DE102005051125A1

DE102005051125A1 - Verfahren und System zum Lokalisieren von Objekten

Info

Publication number: DE102005051125A1
Application number: DE200510051125
Authority: DE
Inventors: Ruediger Fohrmann; Klaus Koenig
Original assignee: Fohrmann Ruediger Dr
Current assignee: Fohrmann Ruediger Dr
Priority date: 2005-10-24
Filing date: 2005-10-24
Publication date: 2007-05-10

Abstract

Die Erfindung betrifft ein zum Lokalisieren von Objekten, bei welchem zumindest ein zu lokalisierendes Objekt mit einem mobilen Sendeempfänger versehen wird und in einem für die Lokalisierung zu überwachenden Bereich zumindest zwei stationäre Funkstationen angeordnet werden, wobei zur Lokalisierung des Objektes zunächst über einen Sender per Funk ein Anforderungssignal an den mobilen Sendeempfänger gesendet wird, der mobile Sendeempfänger nach Empfang des Anforderungssignals per Funk ein Ortungssignal aussendet, welches von zumindest einer der Funkstationen emfpangen wird, und nach Empfang des Ortungssignals ausgewertet wird, im Empfangsbereich welcher Funkstation sich der mobile Sendeempfänger beim Senden des Ortungssignals befunden hat. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Lokalisieren von Objekten und eine entsprechende Vorrichtung zum Lokalisieren von Objekten.

Es gibt zahlreiche Anwendungsfelder, in denen es erforderlich ist, Objekte, beispielsweise Personen oder Gegenstände zu lokalisieren, beispielsweise Personen oder Gegenstände auf einem Werksgelände oder in einem Gebäude. Hierzu existieren bereits verschiedene Verfahren und Vorrichtungen, beispielsweise Systeme, welche mittels Satellitennavigation funktionieren. Diese Systeme haben jedoch den Nachteil, dass in Bereichen, in denen die Satellitensignale nicht empfangbar sind, beispielsweise in Gebäuden, eine Lokalisierung der Objekte nicht möglich ist.

Es daher Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zu schaffen, welche eine Lokalisierung von Objekten auf jede Art von Gelände und in jeder Art von Gebäuden ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen sowie durch eine Vorrichtung mit den im Anspruch 10 angegebenen Merkmalen gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die zu lokalisierenden Objekte, beispielsweise Personen oder Gegenstände wie Container jeweils mit einem mobilen Sendeempfänger versehen. In dem für die Lokalisierung zu überwachenden Bereich, d. h. auf dem Gelände, auf welchem die Lokalisierung der Objekte möglich sein soll, bzw. in einem Gebäude, in welchem die Lokalisierung möglich sein soll, werden zumindest zwei stationäre Funkstationen angeordnet, welche als Funkempfänger ausgebildet sind. Dabei erfolgt die Anordnung so, dass der Empfangsbereich jeder einzelnen Funkstation jeweils nur einen Teilabschnitt des zu überwachenden Bereiches erfasst. Dabei wird der zu überwachende Bereich vorzugsweise so auf mehrere, mindestens zwei stationäre Funkstationen aufgeteilt, dass die Funkstationen gemeinsam mit ihren Empfangsbereichen den gesamten zu überwachenden Bereich abdecken bzw. erfassen. D. h. bevorzugt an jeder Stelle des zu überwachenden Bereiches kann ein Signal, welches von dem Sendeempfänger ausgesendet wird von zumindest einer der stationären Funkstationen erfasst werden. Ferner ist zumindest ein Sender vorgesehen, welcher mit seinem Sendebereich im Wesentlichen den ganzen zu überwachenden Bereich abdeckt. Es können auch mehrere Sender vorgesehen sein, welche vorzugsweise derart in dem zu überwachenden Bereich angeordnet sind, dass sie mit ihren Sendebereichen gemeinsam den ganzen zu überwachenden Bereich abdecken.

Die Lokalisierung des Objektes funktioniert erfindungsgemäß in der Weise, dass zunächst über den zumindest einen Sender per Funk ein Anforderungssignal ausgesendet wird. Dieses Anforderungssignal ist im gesamten zu überwachenden Bereich zu empfangen und zum Empfang durch den mobilen Sendeempfänger bestimmt. Der mobile Sendeempfänger empfängt das Anforderungssignal. Nach Empfang des Anforderungssignals sendet der Sendeempfänger automatisch per Funk ein Ortungssignal aus. Dieses Ortungssignal hat eine Signalstärke, welche vorzugsweise so gewählt ist, dass sie nicht so stark ist, dass sie im gesamten überwachten Bereich von allen Funkstationen empfangbar ist. Das ausgesendete Ortungssignal wird von zumindest einer der Funkstationen empfangen. Wenn der Sendeempfänger in Reichweite mehrerer Funkstationen ist, wird das Ortungssignal auch von diesen mehreren Funkstationen empfangen. Der Empfang des Ortungssignals durch die einzelnen Funkstationen wird in der Weise ausgewertet, dass erfasst wird, wo sich der Sendeempfänger beim Absenden des Ortungssignals befunden hat. Dies kann dadurch erfolgen, dass erfasst wird, welche der stationären Funkempfänger das Ortungssignal des Sendeempfängers empfangen haben. Auf diese Weise kann festgestellt werden, im Empfangs- bzw. Sendebereich welcher Funkstation sich der Sendeempfänger beim Senden des Ortungssignals befindet. Es ist nun möglich, die Empfangsbereiche der Funkstationen so an das zu überwachende Gelände bzw. den zu überwachenden Bereich anzupassen, dass eine sinnvolle Zuordnung zu bestimmten Räumen oder Gebieten möglich ist. Beispielsweise kann der Empfangsbereich einer Funkstation auf einen Raum oder ein Stockwerk in einem Gebäude beschränkt werden. Es ist auch möglich, im freien Gelände den Empfangsbereich so einzustellen, dass nur ein genau definierter Bereich des Geländes von einer Funkstation erfasst bzw. überwacht wird. Auf diese Weise wird der gesamte zu überwachende Bereich in einzelne Abschnitte, welche immer jeweils einer Funkstation zugeordnet sind, aufgeteilt. So kann beim Empfang des Ortungssignals durch eine bestimmte Funkstation genau zugeordnet werden, in welchem Abschnitt des überwachten Bereiches sich der Sendeempfänger befindet. Da es auch möglich ist, in Gebäuden mehrere Stockwerke oder Räume als einzelne Abschnitte zu überwachen, ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch eine dreidimensionale Lokalisierung möglich, was mit gängigen Verfahren, beispielsweise Verfahren, welche auf GPS basieren, nicht möglich ist.

