【技术实现步骤摘要】
本申请涉及汽车，具体而言，涉及一种基于超宽带uwb数字钥匙的位置预测方法及装置。
技术介绍
1、汽车超宽带（ultra wide band，uwb）数字钥匙其场景实现主要依赖于装有数字钥匙的控制终端与车辆uwb锚点进行测距实现精准定位。当装有数字钥匙的控制终端与uwb锚点之间有障碍物时，如柱子等，这会遮挡控制终端到车辆uwb锚点间的测距信号，导致定位失效。定位失效时，数字钥匙功能将处于失效或无效状态，这将严重影响用户体验。
2、存在的问题是：目前的汽车数字钥匙在遇到障碍物遮挡，数字钥匙无法连接到汽车uwb锚点时，会使数字钥匙功能处于失效或无效状态，对用户体验造成影响。
技术实现思路
1、本申请解决了目前的汽车数字钥匙在遇到障碍物遮挡，数字钥匙无法连接到汽车uwb锚点时，会使数字钥匙功能处于失效或无效状态，对用户体验造成影响的技术问题。本申请在uwb定位失效时，通过获取控制终端的速度矢量、历史轨迹集合以及车辆朝向作为输入参数，输入预测位置计算模型，使其计算得出预测位置，保证了数字钥匙功能持续有效，提高了用户体验。
2、为解决上述问题，本申请提供一种基于超宽带uwb数字钥匙的位置预测方法，应用于uwb数字钥匙的位置预测系统，位置预测系统包括uwb标签和设置在车辆上的多个uwb锚点，位置预测方法包括：确定uwb标签的uwb定位信息是否失效；当uwb定位信息失效时，获取uwb标签的速度矢量和历史轨迹集合以及车辆的朝向信息；将速度矢量、历史轨迹集合以及朝向信息输入位置
3、与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：通过在uwb数字钥匙定位失效时预测uwb标签位置，提高了数字钥匙与汽车之间的连接稳定性和可靠性。通过预测位置计算模型结合速度矢量、历史轨迹集合以及车辆朝向等参数，能够准确预测数字钥匙的位置，使用户无需等待uwb定位恢复，提升了用户体验。
4、在一个可能的设计中，将速度矢量、历史轨迹集合以及朝向信息输入位置预测计算模型以计算得到uwb标签的预测位置，包括：将速度矢量、历史轨迹集合以及朝向信息输入位置预测计算模型，计算得到预测初始位置；通过卡尔曼滤波算法结合预测初始位置计算得到预测位置。
5、与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：通过计算得出预测初始位置，再采用卡尔曼滤波算法对预测初始位置进行优化，能够使形成的uwb标签轨迹平滑，更加逼近行人实际行走轨迹，进一步提高了位置预测的准确性和稳定性。
6、在一个可能的设计中，确定uwb标签的uwb定位信息是否失效，包括：测量uwb标签与多个uwb锚点之间的当前距离信息；若无法获取有效的当前距离信息，或获得的当前距离信息相比前一次获取的历史距离信息，位移超出设定的范围阈值，则确定uwb标签的uwb定位信息失效。
7、与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：通过测量uwb标签与多个uwb锚点之间的当前距离信息，能够实时监测uwb定位信息的准确性，及时发现定位信息失效的情况。通过设定范围阈值，再将当前位置与前一次位置的位移与范围阈值进行比较，可以有效地判断uwb定位信息的失效情况，提高了系统对uwb标签位置状态的可靠性判断能力。
8、在在一个可能的设计中，历史轨迹集合包括：
9、
10、其中，为历史轨迹集合，为历史轨迹点，历史轨迹集合保存有uwb标签至少最后五个有效轨迹位置;
11、计算得到预测初始位置，包括：
12、通过预测公式计算得到预测初始位置，其中，预测公式如下：
13、
14、
15、其中，为预测初始位置；为uwb标签在uwb标签坐标系中，方向的值；为uwb标签在uwb标签坐标系中，方向的值；为uwb标签朝向信息；为uwb标签的移动速度；为朝向信息，且朝向信息为车辆在停车前的最后一次有效朝向信息；为对应历史轨迹点的关系度；为历史轨迹点在uwb标签坐标系中方向的值；为历史轨迹点在uwb标签坐标系中方向的值。
16、与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：历史轨迹集合保存有uwb标签至少最后五个有效轨迹位置，这使得预测位置计算模型能够更准确地分析uwb标签的移动趋势和轨迹变化，这提高了预测位置的准确性和稳定性。历史轨迹集合有助于模型更好地理解uwb标签的运动规律，这使预测位置计算模型可以更精确地预测安装有数字钥匙的uwb标签的位置，提升了位置预测系统的可靠性和用户体验。通过考虑速度矢量、历史轨迹和车辆朝向等因素，预测公式能够更准确地计算出预测初始位置，提高了位置预测的准确性。预测公式中包含了历史轨迹点的关系度参数，可以根据历史轨迹点的重要性对预测位置进行调整，使预测模型更加灵活和智能。预测公式考虑了车辆朝向的影响，能够更好地适应不同车辆运动状态下的位置预测需求，提高了系统的稳定性和可靠性。车辆朝向是车辆运动的重要参考信息之一，通过提供车辆停车前最后一次有效朝向的信息，这有助于预测位置计算模型更好地理解车辆的运动状态和方向，从而增加对uwb标签预测位置的准确性和可靠性。
