DE112015007024T5

DE112015007024T5 - Detektion einer transportablen Vorrichtung

Info

Publication number: DE112015007024T5
Application number: DE112015007024.9T
Authority: DE
Inventors: Patrick Kevin Holub; John Robert Van Wiemeersch; Adil Nizam SIDDIQUI; Jeffrey Allen Greenberg; Brad Ignaczak
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2015-10-16
Filing date: 2015-10-16
Publication date: 2018-07-12
Also published as: USRE49322E1; CN108141482A; US20190149950A1; GB201806756D0; WO2017065799A1; MX2018002912A; RU2699415C1; CN108141482B; GB2558136B; US10735895B2; GB2558136A

Abstract

Es werden mehrere Wandler, die an jeweiligen spezifizierten Positionen in einem Fahrzeug positioniert sind, betätigt, um mehrere jeweilige Töne zu erzeugen. Es werden mehrere jeweilige Zeitdifferenzen zwischen Zeitpunkten, bei denen jeder jeweilige Ton von dem jeweiligen Wandler erzeugt wird und der Ton von einer transportablen Vorrichtung detektiert wird, ermittelt. Es wird eine Position der transportablen Vorrichtung beruhend zumindest zum Teil auf den Zeitdifferenzen ermittelt.

Description

HINTERGRUND
Herkömmliche Fahrzeugsysteme können Nutzereinstellungen umfassen, die zwischen Fahrzeugen übertragbar sind. Die Nutzereinstellungen können bevorzugte Radiosender, bevorzugte Klimatisierungseinstellungen etc. umfassen. Mehrere Fahrzeuginsassen können aber unterschiedliche Nutzereinstellungen bei Sitzen in dem gleichen Fahrzeug aufweisen.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm eines Systems zum Ermitteln einer Position einer transportablen Vorrichtung in einem Fahrzeug.
2 ist ein beispielhafter Prozess zum Ermitteln der Position der transportablen Vorrichtung in dem Fahrzeug.
3 ist ein anderer beispielhafter Prozess zum Ermitteln der Position der transportablen Vorrichtung in dem Fahrzeug.
4 ist ein anderer beispielhafter Prozess zum Ermitteln der Position der transportablen Vorrichtung in dem Fahrzeug.
5 ist ein anderer beispielhafter Prozess zum Ermitteln der Position der transportablen Vorrichtung in dem Fahrzeug.
6 ist eine Draufsicht auf ein Fahrzeug mit einem Paar von transportablen Vorrichtungen.
7 ist eine Draufsicht auf das Fahrzeug, die das Ermitteln der Position der transportablen Vorrichtungen mithilfe von Trilateration mit Kreisen zeigt.
8 ist eine Draufsicht auf das Fahrzeug, die das Ermitteln der Position der transportablen Vorrichtungen mithilfe von Trilateration mit Ellipsen zeigt.

EINGEHENDE BESCHREIBUNG
1 zeigt ein System 100, das eine transportable Vorrichtung 120 umfasst, die z.B. mittels eines bekannten drahtlosen Protokolls mit einer Rechenvorrichtung 105 eines Fahrzeugs 101 kommunizierend gekoppelt ist. Die Rechenvorrichtung 105 ist programmiert, um erfasste Daten 115 von einem oder mehreren Datensammlern 110, z.B. Sensoren des Fahrzeugs 101, bezüglich verschiedener Messgrößen in Verbindung mit dem Fahrzeug 101 zu empfangen. Beispielsweise können die Messgrößen eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs 101, Beschleunigung und/oder Abbremsung des Fahrzeugs 101, Daten bezüglich der Bahn oder Lenkung des Fahrzeugs 101, Audiotöne von dem Innenraum des Fahrzeugs 101, biometrische Daten bezüglich eines Fahrers des Fahrzeugs 101, z.B. Herzfrequenz, Atmung, Weitung der Pupillen, Körpertemperatur, Bewusstseinszustand, etc. umfassen. Weitere Beispiele solcher Messgrößen können Messwerte von Fahrzeugsystemen und Komponenten (z.B. eines Lenksystems, eines Antriebsstrangsystems, eines Bremssystems, Innenabtastung, Außenabtastung, etc.) umfassen. Die Rechenvorrichtung 105 kann programmiert sein, um von dem Fahrzeug 101, in dem sie eingebaut ist und das manchmal als Trägerfahrzeug 101 bezeichnet wird, Daten 115 zu sammeln und/oder kann programmiert sein, um Daten 115 über ein zweites Fahrzeug 101, z.B. ein Zielfahrzeug, zu sammeln.
Die Rechenvorrichtung 105 ist allgemein für Kommunikationen an einem CAN-Bus (kurz für Controller Area Network) oder dergleichen programmiert. Die Rechenvorrichtung 105 kann auch eine Verbindung zu einem On-Board-Diagnose-Konnektor (OBD II) aufweisen. Mittels des CAN-Busses, OBD II und/oder anderen drahtgebundenen oder drahtlosen Mechanismen, z.B. WiFi, Bluetooth oder dergleichen, kann die Rechenvorrichtung 105 Meldungen zu verschiedenen Vorrichtungen in einem Fahrzeug 101 senden, z.B. zu den nachstehend diskutierten Vorrichtungen 120, und/oder kann Meldungen von den verschiedenen Vorrichtungen, z.B. Steuergeräten, Aktoren, Sensoren, etc., einschließlich Datensammlern 110, empfangen. Alternativ oder zusätzlich kann in Fällen, da die Rechenvorrichtung 105 tatsächlich mehrere Vorrichtungen umfasst, der CAN-Bus oder dergleichen für Kommunikationen zwischen Vorrichtungen genutzt werden, die in dieser Offenbarung als Rechenvorrichtung 105 dargestellt sind.
