DE102015016517A1 - Verfahren zur Bestimmung der Position eines RFID-Transponders - Google Patents

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Abstract

Eine Ausführungsform der Erfindung ist ein Verfahren zur Bestimmung der Position eines RFID-Transponders (16) mit den Schritten: getrenntes Aussenden von wenigstens zwei elektromagnetischen Wechselfeldern von wenigstens zwei Antennen (14) zu einem RFID-Transponder (16) und die wenigstens zwei Antennen (14) einen Abstand zueinander aufweisen, so dass die zwei elektromagnetischen Wechselfelder in einem Abstand zueinander ausgesendet werden, Reflexion der ausgesendeten wenigstens zwei elektromagnetischen Wechselfelder an dem einen RFID-Transponder (16), so dass die reflektierten elektromagnetischen Wechselfelder zu den wenigstens zwei Antennen (14) zurückgesendet werden, Bestimmung der wenigstens zwei Laufzeiten der wenigstens zwei elektromagnetischen Wechselfelder von dem Aussenden bis zu dem Wiederempfang an den wenigstens zwei Antennen (14), Bestimmung der wenigstens zwei Distanzen zwischen den wenigstens Antennen (14) und dem RFID-Transponder (16), Bestimmung der Position des RFID-Transponders (16) aus den wenigstens zwei Distanzen relativ zu den wenigstens zwei Antennen (14).

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Position eines RFID-Transponders und ein Kraftfahrzeug.
  • Lesegeräte bzw. Reader und ein RFID-Transponder bilden ein Sender-Empfänger-System zur Identifizierung und zur Lokalisierung von Objekten, welche an dem RFID-Transponder befestigt sind. Ein RFID-System umfasst somit einen RFID-Transponder und einen Reader. RFID-Systeme sind in den verschiedensten technischen Systemen eingesetzt. Beispielsweise werden diese in Einzelhandelsgeschäften an Kassen eingesetzt zur Identifizierung der zu bezahlenden Waren oder in der Logistik und in Warenlagern zur korrekten Erfassung von Warenein- und Warenausgängen sowie Inventuren und Wiederfinden von Objekten. Diese können außerdem beispielsweise zur Identifizierung von Personen oder auch zur Identifizierung von Kraftfahrzeugen eingesetzt werden. In Kraftfahrzeugen werden RFID-Systeme auch zum schnurlosen, drahtlosen, funkbasierten Entriegeln von Türen des Kraftfahrzeugs und zum schnurlosen, drahtlosen, funkbasierten Starten eines Antriebsmotors des Kraftfahrzeugs eingesetzt. Befindet sich der entsprechende RFID-Transponder innerhalb der Sendereichweite des Lesegeräts bzw. Readers, erfolgt ein selbsttätiges Starten oder eine Start5- bzw. Fahrtfreigabe des Antriebsmotors oder ein selbsttätiges Entriegeln der Tür des Kraftfahrzeugs. Das Entriegeln oder das Starten erfolgt dabei, falls sich der Schlüssel mit dem entsprechenden RFID-Transponder innerhalb der Sendereichweite des Lesegeräts bzw. Readers befindet. Mittels einer Verstärkung oder eines Übermittlungssystems (Datenübertragungssystem) des von dem Reader ausgesendeten Sendesignals kann jedoch der Schlüssel mit dem entsprechenden RFID-Transponder auch ungewollt und unbeabsichtigt von Dieben aktiviert werden. Befindet sich der Schlüssel mit dem RFID-Transponder beispielsweise in einem Haus und das Kraftfahrzeug befindet sich auf einem Parkplatz vor dem Haus, kann durch diese Verstärkung/Übermittlung das Kraftfahrzeug entriegelt und gestartet werden, obwohl sich der RFID-Transponder im Besitz des Eigentümers des Kraftfahrzeugs befindet. Dadurch ist ein Diebstahl des Kraftfahrzeugs möglich.
