DE102014217504A1

DE102014217504A1 - Zonenbasierte Ortung in einem Nahfeld-Suchraumbereich

Info

Publication number: DE102014217504A1
Application number: DE102014217504.6A
Authority: DE
Inventors: Dennis Burgkhardt; Thomas Krauss; Hyung-Taek Lim
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2014-09-02
Filing date: 2014-09-02
Publication date: 2016-03-03
Anticipated expiration: 2034-09-03
Also published as: DE102014217504B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein System zur Ortung eines ersten Signalsenders in einem Nahfeld-Suchraumbereich, insbesondere in einem Innenraum oder in der unmittelbaren Umgebung eines Fahrzeugs. Das System weist eine Mehrzahl von zweiten Signalsendern an verschiedenen Positionen im Suchraumbereich und ein oder mehrere Signalempfänger an verschiedenen Stellen in dem Suchraumbereich auf, zum Empfang von physikalischen Signalen, welche von dem ersten Signalsender und wenigstens einem der zweiten Signalsender stammen. Eine Auswerteeinheit (6) ist zur Auswertung der empfangenen Signale vorgesehen. Die Signale der zweiten identifizieren jeweils den sie sendenden Signalsender. Die Signalempfänger sind jeweils in der Lage, wenigstens eine physikalische Größe, insbesondere die Empfangsleistung, des von ihnen empfangenen Signals zu erfassen, welche eine räumliche Entfernung des jeweiligen Signalempfängers von dem das Signal sendenden Signalsender charakterisiert. Die Auswerteeinheit ordnet jeden zweiten Signalsender einer im Nahfeldsuchbereich definierten räumlichen Zone zu. Durch Erfassung und Vergleich von auf Basis der Empfangsleistungen für die Signale der ersten und zweiten Signalsender bestimmten Funksituationen, d.h. jeweils einer Vergleichsfunksituation für jeden ersten Signalsender einerseits und Referenzfunksituationen für jede Zone andererseits wird diejenige Zone bestimmt, für die wenigstens eine zugehörige Referenzfunksituation gemäß einem Ähnlichkeitsmaß die größte Ähnlichkeit mit der Vergleichsfunksituation aufweist, als vermutlichen Aufenthaltsort des ersten Signalsenders zu bestimmen und auszugeben. Auch ein entsprechendes Ortungsverfahren wird beschrieben.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein zonenbasiertes Ortungssystem sowie ein Verfahren zur Ortung von Signalsendern in einem Nahfeld-Suchraumbereich, insbesondere in einem Innenraum oder der unmittelbaren Umgebung eines Fahrzeugs.
Für viele Menschen ist es eine beinahe tägliche Erfahrung, dass insbesondere kleinere Gebrauchsgegenstände sich nicht am dafür vorgesehenen Ort befinden, sondern erst gesucht werden müssen, wenn man sie beispielsweise verwenden oder an sich nehmen möchte. Solche Gegenstände können insbesondere Schlüssel, Geldbörsen, Mobiltelefone, tragbare Computer, Ausweise, Brillen, Kleidungsstücke, Handtaschen usw. sein, wenngleich es eine wohl beinahe unendliche Anzahl verschiedener Gebrauchsgegenstände gibt, die zumindest das eine oder andere Mal gesucht werden müssen. Dabei erfolgt die Suche nach dem Gegenstand oft in einem räumlich eng begrenzten Suchbereich (Nahfeld), welcher insbesondere durch einen Raum, eine Wohnung oder ein Gebäude oder aber auch das Innere eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, oder dessen unmittelbare Umgebung definiert sein kann.
Vor diesem Hintergrund ist es aus dem Stand der Technik bekannt, regelmäßig zu suchende Gebrauchsgegenstände mittels spezieller Ortungssysteme zu suchen, wobei die Gebrauchsgegenstände dazu speziell mit kleinen Zusatzgeräten ausgerüstet werden. So ist es beispielsweise bekannt, Gebrauchsgegenstände mit so genannten RFID-Tags zu versehen, welche bei einer entsprechenden elektromagnetischen Aktivierung durch ein erstes Funksignal ein für sie charakteristisches zweites Funksignal zurückliefern, anhand dessen der mit dem RFID-Tag versehene Gegenstand im Nahfeld mittels einer geeigneten Suchvorrichtung geortet werden kann. Bei anderen bekannten Lösungen ist das Zusatzgerät in der Lage, auf bestimmte akustische Signale, beispielsweise ein Klatschgeräusch, zu reagieren, indem es selbst einen charakteristischen Ton oder ein Lichtsignal aussendet, anhand dessen die Ortung durch den Suchenden erfolgen kann.
Bei noch weiteren bekannten Lösungen, weist das Zusatzgerät einen GPS-Empfänger auf und ist damit in der Lage seine damit ermittelte Position durch eine Sendeeinrichtung, insbesondere über ein Mobilfunknetz, an eine Empfangseinrichtung eines Suchenden zu übermitteln.
In der internationalen Patentanmeldung WO 2013/090427 A1 ist ein System und ein Verfahren zur Überwachung und Verfolgung der Position eines Subjekts beschrieben, bei der das zu überwachende bzw. zu verfolgende Subjekt mit einem Transponder versehen wird, dessen Position durch Triangulation zwischen einem entfernten GPS-fähigen Empfänger, wie beispielsweise einem entsprechenden Mobiltelefon, sowie einem Satelliten oder einem Funksendemasten bestimmt werden kann.
Darüberhinaus sind im Bereich der Technologien für tragbare Kommunikationsgeräte, insbesondere von sogenannten „Smart Devices“ wie Smartphones und Tablet-Rechnern, Navigationslösungen für kleine Raumbereiche, insbesondere auch geschlossene Räume bekannt, bei denen in dem Raumbereich mehrere kleine Sender („Beacons“) als Signalgeber angeordnet werden, welche in festen Zeitintervallen Signale senden, die dann vom Kommunikationsgerät empfangen werden können. Dabei senden die Signalgeber Informationen zur eigenen Identität, woraus das Kommunikationsgerät unter Zuhilfenahme von zugehörigen Ortsinformationen, die etwa über das Internet verfügbar gemacht werden, auf seine Position in der unmittelbaren Nähe des identifizierten Signalgebers schließen kann und darauf beruhend etwa positionsbezogenen Daten aus dem Internet abrufen kann. Eine Beispiel einer solchen Ortungstechnologie ist die „iBeacon“ Technologie von Apple, Inc.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die technisch gestützte Ortung von Objekten in einem Nahfeld-Suchbereich, insbesondere in Fahrzeugen oder deren unmittelbaren Umfeld, weiter zu verbessern.
