DE112015006688T5 - Ermittlung der Position eines Geräts in einem Fahrzeug - Google Patents

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Perry Robinson MacNeille
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Abstract

Ein System, welches ein mobiles Rechengerät umfasst, das einen Prozessor und einen Speicher beinhaltet. Wobei der Speicher eine Programmierung speichert, die von dem Prozessor ausführbar ist, um einen Identifikator in jeder von zwei oder mehr asynchronen Lichtquellen, die von einem Lichtsensor detektiert werden, zu detektieren, wobei der Identifikator eine Position der Lichtquelle beinhaltet und mindestens ein Koordinatensystem mit einem Ursprung in dem Lichtsensor und die Position der Lichtquelle nutzt, um einen Ort des Mobilgeräts zu ermitteln.

Description

  • HINTERGRUND
  • Dienste zur Ortung in einem Fahrzeug betreffen das Lokalisieren von Mobilgeräten in oder relativ zu einem Fahrzeug. Eine Ortung in einem Fahrzeug kann genutzt werden, um bestimmten Mobilgeräten personalisierten Inhalt und/oder deren Positionen in dem Fahrzeug zu liefern. Beispielsweise kann ein erstes Mobilgerät ein Streaming-Video bereitstellen, während ein zweites Gerät ein Online-Spiel für mehrere Akteure bereitstellt. Es ist jedoch wichtig, dazu beizutragen, ein Ablenken des Fahrers des Fahrzeugs durch den Inhalt des Mobilgeräts zu verhindern.
  • Techniken, die auf RSSI (Received Signal Strength Indication = Empfangssignalstärkeangabe) von drahtlosen Kommunikationen, z. B. drahtlosen Wi-Fi- und Bluetooth-Zugangspunkten, beruhen, bieten beschränkte positionelle Zuverlässigkeit. Komplexitäten in Fahrzeugumgebungen bewirken ein Ausbreiten von Funkwellen in unvorhersehbarer Weise, was die Genauigkeit von auf RSSI beruhenden Ortungssystemen einschränkt. Ultraschall(US)-Techniken, die Schallwellen zu Mikrofonen übertragen, arbeiten bei niedrigeren Frequenzen als Wi-Fi-basierte Systeme und sind allfällig für Störung durch Straßenlärm.
  • KURZSCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 zeigt ein beispielhaftes Fahrzeug mit Mobilgeräten an verschiedenen Positionen im Fahrzeug verteilt, die Licht von mehreren LED-Lichtquellen empfangen.
  • 2 zeigt die Komponenten eines beispielhaften Inhalt bereitstellenden Systems für ein Fahrzeug beruhend auf einer lichtbasierten Geräteortung.
  • 3 zeigt ein Beispiel für eine lichtbasierte Ortung.
  • 4 ist ein Flussdiagramm eines beispielhaften Prozesses des Inhalt bereitstellenden Systems für ein Fahrzeug von 1.
  • EINGEHENDE BESCHREIBUNG
  • Unter Bezugnahme auf die Figuren, bei denen gleiche Ziffern gleiche Teile in den gesamten mehreren Figuren bezeichnen, zeigt 1 mehrere Mobilgeräte in einem Fahrzeug 10. Beispielsweise können die Mobilgeräte einen Laptop 32, ein Mobiltelefon 34, ein Tablet 36 oder ein beliebiges kleines Computergerät umfassen, z. B. typischerweise ein Gerät, das klein genug ist, um tragbar, transportierbar oder in der Hand haltbar zu sein (manchmal als Handheld-Computer oder einfach als ”Handheld” bezeichnet), wobei es typischerweise einen Display-Bildschirm mit Touch-Eingabetastatur und/oder mit einem oder mehreren anderen Eingabemechanismen aufweist. Die Mobilgeräte können von einem Bediener betätigt werden, der einen Sitz einnehmen kann, der in dem Fahrzeug 10 enthalten sein kann, etwa ein Fahrersitz 12, ein Beifahrersitz 14, ein Sitz der mittleren Reihe 16 oder ein Sitz der dritten Reihe 18. Im Fahrzeug 10 können verteilt mehrere asynchrone Lichtquellen, etwa Leuchtdioden (LEDs), positioniert sein. Beispielsweise können eine rechte vordere LED 20, eine linke vordere LED 22, eine linke hintere LED 24, eine rechte hintere LED 26, eine seitliche LED 28 und eine Dom-LED 30 in dem Fahrzeug 10 platziert werden.
