DE102017204671A1

DE102017204671A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Ansteuern zumindest einer Reflektoreinrichtung in einer Einsatzumgebung, Verfahren und Steuergerät zum Bestimmen einer Position zumindest eines Objektes in einer Einsatzumgebung und System zur Ortung in einer Einsatzumgebung

Info

Publication number: DE102017204671A1
Application number: DE102017204671.6A
Authority: DE
Inventors: Thomas Binzer; Bernd Schumann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-03-21
Filing date: 2017-03-21
Publication date: 2018-09-27

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ansteuern zumindest einer Reflektoreinrichtung (120) in einer Einsatzumgebung (100). Die zumindest eine Reflektoreinrichtung (120) ist ausgebildet, um Ortungssignale (160) von zumindest einem Objekt (140) in der Einsatzumgebung (100) als Reflexionssignale (165) zu reflektieren. Das Verfahren weist zumindest einen Schritt des Versetzens der zumindest einen Reflektoreinrichtung (120) in eine periodische Bewegung auf, um eine Doppler-Verschiebung der Reflexionssignale (165) relativ zu den Ortungssignalen (160) zu bewirken.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht von einer Vorrichtung oder einem Verfahren nach Gattung der unabhängigen Ansprüche aus. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Computerprogramm.
Herkömmlicherweise kann eine Positionserkennung beispielsweise durch eine Mustererkennung einer optisch oder Radar reflektierenden Information erzielt werden. Es kann zum Beispiel auch eine Triangulation durch Messung von Winkeln von Leuchttürmen, Landmarken oder anderen reflektierenden Objekten im Schiffsverkehr und bei Landfahrzeugen verwendet werden. Es werden auch beispielsweise GPS-Technologien (GPS = Global Positioning System; globales Positionierungssystem) genutzt, die mit einem Satellitensignal funktionieren.
Offenbarung der Erfindung
Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz Verfahren, weiterhin eine Vorrichtung und ein Steuergerät, welche diese Verfahren verwenden, ein System sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogramm gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.
Gemäß Ausführungsformen kann insbesondere eine Messung einer Position eines Objekts, beispielsweise eines Fahrzeugs oder Robotergerätes oder eines Mobiltelefons oder eines anderen Gerätes, in einer Einsatzumgebung, wie beispielsweise in einem Garten, einem Gebäude oder auf einer Straße oder irgendwie im Raum, durchgeführt werden. Hierbei können beispielsweise Doppler-verschobene Reflexionen ausgesandter Ortungssignale ausgewertet werden, um anhand einer Abhängigkeit der Doppler-Verschiebung von einem Winkel bzw. einer relativ Position des Objektes bezüglich zumindest eines Reflektors eine Ortung oder Positionsbestimmung für das Objekt durchzuführen.
Vorteilhafterweise kann gemäß Ausführungsformen insbesondere eine kostengünstige, zuverlässige und zumindest teilweise wetterunabhängige Lokalisierungstechnik bzw. ein solches Lokalisierungsverfahren bereitgestellt werden, um eine Position eines Objektes oder Gerätes selbst im Inneren von Gebäuden und in Bereichen, in denen GPS-Signale durch Decken oder Wände oder Pflanzen abgeschattet sein könnten, zu bestimmen. Eine solche Positionsbestimmung kann beispielsweise auch in abgeschatteten Bereichen, zum Beispiel bei Dächern oder Bäumen, in Gängen und Korridoren im Inneren oder auf Ebenen in Garagen oder anderen Gebäuden oder Gärten einfach und genau erfolgen. Mit einer solchen Lokalisierungstechnik und einem solchen Lokalisierungsverfahren kann mit relativ geringen Kosten eine hohe Genauigkeit erzielt werden sowie eine beinahe vom Wetter unabhängige Lokalisierung erreicht werden.
Es wird ein Verfahren zum Ansteuern zumindest einer Reflektoreinrichtung in einer Einsatzumgebung vorgestellt, wobei die zumindest eine Reflektoreinrichtung ausgebildet ist, um Ortungssignale von zumindest einem Objekt in der Einsatzumgebung als Reflexionssignale zu reflektieren, wobei das Verfahren zumindest folgenden Schritt aufweist:
Versetzen der zumindest einen Reflektoreinrichtung in eine periodische Bewegung, um eine Doppler-Verschiebung der Reflexionssignale relativ zu den Ortungssignalen zu bewirken.
Dieses Verfahren kann neben der beweglichen mechanischen Vorrichtung, also des beweglichen Reflektors, beispielsweise in der Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in einer Vorrichtung oder einem Steuergerät implementiert sein. Dabei können sowohl das eine bewegliche Objekt (Fahrzeug, e.g. Auto oder Rasenmäher), als auch der mindestens eine bewegte Reflektor in der Software implementiert sein. Die Einsatzumgebung kann sich innerhalb und zusätzlich oder alternativ außerhalb eines Gebäudes erstrecken. Bei einem Ortungssignal und einem Reflexionssignal kann es sich um ein Radarsignal, Funksignal, Lichtsignal, Ultraschallsignal oder um andere mechanische (e.g. akustische) oder elektromagnetische Wellen handeln. Durch Ausführen des Verfahrens kann eine Ortung oder Positionsbestimmung für das zumindest eine Objekt in der Einsatzumgebung ermöglicht werden. Dabei kann das Verfahren zum Steuern in Verbindung mit einer Ausführungsform eines nachstehend genannten Verfahrens zum Bestimmen einer Position ausgeführt werden. Bei einem Objekt kann es sich um ein Fahrzeug, ein tragbares Gerät oder dergleichen handeln. Im Schritt des Versetzens kann mindestens ein Teilabschnitt der Reflektoreinrichtung oder die Reflektoreinrichtung insgesamt in Bewegung versetzt werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann im Schritt des Versetzens die zumindest eine Reflektoreinrichtung in eine Bewegung mit einer für die Reflektoreinrichtung eindeutigen insbesondere uniaxialen oder biaxialen Bewegungscharakteristik versetzt werden. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass jede Reflektoreinrichtung in der Einsatzumgebung zuverlässig und eindeutig identifizierbar ist.
Auch kann im Schritt des Versetzens die zumindest eine Reflektoreinrichtung in eine einachsige oder mehrachsige Bewegung relativ zu einer Normalenachse versetzt werden. Hierbei kann die Normalenachse der zumindest einen Reflektoreinrichtung zugeordnet sein. Dabei kann die Normalenachse eine Oberflächennormale einer maximalen Reflexion der zumindest einen Reflektoreinrichtung repräsentieren. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die Doppler-Verschiebung deutlich ausgeprägt, zielgerichtet und zusätzlich oder alternativ mit großer Reichweite bzw. Flächenabdeckung erzeugt werden kann.
Ferner kann im Schritt des Versetzens die zumindest eine Reflektoreinrichtung in eine Drehbewegung versetzt werden, um eine Normalenachse um einen Schwenkwinkel zu schwenken. Hierbei kann die Normalenachse der zumindest einen Reflektoreinrichtung zugeordnet sein. Dabei kann die Normalenachse eine Oberflächennormale einer maximalen Reflexion der zumindest einen Reflektoreinrichtung repräsentieren. Somit kann die zumindest eine Reflektoreinrichtung von einer Hauptausrichtung der Normalenachse zumindest temporär zu mindestens einer Nebenausrichtung der Normalenachse geschwenkt werden. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine Flächenabdeckung für eine Ortung bzw. Positionsbestimmung in der Einsatzumgebung vergrößert werden kann. Auch kann eine Zweideutigkeit, die durch eine Verteilung von Werten der Doppler-Verschiebung bedingt ist, verringert oder eliminiert werden. Dabei kann vorteilhafter Weise auch der aktuelle Schwenkwinkel in Bezug auf eine Normalposition und die Normalposition dem beweglichen Objekt mitgeteilt werden über ein Signal, welches ebenfalls vom beweglichen Reflektor ausgesandt wird.
Zudem kann das Verfahren einen Schritt des einer Veranlassens einer Aussendung eines Lagesignals der beweglichen Reflektoreinrichtung aufweisen. Hierbei kann das Lagesignal eine Ausrichtungsinformation einer Ausrichtung der Normalenachse in der Einsatzumgebung und zusätzlich oder alternativ eine Ortsinformation eines Ortes der zumindest einen Reflektoreinrichtung in der Einsatzumgebung repräsentieren. Hierbei kann die Normalenachse der zumindest einen Reflektoreinrichtung zugeordnet sein. Dabei kann die Normalenachse eine Oberflächennormale einer maximalen Reflexion und/oder maximalen Dopplerverschiebung der zumindest einen Reflektoreinrichtung repräsentieren. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine Ortung bzw. Positionsbestimmung für zumindest das zumindest eine ein Objekt in der Einsatzumgebung beschleunigt und erleichtert werden kann sowie zuverlässig und genau erfolgen kann.
Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner eine Vorrichtung, die ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen.
Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
Hierzu kann die Vorrichtung zumindest eine Recheneinheit zum Verarbeiten von Signalen oder Daten, zumindest eine Speichereinheit zum Speichern von Signalen oder Daten, zumindest eine Schnittstelle zu einem Sensor oder einem Aktor zum Einlesen von Sensorsignalen von dem Sensor oder zum Ausgeben von Daten- oder Steuersignalen an den Aktor und/oder zumindest eine Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen oder Ausgeben von Daten aufweisen, die in ein Kommunikationsprotokoll eingebettet sind. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein Mikrocontroller oder dergleichen sein, wobei die Speichereinheit ein Flash-Speicher, ein EEPROM oder eine magnetische Speichereinheit sein kann. Die Kommunikationsschnittstelle kann ausgebildet sein, um Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden einzulesen oder auszugeben, wobei eine Kommunikationsschnittstelle, die leitungsgebundene Daten einlesen oder ausgeben kann, diese Daten beispielsweise elektrisch oder optisch aus einer entsprechenden Datenübertragungsleitung einlesen oder in eine entsprechende Datenübertragungsleitung ausgeben kann.
Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt durch die Vorrichtung eine Ansteuerung zumindest einer Reflektoreinrichtung. Hierzu kann die Vorrichtung beispielsweise auf Sensorsignale wie Positionssignale und Wegsignale zugreifen. Die Ansteuerung erfolgt über Aktoren wie Antriebseinrichtungen, beispielsweise Motoren, Hydraulik Magnete und Elektromagnete oder dergleichen. Mittels der Vorrichtung ist die zumindest eine Reflektoreinrichtung bewegbar. Ferner sind mittels der Vorrichtung Signale an die Einsatzumgebung aussendbar.
Es wird auch ein Verfahren zum Bestimmen einer Position zumindest eines Objektes in einer Einsatzumgebung vorgestellt, wobei in der Einsatzumgebung zumindest eine Reflektoreinrichtung zum Reflektieren von Ortungssignalen als Reflexionssignale angeordnet ist, wobei der zumindest einen Reflektoreinrichtung eine Normalenachse zugeordnet ist, die eine Oberflächennormale einer maximalen Reflexion der zumindest einen Reflektoreinrichtung repräsentiert, wobei das Verfahren zumindest folgende Schritte aufweist:

Bewirken einer Ausgabe eines Ortungssignals von dem zumindest einen Objekt zu der zumindest einen Reflektoreinrichtung;
Einlesen zumindest eines Reflexionssignals von der zumindest einen Reflektoreinrichtung an dem zumindest einen Objekt, wobei das zumindest eine Reflexionssignal eine Doppler-Verschiebung relativ zu dem ausgegebenen Ortungssignal aufweist, wobei die Doppler-Verschiebung durch eine periodische Bewegung der zumindest einen Reflektoreinrichtung bedingt ist; und
Auswerten der Doppler-Verschiebung, wobei ein Wert der Doppler-Verschiebung in Abhängigkeit von einem Winkel zwischen der Normalenachse der zumindest einen Reflektoreinrichtung und einer Verbindungsgeraden zwischen dem zumindest einen Objekt und einem Ort der zumindest einen Reflektoreinrichtung variiert, wobei von dem Winkel die Position des zumindest einen Objektes herleitbar ist.

Dieses Verfahren kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in einem Steuergerät oder einer Vorrichtung implementiert sein. Der Wert der Doppler-Verschiebung kann eine Differenzfrequenz oder Frequenzverschiebung repräsentieren. Das Ortungssignal kann vordefinierte Signalcharakteristika aufweisen, insbesondere eine vordefinierte Frequenz. Bei einer Position des Objektes auf der Normalenachse kann die Doppler-Verschiebung einen maximalen Wert aufweisen. Mit zunehmendem Winkel zwischen der Normalenachse und der Verbindungsgeraden kann der Wert der Doppler-Verschiebung abnehmen. Bei einem bekannten maximalen Wert der Doppler-Verschiebung kann von einem geringeren Wert der Dopplerverschiebung auf einen Winkel zwischen der Normalenachse und der Verbindungsgeraden geschlossen werden durch allgemeine bekannte physikalische und elektrotechnische Gesetze. Ebenso kann die Vorrichtung dem Objekt die maximale auf der Normalenaxe zu erwartende Dopplerverschiebung mitteilen, um so dem Objekt zu erleichtern, die gemessene geringere Dopplerverschiebung einem oder zwei mathematisch bestimmten Winkeln zur Normale zuzuordnen.
Gemäß einer Ausführungsform, wobei in der Einsatzumgebung eine erste Reflektoreinrichtung mit einer ersten Normalenachse und eine zweite Reflektoreinrichtung mit einer zweiten Normalenachse angeordnet sein können, können im Schritt des Einlesens ein erstes Reflexionssignal von der ersten Reflektoreinrichtung und ein zweites Reflexionssignal von der zweiten Reflektoreinrichtung eingelesen werden. Hierbei können im Schritt des Auswertens eine erste Doppler-Verschiebung des ersten Reflexionssignals relativ zu dem ausgegebenen Ortungssignal und eine zweite Doppler-Verschiebung des zweiten Reflexionssignals relativ zu dem ausgegebenen Ortungssignal ausgewertet werden. Ein Wert der ersten Doppler-Verschiebung kann in Abhängigkeit von einem ersten Winkel zwischen der ersten Normalenachse und einer ersten Verbindungsgeraden zwischen dem zumindest einem Objekt und einem Ort der ersten Reflektoreinrichtung variieren. Ein Wert der zweiten Doppler-Verschiebung kann in Abhängigkeit von einem zweiten Winkel zwischen der zweiten Normalenachse und einer zweiten Verbindungsgeraden zwischen dem zumindest einem Objekt und einem Ort der zweiten Reflektoreinrichtung variieren. Dabei kann von dem ersten Winkel und dem zweiten Winkel die Position des zumindest einen Objektes herleitbar sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Positionsbestimmung erhöht werden können sowie die Positionsbestimmung beschleunigt und vereinfacht werden kann.
Auch kann im Schritt des Auswertens die Doppler-Verschiebung unter Verwendung von Bewegungsdaten ausgewertet. Hierbei können die Bewegungsdaten eine Eigenbewegung des zumindest einen Objektes in der Einsatzumgebung repräsentieren. Dabei kann die Eigenbewegung eine Relativbewegung bezüglich der zumindest einen Reflektoreinrichtung repräsentieren. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine Eigenbewegung des zumindest einen Objektes hinsichtlich der Positionsbestimmung berücksichtigt und kompensiert werden kann.
Ferner kann das Verfahren einen Schritt des Durchführens eines Kalibrierungsprozesses aufweisen. Hierbei kann im Schritt des Durchführens eine Testbewegung des zumindest einen Objektes ausgeführt werden und bei der Testbewegung die Normalenachse der zumindest einen Reflektoreinrichtung anhand eines maximalen Wertes der Doppler-Verschiebung identifiziert werden. Wenn die zumindest eine Reflektoreinrichtung eine periodische Bewegung entlang der Normalenachse ausführt, weist die Doppler-Verschiebung auf der Normalenachse ein Maximum bzw. einen Maximalwert auf. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass ein eindeutiger Startpunkt gefunden werden kann bzw. eine zuverlässige Kalibrierung durchgeführt werden kann.
Zudem kann im Schritt des Bewirkens eine Ausgabe eines Ortungssignals bewirkt werden, das eine für das zumindest eine Objekt eindeutige Signalcharakteristik aufweisen kann. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass auch für mehrere Objekte in der Einsatzumgebung eine genaue und zuverlässige Positionsbestimmung durchgeführt werden kann.
Auch kann im Schritt des Auswertens die Doppler-Verschiebung unter Verwendung eines empfangenen Lagesignals ausgewertet werden. Dabei kann das das Lagesignal eine Ausrichtungsinformation einer Ausrichtung der Normalenachse in der Einsatzumgebung und zusätzlich oder alternativ eine Ortsinformation eines Ortes der zumindest einen Reflektoreinrichtung in der Einsatzumgebung repräsentieren. Somit können eine Raumrichtung der Normalenachse und zusätzlich oder alternativ Koordinaten der zumindest einen Reflektoreinrichtung in der Einsatzumgebung bekannt gegeben sein oder werden. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die Ortung bzw. Positionsbestimmung noch einfacher, schneller und genauer erfolgen kann.
Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner ein Steuergerät, das ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form eines Steuergeräts kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
Hierzu kann das Steuergerät zumindest eine Recheneinheit zum Verarbeiten von Signalen oder Daten, zumindest eine Speichereinheit zum Speichern von Signalen oder Daten, zumindest eine Schnittstelle zu einem Sensor oder einem Aktor zum Einlesen von Sensorsignalen von dem Sensor oder zum Ausgeben von Steuersignalen an den Aktor und/oder zumindest eine Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen oder Ausgeben von Daten aufweisen, die in ein Kommunikationsprotokoll eingebettet sind. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein Mikrocontroller oder dergleichen sein, wobei die Speichereinheit ein Flash-Speicher, ein EEPROM oder eine magnetische Speichereinheit sein kann. Die Kommunikationsschnittstelle kann ausgebildet sein, um Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden einzulesen oder auszugeben, wobei eine Kommunikationsschnittstelle, die leitungsgebundene Daten einlesen oder ausgeben kann, diese Daten beispielsweise elektrisch oder optisch aus einer entsprechenden Datenübertragungsleitung einlesen oder in eine entsprechende Datenübertragungsleitung ausgeben kann.
