DE102014101296A1 - Determining the position of a user terminal by means of sound waves - Google Patents

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Abstract

Anordnung (100) zur Positionsbestimmung eines Nutzer-Endgeräts (102) in einem Aufenthaltsgebiet (104), wobei die Anordnung (100) das Nutzer-Endgerät (102), eine Schallemittereinrichtung (106), die zum Emittieren von Schallwellen ausgebildet ist, eine Schalldetektoreinrichtung (108), die zum Detektieren der emittierten Schallwellen ausgebildet ist, und eine Positionsbestimmungseinrichtung (110) aufweist, die zum Bestimmen der Position des Nutzer-Endgeräts (102) basierend auf Zeitinformation hinsichtlich des Emittierens von Schallwellen durch die Schallemittereinrichtung (106) und des Detektierens der Schallwellen durch die Schalldetektoreinrichtung (108) und basierend auf vorbekannter Positionsinformationen hinsichtlich der Position von einer der Schallemittereinrichtung (106) und der Schalldetektoreinrichtung (108) eingerichtet ist, wobei eine der Schallemittereinrichtung (106) und der Schalldetektoreinrichtung (108) Teil des Nutzer-Endgeräts (102) ist und die jeweils andere an vorbekannten Positionen in dem Aufenthaltsgebiet (104) angeordnet ist.An arrangement (100) for determining the position of a user terminal (102) in a location area (104), the arrangement (100) comprising the user terminal (102), a sound emitting device (106) designed to emit sound waves, sound detection means (108) adapted to detect the emitted sound waves, and position determining means (110) for determining the position of the user terminal (102) based on time information regarding the emission of sound waves by the sound emitting means (106) and the detecting the sound waves are established by the sound detection means (108) and based on previously known positional information regarding the position of one of the sound emitting means (106) and the sound detecting means (108), one of the sound emitting means (106) and the sound detecting means (108) being part of the user terminal (102) and each other before known positions in the residence area (104) is arranged.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Positionsbestimmung eines Nutzer-Endgeräts in einem Aufenthaltsgebiet, insbesondere in einem Gebäude.The invention relates to an arrangement for determining the position of a user terminal in a residence area, in particular in a building.

Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Positionsbestimmung eines Nutzer-Endgeräts in einem Aufenthaltsgebiet.Moreover, the invention relates to a method for determining the position of a user terminal in a location area.

Die Erfindung betrifft ferner ein computerlesbares Speichermedium.The invention further relates to a computer-readable storage medium.

Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Programm-Element.The invention also relates to a program element.

Moderne GPS-(Global Positioning System, Globales Positionsbestimmungssystem)Technologien ermöglichen die weltweite Lokalisierung und Navigation mittels dedizierter Geräte sowie Mobiltelefonen oder Tablets, die mit entsprechender Software und entsprechenden GPS-Modulen ausgestattet sind. Im Innenbereich von Gebäuden und anderen Aufenthaltsgebieten eines Nutzer-Endgeräts funktioniert das funkbasierte GPS nicht oder nicht ausreichend gut, was entsprechende Navigationslösungen in Gebäuden unmöglich oder zumindest unzuverlässig macht, obwohl es für diese zahlreiche Anwendungen gäbe – in Einkaufszentren, öffentlichen Einrichtungen, Hotels oder Krankenhäusern. Es gibt verschiedene Lösungsansätze mittels WLAN und anderer Funktechnologien, die entweder mit Proximität oder Laufzeitmessungen arbeiten, aber alle relativ aufwändig und zum großen Teil nicht sehr genau sind.Modern GPS (Global Positioning System) technologies enable worldwide localization and navigation through dedicated devices as well as mobile phones or tablets equipped with appropriate software and corresponding GPS modules. In the indoor area of buildings and other common areas of a user terminal, the radio-based GPS does not work or does not work well enough, making such navigation solutions in buildings impossible or at least unreliable, even though there are many applications for them - in shopping malls, public buildings, hotels or hospitals. There are different approaches using Wi-Fi and other wireless technologies that either work with proximity or runtime measurements, but are all relatively expensive and, for the most part, not very accurate.

Es ist immer noch schwierig, in Gebäuden oder ähnlichen Aufenthaltsgebieten eines Nutzer-Endgeräts eine genaue Positionsbestimmung von Nutzer-Endgeräten mit vertretbarem Aufwand durchzuführen.It is still difficult to accurately locate user terminals in buildings or similar locations of a user terminal at a reasonable cost.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in Gebäuden oder ähnlichen Aufenthaltsgebieten eines Nutzer-Endgeräts eine genaue Positionsbestimmung von Nutzer-Endgeräten mit vertretbarem Aufwand durchzuführen.It is an object of the present invention, in buildings or similar areas of residence of a user terminal to perform an accurate positioning of user terminals with reasonable effort.

Diese Aufgabe wird durch eine Anordnung und ein Verfahren zur Positionsbestimmung eines Nutzer-Endgeräts in einem Aufenthaltsgebiet, durch ein computerlesbares Speichermedium und durch ein Programm-Element mit den Merkmalen gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst.This object is achieved by an arrangement and a method for determining the position of a user terminal in a location area, by a computer-readable storage medium and by a program element having the features according to the independent patent claims.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist eine Anordnung zur Positionsbestimmung eines Nutzer-Endgeräts in einem Aufenthaltsgebiet (zum Beispiel einem Gebäude, in dem sich das Nutzer-Endgerät gegenwärtig aufhält, und in dem Positionsbestimmung mittels GPS nicht möglich oder nicht gewünscht ist) geschaffen, wobei die Anordnung das Nutzer-Endgerät, eine Schallemittereinrichtung, die zum Emittieren von Schallwellen ausgebildet ist, eine Schalldetektoreinrichtung (wobei entweder die Schallemittereinrichtung aus mehreren Schallemittern oder die Schaldetektoreinrichtung aus mehreren Schalldetektoren gebildet sein kann), die (insbesondere an bezüglich der Schallemittereinrichtung anderer Position) zum (insbesondere zeitverzögerten, d.h. nach Durchlaufen einer Wegstrecke zwischen Schallemittereinrichtung und Schalldetektoreinrichtung) Detektieren der emittierten Schallwellen ausgebildet ist, und eine Positionsbestimmungseinrichtung aufweist, die zum Bestimmen der Position des Nutzer-Endgeräts basierend auf Zeitinformation (zum Beispiel Zeitpunkten) hinsichtlich des Emittierens von Schallwellen durch die Schallemittereinrichtung und des Detektierens der Schallwellen durch die Schalldetektoreinrichtung und basierend auf vorbekannter Positionsinformationen hinsichtlich der Position von einer der Schallemittereinrichtung und der Schalldetektoreinrichtung (insbesondere in dem Aufenthaltsgebiet) eingerichtet ist, wobei (insbesondere nur oder genau) eine der Schallemittereinrichtung und der Schalldetektoreinrichtung Teil des Nutzer-Endgeräts ist und die jeweils andere Einrichtung (d.h. Schalldetektoreinrichtung bzw. Schallemittereinrichtung) an vorbekannten Positionen in dem Aufenthaltsgebiet angeordnet ist (und nicht Teil des Nutzer-Endgeräts ist).According to an embodiment of the present invention, an arrangement for determining the position of a user terminal in a location area (for example, a building in which the user terminal is currently located and in position determination by means of GPS is not possible or not desired) is provided the arrangement the user terminal, a sound emitting device, which is designed to emit sound waves, a sound detection device (wherein either the sound emitting device of a plurality of sound emitters or the sound detection device may be formed of a plurality of sound detectors), (in particular with respect to the sound emitter device other position) for (In particular time-delayed, that is, after passing through a distance between the sound emitting device and the sound detector device) detecting the emitted sound waves is formed, and having a position determining means for determining the position of the user terminal based on time information (for example times) regarding the emission of sound waves by the sound emitter and the detection of the sound waves by the sound detector means and based on previously known position information regarding the position of one of the sound emitter and the sound detector means (in particular in the location area ), wherein (in particular only or exactly) one of the sound emitting device and the sound detector device is part of the user terminal and the respective other device (ie Sound Detector device or sound emitter device) is arranged at known positions in the location area (and is not part of the user terminal).

Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Positionsbestimmung eines Nutzer-Endgeräts in einem Aufenthaltsgebiet bereitgestellt, wobei bei dem Verfahren Schallwellen mittels einer Schallemittereinrichtung emittiert werden, die emittierten Schallwellen mittels einer Schalldetektoreinrichtung detektiert werden, und die Position des Nutzer-Endgeräts basierend auf Zeitinformation hinsichtlich des Emittierens von Schallwellen durch die Schallemittereinrichtung und des Detektierens der Schallwellen durch die Schalldetektoreinrichtung und basierend auf vorbekannter Positionsinformationen hinsichtlich der Position von einer der Schallemittereinrichtung und der Schalldetektoreinrichtung bestimmt wird, wobei eine der Schallemittereinrichtung und der Schalldetektoreinrichtung Teil des Nutzer-Endgeräts ist und die jeweils andere an vorbekannter Position in dem Aufenthaltsgebiet angeordnet ist.According to another exemplary embodiment of the present invention, a method is provided for determining the position of a user terminal in a location area, wherein in the method sound waves are emitted by means of a sound emitting device, the emitted sound waves are detected by means of a sound detector device, and the position of the user terminal is based on Time information regarding the emission of sound waves by the sound emitter and the detection of the sound waves by the sound detection device and based on previously known position information regarding the position of one of the sound emitter and the sound detection device is determined, wherein one of the sound emitter and the sound detection device is part of the user terminal and the each other is arranged at a previously known position in the residence area.

In einem computerlesbaren Speichermedium gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Programm zur Positionsbestimmung eines Nutzer-Endgeräts in einem Aufenthaltsgebiet gespeichert, welches Programm, wenn es von einem oder mehreren Prozessoren (des Nutzer-Endgeräts und/oder mindestens einer damit kommunizierfähig koppelbaren Steuereinrichtung) ausgeführt wird, die oben beschriebenen Verfahrensschritte steuert bzw. durchführt.In a computer-readable storage medium according to an embodiment of the present invention, a user terminal positioning program is stored in a location area which executes program when executed by one or more processors (the user terminal and / or at least one communicable controller) will the controls or performs the method steps described above.

Ein Programm-Element (Computerprogramm-Element) gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zur Positionsbestimmung eines Nutzer-Endgeräts in einem Aufenthaltsgebiet weist die oben beschriebenen Verfahrensschritte auf (bzw. führt diese durch), wenn es von einem oder mehreren Prozessoren (des Nutzer-Endgeräts und/oder mindestens einer damit kommunizierfähig koppelbaren Steuereinrichtung) ausgeführt wird.A program element (computer program element) according to an exemplary embodiment of the present invention for determining the position of a user terminal in a location area has (or performs) the above-described method steps when it is executed by one or more processors (of the user terminal and / or at least one control device which can be coupled with it in a communicable manner).

