本發(fā)明涉及車輛智慧管理，具體地，涉及一種基于uwb的汽車多場景智慧管理方法、一種服務端智慧管理系統(tǒng)和一種車載端uwb通信系統(tǒng)。

背景技術：

1、超寬帶(ultra?wide?band，uwb)是一種使用1ghz以上頻率寬帶的無線載波通信技術。與其它通信技術體制不同，uwb通過利用納秒至皮秒的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據，因此其所占頻譜的范圍很大。uwb技術主要具備帶寬高、定位精度高、抗干擾能力強及共存性強等四大特點。其一，uwb普遍具有500mhz以上射頻帶寬，傳輸數(shù)據大，可達幾百mbit/s，通?？芍С侄嗝襟w視頻快速高效傳輸。其二，高帶寬使其具有高分辨的飛行時間(time?offlight，tof)，可精準測量信號到達時間，以提供更準確的距離和位置信息。因此，uwb技術的距離分辨能力強于其它傳統(tǒng)技術路徑，尤其在復雜環(huán)境下其位置精度可比wifi(wireless?fidelity，移動熱點)和藍牙高出2個數(shù)量級，同時具有容量大、時延低、功耗低等特點。其三，uwb短脈沖信號時間非常短，信號沖撞概率很小，即便發(fā)生信號沖撞，也可以輕易識別uwb信號，因其具有高信噪比優(yōu)點，可有效對抗空間白噪聲干擾和多徑干擾。其四，uwb的功率譜密度很低，一般頻譜功率密度小于-41.3dbm/mhz，通常車端頻段范圍為6～8ghz，因此使得uwb與現(xiàn)有車端的其它無線技術干擾沖突的概率大幅降低，共存性更強。

2、從uwb汽車應用現(xiàn)狀分析，uwb技術憑借其高安全性，目前主要用于解決汽車數(shù)字鑰匙可能遇到的中繼攻擊問題。汽車新技術應用領域，第三代數(shù)字鑰匙為uwb、低功耗藍牙(bluetooth?low?energy，ble)和近場通信(near?field?communication，nfc)三種無線通信技術相結合的全棧集成形式產品。除此之外，uwb技術也逐漸被用于汽車短距通信應用場景，如日益豐富的汽車媒體數(shù)據。

3、在汽車智慧管理技術方面，隨著新技術的不斷迭代升級和空中下載技術(overthe?air，ota)演進，遠程啟動、遠程管理、代客泊車、智慧尋車等功能已逐漸被汽車客戶所青睞，在提升產品科技感的同時，方便車主對汽車的有效管理。受限于通信技術體制和帶寬能力限制，目前的汽車遠程管理大多僅支持遠程車況查詢和遠程啟動等消息層面的數(shù)據可觀可控，尚未實現(xiàn)更加直觀的視頻層面的數(shù)據、過程可觀可控。例如，當前部分停車場雖已具備尋車技術，但受限于低精度的定位能力及低帶寬的數(shù)據傳輸承載能力，大多為單對單車位號顯示，車主通常仍舊難以完成尋車。

4、在汽車消費級支付技術方面，目前借助微信、支付寶、數(shù)字人民幣等線上支付技術可以實現(xiàn)快捷線上支付，但通常需要依賴于客戶移動終端、手表等穿戴設備進行掃碼或近場支付，仍為有感支付。例如，大多數(shù)停車場雖已實現(xiàn)無人值守，但仍需基于各類小程序、app(application)才可實現(xiàn)停車繳費，對汽車用戶的日常出行效率仍舊造成一定影響；全國高速公路雖均已開通全自動收費系統(tǒng)(electronic?toll?collection，etc)不停車收費通道，但仍需汽車速度在一定范圍之下，車流高峰仍會造成一定程度擁塞。以上現(xiàn)狀問題的關鍵在于現(xiàn)行的汽車消費級支付系統(tǒng)均未能實現(xiàn)無感支付，支付效率應進一步基于新型技術進行提升。