Unter einem Steuergerät kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Das Steuergerät kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen des Steuergeräts beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt durch das Steuergerät eine Positionsbestimmung bzw. eine Steuerung einer Positionsbestimmung für zumindest ein Objekt in einer Einsatzumgebung. Hierzu kann das Steuergerät beispielsweise auf Sensorsignale wie Signale, Signale, Ultraschallsignale oder optische Signale zugreifen. Eine Ansteuerung erfolgt beispielsweise über zumindest eine Sensoreinrichtung und zusätzlich oder alternativ Aktoren wie Motoren oder andere Antriebseinrichtungen.
Es wird ferner ein System zur Ortung in einer Einsatzumgebung vorgestellt, wobei das System zumindest folgende Merkmale aufweist:

eine Ausführungsform der vorstehend genannten Vorrichtung;
eine Ausführungsform des vorstehend genannten Steuergerätes;
die zumindest eine Reflektoreinrichtung; und
das zumindest eine Objekt, wobei die Vorrichtung, das Steuergerät, die zumindest eine Reflektoreinrichtung und das zumindest eine Objekt signalübertragungsfähig miteinander verbindbar oder verbunden sind.

In Verbindung mit dem System können somit eine Ausführungsform der vorstehend genannten Vorrichtung und eine Ausführungsform des vorstehend genannten Steuergerätes vorteilhaft zur Ortung bzw. Positionsbestimmung in der Einsatzumgebung eingesetzt werden. Dabei kann die Vorrichtung signalübertragungsfähig mit der zumindest einen Reflektoreinrichtung verbindbar oder verbunden sein. Zusätzlich oder alternativ kann die Vorrichtung ein Teil der zumindest einen Reflektoreinrichtung sein. Das Steuergerät kann signalübertragungsfähig mit dem zumindest einen Objekt verbindbar oder verbunden sein. Zusätzlich oder alternativ kann das Steuergerät ein Teil des zumindest einen Objektes sein.
Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

1 eine schematische Darstellung eines Systems zur Ortung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Ansteuern gemäß einem Ausführungsbeispiel;
3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Bestimmen gemäß einem Ausführungsbeispiel;
4 eine schematische Darstellung eines Systems zur Ortung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
5 eine schematische Darstellung eines Systems zur Ortung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
6 eine schematische Darstellung eines Systems zur Ortung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
7 eine schematische Darstellung einer Reflektoreinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
8 eine schematische Darstellung einer Reflektoreinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
9 eine schematische Darstellung eines Objektes gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
10 eine schematische Darstellung eines Systems zur Ortung gemäß einem Ausführungsbeispiel.

In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Systems 110 zur Ortung bzw. Ortungssystems 110 gemäß einem Ausführungsbeispiel in einer Einsatzumgebung 100. Die Einsatzumgebung 100 umfasst einen Raum außerhalb und/oder innerhalb zumindest eines Gebäudes. Das Ortungssystem 110 weist zumindest eine Reflektoreinrichtung 120, eine Vorrichtung 130, zumindest ein Objekt 140 und ein Steuergerät 150 auf. Gemäß dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind von dem Ortungssystem 110 beispielhaft lediglich eine Reflektoreinrichtung 120, eine Vorrichtung 130, ein Objekt 140 und ein Steuergerät 150 gezeigt. Die Reflektoreinrichtung 120, die Vorrichtung 130, das Objekt 140 und das Steuergerät 150 sind dabei in der Einsatzumgebung 100 angeordnet. Dabei sind die Reflektoreinrichtung 120, die Vorrichtung 130, das Objekt 140 und das Steuergerät 150 signalübertragungsfähig miteinander verbunden.
Die Reflektoreinrichtung 120 kann als ein Radarreflektor ausgeführt sein, als eine zweiflächige oder dreiflächige Reflektoreinrichtung ausgeführt sein, parabolisch, hyperbolisch, sphärisch oder asphärisch ausgeformt sein und/oder unregelmäßige polygonische Oberflächen aufweisen. Die Reflektoreinrichtung 120 kann bewegliche Reflexionsflächen aufweisen. Die Reflektoreinrichtung 120 ist ausgebildet, um ein Ortungssignal 160 von dem Objekt 140 als Reflexionssignal 165 zu reflektieren. Der Reflektoreinrichtung 120 ist eine Normalenachse 125 zugeordnet, die eine Oberflächennormale einer maximalen Reflexion der Reflektoreinrichtung 120 repräsentiert.
Die Vorrichtung 130 ist ausgebildet, um die Reflektoreinrichtung 120 anzusteuern. Gemäß dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung 130 physisch getrennt von der Reflektoreinrichtung 120 dargestellt, wobei die Vorrichtung 130 beispielsweise drahtgebunden oder drahtlos signalübertragungsfähig mit der Reflektoreinrichtung 120 verbunden ist. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Vorrichtung 130 ein Teil der Reflektoreinrichtung 120 sein. Die Vorrichtung 130 weist eine Versetzungseinrichtung 132 bzw. Einrichtung 132 zum Versetzen der Reflektoreinrichtung 120 auf in eine periodische Bewegung, um eine Doppler-Verschiebung des Reflexionssignals 165 relativ zu dem Ortungssignal 160 zu bewirken. Die periodische Bewegung der Reflektoreinrichtung 120 ist in 1 symbolisch durch einen Doppelpfeil veranschaulicht.
Bei dem Objekt 140 handelt es sich beispielsweise um ein Fahrzeug, ein Gerät oder dergleichen. Insbesondere handelt es sich bei dem Objekt 140 ein Fahrzeug, zum Beispiel ein Golffahrzeug, in einer Verkehrsumgebung mit schlechtem Empfang für Satellitensignale und/oder in einer größeren Garage oder einem Gebäude, um einen Rasenmäher, um einen Roboter innerhalb eines Gebäudes, einer Lagerhalle oder dergleichen, um ein Straßenfahrzeug in einer Garage, einem Parkhaus, auf einer Kreuzung oder dergleichen, um eine Drohne oder ein anderes Luftfahrzeug, um ein Mobiltelefon in einem Gebiet mit schlechtem Netz und schlechter Netzabdeckung, etc., ebenso kann es ein Fahrzeug wie ein Kraftfahrzeug oder ein autonomes Fahrzeug in einer Tiefgarage sein.
Das Steuergerät 150 ist ausgebildet, um eine Position des Objektes 140 in der Einsatzumgebung 100 zu bestimmen bzw. eine Positionsbestimmung des Objektes 140 der Einsatzumgebung 100 zu steuern. Gemäß dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Steuergerät 150 als ein Teil des Objektes 140 gezeigt. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel kann das Steuergerät 150 physisch getrennt von dem Objekt 140 angeordnet und mit dem Objekt 140 drahtgebunden oder drahtlos signalübertragungsfähig verbunden sein.
Das Steuergerät 150 weist eine Bewirkungseinrichtung 152, eine Einleseeinrichtung 154 und eine Auswerteeinrichtung 156 auf. Die Bewirkungseinrichtung 152 ist ausgebildet, um eine Ausgabe des Ortungssignals 160 von dem Objekt 140 zu der Reflektoreinrichtung 120 zu bewirken. Die Einleseeinrichtung 154 ist ausgebildet, um das Reflexionssignal 165 von der Reflektoreinrichtung 120 einzulesen. Das Reflexionssignal 165 weist relativ zu dem Ortungssignal 160 eine Doppler-Verschiebung bzw. durch den DopplerEffekt bedingte Frequenzverschiebung auf. Die Doppler-Verschiebung ergibt sich aufgrund der periodischen Bewegung der Reflektoreinrichtung 120. Dabei ist ein Wert der Doppler-Verschiebung von Winkel α zwischen der Normalenachse 125 der Reflektoreinrichtung 120 und 170 einer Verbindungsgeraden zwischen dem 140 Objekt und einem Ort bzw. Position der Reflektoreinrichtung 120 abhängig. Der Wert der Doppler-Verschiebung variiert hierbei abhängig von dem Winkel α. Die Auswerteeinrichtung 156 ist ausgebildet, um die Doppler-Verschiebung auszuwerten. Hierbei wird beispielsweise von dem Wert der Doppler-Verschiebung auf den Winkel α geschlossen, wobei von dem Winkel α eine Positionsinformation des Objektes 140 herleitbar ist, das es beispielsweise auf der Geraden, liegt, die von dem einen Schenkel des Winkels α zur Normalen gebildet wird. Die Position des Objektes 140 repräsentiert eine Position relativ zu der Einsatzumgebung 100 bzw. einem Referenzpunkt der Einsatzumgebung 100.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 200 zum Ansteuern gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Verfahren 200 zum Ansteuern ist ausführbar, um zumindest eine Reflektoreinrichtung in einer Einsatzumgebung anzusteuern. Dabei ist das Verfahren 200 zum Ansteuern in Verbindung mit der Reflektoreinrichtung, der Vorrichtung und/oder dem Ortungssystem aus 1 oder einer ähnlichen Reflektoreinrichtung, einer ähnlichen Vorrichtung und/oder einem ähnlichen Ortungssystem ausführbar. Um die Reflektionseinrichtung anzusteuern, wird beispielsweise mit einer Vorrichtung im Objekt ein dopplerverschobenes Signal gesucht, es kann auch zum Kalibrieren die Frequenz des nicht dopplerverschobenen Signals als Zahlenwert an die Software im Objekt übertragen werden.
