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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Steuereinheit zur Bestimmung eines (Teil-) Bereichs an oder in einem Fahrzeug, in dem sich ein ID-Geber für ein Zugangs- und/oder Aktivierungssystem des Fahrzeugs befindet.
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Schlüssellose Zugangssystem zu einem Kraftfahrzeug basieren häufig auf der Lokalisierung und der Authentifizierung eines ID-Gebers in einem örtlich begrenzten Bereich an oder in dem Fahrzeug. Ein Nutzer trägt einen ID-Geber (z.B. einen Schlüssel oder ein Smartphone) mit sich. Der ID-Geber authentifiziert sich gegenüber einer Zugangskontrolleinheit eines Fahrzeugs über eine Funkverbindung. Des Weiteren wird über ein geeignetes Funkprotokoll die Entfernung des ID-Gebers zu ein oder mehreren Referenzpunkten des Fahrzeugs gemessen. Basierend auf dem korrekten Authentifizierungsschlüssel und basierend auf einer definierten Entfernung zu den ein oder mehreren Referenzpunkten des Fahrzeugs wird dann der Zugang zu dem Fahrzeug gewährt oder verweigert.
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Der Raum an und/oder in einem Fahrzeug kann in mehrere Teilbereiche aufgeteilt werden, wobei jedem Teilbereich ein oder mehrere Funktionen zugeordnet werden können, die durch die Lokalisierung und die Authentifizierung des ID-Gebers freigegeben werden können. Beispielsweise kann das Öffnen des Fahrzeugs beim Berühren der Fahrertür nur dann erlaubt sein, wenn sich der ID-Geber in dem Teilbereich „Fahrertür“ befindet. Gleichermaßen kann ein Motorstart über eine Starttaste im Innenraum des Fahrzeugs nur dann möglich sein, wenn sich der ID-Geber im Teilbereich „Fahrzeuginnenraum“ befindet.
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US 2007 / 0 162 191 A1 beschreibt ein Verfahren zur Fernsteuerung eines Fahrzeugs.
DE 10 2014 204 064 A1 beschreibt ein Verfahren zum Bestimmen von Fahrzeugschlüsselanhängerorten unter Verwendung einer adaptiven Filterung.
GB 2 522 554 A beschreibt ein schlüsselloses Zugangssystem zu einem Fahrzeug.
DE 10 2015 211 832 A1 beschreibt ein System zur Bestimmung einer räumlichen Zone eines Objekts relativ zu einem Fahrzeug.
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Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, in effizienter, präziser und zuverlässiger Weise den Teilbereich aus einer Mehrzahl von unterschiedlichen Teilbereichen um, an und/oder in einem Fahrzeug zu ermitteln, in dem sich der ID-Geber eines Zugangs- und/oder Aktivierungssystems des Fahrzeugs befindet.
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Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können.
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Gemäß einem Aspekt wird ein Verfahren zur Ermittlung des Teilbereichs eines Zugangs- und/oder Aktivierungssystems eines Fahrzeugs beschrieben, in dem sich ein ID-Geber befindet. Das Verfahren kann durch eine Steuereinheit des Fahrzeugs, insbesondere durch eine Steuereinheit des Zugangs- und/oder Aktivierungssystems ausgeführt werden. Der ID-Geber kann ein persönliches elektronisches Gerät, insbesondere ein Smartphone, eines Nutzers des Fahrzeugs sein.
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Das Zugangs- und/oder Aktivierungssystem kann eine Mehrzahl von unterschiedlichen Teilbereichen umfassen. Insbesondere können der Innenraum des Fahrzeugs (z.B. eine Fahrerkabine des Fahrzeugs) und/oder eine direkte Umgebung des Fahrzeugs in unterschiedliche Teilbereiche unterteilt worden sein. Die Teilbereiche können dabei jeweils eine dreidimensionale Ausdehnung aufweisen.
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Die unterschiedlichen Teilbereiche können zumindest teilweise mit unterschiedlichen Funktionen des Zugangs- und/oder Aktivierungssystems assoziiert sein. Insbesondere können durch einen Nutzer des Fahrzeugs je nach Position des ID-Gebers ggf. zumindest teilweise unterschiedliche Funktionen ausgeführt werden (wie z.B. das Öffnen einer bestimmten Fahrzeugtür bzw. Fahrzeugklappe und/oder das Aktivieren einer bestimmten Fahrzeugkomponente). Es können dann ein oder mehrere Funktionen des Zugangs- und/oder Aktivierungssystems aktiviert oder blockiert werden, in Abhängigkeit davon, in welchem Teilbereich des Zugangs- und/oder Aktivierungssystems sich der ID-Geber befindet.
