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Die Erfindung betrifft eine Ortungsvorrichtung und ein Verfahren zur Ortung eines mobilen Objektes wie auch ein Fahrzeug, das mittels einer vorgenannten Ortungsvorrichtung bzw. eines vorgenannten Verfahrens geortet werden kann.
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Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Möglichkeiten zur Ortung von mobilen Objekten, z.B. Fahrzeugen bekannt. Zur Ortung eines mobilen Objektes werden in der Regel Signale ausgewertet, die von dem mobilen Objekt ausgestrahlt bzw. von dem betreffenden mobilen Objekt empfangen werden. Dazu dient eine dedizierte Referenzquelle der Referenzsignalerzeugung, wobei daraufhin die Referenzsignale von dem betreffenden mobilen Objekt empfangen werden, um Ortungsdaten für das betreffende mobile Objekt ermitteln zu können.
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Bekannte Verfahren wie auch Ortungsvorrichtungen der betreffenden Art zur Ortung eines mobilen Objektes nutzen vielfach satellitengestützte Ortungssignale, die von einem beispielsweise im Orbit befindlichen Satelliten emittiert und von dem betreffenden mobilen Objekt empfangen werden, um aufgrund dieser satellitengestützten Ortungssignale eine Ortung vornehmen zu können. Dabei wird häufig die Zeitdifferenz zwischen den von der Referenzquelle ausgesandten Ortungssignalen (Referenzsignalen) genutzt, um entsprechende Ortungsdaten für das mobile Objekt bzw. Fahrzeug ableiten zu können.
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Systeme, die satellitengestützte Referenzsignale verwenden, sind beispielsweise bekannt durch das Akronym GPS (Global Positioning System) wie auch als globale Navigationssatellitensysteme, die beispielsweise durch das Akronym GNSS (Global Navigation Satellite System) zur Positionsbestimmung eines mobilen Objektes mittels satellitengestützter Ortungssignale eine Ortung des mobilen Objektes vornehmen.
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Die satellitengestützten Signale werden von Navigationssatelliten ausgestrahlt, die sich auf einer vorbestimmten Umlaufbahn zur Erde befinden können. Die Umlaufbahn ist dementsprechend zur Oberfläche der Erde beabstandet. In der Regel befinden sich Navigationssatelliten mit einem Abstand von wenigstens 1000 km über der Erdoberfläche.
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Darüber hinaus kommen als Navigationssatelliten auch sogenannte Pseudoliten zum Einsatz, die einen terrestrischen Sender zur Signalaussendung nutzen, um dadurch die Signale eines Navigationssatelliten nachzubilden, ohne dazu auf einer Umlaufbahn zur Erde angeordnet sein zu müssen.
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Die bekannten Verfahren bzw. Ortungsvorrichtungen der betreffenden Art zur Ortungsbestimmung eines mobilen Objektes nutzen daher – wie zuvor ausgeführt – Referenzsignale, die von einer Referenzquelle, wie es ein vorgenannter Navigationssatellit bzw. Pseudolit sein kann, ausgestrahlt werden, um dann von einer Ortungseinrichtung empfangen zu werden, die daraufhin Ortungsdaten für das betreffende mobile Objekt ermittelt.
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Dadurch ergibt sich der Nachteil, dass bei einer Funktionsstörung der Referenz eine Ortung des mobilen Objektes bzw. eine Navigation nicht oder nur unpräzise möglich ist.
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Der Erfindung liegt vor diesem Hintergrund die Aufgabe zugrunde, eine Ortungsvorrichtung wie auch ein Verfahren zur Ortung eines mobilen Objektes und eines Fahrzeug anzugeben, das unabhängig von einer Referenzquelle eine Ortung eines mobilen Objektes ermöglicht.
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Die Erfindung wendet sich zur Ortung eines mobilen Objektes von dem Gedanken ab, dedizierte Referenzquellen für die Ermittlung von Ortungsdaten zu verwenden, um von definierten Größen auf eine Position des mobilen Objektes schließen zu können.
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Die Erfindung löst die ihr gestellte Aufgabe vielmehr dadurch, dass die Ortungsvorrichtung eine Erfassungseinrichtung zur Erfassung freier elektromagnetischer Feldstärken aufweist, wobei ein mit der Erfassungseinrichtung signalverbundenes Auswertungsmodul anhand der erfassten freien elektromagnetischen Feldstärken konkrete Ortungsdaten für das mobilen Objekt ermittelt.
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Im Rahmen der Erfindung kann ein „mobiles Objekt“ u.a. gebildet sein durch ein Lebewesen, eine Person oder eine Gruppe von Lebewesen/Personen als auch durch einen beliebigen mobilen Gegenstand, wie dieser beispielsweise als Fahrzeug, insbesondere als Kraftfahrzeug, ausgeprägt sein kann.
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Dabei kann ein mobiles Objekt im Sinne der Erfindung auch ein selbstfahrendes bzw. autonom fahrendes Fahrzeug/Kraftfahrzeug sein, das ohne menschliche Interaktion insbesondere Fahrzustände wechseln (z.B. beschleunigen, bremsen, halten) bzw. Richtungswechsel vornehmen (z.B. vorwärts, rückwärts, lenken) bzw. Aktionen (z.B. Ausweichmanöver, Einparken) vornehmen kann.
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Ferner kann ein mobiles Objekt unterschiedliche Bewegungszustände bzw. Fahrzustände zwischen Stillstand und Bewegung mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten und Richtungen einnehmen. Dabei ist die Ortung eines mobilen Objektes insbesondere auf ein mobiles Objekt in Bewegung bezogen, so dass kontinuierlich freie elektromagnetische Feldstärken durch eine Erfassungseinrichtung zum Zwecke der Ortung des mobilen Objektes während dessen Bewegung erfasst werden.
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Im Rahmen der Erfindung wird verkürzend der Begriff „Objekt“ auch synonym verwendet für ein mobiles Objekt. Ferner wird im Rahmen der Erfindung der Begriff Feldstärke/Feldstärken synonym verwendet für freie elektromagnetische Feldstärken,
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Durch eine erfindungsgemäß gebildete Ortungsvorrichtung bzw. ein erfindungsgemäßes Verfahren entfallen Aufwände zur Realisierung dedizierter bzw. zwingend vorbekannter Referenzquellen für die Signalerzeugung.
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Ein weiterer Vorteil, der sich durch eine erfindungsgemäße Ortungsvorrichtung ergibt, liegt u.a. auch darin, dass eine Ortung unabhängig von einer dedizierten Referenzquelle, die entsprechende Signale zur Ortung erzeugt bzw. abstrahlt, ermöglicht ist.
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Insofern handelt es sich bei der Erfassung von freien elektromagnetischen Feldstärken erfindungsgemäß um solche, die u.a. durch natürliche elektromagnetische Felder (beispielsweise von der Sonne erzeugt) wie auch künstliche elektromagnetische Felder, wie sie beispielsweise durch elektrotechnische Einrichtungen, Stromleitungen, Umspannwerke, Einrichtungen zur Erzeugung und Übertragung von Funksignalen, signalerzeugenden Satelliten/Pseudoliten, elektrische betriebene Einrichtungen, usw. hervorgerufen werden.
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Sowohl die künstlichen wie auch die natürlichen elektromagnetischen Felder prägen die elektromagnetischen Felder der Umwelt, die wiederum die freien elektromagnetischen Feldstärken, wie sie im Rahmen der Erfindung erfasst werden, prägen.
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Diese sind insbesondere quellenunspezifisch bzw. richtungsungebunden, wodurch die freien elektromagnetischen Feldstärken aus der Umgebung des mobilen Objektes verwendet werden, ohne diese auf eine Referenzquelle zurückführen zu müssen bzw. ohne dass Kenntnisse über die spezifische Referenzquelle Voraussetzung für eine erfindungsgemäße Ermittlung von Ortungsdaten für das mobile Objekt sind bzw. Einfluss auf eine erfindungsgemäße Ermittlung von Ortungsdaten nehmen. Daher wird erfindungsgemäß auf eine oder mehrere dedizierte Referenzquelle(n) zur Erzeugung von Referenzsignalen zur Ortung verzichtet, so dass die Quelle zur Erzeugung der erfindungsgemäß genutzten freien elektromagnetischen Feldstärken nicht bekannt sein muss.