5、目前已有部分專利文獻揭露將uwb技術作為高帶寬通信數(shù)據傳輸及支付場景使用，但結合汽車領域的相關專利技術較少，尤其將其作為汽車場景的無感支付功能相關專利文獻尚未被揭露。例如，公開日為2023年4月4日、公開號為cn115907752a的中國專利文獻提出了一種基于uwb的支付方法及系統(tǒng)，主要基于uwb的支付方法在收銀終端與指定區(qū)域內的支付終端建立uwb通信連接；公開日為2022年9月16日、公開號為cn115065924a的中國專利文獻提出了一種高速通信的uwb定位系統(tǒng)和高速通信的uwb門禁系統(tǒng)，但其主要對提高定位信號的傳輸速度方向進行了具體技術和傳輸方案揭露，并未形成汽車多場景智慧管理的系統(tǒng)性解決方案；公開日為2023年4月4日、公開號為cn115909518a的中國專利文獻提出了一種基于uwb定位的無人駕駛車輛停車支付的實現(xiàn)方法，雖然該停車收費方法與uwb技術和汽車領域支付技術相關，但其主要將uwb技術用于通信，并未形成汽車多場景智慧管理的系統(tǒng)性解決方案。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于uwb的汽車多場景智慧管理方法和系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術中汽車智慧管理技術無法實現(xiàn)視頻層面的遠程監(jiān)控、精準尋車和無感支付的問題。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下：

3、第一方面，本發(fā)明提供了一種基于uwb的汽車多場景智慧管理方法，應用于服務端智慧管理系統(tǒng)，所述智慧管理方法包括：實時接收由車載端uwb通信系統(tǒng)通過應用場景端的uwb通信基站發(fā)送的車輛位置信息；所述應用場景端為停車場、收費站、加油站、充電站或者服務區(qū)；定時向車載端uwb通信系統(tǒng)發(fā)送遠程監(jiān)控指令，所述遠程監(jiān)控指令用于指示車載端uwb通信系統(tǒng)生成車輛遠程監(jiān)控信息；實時接收車載端uwb通信系統(tǒng)通過所述uwb通信基站發(fā)送的車輛遠程監(jiān)控信息，所述車輛遠程監(jiān)控信息包括車輛周圍音頻數(shù)據和/或車輛周圍視頻數(shù)據。

4、根據上述技術手段，服務端智慧管理系統(tǒng)基于車載端與應用場景端之間已有的uwb通信連接，通過uwb通信基站來完成與車載端的交互，從而實現(xiàn)獲取車輛位置和車輛周圍環(huán)境的遠程監(jiān)控。相較于現(xiàn)有技術中汽車遠程管理僅支持遠程車況查詢和遠程啟動等消息層面的數(shù)據監(jiān)控，本發(fā)明能夠獲取更加直觀的視頻層面的數(shù)據，進而實現(xiàn)對汽車周邊實時過程的可觀可控。而且，本發(fā)明利用了uwb技術的超寬帶能力，通過uwb通信基站來傳輸車輛周邊視頻數(shù)據，解決了多媒體視頻數(shù)據傳輸效率低的問題。

5、進一步，所述智慧管理方法還可以包括：基于用戶的請求操作，生成尋車指令；根據所述尋車指令，調取車輛位置信息、車位號和車輛周圍視頻數(shù)據，其中，所述車位號為應用場景端通過匹配車輛位置信息生成的；根據車輛位置信息、車位號和車輛周圍視頻數(shù)據，結合數(shù)字孿生和路徑規(guī)劃生成從用戶位置到車輛位置的三維可視化尋車路徑導航信息。

6、根據上述技術手段，通過服務端智慧管理系統(tǒng)調取內部存儲的車輛位置、車位號和車輛周圍視頻，并生成從用戶位置到車輛位置的三維路徑規(guī)劃，衍生出了停車場智慧精準尋車服務。由于服務端智慧管理系統(tǒng)內部存儲的車輛位置是由車載端uwb通信系統(tǒng)提供的，依靠uwb技術高精度特性可實現(xiàn)汽車位置的高精度定位。

