Annäherungserkennung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Annäherung einer Person an ein Kraftfahrzeug; ein entsprechendes Computer-Programm sowie eine entsprechende Vorrichtung und ein System.

Für den schlüssellosen Zugang zu einem Kraftfahrzeug wird die UWB-Technologie zwischen einem elektronischen Gerät wie einem Smartphone und/oder einem Fahrzeugschlüssel mit Funkfernbedienung und dem Fahrzeug benutzt. Die allgemeine Bezeichnung hierfür ist Kessy, Keyless Entry und Exit. Kessy erlaubt eine Steuerung von Klappen und Türen am Kraftfahrzeug. Bekannte Lösungen sind das UWB-Ranging, wobei Triangulation der gemessenen Abstände zu einem Smartmobile von einem Kraftfahrzeug mit mehreren UWB-Antennen durchgeführt wird. Weiterhin gibt es sektorbasierte Systeme, bei denen durch Bestromung mehrerer Spulen Teilbereiche um und innerhalb des Kraftfahrzeugs gebildet werden, um ein Gerät zuzuordnen. Ferner ist es bekannt ein elektronisches Gerät mittels Radar, Kamera, IF Optik zu orten. Basierend auf den bestehenden Verfahren ist es bekannt durch eine Erhöhung einer Anzahl von Antennen Fehler bei der Annäherungserkennung zu verringern. Solche Systeme benötigen mithin, durch die Unsicherheit der Messungen und Sichtbarkeit verschiedener Geräte um das Kraftfahrzeug herum, eine hohe Rechenleistung. Häufig werden selbstlernende Algorithmen eingesetzt. Weiterhin ist eine Anzahl von UWB-Antennen am Kraftfahrzeug nicht minimierbar, da eine bestimmte Redundanz im System notwendig ist.

Die Offenlegungsschrift US 2019 0135229 A1 betrifft eine Verwendung zwei verschiedener drahtloser Protokolle zum Bestimmen einer Entfernung zwischen einem Mobilgerät und einem Zugangskontrollsystem (zum Beispiel einem Fahrzeug). Das erste drahtlose Protokoll (zum Beispiel Bluetooth®) kann verwendet werden, um eine Authentifizierung des Fahrzeugs durchzuführen und Entfernungsmessungsfähigkeiten zwischen einer mobilen Vorrichtung (zum Beispiel einem Telefon oder einer Uhr) und dem Fahrzeug auszutauschen. Das zweite drahtlose Protokoll (zum Beispiel Ultrabreitband, UWB) kann eine Pulsbreite verwenden, die kleiner ist als eine Pulsbreite, die vom ersten drahtlosen Protokoll verwendet wird. Die schmalere Impulsbreite kann eine größere Genauigkeit für Entfernungs-(Bereichs-)Messungen bieten. Nachteilig hierbei ist, dass lediglich eine Abstandsinformation über die Protokolle ermittelt werden kann. Insbesondere kann weder eine Orientierung noch eine Richtungsinformation bestimmt werden.

Die Offenlegungsschrift US 2014 340 193 A1 betrifft ein passives schlüsselloses System mit einer Basis, die selektiv den Zugang zu einer eingeschränkten Umgebung durch einen Basis-Transceiver ermöglicht. Der Basis-Transceiver arbeitet mit einer verschlüsselten Verbindung auf ersten und zweiten Frequenzen. Das passive schlüssellose System umfasst ferner ein Basis-Aufzeichnungselement, das Basisinformationen zur gemessenen Bewegungshistorie speichert. Außerdem erkennt ein passives schlüsselloses Gerät mit mindestens einem Sensor eine Bewegungseigenschaft des Geräts, ein Geräteaufzeichnungselement speichert Bewegungsverlaufsinformationen über das Gerät und spiegelt die erfasste Bewegungseigenschaft wider. Ein Geräte-Transceiver kommuniziert mit dem Basis-Transceiver, wobei Basis-Transceiver-Sicherheitsinformationen das Gerät gemäß einem passiven schlüssellosen Protokoll und/oder den Bewegungsverlaufsinformationen identifizieren. Ein Zugriffsanforderungselement bewirkt, dass der Geräte-Transceiver Zugriff auf den Basis-Transceiver anfordert. Die Basis verwendet die gemessenen Bewegungsverlaufsinformationen der Basis und die Bewegungsverlaufsinformationen, wenn der Zugriff auf die eingeschränkte Umgebung gestattet wird. Nachteilig hierbei ist, dass es sich um ein aufwendiges Verfahren handelt, bei dem eine Bewegungseigenschaft des Geräts kontinuierlich erfasst und Bewegungsverlaufsinformationen vorgehalten werden müssen.