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Damit entfällt wiederum der Aufwand, dass vorgenannte Referenzquellen an vorbestimmten Stellen angebracht werden müssen, um mittels einer erfindungsgemäßen Ortungsvorrichtung bzw. eines erfindungsgemäßen Verfahrens eine Ortung eines mobilen Objektes vornehmen zu können.
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Vor diesem Hintergrund bietet eine erfindungsgemäße Ortungsvorrichtung den Vorteil einer referenzquellenunabhängigen Ortung eines mobilen Objektes.
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Dadurch ergibt sich ebenfalls der Vorteil, dass keine eigens zur Ortung von mobilen Objekten vorgesehenen/bekannten Einrichtungen zur Bildung von Referenzquellen für eine Erzeugung spezifischer Signale benötigt werden.
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Insofern ist eine erfindungsgemäße Ortungsvorrichtung bzw. ein erfindungsgemäßes Verfahren unabhängig von speziellen Referenzquellen für freie elektromagnetische Feldstärken und daher ein gegenüber den vorbekannten Ortungsverfahren passives Verfahren, wodurch auch eine erfindungsgemäße Ortungsvorrichtung als passive Ortungsvorrichtung eingerichtet und ausgebildet ist, die freie elektromagnetische Feldstärken empfängt aber keine dedizierten Referenzsignale erzeugt bzw. abhängig ist von einer dedizierten Referenzquelle.
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Des Weiteren ergibt sich der Vorteil, dass die freien elektromagnetischen Feldstärken allgegenwärtig sind und daher weder eine zeitlich noch eine räumliche Abhängigkeit zu weiteren technischen Einrichtungen zwingend besteht.
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Die Erfindung fußt u.a. auf dem Erfindungsgedanken, freie elektromagnetische Feldstärken zu erfassen, wobei die betreffenden freien elektromagnetischen Feldstärken ein Feldstärkespektrum bilden, so dass eine Analyse der Feldstärken in Abhängigkeit von Feldstärkefrequenzen mit den frequenzspezifischen Feldstärkebeträgen vorgenommen wird.
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Insofern ist im Rahmen der Erfindung von dem Begriff „Feldstärken“ auch ein Feldstärkespektrum umfasst, so dass nicht eine isolierte Feldstärke sondern das Zusammenwirken aus mehreren frequenzabhängigen Feldstärken ein Charakteristikum für einen Ort ergibt.
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Demgemäß werden die freien elektromagnetischen Feldstärken ohne Bezug auf deren Quelle hinsichtlich ihres Charakteristikums analysiert, so dass die ortsspezifischen Feldstärken dazu dienen, eine Ortung eines mobilen Objektes dadurch vornehmen zu können, indem erfindungsgemäß eine Analyse der durch die Erfassungseinrichtung erfassten freien elektromagnetischen Feldstärken mit gespeicherten Feldstärken zu einzelnen Orten vorgenommen wird, um daraufhin eine Ortung des betreffenden mobilen Objektes vornehmen zu können.
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Dazu ist erfindungsgemäß u.a. vorgesehen, freie elektromagnetische Feldstärken in wenigstens einem Datenspeicher ortsspezifisch zu speichern, in dem Datensätze mit Einträgen wenigstens zu Orten bzw. deren Positionsdaten, beispielsweise Koordinaten, und an den jeweiligen Orten gemessenen freien elektromagnetischen Feldstärken gespeichert sind, um erfindungsgemäß diese Datensätze für eine Ortung eines betreffenden mobilen Objektes nutzen zu können.
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Insofern führt der Erfindungsgedanke dazu, für die Ortung eines mobilen Objektes die mittels der Erfassungseinrichtung erfassten freien elektromagnetischen Feldstärken, die ein entsprechendes Feldspektrum ergeben, zur Bestimmung der Position des mobilen Objektes bzw. zu dessen Ortung heranzuziehen. Dazu wird eine Analyse der zu einer konkreten Position des mobilen Objektes erfassten freien elektromagnetischen Feldstärken mit bereits gespeicherten ortsspezifischen Feldstärken vorgenommen, um daraus eine Ortung des mobilen Objektes vornehmen und realisieren zu können.
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Dafür sind ortsspezifische freie elektromagnetische Feldstärken bereits im Vorfeld der konkreten Ortung eines mobilen Objektes gemessen worden und in wenigstens einem Datenspeicher als Relation zu einem entsprechenden Ort gespeichert.
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Die Erfindung fußt daher auf dem Erfindungsgedanken, dass jeder Ort charakteristische freie elektromagnetische Feldstärken aufweist, die sich wiederum insbesondere durch ihre jeweilige Amplitude bzw. Frequenz auszeichnen. Damit ermöglicht es die Erfindung, durch die erfassten freien elektromagnetischen Feldstärken auf einen konkreten Ort bzw. eine konkrete Position, an dem sich ein mobiles Objekts zum Zeitpunkt der Erfassung befunden hat, schließen zu können.
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Im Rahmen der Erfindung sind zum besseren Verständnis die Begriffe elektromagnetisches Wellenspektrum bzw. Feldstärkespektrum vom Begriff freie elektromagnetische Feldstärken erfasst, wobei diese im Weiteren auch verkürzt durch den Begriff Feldstärken bezeichnet werden.
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Erfindungsgemäß befindet sich eine erfindungsgemäße Ortungsvorrichtung in einem Verwendungszustand, in dem sie freie elektromagnetische Feldstärken erfassen und mittels eines Auswertungsmodules in konkrete Ortungsdaten umwandeln kann. Dieser Verwendungszustand wird daher im Folgenden für die weiteren Ausführungen unterstellt. Abweichungen dazu ergeben sich durch den entsprechenden Sinnzusammenhang bzw. sind explizit genannt.
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Die Erfindung berücksichtigt ebenfalls, dass ein elektromagnetisches Feldstärkespektrum auch verschiedenen Orten/Positionsdaten zugeordnet sein kann. Daher ermöglicht eine erfindungsgemäß vorgesehene kontinuierliche Erfassung von freien elektromagnetischen Feldstärken wie auch dessen entsprechende Analyse/Auswertung, dass die Abfolge der kontinuierlich erfassten Feldstärken und dessen Auswertung durch das Auswertungsmodul zu einer Eindeutigkeit der Positionsbestimmung und einer entsprechenden Ortung führt. Insofern können auch mehrere konkret erfasste Feldstärken der konkreten Ortung eines Objektes dienen, um beispielsweise zunächst einen Aufenthaltsbereich des Objektes eingrenzen/bestimmen zu können und daraufhin die konkrete Position mittels der eingegrenzten relevanten Orte des Datenspeichers zu ermitteln.
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Dazu ist im Rahmen der Erfindung berücksichtigt, dass das Auswertungsmodul zur Ermittlung von Ortungsdaten aus einem Feldstärkenspektrum eingerichtet und ausgebildet ist, um eine entsprechende Auswertung der durch die Erfassungseinrichtung erfassten freien elektromagnetischen Feldstärken hinsichtlich deren Frequenzen und damit in Beziehung stehender Feldstärken vornehmen zu können, um daraufhin eine konkrete Ortung des Objektes anhand der erfassten Feldstärken mit den im Datenspeicher gespeicherten Datensätzen vornehmen zu können.
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Die Ausprägung freier elektromagnetischer Feldstärken, insbesondere deren Amplitude bzw. Anzahl, kann zeitabhängig sein und daher zeitlich variieren, so dass ebenfalls eine Zeitvariabilität der betreffenden Werte an einem Ort erfindungsgemäß dadurch berücksichtigt ist, dass in den Datensätzen des Datenspeichers Einträge zu Orten bzw. deren Positionsdaten und die an diesen Orten jeweils gemessenen Feldstärken zeitdifferenziert gespeichert werden. Insofern berücksichtigt die Erfindung eine Zeitvariabilität der Werte dadurch, dass die im Vorfeld der Ortung erfassten freien elektromagnetischen Feldstärken mit ihren entsprechenden Messzeitpunkten im Datenspeicher gespeichert werden.
