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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Identifikation
und Ortsbestimmung von Objekten in einem begrenzten Areal, insbesondere im
Innenbereich, wie z.B. innerhalb von Gebäuden.
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Es
ist allgemein bekannt, das sogenannte GPS (Global Positioning System)
zur Ortsbestimmung von Personen und Objekten zu verwenden. Weltweit
werden Empfänger,
die das GPS-Signal auswerten, z.B. im Flugverkehr oder in der Automobilindustrie
eingesetzt. Die erreichbare Ortsauflösung liegt je nach Anwendung
und Empfängersystem
im Bereich von einigen Metern bis einigen 10 Metern, was für die Ortsbestimmung
im Außenbereich
ausreichend ist.
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Ein
Nachteil des GPS-Systems und allgemein von Satelliten gestützten Systemen
besteht darin, dass diese nicht für die hochgenaue Ortsbestimmung
im Innenbereich, wie z.B. in Gebäuden,
oder im Außenbereich
in von den Satelliten abgeschatteten Bereichen, wie z.B. Gebäudeschluchten,
verwendet werden können.
Eine Identifikation von Objekten ist mit diesen Systemen ebenso
nicht möglich.
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Auf
dem Gebiet der Ortsbestimmung im Innenbereich sind Verfahren bekannt,
die auf Transponder-Technologien basieren, und für Logistikzwecke und die Nahbereichsidentifikation
eingesetzt. Die Ortung durch Entfernungsmessungen ist das hier am meisten
angewandte Verfahren. Dabei erfolgt die Ortung durch eine Laufzeitmessung
von Funk-, Infrarot-, Ultraschall- oder Laser-Signalen. Genauere Systeme
setzen auch modulierte Signale ein, um mittels einer geeigneten
Signalverarbeitung eine höhere Auflösung zu
erzielen. Andere Verfahren, wie Feldstärkemessungen oder die Auswertung
des empfangenen Signalwinkels bei komplexeren Basisstationen, die
mit phasengesteuerten Antennenanordnungen ausgerüstet sind, werden meistens
zusätzlich zur
Entfernungsmessung eingesetzt.
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Ein
Problem der Innenbereichs-Ortungssysteme aber auch der Außenbereichs-Ortungssysteme, z.
B. in abgeschatteten Gebäudebereichen,
besteht darin, dass im Innenbereich, z. B. in Gebäuden, eine
hohe Signaldynamik und Mehrwegsignale auftreten, die z.B. durch
Reflexionen der Navigationssignale innerhalb der Gebäude entstehen.
Diese Mehrwegsignale verzerren sehr stark den Übertragungskanal und erschweren
eine zuverlässige
Ortung bzw. Bestimmung der Position eines Objekts. Insbesondere
eine quasi gleichzeitige Ortung von mehreren Objekten ist dadurch
problematisch.
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Mit
der
DE 40 36 022 A1 wird
ein Verfahren und eine Ortungseinrichtung zur Ortung von Fahrzeugen
fahrerloser Transportsysteme offenbart, wobei zwischen den zu ortenden
Fahrzeugen und wenigstens zwei ortsfesten Fahrzeugen Übertragungsstrecken
für Ultraschall-Signale
gebildet werden und deren Laufzeiten mittels Auswerteschaltungen
gemessen werden. Aus den ermittelten Laufzeiten zwischen den Fahrzeugen
und den ortsfesten Einrichtungen ergeben sich die Abstände und
daraus die Ortskoordinaten des aktuellen Standorts des jeweiligen
Fahrzeugs.
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Diese
Erfindung hat den Nachteil, dass dieses Verfahren und deren Einrichtung
lediglich die Ortung und Identifikation von Objekten durchführt, welche
sich im Außenbereich
von Gebäuden
und/oder in den von Satelliten erfassten Gebäude-Schluchten befinden.