Die Offenlegungsschrift CN 107650862 A offenbart ein schlüsselloses Zugangssystem für ein Auto basierend auf einer Näherungswahrnehmung eines Smartphones. Das schlüssellose Zugangssystem für das Auto umfasst ein Informationsanforderungsmodul, ein Echtzeitpositionierungsmotormodul, ein Informationssendemodul, eine fahrzeugmontierte Vorrichtung und eine Cloud-Plattform, wobei das Informationsanforderungsmodul, das Echtzeitpositionierungsmotormodul und das Informationssendemodul im Smartphone angeordnet sind. Das Informationsanforderungsmodul wird zum Anfordern von Informationen für die Cloud-Plattform verwendet; das Echtzeit-Positionierungsmodul wird verwendet, um eine genaue und zuverlässige Raumpositionierung des Smartphones relativ zu einem Auto zu realisieren. Die fahrzeugmontierte Vorrichtung umfasst eine fahrzeugmontierte iBeacon- Basisstation, ein fahrzeugmontiertes Bluetooth-Kommunikationsmodul, ein Informationsverarbeitungsmodul, ein Autotürsteuermodul und ein Motorsteuermodul. Das Informationsverarbeitungsmodul wird zur Induktionssteuerung verwendet als fahrzeugmontierte Steuerung gemäß der Änderung der räumlichen Positionsinformationen eines Benutzers relativ zum Auto; die Cloud-Plattform wird zum Vorspeichern von UUID- und MAC-Adressinformationen der fahrzeugmontierten iBeacon-Basisstation jedes Autos und einer Bluetooth-Fingerabdruckdatenbank und Schwellenwertinformationen verwendet, die jedem Autotyp entsprechen. Gemäß dem schlüssellosen Zugangssystem für Autos werden die störungsfreie Zugangskontrolle und der Ortungsdienst durch eine hochzuverlässige relative Positionierung zwischen Mensch und Auto durchgeführt. Nachteilig hierbei ist, dass das Verfahren technisch aufwendig ist und durch die Cloudanbindung nur bei einer entsprechend guten Netzabdeckung angewendet werden kann.

Die Offenlegungsschrift DE 102016207 997 A1 betrifft ein Verfahren zum Beurteilen einer Zuverlässigkeit einer Relativpositionsbestimmung zwischen einem Gerät zum Zugang zu einem Fahrzeug und dem Fahrzeug, wobei das Verfahren aufweist: Senden, von einer ersten Antenne des Fahrzeugs, eines ersten Funksignals; Senden, von einer zweiten Antenne des Fahrzeugs, eines zweiten Funksignals; Empfangen, bei dem Gerät, des ersten Funksignals und Bestimmen einer ersten Signalintensität; Empfangen, bei dem Gerät, des zweiten Funksignals und Bestimmen einer zweiten Signalintensität; Bestimmen, bei dem Gerät oder dem Fahrzeug, einer Relativposition des Gerätes und/oder des Fahrzeugs und von Signalrichtungen, aus denen die Funksignale bei dem Gerät eingetroffen sind, basierend auf der ersten Signalintensität und der zweiten Signalintensität; Bestimmen einer Verträglichkeit der bestimmter Relativposition und/oder der Signalrichtungen mit einer Anordnung der ersten Antenne und der zweiten Antenne an dem Fahrzeug, um die Zuverlässigkeit der Relativpositionsbestimmung zu beurteilen.

Die Offenlegungsschrift DE 102015 109468 A1 betrifft ein Berechtigungssystem für Fahrzeuge, das wenigstens ein Authentifikationselement, wenigstens eine Vorrichtung zur Ortung des Authentifikationselements und wenigstens eine Vergleichseinheit aufweist, wobei das Authentifikationselement, insbesondere ein Schlüssel oder ein Keyless-Go-Mittel für ein Fahrzeug, beispielsweise ein Automobil, wenigstens eine Funkschnittstelle zum Senden und/oder Empfangen wenigstens eines fahrzeuggenerierten Ortsdatensignals, wenigstens ein Inertialsensorelement zur Erfassung von Inertialdaten im Zusammenhang mit wenigstens einer Bewegung und/oder wenigstens einer Beschleunigung, wenigstens eine Inertialdatenschnitt- stelle zum Senden und/oder Empfangen von Inertialdaten aufweist, wobei die Vorrichtung zur fahrzeugseitigen Anordnung, insbesondere in oder an einem Automobil, vorgesehen ist, und wobei die Vorrichtung wenigstens eine Funkeinrichtung zum Senden und/oder Empfangen des Ortsdatensignals, und wenigstens eine Ortsdatensignalaustauschschnittstelle zum Austausch von Ortssignaldaten mit der Vergleichseinheit aufweist, wobei die Vergleichseinheit wenigstens eine Empfangseinrichtung zum Empfang der Ortssignaldaten und der Inertialdaten, und wenigstens ein Recheneinheit zur Erzeugung von Vergleichsdaten basierend auf den Ortssignaldaten und den Inertialdaten aufweist. Des Weiteren betrifft die Erfindung auch noch ein Verfahren zur Kontrolle der Zugangsberechtigung mit einem Berechtigungssystem.

Die Offenlegungsschrift DE 102013225600 A1 betrifft ein Fahrzeugsystem und ein Verfahren zum Erfassen der Position eines tragbaren, drahtlosen Geräts. Das Fahrzeugsystem umfasst das tragbare Gerät und eine Vielzahl von an einem Fahrzeug angeordneten Basisstationen. Das tragbare Gerät ist konfiguriert, um ein erstes Funksignal und ein zweites Funksignal, die Bewegungsdaten des tragbaren Geräts angeben, zu senden. Eine Hauptbasisstation aus der Vielzahl von Basisstationen ist konfiguriert, um eine erste endgültige Position des tragbaren Geräts in Reaktion darauf zu bestimmen, dass jede aus der Vielzahl von Basisstationen das erste Funksignal erfolgreich empfängt. Die Hauptbasisstation ist weiterhin konfiguriert, um eine zweite endgültige Position des tragbaren Geräts unter Verwendung der ersten endgültigen Position und der Bewegungsdaten des an der ersten Basisstation empfangenen zweiten Funksignals zu bestimmen, nachdem bestimmt wurde, dass die zweite Basisstation das zweite Funksignal nicht erfolgreich empfangen hat.

