DE102018214654A1 - Localization of a mobile device in relation to a vehicle - Google Patents

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Christian Morhart
Lars Weisgerber
Martin Opitz
Thomas Skotnitzki
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lokalisierungsvorrichtung (1) für ein Fahrzeug (3) zur Bestimmung einer Position eines mobilen Endgerätes (2) in Bezug auf das Fahrzeug (3). Die Lokalisierungsvorrichtung (1) weist wenigstens zwei Winkelbestimmungseinrichtungen (12, 13, 14, 15), wenigstens eine Feldstärkenbestimmungseinrichtung (11) und eine Steuereinheit (10) auf. Die wenigstens zwei Winkelbestimmungseinrichtungen (12, 13, 14, 15) sind jeweils dazu eingerichtet, den Einfallswinkel (α1, α2) eines von dem mobilen Endgerät (2) ausgesendeten Signals (2 ', 2", 2"') zu bestimmen. Die Feldstärkenbestimmungseinrichtung (11) ist dazu eingerichtet, die Feldstärke des durch das mobile Endgerät (2) ausgesendete Signals (2 ', 2", 2"') zu bestimmen, wobei die Feldstärke des Signals (2 ', 2", 2''') mit dem Abstand zwischen dem mobilen Endgerät (2) und der Feldstärkebestimmungseinrichtung (11) korreliert. Die Steuereinheit (10) ist dazu eingerichtet, die Position des mobilen Endgeräts (2) in Bezug auf das Fahrzeug (3) durch wenigstens zwei bestimmte Einfallswinkel (α1, α2) der wenigstens zwei Winkelbestimmungseinrichtungen (12, 13, 14, 15) und der bestimmten Feldstärke zu bestimmen.The invention relates to a location device (1) for a vehicle (3) for determining a position of a mobile terminal (2) in relation to the vehicle (3). The localization device (1) has at least two angle determination devices (12, 13, 14, 15), at least one field strength determination device (11) and a control unit (10). The at least two angle determination devices (12, 13, 14, 15) are each set up to determine the angle of incidence (α1, α2) of a signal (2 ', 2 ", 2"') emitted by the mobile terminal (2). The field strength determination device (11) is set up to determine the field strength of the signal (2 ', 2 ", 2"') emitted by the mobile terminal (2), the field strength of the signal (2 ', 2 ", 2"' ') correlates with the distance between the mobile terminal (2) and the field strength determination device (11.) The control unit (10) is set up to determine the position of the mobile terminal (2) with respect to the vehicle (3) by at least two specific angles of incidence (α1, α2) of the at least two angle determination devices (12, 13, 14, 15) and the determined field strength.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lokalisierungsvorrichtung zur Bestimmung einer Position eines mobilen Endgeräts in Bezug auf ein Fahrzeug, ein mobiles Endgerät, welches ein Signal zu Lokalisierung durch eine Lokalisierungsvorrichtung aussendet, ein Fahrzeug mit einer solchen Lokalisierungsvorrichtung, ein Verfahren zur Bestimmung einer Position eines mobilen Endgeräts in Bezug auf ein Fahrzeug, Programmelemente sowie computerlesbare Medien.The invention relates to a localization device for determining a position of a mobile terminal in relation to a vehicle, a mobile terminal which emits a signal for localization by a localization device, a vehicle with such a localization device, a method for determining a position of a mobile terminal in relation on a vehicle, program elements and computer-readable media.

In der Automobilentwicklung richtet sich der Fokus zunehmend auf die Digitalisierung. Hierbei werden zunehmend mobile Endgeräte des Benutzers bzw. des Fahrers in Fahrzeugfunktionen integriert. Ferner können Fahrzeugfunktionen durch die Integration von mobilen Endgeräten erweitert bzw. kostengünstiger umgesetzt werden. Des Weiteren können neue Fahrfunktionen durch Einsatz der mobilen Endgeräte freigeschalten werden. Beispielsweise kann das mobile Endgerät des Benutzers für den Fahrzeugzugang genutzt werden, z.B. als Fahrzeugschlüssel. Insbesondere, da der Benutzer typischerweise sein mobiles Endgerät, z.B. ein Smartphone, stets mitführt und somit zur Hand hat.In automotive development, the focus is increasingly on digitization. Here, mobile end devices of the user or driver are increasingly integrated into vehicle functions. Furthermore, vehicle functions can be expanded or implemented more cost-effectively through the integration of mobile devices. Furthermore, new driving functions can be activated by using the mobile devices. For example, the user's mobile device can be used for vehicle access, e.g. as a vehicle key. In particular, since the user typically uses his mobile terminal, e.g. a smartphone, always on hand and therefore at hand.

Mobile Endgeräte senden über eine Antenne Sendesignale in alle Richtungen aus. Diese Sendesignale können durch ein Fahrzeug bzw. eine Einheit im Fahrzeug empfangen und ausgewertet werden.Mobile end devices send transmission signals in all directions via an antenna. These transmission signals can be received and evaluated by a vehicle or a unit in the vehicle.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die Position eines mobilen Endgeräts in Bezug auf ein Fahrzeug verlässlich zu bestimmen.It is an object of the invention to reliably determine the position of a mobile terminal with respect to a vehicle.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Ausführungsformen und Weiterbildungen sind den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren zu entnehmen.This object is achieved by the subject matter of the independent claims. Embodiments and developments can be found in the dependent claims, the description and the figures.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Lokalisierungsvorrichtung für ein Fahrzeug zur Bestimmung einer Position eines mobilen Endgerätes in Bezug auf das Fahrzeug. Die Lokalisierungsvorrichtung weist wenigstens zwei Winkelbestimmungseinrichtungen, wenigstens eine Feldstärkenbestimmungseinrichtung und eine Steuereinheit auf. Die wenigstens zwei Winkelbestimmungseinrichtungen sind jeweils dazu eingerichtet, den Einfallswinkel eines von dem mobilen Endgerät ausgesendeten Signals zu bestimmen. Die Feldstärkenbestimmungseinrichtung ist dazu eingerichtet, die Feldstärke des durch das mobile Endgerät ausgesendete Signals zu bestimmen, wobei die Feldstärke des Signals mit dem Abstand zwischen dem mobilen Endgerät und der Feldstärkebestimmungseinrichtung korreliert. Die Steuereinheit ist dazu eingerichtet, die Position des mobilen Endgeräts in Bezug auf das Fahrzeug durch wenigstens zwei bestimmte Einfallswinkel der wenigstens zwei Winkelbestimmungseinrichtungen und der bestimmten Feldstärke zu bestimmen.A first aspect of the invention relates to a localization device for a vehicle for determining a position of a mobile terminal with respect to the vehicle. The localization device has at least two angle determination devices, at least one field strength determination device and a control unit. The at least two angle determination devices are each set up to determine the angle of incidence of a signal emitted by the mobile terminal. The field strength determination device is set up to determine the field strength of the signal transmitted by the mobile terminal, the field strength of the signal correlating with the distance between the mobile terminal and the field strength determination device. The control unit is set up to determine the position of the mobile terminal with respect to the vehicle by means of at least two specific angles of incidence of the at least two angle determination devices and the determined field strength.

Das durch das mobile Endgerät ausgesendete Sendesignal, z.B. ein Bluetooth-, WLAN- oder Mobilfunksignal, kann von der Lokalisierungsvorrichtung bzw. deren Bestandteilen, wie z.B. der Winkelbestimmungseinrichtungen und der Feldstärkebestimmungseinrichtung, empfangen werden. Die empfangenen Empfangssignale können zur Bestimmung der Position des mobilen Endgeräts in Bezug auf das Fahrzeug mit der Lokalisierungsvorrichtung, in Bezug auf einen definierten Punkt im Fahrzeug oder in Bezug auf die Lokalisierungsvorrichtung verwendet werden.The transmission signal transmitted by the mobile terminal, e.g. a Bluetooth, WLAN or mobile radio signal can be transmitted from the localization device or its components, e.g. of the angle determining means and the field strength determining means are received. The received signals received can be used to determine the position of the mobile terminal in relation to the vehicle with the locating device, in relation to a defined point in the vehicle or in relation to the locating device.

Durch zwei bestimmte Einfallswinkel von zwei Winkelbestimmungseinrichtungen und unter Berücksichtigung der Feldstärke (Received Signal Strength Indication, RSSI) des durch das mobile Endgerät ausgesendeten Signals kann ein Schnittpunkt bestimmt werden, welcher der aktuellen Position des mobilen Endgeräts in Bezug auf das Fahrzeug entspricht. Durch die Feldstärkebestimmungseinrichtung kann insbesondere der Abstand zwischen dem mobilen Endgerät und dem Fahrzeug bestimmt werden, da dieser direkt die Feldstärke des empfangenen Signals beeinflusst.By means of two specific angles of incidence of two angle determination devices and taking into account the field strength (Received Signal Strength Indication (RSSI) of the signal transmitted by the mobile terminal, an intersection can be determined which corresponds to the current position of the mobile terminal in relation to the vehicle. The distance between the mobile terminal and the vehicle can in particular be determined by the field strength determination device, since this directly influences the field strength of the received signal.