Das Verfahren 200 zum Ansteuern weist einen Schritt 210 des Versetzens der zumindest einen Reflektoreinrichtung in eine periodische Bewegung auf, um eine Doppler-Verschiebung der Reflexionssignale relativ zu den Ortungssignalen zu bewirken. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird im Schritt 210 des Versetzens die zumindest eine Reflektoreinrichtung in eine Bewegung mit einer für die Reflektoreinrichtung eindeutigen Bewegungscharakteristik versetzt. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird im Schritt 210 des Versetzens die zumindest eine Reflektoreinrichtung in eine einachsige oder mehrachsige Bewegung relativ zu der Normalenachse versetzt. Dabei wird gemäß einem Ausführungsbeispiel im Schritt 210 des Versetzens die zumindest eine Reflektoreinrichtung in eine Drehbewegung versetzt, um die Normalenachse um einen Schwenkwinkel zu schwenken.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Verfahren 200 zum Ansteuern ferner einen Schritt 220 des Veranlassens einer Aussendung eines Lagesignals auf. Hierbei repräsentiert das Lagesignal eine Ausrichtungsinformation einer Ausrichtung der Normalenachse in der Einsatzumgebung und/oder eine Ortsinformation eines Ortes der zumindest einen Reflektoreinrichtung in der Einsatzumgebung. Der Schritt 220 des Verlassens ist hierbei wiederholt und zusätzlich oder alternativ vor oder nach dem Schritt 210 des Versetzens ausführbar.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 300 zum Bestimmen gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Verfahren 300 zum Bestimmen ist ausführbar, um eine Position zumindest eines Objektes in einer Einsatzumgebung zu bestimmen. Dabei ist das Verfahren 300 zum Bestimmen in Verbindung mit dem Objekt, Steuergerät und/oder Ortungssystem aus 1 oder einem ähnlichen Objekt, Steuergerät und/oder Ortungssystem ausführbar. In der Einsatzumgebung ist zumindest eine Reflektoreinrichtung wie die Reflektoreinrichtung aus 1 oder eine ähnliche Reflektoreinrichtung angeordnet. Das Verfahren 300 zum Bestimmen ist ferner in Verbindung mit dem Verfahren zum Ansteuern aus 2 oder einem ähnlichen Verfahren ausführbar.
In einem Schritt 310 des Bewirkens wird bei dem Verfahren 300 zum Bestimmen eine Ausgabe eines Ortungssignals von dem zumindest einen Objekt zu der zumindest einen Reflektoreinrichtung bewirkt. Nachfolgend wird in einem Schritt 320 des Einlesens zumindest ein Reflexionssignal von der zumindest einen Reflektoreinrichtung an dem zumindest einen Objekt eingelesen. Dabei weist das zumindest eine Reflexionssignal eine Doppler-Verschiebung relativ zu dem ausgegebenen Ortungssignal auf. Die Doppler-Verschiebung ist hierbei durch eine periodische Bewegung der zumindest einen Reflektoreinrichtung bedingt ist. Nachfolgend wird in einem Schritt 330 des Auswertens die Doppler-Verschiebung ausgewertet. Dabei variiert ein Wert der Doppler-Verschiebung in Abhängigkeit von einem Winkel zwischen der Normalenachse der zumindest einen Reflektoreinrichtung und einer Verbindungsgeraden zwischen dem zumindest einen Objekt und einem Ort der zumindest einen Reflektoreinrichtung. Von dem Winkel ist die Position des zumindest einen Objektes herleitbar.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird im Schritt 310 des Bewirkens eine Ausgabe eines Ortungssignals bewirkt, das eine für das zumindest eine Objekt eindeutige Signalcharakteristik aufweist. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird 330 im Schritt des Auswertens die Doppler-Verschiebung unter Verwendung von Bewegungsdaten ausgewertet. Hierbei repräsentieren die Bewegungsdaten eine Eigenbewegung des zumindest einen Objektes in der Einsatzumgebung. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird im Schritt 330 des Auswertens die Doppler-Verschiebung unter Verwendung eines empfangenen Lagesignals ausgewertet. Hierbei repräsentiert das Lagesignal eine Ausrichtungsinformation einer Ausrichtung der Normalenachse in der Einsatzumgebung und/oder eine Ortsinformation eines Ortes der zumindest einen Reflektoreinrichtung in der Einsatzumgebung.
Das Verfahren 300 zum Bestimmen weist gemäß einem Ausführungsbeispiel auch einen Schritt 340 des Durchführens eines Kalibrierungsprozesses auf. Im Schritt 340 des Durchführens wird eine Testbewegung des zumindest einen Objektes ausgeführt. Auch wird im Schritt 340 des Durchführens bei der Testbewegung die Normalenachse der zumindest einen Reflektoreinrichtung anhand eines maximalen Wertes der Doppler-Verschiebung identifiziert. Durch diese Testbewegung kann das Objekt feststellen, in welche Richtung es sich auf die Reflektionsvorrichtung zubewegt. Nimmt die Dopplerverschiebung zu, bewegt sich das Objekt Richtung der Normalenachse, nimmt die Dopplerverschiebung ab, bewegt sich das Objekt von der Normalenachse weg. Verändert sich die Dopplerverschiebung nicht, bewegt sich das Objekt auf einem geraden Strahl, der von der Reflektionseinrichtung zur Objektposition gezeichnet werden kann. Gegebenfalls kann hier auch noch eine Signallaufzeitauswertung gemacht werden, um in diesem Fall zu erkennen, ob sich das Objekt (in 4 auf z.B. Gerade 403) auf das Reflektionsvorrichtung zubewegt.
4 zeigt eine schematische Darstellung eines Systems 110 zur Ortung gemäß einem Ausführungsbeispiel mit zwei Reflektionseinrichtungen. Hierbei ähnelt das System 110 zur Ortung bzw. Ortungssystem 110 dem Ortungssystem aus 1. Genauer gesagt entspricht das Ortungssystem 110 dem Ortungssystem aus 1 mit Ausnahme dessen, dass das Ortungssystem 110 gemäß dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel beispielhaft zwei Reflektoreinrichtung 120 und 420 aufweist. Somit weist das Ortungssystem 110 die Reflektoreinrichtung 120 als erste Reflektoreinrichtung 120 und eine zweite Reflektoreinrichtung 420 auf.
Dabei ist der zweiten Reflektoreinrichtung 420 eine zweite Normalenachse 425 zugeordnet. Die Normalenachse 125 bzw. erste Normalenachse 125 der ersten Reflektoreinrichtung 120 und die zweite Normalenachse 425 der zweiten Reflektoreinrichtung 420 schneiden bzw. kreuzen einander in einem Kreuzungspunkt 401. Die erste Reflektoreinrichtung 120 und die zweite Reflektoreinrichtung 420 sind auf einer gemeinsamen Grundlinie 402 angeordnet. Die erste Reflektoreinrichtung 120 ist in eine periodische Bewegung entlang der ersten Normalenachse 125 versetzt, wobei die zweite Reflektoreinrichtung 420 in eine periodische Bewegung entlang der zweiten Normalenachse 425 versetzt ist, wie es symbolisch durch Doppelpfeile veranschaulicht ist.
Das Objekt 140 ist abseits von dem Kreuzungspunkt 401 angeordnet. Mittels des Steuergerätes wird ein erstes Reflexionssignal von der ersten Reflektoreinrichtung 120 eingelesen und ein zweites Reflexionssignal von der zweiten Reflektoreinrichtung 420 eingelesen. Ferner wird eine erste Doppler-Verschiebung des ersten Reflexionssignals relativ zu einem von dem Objekt 140 ausgegebenen Ortungssignal und eine zweite Doppler-Verschiebung des zweiten Reflexionssignals relativ zu dem ausgegebenen Ortungssignal ausgewertet. Ein Wert der ersten Doppler-Verschiebung variiert in Abhängigkeit von einem ersten Winkel α zwischen der ersten Normalenachse 125 und einer ersten Verbindungsgeraden zwischen dem Objekt 140 und einem Ort der ersten Reflektoreinrichtung 120. Ein Wert der zweiten Doppler-Verschiebung variiert in Abhängigkeit von einem zweiten Winkel α* zwischen der zweiten Normalenachse 425 und einer zweiten Verbindungsgeraden zwischen dem Objekt und einem Ort der zweiten Reflektoreinrichtung 420. Von dem ersten Winkel α und dem zweiten Winkel α* ist dann die Position des Objektes 140 herleitbar.
Hinsichtlich eines Messprinzips sei angemerkt, dass die winkelabhängige Doppler-Verschiebung der Reflexionssignale bzw. des reflektierten Signals von zumindest eine Reflektoreinrichtung, hier den, Reflektoreinrichtungen 120 und 420 um das Objekt 140 bzw. Gerät 140 herum gemessen wird. Dabei wird von jeder der Reflektoreinrichtungen 120 und 420, die sich mit unterschiedlichen Bewegungsmuster, beispielsweise unterschiedlicher Geschwindigkeit dergleichen, bewegen, die Doppler-Verschiebung zweier möglicher Winkelpositionen für diese Reflektoreinrichtung 120 und 420 abgezogen, welche die gleiche Doppler-Verschiebung relativ zu der ersten Reflektoreinrichtung 120 und/oder der zweiten Reflektoreinrichtung 420 ergeben. Der Winkel α bzw. α* wird für jede Reflektoreinrichtung 120 und 420 durch zwei Schenkel bestimmt, einer von der Position des Objektes 140 zu der jeweiligen Reflektorposition und der andere durch die jeweilige Normalenachse 125 bzw. 425, entlang derer sich die jeweilige Reflektoreinrichtung 120 bzw. 420 bewegt. Die Doppler-Verschiebung ist maximal, wenn das Objekt 140 auf der Normalenachse 125 bzw. 425 angeordnet ist.