Die Offenlegungsschrift WO 2016 043 951 A1 betrifft eine Vorrichtung mit einem Fahrzeugautorisierungsparametermodul, wobei ein Fahrzeugautorisierungsparameter mindestens eine Bewegung eines Schlüsselanhängers, ein empfangenes Richtungssignal oder ein empfangenes akustisches Signal umfasst. Die Vorrichtung umfasst ferner ein Fahrzeugfunktionskompatibilitätsmodul, das konfiguriert ist: zu bestimmen, ob der Wert des Fahrzeugautorisierungsparameters konsistent oder inkonsistent mit einer gewünschten Funktion des Fahrzeugs ist; die gewünschte Funktion des Fahrzeugs als Reaktion darauf zu sperren, dass bestimmt wird, dass der Wert des Fahrzeugautorisierungsparameters nicht mit der gewünschten Funktion des Fahrzeugs übereinstimmt; und zuzulassen, dass die gewünschte Funktion des Fahrzeugs als Reaktion darauf bestimmt wird, dass der Wert des Fahrzeugautorisierungsparameters mit der gewünschten Funktion des Fahrzeugs übereinstimmt.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte und insbesondere energieeffiziente Möglichkeit zum schlüssellosen Zugang zu einem Kraftfahrzeug anzugeben. Insbesondere soll ein verbessertes Verorten sowie eine erhöhte Reichweite ermöglicht werden. Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Bestimmen einer Annäherung einer Person an ein Kraftfahrzeug, mit den Schritten:

Empfangen von Kraftfahrzeugdaten mit Informationen zu einer magnetischen Orientierung des Kraftfahrzeugs;

Empfangen von Keyless-Daten einer Keyless-Vorrichtung des Kraftfahrzeugs;

Erfassen einer Orientierung einer von der Person geführten Vorrichtung und Erzeugen von Sensordaten mit Informationen zu der Orientierung der Vorrichtung;

Analysieren der Keyless-Daten und Bestimmen eines Abstands zwischen der Person und dem Kraftfahrzeug basierend auf den Keyless-Daten; und

Analysieren der Sensordaten und der Kraftfahrzeugdaten und Bestimmen eines Richtungsvektors zwischen der Person und dem Kraftfahrzeug, basierend auf den Sensordaten und den Kraftfahrzeugdaten; wobei das Erfassen einer Orientierung einer von der Person geführten Vorrichtung ein Erfassen einer magnetischen Orientierung umfasst.

Weiterhin gelöst wird die obige Aufgabe von einem Computer-Programm mit Programm-Code- Mitteln, um alle Schritte eines Verfahrens wie zuvor definiert durchzuführen, wenn das Computer-Programm auf einem Computer, einem Kraftfahrzeugsteuergerät oder einer entsprechenden Recheneinheit ausgeführt wird.

Zudem wird die obige Aufgabe gelöst von einer Vorrichtung zum Bestimmen einer Annäherung der Vorrichtung an ein Kraftfahrzeug, die Vorrichtung aufweisend: einen zum Erfassen einer Orientierung der Vorrichtung und zum Erzeugen von Sensordaten eingerichteten Sensor, wobei der Sensor einen Magnetfeldsensor und vorzugsweise einen Beschleunigungssensor und/oder einen Gyroskopsensor aufweist; einer zum Empfangen von Keyless-Daten einer Keyless-Vorrichtung des Kraftfahrzeugs, der Sensordaten mit Informationen zu einer Orientierung der Vorrichtung und Kraftfahrzeugdaten mit Informationen zu einer magnetischen Orientierung des Kraftfahrzeugs, und vorzugsweise Sensordaten des Beschleunigungssensors und/oder des Gyroskopsensors eingerichtete Eingangsschnittstelle; einer zum Analysieren der Keyless-Daten und Bestimmen eines Abstands zwischen der Person und dem Kraftfahrzeug basierend auf den Keyless-Daten und zum Analysieren der Sensordaten und der Kraftfahrzeugdaten und Bestimmen eines Richtungsvektors zwischen der Person und dem Kraftfahrzeug, basierend auf den Sensordaten und den Kraftfahrzeugdaten ausgebildete Analyseeinheit, und einer zum Übermitteln des ermittelten Richtungsvektors ausgebildete Ausgangsschnittstelle; wobei das Erfassen einer Orientierung einer von der Person geführten Vorrichtung ein Erfassen einer magnetischen Orientierung umfasst.

Schließlich wird die obige Aufgabe gelöst von einem System zum Bestimmen einer Annäherung einer Person an ein Kraftfahrzeug, mit: einer Vorrichtung wie zuvor definiert, und einem Kraftfahrzeug mit einer Keyless Entry-Funktion.

