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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Lokalisieren von beweglichen Objekten, insbesondere Personen, innerhalb eines lokal abgegrenzten Bereichs wie z.B. eines Firmengeländes, eines Universitätscampus, eines Sicherheits- und/oder Gefahrenbereichs oder innerhalb eines Gebäudes (z.B. Behörde, Krankenhaus, etc.). Die Lokalisierung wird dabei mit Hilfe eines Funkortungssystems, welches zumindest drei Empfangsstationen umfasst, und mit Hilfe von mobilen Sende-/Empfangseinheiten, welche mit den zu lokalisierenden, beweglichen Objekten verbunden sind, durchgeführt. Weiterhin betrifft die gegenständliche Erfindung ein System zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Stand der Technik
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Eine eindeutige und genaue Lokalisierung von beweglichen Objekten, insbesondere Personen und/oder beweglichen Gegenständen wie z.B. Geräten innerhalb einer lokalen Bereichs wie z.B. einem Gelände einer Firma, Universität, Bereiche mit besonderen Sicherheitsauflagen, etc. und/oder innerhalb von Gebäuden (z.B. Behörden, Krankenhaus, etc.) ist für unterschiedliche Anwendungsfälle von Bedeutung. Derartige Anwendungfälle sind z.B. bei der Kontrolle von sicherheitsrelevanten Bereichen und/oder Gefahrenbereichen, bei der Kontrolle/Überwachung von Zugangsbeschränkungen und/oder Zutrittberechtigungen, bei der Verwaltung von beweglichen Gütern/Geräten, etc.
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Mit Hilfe aktueller Lokalisierungsinformationen kann dabei überwacht werden, wo sich ein bewegtes Objekt – d.h. eine Person und/oder ein Gegenstand – innerhalb eines Bereichs befindet. Dabei können beispielsweise Zugangsbeschränkungen überwacht werden, bei unerlaubten Zutrittversuchen Alarmmeldungen oder bei einem unerlaubten Entfernen eines Gegenstands aus einem Bereich eine Diebstahlswarnung abgesetzt werden. Für eine zuverlässige Kontrolle und Überwachung der beweglichen Objekte bzw. entsprechende Alarmierung ist jedoch eine genaue Lokalisierung notwendig, bei welcher eine genaue Bestimmung einer Position bzw. eines Aufenthaltsortes eines beweglichen Objektes, insbesondere einer Person und/oder eines Gegenstands, innerhalb eines Bereichs möglich ist.
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Zur Positionsbestimmung von Personen ist es beispielsweise möglich, innerhalb eines lokalen Bereichs (z.B. Firmengelände, Universitätscampus, staatliche Einrichtung, Krankenhaus, etc.) bestimmte Bereiche wie z.B. sicherheitsrelevante Bereiche oder Gefahrenbereiche, etc. durch bauliche Maßnahmen abzugrenzen. Zusätzlich können dann kontrollierte Zugänge eingesetzt werden, bei welchen beispielsweise Zugangskontrollen durchgeführt werden bzw. auch geprüft werden kann, welche Gegenstände (z.B. Computer, medizinische Geräte, etc.) in den Bereich gebracht werden oder diesen verlassen. Die Zugangskontrollen können dabei manuell und/oder automatisiert überwacht werden. Allerdings sind derartige bauliche Abgrenzungen und Zugangskontrollen – insbesondere bei vielen unterschiedlichen Bereichen mit unterschiedlichen Sicherheits- und Berechtigungsklassen – aufwendig und kostenintensiv in der Realisierung sowie im Betrieb.
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Eine weitere Methode zur Überwachung von beweglichen Objekten, insbesondere von Personen und/oder bewegliche Gegenstände, ist beispielsweise eine so genannte Echtzeit-Lokalisierung mit Hilfe von Funksystemen bzw. Funktechnologien. Dabei werden z.B. Satelliten-Ortung – das so genannte Global Positioning System (GPS) mit und ohne Kombination mit anderen Funktechnologien wie z.B. GSM, UMTS, RFID, etc., Mobilfunkortung auf Basis von GSM, UMTS, WirelessLAN, etc. oder eine so genannte radiofrequente Bestimmung von Positionen eingesetzt.
