DE102020201565A1 - Method for capturing a magnetic signature - Google Patents

Method for capturing a magnetic signature Download PDF

Info

Publication number
DE102020201565A1
DE102020201565A1 DE102020201565.1A DE102020201565A DE102020201565A1 DE 102020201565 A1 DE102020201565 A1 DE 102020201565A1 DE 102020201565 A DE102020201565 A DE 102020201565A DE 102020201565 A1 DE102020201565 A1 DE 102020201565A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
measuring device
photodetector
module
magnetic
until
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102020201565.1A
Other languages
German (de)
Inventor
Felix Michael Stuerner
Michael CURCIC
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102020201565.1A priority Critical patent/DE102020201565A1/en
Publication of DE102020201565A1 publication Critical patent/DE102020201565A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/032Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using magneto-optic devices, e.g. Faraday or Cotton-Mouton effect
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/24Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance for measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/26Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance for measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using optical pumping
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y15/00Nanotechnology for interacting, sensing or actuating, e.g. quantum dots as markers in protein assays or molecular motors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y20/00Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y25/00Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/12Measuring magnetic properties of articles or specimens of solids or fluids

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)

Abstract

Verfahren zum Erfassen einer magnetischen Signatur eines Objekts im Straßenverkehr mit einer Messeinrichtung, die eine Sensoreinheit und eine Auswerteeinheit aufweist, wobei die Sensoreinheit einen Baustein, der ein Kristallgitter (10) aufweist, in dem mindestens ein Defekt vorgesehen ist, der eine fluoreszierende Wirkung hat, und einen Photodetektor, der dazu eingerichtet ist, die durch Fluoreszenz in dem Baustein bewirkte Strahlung zu erfassen und ein Signal zu generieren, das die von dem Photodetektor erfasste Strahlung repräsentiert, umfasst, die Auswerteeinheit das von dem Photodetektor generierte Signal auswertet, um eine räumliche Zuordnung des Objekts, dessen magnetische Signatur erfasst wird, zu ermöglichen.Method for detecting a magnetic signature of an object in road traffic with a measuring device which has a sensor unit and an evaluation unit, the sensor unit being a component which has a crystal lattice (10) in which at least one defect is provided which has a fluorescent effect, and a photodetector which is set up to detect the radiation caused by fluorescence in the module and to generate a signal that represents the radiation detected by the photodetector, the evaluation unit evaluates the signal generated by the photodetector in order to establish a spatial association of the object whose magnetic signature is being detected.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen einer magnetischen Signatur eines Objekts im Straßenverkehr und eine Messeinrichtung zum Durchführen des Verfahrens.The invention relates to a method for detecting a magnetic signature of an object in road traffic and a measuring device for performing the method.

Stand der TechnikState of the art

Das beschriebene Verfahren wird insbesondere im Rahmen einer Ortsbestimmung eingesetzt. Unter einer Ortsbestimmung wird die Ermittlung des Orts in Bezug zu einem definierten Fixpunkt verstanden. In vielen Fällen wird mit Ortsbestimmung die Bestimmung des eigenen Orts bezeichnet. Die Orts- bzw. Positionsbestimmung eines fernen Objekts wird häufig als Ortung bezeichnet. Unter Ortsbestimmung wird hierin sowohl die Bestimmung des eigenen Orts als auch die Bestimmung des Orts eines fernen Objekts verstanden. Eine solche Ortsbestimmung ist insbesondere bei autonom fahrenden Fahrzeugen von Bedeutung.The method described is used in particular in the context of a location determination. A location determination is understood to mean the determination of the location in relation to a defined fixed point. In many cases, the determination of one's own location is referred to as location determination. The determination of the location or position of a distant object is often referred to as location. Location determination is understood here to mean both the determination of one's own location and the determination of the location of a distant object. Such a position determination is particularly important in the case of autonomously driving vehicles.

Heutige Ansätze für das automatisierte bzw. autonome Fahren verbinden unterschiedliche Sensordaten, um die aktuelle Position eines beweglichen Objekts, bspw. eines Personenkraftwagens, zu ermitteln. Dabei werden die Daten von GPS, Rader, Lidar, Kamera und Inertialsensoren miteinander verbunden, was im weiteren Sinne einer Koppelnavigation entspricht.Today's approaches to automated or autonomous driving combine different sensor data in order to determine the current position of a moving object, for example a passenger car. The data from GPS, rader, lidar, camera and inertial sensors are connected to one another, which in the broader sense corresponds to dead reckoning.

Die Druckschrift DE 10 2015 202 782 A1 beschreibt ein Verfahren zum Betreiben einer Sensorvorrichtung, die zum Detektieren eines Objekts eingesetzt wird. Dabei wird als Umfeldsensor ein Magnetfeldsensor verwendet, mit dem ein abgestelltes oder ein fahrendes Fahrzeug erfasst werden kann.The pamphlet DE 10 2015 202 782 A1 describes a method for operating a sensor device which is used to detect an object. A magnetic field sensor with which a parked or a moving vehicle can be detected is used as the environment sensor.

Ein Beispiel für einen Magnetfeldsensor ist ein Magnetometer. Dies ist eine sensorische Einrichtung zum Messen von magnetischen Flussdichten. Magnetische Flussdichten werden in der Einheit Tesla (T) gemessen. Gebräuchliche Magnetometer sind bspw. Hall-Sensoren, Förster-Sonden, Protonenmagnetometer, Kerr-Magnetometer und Farady-Magnetometer.An example of a magnetic field sensor is a magnetometer. This is a sensory device for measuring magnetic flux densities. Magnetic flux densities are measured in Tesla (T) units. Common magnetometers are, for example, Hall sensors, Förster probes, proton magnetometers, Kerr magnetometers and Farady magnetometers.

Neben den genannten Magnetometern ist auch der Einsatz von Diamanten bekannt, in deren Gitter Defekte bzw. Fehlstellen vorgesehen sind, die in Abhängigkeit von einem anliegenden Magnetfeld ein erfassbares Verhalten zeigen. So ist es bekannt, eine negativ geladene Stickstoff-Fehlstelle (engl. nitrogen vacancy center, NV-Zentrum) in einem Diamant für hochempfindliche Messungen von Magnetfeldern, elektrischen Feldern, mechanischen Spannungen und Temperaturen zu nutzen. Es wird in diesem Zusammenhang auf 1 verwiesen.In addition to the magnetometers mentioned, the use of diamonds is also known, in the lattice of which there are defects or flaws which show a detectable behavior as a function of an applied magnetic field. It is known to use a negatively charged nitrogen vacancy center (NV center) in a diamond for highly sensitive measurements of magnetic fields, electrical fields, mechanical stresses and temperatures. It will be based on this 1 referenced.