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Dazu ist im Rahmen der Erfindung zur Unterscheidung eine Messung von Feldstärken bezogen auf einen Zeitpunkt, an dem die Feldstärken im Datenspeicher gespeichert wurden, während die Erfassung auf die konkrete Erfassung zum Erfassungszeitpunkt von Feldstärken für die Ortung eines mobilen Objektes bezogen ist. Daher sind im Rahmen der Erfindung unter dem Begriff „Messzeitpunkte“ Zeitpunkte zu verstehen, an denen die Feldstärken an einem Ort gemessen und daraufhin diese Beziehungen in dem Datenspeicher aufgenommen worden sind. Dabei kann im Rahmen der Erfindung als Messzeitpunkt auch ein Zeitabschnitt gespeichert sein, wie es eine Tageszeit (z.B. mittags) wie auch eine Jahreszeit oder eine Kombination aus beiden, sein kann.
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Analoges gilt für den Erfassungszeitpunkt, an dem die Erfassungseinrichtung freie elektromagnetische Feldstärken an einem konkreten Ort, an dem sich das mobile Objekt befindet, erfasst. Dazu ist die Erfassungseinrichtung bzw. die Auswertungseinrichtung bzw. eine erfindungsgemäße Ortungsvorrichtung mit einem Zeitmodul ausgestattet, welches die Messzeit bereitstellt.
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Des Weiteren ist im Rahmen der Erfindung eine Abhängigkeit der Feldstärken von Wetterbedingungen dadurch berücksichtigt, dass ebenfalls meteorologische Daten bei der Messung bzw. Erfassung von Feldstärken berücksichtigt werden, die ebenfalls im Datenspeicher vorgehalten werden können.
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Die meteorologischen Daten zu einem betreffenden Ort bzw. einer betreffenden Region können beispielsweise durch einen Wetterdienst, beispielsweise durch ein Informationssystem bzw. einen Datenspeicher bereitgestellt werden. Dabei ist es möglich, dass diese Daten durch Kenntnis der Erfassungszeiten auch nachträglich in einem Datenspeicher ergänzt werden oder entsprechend vorgenanntem Informationssystem/Datenspeicher, beispielsweise während der Ortung eines mobilen Objektes, entnommen werden.
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Ferner berücksichtigt die Erfindung, dass ortsbezogene meteorologische Kenngrößen gemessen und im Datenspeicher gespeichert werden, um auch meteorologische Größen an den betreffenden Orten in der Analyse der Feldstärken berücksichtigen zu können. Dies ist durch eine vorteilhafte Weiterbildung dadurch berücksichtigt, dass die Erfassungseinrichtung Sensormittel zur Erfassung von meteorologischen Größen zum jeweiligen Ort der Erfassung der Feldstärken durch die Erfassungseinrichtung aufweist.
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Für die Analyse von Feldstärken zur Ortung eines mobilen Objektes können verschiedene meteorologische Größen relevant sein, die einen Einfluss des Wetters auf die Feldstärken an einem Ort kennzeichnen. Relevante meteorologische Größen, die auch phänomenologisch sein können, sind u.a. folgende Grundgrößen: Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit, Luftdruck, Luftdichte, Windrichtung, Windstärke bzw. Windgeschwindigkeit, Niederschlagsart, Niederschlagsmenge, Bewölkung, Sichtweite, etc..
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Dabei berücksichtigt die Erfindung, dass nicht alle vorgenannten Grundgrößen zwingend für die Analyse von Feldstärken zur Ortung eines mobilen Objektes zu berücksichtigen sind, sondern ggf. eine bzw. einige wenige der vorgenannten Größen eine ausreichende Ortung eines mobilen Objektes ermöglichen.
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Damit kann die Berücksichtigung von meteorologischen Größen zur Analyse der Feldstärken für die Ortung eines mobilen Objektes eine Auswertung einer Zeitkomponente entbehrlich machen. Insofern ist vorteilhafterweise erreicht, dass eine Ortungssicherheit gespeichert und die Auswertung mittels weniger Daten erfolgen kann.
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Die konkreten Ortungsdaten für ein mobiles Objekt werden dabei im Rahmen der Erfindung durch die Auswertungseinheit ermittelt, mittels der die Analyse der durch die Erfassungseinrichtung konkret erfassten Feldstärken unter Berücksichtigung des jeweiligen konkreten Erfassungszeitpunkts, an dem die Erfassungseinrichtung die freien elektromagnetischen Feldstärken erfasst hat, erfolgt.
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In diesem Zusammenhang sieht eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor, dass in wenigstens einem Datenspeicher Datensätze wenigstens zu Orten und jeweils an den Orten erfassten Feldstärken, insbesondere in Abhängigkeit zu den Messzeitpunkten der Feldstärken, gespeichert werden und die Ortungsdaten für das mobile Objekt durch das Auswertungsmodul durch Analyse anhand der im Datenspeicher gespeicherten Datensätze ermittelt werden.
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Im Rahmen der Erfindung kann ein Datenspeicher auch durch mehrere, insbesondere miteinander vernetzte, Datenspeicher, wie auch einen oder mehrere Cluster(n) von Datenspeichern gebildet sein. Datenspeicher können durch eine Vielzahl von Möglichkeiten der Speicherung realisiert werden, wie es beispielsweise Datenträger wie auch Festplatten sein können.
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Durch vorgenannte Weiterbildung ergibt sich u.a. der Vorteil, dass auf einfache Art und Weise eine Ortung eines Objektes durch eine Analyse von gespeicherten Referenzen zu einem Ort/einer Position und einer durch die Erfassungseinrichtung erfassten Feldstärken erfolgen kann, um daraufhin eine Ortung des Objektes vornehmen zu können.
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Insofern kann eine Ortung eines Objektes in einem sehr kleinen Zeitfenster erfolgen. Des Weiteren ist der technische Aufwand zur Realisierung einer erfindungsgemäßen Ortungsvorrichtung gering, wodurch ebenfalls Kostenvorteile entstehen.
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Des Weiteren ergibt sich der Vorteil, dass für die dedizierte Erzeugung von Feldstärken keine Aufwände betrieben werden müssen und für die Erstellung der betreffenden freien elektromagnetischen Feldstärken keine spezifischen Kosten auftreten. Des Weiteren entfallen Aufwände für die Instandhaltung von Quellen bzw. Referenzen, die spezifische elektromagnetische Feldstärken erzeugen. Dadurch ist eine erfindungsgemäße Ortungsvorrichtung bzw. die Verwendung eines erfindungsgemäßen Verfahrens kostengünstig möglich. Des Weiteren ist dadurch ebenfalls eine sichere Möglichkeit der Ortung gegeben, indem keine spezifischen Feldsignale bzw. elektromagnetische Feldstärken erzeugt werden müssen.
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Zur Erhöhung der Sicherheit der Ortung eines Objektes kann eine erfindungsgemäß gebildete Ortungsvorrichtung derart eingerichtet und ausgebildet sein, dass die Erfassungseinrichtung parallel zur Erfassung von freien elektromagnetischen Feldstärken ebenfalls satellitengestützte Ortungssignale erfasst und dem Auswertungsmodul bereitstellt, welches mittels der erfassten Feldstärken und der parallel erfassten satellitengestützten Signale Ortungsdaten für das Objekt ermittelt.
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Dazu ist in einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Erfassungseinrichtung ein Satellitensignalerfassungsmodul zur Erfassung satellitengestützter Ortungssignale aufweist, welches die erfassten satellitengestützen Ortungssignale dem Auswertungsmodul bereitstellt, welches derart eingerichtet und ausgebildet ist, dass das Auswertungsmodul mittels der erfassten freien elektromagnetischen Feldstärken und der bereitgestellten satellitengestützten Ortungssignale Ortungsdaten für das mobile Objekt ermittelt.
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Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass ein Abgleich der mittels der freien elektromagnetischen Feldstärken ermittelten Ortungsdaten und der Ortungsdaten, wie sie sich durch die satellitengestützten Ortungssignale ergeben, erfolgen kann. Vor diesem Hintergrund ist es möglich, die Ortung einer erfindungsgemäßen Ortungsvorrichtung bzw. eines erfindungsgemäßen Verfahrens zu erhöhen. Ferner ermöglicht eine kombinierte Erfassung von Feldstärken und satellitengestützter Ortungssignale eine Ausfallsicherheit einer erfindungsgemäß gebildeten Ortungsvorrichtung wie auch eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs, indem ein erfindungsgemäßes Verfahren bzw. vorgenannte Ortungsvorrichtung eingesetzt sind.
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Im Rahmen der Erfindung sind unter „satellitengestützte Ortungssignale“ Signale umfasst, die von Satelliten bzw. Pseudoliten zu Ortungszwecken erzeugt und emittiert werden. Derartige Satelliten sind durch GPS-, GNSS, Galileo-Systeme und dergleichen bekannt, wie sie bereits zuvor Erwähnung fanden.