Der Datenspeicher 106 kann von jeder bekannten Ausführung sein, z. B. Festplattenlaufwerke, Solid-State-Laufwerke, Server oder beliebige flüchtige oder nicht flüchtige Medien. Der Datenspeicher 106 kann die von den Datensammlern 110 übermittelten gesammelten Daten 115 speichern.
Das Fahrzeug 101 kann ein oder mehrere Wandler 107 umfassen. Die Wandler 107 können bekannte Vorrichtungen, die Töne, z.B. Schallwellen, bei verschiedenen Frequenzen erzeugen, z.B. Ultraschalltöne mit Frequenzen oberhalb des menschlichen Hörbereichs (z.B. über 20 kHz), Unterschalltöne mit Frequenzen unterhalb des menschlichen Hörbereichs (z.B. unterhalb von 20 Hz), Schallwellen innerhalb des menschlichen Hörbereichs etc. umfassen. An verschiedenen Teilen des Fahrzeugs 101 kann ein Wandler 107 positioniert sein, z.B. einschließlich an einer Instrumententafel, einer Fahrzeugtür, einer Fahrzeugsäule etc. Wie bekannt ist, können Wandler 107 Töne bei bestimmten Frequenzen und/oder mit bestimmten Signaturen senden, so dass der Ton als ein von einem bestimmten Wandler bei einer bestimmten Zeit gesendeter Ton identifiziert werden kann.
Datensammler 110 können verschiedene Vorrichtungen umfassen. Beispielsweise können verschiedene Steuergeräte in einem Fahrzeug als Datensammler 110 arbeiten, um mittels des CAN-Busses Daten 115 zu liefern, z.B. Daten 115 bezüglich Fahrzeuggeschwindigkeit, Beschleunigung, System- und/oder Komponentenfunktionalität, etc. einer beliebigen Anzahl von Fahrzeugen 101. Ferner könnten Sensoren oder dergleichen in einem Fahrzeug enthalten und als Datensammler 110 ausgelegt sein, um dem Rechner 105, z.B. mittels einer drahtgebundenen oder drahtlosen Verbindung, Daten direkt zu liefern. Noch andere Datensammler 110 könnten Kameras, Mikrofone, Alkoholtester, Bewegungsdetektoren etc. umfassen, d.h. Datensammler 110 zum Liefern von Daten 115 zum Bewerten einer Verfassung oder eines Zustands eines Fahrers des Fahrzeugs 101 und/oder zum Sammeln von Audio- und/oder visuellen Daten von dem Innenraum des Fahrzeugs 101. Des weiteren können die Datensammler 110 eine Empfangsvorrichtung umfassen, die ausgelegt ist, um von dem Wandler 107 Ultraschalltöne zu empfangen.
Die gesammelten Daten 115 können verschiedene, in einem Fahrzeug 101 gesammelte Daten umfassen. Beispiele für gesammelte Daten 115 werden vorstehend genannt, und Daten 115 werden zudem allgemein mithilfe eines oder mehrerer Datensammler 110 gesammelt und können zusätzlich Daten umfassen, die in dem Rechner 105 daraus berechnet werden. Im Allgemeinen können gesammelte Daten 115 beliebige Daten umfassen, die von den Datensammlern 110 zusammengetragen und/oder aus diesen Daten errechnet werden können.
Die transportable Vorrichtung 120 kann eine beliebige einer Vielzahl von Rechenvorrichtungen sein, die einen Prozessor und einen Speicher sowie Kommunikationsfähigkeiten umfassen, die programmiert ist, um an dem Körper eines Fahrers getragen zu werden. Beispielsweise kann die transportable Vorrichtung 120 eine tragbare Vorrichtung, z.B. eine Uhr oder eine Smartuhr, ein Smartphone, ein Tablett, ein PDA, eine Uhr-Telefon-Paarung, eine vibrierende Einrichtung etc. sein, die Funktionen für drahtlose Kommunikationen mithilfe von IEEE 802.11-, Bluetooth- und/oder Mobilfunkkommunikationsprotokollen umfasst. Ferner kann die transportable Vorrichtung 120 solche Kommunikationsfunktionen nutzen, um direkt mit einem Fahrzeugrechner 105, z.B. mithilfe von Bluetooth, zu kommunizieren. Die transportable Vorrichtung 120 kann in ihrem Speicher Einstellungen des Fahrzeugs 101 z.B. bevorzugte Unterhaltungseinstellungen, Klimatisierungseinstellungen etc. speichern, die ein Insasse des Fahrzeugs 101 eventuell bei dem Fahrzeug 101 nutzen möchte. Wenn aber mehrere transportable Vorrichtungen 120 vorhanden sind, kann es bevorzugt sein, die Einstellungen der transportablen Vorrichtung 120, die dem Besitzer eines Fahrzeugs und/oder einem Insassen eines Fahrersitzes zugeordnet sind, zu nutzen. Das vorliegende System 100 sieht somit vorteilhafterweise eine Ermittlung von jeweiligen Positionen einer oder mehrerer transportabler Vorrichtungen 120 in dem Fahrzeug 101 vor, kann dann demgemäß Einstellungen einer gewählten transportablen Vorrichtung nutzen, z.B. einer von einem Insassen eines Fahrersitzes getragenen tragbaren Vorrichtung.