Die Druckschrift DE 10 2014 219 550 A1 beschreibt einen Kombinationssensor zur Messung eines Magnetfeldes, der eine sensitive Komponente mit Diamantstrukturen, die Stickstoff-Fehlstellen aufweisen, umfasst. Die sensitive Komponente kann mit Strahlung im sichtbaren Bereich angeregt werden.The pamphlet DE 10 2014 219 550 A1 describes a combination sensor for measuring a magnetic field, which comprises a sensitive component with diamond structures that have nitrogen defects. The sensitive component can be excited with radiation in the visible range.

Die bei solchen Anordnungen verwendeten Quantentechnologien bieten gegenüber klassischen Sensorprinzipien entscheidende Vorteile, die das disruptive Potential der Quantentechnologie unterstreichen. Bei den Stickstoff-Fehlstellen bestehen konkret folgende Vorteile:

  • - ultrahohe Empfindlichkeiten (1 pT/VHz),
  • - Vektormagnetometrie, d. h. eine Richtungsbestimmung des Magnetfeldes ist möglich,
  • - hoher Messbereich (> 1 Tesla),
  • - Linearität (Zeemaneffekt),
  • - keine Degradation, da die Messung auf quantenmechanischen Zuständen beruht, ähnlich wie beim Wasserstoffatom, bei dem die Rydbergkonstante eine fixe Energie ist, die für alle Atome eine ortsunabhängige und zeitunabhängige Konstante ist,
  • - es ist möglich, externe Magnetfelder vektoriell anhand der im Diamant vorhandenen vier möglichen Raumrichtungen der NV-Achsen zu bestimmen.
The quantum technologies used in such arrangements offer decisive advantages over classic sensor principles, which underline the disruptive potential of quantum technology. The following concrete advantages exist with the nitrogen imperfections:
  • - ultra-high sensitivities (1 pT / VHz),
  • - vector magnetometry, i.e. a directional determination of the magnetic field is possible,
  • - high measuring range (> 1 Tesla),
  • - linearity (Zeeman effect),
  • - no degradation, since the measurement is based on quantum mechanical states, similar to the hydrogen atom, in which the Rydberg constant is a fixed energy that is a location-independent and time-independent constant for all atoms,
  • - It is possible to determine external magnetic fields vectorially based on the four possible spatial directions of the NV axes present in the diamond.

Um einen auf NV-Zentren basierten Sensor auszulesen, wird die magnetische Resonanz des Triplets des Grundzustands optisch detektiert, siehe 3A Zustand in 1 (ODMR, optically detected magnetic resonance). Dazu muss das NV-Zentrum mit grünem Licht angeregt werden. Es wird hierzu auf 2 verwiesen. Das rotverschobene Fluoreszenzlicht, siehe 2, zeigt bei zusätzlicher Einstrahlung eines elektromagnetischen Wechselfeldes (Mikrowelle) dabei einen charakteristischen Dip bei der energetischen Lage der Elektronenspinresonanz, siehe hierzu 3. Die Lage ist aufgrund des Zeemaneffekts, siehe 4, linear abhängig vom magnetischen Feld, siehe 3. Damit lässt sich ein hochempfindlicher Magnetfeldsensor konstruieren.To read a sensor based on NV centers, the magnetic resonance of the triplet of the ground state is optically detected, see 3 A state in 1 (ODMR, optically detected magnetic resonance). To do this, the NV center must be stimulated with a green light. It will do this on 2 referenced. The red-shifted fluorescent light, see 2 , shows with additional irradiation of an electromagnetic alternating field (microwave) a characteristic dip in the energetic position of the electron spin resonance, see here 3 . The location is due to the Zeeman effect, see 4th , linearly dependent on the magnetic field, see 3 . This enables a highly sensitive magnetic field sensor to be constructed.

Es sind weiterhin Verfahren bekannt, bei denen NV-Zentren direkt elektrisch ausgelesen werden können. Die Anregungsbedingungen sind allerdings die selben.Methods are also known in which NV centers can be read out electrically directly. The excitation conditions, however, are the same.

Zu berücksichtigen ist, dass alle verwendeten Verfahren nicht die ortsfeste magnetischen Signatur von Objekten, die im Straßenverkehr präsent sind, bspw. Straßenschilder, Rohrpfosten usw., nutzen. Daneben ist zu beachten ist, dass dynamische Ereignisse, wie bspw. das Aufstellen von Baustellen, bislang nicht über eine magnetische Signatur der Umgebung erfasst werden.It must be taken into account that all the methods used do not use the fixed magnetic signature of objects that are present in road traffic, e.g. street signs, tubular posts, etc. It should also be noted that dynamic events, such as the erection of construction sites, have not yet been captured by a magnetic signature of the environment.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vor diesem Hintergrund werden ein Verfahren nach Anspruch 1 und eine Messeinrichtung gemäß Anspruch 8 vorgestellt. Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und aus der Beschreibung.Against this background, a method according to claim 1 and a measuring device according to claim 8 are presented. Embodiments emerge from the dependent claims and from the description.

Das vorgestellte Verfahren dient zum Erfassen einer magnetischen Signatur eines Objekts im Straßenverkehr mit einer Messeinrichtung, die eine Sensoreinheit und eine Auswerteeinheit aufweist, wobei die Sensoreinheit einen Baustein, der ein Kristallgitter aufweist, in dem mindestens ein Defekt vorgesehen ist, der eine fluoreszierende Wirkung hat, und einen Photodetektor, der dazu eingerichtet ist, die durch Fluoreszenz in dem Baustein bewirkte Strahlung zu erfassen und ein Signal zu generieren, das die von dem Photodetektor erfasste Strahlung repräsentiert, umfasst. Die Auswerteeinheit wertet das von dem Photodetektor generierte Signal aus, um eine räumliche Zuordnung des Objekts, dessen magnetische Signatur erfasst wird, zu ermöglichen.The presented method is used to detect a magnetic signature of an object in road traffic with a measuring device which has a sensor unit and an evaluation unit, the sensor unit being a component which has a crystal lattice in which at least one defect is provided which has a fluorescent effect, and a photodetector, which is configured to detect the radiation caused by fluorescence in the module and to generate a signal that represents the radiation detected by the photodetector. The evaluation unit evaluates the signal generated by the photodetector in order to enable a spatial assignment of the object whose magnetic signature is being detected.

