DE102010037195A1 - System zur Erfassung von Hochfrequenz-Transceivern und dessen Verwendungen - Google Patents

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Abstract

Die Vorliegende Erfindung betrifft die Hochfrequenztechnik. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein System zur Erfassung der Position und/oder Lage wenigstens eines Hochfrequenz-Transceivers System mit wenigstens einer Empfangsantenne, welche so eingerichtet ist, dass mittels dieser Empfangsantenne von dem wenigstens einen Hochfrequenz-Transceiver ausgesandte Hochfrequenzsignale empfanwelche eingerichtet ist, Hochfrequenzsignale wenigstens eines Frequenzbandes auszusenden, die dazu vorgesehen sind von dem wenigstens einen Hochfrequenz-Transceiver empfangen zu werden und hierdurch wiederum die Aussendung von Hochfrequenzsignalen durch den wenigstens einen Hochfrequenz-Transceiver veranlasst wird wenigstens einer erste Antennensignalverarbeitungseinrichtung, welche mit der wenigstens einen Empfangsantenne verbunden ist und welche eingerichtet ist, die von der wenigstens einen Empfangsantenne empfangenen Hochfrequenzsignale auszuwerten, um hieraus eine räumliche Position und/oder Lage sowie eine Kennung des jeweils sendenden Hochfrequenz-Transceivers zu ermitteln und wenigstens einer Datenverarbeitungseinrichtung, welche mit der ersten Antennensignalverarbeitungseinrichtung zumindest indirekt verbunden ist und von dieser Informationen über die Position, Lage und/oder Kennung des jeweils sendenden Hochfrequenz-Transceivers übermittelt erhält, wobei in einer mit der wenigstens einen Datenverarbeitungseinrichtung verbundenen ersten Speichereinrichtung eine Datenstruktur vorgesehen ist, die zumindest teilweise eine virtuelle Repräsentation des durch das Antennenfeld der wenigstens einen Sendeantenne versorgten Raums beinhaltet, wobei die virtuelle Repräsentation Informationen über die Soll-Position und/oder -Lage wenigstens eines Hochfrequenz-Transceivers mit einer vorgegebenen Kennung umfasst und der wenigstens einen Datenverarbeitungseinrichtung Transformationsinformationen zur Verfügung stehen, auf deren Grundlage die Zuordnung einer Ist-Position und/oder -Lage wenigstens eines Hochfrequenz-Transceivers mit einer vorgegebenen Kennung innerhalb der virtuellen Repräsentation auf der Grundlage der von der ersten Antennensignalverarbeitungseinrichtung erhaltenen Positions-, Lage- und/oder Kennungsinformationen erfolgt und die wenigstens eine Datenverarbeitungseinrichtung einen Vergleich zwischen der Soll-Position und der Ist-Position und/oder -Lage eines Hochfrequenz-Transceivers einer vorgegebenen Kennung innerhalb der virtuellen Repräsentation vornimmt und als Ergebnis des Vergleichs ein „Übereinstimmung” bzw. „keine Übereinstimmung” repräsentierendes Signal zur Weiterverarbeitung ausgibt.

Description

  • Die Vorliegende Erfindung betrifft die Hochfrequenztechnik. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein System zur Erfassung der Position und/oder Lage wenigstens eines Hochfrequenz-Transceivers sowie Verwendungen dieses Systems.
  • Hochfrequenz-Transceiver sind im Stand der Technik unter Anderem in Form von RFID-Markern bzw. RFID-Tags (Radio Frequency Identification Tag) bekannt. Derartige Marker bzw. Tags finden bereits zahlreich Anwendung, sowohl in der Fertigung, beispielsweise zur Verfolgung und/oder auch Steuerung des Produktionsablaufes, als auch im Konsumgüterhandel, beispielsweise um Warenflüsse nachzuvollziehen, zur Echtheitsverifikation und dergleichen.
  • Darüber hinaus zeigt die DE 10 2007 062 843 A1 ein System, mit welchem die von RFID-Tags ausgesandten elektromagnetischen Signale unter Zuhilfenahme geeigneter Empfangssysteme mit direktionalen Eigenschaften dazu heran gezogen werden, die Tags zu lokalisieren bzw. deren Bewegung zu verfolgen. In der DE 10 2006 029 122 A1 ist beschrieben, eine Positionsbestimmung eines medizinischen Instruments auf der Grundlage eines daran angebrachten RFID-Tags vorzunehmen.
  • Bei diesen bekannten Systemen hat sich gezeigt, dass sie über eine schlichte Lokalisierung des bzw. der RFID-Tags hinaus wenig oder keine weiteren relevanten Informationen liefern.
  • Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine System zur Erfassung von Hochfrequenz-Transceivern (z. B. RFID-Tags) zur Verfügung zu stellen, welches bekannte Systeme zumindest teilweise verbessert und insbesondere eine zumindest teilweise, automatisierte Auswertung der erfassten Position- bzw. Lageinformationen ermöglicht.
  • Diese und weitere Aufgaben werden durch ein System zur Erfassung der Position und/oder Lage wenigstens eines Hochfrequenz-Transceivers mit den Merkmalen des Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Verwendungen des erfindungsgemäßen Systems sind Gegenstand des Anspruch 20. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Ansprüche.
  • Danach weist ein System zur Erfassung der Position und/oder Lage wenigstens eines Hochfrequenz-Transceivers gemäß der Erfindung wenigstens eine Empfangsantenne auf, welche so eingerichtet ist, dass mittels dieser Empfangsantenne von dem wenigstens einen Hochfrequenz-Transceiver ausgesandte Hochfrequenzsignale empfangen werden können und wenigstens eine Sendeantenne, welche eingerichtet ist, Hochfrequenzsignale wenigstens eines Frequenzbandes auszusenden, die dazu vorgesehen sind von dem wenigstens einen Hochfrequenz-Transceiver empfangen zu werden und hierdurch wiederum die Aussendung von Hochfrequenzsignalen durch den wenigstens einen Hochfrequenz-Transceiver veranlasst wird, wobei wenigstens eine erste Antennensignalverarbeitungseinrichtung, welche mit der wenigstens einen Empfangsantenne verbunden ist, eingerichtet ist, die von der wenigstens einen Empfangsantenne empfangenen Hochfrequenzsignale auszuwerten, um hieraus eine räumliche Position und/oder Lage sowie eine Kennung des jeweils sendenden Hochfrequenz-Transceivers zu ermitteln. Mit der ersten Antennensignalverarbeitungseinrichtung ist zumindest wenigstens eine Datenverarbeitungseinrichtung, zumindest indirekt verbunden erhält und von dieser Informationen über die Position, Lage und/oder Kennung des jeweils sendenden Hochfrequenz-Transceivers übermittelt.
  • Erfindungsgemäß ist in einer mit der wenigstens einen Datenverarbeitungseinrichtung verbundenen ersten Speichereinrichtung eine Datenstruktur vorgesehen, die zumindest teilweise eine virtuelle Repräsentation des durch das Antennenfeld der wenigstens einen Sendeantenne versorgten Raums beinhaltet, wobei die virtuelle Repräsentation Informationen über die Soll-Position und/oder -Lage wenigstens eines Hochfrequenz-Transceivers mit einer vorgegebenen Kennung umfasst. Der wenigstens einen Datenverarbeitungseinrichtung stehen Transformationsinformationen zur Verfügung, auf deren Grundlage die Zuordnung einer Ist-Position und/oder -Lage wenigstens eines Hochfrequenz-Transceivers mit einer vorgegebenen Kennung innerhalb der virtuellen Repräsentation auf der Grundlage der von der ersten Antennensignalverarbeitungseinrichtung erhaltenen Positions-, Lage- und/oder Kennungsinformationen erfolgt, und die wenigstens eine Datenverarbeitungseinrichtung nimmt einen Vergleich zwischen der Soll-Position und der Ist-Position und/oder -Lage eines Hochfrequenz-Transceivers einer vorgegebenen Kennung innerhalb der virtuellen Repräsentation vor und gibt als Ergebnis des Vergleichs ein „Übereinstimmung” bzw. „keine Übereinstimmung” repräsentierendes Signal zur Weiterverarbeitung aus.
  • Ein so ausgestaltetes erfindungsgemäßes System hat den Vorteil, dass es nicht lediglich die räumliche Position und/oder Lage eines Hochfrequenz-Transceivers bzw. dessen Antenne bezüglich der Empfangsantenne ermitteln kann, sondern es bietet darüber hinaus insbesondere die Möglichkeit, in einer virtuellen Repräsentation des vom Sendeantennenfeld versorgten Raumes (virtueller Raum) die Position und/oder Lage wenigstens eines Hochfrequenz-Transceivers absolut zu bestimmen (Ist-Position bzw. -Lage) und in Bezug zu einer mit der virtuellen Repräsentation gespeicherten Position und/oder Lage (Soll-Position bzw. -Lage) zu setzen.
  • Die Soll-Position und/oder -Lage innerhalb der virtuellen Repräsentation wurde dabei vorzugsweise entweder durch eine oder mehrere unmittelbar in der virtuellen Repräsentation vorgenommene Definitionen solcher Positionen und/oder Lagen festgelegt, oder aber durch die Vermessung wenigstens eines Vorgabeobjektes, welche entsprechende Hochfrequenz-Transceiver an vorgegebenen Stellen und/oder in vorgegebenen Mustern angebracht hat, und die Aufzeichnung der so ermittelten Positionen und/oder Lagen der Hochfrequenz-Transceiver und deren Registrierung als Soll-Positionen und/oder -Lagen in der virtuellen Repräsentation.
  • Eine Besonderheit der vorliegenden Erfindung ist dabei, dass durch die Transformationsinformationen, die der wenigstens einen Datenverarbeitungseinrichtung zur Verfügung stehen eine Transformation der von der wenigstens einen ersten Antennensignalverarbeitungseinrichtung erhaltenen Positions-, Lage- und/oder Kennungsinformationen eines Hochfrequenz-Transceivers in die virtuelle Repräsentation hinein (und vorzugsweise auch aus dieser heraus) erfolgen kann und somit zwischen der virtuellen Repräsentation und dem vom Antennenfeld der wenigstens einen Sendeantenne eine eindeutige Beziehung besteht, vorzugsweise eine eineindeutige Beziehung besteht.
  • Die virtuelle Repräsentation stellt somit bevorzugt eine virtuelle Darstellung zumindest eines Teiles des von der Sendeantenne versorgten und/oder von der Empfangsantenne erfassten Raumes dar in welche hinein sämtliche erfassten Positions-, Lage- und/oder Kennungsinformationen hineintransponiert werden und in welcher eine Weiterverarbeitung der gewonnenen Daten auf einfache Weise erfolgen kann.
  • Die Transformationsinformationen werden bei einer Ausführungsform der Erfindung vorzugsweise durch eine – bedarfsweise wiederholte – Vermessung (Kalibrierung) des Sendeantennenfeldes durch ein Referenzobjekt gewonnen und der wenigstens einen Datenverarbeitungseinrichtung durch eine dauerhafte Speicherung derselben in einer mit der Datenverarbeitungseinrichtung wenigstens mittelbar verbundenen Speichereinrichtung, wie z. B. ein Flash-ROM, einen Festplattenspeicher und/oder dergleichen zur Verfügung gestellt. Eine derartige Ermittlung von Transformationsinformationen ist insbesondere vor Vorteil, da hierdurch die Feldverzerrungen sowohl des von der Sendeantenne gesendeten elektromagnetischen Feldes als auch die Feldverzerrungen der von den Hochfrequenz-Transceivern gesendeten elektromagnetischen Felder durch innerhalb des (realen) Raumes, also des Sendeantennenfeldes angeordneten Komponenten, Störgegenständen. und/oder Störquellen bei der Transformation berücksichtig werden und so eine korrekte und ggf. korrigierte Ist-Position und/oder Lage der Hochfrequenz-Transceiver in der virtuellen Repräsentation (d. h. dem virtuellen Raum) sicher gestellt ist.
  • Durch die Transformationsinformationen erfolgt quasi eine genau Abbildung des realen Raumes auf den virtuellen Raum, allerdings vorzugsweise in der Domäne des Sendefeldes bzw. der jeweils von den Hochfrequenz-Transceivern gesendeten Felder. Geeignete Transformationsinformationen haben beispielsweise die Form einer komplexen Matrix, mit der gegebenenfalls eine symbolische Transformation der ermittelten Positions- und/oder Lageinformationen erfolgen könnte, oder aber eines gegebenenfalls mehrdimensionalen numerischen Zahlenfeldes, das dann für eine numerische Transformation – erforderlichenfalls umfassend Inter- oder Extrapolationen – herangezogen werden kann.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform, die gesondert und/oder ergänzend anwendbar ist besteht eine Möglichkeit Transformationsinformationen zu ermitteln und/oder zu kalibrieren und möglicherweise auch zu verifizieren in der Bestimmung der Ist-Position und/oder -Lage wenigstens eines ortsfesten Hochfrequenz-Transceivers mit vorgegebener Kennung und das In-Bezugsetzen zur Soll-Position und/oder -Lage in der virtuellen Repräsentation, wobei in der virtuellen Repräsentation die Position dieses Hochfrequenz-Transceivers vorzugsweise bei der Herstellung oder Einrichtung des Systems bereits definiert und ggf. als unveränderlich gekennzeichnet wird.
  • Auf diese Weise ist auch eine kontinuierliche Rekalibrierung möglich bzw. zumindest eine ständige Kontrolle, dass die Erst- oder eine Folgekalibrierung noch zuverlässig richtig ist, da jegliche Abweichung der gemessenen Ist-Position und/oder Lage von der festgelegten Soll-Position und/oder -Lage zu einer entsprechenden Fehlermeldung führen kann. Beispielsweise kann so auch eine Veränderung der innerhalb des realen Raumes, also des Sendeantennenfeldes angeordneten Komponenten, Störgegenständen und/oder Störquellen erkannt werden und so verhindert werden, dass dadurch entstehende Messfehler bzw. deren Abbildung in die virtuelle Repräsentation passieren.
  • Bei wiederum einer weiteren Ausführungsform, die gesondert und/oder ergänzend anwendbar ist besteht eine Möglichkeit Transformationsinformationen zu ermitteln und/oder zu kalibrieren und möglicherweise auch zu verifizieren in der punktuellen und/oder kontinuierlichen Vermessung der direktionalen Charakteristik der wenigstens einen Empfangsantenne und/oder der wenigstens eine Sendeantenne und das In-Bezugsetzen dieser ermittelten Charakteristik mit der virtuellen Repräsentation. Dies ist insbesondere dann möglich und vorteilhaft, wenn eine Vielzahl von Hochfrequenz-Transceivern vermessen wird, also deren Position und/oder Lage bestimmt wird, und aufgrund von Unterschieden in den Messergebnissen einander benachbarter oder anderweitig in Bezug stehender Transceiver, z. B. der von den Hochfrequenz-Transceivern gesendeten und/oder empfangenen Feldstärken, eine Veränderung der direktionalen Empfangscharakteristik festgestellt wird. Letzteres könnte beispielsweise durch eine Messung und Rücksendung der gemessenen Empfangsfeldstärke von dem/den Transceivern über die Empfangsantenne ans System zurück übermittelt werden.
  • Auf diese Weise ist ebenfalls eine kontinuierliche Rekalibrierung möglich bzw. zumindest eine ständige Kontrolle, dass die Erst- oder eine Folgekalibrierung noch zuverlässig richtig ist, da jegliche Abweichung der gemessenen direktionalen Charakteristik der wenigstens einen Empfangsantenne und/oder der wenigstens einen Sendeantenne zu einer entsprechenden Fehlermeldung führen kann. Auch so kann eine Veränderung der innerhalb des realen Raumes, also des Sendeantennenfeldes angeordneten Komponenten, Störgegenständen und/oder Störquellen erkannt werden und somit verhindert werden, dass dadurch entstehende Messfehler bzw. deren Abbildung in die virtuelle Repräsentation passieren.