2 zeigt einen Prozess 200 zum Ermitteln einer Position der transportablen Vorrichtung 120 in dem Fahrzeug 101. Der Prozess 200 beginnt in einem Block 205, in dem die Rechenvorrichtung 105 eine Meldung zu der transportablen Vorrichtung 120 sendet. Die Meldung informiert die transportable Vorrichtung 120, dass die Rechenvorrichtung 105 mit dem Ermitteln der Position der transportablen Vorrichtung 120 beginnt. Die Meldung kann ein Funkfrequenz(HF)-Signal sein, z.B. das in 7 gezeigte RF₁, das z.B. über ein Netzwerk, einschließlich über WiFi, Bluetooth, etc., gesendet wird.
Als Nächstes sieht die Rechenvorrichtung 105 in einem Block 210 einen Befehl an einen ersten Wandler 107 vor, um einen ersten Ton zu erzeugen. Der erste Ton kann ein Ultraschallton, z.B. eine Schallwelle mit einer Frequenz von über 20 kHz, sein, die außerhalb des typischen bekannten Bereichs eines menschlichen Gehörs, aber innerhalb der Schalldetektionsfähigkeit der transportablen Vorrichtung 120 liegt. Der erste Ton kann von der transportablen Vorrichtung 120 in dem Fahrzeug 101 empfangen werden. Die Rechenvorrichtung 105 zeichnet die Zeit des Sendens des Befehls auf. Die Rechenvorrichtung 105 kann den Befehl zu dem ersten Wandler 107 im Wesentlichen gleichzeitig mit der Startmeldung liefern.
Als Nächstes sendet in einem Block 215 die transportable Vorrichtung 120 bei Empfang des ersten Tons eine erste Empfangsmeldung. Die erste Empfangsmeldung kann ein HF-Signal sein, so dass die Rechenvorrichtung 105 die erste Empfangsmeldung nahezu unmittelbar nach Empfangen des ersten Tons durch die transportable Vorrichtung 120 empfangen kann. Bei Empfang der Empfangsmeldung durch die Empfangsvorrichtung zeichnet die Rechenvorrichtung 105 den Zeitpunkt des Empfangs auf.
Als Nächstes ermittelt in einem Block 220 die Rechenvorrichtung 105, ob ein anderer Wandler 107 vorhanden ist, der einen jeweiligen Ton senden muss. Beispielsweise kann ein Fahrzeug 101 drei Wandler 107 umfassen, und die Rechenvorrichtung 105 kann die Schritte 205-215 für jeden Wandler wiederholen. Wenn die Rechenvorrichtung 105 ermittelt, dass ein anderer Wandler 107 einen Ton senden muss, kehrt der Prozess zu Block 205 zurück, um die Schritte 205-215 zu wiederholen. Wenn alle Wandler 107 ihre Töne erzeugt haben, fährt der Prozess in einem Block 225 fort.
In dem Block 225 ermittelt die Rechenvorrichtung 105 jeweilige Zeitdifferenzen zwischen jeder Meldung und ihrer jeweiligen Empfangsmeldung. Die Rechenvorrichtung 105 vergleicht den aufgezeichneten Zeitpunkt für jede Meldung mit dem aufgezeichneten Zeitpunkt für jede Antwortmeldung, um für jeden Wandler 107 eine Zeitdifferenz zu finden. Beispielsweise ist eine erste Zeitdifferenz TD₁ die Zeit zwischen der ersten Startmeldung, die von der Rechenvorrichtung 105 gesendet wird, und der ersten Antwortmeldung, die von der Rechenvorrichtung 105 empfangen wird. Die Rechenvorrichtung 105 wiederholt diese Berechnung der Zeitdifferenz für alle Wandler 107. In einem anderen Beispiel kann die Rechenvorrichtung 105 die Zeitverzögerung der Meldungen und der Empfangsmeldungen berücksichtigen, wenn die Zeit der HF-Ausbreitung für die Meldungen und die Empfangsmeldungen groß genug ist, um die Zeitdifferenzen zu beeinflussen.
Als Nächstes ermittelt in einem Block 230 die Rechenvorrichtung 105 die Position der transportablen Vorrichtung 120 beruhend auf den Zeitdifferenzen und der Prozess 200 endet. Die Position kann mithilfe von Trilateration beruhend auf dem Abstand der transportablen Vorrichtung 120 von den Wandlern 107 ermittelt werden. Trilateration bezeichnet, so wie dieser Begriff hierin verwendet wird, die bekannte Methode zum Ermitteln von Abständen zwischen Punkten mithilfe von geometrischen Eigenschaften von Kreisen, Dreiecken, Ellipse, Ellipsoiden und/oder Kugeln. Der Abstand von dem ersten Wandler 107 zu der Empfangsvorrichtung T₁ ist der Rechenvorrichtung 105 bekannt und fest, z.B. wenn der erste Wandler 107 an einer festen Fläche montiert ist, wie in 6 gezeigt ist. Wenn der erste Wandler 107 z.B. in einer Tür des Fahrzeugs 101 eingebaut ist, kann der Abstand T₁ ermittelt werden, wenn die Tür des Fahrzeugs 101 geschlossen ist, was einen einheitlichen Messwert für T₁ vorsieht. In einem anderen Beispiel kann die Tür des Fahrzeugs 101 Datensammler 110, z.B. Winkelsensoren, umfassen, um den Winkel einer offenen Tür des Fahrzeugs 101 zu detektieren, und der Abstand T₁ kann beruhend auf dem Messwert von den Datensammlern 110 ermittelt werden. D.h. wenn sich der erste Wandler 107 an einer spezifizierten Position befindet, die nicht fest ist, kann der Abstand T₁ mit zusätzlichen Datensammlern 110 ermittelt werden.