Dadurch, dass die Sendeempfänger nur auf Anforderung ein Ortungssignal aussenden, ist ein energiesparender Betrieb möglich.

Vorzugsweise wird mit dem Anforderungssignal eine einem bestimmten Sendeempfänger zugehörige Kennung ausgesendet und der Sende empfänger sendet ein Ortungssignal nur nach Empfang seiner zugehörigen Kennung aus. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass bei der Verwendung einer Mehrzahl von Sendeempfängern einzelne Sendeempfänger unabhängig voneinander lokalisiert werden können. Es reagiert immer nur der Sendeempfänger auf das Anforderungssignal, dessen Kennung mitgesendet wird. Dieser Sendeempfänger sendet dann ein Ortungssignal zurück, wobei bei Empfang dieses Ortungssignals durch die Funkstationen dann festgestellt werden kann, an welcher Stelle im überwachten Bereich sich der zu lokalisierende Sendeempfänger, dessen Kennung mit dem Anforderungssignal gesendet wurde, gerade befindet.

Die Auswertung, im Empfangsbereich welcher Funkstation sich der Sendeempfänger beim Aussenden des Ortungssignals befunden hat, geschieht bevorzugt durch Erfassen der Signalstärke des Ortungssignals an den Funkstationen. Dies ermöglicht eine genauere Lokalisierung auch in dem Fall, dass das Ortungssignal von mehreren Funkstationen empfangen wird. Dies kann der Fall sein, wenn die Empfangsbereiche der Funkstationen so dimensioniert sind, dass die Empfangsbereiche zweier Funkstationen einander überlappen. Eine solche Überlappung wird sich in der Regel nicht vermeiden lassen, wenn geometrisch komplexe Gebilde, beispielsweise Gebäude vollständig überwacht werden sollen. Durch Erfassung der Signalstärke kann eine Zuordnung zu den Empfangsbereichen einzelner Funkstationen in der Weise erfolgen, dass angenommen wird, dass sich der Sendeempfänger in dem Empfangsbereich derjenigen Funkstation befindet, an welcher die höchste Signalstärke des Ortungssignals erfasst wird. Sollte an zwei Funkstationen ein gleichstarkes Ortungssignal empfangen werden, bedeutet dies, dass sich der Sendeempfänger genau im Schnittbereich beider Funkstationen befinden muss. Auch in diesem Fall ist somit eine genaue Lokalisierung möglich.

Die Genauigkeit der Lokalisierung kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch gesteigert werden, dass die Zahl der stationären Funkstationen erhöht wird und dementsprechend die einzelnen Abschnitte des zu überwachenden Bereiches, welche jeweils einer Funkstation zugeordnet sind, entsprechend klein gewählt werden. Wenn beispielsweise der Abschnitt, welcher einer Funkstation zugeordnet ist, im Wesentlichen einem Raum in einem Gebäude entspricht, kann die Lokalisierung derart genau erfolgen, dass festgestellt werden kann, dass sich das Objekt, welches den Sendeempfänger trägt, in dem jeweiligen Raum befindet.

Vorzugsweise arbeitet das erfindungsgemäße Verfahren derart, dass durch Aussenden des Anforderungssignals gleichzeitig nur ein Sendeempfänger lokalisiert wird und ein weiteres Anforderungssignal erst nach Empfang des Ortungssignals von dem zu lokalisierenden Sendeempfänger ausgesendet wird. Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass mit dem Anforderungssignal eine Kennung des Sendeempfängers ausgesandt wird, so dass immer nur ein Sendeempfänger auf das Anforderungssignal reagieren und ein Ortungssignal aussenden wird. Dieser Verfahrensablauf hat den Vorteil, dass das Ortungssignal keine Kennung enthalten muss, da klar ist, dass, wenn nach Aussenden eines Anforderungssignals ein Ortungssignal empfangen wird, dieses von dem Sendeempfänger stammen muss, welcher durch das Anforderungssignal angesprochen wurde. Wenn mehrere Sendeempfänger lokalisiert werden sollen, wird dies bevorzugt zeitversetzt geschehen, d. h. das nächste Anforderungssignal für einen zweiten Sendeempfänger wird erst ausgesendet, wenn das Ortungssignal des ersten zu lokalisierenden Sendeempfängers empfangen und ausgewertet worden ist. Auf diese Weise wird verhindert, dass sich die Signalstärken der Ortungssignale mehrer Sendeempfänger so überlagern, dass eine Zuordnung an den Funkstationen zu den einzelnen Sendeempfängern nicht mehr möglich wäre.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Anforderungssignal aufgrund manueller Anforderung einer Bedienperson ausgesendet. Dies erfolgt dann, wenn die Lokalisierung eines Objektes nur in bestimmten Situationen auf Wunsch einer Bedienperson erfolgen soll.

Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, das Anforderungssignal automatisch, insbesondere in vorbestimmten Zeitabständen zu generieren und über den zumindest einen Sender auszusenden. Auf diese Weise wird das Objekt automatisch, vorzugsweise in bestimmten Zeitabständen regelmäßig lokalisiert, so dass eine ständige Überwachung des Objektes, welches den Sendeempfänger trägt, möglich ist. So kann beispielsweise ständig überwacht werden, in welchem Bereich eines Gebäudes oder Geländes eine Person sich aufhält. Auch ist es möglich, ein Bewegungsprofil aufzuzeichnen. Bei dieser automatischen Überwachung ist es ferner möglich, beispielsweise einen Alarm auszulösen, wenn der Sendeempfänger sich in einen bestimmten vorgegebenen Abschnitt des überwachten Bereiches begibt. So kann beispielsweise ein Alarmsignal generiert werden, wenn Personen, welche den zu lokalisierenden Sendeempfänger tragen, einen gesperrten Bereich eines Werksgeländes betreten, in welchen beispielsweise eine Gefahrensituation herrscht.

Ferner ist es vorzugsweise möglich, über den zumindest einen Sender in vorbestimmten Zeitabständen per Funk ein Kontrollsignal an den zumindest einen Sendeempfänger auszusenden, wobei der Sendeempfänger nach Empfang des Kontrollsignals per Funk ein Bestätigungssignal aussendet, welches von zumindest einer Funkstation empfangen wird. Auf diese Weise kann die Funktion des Sendeempfängers überwacht werden. D. h., wenn auf das Kontrollsignal hin kein Bestätigungssignal empfangen wird, kann festgestellt werden, dass der Sendeempfänger nicht richtig arbeitet, beispielsweise ausgeschaltet ist oder die elektri sche Energie eines Akkus des Sendeempfängers nicht mehr zum Betrieb des Sendeempfängers ausreicht. Mit dem Bestätigungssignal können weitere Zustandsdaten des Sendeempfängers wie z.B. die Restkapazität eines Akkus übertragen werden. Kontroll- und Bestätigungssignal können unabhängig von dem Anforderungssignal und dem Ortungssignal ausgesendet werden. Alternativ ist es auch möglich, das Anforderungssignal als Kontrollsignal und/oder das von dem Sendeempfänger ausgesandte Ortungssignal als Bestätigungssignal zu verwenden. Dies würde bedeuten, dass bei jeder Funktionsüberprüfung des Sendeempfängers gleichzeitig eine Lokalisierung stattfinden kann. Bei regelmäßiger Überwachung kann dann auch, wenn die einzelnen Lokalisierungen gespeichert werden, der letzte Standort des Sendeempfängers vor dem Funktionsausfall ermittelt werden.

Bevorzugt ist zumindest ein von den Funkstationen unabhängiger Sender vorgesehen. Dies ermöglicht einen kostengünstigen Betrieb, da die Funkstationen als reine Empfänger ausgebildet werden können und nur ein oder wenige Sender mit größerer Reichweite erforderlich sind, welche mit ihrem Sendebereich den gesamten zu überwachenden Bereich abdecken. Alternativ ist es auch möglich, zumindest eine der Funkstationen als kombinierten Empfänger und Sender auszubilden. Dann wird das Anforderungs- und/oder Kontrollsignal auch über diese Funkstation ausgesendet. Es ist auch möglich, alle Funkstationen als kombinierte Sender und Empfänger auszubilden, wobei dann das Anforderungs- und/oder Kontrollsignal über alle Funkstationen gleichzeitig ausgesendet wird, um sie im gesamten zu überwachenden Bereich zu verbreiten.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Lokalisieren von Objekten, mittels welcher sich das vorangehend beschriebene Verfahren anwenden lässt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist zumindest einen mobilen Sendeempfänger auf, welcher an einem zu überwa chenden bzw. zu lokalisierenden Objekt anbringbar ist, beispielsweise von einer zu überwachenden Person mit sich tragen wird. Ferner sind bei der Vorrichtung zumindest zwei stationäre als Empfänger ausgebildete Funkstationen vorgesehen, welche vorzugsweise beabstandet zueinander angeordnet oder zumindest so angeordnet sind, dass sich die Empfangsbereiche der beiden Funkstationen nicht oder nur teilweise überlappen. Vorzugsweise sind in einem insgesamt zu überwachenden Bereich die Funkstationen so angeordnet, dass ihre Empfangsbereiche gemeinsam im Wesentlichen den gesamten zu überwachenden Bereich abdecken, wobei der Bereich in einzelne Überwachungsabschnitte aufgeteilt wird, welche jeweils immer von einem Empfangsbereich einer Funkstation gebildet werden.

Ferner ist zumindest ein Sender vorgesehen, welcher mit seinem Sendebereich im Wesentlich den gesamten zu überwachenden Bereich abdeckt bzw. ausleuchtet. Es können auch mehrere Sender vorgesehen sein, welche so angeordnet bzw. verteilt sind, dass sie gemeinsam den gesamten zu überwachenden Bereich mit ihren Sendebereichen abdecken.

Darüber hinaus umfasst die Vorrichtung eine Steuereinrichtung, welche die Auswertung und Lokalisierung des Objektes vornimmt. Die Steuereinrichtung ist mit den Funkstationen und dem zumindest einen Sender so verbunden, dass von ihr über den oder die Sender per Funk ein Anforderungssignal an zumindest einen der Sendeempfänger aussendbar ist. Das Aussenden dieses Anforderungssignals erfolgt vorzugsweise über alle Sender gleichzeitig, so dass es im gesamten zu überwachenden Bereich empfangbar ist. Das Anforderungssignal ist ein Signal, welches von dem Sendeempfänger über eine Antenne empfangbar ist. Dabei ist der Sendeempfänger derart ausgebildet, dass er unmittelbar nach Empfang des Anforderungssignals automatisch ein Ortungssignal per Funk aussendet. Die Funkstationen sind zum Empfang des Ortungssig nals ausgebildet. Die einzelnen Funkstationen sind mit der Steuereinrichtung derart verbunden, dass von der Steuereinrichtung erfassbar ist, im Empfangsbereich welcher der Funkstationen das Ortungssignal von dem Sendeempfänger ausgesendet wurde. Auf diese Weise erfolgt dann durch die Steuereinrichtung die Lokalisierung, da die Steuereinrichtung feststellen kann, im Empfangsbereich welcher Sendestation das Ortungssignal ausgesendet worden ist. Die Steuereinrichtung kann daher bestimmen, dass der Sendeempfänger und damit das zugehörige Objekt sich in dem Abschnitt des zu überwachenden Geländes oder Bereiches befunden hat, welcher der bestimmten Funkstation zugeordnet ist, welche das Ortungssignal empfangen hat.

Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung derart ausgebildet und mit den Funkstationen verbunden, dass sie die Signalstärke des von den Funkstationen empfangenen Ortungssignals erfasst und zur Lokalisierung des Sendeempfängers verwendet. Auf diese Weise ist es, wie bereits oben beschrieben, möglich, eine Lokalisierung bzw. Zuordnung zu den Empfangsbereichen verschiedener Funkstationen vorzunehmen, auch wenn Ortungssignal von mehreren Funkstationen gleichzeitig empfangen wird.

Die Zuordnung kann dann vorzugsweise in der Weise erfolgen, dass die Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie die Position des Sendeempfängers dem Empfangsbereich derjenigen Funkstation zuordnet, welche das Ortungssignal mit der höchsten Signalstärke erfasst. D. h. der Sendeempfänger ist dieser Funkstation am nächsten gelegen. Wie oben erläutert, kann auf diese Weise auch erfasst werden, wenn sich der Sendeempfänger im Überlappungsbereich zweier Empfangsbereiche befindet.

Weiter bevorzugt weist der Sendeempfänger einen Speicher auf, in welchem eine dem Sendeempfänger zugeordnete Kennung speicher bar ist, und die Steuereinrichtung weist einen Speicher auf, in welchem die Kennungen aller verfügbaren Sendeempfänger speicherbar sind. Dabei ist die Steuereinrichtung derart ausgebildet, dass sie zur Lokalisierung eines bestimmten Sendeempfängers gemeinsam mit dem Anforderungssignal die Kennung des in diesem Moment zu lokalisierenden Sendeempfängers über den Sender aussendet. Der zumindest eine Sendeempfänger weist eine Vergleichseinrichtung auf, welche die in dem empfangenen Anforderungssignal enthaltene Kennung mit der in seinem Speicher gespeicherten Kennung vergleicht und ein Ortungssignal nur dann aussendet, wenn beide Kennungen übereinstimmen. Auf diese Weise ist es, wie oben beschrieben, möglich, unter einer Vielzahl von Sendeempfängern einen bestimmten zu lokalisieren, indem dessen Kennung mit dem Anforderungssignal ausgesendet wird.

Weiter bevorzugt enthält die Steuereinrichtung eine Datenbank, in welcher den Kennungen der einzelnen im System vorhandenen Sendeempfänger Klartextbezeichnungen zugeordnet werden können, beispielsweise die Namen von Personen, welche bestimmte Sendeempfänger mit sich tragen. Dies macht das System bedienungsfreundlicher, da dann an der Steuereinrichtung gleich bestimmte Personen oder Objekte mit ihrem dem Benutzer verständlichen Namen ausgewählt werden können.

Weiter bevorzugt ist die Steuereinrichtung mit einer Anzeigeeinrichtung ausgestattet, auf welcher die Position eines lokalisierten Sendeempfängers, insbesondere graphisch darstellbar ist. Die Anzeigeeinrichtung kann beispielsweise ein Computer-Monitor sein, auf welchem die Lokalisierung ausgegeben wird. Dies kann durch Ausgabe von Koordinaten, der Angabe eines bestimmten Raumes etc. geschehen. Dazu ist in der Steuereinrichtung eine Zuordnung vorgenommen, welche Funkstation welchem Abschnitt des zu überwachenden Bereiches entspricht. So ist es der Steuereinrichtung möglich, auf der Anzeigeeinrichtung nicht nur den Namen oder die Bezeichnung einer bestimmten Funkstation anzugeben, sondern direkt im Klartext den Namen eines bestimmten Raumes oder eines bestimmten Abschnittes des zu überwachenden Bereiches, beispielsweise den Namen eines bestimmten Abschnittes eines Werksgeländes. Besonders bevorzugt ist es möglich, die Anzeigeeinrichtung derart graphisch auszugestalten, dass sie eine Kartendarstellung eines Geländes oder den Grundriss eines Gebäudes ausgibt und die lokalisierten Objekte direkt an der ermittelten Position beispielsweise durch Leuchtpunkte in der Karte anzeigt. Auf diese Weise ist eine sehr einfache Erfassung des Lokalisierungsergebnisses durch eine Bedienperson möglich.

Weiter bevorzugt weist die Steuereinrichtung eine Eingabeeinrichtung auf, über welche ein zu lokalisierender Sendeempfänger auswählbar ist. Ferner können über die Eingabeeinrichtung weitere Befehle eingegeben oder Einstelllungen der Steuereinrichtung vorgenommen werden. Die Eingabeeinrichtung kann insbesondere eine Computertastatur, eine Computermaus oder auch eine spezielle Tastatur oder ein berührungsempfindlicher Bildschirm sein, über welche insbesondere ausgewählt werden kann, welches Objekt in einem bestimmten Moment lokalisiert werden soll.