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Mit
der
DE 41 19 150 A1 ist
eine Messanordnung für
die dreidimensionale Bewegungsanalyse offenbart, wobei die räumlichen
Bewegungen von Schallsendern unbekannter Raumposition durch Vermessung
der Schalllaufzeiten zu Schallempfängern bekannter Raumpositionen
erfasst werden. Die gemessenen Schalllaufzeiten bestimmen die Ortskoordinaten
des jeweiligen Messpunktes. Hieraus lässt sich eine dreidimensionale
Darstellung der Bewegung eines Objektes darstellen.
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Diese
Erfindung hat den Nachteil, dass diese Schallmessung innerhalb von
Gebäuden
durchgeführt
wird, in welchen eine relativ hohe Signaldynamik vorliegt, welche
häufig
eine Übertragung
von Signalen stört
und eine genaue und gleichzeitige Ortung von mehreren Objektpunkten
erschwert.
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Mit
der
EP 1 167 155 A1 wird
eine Vorrichtung, Verfahren und System zur drahtlosen Kommunikation
in einem Automation-, Industrie- und/oder Produktions-Umfeld offenbart,
wobei ein lokales Positionierverfahren zur Verwendung für ein Fahrzeugsystem
die Schritte Senden von Signalen, Empfangen von Signalen und Ermitteln
von Positionsparameter des Fahrzeugs aufweist. Die aus der Laufzeit ermittelten
Positionsdaten des Fahrzeugs werden mittels einer Kontrollanordnung
kontrolliert, welche geeignet ist, das Fahrzeugsystem zu kontrollieren.
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Diese
Erfindung hat den Nachteil, dass die auch hier eine genaue Ortung
von mehreren Objekten aufgrund einer hoher Signaldynamik erschwert wird.
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Mit
der
EP 0 766 098 A1 wird
ein System und ein Verfahren zur Erzeugung von dreidimensionalen Positionsdaten
offenbart, wobei die dreidimensionalen Daten die dreidimensionalen
Koordinaten von einem oder mehreren Messpunkten darstellen, welche per
Ultraschall mittels Sender und Empfänger ermittelt werden. Die
hierbei ermittelte Laufzeit zwischen Sender und Empfänger wird
in einem Kontroller/Prozessor aufgenommen und berechnet hieraus
die dreidimensionalen Daten der Messpunkte, basierend auf die registrierten
Datenelemente.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren
und ein entsprechendes System zur Identifikation und Ortsbestimmung
von Objekten anzugeben, die eine einfache, zuverlässige und
genaue Bestimmung der Position von insbesondere mehreren Objekte
gestatten.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale der unabhängigen
Patentansprüche gelöst.
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Bevorzugte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind durch die
Merkmale der Unteransprüche
beschrieben.
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Das
Verfahren beruht im wesentlichen darauf, dass Ultraschallsignale
von einem oder mehreren in einem Überwachungsgebiet ortsfest
angeordneten US-Sendern abgestrahlt werden und in einem im/am zu
ortenden Objekt angeordneten Empfänger empfangen werden, wobei
die Empfangszeit registriert wird. Aus dem Sende- und Empfangszeitpunkt jedes
Ultraschallsignals, welcher bekannt ist bzw. ermittelt wird, wird
nun die Laufzeit jedes Signals und damit der Abstand zwischen dem
jeweiligen US-Sender und dem US-Empfänger ermittelt werden.
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Bevorzugte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind durch die
Merkmale der Unteransprüche
beschrieben.
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Das
Verfahren beruht im wesentlichen darauf, dass Ultraschallsignale
von einem oder mehreren in einem Überwachungsgebiet ortsfest
angeordneten US-Sendern abgestrahlt werden und in einem im/am zu
ortenden Objekt angeordneten Empfänger empfangen werden, wobei
die Empfangszeit registriert wird. Aus dem Sende- und Empfangszeitpunkt jedes
Ultraschallsignals, welcher bekannt ist bzw. ermittelt wird, wird
nun die Laufzeit jedes Signals und damit der Abstand zwischen dem
jeweiligen US-Sender und dem US-Empfänger ermittelt.