  • Die vorstehend oder auch nachfolgend beschriebenen Möglichkeiten der Ermittlung bzw. Verifikation der Kalibrierung der Transformationsinformationen können zudem auch zur gezielten Detektion der Anordnung bestimmter Komponenten und/oder der Gegenwart von Personen eingesetzt werden und so zur Erkennung bestimmter Anwendungssituationen dienen. In solch einem Fall wird somit keine Rekalibrierung der Transformationsinformationen erforderlich sondern gegebenenfalls lediglich eine Zugriff der Datenverarbeitungseinrichtung auf weitere Transformationsinformationen, welche jeweils für die konkrete Anwendungssituation vorbereitet bzw. erstellt wurden.
  • Beispielsweise können so für einen Raum, in dem ein auf einer Kreisbahn beweglicher metallischer Gegenstand angeordnet ist, welcher bei seiner Bewegung entlang der Kreisbahn das oder die elektromagnetischen Felder die von der bzw. den Sendeantennen und/oder von dem bzw. den Hochfrequenz-Transceivern gesendet werden je nach Lage unterschiedlich beeinflusst und/oder verzerrt, für verschiedene Lagen dieses Gegenstandes weitere Transformationsinformationen und/oder eine bzw. mehrere die Transformationsinformationen korrigierende Fehlermatrizen erzeugt werden, die dann jeweils bei der Zuordnung von gemessenen Positions- und/oder Lageinformationen zu den Ist-Positionen und/oder -Lagen in der virtuellen Repräsentation zum Einsatz kommen um so eine zuverlässige und korrekte Transformation der gemessenen Positions- und/oder Lageinformationen in den virtuellen Raum hinein (und ggf. auch aus diesem heraus) auch bei unterschiedlichen Positionen des Gegenstandes gewährleisten.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die wenigstens eine Empfangsantenne aus einer Matrix mehrerer zusammenwirkender Empfangsantennen, wobei das zusammenwirken vorzugsweise durch eine zweite Antennensignalverarbeitungseinrichtung und/oder die erste Antennensignalverarbeitungseinrichtung gesteuert wird. Ein derartiges Zusammenwirken mehrerer Empfangsantennen in Form einer Matrix gewährleistet eine verbesserte direktionale Charakteristik der Empfangsantenne sowie eine sichere Erfassung sämtlicher im realen Raum angeordneter Hochfrequenz-Transceiver, selbst wenn deren Sendesignale durch stark Dämpfende Elemente, wie z. B. Metallgegenstände oder Körperteile gedämpft werden.
  • Bei einer derartigen matrixförmigen Anordnung von Empfangsantennen ist zudem besonders vorteilhaft, wenn die Transformationsinformationen als Subkomponenten individuelle Transformationsinformationen für jede der im Matrixverbund zusammenwirkenden Sende- und/oder Empfangsantennen umfassen. Auf diese Weise kann durch die wenigstens eine Datenverarbeitungseinrichtung ein von mehreren Empfangsantennen aufgezeichnetes Sendesignal eines Hochfrequenz-Transceivers durch die jeweils für dieses Sende-/Empfangssystem gültigen Transformationsinformationen eine Transformation der Ist-Position und/oder -Lage in die virtuelle Repräsentation erfolgen und bei Abweichungen zwischen den durch die einzelnen Sende-/Empfangssysteme ermittelten Positionen innerhalb der virtuellen Repräsentation eine entsprechende Fehlermeldung ausgegeben werden, durch die die mögliche Notwendigkeit einer Re-Kalibrierung angezeigt werden kann.
  • Eine solche Ausführungsform stellt somit nicht nur ein System zur Verfügung, bei dem die mehreren Empfangssysteme der Matrix von Empfangsantennen aufeinander kalibriert sind (durch entsprechende individuelle Transformationsinformationen und den zugehörigen virtuellen Raum), sondern es ist eine inhärente Verifikationsmöglichkeit der Korrektheit der individuellen Transformationsinformationen gegeben, so dass wiederum Veränderungen der innerhalb des realen Raumes, also des Sendeantennenfeldes angeordneten Komponenten, Störgegenständen und/oder Störquellen erkannt werden und somit verhindert werden kann, dass dadurch entstehende Messfehler bzw. deren Abbildung in die virtuelle Repräsentation passieren.
  • Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die wenigstens eine Datenverarbeitungseinrichtung mobil, und insbesondere eine tragbare Datenverarbeitungseinrichtung, vorzugsweise ein tragbarer Computer (Laptop), ein Tablettcomputer, ein Smart-Device oder dergleichen. Dies erlaubt ein einfaches Arbeiten mit dem erfindungsgemäßen System, insbesondere in Anwendungen, in denen, ein Nachpositionieren eines Hochfrequenz-Transceivers erfolgt oder erfolgen kann, bis die Datenverarbeitungseinrichtung als Ergebnis des Vergleichs zwischen Ist-Position und/oder -Lage und Soll-Position und/oder -Lage eine „Übereinstimmung” ausgibt.
  • Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht die erste Datenverarbeitungseinrichtung aus einer Mehrzahl zusammenwirkender Datenverarbeitungseinrichtungen, wobei eine Datenkommunikation zwischen den mehreren Datenverarbeitungseinrichtungen vorzugsweise mittels optischer, Funk oder elektrischer Datenverbindungen erfolgt. Insbesondere kann hierbei ein Zusammenwirken einer stationären Datenverarbeitungseinrichtung mit einer mobilen Datenverarbeitungseinrichtung von Vorteil sein, besonders dann, wenn im Rahmen der Datenverarbeitung große Datenmengen zu verarbeiten oder zu speichern sind und daher durch die begrenzten Kapazitäten einer tragbaren Datenverarbeitungseinrichtung hinsichtlich Rechenleistung und/oder Speichervermögen eine Leistungseinbusse bei der Verarbeitung zu befürchten wäre. Die mobile Datenverarbeitungseinrichtung könnte in diesem Fall zumindest teilweise eine Art Ein-/Ausgabeeinheit für die stationäre Datenverarbeitungseinrichtung. sein.
  • Überdies kann natürlich ein kooperatives zusammenwirken mehrerer Datenverarbeitungseinrichtungen, zwischen denen eine Datenkommunikation erfolgt auch für Anwendungen eingesetzt werden, bei denen eine erfindungsgemäße Bestimmung von Ist-Position und/oder -Lage an einem von der Ausgabe des Vergleichs gänzlich verschiedenen Ort erfolgt, wobei diesbezüglich die Entfernung der Orte keine Rolle spielt, da nach der Transformation der gemessenen Positionen und/oder Lagen der Transceiver im realen Raum in den virtuellen Raum ein Weiterverarbeitung lediglich im virtuellen Raum erfolgen kann, wobei diese Verarbeitung ortsunabhängig erfolgen kann auf der Grundlage bekannter Datenübermittlungsverfahren und -mittel. Beispielsweise könnte so ein Feedback für eine Re-Positionierung von Personen oder Gegenständen oder auch die Kontrolle einer ferngesteuerten Bewegung erfolgen, wobei aufgrund der virtuellen Repräsentation und der Transformationsinformationen eine Abweichung von der vorgegebenen Position und/oder Bewegungsbahn sicher verhindert werden kann.
  • Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die wenigstens eine Empfangsantenne, die wenigstens eine Sendeantenne und/oder die erste und/oder zweite Antennensignalverarbeitungseinrichtung so eingerichtet, dass sie auf einer Vielzahl von Frequenzbändern empfangen bzw. senden können. Bevorzugt ist die wenigstens eine Empfangsantenne, die wenigstens eine Sendeantenne und/oder die erste und/oder zweite Antennensignalverarbeitungseinrichtung, die in unterschiedlicher Kombination die Sende- bzw. Empfangssysteme bilden, so eingerichtet sind, dass ein zumindest im wesentlichen gleichzeitiges oder in der Frequenzdomäne veränderliches Senden und oder Empfangen von Hochfrequenzsignalen über einer Mehrzahl von Frequenzbändern möglich ist.
  • Durch eine solche Ausgestaltung ist es möglich eine Bestimmung der Position und/oder Lage des wenigstens einen Hochfrequenz-Transceivers ggf. in einem mehrstufigen Prozess zu verbessern, bis die gewünschte Genauigkeit der bestimmten Position und/oder Lage erreicht ist. Hierzu erfolgt beispielsweise zunächst eine Bestimmung der Position und/oder Lage des wenigstens einen Hochfrequenz-Transceivers bei einer geringen Sende- und/oder Empfangsfrequenz, also größerer Wellenlänge und hiernach, zur Verbesserung der Messung wenigstens eine Bestimmung der Position und/oder Lage des gleichen Hochfrequenz-Transceivers bei einer höheren Sende- und/oder Empfangsfrequenz, also kürzerer Wellenlänge.
  • Unter Sende- und/oder Empfangsfrequenz ist dabei sowohl die Sendefrequenz der wenigstens einen Sendeantenne zu verstehen als auch die des wenigstens einen Hochfrequenz-Transceivers, wobei die Empfangsfrequenz ebenfalls sowohl die Empfangsfrequenz der wenigstens einen Empfangsantenne als auch die des wenigstens einen Hochfrequenz-Transceivers sein kann.
  • Eine weitere Möglichkeit bietet die kontinuierliche Veränderung der Sende- und/oder Empfangsfrequenz während der Messung, so dass über die sich hieraus ergebenden (und messbaren) Phasen und Amplituden im Bereich der wenigstens einen Empfangsantenne, die in hohem Masse distanz- und winkelabhängig sind, eine sehr exakte Bestimmung der Position und/oder Lage wenigstens eines Hochfrequenz-Transceivers möglich ist. Beispielsweise würde bereits ein sog. sweep (Überstreichen) des Sendesignals des oder der Hochfrequenz-Transceiver über einen relativ geringen Frequenzbereich während der Messung zu einer sehr genauen Positions- und/oder Lagebestimmung des oder der Hochfrequenz-Transceiver führen können.
  • Die wenigstens einen Sende- und/oder Empfangseinrichtungen sind bei dem erfindungsgemäßen System vorzugsweise so ausgeführt, dass ein – nicht notwendigerweise gleichzeitiges – Senden und/oder Empfangen von Frequenzen im hohen kHz-Bereich ermöglichen, sowie optional und bevorzugt auch im niederen, mittleren und/oder hohen MHz-Bereich, weiterhin bevorzugt im niederen, mittleren und/oder hohen GHz-Bereich und darüber hinaus auch bis in den THz-Bereich hinein, bis hin zu Wellenlängen im Bereich des fernen Infrarot. Derartige Frequenzbereiche können auf unterschiedliche Weise erzeugt und emittiert bzw. empfangen werden, die im Stand der Technik bekannt sind.
  • Bevorzugt ist aber, dass im Falle mehrerer zum Einsatz kommender Sende- und/oder Empfangseinrichtungen, also Kombinationen aus Sende- und/oder Empfangsantennen mit jeweils zugehörigen Antennentreibern und Antennensignalverarbeitungseinrichtungen, diese für jeweils unterschiedliche Sende- und/oder Empfangsfrequenzbereiche ausgelegt sein können, so dass beispielsweise eine den gesamte realen Raum versorgende Sendeantenne (nebst zugehörigen Komponenten und Empfangseinrichtung) im MHz-Bereich betrieben wird, gleichzeitig aber eine nur einen relativ geringen Teilbereich des Raumes versorgende Antennenmatrix (nebst zugehörigen Komponenten und Empfangseinrichtungen) im GHz-Bereich betrieben wird. Aufgrund der unterschiedlichen Frequenzbereiche, mit denen die jeweiligen Sende- und/oder Empfangseinrichtungen betrieben werden und den damit in Verbindung stehenden verschiedenen Einflüssen von Gegenständen, Störkomponenten, usw. im Raum stehen in einem derartigen Fall der ersten und/oder jeder weiteren Datenverarbeitungseinrichtung bevorzugt auch verschiedene Transformationsinformationen (und ggf. Fehlermatrizen) für die jeweils verwendeten Sende- und/oder Empfangsfrequenzen und -felder zur Verfügung, um für die von jeder Sende- und/oder Empfangseinrichtung erfassten Positions- und/oder Lageinformationen für jedes System bestehend aus Sende- und/oder Empfangseinrichtung nebst zugehörigen Komponenten, die zur Weiterverarbeitung der Positions- und/oder Lageinformationen zur Anwendung kommen, zuverlässig und korrekt in den virtuellen Raum hinein (und ggf. auch aus diesem heraus) transformieren zu können.
  • Eine derartige Ausführungsform erlaubt es auch, die von unterschiedlichen Sende- und/oder Empfangseinrichtungen bzw. Systemen ermittelten Ist-Positionen und/oder -Lagen hinsichtlich ihrer Übereinstimmung zu überprüfen und stellt insofern nicht nur die Möglichkeit einer redundanten Positions- und/oder Lagebestimmung dar sondern ermöglicht überdies – je nach Bedarf – auch eine Validierung der Messungen unterschiedlicher Systeme und insofern eine Plausibilitätsprüfung, was insbesondere für Anwendungen mit erhöhten Anforderungen and die Genauigkeit von Vorteil ist.
  • Als eine beispielhafte Möglichkeit Sende- und/oder Empfangsfrequenzen – auch dynamisch sich verändernd – über gewisse Frequenzbereiche hinweg herzustellen sei das Frequenzmischen lediglich illustrativ genannt. Wesentlich ist, dass die Genauigkeit der Positions- und/oder Lagebestimmung bereits mit der Verwendung höherer Sende- und/oder Empfangsfrequenzen allein aufgrund der kürzeren Wellenlänge und sowohl der damit verbundenen höheren Messgenauigkeit als auch der Möglichkeit der Verwendung kompakterer Antennen zunimmt, weshalb mitunter – abhängig von der erforderlichen Genauigkeit der Positions- und/oder Lagebestimmung – die Verwendung sehr hoher Frequenzen angezeigt sein kann.
  • Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die wenigstens eine Empfangsantenne und/oder die erste und/oder zweite Antennensignalverarbeitungseinrichtung mit der mobilen Datenverarbeitungseinrichtung ortsfest verbunden, und bevorzugt hieran angebracht. Beispielsweise sind die Wicklungen von Flachantennen als Empfangsantenne auf der Rückseite des Bildschirms bzw. des Gehäuses eines tragbaren Computers angebracht, so dass die Messung der Positionen und/oder Lagen der vorzugsweise mehreren Hochfrequenz-Transceiver aus der Perspektive der mobilen Datenverarbeitungseinrichtung erfolgt.
  • Um in diesem Fall eine eindeutige und vorzugsweise ein-eindeutige Information der Ist-Position und/oder Lage des wenigstens einen Hochfrequenz-Transceivers zwischen der virtuellen Repräsentation und dem realen Raum zu erhalten ist es bevorzugt, die Lage und/oder Position der mobilen Datenverarbeitungseinrichtung auf der Grundlage der ihr ebenfalls zugänglichen Transformationsinformationen bezüglich der virtuellen Repräsentation und/oder wenigstens einer ermittelten Ist-Position und/oder -Lage wenigstens eines Hochfrequenz-Transceivers zu ermitteln. Bevorzugt dient hierzu wenigstens ein ortsfester Hochfrequenz-Transceiver mit vorgegebener Kennung, dessen Position und/oder Lage von dem Sende- und/Empfangssystem (also einer Kombination aus Sende- und/oder Empfangsantenne sowie Antennensignalverarbeitungseinrichtungen), welches mit der mobilen Datenverarbeitungseinrichtung verbunden ist, und diesbezüglich ermittelt wird, und das nachfolgende In-Bezugsetzen dieser ermittelten Position und/oder Lage mit der Soll-Position und/oder -Lage des entsprechenden Transceivers innerhalb der virtuellen Repräsentation, wobei in der virtuellen Repräsentation die Position dieses Hochfrequenz-Transceivers vorzugsweise bei der Herstellung oder Einrichtung des Systems bereits definiert und ggf. als unveränderlich gekennzeichnet wird.
