DE102019118482A1

DE102019118482A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Reichweitenbestimmung einer Funkschnittstelle

Info

Publication number: DE102019118482A1
Application number: DE102019118482.7A
Authority: DE
Inventors: Thomas Liedtke
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2019-07-09
Filing date: 2019-07-09
Publication date: 2021-01-14

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zu einer Reichweitenbestimmung einer Funkschnittstelle (101), bei dem ein Messobjekt (111) die Funkschnittstelle (101) mit mindestens einer ersten Sendeeinheit und/oder mindestens einer ersten Empfangseinheit umfasst, bei dem die Funkschnittstelle (101) mit mindestens einem an einer Drohne (112) angeordneten Messgerät (102) in kommunikativer Verbindung steht, wobei das jeweilige Messgerät (102) eine jeweilige zweite Sendeeinheit und/oder eine jeweilige zweite Empfangseinheit aufweist, bei dem in einem Umfeld um das Messobjekt (111) ein Satz von dreidimensionalen Zielkoordinaten vorgegeben wird, bei dem jede dreidimensionale Zielkoordinate des Satzes von der Drohne (112) vollautomatisiert angeflogen wird, bei dem eine jeweilige Position der Drohne (112) festgestellt wird, bei dem mindestens eine erste Messung einer ersten Verbindungsqualität zwischen der mindestens einen ersten Sendeeinheit und der mindestens einen zweiten Empfangseinheit und/oder mindestens eine zweite Messung einer zweiten Verbindungsqualität zwischen der mindestens einen zweiten Sendeeinheit und der mindestens einen ersten Empfangseinheit durchgeführt wird, bei dem die jeweilige Position zusammen mit jeweiligen der jeweiligen Position zugeordneten Messwerten in einer Datenbank abgespeichert wird, und bei dem nach Durchführung von jeweiligen ersten Messungen und/oder zweiten Messungen an allen Zielkoordinaten des Satzes von Zielkoordinaten aus den abgespeicherten Messwerten mindestens ein dreidimensionales Reichweitendiagramm (110) erstellt wird. Ferner wird eine Vorrichtung zur Reichweitenbestimmung der Funkschnittstelle (101) beansprucht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reichweitenbestimmung einer Funkschnittstelle. Die Funkschnittstelle kann mit Sender und Empfänger bspw. in einem Fahrzeug angeordnet sein. Ferner wird eine Vorrichtung zur Reichweitenbestimmung einer Funkschnittstelle beansprucht.
Eine Funkschnittstelle, bspw. in einem Fahrzeug angeordnet, bietet für eine Reihe von Anwendungen, bspw. von simpler Türverriegelung bis hin zu komplexen Assistenzsystemen, wie etwa für ein Radar als Teil eines Notbremssystems, eine Möglichkeit, mit einem jeweiligen in dem Fahrzeug implementierten System zu kommunizieren. Eine Bestimmung der Reichweite des jeweilig an bzw. vor der Funkschnittstelle verwendeten Funkstandards bzw. der jeweiligen Funkfrequenz, im Folgenden als Reichweite der Funkschnittstelle bezeichnet, ist daher essentiell zur genauen Umgrenzung eines Einsatzgebietes der jeweiligen Anwendung.
Eine Funkreichweite der Funkschnittstelle wird bislang häufig per Hand in einem groben Raster um ein Messobjekt herum vermessen. Ein solch sehr zeitaufwändiger und auf Grund der Laufwege und des Aufwands sehr mühsamer und vor allem langsamer Prozess wird zusätzlich erschwert durch eine begrenzte Verfügbarkeit von Messplätzen bzw. Messhallen, die in der Regel stark ausgebucht sind.
Eine Flug-Drohne bzw. eine Drohne ist in der Lage, ferngesteuert schnell und punktgenau ein vorgegebenes Flugziel zu erreichen und kann dabei sehr einfach auch in der Höhe agieren. So offenbart die Druckschrift WO 2018/099970 A1 ein Verfahren zur Bestimmung einer Genauigkeit einer automatischen Positionierungsvorrichtung einer Signal-Verfolgungs-Antenne. Hierzu navigiert eine Flug-Drohne mit einer Sendeeinheit im dreidimensionalen Raum, wobei die Signal-Verfolgungs-Antenne in Abhängigkeit des empfangenen Funksignals positioniert bzw. ausgerichtet wird, um einer Bewegung der Flug-Drohne zu folgen.
In der US-amerikanischen Druckschrift US 9,541,633 B2 wird ein Verfahren zur Kalibrierung einer Erfassungs-Sensorik einer Maschine, bspw. eines Lastkraftwagen, beschrieben. Hierbei wird eine Drohne mit einem definierten Kalibrierungselement versehen und zu definierten Koordinaten innerhalb des Erfassungsbereichs der Sensorik bewegt.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zu einer Reichweitenbestimmung einer Funkschnittstelle bereitzustellen, welches schnell und automatisiert durchgeführt werden kann. Es sollen keine aufwändigen Aufbauten, wie bspw. Drehteller, zur Anordnung einer zu vermessenden Funkschnittstelle notwendig sein. Ferner soll eine Vorrichtung zu dieser Reichweitenbestimmung einer Funkschnittstelle vorgestellt werden.
