DE102021214331A1

DE102021214331A1 - Verfahren zum Bestimmen einer Position eines beweglichen Funkteilnehmers

Info

Publication number: DE102021214331A1
Application number: DE102021214331.8A
Authority: DE
Inventors: Florian Pohl; Harald Keller; Matthias Gempel
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2021-12-14
Filing date: 2021-12-14
Publication date: 2023-06-15

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (32) zum Bestimmen einer Position (14) eines beweglichen Funkteilnehmers (22) bezüglich einer Anordnung (18) von fest zueinander angeordneten weiteren Funkteilnehmern (20). Zwischen dem beweglichen Funkteilnehmer (22) und jedem der weiteren Funkteilnehmer (20) wird ein Funksignal (36) übermittelt. Die Position (14) wird anhand einer Unterauswahl (46) der Funksignale (36) und anhand der Position der diesen Funksignalen (36) zugeordneten weiteren Funkteilnehmern (20) ermittelt. Die Erfindung betrifft ferner eine Positionsbestimmeinheit (16) eines Kraftfahrzeugs (2) und ein Computerprogrammprodukt (30).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Position eines beweglichen Funkteilnehmers bezüglich einer Anordnung von fest zueinander angeordneten weiteren Funkteilnehmern. Ferner betrifft die Erfindung eine Positionsbestimmeinheit eines Kraftfahrzeugs sowie ein Computerprogrammprodukt.
Kraftfahrzeuge, wie Personenkraftwagen (Pkw), weisen in zunehmendem Maße sogenannte Keyless-Go-System auf, bei denen das Kraftfahrzeug bei einer Annäherung eines Nutzers entriegelt wird, der einen Funkschlüssel bei sich trägt. Dabei ist ein Starten des Kraftfahrzeugs, also ein Versetzen in den Betriebsmodus, ebenfalls möglich, wenn sich der Funkschlüssel innerhalb des Kraftfahrzeugs befindet. Bei einer Ausführungsform des Keyless-Go-Systems umfasst dieses ein RFID-System und der Funkschlüssel einen RFID-Chip, der im Innenraum des Kraftfahrzeugs lediglich erfasst werden kann, wenn sich der Funkschlüssel in einer Ablage befindet. Hierfür ist eine Sendeleistung und auch eine Signalverarbeitung des RFID-Systems entsprechend angepasst. Das Ablegen des Funkschlüssels in der Ablage führt jedoch zu Komforteinbußen für den Nutzer.
In einer Alternative hierzu umfasst das Kraftfahrzeug eine Anordnung von fest eingebauten weiteren Funkteilnehmern mittels derer jeweils ein Funksignal mit dem Funkschlüssel ausgetauscht wird, der einen Funkteilnehmer umfasst. Anhand der Funksignale wird der Abstand zwischen den weiteren Funkteilnehmern und dem Funkteilnehmer ermittelt und nachfolgend anhand einer Trilateration die dreidimensionale Position des Funkteilnehmers bestimmt. Wenn sich diese innerhalb des Innenraums des Kraftfahrzeugs befindet, ist ein Starten des Kraftfahrzeugs möglich.
Zur exakten dreidimensionalen Positionsbestimmung sind dabei vier weitere Funkteilnehmer erforderlich. Hierbei ist es jedoch möglich, dass sich zwischen einem der weiteren Funkteilnehmer und dem Funkteilnehmer ein Objekt befindet, das undurchdringlich für das zwischen diesen ausgetauschte Funksignal ist. Somit ist eine Bestimmung der Position überhaupt nicht möglich ist. Es ist jedoch auch möglich, dass zwischen einem der weiteren Funkteilnehmer und dem Funkschlüssel ein für das Funksignal undurchdringliche Objekt vorhanden ist, sodass keine „Line of Sight“ besteht. Jedoch kann dieses Funksignal an anderen Objekten reflektiert werden, sodass dieses dennoch zwischen den beiden Funkteilnehmern ausgetauscht wird. In diesem Fall ist die Laufzeit vergleichsweise groß, sodass fälschlicherweise ein vergrößerter Abstand zwischen diesen beiden Funkteilnehmern bestimmt wird. Dies führt zu einer fälschlichen Bestimmung der Position, sodass beispielsweise das Kraftfahrzeug nicht gestartet werden kann, obwohl sich der Funkschlüssel innerhalb des Kraftfahrzeugs befindet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein besonders geeignetes Verfahren zum Bestimmen einer Position eines beweglichen Funkteilnehmers bezüglich einer Anordnung von fest zueinander angeordneten weiteren Funkteilnehmern als auch eine besonders geeignete Positionsbestimmeinheit eines Kraftfahrzeugs und ein besonders geeignetes Computerprogrammprodukt anzugeben, wobei vorteilhafterweise eine Genauigkeit erhöht ist.
Hinsichtlich des Verfahrens wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1, hinsichtlich der Positionsbestimmeinheit durch die Merkmale des Anspruchs 8 und hinsichtlich des Computerprogrammprodukts durch die Merkmale des Anspruchs 9 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
Das Verfahren dient dem Bestimmen einer Position eines beweglichen Funkteilnehmers bezüglich einer Anordnung von fest zueinander angeordneten weiteren Funkteilnehmern. Hierbei sind die weiteren Funkteilnehmer zueinander fest angeordnet, sodass eine Bewegung dieser zueinander nicht möglich ist. Alternativ ist die Position der weiteren Funkteilnehmern zueinander vorbestimmt oder zumindest bekannt. Mit anderen Worten sind die weiteren Funkteilnehmer zwar zueinander beweglich, jedoch ist deren Position zueinander stets bekannt, insbesondere aufgrund von vorliegenden Informationen. Zudem ist eine Bewegung der vollständigen Anordnung zum Beispiel stets möglich. Eine Änderung der Position des beweglichen Funkteilnehmers bezüglich der Anordnung, also auch bezüglich der einzelnen weiteren Funkteilnehmer ist hingegen stets möglich, wobei auch die Änderungen bezüglich der einzelnen weiteren Funkteilnehmer zweckmäßigerweise unabhängig zueinander möglich sind. Hierfür wird beispielsweise der bewegliche Funkteilnehmer bezüglich der Anordnung oder die Anordnung bezüglich des beweglichen Funkteilnehmers bewegt.
Insbesondere sind die weiteren Funkteilnehmer, also die Anordnung, ein Bestandteil eines Kraftfahrzeugs. Das Kraftfahrzeug ist dabei bevorzugt landgebunden und beispielsweise ein Nutzkraftwagen, wie ein Lastkraftwagen (Lkw) oder ein Bus. Besonders bevorzugt jedoch ist das Kraftfahrzeug ein Personenkraftwagen (Pkw). Vorzugsweise ist dabei die Anordnung ein Bestandteil einer Positionsbestimmeinheit des Kraftfahrzeugs. Beispielsweise ist hierbei zumindest ein Teil der weiteren Funkteilnehmer in einen Dachhimmel eines Innenraums des Kraftfahrzeugs integriert und/oder in entsprechende Aufnahmen der Außenhaut des Kraftfahrzeugs angeordnet.