Der Abstand von dem ersten Wandler 107 und der transportablen Vorrichtung 120 kann wie folgt ermittelt werden: $R_{1} = ν_{s} T D_{1}$
wobei R₁ der Abstand von dem ersten Wandler 107 zu der transportablen Vorrichtung 120 ist, v_s die Geschwindigkeit von Schall in Luft ist und TD₁ die erste Zeitdifferenz ist. Der Abstand definiert einen Radius, entlang dessen die transportable Vorrichtung 120 von dem ersten Wandler 107 positioniert sein kann, wie in 7 gezeigt ist. Dieser Abstand R₁ kann aber allein nicht die Position der transportablen Vorrichtung 120 ermitteln, wie nachstehend weiter erläutert wird.
Die Abstände von dem zweiten und dritten Wandler 107 und der transportablen Vorrichtung 120 können analog ermittelt werden, was einen zweiten Abstand R₂ bzw. einen dritten Abstand R₃ erzeugt, wie in 7 gezeigt ist. Jeder Abstand definiert einen Radius mit dem jeweiligen Wandler 107 in der Mitte, entlang dessen sich die transportable Vorrichtung befindet. Die drei Abstände treffen sich in einem einzigen Punkt - der Position der transportablen Vorrichtung 120 in dem Fahrzeug 101, wie in 7 gezeigt ist. D.h. die Position der transportablen Vorrichtung 120 wird beruhend auf den Zeitdifferenzen mithilfe von Trilateration ermittelt. Wenn die Wandler 107 sich nicht in der gleichen Ebene befinden, d.h. auf verschiedenen Höhen relativ zu z.B. dem Boden eines Fahrzeugs 101, dann definieren die Radien R₁,R₂,R₃ Kugeln um die Wandler 107. Die Kugeln lösen analog zu einem einzigen Punkt auf, der die Position der transportablen Vorrichtung 120 ist.
3 zeigt einen anderen beispielhaften Prozess 300 zum Ermitteln einer Position der transportablen Vorrichtung 120 in dem Fahrzeug 101. Der Prozess 300 beginnt in einem Block 305, in dem die Rechenvorrichtung 105 einen Befehl zu der transportablen Vorrichtung 120 sendet, einen Ton zu erzeugen. Der Befehl kann eine Meldung sein, die über ein HF-Signal gesendet wird, z.B. RF₁ wie in 7 gezeigt.
Als Nächstes erzeugt in einem Block 310 die transportable Vorrichtung 120 den Ton. Der Ton kann ein Ultraschallton, z.B. mit einer Frequenz von über 20 kHz, sein und bewegt sich durch die Luft in dem Fahrzeug 101. Der Ton kann alternativ eine Frequenz bei oder unter 20 kHz aufweisen. Die transportable Vorrichtung 120 sendet auch eine Empfangsmeldung, z.B. RF₂ wie in 7 gezeigt, zu der Rechenvorrichtung 105, die die Erzeugung des Tons anzeigt.
Als Nächstes empfangen in einem Block 315 mehrere Datensammler 110, z.B. Empfangsvorrichtungen, den Ton. Die Datensammler 110 können sich an den gleichen Positionen wie die in 6-8 gezeigten Wandler 107 befinden.
Als Nächstes zeichnet in einem Block 320 jede Empfangsvorrichtung den Zeitpunkt des Empfangs des Tons auf.
Als Nächstes sammelt in einem Block 325 die Rechenvorrichtung 105 einen Empfangszeitpunkt des Tons für jede Empfangsvorrichtung und berechnet eine jeweilige Zeitdifferenz für jede Empfangsvorrichtung. Wie vorstehend in Block 225 beschrieben vergleicht die Rechenvorrichtung den Zeitpunkt der Empfangsmeldung mit dem Zeitpunkt des Empfangs des Tons, um eine Zeitdifferenz für jede Empfangsvorrichtung zu ermitteln.
Als Nächstes ermittelt in einem Block 330 die Rechenvorrichtung 105 die Position der transportablen Vorrichtung 120 beruhend auf den Zeitdifferenzen und der Prozess 300 endet. Wie in dem vorstehenden Block 230 nutzt die Rechenvorrichtung 105 die Zeitdifferenzen, um Radien um die Empfangsvorrichtungen zu ermitteln, woraus die Position der transportablen Vorrichtung 120 mithilfe von Trilateration ermittelt wird, wie in 7 gezeigt wird.
4 zeigt einen anderen beispielhaften Prozess 400 zum Ermitteln der Position der transportablen Vorrichtung 120. Der Prozess 400 beginnt in einem Block 405, wo die Rechenvorrichtung 105 einen Timer startet, z.B. Aufzeichnungszeiträume startet.
Als Nächstes sieht die Rechenvorrichtung 105 in einem Block 410 einen Befehl vor, um den ersten Wandler 107 zu betätigen, um den ersten Ton zu erzeugen. Der Ton kann z.B. ein Ultraschallton sein.
Als Nächstes erzeugt in einem Block 415 die transportable Vorrichtung 120 bei Empfang des ersten Tons einen zweiten Ton. Der zweite Ton kann z.B. ein Ultraschallton sein.
Als Nächstes empfängt in einem Block 420 die Rechenvorrichtung 105 mittels der Empfangsvorrichtung den zweiten Ton und zeichnet den Empfangszeitpunkt des zweiten Tons auf.