Alternativ oder zusätzlich kann auch eine Winkelbestimmungseinrichtung mehrere Empfangseinheiten aufweisen, welche jeweils den Einfallswinkel bestimmen können.Alternatively or additionally, an angle determination device can also have a plurality of receiving units, which can each determine the angle of incidence.

Beispielsweise kann jede Winkelbestimmungseinrichtung wenigstens zwei Antennen aufweisen. Durch diese zwei Antennen kann jede Winkelbestimmungseinrichtung den Einfallswinkel des von dem mobilen Endgerät ausgesendeten Signals bestimmen. Diesen Einfallswinkel kann die Winkelbestimmungseinrichtung beispielsweise mittels räumlicher Filterung, auch beamforming genannt, bezüglich einer bestimmten Empfangsrichtung bzw. eines bestimmen Einfallwinkels herausfinden. Mit anderen Worten kann die Winkelbestimmungseinrichtung Empfangssignale aus genau einer bestimmten Richtung empfangen und somit den Winkel aus welcher das Signal stammt bestimmen, den Einfallswinkel. Hierzu können die zwei Antennen derart miteinander verschalten werden, dass nur unter einem Winkel oder aus einer Richtung Empfangssignale empfangen werden können. Die Antennen werden derart ausgerichtet, dass sich gezielte Interferenzen zwischen allen empfangenen Empfangssignalen bilden. Mit anderen Worten können gezielte konstruktive und destruktive Interferenzen gebildet werden, welche dazu führen, dass nur Empfangssignale unter einem bestimmten Winkel zur Winkelbestimmungseinrichtung durchgelassen werden. Somit kann ein Empfangssignal aus einer bestimmten Richtung extrahiert oder isoliert werden. Dies kann durch die wenigstens zwei Winkelbestimmungseinrichtungen bzw. Empfangseinheiten durchgeführt werden. Somit kann der Schnittpunkt bestimmt werden, welcher der Position des mobilen Endgeräts entspricht. Ferner kann die Steuereinheit die Winkelbestimmungseinrichtungen anleiten, diese räumliche Filterung für alle Winkel- oder Richtungskombinationen durchzuführen. Hierdurch können manche Kombinationen von vornherein als unplausibel ausgeschlossen werden. Beispielsweise könnte die rechte Winkelbestimmungseinrichtung das Empfangssignal von rechts bekommen und die linke Winkelbestimmungseinrichtung von links. Dies wäre jedoch unplausibel, da das mobile Endgerät sich nicht an zwei unterschiedlichen Orten zur gleichen Zeit befinden kann. Daraus folgt, dass eines der beiden Empfangssignale ein an einem Objekt reflektiertes Empfangssignal sein kann. Somit kann die zweite Winkelbestimmungseinrichtung einen kleineren Winkelbereich absuchen als die erste Winkelbestimmungseinrichtung. Hierdurch kann die Bestimmung der Position des mobilen Endgeräts in Bezug auf das Fahrzeug beschleunigt bzw. vereinfacht werden. Des Weiteren kann die Lokalisierungsvorrichtung die Feldstärkenbestimmungseinrichtung anleiten die Feldstärke bzw. die Signalstärke des empfangenen Signals zu bestimmen, welche mit dem Abstand zwischen dem mobilen Endgerät und der Lokalisierungsvorrichtung bzw. dem Fahrzeug korrespondiert. Somit kann mittels der Feldstärkenbestimmungseinrichtung auf den Abstand zwischen dem mobilen Endgerät und der Feldstärkenbestimmungseinrichtung geschlossen werden. Durch die Feldstärkenbestimmungseinrichtung kann einerseits direkt auf die Position, mittels mehrere bestimmter Abstände, des mobilen Endgeräts in Bezug auf das Fahrzeug geschlossen werden. Ferner kann durch die bestimmte Feldstärke die Winkelbestimmungseinrichtung bei der Bestimmung der Einfallswinkel unterstützt werden. Insbesondere kann durch die Betrachtung der Feldstärke des empfangenen Signals auf die direkten bzw. Sichtlinien Signale geschlossen werden. For example, each angle determination device can have at least two antennas. With these two antennas, each angle determination device can determine the angle of incidence of the signal emitted by the mobile terminal. The angle determination device can find out this angle of incidence, for example by means of spatial filtering, also called beamforming, with respect to a specific reception direction or a specific angle of incidence. In other words, the angle determination device can receive signals from exactly one specific direction and thus determine the angle from which the signal originates, the angle of incidence. For this purpose, the two antennas can be interconnected in such a way that reception signals can only be received at an angle or from one direction. The antennas are aligned in such a way that targeted interference is formed between all received signals. In other words, specific constructive and destructive interferences can be formed, which lead to the fact that only received signals at a certain angle are passed through to the angle determination device. Thus a Received signal can be extracted or isolated from a certain direction. This can be carried out by the at least two angle determination devices or receiving units. The intersection point which corresponds to the position of the mobile terminal can thus be determined. Furthermore, the control unit can instruct the angle determination devices to carry out this spatial filtering for all combinations of angles or directions. As a result, some combinations can be excluded from the outset as implausible. For example, the right angle determination device could receive the received signal from the right and the left angle determination device from the left. However, this would be implausible since the mobile device cannot be located in two different locations at the same time. It follows that one of the two received signals can be a received signal reflected on an object. Thus, the second angle determination device can search a smaller angle range than the first angle determination device. As a result, the determination of the position of the mobile terminal device with respect to the vehicle can be accelerated or simplified. Furthermore, the localization device can instruct the field strength determination device to determine the field strength or the signal strength of the received signal, which corresponds to the distance between the mobile terminal and the localization device or the vehicle. The distance between the mobile terminal and the field strength determination device can thus be inferred from the field strength determination device. On the one hand, the field strength determination device can be used to infer the position of the mobile terminal device in relation to the vehicle by means of several specific distances. Furthermore, the angle determination device can be supported by the determined field strength in determining the angle of incidence. In particular, the direct or line-of-sight signals can be deduced from the observation of the field strength of the received signal.

Die Steuereinheit kann ferner die Winkelbestimmungseinrichtungen und/oder die Feldstärkenbestimmungseinrichtung zeitsynchronisiert betreiben.The control unit can also operate the angle determination devices and / or the field strength determination device in a time-synchronized manner.

Basierend auf dem Einfallswinkel der Empfangssignale der Winkelbestimmungseinrichtungen kann mittels der geometrischen Anordnung der Winkelbestimmungseinrichtungen zueinander und unter Berücksichtigung der Feldstärke die Position des mobilen Endgeräts in Bezug auf das Fahrzeug bestimmt werden.Based on the angle of incidence of the received signals of the angle determination devices, the position of the mobile terminal with respect to the vehicle can be determined by means of the geometric arrangement of the angle determination devices with respect to one another and taking into account the field strength.

Alternativ oder zusätzlich können auch mehr als zwei Antennen in jeder Winkelbestimmungseinrichtung verwendet werden, z.B. ein Antennenarray.Alternatively or additionally, more than two antennas can be used in each angle determination device, e.g. an antenna array.

Durch die Lokalisierungsvorrichtung kann das mobile Endgerät in dem Fahrzeugkoordinatensystem lokalisiert werden. Auch kann die Bestimmung der Position mit wenigen Komponenten erfolgen: zwei Winkelbestimmungseinrichtungen, eine Feldstärkenbestimmungseinrichtung und eine Steuereinheit. Mit anderen Worten kann die Systemkomplexität klein gehalten werden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Abstand zwischen den wenigstens zwei Winkelbestimmungseinrichtungen vordefiniert bzw. bekannt.The localization device can be used to locate the mobile terminal in the vehicle coordinate system. The position can also be determined with a few components: two angle determination devices, a field strength determination device and a control unit. In other words, system complexity can be kept low.
According to one embodiment of the invention, the distance between the at least two angle determination devices is predefined or known.

Der Abstand der Empfangseinheiten sowie die Anordnung der Antennen in den Empfangseinheiten kann bekannt sein, sodass über die Geometrie der Winkelbestimmungseinrichtung auf die Position des mobilen Endgeräts in Bezug auf das Fahrzeug geschlossen werden kann.The distance between the receiving units and the arrangement of the antennas in the receiving units can be known, so that the position of the mobile terminal with respect to the vehicle can be inferred from the geometry of the angle determining device.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, in einem Innenraum des Fahrzeugs und/oder in einem Nahbereich des Fahrzeugs die Position des mobilen Endgeräts in Bezug auf das Fahrzeug basierend auf der bestimmten Feldstärke des durch das mobile Endgerät ausgesendete Signals zu bestimmen.According to one embodiment of the invention, the control unit is set up to determine the position of the mobile terminal in relation to the vehicle in an interior of the vehicle and / or in a vicinity of the vehicle based on the determined field strength of the signal transmitted by the mobile terminal.

