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Technisches Sachgebiet
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Die Erfindung betrifft eine Personenbeförderungseinrichtung mit automatisierter Nutzungsfunktion nach der Authentifizierung des priorisierten Benutzers einer Personenzielgruppe mit Hilfe eines Eingangssensors, vorzugsweise einer Kamera, die vorzugsweise an ein neuronales Netz zur Authentifizierung und Schaltung gekoppelt ist.
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Stand der Technik
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Eine konventionelle Personenbeförderungseinrichtung gemäß dem in
DE 102010021727 A1 gezeigten Stand der Technik umfasst einen vom Benutzer implizierten Richtungswechsel durch die Betätigung eines Knopfes, Betreten eines Trittbrettes oder das Aktivieren einer Lichtschranke der Personenbeförderungseinrichtung. Dieser wird akustisch und/oder visuell angezeigt.
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Die dargestellte Personenbeförderungseinrichtung in
WO 2015171774 A1 verfügt über einen Überwachungssensor, der zur Kontrolle des sichtbaren Bereiches um die Personenbeförderungseinrichtung, der Erfassung der Bewegungsgeschwindigkeit und Anwesenheit eines Benutzers dient. Die darauf aktivierte Funktion ist entweder der Stillstand, der Standby-Modus oder die Aktivierung der Personenbeförderungseinrichtung.
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In
US 10059569 B2 wird aufgezeigt, dass die Detektion und Vorbeugung von verschiedenen Risikosituationen mit bestimmten Personengruppen wie z.B. ältere Menschen oder körperlich eingeschränkten Personen durch ein neuronales Netz, welches dafür ausgebildet wird diese zu erkennen, erreicht wird. Das neuronale Netz speichert alle mit der Zeit auftretenden Risikosituationen und bei Auftreten einer solchen wird entweder ein Alarmsignal an die Personenbeförderungseinrichtung gesandt, die Benutzung verhindert oder der Benutzer zur Vorsicht aufgefordert.
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Das Dokument
WO 2015090764 A1 beschreibt die Art der Überwachung des Bereiches um eine Personenbeförderungseinrichtung, so dass die Benutzer über Radarsensor, Infrarotsensor, Laserscanner, CCD-Kamera oder eine TOF-Kamera erkannt werden können.
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In
US 10096190 B2 wird die Betätigung eines Knopfes nach der Authentifikation eines autorisierten Benutzers zum Initiieren des Richtungswechsels der Fahrtrichtung oder die automatische Genehmigung mit Hilfe eines biometrischen Sensors bei autorisierten Personen dargestellt. Der Sensor erfasst den Benutzer und durch die Verbindung mit einem Server, der eine Datenbank mit den autorisierten Personen enthält, wird der Benutzer überprüft und der Fahrtrichtungswechsel genehm igt.
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Zu lösendes technisches Problem
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Das notwendige Vorhandensein einer Serveranbindung zur Überprüfung der Autorisierung durch bestehende Datenbanken, stellt ein Problem der Datenspeicherung von Nutzerdaten und in Folge dessen ein Problem mit dem Datenschutz, dar.
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Diese permanente Serveranbindung und die Authentifizierung über eine Datenbank haben eine längere Reaktionszeit zur Folge und das Erfordern einer durchgehenden Verbindung zum Internet beeinflusst dies zudem.
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Außerdem benötigt das System zeitnahes, effizienteres Autorisieren von bedürftigen Personen.
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Daneben findet keine anonymisierte Verwendung statt. Situationsabhängige Entscheidungen können nicht getroffen werden, da keine lebensechte Situationsbewertung möglich ist und multiple Aktualitätsfaktoren nicht mit einbezogen werden.