7、進一步，所述智慧管理方法還可以包括：根據接收自應用場景端的uwb通信基站發(fā)送的車輛消費信息，生成消費收費指令；其中，所述車輛消費信息為用戶駕駛車輛進入應用場景端的消費支付環(huán)境時，應用場景端通過匹配uwb通信編碼生成的；將所述消費收費指令發(fā)送給所述車載端uwb通信系統(tǒng)，所述消費收費指令用于指示車載端uwb通信系統(tǒng)與所述uwb通信基站進行通信，以完成車輛消費支付。

8、根據上述技術手段，當用戶駕駛車輛進入應用場景端的消費支付環(huán)境時，通過服務端智慧管理系統(tǒng)向車載端uwb通信系統(tǒng)發(fā)送消費收費指令，促使車載端主動完成與應用場景端(比如停車場、加油站等場景)的無感支付，提高了汽車支付效率。

9、進一步，所述智慧管理方法還可以包括：根據接收自應用場景端的uwb通信基站發(fā)送的車牌識別信息，檢索與車牌識別信息相匹配的交通數(shù)據信息；其中，所述交通數(shù)據信息包括車牌、車型、用戶信息和uwb通信編碼；將所述uwb通信編碼發(fā)送給所述uwb通信基站。

10、根據上述技術手段，當應用場景端中的uwb通信基站無法直接完成車輛信息匹配時(比如，出現(xiàn)通信故障)，可以通過調取服務端智慧管理系統(tǒng)內部存儲的uwb通信id等標簽信息并發(fā)送至應用場景端，從而使得uwb通信基站與車載端uwb通信系統(tǒng)順利完成通信，進而實現(xiàn)車載端完成與應用場景端(比如停車場、加油站等場景)的無感支付，避免應用場景端因無法順利進行扣費而造成一定程度擁塞。

11、進一步，所述智慧管理方法還可以包括：接收所述uwb通信基站發(fā)送的費用結算信息，所述費用結算信息是應用場景端通過車載端uwb通信系統(tǒng)發(fā)送的扣費確認指令完成費用結算后生成的。

12、根據上述技術手段，服務端智慧管理系統(tǒng)通過與應用場景端(比如停車場)中的uwb通信基站進行交互，獲取了汽車消費后的費用結算信息，有利于用戶后期能夠隨時知曉并查看本次消費情況。

13、第二方面，本發(fā)明提供了一種基于uwb的汽車多場景智慧管理方法，應用于車載端uwb通信系統(tǒng)，所述智慧管理方法包括：在車載端uwb通信系統(tǒng)與應用場景端中的uwb通信基站建立uwb通信連接的情況下，通過所述通信基站將車輛位置信息實時發(fā)送給服務端智慧管理系統(tǒng)；所述應用場景端為停車場、收費站、加油站、充電站或者服務區(qū)；根據接收自服務端智慧管理系統(tǒng)的遠程監(jiān)控指令，生成車輛遠程監(jiān)控信息；所述車輛遠程監(jiān)控信息包括車輛周圍音頻數(shù)據和/或車輛周圍視頻數(shù)據；通過所述uwb通信基站將車輛遠程監(jiān)控信息發(fā)送給服務端智慧管理系統(tǒng)。

14、根據上述技術手段，車載端uwb通信系統(tǒng)通過與uwb通信基站的通信，間接地將車輛定位數(shù)據和遠程監(jiān)控信息發(fā)送給了服務端智慧管理系統(tǒng)，從而實現(xiàn)了汽車精準定位和環(huán)境遠程監(jiān)控等汽車服務功能。相較于現(xiàn)有技術中車載端uwb通信系統(tǒng)實現(xiàn)汽車數(shù)字鑰匙和汽車短距通信等功能，本技術將車載端uwb通信系統(tǒng)應用于汽車服務場景中，利用uwb通信來傳輸定位數(shù)據和車輛周邊視頻數(shù)據，解決了多媒體視頻數(shù)據傳輸效率低的問題。

15、進一步地，所述智慧管理方法可以包括：當用戶駕駛車輛進入應用場景端的消費支付環(huán)境時，接收所述uwb通信基站或服務端智慧管理系統(tǒng)發(fā)送的消費收費指令，所述消費收費指令是應用場景端或者服務端智慧管理系統(tǒng)根據車輛消費信息生成的，所述車輛消費信息是應用場景端通過匹配uwb通信編碼生成的；驗證所述消費收費指令后，生成扣費確認指令；將扣費確認指令發(fā)送給所述uwb通信基站，所述扣費確認指令用于指示應用場景端完成費用結算。