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung können sowohl mittels eines Computerprogramms, das heißt einer Software, als auch mittels einer oder mehrerer spezieller elektrischer Schaltungen, das heißt in Hardware, oder in beliebig hybrider Form, das heißt mittels Software-Komponenten und Hardware-Komponenten, realisiert werden. Insbesondere kann bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung die Software zumindest teilweise auch als App, d.h. als downloadbare und dann installierbare Software-Applikation, für das Nutzer-Endgerät ausgebildet sein.Embodiments of the present invention can be realized both by means of a computer program, that is to say a software, and by means of one or more special electrical circuits, that is to say in hardware, or in any hybrid form, that is to say by means of software components and hardware components. In particular, in one embodiment of the invention, the software may be used, at least in part, as an app, i. as a downloadable and then installable software application, be designed for the user terminal.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung erfolgt eine Positionsbestimmung in einem Aufenthaltsgebiet (wie zum Beispiel einem Gebäude) eines Nutzer-Endgerät unter Einsatz von Schallwellen, d.h. mechanischer Wellen (in der Regel reine Longitudinalwellen). Damit wird die Positionsbestimmung des Nutzer-Endgeräts unabhängig von der Empfangbarkeit von Funkwellen, wie dies gemäß GPS der Fall ist. Aufgrund ihrer niedrigeren Propagationsgeschwindigkeit im Vergleich zu elektromagnetischen Wellen sind Schallwellen prädestiniert, mittels einer Laufzeitmessung eine Positionsbestimmung des Nutzer-Endgeräts präzise vorzunehmen. Da Nutzer-Endgeräte, wie zum Beispiel Mobiltelefone, in der Regel bereits über ein Mikrofon (insbesondere zum Empfang von Sprachsignalen) als Schalldetektoreinrichtung bzw. einen Lautsprecher (insbesondere zur Ausgabe von Sprach- und anderen Audiosignalen, zum Beispiel Musik) als Schallemittereinrichtung verfügen, kann diese Hardware in einer erfindungsgemäßen Anordnung synergistisch zur Positionsbestimmung mithilfe propagierender Schallwellen mitverwendet werden.According to an exemplary embodiment of the invention, location determination is made in a location area (such as a building) of a user terminal using sound waves, i. mechanical waves (usually pure longitudinal waves). Thus, the position determination of the user terminal is independent of the reception of radio waves, as is the case according to GPS. Due to their lower propagation speed compared to electromagnetic waves, sound waves are predestined to precisely determine the position of the user terminal by means of a transit time measurement. Since user terminals, such as mobile phones, usually already have a microphone (in particular for receiving speech signals) as a sound detector device or a speaker (in particular for the output of speech and other audio signals, for example music) as a sound emitter device can this hardware in an arrangement according to the invention are used synergistically for determining the position by means of propagating sound waves.