Das Objekt 140 emittiert als Ortungssignal ein Signal mit bestimmter Frequenz oder bestimmtem Frequenzspektrum. Die Lokalisierung Beziehung Weise Positionsbestimmung erfolgt gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel unter Verwendung der Reflektoreinrichtungen 120 und 420 und optional einer Testfahrtbewegung des Objektes 140. Das Ortungssignal kann irgendein Signal sein, Licht oder elektromagnetische Wellen oder beispielsweise Ultraschallwellen. Durch Verwendung beispielsweise beweglicher Radarreflektoren als Reflektoreinrichtungen 120 und 420 und einer Montage solcher Radarreflektoren an evaluierten Positionen bzw. Orten werden an dem Objekt 140 bei Bewegung reflektierte, winkelabhängige, Doppler-verschobene Signale als Reflexionssignale von den Reflektoreinrichtungen 120 und 420 empfangen. Jedes reflektierte Signal bzw. Reflexionssignal ist durch eine jeweilige Reflektoreinrichtung 120 bzw. 420 Doppler-verschoben. Die Bewegung des Objektes 140, ob es sich nun um ein Fahrzeug, ein Gerät oder eine Person mit einem Mobiltelefon oder einen Rasenmäherroboter handelt, bewirkt zwar auch eine Doppler-Verschiebung des Signals, jedoch kann das Objekt 140 anhalten, um die Doppler-verschobenen Signale präzise aufzuzeichnen, oder die Bewegung des Objektes 140 kann durch einen Kompensationsalgorithmus gemessen werden, welcher die durch die Bewegung bewirkte Doppler-Verschiebung von der durch die Reflektoreinrichtung 120 und 420 erhaltenen Doppler-Verschiebung subtrahiert.
Auch wenn dies beispielhaft anhand von elektromagnetischer Strahlung beschrieben ist, liegen auch Reflektoreinrichtungen, die als Radarreflektoren ausgewiesen sind, in einem zur Verwendung für beispielsweise Schallwellen möglichen Wellenlängenbereich. Ein Vorteil liegt darin, dass das vorstehend erläuterte Messprinzip in einer Spanne von Frequenzen innerhalb der Abmessungen der Reflektoreinrichtungen 120 und 420 funktioniert und das Ortungssystem 110 passive Elemente verwendet, um von der Positionierung abhängige Doppler-Verschiebungen zu bewirken.
Es kann eine Vier-Punkte-Unterscheidungsprozedur durchgeführt werden. Hintergründe hierzu sind im Folgenden erläutert. Aufgrund des Prinzips der Doppler-Verschiebung gibt es zwei Achsen für jede Reflektoreinrichtung 120 und 420, bei denen die Dopplerverschiebung gleich ist, wenn das Objekt sich auf den Achsen gerade befindet. Die erste Reflektoreinrichtung 120 sind dies beispielsweise eine erste Achse 403 bzw. R1-Achse α und zweite Achse 404 bzw. R1-Achse -a, die durch zwei Winkel α und -α relativ zu der ersten Normalenachse 125 bestimmt sind, wobei die Doppler-Verschiebung der Signale entlang beider Achsen 403 und 404 gleich ist, sodass bei zwei Reflektoreinrichtungen 120 und 420 durch Überkreuzen der jeweiligen Achsen gleicher Doppler-Verschiebung die ersten Reflektoreinrichtung 120, d. h. der ersten Achse 403 der zweiten Achse 404, mit den Achsen gleicher Doppler-Verschiebung für die zweite Reflektoreinrichtung 420, d. h. einer dritten Achse 405 bzw. R2-Achse α und einer vierten Achse 406 bzw. R2-Achse -a, die durch zwei Winkel α* und -α* relativ zu der zweiten Normalenachse 425 bestimmt sind, vier Punkte erhalten werden: P1(R₁P_-α), P2(R₁P*_-α), beide zu der R1-Achse -a gehörend, und P3(R₁P_α), P4(R₁P*_α), beide zu der R1-Achse α gehörend.
Mittels einer gegebenenfalls durchführbaren Testfahrt kann abgeleitet werden, an welchem Punkt die Aufzeichnung vorgenommen wurde. Falls sich das Objekt 140 beispielsweise an dem Punkt P3 befindet und sich das Objekt 140 etwa normal zu der zweiten Normalenachse 425 der zweiten Reflektoreinrichtung 420 bewegt und die Doppler-Verschiebung des Reflexionssignals von der zweiten Reflektoreinrichtung 420 größer wird, kann aus einem einfachen Vergleich gefolgert werden, dass sich das Objekt 140 an dem Punkt P3 und nicht an dem Punkt P4 befand, weil sich die Doppler-Verschiebung bei einer normalen Bewegung bezüglich der zweiten Normalenachse 425 der zweiten Reflektoreinrichtung 420 verringert hätte. Entsprechendes gilt, wenn das Objekt 140 sich an dem Punkt P3 zu der normalen Richtung der ersten Normalenachse 125 der ersten Reflektoreinrichtung 120 bewegt: Falls sich die Doppler-Verschiebung erhöht, kann gefolgert werden, dass sich das Objekt 140 an dem Punkt P3 und nicht an dem Punkt P1 befand, weil hier die Doppler-Verschiebung verringert gewesen wäre. Selbst auf schwierigem Untergrund kann das Objekt 140 die Normalenachse 125 und 425 der Reflektoreinrichtungen 120 und 420 identifizieren, indem eine zufällige Suche bei einer Testfahrt zum Maximieren der Doppler-Verschiebung für die Reflektoreinrichtungen 120 und 420 durchgeführt wird, wobei der Kreuzungspunkt 401 bzw. Normalenkreuzungspunkt R1R2PN erreicht wird, was eine eindeutige Start- und Kalibrierungsprozedur ergibt, wobei beide Doppler-Verschiebungen einen Maximalwert aufweisen. Dieses Verfahren ist insbesondere interessant für Fahrzeuge, die sich in einem größeren Flächenbereich wie etwa einer Großgaragenebene oder einem Garten frei bewegen können. Es kann auch bei der Anlage der zu befahrenen Einrichtung ein solcher Kalibrier-Punkt beispielsweise bevorzugt eingerichtet werden.
5 zeigt eine schematische Darstellung eines Systems 110 zur Ortung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das System 110 entspricht oder ähnelt hierbei dem System aus 1 bzw. 4. Genauer gesagt ähnelt das System 110 dem System aus 4, wobei im Hinblick auf das System aus 4 lediglich eine Anordnung der Reflektoreinrichtung 120 und 420 unterschiedlich ist. Hierbei sind in 5 von dem System 110 die erste Reflektoreinrichtung 120 mit der ersten Normalenachse 125, die zweite Reflektoreinrichtung 420 mit der zweiten Normalenachse 425, das Objekt 140 an einer ersten Position 0, an einer zweiten Position A und an einer dritten Position B sowie mehrere Winkel α_A, α_B, α*_A und α*_B gezeigt.
Wenn sich das Objekt 140 an der ersten Position 0 befindet, ist das Objekt 140 auf der ersten Normalenachse 125 angeordnet. Wenn sich das Objekt 140 an der zweiten Position A befindet, ist das Objekt 140 in einem ersten Winkel α_A relativ zu der ersten Normalenachse 125 und in einem zweiten Winkel α*_A relativ zu der zweiten Normalenachse 425 angeordnet. Wenn sich das Objekt 140 an der dritten Position B befindet, ist das Objekt 140 in einem weiteren ersten Winkel α_B relativ zu der ersten Normalenachse 125 und in einem weiteren zweiten Winkel α*_B relativ zu der zweiten Normalenachse 425 angeordnet.
Die Reflektoreinrichtungen 120 und 420 können zum Beispiel bewegliche drehbare Reflexionsflächen aufweisen (ähnlich wie ein drehbarer Lautsprecher). Dies bewirkt eine durch z.B. eine Drehung des Reflektors eingeleitete variable Doppler-Verschiebung, wenn beispielsweise ein Radarsignal als Ortungssignal durch eine solche Reflektoreinrichtung reflektiert wird. Die Doppler-Verschiebung weist ihr Maximum in dem Fall auf, dass das einfallende Radarsignal normal zu beispielsweise der ersten Reflektoreinrichtung 120 ist. Der einfachste Aufbau ist eine einachsig bewegliche Reflektoreinrichtung, jedoch können auch Segmente einer Reflektoreinrichtung durch eine spezielle mechanische Anordnung auch zweiachsig oder mehrachsig bewegt werden. In den folgenden Beispielen ist ein Betrieb des Systems 110 für zwei Reflektoreinrichtungen 120 und 420 mit unterschiedlichen Bewegungsmustern, hier Bewegungsgeschwindigkeiten, beschrieben.
