基于UWB技术的车辆控制方法、装置、数字钥匙及控制终端

技术领域

本发明涉及UWB定位技术领域，特别涉及基于UWB技术的车辆控制方法、装置、数字钥匙及控制终端。

背景技术

现有无感控车实现原理如下：电动车(例如电动汽车、电单车等等)上的终端设备带蓝牙模块，终端上蓝牙模块实时广播数据，当车主带手机靠近电动车时，车主手机APP会自动搜索电动车蓝牙的信号强度，并通过蓝牙广播出来RSSI数据范围，判定车主离电动车的距离，当距离小于3米内时，APP会自动发送指令让电动解锁，车主可启动车辆开始骑行。当车主行程结束，车辆熄火后，车主离开车，手机APP检测到蓝牙RSSI的数据范围在超过3米时则自动上锁。

但是由于蓝牙属于短距离传输，不能跨越障碍物，同时蓝牙设备为了便于取电，一般安装在电动车坐桶锁处，因此蓝牙信号受电动车车机信号干扰或人体的阻挡，从而造成信号衰减，且由于蓝牙各手机厂商不同系列天线部标不一致，因此导致获取相同RSSI值实际距离偏差3～5米，误差大。例如行驶过程中，当等待红绿灯时，蓝牙容易受电动车车机信号干扰，致使蓝牙RSSI值不准导致误锁车，又或者是熄火后车主离开车身5米开外未及时锁车，以及车主走进车3米时无法自动解锁等待。

发明内容

本发明实施例提供了基于UWB技术的车辆控制方法、装置、数字钥匙及控制终端，旨在提高对于车辆的控制效果。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于UWB技术的车辆控制方法，包括：

获取车辆信息及UWB ID，并结合车辆信息及UWB ID生成密钥；

搜索并接收车辆终端广播的UWB数据；

在接收到所述UWB数据后，利用所述密钥对所述UWB数据进行解密匹配，并在完成解密匹配后对车辆进行控制。

第二方面，本发明实施例提供了一种基于UWB技术的车辆控制装置，包括：

密钥生成单元，用于获取车辆信息及UWB ID，并结合车辆信息及UWB ID生成密钥；

数据接收单元，用于搜索并接收车辆终端广播的UWB数据；

解密匹配单元，用于在接收到所述UWB数据后，利用所述密钥对所述UWB数据进行解密匹配，并在完成解密匹配后对车辆进行控制。

第三方面，本发明实施例提供了一种UWB数字钥匙，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面所述的基于UWB技术的车辆控制方法。

第四方面，本发明实施例提供了一种控制终端，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面所述的基于UWB技术的车辆控制方法。

本发明实施例提供了一种基于UWB技术的车辆控制方法、装置、数字钥匙及控制终端，该方法包括：获取车辆信息及UWB ID，并结合车辆信息及UWBID生成密钥；搜索并接收车辆终端广播的UWB数据；在接收到所述UWB数据后，利用所述密钥对所述UWB数据进行解密匹配，并在完成解密匹配后对车辆进行控制。本发明实施例通过UWB测距实现自动解锁和自动上锁功能以及其他控制功能，从而实现无钥匙的无感控车，同时提高解锁和上锁及时性和准确率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种基于UWB技术的车辆控制方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种基于UWB技术的车辆控制方法中第一示例的子流程示意图；

图3为本发明实施例提供的一种基于UWB技术的车辆控制方法中第一示例的另一子流程示意图；

图4为本发明实施例提供的一种基于UWB技术的车辆控制方法中第二示例的子流程示意图；

图5为本发明实施例提供的一种基于UWB技术的车辆控制方法中第二示例的另一子流程示意图；

图6为本发明实施例提供的一种基于UWB技术的车辆控制装置的示意性框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