Weiter bevorzugt ist die Steuereinrichtung zur automatischen Lokalisierung zumindest eines Sendeempfängers derart ausgebildet, dass sie ein Anforderungssignal über den zumindest einen Sender automatisch in vorbestimmten oder vorbestimmbaren Zeitabständen aussendet. So ist es möglich, voreinzustellen, wann ein bestimmtes Objekt lokalisiert werden soll, beispielsweise, um zu erfassen, wo sich eine Person, welche einen Sendeempfänger mit sich trägt, zu einer bestimmten Uhrzeit befindet. Bei automatischer regelmäßiger Lokalisierung eines Objektes ist es auch möglich, in der Steuereinrichtung automatisch ein Bewegungsprofil der Person oder des Objektes aufzuzeichnen. Vorzugsweise kann dieses dann auch grafisch auf einer Karte oder einem Grundriss eines Gebäudes ausgegeben werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Steuereinrichtung zur Funktionsüberwachung zumindest eines Sendeempfängers derart ausgebildet, dass sie automatisch in vorbestimmten Zeitabständen über den oder die Sender ein Kontrollsignal aussendet, wobei die Sendeempfänger derart ausgebildet sind, dass sie nach Empfang eines Kontrollsignals automatisch ein Bestätigungssignal aussenden, welches von den Funkstationen empfangbar und an die Steuereinrichtung weiterleitbar ist. Auf diese Weise ist es, wie oben anhand des Verfahrens beschrieben, möglich, die Funktion des Sendeempfängers zu überwachen und z.B. festzustellen, ob dieser in Betrieb ist oder nicht. Darüber hinaus kann das Bestätigungssignal ein Datenprotokoll enthalten, in welchem weitere Parameter des Sendeempfängers wie z.B. Ladezustand der Batterien, Sendeleistung etc. überfragen zur Auswertung durch die Steuereinrichtung enthalten sind. Das Kontroll- und Bestätigungssignal können separate Signale sein, sie können jedoch auch gleichzeitig als Anforderungsforderungs- und Ortungssignal dienen, wobei dann gleichzeitig mit der Funktionsüberwachung jeweils eine Lokalisierung des jeweiligen Sendeempfängers möglich ist.

Weiter bevorzugt ist die Steuereinrichtung mit einer Alarmeinrichtung versehen, welche einen Alarm erzeugt, wenn nach Aussenden eines Kontrollsignals von den Funkstationen kein von dem Sendeempfänger aus gesendetes Bestätigungssignal empfangen wird oder in einem Datenprotokoll des Bestätigungssignals enthaltene Parameter vorbestimmte Werte annehmen bzw. unter- oder überschreiten. Der Alarm kann beispielsweise auf der Anzeigeeinrichtung in Form einer Alarmmeldung ausgegeben werden, zusätzlich kann beispielsweise ein akustischer Alarm ausgegeben werden.

Die Steuereinrichtung ist weiter bevorzugt derart ausgebildet, dass mit dem Kontrollsignal die Kennung eines auf seine Funktion zu überwachenden Sendeempfängers ausgesendet wird, wobei der zumindest eine Sendeempfänger derart ausgebildet ist, dass er ein Bestätigungssignal nur aussendet, wenn die empfangene Kennung mit der in seinem Speicher gespeicherten Kennung übereinstimmt. Dies kann die gleiche Kennung sein, welche über das Anforderungssignal zur Lokalisierung eines bestimmten Sendeempfängers ausgesendet wird. Auf diese Weise ist es möglich, bei einer Vielzahl von Sendeempfängern die Funktion zu überprüfen, wobei die Kontrollsignale mit den Kennungen der einzelnen Sendeempfänger vorzugsweise zeitlich versetzt nacheinander gesendet werden und vor dem Senden eines nächsten Kontrollsignals zunächst das Bestätigungssignal auf das vorangehende Kontrollsignal abgewartet wird. Dies hat den Vorteil, dass es nicht unbedingt erforderlich ist, auch mit dem Bestätigungssignal eine Kennung auszusenden, da die Zuordnung zu einem bestimmten Sendeempfänger anhand des zeitlichen Eingangs des Bestätigungssignals nachfolgend zu einem bestimmten vorangehenden ausgesendeten Kontrollsignal erfolgen kann.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung kann der Sendeempfänger zusätzlich einen Bewegungs- und/oder Lagesensor enthalten und derart ausgebildet sein, dass bei einem bestimmten Ausgangssignal des Bewegungs- und/oder Lagesensors von dem Sendeempfänger ein Alarmsignal aussendbar ist. So kann ein solches Alarmsignal beispielsweise dann ausgesendet werden, wenn der Bewegungssensor keine Bewegung mehr anzeigt oder der Lagesensor eine vorbestimmte Lage erreicht, welche beispielsweise darauf hindeutet, dass der Sendeempfänger von einer Person abgelegt wurde. Das Alarmsignal kann gleichzeitig die Kennung des zugehörigen Sendeempfängers enthalten, um feststellen zu können, von welchem Sendeempfänger der Alarm kommt. Dieses Signal kann gleichzeitig als Ortungssignal genutzt werden. Alternativ ist es auch möglich, nach Eingang des Alarmsignals eines bestimmten Sendeempfängers für diesen Sendeempfänger ein Anforderungssignal auszusenden, um dann in zweiten Schritt die Lokalisierung des Sendeempfängers vorzunehmen, von welchem der Alarm ausgesendet wurde.

Besonders bevorzugt sind zumindest zwei Funkstationen in zwei verschiedenen Räumen und/oder Stockwerken eines Gebäudes angeordnet. Wie oben ausgeführt, ist ein großer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung der, dass eine Lokalisierung von Objekten auch innerhalb von Gebäuden und in mehreren übereinander liegenden Stockwerken, d. h. dreidimensional möglich ist. Bei der Anordnung von Funkstationen in Räumen erfolgt vorzugsweise eine Zuordnung des Empfangsbereiches einer bestimmten Funkstation zu einem bestimmten Raum, so dass auf diese Weise das Objekt in einem bestimmten Raum lokalisiert werden kann.

Vorzugsweise werden wenige Sender mit relativ großer Reichweite eingesetzt, um den gesamten zu überwachenden Bereich mit wenigen Sendern abdecken zu können. Die Funkstationen können dabei als reine Empfänger ausgebildet werden. Wie oben anhand des Verfahrens beschrieben, können einzelne oder alle Funkstationen jedoch auch als kombinierte Sender und Empfänger ausgebildet werden.