Das Objekt 140 sei zu Beginn an der ersten Position 0 positioniert. Falls das Objekt 140 von der ersten Position 0 auf der ersten Normalenachse 125 zu der zweiten Position A abweicht, ist die Doppler-Verschiebung um den Faktor von cos(α_A) verringert, und um cos(α_B), falls α_B größer ist als α_A. Die zweite Reflektoreinrichtung 420 wirkt auf die gleiche Weise die erste Reflektoreinrichtung 120. Hinsichtlich der Doppler-Verschiebung und der Winkel gelte für die zweite Reflektoreinrichtung 420 das Gleiche (Winkel α*_A und α*_B). Das Steuergerät und/oder das Objekt 140 kann diese Winkel berechnen und es kann die Position des Objektes 140 bestimmt werden, wobei Reflektorpositionen mit ihren Koordinaten in einem Startpositionsdiagramm angegeben sein können. Hier kann beispielsweise eine uniaxial bewegliche Reflektorfläche um einen Winkel gedreht werden und auch wieder zurückgedreht werden.
6 zeigt eine schematische Darstellung eines Systems 110 zur Ortung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das System 110 entspricht oder ähnelt hierbei dem System aus 1, 4 bzw. 5. Genauer gesagt entspricht das System 110 dem System aus 5, wobei im Hinblick auf das System aus 5 lediglich eine Darstellung teilweise abweicht. Hierbei sind in 6 von dem System 110 die erste Reflektoreinrichtung 120 mit der ersten Normalenachse 125, die zweite Reflektoreinrichtung 420 mit der zweiten Normalenachse 425, das Objekt 140, der Kreuzungspunkt 401 und eine Sagittallinie 601 gezeigt. Die Sagittallinie 601 repräsentiert eine Winkelhalbierende eines Winkels zwischen der ersten Normalenachse 125 und der zweiten Normalenachse 425. Hierbei ist das Objekt 140 auf der Sagittallinie 601 angeordnet. Das Objekt 140 bewegt sich hierbei entlang der Sagittallinie 601 auf den Kreuzungspunkt 401 zu, wie es durch einen Pfeil symbolisch veranschaulicht ist.
Eine Startposition des Objektes 140 kann beispielhaft in der Mitte der zwei Reflektoren an dem Punkt R1R2PN, dem Kreuzungspunkt 401 der Normalenachsen 125 und 425, auf der Sagittallinie 601 sein. Es kann jedoch auch eine andere Position verwendet werden, indem eine Kalibrierungsfahrt zur Anwendung kommt, um den Kreuzungspunkt 401 einzunehmen und die Doppler-Verschiebungen bei einem Wegfahren von diesem Punkt aufzuzeichnen und die vorstehend genannte Vier-Punkte-Unterscheidungsprozedur von Zeit zu Zeit anzuwenden. Bei dem Prozess der Positionsbestimmung würde das Objekt 140, beispielsweise ein Gerät oder Fahrzeug, anhalten oder sich viel langsamer bewegen, um eine präzise Bestimmung der Doppler-Verschiebungen und Winkel, welche auf die Reflektorpositionen bezogen sind, zu ermöglichen. Die gleiche Prozedur kann auch auf sich bewegende Fahrzeuge als Objekte 140 angewandt werden, jedoch kann eine mathematische Behandlung dann auch die Geschwindigkeit des Fahrzeugs berücksichtigen und kann eine vektorielle Subtraktion von Geschwindigkeiten dieser Doppler-Verschiebungen von durch die Reflektorflächen bewirkten Doppler-Verschiebungen vorgenommen werden.
7 zeigt eine schematische Darstellung einer Reflektoreinrichtung 120 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Reflektoreinrichtung 120 entspricht oder ähnelt einer Reflektoreinrichtung aus 1, 4, 5 bzw. 6. In der Darstellung von 7 sind die Reflektoreinrichtung 120 mit der Normalenachse 125 sowie eine Bewegungseinrichtung 722 für eine lineare Bewegung der Reflektoreinrichtung 120 gezeigt. Die Bewegungseinrichtung 722 ist hierbei ausgebildet, um die Reflektoreinrichtung 120 entlang der Normalenachse 125 periodisch hin und her zu bewegen.
8 zeigt eine schematische Darstellung einer Reflektoreinrichtung 120 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Reflektoreinrichtung 120 entspricht oder ähnelt einer Reflektoreinrichtung aus 1, 4, 5 bzw. 6. In der Darstellung von 8 sind die Reflektoreinrichtung 120 mit der Normalenachse 125 sowie eine Bewegungseinrichtung 822 für eine Drehbewegung der Reflektoreinrichtung 120 gezeigt. Die Bewegungseinrichtung 722 ist hierbei ausgebildet, um die Reflektoreinrichtung 120 zu drehen bzw. schwenken, um die Normalenachse 125 zu bewegen. Die Reflektoreinrichtung kann sowohl in horizontaler Weise gedreht werden als auch in vertikaler Weise. Wenn sich das Objekt in horizontaler Weise bewegt, ist eine horizontale Drehung geeignet, um eine kurzen Abständen zwei Dopplerverschiebungen zu erzeugen. Auch kann an das Objekt der aktuelle Drehwinkel übertragen werden, um eine genauere Position schnell zu ermitteln.
Unter Bezugnahme auf die 7 und 8 ist anzumerken, dass eine Reflektoreinrichtung, wie beispielsweise eine der Reflektoreinrichtungen aus einer der vorstehend genannten Figuren die Bewegungseinrichtung 722 aus 7 und/oder die Bewegungseinrichtung 822 aus 8 aufweisen kann. Somit kann die Reflektoreinrichtung 120, die als ein Winkelreflektor, ein Zweiflächen-Winkelreflektor oder Dreiflächen-Winkelreflektor ausgeführt sein kann, mit einer beweglichen mechanischen Konstruktion in Gestalt der Bewegungseinrichtung 722 bzw. 822 versehen sein, die eine einachsige oder mehrachsige Bewegung der Reflektoreinrichtung 120 relativ zu der Normalenachse 125 (Oberflächennormale der maximalen Reflexion) der maximalen Reflexionsrichtung bewirken kann. Die Bewegungseinrichtung 722 bzw. 822 kann eine schienen- oder pendelähnliche Anordnung sein.
9 zeigt eine schematische Darstellung eines Objektes 140 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei entspricht oder ähnelt das Objekt 140 dem Objekt aus einer der vorstehend beschriebenen Figuren. Gemäß dem in 9 dargestellten Ausführungsbeispiel sind von dem Objekt 140 das Steuergerät 150, einen Sender 942 bzw. eine Sendeeinrichtung 942, eine Mehrzahl von Antennen 943, einen Empfänger 944 bzw. eine Empfangseinrichtung 944 und eine weitere Empfangseinrichtung 945 gezeigt.
Dabei sind die Sendeeinrichtung 942, die Empfangseinrichtung 944 und die weitere Empfangseinrichtung 945 signalübertragungsfähig mit dem Steuergerät 150 verbunden. Lediglich beispielhaft sind die Sendeeinrichtung 942, die Empfangseinrichtung 944 und die weitere Empfangseinrichtung 945 signalübertragungsfähig mit jeweils einer eigenen Antenne 943 verbunden. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel kann auch eine kombinierte Antenne 943 vorgesehen sein.
Die Sendeeinrichtung 942 ist ausgebildet, um ein Ortungssignal zu senden bzw. auszugeben, wobei das Ortungssignal eine präzise gesteuerte Frequenz F und/oder ein präzise gesteuertes Amplitudenmuster aufweist. Die Empfangseinrichtung 944 ist ausgebildet, um zumindest ein Reflexionssignal von zumindest einer Reflektoreinrichtung des Ortungssystems zu empfangen. Die weitere Empfangseinrichtung 140 kann ausgebildet sein, um eine Lageinformation hinsichtlich einer Position der zumindest einen Reflektoreinrichtung des Ortungssystems und/oder eine Ausrichtung von deren Normalenachse zu empfangen.
Insbesondere kann das Reflexionssignal bzw. ein eingehendes reflektiertes Signal mit einer Reflexionsfrequenz Fr empfangen und gemessen werden und ferner kann durch Mischen oder Zählen und Subtrahieren von F und Fr eine Differenzfrequenz Fd der Frequenzen F und Fr hergeleitet werden. Auch können mittels des Steuergerätes 150 die Winkel α_A und α_B für die Positionsbestimmung hergeleitet bzw. bestimmt werden.
Bezüglich jeder Reflektoreinrichtung erfolgt beispielsweise eine Aufzeichnung einer maximalen Doppler-verschobenen Frequenz Frfw, die bei einer Bewegung der Reflektoreinrichtung auf das Objekt 140 zu entsteht, und einer minimalen Doppler-verschobenen Frequenz Frrw, die bei einer Bewegung der Reflektoreinrichtung von dem Objekt 140 weg entsteht, der Doppler-Verschiebung des reflektierten Signals Fr in dem Empfänger 944 des Objektes 140, Gerätes 140 bzw. Fahrzeugs 140. Falls das Objekt 140 sich an einer Position genau auf der Normalenachse der Reflektoreinrichtung befindet, dann sind die zwei Reflexionssignale bzw. aufgezeichneten Signale Frfw* und Frrw*, und somit F - Frrw* = Fd* und Frfw* - F = Fd*, wobei Fd* die maximale Doppler-Verschiebung auf der Normalenachse der Reflektoreinrichtung ist, gemessen in dem Objekt 140
Falls das Objekt 140 immer noch in dem Reflexionsbereich der Reflektoreinrichtung ist, aber nicht auf der Normalenachse, und daher um einen Verschiebungswinkel β zu der Seite zu einer anderen Position verschoben ist, beträgt die Doppler-Verschiebung Fd an dieser anderen Position Fd = Fd* cos(β) und kann somit der Verschiebungswinkel β von Fd hergeleitet werden.