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Die
ermittelten Laufzeiten werden über
ein drahtloses Kommunikationssystem vom US-Empfänger an eine zentrale Steuerungseinrichtung übertragen.
In der Steuerungseinrichtung kann mit Hilfe bekannter Methoden anhand
von mindestens drei Laufzeiten und den bekannten Positionen der
zugehörigen
US-Sender der Standort
des US-Empfängers und
damit des Objekts ermittelt werden.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden die Laufzeiten
der einzelnen Ultraschallsignale und/oder die den Laufzeiten entsprechenden
Entfernungen bereits in der objektzugeordneten Komponente ermittelt
und über
das Kommunikationssystem an die zentrale Komponente übertragen.
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Vorzugsweise
werden die Sendezeitpunkte für
die Ultraschallsignale der einzelnen US-Sender durch die zentrale
Komponente gesteuert, wobei die zentrale Komponente und die dem
Objekt zugeordnete Komponente jeweils eine Zeitbasis aufweisen, die
laufend miteinander synchronisiert werden. Dabei erfolgt die Synchronisation
der Zeitbasen vorzugsweise über
das drahtlose Kommunikationssystem.
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Es
kann auch vorgesehen sein, dass gleichzeitig mit dem US-Signalen
ein Funksignal von einem der ortsfesten Funksender/-Empfänger ausgesendet wird,
wobei durch den Empfang des Funksignals in der objektbezogenen Komponente
die Laufzeitmessung für
die ausgesendeten US-Signale gestartet wird.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt das Aussenden
der Ultraschallsignale in einem sich ständig wiederholenden Zyklus,
wobei der Zyklus in mehrere Zeitfenster unterteilt ist, und jedem
US-Sender ein Zeitfenster zugeordnet ist, innerhalb dessen er sein
Ultraschallsignal aussendet.
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Auch
die Synchronisation der Zeitbasen kann innerhalb eines solchen bestimmten
Zeitfensters erfolgen.
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Durch
die Anwendung eines Zeitmultiplexverfahrens können die vom US-Empfängerempfangenen
Ultraschallsignale anhand des zum jeweiligen Empfangszeitpunkt geltenden
Zeitfensters genau einem US-Sender zugeordnet werden.
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Zur
Unterdrückung
von Störungen
durch Mehrfachausbreitung und Reflexionen der US-Signale wird vom
US-Empfänger
nur das innerhalb eines Zeitfensters zuerst empfangene Ultraschallsignal ausgewertet.
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In
einer möglichen
Ausgestaltung der Erfindung sind die US-Sender in zwei oder mehrere
Gruppen eingeteilt, wobei alle US-Sender einer Gruppe auf einer
bestimmten Sendefrequenz senden. Damit die US-Sender jeder Gruppe
unterscheidbar sind, wird für
jede Gruppe eine von der benachbarten Gruppe unterschiedliche Sendefrequenz
für die US-Sender
verwendet.
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Die
US-Sender einer Gruppe senden nie gleichzeitig.
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Als
drahtloses Kommunikationssystem wird vorzugsweise ein Funkkommunikationssystem
verwendet, wobei zwischen einem in der objektbezogenen Komponente
angeordneten Funksender-/Empfänger
und einem mit der zentralen Komponente verbundenen Funksender-/Empfänger Funksignale
ausgetauscht werden.
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Auch
hier kann der Austausch von Funksignalen vorteilhaft innerhalb eines
oder mehreren definierten Zeitfenstern erfolgen.
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Zur
groben Ortsbestimmung einer objektbezogenen Komponenten kann seitens
der zentralen Komponente die Empfangsfeldstärke der von den objektbezogenen
Funksendern empfangenen Funksignale ermittelt werden.