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Die einzelnen Teilbereiche können jeweils durch ein Polygonnetz mit einer Vielzahl von Polygonen beschrieben werden. Dabei können die Polygonnetze der einzelnen Teilbereiche auf einer Speichereinheit des Fahrzeugs gespeichert sein. Die Polygone können z.B. eine Dreiecksform aufweisen. Alternativ oder ergänzend können die Polygone eine definierte (dreidimensionale) räumliche oder flächenmäßige Ausdehnung aufweisen.
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Beispielsweise können in einer Liste die Positions-Koordinaten von möglichen Punkten der Polygone der Polygonnetze der Teilbereiche gespeichert werden. Die Punkte können dabei den Eckpunkten der (dreiecksförmigen) Polygone entsprechen. Die einzelnen Punkte können jeweils einen eindeutig identifizierbaren Index aufweisen. Es kann somit eine Liste sämtlicher Punkte der Polygonnetze der Mehrzahl von Teilbereichen des Zugangs- und/oder Aktivierungssystems gespeichert werden. Jeder Punkt weist dabei einen (eindeutig identifizierbaren) Index auf. Ferner zeigt jeder Punkt (bzw. der entsprechende Index) die Position-Koordinate des Punktes an (z.B. relativ zu einem Koordinatensystem des Fahrzeugs).
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Die einzelnen Polygone können dann als Liste von drei oder mehr Indizes definiert werden, wobei die Indizes der Liste für ein Polygon die Eckpunkte des Polygons identifizieren. Ein Polygon kann somit durch eine Liste von Indizes definiert werden, wobei die Indizes die Eckpunkte des Polygons definieren. So kann erreicht werden, dass die Positions-Koordinate eines Punktes (der z.B. Teil von drei oder mehr Polygonen sein kann) nur ein einziges Mal gespeichert werden muss. Es wird somit eine speicherplatzeffiziente Beschreibung der Teilbereiche eines Zugangs- und/oder Aktivierungssystems ermöglicht.
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Das Polygonnetz eines Teilbereichs kann, ggf. ausschließlich, Rand-Polygone entlang eines räumlichen Verlaufs des Rands des Teilbereichs umfassen. Der Innenraum des Teilbereichs kann ggf. nicht durch Polygone beschrieben sein. Die Liste von möglichen Punkten kann dann ggf. nur Indizes für die Punkte der Rand-Polygone der Polygonnetze umfassen (und nicht für Punkte im Innenraum des Teilbereichs).
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Alternativ oder ergänzend kann ein Polygon eines Polygonnetzes eine Polygon-Koordinate umfassen bzw. anzeigen, die die räumliche Position des Polygons (z.B. relativ zu einem Koordinatensystem des Fahrzeugs) anzeigt. Insbesondere kann durch eine Polygon-Koordinate die Position eines Eckpunkts eines Polygons angezeigt werden. Der Eckpunkt eines Polygons kann durch einen Index beschrieben sein. Die Polygon-Koordinate kann der für diesen Index gespeicherten Positions-Koordinate entsprechen.
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Durch die Beschreibung der Teilbereiche (ausschließlich) durch Rand-Polygone und/oder durch die Beschreibung der Polygone durch Polygon-Koordinaten kann eine besonders speichereffiziente Speicherung der räumlichen Abdeckung bzw. Form der Teilbereiche bereitgestellt werden. Des Weiteren kann so eine besonders recheneffiziente Lokalisierung eines ID-Gebers in Bezug auf die Teilbereiche ermöglicht werden.
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Die Form des Fahrzeugs kann durch ein Fahrzeug-Polygonnetz, insbesondere durch ein CAD Modell, beschrieben werden. Die Polygonnetze zumindest eines Teils der Mehrzahl von unterschiedlichen Teilbereichen kann dann auf Basis des Fahrzeug-Polygonnetzes ermittelt werden. So können in effizienter und präziser Weise unterschiedliche Teilbereiche (ggf. für unterschiedliche Funktionen) definiert werden.
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Das Verfahren umfasst das Ermitteln einer Positions-Koordinate des ID-Gebers (insbesondere relativ zu dem Fahrzeug). Die Positions-Koordinate kann in Bezug auf ein Koordinatensystem relativ zu dem Fahrzeug ermittelt werden.