Eine Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Lehre der unabhängigen Ansprüche erreicht durch ein System gemäß Anspruch 1 zur Ortung von Signalsendern in einem Nahfeld-Suchraumbereich, ein Fahrzeug gemäß Anspruch 13 mit einem derartigen Ortungssystem, ein entsprechendes Verfahren gemäß Anspruch 14, sowie ein Computerprogrammprodukt gemäß Anspruch 15 zur Ausführung des Verfahrens.
Verschiedene Ausführungsformen und Weiterbildung der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein System zur Ortung eines ersten Signalsenders in einem Nahfeld-Suchraumbereich, insbesondere in einem Innenraum oder in der unmittelbaren Umgebung eines Fahrzeugs. Dabei weist das System eine Mehrzahl von an verschiedenen Positionen im Suchraumbereich angeordneten oder anzuordnenden zweiten Signalsendern auf. Außerdem weist das System ein oder mehrere an verschiedenen Stellen in dem Suchraumbereich angeordnete oder anzuordnende Signalempfänger auf zum Empfang von physikalischen Signalen, welche von dem ersten Signalsender und wenigstens einem der zweiten Signalsender stammen. Schließlich weist das System noch eine Auswerteeinheit mit Mitteln zur Auswertung der durch den bzw. die Signalempfänger empfangenen Signale auf. Dabei sind die zweiten Signalsender so konfiguriert, dass die von ihnen zu sendenden Signale jeweils den sie sendenden zweiten Signalsender identifizieren. Die Signalempfänger sind jeweils in der Lage, wenigstens eine physikalische Größe des von ihnen empfangenen Signals zu erfassen, welche eine räumliche Entfernung des jeweiligen Signalempfängers von dem das Signal sendenden Signalsender charakterisiert. Die Auswerteeinheit ist konfiguriert, jeden zweiten Signalsender einer im Nahfeldsuchbereich definierten räumlichen Zone zuzuordnen, für jede Zone aus den physikalischen Größen der von dem bzw. den Signalempfängern empfangenen Signale der dieser Zone zugeordneten zweiten Signalsender wenigstens eine Referenzfunksituation für die jeweilige Zone zu bestimmen, aus der physikalischen Größe des von dem bzw. den Signalempfängern empfangenen Signale des ersten Signalsenders eine Vergleichsfunksituation zu bestimmen, und durch Vergleich der Vergleichsfunksituation mit den Referenzfunksituationen der Zonen, diejenige Zone, bei der wenigstens eine zugehörige Referenzfunksituation gemäß einem Ähnlichkeitsmaß die größte Ähnlichkeit mit der Vergleichsfunksituation aufweist, als vermutlichen Aufenthaltsort des ersten Signalsenders zu bestimmen und auszugeben.
Unter einem „Nahfeld-Suchraumbereich“ oder kurz „Suchraumbereich“ im Sinne der Erfindung ist ein begrenzter Raumbereich, also eine Untermenge des dreidimensionalen Raums zu verstehen, innerhalb dessen die Position eines zu suchenden Objekts, insbesondere eines zu suchenden (ersten) Signalsenders, zu bestimmen ist. Dabei ist der Suchraumbereich so eng begrenzt, dass er sich auf ein Nahfeld beschränkt, dessen laterale Erstreckung maximal der Größenordnung der räumliche Auflösungsfähigkeit bekannter öffentlich nutzbarer Lokalisierungssysteme, insbesondere von GPS oder von Triangulationsmethoden mithilfe von zellularen Mobilfunksystemen entspricht. Insbesondere kann der Nahfeld-Suchraumbereich eine maximale Erstreckung von nur wenigen Metern, insbesondere von weniger als 30m, bevorzugt unter 10m, insbesondere auch unter 2 m aufweisen.
Unter einem „Fahrzeug“ im Sinne der Erfindung ist jede Art von Fahrzeug zu verstehen, mittels dessen eine oder mehrere Personen und/oder Ladung transportiert werden kann. Insbesondere ist ein Personenkraftwagen (PKW), ein Lastkraftwagen (LKW), ein Motorrad, ein Bus, ein Fahrrad oder ein Anhänger zu einem der vorausgehend genannten Fahrzeuge ein Fahrzeug im Sinne der Erfindung. Dies gilt insbesondere auch für die Zugeinheit sowie die Anhänger eines Zuges, für ein Wasserfahrzeug oder ein Luftfahrzeug, insbesondere ein Flugzeug.
Unter einem „Signalsender“ im Sinne der Erfindung ist eine Vorrichtung zu verstehen, die in der Lage ist, ein physikalisches Signal, insbesondere ein elektromagnetisches Funksignal, ein optisches Signal oder ein akustisches Signal (welches auch ein Ultraschallsignal sein kann) auszusenden. Insbesondere sind gemäß dem RFID-Standard, dem Bluetooth Standard (insbesondere seiner Blue Tooth Low Energy Versionen, z.B. BT 4.0) oder der vorgenannten iBeacon Technologie arbeitende Funksender Signalsender im Sinne der Erfindung.
Unter einem „Signalempfänger“ im Sinne der Erfindung ist entsprechend eine Vorrichtung zu verstehen, die in der Lage ist ein von einem Signalsender ausgesendetes physikalisches Signal, insbesondere ein elektromagnetisches Funksignal, ein optisches Signal oder ein akustisches Signal, welches auch ein Ultraschallsignal sein kann, zu empfangen. Ein Signalempfänger im Sinne der Erfindung kann insbesondere eine Signalerfassungsvorrichtung und eine Empfängerschaltung aufweisen. Dabei dient die Signalerfassungsvorrichtung zur Erfassung des zu empfangenden physikalischen Signals und dessen Umwandlung in ein elektrisches Signal und kann insbesondere eine Antenne, einen lichtempfindlichen Sensor oder einen akustischen Sensor oder eine Kombination daraus aufweisen. Die Empfängerschaltung dient dann der Weiterbehandlung dieses elektrischen Signals und kann insbesondere eine Verstärkung, Filterung, Umwandlung und/oder eine Demodulation des Signals bewirken. Über die übertragene Identifizierungsinformation werden die Signale jeweils einem konkreten Signalsender zugeordnet.
Unter einer „Auswerteeinheit“ im Sinne der Erfindung ist eine Systemkomponente des Ortungssystems zu verstehen, welche in der Lage ist, die von einem oder mehreren Signalempfängern des Systems von den Signalsendern empfangene Signale bzw. die darin enthaltenen Informationen zu verarbeiten und daraus Ortungsinformationen zu bestimmen. Eine Auswerteeinheit kann insbesondere ein Computersystem oder Mikrocontroller mit wenigstens einem Mikroprozessor und einer Speichervorrichtung sowie darin abgelegter Software zur Bestimmung der Lokalisierungsinformationen mithilfe des Mikroprozessors sein.
Im Sinne der Erfindung ist unter einer „physikalischen Größe des Signals, welche eine räumliche Entfernung des jeweiligen Signalempfängers von dem das Signal sendenden Signalsender charakterisiert“ eine technisch erfassbare Eigenschaft des beim Signalempfänger empfangenen Signals zu verstehen, die regelmäßig zu der räumlichen Entfernung zwischen Signalsender und Signalempfänger korreliert und so zumindest grobe Rückschlüsse auf diese Entfernung ermöglicht. Der Begriff „physikalische Größe“ ist dabei nicht auf Begriffe im Sinne einer Amplitude des Signals o.ä. beschränkt.
