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HINTERGRUND
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Es gibt Geräte, die Global Positioning Systems (GPS) zur Bestimmung ihres aktuellen geographischen Standortes nutzen. GPS-Receiver verlassen sich jedoch typischerweise auf Signale, die von Satelliten übermittelt werden, die die Erde umkreisen. Jedes Hindernis in der Sichtlinie zu diesen Satelliten könnte das GPS-Gerät daran hindern, zuverlässige Standortinformationen bereitzustellen. Dementsprechend ist GPS oft für viele Umgebungen, zu denen unter anderem auch Innenbereiche zählen, nicht geeignet. Darüber hinaus stellen viele der anderen bestehenden Lösungen zur Standortbestimmung innerhalb von verdeckten Umgebungen keine präzisen Positionierungs- und Orientierungsinformationen bereit.
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KURZE ZUSAMMENFASSUNG
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Ausführungsformen beziehen sich auf Systeme zur Bestimmung einer Position auf einem mobilen Gerät innerhalb verschiedener Umgebungen, zu denen unter anderem auch Innenbereiche zählen. Unter Schutz gestellt werden und Gegenstand des Gebrauchsmusters sind dabei, entsprechend den Vorschriften des Gebrauchsmustergesetzes, lediglich Vorrichtungen wie in den beigefügten Schutzansprüchen definiert, jedoch keine Verfahren. Soweit nachfolgend in der Beschreibung gegebenenfalls auf Verfahren Bezug genommen wird, dienen diese Bezugnahmen lediglich der beispielhaften Erläuterung der in den beigefügten Schutzansprüchen unter Schutz gestellten Vorrichtung oder Vorrichtungen. Insbesondere das mobile Gerät kann ein magnetisches Signal erfassen, das eine Signalführung und eine Signalstärke aufweist. Das mobile Gerät kann auch auf eine Datenbank zugreifen, die magnetbezogene Untersuchungsdaten für den allgemeinen Bereich enthält, in dem sich das mobile Gerät zur entsprechenden befindet. Diese magnetbezogenen Untersuchungsdaten wurden dabei schon zuvor von einem mobilen Untersuchungsgerät erfasst. Die abgerufenen magnetbezogenen Untersuchungsdaten können die Stärke und Führung des magnetischen Feldes an einer Vielzahl von Punkten im gesamten allgemeinen Bereich des mobilen Geräts identifizieren. Das mobile Gerät kann dann die magnetbezogenen Untersuchungsdaten mit dem empfangenen magnetischen Signal vergleichen, um die genaue Position und Orientierung des mobilen Geräts innerhalb des allgemeinen Bereichs bestimmen zu können.
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In einer Ausführungsform wird das magnetische Signal von einer Signalquelle wie etwa einer magnetischen Signalanlage erzeugt. Das erzeugte magnetische Signal kann entweder konstanter Natur sein oder über eine zuvor festgelegte Modulationsfrequenz verfügen. Die Modulation kann über eine niedrige Frequenz verfügen, um es dem Signal zu ermöglichen, Strukturen, wie etwa Wände zu durchqueren. Der Standort der Signalquelle kann dem mobilen Gerät unbekannt sein.
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In einer anderen Ausführungsform können die magnetbezogenen Untersuchungsdaten unter anderem auch ein zweidimensionales oder dreidimensionales Modell des magnetischen Felds im gesamten allgemeinen Bereich, wie etwa innerhalb eines bestimmten Gebäudes, umfassen. Beim Vergleich eines magnetischen Signals mit den abgerufenen Untersuchungsdaten kann das mobile Gerät bestimmen, ob die Stärke und Führung des magnetischen Signals mit der Stärke und Führung des magnetischen Feldmodells an einem bestimmten Standort und einer bestimmten Orientierung innerhalb des allgemeinen Bereichs übereinstimmt. Falls eine Übereinstimmung existiert, kann die Positions- und Orientierungsinformation, die dem Standardort der Übereinstimmung entspricht, in Verbindung mit einer Anwendung verwendet werden, die auf dem mobilen Gerät läuft.
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In Übereinstimmung mit einer noch anderen Ausführungsform kann das mobile Gerät Daten übermitteln, die das erfasste magnetische Signal an einen Remote-Server repräsentieren. Der Remote-Server kann dann die übertragenen magnetischen Signaldaten mit den magnetbezogenen Untersuchungsdaten vergleichen, um die gegenwärtige Position und Orientierung des mobilen Geräts zu bestimmen. Die ermittelte Position und Orientierung des mobilen Geräts kann dann vom Server an das mobile Gerät gesendet werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein Funktionsschaltbild eines Systems in Übereinstimmung mit einem Aspekt des Systems und Verfahrens.
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2 verdeutlicht ein System in Übereinstimmung mit einem Aspekt des Systems und Verfahrens.
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3 ist ein Flussdiagramm in Übereinstimmung mit einem Aspekt des Verfahrens zur Erfassung von magnetbezogenen Untersuchungsdaten.
