DE102019215538B4

DE102019215538B4 - Abstandsmesssystem

Info

Publication number: DE102019215538B4
Application number: DE102019215538.3A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Emmerling; Franz Plattner; Thomas Reisinger; Stefan Meckl
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2019-10-10
Filing date: 2019-10-10
Publication date: 2021-06-10
Anticipated expiration: 2039-10-11
Also published as: US20240103153A1; DE102019215538A1; CN114450601A; WO2021069467A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Abstandsmesssystem 100 zum Messen eines Abstandes einer ersten Sende- und Empfangseinheit 110 zu zweiten Sende- und Empfangseinheiten 120, 124. Das Abstandsmesssystem 100 weist eine erste Sende- und Empfangseinheit 110 mit einer ersten Zeitzone 112, eine zweite Sende- und Empfangseinheit 120 mit einer zweiten Zeitzone 122 und eine Steuereinheit 130 mit einer Steuereinheit-Zeitzone 132 auf. Die zweite Sende- und Empfangseinheit 120 ist eingerichtet, einen Zeitzonenbezug Delta_SE2_SE1 zwischen der zweiten Sende- und Empfangseinheit 120 und der ersten Sende- und Empfangseinheit 110 zu ermitteln und den Zeitzonenbezug Delta_SE2_SE1 an die Steuereinheit 130 zu senden. Die Steuereinheit 130 ist eingerichtet, den Zeitzonenbezug Delta_SE2_SE1 zu empfangen und einen Zeitzonenbezug Delta_ST_SE1 zwischen der Steuereinheit-Zeitzone 132 und der ersten Sende- und Empfangseinheit 110 unter Verwendung des Zeitzonenbezugs Delta_SE2_SE1 zu ermitteln. Die erste Sende- und Empfangseinheit ist eingerichtet, zu einem definierten Zeitpunkt oder für einen definierten Zeitraum der ersten Zeitzone 112 einen Abstandsmessbefehl an die zweite Sende- und Empfangseinheit 120 zu senden. Die erste Sende- und Empfangseinheit 110 ist ferner eingerichtet, zu einem weiteren definierten Zeitpunkt ein Messsignal zu senden, und die zweite Sende- und Empfangseinheit 120 ist weiterhin eingerichtet, zu den definierten Zeitpunkten oder dem definierten Zeitraum von einem inaktiven in einen aktiven Empfangs- oder Messzustand zu schalten, daraufhin den Abstandsmessbefehl oder das Messsignal zu empfangen, eine Abstandsmessung durchzuführen und wieder in einen inaktiven Messzustand zu wechseln.