Eine räumliche Zuordnung des Objekts bedeutet bspw., dass der Ort des Objekts, der bspw. unter Hinzunahme weiterer System zur Ortsbestimmung erfasst wird, in eine Karte eingetragen wird. Ist dieses Objekt bereits in eine Karte eingetragen, so kann anhand der erfassten Signatur des Objekts, dessen Ort in der Karte hinterlegt ist, die Position bzw. der Ort des Fahrzeugs, in dem sich die Messeinrichtung befindet, bestimmt werden.A spatial assignment of the object means, for example, that the location of the object, which is recorded, for example, with the addition of further systems for determining the location, is entered in a map. If this object has already been entered on a map, the position or the location of the vehicle in which the measuring device is located can be determined on the basis of the recorded signature of the object whose location is stored on the map.

Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass ein Datenaustausch mit anderen Fahrzeugen durchgeführt wird. Auf diese Weise können Daten bzw. Informationen von weiteren Fahrzeugen zur Ortsbestimmung genutzt werden. Auch können anderen Fahrzeugen solche Daten bzw. Informationen zur Verfügung gestellt werden. So kann über dynamische Ereignisse bzw. Objekte informiert werden, was dann wiederum bei der Routenberechnung berücksichtigt werden kann. Daneben kann auch ein Datenaustausch mit einer Cloud erfolgen, in der Daten von weiteren Fahrzeugen oder auch von einer zentralen Stelle verwaltet werden.Provision can also be made for data to be exchanged with other vehicles. In this way, data or information from other vehicles can be used to determine the location. Such data or information can also be made available to other vehicles. In this way, information can be provided about dynamic events or objects, which in turn can then be taken into account when calculating the route. In addition, data can also be exchanged with a cloud in which data from other vehicles or from a central point is managed.

Die vorgestellte Messeinrichtung dient zum Durchführen des Verfahrens und ist typischerweise in einem Kraftfahrzeug, das sich im Straßenverkehr befinden kann, vorgesehen. Diese Messeinrichtung umfasst eine Sensoreinheit, die einen Baustein und einen Photodetektor aufweist, und eine Auswerteeinheit. Der Baustein weist ein Kristallgitter auf, in dem mindestens ein Defekt vorgesehen ist, der eine fluoreszierende Wirkung hat. In den Baustein ist über einen ersten Oberflächenabschnitt des Bausteins eine elektromagnetische Strahlung einkoppelbar, die Fluoreszenz in dem Baustein bewirkt, die über einen zweiten Oberflächenabschnitt des Bausteins, der typischerweise von dem ersten Oberflächenabschnitt verschieden ist, auskoppelbar ist. Der Photodetektor wiederum ist dazu eingerichtet, die durch Fluoreszenz in dem Baustein bewirkte Strahlung zu erfassen.The presented measuring device is used to carry out the method and is typically provided in a motor vehicle that can be in traffic. This measuring device comprises a sensor unit, which has a module and a photodetector, and an evaluation unit. The module has a crystal lattice in which at least one defect is provided which has a fluorescent effect. Electromagnetic radiation can be coupled into the building block via a first surface section of the building block, causing fluorescence in the building block, which radiation can be decoupled via a second surface section of the building block, which is typically different from the first surface section. The photodetector, in turn, is set up to detect the radiation caused by fluorescence in the module.

Es kann zusätzlich ein Filter vorgesehen sein, der zumindest abschnittsweise zwischen dem Baustein und dem Photodetektor angeordnet und dazu eingerichtet ist, durch Fluoreszenz bewirkte elektromagnetische Strahlung, die über den zweiten Oberflächenabschnitt ausgekoppelt wird, duchzulassen. Auf diese Weise kann der Einfluss durch Streulicht reduziert werden.In addition, a filter can be provided which is arranged at least in sections between the module and the photodetector and is set up to allow electromagnetic radiation caused by fluorescence, which is coupled out via the second surface section, to pass through. In this way, the influence of stray light can be reduced.

In einer Ausführung ist als Kristallgitter ein Diamant vorgesehen. Weiterhin kann der mindestens eine Defekt als Stickstoff-Fehlstelle (NV-Zentrum) ausgebildet sein. In einer weiteren Ausführungsform weist die Sensoreinheit der Messeinrichtung zusätzlich mindestens eine Mikrowellen-Quelle auf. Auf diese Weise ist eine besonders empfindliche und genau messende Messeinrichtung bereitzustellen.In one embodiment, a diamond is provided as the crystal lattice. Furthermore, the at least one defect can be designed as a nitrogen defect (NV center). In a further embodiment, the sensor unit of the measuring device additionally has at least one microwave source. In this way, a particularly sensitive and precisely measuring measuring device is to be provided.

Mit dem vorgestellten Verfahren wird in Ausgestaltung erreicht, mithilfe von hochsensitiven Magnetometern, insbesondere mit Magnetometern, die ein NV-Zentrum aufweisen, die magnetische Signatur von ortsfesten magnetischen Objekten, die bspw. im Straßenverkehr vorzufinden sind, für eine Koppelnavigation zu verwenden und in nahezu Echtzeit zu kartographieren. Weiterhin können die auf die Weise erfassten Daten mittels AI/ML-Algorithmen mit bereits vorhandenen magnetischen Karten ein Musterabgleich vollzogen werden. Der Einsatz von Methoden der künstlichen Intelligenz (engl. artificial intelligence, AI) bzw. des maschinellen Lernens (ML) kann für einen Musterabgleich von gemessenen Daten und bereits vorhandenen Karten verwendet werden. Der Einsatz der AI/ML-Algorithmen soll insbesondere dazu verwendet werden, gemessene Daten richtig zu interpretieren, z. B. ein auf der Straße bzw. auf dem Straßenrand parkendes Auto, das ebenfalls eine magnetische Signatur aufweist, jedoch nicht zu den relevanten Objekten, wie bspw. Gullideckel, gehört, kann durch AI-Erkennung von den genannten Objekten erkannt werden.With the presented method it is achieved in one embodiment, with the aid of highly sensitive magnetometers, in particular with magnetometers that have an NV center, the magnetic signature of stationary magnetic objects that can be found in road traffic, for example, to use for dead reckoning navigation and in almost real time to map. Furthermore, the data recorded in this way can be pattern matched using AI / ML algorithms with existing magnetic cards. The use of artificial intelligence (AI) or machine learning (ML) methods can be used for a pattern comparison of measured data and existing maps. The use of the AI / ML algorithms should in particular be used to correctly interpret measured data, e.g. B. a car parked on the street or on the edge of the road, which also has a magnetic signature, but does not belong to the relevant objects, such as manhole covers, can be recognized by the named objects by AI detection.