Beispielsweise erfolgt dabei ein Bestimmen der Position des beweglichen Funkteilnehmers, der nachfolgend insbesondere auch lediglich als Funkteilnehmer bezeichnet wird, bezüglich der weiteren Funkteilnehmer, wenn sich der Funkteilnehmer innerhalb des Kraftfahrzeugs befindet, also in dem Innenraum. Alternativ oder in Kombination hierzu erfolgt auch ein Bestimmen der Position des Funkteilnehmers, wenn sich dieser außerhalb des Kraftfahrzeugs befindet. Geeigneterweise wird das Verfahren zum Erkennen oder Erfassen einer Annäherung des Funkteilnehmers an das Kraftfahrzeug herangezogen. Insbesondere wird in Abhängigkeit davon das Kraftfahrzeug entriegelt oder verriegelt. Alternativ oder in Kombination hierzu wird beispielsweise elektromotorisch eine Tür des Kraftfahrzeugs verstellt, wie eine Seitentür oder eine Heckklappe. In einer weiteren Alternative ist je nach Position ein Starten des Kraftfahrzeugs möglich, also ein Versetzen in einen bestimmten Betriebszustand.
Gemäß dem Verfahren wird zwischen dem beweglichen Funkteilnehmer und jedem der weiteren Funkteilnehmer ein Funksignal übermittelt. Mit anderen Worten werden somit insgesamt zumindest genauso viele Funksignale erstellt/übermittelt, wie weitere Funkteilnehmer vorhanden sind. Hierbei wird beispielsweise das jeweilige Funksignal jeweils von dem beweglichen Funkteilnehmer ausgesandt und von dem jeweiligen weiteren Funkteilnehmer empfangen. Alternativ hierzu wird jedes der Funksignale von jeweils einem der weiteren Funkteilnehmer erstellt und von dem beweglichen Funkteilnehmer jeweils empfangen. Jedes der Funksignale weist dabei insbesondere einen ausgesandten Teil auf, der zum Beispiel mehrere Peaks oder dergleichen umfasst. Alternativ oder in Kombination hierzu weist jedes der Funksignale einen empfangen Teil auf, der dem mittels einer Antenne des jeweiligen Funkteilnehmers empfangenen Daten/Signalen entspricht. Mit anderen Worten wird als Funksignal insbesondere eine Art Vektor verwendet, der zum Beispiel mehrere unterschiedliche Datentypen aufweist. Somit ist eine Verarbeitung und Durchführung des Verfahrens verzeichnet.
Beispielsweise wird das jeweilige Funksignal lediglich von einem der Funkteilnehmer ausgesandt und von dem jeweils anderen empfangen. Somit wird das Funksignal lediglich über eine Strecke ausgetauscht. Alternativ hierzu erfolgt ein mehrmaliges Senden/Austauschen des Funksignals, sodass dieses zunächst beispielsweise von einem der weiteren Funkteilnehmer zu dem beweglichen Funkteilnehmer und von diesem zurück zu dem gleichen weiteren Funkteilnehmer gesandt wird. Jedes Funksignal genügt insbesondere einem bestimmten Standard, wie zum Beispiel UWB (Ultra Wideband; insb. gemäß IEEE802.15.4z) oder einem Bluetooth-Standard, insbesondere BLE.
Gemäß dem Verfahren wird anschließend die Position des beweglichen Funkteilnehmers, insbesondere bezüglich der Anordnung, ermitteln, wobei jedoch nicht sämtliche Funksignale, sondern lediglich eine Unterauswahl der Funksignale sowie die Position der diesen Funksignalen zugeordneten weiteren Funkteilnehmern herangezogen wird. Geeigneterweise erfolgt das Ermitteln der Position anhand einer Triangulation oder einer Trilateration. Aufgrund der Unterauswahl werden weniger Funksignale zum Ermitteln der Position herangezogen, als zur Verfügung sind.
Da nicht sämtliche Funksignale herangezogen werden, ist es möglich, lediglich Funksignale zu verwenden, die bestimmte Kriterien erfüllen. So werden beispielsweise lediglich diejenigen Funksignale zu der Unterauswahl hinzugefügt, die bestimmte Qualitätskriterien oder sonstige Vorgaben erfüllten. Infolgedessen werden beispielsweise Funksignale, die eine vergleichsweise schlechte Qualität aufweisen, und die zu einer Verfälschung der Position führen würden, bei dem Ermitteln nicht verwendet, weswegen eine Genauigkeit erhöht ist.
Beispielsweise wird das Verfahren stets durchgeführt, wenn der bewegliche Funkteilnehmer durch zumindest einen der weiteren Funkteilnehmer erfasst wurde, also dessen Anwesenheit bestimmt wurde. Alternativ hierzu erfolgt mittels eines weiteren Sensors, oder anhand eines weiteren Funkstandards das Erfassen und oder Identifizieren des beweglichen Funkteilnehmers, und erst im Anschluss hieran erfolgt das Bestimmen der Position des beweglichen Funkteilnehmers.
Vorzugsweise umfasst die Anordnung 5, 6, 7, 8 oder weitere Funkteilnehmer. Somit ist es möglich, mehrere der Funksignale nicht bei der Ermittlung der Position zu verwenden, wobei dennoch ein vergleichsweise genaues Bestimmen der Position ermöglicht ist. Aufgrund der vergleichsweise hohen Anzahl an weiteren Funkteilnehmern ist dabei eine Wahrscheinlichkeit, dass sämtliche zur Ermittlung der Position verwendeten Funksignale Fehler aufweisen oder zu einer Verfälschung führen, vergleichsweise gering. Eine derartige Verfälschung tritt hierbei auf, wenn sich zwischen dem beweglichen Funkteilnehmer und dem jeweiligen weiteren Funkteilnehmer ein Objekt befindet, sodass das Funksignal abgeblockt und/oder reflektiert wird.
Insbesondere wird zunächst eine Korrelation bei jedem der Funksignale durchgeführt, wofür insbesondere der jeweils ausgesandte mit dem jeweils empfangenen Teil des Funksignals verglichen wird. Mit anderen Worten wird vorzugswiese eine Autokorrelation durchgeführt. Lediglich wenn die beiden Teile, mit Ausnahme einer Abschwächung, übereinstimmen, also insbesondere das Muster des ausgesandten Teils jedes Funksignals gleich dem Muster des empfangenen Teils des jeweiligen Funksignals ist, wird dieses zur Unterauswahl hinzugefügt. Somit ist sichergestellt, dass ein anderweitig generiertes Funksignal nicht fälschlicherweise zur Ermittlung der Position verwendet wird.
Beispielsweise ist die Anzahl der Funksignale, die in die Unterauswahl aufgenommen sind, lediglich um eins („1“) geringer als die Anzahl der weiteren Funkteilnehmer. Besonders bevorzugt jedoch weist die Unterauswahl lediglich genauso viele Funksignale auf, dass eine eineindeutige Bestimmung der Position möglich ist. Somit ist einerseits eine Zeit zum Ermitteln der Position verringert. Andererseits ist ergibt sich eine eindeutige Lösung, weswegen keine nachfolgende Bearbeitung/Plausibilisierung, wie eine Filterung oder Mittelwertbildung, erforderlich sind. Aufgrund der geringen Anzahl an Funksignalen der Unterauswahl ist zudem ein Speicherbedarf vergleichsweise gering. Sofern die Position dreidimensional bestimmt werden soll, weist somit die Unterauswahl lediglich vier Funksignale auf. Wenn die Position lediglich zweidimensional bestimmt wird, werden insbesondere lediglich drei der Funksignale in die Unterauswahl aufgenommen, sodass die Unterauswahl lediglich aus dreien der Funksignale besteht.