  • Unter Bezugnahme nun auch auf 2 ermöglicht ein Computergerät mit einem Prozessor und einem Speicher, z. B. eine Telematikeinheit, wie sie bekannt ist, z. B. ein so genanntes Accessory Protocol Interface Module/eine telematische Steuereinheit (APIM/TCU) 120 es Mobilgeräten, etwa dem Mobiltelefon 34, eine Verbindung zu einem Telekommunikationsgerät (nicht gezeigt) herzustellen. Das Mobiltelefon kann durch ein (nicht gezeigtes) Entertainment-System des Fahrzeugs 10 mit einem Telekommunikationsanbieter und einem Netzwerk, etwa dem Internet, mittels APIM/TCU 120-Kommunikationsprotokollen, etwa Wi-Fi-Protokollen, Bluetooth-Protokollen oder beliebigen anderen Nahbereichskommunikations(NFC)-Protokollen, die drahtlose Technologie für den Datenaustausch über kurze Strecken nutzen, eine Verbindung herstellen.
  • Bei Einsteigen und während der Fahrt eines Fahrzeugs erlauben LEDs Umfeldbeleuchtungseffekte. Beispielsweise kann eine dreifarbige LED so gesteuert werden, dass sie eine theoretisch unendliche Anzahl von Farben und Lumineszenzen erzeugt, was zu der Umfeldbeleuchtung und Atmosphäre eines Fahrzeugs beiträgt. Eine Eigenschaft von LEDs ist, dass sie bei Frequenzen, die von dem menschlichen Auge nicht wahrgenommen werden können, ein- und ausgeschaltet werden können. Beispielsweise kann das Tastverhältnis (das Verhältnis von eingeschaltet zu abgeschaltet) einer der LED gelieferten Spannung bei einer hohen Frequenzrate pulsweitenmoduliert werden (PWM). PWM ist eine bekannte Technik zum Verschlüsseln einer Nachricht in ein von einer LED emittiertes pulsierendes Licht. Daher ist es möglich, mithilfe von LEDs Informationen über das Spektrum sichtbaren Lichts zu übermitteln. So genannte Visible Light Communications (VLCs, dt. Kommunikationen mithilfe von sichtbarem Licht) gestatten Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungen unter Verwenden der LED als Sender, ganz wie ein Hochfrequenzsender. LED-Modulation kann On/Off-Modulieren (OOK), Quadratur-Amplituden-Modulation (QAM), diskrete Mehrtonmodulation/orthogonales Frequenzmultiplexverfahren (DMT/OFDM), Infrared-Data-Association(IrDA)-Protokolle und andere Modulationsverfahren, die Hochfrequenzmodulationstechniken ähnlich sind, umfassen.
  • Bei Aufenthalt im Fahrzeug 10 und durch Nutzung seines Mobiltelefons 34 kann ein Insasse, d. h. ein Nutzer, das Mobiltelefon 34 mittels einer Netzwerkschnittstelle (ein bekanntes Element, das zur einfacheren Darstellung nicht gezeigt ist) des Mobiltelefons 34 mit dem APIM/TCU-Server des Fahrzeugs 10 verbinden. Nach Herstellen der Verbindung kann der Nutzer Fahrzeugbetriebsdaten (z. B. Geschwindigkeit/Drehzahl, Tankfüllung, Meldungen oder Warnhinweise bezüglich Fahrzeugkomponenten, etc.), Straßenkarten erhalten, seine Sitzeinstellung steuern, Radiosender ändern, eine Sitzheizung einschalten, das Head-Up-Cockpitdisplay der Geschwindigkeit und verschiedene Messinstrumentinformationen erhalten oder eine im Sitz integrierte Stuhlmassage einstellen, um nur ein paar der Möglichkeiten der Funktionen und/oder Merkmale des Mobiltelefons 34 bei Anbindung an das Fahrzeug 10 aufzuführen.
  • Es ist jedoch nicht immer erwünscht, allen Insassen des Fahrzeugs das Bedienen aller Funktionen und/oder Merkmale des Fahrzeugs 10 zu gestatten. Beispielweise könnten Eltern nicht wollen, dass ein Kind auf dem Sitz der dritten Reihe 18 auf dem Tablet 36 Filme ansieht. Die Eltern können die APIM/TCU 120 so auslegen, dass ein Streamen von Filmen zu dem Insassen des Sitzes der dritten Reihe 18 nicht erlaubt wird. Zusätzlich kann die APIM/TCU 120 ausgelegt werden, um kein Gerät in dem Fahrersitz 12 in die Lage zu versetzen, Videos zu dem Mobiltelefon 34 des Fahrers zu streamen, wenn dieses während des Betriebs des Fahrzeugs mit der APIM/TCU 120 verbunden ist, da das Video den Fahrer möglicherweise ablenken könnte.
  • Mobilgerät-Kameras
  • Eine Kamera in dem Mobiltelefon 34, genauer gesagt der CMOS-Sensor (kurz für Complementary Metal Oxide Semiconductor, dt.: komplementärer Metalloxidhalbleiter) der Kamera kann genutzt werden, um die Position des Mobilgeräts 34 im Fahrzeug zu ermitteln. Beispielsweise führt ein Fahrer das Mobiltelefon 34 mit einer Kamera mit sich, wobei das Verwenden einer optischen AoA-Technik (kurz vom engl. Angle of Arrival, dt.: Ankunftswinkel) einem Mobilgerätlokalisierungssystem das Ermitteln erlaubt, dass sich das Mobiltelefon 34 in dem Bereich des Fahrersitzes 12 befindet.
