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Die Erfindung betrifft ein Berechtigungssystem für ein Fahrzeug sowie ein Verfahren zur Steuerung von Berechtigungsaktionen eines Fahrzeugs.
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In der Fahrzeugindustrie besteht ein ständiges Interesse darin zum einen die Kosten für die herzustellenden Produkte und Services zu senken und gleichzeitig den Komfort für den Kunden weiterzuentwickeln. Dabei werden alle Funktionen und Bereiche, beispielsweise eines Kraftfahrzeugs, zunehmend weiterentwickelt, wobei eine Verbindung zur sogenannten digitalen Welt in vielen Bereichen fokussiert wird.
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Um Kunden beziehungsweise einem Nutzer eines Fahrzeugs einen komfortablen Fahrzeugzugang und Fahrzeugstart zu ermöglichen, werden seit einigen Jahren sogenannte Keyless Entry Systeme (Keyless Entry Systeme = Schlüssellose Einstiegssysteme) angeboten, bei denen weder der mechanische Schlüssel noch die Funkfernbedienung aktiv benutzt werden müssen. Stattdessen erkennt das System eine Annäherung oder Anwesenheit des Schlüssels und gestattet das Öffnen der Türen, wenn der Nutzer den Schlüssel bei sich trägt. Setzt sich der Nutzer in das Fahrzeug, wird der mitgeführte Schlüssel im Innenraum geortet und das Fahrzeug lässt sich beispielsweise über den Zündanlasstaster starten. Auch dabei muss der Schlüssel nicht aktiv benutzt werden.
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Es existieren inzwischen auch Lösungen, bei denen diese Funktion ohne den klassischen Schlüssel, sondern mit einem Smartphone als Schlüsselersatz angeboten wird.
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In einigen Absatzmärkten werden hohe Sicherheitsanforderungen an die Technik gestellt, um ein unbefugtes Öffnen oder Starten des Fahrzeugs zu unterbinden. Nachdem sogenannte Relay-Attacken bekannt geworden sind, wird ein hoher technischer Aufwand seitens der Hersteller betrieben, um diese Angriffe zu unterbinden.
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Es existieren jedoch auch Absatzmärkte, in denen kein hohes Sicherheitsniveau dieser Funktion von Käufern und Gesetzgebern eingefordert wird, da Fahrzeuge dort deutlich seltener gestohlen werden. In diesen Märkten wird ein solches Zugangssystem als reine Komfortfunktion wahrgenommen.
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Aus dem Stand der Technik sind bereits erste allgemeine Ideen als bekannt zu entnehmen. Drei Druckschriften werden nachfolgend stellvertretend aus diesem Bereich vorgestellt.
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Aus der Druckschrift
DE 10 2015 107 410 A1 ist ein Zugangs- und Fahrberechtigungssystem mit Ortung eines Berechtigungsmittels durch schallbasierte Signallaufzeitmessung als bekannt zu entnehmen. Solch ein System umfasst dabei ein Authentifizierungselement, insbesondere einen Schlüssel oder ein Keyless-Go-Mittel (Keyless-Go-Mittel = Schlüsselloses-Mittel) für ein Fahrzeug, beispielsweise ein Automobil, mit einer drahtlosen Schnittstelle zum Senden und/oder Empfangen eines Authentifizierungssignals und mit einem Schallelement zum Erfassen und/oder Erzeugen einer Schallwelle. Eine Vorrichtung ist fahrzeugseitig angeordnet, insbesondere in und/oder an einem Kraftfahrzeug und die Vorrichtung weist mindestens eine Schalleinrichtung zum Erzeugen und/oder Erfassen einer Schallwelle und ein drahtloses Gerät zum Senden und Empfangen eines Authentifizierungssignals auf. Die mindestens eine Schalleinrichtung erzeugt vorzugsweise mittels einer Schallwelle ein Authentifizierungssignal, um das Authentifizierungssignal an das Authentifizierungselement zu übertragen und/oder das Schallelement erzeugt vorzugsweise ein Authentifizierungssignal mittels einer Schallwelle, um das Authentifizierungssignal an die Vorrichtung zu übertragen.
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Aus der Druckschrift
DE 10 2015 109 275 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Orten eines Kraftfahrzeugschlüsselanhängers sowie einer tragbaren Rechenvorrichtung und ein entsprechendes Fahrzeug als bekannt zu entnehmen. Insbesondere wird ein Verfahren zum Orten einer gewünschten Vorrichtung durch ein Positionserfassungsmodul, das sich in einer tragbaren Rechenvorrichtung befindet, bereitgestellt. Das Verfahren weist ein Empfangen eines Kommunikationssignals über eine Kommunikationsstrecke von der gewünschten Vorrichtung durch das Positionserfassungsmodul, ein Korrelieren einer Position der gewünschten Vorrichtung hinsichtlich der tragbaren Rechenvorrichtung durch das Positionserfassungsmodul, wobei das Korrelieren zum Teil auf einer Eigenschaft des Kommunikationssignals basiert und ein Ausgeben eines Signalerfassungsalarms durch das Positionserfassungsmodul auf. Dabei gibt der Signalerfassungsalarm einen Ort an, dem das Kommunikationssignal entsprungen ist. Die gewünschte Vorrichtung kann ein Fahrzeug oder ein Fahrzeugschlüsselanhänger sein.