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Global Positioning System (GPS) wird allerdings in großen und weitläufigen Bereichen, insbesondere Outdoor-Bereichen bzw. zur Positionsbestimmung von Objekten (z.B. Flugzeugen, Schiffen, etc.) in der See- und Luftfahrt, bei Navigationssystemen im Auto, etc. eingesetzt. Zur Überwachung von beweglichen Objekten ist GPS alleine allerdings nicht geeignet, da ein GPS-Gerät nur Signale empfangen kann. Damit kann die Position des GPS-Geräts nicht lokalisiert werden. Es ist damit nur für eine Navigation einsetzbar.
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Aus Mobilfunktechnologien wie z.B. GSM, UMTS, etc. können für eine Ortsbestimmung eines bewegten Objekts, insbesondere von Personen, genutzt werden. Dabei wird vor allem das Einbuchen eines Mobiltelefons in eine so genannte Basisstation eines Mobilfunknetzes genutzt, um eine Ortung durchzuführen. Eine Ortung mittels Mobilfunk weist allerdings den Nachteil auf, dass die Positionsbestimmung relativ ungenau ist und beispielsweise Fehler von bis +/–30 Metern aufweisen kann.
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Eine funkbasierte Methode zur Überwachung von Personen, bei welcher ebenfalls Funktechnologie, insbesondere Mobilfunk, eingesetzt wird, ist beispielweise die so genannte elektronische Fußfessel, welche im Bereich der Justiz angewendet wird. Die elektronische Fußfessel ist dabei ein Gerät zur Überwachung, das am Fußgelenk eines zu überwachenden Menschen angebracht wird, und welches mit einem Sender ausgestattet ist. Dieser Sender ist dann mit einem stationären Empfänger z.B. per Telefonnetz (z.B. Festnetz oder Mobilfunk) mit der zuständigen, überwachenden Behörde verbunden. Allerdings ist die Lokalisierung bei Anwendungen wie z.B. der elektronischen Fußfessel einerseits an sehr kleine, lokale Bereich gebunden – beispielsweise bei Anbindung an das Festnetz, andererseits kann die Lokalisierung wie bei einer Anbindung an Mobilfunk sehr ungenau sein.
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Zur Ortung von beweglichen Objekten, insbesondere Personen, kann allerdings auch das so genannte Wireless Local Area Network oder WirelessLAN verwendet werden. Dabei wird beispielsweise die Ortung basierend auf Pegelmessungen durchgeführt. Diese Methode ist allerdings vor allem für eine Überwachung von größere Gelände- und/oder Freiflächen, aber auch Gebäuden nur bedingt anwendbar, da aufgrund einer geringen Reichweite der Zugangspunkt des WirelessLAN eine große Anzahl von Zugangspunkten notwendig ist, um eine genaue Lokalisierung von beweglichen Objekten durchzuführen.
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Insbesondere im Logistikbereich z.B. zum so genannten Tracking von Gegenständen, Produkten, Geräten, etc. werden Lokalisierungssysteme verwendet, von welchen z.B. in einem 2,4 GHz-Bereich mit geringer Datenrate gearbeitet wird und von denen auf Basis von Funkverbindungen kurzer Reichweite Positionsdaten übermittelt werden. Üblicherweise werden bei derartigen Systemen Sender wie z.B. so genannte Radio-Frequency Identification-Tags (RFID) an den zu überwachenden Objekten angebracht. Von diesen Sendern werden dann Funksignale ausgesendet und mittels eines Empfangssystems mit zumindest drei funktechnischen Empfangseinheiten aus den jeweils empfangenen Funksignalen eine Position des Senders bzw. der RFID-Tags ermittelt. Allerdings ist die Lokalisierung von Objekten basierend auf Sendern bzw. RFID insbesondere in Gebäuden für eine genaue Positionsbestimmung eines Objekts oder einer Person zu ungenau. Vor allem lässt sich keine eindeutige Raumzuordnung durchführen. Zusätzlich wäre eine Kombination mit einer genauen Nahfeldortung (z.B. mittels Schranken oder bei Türen) mit relativ hohem Montage- und Installationsaufwand verbunden, da beispielsweise eine größere Anzahl von funktechnischen Empfangseinheiten miteinander synchronisiert werden müssen.