Insbesondere wird basierend auf den Funksignalen die Unterauswahl der Funksignale erstellt. Hierfür werden insbesondere zunächst die Funksignale analysiert oder zumindest überprüft, und anschließend die Position ermittelt. Beispielsweise wird dabei anhand jedes Funksignals der Abstand des beweglichen Funkteilnehmers zu dem jeweiligen weiteren Funkteilnehmer ermittelt.
Zum Ermitteln des Abstands wird beispielsweise eine Laufzeit herangezogen, also die Zeit, die zum Austausch des Funksignals zwischen den beiden Funkteilnehmern erforderlich ist. Falls hierbei das Funksignal lediglich einmal zwischen diesen übermittelt wird, sind die Funkteilnehmer insbesondere zueinander synchronisiert, und in dem jeweiligen Funksignal ist insbesondere der Zeitpunkt des Sendens mitumfasst. Besonders bevorzugt jedoch wird das Funksignal von einem der Funkteilnehmer zu dem jeweils anderen gesandt und von diesen nach einer vorher bekannten Bearbeitungszeit zurück gesandt. Somit ist einerseits eine Synchronisation nicht erforderlich. Andererseits ist die Zeitdauer vergrößert, sodass das Ermitteln des Abstandes vergleichsweise genau ist. In einer Alternative erfolgt das Ermitteln des Abstandes beispielsweise anhand einer Phasenverschiebung bei dem jeweiligen Funksignal oder einer Abschwächung des jeweiligen Funksignals.
Basierend auf den ermittelten Abständen wird die Unterauswahl aus den Funksignalen erstellt. Mit anderen Worten wird anhand der Abstände eine Auswahl getroffen, sodass lediglich einige der Abstände verwendet werden. Die zu diesen Abständen korrespondierenden Funksignale werden zum Ermitteln der Position verwendet. Hierbei werden beispielsweise anhand der Funksignale der Unterauswahl mittels eines geeigneten Berechnungsalgorithmus die Position direkt ermittelt. Alternativ hierzu werden bereits die ausgewählten Abstände zum Bestimmen der Position verwendet, insbesondere mittels Trilateration. Somit ist ein Aufwand weiter verringert.
Beispielsweise werden lediglich die Funksignale zum Erstellen der Unterauswahl verwendet, die zu den kürzesten Abständen korrespondieren. Mit anderen Worten weist die Unterauswahl lediglich die Funksignale auf, die zwischen dem beweglichen Funkteilnehmer und den hierzu nächsten weiteren Funkteilnehmern ausgetauscht wurden. Sofern der Abstand vergleichsweise gering ist, ist die Wahrscheinlichkeit, dass die korrespondierenden Funksignale auf direktem Weg ausgetauscht wurden, und dass keine Reflexion stattfand, vergrößert. Somit ist, zumindest statistisch, die Genauigkeit beim Ermitteln der Position erhöht.
Beispielsweise werden lediglich die Funksignale für die Unterauswahl verwendet, bei denen der Abstand unterhalb eines bestimmten Grenzwerts ist. Alternativ hierzu wird beispielsweise eine vorher bestimmte Anzahl von Funksignalen ausgesucht, nämlich die, die zu den kürzesten Abständen korrespondieren.
Alternativ oder in Kombination hierzu werden beispielsweise zwischen den jeweiligen Funkteilnehmer mehrere Funksignale ausgetauscht, wobei jeweils der jeweilige Abstand ermittelt wird. Zweckmäßigerweise erfolgt der mehrmalige Austausch innerhalb einer vergleichsweise kurzen Zeitspanne und/oder im Wesentlichen kontinuierlich. Die Zeitspanne ist insbesondere derart gewählt, dass innerhalb derer eine Bewegung des beweglichen Funkteilnehmers bezüglich der Anordnung lediglich vergleichsweise gering ist, also insbesondere unterhalb eines bestimmten Grenzwerts. Geeigneterweise wird für die Abstände, die zwischen dem gleichen weiteren Funkteilnehmer und dem beweglichen Funkteilnehmer ermittelt wurden, jeweils die Änderung, also die Streuung und oder Varianz ermittelt. Wenn die ermittelten Abstände eine vergleichsweise hohe Konstanz aufweisen, also deren Varianz vergleichsweise gering ist, und die somit eine vergleichsweise geringe Streuung aufweisen, werden die korrespondierenden Funksignale für die Unterauswahl herangezogen. Hierbei wird zweckmäßigerweise jeweils lediglich eines der Funksignale hieraus verwendet, sodass zum Bestimmen der Position jeweils lediglich eines der Funksignale, die zwischen dem jeweiligen weiteren Funkteilnehmer und dem beweglichen Funkteilnehmer übermittelt wurden, verwendet wird.
Wenn die Änderung vergleichsweise groß ist, weisen die Abstände, die zwischen einem der weiteren Funkteilnehmer und dem beweglichen Funkteilnehmer mehrmals ermittelt wurden, folglich Vorsprünge auf, was jedoch ein Artefakt ist. In diesem Fall ist zumindest eines der korrespondierenden Funksignale reflektiert worden, und zumindest in diesem Fall war keine direkte Verbindung zwischen den beiden Funkteilnehmern möglich. In diesem Fall ist auch bei den verbleibenden Funksignalen eine Reflexion wahrscheinlich.
Alternativ oder in Kombination hierzu werden beispielsweise die Funksignale anhand von weiteren Bedingungen für den Abstand ausgewählt. So werden beispielsweise die Funksignale nicht verwendet, bei denen der korrespondierende Abstand zu einem der weiteren Funkteilnehmer größer als ein Grenzwert ist, obwohl beispielsweise ein derartiger Abstand nicht möglich ist, beispielsweise da sich eine Wand oder ein sonstiges Objekt in diesem Abstand zu dem jeweiligen weiteren Funkteilnehmer befindet. Beispielsweise wird zum Bestimmen derartiger Restriktionen/Bedingungen weiterer Sensoren verwendet, sodass eine Sensorfusion erfolgt.
In einer Weiterbildung wird beispielsweise basierend auf der Empfangsstärke der Funksignale die Unterauswahl aus den Funksignalen erstellt. So werden die Funksignale in der Unterauswahl weiterverwendet, bei denen die Empfangsstärke eine bestimmte Bedingung erfüllt. Die Empfangsstärke wird hierbei zum Beispiel relativ zu der Sendestärke des jeweiligen Funksignals, beispielsweise prozentual, oder absolut verwendet. Beispielsweise werden die Funksignale verwendet, die die größte Empfangsstärke aufweisen, insbesondere relativ zu der jeweiligen Sendestärke. Sofern die Empfangsstärke vergleichsweise groß ist, ist es wahrscheinlich, dass das jeweilige Funksignal direkt empfangen wurde, wohingegen bei einer vergleichsweise geringen Empfangsstärke eine Abschwächung beispielsweise aufgrund einer Reflexion oder eines sich zwischen den beiden Funkteilnehmern befindenden Objekts wahrscheinlich ist.