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Das
System zur Durchführung
des Verfahrens zur Ortsbestimmung von Objekten innerhalb eines begrenzten
Areals ist erfindungsgemäß gekennzeichnet
durch eine zentrale Komponente, welche im wesentlichen eine Datenverarbeitungseinrichtung, eine
Zeitbasis und mindestens eine drahtlose Kommunikationseinrichtung
umfasst. Die zentrale Komponente ist mit mindestens drei innerhalb
des Areals ortsfest angeordnete Ultraschallsendern verbunden. Eine
jeweils in / an jedem Objekt angeordnete Komponente umfasst im wesentlichen
mindestens einen Ultraschallempfänger,
eine Datenverarbeitungseinheit, eine Zeitbasis und eine drahtlose
Kommunikationseinrichtung.
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Die
US-Sender sind vorzugsweise in Gruppen eingeteilt, wobei den Gruppen
verschiedenen Sendefrequenzen zugeordnet sind.
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Die
drahtlose Kommunikationseinrichtung ist vorzugsweise eine Funkkommunikationseinrichtung.
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Die
Vorteile der Erfindung gegenüber
bekannten Ortungssystemen liegen auf der Hand.
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Aufgrund
des verwendeten Zeitmultiplex-Verfahrens bei der Aussendung der
Ultraschallsignal ist generell keine Codierung der US-Signale notwendig,
da jedes empfangene US-Signal und damit der zugehörige US-Sender
genau einem Zeitfenster zugeordnet werden kann. Dies setzt voraus,
dass die Länge
des Zeitfensters größer ist
als die maximale Laufzeit der US-Signale, die durch die Reichweite
der US-Signale begrenzt wird.
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Da
keine Codierung der gesendeten Signale notwendig ist, können sowohl
die US-Sender als auch die US-Empfänger sehr einfach aufgebaut
werden.
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Folglich
ist in der objektseitigen Komponente keine aufwändige Datenerfassung und Verarbeitung notwendig.
Es werden lediglich die Laufzeiten der empfangenen US-Signale bzw.
eine der Laufzeit entsprechende Entfernung berechnet und an eine
zentrale Komponente übertragen,
die dann die notwendigen weiteren Auswertungen und Berechnungen durchführt. Erfindungsgemäß ist somit
eine quasi gleichzeitige Ortsbestimmung von vielen Objekten ohne
gegenseitige Beeinflussung möglich.
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Ein
weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass
bei Anwendungen, bei denen keine oder eine eingeschränkte Sichtverbindung zu
den Sendern des Systems zur Bestimmung der Position eines Objekts
besteht, also bei Anwendungen im Innenbereich, wie z.B. Gebäuden, bei
denen zwangsläufig
eine hohe Signaldynamik und Mehrwegsignale, die den Übertragungssignal
stark verzerren, auftreten, eine hohe Ortungszuverlässigkeit eines
Objekts, eine dreidimensionale Ortung und eine Ortung mit einem
Systemermöglicht,
das unempfindlich gegenüber
Störsignalen
ist.
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Generell
ist anstelle des verwendeten Zeitmultiplexverfahrens der US-Signale
ein Frequenzmultiplex- oder Codemultiplexverfahren denkbar. Diese
Verfahren sind jedoch im Vergleich zum Zeitmultiplex technisch recht
aufwändig
was den Aufbau der US-Sender und US-Empfänger betrifft. Ein Codemultiplex
erfordert eine sehr aufwändige
Datenverarbeitung und Modulation der US-Signale.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungsfiguren näher erläutert. Aus
den Zeichnung und deren Beschreibung ergeben sich weitere Merkmale,
Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten
der Erfindung.
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1 zeigt eine mögliche Anordnung
der Komponenten zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens;
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2 zeigt das Prinzip des
angewandten Zeitmultiplexverfahrens;
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3 zeigt ein praktisches
Beispiel des Zeitmultiplexverfahrens gemäß der Erfindung.