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Darstellung der Erfindung
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie ein zugehöriges System zum Lokalisieren von beweglichen Objekten innerhalb eines lokal abgegrenzten Bereichs anzugeben, durch welche einfach und kostengünstig eine genaue Positionsbestimmung der beweglichen Objekte ermöglicht wird.
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Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der Aufgabe durch eine Verfahren der eingangs angeführten Art, welches die in Anspruch 1 beschriebenen Merkmale aufweist, sowie ein zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahren eingerichtetes System gemäß Anspruch 9. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens bzw. des Systems sind in den abhängigen Ansprüchen angeführt.
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Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass zuerst durch ein Funkortungssystem eine grobe Lokalisierung eines beweglichen Objekts, insbesondere einer Person, durchgeführt wird. Dann wird für eine genauere Positionsbestimmung des beweglichen Objekts von einer zentralen Auswerteeinheit des Funkortungssystems ein Funkbefehl an die mobile Sende-/Empfangseinheit, welche mit dem beweglichen Objekt verbunden ist bzw. an diesem angebracht ist, gesendet. Durch den Funkbefehl wird eine mit der mobilen Send-/Empfangseinheit verbundene bzw. in die Sende-/Empfangseinheit integrierte Abstandsmesseinheit aktiviert. Von der Abstandmesseinheit können dann im lokal abgegrenzten Bereich angebrachte Reflektoreinheiten erkannt werden. Wird eine Reflektoreinheit erkannt, so wird von der Abstandsmesseinheit ein Abstand zwischen der erkannten Reflektoreinheit und der Sende-/Empfangseinheit gemessen und eine Identifikationsinformation der Reflektoreinheit festgestellt. Der gemessene Abstand sowie die Identifikationsinformation der Reflektoreinheit werden dann von der mobilen Sende-/Empfangseinheit an das Funkortungssystem gesendet.
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Der Hauptaspekt der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung besteht darin, dass sehr einfach und mit geringen Installationsaufwand – wie z.B. einem Anbringen von elektronischen Reflektoreinheiten im jeweiligen lokal abgegrenzten Bereich, in welchem eine Überwachung von beweglichen Objekten (z.B. Personen, Geräten, etc.) erfolgen soll – ein sehr genaue Lokalisierung der beweglichen Objekte ermöglicht wird. Insbesondere bei Bereichen mit unterschiedlichen Unterbereichen und/oder Berechtigungsklassen wie z.B. Firmengeländen mit Gebäuden, Behörden, etc. kann relativ rasch eine Position beispielsweise bis auf einen Raumebene eines beweglichen Objekts bestimmt werden. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann damit eine sehr genaue Lokalisierung von beweglichen Objekten – insbesondere in Gebäuden durchgeführt werden. Zusätzlich kann z.B. bei einer Veränderung und/oder Vergrößerung des Bereichs sehr einfach aufgrund eines flexiblen Systemaufbaus eine Anpassung bzw. Erweiterung vorgenommen werden.
