DE10221427A1 - Verfahren zur Lokalisierung einer Sende- und Empfangseinrichtung - Google Patents
Verfahren zur Lokalisierung einer Sende- und EmpfangseinrichtungInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zu dessen Durchführung, zum Lokalisieren einer Sende- und Empfangseinrichtung, bei dem wenigstens eine erste Sende- und Empfangseinrichtung eine Anfrage mit einer vordefinierten Sendeleistung aussendet, diese Anfrage von wenigstens einer zweiten Sende- und Empfangseinrichtung mit einer vordefinierten Empfangsleistung empfangen wird und nach erfolgreichem Empfang die wenigstens zweite Sende- und Empfangseinrichtung ein Antwortsignal aussendet, wobei das Antwortsignal nur ausgesendet wird, wenn die Feldstärke des Sendesignals an der Position der zweiten Sende- und Empfangseinrichtung einen bestimmten Schwellwert übersteigt oder in einem Schwellbereich liegt und der Schwellwert oder der Schwellbereich von der ersten Sende- und Empfangseinrichtung durch Übermittlung an die zweite Sende- und Empfangseinrichtung vorgegeben wird.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Lokalisierung einer Sende- und Empfangseinrichtung, wie sie beispielsweise in der Fahrzeugtechnik für die passive Zugangskontrolle Verwendung findet.
- Hierbei wird beispielsweise von einer Bedienperson eine Sende- und Empfangseinrichtung, etwa in Form eines ID-Gebers als Schlüssel, als Schlüsselanhänger, als Smart Card, als Chipkarte, als Uhr, als Fernbedienung oder auch als Implantat usw. am Körper bzw. in der Nähe des Körpers mitgeführt.
- Durch diesen ID-Geber werden vorzugsweise ohne weiteren Tastendruck allein durch die Annäherung an ein Fahrzeug bestimmte Aktionen wie beispielsweise "Öffnen" bzw. "Verschließen der Türverriegelung", "Freischalten" oder "Sperren der Diebstahlsicherung", "Starten des Motors" usw. ausgeführt.
- Da die Aktionen von dem Grad der Annäherung, insbesondere "Person befindet sich im Innenraum des Fahrzeuge" oder "noch außerhalb des Fahrzeuges bis zu einem gewissen Bereich abhängen und unterscheiden, ist es wünschenswert, die Position des ID-Gebers und somit der Person in Bezug zu dem Fahrzeug zu lokalisieren. Hierfür wird üblicherweise eine im Fahrzeuginnenraum angeordnete Sende- und Empfangseinrichtung in Form einer Basisstation mit mehreren induktiven Antennen ausgestattet, so dass durch deren Empfang mit einer bestimmten Antenne (aufgrund unterschiedlicher Reichweiten) die Position des ID-Gebers von der Basisstation aus bestimmt werden kann.
- Die Basisstation bzw. das Steuergerät sendet hierbei nacheinander über die verschiedenen induktiven Antennen, welche üblicherweise an verschieden Einbauorten untergebracht sind, Anfragen aus und erkennt, je nach dem von welcher Antenne aus das Antwortsignal des ID-Gebers empfangen wurde, die Position des ID-Gebers.
- Das Unterbringen mehrerer Antennen an unterschiedlichen Positionen im Fahrzeug, wie beispielsweise Türen, Heckfront, Fahrzeughimmel usw., ist jedoch in Herstellung eines Fahrzeuges sowie in der nachträglichen Ausrüstung nachteiligerweise kompliziert und kostenintensiv. Auch ein Senden mit unterschiedlichen Leistungen erfordert nachteiligerweise einen erhöhten Aufwand bezüglich der hierfür notwendigen Hardware im Steuergerät.
- Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Lokalisieren einer Sende- und Empfangseinrichtung zu schaffen, welche die vorgenannten Nachteile überwindet und bei einfachem baulichen Aufwand und geringeren Kosten eine einwandfreie Lokalisierung einer Sende- und Empfangseinrichtung ermöglicht.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
- Im Unterschied zum herkömmlichen Stand der Technik wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Lokalisierung einer Sende- und Empfangseinrichtung, insbesondere eines tragbaren ID- Gebers, nicht durch unterschiedliche, nacheinander erfolgende Variation eines Sendefeldes erzeugt, sondern durch eine Aktion "Antwort senden" der zu lokalisierenden Sende- und Empfangseinrichtung, die von der Feldstärke des Sendesignals der ersten Sende- und Empfangseinrichtung, insbesondere Basisstation abhängt.