Im Nahbereich in und um das Fahrzeug kann die Positionsbestimmung mittels der Feldstärke des von dem mobilen Endgerät ausgesendeten Signals präziser sein, als die Positionsbestimmung mittels der Winkelbestimmungseinrichtung. Somit kann die Feldstärke bzw. Signalstärke für die Positionsbestimmung in Nahbereich, z.B. bis 50cm um das Fahrzeug, herangezogen bzw. stärker gewichtet werden.In the close range in and around the vehicle, the position determination by means of the field strength of the signal emitted by the mobile terminal can be more precise than the position determination by means of the angle determination device. Thus, the field strength or signal strength for the position determination in close range, e.g. up to 50cm around the vehicle, or weighted more heavily.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die Lokalisierungsvorrichtung ferner wenigstens eine Signallaufzeitbestimmungseinrichtung zur Bestimmung der Laufzeit des durch das mobile Endgerät ausgesendeten Signals auf. Die Steuereinheit ist dazu eingerichtet, die Position des mobilen Endgeräts in Bezug auf das Fahrzeug unter Berücksichtigung der bestimmten Signallaufzeit zu bestimmen.According to one embodiment of the invention, the localization device also has at least one signal delay determination device for determining the delay of the signal transmitted by the mobile terminal. The control unit is set up to determine the position of the mobile terminal with respect to the vehicle, taking into account the determined signal transit time.

Neben der Bestimmung der Einfallwinkel und der Feldstärke des empfangenen Signals zur Bestimmung der Position des mobilen Endgeräts in Bezug auf das Fahrzeug kann zusätzlich, insbesondere für größere Distanzen, die Signallaufzeit des empfangenen Signals durch eine Signallaufzeitbestimmungseinrichtung bestimmt werden. Somit kann die Position des mobilen Endgeräts über verschiedene Messverfahren bestimmt werden, welche jeweils Vorteile in gewissen Abständen zwischen dem mobilen Endgerät und dem Fahrzeug aufweisen. Ferner kann die Position des mobilen Endgeräts auch durch zwei Verfahren gleichzeitig bestimmt und miteinander abgeglichen werden. Alternativ oder zusätzlich kann die bestimmte Signallaufzeit auch zur Verbesserung der bestimmten Einfallswinkel der Winkelbestimmungseinrichtung genutzt werden, da somit die Sichtliniensignale (direkte Signale, ohne Reflektionen) bestimmt werden können. Mit anderen Worten können Signale mit einer hohen Signallaufzeit herausgefiltert werden, da es sich bei diesen wahrscheinlich um reflektierte Signale handelt.In addition to determining the angle of incidence and the field strength of the received signal for determining the position of the mobile terminal with respect to the vehicle, the signal propagation time of the received signal can also be determined by a signal propagation time determination device, in particular for larger distances. The position of the mobile terminal can thus be determined using various measurement methods, each of which has advantages at certain intervals between the mobile terminal and the vehicle. Furthermore, the Position of the mobile device can also be determined and compared with one another by two methods. Alternatively or additionally, the determined signal transit time can also be used to improve the determined angle of incidence of the angle determination device, since the line of sight signals (direct signals, without reflections) can thus be determined. In other words, signals with a long signal delay can be filtered out, since these are probably reflected signals.

Es sei angemerkt, dass die Ausbreitungsgeschwindigkeit von elektromagnetischen Signalen in Luft bekannt ist. Somit kann über die Signallaufzeit auf den Abstand oder über den Signallaufzeitunterschied zwischen zwei Empfangssignalen auf einen Abstandsunterschied geschlossen werden. Mit dem Abstandsunterschied kann wiederum durch eine geometrische Auswertung auf die Quelle oder den Ursprung (das mobile Endgerät), insbesondere auf den Winkel oder die Position des mobilen Endgeräts in Bezug auf das Fahrzeug geschlossen werden.It should be noted that the speed of propagation of electromagnetic signals in air is known. Thus, the distance can be inferred from the signal transit time, or a difference in distance can be inferred from the signal transit time difference between two received signals. The distance difference can in turn be used to determine the source or the origin (the mobile terminal), in particular the angle or the position of the mobile terminal in relation to the vehicle, by means of a geometric evaluation.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, für die Bestimmung des Einfallswinkels den Signallaufzeitunterschied zwischen den Empfangssignalen der zwei Empfangseinheiten heranzuziehen.According to one embodiment of the invention, the control unit is set up to use the signal propagation time difference between the received signals of the two receiving units for determining the angle of incidence.

Des Weiteren kann der Signallaufzeitunterschied in der Winkelbestimmungseinrichtung berücksichtigt werden. Somit kann durch den Signallaufzeitunterschied zwischen den Empfangssignalen der Winkelbestimmungseinrichtung auf Abstandsunterschied zwischen der ersten und der zweiten Winkelbestimmungseinrichtung zu dem mobilen Endgerät geschlossen werden. Diese Information wiederum kann zur Bestimmung der Position des mobilen Endgeräts in Bezug auf das Fahrzeug genutzt werden. Diese Signallaufzeitunterschiede können beispielsweise mittels einer Kreuzkorrelation zwischen den zwei Empfangssignalen der Winkelbestimmungseinrichtung bestimmt werden. Ferner kann durch den Signallaufzeitunterschied und der geometrischen Anordnung der Winkelbestimmungseinrichtung auf die Quelle (das mobile Endgerät) der Empfangssignale geschlossen werden.Furthermore, the signal transit time difference can be taken into account in the angle determination device. The signal transit time difference between the received signals of the angle determination device can thus be used to infer the distance difference between the first and the second angle determination device from the mobile terminal. This information in turn can be used to determine the position of the mobile device in relation to the vehicle. These signal transit time differences can be determined, for example, by means of a cross correlation between the two received signals from the angle determination device. Furthermore, the source (the mobile terminal) of the received signals can be inferred from the signal transit time difference and the geometrical arrangement of the angle determination device.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, einen Qualitätswert für den bestimmten Einfallswinkel der wenigstens zwei Winkelbestimmungseinrichtungen basierend auf der Feldstärke des durch das mobile Endgerät ausgesendeten Signals zu bestimmen. Die Steuereinheit ist ferner dazu eingerichtet, den bestimmten Qualitätswert bei der Bestimmung der Position des mobilen Endgeräts einzubeziehen.According to one embodiment of the invention, the control unit is set up to determine a quality value for the determined angle of incidence of the at least two angle determination devices based on the field strength of the signal transmitted by the mobile terminal. The control unit is also set up to include the determined quality value when determining the position of the mobile terminal.

Die Steuereinheit kann den Qualitätswert in die Positionsbestimmung miteinbeziehen und anhand diesem die verschiedenen Messverfahren untereinander gewichten. Wurde ein Einfallswinkel mit einer geringen Feldstärke bestimmt, kann es sich bei diesem Empfangssignal aus einer großen Entfernung oder um ein reflektiertes Signal handeln. Somit kann in diesem Fall ein niedriger Qualitätswert zugeordnet bzw. bestimmt werden, da das Signal mit Unsicherheiten belegt sein kann.The control unit can include the quality value in the position determination and use it to weight the various measurement methods. If an angle of incidence with a low field strength has been determined, this received signal can be from a great distance or it can be a reflected signal. In this case, a low quality value can thus be assigned or determined, since the signal can be subject to uncertainties.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, die Positionen des mobilen Endgerätes zu verfolgen und daraus eine Trajektorie zu bestimmen. Des Weiteren ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, basierend auf der bestimmten Trajektorie einen Erwartungswert für eine zukünftige Position des mobilen Endgeräts zu bestimmen.According to one embodiment of the invention, the control unit is set up to track the positions of the mobile terminal and to determine a trajectory therefrom. Furthermore, the control unit is set up to determine an expected value for a future position of the mobile terminal based on the determined trajectory.