Zur Lösung der voranstehend genannten Aufgabe wird ein Verfahren zu einer Reichweitenbestimmung einer Funkschnittstelle vorgeschlagen, bei dem ein Messobjekt die Funkschnittstelle mit mindestens einer ersten Sendeeinheit und/oder mindestens einer ersten Empfangseinheit umfasst und bei dem die Funkschnittstelle mit mindestens einem an einer Drohne angeordneten Messgerät, mit dem bspw. eine Sendeleistung und/oder eine Empfangsfeldstärke gemessen wird, in kommunikativer Verbindung steht. Das jeweilige Messgerät weist eine jeweilige zweite Sendeeinheit und/oder eine jeweilige zweite Empfangseinheit auf. In einem Umfeld um das Messobjekt wird ein Satz von dreidimensionalen Zielkoordinaten vorgegeben, wobei jede dreidimensionale Zielkoordinate des Satzes von der Drohne vollautomatisiert angeflogen wird und eine jeweilige Position der Drohne festgestellt wird. Es wird mindestens eine erste Messung einer ersten Verbindungsqualität zwischen der mindestens einen ersten Sendeeinheit und der mindestens einen zweiten Empfangseinheit und/oder mindestens eine zweite Messung einer zweiten Verbindungsqualität zwischen der mindestens einen zweiten Sendeeinheit und der mindestens einen ersten Empfangseinheit durchgeführt. Die jeweilige Position wird zusammen mit jeweiligen der jeweiligen Position zugeordneten Messwerten in einer Datenbank abgespeichert. Schließlich wird nach Durchführung von jeweiligen ersten und/oder zweiten Messungen an allen Zielkoordinaten des Satzes von Zielkoordinaten aus den abgespeicherten Messwerten mindestens ein dreidimensionales Reichweitendiagramm erstellt.
Unter der Drohne wird, insbesondere zur Erstellung eines dreidimensionalen Reichweitendiagramms im Sinne der Erfindung, eine Flug-Drohne verstanden. Jedoch ist damit natürlich auch die Erstellung eines bodennahen, im Wesentlichen zweidimensionalen Reichweitendiagramms möglich.
Mit Verbindungsqualität ist synonym auch eine Übertragungsqualität zu verstehen. Die erfindungsgemäße Reichweitenbestimmung wird in gleicher Weise verstanden als eine Bestimmung einer Umfeldabdeckung der Funkschnittstelle des Messobjektes, wobei die Funkschnittstelle mindestens ein kommunikatives Verbindungsmittel als mindestens eine erste Sendeeinheit und/oder mindestens eine erste Empfangseinheit aufweist.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist gegenüber bisher üblichen Vermessungen in Messhallen oder auf Messplätzen eine vorteilhaft einfache und flexible Konfiguration auf. Die einzig zu einer Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens notwendige Drohne ist einfach zu transportieren. Höchstens kann noch ein Sendemast zur Ansteuerung der Drohne notwendig sein, der aber auch zerlegbar und einfach zu transportieren ist. Daher kann das erfindungsgemäße Verfahren völlig unabhängig von einem jeweilig gewählten Standort ausgeführt werden, wobei hierzu vorteilhaft ein Untergrund variiert werden kann, um einen Einfluss auf die Reichweite bspw. bei Naturboden, Stahlbeton oder Asphalt zu ermitteln. Auch potentielle Funkstörer sind so einfach in die Reichweitenbestimmung mit einzubeziehen, u. U. indem man das erfindungsgemäße Verfahren in der Nähe von Umspannwerken oder Sendemasten, natürlich unter Einbeziehung der Zielkoordinaten für die Drohne, ausführt.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als Messobjekt ein Fahrzeug gewählt. Es kann sich bspw. um ein Kraftfahrzeug oder ein autonom gesteuertes Fahrzeug ohne Personenkabine handeln.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Satz von Zielkoordinaten durch ein dreidimensionales begrenztes Raster mit dem Messobjekt im Zentrum einer untersten horizontalen Fläche vorgegeben. Die Begrenzungen des Rasters ergeben sich einerseits aus einer Abschätzung der maximalen Reichweite der jeweiligen ersten Sendeeinheit oder der jeweiligen ersten Empfangseinheit der zu vermessenden Funkschnittstelle, andererseits aus einer von einem jeweiligen Drohnentyp abhängigen Ansteuerungsreichweite, bei der bspw. bis zu 5 km möglich ist. Es ist denkbar, das Raster äquidistant verteilt im kartesischen Raum anzuordnen. Weiter ist es denkbar, das Raster äquidistant in Polarkoordinaten oder Kugelkoordinaten darzustellen. Eine Vorgabe einer Reihenfolge des Anfliegens der aus dem Raster vorgegebenen Zielkoordinaten resultiert in einem Flugplan. Durch das vorgegebene Raster bzw. die Zielkoordinaten wird auch vorteilhaft eine eindeutige Reproduzierbarkeit der Messungen ermöglicht. Weiterhin kann das Anfliegen völlig ohne eine störende körperliche Beeinflussung durch eine ansonsten die Messung ausführende Person erfolgen, die je nach Art einer Messdurchführung ein Messgerät unterschiedlich halten würde oder durch ihren Körper gegebenenfalls abschatten würde. Auch können in eine Vorgabe des Satzes an Zielkoordinaten auch Messungen zu definierten reproduzierbaren Bewegungsabläufen einfließen, wie bspw. Näherungsszenarien wie „Open on Approach“, „Walk Away Lock“, „Mobile Key Access“, konzertiert mit Lichtszenarien. Schließlich wäre auch eine Vermessung bei einem sich bewegenden Messobjekt denkbar, bspw. eines Radar-Assistenzsystems bei einem pilotierten Einparkvorgang.