- In einer Ausführungsform der Erfindung wird hierzu in der zu lokalisierenden Sende- und Empfangseinrichtung bei einer beispielsweise konstant bleibenden Sendeleistung die Empfangsleistung bzw. Empfangsempfindlichkeit umgeschalten. Erfindungsgemäß empfängt die Sende- und Empfangseinrichtung hierbei mit einer vordefinierten Empfangsleistung den ersten Teil eines von einer ersten Sende- und Empfangseinrichtung, insbesondere Basisstation oder Steuergerät, ausgesendeten Anfragesignals, wobei dieser erste Teil eine Information über eine in der zweiten (zu lokalisierenden) Sende- und Empfangseinrichtung einzustellende Empfangsleistung enthält.
- Nach dem Einstellen der geforderten Empfangsleistung wird nur bei weiterem erfolgreichen Empfang der weiteren nachfolgenden Information, also beispielsweise des Restes eines Sendetelegramms, der zweiten Sende- und Empfangseinrichtung geantwortet. Diese Antwort wird wiederum von der ersten Sende- und Empfangseinrichtung empfangen, so dass sich nach diesem Verfahren die Position der zweiten Sende- und Empfangseinrichtung, insbesondere des tragbaren ID-Gebers, und damit auch vorteilhafterweise die Position einer Person, welche einen solchen ID-Geber am Körper trägt, feststellen lässt.
- Durch das Einstellen einer bestimmten Empfangsleistung bzw. einer Empfangsempfindlichkeit bzw. eines Bereiches (innerhalb zweier Schwellwerte) wird die Aktion "Antwort senden in der zweiten Sende- und Empfangseinrichtung in Abhängigkeit von der Feldstärke des Sendesignals der ersten Sende- und Empfangseinrichtung ausgelöst, da die Feldstärke der Sendeleistung mit der Entfernung bekannterweise abnimmt und ein Signal an einer bestimmten Position mit einer bestimmten Feldstärke nur mit einer bestimmten Mindest-Empfangsempfindlichkeit bzw. einem Bereich empfangen werden kann.
- Das Einstellen einer vordefinierten, gewünschten bzw. geforderten Empfangsleistung kann hierbei als Information im ersten Teil eines gesendeten Signals, beispielsweise als (Sende-)Telegrammheader oder Funktionscode, mitübermittelt werden, so dass im Folgenden in der zweiten Sende- und Empfangseinrichtung mit der entsprechend eingestellten Empfangsleistung empfangen wird.
- Auf diese Weise kann bei entsprechender Sendesignalleistung und einer hiervon in Abhängigkeit gewählter Empfangsempfindlichkeit beispielsweise unterschieden bzw. lokalisiert werden, ob sich eine zweite Sende- und Empfangseinrichtung innerhalb oder außerhalb eines bestimmten Bereiches (um die erste Sende- und Empfangseinrichtung), beispielsweise im Innenraum eines Fahrzeuges, befindet.
- In einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird in der zweiten Sende- und Empfangseinrichtung die von ihrer Position im Sendefeld abhängige, empfangene Feldstärke des von der ersten Sende- und Empfangseinrichtung ausgesendeten Sendesignals gemessen und eine Antwort nur dann gesendet, wenn die Feldstärke einen bestimmten Schwellwert überschritten hat, oder in einem bestimmten Bereich liegt.
- Der Schwellwert oder der Bereich kann wiederum im ersten Teil des gesendeten Signals, beispielsweise in einem Funktionscode enthalten sein, oder auch vor oder nach dem eigentlichen Informationsteil des Sendesignals, oder vor oder nach dem gesendeten Signal übermittelt werden.
- Auch nach dieser Ausführungsform wird eine Antwort der zweiten Sende- und Empfangseinrichtung nachfolgend nur gesendet, wenn die Feldstärke des Sendesignals über einem gewünschten Wert oder innerhalb eines gewünschten Bereiches liegt.