Unter einer „räumlichen Zone“ oder kurz „Zone“ im Sinne der Erfindung ist ein räumlicher Teilbereich des Nahfeld-Suchraumbereichs zu verstehen, dem wenigstens ein dort angeordneter bzw. anzuordnender zweiter Signalsender zugeordnet ist. Die Begrenzung einer Zone muss nicht exakt definiert sein. Vielmehr kann die Zone insbesondere als die unmittelbare Umgebung eines prägnanten Gegenstands im Nahfeld-Suchraumbereich definiert sein. Im Falle eines Kraftfahrzeugs kann dieser Gegenstand insbesondere ein sichtbarer Teil des Fahrzeugs oder seiner Ausstattung sein.
Unter einer „Funksituation“ im Sinne der Erfindung ist ein Satz von Messergebnissen für die genannte physikalische Größe der Empfangssignale zu verstehen, die durch die Signalempfänger beim Empfang der jeweiligen Signale der ersten bzw. zweiten Signalsender erfasst werden. Insbesondere kann dabei der Satz von Messergebnissen ein Messergebnis für jedes Paar aus einem Signalsender und einem Signalempfänger enthalten. Unter einer „Referenzfunksituation“ ist eine Funksituation zu verstehen, welche die Messergebnisse zu den zweiten Signalsendern enthält, während unter einer „Vergleichsfunksituation“ eine Funksituation zu verstehen ist, die welche die Messergebnisse zu dem bzw. zu einem zugehörigen ersten Signalsender enthält.
Unter einem „Ähnlichkeitsmaß“ im Sinne der Erfindung ist ein insbesondere mathematisches Maß zu verstehen, mittels dessen ein Unterschied oder ein Übereinstimmungsgrad zwischen zwei Funksituationen quantifiziert werden kann, insbesondere auf einen einzigen den Unterschied bzw. die Übereinstimmung charakterisierenden Wert reduziert werden kann.
Unter einem „Ausgeben“ einer Zone ist im Sinne der Erfindung zu verstehen, dass Information, welche die Zone identifiziert von dem Ortungssystem zur Verfügung gestellt wird. Dies kann insbesondere unmittelbar durch Ausgabe der Information auf einer Mensch-Maschine-Schnittstelle, beispielsweise einer Anzeigevorrichtung oder einem Lautsprecher oder Signalgeber, oder durch Übermittlung an einen Datenspeicher, eine Anwendung oder ein anderes System bzw. eine Bereitstellung dazu erfolgen.
Mithilfe des Ortungssystems kann sich eine Ortung eines zu suchenden ersten Signalsenders im Nahfeld-Suchraumbereich bewerkstelligen lassen. Mögliche Vorteile liegen dabei zum einen darin, dass aufgrund der nur zonenbezogenen Positionsbestimmung deutlich geringere Anforderungen an die Genauigkeit der Positionsbestimmung für den ersten Signalsender erforderlich sind, als dies bei einer absoluten Positionsbestimmung (etwa von Positionskoordinaten in einem Bezugskoordinatensystem) erforderlich wäre, um eine vergleichbare Sucheffizienz zu erreichen. So kann das Verfahren auf einfachen technischen Ortungsverfahren beruhen, deren Genauigkeit auch deutlich, z.B. ein bis zwei Größenordnungen, gröber als die Größe der zu ortenden Objekte sein kann. Insbesondere können dazu Signalstärkemessungen oder Signallaufzeitmessungen für die physikalischen Signale zur ungefähren Abschätzung der Entfernung zwischen den Signalsendern und den Signalempfängern verwendet werden. Die Signale selbst müssen dazu keinerlei Informationen zu den Positionen der jeweiligen Signalsender enthalten und dementsprechend müssen auch die Signalsender bzw. damit gekoppelte Objekte ihre räumliche Position nicht selbst kennen bzw. erfassen können. Die Signalsender können somit sehr einfach ausgebildet sein und müssen insbesondere weder für eine bidirektionale Kommunikation ausgelegt sein, noch selbst eine Ortungsfunktionalität aufweisen. Auch müssen die Signalempfänger nicht richtungsempfindlich ausgebildet sein. Insbesondere können vorteilhaft miniaturisierte Signalsender (Beacons) und -empfänger zum Einsatz kommen, was besonders kostengünstige Lösungen mit sehr geringem Platz- und Energiebedarf ermöglicht. Außerdem erlaubt das System eine dynamische Anpassung an sich zeitlich verändernde Beeinflussungen der Signale, wenn sich etwa Personen oder Gegenstände in den Nahfeld-Suchraumbereich bewegen bzw. eingebracht werden (oder sich daraus entfernen) und so variable Signaldämpfungen hervorgerufen werden.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen des Ortungssystems und deren Weiterbildungen beschrieben, die jeweils, soweit dies nicht ausdrücklich ausgeschlossen wird, beliebig miteinander sowie mit den im Weiteren beschriebenen anderen Aspekten der Erfindung kombiniert werden können.
Bevorzugt ist der Nahfeld-Suchraumbereich durch das Innere eines Fahrzeugs, etwa eines PKW, oder dessen unmittelbare, d.h. auf wenige Meter Entfernung vom Fahrzeug beschränkte Umgebung, durch eine Fahrzeuggarage, durch ein Gebäude oder durch einen oder mehrere Räume darin definiert bzw. bestimmt.
Der erste Signalsender kann insbesondere mit einem zu lokalisierenden Suchobjekt gekoppelt oder koppelbar sein. Dabei kann das Suchobjekt insbesondere ein zu suchender Gegenstand sein. Für den Fall, dass der Suchraumbereich durch das Innere eines Fahrzeugs, dessen unmittelbare Umgebung oder eine Garage oder einen Stellplatz des Fahrzeugs definiert ist, kann das Suchobjekt insbesondere eine Parkscheibe, ein Autoschlüssel, eine Brille, ein Eiskratzer, eine Warnweste, ein Verbandskasten, ein Warndreieck oder ein beliebiges anderes möglicherweise zu suchendes mobiles Element der Ausstattung oder der Beladung des Fahrzeugs oder aber auch eine Person oder ein Tier sein. Die Kopplung des ersten Signalsenders an das Suchobjekt kann dabei auf beliebige Art und Weise, insbesondere mittels einer mechanischen Verbindung erfolgen, vorteilhaft so dass sich der Signalsender in oder an dem jeweiligen Objekt befindet. Insbesondere kann der Signalsender bereits bei der Herstellung in das Suchobjekt integriert worden sein. Alternativ kann er aber auch mit diesem erst nachträglich verbunden werden bzw. worden sein. Auf diese Weise lassen sich beliebige Gegenstände als Suchobjekte mittels eines Signalsenders ausstatten und so für die Suche einsetzen. Das Versehen eines Objekts mit einem Signalsender wird auch oft als „Tagging“ bezeichnet.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die zugeordneten zweiten Signalsender zumindest einer Zone konfiguriert, die von ihnen jeweils zu sendenden Signale intervallweise in regelmäßigen Zeitintervallen, bevorzugt mit einer Frequenz von wenigstens 1 Hz, zu senden, und die Auswerteeinheit ist des Weiteren konfiguriert, die Referenzfunksituation für wenigstens eine der Zonen zumindest einmal pro Zeitintervall zu bestimmen. Auf diese Weise lässt sich eine regelmäßige, insbesondere quasi-kontinuierliche Ordnungsfunktion implementieren und bei der Auswertung pro Zeitintervall können stets sämtliche zweite Signalsender berücksichtigt werden.