Die Steuereinheit kann ferner den Weg bzw. die Positionsänderungen des mobilen Endgeräts über einen gewissen Zeitraum verfolgen und daraus eine Trajektorie erstellen. Ferner kann die Steuereinheit die Trajektorie vorhersagen, z.B. dass der Benutzer auf das Fahrzeug zukommt, um somit weiter die Positionsbestimmung des mobilen Endgeräts zu verfeinern bzw. einen Erwartungswert zu bestimmen, welcher erreicht werden sollte.The control unit can also track the path or the changes in position of the mobile terminal over a certain period of time and create a trajectory therefrom. Furthermore, the control unit can predict the trajectory, e.g. that the user approaches the vehicle in order to further refine the position determination of the mobile terminal or to determine an expected value which should be achieved.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, die Position des mobilen Endgerätes basierend auf der Signallaufzeit und basierend auf den wenigstens zwei bestimmen Einfallswinkeln zu bestimmen und diese miteinander zu vergleichen. Ferner ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, den bestimmten Qualitätswert für die durch die Winkelbestimmungseinrichtung bestimmten Einfallswinkel in dem Vergleich zu berücksichtigen.According to one embodiment of the invention, the control unit is set up to determine the position of the mobile terminal based on the signal propagation time and based on the at least two determined angles of incidence and to compare them with one another. Furthermore, the control unit is set up to take into account the determined quality value for the angle of incidence determined by the angle determination device in the comparison.

Mit anderen Worten kann die Steuereinheit die Position des mobilen Endgeräts in Bezug auf das Fahrzeug auf zwei unterschiedliche Arten bzw. mit unterschiedlichen Messverfahren bestimmen. Diese beiden bestimmten Positionen können anschließend miteinander verglichen werden. Die Steuereinheit kann anschließend die beiden bestimmten Positionen und den Qualitätswert der bestimmten Einfallswinkel heranziehen, um eine finale Position des mobilen Endgeräts in Bezug auf das Fahrzeug zu bestimmen.In other words, the control unit can determine the position of the mobile terminal in relation to the vehicle in two different ways or with different measurement methods. These two specific positions can then be compared. The control unit can then use the two determined positions and the quality value of the determined angles of incidence in order to determine a final position of the mobile terminal with respect to the vehicle.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die Lokalisierungsvorrichtung vier Winkelbestimmungseinrichtungen auf, welche jeweils an den Ecken des Fahrzeugs angeordnet sind.According to one embodiment of the invention, the localization device has four angle determination devices, which are each arranged at the corners of the vehicle.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, die zwei Empfangseinheiten anhand der Signalstärke des Empfangssignals auszuwählen.According to one embodiment of the invention, the control unit is set up to control the two Select receiving units based on the signal strength of the received signal.

Weist die Lokalisierungsvorrichtung mehr als zwei Winkelbestimmungseinrichtung auf, können aus der Mehrzahl an Winkelbestimmungseinrichtung zwei Winkelbestimmungseinrichtung anhand der Feldstärke des ausgesendeten Signals des mobilen Endgeräts ausgewählt werden. Hierbei kann die Steuereinheit von allen die empfangene Feld- bzw. Signalstärke des durch das mobile Endgerät ausgesendeten Sendesignals vergleichen. Die beiden Winkelbestimmungseinrichtungen mit der größten Feldstärke können als die nächstliegenden Winkelbestimmungseinrichtungen zu dem mobilen Endgerät angenommen werden. Diese können vorteilhafterweise für die Bestimmung des Einfallswinkels und somit für die Bestimmung der Position des mobilen Endgeräts in Bezug auf das Fahrzeug herangezogen werden.If the localization device has more than two angle determination devices, two angle determination devices can be selected from the plurality of angle determination devices on the basis of the field strength of the transmitted signal of the mobile terminal. Here, the control unit can compare the received field or signal strength of the transmitted signal transmitted by the mobile terminal. The two angle determination devices with the greatest field strength can be adopted as the closest angle determination devices to the mobile terminal. These can advantageously be used for determining the angle of incidence and thus for determining the position of the mobile terminal in relation to the vehicle.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das von dem mobilen Endgerät ausgesendete Signal ein WLAN-Signal, ein Bluetooth-Signal und/oder ein Mobilfunksignal, wie beispielsweise 5G. Die ist Winkelbestimmungseinrichtung insbesondere dazu eingerichtet, ein Bluetooth-Signal zu empfangen, jedoch nicht hierauf limitiert. Die Signallauf zeitbestimmungseinrichtung ist insbesondere dazu eingerichtet, ein WLAN-Signal zu empfangen, jedoch nicht limitiert hierauf. Die Feldstärkenbestimmungseinrichtung ist insbesondere dazu eingerichtet, die Feldstärke für ein Bluetooth-Signal und/oder ein WLAN-Signal zu bestimmen.According to one embodiment of the invention, the signal transmitted by the mobile terminal is a WLAN signal, a Bluetooth signal and / or a mobile radio signal, such as 5G. The angle determination device is in particular set up to receive a Bluetooth signal, but is not limited to this. The signal run time determination device is in particular set up to receive a WLAN signal, but is not limited to this. The field strength determination device is in particular set up to determine the field strength for a Bluetooth signal and / or a WLAN signal.

Die kabellose Übertragung bzw. der kabellose Empfang der Aktualisierungsdaten erfolgt per Bluetooth, WLAN (z. B. WLAN 802.11a/b/g/n oder WLAN 802.11p), ZigBee oder WiMax oder aber auch zellulärer Funksysteme wie GPRS, UMTS, 3G, 4G, 5G oder LTE. Es ist auch die Verwendung anderer Übertragungsprotokolle möglich. Die genannten Protokolle bieten den Vorteil der bereits erfolgten Standardisierung. Die vorhergehend und im Folgenden genannten Signale oder Signaltypen können durch das mobile Endgerät ausgesendet und durch die Lokalisierungsvorrichtung oder einzelne Bestandteile dieser empfangen werden.The wireless transmission or receipt of the update data takes place via Bluetooth, WLAN (e.g. WLAN 802.11a / b / g / n or WLAN 802.11p), ZigBee or WiMax or even cellular radio systems such as GPRS, UMTS, 3G, 4G, 5G or LTE. It is also possible to use other transmission protocols. The protocols mentioned offer the advantage of standardization that has already taken place. The signals and signal types mentioned above and below can be transmitted by the mobile terminal and received by the localization device or individual components thereof.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, basierend auf der bestimmten Position des mobilen Endgeräts in Bezug auf das Fahrzeug eine Aktion auszuführen, wie beispielsweise entriegeln und/oder öffnen der Fahrzeugtüre oder des Kofferraums oder aber das Starten des Fahrzeugs.According to a further embodiment of the invention, the control unit is set up to carry out an action based on the determined position of the mobile terminal in relation to the vehicle, such as unlocking and / or opening the vehicle door or the trunk or starting the vehicle.

Somit kann das mobile Endgerät wie ein Fahrzeugschlüssel genutzt werden, sodass wenn sich der Benutzer dem Fahrzeug nähert, die entsprechende Fahrzeugtüre entsperrt und/oder geöffnet wird. Hierbei ist insbesondere die exakte Position des mobilen Endgeräts in Bezug auf das Fahrzeug relevant, um die entsprechende Tür des Fahrzeugs zu entriegeln. Ferner kann auch der Innenraum entsprechend beleuchtet, klimatisiert oder parfümiert werden. Des Weiteren kann auch die Einstellung (bezüglich der Sitzposition) des Fahrersitzes bzw. des Beifahrersitzes erfolgen. Des Weiteren kann das Fahrzeug erst dann gestartet werden, wenn das mobile Endgerät im Innenraum des Fahrzeugs lokalisiert wurde.The mobile terminal can thus be used like a vehicle key, so that when the user approaches the vehicle, the corresponding vehicle door is unlocked and / or opened. In this case, the exact position of the mobile terminal with respect to the vehicle is particularly relevant in order to unlock the corresponding door of the vehicle. Furthermore, the interior can also be appropriately illuminated, air-conditioned or perfumed. Furthermore, the driver seat or front passenger seat can also be adjusted (with regard to the seating position). Furthermore, the vehicle can only be started when the mobile terminal has been located in the interior of the vehicle.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein mobiles Endgerät, welches dazu eingerichtet ist, wenigstens ein Signal zur Lokalisierung des mobilen Endgeräts durch eine vorhergehend und nachfolgend beschriebene Lokalisierungsvorrichtung auszusenden.Another aspect of the invention relates to a mobile terminal which is set up to transmit at least one signal for localizing the mobile terminal by means of a localization device described above and below.