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Um ein erfindungsgemäß gebildetes Ortungssystem in seinen Abmessungen möglichst klein zu halten, kann der Datenspeicher entfernt einem Auswertungsmodul einer erfindungsgemäßen Ortungsvorrichtung angeordnet sein. Die Signalverbindung zwischen Auswertungsmodul und Datenspeicher kann diesbezüglich auch kabelgebunden sein, so dass der Datenspeicher an dem Objekt an einer Stelle und das Auswertungsmodul an einer zu dem Datenspeicher entfernten Stelle an dem Objekt anordnenbar ist. Ein weiterer Vorteil einer räumlichen Trennung von Datenspeicher und Auswertungsmodul kann dazu führen, dass der Datenspeicher extern gehalten wird und nicht an dem betreffenden Objekt angeordnet ist. Vor diesem Hintergrund kann der Datenspeicher beispielsweise Bestandteil eines Serversystems sein, welches an einem entfernt zu dem Auswertungsmodul angeordneten Ort ortsfest bzw. zentral bereitgestellt wird.
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Insofern ist in einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass das Auswertungsmodul mit dem Datenspeicher funkbasiert signalverbunden ist. Vor diesem Hintergrund ergibt sich der Vorteil, dass der Datenspeicher frei und ortsunabhängig vom Auswertungsmodul angeordnet werden kann. Dazu ist vorausgesetzt, dass das betreffende Funknetz eine entsprechende Signalverbindung unterstützt.
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Damit ergeben sich weitere Vorteile dahingehend, dass der Datenspeicher einen zentralen Datenspeicher für verschiedene erfindungsgemäße Ortungsvorrichtungen bilden kann. Insofern ergeben sich weitere Vorteile hinsichtlich des Betriebs, der Aktualität wie auch der Instandhaltung eines erfindungsgemäß vorgesehenen Datenspeichers.
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Um eine erfindungsgemäße Ortungsvorrichtung in seinen Abmessungen weitergehend zu verkleinern, sieht eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor, dass das Auswertungsmodul mit der Erfassungseinrichtung funksignalbasiert verbunden ist, wodurch das Auswertungsmodul räumlich entfernt von der Erfassungseinrichtung anordnenbar ist.
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Vor diesem Hintergrund ist es wiederum möglich, neben dem Datenspeicher auch das Auswertungsmodul zentral bzw. ortsgebunden anzuordnen und damit als Auswertungsmodul für verschiedene erfindungsgemäß gebildete Ortungsvorrichtungen nutzen zu können. Dadurch ergeben sich die gleichen Vorteile, wie sie bereits zuvor zu dem Datenspeicher genannt worden sind.
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Neben den vorgenannten Vorteilen zur funkbasierten Signalverbindung ist ebenfalls erreicht, dass der Betrieb einer erfindungsgemäßen Ortungsvorrichtung energieeffizient ist. Vor diesem Hintergrund entfallen am Objekt Strombedarfe für den Datenspeicher bzw. für das Auswertungsmodul, die entfernt von einer Erfassungseinrichtung einer erfindungsgemäßen Ortungsvorrichtung angeordnet sind.
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Die Erfindung berücksichtigt ebenfalls, dass die bei einer funkbasierten Signalverbindung entstehende Strahlung die Erfassung freier elektromagnetischer Feldstärken durch die Erfassungseinrichtung für die Ortung des mobilen Objektes nicht verfälschend beeinflusst. Insofern wird eine derartige Strahlung beispielsweise in dem jeweiligen Frequenzband entweder nicht erfasst oder entsprechend ausgefiltert. Ferner können beispielsweise die entsprechenden funkbasierten Signalübertragungen intermittierend erfolgend, indem diese während eines Erfassungsvorganges unterbunden ist und in Zeiträumen stattfinden, in denen keine Erfassung erfolgt. Dazu ist es möglich, dass die Erfassung freier elektromagnetischer Feldstärken demgemäß auch zeitversetzt zur Signalübertragung intermittierend erfolgen kann. Zudem kann der Frequenzbereich, in dem eine vorgenannte funkbasierte Signalübertragung erfolgt, durch Frequenzen außerhalb des Erfassungsbereichs der Erfassungseinrichtung bestimmt sein.
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Damit bleibt die Sicherheit der Ortung eines mobilen Objektes durch eine erfindungsgemäße Ortungsvorrichtung erhalten.
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Zur Erfassung freier elektromagnetischer Feldstärken sieht eine erfindungsgemäße Ortungsvorrichtung unter anderem Sensormittel vor, die dazu dienen, Feldstärken in einem Frequenzbereich erfassen zu können. Dazu sieht eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor, dass ein großer Frequenzbereich ausgewertet werden kann, um Ortungsdaten aus den erfassten freien elektromagnetischen Feldstärken ermitteln zu können.
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Vor diesem Hintergrund sieht eine entsprechende vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor, dass die Erfassungseinrichtung Sensormittel zur Erfassung von Feldstärken in einem Frequenzbereich zwischen 1 Hz bis 1 THz, insbesondere in einem Frequenzbereich zwischen 10 Hz bis 10 GHz, aufweist.
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Vor diesem Hintergrund ergibt sich die Möglichkeit, ein breites Feldstärkenspektrum erfassen und auswerten zu können, um daraufhin konkrete Ortungsdaten für das Objekt zu ermitteln.
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Damit ist der Vorteil verbunden, dass die Ortung eines Objektes präzisiert erfolgen kann und die damit verbundene Sicherheit für die Ortung erhöht ist, indem verschiedenste Werte aus dem Feldstärkenspektrum verwendet werden können.
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Die Erfindung umfasst ebenfalls die Möglichkeit, dass die Sensormittel wenigstens einen breitbandig, insbesondere breitbandig und isotrop, elektromagnetische Feldstärken erfassenden Sensor aufweist. Damit eröffnet sich die Möglichkeit, viele Feldstärken durch eine erfindungsgemäße Ortungsvorrichtung erfassen und entsprechend auswerten zu können.
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Ein betreffender Sensor kann dabei erfindungsgemäß als aktiver oder passiver Sensor ausgebildet sein. Ein aktiver Sensor zeichnet sich dabei dadurch aus, dass dieser ein elektrisches Signal zur Messung/Erfassung von elektromagnetischen Feldstärken erzeugt. Demgegenüber wird ein passiver Sensor mittels der im Erfassungsbereich auftretenden elektromagnetischen Feldstärken zur Erzeugung eines Messsignals angeregt. Die Differenzierung ist dem Fachmann bekannt und soll daher nicht tiefgehender erläutert werden.
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Des Weiteren ergibt sich die Möglichkeit einer richtungsunabhängigen Erfassung, wodurch der Sensor erfindungsgemäß nicht in bestimmte Richtungen auszurichten ist bzw. dessen Ausrichtung nicht korrigiert werden muss.
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Vor diesem Hintergrund ergibt sich der Vorteil, dass eine erfindungsgenmäße Erfassung von freien elektromagnetischen Feldstärken sowohl umfassend als auch schnell erfolgen kann.
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Daran knüpfen zeitliche Vorteile für die Verarbeitung der entsprechenden Signale bzw. Daten an, um daraus konkrete Ortungsdaten für das Objekt ermitteln zu können.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Verwendung einer erfindungsgemäß gebildeten Ortungsvorrichtung zur Navigationsunterstützung vorgesehen. Dazu sieht die Erfindung vor, dass das Auswertungsmodul mit einem an dem Objekt angeordneten oder von dem Objekt mitgeführten Navigationssystem signalverbunden ist, welches die durch das Auswertungsmodul ermittelten Ortungsdaten in Navigationsdaten für die Navigation des Objektes umwandelt.
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Vor diesem Hintergrund ist erreicht, dass die durch eine erfindungsgemäße Ortungsvorrichtung bzw. ein erfindungsgemäß angewendetes Verfahren ermittelten Ortungsdaten nicht nur zur Ortung eines mobilen Objektes sondern auch zu Navigationszwecken für die Navigation des betreffenden mobilen Objektes herangezogen werden kann.
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Insofern ist es erfindungsgemäß möglich, dass einige Bestandteile des Navigationssystems an dem betreffenden Objekt und weitere Teile des Navigationssystems unabhängig von dem betreffenden Objekt, z.B. ortsfest, angeordnet sind.