  • Zusätzlich kann das Mobiltelefon 34 einen so genannten Rolling Shutter (dt. rollender Verschluss) nutzen, um an dem CMOS-Sensor Bilder aufzunehmen. Der Rolling Shutter ist ein Verfahren zur Bildaufnahme, wobei ein Standbild nicht durch einen Schnappschuss der gesamten Szene bei einem einzigen Zeitpunkt aufgenommen wird, sondern vielmehr durch entweder vertikales oder horizontales schnelles Scannen über die Szene. Nicht alle Teile des Bilds der Szene werden mit anderen Worten genau gleichzeitig aufgezeichnet. Der Vorteil dieses Verfahrens ist, dass der Bildsensor während des Erfassungsprozesses kontinuierlich Photonen erfassen kann, wodurch die Empfindlichkeit effektiv erhöht wird. Der Rolling Shutter erzeugt auch als ”Säume” bezeichnete vorhersehbare Verzerrungen, die durch schnelle Lichtblitze hervorgerufen werden. Die Säume ermöglichen ein verbessertes Dekodieren von durch die LEDs übertragenen komplexen Modulationen.
  • Das Mobiltelefon 34 kann einen Beschleunigungsmesser umfassen, um eine Ausrichtung des Mobiltelefons 34 zu erhalten. Beispielsweise Umschalten zwischen Hoch- und Querformat. Das Mobiltelefon 34 kann einen Festkörper-Kompass umfassen, der auch als Magnetometer bekannt ist, der ebenfalls die Ausrichtung des Mobiltelefons 34 ermitteln kann. Das Festkörper-Magnetometer besteht für gewöhnlich aus zwei oder drei Magnetfeldsensoren, die Daten zu dem Mobiltelefon 34 senden, was dem Mobiltelefon 34 das Berechnen einer Ausrichtung relativ zu einem Kompasspunkt ermöglicht.
  • Mobilgerät-Lokalisierung
  • Unter erneutem Bezug auf 2 ist eine beispielhafte Auslegung eines Mobilgerät-Lokalisierungssystems 100 gezeigt. Ein Fahrzeug-Netzwerkzugang 105 ist mit dem APIM/TCU-Zugang 120, der mit einem Computer 130 kommunizierend gekoppelt ist, kommunizierend gekoppelt. Der Computer 130 ist mit dem LED-Modulator 140 kommunizierend gekoppelt. Der LED-Modulator 140 ist mittels eines LED-Busses 88 (der Teil eines Fahrzeugkommunikationsbusses oder dergleichen sein kann) mit der rechten vorderen LED 20, der linken vorderen LED 22, der rechten hinteren LED 26 und der seitlichen LED 28 kommunizierend gekoppelt. Das Mobiltelefon 34, das sich an einem ungefähren Ort zu den LEDs und der APIM/TCU 120 befindet, ist mittels eines drahtlosen Kommunikationskanals 73, etwa Wi-Fi, Bluetooth, einer Nahbereichskommunikations(NFC)- oder einer anderen Hochfrequenzkommunikationstechnik, kommunizierend mit der APIM/TCU 120 gekoppelt. Ferner ist das Mobiltelefon 34 kommunizierend mit den LEDs gekoppelt, d. h. das Mobiltelefon 34 kann von den vorstehend erwähnten LEDs modulierte Lichtkommunikationssignale 77 empfangen.
  • Der Fahrzeug-Netzwerkzugang 105 trennt ein (nicht gezeigtes) Steuernetzwerk des Fahrzeugs 10 von einem Infotainment-Netzwerk des Fahrzeugs 10. Der Begriff Steuernetzwerk, wie er hierin verwendet wird, bezeichnet einen Kommunikationsbus oder dergleichen des Fahrzeugs 10, der wie bekannt Zugang vorsieht, um verschiedene Funktionen des Fahrzeugs 10 zu steuern. Beispielsweise ist es wie bekannt mittels eines oder mehrerer elektronischer Steuergeräte (ECUs) in einem Fahrzeug möglich, Gas, Bremsen, Lenkung, Klimatisierung, Innen- und Außenbeleuchtung etc. eines Fahrzeugs 10 zu steuern. Ein Infotainment-Netzwerk ermöglicht dagegen andererseits Zugang zu unterschiedlichen audio-visuellen Medieninhalten, etwa Hörbüchern, Filmen, Radiosendern, etc. Der Fahrzeug-Netzwerkzugang 105 ist eine Firewall-Schnittstelle, wie sie etwa zum Schutz des Steuerungsnetzwerks vor Netzwerkangriffen, z. B. mittels Zugriff auf das Infotainment-Netzwerk, bekannt ist. Die APIM/TCU 120 sieht eine Schnittstelle für mobile Kommunikation vor. Beispielsweise LTE, GSM, GPRS, Wi-Fi, Bluetooth oder NFC. Die APIM/TCU 120 kann auch GNSS(Globales Navigationssatellitensystem)-Hybridempfänger des Fahrzeugs 10 enthalten, die das GPS (Global Positioning System) der USA, das russische globale Navigationssatellitensystem (GLONASS), das Galileo GPS der EU oder Chinas Beidou-GPS-Systeme empfangen können, die häufig in Autos eingesetzt werden. Die APIM/TCU 120 kann eine elektronische Verarbeitungseinheit enthalten, etwa einen Mikrocontroller oder eine Variante eines Mikroprozessors zusammen mit einem Speicher, der ausführbaren Code und Daten enthalten kann.