In einer noch weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Flugweglänge zur Aufsuchung aller vorgegebenen Zielkoordinaten des Satzes von Zielkoordinaten minimiert. Dadurch resultiert ein optimierter Flugplan, der für jede erreichte Zielkoordinate eine unmittelbar als Nächstes anzufliegende Zielkoordinate enthält und außerdem einen geringsten Energieverbrauch der Drohne ermöglicht, wodurch diese vorteilhaft möglichst viele Messungen durchführen kann.
In einer fortgesetzt weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zur Positionsbestimmung der Drohne ein Differential-GPS eingesetzt.
In einer fortgesetzt noch weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zur Messung der jeweiligen ersten und/oder zweiten Verbindungsqualität mindestens ein Kriterium aus folgender Liste herangezogen: Reichweite, Abdeckung, Empfangsfeldstärke, Abstrahlcharakteristik.
Ferner wird eine Vorrichtung zu einer Reichweitenbestimmung einer Funkschnittstelle beansprucht, bei der die Vorrichtung ein Messobjekt mit der Funkschnittstelle mit mindestens einer ersten Sendeeinheit und/oder mindestens einer ersten Empfangseinheit, eine Drohne mit mindestens einem Messgerät mit einer jeweiligen zweiten Sendeeinheit und/oder einer zweiten Empfangseinheit, mindestens ein Drohnensteuerungsmodul, ein Messgerätesteuerungsmodul und ein Messobjektsteuerungsmodul, sowie eine Gesamtsteuerung mit einer Datenbank und einer Recheneinheit umfasst, auf der ein Computerprogramm implementiert ist, das Programmcodemittel umfasst, die dazu ausgelegt sind, wenn das Computerprogramm auf der Recheneinheit abläuft, einen Ablauf eines Messvorgangs für die Reichweitenbestimmung zu steuern, Messdaten in die Datenbank zu schreiben und zu lesen, und eine Auswertung von in der Datenbank abgespeicherten Messwerten durchzuführen, bei der die Vorrichtung dazu konfiguriert ist, zwischen der Funkschnittstelle und dem mindestens einen Messgerät einen Funkaustausch zu betreiben, in einem Umfeld um das Messobjekt einen vorgegebenen Satz von dreidimensionalen Zielkoordinaten zur Verfügung zu haben, jede der dreidimensionalen Zielkoordinaten des Satzes mit der Drohne über das mit der Recheneinheit der Gesamtsteuerung in Verbindung stehende Drohnensteuerungsmodul gesteuert anfliegen zu lassen, dort eine jeweilige Position der Drohne festzustellen und an die Gesamtsteuerung zu übermitteln, über das Messgerätesteuerungsmodul mindestens eine erste Messung einer ersten Verbindungsqualität zwischen der mindestens einen ersten Sendeeinheit und der mindestens einen zweiten Empfangseinheit und/oder mindestens eine zweite Messung einer zweiten Verbindungsqualität zwischen der mindestens einen zweiten Sendeeinheit und der mindestens einen ersten Empfangseinheit durchzuführen und einen jeweiligen Messwert an die Gesamtsteuerung zu übermitteln, die jeweilige Position und den jeweiligen der jeweiligen Position zugeordneten Messwert in einer Datenbank abzuspeichern, und nach Durchführung von jeweiligen ersten und/oder zweiten Messungen an allen Zielkoordinaten des Satzes von Zielkoordinaten aus den abgespeicherten Messwerten ein jeweiliges dreidimensionales Reichweitendiagramm zu erstellen.
In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Messobjekt ein Fahrzeug, bspw. ein Kraftfahrzeug oder ein Lastkraftfahrzeug.
In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das mindestens eine an der Drohne angeordnete Messgerät aus folgender Liste gewählt: funkbasierte Entriegelungsvorrichtung, Funkschlüssel, Smartgerät, Bluetooth-Gerät, WiFi-Gerät, UWB-Gerät, Radar-basiertes Assistenzsystem. In einem Frequenzbereich sind funkbasierte Entriegelungsvorrichtungen oder Funkschlüssel bspw. bei 315 MHz und 434 MHz, Bluetooth und WiFi bzw. WLAN bei 2,4 GHz und 5 GHz, UWB (Ultrabreites Band) zwischen 4 bis 8 GHz, Radar im GHz-Bereich. Die voranstehende Liste soll aber keineswegs andere Geräte, welche zur Kommunikation mit dem Messobjekt anordbar sind oder angeordnet werden können, ausschließen. Ein jeweiliges Messgerät umfasst auch eine jeweilige Schnittstelle bzw. ein jeweiliges Interface, so ist bspw. mit Bluetooth-Gerät auch eine Bluetooth-Schnittstelle umfasst. Radar-basierte Assistenzsysteme sind insbesondere bei Fahrzeugen von Bedeutung, die teilweise oder vollständig autonome Fahraktionen ausführen
Das verwendete Akronym „WiFi“, abgekürzt für „Wireless Fidelity“ ist synonym zum Akronym WLAN, abgekürzt für „Wireless Local Area Network“, zu verstehen und umfasst ein kabelloses Netzwerk.