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Diesbezüglich existieren verschiedene Möglichkeiten, um ein Navigationssystem im Rahmen der Erfindung auszubilden. Die konkrete Realisierung bietet jedoch für den Fachmann keine Schwierigkeit, so dass an dieser Stelle auf weitere Ausführungen dazu verzichtet wird.
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Darüber hinaus sieht die Erfindung in einer vorteilhaften Weiterbildung vor, dass das Auswertungsmodul derart eingerichtet und ausgebildet ist, dass diese eine Abweichung der von der Erfassungseinrichtung erfassten Feldstärken gegenüber Referenzfeldstärken, durch die ein für das Objekt vorgegebener Pfad oder vorgegebenes Gebiet vorbestimmt ist, feststellt und ein Abweichungssignal erzeugt.
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Die Erfindung eröffnet damit u.a. den Vorteil, eine Überwachung von Bewegungen eines mobilen Objektes vornehmen zu können, indem aus den durch die Erfassungseinrichtung erfassten Feldstärken ein Bewegungsprofil abgeleitet werden kann, um dieses mittels einer erfindungsgemäßen Ortungsvorrichtung dahingehend überwachen zu können, ob ein vorgegebener Pfad oder auch ein vorgegebenes Gebiet/ vorgegebener Aufenthaltsbereich durch das Objekt verlassen wurde. Äquivalent dazu ist es möglich, zu prüfen/ zu überwachen, ob sich ein Objekt auf einem vorgegebenen Pfad bzw. innerhalb eines vorgegebenen Gebietes aufhält.
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Dahingehend ergeben sich verschiedene Anwendungsfelder für eine erfindungsgemäße Ortungsvorrichtung, indem beispielsweise Personen, insbesondere Kinder wie auch hilfebedürftige Personen, überwacht werden können. Ferner kann im Rahmen der Erfindung eine Überwachung auch der Bewegungssteuerung von Fahrzeugen dienen, die beispielsweise als selbstfahrendes Fahrzeug ausgebildet sein können. Dazu können Pfade oder Aufenthaltsbereiche definiert werden, um den Bewegungsfreiraum des mobilen Objektes bzw. Fahrzeugs entsprechend einzugrenzen.
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Dabei wird durch die Erfindung ebenfalls ermöglicht, dass das Abweichungssignal, welches eine erfindungsgemäß gebildete Ortungsvorrichtung entsprechend erzeugt, der betreffenden Person bzw. dem mobilen Objekt bereitgestellt wird.
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Das Anwendungsspektrum zur Überwachung von Bewegungsfreiräumen ist dahingehend sehr vielfältig, so dass die vorgenannten Beispiele lediglich einer Auswahl der Möglichkeiten darstellen.
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Dem vorgenannten Erfindungsgedanken folgend ist in einer weiteren vorteilhaften der Erfindung vorgesehen, dass das Auswertungsmodul die für das mobile Objekt ermittelten Ortungsdaten bzw. das erzeugte Abweichungssignal einem Signalverarbeitungsorgan des mobilen Objektes bzw. einem von dem mobilen Objekt räumlich entfernten Signalverarbeitungsorgan, insbesondere mittels Funksignalübertagung, bereitstellt.
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Ein Signalverarbeitungsorgan kann dabei erfindungsgemäß zum Beispiel auch durch ein Mobiltelefon/Smartphone gebildet sein, das Abweichungssignale empfängt und im Falle der Bewegungsüberwachung von Kindern den betreffenden Eltern ein Signal/eine Mitteilung übermittelt und ggf. den gegenwärtigen Aufenthaltsort des Kindes anzeigt.
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Ferner kann diesem Erfindungsgedanken folgend ein Signalverarbeitungsorgan u.a. durch einen Computer/einem Rechnernetzwerk einer Fahrzeugzentrale zur Überwachung eines Fahrzeugs gebildet sein. Vor diesem Hintergrund bestehen im Rahmen der Erfindung multiple Möglichkeiten der Realisierung eines Signalverarbeitungsorgans, von denen die vorgenannten Beispiele nur eine kleine nicht abschließende Auswahl darstellen.
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Wie bereits ausgeführt, ist erfindungsgemäß berücksichtigt, dass die Erfassungseinrichtung bzw. die erfindungsgemäße Ortungsvorrichtung hinsichtlich der Ortung eines mobilen Objektes bzw. einer Person bzw. eines Fahrzeugs durch die für eine funkbasierte Signalverbindung notwendige Funksignalübertragung unbeeinträchtigt bleibt.
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Vor diesem Hintergrund ist vorteilhafter Weise erreicht, dass eine Überwachung eines mobilen Objektes bzw. einer Person bzw. eines Fahrzeugs hinsichtlich dessen Bewegung entlang eines vorgegebenen Pfades bzw. innerhalb eines vorgegebenen Gebietes ermöglicht ist, um insbesondere Gefahren abwehren zu können.
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Ein erfindungsgemäß erzeugtes Abweichungssignal kann auf einfachste Art durch ein akustisches bzw. visuelles bzw. haptisches Signal gebildet sein. Im einfachsten Fall kann daher das Abweichungssignal durch einen Ton/eine Tonfolge, ein Licht, eine Vibration gebildet sein, wobei vorgenannte Signale auch in Kombination ein Abweichungssignal bilden können.
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Dazu ergebenen sich weitere Möglichkeiten der Bildung eines Abweichungssignales, das schließlich zur weiteren Signalverarbeitung genutzt und entsprechend bereitgestellt werden kann. Dazu ergeben sich im Rahmen der Erfindung vielfältige Möglichkeiten der Nutzung und weiteren Verarbeitung von entsprechenden Abweichungssignalen. So ist es u.a. möglich, dass ein Abweichungssignal auch räumlich entfernt von dem betreffenden Objekt erzeugt werden kann. Ferner ist es ebenfalls möglich, dass der für das betreffende mobile Objekt vorgegebene Pfad bzw. das entsprechend vorgegebene Gebiet für ein Objekt in einem Datenspeicher, welcher an dem betreffenden Objekt angeordnet ist, gespeichert ist bzw. räumlich entfernt von dem betreffenden Objekt festgelegt und entsprechend überwacht wird.
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Für die Ortung eines mobilen Objektes ist erfindungsgemäß u.a. eine kontinuierliche Erfassung von freien elektromagnetischen Feldstärken vorgesehen, wobei die betreffenden Feldstärken zur Ermittlung von Ortungsdaten für das mobile Objekt entsprechend auszuwerten sind.
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Um eine möglichst schnelle Ortung eines Objektes durch eine erfindungsgemäß gebildete Ortungsvorrichtung realisieren zu können, ist in einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass das Auswertungsmodul zur Echtzeitermittlung von konkreten Ortungsdaten für das Objekt anhand der durch die Erfassungseinrichtung erfassten Feldstärken eingerichtet und ausgebildet ist.
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Eine Echtzeitermittlung von konkreten Ortungsdaten führt zu dem Vorteil, dass auch sich schnell bewegende Objekte mittels einer erfindungsgemäß gebildeten Ortungsvorrichtung geortet werden können. Im Rahmen der Erfindung wird als Echtzeit eine Erfassung- und Auswertungszeit verstanden, die eine nahezu verzögerungsfreie Ermittlung von Ortungsdaten für ein Objekt ermöglicht. Im Rahmen der Erfindung ist daher eine Latenzzeit im Millisekunden-Bereich angesiedelt, wobei erfindungsgemäß eine Latenzzeit auch Werte von bis zu 4 Sekunden aufweisen kann.
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Dahingehend eröffnet die Erfindung weitere Anwendungsgebiete, auch für sich schnell bewegende Objekte bzw. Fahrzeuge.
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In diesem Kontext ergeben sich weitere Anwendungsfelder, so dass die Erfindung ebenfalls ein Fahrzeug umfasst, welche insbesondere ein Kraftfahrzeug sein kann, welches eine erfindungsgemäße Ortungsvorrichtung, wie sie zuvor beschrieben wurde, zur Ortung des Fahrzeugs aufweist.
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Daher kann eine zuvor beschriebene erfindungsgemäß gebildete Ortungsvorrichtung ebenfalls zur Bildung eines Fahrzeugs beizutragen, dessen Ortung anhand der zuvor beschriebenen Erfassung und Auswertung freier elektromagnetischer Feldstärken erfolgt.