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4 ist ein Flussdiagramm in Übereinstimmung mit einem Aspekt des Verfahrens zum Bestimmen der Position eines mobilen Geräts.
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5 ist eine Anzeige eines mobilen Geräts in Übereinstimmung mit einem Aspekt des Systems und Verfahrens.
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6 ist eine Anzeige einer Karte in Übereinstimmung mit einem Aspekt des Systems und Verfahrens.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Die unten vorgegebenen Systeme und Verfahren ermöglichen die Standortbestimmung eines mobilen Geräts unter Verwendung bereits erfasster magnetischer Signale und magnetbezogener Untersuchungsdaten. Wie aus den 1–2 ersichtlich, beinhaltet ein System 100 gemäß einer Ausführungsform einen Server 110, eine magnetische Signalquelle 180, und mobile Geräte 160 und 170. Der Server 110 kann einen Prozessor 120, einen Speicher 130 und andere Komponenten umfassen, die in der Regel in Allzweckcomputern vorhanden sind. Der Speicher 130 speichert die vom Prozessor 120 zugänglichen Informationen ab. Hierzu gehören unter anderem Anweisungen 132 und Daten 134, die vom Prozessor 120 ausgeführt oder anderweitig verwendet werden können. Der Speicher 130 kann jeglicher Art sein, solange er in der Lage ist, die vom Prozessor zugänglichen Informationen zu speichern. Hierzu gehören unter anderem computerlesbare Datenträger, oder sonstige Medien, die Daten speichern, die mithilfe eines elektronischen Geräts gelesen werden können. Hierzu gehören unter anderem Festplatten, Speicherkarten, ROM, RAM, DVD, oder sonstige optische Platten, sowie auch sonstige beschreibbare Speicher und Festwertspeicher. Die Systeme und Verfahren können unterschiedliche Kombinationen der vorstehend Genannten beinhalten, wobei unterschiedliche Abschnitte der Anweisungen und Daten auf unterschiedlichen Datenträgerarten gespeichert werden.
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Die Anweisungen 132 können Sätze von Befehlen jeglicher Art sein, die entweder auf direkte Weise (wie etwa als Maschinencode) oder auf indirekte Weise (wie etwa als Scripts) vom Prozessor auszuführen sind. Die Anweisungen können beispielsweise in Form von Computercode auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert werden. Insoweit können die Begriffe „Anweisungen” und „Programme” hierin austauschbar verwendet werden. Die Anweisungen können im Objektcodeformat zur direkten Verarbeitung durch den Prozessor oder in jeder anderen Computersprache einschließlich Scripts und Sammlungen von unabhängigen Sourcecodemodulen gespeichert werden, die auf Anfrage interpretiert oder im Voraus erstellt werden können. Funktionen, Verfahren und Routinen der Anweisungen werden unten ausführlicher erklärt.
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Die Daten 134 können vom Prozessor 120 in Übereinstimmung mit den Anweisungen 132 abgerufen, gespeichert oder modifiziert werden. Obwohl das System und das Verfahren beispielsweise nicht von einer bestimmten Datenstruktur begrenzt sind, können die Daten in Computerregistern in einer relationalen Datenbank als eine Tabelle gespeichert werden, die über eine Vielzahl von unterschiedlichen Feldern und Datensätzen, XML Dokumenten oder unstrukturierten Dateien verfügt. Die Daten können auch in jedem computerlesbaren Format formatiert werden. Des Weiteren können Bilddaten auf nur exemplarisch angedeutete Weise in Form von aus Pixelrastern bestehenden Bitmaps, die gemäß den Formaten gespeichert werden, die komprimiert und dekomprimiert, verlustlos (z. B. BMP) oder verlustbehaftet (z. °B. JPEG) und bitmap- oder vektorbasiert (z. °B. SVG) sind, sowie auch Computerbefehle für das Zeichnen von Grafiken zurückzuführen sind. Die Daten können alle Arten von Informationen umfassen, die ausreichend sind, um jeweils relevante Informationen zu identifizieren, wie etwa Zahlen, beschreibenden Text, urheberrechtlich geschützte Codes, Referenzen zu Daten, die in anderen Bereichen desselben oder eines unterschiedlichen Speichers gespeichert werden (einschließlich andere Netzwerkstandorte) oder Informationen, die von einer Funktion verwendet werden, um die jeweils relevanten Daten zu berechnen.
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Der Prozessor 120 kann ein konventioneller Allzweckprozessor jeglicher Art sein. Alternativ dazu kann der Prozessor ein speziell dafür vorgesehener Controller, wie etwa eine ASIC sein. Obwohl 1 den Prozessor und den Speicher funktionalerweise als sich innerhalb desselben Blocks befindlich veranschaulicht, versteht es sich in Fachkreisen von selbst, dass der Prozessor und der Speicher tatsächlich multiple Prozessoren und Speicher umfassen können, die sich innerhalb desselben physischen Gebäudes befinden oder nicht befinden können. Ein Speicher kann beispielsweise eine Festplatte oder ein anderes Speichermedium sein, das sich in einer Serverfarm eines Datenzentrums befindet. Dementsprechend geht man davon aus, dass Verweise auf einen Prozessor oder Computer, Verweise auf eine Sammlung von Prozessoren oder Computern oder Speichermedien, die parallel zueinander betrieben oder nicht betrieben werden können, beinhalten.