Das Messgerätesteuerungsmodul steuert dabei die kommunikative Verbindung mit dem mindestens einen Messgerät. Zum Beispiel wird das an der Drohne als eine zweite Sendeeinheit angeordnete Smartgerät an jeder erreichten Zielkoordinate von dem Messgerätesteuerungsmodul zu einer Aussendung eines jeweiligen Signals, bspw. zu einer Identifikation gegenüber dem Messobjekt, veranlasst. Die jeweilige Empfangsstärke dieser von dem Smartgerät gesendeten Daten wird an der Funkschnittstelle des Messobjekts gemessen und über das Messobjektsteuerungsmodul an die Gesamtsteuerung übermittelt. Gleichzeitig ist das Smartgerät auch als zweite Empfangseinheit angeordnet, so dass von dem Messgerätesteuerungsmodul Messwerte über die Empfangsstärke der von der Funkschnittstelle an das Smartgerät gesendeten Daten ausgelesen werden und ebenfalls an die Gesamtsteuerung weitergegeben werden. Erfindungsgemäß kann dann nach Abschluss aller Messungen ein jeweiliges Reichweitenprotokoll für die kommunikative Verbindung der Funkschnittstelle mit dem Smartgerät als Sender und als Empfänger ausgegeben werden.
In einer fortgesetzt weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die Drohne zur Positionsbestimmung ein Differential-GPS auf. Jeweilige Daten aus dieser Positionsbestimmung werden an das Drohnensteuerungsmodul übermittelt. Hierbei sind hohe Genauigkeiten bis zu einer Positionsabweichung von maximal einem Zentimeter möglich.
Schließlich wird ein nichtflüchtiges computerlesbares Medium beansprucht, das ein Computerprogramm mit Programmcodemitteln umfasst, die dazu ausgelegt sind, wenn das Computerprogramm auf einer Recheneinheit, insbesondere auf der Recheneinheit der voranstehenden erfindungsgemäßen Vorrichtung, abläuft, einen oder mehrere Schritte des voranstehenden erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben, gleichen Komponenten sind dieselben Bezugszeichen zugeordnet.

1 zeigt schematisch einen Messaufbau zu einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
2 zeigt schematisch eine Konzeptübersicht zu einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
3 zeigt schematisch ein erstes Messbeispiel zu einer noch weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
4 zeigt schematisch ein zweites Messbeispiel zu einer Ermittlung einer Messgüte zu einer fortgesetzt weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
5 zeigt schematisch ein drittes Messbeispiel zu einer fortgesetzt noch weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
6 zeigt schematisch ein viertes Messbeispiel zu einer Ermittlung einer Abstrahlcharakteristik zu einer noch weiter fortgesetzten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.

In 1 wird schematisch ein Messaufbau 100 zu einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. In einem Zentrum eines Satzes aus Zielkoordinaten ist ein Messobjekt 111, hier als Beispiel ein Fahrzeug 111, mit einer Funkschnittstelle 101 angeordnet. An einer Drohne 112 ist ein Messgerät 102 angeordnet. Die Drohne 112 fliegt die jeweiligen Zielkoordinaten an und ist in ihrer Position definiert durch eine Funkdistanz 105 zwischen dem Messgerät 102 und der Funkschnittstelle 101, welche aus einem vertikalen Schenkel 104 bzw. einer Höhe 104 der Drohne im Lot über einem (mit der Funkschnittstelle 101) waagerecht verlaufenden horizontalen Schenkel 103 bzw. einer Bodendistanz 103 ermittelbar ist. Nach Erreichen einer jeweiligen Zielkoordinate wird eine genaue Position der Drohne 112 bzw. des Messgeräts 102 bestimmt, bspw. durch Differential-GPS, und eine jeweilige Messung einer Verbindungsqualität zwischen einer ersten Sende-/Empfangseinheit der Funkschnittstelle und einer zweiten Sende-/Empfangseinheit des Messgerätes vorgenommen. Daraus gemessene Werte, bspw. einer Empfangsfeldstärke, werden gemeinsam mit der ermittelten Position in einer Datenbank abgespeichert und nach Abschluss aller Messungen (nach Anfliegen aller Zielkoordinaten) zu einem Reichweitendiagramm 110 umgerechnet.