Alternativ oder in Kombinationen hierzu werden die Funksignale für die Unterauswahl verwendet, die zu Beginn die größte Empfangsstärke aufweisen. So weist beispielsweise jedes Funksignal, insbesondere der jeweilige empfangene Teil, mehrere Peaks auf, wobei sich der erste Peak aufgrund einer direkten (Funk-)Verbindung zwischen den beiden Funkteilnehmern ergibt, sofern dies möglich ist. Die nachfolgenden Peaks ergeben sich aufgrund des gleichen gesendeten Teils jedes Funksignals, welcher jedoch an weiteren Objekten reflektiert wurde, sodass sich eine vergrößerte Laufzeit ergibt. Wenn eine direkte Funkverbindung zwischen den jeweiligen Funkteilnehmern besteht, ist die Empfangsstärke des ersten Peaks am größten. Wenn dies somit nicht der Fall ist, ist auch dieser Peak aufgrund einer Reflexion entstanden. Da diese Funksignale nicht verwendet werden, ist die Genauigkeit beim Ermitteln der Position erhöht, insbesondere sofern der Abstand zum Ermitteln der Position herangezogen wird und/oder eine Triangulation/Trilateration erfolgt. Die Peaks sind insbesondere ein Teil der jeweiligen „Kanalimpulsantwort“ bzw. befinden sich vorzugsweise im Korrelationsergebnis, das die Verzögerungen/Abstände aller empfangenen Signale aufträgt.
Alternativ oder in Kombination hierzu wird die Anzahl der Funksignale auf mehrere Hilfsuntermengen aufgeteilt, und anhand der Hilfsuntermengen und der Position der diesen Funksignalen zugeordneten weiteren Funkteilnehmern wird jeweils eine Hilfsposition ermittelt. Dafür wird insbesondere eine Triangulation oder Trilateration herangezogen. Beispielsweise ist die Anzahl der Funksignale, die jeder der Hilfsuntermengen zugeordnet wird, gleich, oder die Anzahlen unterscheiden sich zwischen den Hilfsuntermengen. Beispielsweise sind die Hilfsuntermengen disjunkt zueinander oder bevorzugt überlappend. Mit anderen Worten ist jedes der Funksignale somit mehreren Hilfsuntermengen zu geordnet. Insbesondere werden sämtliche mögliche Kombinationen der einzelnen Funksignale zum Erstellen der Hilfsuntermengen erstellt, wobei als einzige Maßgabe besteht, dass jede der Hilfsuntermengen eine bestimmte Anzahl an Funksignalen umfasst, beispielsweise vier. Zusammenfassend werden mehrere Hilfspositionen erstellt, wobei die Anzahl der Hilfspositionen der Anzahl der Hilfsuntermengen entspricht. Aus der Anzahl der auf diese Weise ermittelten Hilfspositionen wird die Position ausgesucht, und folglich auch, zumindest implizit, die Hilfsuntermenge, anhand derer diese Hilfsposition, die als Position verwendet wird, ermittelt wurde.
Insbesondere ist die Mindestanzahl an Funksignalen, die jeder Hilfsuntermenge zugeordnet sind, derart, dass eine eindeutige Bestimmung der jeweiligen Hilfsposition möglich ist. Alternativ hierzu sind zumindest einer der Hilfsuntermengen weniger der Funksignale zugeordnet, und die Hilfsposition wird beispielsweise anhand einer zusätzlichen Bedingung ermittelt. Die zusätzliche Bedingung ist beispielsweise, dass sich die jeweilige Hilfsposition innerhalb von bestimmten Grenzen befindet, zweckmäßigerweise in einer Dimension, insbesondere der vertikalen. So ist insbesondere eine Höhe von mehr als 2 m oberhalb der Anordnung für die jeweilige Hilfsposition aufgrund der zusätzlichen Bedingung ausgeschlossen. Wenn die jeweilige Hilfsposition eine größere Höhe aufweist, wird die hierzu korrespondierende Hilfsuntermengen verworfen.
Beispielsweise sind dabei jeder Hilfsuntermenge lediglich genauso viele Funksignale zugeordnet, wie für eine eindeutigen Bestimmung der Hilfsposition erforderlich sind. Besonders bevorzugt sind jedoch ist auch zumindest einigen der Hilfsuntermengen mehr Funksignale zugeordnet, sodass eine Überbestimmung erfolgt. Zweckmäßigerweise wird zur Bestimmung der jeweiligen Hilfsposition hieraus eine Annäherung verwendet, insbesondere ein „least square“-Verfahren.
Beispielsweise werden sämtliche Funksignale auf die Hilfsuntermengen aufgeteilt. Besonders bevorzugt jedoch erfolgt zunächst eine Vorauswahl, wobei dies insbesondere basierend auf der Empfangsstärke und/oder des Abstands erfolgt, wie oben erläutert. Somit ist eine Genauigkeit weiter erhöht, wobei auch ein Berechnungsaufwand verringert ist.
Falls eines der Funksignale einen Fehler aufweist, liegen die Hilfspositionen, die anhand dieses Funksignals ermittelt wurden, zueinander beabstandet und liegen vergleichsweise weit von den verbleibenden Hilfspositionen entfernt. Die verbleibenden Hilfspositionen hingegen sind vergleichsweise nah beieinander. Von diesen wird zweckmäßigerweise eine als die Position verwendet. Alternativ wird das fehlerhafte Funksignale ermittelt und sämtliche anderen Funksignale als die Unterauswahl ausgewählt, anhand derer die Position erneut ermittelt wird.
Beispielsweise erfolgt die Auswahl der Position aus den Hilfspositionen anhand eines Filters. Zum Beispiel erfolgt hierfür eine Mittelwertbildung oder besonders bevorzugt wird der Median der Hilfspositionen als die Position verwendet. Somit werden diejenigen Hilfspositionen, die aufgrund eines fälschlichen Funksignals eine vergleichsweise große Abweichung zu den verbleibenden Hilfspositionen aufweisen, nicht berücksichtigt, weswegen eine Genauigkeit erhöht ist.
Alternativ oder in Kombination hierzu erfolgt die Auswahl anhand einer Plausibilisierung der Hilfspositionen. Mit anderen Worten werden unplausible Hilfspositionen nicht weiter beachtet, und beispielsweise wird anhand der verbleibenden Hilfspositionen mittels eines Filters die Position ausgewählt. Bei der Plausibilisierung werden beispielsweise bestimmte Bedingungen für die jeweilige Hilfsposition vorgegeben, insbesondere in vertikaler Richtung. Alternativ oder in Kombination hierzu wird anhand von sonstigen Gegebenheiten eine Vorgabe getroffen, wobei hierfür zum Beispiel weitere Sensoren verwendet werden. Beispielweise wird anhand der weiteren Sensoren eine Wand oder dergleichen erfasst, und somit sind sämtliche Hilfspositionen, die innerhalb oder hinter der Wand liegen unplausibel. Mit anderen Worten wird eine Sensorfusion zur Plausibilisierung der Hilfspositionen herangezogen. Falls lediglich eine plausible Hilfspositionen verbleibt, wird diese als die Position herangezogen. Wenn mehrere Hilfspositionen übrig bleiben, erfolgt zweckmäßigerweise das Anwenden des Filters.
Beispielsweise wird die Untermenge bei jedem erneuten Bestimmen der Position erneut bestimmt. Infolgedessen ist eine Genauigkeit erhöht. Besonders bevorzugt jedoch werden die der Untermenge zugeordneten weiteren Funkteilnehmern ausgewählt, und nachfolgend erfolgt das Bestimmen der Position des beweglichen Funkteilnehmers lediglich mittels dieser weiteren Funkteilnehmer. Hierbei werden beispielsweise beim nachfolgenden Bestimmen lediglich zwischen diesen weiteren Funkteilnehmern und dem beweglichen Funkteilnehmer die jeweiligen Funksignale ausgetauscht, oder die Funkteilnehmer werden zunächst unverändert betrieben, jedoch wird die Position lediglich anhand der den ausgewählten weiteren Funkteilnehmer zugeordneten Funksignalen bestimmt. Infolgedessen ist ein Aufwand verringert, wobei dennoch initial eine Genauigkeit erhöht wurde. Zusammenfassend werden anhand der Untermenge diejenigen weiteren Funkteilnehmer festgelegt, anhand lediglich derer nachfolgend die Bestimmung der Position erfolgt, insbesondere wenn weitere Funksignal zwischen diesen und dem beweglichen Funkteilnehmer übermittelt werden.