Keyless-Daten können vorzugsweise Bluetooth-, WLAN-, ISM-Band-, beispielsweise 434MHz-, Daten sein. Vorzugsweise weisen die vorgenannten Daten eine höhere Reichweite als ebenfalls zu den Keyless-Daten gehörende UWB-Daten auf. Mittels der empfangenen Keyless-Daten kann ein Koordinatenursprung für eine Abstands- und/oder Richtungsbestimmung festgelegt werden. Ferner kann die Reichweite der Annäherungserkennung erhöht werden. Durch ein Empfangen einer magnetische Ausrichtung des Kraftfahrzeugs, vorzugsweise beim Parken des Kraftfahrzeugs, kann ein Abgleich und eine Plausibilisierung einer Orientierung der von der Person geführten Vorrichtung erfolgen. Es kann ein robustes Verfahren geschaffen werden, das vorzugsweise schnellere Reaktionen beim Öffnen von Türen und Klappen ermöglicht. Das Bestimmen eines Richtungsvektors zwischen der Person und dem Kraftfahrzeug ermöglicht eine präzisere Regelung von Keyless-Funktionen des Kraftahrzeugs. Beispielsweise kann nur die Seite, von der sich die Person an das Kraftfahrzeug nähert vom Kraftfahrzeug ausgeleuchtet werden. Ferner ist es denkbar nur die Fahrertür oder nur einen Kofferraum basierend auf dem Richtungsvektor zu öffnen. Zudem ist vorzugsweise nur eine geringe Rechenleistung erforderlich, da eine vektorbasierte Berechnung effizient durchführbar ist. Sind auch UWB-Daten verfügbar und wird ein UWB-Ranging durchgeführt, kann eine Annäherung präzise basierend auf mehreren Vektoren berechnet werden. Messfehler können ausgeglichen werden.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist der folgende Schritt vorgesehen: Empfangen von Sensordaten eines Beschleunigungssensors und/oder eines Gyroskopsensors der von der Person geführten Vorrichtung und bestimmen einer Schrittgeschwindigkeit der Person und/oder eines Abstands der Person zum Kraftfahrzeug basierend auf den Sensordaten. Durch das Bestimmen einer Schrittgeschwindigkeit kann ein Zeitpunkt des Erreichens des Kraftfahrzeugs genauer abgeschätzt werden. Ferner ist es denkbar ein Abtasten der Sensordaten und/oder ein Bestimmen des Richtungsvektors basierend auf der Schrittgeschwindigkeit durchzuführen. Bei langsamem Gehen kann eine geringere Abtastrate ausreichen, um verlässliche Daten zu erhalten. Es kann ein energieeffizientes Verfahren geschaffen werden. Es versteht sich, dass bei höheren Geschwindigkeiten ein häufigeres Abtasten durchgeführt werden kann, um eine ausreichende Datenqualität zu gewährleisten.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist der folgende Schritt vorgesehen: Bestimmen eines Bewegungsablaufs der Person basierend auf den Sensordaten; und Präzisieren des Richtungsvektors basierend auf dem bestimmten Bewegungsablauf der Person. Durch das Berücksichtigen eines Bewegungsablaufs kann der Richtungsvektor präzisiert und eine Verortung verbessert werden. Ferner kann eine Keyless-Funktion des Kraftfahrzeugs präziser angesteuert werden. Insbesondere ist es denkbar basierend auf dem Bewegungsablauf einen vorausschauenden Pfad der Annäherung zu bestimmen und den Weg der sich annähernden Person durch das Kraftfahrzeug auszuleuchten.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung sind die folgenden Schritte vorgesehen: Empfangen von Keyless-Daten umfassend UWB-Ranging-Daten; Ermitteln eines weiteren Richtungsvektors, sowie vorzugsweise eines Verbindungsvektors zwischen dem Richtungsvektor und dem weiteren Richtungsvektor, basierend auf den UWB-Ranging-Daten; und Präzisieren des Richtungsvektors basierend auf dem weiteren Richtungsvektor sowie vorzugsweise dem Verbindungsvektor. Durch das Ermitteln eines weiteren Richtungsvektors können zwei unabhängige Vektoren berechnet und verglichen werden. Es erfolgt keine gegenseitige Beeinflussung der jeweiligen Berechnungen des Richtungsvektors und des weiteren Richtungsvektors. Es kann eine robuste und zuverlässige Verortung der Person beziehungsweise der Vorrichtung erfolgen. Durch einen Verbindungsvektor können die beiden unabhängig berechneten Vektoren technisch einfach miteinander kombiniert werden, um die Verortung zu präzisieren. Es versteht sich, dass einer oder beide der Vektoren durch entsprechende Verfahren zur Messfehlerkorrektur, wie beispielsweise einem Kalman-Filter, weiter präzisiert werden können.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist der folgende Schritt vorgesehen: Präzisieren des Richtungsvektors mittels einer Gewichtung zwischen den UWB-Ranging-Daten und den Sensordaten. Durch eine Gewichtung können die beiden unabhängig berechneten Vektoren technisch einfach, schnell und mit geringen Rechenaufwand kombiniert werden. Insbesondere erlaubt eine Gewichtung ein effizientes Berücksichtigen von abgeschätzten Messfehlern. Beispielsweise kann ein mittels UWB-Ranging bestimmter weiterer Richtungsvektor geringer gewichtet werden, wenn nur eine geringe Anzahl von UWB-Antennen- Signalen empfangen wurde.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei einem oder mehreren der folgenden Zustände die Sensordaten höher gewichtet werden als die UWB- Ranging Daten: ein Abstand zum Kraftfahrzeug ist größer als ein vorbestimmter Schwellenwert; die magnetische Orientierung des Kraftfahrzeugs und die Orientierung der Vorrichtung weichen mehr als ein vorbestimmter Schwellenwert voneinander ab und ein UWB- Ranging ist nicht verfügbar; die Vorrichtung wird mit einem Drehwinkel von mehr als 130° gedreht; die Vorrichtung befindet sich in einer Tasche, insbesondere einer Gesäßtasche; und/oder bei einem oder mehreren der folgenden Zustände die die UWB-Ranging-Daten höher gewichtet werden als die Sensordaten: ein Abstand zum Kraftfahrzeug ist kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert; die magnetische Orientierung des Kraftfahrzeugs und die Orientierung der Vorrichtung weichen weniger als ein vorbestimmter Schwellenwert voneinander ab und ein UWB- Ranging ist verfügbar; die Vorrichtung wird geradlinig auf das Kraftfahrzeug zu bewegt;

Signale von wenigstens drei UWB-Antennen werden von der Vorrichtung empfangen; die Vorrichtung wird mit einer Geschwindigkeit größer als ein vordefinierter Schwellenwert auf das Kraftfahrzeug zu bewegt.