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Dazu berücksichtigt die Erfindung in einer darauf aufbauenden Weiterbildung, dass die Ortungsvorrichtung bzw. die Erfassungseinrichtung bzw. das Auswertungsmodul der Ortungsvorrichtung am Fahrzeug fest verbunden oder abnehmbar angeordnet ist.
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Im Rahmen der Erfindung wird dabei unter dem Begriff „fest verbunden“ eine Anordnungsmöglichkeit am Fahrzeug/Objekt verstanden, die nicht zerstörungsfrei bzw. nicht werkzeugfrei möglich ist. Demgegenüber wird unter dem Begriff abnehmbar eine werkzeug- und zerstörungsfreie Entnahme vom betreffenden Fahrzeug/Objekt verstanden.
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Durch eine feste verbundene Anordnung am Fahrzeug entsteht der Vorteil, dass ein erfindungsgemäß gebildetes Ortungssystem sicher im Fahrzeug gehalten werden kann. Im Fall einer lösbaren Anordnung einer erfindungsgemäß gebildeten Ortungsvorrichtung ergibt sich der Vorteil, dass eine fahrzeugunspezifische bzw. fahrzeugungebundene Nutzung ermöglicht ist, wodurch eine erfindungsgemäß gebildete Ortungsvorrichtung auch außerhalb des entsprechend erfindungsgemäß gebildeten Fahrzeugs nutzbar ist.
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Zur Absicherung der erfindungsgemäß ermittelten Ortungsdaten sieht eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor, dass das Auswertungsmodul der Ortungsvorrichtung mit einer Fahrzeugsensorik zur parallelen Auswertung von Fahrzeugsensoriksignalen für die Ermittlung von Ortungsdaten signalverbunden ist. Insofern ergibt sich der Vorteil, weitere Daten vom Fahrzeug bzw. dessen Fahrzuständen nutzen zu können, um die Ortungsdaten absichern/validieren zu können bzw. fehlende Ortungsdaten entsprechend aus den Fahrzeugdaten ableiten zu können. Beispielsweise ist es möglich, Fahrgeschwindigkeiten und Fahrtrichtungen des Fahrzeugs für die Ortung auswerten und nutzen zu können.
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Die vorgenannten Erfindungsgedanken fließen ebenfalls in ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Ortung eines Objektes ein, wobei – wie bereits zuvor erwähnt – ein Objekt im Sinne der Erfindung gebildet sein kann durch ein Lebewesen, eine Person, einen beweglichen Gegenstand, wie dieser wiederum ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug sein kann.
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Damit gelten die zuvor wie auch nachfolgend beschrieben Erfindungseigenschaften sowohl für eine erfindungsgemäße Ortungsvorrichtung, ein erfindungsgemäßes Fahrzeug wie auch ein erfindungsgemäßes Verfahren.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Generierung von Ortungsdaten für ein mobiles Objekt, insbesondere ein Fahrzeug, vorzugsweise ein Kraftfahrzeug, sieht daher zunächst vor, dass Ortungsdaten zur Ortung des Objektes durch eine Ortungseinrichtung ermittelt werden.
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Des Weiteren ist ein erfindungsgemäßes Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass elektromagnetische Feldstärken durch die Ortungseinrichtung mittels einer Erfassungseinrichtung, insbesondere kontinuierlich, erfasst und daraufhin einem Auswertungsmodul bereitgestellt werden, durch das anhand der Feldstärken konkrete Ortungsdaten für das Fahrzeug ermittelt werden.
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Die Ermittlung von Ortungsdaten kann im Rahmen der Erfindung auf verschiedene Art und Weise vorgenommen werden. So kann beispielsweise eine Differenzbildung von Kennzahlen und/oder Messwerten dazu dienen, eine Ortung eines mobilen Objektes vornehmen zu können. Vorzugsweise können auch Kreuzkorrelationen von gemessenen und im Datenspeicher gespeicherten Feldstärken/Feldstärkespektren unter Berücksichtigung der Erfassungszeit/Messzeit analysiert werden, um daraus Ortungsdaten für das mobile Objekt zu ermitteln. Ferner können Kreuzkorrelation auf Frequenzbereiche mit markanten Amplituden bezogen sein, z.B. auf Bereiche mit gemessener hoher oder geringer Feldstärke.
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Des Weiteren können Kreuzkorrelation von Frequenzbereichen mit markanten Amplitudenänderungen im betrachteten Gebiet/in der betrachtete Region bzw. entlang eines vorgegebenen Pfades/ einer vorgegebenen Strecke für die Ortung eines mobilen Objektes herangezogen werden. Dazu kann eine markante Änderung mittels Schwellenwerte für die Kreuzkorrelationen festgestellt werden, die beispielsweise und insbesondere unterschiedliche Grenzwerte für unterschiedliche Gebiete oder Strecken, z.B. Stadt, Land, Dorf, Autobahn bestimmen.
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In einer daran anknüpfenden Weiterbildung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass in wenigstens einem Datenspeicher Datensätze wenigstens zu Orten und jeweils an den Orten erfassten Feldstärken, insbesondere in Abhängigkeit zu den Messzeitpunkten der Feldstärken bzw. in Abhängigkeit ortsbezogener meteorologischer Kenngrößen, gespeichert werden und die Ortungsdaten für das mobile Objekt durch das Auswertungsmodul durch Analyse anhand der im Datenspeicher gespeicherten Datensätze, insbesondere auch unter Berücksichtigung der Mess-/Erfassungszeiten wie auch meteorologischer Kenngrößen zum Zeitpunkt einer Messung bzw. einer Erfassung von Feldstärken, ermittelt werden.
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Im Rahmen der Erfindung sind die in dem Datenspeicher gespeicherten Orte durch Positionsdaten repräsentiert, die wiederum die entsprechenden Koordinaten zu dem jeweiligen Ort beinhalten, wodurch eine Ortung eines Objektes durch eine entsprechende Datenanalyse (auch verkürzt als Analyse bezeichnet) erfindungsgemäß ermöglicht ist.
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Zur Ermittlung von Ortungsdaten sieht dazu eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung hinsichtlich des Verfahren vor, dass die durch die Erfassungseinrichtung erfassten Feldstärken bezüglich deren Frequenzen und der jeweils zu den Frequenzen erfassten Feldstärkebeträge (Amplituden) mit den im Datenspeicher gespeicherten Datensätzen durch das Auswertungsmodul ausgewertet werden, woraufhin die Ortungsdaten für das mobile Objekt ermittelt werden.
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Damit ermöglicht die Erfindung eine schnelle wie auch aufwandsreduzierte Ermittlung von Ortungsdaten für das betreffende Objekt. Im Rahmen der Erfindung ist beispielsweise und insbesondere vorgesehen, dass die erfassten elektromagnetischen Feldstärken, deren Feldstärkebeträge frequenzabhängig sind, bzw. die im Datenspeicher als gespeicherte Datensätzen hinterlegten Feldstärken jeweils in eine Repräsentationsgröße/einen Repräsentanten umgewandelt werden, wodurch die Ermittlung von Ortungsdaten aufgrund eines geringeren Datenvolumens und eines damit verbundenen schnelleren Datentransfers und Auswertungsprozesses zeitlich begünstigt ist.
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Die Erfindung vorteilhaft weiterbildend ist berücksichtigt, dass die Erfassungseinrichtung ein Satellitensignalerfassungsmodul zur Erfassung satellitengestützter Ortungssignale aufweist, welches die erfassten satellitengestützen Ortungssignale dem Auswertungsmodul bereitstellt, das derart eingerichtet und ausgebildet ist, dass dieses mittels der erfassten freien elektromagnetischen Feldstärken und der bereitgestellten satellitengestützten Ortungssignale Ortungsdaten für das mobile Objekt ermittelt.
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Vor dem Hintergrund, dass neben freien elektromagnetischen Feldstärken ebenfalls satellitengestützte Ortungssignale erfasst und ausgewertet werden, entsteht der Vorteil, dass eine erfindungsgemäße Ortung eines mobilen Objektes präziser erfolgen kann.