Im Folgenden werden bevorzugte Weiterbildungen der Anordnung, des Verfahrens, des computerlesbaren Speichermediums und des Programm-Elements beschrieben.In the following, preferred developments of the arrangement, the method, the computer-readable storage medium and the program element will be described.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Schalldetektoreinrichtung als Mikrofon des Nutzer-Endgeräts ausgebildet sein. Viele Nutzer-Endgeräte, wie Mobilfunktelefone und Tablet PCs, haben ein Mikrofon, durch welches im Normalbetrieb des Nutzer-Endgeräts eine Spracheingabe durch einen Benutzer ermöglicht ist, zum Beispiel um zu telefonieren oder um mittels Spracherkennung dem Nutzer-Endgerät einen Steuerbefehl zu übermitteln. Gemäß dem beschriebenen Ausführungsbeispiel kann ein solches Mikrofon synergistisch zum Detektieren der für die Positionsbestimmung verwendeten Schallsignale verwendet werden. Gemäß dieser Ausgestaltung ist eine besonders kompakte Anordnung ermöglicht, bei der zum Ausbilden der Schalldetektoreinrichtung kein apparativer Zusatzaufwand anfällt. Um zwischen herkömmlichen Sprachdaten und für die Positionsbestimmung zu verwendenden Schallsignalen zu unterscheiden, können die Schallsignale zum Beispiel in einem vorbestimmten Frequenzintervall (zum Beispiel außerhalb von für Sprache typischen Frequenzen) und/oder in einer vorbestimmten Signalform und/oder in einer vorbestimmten Signalabfolge übermittelt werden.According to one embodiment, the sound detection device may be formed as a microphone of the user terminal. Many user terminals, such as mobile phones and tablet PCs, have a microphone through which in normal operation of the user terminal a voice input by a user is enabled, for example, to make calls or to communicate by means of speech recognition the user terminal a control command. According to the described embodiment, such a microphone can be used synergistically for detecting the sound signals used for the position determination. According to this embodiment, a particularly compact arrangement is possible in which no additional equipment is required to form the sound detection device. In order to distinguish between conventional speech data and sound signals to be used for position determination, the sound signals may be transmitted, for example, at a predetermined frequency interval (for example, outside of speech typical frequencies) and / or in a predetermined waveform and / or in a predetermined signal sequence.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Schallemittereinrichtung als Mehrzahl von an unterschiedlichen Positionen in dem Aufenthaltsgebiet anordbaren separaten Schallquellen (zum Beispiel Lautsprecher) ausgebildet sein, die nicht Teil des Nutzer-Endgeräts bilden. Für eine eindeutige und präzise Positionsbestimmung ist das Vorsehen von drei an unterschiedlichen, vorzugsweise festen, Positionen in dem Aufenthaltsgebiet lokalisierten Schallquellen vorteilhaft. Für eine gröbere Positionsbestimmung ist auch eine geringere Anzahl möglich, für eine weitere Verfeinerung der Positionsbestimmung unter Verwendung von Redundanzeffekten ist auch das Vorsehen von mehr als drei Schallquellen möglich.According to an exemplary embodiment, the sound emitting device may be formed as a plurality of separate sound sources (for example loudspeakers) which can be arranged at different positions in the locating area and which do not form part of the user terminal. For a clear and precise position determination, the provision of three sound sources located at different, preferably fixed, positions in the location area is advantageous. For a coarser position determination also a smaller number is possible, for a further refinement of the position determination using redundancy effects and the provision of more than three sound sources is possible.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Schallemittereinrichtung als Lautsprecher des Nutzer-Endgeräts ausgebildet sein. Viele Nutzer-Endgeräte, wie Mobilfunktelefone und Tablet PCs, haben einen Lautsprecher, durch welchen im Normalbetrieb des Nutzer-Endgeräts eine Sprachausgabe oder eine sonstige Audioausgabe an einen Benutzer ermöglicht ist, zum Beispiel um zu telefonieren oder um Musik zu hören. Gemäß dem beschriebenen Ausführungsbeispiel kann ein solcher Lautsprecher synergistisch zum Erzeugen bzw. Emittieren der für die Positionsbestimmung verwendeten Schallsignale verwendet werden. Gemäß dieser Ausgestaltung ist eine besonders kompakte Anordnung ermöglicht, bei der zum Ausbilden der Schallemittereinrichtung kein apparativer Zusatzaufwand anfällt.According to one embodiment, the sound emitting device may be formed as a loudspeaker of the user terminal. Many user terminals, such as cellular phones and tablet PCs, have a speaker through which, during normal operation of the user terminal, a voice output or other audio output to a user is enabled, for example, to make phone calls or to listen to music. According to the described embodiment, such a loudspeaker can be used synergistically for generating or emitting the sound signals used for the position determination. According to this embodiment, a particularly compact arrangement is possible in which no additional equipment is required to form the sound emitting device.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Schalldetektoreinrichtung als Mehrzahl von an unterschiedlichen Positionen in dem Aufenthaltsgebiet anordbaren separaten Schalldetektoren ausgebildet sein, die nicht Teil des Nutzer-Endgeräts bilden. Für eine eindeutige und präzise Positionsbestimmung ist das Vorsehen von drei an unterschiedlichen, vorzugsweise festen, Positionen in dem Aufenthaltsgebiet lokalisierten Schalldetektoren vorteilhaft. Für eine gröbere Positionsbestimmung ist auch eine geringere Anzahl möglich, für eine weitere Verfeinerung der Positionsbestimmung unter Verwendung von Redundanzeffekten ist auch das Vorsehen von mehr als drei Schalldetektoren möglich.According to an exemplary embodiment, the sound detection device may be formed as a plurality of separate sound detectors that can be arranged at different positions in the location area and that do not form part of the user terminal. For a clear and precise position determination is the provision of three at different, preferably fixed, positions in the Residence area located sound detectors advantageous. For a coarser position determination also a smaller number is possible, for a further refinement of the position determination using redundancy effects and the provision of more than three sound detectors is possible.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Positionsbestimmungseinrichtung als Teil des Nutzer-Endgeräts ausgebildet sein. Gemäß dieser Ausgestaltung kann der in vielen Nutzer-Endgeräten ohnehin vorgesehene Prozessor mittels einer entsprechenden Software-Applikation die Positionsbestimmung durchführen und somit als Positionsbestimmungseinrichtung dienen. Die entsprechende Steuerlogik bzw. die erforderlichen Berechnungsalgorithmen können mittels eines Software-Elements bereitgestellt werden, das in dem Nutzer-Endgerät gespeichert werden kann (zum Beispiel als App). Eine apparative Anpassung eines handelsüblichen Nutzer-Endgeräts (zum Beispiel ein Smartphone) kann dann entbehrlich sein.According to one embodiment, the position determination device may be formed as part of the user terminal. According to this embodiment, the processor provided in any case in many user terminals can carry out the position determination by means of a corresponding software application and thus serve as a position determination device. The corresponding control logic or the required calculation algorithms can be provided by means of a software element that can be stored in the user terminal (for example as an app). An apparatus adaptation of a commercially available user terminal (for example, a smartphone) can then be dispensed with.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Anordnung eine oder mehrere Steuereinrichtungen (zum Beispiel Computer, insbesondere Server) aufweisen, die von dem Nutzer-Endgerät unterschiedlich sind und innerhalb und/oder außerhalb des Aufenthaltsgebiets lokalisert sein können. Eine solche Steuereinrichtung kann optional mit dem Nutzer-Endgerät kommunizierfähig gekoppelt sein, insbesondere über ein Mobilfunkkommunikationsnetz oder das Internet. Es ist auch eine drahtgebundene Kommunikation einer solchen Steuereinrichtung mit damit kommunizierfähig gekoppelten Geräten möglich. Die Steuereinrichtung kann auch mit der Schallemittereinrichtung und/oder der Schalldetektoreinrichtung kommunizierfähig gekoppelt sein, insbesondere um das Emittieren der Schallwellen zu steuern und/oder um Signale im Zusammenhang mit den detektierten Schallwellen zu empfangen. Eine solche Steuereinrichtung kann zum Beispiel dem Aufenthaltsgebiet (zum Beispiel einem Einkaufszentrum) zugeordnet sein. Dann kann die Steuereinrichtung zum Beispiel die Lautsprecher des Einkaufszentrums so ansteuern, dass diese in einer vorgebbaren Weise Schallsignale zur Positionsbestimmung eines Nutzer-Endgeräts emittieren. Es ist alternativ oder ergänzend aber auch möglich, eine zentrale Steuereinrichtung vorzusehen (zum Beispiel ein Trusted Server), die von zentraler Position aus, zum Beispiel über das Internet, die Positionsbestimmung vieler Nutzer-Endgerät in mehreren Aufenthaltsgebieten (zum Beispiel verschiedenen Einkaufszentren) steuert bzw. überwacht.According to one embodiment, the arrangement may comprise one or more control devices (for example computers, in particular servers) which are different from the user terminal and can be located inside and / or outside the location area. Such a control device may optionally be communicably coupled to the user terminal, in particular via a mobile radio communication network or the Internet. It is also a wired communication of such a control device with it communicable coupled devices possible. The control device can also be coupled in a communicable manner with the sound emitting device and / or the sound detector device, in particular in order to control the emission of the sound waves and / or to receive signals in connection with the detected sound waves. Such a controller may, for example, be associated with the residence area (for example a shopping center). The control device can then, for example, control the loudspeakers of the shopping center in such a way that they emit sound signals for determining the position of a user terminal in a predeterminable manner. Alternatively or additionally, however, it is also possible to provide a central control device (for example a trusted server) which controls or determines the position determination of many user terminals in several residence areas (for example different shopping centers) from a central position, for example via the Internet . supervised.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Positionsbestimmungseinrichtung als Teil der Steuereinrichtung ausgebildet sein. In diesem Fall kann die erforderliche Ressource zum Durchführen der Berechnungen für die Positionsbestimmungen für mehrere Nutzer-Endgeräte zentralisiert werden, so dass die Anforderungen an die Nutzer-Endgeräte dann äußerst begrenzt sind. Es ist dann ausreichend, dass der Steuereinrichtung die mit einem jeweiligen Zeitstempel versehenen Ton- bzw. Schallsignale übermittelt werden und die Steuereinrichtung die Position der Schallemittereinrichtung oder der Schalldetektoreinrichtung kennt, die mit dem Nutzer-Endgerät schallkommunizierfähig gekoppelt ist.According to one embodiment, the position determination device may be formed as part of the control device. In this case, the required resource for performing the positioning determinations may be centralized for multiple user terminals, so that the demands on the user terminals are then extremely limited. It is then sufficient for the control device to transmit the sound or sound signals provided with a respective time stamp and for the control device to know the position of the sound emitting device or the sound detector device which is coupled in a sound-communicable manner with the user terminal.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Steuereinrichtung ausgebildet sein, dem Nutzer-Endgerät basierend auf der bestimmten Position einen standortbezogenen Dienst bereitzustellen. Kennt die Steuereinrichtung die aktuelle Position des Nutzer-Endgeräts in dem Aufenthaltsgebiet, so kann die Steuereinrichtung den Nutzer-Endgerät Daten übermitteln, die sich auf die aktuelle Position beziehen. Wenn zum Beispiel ein Benutzer des Nutzer-Endgeräts in einem Einkaufszentrum an einem bestimmten Ladengeschäft entlang geht und dies von der Anordnung erkannt wird, so kann auf den Nutzer-Endgerät Information zu diesem Ladengeschäft angezeigt werden, zum Beispiel Sonderangebote. Andere Applikationen sind das Anzeigen eines Lageplans oder einer Übersichtskarte eines Einkaufszentrums samt Anzeige der aktuellen Position des Benutzers auf einer Anzeigeeinrichtung (zum Beispiel einem LCD Display) des Nutzer-Endgeräts, ein Wegweiser zu einem Röntgenlabor als Orientierungshilfe für einen Patienten in einem Krankenhaus oder ein Hinweis auf die Position des Benutzers bezüglich eines Schwimmbades in einem Hotel.According to an embodiment, the controller may be configured to provide the user terminal with a location based service based on the determined location. If the control device knows the current position of the user terminal in the location area, the control device can transmit data relating to the current position to the user terminal. For example, if a user of the user terminal in a shopping mall walks along a particular retail store and is recognized by the arrangement, information about that store may be displayed on the user terminal, for example special offers. Other applications include displaying a map of a shopping center including displaying the current position of the user on a display device (for example, an LCD display) of the user terminal, a signpost to an X-ray laboratory as a guide to a patient in a hospital, or a note on the position of the user with regard to a swimming pool in a hotel.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Positionsbestimmungseinrichtung zum Bestimmen der Position des Nutzer-Endgeräts mittels einer Laufzeitbestimmung bzw. Laufzeitmessung der Schallwellen ausgebildet sein. Die Geschwindigkeit von Schallwellen in Luft ist bekannt (≈340 m/s). Ist ferner der Zeitpunkt des Aussendens von Schallwellen von der Schallemittereinrichtung und der Zeitpunkt des Empfangs dieser Schallwellen an der an einer anderen Position befindlichen Schalldetektoreinrichtung bekannt, und ist ferner die Position der Schallemittereinrichtung oder der Schalldetektoreinrichtung bekannt, so kann die jeweils andere unbekannte Position (der Schallemittereinrichtung bzw. der Schalldetektoreinrichtung) bestimmt werden, indem die Prozedur mit unterschiedlichen Schallsendern oder unterschiedlichen Schallempfängern (vorzugsweise dreimal oder mehr als dreimal) wiederholt wird. Das Bestimmen der Position des Nutzer-Endgeräts mittels einer Laufzeitbestimmung kann auch unter Verwendung von Triangulation erfolgen.According to one exemplary embodiment, the position determination device can be designed to determine the position of the user terminal by means of a transit time determination or transit time measurement of the sound waves. The velocity of sound waves in air is known (≈340 m / s). Furthermore, if the time of transmission of sound waves from the sound emitter and the time of reception of these sound waves at the sound detection device located at another position, and the position of the sound emitter or the sound detection device is known, the other unknown position (the sound emitter or the sound detector device) can be determined by repeating the procedure with different sound transmitters or different sound receivers (preferably three times or more than three times). The determination of the position of the user terminal by means of a transit time determination can also be carried out using triangulation.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Positionsbestimmungseinrichtung zum Bestimmen einer Positionsänderung (also von Bewegungsinformation betreffend eine Bewegung) des Nutzer-Endgeräts mittels Erfassens einer Frequenzverschiebung zwischen den emittierten Schallwellen und den detektierten Schallwellen ausgebildet sein. Mittels des akustischen Dopplereffekts ist es möglich, aus dem Betrag einer Frequenzverschiebung zwischen den emittierten Schallwellen und den detektierten Schallwellen eine Relativgeschwindigkeit zwischen Schallquelle und Schalldetektor zu ermitteln. Aus dem Vorzeichen einer Frequenzverschiebung zwischen den emittierten Schallwellen und den detektierten Schallwellen kann eine Bewegungsrichtung (Annähern oder Entfernen) ermittelt werden. Bewegt sich der Benutzer samt Nutzer-Endgerät (und somit mit Schalldetektor oder Schallquelle) und verbleiben die mit dem Nutzer-Endgerät schallkommunizierfähig gekoppelten Schallquellen oder Schalldetektoren ortsfest, so lässt sich auch die Geschwindigkeit des Benutzers samt Nutzer-Endgerät ermitteln. Dies erlaubt es, die Informationsbasis zum Ermitteln der aktuellen Position des Nutzer-Endgeräts zu verfeinern und auch Positionsänderungen mit einzubeziehen. Die Bereitstellung der standortbezogenen Dienste kann bei Kenntnis der Bewegungsrichtung verfeinert werden, da in der nahen Zukunft möglicherweise gewünschte Dienste antizipiert werden können.According to one exemplary embodiment, the position determination device can be used to determine a change in position (ie of Motion information regarding a movement) of the user terminal may be formed by detecting a frequency shift between the emitted sound waves and the detected sound waves. By means of the acoustic Doppler effect, it is possible to determine a relative speed between the sound source and the sound detector from the amount of a frequency shift between the emitted sound waves and the detected sound waves. From the sign of a frequency shift between the emitted sound waves and the detected sound waves, a direction of movement (approach or removal) can be determined. If the user together with the user terminal (and thus with sound detector or sound source) moves and the sound sources or sound detectors coupled to the user terminal remain stationary, the speed of the user together with the user terminal can also be determined. This makes it possible to refine the information base for determining the current position of the user terminal and also to incorporate changes in position. The provision of the location-based services can be refined with knowledge of the direction of movement, since in the near future possibly desired services can be anticipated.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel können die von der Schallemittereinrichtung emittierbaren und von der Schalldetektoreinrichtung detektierbaren Schallwellen ausgewählt sein aus Infraschall (insbesondere Frequenzen kleiner 16 Hz), Hörschall (insbesondere Frequenzen zwischen 16 Hz und 20 kHz), Ultraschall (insbesondere Frequenzen zwischen 20 kHz und 1,6 GHz) und Hyperschall (insbesondere Frequenzen oberhalb Ultraschallfrequenzen). Da Mikrofone von Nutzer-Endgeräten häufig eine hohe Empfindlichkeit im hörbaren Frequenzbereich von Schall haben, können die Schallsignale in diesem Frequenzbereich besonders präzise übermittelt werden. Eine Übermittlung der Schallsignale im Ultraschallbereich ist vorteilhaft, weil dann keinerlei Gefahr einer Überschneidung mit Nutzsignalen auftritt, die von den Mikrofonen der Nutzer-Endgeräte detektiert werden (zum Beispiel Sprache eines Benutzers).According to one exemplary embodiment, the sound waves that can be emitted by the sound emitting device and detectable by the sound detector device can be selected from infrasound (in particular frequencies less than 16 Hz), audible sound (in particular frequencies between 16 Hz and 20 kHz), ultrasound (in particular frequencies between 20 kHz and 1.6 GHz) and hypersonic (especially frequencies above ultrasonic frequencies). Since microphones of user terminals often have a high sensitivity in the audible frequency range of sound, the sound signals in this frequency range can be transmitted very precisely. A transmission of the sound signals in the ultrasonic range is advantageous because then no risk of overlapping with useful signals that are detected by the microphones of the user terminals (for example, a user's language).

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Schallemittereinrichtung zum Emittieren von Schallwellen zur Positionsbestimmung gemäß einem vorbestimmten Muster, insbesondere in vorbestimmten Zeitabständen, ausgebildet sein. Ist die Charakteristik, das Muster bzw. die Sequenz von Schallsignalen bekannt, mit denen die Schallemittereinrichtung Schall aussendet (insbesondere der Abstand benachbarter Schallpulse, die Breite eines Schallpulses und/oder die Frequenz eines Schallpulses), so ist es mittels Mustererkennung für die Schalldetektoreinrichtung besser möglich, zwischen Schallsignalen zur Positionsbestimmung und Nutzschall (zum Beispiel die Spracheingabe eines Benutzers) zu unterscheiden.According to one exemplary embodiment, the sound emitting device can be designed to emit sound waves for position determination according to a predetermined pattern, in particular at predetermined time intervals. If the characteristic, the pattern or the sequence of sound signals with which the sound emitting device emits sound (in particular the distance of adjacent sound pulses, the width of a sound pulse and / or the frequency of a sound pulse), it is better possible by means of pattern recognition for the sound detection device to differentiate between sound signals for position determination and useful sound (for example, the voice input of a user).