Als Nächstes ermittelt in einem Block 425 die Rechenvorrichtung 105, ob andere Wandler 107 vorhanden sind, die keine Töne erzeugt haben. Wenn ja, wiederholt die Rechenvorrichtung 105 die Schritte 405-420 für jeden Wandler 107. Wenn alle Wandler 107 Töne erzeugt haben, fährt der Prozess in einem Block 430 fort.
In dem Block 430 ermittelt die Rechenvorrichtung 105 die Position der transportablen Vorrichtung 120 beruhend auf den Empfangszeitpunkten. Wie in dem Beispiel von 6 gezeigt ist, ist der Abstand zwischen den Wandlern 107 und der Empfangsvorrichtung für alle Wandler bekannt. Wie in 8 gezeigt ist, dienen jeder Wandler und die Empfangsvorrichtung als Brennpunkte, die eine Ellipse mit einer Hauptachse definieren, die durch die transportable Vorrichtung 120 definiert ist. Beispielsweise kann die erste Hauptachse definiert sein als: $L_{1} = ν_{s} T D_{1}$
wobei L₁ die Hauptachse der ersten Ellipse ist, v_s die Geschwindigkeit von Schall in Luft ist, wie bekannt ist, und TD₁ der Empfangszeitpunkt des zweiten Tons für den ersten Wandler 107 ist. Beruhend auf der Hauptachse L₁ und der Position des ersten Wandlers 107 und der Empfangsvorrichtung kann die Rechenvorrichtung 105 eine Ellipse definieren, an der sich die transportable Vorrichtung 120 befinden muss. Die Rechenvorrichtung 105 kann für alle Wandler 107 Ellipse definieren; wenn das Fahrzeug 101 beispielsweise drei Wandler 107 umfasst, kann die Rechenvorrichtung 105 Hauptachsen L₂,L₃ für den zweiten bzw. dritten Wandler definieren und kann somit insgesamt drei Ellipsen definieren. Die drei Ellipsen schneiden sich an einem einzigen Punkt - der transportablen Vorrichtung 120. D.h. die Rechenvorrichtung 105 kann Trilateration nutzen, um die Position der transportablen Vorrichtung 120 mithilfe von Ellipsen, die durch die Positionen der Wandler und der Empfangsvorrichtungen definiert sind, und der Hauptachse für jede Ellipse, die durch den Empfangszeitpunkt definiert ist, zu ermitteln. Wenn sich die Wandler 107 nicht in der gleichen Ebene befinden, wie vorstehend beschrieben, definieren die Hauptachsen L₁,L₂,L₃ Ellipsoide, die sich an der Position der transportablen Vorrichtung 120 schneiden.
Die Rechenvorrichtung 105 kann alternativ die Empfangszeitpunkte vergleichen, um die Position der transportablen Vorrichtung 120 zu ermitteln. Wie beispielsweise in 6-8 gezeigt ist, kann sich ein erster Wandler 107 vor einem Fahrer des Fahrzeugs befinden, ein zweiter Wandler 107 kann sich vor einem Insassen des Fahrzeugs befinden und ein dritter Wandler 107 kann sich hinter einem Insassen des Fahrzeugs befinden. Der erste Wandler 107 erzeugt einen ersten Empfangszeitpunkt TD₁, der zweite Wandler 107 erzeugt einen zweiten Empfangszeitpunkt TD₂ und der dritte Wandler 107 erzeugt einen dritten Empfangszeitpunkt TD₃. Da sich der erste Wandler 107 am nächsten zu dem Fahrer des Fahrzeugs befindet, ist, wenn TD₁ kleiner als entweder TD₂ oder TD₃ ist (d.h. TD₁ < TD₂, TD₃), dann die transportable Vorrichtung 120 dem ersten Wandler 107 am nächsten und die transportable Vorrichtung 120 kann sich nahe dem Fahrer des Fahrzeugs befinden. Wenn analog TD₂ < TD₁, TD₃, dann kann sich die transportable Vorrichtung 120 nahe dem Insassen des Fahrzeugs in einem vorderen Beifahrersitz befinden. Und wenn TD₃ < TD₁, TD₂, dann kann sich die transportable Vorrichtung 120 in einem hinteren Insassensitz befinden.
5 zeigt einen anderen beispielhaften Prozess 500 zum Ermitteln der Position der transportablen Vorrichtung 120. Der Prozess 500 beginnt in einem Block 505, wo die Rechenvorrichtung 105 einen Befehl zu allen Wandlern 107 sendet, um gleichzeitig Töne zu erzeugen.
Als Nächstes empfängt in einem Block 510 die transportable Vorrichtung 120 einen ersten Ton.
Als Nächstes startet in einem Block 515 die transportable Vorrichtung 120 bei Empfang des ersten Tons einen Timer.
Als Nächstes empfängt in einem Block 520 die transportable Vorrichtung 120 einen anderen Ton.
Als Nächstes zeichnet in einem Block 525 bei Empfang des Tons die transportable Vorrichtung 120 den Empfangszeitpunkt des Tons von dem Timer auf. Der Empfangszeitpunkt ist die Zeitdifferenz zwischen dem Empfang des ersten Tons und dem Empfang des aktuellen Tons.