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Aus der Druckschrift
WO 2013/008169 A1 ist ein Verfahren zum Bestimmen des Orts eines Empfängers in einem bestimmten Bereich als bekannt zu entnehmen. Zudem wird eine Vorrichtung zum Bestimmen des Orts eines Schallempfängers in einem bestimmten Bereich offenbart. Das Verfahren zum Bestimmen des Orts eines Empfängers in einem bestimmten Bereich umfasst dabei folgende Schritte: Übertragen eines Synchronisationssignals von mindestens einem Synchronisierer mit einer Synchronisationsrate, Empfangen des Synchronisationssignals an mehreren in einem bestimmten Bereich befindlichen Schallquellen, Senden eines Schallsignals mit einer Grundfrequenz von jeder der mehreren Schallquellen mit einer vorbestimmten Verzögerungsdauer nach dem Empfang des Synchronisationssignals, Empfangen des Synchronisationssignals und mindestens zweier von den Schallquellen gesendeter Schallsignale an einem in dem spezifizierten Bereich befindlichen Schallempfänger, Berechnen der Laufzeit von mindestens einem Teil des empfangenen Tonsignals basierend auf dem Empfang der empfangenen Tonsignale, dem Empfang des Synchronisationssignals und einer jeweiligen vorbestimmten Verzögerungsdauer und Verwenden der berechneten Flugzeit und der jeweiligen bekannten Orte der Schallquellen, für welche die Flugzeit berechnet wird, Bestimmen des Ortes des Empfängers in dem definierten Bereich. Die vorgestellte Vorrichtung zum Bestimmen des Orts eines Schallempfängers in einem bestimmten Bereich umfasst die folgenden Bestandteile: mindestens einen Synchronisierer, der zum Übertragen eines Synchronisiersignals mit einer Synchronisierrate konfiguriert ist, eine Vielzahl von Schallquellen, die in einem bestimmten Bereich angeordnet sind und konfiguriert sind, um das Synchronisationssignal zu empfangen und ein Schallsignal mit einer vorbestimmten Verzögerungsdauer nach dem Empfang des Synchronisationssignals zu senden. Zudem umfasst die Vorrichtung einen Schallempfänger, der in dem spezifizierten Bereich angeordnet ist und konfiguriert ist, um das Synchronisationssignal und mindestens zwei der von den Schallquellen gesendeten Schallsignale zu empfangen, ein Flugzeitberechnungsmodul, das funktionell mit dem Empfänger verbunden und konfiguriert ist, um eine Flugzeit von mindestens einigen der von dem Schallempfänger empfangenen Schallsignale zu berechnen und ein Standortbestimmungsmodul, das dem Flugzeit-Berechnungsmodul funktional zugeordnet ist und konfiguriert ist, um die berechnete Flugzeit und jeweilige Standorte in dem spezifizierten Bereich der Schallquellen zu verwenden, für welche die Flugzeit berechnet wird, um den Standort von zu bestimmen der Tonempfänger in dem spezifizierten Bereich.
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In den konventionellen Schlüsseln mit der sogenannten Keyless Entry Funktion (Keyless Entry Funktion = Schlüssellose Einstiegsfunktion) werden mehrere Funktechniken parallel verwendet, um Ortung und Datenübertragung zu realisieren.
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Bekannte Lösungen, welche auf Technologien rund um den Einsatz mit Smartphones basieren, nutzen beispielsweise NFC (NFC = Near Field Communication = dt. Nahfeldkommunikation, abgekürzt NFC) zur Datenübertragung und setzen einen speziell geschützten Speicherbereich im Smartphone für den kryptographischen Schlüssel voraus. Die bei Smartphones genutzte NFC Kommunikation besitzt eine sehr geringe Reichweite, sodass das Smartphone direkt an den typischerweise im Türgriff integrierten Transceiver gehalten werden muss, was wiederum den Komfort für den Nutzer deutlich reduziert.
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Smartphone-Lösungen für Märkte mit geringen Sicherheitsanforderungen verwenden Bluetooth. Eine Bluetooth Verbindung (mit einem Transceiver im Fahrzeug zur Verbindung mit einem Smartphone) erlaubt im Außenbereich nur eine ungefähre Abstandsbestimmung. Eine Positionsbestimmung ist damit lediglich mit einem erheblichen Mehraufwand realisierbar. Entsprechend kann somit nicht funktional darauf reagiert werden, von welcher Seite der Nutzer sich dem Fahrzeug nähert. Eine genauere Ortung könnte erreicht werden, wenn man mehrere Transceiver im Fahrzeug verbaut, wodurch das System jedoch wiederum teurer werden würde.