Das mobile Endgerät, z.B. ein Smartphone oder ein Tablet, kann einem bestimmten Benutzer des Fahrzeugs zugeordnet sein. Somit kann das Fahrzeug durch das mobile Endgerät auf den jeweiligen Benutzer schließen. Ferner kann erkannt werden, ob sich der Benutzer der Fahrertür, der Beifahrertür oder einer Tür der Rücksitzbank nähert. Auch können mehrere mobile Endgeräte durch das Winkelbestimmungssystem erkannt werden, sodass mehrere verschiedene Aktionen ausgeführt werden können. Beispielsweise kann der Kofferraum geöffnet werden und die Sitzeinstellung für den Fahrersitz angepasst werden. Es sei angemerkt, dass auf dem mobilen Endgerät ein Programmelement installiert und/oder betrieben werden kann, welches die beschriebenen Funktionalitäten in Verbindung mit der Lokalisierungsvorrichtung ermöglicht.The mobile terminal, e.g. a smartphone or a tablet can be assigned to a specific user of the vehicle. The vehicle can thus draw conclusions about the respective user through the mobile terminal. It can also be recognized whether the user is approaching the driver's door, the front passenger door or a door of the rear seat. The mobile angle determination system can also recognize several mobile devices, so that several different actions can be carried out. For example, the trunk can be opened and the seat setting for the driver's seat can be adjusted. It should be noted that a program element can be installed and / or operated on the mobile terminal, which enables the described functionalities in connection with the localization device.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einer vorhergehend und nachfolgend beschriebenen Lokalisierungsvorrichtung.Another aspect of the invention relates to a vehicle with a localization device described above and below.

Bei dem Fahrzeug handelt es sich beispielsweise um ein Kraftfahrzeug, wie Auto, Bus oder Lastkraftwagen, oder aber auch um ein Schienenfahrzeug, ein Schiff, ein Luftfahrzeug, wie Helikopter oder Flugzeug.The vehicle is, for example, a motor vehicle, such as a car, bus or truck, or else a rail vehicle, a ship, an aircraft, such as a helicopter or aircraft.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer Position eines mobilen Endgeräts in Bezug auf ein Fahrzeug. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:

  • - Empfangen wenigstens eines Signals von einem mobilen Endgerät;
  • - Bestimmen durch wenigstens zwei Winkelbestimmungseinrichtungen eines Einfallwinkels eines durch das mobile Endgerät ausgesendeten Signals;
  • - Bestimmen einer Feldstärke des durch das mobile Endgerät ausgesendeten Signals durch eine Feldstärkenbestimmungseinrichtung;
  • - Bestimmen der Position des mobilen Endgeräts in Bezug auf ein Fahrzeug basierend auf den wenigstens zwei bestimmten Winkeln und der bestimmten Feldstärke.
Another aspect of the invention relates to a method for determining a position of a mobile terminal with respect to a vehicle. The process has the following steps:
  • - receiving at least one signal from a mobile terminal;
  • - Determining by at least two angle determining devices an angle of incidence of a signal transmitted by the mobile terminal;
  • - Determining a field strength of the signal transmitted by the mobile terminal by a field strength determination device;
  • - Determining the position of the mobile terminal in relation to a vehicle based on the at least two determined angles and the determined field strength.

Die einzelnen Schritte des Verfahren können parallel oder sequentiell ausgeführt werden. Ferner kann die Reihenfolge der einzelnen Schritte geändert werden. Zwischen den einzelnen Schritten kann auch eine längere Zeitspanne liegen.The individual steps of the method can be carried out in parallel or sequentially. The order of the individual steps can also be changed. There can also be a longer period between the individual steps.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Programmelement, das, wenn es auf einer Steuereinheit einer Lokalisierungsvorrichtung ausgeführt wird, die Lokalisierungsvorrichtung anleitet, das oben und im Folgenden beschriebene Verfahren auszuführen.Another aspect of the invention relates to a program element which, when executed on a control unit of a localization device, guides the localization device to carry out the method described above and below.

Ein weiterer Aspekt dieser Erfindung betrifft ein computerlesbares Medium, auf dem ein Programmelement gespeichert ist, welches die Steuereinheit einer Lokalisierungsvorrichtung anleitet, das oben und im Folgenden beschriebene Verfahren auszuführen.Another aspect of this invention relates to a computer-readable medium on which a program element is stored which guides the control unit of a localization device to carry out the method described above and below.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Programmelement, das, wenn es auf einem mobilen Endgerät ausgeführt wird, das mobilen Endgerät anleitet, ein Signal zur Lokalisierung durch eine Lokalisierungsvorrichtung auszusenden.Another aspect of the invention relates to a program element which, when executed on a mobile terminal, instructs the mobile terminal to send out a signal for localization by a localization device.

Ein weiterer Aspekt dieser Erfindung betrifft ein computerlesbares Medium, auf dem ein Programmelement gespeichert ist, welches das mobile Endgerät anleitet, das Signal zur Lokalisierung durch eine Lokalisierungsvorrichtung auszusenden.A further aspect of this invention relates to a computer-readable medium on which a program element is stored which instructs the mobile terminal device to transmit the signal for localization by a localization device.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele und der Figuren.Further features, advantages and possible uses of the invention result from the following description of the exemplary embodiments and the figures.

Die Figuren sind schematisch und nicht maßstabsgetreu. Sind in der nachfolgenden Beschreibung der Figuren gleiche Bezugszeichen angegeben, so bezeichnen diese gleiche oder ähnliche Elemente.

  • 1 zeigt ein Fahrzeug mit einer Lokalisierungsvorrichtung und verschiedenen Bereichen um das Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der Erfindung
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Lokalisierungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
  • 3 zeigt ein Blockschaltbild einer Lokalisierungsvorrichtung und eines mobilen Endgeräts gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
  • 4 zeigt ein Fahrzeug mit einer Lokalisierungsvorrichtung und einem mobilen Endgerät gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
  • 5 zeigt ein Flussdiagramm für ein Verfahren zur Bestimmung einer Position eines mobilen Endgeräts in Bezug auf ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
The figures are schematic and not to scale. If the same reference numerals are given in the following description of the figures, they denote the same or similar elements.
  • 1 shows a vehicle with a location device and different areas around the vehicle according to an embodiment of the invention
  • 2 shows a schematic representation of a localization device according to an embodiment of the invention.
  • 3 shows a block diagram of a localization device and a mobile terminal according to an embodiment of the invention.
  • 4 shows a vehicle with a location device and a mobile terminal according to an embodiment of the invention.
  • 5 shows a flow diagram for a method for determining a position of a mobile terminal with respect to a vehicle according to an embodiment of the invention.

1 zeigt ein Fahrzeug 3. Dieses Fahrzeug 3 weist eine Lokalisierungsvorrichtung 1 auf. Ferner sind in 1 mehrere konzentrische Bereiche 31, 32, 33 zu erkennen, welche um das Fahrzeug 3 angeordnet sind. Der erste Bereich 31 betrifft einen Nahbereich in und um das Fahrzeug 3. Der Nahbereich 31 kann hierbei beispielsweise bis zu 50cm um das Fahrzeug herum definiert sein. Der zweite Bereich 32 ist ein mittlerer Bereich, welcher beispielsweise von 0, 5m bis ca. 6m um das Fahrzeug 3 herum reicht. Der dritte Bereich 33 ist ein Fernbereich 33 und dieser kann beispielsweise bis zu 100m um das Fahrzeug 3 herum definiert sein. In dem Nahbereich 31 kann insbesondere die Position eines mobilen Endgeräts in Bezug auf das Fahrzeug 3 mittels einer bestimmten Feldstärke (Receive Signal Strength Indicator, RSSI) bestimmt werden, da es in dem Nahbereich vorkommen kann, dass eine Winkelbestimmungseinrichtung nicht exakte Ergebnisse liefert. Beispielsweise kann das Fahrzeug 3 selbst das von dem mobilen Endgerät ausgesendete Signal negativ beeinflussen. In dem zweiten Bereich 32 kann die Position des mobilen Endgeräts in Bezug auf das Fahrzeug 3 insbesondere mittels bestimmter Einfallswinkel des Signals durch Winkelbestimmungseinrichtungen bestimmt werden. Alternativ oder zusätzlich kann in dem zweiten Bereich 32, neben der Bestimmung des Einfallswinkels, auch eine Signallaufzeit herangezogen werden. Dadurch können Mehrfachsignale (Reflektionen) herausgefiltert werden und das Ergebnis eines Messverfahrens kann mit dem Ergebnis eines anderen Messverfahrens abgeglichen bzw. verbessert werden. In dem dritten Bereich 33 kann insbesondere auf die Signallaufzeit des durch das mobile Endgerät ausgesendeten Signals zurückgegriffen werden. Hier kann auch beispielweise die Feldstärke des Signals berücksichtigt werden, um das Ergebnis zu verbessern. In einem Fernbereich 33 kann die Genauigkeit der Positionsbestimmung mittels einer Winkelbestimmungseinrichtung nicht hinreichend hoch sein, wodurch hier auf die Signallaufzeit zurückgegriffen wird. Des Weiteren können für die einzelnen Messverfahren, Signallaufzeit, Einfallswinkel des Signals, und Feldstärke des Signals, unterschiedliche Signalarten verwendet werden, wie beispielsweise WLAN, Bluetooth und/oder Mobilfunk. Insbesondere kann das Signallaufzeitverfahren mit einem WLAN Signal arbeiten und die Bestimmung der Einfallswinkel mit einem Bluetooth-Signal. Durch die Kombination der, verschiedenen Messverfahren und Funktechnologien kann stets die Position des mobilen Endgeräts in Bezug auf das Fahrzeug 3 hinreichend genau bestimmt werden. 1 shows a vehicle 3 , This vehicle 3 has a locating device 1 on. Furthermore, in 1 several concentric areas 31 . 32 . 33 to recognize which around the vehicle 3 are arranged. The first area 31 affects a close range in and around the vehicle 3 , The close range 31 can be defined up to 50cm around the vehicle, for example. The second area 32 is a middle area, which for example from 0.5m to about 6m around the vehicle 3 enough around. The third area 33 is a long range 33 and this can, for example, up to 100m around the vehicle 3 be defined around. In the close range 31 can in particular the position of a mobile device in relation to the vehicle 3 be determined by means of a certain field strength (Receive Signal Strength Indicator, RSSI), since it can happen in the close range that an angle determination device does not deliver exact results. For example, the vehicle 3 even negatively affect the signal sent by the mobile terminal. In the second area 32 can be the position of the mobile terminal in relation to the vehicle 3 can be determined in particular by means of certain angles of incidence of the signal by means of angle determination devices. Alternatively or additionally, in the second area 32 , in addition to determining the angle of incidence, a signal transit time can also be used. This allows multiple signals (reflections) to be filtered out and the result of one measurement method can be compared or improved with the result of another measurement method. In the third area 33 In particular, the signal transit time of the signal transmitted by the mobile terminal can be used. The field strength of the signal can also be taken into account here, for example, in order to improve the result. In a distant area 33 the accuracy of the position determination by means of an angle determination device cannot be sufficiently high, so that the signal transit time is used here. Furthermore, different signal types can be used for the individual measurement methods, signal transit time, angle of incidence of the signal and field strength of the signal, such as WLAN, Bluetooth and / or mobile radio. In particular, the signal transit time method can work with a WLAN signal and the determination of the Angle of incidence with a Bluetooth signal. By combining the various measurement methods and radio technologies, the position of the mobile device can always be in relation to the vehicle 3 be determined with sufficient accuracy.