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Dazu ist in einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung eines erfindungsgemäßen Verfahrens berücksichtigt, dass die Ortungsdaten für das mobile Objekt mittels einer kombinierten Auswertung von erfassten Feldstärken bzw. zusätzlich erfassten satellitengestützten Ortungssignalen bzw. zusätzlich erfassten Fahrzeugsensoriksignalen durch das Auswertungsmodul ermittelt werden. Damit ist erfindungsgemäß eine Steigerung der Sicherheit bzw. der Verfügbarkeit eines erfindungsgemäßen Systems/Verfahrens erreicht, wie dies bereits zuvor erwähnt wurde.
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Ferner ist in einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung eines erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass die Ortungsdaten in Navigationsdaten für das Fahrzeug umgewandelt werden.
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Zur vorteilhaften Weiterbildung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass eine Abweichung der von der Erfassungseinrichtung erfassten freien elektromagnetischen Feldstärken gegenüber Referenzfeldstärken, durch die ein für das Objekt vorgegebener Pfad bzw. vorgegebenes Gebiet vorbestimmt ist, mittels des Auswertungsmoduls festgestellt wird, woraufhin durch das Auswertungsmodul ein Abweichungssignal erzeugt wird.
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Damit erschließt sich der Vorteil, eine Überwachung der Bewegung eines Objektes vornehmen zu können, um dieses bei Erreichen oder Überschreiten von zuvor festgelegten Grenzen u.a. warnen zu können bzw. zu dessen Schutz Maßnahmen einleiten zu können.
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Daher kann erfindungsgemäß beispielsweis und insbesondere ein Abweichungssignal einer entfernt von dem Objekt vorhandenen, insbesondere zentralen, Einrichtung bereitgestellt werden, wodurch das Abweichungssignal zur Initiierung weiterer Maßnahmen genutzt werden kann.
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Die einzelnen Vorteile, die sich durch ein erfindungsgemäßes Verfahren wie auch dessen Weiterbildungen ergeben, sind bereits zuvor erläutert worden, so dass an dieser Stelle auf eine Wiederholung verzichtet wird.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert, in der stellvertretend für eine Vielzahl von erfindungsgemäßen Ausgestaltungsmöglichkeiten die Erfindung anhand von fünf Ausführungsbeispielen einer erfindungsgemäß gebildeten Ortungsvorrichtung bzw. als Bestandteil eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs verdeutlicht werden soll.
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Dabei bilden alle beanspruchten, beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Merkmale für sich genommen sowie in beliebiger Kombination miteinander den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen und deren Rückbezügen sowie unabhängig von ihrer Beschreibung bzw. Darstellung in der Zeichnung.
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Die Figuren der Zeichnung zeigen die Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäß gebildeten Ortungsvorrichtung bzw. eines erfindungsgemäß gebildeten Fahrzeugs jeweils in einer schematischen Darstellung. Die Darstellungen sind daher insbesondere nicht maßstabsgetreu und zur besseren Übersicht auf die das Verständnis unterstützenden Elemente/Bauteile/Bestandteile reduziert.
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In den Figuren sind gleiche oder sich entsprechende Bauteile/Bestandteile bzw. Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Ferner wird zur besseren Übersicht die Beschreibung auf die Unterschiede zwischen den Darstellungen in den Figuren reduziert.
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Zur besseren Übersicht sind in den Figuren nicht stets sämtliche Bezugszeichen aufgeführt, wobei für eine einfache Zuordnung gleiche Bestandteile/Elemente gleich oder entsprechend der jeweils gewählten Ansicht darstellt sind.
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Des Weiteren sind für eine einfachere Orientierung ggf. in einzelnen Figuren Bezugszeichen aufgenommen, die erst im Weiteren an einer anderen Figur erläutert werden.
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Die Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäß gebildeten Ortungsvorrichtung bzw. eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs werden nachfolgend verkürzt auch als Ortungsvorrichtung bzw. Fahrzeug bezeichnet.
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Es zeigt:
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1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ortungsvorrichtung als Bestandteil eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs in detailreduzierter schematischer Darstellungsweise in einer Seitenansicht,
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2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ortungsvorrichtung als Bestandteil eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs in einer zur 1 gleichen Ansicht und Darstellungsweise,
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3 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ortungsvorrichtung als Bestandteil eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs in einer zur 1 gleichen Ansicht und Darstellungsweise,
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4 ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ortungsvorrichtung in Anwendung bei einer Person, die ein mobiles Objekt bildet, in einer zur 1 gleichen Ansicht und Darstellungsweise,
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5 ein fünftes Beispiel einer erfindungsgemäßen Ortungsvorrichtung zur Verdeutlichung einer Möglichkeit, bei der das Auswertungsmodul die Ortungsdaten für das mobile Objekt mittels der im Datenspeicher gespeicherten Datensätze ermittelt.
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1 zeigt eine erfindungsgemäß gebildete Ortungsvorrichtung 2 als Bestandteil eines erfindungsgemäß gebildeten Fahrzeugs 4, so dass die Ortungsvorrichtung 2 der Ortung des Fahrzeugs 4 dient, welches demgemäß ein mobiles Objekt repräsentiert.
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Die Ortungsvorrichtung 2 weist eine Erfassungseinrichtung 6 zur Erfassung freier elektromagnetischer Feldstärken 8 (in den Figuren einheitlich mit dem Bezugszeichen 8 gekennzeichnet und nachfolgend wiederum verkürzt auch als Feldstärken bezeichnet) der Fahrzeugumgebung 10 (entspricht der Umgebung 10 eines Objektes 4) auf, wobei ein mit der Erfassungseinrichtung 6 signalverbundenes Auswertungsmodul 12 anhand der erfassten Feldstärken 8 kontinuierlich konkrete Ortungsdaten für das Fahrzeug 4 ermittelt.
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Das Auswertungsmodul 12 ist dabei zur Ermittlung von Ortungsdaten aus einem Feldstärkespektrum eingerichtet und ausgebildet.
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Ferner weist das Auswertungsmodul 12 einen Datenspeicher 14 auf, in dem Datensätze mit Einträgen zu Orten und an diesen Orten gemessenen Feldstärken 8 wie auch zu Messzeitpunkten zu den gemessenen Feldstärken 8 gespeichert sind, wobei das Auswertungsmodul 12 die Ortungsdaten für das mobile Objekt 4, 4‘, 4‘‘ mittels der im Datenspeicher 14 gespeicherten Datensätze ermittelt.
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Die Erfassungseinrichtung 6 ist mittels eines Satellitensignalerfassungsmoduls 18 auch zur Erfassung satellitengestützter Signale 16 eingerichtet und ausgebildet, so dass die Erfassungseinrichtung 6 diese mit den erfassten Feldstärken 8 dem Auswertungsmodul 12 bereitstellt, welches mittels der erfassten freien elektromagnetischen Feldstärken 8 und der erfassten satellitengestützten Ortungssignale 16 Ortungsdaten für das Fahrzeug 4 ermittelt.
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Dazu weist die Erfassungseinrichtung ein Satellitensignalerfassungsmodul zur Erfassung satellitengestützter Ortungssignale 16 auf, welches die erfassten satellitengestützen Ortungssignale 16 dem Auswertungsmodul 12 bereitstellt, welches derart eingerichtet und ausgebildet ist, dass das Auswertungsmodul 12 mittels der erfassten freien elektromagnetischen Feldstärken 8 und der bereitgestellten satellitengestützten Ortungssignale 16 Ortungsdaten für das mobile Objekt 4, 4‘, 4‘‘ ermittelt. Des Weiteren umfasst die Erfassungseinrichtung 6 Sensormittel 20 zur Erfassung von Feldstärken 8 in einem Frequenzbereich zwischen 10 Hz bis 10 GHz. Dazu beinhalten die Sensormittel 20 einen breitbandig und isotrop Feldstärken 8 erfassenden Sensor 22, der als sogenannte Feldsonde 22‘ ausgeführt ist, welche über eine Antenne (nicht gezeigt) zum Empfang der Feldstärken 8 verfügt.
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Zum Zwecke der Navigation ist vorgesehen, dass das Auswertungsmodul 12 mit einem an dem Fahrzeug 4 angeordneten Navigationssystem 24 signalverbunden ist, welches die durch das Auswertungsmodul 12 ermittelten Ortungsdaten in Navigationsdaten für die Navigation des Fahrzeugs 4 umwandelt.
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Schließlich ist das Auswertungsmodul 12 mit der Fahrzeugsensorik 26 zur parallelen Auswertung von Fahrzeugsensoriksignalen für die Ermittlung von Ortungsdaten signalverbunden.