Insbesondere ist somit die Untermenge, also die ausgewählten Funkteilnehmer, für eine bestimmte Anzahl zum erneuten Bestimmen der Position konstant. Die Anzahl ist zum Beispiel 5, 10 oder 20, und im Anschluss hieran wird die Untermenge neu bestimmt und somit auch die entsprechenden weiteren Funkteilnehmer neu ausgewählt. Alternativ hierzu wird anstatt einer Anzahl an durchgeführten Bestimmungen der Position eine bestimmte Zeitspanne herangezogen, beispielsweise 0,05 s, 0,1 Sekunde, 1 Sekunde oder 2 Sekunden. Erst im Anschluss hieran wird erneut die Untermenge für die Funksignale erneut bestimmt.
In einer weiteren Alternative wird die Untermenge in Abhängigkeit einer Änderung der Position neu erstellt. Hierbei wird insbesondere, solang sich die Position nicht übermäßig ändert, die Auswahl der weiteren Funkteilnehmer, die der Untermenge zugeordnet sind, nicht verändert, und zwischen diesen ausgewählten weiteren Funkteilnehmern und dem bestimmten Funkteilnehmer werden mehrmals weitere Funksignale übermittelt, anhand derer die Position jeweils neu ermittelt wird. Wenn sich die Position jedoch beispielsweise um einen bestimmten Wert geändert hat, insbesondere 2 m, wird erneut entsprechend der oben erläuterten Vorgehensweise die Untermenge neu bestimmt. Alternativ hierzu wird beispielsweise die Varianz oder Streuung der ermittelten Position herangezogen, und wenn diese oberhalb eines weiteren Grenzwerts sind, wird die Untermenge neu bestimmt. Sofern die Hilfsuntermengen verwendet werden, werden diese insbesondere ebenfalls entsprechend der oben genannten Abhängigkeiten jeweils erneut ermittelt.
Alternativ oder in Kombination hierzu wird die Untermenge in Abhängigkeit einer Änderung der Funksignale neu erstellt bzw. ermittelt. Hierfür wird beispielsweise beim nachfolgenden Bestimmen der Position mittels der jeweils gleichen Untermenge, also den ausgewählten weiteren Funkteilnehmern, der jeweilige Abstand zu dem beweglichen Funkteilnehmer ermitteln. Falls sich dieser beispielsweise sprunghaft ändert, also eine Varianz vergleichsweise groß ist, erfolgte eine Reflexion der jeweiligen Funksignale, sodass auch hier ein erneutes Bestimmen der Untermenge erforderlich ist. Alternativ oder in Kombination hierzu wird die Untermenge in Abhängigkeit der Stärke der Funksignale, die verwendet werden, erneut angepasst. Sofern die Hilfsuntermengen verwendet werden, werden diese insbesondere ebenfalls entsprechend der oben genannten Abhängigkeiten jeweils erneut ermittelt.
Die Positionsbestimmeinheit ist ein Bestandteil eines Kraftfahrzeugs. Hierfür ist die Positionsbestimmeinheit geeignet, insbesondere vorgesehen und eingerichtet. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere landgebunden und vorzugsweise mehrspurig ausgestaltet. Hierbei ist es geeigneterweise möglich, das Kraftfahrzeug im Wesentlichen frei zu positionieren, insbesondere auf einer entsprechenden Fahrbahn.
Hierfür weist das Kraftfahrzeug zweckmäßigerweise entsprechende Räder auf. Zusammenfassend ist es bevorzugt möglich, das Kraftfahrzeug im Wesentlichen unabhängig von sonstigen Gegebenheiten an Land zu positionieren. Mit anderen Worten ist das Kraftfahrzeug geeigneterweise nicht schienengeführt. Vorzugsweise ist das Kraftfahrzeug ein Personenkraftwagen (Pkw) oder ein Nutzkraftwagen, wie ein Lastkraftwagen (Lkw) oder Bus.
Die Positionsbestimmeinheit umfasst eine Anordnung von fest zueinander angeordneten weiteren Funkteilnehmern. Beispielsweise unterscheiden sich die weiteren Funkteilnehmer oder besonders bevorzugt sind diese zueinander baugleich. Geeigneterweise sind die weiteren Funkteilnehmer gemäß einem bestimmten Standard betrieben, insbesondere einem UWB- oder BLE-Standard. Jeder der weiteren Funkteilnehmer weist beispielsweise einen Sender und/oder Empfänger auf, die mittels einer entsprechenden Steuereinheit betrieben sind. Dabei ist es möglich, mittels der weiteren Funkteilnehmer jeweils ein Funksignal auszusenden und/oder zu empfangen.
Die Positionsbestimmeinheit ist gemäß einem Verfahren zum Bestimmen einer Position eines beweglichen Funkteilnehmers bezüglich einer Anordnung von fest zueinander angeordneten weiteren Funkteilnehmern betrieben, bei dem zwischen dem beweglichen Funkteilnehmer und jedem der weiteren Funkteilnehmer ein Funksignal übermittelt wird. Hierbei wird das jeweilige Funksignal zwischen den jeweiligen Funkteilnehmern beispielsweise lediglich einmalig oder mehrmals ausgetauscht.
Die Position wird anhand einer Unterauswahl der Funksignale und anhand der Position der diesen Funksignalen zugeordneten weiteren Funkteilnehmern ermittelt. Hierfür ist die Positionsbestimmeinheit geeignet, vorzugsweise vorgesehen und eingerichtet. Zweckmäßigerweise umfasst die Positionsbestimmeinheit ein Steuergerät hierfür. Das Steuergerät umfasst einen Mikrokontroller, der insbesondere einen Mikroprozessor umfasst, oder mittels dessen gebildet ist. Insbesondere ist der Mikrokontroller der Computer oder umfasst diesen. Der Computer ist geeigneterweise programmierbar ausgestaltet. Insbesondere umfasst das Steuergerät ein Speichermedium, auf dem ein Computerprogrammprodukt, das auch als Computerprogramm bezeichnet ist, gespeichert ist, wobei bei Ausführung dieses Computerprogrammprodukts, also des Programms, der Computer veranlasst wird, das genannte Verfahren durchzuführen. Die Erfindung betrifft ferner ein entsprechendes Steuergerät.
Der bewegliche Funkteilnehmer ist hierbei Bestandteil eines tragbaren Geräts, das insbesondere kein Bestandteil des Positionsbestimmeinheit ist, oder dieser ebenfalls zugeordnet ist. Beispielsweise wird bei Betrieb des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit einer mittels der Positionsbestimmeinheit bestimmten Position des tragbaren Geräts eine bestimmte Funktion des Kraftfahrzeugs ausgeführt, dieses beispielsweise ver- oder entriegelt oder in einen bestimmten Betriebszustand versetzt. Das tragbare Gerät ist beispielsweise ein Funkschlüssel, eine RFID-Karte oder ein Smartphone.