Es versteht sich, dass die oben genannten Zustände von der Vorrichtung und/oder dem Kraftfahrzeug erfassbar sind. Insbesondere kann anhand von Sensordaten eines Beschleunigungssensors, eines Gyroskopsensors und/oder eines Lichtsensors erkannt werden, dass sich die Vorrichtung in einer Tasche befindet. Durch eine Gewichtung basierend auf einem Abstand zum Kraftfahrzeug können Bereichsregeln geschaffen werden, die die Grenzen des Vertrauens zum UWB-Ranging und den Sensordaten festlegen. Stimmen die magnetischen Orientierungen überein kann abgeschätzt werden, dass die Vorrichtung sich in der gleichen Position befindet wie beim Verlassen der Kraftfahrzeugs. Folglich ist eine hohe Wahrscheinlichkeit gegeben, dass die Person in das Kraftfahrzeug gelangen will. Es versteht sich, dass eine magnetische Orientierung der Vorrichtung in Bezug auf eine magnetische Orientierung des Kraftfahrzeugs beim Verlassen des Kraftfahrzeugs erfasst werden kann und eine diesbezügliche Änderung eine höhere Gewichtung der Sensordaten bedingt. Insbesondere kann auch eine Bewegung der Verrichtung in Bezug auf die magnetische Orientierung des Kraftfahrzeugs erfasst werden. In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung Bestandteil eines Smartphones und/oder eines Kraftfahrzeugschlüssels mit Funkfernbedienung ist. Hierdurch kann eine komfortable Keyless-Entry Funktionalität erreicht werden. Ein Kraftfahrzeugschlüssel mit Funkfernbedienung erlaubt ein komfortables Verwenden der Keyless-Entry Funktionalität ohne dass sich ein Fahrer in seinen Gewohnheiten umstellen muss. Weiterhin kann durch ein Smartphone erreicht werden, dass keine zusätzlichen Einheiten durch die Person mitgeführt werden müssen. Ein Smartphone verfügt bereits über die notwendigen technischen Voraussetzungen, sodass die Keyless-Entry Funktionalität beispielsweise durch eine App und ein entsprechendes Anlernen am Smartphone eingerichtet werden kann.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.

Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.

Ultra-Breitband-Technologie (UWB; engl.: Ultra-wideband) beschreibt einen Ansatz für Nahbereichsfunkkommunikation für den kommerziellen Massenmarkt. Wichtigstes Merkmal ist die Nutzung extrem großer Frequenzbereiche mit einer Bandbreite von mindestens 500 MHz oder von mindestens 20 % des arithmetischen Mittelwertes von unterer und oberer Grenzfrequenz des genutzten Frequenzbandes.

Ein schlüsselloses Kraftfahrzeugzugangssystem, Keyless-Entry oder Keyless Go beschreibt ein System, um ein Kraftfahrzeug ohne aktive Benutzung eines Autoschlüssels zu entriegeln und durch das bloße Betätigen des Startknopfes zu starten. Ermöglicht wird das durch einen entsprechenden Schlüssel mit Chip, den der Fahrzeuglenker mit sich führt. Vorzugsweise agiert ein Keyless-Entry System im Automatikmodus, sodass sobald sich der Fahrer mit einer Chipkarte oder einem Schlüssel mit Chip dem Kraftfahrzeug nähert, die Chipkarte oder der Schlüssel mit Chip erkannt wird und bei oder vor Berührung eines Türgriffs das Kraftfahrzeug automatisch entriegelt wird. Beim Entfernen vom Kraftfahrzeug wird es automatisch wieder verriegelt. Als ISM-Bänder (Industrial, Scientific and Medical Band) werden Frequenzbereiche bezeichnet, die durch Hochfrequenz-Geräte in Industrie, Wissenschaft, Medizin, in häuslichen und ähnlichen Bereichen lizenzfrei und meist genehmigungsfrei genutzt werden können.

Unter magnetischer Orientierung kann insbesondere eine Ausrichtung bezüglich des Erdmagnetfelds verstanden werden.

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Bestimmen einer

Annäherung einer Person an ein Kraftfahrzeug;

Figur 2 eine schematische Darstellung eines Systems zum Bestimmen einer

Annäherung einer Person an ein Kraftfahrzeug;

Figur 3 eine schematische Darstellung einer Annäherung einer Person an ein

Kraftfahrzeug aus der Vogelperspektive;

Figur 4 eine schematische Darstellung einer Methode zur Bestimmung einer

Annäherung einer Person an ein Kraftfahrzeug; und

Figur 5a und 5b schematische Darstellungen einer weiteren Methode zur Bestimmung einer Annäherung einer Person an ein Kraftfahrzeug;

Figur 6 eine schematische Darstellung einer Methode zur Bestimmung einer Position bei einer Annäherung einer Person an ein Kraftfahrzeug; und

Figur 7 schematisch die Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 zum Bestimmen einer Annäherung einer Person an ein Kraftfahrzeug mit einer Eingangsschnittstelle 12, einer Analyseeinheit 14, einem Sensor 16 und einer Ausgangsschnittstelle 18. Es versteht sich, dass die Eingangsschnittstelle 12 und die Ausgangsschnittstelle 18 auch gemeinsam nach der Art eines Transceivers ausgebildet sein können. Die hier gewählte getrennte Darstellung dient der besseren Übersicht. Die Eingangsschnittstelle 12 ist dazu ausgebildet, Sensordaten des Sensors 16 mit Informationen einer magnetischen Orientierung der Vorrichtung 10 zu empfangen. Die Sensordaten können ferner insbesondere Daten eines Beschleunigungssensors und/oder eines Gyroskopsensors umfassen. Ferner ist die Eingangsschnittstelle 12 zum Empfangen von Keyless-Daten einer Keyless-Vorrichtung des Kraftfahrzeugs und Kraftfahrzeugdaten mit Informationen zu einer magnetischen Orientierung des Kraftfahrzeugs ausgebildet.