  • Die rechte vordere LED 20, die linke vordere LED 22, die rechte hintere LED 26 und die seitliche LED 28 befinden sich an vorbestimmten festen Stellen, d. h. an Positionen im ganzen Fahrzeug 10. Der Computer 130 nutzt die Position der LED, um einen einzigartigen Identifikator für jede der LEDs zu ermitteln. Bei einer Position, die die rechte vordere LED 22 repräsentiert, umfasst der Computer 130 beispielsweise eine Programmierung zum Programmieren des LED-Modulators 140 mit einem solchen Identifikatorsignal, welches ein einzigartiger oder im Wesentlichen einzigartiger Modulationscode ist. Das Identifikatorsignal, das dem Identifikator der LED entspricht, wird an jeder LED bei einer Modulationsfrequenz moduliert und als Identifikator gesendet, der in einer von der LED emittierten Lichtwelle 77 ausgestrahlt wird. Jede LED wird mit anderen Worten mit ihrem eigenen einzigartigen oder im Wesentlichen einzigartigen Muster, das die Position jeder LED angibt, ein- und ausgeschaltet (d. h. moduliert). Beispielsweise kann der Computer 130 eine Programmierung zum Programmieren des LED-Modulators 140 umfassen, so dass die linke vordere LED 22 Pulscodemodulation (PCM) nutzt, um ein moduliertes Lichtsignal auf der von der LED emittierten Lichtwelle 77 digital zu senden, was angibt, dass die Lichtquelle diejenige der linken vorderen LED 22 links vorne im Fahrzeug 10 ist.
  • 3 zeigt das System 100 beim Ermitteln der Position des Mobiltelefons 34 in dem Fahrzeug 10. Das System 100 kann beruhend auf einer Kamera mit einer Bikonvexlinse 11 in dem Mobiltelefon 34 durch eine Anwendung (die üblicherweise als ”App” bezeichnet wird), die auf dem Mobiltelefon 34 läuft und mit der APIM/TCU 120 verbunden ist, ein optisches AoA-Lokalisierungsprinzip (Angle of Arrival) nutzen. Eine Eigenschaft der Bikonvexlinse 11 ist, dass ein Lichtstrahl, der durch die Mitte der Linse 11 fällt, nicht gebrochen wird. Damit kann die AoA-Technik eine relative Position des Mobiltelefons 34 zu den LEDs ermitteln. Beispielsweise empfängt die Kamera des Mobiltelefons 34 die LED-emittierte Lichtwelle 77 von der linken vorderen LED 22, wenn die Kamera des Mobiltelefons 34 in der Nähe der LED 22 ist. Die von der LED 22 emittierte Lichtwelle 77 tritt durch die Mitte der Linse 11, und die geradlinige Projektion der Lichtwelle der linken vorderen LED 22 wird von dem CMOS-Sensor 15 der Kamera des Telefons 34 empfangen. Die linke vordere LED 22 mit den Koordinaten (x1, y1, z1)T in einem dreidimensionalen kartesischen Koordinatensystem, das mit einem Ursprung in einer Mitte der Linse 11 auf den Innenraum des Fahrzeugs 10 aufgetragen ist, hat ein Bild i1 21 mit den Koordinaten (a1, b1, Z1)Zf auf dem CMOS-Sensor 15, ein Ergebnis des Tretens der von der LED 22 emittierten Lichtwelle 77 durch die Mitte der Linse 11. Zf ist der Abstand, der allgemein durch eine Anzahl von Pixeln gemessen wird, von der Linse 11 zu dem CMOS-Sensor 15.