Description

Die Erfindung betrifft ein Abstandsmesssystem zum Messen eines Abstandes einer ersten Sende- und Empfangseinheit zu zweiten Sende- und Empfangseinheiten, ein Smartphone, das eine solche erste Sende- und Empfangseinheit aufweist, ein Fahrzeug, das solche zweite Sende- und Empfangseinheiten aufweist, ein Verfahren zum Messen eines Abstandes einer ersten Sende- und Empfangseinheit zu zweiten Sende- und Empfangseinheiten, die Verwendung eines Abstandsmesssystems für ein Zugangssystem eines Gebäudes, sowie die Verwendung eines Abstandsmesssystems zum berührungslosen Bezahlen oder zum Geldabheben.
US 2014/0 213 193 A1 und DE 10 2017 217 978 A1 offenbaren Abstandsmesssysteme.
Zum Entriegeln eines Fahrzeugs, beispielsweise eines Personenkraftfahrzeugs, können Smartphones oder Funkschlüssel zur Anwendung kommen. Diese reagieren auf z.B. ein niederfrequentes Signal einer Entriegelungsschaltung des Fahrzeugs, das gesendet wird, sobald der Nutzer den Handgriff der Fahrzeugtür betätigt, indem sie die Signalstärke des empfangenen Signals messen und den Messwert an die Entriegelungsschaltung zurücksenden. Aus der Signalstärke kann die Entriegelungsschaltung die ungefähre Position und damit auch die Entfernung des Schlüssels schätzen. Wenn erkannt wird, dass der Abstand in einem vordefinierten Bereich liegt, entriegelt die Entriegelungsschaltung das Fahrzeug. Die Signalstärkemessung kann von einem Angreifer unter Verwendung von Relaistranspondern beeinträchtigt werden, die das Signal der Entriegelungsschaltung verstärken und zu dem Funkschlüssel weiterleiten, der daraufhin reagiert und das Antwortsignal mit den Signalstärkemesswerten wieder über die Transponder an die Entriegelungsschaltung zurückschickt. Somit empfängt die Entriegelungsschaltung einen Signalstärkemesswert von dem Schlüssel, der anzeigt, dass sich der Schlüssel in der Nähe des Fahrzeugs befindet, obwohl der Abstand groß ist, und öffnet die Tür des Fahrzeugs.
Eine Verifizierung, ob der Nutzer bzw. der Funkschlüssel sich tatsächlich in der Nähe des Fahrzeugs befindet, kann durch eine Abstandmessung, die z.B. über eine Laufzeitmessung eines hochfrequenten Signals zwischen Kommunikationseinrichtungen im Smartphone oder Funkschlüssel und im bzw. am Fahrzeug erfolgt, erreicht werden. Ein hierbei wichtiger Faktor ist, den hierzu notwendigen Energiebedarf in z.B. dem Smartphone oder der Abstandsmesseinrichtungen im Fahrzeug zu minimieren.
Aufgabe der Erfindung ist somit, eine System bereitzustellen, mit dem der Energiebedarf und damit die Kosten in beteiligten Systemkomponenten minimiert werden kann.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der folgenden Beschreibung sowie der Figuren.
Fachbegriffe werden mit der dem Fachmann bekannten Bedeutung verwendet. Wenn bestimmten Begriffen eine bestimmte Bedeutung verliehen wird, werden im Folgenden Definitionen von Begriffen gegeben, in deren Zusammenhang die Begriffe verwendet.
Der Begriff „Befehl“, wie z.B. in „Abstandsbefehl“ ist in dieser Offenbarung als ein digitales oder ein analoges Signal zu verstehen, das drahtgebunden oder drahtlos übertragen wird. Ein digitales Signal kann hierbei z.B. eine codierte Anweisung aus einem oder mehreren Bit oder eine aus einem digitalen Schaltkreis stammende Spannung sein, die zwei Werte aufweisen kann sein. Entsprechend wird ein analoges Signal in der Regel z.B. von einem analogen Schaltkreis erzeugt. Im vorliegenden Fall kann dies auch eine Spannung sein, die eine Versorgungsspannung für z.B. eine Signalstärken-Erfassungsvorrichtung darstellt. „Befehl“ ist somit im vorliegenden Kontext ein Signal, das eine Messung veranlasst, und ist zu unterscheiden von einem Signal, das gemessen wird.
Gemäß einem ersten Aspekt wird ein Abstandsmesssystem zum Messen eines Abstandes einer ersten Sende- und Empfangseinheit, z.B. eines Funkschlüssels oder eines Smartphones zum Verifizierung einer Signalstärkenmessung oder zur Lokalisierung des Smartphones und zum Ent- bzw. Verriegeln eines Fahrzeugs, zu zweiten Sende- und Empfangseinheiten, z.B. Abstandsmesseinheiten am oder im Fahrzeug, bereitgestellt. Das Abstandsmesssystem weist eine erste Sende- und Empfangseinheit mit einer ersten Zeitzone, eine zweite Sende- und Empfangseinheit mit einer zweiten Zeitzone und eine Steuereinheit mit einer Steuereinheit-Zeitzone auf. Eine Zeitzone kann hierbei als ein Zeit in der jeweiligen Komponente verstanden werden, die durch eine Uhr bzw. einen Uhrbaustein in dem Gerät geprägt ist. Die zweite Sende- und Empfangseinheit ist eingerichtet, einen Zeitzonenbezug Delta_SE2_SE1 zwischen der zweiten Sende- und Empfangseinheit und der ersten Sende- und Empfangseinheit, bzw. Zeitzone der ersten Sende- und Empfangseinheit, zu ermitteln und den Zeitzonenbezug Delta_SE2_SE1 an die Steuereinheit zu senden. Die Steuereinheit ist eingerichtet, den Zeitzonenbezug Delta_SE2_SE1 zu empfangen und einen Zeitzonenbezug Delta_ST_SE1 zwischen der Steuereinheit-Zeitzone