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Der Einsatz mehrerer Funktechniken parallel geht einher mit erhöhten Kosten. Insbesondere der Einsatz von UWB (UWB = Ultrawide Broadband = Ultraweites Breitband) steigert die Kosten deutlich, da mehrere Transceiver im Fahrzeug verbaut werden müssen, um eine vollständige Abdeckung der Umgebung zu gewährleisten. Zudem sind die in konventionellen Schlüsseln eingesetzten Funktechniken nicht in handelsüblichen Smartphones verfügbar.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein alternatives Berechtigungssystem für ein Fahrzeug sowie ein alternatives Verfahren zur Steuerung von Berechtigungsaktionen eines Fahrzeugs bereitzustellen, welches kostengünstig und besonders zuverlässig ausgelegt ist.
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In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Berechtigungssystem für ein Fahrzeug bereitgestellt wird. Solch ein Berechtigungssystem umfasst dabei eine fahrzeugseitige Multilaterationsvorrichtung und eine mobile Recheneinheit, wobei die Multilaterationsvorrichtung und die mobile Recheneinheit ausgelegt sind zusammen ein Multilaterationsverfahren durchzuführen, sodass wenn sich die mobile Recheneinheit in einem definierten Umgebungsbereich und/oder im Fahrzeug befindet zumindest eine Berechtigungsaktion am Fahrzeug ausgeführt wird, wobei mindestens eine Frequenz von verwendeten Signalen im Zuge des Multilaterationsverfahrens unter Berücksichtigung erfasster Umgebungsgeräusche und deren jeweiliger Frequenz in dem definierten Umgebungsbereich des Fahrzeugs auswählbar und anschließend verwendbar ist. Auf diese Weise kann ein besonders kostengünstiges und besonders bedienerfreundlich System bereitgestellt werden, da mit einfachsten Mitteln komplexe Berechtigungsfunktionen in Bezug auf das Fahrzeug bereitgestellt werden können. Da zudem die jeweilige Geräuschkulisse während eines Anwenderfalls berücksichtigt wird, kann gleichzeitig ein besonders zuverlässiges System bereitgestellt werden. Eine fahrzeugseitige Multilaterationsvorrichtung ist dabei im Sinne des Systems so zu verstehen, dass solch eine Vorrichtung am und/oder im Fahrzeug anzuordnen ist. Gleichzeitig kann diese fahrzeugseitige Multilaterationsvorrichtung beispielsweise Komponenten umfassen, welche innerhalb des Fahrzeugs auch für weitere Funktionen oder Vorgänge verwendet werden können. Auch ist vorstellbar, dass die fahrzeugseitige Multilaterationsvorrichtung zumindest teilweise Funktionen beziehungsweise Komponenten des Fahrzeugs nutzt, um das Multilaterationsverfahren mit der mobilen Recheneinheit durchzuführen. In einer extremen Variante des vorgestellten Systems ist vorstellbar, dass die Vorrichtung selbst nur aus einer Steuereinheit mit entsprechenden Anschlüssen besteht, um diese Steuereinheit entsprechend im Fahrzeug mit anderen Komponenten zu vernetzen. Auch könnte die Steuereinheit selbst lediglich ein Programm sein, welches auf einer fahrzeugseitigen Steuereinheit benutzerdefiniert betrieben wird, sodass das vorgesehene Multilaterationsverfahren mittels bereits vorhandener Komponenten im Fahrzeug zusammen mit der mobilen Recheneinheit durchgeführt werden kann. Die mobile Recheneinheit umfasst ebenfalls ein Programm, welches beispielsweise in Form einer mobilen App (mobile App = Anwendungssoftware im Bereich mobiler Betriebssysteme) vorgesehen sein kann. Tri - beziehungsweise Multilaterationsverfahren sind bereits im Stand der Technik als bekannt anzusehen. Insbesondere sind mit dem vorgesehenen Multilaterationsverfahren alle Verfahren gemeint, welche mit entsprechend transmittierten Signalen zwischen zwei funktionalen Komponenten realisiert werden können. Auch sind mit dem vorgesehenen Multilaterationsverfahren insbesondere alle Verfahren gemeint, welche eine Ortung mittels einer Signalübertragung zwischen Sendern und Empfängern beziehungsweise jeglicher solcher Komponenten oder Komponenten, welche für diese Zwecke eingesetzt werden können, unterstützen. Hierbei kann beispielsweise eine Zeit-Multiplex- oder eine Frequenzcodierung die einzelnen Sender unterscheidbar machen. Dabei können solche Signale beispielsweise mittels von Schallwellen realisiert werden. Es ist also vorstellbar, dass die fahrzeugseitige Multilaterationsvorrichtung als auch die mobile Recheneinheit ausgelegt sind, solche Signale auszusenden aber auch zu empfangen, sodass das vorgesehene Multilaterationsverfahren mittels dieser beiden Komponenten durchführbar ist. In dem Falle, in welchem eine schallwellenbasierte