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Server 110 kann sich an einem Knoten eines Netzwerks 150 befinden und in der Lage sein, mit anderen Knoten eines Netzwerks direkt und indirekt zu kommunizieren. Der Server 110 kann beispielsweise einen Webserver umfassen, der in der Lage ist, mit mobilen Geräten 160 und 170 über ein Netzwerk 150 zu kommunizieren, wie etwa einem Server 110, der sich eines Netzwerks 150 bedient, um Informationen auf den Display 164 eines mobilen Geräts 160 eines Nutzers zu übertragen und anzuzeigen. Der Server 110 kann auch eine Vielzahl an Computern umfassen, die Informationen mit unterschiedlichen Knoten eines Netzwerks austauschen, und zwar zum Zweck des Empfangs, der Bearbeitung, und Übertragung von Daten an mobile Geräte. Im vorliegenden Fall befinden sich die mobilen Geräte im Vergleich zu allen anderen Computern, die den Server 110 umfassen, üblicherweise immer noch an den unterschiedlichen Knoten des Netzwerks.
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Netzwerk 150 und intervenierende Knoten zwischen dem Server 110 und mobilen Geräten können unterschiedliche Konfigurationen umfassen und verschiedene Protokolle verwenden, zu denen unter anderem das Internet, das World Wide Web, Intranets, virtuelle private Netzwerke, lokale Ethernet Netzwerke, private Netzwerke, die Kommunikationsprotokolle verwenden, die einem oder mehreren Unternehmen proprietär sind, zelluläre und drahtlose Netzwerke (z. °B. WiFi), Instant Messaging, HTTP und SMTP und verschiedene Kombinationen der Vorstehenden, gehören. Obwohl in den 1–2 nur einige Computer abgebildet sind, versteht es sich von selbst, dass ein typisches System eine große Anzahl an miteinander verbundenen Computer beinhalten kann.
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Jedes mobile Gerät kann ebenso wie der Speicher 110 wie vorstehend beschrieben mit einem Prozessor, einem Speicher und Befehlen konfiguriert sein. Während 1 nicht die spezifischen Komponenten für das mobile Gerät 170 veranschaulicht, kann sie jegliche vom mobilen Gerät 160 umfassten Komponenten beinhalten. Jedes mobile Gerät 160 und 170 kann über eine zur Verwendung durch eine Person vorgesehene mobile Rechnereinrichtung, und sämtliche Komponenten verfügen, die normalerweise mit einem Personal Computer in Verbindung gebracht werden kann, wie etwa eine zentrale Recheneinheit (CPU) 162, ein Speicher 163 (z. °B. RAM und interne Festplatten) Speicherdaten 190 und Befehle 169, ein elektronisches Display 164 (z. °B. ein Monitor, der über einen Bildschirm, einen Touchscreen, einen Projektor, und sonstige elektrische Vorrichtungen verfügt, die betrieben werden können, um Informationen anzuzeigen), ein Endbenutzer-Eingabegerät 165 (z. °B. eine Maus, eine Tastatur, einen Touchscreen oder ein Mikrofon).
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Jedes mobile Gerät 160 und 170 kann auch einen Magnetsignalempfänger 122 beinhalten, wie etwa einen Kompass, der in der Lage ist, ein magnetisches Signal zu empfangen und konfiguriert werden kann, um die Signalstärke und -führung des magnetischen Signals zu bestimmen. Der Magnetsignalempfänger 122 kann einen oder mehrere magnetische Sensoren zum Erfassen eines magnetischen Feldes beinhalten. In einer Ausführungsform kann beispielsweise ein dreiachsiger Magnetometer verwendet werden.
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Darüber hinaus können die mobilen Geräte 160 und 170 einen GPS-Receiver 167, Lautsprecher, eine Kamera 166, eine Netzwerkschnittstellenvorrichtung und sämtliche der Komponenten beinhalten, die verwendet werden, um diese Elemente miteinander zu verbinden. Auf exemplarische Art und Weise können diese mobilen Geräte 160 und 170 die Form eines Wireless-fähigen PDA oder eines Mobiltelefons annehmen, die in der Lage sind, Informationen über das Internet zu erhalten. Computer in Übereinstimmung mit den offenbarten Systemen und Verfahren können jegliche Geräte umfassen, die in der Lage sind, Befehle zu verarbeiten und Daten an und von Menschen und anderen Computern zu übermitteln, einschließlich Allzweckcomputern und Netzwerkcomputern, die über keine lokale Speicherkapazität verfügen. Darüber hinaus können mobile Geräte grob als jede Art von Gerät definiert werden, das mobil ist und über die Fähigkeit verfügt, zu kommunizieren, einschließlich Geräten wie etwa Robotern, Fahrzeugen, oder Geräten, die von ihren Nutzern getragen werden können.