Die Analyseeinheit 14 ist dazu ausgebildet die Sensordaten zu analysieren und einen Richtungsvektor zwischen der Person und dem Kraftfahrzeug basierend auf den Sensordaten und den Kraftfahrzeugdaten zu bestimmen. Bevorzugt kann die Analyseeinheit 14 einen Abstand zwischen der Person und dem Kraftfahrzeug bestimmen.

Der Sensor 16 kann insbesondere einen Magnetfeldsensor, einen Beschleunigungssensor und/oder einen Gyroskopsensor umfassen und ist dazu ausgebildet, Sensordaten mit Informationen zu einer Orientierung der Vorrichtung 10, insbesondere einer magnetischen Orientierung der Vorrichtung 10, einer Bewegung, insbesondere einer Beschleunigung und/oder einer Neigung der Vorrichtung 10 zu generieren.

Die Ausgangsschnittstelle 18 ist dazu ausgebildet den ermittelten Richtungsvektor an eine Fahrzeugeinheit des Kraftfahrzeugs zu übermitteln.

In der Figur 2 ist ein System 20 zum Bestimmen einer Annäherung einer Person an ein Kraftfahrzeug 22 schematisch gezeigt. Das System 20 umfasst dabei eine Vorrichtung 10 wie in Figur 1 beschrieben sowie das Kraftfahrzeug 22 und eine Keyless-Vorrichtung 24. Die Keyless-Vorrichtung 24 ist dazu ausgebildet eine Keyless-Entry Funktion für das Kraftfahrzeug 22 einzurichten. Es versteht sich, dass die Keyless-Vorrichtung 24 nicht zwangsläufig als eigenständige Einheit ausgebildet sein muss sondern Teil eines Steuergeräts sein kann.

Die Vorrichtung 10 kann Bestandteil eines Smartphones 26 und/oder eines Kraftfahrzeugschlüssels 28 mit Funkfernbedienung sein.

In Figur 3 ist eine Annäherung einer Person 30 an ein Kraftfahrzeug 22 schematisch aus der Vogelperspektive dargestellt. Das Kraftfahrzeug 22 weist eine Keyless-Entry Funktion auf.

In dem gezeigten Beispiel befindet sich die Person 30 zu Beginn in einem ersten Bereich, in dem kein UWB-Ranging verfügbar ist und bewegt sich auf das Kraftfahrzeug 22 zu. Die Vorrichtung 10, die im gezeigten Beispiel Teil eines Kraftfahrzeugschlüssels 28 mit Funkfernbedienung ist, kann einen Richtungsvektor 32 ermitteln entlang dem sich die Person 30 auf das Kraftfahrzeug 22 zu bewegt. Es versteht sich, dass der Richtungsvektor 32 in vordefinierten Zeitabständen neu berechnet werden kann.

Ein erster Kontakt zwischen der Vorrichtung 10 und dem Kraftfahrzeug 22 kann beispielsweise anhand von Keyless-Daten in Form von Bluetooth-, WLAN-, ISM-Band-, beispielsweise 434 MHz-, Daten erfolgen. Der erste Kontakt ist durch ein Kreuz dargestellt. Anhand einer Feldstärke der Keyless-Daten kann ein Abstand zwischen Person 30 und Kraftfahrzeug 22 abgeschätzt werden.

Befindet sich die Person 30 in einem zweiten Bereich, in dem auch ein UWB-Ranging verfügbar ist, kann ein weiterer Richtungsvektor 34 anhand eines UWB-Rangings der Keyless-Entry Funktion ermittelt werden. Ferner kann der Richtungsvektor 32 erneut ermittelt werden. Der erste Kontakt mit dem UWB-Ranging der Keyless-Entry Funktion ist ebenfalls durch ein Kreuz dargestellt Der weitere Richtungsvektor 34 und der Richtungsvektor 32 können durch einen Verbindungsvektor 36 verbunden werden. Mittels dem Verbindungsvektor 36 kann eine Gewichtung zwischen dem weiteren Richtungsvektor 34 und dem Richtungsvektor 32 technisch einfach erfolgen. Der Verbindungsvektor 36 kann mit einem Vertrauensfaktor multipliziert und zu einem der Vektoren addiert werden, um den Richtungsvektor 32 zu präzisieren.

Es versteht sich, dass das obige Verfahren beständig während der Annäherung an das Kraftfahrzeug 22 wiederholt werden kann. Insbesondere ist es denkbar eine Schrittgeschwindigkeit und/oder einen Bewegungsablauf der Person 30 aus den Sensordaten zu bestimmen und basierend auf der Schrittgeschwindigkeit und/oder dem Bewegungsablauf eine Abtastrate zu bestimmen, also eine Wiederholrate für das obige Verfahren in Abhängigkeit von der Schrittgeschwindigkeit zu setzen.