Das Computerprogrammprodukt umfasst eine Anzahl an Befehlen, die bei der Ausführung des Programms (Computerprogrammprodukts) durch einen Computer diesen veranlassen, ein Verfahren zum Bestimmen einer Position eines beweglichen Funkteilnehmers bezüglich einer Anordnung von fest zueinander angeordneten weiteren Funkteilnehmern durchzuführen. Zwischen dem beweglichen Funkteilnehmer und jedem der weiteren Funkteilnehmer wird ein Funksignal übermittelt. Die Position wird anhand einer Unterauswahl der Funksignale und anhand der Position der diesen Funksignalen zugeordneten weiteren Funkteilnehmern ermittelt. Der Computer ist zweckmäßigerweise ein Bestandteil eines Steuergeräts oder Elektronik und beispielsweise mittels dieser gebildet. Vorzugsweise ist der Computer mittels des Mikrokontrollers zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, gebildet. Der Computer umfasst vorzugsweise einen Mikroprozessor oder ist mittels dessen gebildet. Das Computerprogrammprodukt ist beispielsweise eine Datei oder ein Datenträger, der ein ausführbares Programm enthält, das bei einer Installation auf einem Computer das Verfahren automatisch ausführt.
Die Erfindung betrifft ferner ein Speichermedium, auf dem das Computerprogrammprodukt gespeichert ist. Ein derartiges Speichermedium ist beispielsweise eine CD-ROM, eine DVD oder eine Blu-Ray Disc. Alternativ hierzu ist das Speichermedium ein USB-Stick oder ein sonstiger Speicher, der zum Beispiel wiederbeschreibbar oder lediglich einmalig beschreibbar ist. Ein derartiger Speicher ist beispielsweise ein Flash Speicher, ein RAM oder ein ROM.
Die im Zusammenhang mit dem Verfahren erläuterten Weiterbildungen und Vorteile sind sinngemäß auch auf die Positionsbestimmeinheit / das Steuergerät / das Computerprogrammprodukt / das Speichermedium sowie untereinander zu übertragen und umgekehrt.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

1 schematisch einen Innenraum eines Kraftfahrzeugs mit einer Positionsbestimmeinheit, die eine Anordnung von fest zueinander angeordneten weiteren Funkteilnehmern umfasst,
2 ein Verfahren zum Bestimmen einer Position eines beweglichen Funkteilnehmers bezüglich der Anordnung,
3, 4 jeweils den zeitlichen Verlauf eines empfangenen Funksignals, und
5 eine Alternative des Verfahrens.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In 1 ist schematisch vereinfacht ein Kraftfahrzeug 2 in Form eines Personenkraftwagens (Pkw) in einer Draufsicht dargestellt. Das Kraftfahrzeug 2 weist einen Innenraum 4 auf, innerhalb dessen sich zwei Sitze 6 sowie zwei in einer Fahrtrichtung dahinter und hintereinander angeordnete Sitzbänke 8 befinden. Mittels jeder der Sitzbänke 8 sind hierbei drei Sitzplätze bereitgestellt. Jeder Nutzer des Kraftfahrzeugs 2 oder auch jede sonstige Person kann sich auf jeden der Sitze 6 sowie jeden Sitzplatz der jeweiligen Sitzbänke 8 setzen.
Einer der Sitze 6 ist der Fahrersitzt 10, und wenn der nicht dargestellte Nutzer auf dem Fahrersitz 10 sitzt, und ein tragbares Gerät 12, nämlich einen Funkschlüssel, mit sich führt, soll ein Start des Kraftfahrzeugs 2, also ein Versetzen des Kraftfahrzeugs 2 in einen Betriebsmodus möglich sein. Wenn sich dahingegen das tragbare Gerät 12 und somit der das tragbare Gerät 12 mit sich führende Nutzer auf einer der Sitzbänke 8 befindet, soll dies nicht möglich sein, da in diesem Fall auf dem Fahrersitz 10 eine unbefugte Person sitzt. Infolgedessen ist es erforderlich, die Position des tragbaren Geräts 12 zu bestimmen, wofür eine Positionsbestimmeinheit 16 des Kraftfahrzeugs 2 verwendet wird.
Die Positionsbestimmeinheit 16 weist eine Anordnung 18 von fest zueinander angeordneten weiteren Funkteilnehmern 20 auf, in dem dargestellten Beispiel neun Stück. Die weiteren Funkteilnehmer 20 sind in einen nicht näher dargestellten Fahrzeughimmel des Innenraums 4 integriert und dort befestigt. Die Position der weiteren Funkteilnehmer 20 zueinander ist aufgrund deren starrer Befestigung an dem Fahrzeughimmel konstant. Jedoch wird die Anordnung 18 der weiteren Funkteilnehmer 20 bei Bewegen des Kraftfahrzeugs 2 bewegt.
Mittels jedes der zueinander baugleichen weiteren Funkteilnehmer 20 ist es möglich, UWB-Signale auszusenden und zu empfangen. Die weiteren Funkteilnehmer 20 unterscheiden sich dabei zum Beispiel in deren Konfiguration, insbesondere deren Kennung. Hierfür weist jeder der weiteren Funkteilnehmer 20 einen Sender und einen Empfänger auf, denen jeweils eine Antenne zugeordnet ist. Alternativ ist eine gemeinsame Antenne vorhanden, die zeitlich abwechselnd dem Sender und dem Empfänger des jeweiligen weiteren Funkteilnehmer 20 zugeordnet ist. Ferner weist jeder der weiteren Funkteilnehmer 20 eine entsprechende Steuereinheit zum Ansteuern des jeweiligen Senders/Empfängers auf.
Der tragbare Gerät 12 weist einen beweglichen Funkteilnehmer 22 auf, der innerhalb eines Gehäuses des tragbaren Geräts 12 fest verbaut ist, und aufgrund der tragbaren Ausgestaltung des tragbaren Geräts 12 beweglich bezüglich der Anordnung 18 ist. Der bewegliche Funkteilnehmer 22 ist nach dem gleichen Standard wie die weiteren Funkteilnehmer betrieben, sodass mittels dessen ebenfalls UWB-Signale gesendet und empfangen werden können, sodass eine Übertragung von Daten zu den weiteren Funkteilnehmer 20 ermöglicht ist.
Die Positionsbestimmeinheit 16 weist ferner ein Steuergerät 24 auf, das einen Computer 26 in Form eines programmierbaren Mikroprozessors umfasst. Zudem weist das Steuergerät 24 ein Speichermedium 28 in Form eines Speichers auf, auf dem ein Computerprogrammprodukt 30 abgespeichert ist. Das Computerprogrammprodukt 30 umfasst Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch den Computer 26 diesen veranlassen ein in 2 dargestelltes Verfahren 32 zum Bestimmen der Position 14 des beweglichen Funkteilnehmers 22 bezüglich der Anordnung 18 der fest zueinander angeordneten weiteren Funkteilnehmern 22 auszuführen/durchzuführen. Somit ist die Positionsbestimmeinheit 16 gemäß dem Verfahren 32 betrieben.
In einem ersten Arbeitsschritt 34 wird zwischen dem beweglichen Funkteilnehmer 22 und jedem der weiteren Funkteilnehmer 20 jeweils ein Funksignal 36 übermittelt. Hierfür wird von sämtlichen weiteren Funkteilnehmer 22 gemäß dem UWB-Standard jeweils eines der Funksignal 36 zu dem beweglichen Funkteilnehmer 22 gesandt, das von dem beweglichen Funkteilnehmer 22 beantwortet wird. Hierfür wird das jeweilige Funksignal 36 durch den beweglichen Funkteilnehmer 22 zunächst nach dem Empfangen und nach einer vorher bekannten Bearbeitungszeit erneut ausgesandt und mittels des jeweiligen weiteren Funkteilnehmer 20 empfangen.