Außerdem ist es möglich, mit Hilfe der hierin vorgestellten hochsensitiven Magnetometer die magnetische Signatur von dynamisch auftretenden Ereignissen, die kurzzeitig die ortsfeste magnetische Signatur beeinflussen, die im Straßenverkehr vorzufinden sind, für die Koppelnavigation zu verwenden und in nahezu Echtzeit zu kartographieren. Zudem sollen die so erhaltenen Daten mit alternativen Verkehrsdaten, wie bspw. GPS, abgeglichen werden oder ein Peer-to-Peer schneller Abgleich mit den in der Nähe befindlichen Verkehrsteilnehmern durchgeführt werden.With the help of the highly sensitive magnetometer presented here, it is also possible to use the magnetic signature of dynamically occurring events that briefly affect the fixed magnetic signature found in road traffic for dead reckoning and to map them in almost real time. In addition, the data obtained in this way should be combined with alternative Traffic data, such as GPS, can be compared or a peer-to-peer comparison can be carried out more quickly with the road users in the vicinity.

Die vorgestellte Sensoranordnung und das beschriebene Verfahren verwenden somit ein Magnetometer, das dazu eingerichtet ist, eine magnetische Signatur und folglich ein Magnetfeld zu erfassen.The presented sensor arrangement and the described method thus use a magnetometer which is set up to detect a magnetic signature and consequently a magnetic field.

Ein Magnetfeld ist ein Vektorfeld, das den magnetischen Einfluss elektrischer Ladungen in Relativbewegungen und magnetisierten Materialien beschreibt. Magnetfelder können bspw. durch magnetische Materialien, elektrische Ströme und zeitliche Änderungen eines elektrischen Feldes verursacht werden.A magnetic field is a vector field that describes the magnetic influence of electrical charges in relative movements and magnetized materials. Magnetic fields can be caused, for example, by magnetic materials, electrical currents and changes in an electrical field over time.

Ein Magnetfeld kann mit unterschiedlichen Größen beschrieben werden. So ist die magnetische Flussdichte, die auch als magnetische Induktion bezeichnet wird, eine physikalische Größe der Elektrodynamik, die die Flächendichte des magnetischen Flusses, der senkrecht durch ein bestimmtes Flächenelement hindurchtritt, beschreibt. Die magnetische Flussdichte ist eine gerichtete Größe, d. h. ein Vektor.A magnetic field can be described with different sizes. The magnetic flux density, which is also referred to as magnetic induction, is a physical quantity in electrodynamics that describes the areal density of the magnetic flux that passes perpendicularly through a certain surface element. The magnetic flux density is a directed quantity, i. H. a vector.

Die magnetische Feldstärke H ist eine weitere Größe, die das magnetische Feld beschreibt. Diese hängt mit der magnetischen Flussdichte B über die Beziehung zusammen: B = μ * H ,

Figure DE102020201565A1_0001
wobei µ, die magnetische Permeabilität ist.The magnetic field strength H is another quantity that describes the magnetic field. This is related to the magnetic flux density B via the relationship: B. = μ * H ,
Figure DE102020201565A1_0001
where µ is the magnetic permeability.

Zum Erfassen eines Magnetfelds ist es erforderlich, eine Größe aufzunehmen, die dieses Magnetfeld beschreibt. So kann bspw. eine Messeinrichtung verwendet werden, die eine Größe des Magnetfeldes, wie bspw. die magnetische Flussdichte oder die magnetische Feldstärke, erfasst und der erfassten Größe einen Wert zuordnet. Eine solche Messeinrichtung umfasst typischerweise eine Sensoreinheit und eine Auswerteeinheit.To detect a magnetic field, it is necessary to record a quantity that describes this magnetic field. For example, a measuring device can be used which detects a magnitude of the magnetic field, such as the magnetic flux density or the magnetic field strength, and assigns a value to the detected magnitude. Such a measuring device typically comprises a sensor unit and an evaluation unit.

Die Sensoreinheit ist dazu eingerichtet, die Größe, die zum Beschreiben des Magnetfeldes herangezogen wird und die somit dieses Magnetfeld repräsentiert, zu erfassen. Die Sensoreinheit umfasst mindestens einen hochsensitiven Magnetometer, der einen hohen dynamischen Bereich aufweist und eine vektorielle Erfassung des Magnetfelds ermöglicht.The sensor unit is set up to detect the variable which is used to describe the magnetic field and which thus represents this magnetic field. The sensor unit comprises at least one highly sensitive magnetometer, which has a high dynamic range and enables vectorial detection of the magnetic field.

Die Auswerteeinheit umfasst mindestens eine Recheneinheit, die dabei bspw. AI/ML-Algorithmen verwendet, um einen Musterabgleich mit bereits vorhandenen magnetischen Daten zu verwenden und den Unterschied zu ermitteln. Weiterhin bietet diese eine Schnittstelle, um die ermittelten Daten für die Koppelnavigation bereitzustellen. Weiterhin kann eine Schnittstelle bereitgestellt werden, um die Daten an eine zentrale Stelle weiterzuleiten, die dort zur Kartographisierung der magnetischen Signatur verwendet werden. Dies kann auch im Rahmen des Einsatzes einer Cloud durchgeführt werden. Diese Schnittstelle oder eine weitere Schnittstelle kann dazu eingerichtet sein, einen Abgleich mit den lokalen Verkehrsteilnehmern durchzuführen. Dies wird als Peer-to-Peer bezeichnet.The evaluation unit comprises at least one processing unit which uses, for example, AI / ML algorithms in order to use a pattern comparison with already existing magnetic data and to determine the difference. It also offers an interface to provide the determined data for dead reckoning. Furthermore, an interface can be provided in order to forward the data to a central point, which is used there for mapping the magnetic signature. This can also be done when using a cloud. This interface or a further interface can be set up to carry out a comparison with the local road users. This is known as peer-to-peer.