und der ersten Sende- und Empfangseinheit unter Verwendung des Zeitzonenbezugs Delta_SE2_SE1 zu ermitteln. Die erste Sende- und Empfangseinheit ist eingerichtet, zu einem definierten Zeitpunkt oder für einen definierten Zeitraum der ersten Zeitzone einen Abstandsmessbefehl an die zweite Sende- und Empfangseinheit zu senden. Beispielsweise ist der definierte Zeitpunkt eine volle Sekunde oder eine volle Minute oder eine Uhrzeit gemäß der Zeitzone der ersten Sende- und Empfangseinheit, die entweder systemseitig definiert sind oder zumindest einmalig an die zweiten Sende- und Empfangseinheiten übermittelt wird. Dieser Zeitpunkt ist der zweiten Sende- und Empfangseinheit bekannt, da durch die ermittelten Zeitzonenbezüge die Zeit der ersten Sende- und Empfangseinheit bekannt ist. Die erste Sende- und Empfangseinheit ist ferner eingerichtet, zu einem weiteren definierten Zeitpunkt ein Messsignal zu senden, und die zweite Sende- und Empfangseinheit ist weiterhin eingerichtet, zu den definierten Zeitpunkten oder dem definierten Zeitraum von einem inaktiven in einen aktiven Empfangs- oder Messzustand zu schalten, daraufhin den Abstandsmessbefehl oder das Messsignal zu empfangen, eine Abstandsmessung durchzuführen und wieder in einen inaktiven Messzustand zu wechseln.
In anderen Worten ausgedrückt, werden die Unterschiede der Uhren bzw. Zeitzonen zunächst zwischen der ersten und der zweiten Sende- und Empfangseinheit bestimmt, danach zwischen der zweiten Sende- und Empfangseinheit und der Steuereinheit, wodurch alle Zeitbezüge bekannt sind. Die Unterschiede Delta_SE2_SE1 und Delta_ST_SE1 stellen somit Uhrenoffsets oder Zeitzonenoffsets dar, wodurch eine Art „Synchronisation“ erreicht wird, die Uhren jedoch nicht durch die „Synchronisation“ nachgestellt oder beeinflusst werden. Sobald die Zeitzonen wie beschrieben dem Steuergerät bzw. der zweiten Sende- und Empfangseinheit bekannt sind, kann eine Abstandsmessung durchgeführt werden. Die Abstandsmessung kann z.B. zu vordefinierten Zeitpunkten stattfinden, z.B. einige Sekunden nach der „Synchronisation“.
Hierdurch ist es möglich, zu einem bestimmten Zeitpunkt innerhalb eines kurzen Zeitintervalls eine Messung durchzuführen und die an der Messung beteiligten Komponenten gezielt für diese Messung einzuschalten und danach bis zur nächsten Messung wieder auszuschalten oder in einen Schlafzustand zu versetzen. Dadurch wird in diesen beteiligten Komponenten Energie gespart, wodurch deren Lebensdauer bzw. Wartungsintervalle vergrößert werden, wenn sie z.B. durch eine Batterie betrieben werden, und/oder benötigen eine kleinere Energieversorgung wie z.B. ein kleineres Netzteil. Letzteres trifft insbesondere auf die zweiten Sende- und Empfangseinheiten, z.B. Messeinheiten im Fahrzeug zu, die das Messsignal messen.
Gemäß einer Ausführungsform weist die erste Sende- und Empfangseinheit eine erste Uhr auf, die die erste Zeitzone definiert. Die zweite Sende- und Empfangseinheit weist eine zweite Uhr auf, die die zweite Zeitzone definiert. Die erste Steuereinheit weist eine Steuereinheit-Uhr auf, die die erste Steuereinheit-Zeitzone definiert. Die erste Uhr, die zweite Uhr, und die Steuereinheit-Uhr sind eingerichtet, die Zeitzonen, die sie jeweils definieren, unabhängig von den anderen Zeitzonen zu definieren. Das heißt, dass die Uhren in allen Komponenten völlig unabhängig voneinander laufen können und nicht gleich laufen müssen. Es genügt den Zeitunterschied zwischen den Zeitzonen zu ermitteln und zu kennen, der dann entsprechend addiert bzw. subtrahiert wird. Da die Uhren unabhängig voneinander laufen, werden die Unterschiede Delta_SE2_SE1 und Delta_ST_SE1 zwischen den Zeitzonen regelmäßig bestimmt bzw. nachgeführt.
Gemäß einer Ausführungsform weist die erste Sende- und Empfangseinheit ein Zeitkommunikationsmodul und ein Messkommunikationsmodul auf. Die zweite Sende- und Empfangseinheit weist ein der ersten Sende- und Empfangseinheit korrespondierendes Zeitkommunikationsmodul und ein der ersten Sende- und Empfangseinheit korrespondierendes Messkommunikationsmodul auf. Das Zeitkommunikationsmodul der ersten Sende- und Empfangseinheit ist eingerichtet, ein Telegramm zur Bestimmung des Zeitzonenbezugs zwischen der ersten und der zweiten Sende- und Empfangseinheit über ein erstes Kommunikationsprotokoll an die zweite Sende- und Empfangseinheit zu senden, und das Messkommunikationsmodul der ersten Sende- und Empfangseinheit ist eingerichtet, ein Messsignal zur Bestimmung des Abstandes zwischen der ersten und der zweiten Sende- und Empfangseinheit über ein zweites Kommunikationsprotokoll an die zweite Sende- und Empfangseinheit zu senden.