16、根據上述技術手段，當用戶駕駛車輛進入應用場景端的消費支付環(huán)境時，車載端uwb通信系統(tǒng)通過向車載端uwb通信系統(tǒng)發(fā)送扣費確認指令，實現(xiàn)了車載端與應用場景端(比如停車場、加油站等場景)的無感支付，提高了汽車支付效率。而且，車載端uwb通信系統(tǒng)在生成扣費確認指令前，針對消費收費指令進行了有效驗證，避免了應用場景端錯誤扣費的情況發(fā)生。

17、進一步，所述智慧管理方法還包括：發(fā)送扣費確認指令后，可以將車輛消費信息和扣費確認信息通過車輛通信模塊傳輸至行車電腦。

18、根據上述技術手段，車載端uwb通信系統(tǒng)通過車輛通信模塊將車輛消費信息和扣費確認信息傳輸至行車電腦，有利于用戶在駕駛過程中第一時間知曉本次消費情況。

19、第三方面，本發(fā)明提供了一種服務端智慧管理系統(tǒng)，所述服務端智慧管理系統(tǒng)包括處理器、交換機以及與所述處理器通信連接的存儲器；所述存儲器存儲有計算機執(zhí)行指令；所述交換機用于完成應用場景端中的通信基站與服務端智慧管理系統(tǒng)的數(shù)據傳輸；所述處理器執(zhí)行所述存儲器中存儲的計算機執(zhí)行指令，以實現(xiàn)上述的智慧管理方法。

20、根據上述技術手段，服務端智慧管理系統(tǒng)通過與uwb通信基站和車載端uwb通信系統(tǒng)之間的交互，衍生了應用場景所轄范圍內的汽車相關服務，如停車場停車費無感支付、加油站油費無感支付、停車場智慧精準尋車及車周環(huán)境監(jiān)控等。

21、第四方面，本發(fā)明提供了一種車載端uwb通信系統(tǒng)，所述車載端uwb通信系統(tǒng)包括處理器、uwb通信模塊以及與所述處理器通信連接的存儲器；所述存儲器存儲有計算機執(zhí)行指令；所述uwb通信模塊用于完成應用場景端中的通信基站與uwb通信系統(tǒng)的數(shù)據傳輸；所述處理器執(zhí)行所述存儲器中存儲的計算機執(zhí)行指令，以實現(xiàn)上述的智慧管理方法。

22、根據上述技術手段，車載端uwb通信系統(tǒng)將uwb技術作為高帶寬通信數(shù)據傳輸及支付場景使用，使用戶在使用汽車服務及消費過程中更高效便捷。

23、通過本發(fā)明提供的技術方案，本發(fā)明至少具有如下技術效果：

24、(1)本發(fā)明將uwb技術作為高帶寬通信數(shù)據傳輸使用，并與汽車停車場景結合，通過服務端智慧管理系統(tǒng)、uwb通信基站和車載端uwb通信系統(tǒng)三者之間的通信交互，實現(xiàn)了汽車定位和車輛周圍環(huán)境的遠程視頻監(jiān)控；

25、(2)為了解決停車場尋車技術有限的問題，本發(fā)明通過服務端智慧管理系統(tǒng)生成了從用戶位置到車輛位置的三維路徑規(guī)劃，實現(xiàn)了停車場智慧精準尋車；

26、(3)本發(fā)明還將uwb技術作為支付場景使用，并與汽車支付場景結合，通過服務端智慧管理系統(tǒng)、uwb通信基站和車載端uwb通信系統(tǒng)三者之間的通信交互，實現(xiàn)了汽車消費級支付系統(tǒng)的無感支付，提高了支付效率；

27、(4)本發(fā)明的智慧管理系統(tǒng)為系統(tǒng)性架構方案，可移植性強，可基于uwb通信技術開展應用的功能場景均可實現(xiàn)設計開發(fā)，僅僅需在應用服務平臺完成相關應用程序開發(fā)即可，可擴充性高。

28、本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。