  • Durch dieses In-Bezugsetzen erfolgt demnach eine Art Ermittlung von zusätzlichen Transformationsinformationen, die es erlauben, die von der mobilen Datenverarbeitungseinrichtung ermittelten Positionen und/oder Lagen der Hochfrequenz-Transceiver eindeutig in die virtuelle Repräsentation abzubilden, bzw. die deren Soll-Position und/oder -Lage aus der Sicht der mobilen Datenverarbeitungseinrichtung in den realen Raum zu übertragen. Der Vergleich zwischen Ist-Position und/oder -Lage und Soll-Position und/oder -Lage kann dann ebenfalls „aus der Sicht” der mobilen Datenverarbeitungseinrichtung erfolgen, was insbesondere für die Ausgabe des Ergebnisses von erheblicher Bedeutung sein kann.
  • In Verbindung mit dieser Ausführungsform der Erfindung oder aber auch unabhängig von der Anbringung von Sende- und/oder Empfangsantennen und/oder Antennesignalverarbeitungseinrichtungen an der mobilen Datenverarbeitungseinrichtung kann es von Vorteil sein, die mobile Datenverarbeitungseinrichtung mit einem oder mehreren Hochfrequenz-Transceivern zu versehen, wodurch die Bestimmung der Position und/oder Lage der mobilen Datenverarbeitungseinrichtung bezüglich bzw. innerhalb der virtuellen Repräsentation durch Vermessung der entsprechenden Hochfrequenz-Transceiver ebenfalls exakt ermöglicht wird.
  • Sowohl auf diese Weise als auch auf die oben beschriebene kann somit die Orientierung der mobilen Datenverarbeitungseinrichtung innerhalb der virtuellen Repräsentation und damit ggf. mit Hilfe der Transformationsinformationen bezüglich des realen Raumes bestimmt werden. Es findet quasi eine Abstimmung des Bezugssystems der mobilen Datenverarbeitungseinrichtung mit dem der virtuellen Repräsentation statt, auf der Grundlage dass zusätzliche Transformationsinformationen ermittelt werden, die einen eindeutigen und vorzugsweise ein-eindeutigen Bezug zwischen dem virtuellen Raum bzw. der virtuellen Repräsentation, dem realen Raum aus „Sicht” der mobilen Datenverarbeitungseinrichtung sowie ggf. aus „Sicht” des Sende- und/oder Empfangssystems herstellen. Insbesondere für die weiter unten beschriebenen Ausgabefunktionen des erfindungsgemäßen Systems in Verbindung mit einer mobilen Datenverarbeitungseinrichtung kann dies besonders vorteilhaft sein.
  • Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist die wenigstens eine Sendeantenne gleichzeitig auch die wenigstens eine Empfangsantenne. Obgleich dies generell vorteilhaft erscheint ist eine ggf. auch örtliche Trennung von Sende- und Empfangssystem möglicherweise von Vorteil. Vor allem in Fällen, in denen die Empfangsantennen und die dazugehörigen Komponenten an einer mobilen Datenverarbeitungseinrichtung angeordnet sind können beispielsweise energetische Aspekte dafür sprechen, das Sendesystem von der Empfangsantenne unabhängig auszugestalten.
  • Ein Sendesystem, welches nicht an der mobilen Datenverarbeitungseinrichtung angebracht ist sondern beispielsweise an der Decke eines Raumes und somit durch stationäre Energiequellen versorgt und ggf. über eine stationäre Datenverarbeitungseinrichtung angesteuert werden kann, kann beispielsweise die für die Aktivierung, Steuerung, Programmierung und/oder Abfrage der Hochfrequenz-Transceiver erforderlichen Signale ausstrahlen, wobei hiernach die von dem bzw. den Hochfrequenz-Transceivern ausgesendeten Signale durch die Empfangseinrichtung, wie sie an der mobilen Datenverarbeitungseinrichtung angebracht ist empfangen und weiterverarbeitet werden können. Durch eine solche Trennung können die energetischen Reserven der mobilen Datenverarbeitungseinrichtung geschont werden gleichzeitig verhältnismäßig hohe Feldstärken erzielt werden, sofern dies nötig werden sollte.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die wenigstens eine Datenverarbeitungseinrichtung oder aber eine mit ihr verbundene Datenverarbeitungseinrichtung eine Anzeigeeinrichtung auf, durch welche eine graphische Darstellung der Ist-Position und/oder -Lage des wenigstens einen Hochfrequenz-Transceivers, der Soll-Position und/oder -Lage des wenigstens einen Hochfrequenz-Transceivers und/oder die virtuelle Repräsentation ausgegeben wird.
  • Bevorzugt ist die Anzeigeeinrichtung für einen Benutzer gut sichtbar angebracht, wie z. B. an einer Wand eines Raumes, und/oder die Anzeige erfolgt durch eine Anzeigeeinrichtung der mobilen Datenverarbeitungseinrichtung. Alternativ oder zusätzlich dazu kann auch vorgesehen sein, die Anzeige durch eine Video- oder Laserprojektion herzustellen, bei der beispielsweise die Soll- und Ist-Positionen und/oder -Lagen der Hochfrequenz-Transceiver durch punktuelle Beleuchtung eines Gegenstandes oder eines Menschen angezeigt werden. Weiterhin kann alternativ oder zusätzlich zu den vorherigen Anzeigeeinrichtungen eine vom Anwender tragbare Anzeigeeinrichtung vorgesehen sein, welche beispielsweise in Form einer Brille angebracht ist und eine Bildprojektion der Anzeige auf die Retina des Benutzers vornimmt.
  • Die graphische Ausgabe der Ist- und/oder Soll-Position und/oder Lage sowie ggf. der virtuellen Repräsentation ermöglicht es auf einfache Weise, beispielsweise für einen anwesenden Nutzer des Systems, zu erkennen, in wieweit und wohin eine Nachpositionierung und/oder Umlagerung Hochfrequenz-Transceivers erfolgen muss, so dass die Datenverarbeitungseinrichtung als Ergebnis des Vergleichs zwischen Ist-Position und/oder -Lage und Soll-Position und/oder -Lage dieses Hochfrequenz-Transceivers eine „Übereinstimmung” ausgibt.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird, für den Fall, dass die Datenverarbeitungseinrichtung als Ergebnis des Vergleichs der Soll- mit der Ist-Position und/oder -Lage des wenigstens einen Hochfrequenz-Transceivers ein „keine Übereinstimmung” repräsentierendes Signal zur Weiterverarbeitung ausgibt, ein Verschiebungsvektor innerhalb der virtuellen Repräsentation zwischen der Ist-Position und/oder -Lage und der Soll-Position und/oder -Lage des wenigstens einen Hochfrequenz-Transceivers gebildet und, vorzugsweise zusammen mit der virtuellen Repräsentation durch die Anzeigeeinrichtung angezeigt. Auf diese Weise ist es für einem Nutzer des Systems besonders einfach zu erfassen, durch welche Art der Umlagerung bzw. Verschiebung sämtliche Ist-Positionen und/oder -Lagen mit den jeweiligen Soll-Positionen und/oder -Lagen vorzugsweise mehrerer Hochfrequenz-Transceiver ggf. im Rahmen der Genauigkeit der erforderlichen Positionierung in Übereinstimmung gebracht werden können. Nach bzw. während einer Bewegung bzw. Umlagerung wird dann erneut die Position und/oder Lage der Hochfrequenz-Transceiver und ggf. die Darstellung für den Nutzer angepasst um eine geeignete Antwort auf die durchgeführte Bewegung bzw. Umlagerung zu erhalten.
  • Besonders bevorzugt dient der ggf. kontinuierlich bestimmte Verschiebungsvektor darüber hinaus als Grundlage für die Ansteuerung wenigstens eines Stellelementes, um den wenigstens einen Hochfrequenz-Transceiver automatisch und ohne einen manuellen Eingriff durch den Nutzer in seine Soll-Position und/oder -Lage zu bringen. Dies kann gegebenenfalls unter Berücksichtigung der erforderlichen Positionierungsgenauigkeit einzelner Hochfrequenz-Transceiver, insbesondere bei der Verwendung mehrerer Hochfrequenz-Transceiver in Fällen mit einer Vielzahl von Freiheitsgraden erfolgen. Auf diese Weise ist es möglich, durch das Erfindungsgemäße System nicht lediglich eine Kontrollfunktion für eine Repositionierung und/oder -Lagerung wenigstens eines Hochfrequenz-Transceivers zu erhalten sondern darüber hinaus auch eine automatische Einrichtung bzw. Korrektur der Positionierung und/oder Lagerung wenigstens eines Hochfrequenz-Transceivers.
  • Auf diese Weise ist es auch möglich, im Falle ein und derselben Anwendungssituation eine Vielzahl von Soll-Positionen und/oder Lagen wenigstens eines Hochfrequenz-Transceivers sequenziell „abzufahren”, indem jedes Mal, wenn durch die Datenverarbeitungseinrichtung für den wenigstens einen Hochfrequenz-Transceiver eine „Übereinstimmung” zwischen Soll- und Ist-Position und/oder Lage des ausgegeben wird, eine neue (bzw. nächste) Soll-Position und/oder Lage für diesen Transceiver in der virtuellen Repräsentation positioniert wird und aufgrund dessen ein Verschiebungsvektor bestimmt wird. Dieser Verschiebungsvektor kann dann als Grundlage für die Steuerung einer automatischen Verschiebung des wenigstens einen Hochfrequenz-Transceivers durch wenigstens ein Stellelement dienen. Auf diese Weise lassen sich mitunter sehr komplexe Trajektorien eines Hochfrequenz-Transceivers „abfahren”, was selbstverständlich auch bedeutet, dass Gegenstände, an welchen der oder die entsprechenden Hochfrequenz-Transceiver angeordnet sind, im wesentlichen entlang der gleichen Trajektorie geführt werden.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfolg eine graphische Ausgabe des Vergleichsergebnisses auf der oder den Anzeigeeinrichtungen, beispielsweise in der Form, dass das Vergleichsergebnis zumindest teilweise in Form einer farbcodierten Bildausgabe, wie z. B. grünes Feld oder rotes Feld, durch Ausgabe von Text-Ergebnismitteilungen, wie z. B. „OK” bzw. „FAIL”, wenn die Datenverarbeitungseinrichtung als Vergleichsergebnis ein „Übereinstimmung” bzw. „keine Übereinstimmung” repräsentierendes Signal ausgibt. Besonders bevorzugt kann so eine einfach und schnell visuell erfassbare Information über die Übereinstimmung der Soll- mit den Ist-Positionen und/oder Lagen einzelner oder aller Hochfrequenz-Transceiver in die graphische Anzeige integriert werden, indem beispielsweise die Soll- und Ist-Positionen und/oder Lagen der Hochfrequenz-Transceiver als Punkte innerhalb der graphisch wiedergegebenen virtuellen Repräsentation angezeigt werden, wobei die Punkt bei einer „Übereinstimmung” grün markiert sind und bei „keine Übereinstimmung” rot. Dies zeigt dem Nutzer schnell und zuverlässig visuell erfassbar an, wenn die Ist-Position und/oder Lage des wenigstens einen Hochfrequenz-Transceivers von dessen Soll-Position und/oder Lage abweicht.
  • Ergänzend oder anstatt einer graphischen Ausgabe des Vergleichsergebnisses kann auch eine Sprachausgabe erfolgen und bevorzugt eine Freigabe bzw. Sperrung wenigstens einer Schaltsperre, vorzugsweise wenigstens einer Software-Schaltsperre, durch die ggf. weitere Prozesse angestoßen und/oder gesteuert werden. Beispielsweise kann ein erfindungsgemäßes System so eingerichtet sein, dass erst nach einer Übereinstimmung der Soll- mit den Ist-Positionen und/oder Lagen bestimmter vorgegebener oder aller Hochfrequenz-Transceiver ein Relais betätigt wird, das die Stromzufuhr für weitere Anlagen oder Vorrichtungen einschaltet. Auf diese Weise wird kann bei einer Vielzahl von Anwendungen sicher gestellt werden, dass ohne eine korrekte Positionierung und/oder Nachpositionierung einiger oder aller Hochfrequenz-Transceiver keine weiteren Prozesse durchgeführt werden, die aufgrund einer Fehlpositionierung möglicherweise schadensverursachende und/oder gefährliche Konsequenzen haben könnten. Derartige Anwendungen werden weiter unten im Rahmen der detaillierten Beschreibung beispielhaft ausgeführt.
  • Zusätzlich kann durch die Kennungsinformation, die den Hochfrequenz-Transceivern zugeordnet sein kann auch sicher gestellt werden, dass keine Verwechslung verschiedener Transceiver stattfinden und auf diese Weise eine unrichtige Anzeige einer „Übereinstimmung” oder gar Freigabe einer Schaltsperre erfolgen kann.
  • Bei einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die virtuelle Repräsentation Informationen über die erforderliche Genauigkeit der Positions- und/oder Lageübereinstimmung des wenigstens einen Hochfrequenz-Transceivers, wobei insbesondere jeweils Information über die erforderliche Genauigkeit der Positions- und/oder Lageübereinstimmung zwischen Soll- und Ist-Position und/oder -Lage eines Hochfrequenz-Transceivers in Verbindung mit der Soll-Position und/oder -Lage des wenigstens einen Hochfrequenz-Transceivers mit jeweils vorgegebenen Kennung, vorzugsweise innerhalb der virtuellen Repräsentation angegeben ist. Alternativ können die Information über die erforderliche Genauigkeit der Positions- und/oder Lageübereinstimmung zwischen Soll- und Ist-Position und/oder -Lage eines Hochfrequenz-Transceivers auch unabhängig von der virtuellen Repräsentation gespeichert werden, wobei über die jeweiligen, vorzugsweise eindeutigen Kennungen der Hochfrequenz-Transceiver eine eindeutige Zuordnung der „Passgenauigkeit” der Positions- und/oder Lageübereinstimmung zu den jeweiligen Transceivern der virtuellen Repräsentation hergestellt werden kann.
  • Bevorzugt gibt die Datenverarbeitungseinrichtung als Ergebnis des Vergleichs der Soll- mit der Ist-Position und/oder -Lage des wenigstens einen Hochfrequenz-Transceivers ein „Übereinstimmung” bzw. „keine Übereinstimmung” repräsentierendes Signal zur Weiterverarbeitung aus, wenn die Ist-Position und/oder -Lage wenigstens einen Hochfrequenz-Transceivers im Rahmen der angegebenen erforderlichen Genauigkeit mit dessen Soll-Position und/oder -Lage in der virtuellen Repräsentation übereinstimmt. Die auf diese weise „Übereinstimmung” bzw. „keine Übereinstimmung” repräsentierenden Signale werden dann im Rahmen der Ausführungsformen der Erfindung, wie vorstehend aber auch weiter unten beschrieben weiterverarbeitet, insbesondere kann eine graphische Ausgabe solcher Übereinstimmungen erfolgen, eine Freigabe von Schaltsperren und dergleichen, wenn eine „Übereinstimmung” innerhalb der für einen oder mehrere Transceiver festgelegten „Passgenauigkeit” durch das System festgestellt wird.