Das heißt, die Ermittlung des Zeitunterschieds zwischen den Zeitzonen kann durch das Zeitkommunikationsmodul unabhängig von dem Messungen erfolgen, die über ein zweites Modul, das Messkommunikationsmodul erfolgt. Beispielsweise kann der Zeitzonenunterschied durch ein Zeitkommunikationsmodul über eine größere Reichweite der Kommunikationsverbindung bestimmt werden, wird aber gemäß der Notwendigkeit und des Energiebedarfs dafür in größeren zeitlichen Abständen durchgeführt als die Abstandsmessung. Sowohl das Zeitkommunikationsmodul als auch das Messkommunikationsmodul werden bezüglich der Uhrenoffsetbestimmung und der Abstandsmessung nur in der Zeit aktiviert, in der auch tatsächlich eine entsprechende Kommunikation stattfindet. Während der kommunikationsfreien Zeiten sind sie ausgeschaltet bzw. deaktiviert oder auf Stand-by bzw. in einen Schlafzustand geschaltet.
Gemäß einer Ausführungsform ist das erste Kommunikationsprotokoll ein Bluetooth-Kommunikationsprotokoll; und das zweite Kommunikationsprotokoll ein UWB- (Ultra Wide Band) Kommunikationsprotokoll. Zum Beispiel kann ein Bluetooth-Profil verwendet werden, in dem Sende- und Empfangszeitstempel definiert sind. Der Abgleich der Zeitzonen kann über die Bluetooth-Kommunikation über eine relativ große Entfernung von beispielsweise zehn oder mehreren zehn Metern stattfinden. Die eigentliche Abstandsmessung erfolgt vorzugsweise über UWB in einer kürzeren Entfernung, z.B. bis zu mehreren Metern. Hierbei kann beispielsweise ein spezielles Protokoll verwendet werden, bei dem die erste und zweite Sende- und Empfangseinheiten Zeitstempel mehrmals hin- und hersenden um eine genaue Messung zu erhalten.
Gemäß einer Ausführungsform enthält das Telegramm zur Bestimmung des Zeitzonenbezugs zwischen der ersten und der zweiten Sende- und Empfangseinheit einen Sende-Zeitstempel und die zweite Sende- und Empfangseinheit ist eingerichtet, den Zeitzonenbezug mittels des Sende-Zeitstempels und eines Empfangszeitstempels zu ermitteln. Vorzugsweise wird das gleiche Prinzip auch bei allen stattfinden Ermittlungen von Zeitzonenbezügen, also auch zwischen zweiter Sende- und Empfangseinheit und Steuereinheit, angewendet.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Abstandsmessung eine Laufzeitmessung und die erste und die zweiten Sende- und Empfangseinheit sind eingerichtet, die Laufzeit über eine Kommunikation zwischen der ersten und der zweiten Sende- und Empfangseinheit zu bestimmen. Durch die Kommunikation können Sende- und Empfangszeitstempel übertragen werden, aus deren Differenz die Laufzeit bestimmt werden kann. Eine Uhrfehlerkorrektur über Triangulation, wie es zum Beispiel in der Satellitennavigation üblich ist, ist somit nicht notwendig.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Abstandsmesssystem ferner eine oder mehrere weitere zweite Sende- und Empfangseinheiten auf, wobei die weiteren zweite Sende- und Empfangseinheiten jeweils eine eigene, unabhängige Zeitzone aufweisen und eingerichtet sind, den Zeitzonenbezug Delta_SE2_SE1 von der zweiten Sende- und Empfangseinheit oder von der Steuereinheit zu empfangen und daraus jeweils einen eigenen Zeitzonenbezug Delta_SE2x_SE1 zur ersten Sende- und Empfangseinheit zu ermitteln. Sie sind ferner eingerichtet, ein Abstandsmesssignal zu oder für den definierten Zeitpunkt von der Steuereinheit zu empfangen und zu diesem Zeitpunkt von einem inaktiven in einen aktiven Messzustand zu schalten, daraufhin das Messsignal von den Sende- und Empfangseinheiten zu empfangen, eine Abstandsmessung durchzuführen und wieder in einen inaktiven Messzustand zu wechseln. Die oben beschriebene zweite Sende- und Empfangseinheit kann somit als „Master“ gesehen werden, der die Zeitzonendifferenz zu der ersten Sende- und Empfangseinheit bestimmt und die Differenz zu den weiteren zweiten Sende- und Empfangseinheit sendet, so dass diese zu Zeitzonendifferenzbestimmung nicht mit der ersten Sende- und Empfangseinheiten kommunizieren müssen. Vorzugsweise sind die weiteren zweiten Sende- und Empfangseinheiten gleich aufgebaut wie die Master-Sende- und Empfangseinheit. Die Steuereinheit kann dadurch flexibel jede der zweiten Sende- und Empfangseinheiten als Master auswählen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Steuereinheit in einer zweiten Sende- und Empfangseinheit integriert.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Fahrzeug bereitgestellt, das eine zweite Sende- und Empfangseinheit und eine Steuereinheit aufweist. Das Fahrzeug kann mehrere Sende- und Empfangseinheiten aufweisen, die von der Stromversorgung des Fahrzeugs gespeist werden. Die Sende- und Empfangseinheiten und die Steuereinheit können drahtgebunden oder drahtlos miteinander verbunden sein. Die Antennen für die Sende- und Empfangseinheiten können zum Beispiel auf dem Fahrzugdach oder an den Ecken angebracht werden, um einen möglichst großen und ungestörten Abstrahlbereich zu haben. Ein solches Fahrzeug kann beispielsweise ein Personenkraftwagen, ein Bus, Lastkraftwagen oder ein schienengebundenes Fahrzeug sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Messen eines Abstandes einer ersten Sende- und Empfangseinheit zu zweiten Sende- und Empfangseinheiten bereitgestellt, das die folgenden Schritte aufweist:

Ermitteln eines Zeitzonenbezugs Delta_SE2_SE1 zwischen der zweiten Sende- und Empfangseinheit und der ersten Sende- und Empfangseinheit durch die zweite Sende- und Empfangseinheit und Senden des Zeitzonenbezugs Delta_SE2_SE1 an die Steuereinheit.

Empfangen des Zeitzonenbezugs Delta_SE2_SE1 durch die Steuereinheit (130) und Ermitteln eines Zeitzonenbezugs Delta_ST_SE1 zwischen der Steuereinheit-Zeitzone und der ersten Sende- und Empfangseinheit (110) unter Verwendung des Zeitzonenbezugs Delta_SE2_SE1.
Senden eines Abstandsmessbefehls an die zweite Sende- und Empfangseinheit zu einem definierten Zeitpunkt oder für einen definierten Zeitpunkt der ersten Zeitzone.
Senden eines Messsignals durch die erste Sende- und Empfangseinheit zu einem weiteren definierten Zeitpunkt.
Schalten der zweiten Sende- und Empfangseinheit von einem inaktiven in einen aktiven Messzustand zu den definierten Zeitpunkten oder dem definierten Zeitraum, Empfangen des Messsignals, Durchführen einer Abstandsmessung und Wechseln in einen inaktiven Messzustand durch die zweite Sende- und Empfangseinheit.
Die Schritte des Verfahrens entsprechen der obigen Beschreibung des Systems. Bezüglich der Reihenfolge kann die Bestimmung der Zeitzonendifferenzen auch derart stattfinden, dass z.B. die Komponenten im Fahrzeug, also die zweite und weitere zweite Sende- und Empfangseinheiten sowie die Steuereinheit zuerst stattfindet und danach die Bestimmung der Zeitzonendifferenz zwischen der ersten und der zweiten Zeitzone.
Das Abstandsmesssystem kann beispielsweise zur Verifikation, dass ein Nutzer, der eine erste Sende- und Empfangseinheit bei sich trägt, sich tatsächlich in der Nähe der Sende- und Empfangseinheit befindet, verwendet werden. Bezüglich eines Fahrzeugs sind beispielsweise folgende Anwendungsszenarien möglich:

Der Nutzer nähert sich dem Fahrzeug aus einer weiten Entfernung, um das Fahrzeug aufzuschließen. Das Fahrzeug wird nach der Verifizierung der Nutzernähe entriegelt.