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Des Weiteren ist der Sensor immerwährend aktiv, was zu einem erhöhten Verbrauch von Energie führt.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Diese Aufgaben werden mit einer Personenbeförderungseinrichtung (PBE) zur Priorisierung von Zielpersonen einer Personenzielgruppe (PZG) bei der Nutzung der Personenbeförderungseinrichtung durch die Zielperson, wie im Folgenden beschrieben ist, gelöst. Diese PBE umfasst:
- einen Eingangssensor, welcher ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einer visuellen Kamera, einer Infrarotkamera, einem Ultraschallsensor, einem LIDAR-System, einem RFID-Messsystem, magnetischem Detektionssystem oder biometrischem Sensor und geeignet ist, eine zu befördernde Zielperson zu erfassen;
- ein EDV-System, welches ausgestattet ist, die Daten vom Sensor zu übernehmen und die Zielperson der PZG direkt anhand von primären Merkmalen der Zielperson zuzuordnen, die PBE zu schalten oder zu steuern, so dass die PBE eine der zugeordneten PZG entsprechende Nutzungsfunktion ausführt.
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Das EDV-System kann eine Erfassung und Zuordnung direkt vornehmen, ohne externe Datenbank. Direkt heißt in diesem Zusammenhang, dass die PBE autark über die Zuordnung entscheiden kann.
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Das Erfassungssystem ist internetunabhängig und mit keiner Nutzerdaten beinhaltenden Datenbank verbunden. Hiermit wird eine schnellere Reaktionszeit möglich. So ist es möglich, dass transiente Krankheitszustände oder Notfälle umgehend als solche identifiziert werden. Zudem werden das eigenständige, systematische Erfassen und unabhängige Zuordnen gewährleistet.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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Im Nachfolgenden wird die vorliegende Erfindung näher beschrieben.
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Die PBE nach der Erfindung umfasst nach einer bevorzugten Variante einen Aktivierungssensor, der den Eingangssensor aktiviert, wenn eine potenzielle Zielperson in einen Erfassungsbereich gelangt, wobei der Aktivierungssensor vorzugsweise ein Bewegungssensor und/oder ein IR-Detektor ist. Deswegen muss der Eingangssensor nicht permanent aktiv sein, sondern ist situationsabhängig und kann spontan verwendet werden, so dass der Gesamtprozess energetisch günstiger ist.
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Bevorzugt ist die PBE ausgestaltet, dass die Kamera die Bewegung oder das Anstehen einer potenziellen Zielperson in einem bestimmten Erfassungsbereich aufnimmt. Die Fläche des Erfassungsbereiches wird definiert als 3 Meter Länge mal 3 Meter Breite vor dem Eintrittsbereich der PBE.
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Weiterhin umfasst die PBE ein EDV-System, das ein Computer mit Programmmodulen sein kann. Bevorzugt wird das Erfassen und Zuordnen über ein solches Programmmodul, also einem Autorisierungsalgorithmus dargestellt. Hierbei ist der Autorisierungsalgorithmus ein Programmcode, der vorzugsweise humanprogrammiert ist. Alternativ kann der Autorisierungsalgorithmus ein neuronales Netz sein. Auch die Kombination von programmiertem Code und einem neuronalen Netz ist bevorzugt.
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Des Weiteren kann der Autorisierungsalgorithmus neben Erfassen und Zuordnen einer Zielperson zu einer vorgegebenen, autorisierten PZG, auch andere Benutzer, die nicht zu einer PZG gehören, als solche identifizieren und ihnen die priorisierte Benutzung der PBE verwehren.
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Dabei ist eine vorteilhafte Möglichkeit, dass der Autorisierungsalgorithmus bestimmte vorgegebene primäre Merkmale der Zielperson identifiziert und vorgegebenen, zu priorisierenden PZG zuordnen kann.
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Vorteilhaft sind die oben genannten vorgegebenen primären Merkmale, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus: Gangmuster, Alter, Größe, Haarfarbe, Haarmuster, Gehstock, Rollator, Rollstuhl, Krücke oder Rückenkrümmung oder andere Hinweise auf Gebrechlichkeit, Gehhilfen oder Altersmerkmale.
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Typischerweise sind PZG körperlich eingeschränkte Personen, Personen mit Kinderwägen, Schwangere oder andere regulatorisch festgelegte Personen, berechtigte Benutzer der PBE.