  • Auf diese Weise wird es ermöglicht, dass ein Art unterschiedliche Wichtung der Genauigkeiten der Positions- und/oder Lageübereinstimmung verschiedener Hochfrequenz-Transceiver vorgenommen wird, so dass beispielsweise aus einer Mehrzahl von Transceivern, die Übereinstimmung der Soll- mit der Ist-Position und/oder Lage eines Transceivers besonders genau sein muss, während bei anderen Transceivern eine weniger genaue Positions- und/oder Lageübereinstimmung ausreichend ist. So sind auf den jeweiligen Anwendungsfall des erfindungsgemäßen Systems zugeschnittene „Passgenauigkeiten” der gesamten Anordnung von Hochfrequenz-Transceivern möglich.
  • Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die wenigstens eine Datenverarbeitungseinrichtung und/oder eine mit ihr verbundene weitere Datenverarbeitungseinrichtung mit wenigstens einer externen Bildaufzeichnungseinrichtung verbunden, wobei die externe Bildaufzeichnungseinrichtung beispielsweise im Bereich der Sende- und/oder Empfangsantennen angeordnet sein kann oder aber auch an einem für die Bildaufzeichnung günstigeren Ort. Für den Fall der Verwendung einer mobilen Datenverarbeitungseinrichtung als erste oder weitere Datenverarbeitungseinrichtung weist vorzugsweise die mobile Datenverarbeitungseinrichtung eine integrierte Bildaufzeichnungseinrichtung auf. Vorzugsweise ist die Bildaufzeichnungseinrichtung eine Videokamera, besonders bevorzugt eine hochauflösende Videokamera oder dergleichen.
  • Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird die Bildaufzeichnungseinrichtung dazu verwendet, bei der Erstellung und/oder Bearbeitung der virtuellen Repräsentation und/oder bei der Verwendung des Systems, beispielsweise zu Führungs- und/oder Kontrollzwecken Bilder aufzuzeichnen. Bevorzugt ist auch vorgesehen, dass von der Bildaufzeichnungseinrichtung aufgezeichnete Bilder auf der oder den Anzeigeeinrichtung der ersten und/oder weiterer Datenverarbeitungseinrichtungen angezeigt werden.
  • Besonders bevorzugt wird wenigstens ein durch die externe und/oder integrierte Bildaufzeichnungseinrichtung aufgezeichnetes Bild zusammen oder verbunden mit der virtuellen Repräsentation, vorzugsweise bei deren Erstellung in der Speichereinrichtung gespeichert. In Verbindung mit der Darstellung der virtuellen Repräsentation kann dann das aufgezeichnete Bild auf wenigstens einer Anzeigeeinrichtung angezeigt werden, so dass eine mögliche Abweichung der Anordnung von Komponenten, Personen und/oder andere Gegenstände schnell und einfach visuell wahrgenommen werden und korrigiert werden kann.
  • Vorzugsweise wird das wenigstens eine von der Bildaufzeichnungseinrichtung aufgezeichnete Bild vor dessen Speicherung einer Bildbearbeitung unterzogen, insbesondere einer Kontrasterhöhung, Segmentierung, Kantenerkennung, Subtraktion und dergleichen, wodurch gegebenenfalls Konturen der bei er Erstellung der virtuellen Repräsentation vorliegenden Aufzeichnungssituation verstärkt und damit eine verbesserte visuelle Wahrnehmung bei der Wiedergabe erzielt werden können.
  • Besonders bevorzugt wird das von der Bildaufzeichnung aufgezeichnete und/oder das gespeicherte Bild zusammen mit der Ist-Position und/oder Lage, der Soll-Position und/oder Lage und/oder der virtuellen Repräsentation angezeigt. Dies kann beispielsweise durch eine Anzeige nach Art einer sog. „augmented reality” erfolgen, bei der ein von der Bildaufzeichnungseinrichtung live aufgenommenes Videobild mit graphischen Elementen, die die Soll- und/oder Ist-Positionen und/oder Lagen der Hochfrequenz-Transceiver kennzeichnen und/oder die virtuelle Repräsentation überlagert wird.
  • Bei dieser Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kommt die Leistungsfähigkeit des erfindungsgemäßen Systems voll zur Geltung, insbesondere wenn es sich bei der wenigstens einen ersten Datenverarbeitungseinrichtung um eine mobile Datenverarbeitungseinrichtung handelt, die eine integrierte Bildaufzeichnungseinrichtung aufweist. Durch die Erfassung der Position und/oder Lage der mobilen Datenverarbeitungseinrichtung kann deren Kameraperspektive mit Bezug auf die virtuelle Repräsentation und die diesbezüglich gespeicherte Soll-Position und/oder Lage des wenigstens einen Hochfrequenz-Transceivers ermittelt und dem von der Bildaufzeichnungseinrichtung aufgezeichneten Videobild in korrekter Lage- und Perspektive überlagert werden. Ebenso kann die vom System gemessene Ist-Position und/oder Lage des wenigstens einen Hochfrequenz-Transceivers ermittelt und dem von der Bildaufzeichnungseinrichtung aufgezeichneten Videobild in korrekter Lage und Perspektive überlagert werden und darüber hinaus auch graphische oder Text-Kennzeichnungen, die eine „Übereinstimmung” oder „keine Übereinstimmung” signalisieren.
  • Eine Bewegung der mobilen Datenverarbeitungseinrichtung wird wiederum vom System erkannt und führt zu einer Neuberechnung der überlagerten Informationen, so dass wiederum mit Bezug auf die neue Position der mobilen Datenverarbeitungseinrichtung eine hinsichtlich Lage und Perspektive korrekte Darstellung der virtuellen Repräsentation innerhalb bzw. oberhalb des Videobildes erfolgt. Eine derartige Nachberechnung bzw. Korrektur der Darstellung erfolgt vorzugsweise live so dass der Benutzer bei der Betrachtung der Anzeigeeinrichtung stets eine einfach zu erfassende und vollständige Information erhält, die jeweils die von ihm (durch die Videokamera) gewählte Perspektive des Videobildes korrekt ergänzen.
  • Eine ähnliche Funktionalität kann allerdings auch mit stationär angeordneten Bildaufzeichnungseinrichtungen erzielt werden, wenngleich hier im Vordergrund steht, dass das von der Bildaufzeichnungseinrichtung aufgezeichnete und gespeicherte Bild dem Live-Bild vorzugsweise neben den weiteren Informationen über Position und/oder Lage bzw. „Übereinstimmung” oder „keine Übereinstimmung” überlagert wird, so dass für den Bediener eine leicht zu erfassende „Anleitung” entsteht, wie er die aufgezeichnete Situation bei der Erstellung der virtuellen Repräsentation wieder herstellen kann, vorzugsweise durch eine grobe Einrichtung durch die Überlagerung der aufgezeichneten Bilder und eine daran anschließende Feinjustierung mittels Re-Positionierung und -Lagerung bis das System für alle Hochfrequenz-Transceiver ein „Übereinstimmung” kennzeichnendes Signal ausgibt und gegebenenfalls eine Schaltsperre freigibt.
  • Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden die Soll- und/oder Ist-Positionen und/oder Lagen sowie die virtuelle Repräsentation und gegebenenfalls auch die graphische Repräsentation einer „Übereinstimmung” bzw. „keiner Übereinstimmung”, die jeweils vorzugsweise dreidimensionale Informationen sind (3D-Informationen) unter Berücksichtigung der Transformationsinformationen sowie der Perspektive der Bildaufzeichnungseinrichtung, die im Falle einer mobilen Datenverarbeitungseinrichtung über deren Position und/oder Lage bestimmt werden kann, als Projektion in eine Anzeigefläche der Anzeigeeinrichtung der wenigstens einen Datenverarbeitungseinrichtung dargestellt, um so eine für den Betrachter der Anzeigeeinrichtung perspektivisch richtige und die räumliche Situation korrekt wiedergebende Darstellung durch die Anzeigeeinrichtung zur Verfügung zu stellen. Eine derartige Projektion von 3D-Informationen in die Anzeigefläche unter Berücksichtigung des Blickpunktes des Betrachters der Anzeigeeinrichtung ist beispielsweise aus der Ray-Tracing-Technologie bekannt und kann gegebenenfalls auf die Anwendungssituation angepasst bei der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommen.
  • Eine solche Projektion sämtlicher 3D-Informationen in die Anzeigefläche bei gleichzeitiger Überlagerung eines von einer Bilderfassungseinrichtung aufgezeichneten Live-Bildes ermöglicht für den Benutzer des erfindungsgemäßen Systems sowohl eine akkurate visuelle Wahrnehmung und Wiederherstellung einer aufgezeichneten Situation, die gleichzeitig aber auch durch die virtuellen Repräsentation und die hierin vorgenommenen Definitionen der Soll-Positionen und/oder Lagen der Hochfrequenz-Transceiver automatisiert und hochgenau überprüft werden kann.
  • Bei einem bevorzugten erfindungsgemäßen System kommen als Hochfrequenz-Transceiver RFID-Marker zum Einsatz, wobei diese Marker vorzugsweise in einer Mehrzahl von Frequenzbändern Empfangen und Senden können und überdies eine Programmierung der Marker möglich ist. Insbesondere kommen bevorzugt sog. passive RFID-Marker zum Einsatz, also solche, welche keine eigene Energieversorgung in Form einer Langzeit-Batterie oder dergleichen aufweisen. Derartige RFID-Marker werden bevorzugt durch das elektromagnetische Feld der Sendeeinrichtung mit Energie versorgt um sie zu aktivieren und hiernach ggf. Befehle zu empfangen, die dann zu der Aussendung einer Antwortsequenz des RFID-Markers führen. Die Antwortsequenz kann sowohl vom Marker gespeicherte Informationen enthalten, wie z. B. die Kennung und weitere durch vorherige Programmierung eingespeicherte Informationen, oder aber zum Auslesen von durch den Marker erfassten Daten, wie z. B. eine gemessene Temperatur, Strahlungsdosis oder dergleichen.
  • Das Erfindungsgemäße System findet in einer Vielzahl von Anwendungen Verwendung, insbesondere in solchen Anwendungen, in denen die genau Wiederherstellung einer Positionierung von Gegenständen und/oder Menschen erforderlich ist. Insbesondere findet eine System gemäß der vorliegenden Erfindung Verwendung bei der Kontrolle der Positionierung einer Mehrzahl von Hochfrequenz-Transceivern relativ zueinander und/oder absolut innerhalb der virtuellen Repräsentation, wobei die Hochfrequenz-Transceiver insbesondere an einem oder mehreren Gegenständen und/oder an Menschen angeordnet sind. Besonders bevorzugt findet das erfindungsgemäße System Verwendung bei der Wiederherstellung der Anordnung von Hochfrequenz-Transceivern nach einem Verlust der relativen Positionierung zueinander und/oder der absoluten Positionierung bezüglich der virtuellen Repräsentation, insbesondere zur Repositionierung eines Menschen und/oder von Gegenständen bezüglich eines Menschen.
  • Die Anwendungsgebiete der vorliegenden Erfindung sind sehr zahlreich und reichen von der Aeronautik über die Kraftfahrzeugtechnologie bis hin zur Datenverarbeitungstechnik, Robotik und der Medizin. Daher können im Rahmen der nachfolgenden Beschreibung nur Einzelfälle detailliert ausgeführt werden. Beschränkungen der ganz allgemeinen Lehre der vorliegenden Erfindung, wie sie vorstehend dargestellt wurde und sich darüber hinaus für den Fachmann ergibt stellen diese Beschreibungen einzelner Ausführungsformen allerdings ausdrücklich nicht dar.
  • Die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich zumindest teilweise auch aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung verschiedener Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen und den Ansprüchen. Es zeigt:
  • 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer ersten allgemeinen Anwendungssituation;
  • 2 eine schematische Darstellung einer Anzeige der Anzeigevorrichtung der ersten Datenverarbeitungseinrichtung gemäß 1;
  • 3 eine schematische Darstellung einer weiteren Anwendungssituation einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 4 eine schematische Darstellung wiederum einer weiteren Anwendungssituation einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 5 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer weiteren Anwendungssituation.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer beispielhaften ersten allgemeinen Anwendungssituation. In einem (realen) Raum 10 ist ein Gegenstand 20 angeordnet, welcher an zwei Punkten, die im Beispiel der 1 an dessen gegenüber liegenden Ecken liegen, mit Hochfrequenz-Transceivern 100b, 100c in der Form von RFID-Markern versehen ist. In einem Eckbereich des Raumes 10 ist zudem ein weiterer, ortsfester RFID-Marker 100a angeordnet. Vorzugsweise sind die RFID-Marker vom passiven Typ und beispielsweise selbstklebend ausgeführt, wodurch ein leichtes Anbringen derselben möglich ist. Sämtliche RFID-Marker besitzen im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine individuelle Kennung, so dass eine Verwechseln der Marker nicht möglich ist.
  • Innerhalb des Raumes 10 ist weiter eine kombinierte Sende- und Empfangseinrichtung 30a angeordnet mit einer damit verbundenen Antennensignalverarbeitungseinrichtung 31. Die Sende- und Empfangseinrichtung 30a ist so ausgeführt, dass deren Antenne sowohl als Sende- als auch als Empfangsantenne betrieben werden kann, wobei die Jeweilige Umschaltung der Betriebsart von der Antennensignalverarbeitungseinrichtung 31 zumindest teilweise gesteuert wird.
  • Über eine geeignete Kommunikationsverbindung, wie z. B. infrarot, WLAN oder dergleichen ist mit der Antenennsignalverarbeitungseinrichtung 31 eine Datenverarbeitungseinrichtung 35 verbunden, so dass die Datenverarbeitungseinrichtung 35 mit der Antennensignalverarbeitungseinrichtung 31 Daten, insbesondere Steuerungsinformationen sowie Positions- und/oder Lageinformationen und Kennungsinformationen austauschen kann. Die Datenverarbeitungseinrichtung 35 weist eine graphische Anzeigeeinrichtung 37 auf, mit welcher einem Benutzer visuell Informationen präsentiert werden. Vorzugsweise ist die Datenverarbeitungseinrichtung 35 mobiler Art, also beispielsweise ein Tablettcomputer.
  • In der Ausführungsform gemäß 1 ist die Datenverarbeitungseinrichtung 35 ebenfalls mit einem RFID-Marker 100d versehen und weist zudem eine zweite Empfangseinrichtung 30b auf, welche mit der mobilen Datenverarbeitungseinrichtung in geeigneter Weise verbunden ist, so dass mit der Empfangseinrichtung Daten, insbesondere Position- und/oder Lageinformationen und Kennungsinformationen ausgetauscht werden können. In dieser Ausführungsform ist die Antennensignalverarbeitungseinrichtung der zweiten Empfangseinrichtung 30b durch eine entsprechende Software, welche auf der mobilen Datenverarbeitungseinrichtung ausgeführt wird implementiert.