In 3 ist der zeitliche Verlauf einer Empfangsstärke 38 eines der Funksignale 36 dargestellt, nämlich des empfangenen Teils des jeweiligen Funksignals 36, das auch den gesendeten Teil aufweist, der zunächst mittels des jeweiligen weiteren Funkteilnehmer 20 ausgesandt wurde, und der sich zeitlich vor dem dargestellten Teil befindet. Es ist dabei dargestellt, zu welchen Zeitpunkten das Funksignal 36 wie stark empfangen wurden („Kanalimpulsantwort“). Der empfangene Teil des jeweiligen Funksignals 36 weist mehrere Peaks 40 auf, wobei sich die zeitlichen nachfolgenden Peaks 40 aufgrund einer Reflexion des Funksignal 36 an Gegenständen innerhalb des Innenraums 4 zwischen dem beweglichen Funkteilnehmer 22 und dem weiteren Funkteilnehmer 20 ergeben, beispielsweise eines der Sitze 6 oder einer der Sitzbänke 8.
In einem sich anschließenden zweiten Arbeitsschritt 42 wird anhand jedes der Funksignale 36 der Abstand des beweglichen Funkteilnehmers 22 zu dem jeweiligen weiteren Funkteilnehmer 20 ermittelt. Hierfür wird zunächst die Zeitspanne zwischen dem Aussenden des jeweiligen Funksignals 36 und dem Empfangen durch den gleichen weiteren Funkteilnehmer 20 bestimmt und hiervon die bekannte Bearbeitungszeit durch beweglichen Funkteilnehmer 22 abgezogen. Die Hälfte dieses Ergebnis wird mit der bekannten Fortbewegungsgeschwindigkeit der Funkwellen in Luft multipliziert. Das Ergebnis ist eine Wegstrecke, anhand derer eine Kugelschale um den jeweiligen weiteren Funkteilnehmer 20 definiert ist.
In einem sich anschließenden dritten Arbeitsschritt 44 wird eine Unterauswahl 46 der Funksignale 36 erstellt. In die Unterauswahl 46 werden zunächst lediglich die Funksignale 36 aufgenommen, bei denen die Empfangsstärke 38 des zeitlich ersten Peaks 40 die größte ist. So würde das in 3 dargestellte Funksignal 36 aufgenommen werden.
Bei dem in 4 gezeigten Funksignal 36 ist die größte Empfangsstärke 38 bei einem der zeitlich nachfolgend Peaks 40. Falls zwischen dem beweglichen Funkteilnehmer 22 und dem jeweiligen weiteren Funkteilnehmer 20 ein geradliniger Austausch des Funksignal 36 möglich ist, ist, bei dem keine Reflexion erfolgt, ist die Empfangsstärke 38 des ersten Peaks 40 stets die größte. Wenn jedoch eine Reflexion erfolgt, ist es möglich, dass einer der nachfolgenden Peaks 40 eine höhere Empfangsstärke 38 aufweist, wie in 4 dargestellt. Somit korrespondiert die Laufstrecke des Funksignal 36 nicht dem tatsächlichen Abstand des beweglichen Funkteilnehmers 22 von den jeweiligen weiteren Funkteilnehmer 20. Aus diesem Grund wird ein derartiges Funksignal 36 nicht in die Unterauswahl 46 aufgenommen. Folglich wird basierend auf der Empfangsstärke 38 der Funksignale 36, also jedes der Funksignale 36, die Unterauswahl 46 aus den Funksignalen 36 erstellt.
Sofern die Unterauswahl 46 mehr als vier Funksignale 36 aufweist, werden nachfolgend aus der Unterauswahl 46 diejenigen Funksignale 36 entfernt, die zu den größten Abständen korrespondieren, sodass lediglich diejenigen vier Funksignale 36 übrigbleiben, die zu den kürzesten Abständen korrespondieren, also bei denen die Zeitspanne zwischen dem Senden und Empfangen zu den vier kürzesten Zeitspannen zählt. Folglich wird basierend auf den Abständen die Unterauswahl 46 aus den Funksignalen 36 erstellt, und die Unterauswahl 46 weist abschließend lediglich vier entsprechende Funksignale 36 auf.
In einem sich anschließenden vierten Arbeitsschritt 48 wird basierend auf den Funksignalen 36, die der Unterauswahl 46 zugeordnet sind, und anhand der Position der diesen Funksignalen 36 zugeordneten weiteren Funkteilnehmer 20 die Position 14 des beweglichen Funkteilnehmers 22 ermittelt. Hierfür wird ein bekanntes Trilateration-Verfahren verwendet. Dabei werden die bereits ermittelten Abstände, die den Funksignalen 36 der Unterauswahl 46 zugeordnet sind, herangezogen, sodass ein Arbeitsaufwand verringert ist. Da genau vier Abständen vorhanden sind, ist eine eindeutige Bestimmung der Position 14 möglich, und die Position 14 ist nicht überbestimmt. In einer nicht näher dargestellten Abwandlung wird zunächst die Auswahl anhand der Empfangsstärke 38 getroffen und erst im Anschluss hieran die Abstände ermittelt und basierend hierauf die Unterauswahl 46 erstellt. Somit ist ein Aufwand verringert.
In 5 ist eine weitere Abwandlung des Verfahrens 32 dargestellt. Der erste Arbeitsschritt 34 ist hierbei nicht abgewandelt, und in diesem werden in gleicher Art und Weise die Funksignale 36 zwischen dem beweglichen Funkteilnehmer 22 und jedem der weiteren Funkteilnehmer 20 übermittelt. Auch wird der zweite Arbeitsschritt 42 ausgeführt, in dem die Abstände entsprechend ermittelt werden. Hieran schließt sich jedoch ein fünfter Arbeitsschritt 50 an, in dem die Funksignale 36 und implizit die korrespondierenden Abstände auf mehrere Hilfsuntermengen 52 aufgeteilt werden. In dem dargestellten Beispiel weist dabei eine der Hilfsuntermengen 52 sämtliche Funksignale 36 und die zugeordneten Abstände auf. Es sind ferner neun andere Hilfsuntermengen 52 vorhanden, bei denen jeweils ein unterschiedliches Funksignal 36 und die zugeordneten Abstände weggelassen sind.
Auch sind mehrere Hilfsuntermengen 52 vorhanden, die lediglich 7, 6, 5 und 4 Funksignale 36 sowie die zugeordneten Abstände aufweisen, wobei sämtliche Permutationen der Funksignal 36 und der zugeordneten Abstände durchgeführt sind. Folglich sind sämtliche Hilfsuntermengen 52 zueinander verschieden.
In einem sich anschließenden sechsten Arbeitsschritt 54 wird anhand jeder der Hilfsuntermengen 52 der Funksignale 36, nämlich anhand der jeweiligen Abstände, und der Position der jeweiligen weiteren Funkteilnehmer 20 jeweils eine Hilfsposition 56 ermittelt. Dies erfolgt ebenfalls jeweils mittels Trilateration.