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Es ist vorteilhaft, wenn für die grobe Lokalisierung von der mobilen Sende-/Empfangseinheit ein Signal ausgesendet wird. Dann von jenen Empfangsstationen des Funkortungssystems, von welchen das Signal empfangen wird, jeweils eine Phasenverschiebung des Signals ermittelt und daraus ein Einfallswinkel des Signals errechnet wird. Aus den errechneten Einfallswinkeln wird dann von der zentralen Auswerteeinheit des Funkortungssystems eine Position der mobilen Sende-/Empfangseinheit abgeschätzt bzw. eine ungefähre Position berechnet. Eine grobe Lokalisierung kann idealer Weise für eine rasche Positionsbestimmung eines beweglichen Objekts verwendet werden bzw. ist insbesondere für eine Lokalisierung in Outdoor- bzw. Freiflächenbereichen z.B. bei Firmengeländen, auf einem Universitätscampus, etc. sinnvoll einsetzbar. Dadurch kann auf rasche und einfache Weise festgestellt werden, dass sich ein bewegliches Objekt, insbesondere ein Person, beispielsweise auf einem Freigelände, etc. befindet oder in welchem Gebäude das bewegliche Objekt zu finden ist. Für eine genauere Positionsbestimmung – insbesondere innerhalb von Gebäuden – kann dann die Abstandsmesseinheit aktiviert werden.
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Eine zweckmäßige Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die mobile Sende-/Empfangseinheit mit Hilfe eines elektronischen Siegels an dem beweglichen Objekt angebracht wird. Durch das elektronische Siegel kann auf einfache Weise ein Missbrauch (z.B. widerrechtliches Entfernen der Sende-/Empfangseinheit, etc.) festgestellt werden. Ein elektronisches Siegel wird beispielsweise in der Logistik zum Versiegeln von Transportbehältern verwendet. Es verbindet dabei die Vorteile mechanischer Bolzenversiegelung und elektronischer Technologie (z.B. RFID, etc.). Es ist aber auch denkbar, das elektronische Siegel beispielweise als Band mit integrierten Widerstandsdrähten auszuführen. Ist das Band geschlossen so kann z.B. mittels Impedanzmessung auf einfache Weise geprüft werden, ob das elektronische Siegel intakt ist – d.h. ob keine Unterbrechung und/oder Überbrückung vorliegt. Wird eine Unterbrechung und/oder Überbrückung festgestellt, so kann z.B. von der mobilen Sende-/Empfangseinheit ein Alarm an das Funkortungssystem gesendet oder direkt ausgelöst werden. Im Falle einer Personenüberwachung könnte die mobile Sende-/Empfangseinheit in Form einer Einheit (z.B. Uhr, etc.) aufgeführt sein, welche am Armgelenk getragen wird. Das Band zum Fixieren der Einheit am Handgelenk könnte beispielsweise das elektronische Siegel bilden.
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Es ist auch günstig, wenn in der mobilen Sende-/Empfangseinheit ein Bewegungssensor integriert wird. Durch einen Bewegungssensor kann auf einfache Weise ein Energieverbrauch der mobilen Sende-/Empfangseinheit optimiert werden. Wird beispielsweise über den Bewegungssensor festgestellt, dass das bewegliche Objekt bzw. die überwachte Person keine Bewegung vornimmt bzw. sich in Ruhe befindet, dann kann z.B. eine Elektronik für die Ortung der Sende-/Empfangseinheit abgeschaltet werden. Es bleibt dann z.B. nur eine Überwachungselektronik der Sende-/Empfangseinheit aktiviert. Wird vom Bewegungssensor eine Bewegung des beweglichen Objekts festgestellt, so kann sehr rasch und einfach die Elektronik für die Ortung der Sende-/Empfangseinheit wieder eingeschaltet werden.
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Des Weiteren empfiehlt sich, wenn lokal abgegrenzte Bereich durch eine Anzahl der Empfangsstationen des Funkortungssystems vorgegeben wird. Dadurch kann auf einfache und flexible Weise – z.B. durch Ergänzen weiterer Empfangsstationen der lokal abgegrenzte Bereich für eine Lokalisierung bzw. Überwachung von beweglichen Objekten vergrößert bzw. angepasst werden. Je nach Form des lokal abgegrenzten bzw. zu überwachenden Bereichs können die Empfangsstationen positioniert werden, wobei eine Empfangsstation je eine Antennengruppe mit geeigneter Anordnung (z.B. linear, zirkular, etc.) beinhalten kann, um eine entsprechende Abdeckung insbesondere für die grobe Lokalisierung des Bereichs zu gewährleisten.