Nachfolgend wird die beispielhaft anhand der beigefügten Figuren beschrieben. In diesen zeigt:
1 schematisch die Lokalisierung in der Fläche und
2 schematisch die Lokalisierung in einem Gebäude.
In 1 sind schematisch vier Funkstationen F0, F1, F2 und F3 dargestellt, wobei die Funkstation F0 ein reiner Sender und die Funkstationen F1, F2 und F3 reine Empfänger sind Im gezeigten Beispiel haben die Funkstationen F1, F2 und F3 jeweils einen die jeweiligen Funkstation F1, F2 und F3 kreisförmig umgebenden Empfangsbereich E1, E2 und E3 und der Sender F0 einen Sendebereich S0. Die drei Empfangsbereiche E1, E2 und E3 definieren gemeinsam die insgesamt zu überwachende Fläche bzw. den insgesamt zu überwachenden Bereich. Der Sendebereich S0 des Senders F0 deckt allein den gesamten zu überwachenden Bereich ab.
Im gezeigten Beispiel sind die Empfangsbereiche E1, E2 und E3 bzw. der Sendebereich S0 zentrisch um die Funkstationen F1, F2 und F3 bzw. F0 herum angeordnet und kreisförmig ausgebildet. Durch entsprechende Antennen und entsprechende Einstellungen der Abstrahl- bzw. Empfangscharakteristik der Funkstationen F0 bzw. F1, F2 und F3 ist es jedoch auch möglich, Sende- und/oder Empfangsbereiche von anderer Form, beispielsweise ovale oder keulenförmige Sende- bzw. Empfangsbereiche zu definieren. Auf diese Weise lassen sich die Sende- und Empfangsbereiche individuell an das zu überwachende Gelände bzw. das zu überwachende Gebäude anpassen, so dass das ganze Gelände oder Gebäude von den einzelnen Empfangsbereichen gemeinsam abgedeckt und überwacht bzw. von dem Sendebereich S0 ausgeleuchtet werden kann. Je nach Form und Größe des zu überwachenden Bereiches können auch mehrere Sender F0 vorgesehen werden. Alternativ ist es auch möglich, die Funkstationen F1, F2 und/oder F3 auch als Sender auszubilden, wobei die Empfangsbereiche E1, E2 bzw. E3 dann gleichzeitig auch die Sendebereiche sind.
n 1 sind ferner beispielhaft zwei zu lokalisierende Objekte A und B gezeigt.
Erfindungsgemäß funktioniert die Lokalisierung nun in der Weise, dass zunächst über den Sender F0 ein Anforderungssignal ausgesendet wird, was somit im gesamten überwachten Bereich empfangbar ist. Bei spielsweise wird ein Anforderungssignal ausgesendet, welches die Kennung des Sendeempfängers A, welcher von dem Objekt getragen wird bzw. an dem Objekt angebracht ist enthält. Die Sendeempfänger A und B empfangen beide das Anforderungssignal, wobei der Sendeempfänger B feststellt, dass das Anforderungssignal nicht seine Erkennung enthält und folglich nicht reagiert. Der Sendeempfänger A erfasst, dass das Anforderungssignal seine Kennung enthält und sendet ein Ortungssignal aus.
Da sich der Sendeempfänger A im Empfangsbereich E1 der Funkstation F1 und gleichzeitig auch im Empfangsbereich E3 der Funkstation F3, welcher den Empfangsbereich E1 überlappt, befindet, wird das Ortungssignal, welches von dem Sendeempfänger A ausgesendet wird, von beiden Funkstationen F1 und F3 empfangen werden. Da der Sendeempfänger A von beiden Funkstationen F1 und F3 gleichweit entfernt ist, werden beide Funkstationen F1 und F3 das Ortungssignal des Sendeempfängers A mit gleicher Signalstärke empfangen. Somit kann eine Steuereinrichtung feststellen, dass sich der Sendeempfänger A in dem Schnittbereich der Empfangsbereiche E1 und E3 befinden muss. Da die Funkstationen F1, F2 und F3 im Gelände bzw. in dem zu überwachenden Bereich an vorbestimmten Positionen angebracht sind, ist somit dieser Schnittbereich der definierten Empfangsbereiche E1 und E3 einer bestimmten Position bzw. Stelle in dem überwachten Bereich, beispielsweise auf dem überwachten Gelände zuordbar.