- Nach dem erfindungsgemäßen Prinzip ist es vorteilhafterweise nicht mehr erforderlich in einem Fahrzeug mehrere Antennen anzuordnen, deren einziger Zweck nicht die Ausweitung und damit die Vergrößerung eines Sendefeldes, sondern nach dem Prinzip einer Peilung die Lokalisierung einer Sende- und Empfangseinrichtung ist.
- Stattdessen erfolgt auch ohne Variation des Sendefeldes (in Leistung und/oder Richtung) eine erfolgreiche Lokalisierung durch ein von der Feldstärke des Sendefeldes am Ort der zweiten Sende- und Empfangseinrichtung abhängiges Vorgehen (Antwort in Abhängigkeit eines erfolgreichen Empfangs bei eingestellter gewünschter Empfangsempfindlichkeit oder in Abhängigkeit eines positiven Vergleiches der gemessenen Feldstärke mit einem gewünschten Schwellwert) in der zweiten Sende- und Empfangseinrichtung.
- Abhängig von diesem Vorgehen und damit von der relativen Position der ersten zur zweiten Sende- und Empfangseinrichtung kann dann vorteilhafterweise eine Aktion wie Entriegeln/Sperren der Wegfahrsperre, Öffnen/Schließen der Zentralverriegelung, An-/Ausschalten der Innenbeleuchtung, Freigeben/Sperren des Motorstarts, o. ä. gesteuert werden.
- Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigen
- Fig. 1 eine Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens im Bereich der passiven Zugangskontrolle für ein KfZ mit zwei unterschiedlichen zu lokalisierenden Bereichen für einen ID-Geber;
- Fig. 2 ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer in einem Fahrzeug angeordneten (ersten) Sende- und Empfangseinrichtung und
- Fig. 3 ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer Anwendung nach Fig. 1 und 2 in einer (zweiten) zu lokalisierenden Sende- und Empfangseinrichtung.
- Fig. 1 zeigt, wie in einem Fahrzeug 1, beispielsweise ein PKW, eine darin stationär angeordnete erste Sende- und Empfangseinrichtung mittels einer Sendeantenne an Position 7 ein konstantes Sendefeld, also ohne Variieren der Sendeleistung, entfaltet, so dass Feldlinien mit gleicher Feldstärke, beispielsweise aufgrund entsprechender Charakteristik der Sendeantenne, leicht ellipsenförmig gebildet werden.
- Durch diese dargestellte Ellipsenform der Feldlinien kann vorteilhafterweise, wie im Folgenden gezeigt, sowohl der Innenraum als auch der Außenraum selbst mit einer einzigen Antenne gut überwacht werden.
- Wie in Fig. 1 dargestellt sind in diesem Ausführungsbeispiel insbesondere eine Feldlinie 9 mit höherer vordefinierter, konstanter Feldstärke, welche den Innenraum des Fahrzeuges abdeckt, sowie eine Feldlinie 11 mit entsprechend geringerer Feldstärke, welche das Fahrzeug in einem vordefinierten Abstand von beispielsweise ca. 0,5 bis 3 Metern zu den Außenmaßen des Fahrzeuges umgibt, von besonderem Interesse.
- Befindet sich nun eine zweite Sende- und Empfangseinrichtung, insbesondere ein ID-Geber oder ein Transponder, welcher üblicherweise am Körper einer Bedienperson getragen wird, im Bereich des Innenraums, beispielsweise an Position 5, so kann diese Position von einer Position außerhalb des Innenraums (aber innerhalb des Außenraums), beispielsweise an Position 3, unterschieden und damit die Position des Transponders relativ zu der ersten Sende- und Empfangseinrichtung bzw. zu dem Steuergerät lokalisiert werden.
- Das Steuergerät bzw. die Basisstation im Fahrzeug 1 sendet hierzu über seine Sendeantenne an Position 7, wie in Fig. 2 dargestellt, eine Anfrage aus, welche beispielsweise die Aktion "Motorstart" betrifft. Erhält das Steuergerät eine entsprechende positive Antwort vom Transponder, so wird die gewünschte Aktion beispielsweise über eine Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung ausgeführt.
- Wird vom Steuergerät keine Antwort auf die Anfrage empfangen, bleibt die gewünschte Aktion selbstverständlich aus.