In 2 wird schematisch eine Konzeptübersicht 200 zu einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. An der Drohne 112 sind Messgeräte 202, bspw. ein Funkschlüssel mit Sendefrequenz von 315 MHz oder 434 MHz oder ein Smartgerät mit Sende- bzw. Empfangsfrequenz im Ultrabreitband (UWB) zwischen 4 GHz und 8 GHz, angeordnet. Die Messgeräte 202 stehen in einer unidirektionalen, bspw. beim Funkschlüssel, oder bidirektionalen kommunikativen Verbindung 203 bzw. einem Funkaustausch mit der Funkschnittstelle 101 des Fahrzeugs 111. Ein Drohnensteuerungsmodul 216 betreibt mit der Drohne 112 einen Drohnenfunkverkehr 210, über den das Drohnensteuerungsmodul 216 Befehle zu einer Drohnensteuerung 212 an die Drohne 112 sendet, bspw. zum Anfliegen einer Zielkoordinate, und von der Drohne 112 deren Drohnenpositionskoordinaten 214 empfängt. Ein Messgerätesteuerungsmodul 226 betreibt mit dem jeweiligen Messgerät 202 einen Telemetriefunkverkehr 220, über den das Messgerätesteuerungsmodul 226 Befehle zu einer Messgeräteansteuerung 222 an das jeweilige Messgerät 202 sendet, bspw. zu einem Funkschlüssel einen Befehl zu einer Aussendung eines Türöffnungssignals, und von dem jeweiligen Messgerät 202 jeweilige Messwerte 224 und/oder deren Status 224 empfängt. Ein Messobjektsteuerungsmodul 236 ist mit dem Messobjekt 111 bzw. dessen Funkschnittstelle 101 über eine CAN-Schnittstelle 232 verbunden, steuert darüber die Funkschnittstelle 101 bzw. erhält darüber Diagnosedaten der Funkschnittstelle 101 bzw. des Messobjekts 111, bspw. ob und ggfs. mit welcher Empfangsfeldstärke ein Signal zur Türöffnung empfangen wurde. Das Drohnensteuerungsmodul 216, das Messgerätesteuerungsmodul 226 und das Messobjektsteuerungsmodul 236 stehen in unmittelbarem Kommunikationsaustausch mit einer Gesamtsteuerung 240, welche eine Datenbank und eine Recheneinheit umfasst, auf der ein Computerprogramm implementiert ist, das Programmcodemittel umfasst, die dazu ausgelegt sind, wenn das Computerprogramm auf der Recheneinheit abläuft, einen Ablauf eines Messvorgangs für die Reichweitenbestimmung zu steuern, Messdaten in die Datenbank zu schreiben und zu lesen, und eine Auswertung 260, bspw. eines Messprotokolls oder eines Reichweitendiagramms 110 von in der Datenbank abgespeicherten Messwerten durchzuführen. Erfindungsgemäß wird hierzu ein Satz von dreidimensionalen Zielkoordinaten 250 vorgegeben, die eine Flugplanung bzw. „Flight Planning“ zur Folge haben, nach der die Drohne 112 gesteuert wird.
In 3 wird schematisch ein erstes Messbeispiel 300 zu einer noch weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. Das Messgerätesteuerungsmodul 226 führt bei diesem Messbeispiel 300 über den Telemetriefunkverkehr 320 lediglich eine Funkschlüsselansteuerung 322 durch, ohne von dem Funkschlüssel 301, der nur eine Sendeeinheit und keine Empfangseinheit aufweist, wie bspw. in der Konzeptübersicht 200 aufgeführt, Messwerte 224 zurückzubekommen. Hierbei wird als Messgerät ein Funkschlüssel 301 betrachtet, der über einen Abgriff an seiner Schlüsselplatine 304 mit einer 10-Schnittstelle 302 in Verbindung steht, wobei diese über ein Telemetriemodul 303 Befehle zur Funkschlüsselansteuerung 322 weitergibt. Eine in diesem Fall lediglich unidirektional eingesetzte Funkschnittstelle 305 steht über die Funkschnittstelle 101 mit einem Steuergerät 306 in Verbindung, welches über die CAN-Schnittstelle 232 Diagnosedaten mit dem Messobjektsteuerungsmodul 236 austauscht. Die hier nicht gesondert dargestellte Gesamtsteuerung 240 gibt an das Drohnensteuerungsmodul 216 einen Aktionsbefehl 341 an die Drohne 112 aus, eine jeweilige Zielkoordinate bzw. Sollposition anzufliegen und die erreichte Position zu ermitteln, welche nach Rückmeldung von der Gesamtsteuerung auf der Datenbank 350 abgespeichert wird. Als nächstes gibt die Gesamtsteuerung 240 an das Messgerätesteuerungsmodul 226 einen Aktionsbefehl 342 aus, den Funkschlüssel 301 zu veranlassen, bspw. das Türöffnungssignal abzusetzen. Schließlich wird von der Gesamtsteuerung 240 aus dem Messobjektsteuerungsmodul eine Reaktion 343 erhalten, ob im Messobjekt 111 das Türöffnungssignal erkannt oder nicht erkannt wurde und was gegebenenfalls eine RSSI (Received Signal Strength Indication) Empfangsfeldstärke des Türöffnungssignals war, woraus eine Messantwort gebildet wird, die ebenfalls in der Datenbank 350 bei der jeweiligen Position abgespeichert wird. Die Schritte bzw. Aktionsbefehle 341, 342, sowie das Bilden der Messantwort aus der Reaktion 343 und das Abspeichern der Information in der Datenbank 350 werden solange ausgeführt, bis alle Zielkoordinaten angeflogen wurden und die entsprechende Messung erfolgt ist. Abschließend wird ein Positions- und Antwortdiagramm 352 ausgegeben.