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Schallemittereinrichtung zum Kaschieren der zur Positionsbestimmung ausgesendeten Schallwellen zum insbesondere gleichzeitigen Emittieren von Kaschier-Hörschall, insbesondere Musik oder Sprache, ausgebildet sein. Das Aussenden von Schallwellen zur Positionsbestimmung von Nutzer-Endgeräten (zum Beispiel durch Lautsprecher in einem Einkaufszentrum) kann unter Umständen als störend empfunden werden. Das Überlagern von Kaschier-Hörschall, d.h. von Benutzern als angenehm empfundenem Schall wie zum Beispiel Musik oder menschliche Sprache, kann das subjektive Empfinden von menschlichen Benutzern im Milieu der erfindungsgemäßen Anordnung verbessern. Wenn sich der Kaschier-Hörschall vom Positionsbestimmungs-Schall maschinentrennbar unterscheidet, ohne dass ein Benutzer angesichts des Kaschier-Hörschalls den Positionsbestimmungsschall als störend wahrnimmt, ist gleichzeitig eine zuverlässige Positionsbestimmung des Nutzer-Endgeräts als auch ein angenehmes Empfinden der Benutzers möglich.According to one exemplary embodiment, the sound emitting device can be designed to conceal the sound waves emitted for determining the position for, in particular, simultaneous emission of laminating sound, in particular music or speech. The transmission of sound waves for determining the position of user terminals (for example through loudspeakers in a shopping center) can possibly be perceived as disturbing. The overlaying of Kaschier-Hörschall, i. User-perceived sound, such as music or human speech, can enhance the subjective perception of human users in the environment of the inventive arrangement. If the Kaschier Hörschall machine-separable differs from the positioning sound without a user perceives the position-determining sound as disturbing in view of the Kaschier Hörschalls, a reliable position determination of the user terminal as well as a pleasant sensation of the user is possible.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Nutzer-Endgerät (insbesondere wenn dessen Mikrofon die Schalldetektoreinrichtung der Anordnung bildet) ausgebildet sein, Schallemissionsauslösesignale zum Auslösen des Emittierens von Schallwellen durch die Schallemittereinrichtung auszusenden. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass Schallsignale nur dann ausgesandt werden, wenn dies erforderlich ist. Nutzloses Aussenden von Schall kann dadurch vermieden werden, wodurch die Schallbelastung und der Energieverbrauch reduziert werden können. Das Nutzer-Endgerät kann das Schallemissionsauslösesignal direkt an die Schallemittereinrichtung übermitteln. Alternativ ist es möglich, dass das Nutzer-Endgerät das Schallemissionsauslösesignal an eine Steuereinrichtung übermittelt, die dann ihrerseits das Schallemissionsauslösesignal an die Schallemittereinrichtung weiterleitet.According to one embodiment, the user terminal (in particular when its microphone forms the sound detector device of the arrangement) may be configured to emit sound emission triggering signals for triggering the emission of sound waves through the sound emitting device. In this way it can be ensured that sound signals are transmitted only when this is necessary. Useless emission of sound can thereby be avoided, whereby the sound load and the energy consumption can be reduced. The user terminal can transmit the sound emission trigger signal directly to the sound emitting device. Alternatively, it is possible that the user terminal transmits the sound emission trigger signal to a control device, which in turn forwards the sound emission trigger signal to the sound emitting device.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Anordnung eine Erkenneinrichtung (die zum Beispiel Teil des Nutzer-Endgeräts, insbesondere von dessen Prozessor, sein kann) zum Erkennen des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins der Möglichkeit einer Positionsbestimmung des Nutzer-Endgeräts durch das Globale Positionsbestimmungssystem (GPS) aufweisen. Die Erkenneinrichtung kann ferner zum Auslösen der Positionsbestimmung des Nutzer-Endgeräts durch das Globale Positionsbestimmungssystem im Falle des Erkennens des Vorhandenseins bzw. zum Auslösen der Positionsbestimmung des Nutzer-Endgeräts mittels der Schallwellen im Falle des Erkennens des Nichtvorhandenseins eingerichtet sein. Enthält das Nutzer-Endgerät ein GPS Modul zur Positionsbestimmung durch das Globale Positionsbestimmungssystem (GPS, Global Positioning System) und erkennt das GPS Modul, dass eine Positionsbestimmung mittels GPS gegenwärtig nicht oder nicht mit ausreichender Genauigkeit möglich ist (zum Beispiel weil sich der Benutzer mit dem Nutzer-Endgerät in einem Gebäude aufhält, in das die GPS Funkwellen nicht in ausreichender Stärke eindringen, um eine zuverlässige Positionsbestimmung mittels GPS zu ermöglichen), so kann eine Erkenneinrichtung (zum Beispiel ein Prozessor des Nutzer-Endgeräts) diesen Umstand erkennen und den Betrieb des Nutzer-Endgeräts auf Positionsbestimmung mittels Schallwellen-Laufzeitmessung umschalten. Es ist auch möglich, dass die Erkenneinrichtung erkennt, dass zu einem späteren Zeitpunkt die Positionsbestimmung mittels GPS wieder möglich ist (zum Beispiel weil der Benutzer samt Nutzer-Endgerät das Gebäude verlassen hat). Die Erkenneinrichtung kann dann den Betrieb des Nutzer-Endgeräts wieder auf Positionsbestimmung mittels GPS umschalten.According to one embodiment, the arrangement may comprise a recognizer (which may be, for example, part of the user terminal, in particular its processor) for detecting the presence or absence of the possibility of positioning the user terminal by the Global Positioning System (GPS). The recognizer may be further configured to initiate the position determination of the user terminal by the global positioning system in the case of detecting the presence of the user terminal by means of the sound waves in the case of detecting the nonexistence. Does the user terminal contain a GPS? The Global Positioning System (GPS) positioning module recognizes the GPS module that positioning using GPS is currently not possible or is not possible with sufficient accuracy (for example, because the user is in a building with the user terminal) in which the GPS radio waves do not penetrate with sufficient strength to enable a reliable position determination by means of GPS), then a recognition device (for example a processor of the user terminal) can recognize this circumstance and the operation of the user terminal for position determination by means of sound waves Switch over the runtime measurement. It is also possible that the recognition device recognizes that the position determination by means of GPS is possible again at a later time (for example because the user together with the user terminal has left the building). The recognition device can then switch the operation of the user terminal back to position determination by means of GPS.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Nutzer-Endgerät ein portables (d.h. von einem Benutzer tragbares bzw. komfortabel mitführbares) Gerät, insbesondere ein Mobilfunkgerät oder ein Tablet PC, sein. Derartige Geräte enthalten häufig Mikrofon und/oder Lautsprecher, wobei ein Teil dieser ohnehin vorhandenen Hardwarekomponenten zur Positionsbestimmung mittels Schallwellen in einer erfindungsgemäßen Anordnung synergistisch mitbenutzt werden kann.According to one embodiment, the user terminal may be a portable (i.e., user-carried) device, particularly a mobile device or a tablet PC. Such devices often contain microphone and / or speakers, with a part of these already existing hardware components for position determination by means of sound waves in an arrangement according to the invention can be synergistically shared.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Aufenthaltsgebiet ein Gebäude sein, insbesondere ein Einkaufszentrum, eine öffentliche Einrichtung, ein Hotel oder ein Krankenhaus. Da GPS Funksignale häufig aufgrund niedriger Signalstärken bzw. des Auftretens von Reflexionen nicht in ausreichendem Maße in derartige Gebäude eindringen können, ist in einer solchen Umgebung die Positionsbestimmung eines Nutzer-Endgeräts mittels Schallwellen besonders vorteilhaft.According to one embodiment, the residence area may be a building, in particular a shopping center, a public facility, a hotel or a hospital. Since GPS radio signals often can not penetrate sufficiently into such buildings due to low signal strengths or the occurrence of reflections, the position determination of a user terminal by means of sound waves is particularly advantageous in such an environment.

Die Anordnung kann auch das Aufenthaltsgebiet, insbesondere ein Gebäude, als Teil der Anordnung aufweisen. Die Anordnung kann insbesondere ein Kommunikationsnetzwerk, weiter insbesondere gebildet durch eine Mehrzahl kommunizierfähig gekoppelter Knoten, wobei ein Nutzer-Endgerät einen solchen Knoten darstellen kann und die Anordnung einen oder mehrere weiterer Knoten aufweisen kann, aufweisen.The arrangement may also include the residence area, in particular a building, as part of the arrangement. The arrangement may in particular comprise a communication network, further in particular formed by a plurality of communicably coupled nodes, wherein a user terminal may represent such a node and the arrangement may comprise one or more further nodes.

Im Folgenden werden exemplarische Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung mit Verweis auf die folgenden Figuren detailliert beschrieben.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the following figures.

1 zeigt eine Anordnung zur Positionsbestimmung eines Nutzer-Endgeräts in einem Gebäude gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. 1 shows an arrangement for determining the position of a user terminal in a building according to an exemplary embodiment of the invention.

2 zeigt eine Anordnung zur Positionsbestimmung eines Nutzer-Endgeräts in einem Gebäude gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. 2 shows an arrangement for determining the position of a user terminal in a building according to another exemplary embodiment of the invention.

3 bis 6 zeigen unterschiedliche Möglichkeiten der Übermittlung von Daten und der Durchführung von Berechnungen im Rahmen einer Positionsbestimmung eines mit einer Steuereinrichtung zusammenwirkenden Nutzer-Endgeräts in einem Gebäude gemäß den exemplarischen Ausführungsbeispielen der Erfindung. 3 to 6 show different possibilities of transmitting data and performing calculations in the context of a position determination of a cooperating with a controller user terminal in a building according to the exemplary embodiments of the invention.

Gleiche oder ähnliche Komponenten in unterschiedlichen Figuren sind mit gleichen Bezugsziffern versehen.The same or similar components in different figures are provided with the same reference numerals.

Bevor in den Figuren gezeigte Ausführungsbeispiele erläutert werden, werden einige Aspekte von Ausführungsbeispielen der Erfindung näher erläutert. Before embodiments shown in the figures are explained, some aspects of embodiments of the invention will be explained in more detail.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein LBS-(location-based-services, standortbezogene Dienste)-Verfahren zur Benutzung in Gebäuden, Gebäudekomplexen und Ähnlichem (zum Beispiel in Tunneln oder Transportmitteln, beispielsweise U-Bahn) geschaffen. Ein exemplarisches Ausführungsbeispiel kann zum Beispiel mittels einer entsprechenden Software-Applikation auf einem herkömmlichen Mobiltelefon implementiert werden, ohne dass dieses über zusätzliche Hardware verfügen muss. Ein Aspekt gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht darin, nicht die Laufzeit von Funkwellen (d.h. elektromagnetischen Wellen) zur Ortsbestimmung zu messen, sondern die Laufzeit von Schallwellen, die zum Beispiel mit dem Mikrofon des Mobiltelefons empfangen (oder die mit dem Lautsprecher des Mobiltelefons ausgesandt) werden. Die Schallwellen können von dedizierten Lautsprechern kommen, die im Gebäude angebracht werden. Sie können jedoch auch von ohnehin im Gebäude angebrachten Lautsprechern ausgestrahlt werden. Die Schallwellen können von den Sendern in bestimmten Abständen abgesendet werden. Die Aussendung der Schallwellen kann auch vom Empfangsgerät initiiert werden, zum Beispiel kann das Empfangsgerät die ihm über eine Internetverbindung bekannt gemachten Sender (Lautsprecher) aktiv auffordern, ein Signal zu senden. Die Berechnung der Position kann im Empfangsgerät erfolgen. Hierzu wird dem Empfangsgerät die Position der Lautsprecher über eine Internetverbindung bekannt gemacht. Die Berechnung der Position kann auch auf dem Server erfolgen, dem das Empfangsgerät über eine Internetverbindung die Zeitpunkte des Empfangs der akustischen Signale mitteilen kann. In diesem Fall ist es nicht erforderlich, dass das Empfangsgerät die Position der Lautsprecher kennt. Die akustischen Signale können im hörbaren Bereich abgestrahlt werden. In diesem Fall ist es möglich, diese durch andere Geräusche (zum Beispiel Musik) zu kaschieren, so dass sie nicht als störend empfunden werden. Die akustischen Signale können auch im Ultraschallbereich abgestrahlt werden.According to an exemplary embodiment of the invention, a location-based services (LBS) method is provided for use in buildings, building complexes, and the like (e.g., in tunnels or means of transportation, e.g., subway). An exemplary embodiment can be implemented, for example, by means of a corresponding software application on a conventional mobile telephone without this having to have additional hardware. An aspect according to an exemplary embodiment of the invention is not to measure the transit time of radio waves (ie electromagnetic waves) for location, but the transit time of sound waves, for example, with the microphone of the mobile phone received (or sent with the speaker of the mobile phone ) become. The sound waves can come from dedicated speakers installed in the building. However, they can also be emitted by loudspeakers already installed in the building. The sound waves can be transmitted by the transmitters at certain intervals. The transmission of the sound waves can also be initiated by the receiving device, for example, the receiving device can actively ask him announced via an Internet connection transmitter (speaker) to send a signal. The calculation of the position can be done in the receiving device. For this purpose, the position of the speakers is made known to the receiving device via an Internet connection. The calculation of the position can also be done on the server that has the Receiving device via an Internet connection can tell the time of receipt of the acoustic signals. In this case, it is not necessary for the receiving device to know the position of the speakers. The acoustic signals can be emitted in the audible range. In this case it is possible to cover them up with other sounds (for example music), so that they are not distracting. The acoustic signals can also be emitted in the ultrasonic range.