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Die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe erfolgt auch durch eine System der eingangs angegebenen Art, welches zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist. Das erfindungsgemäße System umfasst dazu ein Funkortungssystem mit zumindest drei Empfangsstationen und einer zentralen Auswerteeinheit für eine Berechnung einer Lokalisierungsinformation und zur Steuerung einer Kommunikation sowie zumindest einer mobile Sende-/Empfangseinheit, welche mit einem zu lokalisierenden, beweglichen Objekt verbindbar bzw. fixierbar ist. Weiterhin besteht das erfindungsgemäße System aus einer Abstandsmesseinheit für eine Messung kurzer Distanzen, welche in der mobilen Sende-/Empfangseinheit integriert ist und/oder mit dieser verbindbar ist, sowie im lokal abgegrenzten Bereich angebrachte Reflektoreinheiten mit gespeicherter Identifikationsinformation.
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Der Hauptaspekte des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Systems besteht darin, dass mit dem erfindungsgemäßen System auf einfache Weise das erfindungsgemäße Verfahren zum Lokalisieren von beweglichen Objekten rasch und kostengünstig durchführbar ist. Mit dem erfindungsgemäßen System können Positionen von beweglichen Objekten mit großer Genauigkeit – z.B. bis auf Raumebenen – innerhalb eines lokal abgegrenzten Bereichs (z.B. Firmengelände, Universitätscampus, Behörde, Sicherheits- und/oder Gefahrenbereiche, etc.) angegeben werden.
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Dabei kann das erfindungsgemäße System auf einfache und kostengünstige Weise installiert werden. Aufgrund des flexiblen Systemaufbaus kann das System auch einfach – z.B. durch entsprechende Ergänzung von Empfangsstationen und/oder Reflektoreinheiten erweitert bzw. an einen lokal abgegrenzten Bereich angepasst werden.
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Es ist auch vorteilhaft, wenn die Empfangsstationen des Funkortungssystems weiterhin Recheneinheiten zur Berechnung eines jeweiligen Einfallwinkels aus einer Phasenverschiebung eines empfangenen Signals aufweisen. Die ermittelten Einfallwinkel werden dann zur zentralen Auswerteeinheit des Funkortungssystems weitergeleitet und damit rasch eine grobe Positionsbestimmung eines beweglichen Objekts vorgenommen werden. Ist diese Positionsbestimmung für eine Lokalisierung des beweglichen Objekts – z.B. aufgrund der Ausgestaltung eines lokal abgegrenzten Bereichs mit z.B. vielen verschiedenen Gebäuden und/oder Unterbereichen zu ungenau, so kann von der zentralen Auswerteeinheit die Abstandsmesseinheit der mobilen Sende-/Empfangseinheit des beweglichen Objekts aktiviert werden. D.h. es kann sehr rasch einen ungefähre Position eines Objekts festgestellt werden, welche durch eine genaue Lokalisierung ergänzt wird.
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Eine zweckmäßige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems sieht auch vor, dass ein elektronisches Siegel vorgesehen ist, durch welches die mobile Sende-/Empfangseinheit an einem beweglichen Objekt fixierbar ist, und dass die mobile Sende-/Empfangseinheit einen Bewegungssensor für eine Optimierung eines Energieverbrauchs aufweist. Durch das elektronische Siegel wird sichergestellt, dass z.B. die mobile Sende-/Empfangseinheit nicht unberechtigt bzw. widerrechtlich entfernt wird. Durch z.B. Impedanzmessung kann geprüft werden, ob das elektronische Siegel intakt ist. Ein Unterbrechung und/oder Überbrückung kann z.B. ein Auslösen eines Alarms zur Folge haben. Durch den Bewegungssensor kann bei der mobilen Sende-/Empfangseinheit beispielsweise Energie gespart werden. Wird vom integrierten Bewegungssensor keine Bewegung der mobilen Sende-/Empfangseinheit und damit vom beweglichen Objekt festgestellt, so können Teil der mobilen Sende-/Empfangseinheit – insbesondere die Elektronik zur Ortung – deaktiviert oder z.B. in einen so genannten Standby-Modus geschaltet werden.