Technologie vorgesehen ist, können beispielsweise mehrere Schallquellen fahrzeugseitig vorgesehen sein. Die emittierten Schallwellen können entsprechend von der mobilen Recheneinheit unmittelbar oder beispielsweise mittels entsprechendem Zubehör registriert werden, sodass das vorgesehene Multilaterationsverfahren mittels dieser beiden Komponenten durchführbar ist. Sowohl die fahrzeugseitige Multilaterationsvorrichtung als auch die mobile Recheneinheit sind entsprechend ausgelegt, solch ein Verfahren zusammen durchzuführen. Mit anderen Worten umfassen sowohl die fahrzeugseitige Multilaterationsvorrichtung als auch die mobile Recheneinheit über jegliche Komponenten, welche es für die Durchführung eines solchen Verfahrens bedarf. Je nachdem, in welche Art von Fahrzeug und mit welcher zugehörigen Ausstattung dieses Fahrzeug vorgesehen ist, kann die fahrzeugseitige Multilaterationsvorrichtung auch alle nötigen Komponenten selbst aufweisen, welche für die Durchführung des Multilaterationsverfahrens nötig sind. Beispielsweise können dies im Falle einer schallwellenbasierten Technologie einfache Mikrofone und Lautsprecher sein. Die fahrzeugseitige Multilaterationsvorrichtung und die mobile Recheneinheit sind jeweilig aufeinander abgestimmt auszustatten, sodass das vorgesehene Multilaterationsverfahren mittels dieser beiden Komponenten durchführbar ist. Die mindestens eine Frequenz kann beispielsweise auch als ein Frequenzband aufgefasst werden. Auch können mehrere Frequenzen parallel betrieben werden. Die Umgebungsgeräusche und deren jeweilige Frequenz können sowohl von der Multilaterationsvorrichtung als auch von der mobile Recheneinheit aufgenommen beziehungsweise in Echtzeit registriert werden, sodass nach jeweiliger Auswertung mittels eines jeweils für diese Zwecke vorgesehenen Programms, welches jeweils in der Vorrichtung und in der Recheneinheit separat vorgesehen ist, die Frequenz des oder der Signale angepasst wird. Auf diese Weise ist ein besonders zuverlässiges System gewährleistet, da flexibel auf Störungen in Form von Umgebungsgeräuschen reagiert werden kann, sodass aufgrund von Störgeräuschen fehlinterpretierte Signale minimiert oder sogar gänzlich eliminiert werden können. In den Signalen zur Laufzeitmessung können bei Bedarf auch zusätzliche Informationen codiert beziehungsweise vorgesehen sein. Insofern wird letztendlich eine Frequenz für die übertragenen Signale zur Durchführung des Multilaterationsverfahrens, also genau genommen für eine während des Verfahrens durchzuführende Ortung, ausgewählt, auf welcher keine oder nur geringe Störgeräusche auftreten. Es ist zudem in einem Ausführungsbeispiel vorstellbar, dass das System insgesamt so ausgelegt ist eine bidirektionale Kommunikation allein über Schall durchzuführen.
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In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Verfahren zur Steuerung von Berechtigungsaktionen eines Fahrzeugs mit einem Berichtigungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9 bereitgestellt wird. Solch ein Verfahren umfasst dabei die folgenden Schritte: Bereitstellen eines Berechtigungssystems nach einem der Ansprüche 1 bis 9, Prüfen, ob sich die mobile Recheneinheit in einem definierten Umgebungsbereich und/oder im Fahrzeug befindet. Wenn sich die mobile Recheneinheit in einem definierten Umgebungsbereich und/oder im Fahrzeug befindet, wird ein Multilaterationsverfahren mittels der fahrzeugseitigen Multilaterationsvorrichtung und der mobilen Recheneinheit durchgeführt, wobei für das Multilaterationsverfahren mindestens eine Frequenz unter Berücksichtigung erfasster Umgebungsgeräusche und deren jeweiliger Frequenz in dem definierten Umgebungsbereich des Fahrzeugs ausgewählt und anschließend verwendet wird. Die zuvor genannten Vorteile für das System gelten soweit übertragbar auch für das vorgestellte Verfahren.
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System und Verfahren können in allen bekannten Fahrzeugen eingesetzt werden, wobei verschiedenste Kombinationen bezüglich der mobilen Recheneinheit vorstellbar sind. Beispielsweise könnte das System im Zusammenhang mit einem Personenkraftfahrzeug und einem Smartphone realisiert werden. Auch ist vorstellbar, dass das System oder das Verfahren auf andere Objekte, welche ein Schloss beziehungsweise eine Steuerung von Berechtigungen bezüglich Zugang und/oder Funktion aufweisen, übertragbar ist. Beispielsweise könnte es sich bei dem Objekt um eine Haustür oder ein Fahrradschloss handeln.
