DE102004059179A1

DE102004059179A1 - Verfahren zur Lokalisierung einer Sende- und Empfangseinrichtung

Info

Publication number: DE102004059179A1
Application number: DE102004059179A
Authority: DE
Inventors: Alain Marc Bernard Brillon; Stefan Hammes
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2004-12-08
Filing date: 2004-12-08
Publication date: 2006-07-06
Anticipated expiration: 2024-12-09
Also published as: FR2878964B1; FR2878964A1; US20060119467A1; DE102004059179B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Lokalisierung wenigstens einer als ID-Geber, insbesondere Fahrzeugschlüssel, ausgebildeten mobilen Sende- und Empfangseinrichtung bezüglich einer als Basisstation ausgebildeten weiteren Sende- und Empfangseinrichtung, wobei von der Basisstation ein Anfragesignal mit wenigstens einer vordefinierten Schwellwertinformation für den ID-Geber ausgesandt wird, dieses Anfragesignal im Empfangsfall von dem ID-Geber empfangen wird, wobei die Feldstärke des Anfragesignals gemessen und mit der wenigstens einen vordefinierten mit übertragenen Schwellwertinformation verglichen wird und von dem ID-Geber in Abhängigkeit des Vergleichs ein entsprechendes Antwortsignal ausgesandt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Lokalisierung einer Sende- und Empfangseinrichtung, wie sie beispielsweise in der Fahrzeugtechnik für die passive Zugangskontrolle Verwendung findet.
Hierbei wird beispielsweise von einer Bedienperson eine Sende- und Empfangseinrichtung, etwa in Form eines ID-Gebers als Schlüssel, als Schlüsselanhänger, als Smart Card, als Chipkarte, als Uhr, als Fernbedienung oder auch als Implantat usw. am Körper bzw. in der Nähe des Körpers mitgeführt.
Durch diesen ID-Geber werden vorzugsweise ohne weiteren Tastendruck allein durch die Annäherung an ein Fahrzeug bestimmte Aktionen, wie beispielsweise "Öffnen" bzw. "Verschließen der Türverriegelung", "Freischalten" oder "Sperren der Diebstahlsicherung", "Starten des Motors" usw. ausgeführt.

Da die Aktionen von dem Grad der Annäherung, insbesondere "Person befindet sich im Innenraum des Fahrzeuges" oder "noch außerhalb des Fahrzeuges bis zu einem gewissen Bereich" abhängen und unterscheiden, ist es wünschenswert, die Position des ID-Gebers und somit der Person in Bezug zu dem Fahrzeug zu lokalisieren. Hierfür wird üblicherweise eine im Fahrzeuginnenraum angeordnete Sende- und Empfangseinrichtung in Form einer Basisstation mit mehreren induktiven Antennen ausgestattet, so dass durch deren Empfang mit einer bestimmten Antenne (aufgrund unterschiedlicher Reichweiten) die Position des ID-Gebers von der Basisstation aus bestimmt werden kann.

Die Basisstation bzw. das Steuergerät sendet hierbei nacheinander über die verschiedenen induktiven Antennen, welche üblicherweise an verschiedenen Einbauorten untergebracht sind, Anfragen aus und erkennt, je nachdem von welcher Antenne aus das Antwortsignal des ID-Gebers empfangen wurde, die Position des ID-Gebers.

In der DE 199 57 536 A1 ist zur Bestimmung der Position des ID-Gebers beispielsweise vorgeschlagen, durch kontinuierliche Auswertung mehrerer aufeinander folgender Messungen Entfernungsänderungen zu bestimmen. Aus den Entfernungswerten und den zugehörigen Entfernungsänderungen kann dann über eine Triangulationsberechnung die genaue Position des ID-Gebers bestimmt werden. Nachteiligerweise ist eine Positionsbestimmung des ID-Gebers zur Überwachung und Unterscheidung des Innen- und Außenraums aufwändig.