下面请参见图1，图1为本发明实施例提供的一种基于UWB技术的车辆控制方法的流程示意图，具体包括：步骤S101～S103。

S101、获取车辆信息及UWB ID，并结合车辆信息及UWB ID生成密钥；

S102、搜索并接收车辆终端广播的UWB数据；

S103、在接收到所述UWB数据后，利用所述密钥对所述UWB数据进行解密匹配，并在完成解密匹配后对车辆进行控制。

本实施例中，首先根据UWB ID和对应的车辆信息生成密钥，然后对车辆终端广播的UWB数据进行搜索，并在搜索到UWB数据后接收该UWB数据。接着，对于接收到的UWB数据，通过生成的密钥对其进行解密匹配，在解密匹配成功后便可实现对于车辆的控制。

本实施例通过UWB测距实现自动解锁和自动上锁功能以及其他控制功能，从而实现无钥匙的无感控车，同时提高解锁和上锁及时性和准确率。例如通过UWB测距能够避免当在等待红绿灯时不会因误触发锁车造成的行车困扰，同时在走近电动车或者离开电动车时能根据设定距离准确解锁或上锁，使车主用车更安全、体验更佳。需要说明的是，本实施例所述的车辆控制可以是通过UWB数字钥匙进行控制，也可以是手机等智能设备控制终端进行控制。还有，本实施例除了对车辆进行解锁、上锁控制，还可以对车辆的车灯亮度、车辆熄火后多久关灯等功能进行控制。

在一实施例中，所述步骤S101包括：

对所述车辆信息进行编码处理，得到编码数据；

对所述编码数据与所述UWB ID进行排序，得到初始序列；

将所述初始序列划分多个数组，并对每一数组进行重新排序，生成相应的中间序列；

在所述中间序列中获取位加数，并依次对所述中间序列中的每一位数据逐位加数和按位取反处理，得到每一位数据的密钥。

本实施例在生成密钥时，首先将车辆信息编码为编码数据，所述的车辆信息具体可以是车辆品牌、型号、车架号等等，并可以具体设置车辆品牌为2位编码(String类型)(例如将不同车辆品牌编码为0x8201、0x8202、0x8203等等)，车型号为2位编码，车架号为16为编码(例如YD1200DT、YD800DQT、AM500DQT、AM800DQT)，同样的，所述UWB ID为12位字节数据，因此在将编码数据与UWB ID排序后，能够得到32位数据，并将该32位数据组成所述初始序列。如下表所示：

表1

对于生成的初始序列，首先将其划分为多个数组，并通过重新排序的方式将初始序列转变为中间序列。例如对于由32位数据组成的初始序列，按照8位一组将初始序列划分为4个数组，如表2所示：

表2

针对其中每一数组，将数组内的数据进行重新排序，以将初始序列转变为中间序列。下面展示了对于第一组数据和第二组数据的重新排序方式，第三组数据和第四组的重新排序方式与第一组数据、第二组数据的原理相同，不再赘述。

第一组数据在重新排序之前和之后分别如表3和表4所示：

表3

表4

第二组数据在重新排序之前和之后分别如表5和表6所示：

表5

表6

在一具体实施例中，所述将所述初始序列划分多个数组，并对每一数组进行重新排序，生成相应的中间序列，包括：

采用内部鉴权加密约定算法对每一数组中的所有数据进行至少一次高低位对调，并将对调后的序列作为所述中间序列。通过内部鉴权加密约定算法不仅能够实现对传输数据加密以保护用户隐私的目的，还能够使传输数据只有32位，节省资源占用。

随后，对于得到的中间序列，从中获取位加数，如下式所示：

Data(Acc)＝D21+D22+D23+D24+D25+D26+......D32

在这里，需要说明的是，当通过UWB数字钥匙控制车辆时，则可以将UWBID的12位数据的累加和作为位加数，当通过手机等智能终端控制车辆时，则可以将手机号码(例如手机号码为11位，则可以在手机号码前加0等)等累加和作为位加数。