  • Aus der US 7,903,022 B2 ist eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Distanz zwischen einem Sender und einem Empfänger bekannt. Die Distanz wird durch eine Phasenveränderung zwischen einem ersten Signal und einem zweiten Signal bestimmt.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, ein Verfahren zur Bestimmung der Position eines RFID-Transponders und ein Kraftfahrzeug zur Verfügung zu stellen, bei dem die Position mit einem geringen technischen Aufwand zuverlässig und exakt bestimmt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren zur Bestimmung der Position eines RFID-Transponders mit den Schritten: Getrenntes Aussenden von wenigstens zwei elektromagnetischen Wechselfeldern von wenigstens zwei Antennen zu einem RFID-Transponder und die wenigstens zwei Antennen einen Abstand zueinander aufweisen, so dass die zwei elektromagnetischen Wechselfelder in einem Abstand zueinander ausgesendet werden, Reflexion der ausgesendeten wenigstens zwei elektromagnetischen Wechselfelder an dem einen RFID-Transponder, so dass die reflektierten elektromagnetischen Wechselfelder zu den wenigstens zwei Antennen zurückgesendet werden, Bestimmung der wenigstens zwei Laufzeiten der wenigstens zwei elektromagnetischen Wechselfelder von dem Aussenden bis zu dem Wiederempfang an den wenigstens zwei Antennen, Bestimmung der wenigstens zwei Distanzen zwischen den wenigstens Antennen und dem RFID-Transponder, Bestimmung der Position des RFID-Transponders aus den wenigstens zwei Distanzen relativ zu den wenigstens zwei Antennen. Das elektromagnetische Wechselfeld sind beispielsweise Radiowellen oder Licht, beispielsweise Infrarotlicht. Darüber hinaus ist unter dem Begriff des elektromagnetischen Wechselfeldes vorzugsweise auch Schall subsumiert. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit des elektromagnetischen Wechselfeldes ist bekannt, sodass aus der Laufzeit des elektromagnetischen Wechselfeldes vom Aussenden bis zum Wiederempfang die Distanz von je einer Antenne zu dem jeweiligen RFID-Transponder bestimmt werden kann. Aufgrund der bestimmten Distanzen kann dadurch die Position des RFID-Transponders zu den zwei Antennen bestimmt werden. Vorzugsweis wird das getrennte Aussenden der wenigstens zwei elektromagnetischen Wechselfelder von den wenigstens zwei unterschiedlichen Antennen gleichzeitig ausgeführt und die wenigstens zwei elektromagnetischen Wechselfelder werden unterschieden, beispielsweise aufgrund einer unterschiedlichen Frequenz der ausgesendeten wenigstens zwei elektromagnetischen Wechselfelder. Vorzugsweise werden die elektromagnetischen Wechselfelder gleichzeitig an dem RFID-Transponder reflektiert.
  • In einer zusätzlichen Ausführungsform wird mit zwei Antennen die Position des RFID-Transponders aus den wenigstens zwei Distanzen relativ zu den wenigstens zwei Antennen zweidimensional bestimmt. Mit zwei Antennen kann die Position des RFID-Transponders zweidimensional bestimmt werden. Hierzu wird eine entsprechende fiktive Ebene bezüglich der zwei Antennen angenommen, sodass hieraus resultierend die zweidimensionale Position des RFID-Transponders bestimmt werden kann.
  • In einer ergänzenden Variante wird mit drei Antennen die Position des RFID-Transponders aus den wenigstens zwei Distanzen relativ zu den wenigstens drei Antennen dreidimensional bestimmt. Mit drei Antennen kann die Position des RFID-Transponders dreidimensional zu den wenigstens drei Antennen bestimmt werden.
  • In einer zusätzlichen Ausführungsform sind die wenigstens zwei Antennen Bestandteil wenigstens eines Readers. Die wenigstens zwei Antennen zum Aussenden und zum Empfang des elektromagnetischen Wechselfeldes sind Bestandteil eines Readers bzw. Lesegeräts.
  • In einer weiteren Ausgestaltung wird die Bestimmung der Position des RFID-Transponders aus den wenigstens zwei Distanzen relativ zu den wenigstens zwei Antennen mehrfach in einem zeitlichen Abstand ausgeführt, so dass eine Bewegung und/oder Bewegungsgeschwindigkeit und/oder eine Bewegungsrichtung des RFID-Transponders aus den bestimmten Positionen ermittelt wird.
  • In einer zusätzlichen Ausführungsform werden die ausgesendeten wenigstens zwei elektromagnetischen Wechselfelder an einer, insbesondere nur einer identischen, Antenne des RFID-Transponders reflektiert. Der RFID-Transponder umfasst eine Antenne und die von den Antennen des wenigstens einen Readers ausgesendeten elektromagnetischen Wechselfelder werden an der Antenne des RFID-Transponders reflektiert.
  • In einer zusätzlichen Ausführungsform wird zur Aktivierung der Reflexionseigenschaften der Antenne des RFID-Transponders von wenigstens einer Antenne des wenigstens einen Readers ein elektromagnetischen Aktivierungswechselfeld ausgesendet, anschließend wird die Reflexionseigenschaften der Antenne des RFID-Transponders aktiviert, so dass die wenigstens zwei elektromagnetischen Wechselfelder an der Antenne des RFID-Transponders reflektiert werden. Erst nach dem Empfang des elektromagnetischen Aktivierungswechselfeldes wird von einem Mikrochip des RFID-Transponders die Reflexionseigenschaft der Antenne des RFID-Transponders aktiviert, sodass dadurch die von den wenigstens zwei Antennen des wenigstens einen Readers ausgesendeten elektromagnetischen Wechselfelder an der Antenne des RFID-Transponders reflektiert werden. Das Aussenden des elektromagnetischen Aktivierungsfeldes und des elektromagnetischen Wechselfeldes kann dabei auch gleichzeitig ausgeführt werden.