In 4 wird schematisch ein zweites Messbeispiel 400 zu einer Ermittlung einer Messgüte zu einer fortgesetzt weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. Bei dem Messgerät 402, für das eine Messgüte des Funkaustauschs mit der Funkschnittstelle 101 ermittelt werden soll, kann es sich bspw. um ein Smartgerät handeln, welches über verschiedene, sich in einem Betrieb befindliche Funkmittel wie bspw. UWB, Bluetooth oder WiFi über die Funkschnittstelle 101 mit dem Steuergerät 306 in Kontakt steht. Zunächst erfolgt als Initiierungsaktion 431 an das Messobjektsteuerungsmodul ein Funktionsstart zu einer Abfrage aller einkommenden Messwerte, das sogenannte „Polling“. So dann gibt die hier nicht explizit dargestellte Gesamtsteuerung 240 an das Drohnensteuerungsmodul 216 einen Aktionsbefehl 441 an die Drohne 112 aus, eine jeweilige Zielkoordinate bzw. Sollposition anzufliegen und die erreichte Position zu ermitteln. Nun beaufschlagt die Gesamtsteuerung 240 das Messobjektsteuerungsmodul 236 mit einer Abfrage 443 einer Reaktion des Messobjekts 112, wie bspw. Ver- und Entriegelung, Lichtinszenierung, „Parkvorgang starten“, und/oder der Abfrage 443 einer vom Drohnensteuerungsmodul ermittelten Drohnenposition innerhalb vorgegebener Zonen und/oder der Abfrage 443 der Empfangsfeldstärke RSSI, woraus die Messantwort gebildet wird, die zusammen mit der ermittelten Position der Drohne 112 in der Datenbank 450 abgespeichert wird. Der Aktionsbefehl 441, die Abfrage 443 und die Übermittlung an die Datenbank 450 werden entweder solange wiederholt, bis alle Zielkoordinaten angeflogen wurden und die entsprechende Messung erfolgt ist, oder als ständige Aufzeichnung einer Auswertung zugeführt.
In 5 wird schematisch ein drittes Messbeispiel 500 zu einer fortgesetzt noch weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. Hierbei wird als Messgerät ein Smartgerät 501 betrachtet, welches mit einem USB-Interface 502 in Verbindung steht, wobei dieses ein Telemetriemodul 303 kontaktiert. Der Telemetriefunkverkehr 220 wird hierbei bspw. über CWUSB 522, abgekürzt für Certified Wireless Universal Serial Bus, gestaltet. Die hier nicht explizit dargestellte Gesamtsteuerung 240 gibt an das Drohnensteuerungsmodul 216 einen Aktionsbefehl 541 an die Drohne 112 aus, eine jeweilige Zielkoordinate bzw. Sollposition anzufliegen und die erreichte Position zu ermitteln, welche nach Rückmeldung von der Gesamtsteuerung 240 auf der Datenbank 550 abgespeichert wird. Als nächstes erfolgt durch die Gesamtsteuerung 240 über das Messgerätesteuerungsmodul 226 eine Abfrage 542 über einen Entwicklerzugriff, um Kommunikationsparameter, Empfangsfeldstärken oder Aktionen je nachdem zu beeinflussen, zu veranlassen oder durchzuführen. Schließlich wird von der Gesamtsteuerung 240 aus dem Messobjektsteuerungsmodul 236 durch Abfrage 543 einer Messobjektreaktion, und/oder eines Messobjektzustands und/oder von Messwerten bspw. zur Empfangsfeldstärke, eine Messantwort gebildet, die ebenfalls in der Datenbank 550 zur jeweiligen Position abgespeichert wird. Der Aktionsbefehl 541, die Abfrage 542 über einen Entwicklerzugriff, die Abfrage 543 und die Übermittlung an die Datenbank 550 werden solange ausgeführt, bis alle Zielkoordinaten angeflogen wurden und die entsprechende Messung erfolgt ist. Abschließend wird ein Positions- und Antwortdiagramm ausgegeben.