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Ein mobiles Gerät 160 kann auch GPS-Receiver 167 beinhalten, um die Längengrad-, Breitengrad- und/oder Höhenposition des Gerätes zu bestimmen. Die Positionskomponente kann auch Software zum Bestimmen der Position des Geräts umfassen, die auf anderen Signalen, die vom mobilen Gerät 160 empfangen werden, wie etwa Signale, die am Magnetsignalempfänger 161 ermittelt werden, basiert.
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In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform kann die Magnetsignalquelle 180 ebenso wie der Speicher 110, wie vorstehend beschrieben, mit einem Prozessor, Speicher und Befehlen konfiguriert sein. Darüber hinaus beinhaltet die Signalquelle 180 einen Transmitter 182 zur Übertragung eines magnetischen Signals. Das magnetische Signal kann das Ergebnis eines konstanten magnetischen Feldes oder eines modulierten magnetischen Feldes sein.
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Ein moduliertes magnetisches Signal kann über eine bestimmte Frequenz verfügen. Diese Frequenz kann niedrig sein, so dass die Signale sich durch Strukturen, wie etwa Wände, ausbreiten können, bevor sie von mobilen Geräten 160 und 170 empfangen werden. In einer Ausführungsform kann eine Signalquelle 180 beispielsweise ein magnetisches Signal im Bereich von ungefähr 20 kHz bis ungefähr 100 kHz übermitteln. Das Signal kann für den Bereich, in dem die Signalquelle 180 sich befindet, um ein wiedererkennbares Signal erzeugen zu können, charakteristisch sein. Um dem erzeugten Signal ein charakteristisches Merkmal zu verleihen, kann das Signal beispielsweise mit einer bestimmten Frequenz versehen werden, oder auf sonstige Weise moduliert werden. Die Signalquelle 180 kann das erwünschte magnetische Signal unter Verwendung bekannter Modulationsverfahren erzeugen. Um ein bestimmtes magnetisches Feld zu erzeugen, kann die Signalquelle 180 beispielsweise einen Magneten mit einer bekannten Geschwindigkeit drehen, um eine Spule mit einer kontrollierten Wellenform zu erregen. Das Erzeugen des magnetischen Signals kann vom Prozessor 183 kontrolliert werden, der wiederum durch das Kommunizieren mit dem Server 110 durch das Netzwerk 150 neu programmiert werden kann.
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Die Signalquelle 180 kann an beliebigen Stellen, einschließlich im Innenbereich eines Gebäudes, positioniert werden. Die Signalquelle 180 kann an jeder Position in oder um das Gebäude herum einschließlich der Decke, den Wänden, dem Boden des Gebäudes positioniert werden. Wie aus 2 ersichtlich, ist die Signalquelle 180 an der Decke des Raums 202 in Gebäude 200 positioniert. Das magnetische Signal, das von der Signalquelle 180 erzeugt wird, kann sich über die Begrenzung des Raums 202 hinaus erstrecken, weswegen es in umliegenden Bereichen, wie etwa in Raum 204, erfasst werden kann. Das magnetische Signal, das von einer Signalquelle 180 erzeugt wird, kann von einem mobilen Gerät 170, wie jenes, das in Raum 204 von Nutzer 270 verwendet wird, erfasst werden. Wenn mehrere Signalquellen 180 in einem Gebäude oder einem Raum vorliegen, können sie innerhalb des Gebäudes verteilt werden, um die Fläche zu maximieren, innerhalb der, erzeugte magnetische Signale erfasst werden können. Multiple Signalquellen 180 können auch derart angeordnet werden, um an jedem Punkt innerhalb eines Raums oder eines Gebäudes eine charakteristische Signalstärke und Signalführung zu erzeugen. Signalquelle 180 kann sich auch im Freien befinden; entweder allein oder an eine separate Struktur angebracht. Insbesondere können Signalquellen 180 in Bereichen positioniert werden, die von GPS-Signal obstruierenden Objekte umgeben sind.
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Das magnetische Signal, das von einer Signalquelle 180 erzeugt wird, erzeugt ein magnetisches Feld im umgebenden Bereich, das von einem Standort zum nächsten variiert. Insbesondere ist die Stärke und Führung des magnetischen Signals von Standort zu Standort, an denen das magnetische Signal erfasst wird, abhängig. Rückkehrend zu 2, kann die Signalquelle 180 ein magnetisches Signal erzeugen, das die Räume 202 und 204 durchquert. Das magnetische Signal verfügt jedoch im Vergleich zu Raum 204 in Raum 202 über eine unterschiedliche Führung und Stärke. Demzufolge erfassen die jeweiligen mobilen Geräte 160 und 170 magnetische Signale unterschiedlicher Stärke und Führungen. Darüber hinaus erfassen beide mobilen Geräte 160 und 170 eine Änderung der Stärke und Führung der entdeckten magnetischen Signale, während Nutzer 260 und 270 sich innerhalb der Räume 202 und 204 bewegen. Die mobilen Geräte können Änderungen der Stärke der magnetischen Signale erfassen, die unter einem Picotesla liegen.