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Erfindungsgemäß besteht eine weitere bevorzugte Möglichkeit darin, dass der Autorisierungsalgorithmus ein neuronales Netz ist, das vorzugsweise anhand vorgegebener primärer Merkmale teilweise selbstlernend, z.B. Deeplearning, oder mittels teilweiser Programmierung oder durch überwachtes Lernen, derart trainiert wird, dass es eine Zielperson anhand dieser Merkmale der PZG zuordnen kann.
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In einer weiteren Variante der Erfindung ist der Autorisierungsalgorithmus ein selbstlernendes neuronales Netz, das in laufendem Betrieb trainiert werden kann und welches vorzugsweise anhand von sekundären Merkmalen, insbesondere dem Besitz einer Chipkarte, typischer Wartedauer an der PBE oder dem Abstand zur PBE, selbst primäre Erkennungsmerkmale im neuronalen Netz derart etablieren kann, dass es ohne die Sekundärmerkmale die Zielperson der PZG zuordnen kann. Dabei kann es bei der Authentifizierung von Zielpersonen zur Verstärkung oder Abschwächung der in neuronalen Netz vorliegenden Gewichtungsstruktur kommen, wenn bestimmte Merkmale miteinander in Korrelation treten und das neuronale Netz kann diese Informationen abbilden. Hierbei sind sekundäre Merkmale, solche die eine unmittelbare Zuordnung über externe Datenbanken oder Listen ermöglichen, z.B. solche die durch Behörden ausgestellt werden. Primäre Merkmale sind hingegen Eigenschaften einer Zielperson selbst, die über den Eingangssensor bestimmt werden können. Primäre und sekundäre Merkmale ermöglichen eine Zuordnung der Zielperson zu den Personenzielgruppen.
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Ein System nach der Erfindung kann so ablaufen, dass das Chipkartensystem anfänglich eingesetzt wird, um das neuronale Netz zu trainieren. Dabei werden primäre Merkmale aufgenommen und das sekundäre Authentifizierungssystem (Chipkarte) dazu genutzt, um Korrelationen in der Zugehörigkeit von Zielpersonen zur PZG, über die primären Merkmale zu etablieren und die Gewichtungen der neuronalen Netze zu optimieren, beziehungsweise Korrelation zwischen primären Merkmalen selbst herzustellen. Das System kann nach einer bestimmten Zeit, nachdem es eine ausreichende Konfidenz aufgebaut hat, wie die primären Merkmale untereinander und mit den sekundären Merkmalen zusammenhängen und die Bedeutung dieser abwägen kann, automatisch ohne den Gebrauch eines Chipkartensystems die Zielperson der PZG in Echtzeit zuordnen. Somit werden für die Zukunft das eigenständige, systematische Erfassen und unabhängige Zuordnen gewährleistet, ohne dass auf System-externe Listen oder Datenbanken zur Autorisierung zugegriffen werden muss.
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In der Code-programmierten Variante kann auch eine Merkmalsdatenbank von primären Merkmalen, welche auf die PZG abbilden, erstellt werden. Diese Daten sind jedoch anonymisiert und auf die Merkmale als solche beschränkt. Hierbei ergibt sich der Vorteil, dass keine externe Datenbank benötigt wird und zudem keine Nutzerdaten gespeichert werden. Bei dem neuronalen Netz liegen ohnehin keine Datenlisten abgreifbar vor, so dass Datenschutzbedenken Genüge getan wird.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist eine Priorisierungsfunktion, so dass eine Zielperson einer anderen bevorzugt wird. Wenn zwei oder mehr Personen gleichzeitig den Erfassungsbereich betreten, werden gewichtete Entscheidungsfaktoren berücksichtigt, um zu entscheiden, wer oder welche Gruppe die PBE priorisiert benutzen darf.
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Erfindungsgemäß ist die PBE vorzugsweise eine Fahrtreppe, Fahrsteig, Lift oder ein Förderband. Diese hat typischerweise zwei Ein- oder Ausstiegspositionen. Dabei kann ein Richtungswechsel der PBE stattfinden.