  • Durch die Geometrie ähnlicher Dreiecke kann man für die linke vordere LED 22 einen Skalierungsfaktor K0 definieren. Der Skalierungsfaktor mit einem anfangs unbekannten Wert, der wie nachstehend beschrieben ermittelt wird, kann genutzt werden, um den Ort der linken vorderen LED 22 (u0, v0, w0)R in dem Bezugsrahmen des CMOS-Sensors 15, z. B. dem vorstehend erwähnten Koordinatensystem, zu beschreiben als: u0 = K0 × a0, v0 = K0 × b0 und w0 = K0 × Zf. Da die Position, z. B. die Koordinaten, der LED 22 bekannt ist, kann ein Abstand zwischen den LEDs 20, 22 und der Linse 11 ausgedrückt werden. Es kann ein Satz von quadratischen Gleichungen geschrieben werden, um diese Abstände auszudrücken, bei denen die einzigen verbleibenden Unbekannten die Skalierungsfaktoren K0, K1, ..., Kn sind. Angenommen beispielsweise, drei LEDs, die rechte vordere LED 20 (T0), die linke vordere LED 22 (T1) und die seitliche LED 28 (T2) befinden sich jeweils an den Positionen (x0, y0, z0)T, (x1, y1, z1)T1 und (x2, y2, z2)T2. Das Quadrat des Abstands zwischen T0 und T1, bezeichnet als d2 0,1, kann in einer von zwei Domänen ausgedrückt werden, wobei eine ein in Pixeln gemessener Abstand ist und die andere ein Abstand ist, der mithilfe einer physikalischen Messung, etwa Zoll, Millimeter, etc., gemessen wird. In jedem Fall können wie vorstehend erwähnt die Koordinaten auf den Innenraum des Fahrzeugs 10 aufgetragen werden, z. B. können Koordinatengrenzen für Bereiche in dem Fahrzeug 10 festgelegt werden, etwa ein Fahrerbereich, ein Beifahrerbereich, ein Fondspassagierbereich (der weiter in links, rechts, Mitte, etc. unterteilt werden kann), etc. Und in jeder Domäne können die Koordinaten wie folgt verwendet werden:
    Figure DE112015006688T5_0002
    Figure DE112015006688T5_0003
    wobei
    Figure DE112015006688T5_0004
    die Vektoren von der Mitte der Linse 11 zu Bildern i0(a0, b0, Z0)Zf 21 bzw. i1(a1, b1, Z1)Zf 23 sind. Bei drei bekannten LED-Lichtquellen gibt es daher drei unbekannte Variable, K0, K1 und K2, die mithilfe bekannter Vorgehensweisen zum Lösen von quadratischen Gleichungen zum Berechnen von Positionen der LEDs 20, 22 in Bezug auf das Mobilgerät 34 ermittelt werden können.
  • Das Mobiltelefon 34 und/oder die APIM/TCU 120 können dann ferner einen Bereich (z. B. Sitz) des Fahrzeugs 10 ermitteln, in dem sich das Mobiltelefon 34 befindet. Das Mobiltelefon 34 kann seine relative Position zu der APIM/TCU 120 hochladen und die APIM/TCU würde dann die bestimmte Position des Mobiltelefons 34 berechnen. Bei Betrieb kann das Mobiltelefon 34 eine Karte mit Positionen von der APIM/TCU 120 erhalten, die das Mobiltelefon 34 bei seiner Ortsbestimmung unterstützen kann. Zudem kann die Karte mit Positionen einen Sitzplan des Fahrzeugs 10 umfassen, der die Position der Sitze enthält.
  • Zu beachten ist, dass eine Frequenz der Modulation der LEDs 20, 22, etc. gewählt werden sollte, bei der ein Mensch kein Pulsieren oder Flackern der LED-Lichtquelle bemerkt. Beispielsweise kann das menschliche Auge kein Licht bemerken, das einen Ein-Aus-Zyklus wiederholt, wenn das Licht bei über 200 Hertz getaktet wird. Zusätzlich kann die vorstehend beschriebene AoA-Technik bei einer niedrigen Lumenintensität genutzt werden, etwa bei Nachtfahrten, wenn die LEDs gedämpft oder gedimmt werden, wenn schwaches Licht benötigt wird.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform kann der Fahrer eine App durch sein Mobiltelefon 34 laufen lassen, die das Display auf dem Mobiltelefon 34 des Fahrers leer und/oder dunkel werden lassen würde. Die App würde einem Nutzer in dem Fahrzeug 10 das Steuern des Mobiltelefons 34 durch einen Touch-Bildschirm, eine Lenkradtaste, herkömmliche Steuerungen des Fahrzeugs 10, etwa eine Touch-Bildschirm-Fahrzeugkonsole, Gesten, ein Head-Up-Display, einen Satz von Sprachbefehlen und beliebige andere HMI-Vorrichtungen, die der APIM/TCU 120 an dem Systembus des Fahrzeugs 10 zur Verfügung stehen, ermöglichen.
  • Die in dem Fahrzeug 10 genutzten LEDs können eine einfarbige LED und/oder eine mehrfarbige (für gewöhnlich dreifarbige) LED sein. Wie vorstehend erläutert ermöglicht die mehrfarbige LED durch Verwenden unterschiedlicher Kombinationen und Intensitäten von Rot, Grün und Blau die Erzeugung von zahlreichen Farben. In einer Ausführungsform könnte daher jede Farbe der dreifarbigen LED einzigartig moduliert werden, um von einer LED-Quelle drei separate Kommunikationskanäle zu erhalten. Beispielsweise kann die mehrfarbige LED Ortsinformationen auf dem roten Teil senden lassen, der grüne Teil kann auf Abfragen des Mobiltelefons 34 reagieren und der blaue Teil kann moduliert werden, um Nachrichten oder RSS-Feeds (kurz für engl. Rich Site Summary) zu senden.