2 zeigt eine Lokalisierungsvorrichtung 10 mit vier Winkelbestimmungseinrichtungen 12, 13, 14, 15 bzw. Empfangseinheiten einer Winkelbestimmungseinrichtung, vier Signallaufzeitbestimmungseinrichtungen 22, 23, 24, 25 bzw. Empfangseinheiten einer Signallaufzeitbestimmungseinrichtung, eine Feldstärkenbestimmungseinrichtung 11 und eine Steuereinheit 10. Diese Winkelbestimmungseinrichtungen 12, 13, 14, 15 sind in einem Rechteck angeordnet und zwischen den einzelnen Winkelbestimmungseinrichtungen 12, 13, 14, 15 bestehen die Abstände d1 , d2 , d3 , d4 , welche im Vorfeld bekannt sind. Alle Winkelbestimmungseinrichtungen 12, 13, 14, 15 sind mit der Steuereinheit 10 verbunden und können zeitsynchron durch die Steuereinheit 10 abgefragt werden. Die Steuereinheit 10 ist dazu eingerichtet, die zwei Winkelbestimmungseinrichtungen zu bestimmen welche den geringsten Abstand zu dem mobilen Endgerät aufweisen bzw. welche nicht durch das Fahrzeug selbst abgeschirmt werden, dies kann mittels beispielsweise durch die empfangene Feldstärke des Empfangssignals geschehen. Somit kann die Steuereinheit 10 die Position eines mobilen Endgeräts in Bezug auf ein Fahrzeug basierend auf den bestimmten Einfallswinkel des durch das mobile Endgerät ausgesendeten Signals bestimmen. 2 shows a locating device 10 with four angle determination devices 12 . 13 . 14 . 15 or receiving units of an angle determination device, four signal delay determination devices 22 . 23 . 24 . 25th or receiving units of a signal delay determination device, a field strength determination device 11 and a control unit 10 , These angle determination devices 12 . 13 . 14 . 15 are arranged in a rectangle and between the individual angle determination devices 12 . 13 . 14 . 15 the distances exist d 1 . d 2 . d 3 . d 4 which are known in advance. All angle determination devices 12 . 13 . 14 . 15 are with the control unit 10 connected and can be synchronized by the control unit 10 be queried. The control unit 10 is set up to determine the two angle determination devices which have the smallest distance from the mobile terminal or which are not shielded by the vehicle itself, this can be done, for example, by the received field strength of the received signal. Thus the control unit 10 determine the position of a mobile terminal with respect to a vehicle based on the determined angle of incidence of the signal transmitted by the mobile terminal.

Wie auch die Winkelbestimmungseinrichtungen 12, 13, 14, 15 können die Signallaufzeitbestimmungseinrichtungen 22, 23, 24, 25 in einem Rechteck angeordnet sein und die Abstände d1 , d2 , d3 , d4 aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine einzige Signallaufzeitbestimmungseinrichtung 22, 23, 24, 25 mit einem 360° Öffnungswinkel eingesetzt werden. Die Signallaufzeitbestimmungseinrichtungen 22, 23, 24, 25 sind ebenfalls mit der Steuereinheit 10 verbunden, welche basierend auf den durch die Signallaufzeitbestimmungseinrichtungen 22, 23, 24, 25 bestimmten Abständen die Position des mobilen Endgeräts in Bezug auf das Fahrzeug bestimmt.Like the angle determination devices 12 . 13 . 14 . 15 can the signal delay determination devices 22 . 23 . 24 . 25th be arranged in a rectangle and the distances d 1 . d 2 . d 3 . d 4 exhibit. Alternatively or additionally, a single signal delay determination device can also be used 22 . 23 . 24 . 25th with a 360 ° opening angle. The signal delay determination devices 22 . 23 . 24 . 25th are also with the control unit 10 connected, which is based on the signal propagation time determination means 22 . 23 . 24 . 25th determined distances the position of the mobile terminal with respect to the vehicle.

Ferner weist die Lokalisierungsvorrichtung 1 eine Feldstärkenbestimmungseinrichtung 11 auf, welche die Feldstärke bzw. Signalstärke des durch das mobile Endgerät ausgesendeten Signals bestimmen kann. Es sei angemerkt, dass die Feldstärke mit dem Abstand zwischen Sender und Empfänger korrelieren kann, sodass basierend auf der bestimmten Feldstärke eine Bestimmung des Abstands möglich ist.Furthermore, the locating device 1 a field strength determination device 11 which can determine the field strength or signal strength of the signal transmitted by the mobile terminal. It should be noted that the field strength can correlate with the distance between the transmitter and the receiver, so that the distance can be determined based on the determined field strength.

3 zeigt ein Blockschaltbild von zwei Winkelbestimmungseinrichtungen 12, 13 bzw. von einer Winkelbestimmungseinrichtung mit zwei Empfangseinheiten 12, 13 und einer Steuereinheit 10. Des Weiteren weist die Lokalisierungsvorrichtung 1 auf eine Feldstärkenbestimmungseinrichtung 11 auf. Die Empfangseinheiten 12, 13 sind in einem Abstand d voneinander angeordnet. Dieser Abstand d sollte vordefiniert bzw. bekannt sein. Ferner zeigt 3 ein mobiles Endgerät 2 eines Benutzers. Das mobile Endgerät 2 sendet ein Sendesignal 2', 2'', 2''' aus, welches durch die zwei Winkelbestimmungseinrichtungen 12, 13 als ein Empfangssignal 2', 2" empfangen werden kann. Die Winkelbestimmungseinrichtungen 12, 13 sind dazu eingerichtet, die Richtung und den Einfallwinkel des jeweiligen Empfangssignals 2', 2", beispielsweise mittels räumlicher Filterung, zu bestimmen. 3 shows a block diagram of two angle determination devices 12 . 13 or from an angle determination device with two receiving units 12 . 13 and a control unit 10 , Furthermore, the localization device 1 to a field strength determination device 11 on. The receiving units 12 . 13 are arranged at a distance d from one another. This distance d should be predefined or known. Furthermore shows 3 a mobile device 2 of a user. The mobile device 2 sends a transmission signal 2 ' . 2 '' . 2 ''' which by the two angle determination devices 12 . 13 as a received signal 2 ' . 2 " can be received. The angle determination devices 12 . 13 are set up to determine the direction and angle of incidence of the respective received signal 2 ' . 2 " , for example by means of spatial filtering.