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In einer zusätzlichen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die PBE eine Signalanzeige auf. Bevorzugt ist diese ein Lichtsignal, eine Textanzeige oder ein akustisches Signal. Die Signalanzeige kann die Funktion haben, eine Nutzungsfunktion der PBE synchron zu dieser anzuzeigen und/oder vor der Nutzungsfunktion diese anzukündigen.
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Des Weiteren ist die Signalanzeige, welche den Warnhinweis gibt, bevorzugt eine Textanzeige, eine Lichthupe und/oder ein Warnton, der vorzugsweise auf der gegenüberliegenden Seite zu der Ein- oder Ausgangsposition der PBE zu der priorisierenden Person, angezeigt wird.
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Gemäß bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung ist die Nutzungsfunktion eine Nutzungseinstellung der PBE, vorzugsweise eine der PZG zugeordnete Nutzungsgeschwindigkeit und/oder eine Betriebsrichtung.
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Vorzugsweise ist die Nutzungsfunktion der PBE eine Nutzungseinstellung, bevorzugt eine angepasste Richtungseinstellung und/oder Geschwindigkeitseinstellung in Abhängigkeit der PZG-Zugehörigkeit der Zielperson.
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Das EDV-System der PBE ist derart ausgebildet, dass es die Nutzungsfunktion ändern oder schalten kann, bevorzugt nachdem ein Warnhinweis durch die Signalanzeige gegeben wird, initiieren kann.
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Erfindungsgemäß ist die PBE derart gestaltet, dass nach dem Auslöser in Form eines Warnhinweises durch die Signalanzeige, für vorzugsweise einen Richtungswechsel, die Nutzungsfunktion nach einer definierten Zeitspanne umgeschaltet wird, bevorzugt nachdem der letzte Benutzer vor dem Warnhinweis die PBE betreten hat.
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Erfindungsgemäß ist die Signalanzeige der PBE kombiniert mit der Nutzungsfunktion oder der allgemeinen Umschaltung dieser über das EDV-System, abhängig von der Zielperson, die der PZG zugeordnet ist. Abhängig von der Personenzielgruppe wird eine dieser entsprechende Nutzungsfunktion aktiviert.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der PBE, kann das EDV-System die Nutzungsfunktion der PBE in den Ausgangszustand zurücksetzen, nachdem die Zielperson oder die Zielpersonen die PBE verlassen hat, beziehungsweise die Nutzung abgeschlossen ist.
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In einer weiteren Variante weist die PBE eine automatisierte Aktivierung der Nutzungsfunktion auf, vorzugsweise wird diese durch vorhandene sekundäre Merkmale aktiviert, insbesondere durch ein Chipkartensystem oder ein RFID-System. Dabei kann die Zielperson ihre Nutzungsfunktion vorzugsweise mit der Chipkarte aktivieren.
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Die bei der Ausgestaltung der Erfindung aufgenommenen Daten der erfassten Zielperson durch den Eingangssensor und das EDV-System, werden in Echtzeit lokal verarbeitet und es findet keine permanente Speicherung dieser statt.
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Dabei werden die Daten, welche durch den Eingangssensor und durch das in Echtzeit erfassende EDV-System, aufgenommen werden, nicht permanent, sondern nur für wenige Minuten gespeichert, um die für den Lern- und Entwicklungsprozess des Autorisierungsalgorithmus notwendigen primären Merkmale der einer vorgegebenen PZG angehörigen Zielperson aufzunehmen.
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In einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren bereitgestellt, welches die folgenden Schritte aufweist:
- (i) Aktivierung des Eingangssensors,
- (ii) Erfassung der Zielperson durch den Eingangssensor,
- (iii) Zuordnung durch das EDV-System von der Zielperson zur PZG,
- (iv) Signalanzeige,
- (v) Schaltung der Nutzungsfunktion.