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Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
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So ist in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Auswahl der mindestens einen Frequenz dynamisch anpassbar ist, sodass während einer Durchführung des Multilaterationsverfahrens ein Wechsel der verwendeten Frequenz hin zu einer anderen Frequenz durchführbar ist. Mit anderen Worten ist somit mittels des Systems und seinen Komponenten auch ein adaptive Anpassung der mindestens einen Frequenz während des Einsatzes beziehungsweise während einer Verwendung des Berechtigungssystems für ein Fahrzeug möglich, sodass ein besonders zuverlässiges System bereitstellbar ist.
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Auch ist in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die fahrzeugseitige Multilaterationsvorrichtung und die mobile Recheneinheit ausgelegt sind in dem Multilaterationsverfahren mit der mindestens einen ausgewählten Frequenz ein Modulationsverfahren, insbesondere ein störsicheres Modulationsverfahren, durchzuführen. Auf diese Weise ist das vorgestellte System noch zuverlässiger, da die ausgewählte Frequenz nochmals moduliert wird, um somit eindeutig während des durchzuführenden Verfahrens eingesetzt zu werden. Insofern können dementsprechend keine Überlagerungen von Umgebungsgeräuschen die funktionelle Verbindung zwischen der Multilaterationsvorrichtung und der mobilen Recheneinheit stören, sodass mittels einfachster Maßnahmen ein kostengünstiges und zuverlässiges System bereitstellbar ist. Beispielsweise kann es sich bei dem Modulationsverfahren um ein störsicheres Modulationsverfahren handeln, wie es beispielsweise bei der Technologie von DSL (DSL = englisch für digitaler Teilnehmeranschluss) verwendet wird. Insofern kann zur besseren Ortung bei störenden Umgebungsgeräuschen robuste Modulationsverfahren verwendet werden, wie sie beispielsweise aus der Telekommunikation bekannt sind, und die auch bei schlechten Leitungen beziehungsweise Verbindungen eine hohe Übertragungsrate ermöglichen.
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Ferner ist in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Multilaterationsvorrichtung ausgelegt ist wenigstens eine Funktionskomponente des Fahrzeugs und deren Funktionalität zumindest teilweise zu verwenden, wobei die Multilaterationsvorrichtung eine mit dem Fahrzeug koppelbare Steuervorrichtung umfasst. Somit ist es möglich, ein besonders kostengünstiges System bereitzustellen, da bestimmte Komponenten beziehungsweise Bauteile nicht gesondert in der Multilaterationsvorrichtung vorgehalten werden müssen. In diesem Zusammenhang ist es vorstellbar, dass die im System eingesetzte Multilaterationsvorrichtung baukastenförmig vorgesehen ist und je nach Einsatzort beziehungsweise je nach Ausstattungspaket des Fahrzeugs, in welchem sie vorzusehen ist, zusammengestellt wird. Im Extremfall könnte die Multilaterationsvorrichtung also fast ohne zusätzliche Hardwarekosten im Fahrzeug umgesetzt werden. Beispielsweise können solche Funktionskomponenten des Fahrzeugs wie folgt vorgesehen sein. Als Schallquellen im Außenbereich können beispielsweise die Ultraschallsensoren der Park-Distanz-Kontrolleinheit verwendet werden. Auch kann als Schallquelle der Motorsound-Generator in der Windschutzscheibe verwendet werden. Auch könnte der Fahrgeräusch-Generator bei E-Fahrzeugen als Schallquelle im Fahrzeug verwendet werden. Zudem könnte die Hupe, das Horn der Diebstahlwarnanlage, der Sounder im Auspuff oder die Keyless Entry LF-Antennen verwendet werden. Durch die unterschiedlichen Verbauorte der Schallquellen wird letztendlich eine besonders genaue Positionsbestimmung im Zuge des Multilaterationsverfahrens ermöglicht. Im Innenraum können insbesondere die Lautsprecher des Infotainmentsystems verwendet werden, von denen sich üblicherweise mindestens vier im Fahrzeug verteilt befinden. Zumindest die im Innenraum eingesetzten Lautsprecher decken einen weiten Frequenzbereich ab. Für jede Ortung wird jedoch nur ein kleiner Frequenzbereich benötigt, daher kann das System flexibel auf Störungen reagieren, in dem es gezielt auf weniger gestörte Frequenzen ausweicht. Die funktionalen Verbindungen zwischen der Vorrichtung selbst und den Fahrzeugbauteilen kann beispielsweise gänzlich oder zumindest teilweise von einer in der Vorrichtung vorgesehenen Steuervorrichtung übernommen werden. Auch ist vorstellbar, dass die Vorrichtung derart in dem Fahrzeug angeordnet und gekoppelt ist, dass eine globale oder entsprechend lokal vorgesehene Steuereinheiten im Fahrzeug selbst diese Aufgabe übernehmen. Auch kann die Vorrichtung zumindest teilweise mittels eines virtuellen Programmes ausgeführt sein, welches entsprechend auf einem Zentralrechner oder in einem Server, welcher mit dem Fahrzeug verbunden ist, betrieben beziehungsweise abgerufen wird.