Gemäß einer Weiterbildung ist dabei die Intervallfrequenz so hoch, dass während des Intervalls von quasistatischen Funkbedingungen ausgegangen werden kann, (d.h. dass sich die Funkkanäle zwischen Sendern und Empfängern während des Zeitintervalls nicht wesentlich ändern), so kann die Zuverlässigkeit und Genauigkeit der Ortung erhöht werden. Gerade im Hinblick auf Veränderungen der Funkbedingungen durch Bewegung von Personen oder Gegenständen in einem Fahrzeug oder dessen Außenbereich ist im Hinblick auf die damit verbundenen typischen Bewegungsgeschwindigkeiten eine Frequenz von 1 Hz oder höher besonders vorteilhaft.
Gemäß einer weiteren Weiterbildung ist die Auswerteeinheit konfiguriert die mit den Referenzfunksituationen zu vergleichende Vergleichsfunksituation zu einem ersten Zeitintervall durch Zusammenfassen der zum ersten Zeitintervall tatsächlich erfassten Vergleichsfunksituation mit der bzw. den Vergleichsfunksituationen zu einem oder mehreren zum ersten Zeitintervall benachbarten zweiten Zeitintervallen zu bestimmen. Zusätzlich oder alternativ ist die Auswerteeinheit konfiguriert, wenigstens eine Referenzfunksituation zu einem ersten Zeitintervall durch Zusammenfassen der zum ersten Zeitintervall tatsächlich erfassten Referenzfunksituation der Zone mit der bzw. den Referenzfunksituationen zu einem oder mehreren zum ersten Zeitintervall benachbarten zweiten Zeitintervallen zu bestimmen. Insbesondere kann dabei das Zusammenfassen durch gewichtete Mittelwertbildung über die einzelnen Vergleichsfunksituationen bzw. Referenzfunksituationen zu den bei der jeweiligen Zusammenfassung berücksichtigen Zeitintervallen erfolgen. Durch das Zusammenfassen mehrerer zeitlich benachbarter Funksituationen kann die Robustheit der Ortungsbestimmung erhöht werden, da äußerst kurzzeitig auftretende Signalstörungen, die etwa nur während eines oder während weniger der bei der Zusammenfassung berücksichtigten Intervalle auftreten, unterdrückt werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugen Ausführungsform ist die Auswerteeinheit so konfiguriert, dass sie falls zu einer Zone eine Mehrzahl zweiter Signalsender vorliegt, die Referenzfunksituation für diese Zone durch Zusammenfassen der Messergebnisse für die Mehrzahl zweiter Signalsender bestimmt. Dabei kann dieses Zusammenfassen insbesondere durch gewichtete Mittelwertbildung über die Messergebnisse oder durch Auswahl nur eines Teilsatzes von Messergebnissen für einen einzelnen der zweiten Signalsender in dieser Zone als Referenzfunksituation für die Zone erfolgen. Alternativ kann die Auswerteeinheit des Weiteren so konfiguriert sein, dass sie stattdessen die Äquivalenzmaße für die der Zone zugeordneten zweiten Signalsender miteinander zu einem einzigen Wert für das Äquivalenzmaß für diese Zone verrechnet. Auf diese Weise kann jeweils die Robustheit der Ortung für diese Zone erhöht werden, weil es nicht mehr allein bzw. nicht mehr auf das möglicherweise gestörte oder zu stark gedämpfte Signal eines einzelnen zweiten Signalsenders für die Zone ankommt.
Gemäß einer weiteren bevorzugen Ausführungsform ist die Auswerteeinheit des Weiteren konfiguriert, die Vergleichsfunksituation und die damit zu vergleichenden Referenzfunksituationen, vor dem Vergleich einer Offsetkorrektur zu unterziehen, insbesondere durch Angleichen der Mittelwerte über alle einzelnen Werte der physikalischen Größe für die jeweiligen Funksituation. Durch die Offsetkorrektur wird die Vergleichbarkeit der Signale und somit die Ortungsgenauigkeit verbessert. Dies kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn sich die Signalstärken für die von den einzelnen Signalsendern ausgesandten Signale signifikant unterscheiden. Das kann etwa der Fall sein, wenn der erste Signalsender deutlich schwächer sendet, als die im Nahfeld-Suchraumbereich dauerhaft angeordneten zweiten Signalsender (wenn beispielsweise zweiten Signalsender über ein Netz oder eine Autobatterie versorgt werden, während der erste Signalsendern als mit einem zu ortenden Gegenstand verbundener mobiler Tag ausgebildet ist und nur über eine kleine Batterie versorgt ist).
Gemäß einer noch weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die zweiten Signalsender so konfiguriert, dass die von ihnen zu sendenden Signale jeweils wenigstens ein Datenpaket enthalten, über welches der sendende Signalsender identifizierbar ist. Auf diese Weise ist eine einfache und auch eindeutige Identifizierung, insbesondere über eine in dem Datenpaket enthaltene Kennung für den Signalsender erreichbar.
Gemäß einer noch weiteren bevorzugten Ausführungsform stellt die vom jeweiligen Signalempfänger zu erfassende physikalische Größe eines durch ihn zu empfangenden Signals, eine Empfangssignalstärke, insbesondere eine Empfangsleistung des empfangenen Signals, oder eine Laufzeit des Signals zwischen Signalsender und Signalempfänger dar. Diese Größen lassen sich aus dem empfangenen Signal leicht bestimmen, so dass auf diese Weise effizient und einfach Rückschlüsse auf die zumindest ungefähre Entfernung zwischen Signalsendern Signalempfänger ableitbar sind.
Gemäß einer noch weiterer bevorzugten Ausführungsform ist das System für ein Kraftfahrzeug vorgesehen und die Auswerteeinheit ist des Weiteren konfiguriert, eine oder mehrere der folgenden Raumbereiche des Nahfeld-Suchraumbereichs als räumlichen Zonen für die Zuordnung der zweiten Signalsender zu definieren:

• ein oder mehrere bestimmte Sitzplätze;
• Staufach
• Kofferraum
• Fahrzeuginnenraum als Ganzes
• Fahrzeugaußenraum als Ganzes
• Annäherungszonen im Fahrzeugaußenraum an einer Fahrzeugseite, im Fahrzeugvorfeld oder an der Rückseite des Fahrzeugs.

Dabei handelt es sich jeweils um Raumbereiche im bzw. um das Fahrzeug herum, die zum einen leicht für den Suchenden erkennbar bzw. identifizierbar sind und zum anderen häufige Orte für die Suche von Gegenständen darstellen. Beispielsweise könnte das Ortungssystem einen Gegenstand, der mit einem ersten Signalsender versehen ist (Tagging) im Kofferraum des Fahrzeugs orten und dem Suchenden einen entsprechenden Hinweis auf die Zone „Kofferraum“ ausgeben, so dass der gesuchte Gegenstand direkt ohne weitere Suche im Kofferraum aufgefunden werden kann.
Besonders bevorzugte Orte für die Anordnung des bzw. der Signalempfänger im Fahrzeug sind dementsprechend das Dach bzw. eine Position oben im Fahrzeuginnenraum, der Kofferraum, der Motorraum, das Handschuhfach, Staufächer an den verschiedensten Stellen des Fahrzeugs, insbesondere auch in den Seitentüren, der Raum unter den Sitzen, insbesondere den Vordersitzen, die Mittelkonsole, oder auch die Reserveradmulde, soweit jeweils vorhanden.
Gemäß einer noch weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Auswerteeinheit des Weiteren konfiguriert, für die als vermutlichen Aufenthaltsort des ersten Signalsenders bestimmte Zone auch eine Wahrscheinlichkeit dafür zu bestimmen und auszugeben, dass sich der erste Signalsender tatsächlich in der bestimmten Zone befindet. Dies kann den Vorteil haben, dass bei einer hohen Wahrscheinlichkeit die Suche allein auf die angegebene Zone konzentriert werden kann, während bei einer nur geringen Wahrscheinlichkeit dem Suchenden signalisiert wird, dass sich der erste Signalsender, bzw. ein damit versehener Gegenstand mit signifikanter Wahrscheinlichkeit auch in einer anderen Zone, insbesondere einer zu der bestimmten Zone benachbarten Zone befinden kann.
Gemäß einer noch weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Auswerteeinheit des Weiteren so konfiguriert, dass die Vergleichs- bzw. Referenzfunksituationen jeweils durch einen Satz von Messwerten für die jeweils von den einzelnen Signalempfängern erfassten physikalische Größen der empfangenen Signale von jedem der ersten bzw. zweiten Signalsender bestimmt ist. Dabei kann der Satz von Messwerten insbesondere in Form einer Tabelle bzw. einer entsprechenden Datenstruktur gespeichert sein, und für jedes Sender/Empfänger-Paar den entsprechenden erfassten Wert für die physikalische Größe des jeweiligen Empfangssignals enthalten. Auf diese Weise können die Funksituationen einfach und effizient quantifiziert, gegebenenfalls weiterverarbeitet und miteinander verglichen werden.
Gemäß einer noch weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das System zudem angepasst, Signale mehrerer verschiedener erster Signalsender über die Signalempfänger zu empfangen und über die Auswerteeinheit auszuwerten und dabei die einzelnen ersten Signalsender jeweils anhand der von ihnen zu sendenden Signale (5) zu identifizieren und für jeden der ersten Signalsender eine als vermutlicher Aufenthaltsort bestimmte Zone auszugeben. Vorzugsweise enthalten auch die Signale jedes ersten Signalsenders, wie die der zweiten Signalsender, eine sie jeweils identifizierende Kennung, so dass verschiedene erste Signalsender leicht unterschieden werden können. Auf diese Weise ist es möglich, mehrere sich im Nahfeld-Suchraumbereich befindliche erste Signalsender bei ihrer gleichzeitigen Ortung leicht zu unterscheiden.
Gemäß einer noch weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Auswerteeinheit des Weiteren konfiguriert, die als vermutlichen Aufenthaltsort des ersten Signalsenders bestimmte Zone in Form entsprechender Daten in einem Speicher abzulegen, an eine Anwendung zu übergeben, auf einer Mensch-Maschine-Schnittstelle anzuzeigen oder zu signalisieren, oder über eine Datenübertragungsstrecke an eine Gegenstelle zu übertragen.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, welches mit einem System zur Ortung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ausgestattet ist.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein, insbesondere mittels des Ortungssystems gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ausführbares, Verfahren zur Ortung eines ersten Signalsenders in einem Nahfeld-Suchraumbereich, insbesondere in einem Innenraum oder in der unmittelbaren Umgebung eines Fahrzeugs, mit den Schritten:
Empfangen, mittels wenigstens eines Signalempfängers, von physikalischen Signalen, welche von dem ersten Signalsender und wenigstens einem zweiten Signalsender stammen, wobei die zweiten Signalsender an verschiedenen Positionen im Suchraumbereich angeordnet und so konfiguriert sind, dass die von ihnen zu sendenden Signale jeweils den sie sendenden Signalsender identifizieren, und wobei die Signalempfänger jeweils in der Lage sind, wenigstens eine physikalische Größe des von ihnen empfangenen Signals zu erfassen, welche eine räumliche Entfernung des jeweiligen Signalempfängers von dem das Signal sendenden Signalsender charakterisiert;
Zuordnen jedes zweiten Signalsenders zu einer im Nahfeldsuchbereich definierten räumlichen Zone;
Bestimmen, für jede Zone, wenigstens einer jeweils zugehörigen Referenzfunksituation aus den physikalischen Größen der von dem bzw. den Signalempfängern empfangenen Signale der dieser Zone zugeordneten zweiten Signalsender;
Bestimmen einer Vergleichsfunksituation aus der physikalischen Größe des von dem bzw. den Signalempfängern empfangenen Signale des ersten Signalsenders; und
Bestimmen und Ausgeben derjenigen Zone als vermutlichen Aufenthaltsort des ersten Signalsenders, bei der wenigstens eine zugehörige Referenzfunksituation gemäß einem Ähnlichkeitsmaß die größte Ähnlichkeit mit der Vergleichsfunksituation aufweist, mittels Vergleichen der Vergleichsfunksituation mit den Referenzfunksituationen der Zonen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die Zuordnung der zweiten Signalsender zu den einzelnen Zonen vorab vor dem eigentlichen Ortungsverfahren erfolgen, z.B. Rahmen einer Initialisierung. Diese kann etwa bei der ersten Inbetriebnahme des Systems oder nach einem Zurücksetzen (Reset) desselben erfolgen. Anwendungsfälle dafür sind zum Beispiel eine Initialisierung eines in ein Fahrzeug integrierten Ortungssystems (mit im Fahrzeug ortsfest verbauten zweiten Signalsendern und Signalempfängern) vor dessen Auslieferung oder einer erneute Initialisierung des Systems nach Verbringung desselben an einen anderen Ort (etwa ein anderer Raum in einem Gebäude) oder nach der Hinzufügung oder Wegnahme von zweiten Signalsendern und/oder Signalempfängern.