  • Bei der gezeigten Ausführungsform sind die RFID-Marker 100a, 100b, 100c in der Art ausgeführt, dass sie nach einer Aktivierung durch ein elektromagnetisches Feld, welches von der Sendeeinrichtung 30a gesendet wird, z. B. im MHz-Bereich, ein Signal aussenden, das im wesentlichen lediglich deren Kennung wiedergibt und gegebenenfalls weitere Signalsequenzen, die einer genauen Lokalisierung und/oder Lagebestimmung der Marker 100a, 100b, 100c zuträglich sind. Darüber hinaus sind die Marker 100a, 100b, 100c so ausgeführt, dass das von Ihnen ausgestrahlte Signal sowohl im MHz-Bereich als auch im GHz-Bereich liegt, also quasi zwei Signale in unterschiedlichen Frequenzbändern ausgestrahlt werden. Demgegenüber ist RFID-Marker 100d so ausgeführt, dass sein „Antwortsignal” in lediglich einem Frequenzband ausgestrahlt wird und zwar vorzugsweise jenem, das durch die Empfangseinrichtung 30 der mobilen Datenverarbeitungseinrichtung nicht empfangen wird. Somit ist gewährleistet, dass bei der in 1 gezeigten Ausführungsform nach einer Aktivierung der RFID-Marker 100a–100d die Marker 100a, 100b, 100c von sowohl der Empfangseinrichtung 30a als auch der Empfangseinrichtung 30b „gesehen” bzw. „gehört” werden, allerdings Marker 100d nur von der Empfangseinrichtung 30a. Eine derartige, bevorzugte Ausgestaltung hat, wie sich auch aus der nachfolgenden Erläuterung der 1 und 2 ergibt wird, einige Vorteile.
  • Unter Bezugnahme auf 2 und, soweit erforderlich, auf 1 wird nun die Anwendungssituation und die Funktion der hier gezeigten Ausführungsform der Erfindung beschrieben. 2 zeigt dabei das auf der graphischen Anzeigeeinrichtung 37 der mobilen Datenverarbeitungseinrichtung 35 gezeigte Bild zumindest teilweise. Hierbei ist zu erkennen, dass die Darstellung der räumlichen Situation eine anderen Perspektive als die in 1 gezeigte Situation aufweist, was daran liegt, dass die mobile Datenverarbeitungseinrichtung 35, wie in 1 angedeutet, von der Seite auf die Situation der 1 „sieht”. Das angezeigte Bild stellt dabei eine virtuelle Repräsentation der Situation dar, wobei der Raum 10v dem realen Raum 10 entspricht und der schematisierte Gegenstand 20v dem realen Gegenstand 20 entspricht.
  • Die für die Anzeige der 2 gewählte Perspektive kann durch das System gemäß dieser Ausführungsform vorliegend auf zweierlei Weise ermittelt werden: Zum Einen wird durch die Empfangseinrichtung 30a im Raum das Sendesignal des RFID-Markers 100d, welcher an der mobilen Datenverarbeitungseinrichtung angebracht ist erfasst und aufgrund dessen die Position und/oder Lage der Datenverarbeitungseinrichtung bezüglich der Empfangseinrichtung 30a bestimmt. Diese Positions- und/oder Lageinformation wird der Datenverarbeitungseinrichtung 35 dann übermittelt, die aufgrund der ihr zugänglichen und für diese Anwendungssituation in einem – nicht beschriebenen – Kalibrierungsvorgang ermittelten Transformationsinformationen ihre Lage und Position innerhalb der virtuellen Repräsentation ermitteln kann. Zum Anderen kann die mobile Datenverarbeitungseinrichtung 35 aber auch selbst eine Positions- und/oder Lagebestimmung durchführen und zwar indem sie das von dem RFID-Marker 100a ausgesandte Sendesignal durch die Empfangseinrichtung 30b erfasst und aufgrund der ermittelten Positions- und/oder Lageinformation und der in der Speichereinrichtung (welche innerhalb der mobilen Datenverarbeitungseinrichtung angeordnet sein kann) gespeicherten Transformationsinformationen ihre eigene Position und/oder Lage innerhalb des virtuellen Raums (also der virtuellen Repräsentation) ermittelt.
  • Die so ermittelte Position und/oder Lage der mobilen Datenverarbeitungseinrichtung 35 dient dann als Grundlage für die Berechnung der Anzeige, so dass diese die virtuelle Repräsentation der Situation „aus Sicht” der mobilen Datenverarbeitungseinrichtung Anzeigt. Besonders interessant ist diese Funktionalität der vorliegenden Erfindung, wenn als Anzeigeeinrichtung eine – in den Figuren nicht gezeigte – tragbare Anzeigeeinrichtung zum Einsatz kommt, die in Form einer Brille ausgeführt ist und durch die eine Bildprojektion der Anzeige auf die Retina des Benutzers erfolgt. Die Bestimmung der Position und/oder Lage der Brille und damit der Kopfhaltung und Blickrichtung des Benutzers kann wiederum mit einem Hochfrequenz-Transceiver und/oder einer Sende- und/oder Empfangseinrichtung, die an der Brille angeordnet sind vorgenommen werden und so eine in Blickrichtung des Benutzers perspektivisch richtige Darstellung der virtuellen Repräsentation nach Art einer 3D-Brille oder auch VR-Brille (VR: Virtual Reality) in das Blickfeld des Benutzers projiziert werden.
  • Es bedarf keiner näheren Erläuterung, dass die beiden aufgezeigten Möglichkeiten zur Bestimmung der Position und/oder Lage der mobilen Datenverarbeitungseinrichtung innerhalb der virtuellen Repräsentation auch kumulativ angewendet werden können, um so ggf. Fehler und/oder Abweichungen der Transformationsinformationen, welche für die jeweiligen Sende- und Empfangsfrequenzen gültig sind, zu kompensieren und/oder korrigieren.
  • Solche Abweichungen der Transformationsinformationen der verschiedenen Sende- und Empfangsfrequenzen können überdies auch zur Detektion von Gegenständen oder Personen in dem jeweils mit den Antennenfeldern (auch der RFID-Markern) versorgten Räumen dienen, da diese – in der Regel – bei unterschiedlichen Frequenzen der elektromagnetischen Strahlung unterschiedlich reflektieren bzw. absorbieren und so zu verschiedensten Feldverzerrungen und Dämpfungen führen, die durch einen Abgleich der Transformationsinformationen gegeneinander zumindest qualitativ, aber gegebenenfalls auch quantitativ ermittelt werden können.
  • Die durch die Anzeigeeinrichtung 37 der mobilen Datenverarbeitungseinrichtung 35 dargestellte virtuelle Repräsentation zeigt zudem die durch das System auf der Grundlage der Positions- und/oder Lagebestimmung der Empfangssysteme 30a und 30b und der jeweiligen Transformationsinformationen bestimmten Ist-Positionen und/oder -Lagen 100aIST–100cIST der RFID-Marker 100a–100c innerhalb der virtuellen Repräsentation, hier als gefüllte Punkte dargestellt. Zudem werden die innerhalb bzw. Bezug zur virtuellen Repräsentation in der Speichereinrichtung gespeicherten Soll-Positionen und/oder -Lagen 100aSOLL–100cSOLL der entsprechenden Marker 100a–100c angezeigt, hier als durchsichtige Kreise. Die Ist-Positionen und/oder Lagen 100aIST–100cIST sowie die Soll-Positionen und/oder -Lagen 100aSOLL–100cSOLL werden gleichermaßen wie die virtuelle Repräsentation selbst perspektivisch richtig, also „aus Sicht” der mobilen Datenverarbeitungseinrichtung 35 angezeigt.
  • Wie sich erkennen lässt besteht zwischen der Soll- und der Ist-Position und -Lage des Markers 100a „Übereinstimmung”, das heißt, die ermittelte Position und/oder Lage des Markers hat auf Grundlage der Transformationsinformationen innerhalb der virtuellen Repräsentation die, im Rahmen der mit dessen Soll-Position und/oder -Lage angegebenen erforderlichen Genauigkeit, die beispielsweise durch die Größe des durchsichtigen Kreises angezeigt werden könnte, die richtige Position. Die „Übereinstimmung” wird zusätzlich durch die Textanzeige „OK” 200a für den Benutzer schnell und visuell einfach erfassbar bestätigt. Die Ist-Position 100bIST, 100cIST der beiden Marker 100b und 100c stimmt hingegen mit deren Soll-Position 100bSOLL, 100cSOLL nicht über ein, es besteht also „keine Übereinstimmung”, was ebenfalls durch die Textanzeige „FAIL” 200b, 200c angezeigt wird.
  • Als Ergebnis kann der Betrachter der Anzeigevorrichtung bei dieser Ausführungsform somit unmittelbar erkennen, dass die Position des Gegenstandes 20 bezüglich seiner Soll-Position, die sich aus den Soll-Positionen und/oder -Lagen 100bSOLL, 100cSOLL ergibt, inkorrekt platziert ist und aufgrund der – perspektivisch richtigen – Darstellung der Anzeigevorrichtung eine Verschiebung bzw. Umlagerung des Gegenstandes 20 vornehmen, solange bist für die Marker 200b und 200c ebenfalls „Übereinstimmung”, also entsprechend „OK” angezeigt wird. Dabei ist, aufgrund der individuellen Kennungen der Marker 100a–100d, die zusammen mit deren Positionen und/oder Lagen bevorzugt sowohl erfasst werden als auch vorzugsweise innerhalb der virtuellen Repräsentation gespeichert sind, eine Verwechslung beispielsweise der Marker 100b und 100c ausgeschlossen, so dass eine Fehlplatzierung des Gegenstandes 20 durch das System erkannt und innerhalb der virtuellen Repräsentation jedenfalls dargestellt werden kann, selbst wenn die Position und/oder Lage des Gegenstandes 20 im realen Raum, beispielsweise aufgrund einer Symmetrie des Gegenstandes richtig zu sein scheint.
  • Alternativ zu den Textanzeigen 200a–200c könnten auch farbliche Variationen der jeweiligen Symbole für jeweils ein Paar bestehend aus Soll-Positionen und/oder -Lagen 100aSOLL, 100bSOLL, 100cSOLL und Ist-Positionen und/oder -Lagen 100aIST, 100bIST, 100cIST angezeigt werden, so dass beispielsweise die Symbole für die Soll- und Ist-Positionen und/oder Lagen des Markers 100a eine grüne Farbe haben und die für die Soll- und Ist-Positionen und/oder Lagen der Marker 100b, 100c eine rote Farbe, wobei bei einem Wechsel von „keine Übereinstimmung” zu „Übereinstimmung” gleichermaßen ein Farbwechsel sinnvoll wäre.
  • Durch die oben mit Bezug auf die Empfangssysteme 30a und 30b beschriebene zweifache Möglichkeit der Positions- und/oder Lagebestimmung aufgrund verschiedener Sende- und Empfangsfrequenzen kann auch im Falle der Positions- und/oder Lagebestimmung der RFID-Marker 100a–100c eine ähnliche, redundante Erfassung dieser Positionen und/oder Lagen erfolgen, die dann wiederum über die entsprechenden Transformationsinformationen zu kongruenten Ist-Positionen und/oder -Lagen der Marker innerhalb der virtuellen Repräsentation führen sollte. Abweichungen von der Kongruenz können so einerseits kompensiert werden oder aber auch als Hinweis für die Anwesenheit oder inkorrekte Lagerung weiterer Gegenstände und/oder Personen im Raum sein. Idealerweise könnten derartige Gegenstände und/oder Personen allerdings selbst mit entsprechenden Markern versehen sein und so eine eindeutige Information diesbezüglich durch das System erfasst werden.
  • Ein durch eine innerhalb der mobilen Datenverarbeitungseinrichtung 35 integrierte Bildaufzeichnungseinrichtung, wie beispielsweise eine Videokamera, aufgenommene Videodarstellung der Situation kann der angezeigten Darstellung der virtuellen Repräsentation beispielsweise unterlegt werden und sollte im Idealfall mit der Darstellung der virtuellen Repräsentation perspektivisch im wesentlichen übereinstimmen. Auf diese Weise können für den Benutzer weitere, die Erfassung der Situation erleichternde Informationen bereit gestellt werden, die als eine Art Ergänzung zur „artifiziellen” Darstellung der virtuellen Repräsentation angesehen werden können.
  • Die folgenden 3 bis zeigen nun spezielle Anwendungssituationen der vorliegenden Erfindung, wobei die jeweiligen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Systems diesen Anwendungssituationen entsprechend angepasst wurden. Zur Vermeidung von Widerholungen und im Interesse einer stringenten Beschreibung dieser Ausführungsformen wird auch auf die Ausführungen zur Beschreibung der Funktion des erfindungsgemäßen Systems gemäß den 1 und 2 sowie auf die allgemeine Beschreibung Bezug genommen.
  • 3 zeigt die Anwendung der Erfindung bei einem – beispielhaft gewählten – System zur Kontrolle der korrekten Packung von Fallschirmen. Hierzu werden, wie in 3a gezeigt, an einem Fallschirm 50 im Bereich des Anschlusses der Fangleinen am Fallschirm bzw. am Schnittpunkt der Segmentnähte 51 mit dem Schirm 50 erste RFID-Marker 100a angebracht. Entlang der Schirmkante werden mittig zwischen den ersten RFID-Markern 100a dritte RFID-Marker 100c angeordnet und wiederum mittig zwischen je einem ersten und einem dritten RFID-Marker 100a bzw. 100c weitere zweite RFID-Marker 100b.
  • Beim korrekten Falten des Schirms kommen so jeweils, in Draufsicht auf die dann im Bündel liegende Schirmkante 52, erste, zweite und dritte Marker 100a, 100b bzw. 100c aufeinander zu liegen und zwar so, dass sämtliche erste RFID-Marker 100a im doppel-S-Förmig gefalteten Paket mittig, ortsgleich mit dem Fangleinenbündel und übereinander angeordnet zu liegen kommen, hierüber bzw. hierunter an der Schirmkante 52 jeweils links bzw. rechts vom jedem ersten Marker 100a angeordnete zweite RFID-Marker 100b über bzw. untereinander zu liegen kommen und wiederum darüber bzw. darunter an der Schirmkante 52 jeweils zwischen zwei zweiten Markern 100b angeordnete dritte RFID-Marker 100c ebenfalls über bzw. untereinander zu liegen kommen. Diese Anordnung der ersten, zweiten und dritten Marker 100a–100c ist auch in 3b verdeutlicht, wobei die 3b aus gründen der Deutlichkeit nicht das gesamte. Fallschirmpaket zeigt sondern lediglich die Draufsicht auf die Schirmkante 52.
  • Durch ein erfindungsgemäßes System, welches eine Sende- und Empfangsantenne 30 mit einer daran angeschlossenen Antennensignalverarbeitungseinrichtung 31 und einer ersten Datenverarbeitungseinrichtung 35 mit verbundener Anzeigeeinrichtung 37 aufweist werden nach dem Packen die Positionen und ggf. Lagen sowie die Kennungen sämtlicher erster, zweiter und dritter RFID-Marker sowie deren Kennungen erfasst und über die durch bei der Herstellung des Systems durch Vermessung ermittelte Transformationsinformationen in eine virtuelle Repräsentation des Pakets transformiert, die die Soll-Positionen sämtlicher entsprechenden Marker sowie Informationen zur erforderlichen Genauigkeit der Übereinstimmung zwischen Ist- und Soll-Positionen aufweist.
  • 3c zeigt die im vorliegenden Fall durch die Anzeigeeinrichtung 37 angezeigte Darstellung der virtuellen Repräsentation nebst Ist- und Soll-Positionen der Marker, sowie zusätzliche Textinformationen, die ein „Übereinstimmen” der Positionen deutlich kennzeichnen. Zur Anzeige der Ist- und Soll-Positionen innerhalb der virtuellen Repräsentation werden ebenso wie im Falle der 2 entsprechende Symbole verwendet. In der 3b ist im unteren Teil des Pakets ein dritter RFID-Marker 100c nicht an der korrekten Position zum liegen gekommen, was durch eine entsprechende Position des Symbols im unteren Teil der gezeigten virtuellen Repräsentation wiedergegeben ist und infolge dessen „keine Übereinstimmung” für diesen Marken angezeigt wird.