Das vorgestellte Verfahren hat, zumindest in einigen der Ausführungen, folgende Vorteile:

  • Es bietet weitere Sensorgrößen für die Koppelnavigation, die dabei lokal und über längere Zeiträume einzigartig sind, zudem kann es autark betrieben werden, ein kostengünstiger Sensoraufbau ist erforderlich, es besteht ein besonders hohes Miniaturisierungspotential der Sensoreinheit und ein Erfassen von dynamischen Ereignissen der magnetischen Signatur in Echtzeit ist möglich.
The presented method has the following advantages, at least in some of the versions:
  • It offers additional sensor sizes for dead reckoning, which are unique locally and over longer periods of time; it can also be operated independently, a cost-effective sensor structure is required, there is a particularly high potential for miniaturization of the sensor unit and the detection of dynamic events of the magnetic signature in real time is possible.

Die vorgestellte Sensoreinheit und das beschriebene Verfahren nutzen somit die Möglichkeit, dass im Straßenverkehr bzw. im Straßenverkehrsnetz viele Objekte, wie bspw. Rohrpfosten, Straßendeckel, Gullideckel, Leitplanken usw., in den meisten Fällen aus magnetischen Materialien betehen bzw. einen hohen Anteil an magnetischen Stoffen aufweisen. Dies ist bspw. Eisen, Nickel usw. Diese magnetischen Stoffe haben zur Folge, dass diese die magnetische Signatur des zu messenden Felds lokal stark verändern. Daher treten abrupte Änderungen bzw. Abweichungen des Erdmagentfelds auf. Mit dem vorgestellten hochauflösenden Vektormagnetometer, wie bspw. dem NV-Zentrum in einem Diamanten, das zweckmäßigerweise auch noch einen hohen Dynamikbereich hat, können diese Abweichungen erfasst und für Navigationszwecke verwendet werden. Ein Musterabgleich mit einer vorher kartographierten magnetischen Karte ermöglicht eine sehr genaue Bestimmung der Position von beweglichen Objekten. Außerdem können die gewonnenen Daten für eine Koppelnavigation verwendet werden.The presented sensor unit and the described method thus make use of the possibility that many objects in road traffic or in the road traffic network, such as pipe posts, road covers, manhole covers, guard rails, etc., are in most cases made of magnetic materials or a high proportion of magnetic materials Have substances. This is, for example, iron, nickel, etc. The consequence of these magnetic substances is that they locally strongly change the magnetic signature of the field to be measured. Therefore, abrupt changes or deviations in the earth's magnetic field occur. With the presented high-resolution vector magnetometer, such as, for example, the NV center in a diamond, which expediently also has a high dynamic range, these deviations can be recorded and used for navigation purposes. A pattern comparison with a previously mapped magnetic map enables a very precise determination of the position of moving objects. In addition, the data obtained can be used for dead reckoning.

Dynamische Objekte bzw. Ereignisse, wie z. B. das Aufstellen von Baustellen führen zu einer kurzzeitigen, Tage, Wochen. Monate, Änderung der magnetischen Signatur. Die Mess- bzw. Sendeeinheit soll die Möglichkeit bieten, diese dynamische magnetische Signatur zu erfassen und an eine zentrale Stelle oder an die lokalen Verkehrsteilnehmer weiterzuleiten. Bei der Erfassung der magnetischen Signatur können auch weitere Sensorgrößen ausgewertet werden.Dynamic objects or events, such as B. the erection of construction sites lead to short-term, days, weeks. Months, change of magnetic signature. The measuring or transmitting unit should offer the possibility of capturing this dynamic magnetic signature and forwarding it to a central point or to the local road users. When the magnetic signature is recorded, other sensor variables can also be evaluated.

Die vorgestellte Messeinrichtung und das beschriebene Verfahren können insbesondere im Bereich des autonomen Fahrens eingesetzt werden.The presented measuring device and the described method can be used in particular in the field of autonomous driving.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen.Further advantages and configurations of the invention emerge from the description and the accompanying drawings.

Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuterten 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.It goes without saying that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the respectively specified combination, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention.

FigurenlisteFigure list

  • 1 zeigt Stickstoff-Fehlstellen (NV-Zentren) in einem Diamanten. 1 shows nitrogen vacancies (NV centers) in a diamond.
  • 2 zeigt ein Absorptions- und Emissionsspektrum des NV-Zentrums. 2 shows an absorption and emission spectrum of the NV center.
  • 3 zeigt eine optisch dedektierte magnetische Resonanz eines einzelnen NV-Zentrums. 3 shows an optically detected magnetic resonance of a single NV center.
  • 4 zeigt den Zeeman-Effekt innerhalb des Energiediagramms des negativ geladenen NV-Zentrums. 4th shows the Zeeman effect within the energy diagram of the negatively charged NV center.
  • 5 zeigt in schematischer Darstellung den Aufbau eines Magnetometers. 5 shows a schematic representation of the structure of a magnetometer.
  • 6 zeigt in einem Flussdiagramm eine mögliche Ausführung des vorgestellten Verfahrens. 6th shows a possible implementation of the presented method in a flowchart.
  • 7 zeigt in einem weiteren Flussdiagramm eine weitere mögliche Ausfürhung des vorgestellten Verfahrens. 7th shows a further possible implementation of the presented method in a further flowchart.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.The invention is shown schematically on the basis of embodiments in the drawings and is described in detail below with reference to the drawings.

1 zeigt auf der linken Seite ein Kristallgitter, in diesem Fall einen Diamanten, wobei das Kristallgitter insgesamt mit Bezugsziffer 10 bezeichnet ist. Das Kristallgitter 10 umfasst eine Anzahl von Kohlenstoffatomen 12 und ein NV-Zentrum 14, das wiederum ein Stickstoff-Atom 16 und eine Fehlstelle bzw. Vakanz 18 aufweist. Die Stickstoff-Fehlstelle 14 ist entlang einer der vier möglichen Bindungsrichtungen im Diamant-Kristall ausgerichtet. 1 shows on the left a crystal lattice, in this case a diamond, the crystal lattice as a whole with reference number 10 is designated. The crystal lattice 10 includes a number of carbon atoms 12th and an NV center 14th which in turn is a nitrogen atom 16 and a gap or vacancy 18th having. The nitrogen void 14th is aligned along one of the four possible bond directions in the diamond crystal.