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Kurzbeschreibung der Zeichnung
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Die Erfindung wird nachfolgend in beispielhafter Weise anhand der beigefügten 1 erläutert. Es zeigt 1 beispielhaft und schematisch einen Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahren zum Lokalisieren von beweglichen Objekten sowie einen beispielhaften Aufbaus des zugehörigen Systems.
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Ausführung der Erfindung
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1 zeigt in schematischer Weise einen beispielhaften lokal abgegrenzten Bereich LB wie z.B. ein Firmengelände, einen Universitätscampus, einen Sicherheits- und/oder Gefahrenbereich, einen Bereich einer staatlichen Behörde oder eines Krankenhauses, etc., in welchem bewegliche Objekte OB (z.B. Personen, Geräte, Güter, etc.) überwacht werden sollen. Dieser lokal abgegrenzte Bereich LB besteht beispielsweise aus einer Freifläche und schematisch dargestellten Gebäuden GB1, GB2, GB3, wobei zur vereinfachten Darstellung der 1 nur in einem ersten Gebäude GB1 eine beispielhafte Raumunterteilung eingezeichnet ist. Die Gebäude GB1, GB2, GB3 können z.B. mehrere Stockwerke und/oder Räume R1 bis R6 aufweisen.
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Auf dem lokal abgegrenzten Bereich LB ist ebenfalls das erfindungsgemäße System angebracht. Das System besteht aus einem Funkortungssystem, welches eine zentrale Auswerteeinheit AW sowie zumindest drei Empfangsstationen E1, E2, E3 aufweist. Die zentrale Auswerteeinheit AW, durch welche eine Berechnung einer Lokalisierungsinformation von beweglichen Objekten OB sowie eine Steuerung einer Kommunikation mit mobilen Sende-/Empfangseinheiten SE des erfindungsgemäßen Systems durchgeführt wird, ist über eine Datenleitung DL mit den zumindest drei Empfangsstationen E1, E2, E3 verbunden. Die Empfangsstationen E1, E2, E3 sind beispielsweise auf oder in Gebäuden GB1, GB2, GB3 (z.B. Dach, etc.) und/oder im Freigelände angebracht. Durch eine Anzahl sowie eine Ausrichtung der Empfangsstationen E1, E2, E3, wird der lokal abgegrenzte Bereich für eine Lokalisierung von beweglichen Objekten OB vorgegeben. Eine Empfangsstation E1, E2, E3 des Funkortungssystems beinhaltet dabei zumindest eine Antennengruppe mit geeigneter Anordnung der Einzelantennen (z.B. linear, zirkular, etc.) – je nach Form des zu überwachenden lokal abgegrenzten Bereichs LB, je Einzelantenne einen Funkempfänger und eine Recheneinheit, mit welcher ein Einfallswinkel eines empfangenen Signals aus einer Phasenverschiebung dieses Signals berechnet werden kann.
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Weiterhin umfasst das erfindungsgemäße System zumindest eine mobile Sende-/Empfangseinheit SE, welche an einem zu überwachenden beweglichen Objekt OB angebracht werden kann. Eine Anbringung der mobilen Sende-/Empfangseinheit SE am zu überwachenden Objekt erfolgt mit Hilfe eines so genannten elektronischen Siegels, welches beispielsweise durch ein Band mit integrierten Widerstandsdrähten realisiert werden kann. Wird das elektronische Siegel bzw. Band beim Anbringen an einem Objekt OB geschlossen, so kann beispielsweise mittels Impedanzmessung überwacht werden, ob das elektronische Siegel intakt ist bzw. bleibt. Wird eine Überbrückung und/oder Unterbrechung des elektronischen Siegels erkannt, so kann z.B. ein Alarm ausgelöst werden. Im Falle einer Überwachung bzw. Lokalisierung von Personen kann die mobile Sende-/Empfangseinheit SE in Form einer Uhr ausgestaltet sein und das elektronische Siegel wie ein Uhrband für eine Befestigung der mobilen Sende-/Empfangseinheit SE z.B. am Handgelenk einer Person ausgeführt sein.