1 zeigt eine als Kommunikationsnetzwerk ausgebildete Anordnung 100 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung zur Positionsbestimmung eines als Mobilfunkgerät ausgebildeten Nutzer-Endgeräts 102, das in einem Aufenthaltsgebiet 104 in Form eines Gebäudes lokalisiert ist. 1 shows an arrangement designed as a communication network 100 according to an exemplary embodiment of the invention for determining the position of a user terminal designed as a mobile device 102 that is in a residence area 104 is located in the form of a building.

Die Anordnung 100 umfasst das mit X bezeichnete Nutzer-Endgerät 102, dessen Mikrofon eine Schalldetektoreinrichtung 108 zum Detektieren von Schallwellen bildet. Das Nutzer-Endgerät 102 befindet sich gegenwärtig an einer Position innerhalb des Gebäudes, die durch die Ortskoordinaten rX gekennzeichnet ist. Ferner weist die Anordnung 100 vier, jeweils an fester Position in dem Gebäude und zueinander dezentral angeordnete Lautsprecher A, B, C, D auf, die eine Schallemittereinrichtung 106 bilden und jeweils zum Emittieren von Schallwellen ausgebildet sind.The order 100 includes the user terminal labeled X 102 whose microphone is a sound detector device 108 forms for detecting sound waves. The user terminal 102 is currently at a position within the building, which is indicated by the location coordinates r X. Furthermore, the arrangement 100 four, each at a fixed position in the building and mutually decentralized loudspeakers A, B, C, D, which is a sound emitting device 106 form and are each designed to emit sound waves.

Das Nutzer-Endgerät 102 weist als Teil seines entsprechend programmtechnisch eingerichteten Prozessors eine Positionsbestimmungseinrichtung 110 auf, die zum Bestimmen der jeweils aktuellen (und sich fortwährend ändernden) Position rX des Nutzer-Endgeräts 102 basierend auf einer Schallwellen-Laufzeitmessung zwischen den Lautsprechern A, B, C, D und der Schalldetektoreinrichtung 108 des Nutzer-Endgeräts 102 ausgebildet ist. Hierfür wird Zeitinformation hinsichtlich des Emittierens von Schallwellen durch die Lautsprecher A, B, C, D der Schallemittereinrichtung 106 und des Detektierens der Schallwellen durch die Schalldetektoreinrichtung 108 sowie vorbekannte Positionsinformationen hinsichtlich der Position der einzelnen Lautsprecher A, B, C, D der Schallemittereinrichtung 106 verwendet. Die einzelnen Lautsprecher A, B, C, D der Schallemittereinrichtung 106 sind an vorbekannter und im vorliegenden Fall fester Position in dem Aufenthaltsgebiet 104 angeordnet, nämlich gekennzeichnet durch die jeweiligen Ortskoordinaten rA, rB, rC bzw rD. Ist, wie in 1, die Positionsbestimmungseinrichtung 110 in dem Nutzer-Endgerät 102 vorgesehen, so kann der Datentransfer zum Ermitteln der Position des Nutzer-Endgeräts 102 gering gehalten werden, da zur Durchführung der Berechnung kein Rückgriff auf entfernte Prozessorressourcen nötig ist.The user terminal 102 has as part of its corresponding programmatically set up processor a position determining device 110 for determining the current (and continuously changing) position r X of the user terminal 102 based on a sound wave transit time measurement between the loudspeakers A, B, C, D and the sound detector means 108 of the user terminal 102 is trained. For this purpose, time information regarding the emission of sound waves through the speakers A, B, C, D of the sound emitter device 106 and detecting the sound waves by the sound detection means 108 as well as previously known position information regarding the position of the individual loudspeakers A, B, C, D of the sound emitter device 106 used. The individual speakers A, B, C, D of the sound emitting device 106 are on a previously known and, in this case, fixed position in the residence area 104 arranged, namely characterized by the respective location coordinates r A , r B , r C or r D. Is, as in 1 , the position-determining device 110 in the user terminal 102 provided, the data transfer for determining the position of the user terminal 102 be kept low because no recourse to remote processor resources is needed to perform the calculation.

Die Anordnung 100 weist ferner zwei Steuereinrichtungen 112, 114 auf, die im vorliegenden Fall jeweils als Server-Computer ausgebildet sind. Steuereinrichtung 112 ist über das Internet 116 mit dem Nutzer-Endgerät 102 und mit der Steuereinrichtung 114 kommunizierfähig gekoppelt und kann eine zentrale Steuerentität zum Steuern der Positionsbestimmung in einer Vielzahl von Aufenthaltsgebieten sein. Zum Beispiel kann die Steuereinrichtung 114, die dem Gebäude zugeordnet ist, der Steuereinrichtung 112 und/oder dem Nutzer-Endgerät 102 Ortskoordinaten von stationären Lautsprechern A, B, C, B des Gebäudes übermitteln. Auch kann die Steuereinrichtung 112 die Lautsprecher A, B, C, B zum Emittieren von Schallwellen mit vorgebbarer Charakteristik ansteuern.The order 100 also has two controllers 112 . 114 on, which are each formed in the present case as a server computer. control device 112 is over the internet 116 with the user terminal 102 and with the controller 114 communicably coupled and may be a central control entity for controlling location determination in a plurality of location areas. For example, the control device 114 associated with the building, the controller 112 and / or the user terminal 102 Transmit spatial coordinates of stationary speakers A, B, C, B of the building. Also, the control device 112 the speakers A, B, C, B to emit sound waves with predeterminable characteristics.

Befindet sich ein Nutzer außerhalb des Gebäudes, wie in der in 1 gezeigten Konstellation das mit Y bezeichnete Nutzer-Endgerät 102‘, so kann ein GPS Modul des Nutzer-Endgeräts 102‘ Funkwellen 150 von Satelliten 152 mit den Bezeichnungen SI, SII, SIII bzw. SIV empfangen, um entsprechend der GPS Technologie seinen gegenwärtigen Ort zu bestimmen. Da die Funkwellen 150 aufgrund schwacher Abstrahlleistung bzw. aufgrund von Reflexionen an dem Gebäude nicht mit ausreichender Intensität in das Gebäude eindringen, ist dem Nutzer-Endgerät 102 in dem Gebäude die Positionsbestimmung mittels GPS gegenwärtig nicht oder nicht mit ausreichender Genauigkeit möglich.Is a user outside the building, as in the in 1 shown constellation designated Y user terminal 102 ' so can a GPS module of the user terminal 102 ' radio waves 150 from satellites 152 received with the designations S I , S II , S III and S IV , respectively, to determine its current location according to the GPS technology. Because the radio waves 150 due to poor radiation performance or due to reflections on the building does not penetrate with sufficient intensity in the building, is the user terminal 102 in the building, the position determination using GPS currently not possible or not with sufficient accuracy.

Eine Erkenneinrichtung des erfindungsgemäßen Nutzer-Endgeräts 102, die als Teil des Prozessors des Nutzer-Endgeräts 102 ausgebildet sein kann, kann das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein der Möglichkeit einer Positionsbestimmung des Nutzer-Endgeräts 102 durch das Globale Positionsbestimmungssystem (GPS) erkennen. Dies kann zum Beispiel dadurch erfolgen, dass das GPS Modul des Nutzer-Endgeräts 102 das Bestimmen der Position rX nicht mehr oder nicht mehr ausreichend präzise bewerkstelligen kann. Erkennt die Erkenneinrichtung diesen Umstand, so kann sie die Positionsbestimmung des Nutzer-Endgeräts 102 mittels der Schallwellen-Laufzeitmessung aktivieren bzw. auslösen, die im Weiteren näher beschrieben wird.A recognition device of the user terminal according to the invention 102 as part of the processor of the user terminal 102 may be formed, the presence or absence of the possibility of determining the position of the user terminal 102 through the Global Positioning System (GPS). This can for example be done by the GPS module of the user terminal 102 Determining the position r X can no longer or no longer sufficiently precise. If the recognizer recognizes this fact, it can determine the position of the user terminal 102 activate or trigger by means of the sound wave transit time measurement, which will be described in more detail below.