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Bevorzugt wird in einem Schritt (vi) die Ausgangsnutzungsfunktion der PBE nach Ablauf der Nutzungsperiode wiederhergestellt.
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Bevorzugt erfolgt in Schritt (iii) die Zuordnung über sekundäre Merkmale, insbesondere Chipkarten.
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Besonders bevorzugt erfolgt die Zuordnung über primäre Merkmale.
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Insbesondere wird im Schritt (iii) ein neuronales Netz trainiert, welches anhand von primären und sekundären Merkmalen trainiert wird, so dass es mit ausreichender Konfidenz nur auf Grundlage der Primärmerkmale die Zielperson der PZG zuordnen kann.
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Bevorzugt erfolgt das zuvor beschriebene Verfahren mit der erfindungsgemäßen PBE.
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Figurenliste
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- In 1 wird die erfindungsgemäße Erfassung einer Zielperson und die die Einstellung der entsprechenden Nutzungsfunktion dargestellt.
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Beispiel
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In dem nachfolgenden Beispiel wird eine mögliche Ausführungsart der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben und erklärt.
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1 zeigt eine mögliche Situation bei der Benutzung einer PBE, in diesem Fall einer Fahrtreppe (5). Diese weist zwei Ein- oder Ausstiegspositionen auf und es findet ein Richtungswechsel statt. Dabei nähern sich zwei potenzielle Zielpersonen (1) gleichzeitig der Fahrtreppe (5). Diese werden von dem aktivierten Eingangssensor, hier der Kamera (2), erfasst, nach dem Betreten des Erfassungsbereiches. Sowohl der Erfassungsbereich der Kamera (2) ist variabel als auch ihre Position, an der sie angebracht ist, je nach Art der PBE. In diesem Beispiel befindet sich die Kamera (2) über der Fahrtreppe (5). Sie kann aber auch an der PBE angebracht sein. Nach der Erfassung durch die Kamera (2), ordnet das mit der Kamera (2) verknüpfte EDV-System (3) anhand eines Autorisierungsalgorithmus, vorzugsweise einem neuronalen Netz die Benutzer einer Personenzielgruppe zuzuordnen. Dabei identifiziert der Autorisierungsalgorithmus bestimmte vorgegebene primäre Merkmale der Zielperson und kann dann die Zielperson den vorgegebenen, zu priorisierenden PZG zuordnen. In diesem Fall wird die Zielperson (1a) am unteren Ende der Fahrtreppe als eine autorisierte Zielperson (1 a) erkannt, die einer vorgegebenen PZG zugeordnet wird. Die zweite Zielperson (1b) am oberen Ende der Fahrtreppe (5) wird hingegen nicht als solche identifiziert, so dass ihr die priorisierte Benutzung der Fahrtreppe (5) verwehrt wird. Infolgedessen kündigt die Signalanzeige (4) der priorisierten Zielperson (1a) am unteren Ende der Fahrtreppe (5) in Form eines Lichtsignals die neue, sie bevorzugende Fahrtrichtung der Fahrtreppe (5) an und gleichzeitig wird dem anderen Benutzer (1b) die Änderung der Fahrtrichtung und die damit zusammenhängende Wartezeit angezeigt. Nach der Benutzung der Fahrtreppe (5) durch die priorisierte Zielperson (1a), ändert die PBE ihre Fahrtrichtung, so dass der nicht priorisierte Benutzer (1b) am oberen Ende der Fahrtreppe (5) diese danach benutzen kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1a, 1b
- Zielperson (1a PZG zugehörige priorisierte Zielperson; 1b nicht priorisierte Zielperson)
- 2
- Kamera
- 3
- EDV-System
- 4
- Signalanzeige
- 5
- Fahrtreppe
- PBE
- Personenbeförderungseinrichtung
- PZG
- Personenzielgruppe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010021727 A1 [0002]
- WO 2015171774 A1 [0003]
- US 10059569 B2 [0004]
- WO 2015090764 A1 [0005]
- US 10096190 B2 [0006]