  • In einer ergänzenden Variante werden zur Bestimmung der wenigstens zwei Laufzeiten der wenigstens zwei elektromagnetischen Wechselfelder von dem Aussenden bis zu dem Wiederempfang an den wenigstens zwei Antennen die ausgesendeten elektromagnetischen Wechselfelder verändert und die wenigstens zwei Laufzeiten werden aus den jeweiligen Zeitdifferenzen von dem Beginn des Aussendens des jeweils veränderten elektromagnetischen Wechselfeldes bis zu dem Wiederempfang der veränderten elektromagnetischen Wechselfelder bestimmt.
  • In einer ergänzenden Variante werden die ausgesendeten elektromagnetischen Wechselfelder verändert, indem jede x-te Welle eine andere Amplitude aufweist als die anderen Wellen außerhalb der x-ten Welle und/oder die Frequenz der Welle verändert wird und/oder eine Phasenverschiebung ausgeführt wird und/oder ein Abschalten des ausgesendeten wenigstens einen elektromagnetischen Wechselfeldes ausführt wird und/oder ein Einschalten des ausgesendeten elektromagnetischen Wechselfeldes ausführt wird und/oder eine direkte digitale Frequenzsynthese ausgeführt wird.
  • Zweckmäßig werden die wiederempfangenen veränderten elektromagnetischen Wechselfelder mittels wenigstens eines Readers von unveränderten elektromagnetischen Wechselfeder unterschieden.
  • In einer zusätzlichen Variante sind die ausgesendeten elektromagnetischen Wechselfelder und/oder Aktivierungswechselfelder kryptographisch gesichert. Die elektromagnetischen Wechselfelder und/oder Aktivierungswechselfelder sind somit kryptografisch gesichert, sodass nicht berechtigte Dritte keine entsprechenden elektromagnetischen Wechselfelder und/oder Aktivierungswechselfelder zu dem RFID-Transponder übersenden können, welche der Wirkung der kryptografisch gesicherten elektromagnetischen Wechselfelder und/oder Aktivierungswechselfelder auf dem RFID-Transponder entsprechen.
  • In einer ergänzenden Variante wird die Position von mehreren RFID-Transpondern bestimmt und die RFID-Transponder werden mit einem übersendeten Identifizierungscode unterschieden. Zur Bestimmung der Position von mehreren RFID-Transpondern können diese somit mit einem entsprechenden Identifizierungscode, der von dem RFID-Transponder ausgesendet wird, unterschieden werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform werden von unterschiedlichen Antennen des wenigstens einen Readers unterschiedliche elektromagnetische Wechselfelder ausgesendet und die Laufzeit je eines elektromagnetischen Wechselfeldes wird von dem Aussenden bis zu dem Wiederempfang an je einer identischen Antenne des wenigstens einen Readers bestimmt, wobei das Aussenden der unterschiedlichen elektromagnetischen Wechselfelder vorzugsweise gleichzeitig ausgeführt wird. Die unterschiedlichen elektromagnetischen Wechselfelder unterscheiden sich beispielsweise durch eine unterschiedliche Frequenz und/oder eine unterschiedliche Amplitude und/oder anderen Amplituden an jeder x-ten Welle der elektromagnetischen Wechselfelder als Wellen.
  • In einer zusätzlichen Ausgestaltung werden die wiederempfangenen unterschiedlichen, vorzugsweise veränderten, elektromagnetischen Wechselfelder, welche von unterschiedlichen Antennen des wenigstens einen Readers ausgesendet wurden, mittels des wenigstens eines Readers unterschieden und je ein unterschiedlichen elektromagnetisches Wechselfeld wird nur von demjenigen Reader erfasst, von welchem es ausgesendet worden ist. Da die Distanz jeweils zwischen einem Reader und dem RFID-Transponder zu bestimmen ist, ist es erforderlich, dass die wiederempfangenen unterschiedlichen elektromagnetischen Wechselfelder demjenigen Reader mit Antenne zugeordnet werden können, von welchem diese elektromagnetischen Wechselfelder ausgesendet worden sind. Dies ist notwendig, damit die Distanz jeweils zwischen nur einer Antenne des Readers und dem RFID-Transponder bestimmt werden kann.
  • Die Erfindung umfasst ferner ein Computerprogramm mit Programmcodemitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um ein in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenes Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit durchgeführt wird.
  • Bestandteil der Erfindung ist außerdem ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um ein in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenes Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit durchgeführt wird.
  • Erfindungsgemäßes System mit einem Kraftfahrzeug und einem RFID-Transponder, das Kraftfahrzeug umfassend eine Karosserie, wenigstens einen Antriebsmotor, insbesondere einen Verbrennungs- und/oder Elektromotor, einen von der Karosserie eingeschlossenen Innenraum zur Aufnahme von Personen, wenigstens zwei Antennen, welche in das Kraftfahrzeug eingebaut sind, wobei ein in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenes Verfahren ausführbar ist vorzugsweise zur Bestimmung der Position des RFID-Transponders aus den wenigstens zwei Distanzen relativ zu dem Kraftfahrzeug.