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Die mobile Sende-/Empfangseinheit SE umfasst weiterhin eine Energiequelle (z.B. Batterie, etc.) für eine Energieversorgung, ein Sende-/Empfangsmodul sowie einen Bewegungssensor. Vom Sende-/Empfangsmodul der mobilen Sende-/Empfangseinheit SE werden mit ausreichender Reichweite, vor allem um den lokal abgegrenzten Bereich abzudecken, Signale für eine grobe Lokalisierung ausgesendet. So kann beispielsweise mit einem Sende-/Empfangsmodul im niedrigen Frequenzbereich (z.B. mit 27 MHz) eine Abdeckung von ca. 1 bis 2 km erzielt werden. Der Bewegungssensor der mobilen Sende-/Empfangseinheit SE kann zur Optimierung eines Energieverbrauchs eingesetzt werden. D.h. es können beispielsweise Komponenten für eine Ortung wie z.B. das Sende-/Empfangsmodul abgeschaltet werden, wenn keine Bewegung des Objekts OB festgestellt wird. Eine Überwachung z.B. des elektronischen Siegels bleibt aber weiterhin aktiv.
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Das erfindungsgemäße System besteht weiterhin aus einem Abstandsmesseinheit AB, welche mit der mobilen Sende-/Empfangseinheit SE verbunden oder in die mobile Sende-/Empfangseinheit SE integriert ist, sowie aus im lokal abgegrenzten Bereich LB angebrachten Reflektoreinheiten RE1 bis RE6 (z.B. Funk-Reflektoren, etc.) mit gespeicherter Identifikationsinformation (z.B. eigner Nummer, Raumkennung, etc.). Dabei sind die Reflektoreinheiten RE1 bis RE6, welche in einem Gehäuse beispielsweise eine Recheneinheit (z.B. Mikrokontroller, etc.), ein Sende-/Empfangsmodul insbesondere im GHz-Bereich sowie eine Energieversorgung umfassen, insbesondere in Unterbereichen des lokal abgegrenzten Bereichs LB wie z.B. innerhalb von Gebäuden GB1, GB2, GB3 angebracht, in welchen eine genauere örtliche Auflösung für eine Lokalisierung einen beweglichen Objektes OB notwendig ist.
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In 1 sind beispielhaft die Reflektoreinheiten RE1 bis RE6 in einem ersten Gebäude GB1 dargestellt. Dabei ist z.B. in jedem Raum R1 bis R6 zumindest eine Reflektoreinheit RE1 bis RE6 angebracht. Für lange Korridore und/oder größere Räume wie z.B. eine langen Raum R4 in 1 können mehrere Reflektoreinheiten RE4a, RE4b verwendet werden, um beispielsweise eine Genauigkeit bei der Lokalisierung von ca. +/–10 Metern zu erzielen.
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Soll nun beispielsweise ein bewegliches Objekt OB, welches sich innerhalb des lokal abgegrenzten Bereichs LB befindet, überwacht und lokalisiert werden, so kann dieses Objekt OB z.B. bei einem Eingang bzw. Eintreten in den Bereich LB mit einer mobilen Sende-/Empfangseinheit SE versehen werden. Von der mobilen Sende-/Empfangseinheit SE wird in einem ersten Verfahrensschritt 1 ein Signal in einem niedrigen Frequenzbereich – z.B. mit 27 MHz ausgesendet, während das bewegliche Objekt OB innerhalb des lokal abgegrenzten Bereich LB in Bewegung ist bzw. sich die zu lokalisierende Person OB innerhalb des lokal abgegrenzten Bereich bewegt. Das Signal wird von den Empfangsstationen E1, E2, E3 des Funkortungssystems empfangen, sofern diese in Reichweite der Sende-/Empfangsempfangseinheit SE sind. Für eine grobe Lokalisierung des Objekts OB ist ein Empfang des ausgesendeten Signals durch zumindest drei Empfangsstationen E1, E2, E3 notwendig.