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Zur Ermittlung der Positions-Koordinate des ID-Gebers können durch eine Mehrzahl von Sendeeinheiten des Fahrzeugs jeweils ein oder mehrere Anfragesignale ausgesendet werden. Die Sendeeinheiten können dabei an unterschiedlichen Stellen an dem Fahrzeug angeordnet sein. Die Anfragesignale können Ultra-Wideband Signale umfassen, wodurch eine besonders präzise Positionsbestimmung des ID-Gebers ermöglicht wird.
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Es kann dann Laufzeitinformation in Bezug auf die Laufzeiten der Mehrzahl von Anfragesignalen von den Sendeeinheiten bis zu dem ID-Geber ermittelt werden. Insbesondere können die Laufzeiten von zumindest drei Anfragesignalen zu dem ID-Geber ermittelt werden. Die Positions-Koordinate des ID-Gebers kann dann in präziser Weise auf Basis der Laufzeitinformation für die Mehrzahl von Anfragesignalen ermittelt werden (insbesondere durch Verwendung eines Triangulations- bzw. eines Trilaterationsverfahrens).
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Außerdem umfasst das Verfahren das Ermitteln, auf Basis der Polygonnetze der Mehrzahl von unterschiedlichen Teilbereichen, in welchem Polygonnetz sich die Positions-Koordinate des ID-Gebers befindet. Insbesondere kann dabei ermittelt werden, welche Rand-Polygone eines Polygonnetzes eines Teilbereichs die Positions-Koordinate des ID-Gebers vollständig umschließen. Mit anderen Worten, es kann auf Basis der Polygonnetze der Mehrzahl von unterschiedlichen Teilbereichen ermittelt werden, ob die Positions-Koordinate des ID-Gebers von dem räumlichen Verlauf des Rands eines Teilbereichs umschlossen wird (wobei der Rand durch die Rand-Polygone des Polygonnetzes des Teilbereichs beschrieben wird). Der ID-Geber befindet sich dann in dem Teilbereich, dessen Rand die Positions-Koordinate des ID-Gebers vollständig umschließt.
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Das beschriebene Verfahren ermöglicht es, in ressourceneffizienter Weise den Teilbereich zu ermitteln, in dem sich ein ID-Geber zu einem bestimmten Zeitpunkt befindet. Das Verfahren kann an einer Sequenz von Zeitpunkten wiederholt werden (insbesondere periodisch wiederholt werden), um wiederholt den ID-Geber zu lokalisieren.
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Das Verfahren kann umfassen, das Ermitteln, auf Basis des Polygonnetzes eines ersten Teilbereiches der Mehrzahl von unterschiedlichen Teilbereichen, einer Anzahl von Schnittpunkten, die ein von der Positions-Koordinate des ID-Gebers ausgehender Strahl mit dem Polygonnetz für den ersten Teilbereich der Mehrzahl von Teilbereichen aufweist. Dabei können ggf. nur Schnittpunkte mit einem Rand-Polygon eines Polygonnetzes berücksichtigt werden. Es kann dann auf Basis der Anzahl von Schnittpunkten ermittelt werden, ob sich die Positions-Koordinate des ID-Gebers in dem ersten Teilbereich befindet oder nicht.
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Insbesondere kann bestimmt werden, dass sich die Positions-Koordinate des ID-Gebers in dem ersten Teilbereich befindet, wenn die ermittelte Anzahl von Schnittpunkten mit dem Polygonnetz des ersten Teilbereichs eine ungerade Zahl ist. Andererseits kann bestimmt werden, dass sich die Positions-Koordinate des ID-Gebers außerhalb des ersten Teilbereichs befindet, wenn die ermittelte Anzahl von Schnittpunkten mit dem Polygonnetz des ersten Teilbereichs null oder eine gerade Zahl ist.
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Die o.g. Überprüfung kann für mehrere, insbesondere für alle, Teilbereiche des Zugangs- und/oder Aktivierungssystems erfolgen. Dabei kann die Überprüfung abgebrochen werden, sobald der Teilbereich identifiziert wurde, in dem sich der ID-Geber befindet. So kann in effizienter und zuverlässiger Weise der Teilbereich ermittelt werden, in dem sich ein ID-Geber befindet.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Steuereinheit für ein Zugangs- und/oder Aktivierungssystem eines Fahrzeugs beschrieben. Das Zugangs- und/oder Aktivierungssystem kann eine Mehrzahl von unterschiedlichen Teilbereichen umfassen. Dabei können die einzelnen Teilbereiche jeweils durch ein Polygonnetz mit einer Vielzahl von Polygonen beschrieben werden.