  • In einer zusätzlichen Ausführungsform umfasst das Kraftfahrzeug wenigstens zwei Lesegeräte und in ein Lesegerät ist jeweils eine Antenne eingebaut.
  • In einer zusätzlichen Ausgestaltung ist der RFID-Transponder ein RFID-Transponder zum Entriegeln wenigstens einer Türe des Kraftfahrzeuges und die wenigstens eine Türe ist nur entriegelbar, falls sich der RFID-Transponder innerhalb eines Bereiches einer fiktiven Ebene bei einer zweidimensionalen Bestimmung oder eine Raumes bei einer dreidimensionalen Bestimmung relativ zu dem Kraftfahrzeug befindet aufgrund der bestimmten Position des RFID-Transponders und/oder der RFID-Transponder ist ein RFID-Transponder zum Starten oder Startfreigabe des wenigstens einen Antriebsmotors und der wenigstens eine Antriebsmotor ist nur startbar, falls sich der RID-Transponder innerhalb eines Bereiches einer fiktiven Ebene bei einer zweidimensionalen Bestimmung oder eine Raumes, insbesondere Innenraumes des Kraftfahrzeuges begrenzt von der Karosserie, bei einer dreidimensionalen Bestimmung relativ zu dem Kraftfahrzeug befindet aufgrund der bestimmten Position des RFID-Transponders.
  • In einer weiteren Ausgestaltung ist der RFID-Transponder an einem Kraftfahrzeug befestigt und zur Bestimmung der Position des Kraftfahrzeuges wird das in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebene Verfahren ausgeführt, beispielsweise in einem Parkhaus oder an einer Zufahrtsstraße mit Schranke bzw. Zufahrtsbeschränkungseinrichtung.
  • In einer weiteren Ausgestaltung ist der wenigstens eine RFID-Transponder an je einer Komponente oder je einem Teil für ein Kraftfahrzeug befestigt und zur Bestimmung der Position der wenigstens einen Komponente oder des wenigstens einen Teiles während der Herstellung des Kraftfahrzeuges wird das in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebene Verfahren ausgeführt. Die Herstellung und Montage des Kraftfahrzeuges kann damit wesentlich verbessert werden.
  • In einer weiteren Variante ist der wenigstens eine RFID-Transponder an je einer Komponente oder je einem Teil in einen Logistikzentrum und/oder einem Lager befestigt und zur Bestimmung der Position der wenigstens einen Komponente oder des wenigstens einen Teiles in dem Logistikzentrum oder dem Lager wird das in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebene Verfahren ausgeführt.
  • In einer weiteren Ausgestaltung ist der wenigstens eine RFID-Transponder an je einem Objekt oder je einem Teil befestigt und zur Bestimmung der Position des wenigstens einen Objektes oder des wenigstens einen Teiles wird das in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebene Verfahren ausgeführt.
  • In einer weiteren Ausgestaltung umfasst das System eine zentrale Recheneinheit und/oder der wenigstens eine Reader umfasst eine Recheneinheit bzw. einen Mikrocontroller zur Steuerung und/oder Regelung und/oder Ausführung des Verfahrens und vorzugsweise umfasst die Recheneinheit ein Computerprogramm bzw. eine Software und/oder ein Computerprogrammprodukt und/oder einen Datenspeicher mit einer Software zur Ausführung eines in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenen Verfahrens.
  • Zweckmäßig umfasst das Lesegerät bzw. der Reader eine Antenne, eine Einrichtung zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wechselfeldes mit der Antenne, eine Einrichtung zur Erfassung eines mit der Antenne empfangenen elektromagnetischen Wechselfeldes, vorzugsweise eine Recheneinheit, vorzugsweise eine Energieversorgung, beispielsweise eine Stromleitung oder eine Batterie.
  • In einer weiteren Ausgestaltung umfasst der RFID-Transponder einen Mikrochip, eine Antenne, beispielsweise als Spule, Leiterbahn bei einer Dipolantenne oder Schlitzantenne, vorzugsweise einen Träger oder ein Gehäuse, vorzugsweise eine Energiequelle, beispielsweise eine Batterie. Der RFID-Transponder ist ein passiver RFID-Transponder oder ein aktiver RFID-Transponder mit einer Energiequelle, insbesondere Batterie.
  • Vorzugsweise ist der Abstand zwischen den wenigstens zwei Antennen des wenigstens einen Readers größer als 5 cm, 10 cm, 30 cm, 50 cm oder 100 cm und/oder kleiner als 25 m, 10 m oder 2 m.
  • In einer weiteren Ausgestaltung umfasst ein Reader eine Antenne oder mehrere Antennen.