Alternativ oder zusätzlich dazu kann in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform die Zuordnung auch dynamisch während des Betriebs des Ortungssystems, insbesondere auch im Rahmen des Ortungsverfahrens selbst erfolgen. In diesem Fall werden zunächst die Signale der zweiten Signalsender empfangen, über welche diese von der Auswerteeinheit identifiziert werden können, und darauf beruhend wird erst eine erstmalige oder erneute Zuordnung der zweiten Signalsender zu Zonen (insbesondere von der Auswerteeinheit) durchgeführt. Bevorzugt können dazu die zweiten Signalsender auch Informationen zu ihrer absoluten (bzgl. eines definierten Koordinatensystems) oder relativen (bzgl. eines Bezugspunktes, z.B. eines Objekts im Fahrzeug) räumlichen Position im Nahfeld-Suchbereich, insbesondere als der Teil der oder zusätzlich zu den Identifizierungsinformationen, in ihren Signalen senden. In einer anderen Variante liegt wird diese Positionsinformation (z.B. im Fond rechts) anderweitig der Auswerteeinheit zur Verfügung gestellt, z.B. durch Auslesen aus einem Speicher oder durch manuelle Eingabe.
Ein vierter Aspekt der Erfindung betrifft schließlich ein Computerprogrammprodukt, welches Anweisungen enthält, die bei ihrer Ausführung auf einem oder mehreren Prozessoren eines Ortungssystems gemäß dem ersten Aspekt Erfindung dieses veranlassen, das Verfahren gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung auszuführen. Das Computerprogrammprodukt kann insbesondere in Form eines Datenträgers vorliegen, auf dem ein oder mehrere Programme zur Ausführung des Verfahrens gespeichert sind. Bevorzugt ist dies ein Datenträger, wie etwa eine CD, eine DVD oder ein Flashspeichermodul. Dies kann insbesondere vorteilhaft sein, wenn das Computerprogrammprodukt als solches handelbar oder durch den Benutzer des Ortungssystems selbst zu Programmierung dessen verwendet werden soll. Alternativ oder zusätzlich kann das Computerprogrammprodukt auch als eine Datei auf einer Datenverarbeitungseinheit, insbesondere auf einem Server vorliegen, und über eine Datenverbindung in das Ortungssystem ladbar sein (z.B. per Download über das Internet oder eine dedizierte Datenverbindung).
Nachfolgend werden bevorzugte Verwendungen des Ortungssystems gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung bzw. des Ortungsverfahrens gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung beschrieben, die jeweils, soweit dies nicht ausdrücklich ausgeschlossen wird, beliebig miteinander sowie mit den vorausgehend beschriebenen Aspekten der Erfindung kombiniert werden können.
Gemäß einer bevorzugten Verwendung kann das Ortungssystem eingesetzt werden, um Gegenstände in einem Leih- oder Mietfahrzeug oder in einem Car-Sharing-Fahrzeug zu identifizieren, zu orten oder einer Vollständigkeitsprüfung zu unterziehen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Verwendung kann das Ortungssystem bei Fahrzeugen, die zum Transport von Ladung vorgesehen oder verwendet werden, zur schnellen bzw. einfachen automatisierten Inventur bzw. Katalogisierung einer Ladung, deren Elemente jeweils mit einem Signalsender versehen sind, eingesetzt werden.
Schließlich kann das Ortungssystem gemäß einer weiteren bevorzugten Verwendung auch vorteilhaft eingesetzt werden, um die Grundausstattung eines Fahrzeugs, insbesondere die gesetzlich vorgeschriebene Grundausstattung (Verbandskasten, Warndreieck, Warnwesten und Ähnliches), bevorzugt aber auch eine noch darüberhinaus gehende Ausstattung (insbesondere Ersatzleuchtmittel, Taschenlampen, Warnlampen, Wagenheber, Werkzeug, Mobiltelefon, Handschuhe, Decke und Ähnliches) auf deren Vollständigkeit hin zu überprüfen. In einer Variante dessen kann eine Verwendung der Überprüfung der Vollständigkeit der Ausstattung eines Verbandkastens (Schere, Kompression, Pflaster usw.) als solchen vorteilhaft mittels des Ortungssystems erfolgen, wobei die einzelnen Elemente dieser Ausstattung jeweils (bevorzugt ab Werk) mit einem Signalsender versehen sind.
Das vorausgehend jeweils für die Verwendung des Ortungssystem Gesagte trifft gleichermaßen auf die Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung im Zusammenhang mit den Figuren.
Dabei zeigt
1 schematisch einen Ortungssystem gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, bzw. ein damit ausgestattetes Fahrzeug, wobei der Suchraumbereich durch das Fahrzeug und dessen unmittelbare Umgebung gegeben ist;
2 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Tabelle zur Hinterlegung von Daten der Signalsender in der Auswerteeinheit bzw. einem zugeordneten Speicher;
3 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine „Look-up“-Tabelle zur Erfassung einer Funksituation auf der Basis von Empfangsleistungen an den Signalempfängern zu einem Messzeitpunkt;
4 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Tabelle zur Speicherung und/oder Ausgabe von Ortungsergebnissen mit Hilfe von Konfidenzangaben für verschiedene Zonen; und
5 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
1 zeigt einen Ortungssystem S gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bzw. ein damit ausgestattetes Fahrzeug F. Das Ortungssystem S ist dazu geeignet und vorgesehen, einen oder mehrere (N) erste Signalsender X(n), mit n = 1, 2, ..., N in einem Suchraumbereich, der durch das Fahrzeug bzw. dessen unmittelbare Umgebung gegeben ist, zu orten. Dazu verfügt das Ortungssystem S über eine Mehrzahl von zweiten Signalsendern Z(z, m), die als Referenzsender zur Erfassung einer Referenzfunksituation dienen. Der Suchraumbereich ist dabei in mehrere räumliche Zonen z (im Beispiel ist z = 0 bis 7) eingeteilt und die zweiten Signalsender Z(z, m) sind jeweils einer dieser Zonen zugeordnet, wobei der Index m die zweiten Signalsender der zugehörigen Zone z indiziert. Dementsprechend wird beispielsweise der in 1 in Zone 3 angeordnete zweite Signalsender mit Z (3, 1) bezeichnet, da er sich in Zone 3 befindet und innerhalb dieser Zone die laufende Sendernummer 1 aufweist. In Zone 1 sind dagegen zwei Referenzsender Z (1, 1) und Z (1, 2) angeordnet. Während die Zonen z = 0 bis 5 im Inneren des Fahrzeugs definiert sind, decken die Zonen mit z = 6 bzw. 7 den in Fahrtrichtung gesehen linken bzw. rechten zeitlichen Nahfeld-Außenbereich des Fahrzeugs ab. Als Funktechnologie kann hier insbesondere die auf BT 4.0 (BLE) beruhende iBeacon Technologie eingesetzt werden.
Des Weiteren verfügt das beispielhafte Ordnungssystem S über drei an verschiedenen Stellen des Fahrzeugs angeordnete Signalempfänger RX1, RX2 und RX3, die jeweils geeignet und vorgesehen sind, die von den ersten und zweiten Signalsendern X(n) bzw. Z(m, z) auszusenden Signale zu empfangen und an eine Auswerteeinheit A weiterzuleiten. Dabei enthalten die Signale Informationen, insbesondere Datenpakete, über welche die jeweiligen die Signale aussendeten Signalsender identifiziert werden können.
2 zeigt eine beispielhafte Tabelle zur Hinterlegung von Daten der Signalsender in der Auswerteeinheit bzw. einem zugeordneten Speicher. Dabei ist in der ersten Spalte eine Identifizierung des jeweiligen Signalsenders (Beacon ID) angegeben, die zu der in den Signalen enthaltenen Identifizierungsinformation korrespondiert bzw. dieser entspricht. In der mittleren Spalte ist eine logische Bezeichnung des jeweiligen Signalsenders angegeben, wie bereits vorausgehend beschrieben. Diese logische Bezeichnung kann bevorzugt dynamisch von der Auswerteeinheit A festgelegt werden oder auch manuell programmiert werden. In der dritten Spalte ist schließlich die Funktion des jeweiligen Signalsenders als Referenzsender bzw. Tag-Sender (erster Signalsender) sowie eine Bezeichnung der jeweiligen Zone für die Referenzsender angegeben.