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Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, eine Positions-Koordinate eines ID-Gebers (z.B. relativ zu dem Fahrzeug) zu ermitteln. Außerdem ist die Steuereinheit eingerichtet, auf Basis der Polygonnetze der Mehrzahl von unterschiedlichen Teilbereichen zu ermitteln, in welchem Polygonnetz sich die Positions-Koordinate des ID-Gebers befindet.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Straßenkraftfahrzeug (insbesondere ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen oder ein Bus) beschrieben, das die in diesem Dokument beschriebene Steuereinheit umfasst.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor (z.B. auf einem Steuergerät eines Fahrzeugs) ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
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Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Des Weiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.
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Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen
- 1a ein beispielhaftes Fahrzeug mit einer Zugangs- und/oder Aktivierungsfunktion;
- 1b einen beispielhaften ID-Geber;
- 2 beispielhafte Teilbereiche um, an und in einem Fahrzeug;
- 3 eine beispielhafte Beschreibung der Bereichsgrenze bzw. des Rands eines Teilbereichs durch Rand-Polygone; und
- 4 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Ermittlung des Teilbereichs, in dem sich ein ID-Geber befindet.
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Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der zuverlässigen und effizienten Ermittlung eines Teilbereichs, in dem sich der ID-Geber einer Zugangs- und/oder Aktivierungsfunktion eines Fahrzeugs befindet.
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1a zeigt ein beispielhaftes Fahrzeug 100 und 1b zeigt einen beispielhaften ID-Geber 120, die eine schlüssellose Zugangs- und/oder Aktivierungsfunktion bereitstellen. Eine schlüssellose Zugangs- und/oder Aktivierungsfunktion erlaubt es einem Fahrer eines Fahrzeugs 100, ohne Benutzung des Schlüssel-Schloss-Prinzips, eine Fahrzeugtür 110 zu öffnen und/oder den Motor des Fahrzeugs 100 zu starten. Zum Öffnen der Tür 110 greift der Fahrer zum Türgriff 111. Ein Annäherungssensor 112 am oder in der Nähe des Türgriffs 111 erfasst diese Bewegung. Daraufhin wird ein spezifisches Funksignal (z.B. im LF, Low Frequency, Bereich oder mit einem Bluetooth Low Energie, BLE, oder einem Ultra Wideband (UWB) Funkprotokoll) über ein oder mehrere Sendeeinheiten 101 des Fahrzeugs 100 versandt. Dieses Funksignal kann auch als Anfragesignal bezeichnet werden. Mit anderen Worten, die ein oder mehreren Sendeeinheiten 101 können eingerichtet sein, ein elektromagnetisches Signal, d.h. das Anfragesignal, auszusenden. Beispielhafte Sendefrequenzen der ein oder mehreren Sendeeinheiten 101 liegen im Frequenzbereich von 20-140kHz (z.B. 20 kHz, 124kHz, 125kHz, 127 kHz, 133kHz oder 135kHz). Alternativ können Frequenzen im Bereich von 2.4 GHz (z.B. bei Verwendung von BLE (Bluetooth Low Energy) oder von UWB (Ultra Wide Band)) verwendet werden (um höhere Reichweiten und/oder eine höhere Genauigkeit der Lokalisierung zu ermöglichen). Des Weiteren können BLE und/oder UWB in vorteilhafter Weise in Zusammenhang mit Smartphones als ID-Geber 120 verwendet werden.
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Der ID-Geber 120 kann somit ggf. eingerichtet sein, Anfragesignale im LF (Low Frequency)- und/oder im UWB-Frequenzbereich zu empfangen. Eine kombinierte Empfangsfähigkeit von LF- und UWB-Anfragesignalen kann insbesondere bei einem Funkschlüssel als ID-Geber 120 vorteilhaft sein.
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Alternativ oder ergänzend zu der Lokalisierung des ID-Gebers 120 in Reaktion auf das Berühren eines Türgriffs 111 kann bereits die Annäherung eines Nutzers an ein Fahrzeug 100 eine Lokalisierung des ID-Gebers 120 (insbesondere das Bestimmen der Positions-Koordinate der Position des ID-Gebers 120) auslösen. In Reaktion auf die Lokalisierung des ID-Gebers 120 können dann ein oder mehrere Funktionen ausgelöst und/oder ermöglicht werden.