Es versteht sich, dass Methoden zur Messfehlerkorrektur, wie beispielsweise einem Kalman- Filter, Anwendung finden können. Beispielsweise kann ein berechneter Richtungsvektor 32 durch eine Messfehlerkorrektur, beispielsweis einen Korrekturvektor 38 präzisiert werden. Es versteht sich, dass diese Korrektur vor oder nach einer Gewichtung zwischen dem weiteren Richtungsvektor 34 und dem Richtungsvektor 32 erfolgen kann. Ferner kann die Gewichtung für jede Berechnung neu bestimmt werden. In Figur 4 ist eine Methode zum Präzisieren einer Annäherung schematisch dargestellt. In dem in Figur 4 gezeigten Beispiel ist ein UWB-Ranging verfügbar, sodass ein Richtungsvektor 32 und ein weiterer Richtungsvektor 34 sowie ein Verbindungsvektor 36 bestimmt werden können. Ein Ursprung beider Richtungsvektoren 32, 34 kann beispielsweise mittels dem UWB-Ranging oder wie oben beschrieben über eine Feldstärkemessung erfolgen. Anhand verschiedener Faktoren kann ein Vertrauensgrad beziehungsweise ein Vertrauensfaktor für einen oder beide Richtungsvektoren 32, 34 bestimmt werden. Basierend auf dem Vertrauensgrad können die Richtungsvektoren 32, 34 wie oben beschrieben gewichtet werden. Die Gewichtung ist in der Figur 4 jeweils durch Kreuze dargestellt. Ausgehend von der Gewichtung kann eine neue Berechnung beider Richtungsvektoren 32, 34 in einem nächsten Schritt erfolgen.

Ist ein Abstand zum Kraftfahrzeug 22 größer als ein vorbestimmter Schwellenwert, beispielsweise größer als 4 m, weichen die magnetische Orientierung des Kraftfahrzeugs 22 und Orientierung der Vorrichtung 10 mehr als ein vorbestimmter Schwellenwert voneinander ab und ist kein UWB-Ranging verfügbar, wird die Vorrichtung 10 mit einem Drehwinkel von mehr als 130° gedreht und/oder befindet sich die Vorrichtung 10 in einer Tasche, insbesondere einer Gesäßtasche, wird dem Richtungsvektor 32 ein hoher Vertrauensgrad zugewiesen.

Ist ein Abstand zum Kraftfahrzeug 22 kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert, beispielsweise weniger als 4 m, weichen die magnetische Orientierung des Kraftfahrzeugs 22 und Orientierung der Vorrichtung 10 weniger als ein vorbestimmter Schwellenwert voneinander ab und ist kein UWB-Ranging verfügbar, wird die Vorrichtung 10 geradlinig, vorzugsweise mit einer Geschwindigkeit größer als ein vordefinierter Schwellenwert, auf das Kraftfahrzeug 22 zu bewegt und/oder können Signale von wenigstens drei UWB Antennen von der Vorrichtung 10 empfangen werden, wird dem weiteren Richtungsvektor 34 ein hoher Vertrauensgrad zugewiesen.

In Figur 5a ist eine Bestimmung eines weiteren Richtungsvektors 34 schematisch gezeigt. Werden von der Vorrichtung 10 wenigstens drei Signale von UWB-Antennen empfangen, kann durch Triangulation eine Verortung der Vorrichtung 10 erfolgen. Werden zwei aufeinanderfolgende Verortungen ausgewertet, kann zusätzlich eine Bewegungsrichtung der Vorrichtung 10 bezüglich des Kraftfahrzeugs 22 bestimmt werden. In dem gezeigten Beispiel empfängt die Vorrichtung 10, die Teil eines Smartphones 26 ist, Signale von sechs UWB-Antennen. Die UWB-Antennen sind als Stern dargestellt und nicht näher bezeichnet. In Figur und 5b ist schematisch dargestellt wie ein Bewegen der Vorrichtung 10 in Relation zu einer magnetischen Orientierung des Kraftfahrzeugs 22 ermittelt werden kann. Die Vorrichtung 10 kann eine Bewegung bezüglich des Erdmagnetfelds anhand des Magnetfeldsensors erfassen und mit einer magnetischen Orientierung des Kraftfahrzeugs 22 im Erdmagnetfeld vergleichen. In der Figur 5b ist das durch Pfeile mit durchgezogenen Linien verdeutlich. Die Vorrichtung 10 kann anhand der Sensordaten ermitteln, wie die Vorrichtung 10 bezüglich der magnetischen Orientierung des Kraftfahrzeugs 22 bewegt wird.

Wird die Vorrichtung 10 dabei gedreht, kann anhand des Beschleunigungs- und/oder Gyroskop-Sensors die Drehung der Vorrichtung 10 mit der magnetischen Orientierung der Vorrichtung 10 abgeglichen werden. Dadurch kann auch bei einer Drehung der Vorrichtung 10 eine Bewegung der Vorrichtung 10 in Relation zu einer magnetischen Orientierung des Kraftfahrzeugs 22 ermittelt werden. In der Figur 5b ist eine Drehung des Kraftfahrzeugschlüssels 28 dargestellt. Die daraus resultierende Drehung der magnetischen Orientierung der Vorrichtung 10 ist als gestrichelter Pfeil dargestellt. Zur Berechnung der Bewegung der Vorrichtung 10 bezüglich der magnetischen Orientierung der Kraftfahrzeugs 22 kann die aus der Drehung der Vorrichtung 10 resultierende Drehung der magnetischen Orientierung korrigiert werden.

Es versteht sich, dass zusätzlich oder alternativ, der Magnetfeldsensor direkt die magnetische Orientierung der Vorrichtung 10 im Erdmagnetfeld erfassen kann und die Vorrichtung 10 anhand des Beschleunigungs- und/oder Gyroskop-Sensors eine Bewegung der Vorrichtung 10 bezüglich der magnetischen Orientierung des Kraftfahrzeugs 22 ermitteln kann.