In einem sich anschließenden siebten Arbeitsschritt 58 wird aus der Anzahl der Hilfspositionen 56 die Position 14 ausgesucht. Hierfür wird zunächst für jede der Hilfspositionen 56 eine Plausibilisierung durchgeführt. So werden sämtliche Hilfsposition 56 als unplausibel ausgeschlossen, die sich außerhalb des Innenraums 4 befinden, insbesondere sofern das Kraftfahrzeug 2 bewegt wird. Auch werden beispielsweise sämtliche Hilfspositionen 56 ausgeschlossen, die sich in vertikaler Richtung, also deren Höhe, unterhalb einer Fahrbahn ist, auf der das Kraftfahrzeug 2 steht, oder die mehr als 4 m oberhalb des Kraftfahrzeugs 2 ist. Auch werden diejenigen Hilfspositionen 56 als unplausibel ausgeschlossen, die sich im Inneren eines der Sitze 6 oder der Sitzbänke 8 befinden. Aus den verbleibenden Hilfspositionen 56 wird mittels eines Filters, nämlich einer Median-Ermittlung, die Position 14 ausgesucht. Da dieser Position 14 auch einige der anhand der Funksignale 36 ermittelten Abstände zu den jeweiligen weiteren Funkteilnehmern 20 zugeordnet sind, wird somit auch implizit die Untermenge 46 aus den Funksignalen 36 ausgesucht.
In einer nicht näher dargestellten Weiterbildung wird bei dem in 5 dargestellten Verfahren 32 zusätzlich zunächst eine Auswahl basierend auf der Empfangsstärke 38 und/oder basierend auf dem Abstand durchgeführt, wie bei der in 2 dargestellten Variante. Nach dieser Auswahl verbleiben dabei mehr als vier Funksignal 36, die nachfolgend auf die Hilfsuntermengen 52 aufgeteilt werden. In einer nicht näher dargestellten Variante werden den Hilfsuntermengen 52 auch weniger als vier Funksignale 36 zugeordnet, sodass zumindest einige Hilfsuntermengen 52 vorhanden sind, die lediglich drei der Funksignale 36 umfassen. Bei diesen ist ein eindeutiges dreidimensionales Bestimmen der jeweiligen Hilfspositionen 56 nicht möglich, sondern dies erfolgt unterbestimmt. Mittels Plausibilisierung wird aus den sich auf diese Weise ergebenen zwei möglichen Position eine als die jeweilige Hilfspositionen 56 ausgewählt.
Bei den in 2 und 5 dargestellten Verfahren 32 wird nach dem vierten Arbeitsschritt 48 bzw. dem siebten Arbeitsschritt 58 die Position 14 des beweglichen Funkteilnehmers 22 jeweils erneut ermittelt. Hierfür werden zunächst lediglich die weiteren Funkteilnehmer 20 verwendet, die zu der jeweiligen Unterauswahl 46 korrespondieren. Mit anderen Worten wird lediglich zwischen diesen, ausgewählten weiteren Funkteilnehmer 20 und dem beweglichen Funkteilnehmer 22 erneut Funksignale 36 übermittelt und der jeweilige Abstand ermittelt. Nachfolgend wird wiederum mittels Trilateration die Position 14 bestimmt.
Erst wenn dies zehnmal erfolgt ist, wird erneut das jeweilige Verfahren 32 beginnend mit dem jeweiligen ersten Arbeitsschritt 34 durchgeführt. Alternativ hierzu wird nach Ablauf einer bestimmten Zeitspanne, innerhalb derer lediglich die ausgewählten weiteren Funkteilnehmer 20 (sowie der bewegliche Funkteilnehmer 22) zum erneuten Bestimmen der Position 14 verwendet wurden, der jeweilige erste Arbeitsschritt 34 erneut durchgeführt. In einer nicht näher dargestellten Varianten, werden die ausgewählten weiteren Funkteilnehmer 20, zuzüglich des beweglichen Funkteilnehmers 22, solange zum Bestimmen der Position 14 verwendet, wie sich die Position 14 um nicht mehr als 0,5 m verändert hat. Wenn dies der Fall ist, wird das jeweilige Verfahren 32 beginnend mit dem ersten Arbeitsschritt 34 jeweils erneut ausgeführt. In einer weiteren Alternative werden die beiden Verfahren 32 kontinuierlich wiederholt.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit den einzelnen Ausführungsbeispielen beschriebene Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

2: Kraftfahrzeug
4: Innenraum
6: Sitz
8: Sitzbank
10: Fahrersitz
12: tragbares Gerät
14: Position
16: Positionsbestimmeinheit
18: Anordnung
20: weiterer Funkteilnehmer
22: beweglicher Funkteilnehmer
24: Steuergerät
26: Computer
28: Speichermedium
30: Computerprogrammprodukt
32: Verfahren
34: erster Arbeitsschritt
36: Funksignal
38: Empfangsstärke
40: Peak
42: zweiter Arbeitsschritt
44: dritter Arbeitsschritt
46: Unterauswahl
48: vierter Arbeitsschritt
50: fünfter Arbeitsschritt
52: Hilfsuntermenge
54: sechster Arbeitsschritt
56: Hilfsposition
58: siebter Arbeitsschritt

Claims

Verfahren (32) zum Bestimmen einer Position (14) eines beweglichen Funkteilnehmers (22) bezüglich einer Anordnung (18) von fest zueinander angeordneten weiteren Funkteilnehmern (20), bei welchem - zwischen dem beweglichen Funkteilnehmer (22) und jedem der weiteren Funkteilnehmer (20) ein Funksignal (36) übermittelt wird, und - die Position (14) anhand einer Unterauswahl (46) der Funksignale (36) und anhand der Position der diesen Funksignalen (36) zugeordneten weiteren Funkteilnehmern (20) ermittelt wird.
Verfahren (32) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass genau so viele Funksignale (36) in die Unterauswahl (46) aufgenommen werden, dass eine eindeutige Bestimmung der Position (14) möglich ist.
Verfahren (32) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass anhand jedes Funksignals (36) der Abstand des beweglichen Funkteilnehmers (22) zu dem jeweiligen weiteren Funkteilnehmer (20) ermittelt wird, und basierend auf den Abständen die Unterauswahl (46) aus den Funksignalen (36) erstellt wird.
Verfahren (32) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass basierend auf der Empfangsstärke (38) der Funksignale (36) die Unterauswahl (46) aus den Funksignalen (36) erstellt wird.
Verfahren (32) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Funksignale (36) auf mehrere Hilfsuntermengen (52) aufgeteilt wird, und anhand der Hilfsuntermengen (52) der Funksignale (36) und anhand der Position der diesen Funksignalen (36) zugeordneten weiteren Funkteilnehmern (20) jeweils eine Hilfsposition (56) ermittelt wird, und wobei aus der Anzahl der Hilfspositionen (56) die Position (14) und somit auch aus den Funksignalen (36) die Untermenge (46) ausgesucht wird.
Verfahren (32) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahl anhand eines Filters erfolgt.
Verfahren (32) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahl anhand einer Plausibilisierung der Hilfspositionen (56) erfolgt.
Positionsbestimmeinheit (16) eines Kraftfahrzeugs (2), zur Bestimmung der Position eines einen beweglichen Funkteilnehmer (22) umfassenden tragbaren Geräts (12), welches eine Anordnung (18) von fest zueinander angeordneten weiteren Funkteilnehmern (20) umfasst, und welches gemäß einem Verfahren (32) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 betrieben ist.
Computerprogrammprodukt (30), umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer (26) diesen veranlassen, ein Verfahren (32) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 auszuführen.