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Der
Zweck des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist es, eine Vielzahl von innerhalb eines begrenzten Areal befindlichen
Objekten zu identifizieren und zu orten.
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Wie
in 1 dargestellt ist,
ist jedem Objekt eine objektbezogene elektronische Komponente 10, ein
sogenanntes elektronisches TAG, zugeordnet, das fest mit dem Objekt
verbunden ist. Jede Komponente 10 umfasst eine Datenverarbeitungseinrichtung 12 mit
einem Datenspeicher, in dem Angaben über und zur Identifikation
des Objekts gespeichert sind. Ferner umfasst die Komponente 10 eine
Zeitbasis 13 , einen Ultraschallempfänger 11 zum Empfang von
Ultraschallsignalen sowie eine drahtlose Kommunikationseinrichtung 14,
vorzugsweise eine Funkkommunikationseinrichtung, zum Senden und
Empfangen von Funksignalen.
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Des
weiteren umfasst das erfindungsgemäße System eine zentrale Komponente 20,
die eine Datenverarbeitungseinrichtung 21 und eine Zeitbasis 22 umfasst
und mit einer oder mehreren stationären, drahtlosen Kommunikationseinrichtungen 23, 24, vorzugsweise
Funkkommunikationseinrichtungen, verbunden ist und über diese
Funksignale empfangen und aussenden kann.
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Es
sind eine Vielzahl von stationären
Ultraschallsendern 30, 31, 32, 40 vorgesehen,
die mit der zentralen Komponente 1 verbunden sind und von dieser
gesteuert werden. Die US-Sender 30-32, 40 sind über ein
mit US-Signalen zu überdeckendes Areal
verteilt angeordnet, wobei deren Position der zentralen Komponenten 20 genau
bekannt ist. Die US-Sender 30-32, 40 sind vorzugsweise
in Gruppen eingeteilt. Jede Gruppe umfasst mindestens drei US-Sender,
z.B. US1-1, US2-1, US3-1, die auf einer ersten US-Frequenz f1 senden.
Eine benachbarte Gruppe umfasst ebenfalls mehrere US-Sender, z.B. US2-1,
..., etc, die auf einer zweiten US-Frequenz f2 senden.
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Die
Ortung der objektbezogenen Komponente 10 und damit des
Objekts selbst erfolgt mittels einer Laufzeitmessung der von den
US-Sendern 30-32, 40 abgestrahlten US-Signale
zur Bestimmung der Entfernung zwischen dem an dem zu ortenden Objekt
angebrachten US-Empfänger
und den auf festen Positionen angebrachten US- Sendern 30-32, 40.
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Zur
Groblokalisierung und /oder zusätzlichen Überprüfung des
Ortungsergebnisses kann eine Feldstärkemessung vorgenommen werden.
Dabei wird an den Funkempfängern 23, 24 die
Feldstärke des
von dem am ortenden Objekt angebrachten Funksenders 14 abgestrahlten
Funksignals gemessen. Je größer die
Feldstärke,
desto näher
ist das Objekt an dem entsprechenden Funkempfänger 23, 24.
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Mittels
einer Frequenzmessung der im objektbezogenen US-Empfänger 11 empfangenen
US- Signal kann zusätzlich
eine Unterscheidung zwischen benachbarten Gruppen von US- Sendern (Clustern)
vorgenommen werden.
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Erfindungsgemäß werden
die Laufzeiten t1, t2, t3 der Ultraschallsignale von den einzelnen
ortsfesten US-Sendern 30-32, 40 zum US-Empfänger 11 der
objektbezogenen Komponente 10 gemessen. Jede Laufzeit kann
aufgrund der bekannten Schallgeschwindigkeit (in Luft bei Raumtemperatur
ca. 344 m/s) einer bestimmten Entfernung d1, d2, d3 zwischen dem
US-Sender und dem US-Empfänger zugeordnet
werden.