In 6 wird schematisch ein viertes Messbeispiel 600 zur Ermittlung einer Abstrahlcharakteristik zu einer noch weiter fortgesetzten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. Hierbei wird als Messgerät ein Messempfänger 601 betrachtet, welcher ein Telemetriemodul 303 kontaktiert. Der Telemetriefunkverkehr 220 wird hierbei bspw. über WiFi bzw. WLAN 622 gestaltet. Gemessen wird am Messempfänger 601 bspw. eine Empfangsfeldstärke ein von dem Messobjekt 111 bzw. dessen Funkschnittstelle 101 durch das Steuergerät 306 veranlasstes Funksignal. Dieses kann auch aus einem zusätzlich angeordneten Testsender 607 stammen. Die hier nicht gesondert dargestellte Gesamtsteuerung 240 gibt an das Drohnensteuerungsmodul 216 einen Aktionsbefehl 641 an die Drohne 112 aus, eine jeweilige Zielkoordinate bzw. Sollposition anzufliegen und die erreichte Position zu ermitteln, welche nach Rückmeldung von der Gesamtsteuerung 240 auf der Datenbank 652 abgespeichert wird. Als nächstes erfolgt durch die Gesamtsteuerung 240 über das Messgerätesteuerungsmodul 226 ein Befehl 642 an den Messempfänger 601, die Messung zu starten. Schließlich wird von der Gesamtsteuerung 240 das Messobjektsteuerungsmodul 236 mit einem Triggerbefehl 643 beaufschlagt, von der Funkschnittstelle 101 oder dem Testsender 607 des Messobjektes einen Trigger abzugeben, der dann vom Messempfänger 601 gemessen werden kann. Danach erfolgt an den Messempfänger ein Stoppbefehl 650. Die gemessene Empfangsfeldstärke wird in der Datenbank 652 zur jeweiligen Position abgespeichert. Der Aktionsbefehl 641, der Befehl 642, der Triggerbefehl 643, der Stoppbefehl 650 und die Übermittlung an die Datenbank 652 werden solange ausgeführt, bis alle Zielkoordinaten angeflogen wurden und die entsprechende Messung erfolgt ist. Abschließend wird ein Positions- und Antwortdiagramm ausgegeben.
Bezugszeichenliste

100: Messaufbau
101: Funkschnittstelle
102: Messgerät
103: Horizontaler Schenkel (Bodendistanz)
104: Vertikaler Schenkel (Höhe)
105: Funkdistanz
110: Reichweitendiagramm
111: Messobjekt, Fahrzeug
112: Drohne
200: Konzeptübersicht
202: Messgeräte
203: Uni- oder bidirektionale kommunikative Verbindung (Funkaustausch)
210: Drohnenfunkverkehr
212: Drohnensteuerung
214: Drohnenpositionskoordinaten
216: Drohnensteuerungsmodul
220: Telemetriefunkverkehr
222: Messgeräteansteuerung
224: Messwerte/Status
226: Messgerätesteuerungsmodul
232: CAN-Schnittstelle/Diagnose
236: Messobjektsteuerungsmodul
240: Gesamtsteuerung
250: Dreidimensionale Zielkoordinaten
260: Ausgabe einer Auswertung
300: Erstes Messbeispiel
301: Funkschlüssel
302: 10-Schnittstelle
303: Telemetriemodul
304: Abgriff Schlüsselplatine
305: Unidirektionale kommunikative Verbindung
306: Steuergerät
320: Telemetriefunkverkehr
322: Funkschlüsselansteuerung
341: Aktionsbefehl an Drohne
342: Aktionsbefehl an Funkschlüssel
343: Reaktion
350: Abspeicherung von Position und Messantwort auf Datenbank
352: Positions- und Antwortdiagramm
400: Zweites Messbeispiel
402: Messgeräte
431: Initiierung
441: Aktionsbefehl an Drohne
443: Abfrage
450: Abspeicherung von Position und Anwort auf Datenbank
500: Drittes Messbeispiel
501: Smartgerät
502: USB Interface
522: CWUSB
541: Aktionsbefehl an Drohne
542: Abfrage über Entwicklerzugriff
543: Abfrage System und Messwerte
550: Abspeicherung von Position und Antwort auf Datenbank
600: Viertes Messbeispiel
601: Messempfänger
605: Unidirektionale kommunikative Verbindung
607: Testsender
622: WLAN
641: Aktionsbefehl an Drohne
642: Aktionsbefehl an Messempfänger
643: Trigger senden
650: Stoppbefehl
652: Abspeicherung von Position und Antwort auf Datenbank

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2018/099970 A1 [0004]
US 9541633 B2 [0005]

Claims

Verfahren zu einer Reichweitenbestimmung einer Funkschnittstelle (101), bei dem ein Messobjekt (111) die Funkschnittstelle (101) mit mindestens einer ersten Sendeeinheit und/oder mindestens einer ersten Empfangseinheit umfasst, bei dem die Funkschnittstelle (101) mit mindestens einem an einer Drohne (112) angeordneten Messgerät (102, 202, 301, 402, 501, 601) in kommunikativer Verbindung (203, 305, 605) steht, wobei das jeweilige Messgerät (102, 202, 301, 402, 501, 601) eine jeweilige zweite Sendeeinheit und/oder eine jeweilige zweite Empfangseinheit aufweist, bei dem in einem Umfeld um das Messobjekt (111) ein Satz von dreidimensionalen Zielkoordinaten (250) vorgegeben wird, bei dem jede dreidimensionale Zielkoordinate (250) des Satzes von der Drohne (112) vollautomatisiert angeflogen wird, bei dem eine jeweilige Position (214) der Drohne (112) festgestellt wird, bei dem mindestens eine erste Messung einer ersten Verbindungsqualität zwischen der mindestens einen ersten Sendeeinheit und der mindestens einen zweiten Empfangseinheit und/oder mindestens eine zweite Messung einer zweiten Verbindungsqualität zwischen der mindestens einen zweiten Sendeeinheit und der mindestens einen ersten Empfangseinheit durchgeführt wird, bei dem die jeweilige Position (214) zusammen mit jeweiligen der jeweiligen Position (214) zugeordneten Messwerten (224) in einer Datenbank (350, 450, 550, 652) abgespeichert wird, und bei dem nach Durchführung von jeweiligen ersten Messungen und/oder zweiten Messungen an allen Zielkoordinaten (250) des Satzes von Zielkoordinaten (250) aus den abgespeicherten Messwerten (350, 450, 550, 652) mindestens ein dreidimensionales Reichweitendiagramm (110, 352) erstellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem als Messobjekt (111) ein Fahrzeug (111) gewählt wird.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem der Satz von Zielkoordinaten (250) durch ein dreidimensionales begrenztes Raster (250) mit dem Messobjekt im Zentrum vorgegeben wird.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem eine Flugweglänge zur Aufsuchung der jeweiligen vorgegebenen Zielkoordinaten (250) des Satzes von Zielkoordinaten (250) minimiert wird.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem zur Positionsbestimmung der Drohne (112) ein Differential-GPS eingesetzt wird.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem zur Messung der jeweiligen ersten und/oder zweiten Verbindungsqualität mindestens ein Kriterium aus folgender Liste herangezogen wird: Reichweite, Abdeckung, Empfangsfeldstärke, Abstrahlcharakteristik.
