多模态传感融合的自适应车辆进入方法、系统及介质与流程

本发明涉及车辆控制，尤其是涉及一种多模态传感融合的自适应车辆进入方法、系统及介质。

背景技术：

1、随着智能网联汽车技术的发展，车辆无钥匙进入系统经历了从单模到多模的技术演进。早期方案以蓝牙4.0/4.2为核心，通过rssi（信号强度）定位实现近车解锁，但存在信号易受干扰、定位精度低等问题。为解决单模缺陷，行业尝试结合蓝牙与nfc技术，蓝牙负责长距离检测，nfc完成短距离身份验证。随着uwb技术的普及，部分高端车型开始引入"蓝牙+uwb"双模方案，uwb通过脉冲信号实现厘米级定位，抗金属屏蔽能力强。同时，生物识别技术（如指纹、人脸）虽在移动端成熟，但也逐渐被引入车载场景。

2、然而，现有技术仍存在诸多不足。在信号稳定性方面，蓝牙方案在地库、高压线旁等强干扰场景下信号衰减严重，导致解锁延迟或失败；多设备共存加剧信道竞争，误触发率提升；uwb方案虽精度高，但成本高昂且与蓝牙的时序协同困难，易出现定位跳变。在安全性方面，传统蓝牙方案采用静态密钥，易被中继攻击；部分厂商的nfc方案未实现端到端加密，存在中间人窃听风险；生物识别活体检测缺失，伪造攻击成功率较高。在用户体验方面，现有方案多需用户手动操作或主动贴近nfc读卡器，存在"罚站"现象；多品牌设备兼容性差，配对失败率高；缺乏个性化设置，无法适应不同用户习惯。在功耗管理方面，持续扫描/连接导致手机/车载模块耗电快，缺乏动态功耗优化策略。

技术实现思路

1、鉴于以上所述的现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种多模态传感融合的自适应车辆进入方法、系统及介质，通过融合蓝牙、uwb、nfc及生物识别等多种传感模态，结合自适应信号处理和动态功耗管理策略，能够在复杂电磁环境下实现高精度、高安全性的无感车辆进入体验，同时显著降低系统功耗并提升多设备兼容性。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

3、第一方面，本发明提供的一种多模态传感融合的自适应车辆进入方法，采用如下的技术方案：

4、通过分布式部署于车身的多模态融合锚点集群采集多源传感数据，所述多模态融合锚点集群包括蓝牙收发器、超宽带收发器和近场通信读卡器；

5、对所述多源传感数据进行时间和空间坐标系对齐，并计算各传感器的置信度；

6、通过卡尔曼滤波器对所述多源传感数据进行融合处理，获得移动终端相对于车辆的位置、速度和融合置信度；

7、基于所述融合处理的结果进行风险评估，计算风险评分；

8、根据移动终端的设备状态、所述融合置信度和所述风险评分，通过多目标效用函数选择认证模式；以及

9、当满足解锁触发条件时，输出解锁控制指令。

10、进一步的，上述方法中，所述多源传感数据包括：

11、蓝牙信号强度数据，用于计算移动终端与车辆之间的粗略距离；

12、超宽带测距数据，通过双向飞行时间测量获得移动终端与车载锚点之间的精确距离和到达角；以及

13、近场通信触发信号，用于检测移动终端的近距离接近。

14、进一步的，上述方法中，所述卡尔曼滤波器的状态向量包括移动终端在车辆坐标系下的三维位置、移动速度、运动加速度和融合置信度。

15、进一步的，上述方法中，所述卡尔曼滤波器根据各传感器的实时置信度动态调整观测噪声协方差矩阵，当超宽带信噪比较高且多径干扰较弱时，降低超宽带对应的观测噪声，当蓝牙信号波动较大时，提高蓝牙对应的观测噪声。