Als Nächstes ermittelt in einem Block 530 die transportable Vorrichtung 120, ob alle Töne empfangen wurden. Die transportable Vorrichtung 120 kann die Anzahl von Wandlern 107 kennen und kann programmiert sein, um die gleiche Anzahl von Tönen zu empfangen. D.h. die transportable Vorrichtung 120 zeichnet Empfangszeitpunkte für Töne für jeden Wandler 107 auf. Wenn die transportable Vorrichtung 120 nicht alle Töne empfangen hat, kehrt der Prozess 500 zu dem Block 520 zurück und wiederholt die Schritte 520-530 für alle Wandler 107. Alternativ kann der Prozess 500 so viele Töne wie möglich während eines vorbestimmten Zeitfensters sammeln. Ansonsten fährt der Prozess in einem Block 535 fort.
In dem Block 535 sendet die transportable Vorrichtung 120 eine Empfangsmeldung zu der Empfangsvorrichtung, um der Rechenvorrichtung 105 Informationen mit den Empfangszeitpunkten für jeden Wandler 107 zu liefern.
In dem Block 540 ermittelt die Rechenvorrichtung als Nächstes die Position der transportablen Vorrichtung 120 beruhend auf den Empfangszeitpunkten. Wie in 7 gezeigt und in den Prozessen 200, 300 beschrieben ist, kann die Rechenvorrichtung 105 die Position der transportablen Vorrichtung 120 gemäß Trilateration mithilfe der Empfangszeitpunkte ermitteln, um Radien zu ermitteln, die Kreise um die Wandler 107 definieren; wo sich die Kreise schneiden, befindet sich die Position der transportablen Vorrichtung 120.
6 zeigt einen Teil eines beispielhaften Fahrzeugs 101 mit Wandlern 107, die in der Instrumententafel des Fahrzeugs 101 und in einer Tür des Fahrzeugs 101 angeordnet sind. Der Datensammler 101, z.B. die Empfangsvorrichtung, kann in einem Rückspiegel des Fahrzeugs 101 angeordnet sein. In diesem Beispiel werden zwei transportable Vorrichtungen 120, z.B. Smart-Uhren, in dem Fahrzeug 101 getragen. Eine der transportablen Vorrichtungen 120 kann an einem Handgelenk des Fahrers eines Fahrzeugs getragen werden und ist hier nahe einem Lenkrad des Fahrzeugs 101 gezeigt, wo sich das Handgelenk des Fahrers befinden kann. Die andere transportable Vorrichtung 120 kann sich an dem Handgelenk eines Insassen in einem Beifahrersitz des Fahrzeugs 101 befinden. Bei Nutzen eines der Prozesse 200-500 kann die von dem Fahrer (nahe des Lenkrads) getragene transportable Vorrichtung 120 lokalisiert werden und die Einstellungen des Fahrzeugs 101 von der transportablen Vorrichtung 120 des Fahrers können genutzt werden. Im Einzelnen kann die transportable Vorrichtung 120 an der Fahrerseite des Innenraums des Fahrzeugs 101 positioniert ermittelt werden, und die Rechenvorrichtung 105 kann Nutzereinstellungen von dieser transportablen Vorrichtung 120 nutzen und die transportable Vorrichtung 120 ignorieren, die sich an der Beifahrerseite des Innenraums des Fahrzeugs 101 befindet.
6 zeigt die Abstände zwischen den Wandlern 107 und der Empfangsvorrichtung, hier einem Datensammler 110. Der Abstand T₁ ist der Abstand von dem Datensammler 110 zu dem ersten Wandler 107; der Abstand T₂ ist der Abstand von dem Datensammler 110 zu dem zweiten Wandler 107; der Abstand T₃ ist der Abstand von dem Datensammler 110 zu dem dritten Wandler 107. Die Abstände T₁,T₂,T₃ sind bekannt und können in dem Datenspeicher 106 gespeichert werden.
7 zeigt einen Teil eines beispielhaften Fahrzeugs 101. Wie in den Prozessen 200, 300 und 500 vorstehend beschrieben nutzt die Rechenvorrichtung 105 die Zeitdifferenzen, um die Abstände von den Wandlern 107 zu der transportablen Vorrichtung 120 mit Trilateration zu ermitteln. Wie beispielsweise in 6 gezeigt ist, ist der Abstand T₁ von dem ersten Wandler 107 und der Empfangsvorrichtung vorbestimmt und in dem Datenspeicher 106 gespeichert. Die Empfangsvorrichtung empfängt die Empfangsmeldung RF₂ von der transportablen Vorrichtung 120 und ermittelt eine Zeitdifferenz TD₁ zwischen dem ersten Ton und dem ersten Antwortton, z.B. die Zeitdauer zwischen der Meldung RF₁ und der Empfangsmeldung RF₂. Bei dem ersten Wandler 107 definiert der Abstand R₁ einen Kreis C₁ um den Wandler 107, auf den die transportable Vorrichtung 120 fällt.
Der Abstand T₂, der in 6 gezeigt ist, von dem zweiten Wandler 107 zu der Empfangsvorrichtung ist bekannt und in dem Datenspeicher 106 gespeichert. Die Zeitdifferenz TD₂ wird analog zu dem vorstehend beschriebenen TD₁ ermittelt. Beruhend auf der Zeitdifferenz TD₂ wird der Abstand R₂ und der definierte Kreis C₂ um den zweiten Wandler 107 ermittelt. Der Kreis C₁ und der Kreis C₂ schneiden sich an zwei Punkten, I₁ und I₂, und mit den Berechnungen von den zwei Wandlern kann sich die transportable Vorrichtung 120 an einem Punkt I₁ oder I₂ befinden.