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Das von den ein oder mehreren Sendeeinheiten 101 ausgesendete Anfragesignal kann mehrere Teile umfassen. Ein erster Teil des Anfragesignals kann darauf ausgelegt sein, eine Empfangseinheit 123 in einem ID-Geber 120 (z.B. einem Schlüssel oder einem Smartphone) des Fahrers aufzuwecken, d.h. für den Empfang weiterer Informationen vorzubereiten. Ein weiterer Teil des Anfragesignals kann Informationen zur Identifikation des Fahrzeugs 100 und/oder zur eindeutigen Identifikation des Anfragesignals umfassen. Die verschiedenen Teile des von den ein oder mehreren Sendeeinheiten 101 ausgesendeten Anfragesignals können zeitversetzt gesendet werden.
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Die Empfangseinheit 123 im ID-Geber 120 ist eingerichtet, die von den ein oder mehreren Sendeeinheiten 101 gesendeten Signale oder Signalteile zu empfangen und die Signalstärke oder Feldstärke und/oder die Laufzeit der Signale oder Signalteile zu ermitteln. Eine Sendeeinheit 121 des ID-Gebers 120 antwortet auf das empfangene Anfragesignal mit einem Antwortsignal. Das Antwortsignal kann in einem anderen Frequenzbereich übertragen werden als das Anfragesignal. Beispielsweise kann das Antwortsignal mit einer Antwortfrequenz von 433MHz (d.h. im HF (High Frequency) Bereich) übertragen werden. Alternativ können Frequenzen im Bereich von 2.4 GHz (z.B. bei Verwendung von BLE) und/oder im Bereich von UWB verwendet werden.
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Das Antwortsignal kann aus mehreren Teilen bestehen. Ein erster Teil des Antwortsignals kann der Identifikation des ID-Gebers 120 dienen (z.B. kann ein Authentifizierungsschlüssel übertragen werden) und ein weiterer Teil des Antwortsignals kann Information in Bezug auf die gemessene Signalstärke und/oder Laufzeit des Anfragesignals umfassen. Ein oder mehrere Empfangseinheiten 104 des Fahrzeugs 100 können das Antwortsignal und/oder die Antwortsignal-Teile empfangen und an eine Steuereinheit 102 des Fahrzeugs 100 weiterleiten.
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Die Steuereinheit 102 kann eingerichtet sein, zu überprüfen, ob der ID-Geber 120 zum Fahrzeug 100 passt. Insbesondere kann eine Authentifizierung des ID-Gebers 120 erfolgen. Des Weiteren kann über Triangulation bzw. Trilateration bzw. über eine Look-Up-Tabelle die Position des ID-Gebers 120 relativ zum Fahrzeug 100 berechnet werden (auf Basis der gemessenen Signalstärken und/oder Laufzeiten einer Vielzahl von Anfragesignalen). Passt die abgeschätzte Position des ID-Gebers 120 mit der Position des Annäherungssensors 112 (z.B. der Umgebung der berührten Tür 110 und/oder des berührten Türgriffs 111) überein, so werden die Tür 110 und/oder das gesamte Fahrzeug 100 geöffnet. Es ist somit eine Authentifizierung des ID-Gebers 120 erfolgt.
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Wie in 1a dargestellt, umfasst das Fahrzeug 100 typischerweise eine Vielzahl von Sendeeinheiten 101. Die Sendeeinheiten 101 können an unterschiedlichen Stellen (d.h. an unterschiedlichen Referenzpunkten) im Fahrzeug 100 angeordnet sein. Jede Sendeeinheit 101 der Vielzahl von Sendeinheiten 101 kann ein Anfragesignal (z.B. einen Signalpuls) versenden. Die Anfragesignale können zeitlich zueinander versetzt sein, und ggf. eine vordefinierte Reihenfolge aufweisen. Alternativ oder ergänzend können die Anfragesignale eine eindeutige Kennung bzw. einen eindeutigen Identifikator aufweisen. Der ID-Geber 120 und/oder die Empfangseinheit 104 des Fahrzeugs 100 können mittels der Kennung bzw. des Identifikators und/oder mittels der Reihenfolge die Anfragesignale eindeutig jeweils einer Sendeeinheit 101 der Vielzahl von Sendeeinheiten 101 zuordnen. Somit können die jeweilige Signalstärke und/oder Laufzeit der einzelnen Anfragesignale und damit auch der jeweilige Abstand zwischen Sendeeinheit 101 (d.h. Referenzpunkt) und ID-Geber 120 ermittelt werden. Da sich die Sendeeinheiten 101 an unterschiedlichen Stellen (d.h. an unterschiedlichen Referenzpunkten) im Fahrzeug 100 befinden, ergibt sich eine Vielzahl von Abständen für die entsprechende Vielzahl von Sendeeinheiten 101. Anhand von Triangulations- bzw. Trilaterationsverfahren kann so die Relativposition zwischen Fahrzeug 100 und ID-Geber 120 bestimmt werden. Insbesondere kann eine Positions-Koordinate der Position des ID-Gebers relativ zu dem Fahrzeug 100 ermittelt werden. Ggf. kann auch eine Orientierung des Fahrzeugs 100 in Bezug auf den ID-Geber 120 bestimmt werden.