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In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform kann das mobile Gerät 160 auf Daten zur magnetischen Umgebung, in der sich das mobile Gerät 160 derzeit befindet, zugreifen. Das mobile Gerät 160 kann beispielsweise auf zuvor erfasste magnetbezogene Untersuchungsdaten zurückgreifen, die die Stärke und Führung des magnetischen Felds an verschiedenen Standorten innerhalb des Gebäudes 200 repräsentiert. Die abgerufenen Untersuchungsdaten können dann mit dem magnetischen Signal verglichen werden, das derzeit von einem mobilen Gerät 160 erfasst wird. Insbesondere kann das mobile Gerät 160 die Stärke und Führung des derzeit erfassten magnetischen Signals auf die Stärke- und Führungsdaten, die in den abgerufenen Untersuchungsdaten repräsentiert werden, abstimmen. Das mobile Gerät 160 kann dann die Standortinformationen, die in den Untersuchungsdaten enthalten sind, dazu verwenden, um den wahrscheinlichen Standort des mobilen Geräts 160 zu bestimmen.
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Während das magnetische Signal erfasst wird, kann es auf ein Signal basieren, das von einer Signalquelle 180 erzeugt wird, wobei das erfasste magnetische Signal auch auf der natürlichen magnetischen Umgebung basieren kann, sofern sich ein räumlich variierendes magnetisches Feld im Bereich von Interesse befindet. Ein natürliches magnetisches Umfeld beinhaltet jegliches Umfeld, in dem das erfasste magnetische Signal nicht in erster Linie das Ergebnis eines Geräts ist, wie etwa das einer Signalquelle 180, deren Zweck darin besteht, ein magnetisches Signal zu erzeugen. Ein Gebäude kann beispielsweise mit dem magnetischen Feld der Erde interagieren, und somit ein natürliches magnetisches Signal innerhalb des Gebäudes erzeugen. Dieses natürliche magnetische Signal kann von einem mobilen Gerät 160 erfasst werden und in Verbindung mit den hier beschriebenen Ausführungsformen verwendet werden.
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Wie aus 1 ersichtlich, können die magnetbezogenen Untersuchungsdaten, die von mobilen Geräten 160 abgerufen werden, örtlich in Form von Untersuchungsdaten 190 gespeichert werden. Alternativ dazu können Untersuchungsdaten entfernt auf einem Server 110 oder an einer magnetischen Signalquelle 180 gespeichert werden. Das mobile Gerät 160 kann die entfernt gespeicherten Untersuchungsdaten über das Netzwerk 150 abrufen und empfangen.
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In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform wurden die vom mobilen Gerät 160 abgerufenen magnetbezogenen Untersuchungsdaten, zuvor unter Verwendung eines Untersuchungsgeräts eingesammelt. Bei diesem Untersuchungsgerät kann es sich um ein mobiles Gerät handeln, wie etwa die mobilen Geräte 160 oder 170, die zuvor durch ein Zielgebiet getragen wurden, um Untersuchungsdaten für das sich im Bereich befindliche magnetische Feld einzusammeln. Rückkehrend zu 2 kann der Nutzer 270 beispielsweise im Gebäude 200 herumlaufen, während das mobile Gerät 170 das sich im Bereich befindliche magnetische Feld erfasst. Während das mobile Gerät 170 das Gebäude 200 durchquert, kann es Daten speichern, die die Stärke und Führung des an verschiedenen Standorten und Orientierungen innerhalb des Gebäudes 200 erfassten magnetischen Felds angeben.
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Beim Sammeln magnetbezogener Untersuchungsdaten kann der gegenwärtige Standort des mobilen Geräts 170 auf mehrere Arten ermittelt werden. Nutzer 270 kann den gegenwärtigen Standort des mobilen Gerätes 170 beispielsweise manuell eingeben und dieser kann unter Verwendung bekannter Untersuchungsmethoden erworben werden. Der Nutzer kann die Position des mobilen Geräts 170 relativ zu anderen Objekten ebenfalls manuell eingeben, wie etwa durch die Eingabedaten in das mobile Gerät 170, die angeben, dass das mobile Gerät sich in Raum 204 befindet und ferner die relative Position des mobilen Geräts 170 in Bezug zur Tür 218 und dem Fenster 214 angibt. Darüber hinaus kann der Standort des mobilen Geräts 170 unter Verwendung anderer bekannter Verfahren ermittelt werden, wie etwa das Erwerben der geographischen Koordinaten des mobilen Geräts 170 über GPS oder über eine WiFi Positionierung. Die Untersuchung eines Bereichs kann an den vorgesehenen Standorten innerhalb des Bereichs stattfinden, wobei jede Messung des magnetischen Felds mittels einer zuvor festgelegten Entfernung getrennt wird. Nutzer 270 kann beispielsweise eine Messung des magnetischen Feldes, das von einer Signalquelle 180 mindestens einmal alle paar Fuß innerhalb aller Bereiche der Räume 202 und 204 erzeugt wird, vornehmen.