Wenn nun der Sendeempfänger B geortet werden soll, wird ein Anforderungssignal mit der Kennung des Senderempfängers B ausgesendet, so dass der Sendeempfänger A nicht reagiert und der Sendeempfänger B automatisch ein Ortungssignal aussenden wird. Da sich der Sendeempfänger B im Empfangsbereich E3 der Funkstation F3 befindet, nicht aber in den Empfangsbereichen E1 und E2 wird nur die Funkstation F3 dieses Ortungssignal empfangen, so dass von einer Steuereinrich tung daraus geschlossen werden kann, dass sich der Sendeempfänger B im Empfangsbereich E3 mit Ausnahme der Schnittmengen mit dem Empfangsbereichen E1 und E2 befinden muss. Da die Lage des Empfangsbereichs im überwachten Gelände bekannt ist, kann daher auf den Bereich im Gelände geschlossen werden, in dem sich der Sendeempfänger B befindet.
Wenn ein Ortungssignal von mehreren Funkstationen F1, F2 und F3 gleichzeitig empfangen wird, erfolgt die Lokalisierung vorzugsweise über die Signalstärke, so dass die Position des Sendeempfängers A, B dem Empfangsbereich derjenigen Funkstation F1, F2, F3 zugeordnet wird, welche das stärkste Signal empfängt.
2 zeigt nun beispielhaft die Lokalisierung eines Objektes in einem Gebäude. Das Gebäude weist drei Stockwerke 1, 2 und 3 auf, wobei das Stockwerk 3 noch einmal in zwei Räume R1 und R2 geteilt ist. In den Stockwerken 1 und 2 ist jeweils eine Funkstation F4 bzw. F5, in den Räumen R1 und R2 jeweils eine Funkstation F6 bzw. F7 angeordnet. Insofern ist das gesamte Gebäude in vier zu überwachende Abschnitte nämlich die Empfangsbereiche E4, E5, E6 und E7 der Funkstationen F4, F5, F6 und F7 aufgeteilt. Die Empfangsbereiche E4 bis E7 sind vorzugsweise so ausgebildet, dass sie den gesamten zu überwachenden Raum R1, R2 bzw. das gesamte zu überwachende Stockwerk 1 oder 2 erfassen.
Ferner ist ein Sender F0 vorgesehen, der das ganze Gebäude mit seinem Sendebereich S0 abdeckt, so dass das Signal des Senders in allen drei Stockwerken 1, 2 und 3 sowie beiden Räumen R1 und R2 empfangbar ist.
Auch im Gebäude erfolgt die Lokalisierung in der vorangehend beschriebenen Weise. Das heißt zunächst wird von einer Steuereinrichtung über den Sender S0 ein Anforderungssignal ausgesendet, welches die Kennung des zu lokalisierenden Sendeempfängers enthält. Soll beispielsweise der Sendeempfänger C lokalisiert werden, wird die Kennung des Sendeempfängers C ausgesendet, so dass der Sendeempfänger D nicht reagiert und nur der Sendeempfänger C automatisch ein Ortungssignal aussendet. Dieses Ortungssignal wird im Empfangsbereich E4 der Funkstation F4 ausgesendet, so dass diese dieses Ortungssignal empfängt und die Steuereinrichtung, welche mit den Funkstationen F4 bis F7 verbunden ist, daraus schließen kann, dass der Sendeempfänger C sich im Stockwerk 1 des Gebäudes, welches dem Empfangsbereich E4 entspricht, befinden muss. Entsprechend wird, wenn mit dem Anforderungssignal die Kennung des Sendeempfängers D ausgesendet wird, nur dieser ein Ortungssignal aussenden, welches dann von der Funkstation F6, in deren Sendebereich E6 sich der Sendeempfänger D befindet, empfangen werden wird. Dadurch ist dann eine Zuordnung möglich, dass sich der Sendeempfänger D bzw. das ihn tragende Objekt im Raum R1, welcher im Empfangsbereich E6 liegt, befinden muss.
In einem Gebäude werden sich die Empfangsbereiche E4 bis E7, praktisch nicht klar voneinander abgrenzen lassen. Zur vollständigen Überwachung des Gebäudes, werden sich die Empfangsbereiche überlappen müssen. Auch dort kann dann die Zuordnung der Position eines Sendeempfängers zu einem Empfangsbereich in der Weise erfolgen, dass die Signalstärke des Ortungssignals erfasst wird. Derjenigen Funkstation F4 bis F6, welche das stärkste Signal empfängt, muss der Sendeempfänger C, D am nächsten gelegen sein. Das heißt es wird daraus geschlossen, dass der Sendeempfänger C, D sich im Empfangsbereich dieser Funkstation befindet.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es auch möglich gleichzeitig Flächen bzw. Gelände und Gebäude zu überwachen. So kann beispielsweise ein Werksgelände sowohl in der Freifläche als auch in den sich auf dem Werksgelände befindlichen Gebäuden überwacht wer den. Dabei findet eine Kombination der anhand von 1 und 2 beschriebenen Anordnungen statt, d. h. in den Gebäuden erfolgt die Überwachung, wie anhand von 2 beschrieben, in der Freifläche, wie anhand von 1 beschrieben.