Der Abstand T₃, der in 6 gezeigt ist, von dem dritten Wandler 107 zu der Empfangsvorrichtung ist bekannt und in dem Datenspeicher 106 gespeichert. Die Zeitdifferenz TD₃ wird analog zu TD₁ und TD₂ ermittelt. Beruhend auf der Zeitdifferenz TD₃ wird der Abstand R₃ und der definierte Kreis C₃ um den dritten Wandler 107 ermittelt. Die Kreise C₁,C₂,C₃ schneiden sich an einem einzigen Punkt, I₁, der die Position der transportablen Vorrichtung 120 ist, d.h. an der Fahrerseite des Fahrzeugs 101.
7 zeigt zwei transportable Vorrichtungen 120, und die vorstehend beschriebenen Berechnungen können analog bei der zweiten transportablen Vorrichtung 120 genutzt werden. Hier befindet sich die zweite transportable Vorrichtung 120 an der Beifahrerseite des Fahrzeugs 101. Somit kann die Rechenvorrichtung 105 nach Ermitteln der Position beider transportabler Vorrichtungen 120 Einstellungen nur von der transportablen Vorrichtung 120 an der Fahrerseite des Fahrzeugs 101 nutzen.
7 zeigt ferner die Meldung und die Empfangsmeldung. Ein Datensammler 110, z.B. eine HF-Antenne, kann HF-Signale z.B. über das Netzwerk 120 senden und empfangen und die Signale zu der Rechenvorrichtung 105 weiterleiten. Beispielsweise kann die Rechenvorrichtung 105 die Meldung als HF-Signal RF₁ senden, um z.B. die Prozesse 200, 300 zu starten. Die transportable Vorrichtung 120 kann eine Empfangsmeldung als HF-Signal RF₂ senden, um Daten bezüglich z.B. der Empfangszeit von Tönen, dem Zeitpunkt des Sendens von Tönen etc. zu senden.
8 zeigt einen anderen Teil eines anderen beispielhaften Fahrzeugs 101, das zwei transportable Vorrichtungen 120 enthält, die gemäß dem vorstehenden Prozess 400 mithilfe von Ellipsenberechnung lokalisiert werden. Wie vorstehend beschrieben sind der Wandler 107 und die Empfangsvorrichtung die Brennpunkte der Ellipse, und die transportable Vorrichtung 120 definiert die Hauptachse der Ellipse. Beispielsweise ist die Hauptachse L₁ der Abstand von dem Wandler 107 zu der transportablen Vorrichtung 120, der zu dem Abstand von der transportablen Vorrichtung 120 zu der Empfangsvorrichtung addiert wird. Hauptachsen L₂,L₃ können analog für die anderen Wandler 107 definiert werden. Bei Wiederholen für jeden von drei Wandlern 107 schneiden sich die drei Ellipsen an einem einzigen Punkt I₁, der Position der transportablen Vorrichtung 120.
Wie hierin verwendet bedeutet der Begriff „im Wesentlichen“, der 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 105 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. Von einem Rechner ausführbare Befehle können von Computerprogrammen, die mithilfe verschiedener Programmiersprachen und/oder Technologien erzeugt werden, einschließlich, aber nicht ausschließlich und entweder allein oder kombiniert Java™, C, C++, Visual Basic, Java Script, Perl, HTML, etc., kompiliert oder interpretiert werden. Im Allgemeinen empfängt ein Prozessor (z.B. ein Mikroprozessor) Befehle von z.B. einem Speicher, einem von einem Rechner 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 von einem Rechner lesbarer Medien gespeichert und gesendet werden. Eine Datei in der Rechenvorrichtung 105 ist allgemein eine Sammlung von Daten, die auf einem von einem Rechner lesbaren Medium gespeichert werden, etwa einem Speichermedium, einem Arbeitsspeicher, etc.
Ein von einem Rechner lesbares Medium umfasst ein beliebiges Medium, das am 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 von einem Rechner 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 auftretend 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. In Prozess 200 könnte zum Beispiel auf einen oder mehrere der Schritte verzichtet werden oder die Schritte könnten in einer anderen Reihenfolge als in 2 gezeigt ausgeführt werden. 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 vorliegende Offenbarung, einschließlich der vorstehenden Beschreibung und der Begleitzeichnungen sowie der nachstehenden Ansprüche, 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

System, welches einen Rechner mit einem Prozessor und einem Speicher umfasst, wobei der Speicher von dem Rechner ausführbare Befehle speichert, um: mehrere Wandler zu betätigen, die an jeweiligen spezifizierten Positionen in einem Fahrzeug positioniert sind, um mehrere jeweilige Töne zu erzeugen; mehrere jeweilige Zeitdifferenzen zwischen Zeitpunkten zu ermitteln, bei denen jeder Ton von dem jeweiligen Wandler erzeugt wird und der Ton von einer transportablen Vorrichtung detektiert wird; und eine Position der transportablen Vorrichtung beruhend zumindest zum Teil auf den Zeitdifferenzen zu ermitteln.
System nach Anspruch 1, wobei die Töne Ultraschalltöne sind.
System nach Anspruch 1, wobei die Befehle weiterhin Befehle umfassen, die Töne von den mehreren Wandlern in einer Sequenz zu senden.
System nach Anspruch 3, wobei die Befehle weiterhin Befehle umfassen, um eine erste Meldung mit der transportablen Vorrichtung zu empfangen, einen ersten Ultraschallton von einem ersten Wandler zu erzeugen und eine Empfangsmeldung von der transportablen Vorrichtung zu senden, wenn die transportable Vorrichtung den ersten Ultraschallton empfängt, wobei die Zeitdifferenz die Differenz des Zeitpunkts zwischen der ersten Meldung und der Empfangsmeldung ist.