Somit kann auch ein Zweideutigkeitsausschlussverfahren durchgeführt werden. Wenn Fd aufgezeichnet ist, weist Fd für eine Verschiebung um β und um -β die gleiche Größe bzw. den gleichen Wert auf. Zur Vermeidung dieser Zweideutigkeit kann die Reflektoreinrichtung für eine kurze Zeitdauer zu einem Winkel γ verschoben werden, sodass die Doppler-Verschiebung des Reflexionssignals bzw. reflektierten Signals unterschiedlich ist. Hierbei kann Fd = Fd* cos(β + γ) gelten und für die Position -β kann Fd = Fd* cos(-β - γ) gelten.
10 zeigt eine schematische Darstellung eines Systems 110 zur Ortung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das System 110 entspricht oder ähnelt hierbei dem System aus 1, 4, 5 bzw. 6. Genauer gesagt entspricht das System 110 dem System aus 5 bzw. 6, wobei im Vergleich lediglich das Objekt in der Darstellung weggelassen ist und zusätzlich Bewegungsmuster der Reflektoreinrichtungen 120 und 420 gezeigt sind. Hierbei sind in 10 von dem System 110 die erste Reflektoreinrichtung 120 mit der ersten Normalenachse 125, die zweite Reflektoreinrichtung 420 mit der zweiten Normalenachse 425 und Bewegungsmuster für eine erste periodische Bewegung d der ersten Reflektoreinrichtung 120 sowie für eine zweite periodische Bewegung d* der zweiten Reflektoreinrichtung 420 gezeigt. Hierbei erfolgt die erste periodische Bewegung d entlang der ersten Normalenachse 125, wobei die zweite periodische Bewegung d* entlang der zweiten Normalenachse 425 erfolgt.
Die exemplarischen Bewegungsmuster sind in Form von Weg-Zeit-Diagrammen symbolisch veranschaulicht. Hierbei sind für die erste periodische Bewegung d zwei Bewegungsmuster eingezeichnet, ein erstes Bewegungsmuster mit einem sinusförmigen Signalverlauf in einem ersten Diagramm und ein zweites Bewegungsmuster mit einem dreieckförmigen Signalverlauf in einem zweiten Diagramm. Für die zweite periodische Bewegung d* sind drei weitere Bewegungsmuster eingezeichnet, in einem dritten Diagramm ein drittes Bewegungsmuster mit einem sinusförmigen Signalverlauf mit einer höheren Frequenz als bei dem ersten Bewegungsmuster, in einem vierten Diagramm ein viertes Bewegungsmuster mit einem dreieckförmigen Signalverlauf mit Zeitpausen an den Umkehrpunkten und in einem fünften Diagramm ein fünftes Bewegungsmuster mit einem unterschiedlichen dreieckförmigen Signalverlauf mit anderen Zeitpausen an den Umkehrpunkten.
Somit bewegen sich die Reflektoreinrichtungen 120 und 420 mit unterschiedlicher Geschwindigkeit und unterschiedlicher Modulation der Geschwindigkeit, sodass anhand der unterschiedlichen Frequenzen der Doppler-Verschiebung entweder anhand der absoluten Frequenzdifferenz oder auch anhand der Modulation der Doppler-verschobenen Frequenz (die von der Bewegungsmodulation kommt) jede der Reflektoreinrichtungen 120 und 420 eindeutig identifiziert werden kann. Eine der Reflektoreinrichtungen 120 und 420 kann sich mit einer exakten Geschwindigkeit vorwärts und rückwärts bewegen, was einen dreieckförmigen Verlauf im Weg-Zeit-Diagramm mit zwei Linien von Doppler-verschobenen Frequenzen ergibt, eine mit höherer Frequenz und eine mit niedrigerer Frequenz. Wenn das Objekt auf der Normalenachse 125 bzw. 425 steht, kann eine Doppler-Verschiebung gleich null sein. Eine der Reflektoreinrichtungen 120 und 420 kann sich mit sinusförmigem Geschwindigkeitsverlauf bewegen, was zwei Doppler-verschobene Bänder ergibt.
Unter Bezugnahme auf die vorstehend beschriebenen Figuren werden nachfolgend Ausführungsbeispiele, Grundlagen und Vorteile nochmals zusammenfassend und mit anderen Worten erläutert und/oder kurz vorgestellt.
Die Reflektoreinrichtungen 120 und 420 können mittels einer codierten Reflektorverschiebung mit Übertragung von Positionsinformationen bewegt werden, um eine Flächenabdeckung zu verbessern. Hierbei kann eine mechanischen Befestigung bereitgestellt sein, um die Normalachsenposition der Reflektoreinrichtungen 120 und 420 in unterschiedliche Raumrichtungen umzuschalten und ein solcher Normalachsenverschiebungswinkel γ kann durch Übertragung eines Positionsnummernsignals an einen anderen Empfängerkanal bzw. die andere Empfangseinrichtung 945 des Objektes 140 gesendet werden, damit das Objekt 140 bzw. das Steuergerät 150 die Schaltstellung der Reflektoreinrichtungen 120 und 420 ermitteln kann und somit den Normalachsenverschiebungswinkel γ davon herleiten kann.
Solange sich das Objekt 140 auf ebenen Oberflächen befindet, ergibt diese Vorgehensweise eine einfache Winkelbestimmung des Objektes 140 zu der Normalenachse 125 bzw. 425 der Reflektoreinrichtungen 120 und 420. Durch Bewegen der Reflektoreinrichtungen 120 und 420 nicht nur in einer xy-Ebene, sondern auch in einer z-Richtung kann auch ein Untergrund mit Hügeln und Tälern verwendet werden, um einen breiteren Empfangsbereich in z-Richtung zu erhalten. Daher kann auch eine maximale Doppler-Verschiebung, die durch das Objekt 140 aufgezeichnet wird, mit einer Schaltstellung in z-Richtung korrigiert werden und somit ein Azimutwinkel zu der xy-Ebene des Bodens hergeleitet werden.
Falls ein Abdeckungsbereich eines Reflektorstrahls außerhalb oder am Rand des sich bewegenden Objektes 140 liegt, kann die Reflektoreinrichtung 120 bzw. 420 auch bewegt werden, um einen breiteren oder dezentralen Bereich mit einer wirksamen Strahlabdeckung abzudecken, wo sich das Objekt 140 bewegt, wobei eine solche Winkeldrehbewegung auch an die andere Empfangseinrichtung 945 des Objektes 140 übertragen werden kann.
Natürlich können die zwei Empfänger 944 und 945 des Objektes 140 in einem Empfänger kombiniert sein und die Position der Reflektoreinrichtungen 120 und 420 in ihrer tatsächlichen Schaltstellung kann auch durch eine Modulation oder Codierung in dem Frequenzbereich des Senders 942 durch einen Zeitanteil-Betriebsmodus übertragen werden.
Es können auch ein Aufzeichnen einer Ausregelzeit von Breitbandsignalimpulsen, wie beispielsweise Funkwellen, Schallimpulse oder dergleichen, und ein Korrelieren einer Übergangszeit eines Impulses von dem Sender 942 zu den Reflektoreinrichtungen 120 und 420 und dem Empfänger 944 mit der erhaltenen Winkelinformation kombiniert sein, um eine noch präzisere Positionsinformation zu erhalten.
Alternativ können Funkfrequenzen sowie Ultraschallimpulse mit einer Wellenlänge in der Größenordnung eines Reflektordurchmessers der Reflektoreinrichtungen 120 und 420 oder kürzer als der Reflektordurchmesser verwendet werden, um die Winkel α zu bestimmen.
Es kann auch eine Positionsbestimmung für mehr als ein sich bewegendes Objekt 140 in der Einsatzumgebung 100 bzw. einem Lokalisierungsraum 100 durchgeführt werden. Hierbei kann mehr als ein Objekt 140 codierte bzw. eindeutige Ortungssignale 160 an die Reflektoreinrichtungen 120 und 420 senden und die codierten Signale, die als Reflexionssignale 165 mit einer Doppler-Verschiebung von den Reflektoreinrichtungen 120 und 420 zurückkommen, empfangen und wieder identifizieren. So kann mehr als ein Objekt 140 die Reflektoreinrichtungen 120 und 420 nutzen, um Ortungssignale 160 mit eigener bzw. eindeutiger Codierung zu erzeugen und Doppler-verschobene Reflexionssignale 165 gegenüber anderen Signalen von anderen Objekten bzw. Geräten zu identifizieren.