  • In einer weiteren Ausgestaltung ist der RFID-Transponder in ein Zubehörteil, beispielsweise eine Leselampe, ein Suchscheinwerfer, eine Bodenbeleuchtung, eingebaut und das Zubehörteil ist ein- oder ausschaltbar, falls sich der RFID-Transponder innerhalb eines Bereiches einer fiktiven Ebene bei einer zweidimensionalen Bestimmung oder eine Raumes, insbesondere eines Teil des Innenraumes des Kraftfahrzeuges begrenzt von der Karosserie, bei einer dreidimensionalen Bestimmung relativ zu dem Kraftfahrzeug befindet aufgrund der bestimmten Position des Transponders.
  • Im Nachfolgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:
  • 1 eine Seitenansicht eines Kraftfahrzeuges,
  • 2 eine stark vereinfachte Darstellung von drei Lesegeräten einem RFID-Transponder und
  • 3 ein Ablaufschema des Verfahrens zur Bestimmung der Position des RFID-Transponders.
  • Ein Kraftfahrzeug 1 (1) weist einen Innenraum 8 auf und innerhalb des Innenraumes 8 sind zwei Vordersitze 9 und mehrere Rücksitze 10 zur Aufnahme von Passagieren des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet. Das Kraftfahrzeug 1 ist mittels eines Antriebsmotors 5, nämlich einem Verbrennungsmotor 6 und/oder einem Elektromotor 7, angetrieben. Der Innenraum 8 ist von einer Karosserie 2, beispielsweise aus Metall, insbesondere Stahl und/oder Aluminium, und/oder aus Kunststoff, des Kraftfahrzeugs 1 begrenzt bzw. eingeschlossen und ein oberer Endbereich des Innenraums 8 ist von einem Dachhimmel 3 begrenzt. Die Sicht nach außen in Richtung nach vorne aus dem Innenraum 8 ist durch eine Frontscheibe 4 gewährleistet.
  • In das Kraftfahrzeug 1 sind drei Reader bzw. Lesegeräte 11, 12, 13 eingebaut, nämlich ein erstes Reader 11, ein zweiter Reader 12 und ein dritter Reader 13. Jeder der Reader 11, 12, 13 umfasst eine Antenne 14 und eine Einrichtung 15 zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wechselfeldes mit der Antenne 14 und eine Einrichtung 15 zur Erfassung eines mit der Antenne 14 empfangenen elektromagnetischen Wechselfeldes. Ein RFID-Transponder 16 umfasst eine Antenne 17, einen Mikrochip 18 und einen Träger 19 bzw. ein Gehäuse 19. Der RFID-Transponder 16 ist in einen nicht dargestellten funkbasierten, nicht-mechanischen Schlüssel zum Entriegeln und Starten des Kraftfahrzeugs 1 eingebaut. Die drei Reader 11, 12, 13 sind in einem Abstand zueinander an dem Kraftfahrzeug 1 befestigt bzw. integriert. Die drei Reader 11, 12, 13 stehen mit entsprechenden Daten und Stromleitungen (nicht dargestellt) in Verbindung mit einer zentralen Recheneinheit 20. Die Energieversorgung der drei Reader 11, 12, 13 erfolgt mittels nicht dargestellter Stromleitungen von dem Bordnetz des Kraftfahrzeugs 1.
  • Die Recheneinheit 20 kann auch in einem Reader 11, 12, 13 angeordnet sein (nicht dargestellt).
  • Das Kraftfahrzeug 1, die drei Reader 11, 12, 13 und der RFID-Transponder 16 bilden somit ein System 30 und mit dem System 30 kann die Position des RFID-Transponders 16 relativ zu dem Kraftfahrzeug 1 bestimmt werden. Von einem Reader 11, 12, 13, das heißt einer Antenne 14 des Readers 11, 12, 13 wird zunächst ein Aussenden 21 des elektromagnetischen Aktivierungswechselfeldes ausgeführt. Das elektromagnetische Aktivierungswechselfeld wird von der Antenne 17 des RFID-Transponders 16 empfangen, sodass hieraus resultierend mittels des Mikrochips 18 des RFID-Transponders 16 eine Aktivierung 22 der Reflexionseigenschaften der Antenne 17 des RFID-Transponders 16 ausgeführt wird. Vor, während oder nach dem Beginn des Aussendens 21 des elektromagnetischen Aktivierungsfeldes erfolgt ein Aussenden 23 von drei unterschiedlichen elektromagnetischen Wechselfeldern von den drei Antennen 14 der drei Reader 11, 12, 13. Die unterschiedlichen elektromagnetischen Wechselfelder, welche von den Antennen 14 der Reader 11, 12, 13 ausgesendet werden, sind jeweils einem Reader 11 zugeordnet, das heißt von dem ersten Reader 11 wird ein erstes elektromagnetisches Wechselfeld ausgesendet, von dem zweiten Reader 12 wird ein zweites elektromagnetisches Wechselfeld ausgesendet und von dem dritten Reader 13 wird ein drittes elektromagnetisches Wechselfeld von jeweils der Antenne 14 ausgesendet. Diese drei unterschiedlichen elektromagnetischen Wechselfelder können unterschieden werden.