在得到位加数后，对所述中间序列中的每一位数据逐位加数和按位取反处理，以得到每一位数据的密钥。

在一具体实施例中，所述在所述中间序列中获取位加数，并依次对所述中间序列中的每一位数据逐位加数和按位取反处理，得到每一位数据的密钥，包括：

对UWB ID中的每一位数据进行累加和计算，并将累加和计算结果设置为位加数；

将每一位数据与所述位加数进行加和处理，并对加和处理结果进行取反处理，得到每一位数据对应的密钥。

举例来说，若中间序列中的第一位数据D8＝0x24，位加数为Data(Acc)＝0x5A，那么加和处理即为：0x24+0x5A＝0x7E，对于加和处理结果0x7E进行取反处理：0x81，如此便可以得到第一位数据对应加密后的数据为0x81。其他位则以此类推得出32位密钥，其中密钥包含车品牌、车型号、车架号和UWB ID等数据。

在具体应用场景中，当通过UWB TAG钥匙(UWB数字钥匙)对车辆进行控制时，如图2所示，所述步骤S101可以包括通过PC等工具对获取的车辆信息和UWB ID进行处理，以生成密钥，随后将密钥写入至UWB TAG钥匙。然后，如图3所示，所述步骤S102和步骤S103可以包括：车辆终端定时广播UWB数据，UWB TAG钥匙定时搜索UWB数据，并对搜索到的UWB数据进行接收，然后对其进行解密匹配，并判断是否为授权ID(即对其进行鉴权判断)。然后通过UWB测距实现对车辆的上锁或解锁。

在另一具体应用场景中，当通过手机等智能终端设备对车辆进行控制时，如图4所示，首先下载电动车控车APP并进行手机号注册，填入手机号，接收到短信验证码，并填写个人相关资料完成注册。然后绑定车辆终端，根据提示填入设备IMEI号(购买的电动车会包含一个终端定位设备，该终端定位设备具有唯一IMEI码)，此时APP自动给终端定位设备发一条指令(蓝牙或短信)，使设备启动工作，并存入加密后的车辆信息。接着，终端定位设备在激活后，会通过联网将自身设备信息上报给云平台，并且终端定位设备会常在线处于待机模式，时刻准备接收云平台下发的开锁和解锁等相关指令。云平台会根据用户手机号，与绑定的一个或多个IMEI号终端定位设备进行授权绑定，授权后此手机可通过APP控制电动车相关设置，如车灯亮度、车辆熄火后多久关灯，以及开锁和上锁等功能。如图5所示，当车主携带手机APP走近电动车时，接收到广播数据后，按加密算法逆运算获取到车品牌、车型号、设备IMEI号、UWBID号，并判定车辆信息与存储在本地密钥中车辆信息是否完全一致。当鉴权判定通过时予以授权，此时，APP根据手机UWB和终端定位设备UWB通信确定车主与电动车的距离，若距离小于等于1米，则APP向终端定位设备发送解锁命令；当车主携带手机APP离开电动车时，APP根据手机UWB和终端定位设备UWB通信确定车主与电动车的距离，并在距离大于1米时向终端定位设备发送上锁命令。终端定位设备在接收到上锁或解锁等命令后，通过串口发指令控制电动车控制器进行上锁或解锁，并将上锁或解锁成功的信息逐层反馈，例如电动车控制器执行命令成功-->车辆终端-->云平台-->云平台同步至APP，APP通过语音提示用户“车已上锁”和“车已解锁”，从而实现电动车无感控车。

在一实施例中，所述步骤S102包括：

采用加密算法对车辆终端广播的UWB数据进行接收。

本实施例中，在进行UWB数据传输时，可以采用加密算法对UWB数据进行加密，以保证传输过程安全可靠。采用加密算法对UWB数据进行处理的过程可以参照上述生成密钥的具体步骤，即首先对UWB数据进行编码处理，得到相应的数组序列，然后对其重新排序，紧接着通过获取位加数、逐位相加、取反处理等步骤实现加密。