Die Positionsbestimmungseinrichtung 110 des Nutzer-Endgeräts 102 ist zum Bestimmen der Position rX des Nutzer-Endgeräts 102 mittels einer Laufzeitmessung der Schallwellen ausgebildet. Im gezeigten Beispiel emittiert jede der Schallquellen A, B, C, D eine jeweilige Schallwelle 154 (simultan oder sequentiell). Schallquelle A emittiert zum Zeitpunkt tAi ausgehend von ihrem Ort rA eine mit i indizierte Schallwelle 154, die mit Schallgeschwindigkeit propagiert und das Nutzer-Endgerät 102 mit der Bezeichnung X zum Zeitpunkt tAXi erreicht. Schallquelle B emittiert in entsprechender Weise zum Zeitpunkt tBi ausgehend von ihrem Ort rB eine Schallwelle 154, die mit Schallgeschwindigkeit propagiert und das Nutzer-Endgerät 102 mit der Bezeichnung X zum späteren Zeitpunkt tBXi erreicht. Schallquelle C emittiert zum Zeitpunkt tCi ausgehend von ihrem Ort rC eine Schallwelle 154, die mit Schallgeschwindigkeit propagiert und das Nutzer-Endgerät 102 mit der Bezeichnung X zum Zeitpunkt tCXi erreicht. Schallquelle D emittiert zum Zeitpunkt tDi ausgehend von ihrem Ort rD eine Schallwelle 154, die mit Schallgeschwindigkeit propagiert und das Nutzer-Endgerät 102 mit der Bezeichnung X zum Zeitpunkt tDXi erreicht. Dem Nutzer-Endgerät 102 sind die Ortskoordinaten rA, rB, rC bzw rD der Schallquellen A, B, C, D bekannt (zum Beispiel können diese von einer der Steuereinrichtungen 112 oder 114 dem Nutzer-Endgerät 102 übermittelt werden, wenn dieses mittels der Erkenneinrichtung auf Positionsbestimmung mittels Schallwellen umgeschaltet wird). Unter Anwendung der Beziehung „Geschwindigkeit gleich Weglänge pro Zeiteinheit“ auf die Bewegung der Schallwellen 154 von den Lautsprechern A, B, C bzw. D zu dem Nutzer-Endgerät 102 kann auf dessen Position rückgeschlossen werden, damit können auch die Ortskoordinaten rX ermittelt werden.The position determination device 110 of the user terminal 102 is for determining the position r X of the user terminal 102 formed by means of a transit time measurement of the sound waves. In the example shown, each of the sound sources A, B, C, D emits a respective sound wave 154 (simultaneously or sequentially). Sound source A emits at time t Ai, starting from its location r A, an acoustic wave indicated by i 154 propagating at the speed of sound and the user terminal 102 with the designation X reached at time t AXi . Sound source B emitted in a similar manner to Time t Bi starting from their place r B a sound wave 154 propagating at the speed of sound and the user terminal 102 with the designation X reached at the later time t BXi . Sound source C emits a sound wave at time t Ci, starting from its location r C 154 propagating at the speed of sound and the user terminal 102 with the designation X reached at time t CXi . Sound source D emits a sound wave at time t Di from its location r D 154 propagating at the speed of sound and the user terminal 102 with the designation X reached at time t DXi . The user terminal 102 For example, the location coordinates r A , r B , r C and r D of the sound sources A, B, C, D are known (for example, these may be from one of the control devices 112 or 114 the user terminal 102 be transmitted when it is switched by means of the recognizer on position determination by means of sound waves). Applying the relationship "velocity equals path length per unit time" to the motion of sound waves 154 from the speakers A, B, C and D, respectively, to the user terminal 102 can be deduced to its position, so that the location coordinates r X can be determined.

Optional kann die Positionsbestimmungseinrichtung 110 zum Bestimmen von Positionsänderungen bzw. Bewegungsinformation betreffend eine Bewegung des Nutzer-Endgeräts 102 mittels Erfassens einer aus dem akustischen Dopplereffekt resultierenden Frequenzverschiebung zwischen den emittierten Schallwellen und den detektierten Schallwellen 154 ausgebildet sein. Unter Einbeziehung einer derartigen Geschwindigkeitsinformation kann die Genauigkeit der Positionsbestimmung weiter verbessert werden.Optionally, the position determination device 110 for determining position changes or movement information relating to a movement of the user terminal 102 by detecting a frequency shift between the emitted sound waves and the detected sound waves resulting from the acoustic Doppler effect 154 be educated. By incorporating such velocity information, the accuracy of the position determination can be further improved.

Jede der Steuereinrichtungen 112, 114 kann ausgebildet sein, dem Nutzer-Endgerät 102 basierend auf der bestimmten Position einen standortbezogenen Dienst bereitzustellen oder anzubieten. Ist das Gebäude ein Einkaufszentrum, so können von der jeweiligen der Steuereinrichtungen 112, 114 entsprechende Signale an das Nutzer-Endgerät 102 übermittelt werden, um auf einer Anzeigeeinrichtung des Nutzer-Endgeräts 102 dem Benutzer zum Beispiel eine Führung durch das Einkaufszentrum zu ermöglichen.Each of the control devices 112 . 114 may be formed, the user terminal 102 provide or provide a location-based service based on the particular location. If the building is a shopping center, then the respective of the control facilities 112 . 114 corresponding signals to the user terminal 102 be transmitted to a display device of the user terminal 102 to allow the user, for example, a tour of the shopping center.

Die von der Schallemittereinrichtung 106 emittierbaren und von der Schalldetektoreinrichtung 108 detektierbaren Schallwellen können im Frequenzbereich von Hörschall liegen, d.h. vom menschlichen Gehör wahrnehmbar sein. In diesem Frequenzbereich sind die auf Sprache angepassten Mikrofone von Nutzer-Endgeräten 102 besonders sensitiv. Um dem Nutzer-Endgerät 102 eine zuverlässige Unterscheidung zwischen Umgebungsgeräuschen und Schallsignalen zur Positionsbestimmung zu ermöglichen, kann die Schallemittereinrichtung 106 zum Emittieren von Schallwellen in vorbestimmten Zeitabständen und mit einem vorbestimmten Schallsignalprofil ausgebildet sein, wobei diese Zeitabstände und das vorbestimmte Schallsignalprofil dem Nutzer-Endgerät 102 bekannt sein sollte oder über das Kommunikationsnetzwerk bekannt gemacht werden sollte. Die Schallemittereinrichtung 106 kann ferner zum Kaschieren der zur Positionsbestimmung ausgesendeten akustischen Schallwellen zusätzlich Kaschier-Hörschall, insbesondere Musik, aussenden. Der von der Schallemittereinrichtung 106 ausgesandte Hörschall wird von Benutzern dann als angenehmer empfunden. Der Kaschier-Hörschall kann gleichzeitig mit dem Positionsbestimmungs-Hörschall abgestrahlt werden (wobei das Nutzer-Endgerät 102 dann zum Beispiel mittels Mustererkennung den Positionsbestimmungs-Hörschall von dem Kaschier-Hörschall trennen kann) oder kann abwechselnd bzw. intermittierend entweder Kaschier-Hörschall oder Positionsbestimmungs-Hörschall abstrahlen.The of the sound emitting device 106 emissable and from the sound detector device 108 Detectable sound waves can be in the frequency range of audible sound, ie be perceived by the human ear. In this frequency range, the speech-adapted microphones are user terminals 102 especially sensitive. To the user terminal 102 To allow a reliable distinction between ambient noise and sound signals for position determination, the sound emitting device 106 be configured for emitting sound waves at predetermined time intervals and with a predetermined sound signal profile, said time intervals and the predetermined sound signal profile to the user terminal 102 should be known or made public via the communications network. The sound emitting device 106 Furthermore, to conceal the acoustic sound waves emitted for determining the position, additional laminating sound, in particular music, can be emitted. The of the sound emitter 106 Audible sound is then perceived as more pleasant by users. The Kaschier Hörschall can be emitted simultaneously with the position determination Hörschall (wherein the user terminal 102 then, for example, by means of pattern recognition can separate the position-determining sound from the laminating sound) or can alternately or intermittently emit either Kaschier-Hörschall or positioning Hörschall.

Um die zum Betrieb der Anordnung 100 erforderliche Energie gering zu halten, kann das Nutzer-Endgerät 102 ausgebildet sein, Schallemissionsauslösesignale zum Auslösen des Emittierens von Schallwellen durch die Schallemittereinrichtung 106 auszusenden. Zum Beispiel kann zum Beispiel erst dann, wenn die Erkenneinrichtung erkennt, dass eine Positionsbestimmung mittels GPS gegenwärtig nicht möglich ist und eine Positionsbestimmung mittels Schallwellen gewünscht wird, ein Steuersignal von dem Nutzer-Endgerät 102 an eine der Steuereinrichtungen 112, 114 übermittelt werde, so dass diese die Lautsprecher A, B, C, D dann zum Emittieren der Schallwellen 154 zur Positionsbestimmung ansteuern.In order to operate the arrangement 100 Required energy to keep low, the user terminal 102 be formed, Schallemissionsauslösesignale for triggering the emission of sound waves through the sound emitter 106 send out. For example, for example, only when the recognizer recognizes that position determination by GPS is currently not possible and position determination by means of sound waves is desired, can a control signal from the user terminal 102 to one of the control devices 112 . 114 are transmitted, so that these speakers A, B, C, D then emit the sound waves 154 to determine the position.

2 zeigt eine Anordnung 100 zur Positionsbestimmung eines Nutzer-Endgeräts 102 in einem Aufenthaltsgebiet 104 gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. 2 shows an arrangement 100 for determining the position of a user terminal 102 in a residence area 104 according to another exemplary embodiment of the invention.

Im Weiteren werden die wesentlichen Unterschiede zwischen 2 und 1 beschrieben, wobei im Übrigen auf die Beschreibung zu 1 verwiesen wird.Below are the main differences between 2 and 1 Incidentally, the description to 1 is referenced.

Gemäß 2 ist die Schallemittereinrichtung 106 als Lautsprecher des Nutzer-Endgeräts 102 ausgebildet. Dieser Lautsprecher kann beim Normalbetrieb des Nutzer-Endgeräts 102 zum Beispiel zum Ausgeben von Sprachsignalen während des Telefonierens eines Benutzers verwendet werden. Um diese Sprachausgabe auch während des Telefonierens nicht zu stören und dennoch eine simultane Positionsermittlung mittels Schallwellen 154 zu ermöglichen, können die zur Positionsermittlung von dem Lautsprecher ausgesandten Schallwellen 154 im Ultraschallbereich liegen und somit für einen Benutzer nicht hörbar sein.According to 2 is the sound emitting device 106 as the speaker of the user terminal 102 educated. This speaker can during normal operation of the user terminal 102 for example, for outputting speech signals while telephoning a user. In order not to disturb this speech output even during the call and yet a simultaneous position determination by means of sound waves 154 to enable the sound waves emitted by the loudspeaker for determining the position 154 in the Ultrasonic range and thus be inaudible to a user.

Entsprechend ist gemäß 2 die Schalldetektoreinrichtung 108 in Form von vier, an unterschiedlichen Positionen in dem Aufenthaltsgebiet 104 angeordnete separate Schalldetektoren, zum Beispiel Mikrofone, ausgebildet. Diese sind dazu ausgebildet, die von dem Lautsprecher des Nutzer-Endgeräts 102 ausgesendeten Schallwellen 154 zu detektieren. Accordingly, according to 2 the sound detector device 108 in the form of four, at different positions in the residence area 104 arranged separate sound detectors, for example microphones, formed. These are designed to be from the speaker of the user terminal 102 emitted sound waves 154 to detect.