  • Ab oder nach dem Beginn der Aktivierung 22 der Reflexionseigenschaften der Antenne 17 des RFID-Transponders 16 erfolgt ein Verändern 24 der ausgesendeten unterschiedlichen elektromagnetischen Wechselfelder. Die Aktivierung 22 der Reflexionseigenschaften 17 des RFID-Transponders 16 ist beispielsweise eine Folge einer Aufforderung an den RFID-Transponder 16, Daten drahtlose bzw. funkbasiert zu liefern mittels eines Aussendens eines entsprechendes elektromagnetischen Wechselfeldes von der Antenne 17 des RFID-Transponders 16. Das Verändern 24 wird beispielsweise als eine Markierung der drei ausgesendeten unterschiedlichen elektromagnetischen Wechselfelder ausgeführt, indem beispielsweise jede dritte, fünfte oder siebte Welle des elektromagnetischen Wechselfelds in der Höhe der Amplitude verändert wird, beispielsweise die Amplitude jeder dritte, fünfte oder siebte Welle vergrößert wird. Die ausgesendeten unterschiedlichen elektromagnetischen Wechselfelder werden an der Antenne 17 des RFID-Transponders 16 reflektiert, das heißt, es erfolgt eine Reflexion 25 der unterschiedlichen veränderten elektromagnetischen Wechselfelder an der Antenne 17. Nach der Reflexion 25 erfolgt ein Wiederempfang 26 der ausgesendeten unterschiedlichen veränderten elektromagnetischen Wechselfelder an den Antennen 14 der Reader 11, 12, 13. Die an den Antennen 14 der Reader 11, 12, 13 wiederempfangenen elektromagnetischen Wechselfelder können von den Readern 11, 12, 13 unterschieden werden, sodass die Erfassung des ersten elektromagnetischen Wechselfelds, welches von dem ersten Reader 11 ausgeführt worden ist, ausschließlich an dem ersten Reader 11 ausgeführt wird und analog entsprechend der Erfassung des zweiten elektromagnetischen Wechselfelds ausschließlich an dem zweiten Reader 12 ausgeführt wird und die Erfassung des dritten elektromagnetischen Wechselfelds ausschließlich an dem dritten Reader 13 ausgeführt wird. Damit kann eine Bestimmung 27 jeweils der Laufzeit vom Beginn des Aussendens des veränderten elektromagnetischen Wechselfeldes von jeweils einem Reader 11, 12, 13 bis zum Wiederempfang an dem entsprechenden Reader 11, 12, 13 ausgeführt werden. Da die Ausbreitungsgeschwindigkeit des elektromagnetischen Wechselfeldes bekannt ist, kann dadurch eine Bestimmung 28 der Distanzen von jeweils einem Reader 11, 12, 13 bzw. Antenne 14 jeweils als eines Readers 11, 12, 13 zu dem RFID-Transponder 16 ausgeführt werden.
  • Mit der zentralen Recheneinheit 20 erfolgt anschließend eine Bestimmung 29 der Position des RFID-Transponders 16 relativ zu dem Kraftfahrzeug. Befindet sich der RFID-Transponder 16 in einem räumlichen Bereich um das Kraftfahrzeug mit einer Distanz von weniger als 5 Meter, erfolgt ein Entriegeln der Tür des Kraftfahrzeugs 1. Befindet sich der RFID-Transponder 16 innerhalb des Innenraums 8 des Kraftfahrzeugs 1, erfolgt ein Starten oder eine Startfreigabe des wenigstens einen Antriebsmotors 5 selbsttätig. Bei einer Startfreigabe ist noch ein Betätigen eines Betätigungsorganes, beispielsweise eines Kopfes, zum Starten notwendig. Das elektromagnetische Aktivierungsfeld und/oder das elektromagnetische Wechselfeld kann eine unterschiedliche Frequenz aufweisen, beispielsweise als Langwelle im Bereich zwischen 125 und 825 kHz, als Kurzwelle bei ungefähr 14 MHz oder als UHF zwischen 860 und 1000 MHz.
  • Insgesamt betrachtet sind mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Bestimmung der Position des RFID-Transponders 16 und dem erfindungsgemäßen System 30 wesentliche Vorteile verbunden. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens kann einfach und zuverlässig die Position des RFID-Transponders bestimmt werden. Mittels des RFID-Transponders 16 kann beispielsweise auch in Parksystemen die Position eines Kraftfahrzeugs 1 bestimmt werden. Außerdem kann die Position des Kraftfahrzeugs 1 beispielsweise auch vor entsprechenden Schranken bestimmt werden bei einer Anordnung eines RFID-Transponders 16 in dem Kraftfahrzeug 1. Der funkbasierte Schlüssel mit einem RFID-Transponder 16 kann in der Position relativ zu dem Kraftfahrzeug 1 bestimmt werden, sodass dadurch zuverlässig ein Entriegeln der Tür des Kraftfahrzeugs 1 und ein automatisches Starten des Antriebsmotors 5 automatisch ausgeführt werden kann in Abhängigkeit von der Position des RFID-Transponders 16 bzw. funkbasierten Schlüssels relativ zu dem Kraftfahrzeug 1. Dritte können damit nicht mit einer Verstärkung der Sendeleistung des Readers 11, 12, 13 das manipulierte Entriegeln der Tür und das Starten des Antriebsmotors 5 erreichen.