Mittels räumlicher Filterung kann das direkte Empfangssignal, ein Sichtliniensignal, von dem mobilen Endgerät 2 zu den Winkelbestimmungseinrichtungen 12,13 herausgefiltert bzw. bestimmt werden. Mit anderen Worten können Empfangssignale, welche an Objekten reflektiert wurden, herausgefiltert werden. Die Steuereinheit 10 ist dazu eingerichtet, basierend auf den Empfangssignalen 2', 2" den Einfallswinkel α1 und α2 dieser zu bestimmen. Des Weiteren kann die Steuereinheit 10 basierend auf wenigstens zwei Einfallswinkel von zwei unterschiedlichen Winkelbestimmungseinrichtungen 12, 13 die Position des mobilen Endgerätes 2 in Bezug auf das Fahrzeug oder der Lokalisierungsvorrichtung 1 bestimmen. Das von dem mobilen Endgerät 2 ausgesendete Signal 2', 2", 2" kann ebenfalls von der Feldstärkenbestimmungseinrichtung 11 empfangen werden. Das von der Feldstärkenbestimmungseinrichtung 11 empfangene Signal 2''' kann von dieser ausgewertet werden, sodass die Feldstärkenbestimmungseinrichtung 11 die Feldstärke bzw. die Signalstärke des Signals 2''' bestimmen kann. Diese Feldstärke korreliert mit dem Abstand, wodurch auf eine Distanz zwischen der Feldstärkenbestimmungseinrichtung 11 und dem mobilen Endgerät 2 geschlossen werden kann.The direct received signal, a line of sight signal, can be received from the mobile terminal by means of spatial filtering 2 to the angle determination devices 12 . 13 filtered out or determined. In other words, received signals that have been reflected on objects can be filtered out. The control unit 10 is set up based on the received signals 2 ' . 2 " the angle of incidence α1 and α2 to determine this. Furthermore, the control unit 10 based on at least two angles of incidence from two different angle determination devices 12 . 13 the position of the mobile device 2 with respect to the vehicle or the location device 1 determine. That from the mobile device 2 emitted signal 2 ' . 2 " . 2 " can also from the field strength determination device 11 be received. That from the field strength determination device 11 received signal 2 ''' can be evaluated by this, so that the field strength determination device 11 the field strength or the signal strength of the signal 2 ''' can determine. This field strength correlates with the distance, resulting in a distance between the field strength determination device 11 and the mobile device 2 can be closed.

Es sei angemerkt, dass für die räumliche Filterung wenigstens zwei Antennen in jeder Winkelbestimmungseinrichtung 12, 13 vorgesehen sein können.It should be noted that for spatial filtering, at least two antennas in each angle determination device 12 . 13 can be provided.

4 zeigt ein Fahrzeug 3 mit der Lokalisierungsvorrichtung 1. Ferner zeigt 4 ein mobiles Endgerät 2, welches ein Sendesignal 2', 2'', 2''' aussendet. Dieses Sendesignal 2', 2'', 2''' wird durch die Winkelbestimmungseinrichtungen 12, 13, durch die Signallaufzeitbestimmungseinrichtungen 22, 23 und durch die Feldstärkenbestimmungseinrichtung 11 empfangen. Für das durch die Winkelbestimmungseinrichtungen 12, 13 empfangene Signal 2', 2" kann jeweils der Einfallswinkel α1, α2 bestimmt werden. Ferner kann für das empfangene Signal 2', 2'' der Abstand a', a'' durch die Signallaufzeitbestimmungseinrichtungen 22, 23 bestimmt werden. Die Feldstärkenbestimmungseinrichtung 11 kann den Abstand a basierend auf der Feldstärke des empfangenen Signals bestimmen. Diese Einfallswinkel α1, α2 und Abstände können durch die Steuereinheit 10 der Lokalisierungsvorrichtung 1 verarbeitet werden, um stets die genaue Position des mobilen Endgeräts 2 in Bezug auf das Fahrzeug 3 zu bestimmen. Des Weiteren ist die Steuereinheit 10 dazu eingerichtet, die direkten Empfangssignale zu bestimmen. 4 shows a vehicle 3 with the locating device 1 , Furthermore shows 4 a mobile device 2 which is a broadcast signal 2 ' . 2 '' . 2 '' 'sends out. This broadcast signal 2 ' . 2 '' . 2 '' 'is determined by the angle determination devices 12 . 13 , by the signal delay determination devices 22 . 23 and by the field strength determination device 11 receive. For that through the angle determination devices 12 . 13 received signal 2 ' . 2 " can be the angle of incidence α1 . α2 be determined. Furthermore, for the received signal 2 ' . 2 '' the distance a ' . a '' by the signal delay determination devices 22 . 23 be determined. The field strength determination device 11 can determine the distance a based on the field strength of the received signal. This angle of incidence α1 . α2 and distances can be set by the control unit 10 the locating device 1 are processed to always the exact position of the mobile device 2 in relation to the vehicle 3 to determine. Furthermore, the control unit 10 set up to determine the direct received signals.

5 zeigt ein Flussdiagramm für ein Verfahren zur Bestimmung einer Position eines mobilen Endgeräts in Bezug auf ein Fahrzeug. In einem Schritt S1 wird von der Lokalisierungsvorrichtung ein von einem mobilen Endgerät ausgesendetes Signal empfangen. In einem weiteren Schritt S2 werden durch eine Winkelbestimmungseinrichtung, welche an verschiedenen Positionen des Fahrzeugs einen Einfallswinkel bestimmen kann, wenigstens zwei Einfallswinkel des durch das mobile Endgerät ausgesendeten Signals an zwei unterschiedlichen Positionen bestimmt. Des Weiteren kann die Feldstärke bzw. Signalstärke des empfangenen Signals durch eine Feldstärkenbestimmungseinrichtung in einem Schritt S3 bestimmt werden. In einen Schritt S4 kann die Position des mobilen Endgeräts in Bezug auf ein Fahrzeug basierend auf den wenigstens zwei bestimmten Einfallswinkeln und der bestimmten Feldstärke bestimmt werden. 5 shows a flow diagram for a method for determining a position of a mobile terminal with respect to a vehicle. In one step S1 the locating device receives a signal transmitted by a mobile terminal. In a further step S2 are determined by an angle determination device, which can determine an angle of incidence at different positions of the vehicle, at least two angles of incidence of the signal transmitted by the mobile terminal at two different positions. Furthermore, the field strength or signal strength of the received signal can be determined in one step by a field strength determination device S3 be determined. In one step S4 The position of the mobile terminal with respect to a vehicle can be determined based on the at least two determined angles of incidence and the determined field strength.

Claims (14)