In der DE 10221427 A1 ist beispielsweise ein Verfahren zur Lokalisierung einer Sende- und Empfangseinrichtung vorgeschlagen, bei dem die Lokalisierung Sende- und Empfangseinrichtung, insbesondere eines tragbaren ID-Gebers, durch eine Aktion "Antwort senden" des ID-Gebers erfolgt, welche von der Feldstärke des Sendesignals der Basisstation abhängt. Hierbei wird eine gewünschte Empfangsempfindlichkeit im ID-Geber eingestellt und nur bei positivem Empfang eine Antwort zur Basisstation gesendet.

Aus Komfort- und Sicherheitsgründen ist es bei derartigen passiven Zugangssystemen notwendig, eine möglichst exakte Trennung von Fahrzeuginnen- und Fahrzeugaußenraum zu erreichen. Dies wird beispielsweise dadurch erreicht, dass ein ID-Geber (Identifikationsgeber) Signale, die von im oder am Fahrzeug verbauten LF-Antennen abgestrahlt werden, mit einer gewünschten Empfangsempfindlichkeit empfängt. Eine solche gewünschte Empfangsempfindlichkeit könnte beispielweise in der Fahrzeugentwicklung in einer so genannten Applikationsphase an einem seriennahen Fahrzeugmuster gefunden und eingestellt werden. Die dabei gefundene Empfangsempfindlichkeit stellt einen Kompromiss zwischen möglichst vollständiger Abdeckung des Innenraums und möglichst geringer Außenreichweite der Innenraumantennen (Überreichweite) dar. Nachteiligerweise entstehen aber durch die späteren tatsächlichen Gegebenheiten wie Fahrzeugkarosserie, Antennenposition etc. Abweichungen, so dass nicht überall, insbesondere über mehrere Typen eines Modells, ein ausreichender oder gar guter Kompromiss zwischen maximaler Innenraumabdeckung und minimaler Überreichweite erzielt werden kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Lokalisierung einer als ID-Geber, insbesondere Fahrzeugschlüssel, ausgebildeten mobilen Sendeeinrichtung zu schaffen, welche eine eindeutige Lokalisierung des ID-Gebers bezüglich einer Basisstation auch bei unterschiedlichen und/oder veränderten Gegebenheiten ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, sowie durch eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst.

Erfindungsgemäß wird die Feldstärke eines von der Basisstation mit einer vordefinierten Schwellwertinformation für den ID-Geber ausgesandtes Anfragesignal gemessen und mit der vordefinierten mit übertragenen Schwellwertinformation verglichen. Als Antwort wird von dem ID-Geber nachfolgend ein Ant wortsignal in Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis ausgesandt. Hierbei kann vorzugsweise in jedem Fall ein Antwortsignal vom ID-Geber gesendet werden oder nur im positiven Vergleichsfall, beispielweise "gemessene Feldstärke überhalb des gewünschten Schwellwertes.

Hierdurch ist ein sehr variables System gewährleistet, welches ID-geberseitig keinerlei Veränderung benötigt, um andere Schwellwerte oder Schwellbereiche (mittels mehrerer unterschiedlicher Schwellwerte realisierte Zonen) einzustellen. Allein durch Änderung des Schwellwertes, welcher vorzugsweise in der Basisstation bzw. in einer dortigen Speichereinrichtung einlesbar und damit veränderbar gespeichert ist, ist es nunmehr möglich einen anderen Schwellwert und damit einen anderen wirksamen Bereich einzustellen.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist in der Basisstation ein Schwellwert in Form eines individuellen Parametersatzes pro Antenne gespeichert.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird in der Basisstation eine Auswahl an vordefinierten Parametersätzen pro Antenne vorrätig gehalten, aus denen ein bestimmter Parametersatz als aktiver Parametersatz ausgewählt werden kann. Hierdurch ist es auf kostengünstige und verfahrensökonomische Weise möglich mehrere, beispielsweise in einer Versuchsphase getestete Parametersätze für verschiedene geänderte Gegebenheiten vorrätig zu halten. Bei einer Fertigstellung und Festlegung der Gegebenheiten oder auch bei einer späteren Änderung dieser Gegebenheiten kann dann auf einfache Weise optimal reagiert werden, indem einfach der entsprechende Parametersatz aktiviert wird.