  • Es wurde wenigstens ein Ausführungsbeispiel beschrieben, wobei zu beachten ist, dass eine große Anzahl an Varianten hierzu existieren. Es sollte auch wahrgenommen werden, dass das Ausführungsbeispiel oder die Ausführungsbeispiele nur Beispiele sind und damit nicht beabsichtigt ist, den Schutzumfang, die Anwendbarkeit bzw. Ausführbarkeit oder den Aufbau in irgendeiner Weise zu beschränken. Die oben stehende Beschreibung vermittelt den Fachmann mit einer geeigneten Anleitung zur Ausführung von wenigstens einem Ausführungsbeispiel. Es ist zu verstehen, dass verschiedene Veränderungen gemacht werden können in der Funktion und der Anordnung der beschriebenen Komponenten in einer beispielhaften Ausführungsform ohne vom Schutzumfang der nachstehenden Ansprüche und sowie den Äquivalenten der nachstehenden Ansprüche abzuweichen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Kraftfahrzeug
    2
    Karosserie des Kraftfahrzeuges
    3
    Dachhimmel
    4
    Frontscheibe
    5
    Antriebsmotor
    6
    Verbrennungsmotor
    7
    Elektromotor
    8
    Innenraum
    9
    Vordersitz
    10
    Rücksitz
    11
    Erste Reader
    12
    Zweite Reader
    13
    Dritte Reader
    14
    Antenne des Readers
    15
    Einrichtung zur Erzeugung/Erfassung des elektromagnetischen Wechselfeldes
    16
    RFID-Transponder
    17
    Antenne des RFID-Transponders
    18
    Mikrochip des RFID-Transponders
    19
    Träger, Gehäuses des RFID-Transponders
    20
    Zentrale Recheneinheit
    21
    Aussenden des Aktivierungswechselfeldes
    22
    Aktivierung der Reflexionseigenschaften der Antenne des RFID-Transponders
    23
    Aussenden von drei unterschiedlichen elektromagnetischen Wechselfeldern von den drei Antennen der Lesegeräte
    24
    Verändern der ausgesendeten drei unterschiedlichen elektromagnetischen Wechselfelder
    25
    Reflexion der drei unterschiedlichen veränderten elektromagnetischen Wechselfelder an der Antenne des RFID-Transponders
    26
    Wiederempfang der drei unterschiedlichen veränderten elektromagnetischen Wechselfelder an den drei Antennen der Reader
    27
    Bestimmung der Laufzeit der drei unterschiedlichen veränderten elektromagnetischen Wechselfelder
    28
    Bestimmung der Distanzen von den drei Antennen der Lesegeräte zu dem RFID-Transponder
    29
    Bestimmung der Position des RFID-Transponders mit der zentralen Recheneinheit
    30
    System
  • 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
    • US 7903022 B2 [0003]

Claims (15)

  1. Verfahren zur Bestimmung der Position eines RFID-Transponders (16) mit den Schritten: – getrenntes Aussenden (23) von wenigstens zwei elektromagnetischen Wechselfeldern von wenigstens zwei Antennen (14) zu einem RFID-Transponder (16) und die wenigstens zwei Antennen (14) einen Abstand zueinander aufweisen, so dass die zwei elektromagnetischen Wechselfelder in einem Abstand zueinander ausgesendet werden, – Reflexion (25) der ausgesendeten wenigstens zwei elektromagnetischen Wechselfelder an dem einen RFID-Transponder (16), so dass die reflektierten elektromagnetischen Wechselfelder zu den wenigstens zwei Antennen (14) zurückgesendet werden, – Bestimmung (27) der wenigstens zwei Laufzeiten der wenigstens zwei elektromagnetischen Wechselfelder von dem Aussenden (23) bis zu dem Wiederempfang (26) an den wenigstens zwei Antennen (14), – Bestimmung (28) der wenigstens zwei Distanzen zwischen den wenigstens Antennen (14) und dem RFID-Transponder (16), – Bestimmung (29) der Position des RFID-Transponders (16) aus den wenigstens zwei Distanzen relativ zu den wenigstens zwei Antennen (14).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit zwei Antennen (14) die Position des RFID-Transponders (16) aus den wenigstens zwei Distanzen relativ zu den wenigstens zwei Antennen (14) zweidimensional bestimmt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mit drei Antennen (14) die Position des RFID-Transponders (16) aus den wenigstens zwei Distanzen relativ zu den wenigstens drei Antennen (14) dreidimensional bestimmt wird.