In 3 ist beispielhaft eine Referenzfunksituation zu einem gegebenen Messzeitpunkt tabellarisch wiedergegeben. Dabei ist die Referenzfunksituation für alle zugehörigen Referenzsender Z(z, m) durch deren jeweilige über die in den Signalen mitgelieferten Identitätsinformationen zugeordneten Empfangssignalleistungen (z.B. in Dezibel „dB“ gemessen) an den Signalempfänger RX1, RX2 und RX3 quantifiziert. Auf diese Weise ergibt sich insgesamt aus den in 3 gezeigten Daten die Referenzfunksituation zum gegebenen Zeitpunkt. Auf gleiche Weise kann die Vergleichsfunksituation für jeden der ersten Signalsender X(n) erfasst werden, wobei diese für jeden ersten Signalsender X(n) einer Zeile in einer Tabelle analog zu 3 entspricht.
In 4 ist eine beispielhafte Tabelle zur Speicherung und/oder Ausgabe von Ortungsergebnissen für den ersten Signalsender X(n = 1) mit Hilfe von Konfidenzangaben P(n = 1, z) für verschiedene Zonen z dargestellt. Dabei bezeichnet die Konfidenz in der zweiten Spalte für jede Zone z die bestimmte Wahrscheinlichkeit dafür, dass sich der erste Signalsender X(1) in der entsprechenden Zone findet. Im konkreten Beispiel aus 4 wurde demnach eine Wahrscheinlichkeit von 88 % dafür bestimmt, dass sich der Signalsender X(1), beziehungsweise ein damit gekoppelter gesuchter Gegenstand, in Zone 1 befindet, während die Wahrscheinlichkeit dafür, dass er sich in Zone 5 befindet, nur als 3 % bestimmt wurde. Alternativ kann sich die Ausgabe beispielsweise auch allein auf die Angabe derjenigen Zone beschränken, für welche die höchste Konfidenz bestimmt wurde.
5 zeigt schließlich ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Ortung eines oder mehrerer erster Signalsender X(n), welches nachfolgend unter Heranziehung der beispielhaften Ausführungsformen gemäß der 1 bis 4 beschrieben wird.
Dabei wird in einem Schritt S1, insbesondere im Rahmen einer Initialisierung des Ordnungssystem S, eine Zuordnung eines jeden zweiten Signalsenders Z(z, m) zu einer definierten Zone z vorgenommen. Die ersten und zweiten Signalsender senden dabei regelmäßig in Intervallen Signale aus, so dass in jedem Sendeintervall jeder der Signalsender wenigstens einmal sein entsprechendes Signal aussendet, das ihn auch gegenüber der Auswerteeinheit A identifiziert. Alternativ kann der Schritt S1 auch erst nach den nachfolgend beschriebenen Schritten S2 oder S3 erfolgen.
In einem weiteren Schritt S2 werden die von den zweiten Signalsendern Z(z, m) sowie gegebenenfalls einem oder mehreren ersten Signalsendern X(n) innerhalb desselben Sendeintervalls ausgesandten Signale durch die Signalempfänger RX1, RX2 sowie RX3 empfangen.
Dabei wird in einem, vorzugsweise parallel zu S2 ablaufenden, Schritt S3 jeweils die Empfangssignalstärke, insbesondere die Empfangsleistung, für jedes der Signale durch die Signalempfänger RX1, RX2 und RX3 durch Messung erfasst.
In einem Schritt S4 wird aus den empfangenen Signalen der zweiten Signalsender Z(z, m), eine Referenzfunksituation bevorzugt für jede, zumindest jedoch für eine Untermenge der Zonen, bestimmt. Die Referenzfunksituation kann insbesondere gemäß der in 3 dargestellten Weise auf Basis von Empfangssignalwerten bestimmt werden. In einer bevorzugten Weiterbildung werden dabei pro Signalsender/Signalempfänger-Paar die Ergebnisse mehrerer Messungen aus verschiedenen, zeitlich benachbarten Intervallen miteinander zu einem Empfangssignalwert pro zweitem Signalsender Z(z, m) und Signalempfänger RX1 bis RX3 verrechnet, insbesondere durch Bildung eines gleitenden, gewichteten Mittelwerts für jeden Empfangssignalwert über die betrachteten Intervalle.
In einem Schritt S5 wird, bevorzugt etwa gleichzeitig, auf gleiche Weise für jeden der vorhandenen ersten Signalsender X(n) eine Vergleichsfunksituation aus den empfangenen Signalen des jeweiligen ersten Signalsenders X(n) bestimmt.
In einem noch weiteren Schritt S6 erfolgt ein Vergleich der Referenzfunksituationen mit der bzw. den Vergleichsfunksituationen, der vorzugsweise paarweise zwischen jeweils einer Referenzfunksituation und einer Vergleichsfunksituation, die vorzugsweise zuvor noch jeweils von Offsets befreit werden, stattfindet. Beim Vergleich wird jeweils ein Ähnlichkeitsmaß für jedes dieser Paare bestimmt. Als Ähnlichkeitsmaß kann dabei insbesondere die Wurzel aus der mittleren quadratischen Abweichung (root-mean-square-error) der Empfangsmesswerte für die jeweils verglichenen Empfangssignalwerte der zugehörigen ersten und zweiten Signalsender gewählt werden. Auf dieser Basis wird für jeden zu ortenden ersten Signalsender X(n) diejenige Zone z₀ bestimmt, bei der wenigstens eine zugehörige Referenzfunksituation gemäß dem Ähnlichkeitsmaß die größte Ähnlichkeit mit der Vergleichsfunksituation für diesen ersten Signalsender, d.h. hier die geringste Abweichung davon, aufweist. Soweit mehrere zweite Signalsender derselben Zone z zugeordnet sind, wie in 2 für Zone 1, können zuvor die Äquivalenzmaße für die der Zone zugeordneten zweiten Signalsender miteinander zu einem einzigen Wert für das Äquivalenzmaß für diese Zone verrechnet werden, vorzugsweise wieder durch gewichtete Mittelwertbildung. Auf der Basis des Wertes des Ähnlichkeitsmaßes für die so bestimmte Zone kann dann noch eine Wahrscheinlichkeitswert P(n, z0) für den Aufenthalt des zugeordneten ersten Signalsenders in dieser Zone Z bestimmt und in einem Schritt S7 ausgegeben.
Das Ausgeben in Schritt 7 kann insbesondere durch Zurverfügungstellung der Information über die bestimmte Zone (beispielsweise Zonennummer) an eine Anwendung in einem zentralen Steuergerät des Fahrzeugs F erfolgen, welches auch Teil der Auswerteeinheit A selbst sein kann. Die Zone kann auch über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle unmittelbar dem Fahrer oder weiteren Personen mittgeteilt werden.
Das Verfahren kann bevorzugt mithilfe eines entsprechenden Steuerprogramms, welches insbesondere auf wenigstens einem Prozessor der Auswerteeinheit A ablaufen kann, implementiert sein.
Während vorausgehend wenigstens eine beispielhafte Ausführungsform beschrieben wurde, ist zu bemerken, dass eine große Anzahl von Variationen dazu existiert. Es ist dabei auch zu beachten, dass die beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen nur nichtlimitierende Beispiele darstellen, und es nicht beabsichtigt ist, dadurch den Umfang, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration der hier beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren zu beschränken. Vielmehr wird die vorausgehende Beschreibung dem Fachmann eine Anleitung zu Implementierung mindestens einer beispielhaften Ausführungsform liefern, wobei sich versteht, dass verschiedene Änderungen in der Funktionsweise und der Anordnung der in einer beispielhaften Ausführungsform beschriebenen Elemente vorgenommen werden können, ohne dass dabei von dem in den angehängten Ansprüchen jeweils festgelegten Gegenstand sowie seinen rechtlichen Äquivalenten abgewichen wird.
Bezugszeichenliste