Auch gemäß 2 kann somit mittels einer Laufzeitmessung der Schallwellen 154 die Position des Nutzer-Endgeräts 102 ermittelt werden. Im gezeigten Beispiel emittiert die Schallquelle in Form des Lautsprechers des mit X bezeichneten Nutzer-Endgeräts 102 zum Zeitpunkt tXi ausgehend von ihrem Ort rX eine mit i indizierte Schallwelle 154, die mit Schallgeschwindigkeit propagiert. Diese erreicht das Mikrofon mit der Bezeichnung a zum Zeitpunkt tXai, das Mikrofon mit der Bezeichnung b zum Zeitpunkt tXbi, das Mikrofon mit der Bezeichnung c zum Zeitpunkt tXci und das Mikrofon mit der Bezeichnung d zum Zeitpunkt tXdi. Die Zeitpunkte tXai, tXbi, tXci und tXdi können dem Nutzer-Endgerät 102 durch die Steuereinrichtung 114 übermittelt werden, die kommunizierfähig mit den Mikrofonen a, b, c, d gekoppelt sein kann. Dem Nutzer-Endgerät 102 sind wiederum die Ortskoordinaten ra, rb, rc bzw rd der Mikrofone a, b, c, d bekannt. Unter Anwendung der Beziehung „Geschwindigkeit gleich Weglänge pro Zeiteinheit“ auf die Bewegung der Schallwellen 154 von dem Nutzer-Endgerät 102 zu den Mikrofonen a, b, c, d kann auf dessen Position rückgeschlossen werden und können somit die Ortskoordinaten rX ermittelt werden.Also according to 2 can thus by means of a transit time measurement of the sound waves 154 the location of the user terminal 102 be determined. In the example shown, the sound source emits in the form of the loudspeaker of the user terminal designated by X. 102 at time t Xi, starting from its location r X, an acoustic wave indicated by i 154 , which propagates at the speed of sound. This reaches the microphone labeled a at time t Xai , the microphone labeled b at time t Xbi , the microphone labeled c at time t Xci and the microphone labeled d at time t Xdi . The times t Xai , t Xbi , t Xci and t Xdi can the user terminal 102 by the control device 114 which can be communicably coupled to the microphones a, b, c, d. The user terminal 102 In turn, the location coordinates r a , r b , r c or rd of the microphones a, b, c, d are known. Applying the relationship "velocity equals path length per unit time" to the motion of sound waves 154 from the user terminal 102 to the microphones a, b, c, d can be deduced its position and thus the location coordinates r X can be determined.

Gemäß 2 kann die Positionsbestimmungseinrichtung 110 als Teil der Steuereinrichtung 112 ausgebildet sein. In diesem Fall übermittelt das Nutzer-Endgerät 102/oder die Steuereinrichtung 114 über das Internet 116 der Steuereinrichtung 112 Daten, welche die Laufzeiten der Schallwellen 154 und die Positionen der Mikrofone a, b, c und d enthalten. Die eigentliche Berechnung der gegenwärtigen Ortskoordinate rX des Nutzer-Endgeräts 102 übernimmt die Steuereinrichtung 112, so dass dafür eine dezentrale Ressource ausreichend ist und Nutzer-Endgeräte 102 ohne große Rechenkapazität auskommen.According to 2 can the position determination device 110 as part of the controller 112 be educated. In this case, the user terminal transmits 102 / or the control device 114 over the internet 116 the control device 112 Data showing the transit times of the sound waves 154 and the positions of the microphones a, b, c and d included. The actual calculation of the current location coordinate r X of the user terminal 102 takes over the control device 112 , so that for a decentralized resource is sufficient and user terminals 102 without much computing power.

3 bis 6 zeigen unterschiedliche Möglichkeiten der Übermittlung von Daten und der Durchführung von Berechnungen im Rahmen einer Positionsbestimmung eines mit einer jeweiligen Steuereinrichtung 112 bzw. 114 zusammenwirkenden Nutzer-Endgeräts 102 in einem Gebäude gemäß exemplarischen Ausführungsbeispielen der Erfindung. 3 to 6 show different possibilities of transmitting data and performing calculations in the context of a position determination with a respective control device 112 respectively. 114 cooperating user terminal 102 in a building according to exemplary embodiments of the invention.

Gemäß 3, die der Architektur von 1 entspricht, erfolgt die Berechnung (siehe Bezugszeichen 300) der Ortskoordinaten rX beim Nutzer-Endgerät 102, wobei die Ortskoordinaten rX dann an die Steuereinrichtung 112/114 übermittelt werden können (siehe Bezugszeichen 302).According to 3 that the architecture of 1 corresponds, the calculation is carried out (see reference numeral 300 ) of the location coordinates r X at the user terminal 102 , wherein the location coordinates r X then to the control device 112 / 114 can be transmitted (see reference numerals 302 ).

Gemäß 4, die ähnlich der Architektur von 1 ist, werden Zeitinformation bezüglich der Schallwellen 154 und Ortskoordinaten der Schallquellen A, B von dem Nutzer-Endgerät 102 als Rohdaten an die Steuereinrichtung 112/114 übermittelt (siehe Bezugszeichen 400), an der dann die Berechnung (siehe Bezugszeichen 402) der Ortskoordinaten rX erfolgt. Die Ortskoordinaten rX können dann an das Nutzer-Endgerät 102 übermittelt werden (siehe Bezugszeichen 404).According to 4 similar to the architecture of 1 is, time information regarding the sound waves 154 and spatial coordinates of the sound sources A, B from the user terminal 102 as raw data to the controller 112 / 114 transmitted (see reference numeral 400 ), then the calculation (see reference numeral 402 ) of the location coordinates r X takes place. The location coordinates r X can then be sent to the user terminal 102 be transmitted (see reference numerals 404 ).

Gemäß 5, die ähnlich der Architektur von 2 ist, werden Zeitinformation bezüglich des Empfangs der Schallwellen 154 und Ortskoordinaten der Mikrofone a, b an die Steuereinrichtung 112/114 übermittelt (siehe Bezugszeichen 500), die diese dann als Rohdaten an das Nutzer-Endgerät 102 übermitteln (siehe Bezugszeichen 502). Dann erfolgt die Berechnung (siehe Bezugszeichen 504) der Ortskoordinaten rX beim Nutzer-Endgerät 102, das die Zeitpunkte des Aussendens der Schallwellen durch seinen Lautsprecher kennt.According to 5 similar to the architecture of 2 is, time information concerning the reception of the sound waves becomes 154 and spatial coordinates of the microphones a, b to the controller 112 / 114 transmitted (see reference numeral 500 ), which they then as raw data to the user terminal 102 transmit (see reference numeral 502 ). Then the calculation takes place (see reference numeral 504 ) of the location coordinates r X at the user terminal 102 which knows the times of transmission of sound waves through its speaker.

Gemäß 6, die der Architektur von 2 entspricht, werden Zeitinformation bezüglich der Schallwellen 154 und Ortskoordinaten der Mikrofone a, b an die Steuereinrichtung 112/114 übermittelt (siehe Bezugszeichen 500). Dort erfolgt auch die Berechnung (siehe Bezugszeichen 504) der Ortskoordinaten rX, wofür die Zeitpunkte des Aussendens der Schallwellen durch den Lautsprecher des Nutzer-Endgeräts 102 von dem Nutzer-Endgerät 102 an die Steuereinrichtung 112/114 übermittelt werden können (siehe Bezugszeichen 602). Die Ortskoordinaten rX werden dann dem Nutzer-Endgerät 102 übermittelt (siehe Bezugszeichen 600).According to 6 that the architecture of 2 corresponds, time information regarding the sound waves becomes 154 and spatial coordinates of the microphones a, b to the controller 112 / 114 transmitted (see reference numeral 500 ). There is also the calculation (see reference numeral 504 ) of the location coordinates r X , for which the times of the transmission of the sound waves through the speaker of the user terminal 102 from the user terminal 102 to the controller 112 / 114 can be transmitted (see reference numerals 602 ). The location coordinates r X are then the user terminal 102 transmitted (see reference numeral 600 ).

3 bis 6 zeigen somit, dass bezüglich der Orte der Berechnungen und der Übermittlung von Daten verschiedenste Konfigurationen möglich sind. 3 to 6 thus show that with respect to the locations of the calculations and the transmission of data a variety of configurations are possible.

Es ist noch anzumerken, dass die im Rahmen der Positionsbestimmung übermittelten Schallsignale der jeweiligen Schallquelle zuordbar sein sollten. Zum Beispiel kann das übermittele Schallsignal selbst Identifizierungsinformation zur Zuordnung des Schallsignals zur zugehörigen Schallquelle enthalten. Es ist auch möglich, dass die Schallquellen in kontrollierter zeitlicher Abfolge Schallsignale aussenden. Es ist weiter möglich, unterschiedlichen Schallquellen unterschiedliche Schallsignalcharakteristika zuzuordnen, zum Beispiel unterschiedliche Frequenzen. Dann ist anhand der Ermittlung der detektierten Frequenzen eine Zuordnung zu der Schallquelle möglich, wenn dem zugehörigen Kommunikationspartnergerät (insbesondere dem Nutzer-Endgerät oder einer der Steuereinrichtungen oder einem Schalldetektor) die Zuordnung der Schallquellen zu den Schallsignalcharakteristika mitgeteilt worden ist. Ferner ist möglich, dass eine Schallquelle einem solchen Kommunikationspartnergerät per Kommunikationsnachricht mitteilt, dass und wann diese ein Schallsignal aussendet bzw. ausgesandt hat bzw. welche Charakteristika dieses hat.It should also be noted that the sound signals transmitted as part of the position determination should be assignable to the respective sound source. For example, the transmitted sound signal itself may contain identification information for assigning the sound signal to the associated sound source. It is also possible that the sound sources emit sound signals in a controlled chronological order. It is also possible to assign different sound signal characteristics to different sound sources, for example different frequencies. Then, on the basis of the determination of the detected frequencies, an assignment to the sound source is possible if the associated communication partner device (in particular the user terminal or one of the control devices or a sound detector) has been informed of the assignment of the sound sources to the sound signal characteristics. Furthermore, it is possible for a sound source to inform such a communication partner device by means of a communication message that and when it has sent out or has sent out a sound signal or which characteristics this has.

Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass „aufweisend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.In addition, it should be noted that "having" does not exclude other elements or steps, and "a" or "an" does not exclude a multitude. It should also be appreciated that features or steps described with reference to any of the above embodiments may also be used in combination with other features or steps of other embodiments described above. Reference signs in the claims are not to be considered as limiting.

Claims (22)