17、在一个可能的设计中，通过卡尔曼滤波算法结合预测初始位置计算得到预测位置，包括：根据历史轨迹集合、初始化公式和卡尔曼预测公式计算得到卡尔曼预测位置；根据更新公式和预测初始位置修正卡尔曼预测位置以得到预测位置。
18、与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：卡尔曼滤波算法能够更稳定地对预测位置进行修正，减少位置预测的误差和波动，提高了位置预测的准确性和稳定性。根据历史轨迹集合、初始化公式和卡尔曼预测公式可以更快地适应uwb标签的动态变化，加速收敛过程，使得预测位置更快地趋近于真实位置，提高了系统的响应速度。更新公式能够根据实际观测值和预测初始位置之间的差异，自动调整预测位置，使得修正更加精准和有效，提高了位置预测的准确性和稳定性。
19、在一个可能的设计中，初始化公式包括卡尔曼初始化公式,卡尔曼初始化公式如下：
20、
21、其中，为状态误差协方差矩阵：为过程噪声协方差；为测量噪声协方差；为测量矩阵。
22、与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：通过状态误差协方差矩阵、过程噪声协方差和测量噪声协方差等参数，卡尔曼初始化公式能够更精准地估计uwb标签的状态，提高了位置预测的准确性和稳定性。通过设定过程噪声协方差和测量噪声协方差，卡尔曼初始化公式可以更有效地处理噪声干扰，减少了噪声对位置预测的影响，提高了系统的鲁棒性。测量矩阵的引入使得卡尔曼初始化公式能够更灵活地处理不同类型的测量数据，适应不同的系统环境和传感器配置，提高了位置预测系统的通用性和适应性。
23、在一个可能的设计中，卡尔曼预测公式包括：
24、。
25、与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：通过卡尔曼预测公式对状态进行预测时，保留了先前的状态预测本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于超宽带UWB数字钥匙的位置预测方法，应用于所述UWB数字钥匙的位置预测系统，所述位置预测系统包括UWB标签和设置在车辆上的多个UWB锚点，其特征在于，所述位置预测方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于超宽带UWB数字钥匙的位置预测方法，其特征在于，所述将所述速度矢量、所述历史轨迹集合以及所述朝向信息输入位置预测计算模型以计算得到所述UWB标签的预测位置，包括：
3.根据权利要求1所述的基于超宽带UWB数字钥匙的位置预测方法，其特征在于，所述确定所述UWB标签的UWB定位信息是否失效，包括：
4.根据权利要求2所述的基于超宽带UWB数字钥匙的位置预测方法，其特征在于，所述历史轨迹集合包括：
5.根据权利要求4所述的基于超宽带UWB数字钥匙的位置预测方法，其特征在于，所述通过卡尔曼滤波算法结合所述预测初始位置计算得到所述预测位置，包括：
6.根据权利要求5所述的基于超宽带UWB数字钥匙的位置预测方法，其特征在于，所述初始化公式包括卡尔曼初始化公式,所述卡尔曼初始化公式如下：
7.根据权利要求6所述的
8.根据权利要求7所述的基于超宽带UWB数字钥匙的位置预测方法，其特征在于，所述更新公式包括卡尔曼更新公式，所述卡尔曼更新公式如下：
9.根据权利要求1-8任一项所述的基于超宽带UWB数字钥匙的位置预测方法，其特征在于，所述位置预测计算模型将周期性计算所述UWB标签的预测位置。
10.一种基于超宽带UWB数字钥匙的位置预测装置，其特征在于，所述基于超宽带UWB数字钥匙的位置预测装置实现如权利要求1-9所述的基于超宽带UWB数字钥匙的位置预测方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于超宽带uwb数字钥匙的位置预测方法，应用于所述uwb数字钥匙的位置预测系统，所述位置预测系统包括uwb标签和设置在车辆上的多个uwb锚点，其特征在于，所述位置预测方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于超宽带uwb数字钥匙的位置预测方法，其特征在于，所述将所述速度矢量、所述历史轨迹集合以及所述朝向信息输入位置预测计算模型以计算得到所述uwb标签的预测位置，包括：
3.根据权利要求1所述的基于超宽带uwb数字钥匙的位置预测方法，其特征在于，所述确定所述uwb标签的uwb定位信息是否失效，包括：
4.根据权利要求2所述的基于超宽带uwb数字钥匙的位置预测方法，其特征在于，所述历史轨迹集合包括：
5.根据权利要求4所述的基于超宽带uwb数字钥匙的位置预测方法，其特征在于，所述通过卡尔曼滤波算法结合所述预测初始位置计算...
【专利技术属性】
技术研发人员：夏宝华，郑洪江，陈可伟，韩松源，
申请(专利权)人：宁波均联智行科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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