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Wie oben dargelegt, kann das magnetische Signal, das von einer Signalquelle 180 erzeugt wird, über eine bestimmte Frequenz verfügen, bei der das Signal moduliert wird. Demgemäß können Untersuchungsdaten, die vom mobilen Gerät 170 eingesammelt werden, auch Daten beinhalten, die die Frequenz identifizieren, bei der das erfasste magnetische Feld moduliert.
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Sobald die magnetbezogenen Untersuchungsdaten vom mobilen Gerät 170 eingesammelt worden sind, können Sie örtlich gespeichert werden oder über das Netzwerk 150 an den Server 110 gesendet werden. In Übereinstimmung mit der Ausführungsform können die Untersuchungsdaten dann verwendet werden, um ein Modell zu erstellen, das die Stärke und Führung des magnetischen Felds im gesamten untersuchten Bereich angibt. Dieses Modell kann auch eine zweidimensionale oder dreidimensionale Karte des untersuchten Bereichs beinhalten, die sowohl die Stärke und Führung des magnetischen Feldes an verschiedenen Standorten als auch die Frequenz bei der, die Signale moduliert werden, angibt. Darüber hinaus kann das Modell die wahrscheinliche Stärke und Führung des magnetischen Feldes an nicht untersuchten Punkten ableiten, indem es von einer Kontinuität des magnetischen Felds zwischen in der Nähe gelegenen untersuchten Punkten annimmt. Untersuchungsdaten können beispielsweise für zwei Punkte, die mehrere Fuß voneinander entfernt sind, existieren, wobei jeder Punkt über eine leicht unterschiedliche Signalstärke und Führung verfügt. Bei der Erstellung des Modells kann der Server 110 von einer allmählichen Verschiebung des magnetischen Feldes zwischen zwei untersuchten Punkten ausgehen, um dadurch das magnetische Feld allen Punkte zwischen den untersuchten Punkten anzunähern. Dasselbe Ableiten kann für alle Punkte zwischen sämtlichen untersuchten Punkten ausgeführt werden. Auf diese Weise kann das Modell Daten für alle Standorte innerhalb eines gegebenen Bereich umfassen, ohne das magnetische Feld an jedem Standort messen zu müssen.
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Alle untersuchten Punkte für einen bestimmten Bereich können ähnliche Werte aufweisen. Jeder untersuchte Punkt kann beispielsweise an derselben Höhe über dem Straßenniveau gemessen werden. Im vorliegenden Fall kein ein zweidimensionales Modell eines magnetischen Feldes erzeugt werden. Die untersuchten Punkte können jedoch auch innerhalb eines dreidimensionalen Raums ermittelt werden. Wenn es sich bei einem Gebäude 200 beispielsweise um ein mehrstöckiges Gebäude handelt, können Messungen des von der Signalquelle 180 erzeugten magnetischen Feldes auf jedem Stock des Gebäudes durchgeführt werden oder Messungen können an unterschiedlichen Höhen über dem Boden der Räume 202 und 204 durchgeführt werden. Im vorliegenden Fall kann ein dreidimensionales Modell eines magnetischen Feldes innerhalb des Gebäudes 200 erstellt werden.
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Dieses Modell kann auf örtlicher Ebene auf dem mobilen Gerät 170 oder am Server 110, basierend auf Untersuchungsdaten erstellt werden, die vom mobilen Gerät 170 zur Verfügung gestellt worden sind. Darüber hinaus kann das Modell unter Verwendung von Untersuchungsdaten erstellt werden, die von mehreren Untersuchungsgeräten gesammelt und am Server 110 miteinander kombiniert wurden, um ein zusammengesetztes Modell eines magnetischen Feldes innerhalb des vorgesehenen Bereichs zu erstellen.
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3 stellt ein exemplarisches Flussdiagramm 300 zur Erstellung eines Modells des magnetischen Feldes für einen bestimmten Bereich, bereit. In Block 302 misst ein Untersuchungsgerät ein magnetisches Feld an mehreren Standorten. Wie oben dargelegt, kann das gemessene magnetische Feld das Ergebnis eines magnetischen Signals sein, dass mittels einer magnetischen Signalquelle erzeugt wurde bzw. das Ergebnis natürlicher magnetischer Eigenschaften der Umgebung sein. Die Messungen können sowohl die Stärke und Führung des magnetischen Feldes als auch die Frequenz, bei der das Feld an jedem der untersuchten Standorte moduliert, beinhalten. Diese Messungen können als magnetbezogene Untersuchungsdaten gespeichert werden, die den Standort, an dem jede Messung durchgeführt wurde (Block 304) identifiziert. Wie in Block 304 vermerkt, können die Messungen sowohl übertragen als auch gespeichert werden. Das Untersuchungsgerät kann beispielsweise magnetische Feldmessungen und Standortdaten an einen Remote-Server übermitteln, an dem diese als Untersuchungsdaten gespeichert werden. Wie in Block 306 dargestellt, kann ein Modell dann auf der Basis der magnetbezogenen Untersuchungsdaten erstellt werden. Dieses Modell kann örtlich entweder am Untersuchungsgerät oder am Remote-Server erstellt werden. Wie oben bemerkt, kann das Modell eine mehrdimensionale Karte des magnetischen Feldes über die Gesamtheit eines bestimmten Bereichs repräsentieren. Das Modell kann auch auf zusätzliche Untersuchungsdaten basieren, die von multiplen Untersuchungsgeräten bereitgestellt wurden. Wie bereits vorstehend erörtert, kann das Modell die wahrscheinlichen Attribute des magnetischen Feldes an nicht untersuchten Punkten ableiten.