在一实施例中，所述步骤S103包括：

利用所述密钥对所述UWB数据进行取反操作，得到取反数据；

选取并剔除取反数据中的UWB ID，并对剩余数据重新进行排序；

将重新排序后得到数据作为车辆信息对应的原始数据，以完成解密匹配。

本实施例中，在对UWB数据进行解密匹配时，首先通过密钥对其进行取反操作，然后根据密钥确定其中的UWB ID，将UWB ID删除后，剩余数据即为车辆信息对应的原始数据，或者说车辆信息对应的编码数据。

在一实施例中，所述步骤S103还包括：

基于UWB ID和UWB数据判断与车辆终端之间的距离是否在预设范围内；

若距离在预设范围内，则对车辆进行解锁控制；

若距离超出预设范围，则对车辆进行上锁控制。

本实施例中，当完成解密匹配后，即可对车辆进行控制。例如根据手机UWB和车辆终端UWB通信确定车主与电动车的距离，若距离小于等于1米(预设范围)，则APP向车辆终端发送解锁命令；当车主携带手机APP离开电动车时，APP根据手机UWB和车辆终端UWB通信确定车主与电动车的距离，并当距离大于1米(预设范围)时向车辆终端发送上锁命令。

图6为本发明实施例提供的一种基于UWB技术的车辆控制装置600的示意性框图，该装置600包括：

密钥生成单元601，用于获取车辆信息及UWB ID，并结合车辆信息及UWBID生成密钥；

数据接收单元602，用于搜索并接收车辆终端广播的UWB数据；

解密匹配单元603，用于在接收到所述UWB数据后，利用所述密钥对所述UWB数据进行解密匹配，并在完成解密匹配后对车辆进行控制。

在一实施例中，所述密钥生成单元601包括：

信息编码单元，用于对所述车辆信息进行编码处理，得到编码数据；

第一排序单元，用于对所述编码数据与所述UWB ID进行排序，得到初始序列；

第二排序单元，用于将所述初始序列划分多个数组，并对每一数组进行重新排序，生成相应的中间序列；

序列处理单元，用于在所述中间序列中获取位加数，并依次对所述中间序列中的每一位数据逐位加数和按位取反处理，得到每一位数据的密钥。

在一实施例中，所述数据接收单元602包括：

加密接收单元，用于采用加密算法对车辆终端广播的UWB数据进行接收。

在一实施例中，所述解密匹配单元603包括：

取反操作单元，用于利用所述密钥对所述UWB数据进行取反操作，得到取反数据；

数据选取单元，用于选取并剔除取反数据中的UWB ID，并对剩余数据重新进行排序；

数据设置单元，用于将重新排序后得到数据作为车辆信息对应的原始数据，以完成解密匹配。

在一实施例中，所述第一排序单元包括：

数组对调单元，用于采用内部鉴权加密约定算法对每一数组中的所有数据进行至少一次高低位对调，并将对调后的序列作为所述中间序列。

在一实施例中，所述序列处理单元包括：

累加和计算单元，用于对UWB ID中的每一位数据进行累加和计算，并将累加和计算结果设置为位加数；

加和处理单元，用于将每一位数据与所述位加数进行加和处理，并对加和处理结果进行取反处理，得到每一位数据对应的密钥。

在一实施例中，所述解密匹配单元603还包括：

距离判断单元，用于基于UWB ID和UWB数据判断与车辆终端之间的距离是否在预设范围内；

解锁控制单元，用于若距离在预设范围内，则对车辆进行解锁控制；

上锁控制单元，用于若距离超出预设范围，则对车辆进行上锁控制。

由于装置部分的实施例与方法部分的实施例相互对应，因此装置部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。

本发明实施例提供了一种UWB数字钥匙，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的基于UWB技术的车辆控制方法。

本发明实施例提供了一种控制终端，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的基于UWB技术的车辆控制方法。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的状况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。