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Wie bereits oben dargelegt, können alternativ oder ergänzend zu der Auswertung der Signalstärken die Laufzeiten der Anfragesignale zwischen den unterschiedlichen Sendeeinheiten 101 und dem ID-Geber 120 ausgewertet werden. Aus den jeweiligen Laufzeiten kann auf den Abstand zwischen den unterschiedlichen Sendeeinheiten 101 und dem ID-Geber 120 geschlossen werden. Aus den Abständen kann dann wiederum mittels Triangulation bzw. Trilateration die Positions-Koordinate des ID-Gebers 120 relativ zu dem Fahrzeug 100 ermittelt werden.
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Die oben genannte Prozedur zum Identitätsabgleich / Positionsabgleich zwischen Fahrzeug 100 und ID-Geber 120 nimmt typischerweise einen Zeitraum von ca. 100ms in Anspruch. D.h. die o.g. Prozedur bleibt aufgrund des geringen Zeitraums für den Fahrer typischerweise unbemerkt, so dass der Fahrer mit dem Griff zum Türgriff 111 direkt die Tür 110 öffnen kann. Eine analoge Prozedur zum Identitätsabgleich / Positionsabgleich erfolgt typischerweise auch beim Motorstart des Fahrzeugs 100.
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Um, an und/oder in einem Fahrzeug 100 können unterschiedliche Teilbereiche definiert werden, wobei die unterschiedlichen Teilbereiche mit zumindest teilweise unterschiedlichen Funktionen des Zugangs- und/oder Aktivierungssystems verknüpft sein können. Beispielhafte Funktionen sind:
- • das Entriegeln einer bestimmten Tür 110 bzw. Klappe des Fahrzeugs 100; und/oder
- • das Zulassen einer bestimmten Fahrzeugfunktion (z.B. ein Motorstart); und/oder
- • das Aktivieren einer bestimmten Fahrzeugkomponente (z.B. eines Antriebsmotors).
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2 zeigt beispielhafte Teilbereiche 201, 202 um, an und in einem Fahrzeug 100. Die Teilereiche 201 sind außerhalb des Fahrzeugs 100 angeordnet und die Teilbereiche 202 sind innerhalb des Fahrzeugs 100 angeordnet. Die Bereichsgrenzen 203 zwischen den einzelnen Teilbereichen 201, 202 können relativ komplexe Verläufe aufweisen. Insbesondere können die Bereichsgrenzen 203 zwischen einem Teilbereich 202 des Innenraums und einem Teilbereich 201 des Außenraums der relativ komplexen Außenform bzw. Kontur des Fahrzeugs 100 folgen. Als Folge daraus kann typischerweise nicht direkt aus der Positions-Koordinate 220 des ID (Identifikations) -Gebers 120 ermittelt werden, in welchem Teilbereich 201, 202 sich der ID-Geber 120 befindet. Folglich kann auch nicht direkt ermittelt werden, welche ein oder mehrere Funktionen eines Teilbereichs 201, 202 aufgrund der Position des ID-Gebers 120 freizuschalten sind.
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Das Fahrzeug 100 kann durch ein CAD (Computer Aided Design) Modell beschrieben sein. Eine Zuordnung der Positions-Koordinate 220 des ID-Gebers 120 über das CAD Modell ist typischerweise nicht möglich, da hierzu das gesamte CAD Modell des Fahrzeugs 100 in einer Speichereinheit des Fahrzeugs 100 gespeichert werden müsste, was mit einem relativ hohen Aufwand verbunden wäre. Außerdem enthält das CAD Modell des Fahrzeugs 100 keine Informationen darüber, wo sich die Teilbereiche 201, 202 für das Zugangs- und/oder Aktivierungssystem um, an und/oder in dem Fahrzeug 100 befinden.