Vorrichtung zu einer Reichweitenbestimmung einer Funkschnittstelle (101), bei der die Vorrichtung ein Messobjekt (111) mit der Funkschnittstelle (101) mit mindestens einer ersten Sendeeinheit und/oder mindestens einer ersten Empfangseinheit, eine Drohne (112) mit mindestens einem Messgerät (102, 202, 301, 402, 501, 601) mit einer jeweiligen zweiten Sendeeinheit und/oder einer jeweiligen zweiten Empfangseinheit, mindestens ein Drohnensteuerungsmodul (216), Messgerätesteuerungsmodul (226) und ein Messobjektsteuerungsmodul (236), sowie eine Gesamtsteuerung (240) mit einer Datenbank (350, 450, 550, 652) und einer Recheneinheit umfasst, auf der ein Computerprogramm implementiert ist, das Programmcodemittel umfasst, die dazu ausgelegt sind, wenn das Computerprogramm auf der Recheneinheit abläuft, einen Ablauf eines Messvorgangs für die Reichweitenbestimmung zu steuern, Messdaten in die Datenbank (350, 450, 550, 652) zu schreiben und zu lesen, und eine Auswertung (352) von in der Datenbank abgespeicherten Messwerten durchzuführen, bei der die Vorrichtung dazu konfiguriert ist, zwischen der Funkschnittstelle (101) und dem mindestens einen Messgerät (102, 202, 301, 402, 501, 601) einen Funkaustausch (203, 305, 605) zu betreiben, in einem Umfeld um das Messobjekt (111) einen vorgegebenen Satz von dreidimensionalen Zielkoordinaten (250) zur Verfügung zu haben, jede der dreidimensionalen Zielkoordinaten (250) des Satzes mit der Drohne (112) über das mit der Recheneinheit der Gesamtsteuerung (240) in Verbindung stehende Drohnensteuerungsmodul (216) gesteuert anfliegen zu lassen, dort eine jeweilige Position (214) der Drohne (112) festzustellen und an die Gesamtsteuerung (240) zu übermitteln, über das Messgerätesteuerungsmodul (226) mindestens eine erste Messung einer ersten Verbindungsqualität zwischen der mindestens einen ersten Sendeeinheit und der mindestens einen zweiten Empfangseinheit und/oder mindestens eine zweite Messung einer zweiten Verbindungsqualität zwischen der mindestens einen zweiten Sendeeinheit und der mindestens einen ersten Empfangseinheit durchzuführen und einen jeweilige Messwert (224) an die Gesamtsteuerung (240) zu übermitteln, die jeweilige Position (214) und den jeweiligen der jeweiligen Position (214) zugeordneten Messwert (224) in einer Datenbank (350, 450, 550, 652) abzuspeichern, und nach Durchführung von jeweiligen ersten und/oder zweiten Messungen an allen Zielkoordinaten (250) des Satzes von Zielkoordinaten (250) aus den abgespeicherten Messwerten (350, 450, 550, 652) ein jeweiliges dreidimensionales Reichweitendiagramm (110, 352) zu erstellen.
Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei das Messobjekt (111) ein Fahrzeug (111) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, bei der das mindestens eine an der Drohne (112) angeordnete Messgerät (102, 202, 301, 402, 501, 601) aus folgender Liste gewählt ist: Funk-basierte Entriegelungsvorrichtung, Funkschlüssel (301), Smartgerät (501), Bluetooth-Gerät, WiFi-Gerät, Radar-basiertes Assistenzsystem.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 9, welche zur Positionsbestimmung der Drohne (112) ein Differential-GPS aufweist.
Nichtflüchtiges computerlesbares Medium, das ein Computerprogramm mit Programmcodemitteln umfasst, die dazu ausgelegt sind, wenn das Computerprogramm auf einer Recheneinheit, insbesondere auf der Recheneinheit der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, abläuft, einen oder mehrere Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 auszuführen.