Der Nutzer steigt in das geöffnete Fahrzeug oder ein offenes Fahrzeug wie z.B. eine Baumaschine und startet das Fahrzeug. Das Starten ist z.B. erst nach der Verifizierung der Nutzernähe möglich
Der Nutzer verlässt das Fahrzeug nach einem getriggerten Abschließen.
Der Nutzer verlässt das Fahrzeug und begibt sich in weite Entfernung, so dass das Fahrzeug verschlossen wird, wenn die Nutzernähe nicht mehr verifiziert werden kann.
Der Nutzer nähert sich dem Fahrzeug aus einer weiten Entfernung, bleibt jedoch für längere Zeit in der Nähe des Fahrzeugs, ohne die Tür zu öffnen.
Der Nutzer verlässt das Fahrzeug, verschließt das Fahrzeug und verbleibt in dem Gebiet, das das Zeitkommunikationsmodul oder das Messkommunikationsmodul abdeckt, beispielsweise, wenn er in seinem Haus, das sich in der Nähe des Fahrzeugs befindet, bleibt. Hierbei wird durch die Verifizierung verhindert, dass das Fahrzeug offen bleibt, da der räumliche Verifizierungsbereich verlassen wurde.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird das Abstandsmesssystem für ein Zugangssystem eines Gebäudes verwendet. Das Gebäude wird bei dieser Verwendung erst nach Verifizierung der Nutzernähe aufgesperrt.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird das Abstandsmesssystem zum berührungslosen Bezahlen oder zum Geldabheben verwendet, so dass das Bezahlen bzw. das Geldabheben erst dann möglich ist, wenn die Nutzernähe verifiziert worden ist.
Synergieeffekte können sich aus verschiedenen Kombinationen der Ausführungsformen ergeben, obwohl sie möglicherweise nicht im Detail beschrieben werden.
Ferner ist zu beachten, dass alle Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die ein Verfahren betreffen, in der beschriebenen Reihenfolge der Schritte ausgeführt werden können, jedoch muss dies nicht die einzige und wesentliche Reihenfolge der Schritte des Verfahrens sein. Die hier vorgestellten Verfahren können mit einer anderen Reihenfolge der offenbarten Schritte ausgeführt werden, ohne von der jeweiligen Verfahrensausführungsform abzuweichen, sofern im Folgenden nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist.
Andere Variationen der offenbarten Ausführungsformen können vom Fachmann bei der Durchführung der beanspruchten Erfindung durch das Studium der Zeichnungen, der Offenbarung und der beigefügten Ansprüche verstanden und ausgeführt werden. In den Ansprüchen schließt das Wort „umfassend“ andere Elemente oder Schritte nicht aus, und der unbestimmte Artikel „ein“ schließt eine Vielzahl nicht aus. Ein einzelner Prozessor oder eine andere Einheit kann die Funktionen mehrerer Gegenstände oder Schritte erfüllen, die in den Ansprüchen aufgeführt sind. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Maßnahmen in voneinander abhängigen Ansprüchen angegeben sind, bedeutet nicht, dass eine Kombination dieser Maßnahmen nicht vorteilhaft genutzt werden kann. Bezugszeichen in den Ansprüchen sollten nicht so ausgelegt werden, dass sie den Umfang der Ansprüche begrenzen.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigt

1 ein Blockdiagramm eines Abstandsmesssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel,
2 ein Blockdiagramm eines Smartphones mit einer ersten Sende- und Empfangseinheit,
3 ein Blockdiagramm eines Fahrzeugs mit einer Steuereinheit und zweiten Sende- und Empfangseinheiten,
4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Messen eines Abstandes einer ersten Sende- und Empfangseinheit zu zweiten Sende- und Empfangseinheiten.

1 zeigt ein Blockdiagramm eines Abstandsmesssystems 100 zum Messen eines Abstandes einer ersten Sende- und Empfangseinheit 110 zu zweiten Sende- und Empfangseinheiten 120, 124 mit einer ersten Sende- und Empfangseinheit 110 und einer Uhr 112, die eine erste Zeitzone definiert, mit einer zweiten Sende- und Empfangseinheit 120 und einer Uhr 122, die eine zweite Zeitzone definiert, und mit eine Steuereinheit 130 und einer Uhr 132, die eine Steuereinheit-Zeitzone 132 definiert. Zusätzlich ist eine weitere zweite Sende- und Empfangseinheit 124 mit einer Uhr 126, die eine weitere zweite Zeitzone definiert, abgebildet. Die erste Sende- und Empfangseinheit 110 weist ein Zeitkommunikationsmodul 144 und ein Messkommunikationsmodul 154 auf. Entsprechend weisen die zweiten Sende- und Empfangseinheiten ein Zeitkommunikationsmodul 142 und ein Messkommunikationsmodul 152 auf. Eine Zeitkommunikationsverbindung 140 wird in diesem Beispiel nur zwischen der ersten Sende- und Empfangseinheit 110 und der zweiten Sende- und Empfangseinheit 120 aufgebaut, wohingegen eine Messkommunikationsverbindung 150 zwischen der ersten Sende- und Empfangseinheit 110 und sowohl der zweiten Sende- und Empfangseinheit 120 wie auch der weiteren zweiten Sende- und Empfangseinheit 124 aufgebaut wird. Weitere Verbindungen bestehen zwischen den zweiten Sende- und Empfangseinheit 120, 124 und der Steuereinheit 130.
2 zeigt ein Smartphone 200 mit einer erste Sende- und Empfangseinheit.
3 zeigt ein Blockdiagramm eines Fahrzeugs mit einer Steuereinheit 130, einer zweiten Sende- und Empfangseinheit 120 und weiteren zweiten Sende- und Empfangseinheit 124.
4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Messen eines Abstandes einer ersten Sende- und Empfangseinheit zu zweiten Sende- und Empfangseinheiten, mit den Schritten:

Ermitteln 402 eines Zeitzonenbezugs Delta_SE2_SE1 zwischen der zweiten Sende- und Empfangseinheit 120 und der ersten Sende- und Empfangseinheit 110 durch die zweite Sende- und Empfangseinheit 120 und Senden des Zeitzonenbezugs Delta_SE2_SE1 an die Steuereinheit 130.