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4 stellt ein exemplarisches Flussdiagramm 400 für das Durchführen einer Lokalisierung eines mobilen Geräts auf der Basis eines erfassten magnetischen Signals bereit. In Block 402 erfasst ein mobiles Gerät ein magnetisches Signal. Wie oben dargelegt, kann das magnetische Signal auf natürliche magnetische Eigenschaften der Umgebung oder auf einem von einer Signalquelle erzeugten magnetischen Signal basieren. Darüber hinaus kann die Erfassung das Messen der Stärke, Führung und Frequenz des magnetischen Signals beinhalten. Das mobile Gerät kann dann auf magnetbezogene Untersuchungsdaten für den allgemeinen Bereich, in dem das mobile Gerät sich derzeit befindet, zurückgreifen (Block 404). Wenn das erfasste magnetische Signal über eine spezifische Frequenz verfügt, kann diese Frequenz verwendet werden, um die Modelldaten, auf die zugegriffen werden muss, zu identifizieren. Das mobile Gerät 160 aus 2 kann beispielsweise auf gespeicherte magnetische Modelldaten für das Gebäude 200 auf Basis der Frequenz des von der Signalquelle 180 erzeugten magnetischen Signals, zugreifen. Alternativ kann das mobile Gerät auf bestimmte magnetische Modelldaten auf Basis allgemeiner örtlicher und vom mobilen Gerät erworbener Informationen zugreifen. Dieser allgemeine Standort kann auf eine Reihe von Arten ermittelt werden, wie etwa, indem diese vom Nutzer manuell bereitgestellt werden oder mittels des Verwendens des jüngsten vom mobilen Gerät empfangenen GPS-Signals. Das mobile Gerät kann dann die abgerufenen Modelldaten mit dem erfassten magnetischen Signal (Block 406) vergleichen. Insbesondere kann das mobile Gerät bestimmen, ob die Stärke und Führung der erfassten magnetischen Signale mit denselben Attributen des modellierten magnetischen Feldes an einem bestimmten Standort innerhalb des Modells, auf das zugegriffen wurde (Block 408), übereinstimmen. Falls eine Übereinstimmung existiert, kann das mobile Gerät ermitteln, ob sein absoluter Standardort und/oder seine absolute Orientierung dem Standort im Modell, in dem die Übereinstimmung festgestellt wurde, entspricht (Block 410).
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Es besteht die Möglichkeit, dass es zwischen den Modelldaten und dem erfassten magnetischen Signal keine Übereinstimmungen gibt oder dass es mehrere potentielle Übereinstimmungen gibt. Falls keine einzigen Übereinstimmungen festgestellt werden können, kann das mobile Gerät zu Block 402 zurückkehren, indem es ein magnetisches Signal erneut erfasst und die Blöcke 404 und 406 unter Verwendung des sowohl neu erfassten magnetischen Signals als auch jeglicher zuvor erfasster magnetischer Signale wiederholt, um den gegenwärtigen Standort und die gegenwärtige Orientierung des mobilen Geräts zu bestimmen (Block 410). Sobald ein Standort in Block 410 ermittelt wurde, kann das mobile Gerät mit dem Lokalisierungsverfahren so lange fortfahren, bis es den Befehl erhält zu stoppen (Block 412). Insbesondere kann das mobile Gerät bestimmen, ob es eine Änderung in der Stärke, Führung oder Frequenz des erfassten magnetischen Signals (Block 414) gibt. Wenn eine derartige Änderung erfasst wird, kann das mobile Gerät die mit den Blöcken 404, 406, 408 und 410 in Verbindung gebrachten Vorgänge unter Verwendung des neu erfassten magnetischen Signals wiederholen.
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Das mobile Gerät 160 der 2 kann sich in Übereinstimmung mit dem Flussdiagramm 400 unter Verwendung der sich innerhalb des Gebäudes 200 befindlichen Merkmale der magnetischen Umgebung, selbst lokalisieren. Diese Lokalisierung kann selbst dann erfolgen, wenn dem mobilen Gerät 160 keine Informationen zur Verfügung stehen, die den Standort der Signalquelle 180 angeben, da die absolute Position des mobilen Geräts 160 unter Verwendung der abgerufenen magnetbezogenen Untersuchungsdaten identifiziert werden kann.