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Auf Basis des CAD Modells eines Fahrzeugs 100 kann ein Nutzer dreidimensionale (3D), geschlossene Körper als Teilbereiche 201, 202 für das Zugangs- und/oder Aktivierungssystem festlegen. Dabei können die einzelnen 3D Körper als Netz von Polygonen repräsentiert werden. 3 zeigt ein beispielhaftes Polygonnetz für einen Teilbereiche 201, 202. Das Polygonnetz umfasst eine Vielzahl von Polygonen 301, 302, wobei sich nur ein (typischerweise relativ kleiner) Anteil der Polygone 301 an dem Rand 203 des Teilbereichs 201, 202 befindet, während sich ein (typischerweise relativ großer) Anteil der Polygone 302 im Inneren des Teilbereichs 201, 202 befindet.
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Das Polygonnetz kann in einer platzsparenden Repräsentation auf das Steuergerät 102 und/oder auf eine Speichereinheit im Fahrzeug 100 übertragen und gespeichert werden. Die Repräsentation kann z.B. die Koordinaten jedes Polygons 301, 302 mit einem Index abzuspeichern. Die Eckpunkte des Polygonnetzes, d.h. insbesondere die Rand-Polygone 301 des Polygonnetzes, können dann mit diesen Indizes beschrieben werden. Die einzelnen Teilbereiche 201, 202 können somit durch die Rand-Polygone 301 der Ränder bzw. Grenzen 203 der einzelnen Teilbereiche 201, 202 beschrieben werden. Dabei kann jedes Polygon 301 durch die Positions-Koordinate 303 (zumindest oder genau) eines Punktes des Polygons 301 beschrieben werden.
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In einer Speichereinheit eines Fahrzeugs 100 kann eine Liste aller möglichen Punkte der (Rand-) Polygone 301 der Polygonnetze der Teilbereiche 201, 202 des Zugangs- und/oder Aktivierungssystems gespeichert sein. Jeder Punkt kann dabei in eindeutiger Weise durch einen Index identifizierbar sein. Des Weiteren kann die Positions-Koordinate 303 eines Punktes abgespeichert sein. Die einzelnen Polygone 301 eines Polygonnetzes können dann in effizienter Weise jeweils durch eine Liste von Indizes beschrieben werden, wobei die Indizes einer Liste für ein Polygon 301 die Eckpunkte des Polygons 301 anzeigen.
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Bei der Lokalisierung des ID-Gebers 120 kann eine Zuordnung der Positions-Koordinate 220 des ID-Gebers 120 zu einem Teilbereich 201, 202 dadurch erfolgen, dass geprüft wird, in welchem Polygonnetz sich die Positions-Koordinate 220 des ID-Gebers 120 befinden. Dies kann dadurch erfolgen, dass, wie in 2 dargestellt, ausgehend von den Positions-Koordinate 220 des ID-Gebers 120 ein Strahl 221 in eine beliebige Richtung gesendet wird. Es werden dann die Schnittpunkte 222 dieses Strahls 221 mit allen Polygonen bzw. Polygonnetzes (insbesondere Schnittpunkte 222 mit den Bereichsgrenzen 203 der Teilbereiche 201, 202) berechnet.
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Anhand der Anzahl der Schnittpunkte 222 mit den Polygonen 301, 302 eines Körpers bzw. Polygonnetzes kann dann bestimmt werden, ob sich die Positions-Koordinate 220 des ID-Gebers 120 innerhalb eines Körpers bzw. Polygonnetzes befindet oder nicht. Ist die Anzahl von Schnittpunkten 222 null oder eine gerade Zahl, so befindet sich die Positions-Koordinate 220 des ID-Gebers 120 nicht innerhalb des Körpers bzw. des Teilbereichs 201, 202. Andererseits befindet sich die Positions-Koordinate 220 des ID-Gebers 120 innerhalb eines Körpers bzw. eines Teilbereichs 201, 202, wenn für diesen Körper bzw. Teilbereich 201, 202 eine ungerade Anzahl von Schnittpunkten 222 vorliegt.