  • Unter Bezug nun auf 4 wird ein Flussdiagramm eines beispielhaften Prozesses 200 eines Mobilgerät-Ortungssystems 100 gezeigt. Der Prozess setzt in einem Block 205 ein, wenn ein Insasse in das Fahrzeug 10 steigt. Als Nächstes wird in Block 210 die LED-Beleuchtung ausgelöst, d. h. der Computer 130 und der LED-Modulator 140 schalten sich ein und der Computer 130 beginnt wie vorstehend beschrieben mit dem Ausführen von Computercode, um Befehle zu erzeugen und diese dem Modulator 140 zu liefern. In einem nächsten Block 215 sendet der Computer 130 die einzigartigen oder im Wesentlichen einzigartigen LED-Modulationscodes für jedes LED-Licht in dem Fahrzeug 10 zu dem LED-Modulator 140. An diesem Punkt moduliert in einem Block 220 der LED-Modulator 140 dann jede LED 20, 22, 24, 26 und/oder 28 etc. wie vorstehend beschrieben gemäß einem einzigartigen oder im Wesentlichen einzigartigen LED-Modulationsmuster, das manchmal als Lichtcode bezeichnet wird.
  • Als Nächstes startet in Block 225 ein Insasse des Fahrzeugs 10 eine Ortungs-App auf seinem Mobilgerät. Beispielsweise tippt der Insasse auf den Display-Bildschirm des Mobilgeräts 34, um die Ortungsanwendung auf dem Mobilgerät 34 zu starten. Als Nächstes bindet in einem Block 230 die Ortungsanwendung des Geräts 34 dann an die APIM/TCU 120 an. Beispielsweise kann das Mobilgerät 34 mittels Wi-Fi, Bluetooth, NFC oder beliebigen anderen Hochfrequenzkommunikationsprotokollen an die APIM/TCU 120 anbinden.
  • Als Nächstes sendet in einem Block 235 die APIM/TCU 120 den Ort, die Ausrichtung und die LED-Modulationscodes zu dem Mobilgerät 34. Das Mobilgerät 34 kann dann seine Kamera nutzen, um die Entfernung, Lage und Ausrichtung der LED-Leuchten in einem Block 240 zu ermitteln, z. B. um wie vorstehend beschrieben eine Position des Geräts 34 in einem dreidimensionalen Koordinatensystem zu ermitteln, das auf einen Innenraum des Fahrzeugs 10 aufgetragen ist. Als Nächstes kann in einem Block 245 der Ort des Geräts mithilfe des vorstehend erläuterten Verfahrens oder eines anderen Lokalisierungsalgorithmus ermittelt werden.
  • Sobald der Ort des Geräts 34 von dem Mobilgerät 34 und/oder der APIM/TCU 120 oder alternativ oder zusätzlich einem anderen Gerät, z. B. einem elektronischen Steuergerät, des Fahrzeugs 10 ermittelt ist, sendet in einem Block 245 die APIM/TCU 120 mittels der LEDs einen Sicherheitscode an das Mobilgerät 34. Der Sicherheitscode kann ein Validierungscode sein, d. h. eine Genehmigung, die dem Mobilgerät 34 den Zugriff auf eine oder mehrere festgelegte Ebenen oder Arten von Diensten des Systems 100 des Fahrzeugs 10 gestattet. Sobald das System 100 ermittelt hat, dass sich beispielsweise das Mobiltelefon 34 in der Position des Sitzes der mittleren Reihe 16 befindet, kann das System 100 den Validierungscode senden, der dem Mobiltelefon 34 das Ansehen von Filmen gestattet. Wenn in einem anderen Beispiel sich das Mobiltelefon 34 in der Position des Fahrersitzes befindet, kann der Validierungscode das Mobiltelefon 34 daran hindern, dass mithilfe des Systems 100 des Fahrzeugs 10 Filme angesehen werden.
  • In einem noch anderen Beispiel kann der Sicherheitscode ein Kodierungsschlüssel sein, der es dem Mobiltelefon 34 und dem System 100 ermöglicht, zwischen dem Mobiltelefon 34 und der APIM/TCU 120 eine verschlüsselte Datenverbindung herzustellen. Der Kodierungsschlüsselaustausch (auch als ”Aufbau eines Schlüssels” bezeichnet) ist eine bekannte Methode unter Verwendung von Kryptographie, bei der zwischen zwei Parteien kryptographische Schlüssel ausgetauscht werden, um zwischen Geräten einen sicheren Netzwerkzugang einzurichten. Im Anschluss an Block 255 endet der Prozess 200.