  • Bei dieser Anwendung dient das erfindungsgemäße System also lediglich zur Kontrolle der korrekten Anordnung bzw. Repositionierung einer Vielzahl von RFID-Markern, wobei diese Repositionierung des oder der Marker aufgrund der mit der Soll-Position gespeicherten Genauigkeitsinformationen auch lediglich innerhalb eines Bereichs erfolgen muss.
  • Die Ausführungsform der 3 kann gleichermaßen auch ohne eine entsprechende Anzeigeeinrichtung 37 und die darauf dargestellten Informationen erfolgen sondern es ist ausreichend, wenn die Datenverarbeitung 35 ein „Übereinstimmung” aller Marker kennzeichnendes Signal ausgibt, durch das beispielsweise eine Schaltsperre zur Herausgabe des Fallschirms gesteuert wird.
  • Die 4 zeigt eine über die schlichte Kontrollfunktion der Ausführungsform gemäß 3 hinausgehende Ausführungsform bzw. Anwendungssituation bei der auch eine Führung (guidance) des Benutzers mittels des erfindungsgemäßen Systems erfolgt. 4a zeigt dabei ein sogenanntes Patchfeld 1 eines Netzwerk- oder Telefonverteilers, an dem erste bzgl. des Patchfeldes 1 ortsfeste RFID-Marker 100a angeordnet sind.
  • Das Patchfeld weist Steckbuchsen 2 auf, in welche Netzwerk- bzw. Telefonstecker 3 nach einer gewissen, vorgegebenen Ordnung einzustecken sind. Derartige Netzwerk- bzw. Telefonverteiler können in größeren Installationen von erheblicher Komplexität sein und es ist daher zur Vermeidung von Fehlern beim patchen oder umpatchen (also beim erstmaligen Verbinden von Steckern mit der zugehörigen Steckbuchse bzw. beim ändern der Zuordnung eines Steckers zu einer anderen Steckbuchse) unbedingt erforderlich die jeweils richtigen beiden Komponenten miteinander zu verbinden, was durch die Erfindung gewährleistet wird.
  • Gemäß 4a sind die Stecker 3 mit zweiten und dritten RFID-Markern versehen, wobei eine mobile Datenverarbeitungseinrichtung 35 mit Anzeigeeinrichtung 37 eine Sende- und Empfangseinrichtung 30 aufweist, mit welcher die von den Markern ausgesendeten Signale erfasst werden und beispielsweise aufgrund deren Phase und Amplitude eine Positionsbestimmung der Marker erfolgt. Zudem werden die von den Markern ausgesandten Kennungen erfasst und ausgewertet. Die Datenverarbeitungseinrichtung weist einen internen Speicher auf, in welchem eine virtuelle Repräsentation des Patchfeldes (bzw. in einer Vereinfachung lediglich dessen Oberfläche) gespeichert ist.
  • Bei dieser Ausführungsform weist die virtuelle Repräsentation die Soll-Positionen der zweiten und dritten (und auch weiterer) RFID-Marker nicht unmittelbar selbst auf sondern diese Positionen sind in einer gesonderten Datenbank, jedoch mit Bezug zum jeweiligen Bezugsystem der virtuellen Repräsentation gespeichert. Auf diese Weise ist eine einfache Veränderung der gespeicherten Soll-Positionen der RFID-Marker möglich, die dezentral erfolgen kann und somit größtmögliche Flexibilität erlaubt, da diese im dezentralen Datenbestand auf einfache Weise veränderbar ist. Die Datenverarbeitungseinrichtung 35 hat aber zu diesem Datenbestand der Soll-Positionen der Marker ebenfalls zugriff und kann somit eine virtuelle Repräsentation für den Anwendungsfall zusammenfügen, welche die Soll-Positionen der Marker wiederum enthält.
  • Die mobile Datenverarbeitungseinrichtung 35 bestimmt, wie in 4b gezeigt ist, sobald es in dessen Nähe ist mit Hilfe der ersten Marker 100a ihre Position und Lage bezüglich des Patchfeldes und stellt aufgrund dessen auf der Anzeigeeinrichtung eine virtuelle Repräsentation des Patchfeldes und gegebenenfalls ein dahinter liegendes Videobild einer internen Videokamera perspektivisch richtig dar. Weiterhin werden die Positionen der zweiten und dritten Marker 100b, 100c bezüglich der mobilen Datenverarbeitungseinrichtung bestimmt und durch die Transformationsinformationen, die in der Datenverarbeitungseinrichtung gespeichert sind in die virtuelle Repräsentation transformiert. Mit der virtuellen Repräsentation wird wenigstens die Soll-Position des zweiten Markers 100bSOLL und zudem die Ist-Position des zweiten Markers 100bIST durch entsprechende Symbole angezeigt. Obwohl dies nicht erforderlich ist kann es in komplexen Fällen sinnvoll sein, nicht die Soll- und Ist-Positionen und/oder -Lagen sämtlicher erfasster RFID-Marker anzuzeigen sondern nach Art einer Anzeigekette vorzugehen, wobei zunächst ein erster Marker mit dessen Soll- und Ist-Position angezeigt wird, nach einer Bestätigung durch den Benutzer ein zweiter Marker mir dessen Soll- und Ist-Position, usw.
  • Für den Fall, dass ein Stecker 3 nicht in der korrekten Steckbuchse 2 eingesteckt ist (oder garnicht eingesteckt ist) zeigt die Anzeige der mobilen Datenverarbeitungseinrichtung die an (beispielsweise durch „FAIL” und zeigt dem Benutzer an, in welche der Steckbuchsen 2 des Patchfeldes 1 der Stecker 3 eingesteckt werden muss. So können auch beliebig komplexe Netzwerk- und Telefonverteilerstrukturen einfach und intuitiv bearbeitet werden, da der Benutzer durch das erfindungsgemäße System angeleitet wird und Fehler beim patchen ausgeschlossen werden.
  • Die zuvor beschriebenen Ausführungsformen können mit nur geringfügigen Veränderungen bzw. Anpassungen auch auf andere Anwendungsfälle übertragen werden. Auf eine gesonderte detaillierte Beschreibung derartiger Anwendungsbeispiele soll hier verzichtet werden, jedoch sollen derartige Beispiele dennoch kurz genannt und ggf. ihre Besonderheiten umrissen werden:
    Eine Anwendung des erfindungsgemäßen Systems in der Aeronautik ist beispielsweise die Kontrolle der korrekten Bestückung von Verkehrsflugzeugen mit Schwimmwesten. Hierzu werden an sämtlichen Schwimmwesten erste RFID-Marker angebracht, die jeweils eine mit dem zugehörigen Sitz verbundene Kennung aufweisen. Darüber hinaus sind beispielsweise an den Kopfstützen der Sitze zweite RFID-Marker angeordnet, die die Sitzposition kennzeichnen. Eine erfindungsgemäß eingerichtete mobile Datenverarbeitungseinrichtung mit Sende- und Empfangssystem kann nun bei einer Bewegung durch das Flugzeug anhand der in den Kopfstützen angeordneten zweiten Marker und mithilfe der Transformationsinformationen eine Position- bzw. Lagebestimmung durchführen und aufgrund dessen eine virtuelle Repräsentation des Flugzeugs (ggf. graphisch deutlich vereinfacht oder verfremdet) perspektivisch richtig darstellen. Eine Darstellung der Soll-Positionen der ersten RFID-Marker ist indes nicht erforderlich sondern es ist ausreichend, die Sitze des Flugzeuges innerhalb der virtuellen Repräsentation deutlich zu kennzeichnen, bei denen der Vergleich zwischen Ist- und Soll-Position der ersten Marker „keine Übereinstimmung” liefert. Hier wurden die Schwimmwesten entweder entfernt oder befinden sich nicht am korrekten Platz und müssen daher überprüft werden.
  • Darüber hinaus können die an den Schwimmwesten angebrachten RFID-Marker eine Einrichtung aufweisen, mit der das Alter des entsprechenden Markers als auslesefähige Information zur Verfügung gestellt wird, wodurch nach einer Übertragung der Altersinformation in Verbindung mit der Kennung des Markers zum Sende- und/oder Empfangssystem nach dessen Aktivierung das Alter der Schwimmweste erfasst und diese auf der Anzeigeeinrichtung gegebenenfalls als überaltert angezeigt werden kann. Ein Auffinden und Austauschen überalterter Schwimmwesten ist auf diese Weise unter Zuhilfenahme des erfindungsgemäßen Systems einfach möglich.
  • Bei einer weiteren Anwendung des erfindungsgemäßen Systems ebenfalls in der Aeronautik werden im Gepäckraum befindliche Gepäckstücke durch RFID-Marker markiert nach dem Abschluss des Ladevorgangs auf der Grundlage der Positionen der Marker eine virtuelle Repräsentation des Gepäckraums mit diesen Erstpositionierungen und -Lagen als Soll-Positionen und/oder Lagen gespeichert. Wird nun bei weiteren Messungen im Laufe des Flugs eine Verschiebung des Gepäcks registriert kann hierauf gegebenenfalls adäquat reagiert werden, beispielsweise durch einen Eingriff des Kabinenpersonals, sofern dies möglich ist. Schließlich ist auf diese Weise auch einfach möglich, ein einmal geladenes Gepäckstück anhand der individuellen Kennung des daran angeordneten RFID-Markers wieder aufzufinden und so gegebenenfalls ein Ausladen eines bestimmten Gepäckstücks, beispielsweise nach einem Nichterscheinen eines Fluggastes stark zu beschleunigen, indem durch das Erfindungsgemäße System und mit Hilfe einer entsprechend ausgerüsteten mobilen Datenverarbeitungseinrichtung eine Suche innerhalb des Gepäckraums innerhalb der virtuellen Repräsentation erfolgt und somit das gesuchte Gepäckstück unmittelbar markiert werden kann.
  • Bei einer weiteren Anwendung des erfindungsgemäßen Systems in der Kraftfahrzeugtechnik werden in einem Kfz-Innenraum an vorgegebenen Positionen der Gurtbänder der Sicherheitsgurte und innerhalb der Sitze vorzugsweise im GHz-Bereich arbeitende RFID-Marker angeordnet. Eine erfindungsgemäß eingerichtete Datenverarbeitungseinrichtung innerhalb des Kfz mit Sende- und Empfangssystem kann nun durch eine Positionsmessung der RFID-Marker und anhand vorzugsweise bei der Herstellung ermittelter und gespeicherter Transformationsinformationen die korrekte Position der RFID-Marker in der virtuellen Repräsentation und damit der Sicherheitsgurte feststellen, also ob ein Fahrgast den Sicherheitsgurt korrekt angelegt hat oder nicht. Ein erfassen der Besetzung eines Kfz-Sitzes durch einen Fahrgast kann hierdurch ebenso erfolgen, nämlich dadurch ob ein Signal eines in der Sitzfläche angebrachten RFID-Markers an einer durch die Belastung verschobenen Position erfasst werden kann oder nicht. Eine Verschiebung aus der Ruhelage heraus und damit von der Soll-Position des Markers in der virtuellen Repräsentation des Kfz-Innenraums weg würde auf das Vorhandensein eines Fahrgastes hindeuten und somit könnte in diesem Fall für die Ausgabe eines „keine Übereinstimmung”-Signals durch die Datenverarbeitungseinrichtung der entsprechende Airbag im Falle eines Unfalls aktiviert werden.
  • Bei einer weiteren Anwendung des erfindungsgemäßen Systems in der Robotik werden durch einen Roboter zu bearbeitende Werkstücke an bekannten Punkten mit RFID-Markern versehen sowie weitere ortsfeste Marker im Bereich des Roboters angebracht. Am Roboter selbst sind erfindungsgemäße Sende- und Empfangssysteme angebracht, die eine Erfassung der Position aller naheliegenden RFID-Marker bezüglich des Empfangssystems vornehmen und diese über die Transformationsinformationen in eine virtuelle Repräsentation des Bearbeitungsraumes transformieren. Wird nun aus Sicht des Roboters, dessen Position und/oder Lage innerhalb der virtuellen Repräsentation ebenfalls ständig bestimmt wird, eine Fehlplatzierung der Werkstück-Marker, also des Werkstückes festgestellt innerhalb der virtuellen Repräsentation festgestellt und/oder im Verlauf seiner vorgegebenen Bewegungsbahn eine Kollision mit dem Werkstück innerhalb der virtuellen Repräsentation antizipiert erfolgt eine sofortige Abschaltung des Systems um eine Kollision zu vermeiden.
  • Bei einer weiteren Anwendung im Bereich der Robotik sind an einem Roboterarm an geeigneten Stellen mit einer Mehrzahl von RFID-Markern angebracht, die von einem außerhalb des Bewegungsbereichs des Roboters liegenden Sende- und Empfangssystem kontinuierlich ausgelesen werden und deren Position und/oder Lage kontinuierlich in die virtuellen Repräsentation als Ist-Positionen und/oder Lagen transformiert. Wird für wenigstens einen Hochfrequenz-Transceiver eine Abweichung zwischen Soll- und Ist-Position und/oder Lage innerhalb der virtuellen Repräsentation festgestellt, so ermittelt das System einen Verschiebungsvektor und steuert auf dessen Grundlage den Roboter so an, dass Soll- und Ist-Position und/oder Lage des wenigstens einen Hochfrequenz-Transceivers „übereinstimmen”. Hiernach werden die Soll-Positionen einiger bzw. aller Hochfrequenz-Transceiver durch neue Soll- und Ist-Positionen und/oder Lagen ersetzt und auf der Grundlage erneut ermittelter Verschiebungsvektoren eine weitere Verschiebung des Roboters gesteuert. Auf diese Weise lassen sich durch das erfindungsgemäße System mit dem Roboterarm komplexe Trajektorien sicher „abfahren”.
  • Unter Bezugnahme auf 5 wird nun eine weitere Ausführungsform und Anwendungssituation der vorliegenden Erfindung beschrieben. Hierbei handelt es sich um eine Anwendung im Bereich der Strahlentherapie, bei welcher eine exakte Positionierung eine Patienten sowie die Abstimmung aller behandlungsrelevanten Parameter auf die Behandlungssituation von außerordentlicher Bedeutung ist.
  • 5 zeigt schematisch eine Vorbereitung der Behandlung eines Patienten in einem Behandlungsraum zur Ionen-Bestrahlung. Der Patient 4 ist dabei liegend auf einem in alle Raumrichtungen verschieblichen Behandlungstisch 5 und auf einer patientenspezifischen Immobilisierungs-Einrichtung 70 in Form eines Vakuumkissens gelagert, wobei das Isozentrum der Bestrahlung unterhalb der Gantry 60 und vorliegend innerhalb des Kopfes des Patienten liegt. Innerhalb des Behandlungsraumes sind erste und zweite Sende- und Empfangseinrichtungen 30a, 30b sowohl unmittelbar unterhalb des Behandlungstisches 5 also auch an der Decke angeordnet. Die Sende- und Empfangseinrichtungen 30a, 30b sind mit korrespondierenden Antennensignalverarbeitungseinrichtungen 31a, 31b verbunden, welche wiederum mit einer vorzugsweise außerhalb des Behandlungsraumes angeordneten ersten Datenverarbeitungseinrichtung 35 verbunden sind. Die Datenverarbeitungseinrichtung weist eine Speichereinrichtung 36 auf, welche eine Datenstruktur enthält, die eine virtuelle Repräsentation zumindest von Teilen der zuvor beschriebenen Komponenten des Behandlungsraums sowie des Patienten darstellt. Mit der Datenverarbeitungseinrichtung 35 ist überdies eine Videokamera 40 verbunden sowie eine Anzeigeeinrichtung 37.