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4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 400 zur Ermittlung des Teilbereichs 201, 202 eines Zugangs- und/oder Aktivierungssystems eines Fahrzeugs 100, in dem sich ein ID-Geber 120 befindet. Das Zugangs- und/oder Aktivierungssystem umfasst typischerweise eine Mehrzahl von unterschiedlichen Teilbereichen 201, 202 (z.B. 2, 3, 4, 5 oder mehr Teilbereiche 201, 202), wobei die Teilbereiche 201, 202 zumindest teilweise im Innenraum des Fahrzeugs 100 und/oder zumindest teilweise außerhalb des Fahrzeugs 100 angeordnet sein können. Mit jedem Teilbereich 201, 202 des Zugangs- und/oder Aktivierungssystems können ein oder mehrere Funktionen verbunden sein, wobei die ein oder mehreren Funktionen eines Teilbereichs 201, 202 typischerweise nur dann genutzt werden können, wenn sich der ID-Geber 120 innerhalb dieses Teilbereichs 201, 202 befindet. Andererseits können die ein oder mehreren Funktionen eines Teilbereichs 201, 202 typischerweise nicht genutzt werden, wenn sich der ID-Geber 120 außerhalb des Teilbereichs 201, 202 befindet. Der ID-Geber 120 kann somit dazu verwendet werden, ein oder mehrere Teilbereichs-spezifische Funktionen freizugeben. Beispielhafte Funktionen sind z.B. das Entriegeln einer Fahrzeugtür bzw. Fahrzeugklappe oder das Aktivieren einer Komponente (z.B. eines Antriebsmotors) des Fahrzeugs.
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Die einzelnen Teilbereiche 201, 202 können jeweils durch ein Polygonnetz mit einer Vielzahl von Polygonen 301, 302 beschrieben werden. Die Polygonnetze der einzelnen Teilbereiche 201, 202 können dabei in effizienter und präziser Weise auf Basis eines Fahrzeug-Polygonnetzes des Fahrzeugs 100 (z.B. auf Basis eines CAD Modelles des Fahrzeugs 100) ermittelt werden. Information in Bezug auf die Polygonnetze der einzelnen Teilbereiche 201, 202 kann auf einer Speichereinheit bzw. auf einer Steuereinheit 102 des Fahrzeugs 100 gespeichert werden. Dabei können die Polygonnetze ggf. nur Rand-Polygone 301 umfassen, die die Ränder bzw. Grenzen 203 der einzelnen Teilbereiche 201, 202 beschreiben. Die Polygone 302 zur Beschreibung des Inneren der einzelnen Teilbereiche 201, 202 werden typischerweise nicht benötigt. Es können somit speicherplatzeffiziente Polygonnetze zur Beschreibung der einzelnen Teilbereiche 201, 202 bereitgestellt werden.
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Das Verfahren 400 umfasst das Ermitteln 401 einer Positions-Koordinate 220 des ID-Gebers 120 relativ zu dem Fahrzeug 100. Die Positions-Koordinate 220 kann z.B. durch das Aussenden von Anfragesignalen von unterschiedlichen Sendeeinheiten 101 und das Ermitteln der Laufzeiten der Anfragesignale bis zu der Position des ID-Gebers 120 ermittelt werden.
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Des Weiteren umfasst das Verfahren 400 das Ermitteln 402, auf Basis der Polygonnetze der Mehrzahl von unterschiedlichen Teilbereichen 201, 202, in welchem Polygonnetz sich die Positions-Koordinate 220 des ID-Gebers 120 befindet. Es können somit die Polygonnetze, welche die räumliche Ausbreitung der einzelnen Teilbereiche 201, 202 beschreiben, dazu verwendet werden, zu ermitteln, in welchem Teilbereich 201, 202 sich der ID-Geber 120 befindet. Dabei können ggf. nur die Rand-Polygone 301 berücksichtigt werden, durch die der räumliche Verlauf der Grenzen 203 zwischen den Teilbereichen 201, 202 beschrieben wird.
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Durch die in diesem Dokument beschriebenen Maßnahmen kann in ressourceneffizienter Weise (insbesondere in Bezug auf den erforderlichen Speicherplatz und den erforderlichen Rechenaufwand) ermittelt werden, in welchem Teilbereich 201, 202 eines Zugangs- und/oder Aktivierungssystems eines Fahrzeugs 100 sich ein ID-Geber 120 befindet. Des Weiteren ermöglichen es die beschriebenen Maßnahmen in flexibler Weise komplex geformte Teilbereiche 201, 202 zu definieren.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.