Anordnung (100) zur Positionsbestimmung eines Nutzer-Endgeräts (102) in einem Aufenthaltsgebiet (104), wobei die Anordnung (100) aufweist: das Nutzer-Endgerät (102); eine Schallemittereinrichtung (106), die zum Emittieren von Schallwellen ausgebildet ist; eine Schalldetektoreinrichtung (108), die zum Detektieren der emittierten Schallwellen ausgebildet ist; und eine Positionsbestimmungseinrichtung (110), die zum Bestimmen der Position des Nutzer-Endgeräts (102) basierend auf Zeitinformation hinsichtlich des Emittierens von Schallwellen durch die Schallemittereinrichtung (106) und des Detektierens der Schallwellen durch die Schalldetektoreinrichtung (108) und basierend auf vorbekannter Positionsinformationen hinsichtlich der Position von einer der Schallemittereinrichtung (106) und der Schalldetektoreinrichtung (108) eingerichtet ist; wobei eine der Schallemittereinrichtung (106) und der Schalldetektoreinrichtung (108) Teil des Nutzer-Endgeräts (102) ist und die jeweils andere an vorbekannter Position in dem Aufenthaltsgebiet (104) anordbar oder angeordnet ist.Arrangement ( 100 ) for determining the position of a user terminal ( 102 ) in a residence area ( 104 ), the arrangement ( 100 ): the user terminal ( 102 ); a sound emitting device ( 106 ) configured to emit sound waves; a sound detector device ( 108 ) configured to detect the emitted sound waves; and a position determining device ( 110 ) for determining the position of the user terminal ( 102 ) based on time information regarding the emission of sound waves by the sound emitting device ( 106 ) and the detection of the sound waves by the sound detection device ( 108 ) and based on previously known position information regarding the position of one of the sound emitting means ( 106 ) and the sound detector device ( 108 ) is set up; wherein one of the sound emitting means ( 106 ) and the sound detector device ( 108 ) Part of the user terminal ( 102 ) and the other one at a previously known position in the residence area ( 104 ) can be arranged or arranged. Anordnung (100) nach Anspruch 1, wobei die Schalldetektoreinrichtung (108) als Mikrofon des Nutzer-Endgeräts (102) ausgebildet ist.Arrangement ( 100 ) according to claim 1, wherein the sound detection device ( 108 ) as a microphone of the user terminal ( 102 ) is trained. Anordnung (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Schallemittereinrichtung (106) als Mehrzahl von, insbesondere als mindestens drei, an unterschiedlichen Positionen in dem Aufenthaltsgebiet (104) anordbaren oder angeordneten separaten Schallquellen, insbesondere Lautsprecher, ausgebildet ist. Arrangement ( 100 ) according to claim 1 or 2, wherein the sound emitting device ( 106 ) as a plurality of, in particular as at least three, at different positions in the residence area ( 104 ) is arranged or arranged separate sound sources, in particular speakers, is formed. Anordnung (100) nach Anspruch 1, wobei die Schallemittereinrichtung (106) als Lautsprecher des Nutzer-Endgeräts (102) ausgebildet ist.Arrangement ( 100 ) according to claim 1, wherein the sound emitting device ( 106 ) as a loudspeaker of the user terminal ( 102 ) is trained. Anordnung (100) nach Anspruch 1, 3 oder 4, wobei die Schalldetektoreinrichtung (108) als Mehrzahl von, insbesondere als mindestens drei, an unterschiedlichen Positionen in dem Aufenthaltsgebiet (104) anordbaren oder angeordneten separaten Schalldetektoren, insbesondere Mikrofone, ausgebildet ist.Arrangement ( 100 ) according to claim 1, 3 or 4, wherein the sound detector means ( 108 ) as a plurality of, in particular as at least three, at different positions in the residence area ( 104 ) is arranged or arranged separate sound detectors, in particular microphones, is formed. Anordnung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Positionsbestimmungseinrichtung (110) als Teil des Nutzer-Endgeräts (102) ausgebildet ist.Arrangement ( 100 ) according to one of claims 1 to 5, wherein the position-determining device ( 110 ) as part of the user terminal ( 102 ) is trained. Anordnung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, aufweisend mindestens eine Steuereinrichtung (112, 114), die mit dem Nutzer-Endgerät (102) kommunizierfähig gekoppelt oder koppelbar ist, insbesondere über ein Mobilfunkkommunikationsnetz oder das Internet (116).Arrangement ( 100 ) according to one of claims 1 to 6, comprising at least one control device ( 112 . 114 ) connected to the user terminal ( 102 ) is communicably coupled or can be coupled, in particular via a mobile radio communication network or the Internet ( 116 ). Anordnung (100) nach Anspruch 7, wobei die Positionsbestimmungseinrichtung (110) als Teil der mindestens einen Steuereinrichtung (112, 114) ausgebildet ist.Arrangement ( 100 ) according to claim 7, wherein the position-determining device ( 110 ) as part of the at least one control device ( 112 . 114 ) is trained. Anordnung (100) nach Anspruch 7 oder 8, wobei die mindestens eine Steuereinrichtung (112, 114) ausgebildet ist, dem Nutzer-Endgerät (102) basierend auf der bestimmten Position einen standortbezogenen Dienst bereitzustellen.Arrangement ( 100 ) according to claim 7 or 8, wherein the at least one control device ( 112 . 114 ), the user terminal ( 102 ) to provide a location based service based on the particular location. Anordnung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Positionsbestimmungseinrichtung (110) zum Bestimmen der Position des Nutzer-Endgeräts (102) mittels einer Laufzeitbestimmung der Schallwellen ausgebildet ist.Arrangement ( 100 ) according to one of claims 1 to 9, wherein the position determining device ( 110 ) for determining the position of the user terminal ( 102 ) is formed by means of a transit time determination of the sound waves. Anordnung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Positionsbestimmungseinrichtung (110) zum Bestimmen einer Positionsänderung des Nutzer-Endgeräts (102) mittels Erfassens einer Frequenzverschiebung, insbesondere nach Betrag und/oder Vorzeichen, zwischen den emittierten Schallwellen und den detektierten Schallwellen ausgebildet ist.Arrangement ( 100 ) according to one of claims 1 to 10, wherein the position determining device ( 110 ) for determining a position change of the user terminal ( 102 ) is formed by detecting a frequency shift, in particular by magnitude and / or sign, between the emitted sound waves and the detected sound waves. Anordnung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die von der Schallemittereinrichtung (106) emittierbaren und von der Schalldetektoreinrichtung (108) detektierbaren Schallwellen ausgewählt sind aus Infraschall, Hörschall, Ultraschall und Hyperschall.Arrangement ( 100 ) according to one of claims 1 to 11, wherein the sound emitted by the sound emitting device ( 106 ) and sound-emitting device ( 108 ) detectable sound waves are selected from infrasound, sound, ultrasound and hypersonic. Anordnung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Schallemittereinrichtung (106) zum Emittieren von Schallwellen zur Positionsbestimmung gemäß einem vorbestimmten Muster, insbesondere in vorbestimmten Zeitabständen, ausgebildet ist.Arrangement ( 100 ) according to one of claims 1 to 12, wherein the sound emitting device ( 106 ) for emitting sound waves to Position determination according to a predetermined pattern, in particular at predetermined time intervals, is formed. Anordnung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Schallemittereinrichtung (106) zum akustischen Kaschieren der zur Positionsbestimmung ausgesendeten Schallwellen ausgebildet ist, insbesondere gleichzeitig Kaschier-Hörschall, insbesondere Musik oder Sprache, auszusenden.Arrangement ( 100 ) according to one of claims 1 to 13, wherein the sound emitting device ( 106 ) is formed for acoustic lamination of the sound waves emitted for determining the position, in particular concurrently transmitting Kaschier sound, in particular music or speech. Anordnung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das Nutzer-Endgerät (102) ausgebildet ist, Schallemissionsauslösesignale zum Auslösen des Emittierens von Schallwellen durch die Schallemittereinrichtung (106) auszusenden. Arrangement ( 100 ) according to one of claims 1 to 14, wherein the user terminal ( 102 ), sound emission trigger signals for triggering the emission of sound waves by the sound emitting device ( 106 ). Anordnung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, aufweisend eine Erkenneinrichtung, die zum Erkennen des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins der Möglichkeit einer Positionsbestimmung des Nutzer-Endgeräts (102) durch das Globale Positionsbestimmungssystem, zum Auslösen der Positionsbestimmung des Nutzer-Endgeräts (102) durch das Globale Positionsbestimmungssystem im Falle des Erkennens des Vorhandenseins, und zum Auslösen der Positionsbestimmung des Nutzer-Endgeräts (102) mittels der Schallwellen im Falle des Erkennens des Nichtvorhandenseins eingerichtet ist.Arrangement ( 100 ) according to any one of claims 1 to 15, comprising recognizing means for detecting the presence or absence of the possibility of determining the position of the user terminal ( 102 ) by the global positioning system, for triggering the positioning of the user terminal ( 102 ) by the Global Positioning System in the event of detecting the presence, and to trigger the position determination of the user terminal ( 102 ) is established by means of the sound waves in the case of detecting the absence. Anordnung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei das Nutzer-Endgerät (102) ein portables Gerät, insbesondere ein Mobilfunkgerät oder ein Tablet PC, ist.Arrangement ( 100 ) according to one of claims 1 to 16, wherein the user terminal ( 102 ) is a portable device, in particular a mobile device or a tablet PC. Verfahren zur Positionsbestimmung eines Nutzer-Endgeräts (102) in einem Aufenthaltsgebiet (104), wobei das Verfahren aufweist: Emittieren von Schallwellen mittels einer Schallemittereinrichtung (106); Detektieren der emittierten Schallwellen mittels einer Schalldetektoreinrichtung (108); Bestimmen der Position des Nutzer-Endgeräts (102) basierend auf Zeitinformation hinsichtlich des Emittierens von Schallwellen durch die Schallemittereinrichtung (106) und des Detektierens der Schallwellen durch die Schalldetektoreinrichtung (108) und basierend auf vorbekannter Positionsinformationen hinsichtlich der Position von einer der Schallemittereinrichtung (106) und der Schalldetektoreinrichtung (108); wobei eine der Schallemittereinrichtung (106) und der Schalldetektoreinrichtung (108) Teil des Nutzer-Endgeräts (102) ist und die jeweils andere an vorbekannter Position in dem Aufenthaltsgebiet (104) angeordnet ist.Method for determining the position of a user terminal ( 102 ) in a residence area ( 104 ), the method comprising: emitting sound waves by means of a sound emitting device ( 106 ); Detecting the emitted sound waves by means of a sound detector device ( 108 ); Determining the position of the user terminal ( 102 ) based on time information regarding the emission of sound waves by the sound emitting device ( 106 ) and the detection of the sound waves by the sound detection device ( 108 ) and based on previously known position information regarding the position of one of the sound emitting means ( 106 ) and the sound detector device ( 108 ); wherein one of the sound emitting means ( 106 ) and the sound detector device ( 108 ) Part of the user terminal ( 102 ) and the other one at a previously known position in the residence area ( 104 ) is arranged. Verfahren nach Anspruch 18, wobei in dem Aufenthaltsgebiet (104) eine Positionsbestimmung des Nutzer-Endgeräts (102) durch das Globale Positionsbestimmungssystem (GPS) nicht unter Einhaltung eines vorbestimmten Genauigkeitskriteriums möglich oder zumindest zeitweise unmöglich ist.Method according to claim 18, wherein in the residence area ( 104 ) a position determination of the user terminal ( 102 ) is not possible or at least temporarily impossible by the Global Positioning System (GPS) while maintaining a predetermined accuracy criterion. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, wobei das Aufenthaltsgebiet (104) ein Gebäude ist, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Einkaufszentrum, einer öffentlichen Einrichtung, einem Hotel und einem Krankenhaus.Method according to claim 18 or 19, wherein the residence area ( 104 ) is a building, in particular selected from the group consisting of a shopping center, a public institution, a hotel and a hospital. Computerlesbares Speichermedium, in dem ein Programm zur Positionsbestimmung eines Nutzer-Endgeräts (102) in einem Aufenthaltsgebiet (104) gespeichert ist, welches Programm, wenn es von einem oder mehreren Prozessoren (102, 110, 112, 114) ausgeführt wird, das Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20 ausführt oder steuert.Computer-readable storage medium in which a program for determining the position of a user terminal ( 102 ) in a residence area ( 104 ), which program, if it is from one or more processors ( 102 . 110 . 112 . 114 ) is executed, the method according to any one of claims 18 to 20 executes or controls. Programm-Element zur Positionsbestimmung eines Nutzer-Endgeräts (102) in einem Aufenthaltsgebiet (104), welches Programm-Element, wenn es von einem oder mehreren Prozessoren (102, 110, 112, 114) ausgeführt wird, das Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20 ausführt oder steuert.Program element for determining the position of a user terminal ( 102 ) in a residence area ( 104 ), which program element, if it is from one or more processors ( 102 . 110 . 112 . 114 ) is executed, the method according to any one of claims 18 to 20 executes or controls.
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