A, B. C, D: - Sendeempfänger
F0: - Sender
F1 bis F7: - Funkstationen
E1 bis E7: - Empfangsbereiche
S0: - Sendebereich
R1, R2: - Räume
1, 2, 3: - Stockwerke

Claims

Verfahren zum Lokalisieren von Objekten, bei welchem zumindest ein zu lokalisierendes Objekt mit einem mobilen Sendeempfänger (A, B, C, D) versehen wird und in einem für die Lokalisierung zu überwachenden Bereich zumindest zwei stationäre Funkstationen (F1–F7) sowie zumindest ein Sender (F0) angeordnet werden, wobei zur Lokalisierung des Objektes zunächst über den Sender (F0) per Funk ein Anforderungssignal an den mobilen Sendeempfänger (A, B, C, D) gesendet wird, der mobile Sendeempfänger (A, B, C, D) nach Empfang des Anforderungssignals per Funk ein Ortungssignal aussendet, welches von zumindest einer der Funkstationen (F1–F6) empfangen wird, und nach Empfang des Ortungssignals ausgewertet wird, im Empfangsbereich (E1–E7) welcher Funkstation (F1–F7) sich der mobile Sendeempfänger (A, B, C, D) beim Senden des Ortungssignals befunden hat.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem mit dem Anforderungssignal eine einem bestimmten Sendeempfänger (A, B, C, D) zugehörige Kennung ausgesendet wird und der Sendeempfänger (A, B, C, D) ein Ortungssignal nur nach Empfang seiner zugehörigen Kennung aussendet.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem die Auswertung, im Empfangsbereich (E1–E7) welcher Funkstation (F1–F7) sich der Sendeempfänger (A, B, C, D) beim Aussenden des Ortungssignals befunden hat, durch Erfassung der Signalstärke des Ortungssignals an den Funkstationen (F1–F7) geschieht.
Verfahren nach Anspruch 3, bei welchem angenommen wird, dass sich der Sendeempfänger (A, B, C, D) beim Aussenden des Ortungssignals im Empfangsbereich (E1–E7) der Funkstation befunden hat, an welcher die höchste Signalstärke des Ortungssignals erfasst wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem durch Aussenden des Anforderungssignals gleichzeitig immer nur ein Sendeempfänger (A, B, C, D) lokalisiert wird und ein weiteres Anforderungssignal erst nach Empfang des Ortungssignals von dem zu lokalisierenden Sendeempfänger (A, B, C, D) ausgesendet wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem das Anforderungssignal aufgrund manueller Anforderung einer Bedienperson ausgesendet wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem das Anforderungssignal automatisch, insbesondere in vorbestimmten Zeitabständen ausgesendet wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem über den Sender (F0) in vorbestimmten Zeitabständen per Funk ein Kontrollsignal an den zumindest einen Sendeempfänger (A, B, C, D) ausgesendet wird und der Sendeempfänger (A, B, C, D) nach Empfang des Kontrollsignals per Funk ein Bestätigungssignal aussendet, welches von zumindest einer Funkstation (F1–F7) empfangen wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem zumindest eine der Funkstationen (F1–F7) gleichzeitig als der zumindest eine Sender (F0) dient.
Vorrichtung zum Lokalisieren von Objekten, bei welcher zumindest ein mobiler Sendeempfänger (A, B, C, D), zumindest zwei stationäre Funkstationen (F1–F7), zumindest ein Sender (F0) und eine mit den Funkstationen (F1–F7) und dem Sender (F0) verbundene Steuereinrichtung vorgesehen sind, wobei die Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, dass von ihr über den Sender (F0) per Funk ein Anforderungssignal an den zumindest einen Sendeempfänger (A, B, C, D) aussendbar ist, der zumindest eine Sendeempfänger (A, B, C, D) derart ausgebildet ist, dass er bei Empfang des Anforderungssignals automatisch ein Ortungssignal per Funk aussendet, die Funkstationen (F1–F7) zum Empfang des Ortungssignals ausgebildet sind und mit der Steuereinrichtung derart verbunden sind, dass von der Steuereinrichtung erfassbar ist, im Empfangsbereich (E1–E7) welcher der Funkstationen (F1–F7) das Ortungssignal ausgesendet wurde.
Vorrichtung nach Anspruch 10, bei welcher die Steuereinrichtung derart ausgebildet und mit den Funkstationen (F1–F7) verbunden ist, dass sie die Signalstärke des von den Funkstationen (F1–F7) empfangen Ortungssignals erfasst und zur Lokalisierung des Sendeempfängers (A, B, C, D) auswertet.
Vorrichtung nach Anspruch 11, bei welcher die Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie die Position des Sendeempfängers (A, B, C, D) dem Empfangsbereich (E1–E7) der Funkstation zuordnet, welche das Ortungssignal mit der höchsten Signalstärke erfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, bei welcher der Sendeempfänger (A, B, C, D) einen Speicher aufweist, in welchem eine dem Sendeempfänger (A, B, C, D) zugeordnete Kennung speicherbar ist, und die Steuereinrichtung einen Speicher aufweist, in welchem die Kennungen aller verfügbaren Sendeempfänger (A, B, C, D) speicherbar sind, wobei die Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie zur Lokalisierung eines Sendeempfängers (A, B, C, D) mit dem Anforderungssignal die Kennung des zu lokalisierenden Sendeempfängers (A, B, C, D) aussendet und der zumindest eine Sendeempfänger (A, B, C, D) mit einer Vergleichseinrichtung ausgestattet ist, welche die in dem empfangenen Anforderungssignal enthaltenen Kennung mit der in seinem Speicher gespeicherten Kennung vergleicht und ein Ortungssignal nur dann aussendet, wenn beide Kennungen übereinstimmen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, bei welcher die Steuereinrichtung mit einer Anzeigeeinrichtung ausgestattet ist, auf welcher die Position eines lokalisierten Sendeempfängers (A, B, C, D) insbesondere graphisch darstellbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, bei welcher die Steuereinrichtung eine Eingabeeinrichtung aufweist, über welche ein zu lokalisierender Sendeempfänger (A, B, C, D) auswählbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, bei welcher die Steuereinrichtung zur automatischen Lokalisierung zumindest eines Sendeempfängers (A, B, C, D) derart ausgebildet ist, dass sie ein Anforderungssignal über die Funkstationen (F1–F7) automatisch in vorbestimmten oder vorbestimmbaren Zeitabständen aussendet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, bei welcher die Steuereinrichtung zur Funktionsüberwachung zumindest eines Sen deempfängers (A, B, C, D) derart ausgebildet ist, dass sie automatisch in vorbestimmten Zeitabständen über den zumindest einen Sender (F0) ein Kontrollsignal aussendet, wobei die Sendeempfänger (A, B, C, D) derart ausgebildet sind, dass sie bei Empfang eines Kontrollsignals automatisch ein Bestätigungssignal aussenden, welches von den Funkstationen (F1–F7) empfangbar und an die Steuereinrichtung weiterleitbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 17, bei welcher die Steuereinrichtung mit einer Alarmeinrichtung versehen ist, welche einen Alarm erzeugt, wenn nach Aussenden eines Kontrollsignals von den Funkstationen (F1–F7) kein von dem den Sendeempfänger (A, B, C, D) ausgesendetes Bestätigungssignal empfangen wird.
Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, bei welchem die Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie mit dem Kontrollsignal die Kennung eines auf seine Funktion zu überwachenden Sendeempfängers (A, B, C, D) aussendet, wobei der zumindest eine Sendeempfänger (A, B, C, D) derart ausgebildet ist, dass er ein Bestätigungssignal nur aussendet, wenn die empfangenen Kennung mit der in seinem Speicher gespeicherten Kennung übereinstimmt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 19, bei welchem der Sendeempfänger (A, B, C, D) einen Bewegungs- und/oder Lagesensor enthält und derart ausgebildet ist, dass bei einem vorbestimmten Ausgangssignal des Bewegungs- und/oder Lagesensors von dem Sendeempfänger (A, B, C, D) ein Alarmsignal aussendbari st.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 20, bei welcher die zumindest zwei Funkstationen (F1–F7) in zwei verschiedenen Räumen (R1, R2) und/oder Stockwerken (1, 2, 3) eines Gebäudes angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 21, bei welcher zumindest eine der Funkstationen (F1–F7) als Empfänger und Sender (F0) ausgebildet ist.