  • Wie hierin verwendet bedeutet das Adverb ”im Wesentlichen”, das ein Adjektiv modifiziert, dass eine Form, eine Struktur, ein Maß, ein Wert, eine Berechnung, etc. aufgrund von Mängeln bei Materialien, Bearbeitung, Fertigung, Sensormessungen, Berechnungen, Verarbeitungszeit, Kommunikationszeit, etc. von einer präzisen beschriebenen Geometrie, Strecke, Abmessung, Wert, Berechnung etc. abweichen kann.
  • Rechenvorrichtungen, wie sie hierin diskutiert werden, umfassen im Allgemeinen jeweils Befehle, die von einer oder mehreren Rechenvorrichtungen wie etwa den vorstehend genannten ausführbar sind und zum Ausführen von vorstehend beschriebenen Blöcken oder Schritten von Prozessen dienen. Maschinell ausführbare Befehle können von Computerprogrammen, die mithilfe verschiedener Programmiersprachen und/oder Technologien erzeugt werden, einschließlich, aber nicht ausschließlich und entweder allein oder kombiniert JavaTM, C, C++, C#, Visual Basic, Java Script, Perl, HTML, PHP, etc., kompiliert oder interpretiert werden. Im Allgemeinen empfängt ein Prozessor (z. B. ein Mikroprozessor) Befehle von z. B. einem Speicher, einem maschinell lesbaren Medium etc. und führt diese Befehle aus, wodurch ein oder mehrere Prozesse, einschließlich ein oder mehrere der hierin beschriebenen Prozesse, durchgeführt werden. Solche Befehle und andere Daten können mithilfe verschiedenster maschinell lesbarer Medien gespeichert und gesendet werden. Eine Datei in einer Rechenvorrichtung ist allgemein eine Sammlung von Daten, die auf einem maschinell lesbaren Medium gespeichert werden, etwa einem Speichermedium, einem Arbeitsspeicher, etc.
  • Ein maschinell lesbares Medium umfasst ein beliebiges Medium, das beim Bereitstellen von Daten (z. B. Befehlen) mitwirkt, die von einem Rechner gelesen werden können. Ein solches Medium kann viele Formen annehmen, einschließlich aber nicht ausschließlich nicht flüchtige Medien, flüchtige Medien, etc. Nicht flüchtige Medien umfassen beispielsweise Bild- oder Magnetplatten und andere dauerhafte Speicher. Flüchtige Medien umfassen dynamischen Arbeitsspeicher (DRAM), der typischerweise einen Hauptspeicher bildet. Übliche Formen von maschinell lesbaren Medien umfassen beispielsweise eine Floppydisk, eine flexible Disk, eine Festplatte, ein Magnetband, ein beliebiges anderes magnetisches Medium, eine CD-ROM, eine DVD, ein beliebiges anderes optisches Medium, Lochkarten, Lochstreifen, ein beliebiges anderes physisches Medium mit Lochmustern, einen RAM, einen PROM, einen EPROM, einen FLASH EEPROM, einen beliebigen anderen Speicherchip oder Speicherkassette oder ein beliebiges anderes Medium, das von einem Rechner gelesen werden kann.
  • Bezüglich der Medien, Prozesse, Systeme, Verfahren etc. die hierin beschrieben sind, versteht sich, dass die Schritte solcher Prozesse etc. zwar gemäß einer bestimmten geordneten Reihenfolge erfolgend beschrieben wurden, solche Prozesse aber unter Ausführen der beschriebenen Schritte in einer anderen Reihenfolge als hierin beschrieben umgesetzt werden könnten. Ferner versteht sich, dass bestimmte Schritte gleichzeitig durchgeführt werden könnten, dass andere Schritte hinzugefügt werden könnten oder dass bestimmte hierin beschriebene Schritte übergangen werden könnten. Die Beschreibungen von Systemen und/oder Prozessen werden hierin mit anderen Worten zwecks Veranschaulichung bestimmter Ausführungsformen vorgesehen und sollten in keiner Weise als Einschränkung des offenbarten Gegenstands ausgelegt werden.
  • Demgemäß versteht sich, dass die vorstehende Beschreibung veranschaulichend und nicht einschränkend sein soll. Für den Fachmann wären bei Lesen der vorstehenden Beschreibung viele andere Ausführungsformen und Anwendungen als die vorgesehenen Beispiele naheliegend. Der Schutzumfang der Erfindung sollte nicht unter Heranziehen der vorstehenden Beschreibung ermittelt werden, sondern sollte stattdessen unter Heranziehen der Ansprüche, die hier beigefügt sind und/oder in einer darauf beruhenden nicht vorläufigen Patentanmeldung enthalten sind, zusammen mit dem vollständigen Schutzumfang von Äquivalenten, den solche Ansprüche beanspruchen, ermittelt werden. Es wird erwartet und es ist beabsichtigt, dass es in dem hier diskutierten Gebiet zu künftigen Entwicklungen kommt und dass die offenbarten Systeme und Verfahren in solche künftigen Ausführungsformen integriert werden. Zusammenfassend versteht sich, dass der offenbarte Gegenstand Abwandlung und Änderung unterliegen kann.