Lokalisierungsvorrichtung (1) für ein Fahrzeug (3) zur Bestimmung einer Position eines mobilen Endgerätes (2) in Bezug auf das Fahrzeug (3), aufweisend: - wenigstens zwei Winkelbestimmungseinrichtungen (12, 13, 14, 15); - wenigstens eine Feldstärkenbestimmungseinrichtung (11); und - eine Steuereinheit (10), wobei die wenigstens zwei Winkelbestimmungseinrichtungen (12, 13, 14, 15) jeweils dazu eingerichtet sind, den Einfallswinkel (α1, α2) eines von dem mobilen Endgerät (2) ausgesendeten Signals (2', 2'', 2"') zu bestimmen, wobei die Feldstärkenbestimmungseinrichtung (11) dazu eingerichtet ist, die Feldstärke des durch das mobile Endgerät (2) ausgesendete Signals (2 ', 2'', 2"') zu bestimmen, wobei die Feldstärke des Signals (2 ', 2", 2"') mit dem Abstand zwischen dem mobilen Endgerät (2) und der Feldstärkebestimmungseinrichtung (11) korreliert, und wobei die Steuereinheit (10) dazu eingerichtet ist, die Position des mobilen Endgeräts (2) in Bezug auf das Fahrzeug (3) durch wenigstens zwei bestimmte Einfallswinkel (α1, α2) der wenigstens zwei Winkelbestimmungseinrichtungen (12, 13, 14, 15) und der bestimmten Feldstärke zu bestimmen.Locating device (1) for a vehicle (3) for determining a position of a mobile terminal (2) in relation to the vehicle (3), comprising: - at least two angle determination devices (12, 13, 14, 15); - at least one field strength determination device (11); and - a control unit (10), wherein the at least two angle determination devices (12, 13, 14, 15) are each set up to determine the angle of incidence (α1, α2) of a signal (2 ', 2' ', 2 "') emitted by the mobile terminal (2) , wherein the field strength determination device (11) is set up to determine the field strength of the signal (2 ', 2 ", 2"') transmitted by the mobile terminal (2), the field strength of the signal (2 ', 2 ", 2 "') correlates with the distance between the mobile terminal (2) and the field strength determination device (11), and wherein the control unit (10) is set up to determine the position of the mobile terminal (2) with respect to the vehicle (3) by at least two specific angles of incidence (α1, α2) of the at least two angle determination devices (12, 13, 14, 15) and to determine the determined field strength. Lokalisierungsvorrichtung (1) gemäß Anspruch 1, wobei die Steuereinheit (10) dazu eingerichtet ist, in einem Innenraum des Fahrzeugs (3) und/oder in einem Nahbereich des Fahrzeugs (3) die Position des mobilen Endgeräts (2) in Bezug auf das Fahrzeug (3) basierend auf der bestimmten Feldstärke des durch das mobile Endgerät (2) ausgesendeten Signals (2', 2", 2"') zu bestimmen.Locating device (1) according to Claim 1 The control unit (10) is set up to determine the position of the mobile terminal (2) with respect to the vehicle (3) based on the determined one in an interior of the vehicle (3) and / or in a close range of the vehicle (3) To determine the field strength of the signal (2 ', 2 ", 2"') emitted by the mobile terminal (2). Lokalisierungsvorrichtung (1) gemäß Anspruch 1 und 2, ferner wenigstens eine Signallaufzeitbestimmungseinrichtung (22, 23, 24, 25) zur Bestimmung der Laufzeit des durch das mobile Endgerät (2) ausgesendeten Signals (2', 2", 2"') aufweisend, wobei die Steuereinheit (10) dazu eingerichtet ist, die Position des mobilen Endgeräts (2) in Bezug auf das Fahrzeug (3) unter Berücksichtigung der bestimmten Signallaufzeit zu bestimmen.Locating device (1) according to Claim 1 and 2 , further comprising at least one signal delay determination device (22, 23, 24, 25) for determining the delay of the signal (2 ', 2 ", 2"') transmitted by the mobile terminal (2), the control unit (10) being set up for this purpose to determine the position of the mobile terminal (2) in relation to the vehicle (3) taking into account the determined signal transit time. Lokalisierungsvorrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (10) dazu eingerichtet ist, einen Qualitätswert für den bestimmten Einfallswinkel (α1, α2) der wenigstens zwei Winkelbestimmungseinrichtungen (12, 13, 14, 15) basierend auf der Feldstärke des durch das mobile Endgerät (2) ausgesendeten Signals (2', 2", 2"') zu bestimmen, wobei die Steuereinheit (10) dazu eingerichtet ist, den bestimmten Qualitätswert bei der Bestimmung der Position des mobilen Endgeräts (2) einzubeziehen.Localization device (1) according to one of the preceding claims, the control unit (10) being set up to determine a quality value for the determined angle of incidence (α1, α2) of the at least two angle determination devices (12, 13, 14, 15) based on the field strength of the signal (2) emitted by the mobile terminal (2) ', 2 ", 2"') to determine wherein the control unit (10) is set up to include the determined quality value when determining the position of the mobile terminal (2). Lokalisierungsvorrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (10) dazu eingerichtet ist, die Positionen des mobilen Endgerätes (2) zu verfolgen und daraus eine Trajektorie zu bestimmen, wobei die Steuereinheit (10) ferner dazu eingerichtet ist, basierend auf der bestimmten Trajektorie einen Erwartungswert für eine zukünftige Position des mobilen Endgeräts (2) zu bestimmen.Localization device (1) according to one of the preceding claims, the control unit (10) being set up to track the positions of the mobile terminal (2) and to determine a trajectory therefrom, wherein the control unit (10) is further configured to determine an expected value for a future position of the mobile terminal (2) based on the determined trajectory. Lokalisierungsvorrichtung (1) gemäß Anspruch 3 oder 4, wobei die Steuereinheit (10) dazu eingerichtet ist, die Position des mobilen Endgerätes (2) basierend auf der Signallaufzeit und basierend auf den wenigstens zwei bestimmen Einfallswinkeln (α1, α2) zu bestimmen und diese miteinander zu vergleichen, wobei die Steuereinheit (10) dazu eingerichtet ist, den bestimmten Qualitätswert für die durch die Winkelbestimmungseinrichtung (12, 13, 14, 15) bestimmten Einfallswinkel (α1, α2) in dem Vergleich zu berücksichtigen.Locating device (1) according to Claim 3 or 4 , wherein the control unit (10) is set up to determine the position of the mobile terminal (2) based on the signal propagation time and based on the at least two determined angles of incidence (α1, α2) and to compare them with one another, the control unit (10) is set up to take into account the determined quality value for the angle of incidence (α1, α2) determined by the angle determination device (12, 13, 14, 15) in the comparison. Lokalisierungsvorrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lokalisierungsvorrichtung (1) vier Winkelbestimmungseinrichtungen (12, 13, 14, 15) aufweist, welche jeweils an den Ecken des Fahrzeugs (3) angeordnet sind.Localization device (1) according to one of the preceding claims, wherein the Locating device (1) has four angle determination devices (12, 13, 14, 15), which are each arranged at the corners of the vehicle (3). Lokalisierungsvorrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das von dem mobilen Endgerät (3) ausgesendete Signal (2', 2'', 2''') ein WLAN-Signal, ein Bluetooth-Signal und/oder ein Mobilfunksignal ist, wobei die Winkelbestimmungseinrichtung (12, 13, 14, 15) insbesondere dazu eingerichtet ist, ein Bluetooth-Signal zu empfangen, wobei die Signallaufzeitbestimmungseinrichtung (22, 23, 24, 25) dazu eingerichtet ist, ein WLAN-Signal zu empfangen, und wobei die Feldstärkenbestimmungseinrichtung (11) insbesondere dazu eingerichtet ist, die Feldstärke für ein Bluetooth-Signal und/oder ein WLAN-Signal zu bestimmen.Localization device (1) according to one of the preceding claims, wherein the signal (2 ', 2' ', 2' '') emitted by the mobile terminal (3) is a WLAN signal, a Bluetooth signal and / or a mobile radio signal, wherein the angle determination device (12, 13, 14, 15) is in particular set up to receive a Bluetooth signal, wherein the signal delay determination device (22, 23, 24, 25) is configured to receive a WLAN signal, and The field strength determination device (11) is in particular set up to determine the field strength for a Bluetooth signal and / or a WLAN signal. Lokalisierungsvorrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (10) dazu eingerichtet ist, basierend auf der bestimmten Position des mobilen Endgeräts (2) in Bezug auf das Fahrzeug (3) eine Aktion auszuführen.Localization device (1) according to one of the preceding claims, wherein the control unit (10) is set up to perform an action based on the determined position of the mobile terminal (2) with respect to the vehicle (3). Fahrzeug (3) mit einer Lokalisierungsvorrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.Vehicle (3) with a localization device (1) according to one of the preceding claims. Mobiles Endgerät (2), welches dazu eingerichtet ist, wenigstens ein Signal (2 ', 2'', 2"') zur Lokalisierung des mobilen Endgeräts (2) durch eine Lokalisierungsvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 auszusenden.Mobile terminal (2) which is set up to at least one signal (2 ', 2'', 2 "') for localizing the mobile terminal (2) by a localization device (1) according to one of the Claims 1 to 9 send out. Verfahren zur Bestimmung einer Position eines mobilen Endgeräts in Bezug auf ein Fahrzeug, die folgenden Schritte aufweisend: - Empfangen (S1) wenigstens eines Signals von einem mobilen Endgerät; - Bestimmen (S2) durch wenigstens zwei Winkelbestimmungseinrichtungen eines Einfallswinkels eines durch das mobile Endgerät ausgesendeten Signals; - Bestimmen (S3) einer Feldstärke des durch das mobile Endgerät ausgesendeten Signals durch eine Feldstärkenbestimmungseinrichtung; - Bestimmen (S4) der Position des mobilen Endgeräts in Bezug auf ein Fahrzeug basierend auf den wenigstens zwei bestimmten Einfallswinkeln und der bestimmten Feldstärke.Method for determining a position of a mobile terminal with respect to a vehicle, comprising the following steps: - receiving (S1) at least one signal from a mobile terminal; - Determining (S2) by at least two angle determining devices an angle of incidence of a signal transmitted by the mobile terminal; - Determining (S3) a field strength of the signal transmitted by the mobile terminal by a field strength determination device; - Determining (S4) the position of the mobile terminal with respect to a vehicle based on the at least two determined angles of incidence and the determined field strength. Programmelement, das, wenn es auf einer Steuereinheit (10) einer Lokalisierungsvorrichtung (1) ausgeführt wird, die Lokalisierungsvorrichtung (1) anleitet, das Verfahren gemäß Anspruch 12 durchzuführen.Program element which, when executed on a control unit (10) of a localization device (1), guides the localization device (1) according to the method Claim 12 perform. Computerlesbares Speichermedium, auf dem ein Programmelement gemäß Anspruch 13 gespeichert ist.Computer-readable storage medium on which a program element according to Claim 13 is saved.
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