  • Wie zuvor bereits mehrfach und ausführlich beschrieben bestimmen die Sende- und Empfangssysteme die Positionen und/oder Lagen der im Behandlungsraum verteilten RFID-Marker 100a, 100b, 100c und transformieren diese als Ist-Positionen und/oder Lagen in die virtuelle Repräsentation. Die ortsfesten RFID-Marker 100a dienen dabei sowohl der Verifikation der Positions- und/oder Lagebestimmung als auch der Bestimmung von Kompensationsfaktoren für mögliche Störeinflüsse durch die Gantry 60, den Behandlungstisch 5 bzw. dessen Stellantriebe 39 und/oder weitere ggf. Gegenstände im Behandlungsraum.
  • Auf der Anzeigeeinrichtung 37 wird für das Bedienpersonal gut sichtbar eine graphische Darstellung der virtuellen Repräsentation gezeigt, wobei, wie in 5 sichtbar, hier lediglich die Anordnung einiger RFID-Marker 100b, 100c sowie des Patienten 4 auf dem Vakuumkissen 70 angezeigt wird. Weitere bei einer Strahlenbehandlung verwendete, hier jedoch aus Gründen der Klarheit und der Einfachheit nicht erwähnte Gegenstände, wie z. B. eine Lagerungsmatte, ein Breast-Board und dergleichen können auf die gleiche Weise in die Erfassung und Darstellung innerhalb der virtuellen Repräsentation aufgenommen werden.
  • Mittels des erfindungsgemäßen Systems kann vor Beginn der Behandlung der Patient 4, welcher in einer Voruntersuchung z. B. mit RFID-Pflastern mit eindeutigen Kennungen an gut zugänglichen Stellen Markiert wurde in exakt die bei der Voruntersuchung/Einrichtung oder bei vorhergehenden Behandlungen vorgelegene Position repositioniert werden. Im Rahmen der Voruntersuchung wird für jeden Patienten dabei eine individuelle virtuelle Repräsentation der Behandlungssituation erstellt der sowohl die Positionen und/oder Lagen der RFID-Marker am Patienten als auch die des Vakuumkissens 70 und der Gantry 60 sowie ortsfesten Marker als Soll-Positionen und/oder Lagen mit ihren jeweiligen individuellen Kennungen zugefügt werden. Darüber hinaus wird bei der Voruntersuchung bzw. Einrichtung durch die Videokamera 40 ein Bild des Patienten in der korrekten Position aufgezeichnet und der virtuellen Repräsentation ebenfalls zugefügt.
  • Durch die individuellen Kennungen der RFID-Marker an allen für den jeweiligen Patient relevanten Behandlungsteilen, wie. z. B. dem Vakuumkissen 70 kann sicher gestellt werden, dass eine Fehlbehandlung oder eine Verwechslung von Behandlungskomponenten nicht erfolgen kann. Darüber hinaus kann vom System bereits beim Betreten des Raumes durch den Patienten dessen Identität anhand der Kennungen der RFID-Marker erfasst werden und aufgrund dessen die für diesen Patienten korrekten Behandlungsparameter, wie z. B. die Position der Gantry, Strahlendosis, Blendenstellungen und dergleichen verwechslungssicher eingestellt werden.
  • Hiernach erfolgt dann eine Repositionierung des Patienten und der Behandlungskomponenten durch das Bedienpersonal mithilfe der durch die Anzeigeeinrichtung 37 wiedergegebenen virtuellen Repräsentation nebst Soll- und Ist-Positionen wesentlicher RFID-Marker sowie gegebenenfalls einer Überlagerung eines bei der Einrichtung aufgezeichneten Videobildes mit einem live-Videobild. Darüber hinaus kann das System auf der Grundlage von Verschiebungsvektoren, die anhand der Ist- und Soll-Positionen und/oder Lagen ermittelt werden können auch eine automatisierte Repositionierung des Patienten vornehmen. Sobald sämtliche Soll- und Ist-Positionen der RFID-Marker „übereinstimmen” zeigt das System dies an und die Behandlung kann begonnen werden.
  • Wird durch das System eine inkorrekte Repositionierung des Patienten festgestellt, da „keine Übereinstimmung” zwischen Soll- und Ist-Position und/oder Lage wenigstens eines RFID-Markers erkannt wird, so wird durch das System eine Schaltsperre für den Behandlungsbeginn nicht freigegeben. Ebenso kann durch das System die Anwesenheit von Bedienpersonal im Raum durch die Aufzeichnung eines hieran angebrachten RFID-Markers erkannt werden und auch in diesem Fall die Schaltsperre für den Behandlungsbeginn nicht freigegeben werden. Gleichermaßen ist möglich, dass bei einer Feststellung „keine Übereinstimmung” zwischen Soll- und Ist-Position und/oder Lage wenigstens eines RFID-Markers während der Behandlung, beispielsweise aufgrund einer Bewegung des Patienten, eine sofortige Unterbrechung der Bestrahlung erfolgt und auf der Grundlage eines oder mehrerer Verschiebungsvektoren, die anhand der Ist- und Soll-Positionen und/oder Lagen auch während der Behandlung laufend ermittelt werden können auch eine automatisierte Repositionierung des Patienten erfolgt, bevor die Bestrahlung fortgesetzt wird.
  • Schließlich besteht auch die Möglichkeit, während der Behandlung laufend, beispielsweise für die am Patienten angeordneten RFID-Marker Verschiebungsvektoren zu ermitteln und hierdurch beispielsweise eine durch die Atmung des Patienten verursachte Bewegung eines Tumors im Brustbereich mittels einer dynamischen Nachführung der Patientenposition durch die Stellelemente 39 zu erzielen. Damit wäre eine Situation geschaffen, in der das Isozentrum der Bestrahlung stets im Tumor liegt und somit ein maximaler Behandlungserfolg bei gleichzeitig minimaler Schädigung gesunden Gewebes erzielt, selbst unter den erschwerten Bedingungen einer nicht-stationären Tumorlage.
  • Auch in dem dargestellten Anwendungsfall kann zusätzlich zur Anzeigeeinrichtung eine – nicht dargestellte – mobile Datenverarbeitungseinrichtung zusätzlich zur Datenverarbeitungseinrichtung 35 Verwendung finden. Die mobile Datenverarbeitungseinrichtung erhält dabei von der Datenverarbeitungseinrichtung 35 die virtuelle Repräsentation zur Anzeige, wobei die mobile Datenverarbeitungseinrichtung auf der Grundlage ihrer eigenen Position und/oder Lage innerhalb der virtuellen Repräsentation eine perspektivisch richtige Anzeige der virtuellen Repräsentation anzeigt. Alternativ kann die Position und/oder Lage der mobilen Datenverarbeitungseinrichtung auch vom System aufgrund eines hieran angebrachten RFID-Markers bestimmt werden und das der mobilen Datenverarbeitungseinrichtung zur Darstellung von der Datenverarbeitungseinrichtung 35 zur Verfügung gestellte Bild der virtuellen Repräsentation auf dieser Grundlage in Echtzeit perspektivisch richtig „aus Sicht” der mobilen Datenverarbeitungseinrichtung berechnet werden.
  • Durch die beiden Sende- und Empfangssysteme 30a, 30b, 31a, 31b kann, wie zuvor bereits beschrieben eine redundante Bestimmung der Ist-Positionen der RFID-Marker innerhalb der virtuellen Repräsentation erfolgen oder aber eine sich ergänzende Bestimmung mit unterschiedlicher Genauigkeit, beispielsweise aufgrund der Verwendung unterschiedlicher Sende- und Empfangsfrequenzen. Überdies kann auf diese Weise die Korrektheit der Transformationsinformationen und damit die Messgenauigkeit des System kontinuierlich überwacht und gegebenenfalls korrigiert werden.
  • Durch die Speicherung einer Mehrzahl von Datensätzen von Soll-Positionen und/oder Lagen für die Behandlung eines Patienten, der beispielsweise mehrere Tumore aufweist, können mittels des erfindungsgemäßen Systems auf einer ähnlichen Grundlage wie der im Rahmen der Robotikanwendung näheren beschriebenen Möglichkeit des „Abfahrens” von vorgegebenen Trajektorien ganze Behandlungsprotokolle für einen Patienten in einer einzigen Sitzung abgearbeitet werden, so dass z. B. in einem ersten Behandlungsschritt eine Bestrahlung eines ersten Karzinoms in einer ersten Lage des Patienten, bei einem ersten vorgegebenen Neigungswinkel der Gantry 60 mit einer ersten Dosis und für eine erste Dauer erfolgt, und hiernach eine Unterbrechung der Bestrahlung und automatische Repositionierung des Patienten in eine zweite Lage und ein Verdrehen der Position der Gantry 60 zu einem zweiten vorgegebenen Neigungswinkel, wonach eine weitere Behandlung eines zweiten Karzinoms mit einer zweiten Dosis und für eine zweite Dauer erfolgen kann. Weitere Behandlungen mit jeweils dazwischen liegenden automatischen „Repositionierungsfahrten” sind selbstverständlich ebenfalls möglich, wobei jede der Behandlungen auf der Grundlage eines vollständig individuellen Satzes von Behandlungsparametern erfolgen kann.
  • Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend zunächst allgemein und nachfolgend in Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen und Anwendungssituationen mit ihren einzelnen Merkmalen beschrieben. Sämtliche der beschriebenen Merkmale können dabei nahezu beliebig kombiniert werden, was lediglich durch die jeweilige Anwendungssituation und damit verbundene Ausführungsform möglicherweise beschränkt ist. Es wird allerdings ausdrücklich darauf hingewiesen, dass jedwede Kombination von Merkmalen, wie sie vorstehend beschrieben sind möglich ist und im Rahmen der Beschreibung der Erfindung auch als zu ihr gehörig ausdrücklich als mitoffenbart anzusehen ist
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102007062843 A1 [0003]
    • DE 102006029122 A1 [0003]

Claims (22)

  1. System zur Erfassung der Position und/oder Lage wenigstens eines Hochfrequenz-Transceivers (100), aufweisend: wenigstens eine Empfangsantenne (30), welche so eingerichtet ist, dass mittels dieser Empfangsantenne von dem wenigstens einen Hochfrequenz-Transceiver (100) ausgesandte Hochfrequenzsignale empfangen werden können; wenigstens eine Sendeantenne (30), welche eingerichtet ist, Hochfrequenzsignale wenigstens eines Frequenzbandes auszusenden, die dazu vorgesehen sind von dem wenigstens einen Hochfrequenz-Transceiver (100) empfangen zu werden und hierdurch wiederum die Aussendung von Hochfrequenzsignalen durch den wenigstens einen Hochfrequenz-Transceiver (100) veranlasst wird; wenigstens eine erste Antennensignalverarbeitungseinrichtung (31), welche mit der wenigstens einen Empfangsantenne (30) verbunden ist und welche eingerichtet ist, die von der wenigstens einen Empfangsantenne empfangenen Hochfrequenzsignale auszuwerten, um hieraus eine räumliche Position und/oder Lage sowie eine Kennung des jeweils sendenden Hochfrequenz-Transceivers (100) zu ermitteln; wenigstens eine Datenverarbeitungseinrichtung (35), welche mit der ersten Antennensignalverarbeitungseinrichtung (31) zumindest indirekt verbunden ist und von dieser Informationen über die Position, Lage und/oder Kennung des jeweils sendenden Hochfrequenz-Transceivers (100) übermittelt erhält; dadurch gekennzeichnet, dass in einer mit der wenigstens einen Datenverarbeitungseinrichtung (35) verbundenen ersten Speichereinrichtung (36) eine Datenstruktur vorgesehen ist, die zumindest teilweise eine virtuelle Repräsentation des durch das Antennenfeld der wenigstens einen Sendeantenne versorgten Raums beinhaltet, wobei die virtuelle Repräsentation Informationen über die Soll-Position und/oder -Lage (100SOLL) wenigstens eines Hochfrequenz-Transceivers (100) mit einer vorgegebenen Kennung umfasst; und der wenigstens einen Datenverarbeitungseinrichtung (35) Transformationsinformationen zur Verfügung stehen, auf deren Grundlage die Zuordnung einer Ist-Position und/oder -Lage (100IST) wenigstens eines Hochfrequenz-Transceivers mit einer vorgegebenen Kennung innerhalb der virtuellen Repräsentation auf der Grundlage der von der ersten Antennensignalverarbeitungseinrichtung (31) erhaltenen Positions-, Lage- und/oder Kennungsinformationen erfolgt; und die wenigstens eine Datenverarbeitungseinrichtung (35) einen Vergleich zwischen der Soll-Position und/oder Lage (100SOLL) und der Ist-Position und/oder -Lage (100IST) eines Hochfrequenz-Transceivers (100) einer vorgegebenen Kennung innerhalb der virtuellen Repräsentation vornimmt und als Ergebnis des Vergleichs ein „Übereinstimmung” bzw. „keine Übereinstimmung” repräsentierendes Signal zur Weiterverarbeitung ausgibt.
  2. System gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Empfangsantenne (30) aus einer Matrix mehrerer zusammenwirkender Empfangsantennen besteht, wobei das zusammenwirken vorzugsweise durch eine zweite Antennensignalverarbeitungseinrichtung und/oder die erste Antennensignalverarbeitungseinrichtung (31) gesteuert wird.
  3. System gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Datenverarbeitungseinrichtung (35) mobil ist, insbesondere eine tragbare Datenverarbeitungseinrichtung ist und vorzugsweise ein tragbarer Computer (Laptop), ein Tablettcomputer, ein Smart-Device oder dergleichen.
  4. System gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsantenne (30) und/oder die erste und/oder zweite Antennensignalverarbeitungseinrichtung (31) mit der mobilen Datenverarbeitungseinrichtung (35) ortsfest verbunden ist, insbesondere hieran angebracht ist.
  5. System gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Datenverarbeitungseinrichtung (35) aus einer Mehrzahl zusammenwirkender Datenverarbeitungseinrichtungen besteht, wobei eine Datenkommunikation zwischen den mehreren Datenverarbeitungseinrichtungen vorzugsweise mittels optischer, Funk oder elektrischer Datenverbindungen erfolgt.
  6. System gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Sendeantenne (30) die wenigstens eine Empfangsantenne (30) ist.
  7. System gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Empfangsantenne (30) und/oder die wenigstens eine Sendeantenne (30) so eingerichtet sind, dass sie auf einer Vielzahl von Frequenzbändern empfangen bzw. senden können, und insbesondere die wenigstens eine Empfangsantenne (30), die wenigstens eine Sendeantenne (30) und/oder die erste und/oder zweite Antennensignalverarbeitungseinrichtung (31) so eingerichtet sind, dass ein zumindest im wesentlichen gleichzeitiges oder in der Frequenzdomäne veränderliches Senden und oder Empfangen von Hochfrequenzsignalen über einer Mehrzahl von Frequenzbändern möglich ist.
  8. System gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ist-Position und/oder -Lage (100IST) des wenigstens einen Hochfrequenz-Transceivers (100), die Soll-Position und/oder -Lage (100SOLL) des wenigstens einen Hochfrequenz-Transceivers (100) und/oder die virtuelle Repräsentation graphisch durch eine mit der wenigstens einen Datenverarbeitungseinrichtung (35) zumindest indirekt verbundenen Anzeigeeinrichtung (37) ausgegeben wird.