In einem Parametersatz können neben Schwellwerten pro Antenne zusätzlich weitere Parameter, wie Sendeleistung, Auswahl von Antennen, etc. enthalten sein, um die Sendefeldcharakteristik auch hierdurch in gewünschter Form zu gestalten, so dass auch diese Parameter auf einfache Weise (durch Einlesen in die Basisstation) neuen oder gewünschten Veränderungen angepasst werden können. Hierbei kann der oder die Parametersätze pro Antenne in der Speichereinrichtung der Basisstation durch einen speziellen Modus auch neu beschrieben bzw. eingelesen werden, um auch einen späteren Upgrade des Systems auf neue, beispielsweise im Feldversuch später ermittelte optimierte Werte zu ermöglichen.

Wird eine Lokalisierung mit mehreren Antennen durchgeführt, so ist es denkbar, in der Basisstation mehrere Antworten zusammen auszuwerten, um eine exaktere Lokalisierung zu ermöglichen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Die in der einzigen Figur dargestellte schematische Draufsicht auf ein Fahrzeug zeigt als Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Überwachung des Innenraums eines Fahrzeugs. Hierzu befinden sich im Innenraum des Fahrzeugs zwei LF bzw. Langwellenantennen 1 und 3, wobei sich die LF-Antenne 1 im vorderen Bereich, beispielsweise zentral im Fahrzeughimmel, im Spiegel, etc. und die LF-Antenne 3 zentral im Fond des Fahrzeuges, beispielsweise ebenfalls am Fahrzeughimmel, in Rückablage, in der Mittelkonsole, Rücksitzbank etc. befindet.
Die ebenfalls im Fahrzeug angeordnete, nicht näher dargestellte Basisstation sendet beispielsweise nacheinander über Antennen 1 und 3, vorzugsweise startend mit einer Aktion, wie beispielsweise Betätigung des Türgriffs von außen durch eine Bedienperson etc.
Obwohl auch andere Sendefrequenzen als Langwellenbereich, insbesondere 125 kHz verwendet werden können, bietet sich dieses Band für diese Anwendung besonders an, da im Langwellenbereich mit wenig Reflektionen zu rechnen ist und der Fahrzeuginnenraum durch die Tatsache, dass üblicherweise die Fensteröffnungen zu klein sind, um ein Austreten von langwelligen Signalen zu ermöglichen.
Befindet sich nun ein ID-Geber 9 im Bereich eines Sendefeldes, wie beispielsweise in der einzigen Figur dargestellt, im Bereich des Sendefeldes von Antenne 1, so empfängt der ID-Geber vorzugsweise off-synchronisiert bzw. getriggert über eine Aktion, wie vorstehend erläutert, ein über Antenne 1 ausgesendetes Sendetelegramm. In diesem Sendetelegramm sind vorzugsweise auch eine Identifikation bzw. Kennung über den Aussendeort, also die sendende Antenne enthalten, um bei Ausführungsbeispielen mit mehreren Antennen unterschiedliche Sendeantennen bzw. deren Sendetelegramme unterscheiden zu können. Um Kollisionen zu vermeiden sind die Sendungen über unterschiedliche Antennen synchronisiert, also erfolgen beispielsweise nacheinander. Empfängt nun der ID-Geber 9, welcher sich wie im Beispiel dargestellt offensichtlich auf der Position des Fahrers bzw. Fahrersitzes befindet ein Anfragesignal in Form eines Sendetelegramms von Antenne 1 und nachfolgend ein Anfragesignal in Form eines Sendetelegramms von Antenne 3, so wird erfindungsgemäß im ID-Geber die jeweils mit dem Sendetelegramm übertragene Information mit der einzu stellenden Ansprechschwelle bzw. Schwellwert oder Schwellbereich ausgelesen. Zusätzlich wird im ID-Geber 9 die Signalfeldstärke des an der Position des ID-Gebers 9 empfangenen Signals gemessen und als Wert vorzugsweise zwischengespeichert.
Im Folgenden wird im ID-Geber 9 der gemessene Wert der Signalfeldstärke des empfangenen Anfragesignals mit dem ausgelesenen (Soll-)Schwellwert verglichen.
Das Ergebnis des Vergleichs, also gemessene Signalfeldstärke unterhalb oder überhalb des Schwellwertes, wird der Basisstation beispielsweise wiederum über Antennen 1 und 3 vom ID-Geber mitgeteilt.
Im vorliegenden Beispiel sind die Schwellwerte für die Signalfeldstärke in Form von Ellipsen 5 bzw. 7 eingezeichnet, so dass im dargestellten Fall die Antenne 1 eine positive Antwort bzw. "gemessene Signalfeldstärke überhalb des Schwellwertes der Antenne 1" und im Fall der Antenne 3 ein negatives Ergebnis bzw. "gemessene Signalfeldstärke unterhalb des für Antenne 3 gültigen Schwellwertes" zurückgesendet wird.