System nach Anspruch 1, wobei die Befehle weiterhin Befehle umfassen, die Töne von den mehreren Wandlern im Wesentlichen gleichzeitig zu senden.
System nach Anspruch 5, wobei die Befehle weiterhin Befehle umfassen, einen Empfangszeitpunkt für jeden Ton bei Empfang durch die transportable Vorrichtung aufzuzeichnen, eine Empfangsmeldung zu senden, die die Empfangszeitpunkte angibt, und die Zeitdifferenzen beruhend auf den Empfangszeitpunkten zu ermitteln.
System nach Anspruch 1, wobei die Befehle weiterhin Befehle umfassen, einen ersten Ultraschallton von einem ersten Wandler zu erzeugen, bei Empfang des ersten Ultraschalltons einen zweiten Ultraschallton von einer transportablen Vorrichtung zu erzeugen und die Zeitdifferenz zwischen der Erzeugung des ersten Ultraschalltons und dem Empfang des zweiten Ultraschalltons durch eine Empfangsvorrichtung zu ermitteln.
System nach Anspruch 1, wobei die Befehle weiterhin Befehle umfassen, einen Satz von Nutzereinstellungen beruhend auf einer transportablen Vorrichtung, deren Position an einer Fahrerseite eines Innenraums des Fahrzeugs ermittelt wurde, zu nutzen, wenn eine Empfangsvorrichtung Töne von mehr als einer transportablen Vorrichtung empfängt.
System nach Anspruch 1, wobei die Befehle weiterhin Befehle umfassen, die Position der transportablen Vorrichtung beruhend zumindest zum Teil auf einem Abstand zwischen den Wandlern und einer Empfangsvorrichtung zu ermitteln.
Verfahren, umfassend: Betätigen von mehreren Wandlern, die an jeweiligen spezifizierten Positionen in einem Fahrzeug positioniert sind, um mehrere jeweilige Töne zu erzeugen; Ermitteln von mehreren jeweilige Zeitdifferenzen zwischen Zeitpunkten, bei denen jeder Ton von dem jeweiligen Wandler erzeugt wird und der Ton von einer transportablen Vorrichtung detektiert wird; und Ermitteln einer Position der transportablen Vorrichtung beruhend zumindest zum Teil auf den Zeitdifferenzen.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Ton ein Ultraschallton ist.
Verfahren nach Anspruch 10, welches weiterhin das Senden der Töne von den Wandlern in einer Sequenz umfasst.
Verfahren nach Anspruch 12, welches weiterhin das Empfangen einer ersten Meldung mit der transportablen Vorrichtung, das Erzeugen eines ersten Ultraschalltons von einem ersten Wandler und das Senden einer Empfangsmeldung von der transportablen Vorrichtung umfasst, wenn die transportable Vorrichtung den ersten Ultraschallton empfängt, wobei die Zeitdifferenz die Differenz des Zeitpunkts zwischen der ersten Meldung und der Empfangsmeldung ist.
Verfahren nach Anspruch 10, welches weiterhin das im Wesentlichen gleichzeitige Senden der Töne von den Wandlern umfasst.
Verfahren nach Anspruch 14, welches weiterhin das Aufzeichnen eines Empfangszeitpunkts für jeden Ton bei Empfang durch die transportable Vorrichtung, das Senden einer Empfangsmeldung, die die Empfangszeitpunkte angibt, und das Ermitteln der Zeitdifferenzen beruhend auf den Empfangszeitpunkten umfasst.
Verfahren nach Anspruch 10, welches weiterhin das Erzeugen eines ersten Ultraschalltons von einem ersten Wandler, bei Empfang des ersten Ultraschalltons das Erzeugen eines zweiten Ultraschalltons von einer transportablen Vorrichtung und das Ermitteln der Zeitdifferenz zwischen der Erzeugung des ersten Ultraschalltons und dem Empfang des zweiten Ultraschalltons durch eine Empfangsvorrichtung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 10, welches weiterhin das Nutzen eines Satzes von Nutzereinstellungen beruhend auf einer transportablen Vorrichtung, deren Position an einer Fahrerseite eines Innenraums des Fahrzeugs ermittelt wurde, umfasst, wenn die Empfangsvorrichtung Töne von mehr als einer transportablen Vorrichtung empfängt.
Verfahren nach Anspruch 10, welches weiterhin das Ermitteln der Position der transportablen Vorrichtung beruhend zumindest zum Teil auf einem Abstand zwischen den Wandlern und der Empfangsvorrichtung umfasst.
System, welches einen Rechner mit einem Prozessor und einem Speicher umfasst, wobei der Speicher von dem Rechner ausführbare Befehle speichert, um: einen Wandler in einer transportablen Vorrichtung zu betätigen, um einen Ton zu erzeugen; mehrere Zeitdifferenzen zwischen jeweiligen Zeitpunkten zu ermitteln, bei denen der Ton von mehreren Empfangsvorrichtungen detektiert wird, die an spezifizierten Positionen in einem Fahrzeug positioniert sind, und eine Meldung detektiert wird, wobei die von der transportablen Vorrichtung gesendete Meldung die Erzeugung des Tons angibt; und eine Position der transportablen Vorrichtung beruhend zumindest zum Teil auf den Zeitdifferenzen zu ermitteln.
System nach Anspruch 19, wobei der Ton ein Ultraschallton ist.