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Die zur Signalverbindung notwendigen Elemente, wie es Signalleitungen 28 oder Signalfunkübertragungsmittel 30 sein können, sind zur besseren Übersicht in den Figuren jeweils mit einem einheitlichen Bezugszeichen 28, 30 versehen, wobei die Signalfunkübertragungsmittel 30 durch eine gestrichelte Linie und die als kabelgebunden ausgeführten Signalleitungen 28 durch eine durchgezogene Linie symbolisiert sind.
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2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ortungsvorrichtung 2 als Bestandteil eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs 2, wobei im Unterschied zu dem in 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ortungsvorrichtung 2 als Bestandteil eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs 2 das Auswertungsmodul 12 mit dem Datenspeicher 14 mittels Signalfunkübertragungsmittel 30 funkbasiert signalverbunden ist.
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3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ortungsvorrichtung 2 als Bestandteil eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs 2, wobei im Unterschied zu dem in 2 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ortungsvorrichtung 2 als Bestandteil eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs 2 das Auswertungsmodul 12 sowohl mit der Erfassungseinrichtung 6 als auch mit dem Datenspeicher 14 mittels Signalfunkübertragungsmittel 30 funkbasiert signalverbunden ist.
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4 illustriert ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ortungsvorrichtung 2, wobei im Unterschied zu den vorherigen Ausführungsbeispielen einer erfindungsgemäßen Ortungsvorrichtung 2 das mobile Objekt 4, 4‘, 4‘‘ eine Person 4, 4‘, 4‘‘ ist.
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Die Komponenten einer erfindungsgemäßen Ortungsvorrichtung 2, wie sie sich auf 1 ergeben, sind an der jeweiligen Person 4, 4‘, 4‘‘ angeordnet und zur besseren Übersicht stellvertretend durch die jeweilige Erfassungseinrichtung 6 symbolisiert. Insofern ist auch die Darstellung in 4 auf die Unterschiede zu den vorgenannten Ausführungsbeispielen konzentriert.
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In 4 sind drei Personen 4, 4‘, 4‘‘ an unterschiedlichen Orten gezeigt. Für die Personen 4, 4‘, 4‘‘ sind ein Pfad 32 wie auch ein durch den Pfad 32 definiertes Gebiet 34 durch Referenzfeldstärken vorbestimmt. Im Rahmen der Erfindung muss ein entsprechender Pfad 32 jedoch nicht geschlossen sein.
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Dazu ist das Auswertungsmodul 12 derart eingerichtet und ausgebildet, dass dieses eine Abweichung der von der Erfassungseinrichtung 6 erfassten Feldstärken 8 gegenüber Referenzfeldstärken, durch die ein für die betreffende Person 4, 4‘, 4‘‘ (mobiles Objekt) vorgegebener Pfad 32 bzw. ein für die betreffende Person 4, 4‘, 4‘‘ vorgegebenes Gebiet vorbestimmt ist, feststellt und ein Abweichungssignal erzeugt. Für die Person 4, 4‘‘ ist das Gebiet 34 vorgegeben, in dem sich diese aufhalten darf und für die Person 4‘ ist ein Pfad 32 vorgegeben, entlang dem sich diese Person 4‘ bewegen sollte. Bei einer Abweichung der betreffenden Person 4, 4‘, 4‘‘ von einem für diese vorgegebenen Pfad 32 bzw. Gebiet 34 wird ein entsprechendes Abweichungssignal erzeugt, dass einem Signalverarbeitungsorgan 36 bereitgestellt wird, das von der betreffenden Person 4, 4‘, 4‘‘ räumlich entfernt ist und das im Fall der Feststellung einer Abweichung der jeweiligen Person 4, 4‘, 4‘‘ ein akustisches wie auch ein visuelles Signal erzeugt. Dazu ist das Signalverarbeitungsorgan 36 mit dem Auswertungsmodul 12 durch Funkübertragung 38 signalverbunden. In der in 4 gezeigten Situation wird ein Abweichungssignal beispielsweise für die Person 4‘‘ erzeugt.
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Insofern wird es möglich, dass mehrere Personen 4, 4‘, 4‘‘ durch eine zentrale Überwachungseinrichtung (nicht explizit gezeigt) überwacht werden, wobei auch die Bewegungsfreiräume durch für die jeweilige Person 4, 4‘, 4‘‘ vorgegebene Pfade 32/Gebiete 34 zentral bestimmt wie auch variabel gestaltet werden können, beispielsweise, indem das Auswertungsmodul 12 von der betreffenden Person 4, 4‘, 4‘‘ räumlich entfernt ist und mit der Erfassungseinrichtung 6 funkbasiert signalverbunden ist. Dabei ist es im Rahmen der Erfindung auch möglich, dass ein Auswertungsmodul 12 für alle Personen 4, 4‘, 4‘‘ verwendet wird.
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Grundsätzlich können die für eine jeweilige Person 4, 4‘, 4‘‘ vorgegebenen Pfade 32/Gebiete 34 auch variabel, insbesondere zeitvariabel, sein, so dass zu vorgegebenen Zeiten für die jeweilige Person 4, 4‘, 4‘‘ entsprechende Pfade 32/Gebiete 34 vorgegeben werden.
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Dieses Abweichungssignal wie auch die Ortungsdaten können dabei auch zusätzlich einem von dem mobilen Objekt 4, 4‘, 4‘‘ räumlich entfernten Signalverarbeitungsorgan 36 bereitgestellt werden, so dass von außen weitere Maßnahmen, beispielsweise zur Gefahrenabwehr, veranlasst werden können.
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Insofern kann eine erfindungsgemäße Ortungsvorrichtung beispielsweise für Kinder, Kranke wie auch Senioren eingesetzt werden.
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5 zeigt eine Möglichkeit der Ermittlung von Ortungsdaten für ein mobiles Objekt 4, 4‘, 4‘‘, bei der das Auswertungsmodul die Ortungsdaten für das mobile Objekt 4, 4‘, 4‘‘, welches durch eine Person 4 repräsentiert ist, mittels der im Datenspeicher 14 gespeicherten Datensätze 40 durch Analyse der erfassten und gespeicherten Daten ermittelt.
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Dazu umfassen die Datensätze 40 Positionsdaten/Koordinaten zu den jeweiligen Orten, Tageszeiten A, B, C und zu den Tageszeiten A, B, C gespeicherte Feldstärken 8 (einheitlich mit dem Bezugszeichen 8 versehen), deren Charakteristik (frequenzzugehörige Feldstärkebeträge (Amplituden)) entsprechend zeitvariabel ist.
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Erfindungsgemäß werden die konkret erfassten frequenzabhängigen Feldstärken 8 mit den Feldstärken 8, die jeweils zu einem durch Positionsdaten gekennzeichneten Ort in einem jeweiligen Datensatz 40’ (in 5 einheitlich mit dem Bezugszeichen 40‘ gekennzeichnet) gespeichert sind, analysiert, so dass bei ausreichender Übereinstimmung (in 4 durch eine gestrichelte Linie symbolisiert) zwischen den vorgenannten Feldstärken 8 der Ort, an dem sich das betreffende Objekt 4 zum Zeitpunkt der Erfassung der Feldstärken 8 befunden hat, ermittelt werden kann. Die Ermittlung erfolgt dabei unter Berücksichtigung des betreffenden Zeitpunktes, an dem die Erfassungseinrichtung 6 die freien elektromagnetischen Feldstärken (8) erfasst hat.
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In dem in 5 gezeigten Beispiel findet sich eine ausreichende Übereinstimmung zwischen den für das betreffende mobile Objekt erfassten Feldstärken 8 und der als Variante C gespeicherten Feldstärken 8, wodurch eine entsprechende Ortung ermöglich ist.
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Im Rahmen der Erfindung können für die Feldstärken auch entsprechend geeignete Repräsentanten verwendeten werden, die eine schnellere Datenübertragung bzw. Ermittlung der Ortungsdaten erlauben. Als Repräsentanten der Feldstären können dabei beispielsweise Zeichenkolonen dienen, in denen die Feldstärken, die dazugehörige Frequenz wie auch der Zeitpunkt der Messung ggf. kodiert enthalten ist.
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Als Repräsentanten kommen dazu beispielsweise definierte Kennzahlen, insbesondere der Mittelwert, der Median oder der Gesamtsummationsquotient in Betracht.