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Zudem ist in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Multilaterationsvorrichtung ausgelegt ist während der Durchführung des Multilaterationsverfahrens eine Sendeleistung dynamisch zu regeln. Somit kann eine adaptive Anpassung nicht nur der Frequenz, sondern auch der Sendeleistung, beispielsweise des Schallpegels, bezogen auf die Umgebungsgeräusche vorgenommen werden. Beispielsweise könnte der Schallpegel erhöht werden, wenn die Störgeräusche besonders laut sind. Anderseits könnte beispielsweise ein voreingestellter Wert des Schallpegels in Abhängigkeit der Umgebungsgeräusche vermindert werden, sodass mit anderen Worten ein jeweils bedarfsgerechter Schallpegel dynamisch geregelt werden kann. Auf diese Weise können Signale, welche sich im wahrnehmbaren Bereich des menschlichen Ohrs befinden, entsprechend auf ein Minimum reduziert werden, sodass zwar die Funktionalität des Systems an sich gewährleistet bleibt, aber ein Nutzer des Systems die Signale nicht als störend empfindet. Es kann somit ein möglichst geringer Schalldruckpegel verwendet werden, welcher weder Mensch noch Tier in einer hörbaren Reichweite stört. So eine Regelung kann demnach auch als ein dynamischer Dämpfungsvorgang angesehen werden. Mit anderen Worten kann ein Schalldruckpegel dynamisch einer Dämpfung des Empfangs (zum Beispiel wenn die mobile Recheneinheit in einer Tasche ist) und den Umgebungsgeräuschen angepasst werden, sodass die Ortungssignale so leise wie möglich ausfallen, wenn aufgrund der eingesetzten Komponenten der hörbare Bereich eines Menschen genutzt werden muss.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Multilaterationsverfahren nur dann durchführbar ist, wenn sich die mobile Recheneinheit in dem definierten Umgebungsbereich und/oder im Fahrzeug befindet, wobei als Auslösesignal hierfür ein automatischer Kopplungsvorgang der mobilen Recheneinheit mit dem Fahrzeug verwendbar ist. Solch ein automatischer Kopplungsvorgang kann beispielsweise mittels einer vorhandenen drahtlosen Kommunikation wie zum Beispiel WLAN oder Bluetooth oder ähnlichem realisiert werden. Zudem kann diese Schnittstelle auch für eine erweiterte Datenübertragung im Sinne des durchgeführten Multilaterationsverfahrens, welches mittels des Systems durchgeführt wird, vorgesehen sein. Mit anderen Worten kann die Anwesenheit der mobilen Recheneinheit dadurch erkannt werden, dass ein automatischer Kopplungsvorgang mit dem Fahrzeug-WLAN oder -Bluetooth genutzt wird. Die Ortung im Innenraum kann zusätzlich an das Entriegeln oder Öffnen einer Tür gekoppelt werden. Anders gesagt kann die Ortung nur bei Bedarf aktiviert werden, wenn sich die mobile Recheneinheit in der Nähe der Vorrichtung, also des Fahrzeugs, befindet. Dadurch wird das unnötige Aussenden von Schallsignalen vermieden und auch auf der mobilen Recheneinheit wird ein Empfangsgerät beziehungsweise ein Mikrofon nur eingeschaltet, wenn diese erforderlich ist. Auf diese Weise ist das System hinsichtlich der laufenden Kosten besonders effizient.