In Figur 6 ist eine Methode zur Bestimmung einer Position bei einer Annäherung einer Person 30 an ein Kraftfahrzeug 22 schematisch dargestellt. Aus Gründen der Übersicht wurde eine von der Person geführte Vorrichtung 10 nicht dargestellt. Eine magnetische Orientierung des Kraftfahrzeugs 22 verläuft vom Heck zur Front des Kraftfahrzeugs 22 und ist durch einen Pfeil verdeutlicht. Eine Bewegung der Vorrichtung 10 bezüglich der magnetische Orientierung des Kraftfahrzeugs ist durch einen massiven Pfeil dargestellt. Anhand eines Winkels zwischen der Bewegung der Vorrichtung 10 bezüglich der magnetische Orientierung des Kraftfahrzeugs 22 kann ermittelt werden, von welcher Seite des Kraftfahrzeugs 22 sich die Person 30 dem Kraftfahrzeug 22 nähert.

Bewegt sich die Person 30 entlang der magnetischen Orientierung des Kraftfahrzeugs 22 kann ermittelt werden, dass sich die Person 30 dem Kraftfahrzeug 22 von hinten nähert. Bewegt sich die Person 30 entgegen der magnetischen Orientierung des Kraftfahrzeugs 22 kann ermittelt werden, dass sich die Person 30 dem Kraftfahrzeug 22 von vorn nähert.

Bewegt sich die Person 30 schräg zu der magnetischen Orientierung des Kraftfahrzeugs 22 kann ermittelt werden, dass sich die Person 30 dem Kraftfahrzeug 22 von einer Seite nähert.

Es versteht sich, dass die oben genannten Beispiele insbesondere bezüglich magnetischer Orientierung und paralleler beziehungsweise senkrechter Bewegung der Person 30 zur Verdeutlichung der Erfindung leicht nachvollziehbar gewählt wurden und andere Orientierungen als die oben gezeigten ebenfalls erfasst und berücksichtigt werden können.

In Figur 7 sind die Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bestimmen einer Annäherung einer Person 30 an ein Kraftfahrzeug 22 schematisch dargestellt. Das Verfahren kann insbesondere mit einer oben beschriebenen Vorrichtung 10 und/oder einem oben beschriebenen System 20 durchgeführt werden, und ergänzend die Schritte umfassen, die bereits bezüglich der Vorrichtung 10 und/oder des Systems 20 beschrieben wurden.

In einem ersten Schritt S1 erfolgt ein Empfangen von Kraftfahrzeugdaten mit Informationen zu einer magnetischen Orientierung des Kraftfahrzeugs 22.

In einem zweiten Schritt S2 werden Keyless-Daten einer Keyless-Vorrichtung 24 des Kraftfahrzeugs 22 empfangen.

In einem dritten Schritt S3 wird eine Orientierung einer von der Person 30 geführten Vorrichtung 10 erfasst und es werden Sensordaten mit Informationen zu der Orientierung der Vorrichtung 10 erzeugt.

In einem vierten Schritt S4 erfolgt ein Analysieren der Keyless-Daten und Bestimmen eines Abstands zwischen der Person 30 und dem Kraftfahrzeug 22 basierend auf den Keyless-Daten. Ergänzend oder alternativ erfolgt ein Analysieren der Sensordaten und der Kraftfahrzeugdaten und Bestimmen eines Richtungsvektors 32 zwischen der Person 30 und dem Kraftfahrzeug 22 basierend auf den Sensordaten und den Kraftfahrzeugdaten.

Das Erfassen einer Orientierung einer von der Person 30 geführten Vorrichtung 10 umfasst ein Erfassen einer magnetischen Orientierung. Der ermittelte Abstand und/oder der Richtungsvektor 32 können an das Kraftfahrzeug 22, insbesondere eine Keyless-Vorrichtung 24 des Kraftfahrzeugs 22 übermittelt werden.

Durch die offenbarte Lehre können insbesondere einer oder mehrere der folgenden Vorteile erreicht werden.

Es kann auf selbstlernende Algorithmen bei der Implementierung der Annäherungserkennung am und im Kraftfahrzeug 22 verzichtet werden.

Es sind nur geringe Rechenleistungen im Smartphone 26 oder einer Funkfernbedienung des Kraftfahrzeugschlüssels 28 erforderlich.

Große Fehlertoleranzen der Sensordaten oder Funktechnologien UWB.WLAN, Bluetooth sowie des UWB-Ranging können ausgeglichen werden.

Eine Anzahl der Funkantennen kann geringer ausfallen als bei bekannten Implementierungen.

Back-Pocket Szenarien, also einem Diebstahl durch Aufzeichnung und Weiterleitung von Daten eines Smartphones 26 oder einer Funkfernbedienung des Kraftfahrzeugschlüssels 28, kann entgegengewirkt werden.

Vorausschauende Bewegungspfade der sich annähernden Person 30 können berechnet werden.

Es kann eine schnellere Reaktion beim Öffnen von Türen und Klappen durch die Keyless- Vorrichtung 24 erfolgen.

Bezugszeichenhste

10 Vorrichtung

12 Eingangsschnittstelle

14 Analyseeinheit

16 Sensor

18 Ausgangsschnittstelle

20 System

22 Kraftfahrzeug

24 Keyless-Vorrichtung

26 Smartphone

28 Kraftfahrzeugschlüssel

30 Person

32 Richtungsvektor

34 weiterer Richtungsvektor

36 Verbindungsvektor

38 Korrekturvektor

S1-S4 Verfahrensschritte