- Im ID-Geber bzw. Transponder wird hierzu der aus Fig. 3 ersichtliche Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführt. Der Transponder empfängt am Beginn der Sendung den ersten Teil der Anfrage, beispielsweise im (Sende-) Telegrammheader oder im Funktionscode enthalten, stellt fest, ob dieser erste Teil in Form einer entsprechenden Information für die Empfindlichkeit der Empfangsleistung, beispielsweise eine Schwelle für den Innenraum, vorschreibt und stellt, sofern das Einstellen einer solchen gefordert ist, diese Schwelle für die Empfangsleistung bzw. Empfangsempfindlichkeit ein.
- Im Folgenden wird mit der entsprechend eingestellten Schwelle versucht, die restlichen nachfolgenden Informationen der Anfrage zu empfangen und nur bei positivem Ergebnis eine entsprechende (Erfolgs-)Antwort mit entsprechender, beispielsweise konstanter, ausreichender Sendeleistung zurückzusenden.
- Befindet sich nun die Bedienperson mit dem Transponder an Position 5, also innerhalb des Innenraums, so wird auch mit eingestellter Innenraumschwelle der Rest der Anfrage empfangen, eine entsprechende Antwort gesendet, welche wiederum vom Steuergerät im Fahrzeug empfangen wird. Demzufolge wird der Transponder "im Innenraum befindlich" lokalisiert, so dass eine entsprechende Aktion, beispielsweise "Freigeben des Motorstarts", "Freigeben der Wegfahrsperre", usw. ausgeführt werden kann.
- Befand sich die Bedienperson mit dem Transponder bei der Anfrage für eine innenraumspezifische Aktion wie "Motorstart", "Freigeben der Wegfahrsperre" usw. dagegen außerhalb des Innenraums, und nur innerhalb des Außenraums, beispielsweise an Position 3, so konnte bei der entsprechend eingestellten Außenraumschwelle der Rest des Anfragesignals nicht empfangen werden, so dass keine entsprechende Antwort zurückgesendet wurde. Aufgrund einer fehlenden Antwort in Steuergerät, wird demzufolge die angefragte innenraumspezifische Aktion nicht durchgeführt.
- Im Folgenden kann beispielsweise in regelmäßigem Wechsel und/oder auf Anforderung (z. B. Betätigen des Türgriffs, etc.) eine Anfrage für eine außenraumspezifische Aktion, wie beispielsweise "Entsperren der Türverriegelung", "Anschalten des Innenlichts" usw., über eine entsprechende Anfrage bzw. einen ersten Teil mit der Information eine Schwelle für den Außenraum einzustellen, durchgeführt werden. Hierbei wird bei entsprechender Annäherung an das Fahrzeug einer Bedienperson mit einem ID-Geber auch der Rest der Information der Anfrage empfangen, eine entsprechende Antwort zurückgesendet und vom Steuergerät empfangen, so dass die entsprechende außenraumspezifische Aktion ausgeführt werden kann.
- Bei einer Annäherung, also Unterschreiten einer bestimmten Entfernung zum Fahrzeug von beispielsweise 2 Metern, oder auf Anforderung, wird auf diese Weise die Zentralverriegelung freigegeben, zusätzlich eventuell das Innenlicht eingeschalten und bei weiterem Begeben in das Fahrzeuginnere die Diebstahlsicherung bzw. Wegfahrsperre gelöst und ein Motorstart durchgeführt bzw. freigegeben.
- Umgekehrt können selbstverständlich bei Verlassen des Innenraums, weiterem Verlassen des Außenraums die entsprechenden spezifischen Aktionen negiert veranlasst werden, also "Sperren der Wegfahrsperre" bei Verlassen des Innenraums sowie bei Verlassen des Außenraums, "Sperren der Zentralverriegelung", "Abschalten des Innenlichts" etc.
- Um einen Empfang auch bei nicht übermitteltem gewünschten Schwellwert innerhalb eines vordefinierten Außenraums zu gewährleisten, kann der ID-Geber in diesem Fall mit einer vordefinierten Grundempfangsleistung empfangen. Diese Grundempfangsleistung kann hierbei identisch mit der Schwelle für den Außenraum oder empfindlicher (also niedriger) sein.
- Wird keine zweite Information empfangen, kann diese Schwelle für die Empfindlichkeit wieder automatisch eingestellt werden. Aber auch bei erfolgreicher Kommunikation mit eingestellter Innenraumschwelle ist es denkbar, dass nach Ablauf eines vorbestimmten Zeitintervalls (oder per Rücksetzsignal am Ende eines Sendetelegramms) im ID-Geber diese Grundempfangsleistung wieder automatisch eingestellt wird, um weitere Anfragen in jedem Fall korrekt auszuführen.