A

Auswerteeinheit

F

Fahrzeug

S

Ortungssystem

RX1–3

Signalempfänger

X(n)

n-ter erster Signalsender

Z(z, m)

m-ter zweiter Signalsender (Referenzsender) in Zone z

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2013/090427 A1 [0005]

Claims

System zur Ortung (S) eines ersten Signalsenders (X(n)) in einem Nahfeld-Suchraumbereich, insbesondere in einem Innenraum oder in der unmittelbaren Umgebung eines Fahrzeugs (F), aufweisend: eine Mehrzahl von an verschiedenen Positionen im Suchraumbereich angeordneten oder anzuordnenden zweiten Signalsendern (Z(z, m)); ein oder mehrere an verschiedenen Stellen in dem Suchraumbereich angeordnete oder anzuordnende Signalempfänger (RX1, RX2, RX3) zum Empfang von physikalischen Signalen, welche von dem ersten Signalsender (X(n)) und wenigstens einem der zweiten Signalsender (Z(z, m)) stammen; eine Auswerteeinheit (A) mit Mitteln zur Auswertung der durch den bzw. die Signalempfänger (RX1, RX2, RX3) empfangenen Signale; wobei: die zweiten Signalsender (Z(z, m)) so konfiguriert sind, dass die von ihnen zu sendenden Signale jeweils den sie sendenden zweiten Signalsender (X(z, m)) identifizieren; die Signalempfänger (RX1, RX2, RX3) jeweils in der Lage sind, wenigstens eine physikalische Größe des von ihnen empfangenen Signals zu erfassen, welche eine räumliche Entfernung des jeweiligen Signalempfängers (RX1, RX2, RX3) von dem das Signal sendenden Signalsender (Z(z, m), X(n)) charakterisiert; und die Auswerteeinheit (A) konfiguriert ist: – jeden zweiten Signalsender (Z(z, m)) einer im Nahfeldsuchbereich definierten räumlichen Zone (z) zuzuordnen, – für jede Zone (z) aus den physikalischen Größen der von dem bzw. den Signalempfängern empfangenen Signale der dieser Zone (z) zugeordneten zweiten Signalsender (Z(z, m)) wenigstens eine Referenzfunksituation für die jeweilige Zone (z) zu bestimmen; – aus der physikalischen Größe des von dem bzw. den Signalempfängern empfangenen Signale des ersten Signalsenders (X(n)) eine Vergleichsfunksituation zu bestimmen; und – durch Vergleich der Vergleichsfunksituation mit den Referenzfunksituationen der Zonen, diejenige Zone (z), bei der wenigstens eine zugehörige Referenzfunksituation gemäß einem Ähnlichkeitsmaß die größte Ähnlichkeit mit der Vergleichsfunksituation aufweist, als vermutlichen Aufenthaltsort des ersten Signalsenders (X(n)) zu bestimmen und auszugeben.
System gemäß Anspruch 1, wobei die zugeordneten zweiten Signalsender (Z(z, m)) zumindest einer Zone (z) konfiguriert sind, die von ihnen jeweils zu sendenden Signale in regelmäßigen Zeitintervallen, bevorzugt mit einer Frequenz von wenigstens 1 Hz, zu senden; und die Auswerteeinheit (A) des Weiteren konfiguriert ist, die Referenzfunksituation für wenigstens eine der Zonen (z) zumindest einmal pro Zeitintervall zu bestimmen.
System gemäß Anspruch 2, wobei die Auswerteeinheit (A) des Weiteren konfiguriert ist: die mit den Referenzfunksituationen zu vergleichende Vergleichsfunksituation zu einem ersten Zeitintervall durch Zusammenfassen der zum ersten Zeitintervall tatsächlich erfassten Vergleichsfunksituation mit der bzw. den Vergleichsfunksituationen zu einem oder mehreren zum ersten Zeitintervall benachbarten zweiten Zeitintervallen zu bestimmen; oder wenigstens eine Referenzfunksituation zu einem ersten Zeitintervall durch Zusammenfassen der zum ersten Zeitintervall tatsächlich erfassten Referenzfunksituation der Zone (z) mit der bzw. den Referenzfunksituationen zu einem oder mehreren zum ersten Zeitintervall benachbarten zweiten Zeitintervallen zu bestimmen; oder beides.
System gemäß Anspruch 3, wobei das Zusammenfassen durch gewichtete Mittelwertbildung über die einzelnen Vergleichsfunksituationen bzw. Referenzfunksituationen zu den bei der jeweiligen Zusammenfassung berücksichtigen Zeitintervallen erfolgt.
System gemäß einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die Auswerteeinheit (A) des Weiteren so konfiguriert ist, dass sie falls zu einer Zone (z) eine Mehrzahl zweiter Signalsender (Z(z, m)) vorliegt, – die Referenzfunksituation für diese Zone (z) durch Zusammenfassen der Messergebnisse für die Mehrzahl zweiter Signalsender (Z(z, m)) bestimmt, oder – die Äquivalenzmaße für die der Zone (z) zugeordneten zweiten Signalsender (Z(z, m)) miteinander zu einem einzigen Wert für das Äquivalenzmaß für diese Zone (z) verrechnet.
System gemäß einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die Auswerteeinheit (A) des Weiteren konfiguriert ist, die Vergleichsfunksituation und die damit zu vergleichenden Referenzfunksituationen, vor dem Vergleich einer Offsetkorrektur zu unterziehen.
System gemäß einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die zweiten Signalsender (Z(z, m)) so konfiguriert sind, dass die von ihnen zu sendenden Signale jeweils wenigstens ein Datenpaket enthalten, über welches der sendende zweite Signalsender (Z(z, m)) identifizierbar ist.
System gemäß einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die vom jeweiligen Signalempfänger (RX1, RX2, RX3) zu erfassende physikalische Größe eines durch ihn zu empfangenden Signals, eine Empfangssignalstärke, insbesondere eine Empfangsleistung des empfangenen Signals, oder eine Laufzeit des Signals zwischen Signalsender (Z(z, m), X(n)) und Signalempfänger (RX1, RX2, RX3) darstellt.
System gemäß einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei das System für ein Kraftfahrzeug (F) vorgesehen ist und die Auswerteeinheit (A) des Weiteren konfiguriert ist, eine oder mehrere der folgenden Raumbereiche des Nahfeld-Suchraumbereichs als räumlichen Zonen (z) für die Zuordnung der zweiten Signalsender (Z(z, m)) zu definieren: • ein oder mehrere bestimmte Sitzplätze; • Staufach • Kofferraum • Fahrzeuginnenraum als Ganzes • Fahrzeugaußenraum als Ganzes • Annäherungszonen im Fahrzeugaußenraum an einer Fahrzeugseite, im Fahrzeugvorfeld oder an der Rückseite des Fahrzeugs;
System gemäß einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die Auswerteeinheit (A) des Weiteren konfiguriert ist, für die als vermutlichen Aufenthaltsort des ersten Signalsenders (X(n)) bestimmte Zone (z) auch eine Wahrscheinlichkeit dafür zu bestimmen und auszugeben, dass sich der erste Signalsender (X(n)) tatsächlich in der bestimmten Zone (z) befindet.
System gemäß einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die Auswerteeinheit (A) des Weiteren so konfiguriert ist, dass die Vergleichs- bzw. Referenzfunksituationen jeweils durch einen Satz von Messwerten für die jeweils von den einzelnen Signalempfängern (RX1, RX2, RX3) erfassten physikalische Größen der empfangenen Signale von jedem der ersten bzw. zweiten Signalsender (X(n), Z(z, m)) bestimmt ist.
System gemäß einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei das System zudem angepasst ist, Signale mehrerer verschiedener erster Signalsender (X(n)) über die Signalempfänger (RX1, RX2, RX3) zu empfangen und über die Auswerteeinheit (A) auszuwerten und dabei die einzelnen ersten Signalsender (X(n)) jeweils anhand der von ihnen zu sendenden Signale zu identifizieren und für jeden der ersten Signalsender (X(n)) eine als vermutlicher Aufenthaltsort bestimmte Zone (z) auszugeben.
Fahrzeug (F), insbesondere Kraftfahrzeug, welches mit einem ein System zur Ortung (S) gemäß einem der vorausgehenden Ansprüche ausgestattet ist.
Verfahren zur Ortung eines ersten Signalsenders (X(n)) in einem Nahfeld-Suchraumbereich, insbesondere in einem Innenraum oder in der unmittelbaren Umgebung eines Fahrzeugs, mit den Schritten: Empfangen, mittels wenigstens eines Signalempfängers (RX1, RX2, RX3), von physikalischen Signalen, welche von dem ersten Signalsender (X(n)) und wenigstens einem zweiten Signalsender (Z(z, m)) stammen, wobei die zweiten Signalsender (Z(z, m)) an verschiedenen Positionen im Suchraumbereich angeordnet und so konfiguriert sind, dass die von ihnen zu sendenden Signale jeweils den sie sendenden zweiten Signalsender Z(z, m) identifizieren, und wobei die Signalempfänger (RX1, RX2, RX3) jeweils in der Lage sind, wenigstens eine physikalische Größe des von ihnen empfangenen Signals zu erfassen, welche eine räumliche Entfernung des jeweiligen Signalempfängers (RX1, RX2, RX3) von dem das Signal sendenden Signalsender (X(n), Z(z, m)) charakterisiert; Zuordnen jedes zweiten Signalsenders (Z(z, m)) zu einer im Nahfeldsuchbereich definierten räumlichen Zone (z); Bestimmen, für jede Zone (z), wenigstens einer jeweils zugehörigen Referenzfunksituation aus den physikalischen Größen der von dem bzw. den Signalempfängern (RX1, RX2, RX3) empfangenen Signale der dieser Zone (z) zugeordneten zweiten Signalsender (Z(z, m)); Bestimmen einer Vergleichsfunksituation aus der physikalischen Größe des von dem bzw. den Signalempfängern (RX1, RX2, RX3) empfangenen Signale des ersten Signalsenders (X(n)); und Bestimmen und Ausgeben derjenigen Zone (z) als vermutlichen Aufenthaltsort des ersten Signalsenders (X(n)), bei der wenigstens eine zugehörige Referenzfunksituation gemäß einem Ähnlichkeitsmaß die größte Ähnlichkeit mit der Vergleichsfunksituation aufweist, mittels Vergleichen der Vergleichsfunksituation mit den Referenzfunksituationen der Zonen (z).
Computerprogrammprodukt, welches Anweisungen enthält, die bei Ausführung auf einem oder mehreren Prozessoren eines Ortungssystems gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 dieses veranlassen, das Verfahren gemäß Anspruch 14 auszuführen.