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Auch ist in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die mobile Recheneinheit ein Smartphone oder eine Smartwatch oder eine Fitnesstrackvorrichtung oder ein mobiles Kommunikationsendgerät ist. Smartphones eigenen sich besonders gut, da bereits viele Nutzer eine solche mobile Recheneinheit verwenden. Auf dem Smartphone oder einem jeweils anderen oben genannten Gerät übernimmt wie bereits erwähnt eine App die Datenverarbeitung und Kommunikation mit dem Fahrzeug beziehungsweise genauer mit der im Fahrzeug angeordneten Multilaterationsvorrichtung, welche auch Komponenten des Fahrzeugs selbst integrativ nutzen kann. Neben Smartphones können auch andere smarte Geräte wie Smartwatches oder Fitnesstracker als Schlüssel verwendet werden. Voraussetzung ist lediglich ein Mikrofon, eine Datenverbindung, ausreichend Rechenleistung zur Datenverarbeitung und die Möglichkeit eine entsprechende App installieren zu können. Auch ist vorstellbar, dass ein einfaches Gerät mit diesen zuvor genannten Grundfunktionen dem System selbst beigefügt ist, sodass das System beispielsweise als geschlossenes Paket von einem Nutzer käuflich erworben werden kann. Smartwatches oder Fitnesstracker haben gegenüber Smartphones sogar Vorteile. Da sie am Handgelenk getragen werden ist der akustische Empfang oder allgemein der Empfang von Signalen vermutlich besser als bei einem Smartphone, welches oft in einer Tasche oder ähnlichem transportiert wird. Durch die kompakte und wasserdichte Bauweise eignen sie sich auch als Schlüssel, welcher zum Sport oder Schwimmen mitgenommen werden kann, wenn hierbei andere Bauformen als hinderlich angesehen werden. Da die Schallerzeugung mehr Energie erfordert als der Empfang solcher Signale, eignet sich das Smartphone mit seiner begrenzten Energiespeicherkapazität besser als Empfänger. Zudem ist der Schallpegel des Lautsprechers vom Smartphone begrenzt. Darüber hinaus kann die Multilaterationsvorrichtung im Fahrzeug mehrere Schallquellen vorsehen. Typischerweise sind zudem im Fahrzeug selbst mehr Schallquellen als Mikrofone verbaut, für den Fall, dass die Vorrichtung entsprechend diese Komponenten mitnutzen soll. Statt einer Funktechnologie, welche spezielle Hardware im Fahrzeug und im Smartphone voraussetzt, wird eine akustische Laufzeitmessung als vorteilhafter erachtet. Hierbei werden beispielsweise nur die ohnehin vorhandenen Bauteile genutzt, sodass ein besonders kostengünstiges System bereitstellbar ist. Prinzipiell kann die vorgesehene Technik auch in einem Schlüssel konventioneller Bauart integriert werden.
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Ferner ist in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Berechtigungsaktion ausgewählt ist aus: Öffnungsvorgang wenigstens eines Öffnungselements des Fahrzeugs, Bedienberechtigung des Fahrzeugs, insbesondere Start- und Fahrerlaubnis des Fahrzeugs. Ein Öffnungselement kann beispielsweise die Fahrertür oder die Beifahrertür sein.
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Auch könnten damit jegliche weitere Türen oder vergleichbare Verschließelemente in dem Fahrzeug gemeint sein. Beispielsweise können sämtliche Türen des Fahrzeugs entriegelt werden. Gleichzeitig kann beispielsweise erkannt werden, ob der mit der mobilen Recheneinheit ausgestattete Benutzer als bedienberechtigt vom System registriert ist. Wenn ja, kann beispielsweise eine Startautomatikvorrichtung in dem Fahrzeug freigeschaltet werden und der Nutzer könnte das Fahrzeug starten und bewegen. Insofern ist auf kostengünstige Weise nicht nur gewährleistet, dass beispielsweise ein Zugang zum Fahrzeug mit einfachen Mitteln und besonders zuverlässig ermöglicht wird, sondern es können auch zusätzliche und erweiterte Funktionen mittels des Systems abgebildet werden. Auch kann das System für den jeweiligen Fall benutzerdefiniert angepasst werden beziehungsweise konfiguriert werden. Beispielsweise kann zentral mittels einer übergeordneten Instanz in der Multilaterationsvorrichtung oder in dem Programm auf der mobilen Recheneinheit genau festgelegt werden, welcher Nutzer allgemein berechtigt ist oder wann und zu welchem Zwecke dieser Nutzer berechtigt ist. Handelsübliche Smartphones sind auch deswegen besonders nützlich für das vorgestellte System, da somit eine besonders große Zielgruppe von Nutzern erreicht werden kann. Insofern kann mittels des Systems ein kostengünstiger und schlüsselloser Fahrzeugzugang bereitgestellt werden.