Empfangen 404 des Zeitzonenbezugs Delta_SE2_SE1 und des Zeitzonenbezugs Delta_SE2_SE1 durch die Steuereinheit 130 und Ermitteln eines Zeitzonenbezugs Delta_ST_SE1 zwischen der Steuereinheit-Zeitzone und der ersten Sende- und Empfangseinheit 110 unter Verwendung des Zeitzonenbezugs Delta_SE2_SE1.
Senden 406 eines Abstandsmessbefehls an die zweite Sende- und Empfangseinheit zu einem definierten Zeitpunkt oder für einen definierten Zeitraum der ersten Zeitzone.
Senden 408 eines Messsignals durch die erste Sende- und Empfangseinheit zu dem definierten Zeitpunkt.
Schalten 410 der zweiten Sende- und Empfangseinheit von einem inaktiven in einen aktiven Messzustand zu dem definierten Zeitpunkt oder Zeitraum, Empfangen des Messsignals, Durchführen einer Abstandsmessung und Wechseln in einen inaktiven Messzustand durch die zweite Sende- und Empfangseinheit.

Claims

Abstandsmesssystem (100) zum Messen eines Abstandes einer ersten Sende- und Empfangseinheit (110) zu zweiten Sende- und Empfangseinheiten (120, 124), aufweisend eine erste Sende- und Empfangseinheit (110) mit einer ersten Zeitzone (112); eine zweite Sende- und Empfangseinheit (120) mit einer zweiten Zeitzone (122); eine Steuereinheit (130) in einer Steuereinheit-Zeitzone (132); wobei die zweite Sende- und Empfangseinheit eingerichtet ist, einen Zeitzonenbezug Delta_SE2_SE1 zwischen der zweiten Sende- und Empfangseinheit und der ersten Sende- und Empfangseinheit (110) zu ermitteln und den Zeitzonenbezug Delta_SE2_SE1 an die Steuereinheit (130) zu senden; wobei die Steuereinheit (130) eingerichtet ist, den Zeitzonenbezug Delta_SE2_SE1 zu empfangen und einen Zeitzonenbezug Delta_ST_SE1 zwischen der Steuereinheit-Zeitzone und der ersten Sende- und Empfangseinheit (110) unter Verwendung des Zeitzonenbezugs Delta_SE2_SE1 zu ermitteln; wobei die erste Sende- und Empfangseinheit (110) eingerichtet ist, zu einem definierten Zeitpunkt oder für einen definierten Zeitraum einen Abstandsmessbefehl an die zweite Sende- und Empfangseinheit (120) zu senden; wobei die erste Sende- und Empfangseinheit (110) ferner eingerichtet ist, zu einem weiteren definierten Zeitpunkt ein Messsignal zu senden; und wobei die zweite Sende- und Empfangseinheit (120) weiterhin eingerichtet ist, zu den definierten Zeitpunkten oder dem definierten Zeitraum von einem inaktiven in einen aktiven Empfangs- oder Messzustand zu schalten, daraufhin den Abstandsmessbefehl oder das Messsignal zu empfangen, eine Abstandsmessung durchzuführen und wieder in einen inaktiven Messzustand zu wechseln.
Abstandsmesssystem (100) nach Anspruch 1, wobei die erste Sende- und Empfangseinheit (110) eine erste Uhr aufweist, die die erste Zeitzone definiert; die zweite Sende- und Empfangseinheit (120) eine zweite Uhr aufweist, die die zweite Zeitzone definiert; die erste Steuereinheit (130) eine Steuereinheit-Uhr aufweist, die die erste Steuereinheit-Zeitzone definiert; und wobei die erste Uhr, die zweite Uhr, und die Steuereinheit-Uhr eingerichtet sind, die Zeitzonen, die sie jeweils definieren, unabhängig von den anderen Zeitzonen zu definieren.
Abstandsmesssystem (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Sende- und Empfangseinheit (110) ein Zeitkommunikationsmodul (144) und ein Messkommunikationsmodul (154) aufweist; die zweite Sende- und Empfangseinheit (120) ein der ersten Sende- und Empfangseinheit korrespondierendes Zeitkommunikationsmodul (142) und ein der ersten Sende- und Empfangseinheit (110) korrespondierendes Messkommunikationsmodul (152) aufweist; das Zeitkommunikationsmodul der ersten Sende- und Empfangseinheit eingerichtet ist, ein Telegramm zur Bestimmung des Zeitzonenbezugs zwischen der ersten und der zweiten Sende- und Empfangseinheit über ein erstes Kommunikationsprotokoll an die zweite Sende- und Empfangseinheit zu senden; und das Messkommunikationsmodul der ersten Sende- und Empfangseinheit (110) eingerichtet ist, ein Messsignal zur Bestimmung des Abstandes zwischen der ersten und der zweiten Sende- und Empfangseinheit (120) über ein zweites Kommunikationsprotokoll an die zweite Sende- und Empfangseinheit (120) zu senden.