- Statt wie im Ausführungsbeispiel beschrieben, kann das Lokalisieren einer zweiten Sende- und Empfangseinrichtung in seiner Position relativ zu einer ersten Sende- und Empfangseinrichtung auch über eine Messung der Feldstärke in der zweiten Sende- und Empfangseinrichtung, insbesondere in dem ID-Geber erfolgen. Entspricht das Messergebnis einer vorher oder nachher übermittelten, gewünschten Schwelle oder liegt innerhalb eines gewünschten Bereiches, so kann das positive Ergebnis mittels einer entsprechenden (Erfolgs-)Antwort an die Basisstation übermittelt werden. Auch bei dieser Ausführungsform können entsprechende, von der relativen Position des ID- Gebers zur Basisstation abhängige Aktion ausgeführt werden.
- Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel begrenzt, sondern kann auf verschiedenste Gebiete, in denen Aktionen von der Lokalisierung einer Sende- und Empfangseinrichtung abhängen, ausgeweitet werden. So können Hauseingangstüren, Garagentore, Schränke, Tresore, Geldautomaten ebenso mit unterschiedlichen Authentifizierungs- bzw. Berechtigungsstufen versehen werden, so dass abhängig von einem Annäherungsgrad, spezifische Aktionen durchgeführt werden können.
Claims (8)
1. Verfahren zum Lokalisieren einer Sende- und
Empfangseinrichtung,
dadurch gekennzeichnet, dass
a) bei dem wenigstens eine erste Sende- und
Empfangseinrichtung eine Anfrage mit einer vordefinierten
Sendeleistung aussendet,
b) diese Anfrage von wenigstens einer zweiten Sende- und
Empfangseinrichtung mit einer vordefinierten
Empfangsleistung empfangen wird und
c) nach erfolgreichem Empfang die wenigstens zweite
Sende- und Empfangseinrichtung ein Antwortsignal
aussendet,
a) das Antwortsignal nur ausgesendet wird, wenn die
Feldstärke des Sendesignals an der Position der zweiten
Sende- und Empfangseinrichtung einen bestimmten
Schwellwert übersteigt oder in einem Schwellbereich
liegt und
b) der Schwellwert oder der Schwellbereich von der ersten
Sende- und Empfangseinrichtung durch Übermittlung an
die zweite Sende- und Empfangseinrichtung vorgegeben
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
in Abhängigkeit vom Empfang der Antwort, von der
wenigstens einen ersten Sende- und Empfangseinrichtung mittels
einer Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung, eine
vordefinierte Aktion ausgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass Schwellwert oder der Schwellbereich vor oder am
Anfang der Anfrage übermittelt und in der zweiten Sende-
und Empfangseinrichtung eingestellt wird, so dass ein
weiterer Empfang der Anfrage mit der entsprechend
eingestellten Empfangsempfindlichkeit erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass Schwellwert oder der Schwellbereich vor, am Anfang,
am Ende oder nach der Anfrage übermittelt und in der
zweiten Sende- und Empfangseinrichtung mit der gemessenen
Sendefeldstärke verglichen wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die erste Sende- und
Empfangseinrichtung eine Anfrage mit konstanter Sendeleistung
sendet.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die erste Sende- und
Empfangseinrichtung sich im Innenraum eines Fahrzeuges befindet
und Anfragen mit einem Schwellwert, welcher der
Feldstärke der Feldlinie für einen Innenraum oder für einen
Außenraum des Fahrzeugs entspricht, aussendet.
7. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem
der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass eine zweite Sende- und Empfangseinrichtung zur
Kommunikation mit wenigstens einer ersten Sende- und
Empfangseinrichtung wenigstens zwei einstellbare
Schwellwerte mit vordefinierter Empfangsleistung besitzt.
8. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach den
Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine
zweite Sende- und Empfangseinrichtung zur Kommunikation
mit wenigstens einer ersten Sende- und
Empfangseinrichtung eine Messeinrichtung aufweist, um die
Sendefeldstärke des Sendesignals an der Position der zweiten Sende-
und Empfangseinrichtung zu messen.
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