  4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Antennen (14) Bestandteil wenigstens eines Readers (11, 12, 13) sind.
  5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ausgesendeten wenigstens zwei elektromagnetischen Wechselfelder an einer, insbesondere nur einen identischen, Antenne (17) des RFID-Transponder (16) reflektiert werden.
  6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aktivierung (22) der Reflexionseigenschaften der Antenne (17) des RFID-Transponders (16) von wenigstens einer Antenne (14) des wenigstens einen Readers (11, 12, 13) ein elektromagnetischen Aktivierungswechselfeld ausgesendet (21) wird, anschließend die Reflexionseigenschaften der Antenne (17) des RFID-Transponders (16) aktiviert (22) wird, so dass die wenigstens zwei elektromagnetischen Wechselfelder an der Antenne (17) des RFID-Transponders (16) reflektiert (25) werden.
  7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung (27) der wenigstens zwei Laufzeiten der wenigstens zwei elektromagnetischen Wechselfelder von dem Aussenden (23) bis zu dem Wiederempfang (26) an den wenigstens zwei Antennen (14) die ausgesendeten elektromagnetischen Wechselfelder verändert (24) werden und die wenigstens zwei Laufzeiten aus den jeweiligen Zeitdifferenzen von dem Beginn des Aussendens (23) des jeweils veränderten elektromagnetischen Wechselfeldes bis zu dem Wiederempfang (26) der veränderten elektromagnetischen Wechselfelder bestimmt werden.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die ausgesendeten elektromagnetischen Wechselfelder verändert werden indem jede x-te Welle eine andere Amplitude aufweist als die anderen Wellen außerhalb der x-ten Welle und/oder die Frequenz der verändert wird und/oder eine Phasenverschiebung ausgeführt wird und/oder ein Abschalten des ausgesendeten wenigstens einen elektromagnetischen Wechselfeldes ausführt wird und/oder ein Einschalten des ausgesendeten elektromagnetischen Wechselfeldes ausführt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die wiederempfangenen veränderten elektromagnetischen Wechselfelder mittels wenigstens eines Readers (11, 12, 13) von unveränderten elektromagnetischen Wechselfeder unterschieden werden.
  10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ausgesendeten elektromagnetischen Wechselfelder und/oder Aktivierungswechselfelder kryptographisch gesichert sind.
  11. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Position von mehreren RFID-Transpondern (16) bestimmt wird und die RFID-Transponder (16) mit einem übersendeten Identifizierungscode unterschieden werden.
  12. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von unterschiedlichen Antennen (14) des wenigstens einen Readers (11, 12, 13) unterschiedliche elektromagnetische Wechselfelder ausgesendet werden und die Laufzeit je eines elektromagnetische Wechselfeldes von dem Aussenden (23) bis zu dem Wiederempfang (26) an je einer identischen Antenne (14) des wenigstens einen Readers (11, 12, 13) bestimmt wird.
  13. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wiederempfangenen unterschiedlichen, vorzugsweise veränderten, elektromagnetischen Wechselfelder, welche von unterschiedlichen Antennen (14) des wenigstens einen Readers (11, 12, 13) ausgesendet (23) wurden, mittels des wenigstens eines Readers (11, 12, 13) unterschieden werden und je ein unterschiedlichen elektromagnetisches Wechselfeld nur von demjenigen Reader (11, 12, 13) erfasst wird von welchem es ausgesendet worden ist.
  14. System (30) mit einem Kraftfahrzeug (1) und einem RFID-Transponder (16), das Kraftfahrzeug (1) umfassend – eine Karosserie (2), – wenigstens einen Antriebsmotor (5), insbesondere einen Verbrennungs- und/oder Elektromotor (6, 7), – einen von der Karosserie (2) eingeschlossenen Innenraum (8) zur Aufnahme von Personen, – wenigstens zwei Antennen (14), welche in das Kraftfahrzeug (1) eingebaut sind, wobei ein Verfahren gemäß einem oder mehrerer der vorhergehenden Ansprüche ausführbar ist zur Bestimmung der Position des RFID-Transponders (16) aus den wenigstens zwei Distanzen relativ zu dem Kraftfahrzeug (1).
  15. System nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der RFID-Transponder (16) ein RFID-Transponder (16) zum Starten des wenigstens einen Antriebsmotors (5) ist und der wenigstens eine Antriebsmotor (5) nur startbar ist, falls sich der RFID-Transponder innerhalb eines Bereiches einer fiktiven Ebene bei einer zweidimensionalen Bestimmung oder eine Raumes, insbesondere Innenraumes (8) des Kraftfahrzeuges (1) begrenzt von der Karosserie (2), bei einer dreidimensionalen Bestimmung relativ zu dem Kraftfahrzeug (1) befindet aufgrund der bestimmten Position des RFID-Transponders (16).
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