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Die
ermittelten Laufzeiten t1, t2, t3 werden über das Funkkommunikationssystem 14 und 24 bzw. 25 von
der objektbezogenen Komponente 10 an die zentrale Komponente 20 übertragen
und dort mit Hilfe der bekannten Beziehung d = t∙c, wobei c = Schallgeschwindigkeit,
in dazu proportionale Entfernungen d1, d2, d3 umgesetzt. Alternativ
können
die Entfernungen d1, d2, d3 erfindungsgemäß auch bereits in der objektbezogenen
Komponente 10 berechnet und an die zentrale Komponente 20 übertragen werden.
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Aus
diesen Entfernungswerten d1, d2, d3 lässt sich mittels bekannter
geometrischer Verfahren die relative Position des objektbezogenen
US-Empfängers 11 zu
den US-Sendern 30-32, 40 und – falls die absolute Position
der US-Sender bekannt ist – die absolute
Position des US-Empfängers 11 und
damit des Objekts bestimmen.
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Die übergeordnete
zentrale Komponente 20 koordiniert also die US- Sender 30-32, 40,
synchronisiert die Zeitbasen 13 auf den objektbezogenen
Komponenten und steuert die Kommunikation zwischen den objektbezogenen
Komponenten 10 und der zentralen Komponente 20 über das
drahtlose Kommunikationssystem 14, 23, 24.
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In 2 ist dargestellt, dass
die Zuordnung eines im US-Empfänger 11 empfangenen
US-Signals zu einem bestimmten US-Sender 30-32, 40 durch
ein Zeitschlitzverfahren erfolgt.
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Jeder
US-Sender US1, US2, US3 sendet sein Signal zu Beginn eines festgelegten
Zeitfensters aus. Der jeweiligen Sendezeitpunkt der US-Signale wird
von der zentralen Komponente gesteuert. Zum Beispiel sendet US1
im Zeitfenster 1, US2 im Zeitfenster 2, usw. Die
US-Signale der US-Sender US1, US2, US3 werden im US-Empfänger UE
empfangen. Hierbei sind die Zeitbasen 13 der objektbezogenen Komponenten
und der zentralen Komponente 22 miteinander synchronisiert.
Dies erfolgt durch den Austausch eines Synchronisierungsprotokolls über das Funkkommunikationssystem.
Die US-Signale werden
im US-Empfänger
der objektbezogenen Komponente 10 empfangen. Dort werden
aus der Empfangszeit und dem durch die Zeitfenster vorgegebenen
Zeitrahmen die Laufzeiten der in den jeweiligen Zeitfenstern empfangenen
US-Signale berechnet und in einem zu versendenden Broadcast-Telegramm abgespeichert.
Somit kann jedes im US-Empfänger
empfangene US-Signal
anhand des gerade aktuellen Zeitfensters genau einem US-Sender zugeordnet
werden. In einem dafür
vorgesehenen Zeitfenster werden die abgespeicherten Broadcast-Telegramme
von der objektbezogenen Komponenten 10 and die zentrale
Komponente gesendet.
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Im
US-Empfänger
wird pro Zeitschlitz jeweils nur das zuerst empfangene US-Signal, d.h. das
Signal mit der kürzesten
Laufzeit, ausgewertet. Aus der Länge
eines Zeitschlitzes ergibt sich der maximal mögliche Abstand zwischen US-Empfänger am
Objekt und US- Sender. Die maximale Reichweite der US-Sender beträgt ca. 10-15
m. Die Auflösung
der verwendeten Zeitbasen 13, 22 und ihre Synchronie bestimmt
die Genauigkeit der Abstandsmessung und damit die Präzision der
Lokalisierung. Bei der Ortsbestimmung sind Genauigkeiten im Bereich
von einigen Zentimetern erreichbar.