Abstandsmesssystem (100) nach Anspruch 3, wobei das erste Kommunikationsprotokoll ein Bluetooth-Kommunikationsprotokoll ist; und das zweite Kommunikationsprotokoll ein UWB- (Ultra Wide Band) Kommunikationsprotokoll ist.
Abstandsmesssystem (100) nach Anspruch 3 oder 4, wobei das Telegramm zur Bestimmung des Zeitzonenbezugs zwischen der ersten und der zweiten Sende- und Empfangseinheit einen Sende-Zeitstempel enthält und wobei die zweite Sende- und Empfangseinheit (120) eingerichtet ist, den Zeitzonenbezug mittels des Sende-Zeitstempels und eines Empfangszeitstempels zu ermitteln.
Abstandsmesssystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abstandsmessung eine Laufzeitmessung ist und wobei die erste (110) und die zweite Sende- und Empfangseinheit (120) eingerichtet sind, die Laufzeit über eine Kommunikation zwischen der ersten und der zweiten Sende- und Empfangseinheit (120) zu bestimmen.
Abstandsmesssystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend eine oder mehrere weitere zweite Sende- und Empfangseinheiten, wobei die weiteren zweite Sende- und Empfangseinheiten jeweils eine eigene, unabhängige Zeitzone aufweisen und eingerichtet sind, den Zeitzonenbezug Delta_SE2_SE1 von der zweiten Sende- und Empfangseinheit (120) oder von der Steuereinheit (130) zu empfangen und daraus jeweils einen eigenen Zeitzonenbezug Delta_SE2x_SE1 zur ersten Sende- und Empfangseinheit (110) zu ermitteln; und eingerichtet sind ein Abstandsmesssignal zu oder für den definierten Zeitpunkt von der Steuereinheit (130) zu empfangen und zu diesem Zeitpunkt von einem inaktiven in einen aktiven Messzustand zu schalten, daraufhin das Messsignal von den Sende- und Empfangseinheiten zu empfangen, eine Abstandsmessung durchzuführen und wieder in einen inaktiven Messzustand zu wechseln.
Abstandsmesssystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (130) in einer zweiten Sende- und Empfangseinheit (120, 124) integriert ist.
Fahrzeug (300), aufweisend eine zweite Sende- und Empfangseinheit (120, 124) und eine Steuereinheit (130) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
Verfahren (400) zum Messen eines Abstandes einer ersten Sende- und Empfangseinheit (110) zu zweiten Sende- und Empfangseinheiten (120, 124), aufweisend die Schritte: Ermitteln (402) eines Zeitzonenbezugs Delta_SE2_SE1 zwischen der zweiten Sende- und Empfangseinheit (120) und der ersten Sende- und Empfangseinheit (110) durch die zweite Sende- und Empfangseinheit (120) und Senden des Zeitzonenbezugs Delta_SE2_SE1 an die Steuereinheit (130); Empfangen (404) des Zeitzonenbezugs Delta_SE2_SE1 durch die Steuereinheit (130) und Ermitteln eines Zeitzonenbezugs Delta_ST_SE1 zwischen der Steuereinheit-Zeitzone und der ersten Sende- und Empfangseinheit (110) unter Verwendung des Zeitzonenbezugs Delta_SE2_SE1; Senden (406) eines Abstandsmessbefehls an die zweite Sende- und Empfangseinheit (120) zu einem definierten Zeitpunkt oder für einen definierten Zeitraum der ersten Zeitzone; Senden (408) eines Messsignals durch die erste Sende- und Empfangseinheit zu einem weiteren definierten Zeitpunkt; Schalten (410) der zweiten Sende- und Empfangseinheit von einem inaktiven in einen aktiven Messzustand zu den definierten Zeitpunkten oder dem definierten Zeitraum, Empfangen des Messsignals, Durchführen einer Abstandsmessung und Wechseln in einen inaktiven Messzustand durch die zweite Sende- und Empfangseinheit (120).
Verwendung eines Abstandsmesssystems (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 für ein Zugangssystem eines Gebäudes.
Verwendung eines Abstandsmesssystems (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zum berührungslosen Bezahlen oder zum Geldabheben.
Verwendung eines Abstandsmesssystems (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 für ein Autorisierungssystem zum Freischalten von Funktionen von Maschinen.