Auf der rechten Seite ist das Energieniveauschema 30 des negativ geladenen NV-Zentrums 14 dargestellt. Ein Grundzustand 3A2 32 ist ein Spin-Triplet mit Gesamtspin s = 1. Die Zustände 34 mit magnetischer Spinquantenzahl ms = +- 1 sind gegenüber dem Zustand 36 mit ms = 0 energetisch verschoben. Es sind weiterhin ein Zustand 3E 38 und ein Zwischenzustand 40 dargestellt. Mit Klammer 42 ist eine Mikrowellenfrequenz von 2,87 GHz verdeutlicht, die einer Aufspaltungsenergie bzw. Zero-Filed Splitting Dgs entspricht. Das Zero-Filed Splitting ist eine intrinsosche Größe, die unabhängig vom eingestrahlten MW-Feld bzw. der MW-Frequenz ist. Si beträgt ungefähr 2,87 GHz und ist insbesondere temperaturabhängig. Für die Bestimmung der Resonanzfrequenz gilt folgende Beziehung: v ± D gs + β∗ Δ Τ ± y NV B 0 ;

Figure DE102020201565A1_0002
wobei ΔT die Abweichung von der Raumtemperatur, β die temperaturbedingte Verschiebung des Zero-Field Splittings mit β ungefähr -74,2 Kilohertz/Kelvin, yNV das gyromagnetische Verhältnis des NV-Zentrums und B0 die Feldstärke eines externen Magnetfelds angibt.On the right is the energy level scheme 30th of the negatively charged NV center 14th shown. A basic state 3 A 2 32 is a spin triplet with total spin s = 1. The states 34 with magnetic spin quantum number ms = + - 1 are opposite to the state 36 energetically shifted with ms = 0. There is still a state 3 E 38 and an intermediate state 40 shown. With bracket 42 a microwave frequency of 2.87 GHz is illustrated, which corresponds to a splitting energy or zero-filed splitting Dgs. The zero-filed splitting is an intrinsic quantity that is independent of the radiated MW field or the MW frequency. Si is approximately 2.87 GHz and is particularly temperature dependent. The following relationship applies to the determination of the resonance frequency: v ± D. gs + β ∗ Δ Τ ± y NV B. 0 ;
Figure DE102020201565A1_0002
where ΔT is the deviation from room temperature, β is the temperature-related shift of the zero-field splitting with β approximately -74.2 kilohertz / Kelvin, y NV the gyromagnetic ratio of the NV center and B 0 the field strength of an external magnetic field.

2 zeigt in einem Graphen 50 das Absorptions- und Emissionsspektrum des NV-Zentrums, das in 1 dargestellt ist. Im Graphen 50 ist an einer Abszisse 52 die Wellenlänge [nm] und an einer ersten Abszisse 54 der Absorptionskoeffizient [cm-1] und an einer zweiten Abszisse 56 die Fluoreszenz aufgetragen. Eine erste Kurve 60 zeigt das Absorptionsspektrum, eine zweite Kurve 62 zeigt das Emissionsspektrum. Ein erster Pfeil 70 bezeichnet NV0 ZPL, ein zweiter Pfeil 72 bezeichnet NV- Absorption, ein dritter Pfeil 74 bezeichnet NV- Fluoreszenz. Weiterhin ist NV- ZPL 76 bei 637 nm eingetragen. 2 shows in a graph 50 the absorption and emission spectrum of the NV center, which is shown in 1 is shown. In the graph 50 is on an abscissa 52 the wavelength [nm] and on a first abscissa 54 the absorption coefficient [cm -1 ] and on a second abscissa 56 applied the fluorescence. A first turn 60 shows the absorption spectrum, a second curve 62 shows the emission spectrum. A first arrow 70 indicates NV 0 ZPL, a second arrow 72 denotes NV - absorption, a third arrow 74 denotes NV - fluorescence. Furthermore NV - ZPL 76 entered at 637 nm.

3 zeigt in einem Graphen 100 die optisch detektierbare magnetische Resonanz (ODMR) eines einzelnen NV-Zentrums für verschiedene Hintergrundmagnetfelder. In dem Graphen 100 ist an einer Abszisse 102 die Mikrowellenfrequenz, an einer ersten Ordinate 104 das Magnetfeld B und an einer zweiten Ordinate 106 die Fluoreszenz aufgetragen. 3 shows in a graph 100 the optically detectable magnetic resonance (ODMR) of a single NV center for different background magnetic fields. In the graph 100 is on an abscissa 102 the microwave frequency, on a first ordinate 104 the magnetic field B and on a second ordinate 106 applied the fluorescence.

Eine erste Kurve 110 zeigt die Resonanz für B = 0, eine zweite Kurve 112 zeigt die Resonanz bei B = 2,8 mT mit den negativen Peaks ω1 114 und ω2 116, eine dritte Kurve 120 die Resonanz für B = 5,8 mT und eine vierte Kurve 122 die Resonanz für 8,3 mT.A first turn 110 shows the resonance for B = 0, a second curve 112 shows the resonance at B = 2.8 mT with the negative peaks ω 1 114 and ω 2 116 , a third curve 120 the resonance for B = 5.8 mT and a fourth curve 122 the response for 8.3 mT.

4 zeigt den Zeemaneffekt im Grundzustand 150 des NV-Zentrums. Weiterhin sind der angeregte Zustand 152 und der Zwischenzustand 154 eingetragen. Ein erster Pfeil 160 zeigt einen Übergang mit hoher Wahrscheinlichkeit bzw. Übergangsrate, ein gestrichelter Pfeil 162 zeigt einen Übergang mit geringer Wahrscheinlichkeit bzw. Übergangsrate. In einem Kasten 170 sind ein Übergang 172 ohne magnetisches Feld und ein Übergang 174 mit magnetischem Feld wiedergegeben. 4th shows the Zeeman effect in the ground state 150 of the NV center. Furthermore are the excited state 152 and the intermediate state 154 registered. A first arrow 160 shows a transition with a high probability or transition rate, a dashed arrow 162 shows a transition with a low probability or transition rate. In a box 170 are a transition 172 without a magnetic field and a transition 174 reproduced with a magnetic field.