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In einem zweiten Verfahrensschritt 2 wird von jenen Empfangsstationen E1, E2, E3, von welchen das von der Sende-/Empfangseinheit SE ausgesendete Signal empfangen worden ist, eine Phasenverschiebung des Signals ermittelt. Dann wird in der jeweiligen Recheneinheit der jeweiligen Empfangsstation E1, E2, E3 aus der Phasenverschiebung ein Einfallswinkel des Signals der Sende-/Empfangseinheit SE berechnet. In einem dritten Verfahrensschritt 3 werden die von den Empfangsstationen E1, E2, E3 berechneten Einfallwinkel des Signals über die Datenleitung DL an die zentrale Auswerteeinheit AW des Funkortungssystems übertragen. Von der zentralen Auswerteeinheit AW wird dann eine grobe Position des beweglichen Objekts OB – z.B. mit einer Genauigkeit von ca. +/–30 bis +/–50 Meter – aus den von den Empfangsstationen E1, E2, E3 berechneten Einfallwinkeln ermittelt.
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Wird von der zentralen Auswerteeinheit AW bzw. z.B. über eine Visualisierungssoftware erkannt, dass die grobe Positionsbestimmung zu ungenau ist, das sich das bewegliche Objekt OB beispielsweise in einem Gebäude GB1 – wie in 1 beispielhaft dargestellt – oder aus anderen Gründen (z.B. sicherheitsrelevante Bereich, etc.) zu ungenau ist, so wird in einem vierten Verfahrensschritt 4 eine Funkbefehl an die mobile Sende-/Empfangseinheit SE gesendet. Durch den Funkbefehl wird die mit der mobilen Sende-Empfangseinheit SE verbundenen bzw. in diese integrierte Abstandsmesseinheit AB aktiviert. Von der Abstandsmesseinheit AB wird dann in einem fünften Verfahrensschritt 5 eine nächstgelegene Reflektoreinheit RE4a erkannt und über z.B. ein Signal im Hochfrequenz-Bereich z.B. im Giga-Hertz-Bereich ein Abstand zwischen der Sende-/Empfangseinheit SE und der nächstgelegenen Reflektoreinheit RE4a gemessen. Beim fünften Verfahrensschritt 5 wird zusätzlich eine Identifikationsinformation (z.B. Nummer, Raumnummer, etc.) der erkannten Reflektoreinheit RE4a an die Sende-/Empfangseinheit SE übertragen bzw. von dieser ausgelesen.
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In einem sechsten Verfahrensschritt 6 wird dann der über die Abstandmesseinheit AB ermittelte Abstand zur erkannten Reflektoreinheit RE4a sowie die Identifikationsinformation der erkannten Reflektoreinheit RE4a von der Sende-/Empfangseinheit SE beispielsweise über ein Funksignal mit niedriger Frequenz an die zentrale Auswerteeinheit AW des Funkortungssystems übertragen. Vom Funkortungssystem kann nun die Position des beweglichen Objekts OB genauer und mit geringerer Abweichung ermittelt werden. Die ermittelte Position des Objekts OB kann dann beispielsweise mittels Visualisierungssoftware angezeigt werden. Durch eine Kombination von grober Lokalisierung mittels zumindest drei Empfangsstationen E1, E2, E3 des Funkortungssystems und der Bestimmung des Abstands zu einer eindeutige identifizierbaren Reflektoreinheit RE1 bis RE6 kann ein bewegliches Objekt mit guter Genauigkeit innerhalb eines lokal abgegrenzten Bereichs LB – insbesondere innerhalb von Gebäuden GB1, GB2, GB3 – lokalisiert werden.