Hierdurch liegt in der Basisstation das Ergebnis vor, bzw. lässt sich auf einfache Weise, beispielsweise mittels einer Quertabelle oder Kreuztabelle analysieren, dass sich bei diesen Antworten der ID-Geber im vorderen Bereich befinden muss. Sofern eine genauere Lokalisierung nicht nötig ist, ist es selbstverständlich auch denkbar, nur mit einer Antenne zu arbeiten. Andererseits ist es denkbar, auch für den Innenraum mehrere Antennen, beispielsweise drei, vier oder fünf anzuordnen, um eine exaktere Lokalisierung, also auch vorne links, vorne rechts, hinten links, hinten rechts etc. zu er möglichen, um entsprechend von dieser genaueren Position abhängige Aktionen wie Steuerung der exakteren Innenraumbeleuchtung, Steuerung der Wegfahrsperre, Steuerung des Motorstarts, Steuerung von individuellen Einstellungen wie Sitzpositionen, Temperatur etc. zu lokalisieren.
Wie erläutert, wird pro Anfragesignal bzw. pro Antenne ein jeweils zugehöriger individueller Schwellwert mit übersandt, so dass der Schwellwert auf die entsprechenden Gegebenheiten angepasst und somit die Innenraumüberwachung optimiert werden kann. Ein derartiger Schwellwert wird hierzu in der Basisstation in einer dort vorgesehenen Speichereinrichtung gespeichert, wobei in diesem Speicher nicht nur der jeweilige Schwellwert für eine Antenne, sondern auch eventuell zusätzlich die Sendeleistung etc. als Parametersatz gespeichert sein kann.
Ein derartiger Parametersatz wird bei der Herstellung eines Fahrzeuges vorzugsweise in einer so genannten Applikationsphase an einem möglichst seriennahen Modell ermittelt und optimiert, so dass in der Endherstellung nur der jeweilige Parametersatz in den Speicher der Basisstation eingelesen werden muss.
Um verschiedene Modellvarianten eines Fahrzeuges möglichst verfahrens- und kostenökonomisch abzudecken sowie etwaige vorgesehene Änderungen der Gegebenheiten, Entfernen oder Einsetzen von Sitzen, Schiebedach vorhanden ja/nein, Veränderung der Antennenposition, Hinzufügen oder Entfernen von Antennen etc. kann in der Basisstation ein größerer Speicher vorgesehen sein, um bereits auch für diese unterschiedlichen Gegebenheiten im Vorfeld optimierte und ermittelte Parametersätze zu speichern. Wird nun ein Fahrzeug eines bestimmten Modell typs mit besonderen Gegebenheiten hergestellt, kann vorteilhafterweise durch Aktivierung bzw. Auswählen eines bestimmten Parametersatzes für das Senden einer jeweiligen Antenne aus einer Mehrzahl von Parametersätzen ausgewählt werden, um die Funktion Lokalisierung bzw. Innenraumüberwachung für das individuelle Fahrzeug optimal zu gestalten.
Zudem ist es hierdurch möglich, auch bei späteren Änderungen der Gegebenheiten bzw. Änderungswünschen von Kunden auf einfache Weise einen anderen, möglicherweise optimierten Parametersatz für dieses Fahrzeug, vorzugsweise als ein in der Werkstatt vorzunehmender Eingriff, zu aktivieren. Selbst ein Austausch eines Parametersatzes, beispielsweise in Form eines Upgraders ist nach der Erfindung auf leichte Weise möglich, da hierzu nur eine Änderung in der Basisstation vorgenommen werden muss und alle ID-Geber bzw. Fahrzeugschlüssel unverändert bleiben können.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens ist es daher auf kostengünstige und einfache Art und Weise möglich, eine exakte Lokalisierung, beispielsweise in Form einer Innenraumüberwachung vorzunehmen, wobei diese gewünschte Lokalisierung auf einfache Art und Weise abänderbar ist, um beispielsweise auf Änderungen der Gegebenheiten zu reagieren.
Selbstverständlich ist es denkbar, das erfindungsgemäße Verfahren auf eine beliebige Lokalisierung eines ID-Gebers anzuwenden, so dass auch eine Außenraumüberwachung hierdurch realisierbar ist. Selbstverständlich können statt einer Schwelle auch mehrere voneinander unterschiedliche Schwellen übertragen werden, so dass selbst mittels einer Antenne eine detaillierte Aussage getroffen werden kann, wie weit der ID-Geber 9 von der Basisstation entfernt ist bzw. in welcher Zone, beispielsweise zwischen Schwelle 1 und 2 oder zwischen Schwelle 2 und 3 oder 3 und 4 etc. sich der ID-Geber befindet, wobei auch diese Zonen mittels Schwellwerte als vordefinierte Parametersätze in der Basisstation gespeichert sein können.