5 zeigt in schematischer Form Komponenten, die in Ausführung für das hierin verwendete ODMR-Prinzip (ODMR: Optically Detected Magnetic Resonance) erforderlich sind. Diese sind: eine Lichtquelle 200 im Grünen, ggf. eine Optik, um den Strahl auf einen Diamant 202 zu führen, den Diamant 202, der NV-Zentren aufweist, eine Mikrowellenquelle 204 und dazu passende Leitungen 206, die Mikrowellen (MW) im Frequenzbereich um das sogenannte Zero-Field Splitting bei circa 2,87 Gigahertz zum Diamant 202 führen, ein Filter 208, insbesondere Farbfilter, der nur das rotverschobene Fluoreszenzlicht transmittiert, ggf. weitere Optik, und ein Photodedektor 210, der die Fluoreszenzstrahlung detektiert. 5 shows in schematic form components that are required in execution for the ODMR principle (ODMR: Optically Detected Magnetic Resonance) used here. These are: a light source 200 in the green, possibly an optic to direct the beam onto a diamond 202 to lead the diamond 202 having NV centers, a microwave source 204 and matching cables 206 , the microwaves (MW) in the frequency range around the so-called zero-field splitting at around 2.87 gigahertz to the diamond 202 lead a filter 208 , in particular a color filter that only transmits the red-shifted fluorescent light, possibly additional optics, and a photo detector 210 that detects the fluorescence radiation.

6 zeigt in einem Flussdiagramm eine mögliche Ausführung des vorgestellten Verfahrens. In einem ersten Schritt 250 fährt das Fahrzeug im Straßenverkehr. In einem weiteren Schritt 252 wird eine magnetische Signatur eines Objekts erfasst. Dann wird in einem Schritt 254 mit einem weiteren System zur Ortsbestimmung, bspw. einem GPS-System, die Position des Fahrzeugs und damit der Ort des Objekts, dessen magnetische Signatur erfasst wurde, bestimmt. Dieser Ort wird in einem weiteren Schritt 256 in eine Karte eingetragen. Anhand dieser Karte, in der nunmehr der Ort des Objekts eingetragen ist, kann das Fahrzeug bei späteren Fahrten, wenn es typischerweise auf derselben Route fährt, dann, wenn die magnetische Signatur erkannt wird, seine Position bestimmen, ohne dass ein weiteres System zur Ortsbestimmung benötigt wird. In einem abschließenden Schritt 258 gibt das Fahrzeug dann Daten bzw. Informationen zu dem Objekt und zu dessen Signatur mit Positionskoordinaten an eine Cloud weiter. 6th shows a possible implementation of the presented method in a flowchart. In a first step 250 drives the vehicle in traffic. In a further step 252 a magnetic signature of an object is captured. Then in one step 254 With a further system for determining the location, for example a GPS system, the position of the vehicle and thus the location of the object whose magnetic signature was recorded is determined. This place is in a further step 256 entered in a card. On the basis of this map, in which the location of the object is now entered, the vehicle can determine its position during later journeys, if it typically drives on the same route, when the magnetic signature is recognized, without the need for an additional system for location determination will. In a final step 258 the vehicle then forwards data or information on the object and its signature with position coordinates to a cloud.

7 zeigt eine weitere Ausführung des Verfahrens. In einem ersten Schritt 280 fährt das Fahrzeug im Straßenverkehr. In einem weiteren Schritt 282 wird eine magnetische Signatur eines Objekts erfasst. Das Fahrzeug kann nunmehr durch Abgleich mit einer zur Verfügung gestellten Karte in einem Schritt 284 überprüfen, ob die erfasste Signatur eingetragen ist. Ist dies der Fall, so kann die Position des Fahrzeugs, ohne dass ein weiteres System zur Ortsbestimmung benötigt wird, in einem Schritt 286 bestimmt werden. Findet sich kein Eintrag in der Karte, so kann unter Zuhilfenahme eines weiteren Systems zur Ortsbestimmung der Ort des Objekts in einem Schritt 288 in die Karte eintragen werden. 7th shows a further embodiment of the method. In a first step 280 drives the vehicle in traffic. In a further step 282 a magnetic signature of an object is captured. The vehicle can now be compared with a map provided in one step 284 check whether the recorded signature is entered. If this is the case, the position of the vehicle can be determined in one step without the need for a further system for determining the location 286 to be determined. If there is no entry in the map, the location of the object can be determined in one step with the aid of a further system for determining the location 288 be entered on the card.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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.This list of the documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102015202782 A1 [0004]DE 102015202782 A1 [0004]
  • DE 102014219550 A1 [0007]DE 102014219550 A1 [0007]

Claims (12)