  9. System gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die virtuelle Repräsentation Informationen über die erforderliche Genauigkeit der Positions- und/oder Lageübereinstimmung des wenigstens einen Hochfrequenz-Transceivers (100) umfasst, und insbesondere in Verbindung mit der Soll-Position und/oder -Lage (100SOLL) wenigstens eines Hochfrequenz-Transceivers mit jeweils vorgegebenen Kennung die Information über die erforderliche Genauigkeit der Positions- und/oder Lageübereinstimmung zwischen Soll- und Ist-Position und/oder -Lage dieses Hochfrequenz-Transceivers (100) angegeben ist.
  10. System gemäß einem der Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinrichtung (35) als Ergebnis des Vergleichs der Soll- mit der Ist-Position und/oder -Lage des wenigstens einen Hochfrequenz-Transceivers (100) ein „Übereinstimmung” bzw. „keine Übereinstimmung” repräsentierendes Signal zur Weiterverarbeitung ausgibt, wenn die Ist-Position und/oder -Lage (100IST) wenigstens einen Hochfrequenz-Transceivers im Rahmen der angegebenen erforderlichen Genauigkeit mit dessen Soll-Position und/oder -Lage (100SOLL) in der virtuellen Repräsentation übereinstimmt.
  11. System gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall, dass die Datenverarbeitungseinrichtung (35) als Ergebnis des Vergleichs der Soll- mit der Ist-Position und/oder -Lage des wenigstens einen Hochfrequenz-Transceivers (100) ein „keine Übereinstimmung” repräsentierendes Signal zur Weiterverarbeitung ausgibt, ein Verschiebungsvektor innerhalb der virtuellen Repräsentation zwischen der Ist-Position und/oder -Lage und der Soll-Position und/oder -Lage des wenigstens einen Hochfrequenz-Transceivers (100) gebildet und durch die Anzeigeeinrichtung (37) der Datenverarbeitungseinrichtung (35) angezeigt wird und/oder als Grundlage für die Ansteuerung wenigstens eines Stellelementes (39) dient, um den wenigstens einen Hochfrequenz-Transceiver (100) in seine Soll-Position und/oder -Lage zu bringen.
  12. System gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Vergleichsergebnis zumindest teilweise in Form einer farbcodierten visuellen Ausgabe, wie z. B. grünes Feld bzw. grüner Punkt oder rotes Feld bzw. roter Punkt, durch Ausgabe von Text-Ergebnismitteilungen (200), wie z. B. „OK” bzw. „FAIL”, durch Sprachausgabe und/oder durch Freigabe oder Sperrung wenigstens einer Schaltsperre, vorzugsweise wenigstens einer Software-Schaltsperre, ausgegeben wird, wenn die Datenverarbeitungseinrichtung (35) als Vergleichsergebnis ein „Übereinstimmung” bzw. „keine Übereinstimmung” repräsentierendes Signal ausgibt.
  13. System gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Datenverarbeitungseinrichtung (35) mit wenigstens einer externen Bildaufzeichnungseinrichtung (40) zumindest indirekt verbunden ist und/oder wenigstens eine integrierte Bildaufzeichnungseinrichtung aufweist, wobei die Bildaufzeichnungseinrichtung (40) vorzugsweise eine Videokamera und besonders bevorzugt eine hochauflösende Videokamera umfasst.
  14. System gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein durch die externe und/oder integrierte Bildaufzeichnungseinrichtung (40) aufgezeichnetes Bild zusammen oder verbunden mit der virtuellen Repräsentation in der Speichereinrichtung (36) gespeichert ist, wobei vorzugsweise das Bild vor dessen Speicherung einer Bildbearbeitung unterzogen wurde, insbesondere einer Kontrasterhöhung, Segmentierung, Kantenerkennung, Subtraktion und dergleichen.
  15. System gemäß Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass, eine Überlagerung der Bild- und/oder Textausgabe des Vergleichsergebnisses und/oder des gespeicherten Bildes mit dem von der Bildaufzeichnungseinrichtung aufgezeichneten Bild erfolgt und dieses Überlagerte Bild durch die Anzeigeeinrichtung (37) der wenigstens einen Datenverarbeitungseinrichtung (35) ausgegeben wird.
  16. System gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Position und/oder Lage der wenigstens einen Empfangsantenne (30), insbesondere wenn diese mit der mobilen Datenverarbeitungseinrichtung (35) ortsfest verbunden ist, auf der Grundlage der Transformationsinformationen bezüglich der virtuellen Repräsentation und/oder wenigstens einer ermittelten Ist-Position und/oder -Lage wenigstens eines Hochfrequenz-Transceivers (100) ermittelt wird.
  17. System gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transformationsinformationen durch die Bestimmung der Ist-Position und/oder -Lage wenigstens eines ortsfesten Hochfrequenz-Transceivers (100) mit vorgegebener Kennung und das In-Bezugsetzen der Ist-Position und/oder -Lage mit dessen Soll-Position und/oder -Lage in der virtuellen Repräsentation ermittelt und/oder kalibriert werden.
  18. System gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transformationsinformationen durch Vermessung der direktionalen Charakteristik der wenigstens einen Empfangsantenne (30) und das In-Bezugsetzen mit der virtuellen Repräsentation ermittelt und/oder kalibriert werden
  19. System gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Projektion von 3D-Informationen in eine Anzeigefläche der Anzeigeeinrichtung der wenigstens einen Datenverarbeitungseinrichtung erfolgt, und insbesondere eine Projektion von 3D-Informationen, wie z. B. räumliche Positions- und/oder Lageinformationen sowie Informationen der virtuellen Repräsentation nach dem Ray-Tracing-Verfahren in die Anzeigefläche der Anzeigeeinrichtung der wenigstens einen Datenverarbeitungseinrichtung unter Berücksichtigung des Blickpunktes des Betrachters der Anzeigeeinrichtung erfolgt.
  20. System gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Hochfrequenz-Transceiver (100) eine RFID-Einrichtung (Radio Frequency Identification-Einrichtung) ist.
  21. Verwendung eines Systems gemäß einem der Ansprüche 1 bis 20 zur Kontrolle der Positionierung einer Mehrzahl von Hochfrequenz-Transceivern relativ zueinander und/oder absolut innerhalb der virtuellen Repräsentation, wobei die Hochfrequenz-Transceiver insbesondere an und/oder in einem oder mehreren Gegenständen und/oder Menschen angeordnet sind.
  22. Verwendung gemäß Anspruch 21 zur Widerherstellung der Anordnung von Hochfrequenz-Transceivern nach einem Verlust der relativen Positionierung zueinander und/oder der absoluten Positionierung bezüglich der virtuellen Repräsentation, insbesondere zur Repositionierung eines Menschen und/oder von Gegenständen bezüglich eines Menschen.
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US13/818,232 US8938208B2 (en) 2010-08-27 2011-08-12 System for detecting high-frequency transceivers and uses thereof
JP2013525237A JP2013540990A (ja) 2010-08-27 2011-08-12 高周波トランシーバ検出システムおよびその使用方法
EP11764115.9A EP2609445A1 (de) 2010-08-27 2011-08-12 System zur Erfassung von Hochfrequenz-Transceivern und dessen Verwendungen
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022229239A1 (de) * 2021-04-30 2022-11-03 TRUMPF Werkzeugmaschinen SE + Co. KG Zuverlässige ortung einer uwb-mobileinheit

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010060526A1 (de) * 2010-11-12 2012-05-16 Christian Hieronimi System zur Lagebestimmung und/oder -kontrolle von Gegenständen
DE102012217173A1 (de) * 2012-09-24 2014-04-17 Siemens Aktiengesellschaft Positionierungssystem
GB2506903A (en) * 2012-10-12 2014-04-16 Vision Rt Ltd Positioning patient for radio-therapy using 3D models and reflective markers
TWI531175B (zh) * 2013-11-12 2016-04-21 宏碁股份有限公司 通訊系統、電子裝置及通訊方法
GB2533798B (en) * 2014-12-30 2018-02-28 Gen Electric Method and system for tracking a person in a medical room
CN104616103A (zh) * 2015-01-28 2015-05-13 佛山市威格特电气设备有限公司 工器具智能自助管理方法及自助管理终端
EP3089263B1 (de) * 2015-04-29 2022-04-13 Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG Tragbare richtantenne, messanordnung und messverfahren
WO2017199481A1 (ja) * 2016-05-17 2017-11-23 ソニー株式会社 情報処理装置、情報処理方法およびプログラム
JP6866990B2 (ja) * 2016-06-21 2021-04-28 学校法人北里研究所 放射線治療用セットアップ装置、放射線治療システム、放射線治療用セットアップ方法及びプログラム
CN207488953U (zh) * 2017-12-04 2018-06-12 深圳市易特科信息技术有限公司 虚拟现实场景模拟装置
CN110555358B (zh) * 2018-06-01 2023-09-12 苹果公司 用于检测和识别ar/vr场景中的特征部的方法和设备
FR3085766B1 (fr) * 2018-09-06 2020-10-16 Sidel Participations Procede d'assistance par ordinateur dans la gestion d'une ligne de production
JP7217642B2 (ja) * 2019-02-20 2023-02-03 住友重機械工業株式会社 中性子捕捉療法システム
EP3722827A1 (de) * 2019-04-11 2020-10-14 Sony Corporation Verfahren zur ermöglichung der lokalisierung, zugehörige elektronische vorrichtungen und zugehörige standortservervorrichtungen
CN112054859B (zh) * 2019-11-25 2023-12-29 陕西智航信科技有限公司 天线强度失配分析系统及方法
DE102020201375B3 (de) * 2020-02-05 2021-06-24 Magna Steyr Fahrzeugtechnik Ag & Co Kg Verfahren zur Überprüfung eines Sicherheitsbereichs eines Roboters
CN112179258B (zh) * 2020-09-24 2022-07-05 长虹美菱股份有限公司 一种箱体夹具位置检测装置及检测方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005011126A1 (de) * 2005-03-10 2006-09-14 Siemens Ag Generierung virtueller Welten auf Basis einer realen Umgebung
DE102006029122A1 (de) 2006-06-22 2007-12-27 Amedo Gmbh System zur Bestimmung der Position eines medizinischen Instrumentes
DE102007062843A1 (de) 2007-12-21 2009-06-25 Amedo Smart Tracking Solutions Gmbh Verfahren zur Bewegungserfassung
DE102008013611A1 (de) * 2008-03-11 2009-09-17 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren für einen medizinischen Eingriff
DE102008035633A1 (de) * 2008-05-26 2009-12-10 Universität Karlsruhe (Th) Regalanordnung

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02115776A (ja) * 1988-10-25 1990-04-27 Nec Corp アンテナパターン測定装置
JP2728071B2 (ja) * 1995-12-27 1998-03-18 日本電気株式会社 レンジトーン変調による送信装置およびその受信装置
JPH10230862A (ja) * 1997-02-21 1998-09-02 Nissan Motor Co Ltd 車両用駐車補助装置
GB2332052B (en) * 1997-12-04 2002-01-16 Olivetti Res Ltd Detection system for determining orientation information about objects
US6470002B1 (en) * 1997-12-04 2002-10-22 At&T Laboratories-Cambridge Limited Detection system for determining positional information about objects
US20020193685A1 (en) * 2001-06-08 2002-12-19 Calypso Medical, Inc. Guided Radiation Therapy System
CA2455521A1 (en) * 2001-08-02 2003-02-13 Siemens Aktiengesellschaft Material handling systems with high frequency radio location devices
US6963301B2 (en) * 2002-08-19 2005-11-08 G-Track Corporation System and method for near-field electromagnetic ranging
US7538715B2 (en) 2004-10-04 2009-05-26 Q-Track Corporation Electromagnetic location and display system and method
JP4371863B2 (ja) * 2004-03-12 2009-11-25 キヤノン株式会社 再生装置及び方法
US7383053B2 (en) * 2004-04-28 2008-06-03 Lawrence Livermore National Security, Llc Position estimation of transceivers in communication networks
JP5030392B2 (ja) * 2004-06-14 2012-09-19 オリンパス株式会社 医療装置の位置検出システムおよび医療装置誘導システム
JP2006105723A (ja) * 2004-10-04 2006-04-20 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 無線タグ位置検知システム、無線タグ位置検知装置及び無線タグ
JP4452190B2 (ja) * 2005-02-02 2010-04-21 株式会社日立製作所 配管サポート施工図の編集方法、図面編集システムおよび編集支援装置
JP2006277176A (ja) * 2005-03-29 2006-10-12 Hitachi Software Eng Co Ltd 設備機器管理システム
US7712670B2 (en) * 2005-09-28 2010-05-11 Sauerwein Jr James T Data collection device and network having radio signal responsive mode switching
JP4605384B2 (ja) * 2005-11-07 2011-01-05 オムロン株式会社 可搬型情報処理端末装置
CN101313233B (zh) * 2005-11-21 2011-10-05 日本电气株式会社 位置推定系统和位置推定方法
US8390456B2 (en) * 2008-12-03 2013-03-05 Tego Inc. RFID tag facility with access to external devices
US7639138B2 (en) * 2007-02-12 2009-12-29 At&T Intellectual Property I, L.P. Methods and apparatus to visualize locations of radio frequency identification (RFID) tagged items
US8271188B2 (en) * 2007-06-29 2012-09-18 Octaview Technologies B.V. Systems and methods for determining location using cellular transition patterns
JP5334237B2 (ja) * 2007-11-29 2013-11-06 株式会社日立製作所 埋金設置位置照合方法および埋金設置位置照合システム
JP2009145055A (ja) * 2007-12-11 2009-07-02 Toyota Motor Corp 自律移動体
JP5199702B2 (ja) * 2008-03-05 2013-05-15 株式会社日立製作所 施工確認装置及びそれを用いた設計支援システム
DE102008053176B4 (de) * 2008-10-24 2011-03-03 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Vorrichtung und Verfahren zum Schätzen einer Orientierung eines mobilen Endgeräts
US20100201520A1 (en) * 2009-02-12 2010-08-12 Symbol Technologies, Inc. System for determining item location based on feedback from fixed radio frequency identification (rfid) readers and/or fixed rfid beacon tags
US8111154B1 (en) * 2009-09-14 2012-02-07 Symantec Corporation Systems and methods for monitoring a mobile-computing device using geo-location information

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005011126A1 (de) * 2005-03-10 2006-09-14 Siemens Ag Generierung virtueller Welten auf Basis einer realen Umgebung
DE102006029122A1 (de) 2006-06-22 2007-12-27 Amedo Gmbh System zur Bestimmung der Position eines medizinischen Instrumentes
DE102007062843A1 (de) 2007-12-21 2009-06-25 Amedo Smart Tracking Solutions Gmbh Verfahren zur Bewegungserfassung
DE102008013611A1 (de) * 2008-03-11 2009-09-17 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren für einen medizinischen Eingriff
DE102008035633A1 (de) * 2008-05-26 2009-12-10 Universität Karlsruhe (Th) Regalanordnung

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Itzigehl, M.; Polak, D.; Semmo, A.: Visualisierung als Werkzeug für effiziente Interpretationen RFID-generierter Daten und Sensor Informationen. 2008, www.amirsemmo.de/attachements/045_snio_article_2008.pdf [online]. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022229239A1 (de) * 2021-04-30 2022-11-03 TRUMPF Werkzeugmaschinen SE + Co. KG Zuverlässige ortung einer uwb-mobileinheit

Also Published As

Publication number Publication date
EP2609445A1 (de) 2013-07-03
WO2012025411A1 (de) 2012-03-01
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JP2013540990A (ja) 2013-11-07
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US20130184005A1 (en) 2013-07-18
US8938208B2 (en) 2015-01-20

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