Claims (20)

  1. System, welches ein mobiles Rechengerät umfasst, das einen Prozessor und einen Speicher enthält, wobei der Speicher eine Programmierung speichert, die von dem Prozessor ausführbar ist, um: in jeder von zwei oder mehr asynchronen Lichtquellen, die von einem Lichtsensor detektiert werden, einen Identifikator zu detektieren, wobei der Identifikator eine Position der Lichtquelle beinhaltet; und mithilfe mindestens eines Koordinatensystems mit einem Ursprung in dem Lichtsensor und der Position der Lichtquelle einen Ort des Mobilgeräts zu ermitteln.
  2. System nach Anspruch 1, wobei das Mobilgerät weiterhin programmiert ist, um einem Fahrzeugcomputer den Ort des Mobilgeräts zu übermitteln.
  3. System nach Anspruch 2, welches weiterhin den Fahrzeugcomputer umfasst, wobei der Fahrzeugcomputer einen Prozessor und einen Speicher enthält, wobei der Speicher des Fahrzeugcomputers Befehle speichert, um dem Mobilgerät eine Genehmigung zum Nutzen eines Fahrzeugsystems zu übermitteln.
  4. System nach Anspruch 3, wobei das Fahrzeugsystem ein Infotainment-System ist.
  5. System nach Anspruch 1, wobei die asynchrone Lichtquelle eine Leuchtdiode (LED) umfasst.
  6. System nach Anspruch 5, wobei die LED eine mehrfarbige Leuchtdiode ist.
  7. System nach Anspruch 1, welches weiterhin einen Mobilgerätspeicher umfasst, der eine Karte eines Fahrzeuginnenraums speichert, wobei das Mobilgerät weiterhin programmiert ist, um den Ort des Mobilgeräts gemäß einem von der Karte des Fahrzeuginnenraums festgelegten Bereich zu ermitteln.
  8. System nach Anspruch 7, wobei die Karte Positionen der einen oder mehreren asynchronen Lichtquellen in dem Fahrzeug beinhaltet.
  9. System nach Anspruch 1, welches weiterhin einen Fahrzeugcomputer umfasst, wobei der Fahrzeugcomputer einen Prozessor und einen Speicher beinhaltet, wobei der Speicher des Fahrzeugcomputers Befehle speichert, um eine Modulation jeder der einen oder mehreren Lichtquellen anzuordnen, um den Identifikator für die jeweilige Lichtquelle zu erzeugen.
  10. System nach Anspruch 1, wobei der Lichtsensor ein CMOS-Sensor (komplementärer Metalloxidhalbleiter-Sensor) ist und das Mobilgerät weiterhin programmiert ist, um jeweilige Abstände der einen oder mehreren Lichtquellen von dem Sensor in Pixeln zu ermitteln.
  11. Verfahren, umfassend: in jeder von ein oder mehr asynchronen Lichtquellen, die von einem Lichtsensor detektiert werden, Detektieren eines Identifikators, wobei der Identifikator eine Position der Lichtquelle beinhaltet; und Nutzen mindestens eines Koordinatensystems mit einem Ursprung in dem Lichtsensor und der Position der Lichtquelle, um einen Ort eines Mobilgeräts zu ermitteln.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die asynchrone Lichtquelle eine Leuchtdiode (LED) umfasst.
  13. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die LED eine mehrfarbige Leuchtdiode ist.
  14. Verfahren nach Anspruch 11, welches weiterhin das Übermitteln des Orts des Mobilgeräts zu einem Fahrzeugcomputer umfasst.
  15. Verfahren nach Anspruch 11, welches weiterhin das Erhalten einer Berechtigung umfasst, beruhend auf dem ermittelten Ort ein Fahrzeugsystem zu nutzen.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Fahrzeugsystem ein Infotainment-System ist.
  17. Verfahren nach Anspruch 11, welches weiterhin das Speichern einer Karte eines Fahrzeuginnenraums umfasst, wobei das Mobilgerät weiterhin programmiert ist, um den Ort des Mobilgeräts gemäß einem Bereich zu ermitteln, der von der Karte des Fahrzeuginnenraums festgelegt wird.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Karte Positionen der einen oder mehreren asynchronen Lichtquellen in dem Fahrzeug beinhaltet.
  19. Verfahren nach Anspruch 11, welches weiterhin das Anordnen von Modulation jeder der einen oder mehreren Lichtquellen umfasst, um den Identifikator für die jeweilige Lichtquelle zu erzeugen.
  20. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Lichtsensor ein CMOS-Sensor (komplementärer Metalloxidhalbleiter-Sensor) ist, wobei das Verfahren weiterhin das Ermitteln jeweiliger Abstände der einen oder mehreren Lichtquellen von dem Sensor in Pixeln umfasst.
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