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Viele der Funktionen, die weiter oben als von einem mobilen Gerät durchgeführt, beschrieben werden, können alternativ mittels eines Remote-Servers und umgekehrt durchgeführt werden. In einer Ausführungsform kann das erfasste magnetische Signal aus den Blöcken 402 und 414 beispielsweise von einem mobilen Gerät an einen Remote-Server, wie etwa Server 110, übermittelt werden. Die Blöcke 404, 406, 408 und 410 können dann am Remote-Server durchgeführt werden und der Remote-Server kann die bestimmten Standort- und/oder Orientierungsdaten an das mobile Gerät übermitteln. Während Flussdiagramme 300 und 400 einen spezifischen Satz an Vorgängen umfassen, kann darüber hinaus gesagt werden, dass diese Vorgänge nur exemplarischer Natur sind. Alternative Ausführungsformen des offenbarten Systems können im Vergleich zu den in den 3 und 4 dargestellten Vorgänge, zusätzliche Vorgänge durchführen oder können lediglich einen Teil der dargestellten Vorgänge durchführen.
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Rückkehrend zu 2 kann das mobile Gerät 160 sich selbst unter Verwendung der oben beschriebenen Verfahren lokalisieren. Diese Lokalisierung des mobilen Geräts 160 kann automatisch in Verbindung mit einer oder mehreren derzeit auf dem mobilen Gerät 160 laufenden Anwendungen durchgeführt werden. Das Gebäude 200 kann beispielsweise ein Kunstmuseum sein und Nutzer 260 kann auf eine Anwendung auf dem mobilen Gerät 160 zugreifen, die Informationen über in die sich Nähe des Nutzers 260 befindlichen Kunstwerke bereitstellt. Während Nutzer 260 sich Gemälde 210 nähert, kann das mobile Gerät 210 die oben beschriebenen Lokalisierungsverfahren nutzen, um zu ermitteln, dass das mobile Gerät 160 sich in einer zuvor festgelegten Entfernung und Orientierung in Bezug zu Gemälde 210 befindet. Wie aus 5 ersichtlich, kann das mobile Gerät dann Informationen über das Gemälde 210 automatisch anzeigen. In Übereinstimmung mit der Anwendung kann das mobile Gerät 160 ein Symbol 510 anzeigen, das den Raum identifiziert, in dem sich der Nutzer 260 derzeit befindet. Darüber hinaus kann das mobile Gerät auswählbare Symbole 520, 530 und 540 anzeigen, die je zusätzliche Informationen über das Gemälde 210 bereitstellen. Das mobile Gerät 160 kann auch eine ähnliche identifizierende Funktion in Verbindung mit sich in der Nähe des mobilen Geräts 160 befindlichen Räumen oder Einrichtungen durchführen.
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In einer anderen Ausführungsform kann das mobile Gerät 160 die oben beschriebenen Verfahren anwenden, um den gegenwärtigen Standort des Nutzers in Verbindung mit einer Kartenanwendung zu ermitteln. Wie aus 6 ersichtlich, kann das mobile Gerät 160 Objekt 610 anzeigen, während es den gegenwärtigen Standort des Nutzers auf der Karte 620 angibt. Dieser Standort kann ausschließlich durch den Vergleich erfasster magnetischer Signale mit magnetbezogenen Untersuchungsdaten, oder in Kombination mit anderen Lokalisierungsverfahren, wie etwa GPS, ermittelt werden. Darüber hinaus kann die Karte das Layout eines Gebäudes anzeigen und den Standort des Nutzers innerhalb des Gebäudes angeben.
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Die magnetbezogenen Untersuchungsdaten 190, die auf den mobilen Geräten 160 gespeichert werden, können vom Server 110 auf Basis der von im Laufe der Zeit stattfindenden Änderungen im magnetischen Umfeld aktualisiert werden. Gleichermaßen können die von mobilen Geräten 160 und 170 erfassten magnetischen Signale verwendet werden, um die im Remote-Server 110 gespeicherten magnetbezogenen Untersuchungsdaten zu aktualisieren.
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Während diese und andere Variationen und Kombinationen der oben beschriebenen Merkmale verwendet werden können, ohne vom beanspruchten Gegenstand abzuweichen, sollte die vorhergehende Beschreibung exemplarischer Ausführungsformen eher als Illustration und nicht als Gelegenheit angesehen werden, um die durch die Ansprüche definierte Erfindung zu begrenzen. Es versteht sich von selbst, dass das Bereitstellen von Beispielen der Erfindung (sowie auch Klauseln, die mit Begriffen, wie „wie etwa”, „z. °B.”, „einschließlich” und dergleichen, formuliert sind) nicht als Begrenzung der Erfindung auf diese spezifischen Beispiele interpretiert werden sollte, da die Beispiele eher dazu dienen, einige der vielen möglichen Aspekte zu illustrieren.