16、进一步的，上述方法中，所述风险评分基于以下风险特征中的至少一项计算：

17、距离异常风险项，表征蓝牙估计距离与超宽带测距结果之间的偏差；

18、信号异常风险项，表征信号强度突变、多径干扰或丢包率异常；

19、运动异常风险项，表征快速横向接近、尾随接近或多人同时接近；

20、时间和地理围栏异常风险项；以及

21、设备完整性异常风险项。

22、进一步的，上述方法中，所述认证模式包括：

23、超宽带精准无感模式，当移动终端电量高于第一阈值、超宽带功能正常且风险评分低于第二阈值时启用；

24、蓝牙辅助节能模式，当移动终端电量处于预设区间或用户选择节能时启用；

25、近场通信备份模式，当移动终端电量低于第三阈值、无线通信持续失败超时或近场通信被直接触发时启用；以及

26、增强安全验证模式，当风险评分高于第四阈值时启用。

27、进一步的，上述方法中，所述解锁触发条件包括：

28、所述融合置信度大于置信度阈值；

29、移动终端与目标车门之间的距离小于解锁距离阈值；

30、所述风险评分小于风险阈值；以及

31、检测到用户操作意图。

32、进一步的，上述方法中，还包括：

33、当授权用户远离车辆超过预设距离并持续预设时间，且车内无人、车门关闭时，自动执行落锁操作。

34、进一步的，上述方法中，还包括：

35、根据所述融合置信度和所述风险评分动态调整传感器扫描周期，当融合置信度高且风险评分低时增大扫描周期，当用户快速接近或风险评分升高时缩短扫描周期。

36、进一步的，上述方法中，还包括：

37、在移动终端与车辆之间建立安全连接时，通过椭圆曲线密钥交换协商会话根密钥；以及

38、基于所述会话根密钥、随机数、会话计数器和时间戳，通过密钥派生函数生成临时会话密钥。

39、进一步的，上述方法中，所述多模态融合锚点集群还包括电容触摸传感器和接近传感器，所述电容触摸传感器用于检测用户的拉门把手动作，所述接近传感器用于测量物体距离和接近速度。

40、进一步的，上述方法中，还包括：

41、当超宽带信噪比持续低于预设值且蓝牙丢包率高于预设比例时，切换至传感器融合增强模式，提高接近传感器和电容触摸传感器的决策权重，并提示用户使用近场通信触碰。

42、第二方面，本发明提供的一种多模态传感融合的自适应车辆进入系统，采用如下的技术方案：

43、多模态融合锚点集群，分布式部署于车身，包括蓝牙收发器、超宽带收发器和近场通信读卡器，用于采集多源传感数据；

44、数据对齐模块，用于对所述多源传感数据进行时间和空间坐标系对齐，并计算各传感器的置信度；

45、融合处理模块，用于通过卡尔曼滤波器对所述多源传感数据进行融合处理，获得移动终端相对于车辆的位置、速度和融合置信度；

46、风险评估模块，用于基于所述融合处理的结果进行风险评估，计算风险评分；

47、认证模式选择模块，用于根据移动终端的设备状态、所述融合置信度和所述风险评分，通过多目标效用函数选择认证模式；以及

48、解锁控制模块，用于当满足解锁触发条件时，输出解锁控制指令。

49、第三方面，本发明提供的一种可读存储介质，采用如下的技术方案：

50、一种可读存储介质，所述可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现如上述第一方面中任一项所述的方法。

51、综上所述，与现有技术相比，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

52、本发明通过分布式部署的多模态融合锚点集群采集蓝牙、超宽带和近场通信等多源传感数据，并利用卡尔曼滤波器进行时空对齐和融合处理，能够在复杂电磁环境下实现厘米级的高精度定位，有效克服单一传感模态在地库、高压线旁等强干扰场景下信号衰减和定位跳变的问题；通过基于融合置信度和风险评分的多目标效用函数动态选择认证模式，系统能够根据移动终端的电量状态、通信质量和安全风险等级自适应切换超宽带精准无感模式、蓝牙辅助节能模式、近场通信备份模式或增强安全验证模式，在保障安全性的同时显著降低系统功耗；此外，通过实时风险评估机制检测距离异常、信号异常和运动异常等潜在威胁，有效防范中继攻击和伪造攻击，从而为用户提供高精度、高安全性、低功耗的无感车辆进入体验。