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Die
Anzahl der Zeitschlitze bestimmt die maximale Anzahl der möglichen
US-Sender innerhalb der
US- Reichweite und begrenzt damit die zeitliche Auflösung der
Ortsbestimmung, das heißt
die kürzeste
Zeit zwischen zwei aufeinander folgenden Ortsbestimmungen eines
bestimmten Objekts.
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Zur
flächenmäßigen Abdeckung
eines größeren Areals
werden mehrere Sender/Empfänger des
drahtlosen Kommunikationssystems und mehrere US-Sender kombiniert. Dabei wird die Zuordnung der
objektbezogenen Komponente 10 zu den jeweiligen Sende-/Empfangsstationen 23, 24 des
Kommunikationssystems mittels der Feldstärke der empfangenen HF-Signale
vorgenommen.
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Durch
den gleichzeitigen Empfang des eine Funksignals der Komponente 10 durch
beide Kommunikationseinrichtungen 23 und 24 und
die Auswertung der jeweiligen Feldstärke kann die zentrale Komponente
ermitteln, welcher Gruppe von US-Sendern das Objekt am nächsten liegt.
Befindet sich das Objekt genau an der Grenze zwischen zwei Gruppen von
US-Sendern können
die erfassten Laufzeiten t1, t2 und t3 von US-Sendern unterschiedlicher
Gruppen stammen.
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Da
die US-Sender benachbarter Gruppen mit verschiedener Frequenz f1
bzw. f2 senden, kann durch die Auswertung der Frequenz leicht ermittelt werden,
von welcher Gruppe das einzelne US-Signal stammt.
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3 zeigt ein praktisches
Beispiel des Zeitmultiplexverfahrens gemäß der Erfindung. Nach rechts
ist die Zeit von 0 bis 1 s in Schritten von 50 ms dargestellt. Nach
unten ist die Zeit von 0 bis 12 s in Schritten von 1 s dargestellt.
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Ein
Zyklus des Zeitmultiplexverfahrens dauert in diesem Beispiel 10
s. Der Zyklus ist in 200 Zeitfenster von jeweils 50 ms Länge aufgeteilt.
Erfindungsgemäß sind Zeit-Synchronisationsfenster S1...Sx
vorgesehen, in welchen eine Datenübertragung zwischen der zentralen
Komponente 20 und der objektbezogenen Komponente 10 zur
Synchronisation deren Zeitbasis 13 erfolgt. Des weiteren
sind Ultraschall-Sende- und Empfangsfenster U1...Uy vorgesehen,
in denen das Aussenden und Empfangen der US-Signale erfolgt. Jeder
US-Sender sendet
nur in einem Zeitfenster Uy eines Zyklus.
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In
den Kommunikationsfenstern erfolgt die Funkkommunikation zwischen
der zentralen Komponente 20 und einer oder mehreren bestimmten
objektbezogenen Komponenten 10.
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Schließlich sind
eine Reihe von Broadcastfenster B vorgesehen, in welchen Ortungsnachrichten,
welche die Ultraschall-Laufzeiten- bzw. Distanzwerte enthalten, über das
Funkkommunikationssystem von den objektbezogenen Komponenten 10 zur zentralen
Komponente übermittelt
werden. Jede objektbezogene Komponente sendet sein Ortungstelegramm
z.B. drei mal in zufällig
ausgewählten
Broadcastfenstern, z.B. nach dem slotted-ALOHA-Verfahren.
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Die
einzelnen Zeit-Synchronisationsfenster, Ultraschall-Sende- und Empfangsfenster,
Kommunikationsfenster und Broadcastfenster treten innerhalb eines
Zyklus in einer in 3 dargestellten
Reihenfolge auf. In dem gezeigten Beispiel sind insgesamt 36 US-Sender
vorgesehen, die jeweils in einem der 36 Ultraschall-Sende- und Empfangsfenster U1...U36
senden.