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Schlussendlich ist in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Multilaterationsvorrichtung und die mobile Recheneinheit jeweilig mit einer externen mobilen Erfassungs- und/oder Aussendeeinheit von Signalen, insbesondere Schallwellen, koppelbar sind. Solch eine Erfassungs- und/oder Aussendeeinheit kann beispielsweise ein Headset für ein Smartphone sein. Schlüssel, Smartphone oder ähnliche Geräte beziehungsweise Gegenstände, wie sie oben nicht final begrenzend beispielhaft aufgeführt sind, werden typischerweise oder unter anderem in einer Tasche oder ähnlichem transportiert, sodass deren internes Mikrofon den Schall nur stark gedämpft empfangen kann. Dadurch kann das vorgesehene Multilaterationsverfahren beeinträchtigt werden. Das Gerät aus der Tasche zu nehmen würde den Komfort massiv einschränken und nicht der Idee eines Key-Systems entsprechen. Um das System kostengünstig auszugestalten, ist es somit vorgesehen, dass das mitgeführte Gerät nicht durch eine teure Alternative ersetzt wird, sondern das meist ohnehin vom Nutzer mitgeführte nicht abgedeckte Mikrofon beispielsweise eines Headsets, einer Smartwatch oder ähnlichem soll mit der mobilen Recheneinheit entsprechend gekoppelt werden. Zudem können solche Erfassungs- und/oder Aussendeeinheit beispielsweise in Form von empfindlichen Mikrofonen als preiswertes Zubehör angeboten werden. Zum Beispiel kann solch ein Mikrofon in einer Smartphonehülle integriert vorgesehen sein. Mit anderen Worten kann für eine verbesserte akustische Erkennung im Smartphone auch das Mikrofon eines kabelgebundenen oder kabellosen Headset beziehungsweise Bluetooth-Headsets/Kopfhörers verwendet werden. Hierbei ist allerdings darauf zu achten, dass das Smartphone nicht bereits das Mikrofon des Fahrzeugs als Eingangsquelle verwendet, insbesondere wenn dieses aufgrund der Nähe bereits gekoppelt ist. Alternativ kann auch das Smartphone als Sender und die Fahrzeugmikrofone, beispielsweise die Freisprecheinrichtung oder entsprechend separate Bauteile der Multilaterationsvorrichtung als Empfänger im Sinne des vorgestellten Systems verwendet werden. Sollten für eine sinnvolle Ausgestaltung zusätzliche Bauteile erforderlich sein, handelt es sich um preiswerte Zusatzkomponenten, wie Lautsprecher, Mikrofone oder Bluetooth-Transceiver.
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Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
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Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Ansicht eines Berechtigungssystems für ein Fahrzeug;
- 2 ein Flussdiagramm von einem Verfahren zur Steuerung von Berechtigungsaktionen eines Fahrzeugs.
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1 zeigt eine schematische Ansicht eines Berechtigungssystems 10 für ein Fahrzeug 12. Das Berechtigungssystems 10 umfasst dabei eine Multilaterationsvorrichtung 14 und eine mobile Recheneinheit 16. Die Multilaterationsvorrichtung 14 ist lediglich symbolisch im vorderen Bereich des Fahrzeugs 12 dargestellt. Die mobile Recheneinheit 16 ist ebenfalls lediglich symbolisch dargestellt und kann beispielsweise ein Smartphone oder dergleichen sein. Sowohl die fahrzeugseitige Multilaterationsvorrichtung 14 als auch die mobile Recheneinheit 16 sind dabei ausgelegt zusammen ein nicht näher dargestelltes Multilaterationsverfahren durchzuführen, sodass, wenn sich die mobile Recheneinheit 16 in einem definierten Umgebungsbereich 18 und/oder im Fahrzeug 12 befindet, zumindest eine Berechtigungsaktion am Fahrzeug 12 ausgeführt wird, wobei mindestens eine Frequenz von verwendeten Signalen im Zuge des Multilaterationsverfahrens unter Berücksichtigung erfasster Umgebungsgeräusche und deren jeweiliger Frequenz in dem definierten Umgebungsbereich 18 des Fahrzeugs 12 auswählbar und anschließend verwendbar ist.
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2 zeigt ein Flussdiagramm 100 von einem Verfahren zur Steuerung von Berechtigungsaktionen eines Fahrzeugs 12. In einem ersten Schritt 110 wird ein Berechtigungssystem 10 nach einem der Ansprüche 1 bis 9 bereitgestellt. In einem zweiten Schritt 120 wird geprüft, ob sich die mobile Recheneinheit in einem definierten Umgebungsbereich 18 und/oder im Fahrzeug befindet. Wenn sich die mobile Recheneinheit in einem definierten Umgebungsbereich 18 und/oder im Fahrzeug 12 befindet, folgt der dritte Schritt 130. In diesem dritten Schritt 130 wird ein Multilaterationsverfahren mittels der fahrzeugseitigen Multilaterationsvorrichtung 14 und der mobilen Recheneinheit 16 durchgeführt, wobei für das Multilaterationsverfahren mindestens eine Frequenz unter Berücksichtigung erfasster Umgebungsgeräusche und deren jeweiliger Frequenz in dem definierten Umgebungsbereich 18 des Fahrzeugs 12 ausgewählt und anschließend verwendet wird.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Berechtigungssystem
- 12
- Fahrzeug
- 14
- Multilaterationsvorrichtung
- 16
- mobile Recheneinheit
- 18
- definierter Umgebungsbereich
- 100
- Flussdiagramm
- 110
- erster Schritt
- 120
- zweiter Schritt
- 130
- dritter Schritt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015107410 A1 [0008]
- DE 102015109275 A1 [0009]
- WO 2013/008169 A1 [0010]