Claims

Verfahren zur Lokalisierung wenigstens einer als ID-Geber (9), insbesondere Fahrzeugschlüssel, ausgebildeten mobilen Sende- und Empfangseinrichtung bezüglich einer als Basisstation ausgebildeten weiteren Sende- und Empfangseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass a) von der Basisstation ein Anfragesignal mit wenigstens einer vordefinierten Schwellwertinformation (5, 7) für den ID-Geber (9) ausgesandt wird, b) dieses Anfragesignal im Empfangsfall von dem ID-Geber (9) empfangen wird, wobei die Feldstärke des Anfragesignals gemessen und mit der wenigstens einen vordefinierten mit übertragenen Schwellwertinformation (5, 7) verglichen wird und c) von dem ID-Geber (9) in Abhängigkeit des Vergleichs ein entsprechendes Antwortsignal ausgesandt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Basisstation die wenigstens eine Schwellwertinformation (5, 7) in Form eines individuellen Parametersatzes pro Sendeantenne (1, 3) vorrätig gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Basisstation eine Auswahl an vordefinierten Parametersätzen vorrätig gehalten wird, aus denen ein bestimmter Parametersatz als aktiver Parametersatz ausgewählt werden kann.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Parametersatz neben Schwellwerten pro Antenne (1, 3) zusätzlich weitere Parameter, wie Sendeleistung, Auswahl von sendenden Antennen (1, 3), etc. enthalten sind, um die Sendefeldcharakteristik in gewünschter Form zu gestalten.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Parametersätze in die Basisstation eingegeben werden können.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Basisstation mehrere Antworten zusammen ausgewertet werden, um eine exaktere Lokalisierung des ID-Gebers (9) zu ermöglichen.
Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisstation eine Speichereinrichtung aufweist, um wenigstens einen vordefinierten Parametersatz zu speichern.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in die Speichereinrichtung neue Parametersätze geladen werden können.
Anordnung aus einer Basisstation nach einem der Ansprüche 7 oder 8 und einem ID-Geber zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6.