Hierbei kann ein Ortungssignal 160 einen speziellen Code aufweisen, der anderen Objekten, zum Beispiel Mobiltelefonen oder Transceivern, signalisieren kann, dass neben dem Dateninhalt desselben auch eine Nutzung zu Lokalisierungszwecken erfolgt. Somit ist eine Synchronisation von Objekt zu Objekt möglich, um Zeitschlitze zu finden, in denen das Ortungssignal 160 bzw. ein Lokalisierungssignal an die Reflektoren gesendet und wieder empfangen werden kann, ohne dass eine zu starke Überlagerung von anderen Geräten oder Objekten erfolgt. So können beispielsweise übliche Sende- und Empfangsschaltungen eines als Mobiltelefon ausgeführten Objektes 140 verwendet werden, um kurzzeitig codierte Ortungssignale 160 zu erzeugen, die typisch für jedes Telefon sind, und die Doppler-verschobenen Reflexionssignale 165 wieder zu empfangen. Natürlich können die Transceiver in den Objekten 140 auch ausschließlich Ortungssignale 160 ausgeben und dadurch andere Geräte davon in Kenntnis setzen, dass aktuell gemessen wird, und um einen Zeitschlitz zum Messen der Reflexionssignale 165 anfragen, ohne dass eine Störung durch andere Sendekanäle anderer Objekte 140 erfolgt.
Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.

Claims

Verfahren (200) zum Ansteuern zumindest einer Reflektoreinrichtung (120; 420) in einer Einsatzumgebung (100), wobei die zumindest eine Reflektoreinrichtung (120; 420) ausgebildet ist, um Ortungssignale (160) von zumindest einem Objekt (140) in der Einsatzumgebung (100) als Reflexionssignale (165) zu reflektieren, wobei das Verfahren (200) zumindest folgenden Schritt aufweist: Versetzen (210) der zumindest einen Reflektoreinrichtung (120; 420) in eine periodische Bewegung (d; d*), um eine Doppler-Verschiebung der Reflexionssignale (165) relativ zu den Ortungssignalen (160) zu bewirken.
Verfahren (200) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (210) des Versetzens die zumindest eine Reflektoreinrichtung (120; 420) in eine Bewegung (d; d*) mit einer für die Reflektoreinrichtung (120; 420) eindeutigen Bewegungscharakteristik versetzt wird.
Verfahren (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (210) des Versetzens die zumindest eine Reflektoreinrichtung (120; 420) in eine einachsige oder mehrachsige Bewegung (d; d*) relativ zu einer Normalenachse (125; 425) versetzt wird, wobei die Normalenachse (125; 425) der zumindest einen Reflektoreinrichtung (120; 420) zugeordnet ist, wobei die Normalenachse (125; 425) eine Oberflächennormale einer maximalen Reflexion der zumindest einen Reflektoreinrichtung (120; 420) repräsentiert.
Verfahren (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (210) des Versetzens die zumindest eine Reflektoreinrichtung (120; 420) in eine Drehbewegung versetzt wird, um eine Normalenachse (125; 425) um einen Schwenkwinkel zu schwenken, wobei die Normalenachse (125; 425) der zumindest einen Reflektoreinrichtung (120; 420) zugeordnet ist, wobei die Normalenachse (125; 425) eine Oberflächennormale einer maximalen Reflexion der zumindest einen Reflektoreinrichtung (120; 420) repräsentiert.
Verfahren (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Schritt (220) des Veranlassens einer Aussendung eines Lagesignals, wobei das Lagesignal eine Ausrichtungsinformation einer Ausrichtung einer Normalenachse (125; 425) in der Einsatzumgebung (100) und/oder eine Ortsinformation eines Ortes der zumindest einen Reflektoreinrichtung (120; 420) in der Einsatzumgebung (100) repräsentiert, wobei die Normalenachse (125; 425) der zumindest einen Reflektoreinrichtung (120; 420) zugeordnet ist, wobei die Normalenachse (125; 425) eine Oberflächennormale einer maximalen Reflexion der zumindest einen Reflektoreinrichtung (120; 420) repräsentiert.
Vorrichtung (130), die eingerichtet ist, um Schritte des Verfahrens (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche in entsprechenden Einheiten auszuführen.
Verfahren (300) zum Bestimmen einer Position zumindest eines Objektes (140) in einer Einsatzumgebung (100), wobei in der Einsatzumgebung (100) zumindest eine Reflektoreinrichtung (120; 420) zum Reflektieren von Ortungssignalen (160) als Reflexionssignale (165) angeordnet ist, wobei der zumindest einen Reflektoreinrichtung (120; 420) eine Normalenachse (125; 425) zugeordnet ist, die eine Oberflächennormale einer maximalen Reflexion der zumindest einen Reflektoreinrichtung (120; 420) repräsentiert, wobei das Verfahren (300) zumindest folgende Schritte aufweist: Bewirken (310) einer Ausgabe eines Ortungssignals (160) von dem zumindest einen Objekt (140) zu der zumindest einen Reflektoreinrichtung (120; 420); Einlesen (320) zumindest eines Reflexionssignals (165) von der zumindest einen Reflektoreinrichtung (120; 420) an dem zumindest einen Objekt (140), wobei das zumindest eine Reflexionssignal (165) eine Doppler-Verschiebung relativ zu dem ausgegebenen Ortungssignal (160) aufweist, wobei die Doppler-Verschiebung durch eine periodische Bewegung (d; d*) der zumindest einen Reflektoreinrichtung (120; 420) bedingt ist; und Auswerten (330) der Doppler-Verschiebung, wobei ein Wert der Doppler-Verschiebung in Abhängigkeit von einem Winkel (α; α*) zwischen der Normalenachse (125; 425) der zumindest einen Reflektoreinrichtung (120; 420) und einer Verbindungsgeraden (170) zwischen dem zumindest einen Objekt (140) und einem Ort der zumindest einen Reflektoreinrichtung (120; 420) variiert, wobei von dem Winkel (α; α*) die Position des zumindest einen Objektes (140) herleitbar ist.
Verfahren (300) gemäß Anspruch 7, wobei in der Einsatzumgebung (100) eine erste Reflektoreinrichtung (120) mit einer ersten Normalenachse (125) und eine zweite Reflektoreinrichtung (420) mit einer zweiten Normalenachse (425) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (320) des Einlesens ein erstes Reflexionssignal (165) von der ersten Reflektoreinrichtung (120) und ein zweites Reflexionssignal (165) von der zweiten Reflektoreinrichtung (420) eingelesen werden, wobei im Schritt (330) des Auswertens eine erste Doppler-Verschiebung des ersten Reflexionssignals (165) relativ zu dem ausgegebenen Ortungssignal (160) und eine zweite Doppler-Verschiebung des zweiten Reflexionssignals (165) relativ zu dem ausgegebenen Ortungssignal (160) ausgewertet werden, wobei ein Wert der ersten Doppler-Verschiebung in Abhängigkeit von einem ersten Winkel (a) zwischen der ersten Normalenachse (125) und einer ersten Verbindungsgeraden (170) zwischen dem zumindest einem Objekt (140) und einem Ort der ersten Reflektoreinrichtung (120) variiert, wobei ein Wert der zweiten Doppler-Verschiebung in Abhängigkeit von einem zweiten Winkel (α*) zwischen der zweiten Normalenachse (425) und einer zweiten Verbindungsgeraden zwischen dem zumindest einem Objekt (140) und einem Ort der zweiten Reflektoreinrichtung (420) variiert, wobei von dem ersten Winkel (a) und dem zweiten Winkel (α*) die Position des zumindest einen Objektes (140) herleitbar ist.
Verfahren (300) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (330) des Auswertens die Doppler-Verschiebung unter Verwendung von Bewegungsdaten ausgewertet wird, wobei die Bewegungsdaten eine Eigenbewegung des zumindest einen Objektes (140) in der Einsatzumgebung (100) repräsentieren.
Verfahren (300) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, gekennzeichnet durch einen Schritt (340) des Durchführens eines Kalibrierungsprozesses, wobei im Schritt (340) des Durchführens eine Testbewegung des zumindest einen Objektes (140) ausgeführt wird und bei der Testbewegung die Normalenachse (125; 425) der zumindest einen Reflektoreinrichtung (120; 420) anhand eines maximalen Wertes der Doppler-Verschiebung identifiziert wird.
Verfahren (300) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (310) des Bewirkens eine Ausgabe eines Ortungssignals (160) bewirkt wird, das eine für das zumindest eine Objekt (140) eindeutige Signalcharakteristik aufweist.
Verfahren (300) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (330) des Auswertens die Doppler-Verschiebung unter Verwendung eines empfangenen Lagesignals ausgewertet wird, wobei das Lagesignal eine Ausrichtungsinformation einer Ausrichtung der Normalenachse (125; 425) in der Einsatzumgebung (100) und/oder eine Ortsinformation eines Ortes der zumindest einen Reflektoreinrichtung (120; 420) in der Einsatzumgebung (100) repräsentiert.
Steuergerät (150), das eingerichtet ist, um Schritte des Verfahrens (300) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 12 in entsprechenden Einheiten auszuführen.
System (110) zur Ortung in einer Einsatzumgebung (100), wobei das System (110) zumindest folgende Merkmale aufweist: die Vorrichtung (130) gemäß Anspruch 6; das Steuergerät (150) gemäß Anspruch 13; die zumindest eine Reflektoreinrichtung (120; 420); und das zumindest eine Objekt (140), wobei die Vorrichtung (130), das Steuergerät (150), die zumindest eine Reflektoreinrichtung (120; 420) und das zumindest eine Objekt (140) signalübertragungsfähig miteinander verbindbar oder verbunden sind.
Computerprogramm, das dazu eingerichtet ist, zumindest ein Verfahren (200; 300) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche auszuführen.