Verfahren zum Erfassen einer magnetischen Signatur eines Objekts im Straßenverkehr mit einer Messeinrichtung, die eine Sensoreinheit und eine Auswerteeinheit aufweist, wobei - die Sensoreinheit einen Baustein, der ein Kristallgitter (10) aufweist, in dem mindestens ein Defekt vorgesehen ist, der eine fluoreszierende Wirkung hat, und einen Photodetektor (210), der dazu eingerichtet ist, die durch Fluoreszenz in dem Baustein bewirkte Strahlung zu erfassen und ein Signal zu generieren, das die von dem Photodetektor (210) erfasste Strahlung repräsentiert, umfasst, - die Auswerteeinheit das von dem Photodetektor (210) generierte Signal auswertet, um eine räumliche Zuordnung des Objekts, dessen magnetische Signatur erfasst wird, zu ermöglichen.Method for detecting a magnetic signature of an object in road traffic with a measuring device which has a sensor unit and an evaluation unit, wherein - The sensor unit has a building block which has a crystal lattice (10) in which at least one defect is provided which has a fluorescent effect, and a photodetector (210) which is set up to detect the radiation caused by fluorescence in the building block and generate a signal representing the radiation detected by the photodetector (210) comprises, - The evaluation unit evaluates the signal generated by the photodetector (210) in order to enable a spatial assignment of the object whose magnetic signature is being detected. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die magnetische Signatur eines dynamischen Objekts erfasst wird.Procedure according to Claim 1 which captures the magnetic signature of a dynamic object. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem ein Abgleich des von der Auswerteeinheit ausgewerteten Signals mit mindestens einem Signal, das von anderen Systemen zur Ortsbestimmung bereitgestellt wird, erfolgt.Procedure according to Claim 1 or 2 , in which the signal evaluated by the evaluation unit is compared with at least one signal that is provided by other systems for determining the location. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem ein Eintrag des Objekts, dessen magnetische Signatur erfasst wird, in eine Karte erfolgt.Procedure according to Claim 3 , in which an entry of the object whose magnetic signature is detected is made in a card. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der Orts eines Kraftfahrzeugs im Straßenverkehr bestimmt wird.Method according to one of the Claims 1 until 4th , in which the location of a motor vehicle in road traffic is determined. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem ein Datenaustausch mit anderen Fahrzeugen durchgeführt wird.Method according to one of the Claims 1 until 5 , in which data is exchanged with other vehicles. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem ein Datenaustausch mit einer Cloud durchgeführt wird.Method according to one of the Claims 1 until 6th , in which data is exchanged with a cloud. Messeinrichtung mit einer Sensoreinheit, die einen Baustein und einen Photodetektor (210) aufweist, und einer Auswerteeinheit, wobei die Messeinrichtung zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 eingerichtet ist, wobei - der Baustein ein Kristallgitter (10) aufweist, in dem mindestens ein Defekt vorgesehen ist, der eine fluoreszierende Wirkung hat, - in den Baustein über einen ersten Oberflächenabschnitt des Bausteins eine elektromagnetische Strahlung einkoppelbar ist, die Fluoreszenz in dem Baustein bewirkt, die über einen zweiten Oberflächenabschnitt des Bausteins auskoppelbar ist, - der Photodetektor (210) dazu eingerichtet ist, die durch Fluoreszenz in dem Baustein bewirkte Strahlung zu erfassen.Measuring device with a sensor unit, which has a module and a photodetector (210), and an evaluation unit, the measuring device for performing a method according to one of the Claims 1 until 7th is set up, wherein - the module has a crystal lattice (10) in which at least one defect is provided which has a fluorescent effect, - electromagnetic radiation can be coupled into the module via a first surface section of the module, which causes fluorescence in the module which can be decoupled via a second surface section of the building block, - the photodetector (210) is set up to detect the radiation caused by fluorescence in the building block. Messeinrichtung nach Anspruch 8, bei der zusätzlich ein Filter (208) vorgesehen ist, der zumindest abschnittsweise zwischen dem Baustein und dem Photodetektor (210) angeordnet und dazu eingerichtet ist, durch Fluoreszenz bewirkte elektromagnetische Strahlung, die über den zweiten Oberflächenabschnitt auszukoppeln ist, duchzulassen.Measuring device according to Claim 8 , in which a filter (208) is additionally provided, which is arranged at least in sections between the module and the photodetector (210) and is set up to let through electromagnetic radiation caused by fluorescence, which is to be coupled out via the second surface section. Messeinrichtung nach Anspruch 8 oder 9, bei der als Kristallgitter (10) ein Diamant (202) vorgesehen ist.Measuring device according to Claim 8 or 9 , in which a diamond (202) is provided as a crystal lattice (10). Messeinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei der der mindestens eine Defekt als Stickstoff-Fehlstelle (NV-Zentrum) (14) ausgebildet ist.Measuring device according to one of the Claims 8 until 10 , in which the at least one defect is designed as a nitrogen defect (NV center) (14). Messeinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, die zusätzlich mindestens eine Mikrowellenquelle (204) aufweist.Measuring device according to one of the Claims 8 until 11 which additionally has at least one microwave source (204).
DE102020201565.1A 2020-02-08 2020-02-08 Method for capturing a magnetic signature Pending DE102020201565A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020201565.1A DE102020201565A1 (en) 2020-02-08 2020-02-08 Method for capturing a magnetic signature

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020201565.1A DE102020201565A1 (en) 2020-02-08 2020-02-08 Method for capturing a magnetic signature

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102020201565A1 true DE102020201565A1 (en) 2021-08-12

Family

ID=76968389

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102020201565.1A Pending DE102020201565A1 (en) 2020-02-08 2020-02-08 Method for capturing a magnetic signature

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102020201565A1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014219550A1 (en) 2014-09-26 2016-03-31 Robert Bosch Gmbh Combination sensor for measuring pressure and / or temperature and / or magnetic fields
DE102015202782A1 (en) 2015-02-17 2016-08-18 Robert Bosch Gmbh Method for operating a sensor device and sensor device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014219550A1 (en) 2014-09-26 2016-03-31 Robert Bosch Gmbh Combination sensor for measuring pressure and / or temperature and / or magnetic fields
DE102015202782A1 (en) 2015-02-17 2016-08-18 Robert Bosch Gmbh Method for operating a sensor device and sensor device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2016177490A1 (en) Method for measuring an electrical current and current sensor
DE102014101731A1 (en) REAL-PARK ASSIST APPLICATION
DE102019212587A1 (en) Sensor unit for detecting a magnetic field
DE102008030334A1 (en) Method for contactless measurement of high current in conductor in converter utilized for e.g. hybrid drive in motor vehicle, involves measuring sensors, directly supplying measuring signals and determining current flowing through conductor
DE202012008162U1 (en) Device for the contactless detection of vehicles
DE102018127403A1 (en) MAGNETIC SENSOR AND POSITION DETECTION DEVICE
WO1998024080A1 (en) Method for determining itinerary data
DE102017217212A1 (en) Method for locating a higher automated vehicle (HAF), in particular a highly automated vehicle, and a vehicle system
DE102012210975A1 (en) A system for guiding a user through a multi-option turn decision and method thereof
DE102020204571A1 (en) Method for measuring phase currents of a device under test, in particular an inverter
DE2252367A1 (en) PROCEDURE FOR IDENTIFYING LIQUIDS
DE102016008175A1 (en) Updating an electronic map
DE102010000683A1 (en) System comprising a circuit that determines calibration values
DE102019133226A1 (en) MAGNETIC FIELD DETECTION DEVICE AND METHOD FOR DETECTING A MAGNETIC FIELD
DE102021120160A1 (en) POSITION DETECTION UNIT, LENS MODULE AND IMAGING DEVICE
DE102018206667A1 (en) Method and device for determining a risk of collision of a vehicle by a height and / or width of the vehicle with an infrastructure element
DE102020201565A1 (en) Method for capturing a magnetic signature
DE4439945C1 (en) Direction display stabilisation system for magnetic compass
DE4341695A1 (en) Detecting occupation of vehicle parking space
DE102005020375A1 (en) Method and device for evaluating environmental conditions of a place of installation of a magnetic resonance device
DE102020128627A1 (en) POSITION DETECTION DEVICE
DE102019003474A1 (en) Method for determining a current position of a vehicle
EP2700967B1 (en) Magnetic field sensor
EP0091000A1 (en) Device for measuring the magnetic field of the earth as a navigational aid
DE2641798A1 (en) Magnetic flaw detector for conducting materials - uses phase comparison between exciter and detector coils to locate discontinuities