)的絕對值(abs(i))并且根據信號響應的虛部(q)的絕對值(abs(q))確定所述閾值(s)，則選擇相應更早的時刻(t_pdoa)作為用于確定相位差(pdoa)的相關位置。
6.根據前述權利要求2至5中任一項所述的方法，其中，根據兩個閾值(s1、s2)確定所述閾值(s)，
7.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，在確定針對第一接收天線(ae1)的相位位置和針對第二接收天線(ae2)的相位位置時考慮可能的相位偏移，所述相位偏移例如能通過天線設計引起。<...
【專利技術屬性】
技術研發人員：R·克肯，L·韋格豪斯，
申請(專利權)人：海拉有限雙合股份公司，
類型：發明
國別省市：
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