DE202021104622U1 - security system - Google Patents

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Abstract

Sicherheitssystem (1) zur Lokalisierung von mindestens einem ortsveränderlichen Objekt (2), mit mindestens einer Steuer- und Auswerteeinheit (3), mit mindestens einem ersten Funkortungssystem (4),wobei das erste Funkortungssystem (4) mindestens drei angeordnete Funkstationen (5) aufweist,wobei an dem Objekt (2) ein mobiles Gerät (7) mit mindestens einem Funktransponder (6) angeordnet ist,wobei mittels des ersten Funkortungssystems (4) Positionsdaten des Funktransponder und damit Positionsdaten des Objekts (2) ermittelbar sind,wobei die Positionsdaten von den Funkstationen (5) des ersten Funkortungssystems (4) an die Steuer- und Auswerteeinheit (3) übermittelbar sind,wobei die Steuer- und Auswerteeinheit (3) ausgebildet ist, die Positionsdaten des Funktransponders (6) zyklisch zu erfassen,wobei das mobile Gerät (7) mindestens einen Beschleunigungssensor (8) zur Detektion einer Bewegung des Objektes (2) aufweist,und mittels des Beschleunigungssensors (8) zyklisch Bewegungsdaten zu dem Objekt (2) ermittelbar sind,wobei die Bewegungsdaten zu dem Objekt (2) von dem mobilen Gerät (7) an die Steuer- und Auswerteeinheit (3) übermittelbar sind,wobei die Steuer- und Auswerteeinheit (3) ausgebildet ist, die Positionsdaten des ersten Funkortungssystems (4) und die Bewegungsdaten des Beschleunigungssensors (8) auszuwerten und zu vergleichen,und bei einer Übereinstimmung geprüfte Positionsdaten zu bilden.Security system (1) for locating at least one mobile object (2), with at least one control and evaluation unit (3), with at least one first radio location system (4), the first radio location system (4) having at least three radio stations (5) arranged ,wherein a mobile device (7) with at least one radio transponder (6) is arranged on the object (2),wherein position data of the radio transponder and thus position data of the object (2) can be determined by means of the first radio location system (4),wherein the position data from the radio stations (5) of the first radio location system (4) can be transmitted to the control and evaluation unit (3), the control and evaluation unit (3) being designed to cyclically record the position data of the radio transponder (6), the mobile device (7) has at least one acceleration sensor (8) for detecting a movement of the object (2), and by means of the acceleration sensor (8) cyclically movement data on the Ob project (2) can be determined, with the movement data on the object (2) being able to be transmitted from the mobile device (7) to the control and evaluation unit (3), the control and evaluation unit (3) being designed to use the position data of the evaluate and compare the first radio location system (4) and the movement data of the acceleration sensor (8), and form checked position data if they match.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Sicherheitssystem gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The present invention relates to a security system according to the preamble of claim 1.

Vorliegend geht es um die Absicherung des Automatisierungsgeschehens in Fabriken und Logistikbereichen. Es existiert ein stabiler Trend zur fortschreitenden Automatisierung und Vernetzung des Fertigungs- und Logistikgeschehens. Hintergrund sind die großen Optimierungsanstrengungen im Hinblick auf die Produktivität. Auch die Sicherheitstechnik wird in diesem Zusammenhang in den Blick genommen. Sie soll neben der primären Absicherungsaufgabe zusätzlich möglichst wenig Einschränkungen der produktiven Abläufe verursachen und im besten Fall durch die Bereitstellung von Sensorinformationen die Produktivität sogar fördern. Situationsbezogene Absicherungsstrategien werden daher erforderlich, bei denen Eingriffe in die produktiven Abläufe möglichst vermieden werden und falls sie unausweichlich sind, mit möglichst geringen Auswirkungen auf das Produktivgeschehen bleiben sollen. Konkret sollen die Sicherheitsmechanismen nur dann aktiv werden, wenn Personen in der Nähe von Gefahrenstellen sind und nur wenn eine Gefährdung denkbar und naheliegend ist. Zudem sollen abgestufte Absicherungsschritte zum Einsatz kommen, bei denen zunächst vorausschauende Maßnahmen eingeleitet werden, um ein Zusammentreffen von Menschen und Maschinen möglichst ganz zu vermeiden z. B. durch eine Warnung an eine Person im Betriebsumfeld, dass ein Fahrzeug naht und der Information bzw. der Aufforderung, dass die Person einen anderen Weg nimmt oder kurz wartet. Erst in weiteren Eskalationsstufen soll auf die Maschinen und produktiven Abläufe eingewirkt werden, beispielsweise durch eine Verlangsamung oder ein Notstopp einer gefahrbringenden Bewegung.This is about securing the automation process in factories and logistics areas. There is a stable trend towards progressive automation and networking of production and logistics processes. The background is the major optimization efforts with regard to productivity. Safety technology is also taken into account in this context. In addition to the primary protection task, it should also cause as few restrictions as possible on productive processes and, in the best case, even promote productivity by providing sensor information. Situation-related security strategies are therefore required, in which interventions in the productive processes are avoided as far as possible and, if they are unavoidable, should remain with the least possible impact on the productive processes. In concrete terms, the safety mechanisms should only be activated when people are in the vicinity of danger points and only when a hazard is conceivable and obvious. In addition, graduated safeguarding steps are to be used, in which forward-looking measures are first introduced in order to avoid the collision of people and machines as far as possible, e.g. B. by a warning to a person in the operating environment that a vehicle is approaching and the information or request that the person takes a different route or waits briefly. Only in further escalation levels should the machines and productive processes be influenced, for example by slowing down or an emergency stop of a dangerous movement.

Derzeit dominieren kleinteilige Absicherungskonzepte von Gefahrenstellen mit lokalen, meistens optischen Sicherheitssensoren. Hier wird jede Gefahrenstelle für sich isoliert mit einem lokal angebrachten Sicherheitssensor abgesichert. Solche Sensoren sind zum Beispiel Sicherheitslichtgitter oder Sicherheitslaserscanner.At present, small-scale protection concepts for hazardous areas with local, mostly optical safety sensors dominate. Here, each danger point is isolated and secured with a locally installed safety sensor. Such sensors are, for example, safety light curtains or safety laser scanners.

Zusätzlich zeichnet sich das Aufkommen von sicheren Lokalisierungssystemen ab, die eine übergeordnete Absicherung durch Positionsbestimmungen von Personen, Objekten und mobilen Maschinen ermöglichen. Übergeordnet bedeutet in diesem Fall, dass die sicherheitsrelevante Information und die daraus abgeleitete Sicherheitsentscheidung nicht lokal an der Gefahrenstelle erzeugt wird, sondern dass in diesem Fall ein zentraler RTLS-Server, der sich im Allgemeinen nicht nah an der oder den Gefahrenstellen befindet, diese Aufgabe übernimmt und diese Informationen auch einem übergeordneten ERP-System oder Prozesssteuerungssystem zur Verfügung stellen kann. Für die Umsetzung der Risikominderung muss der zentrale RTLS-Server sicherheitsrelevante Signale an die Gefährdungspunkte / lokalen Maschinen absetzen können und so auf das Gefährdungsgeschehen einwirken können.In addition, the emergence of secure localization systems is becoming apparent, which enable higher-level security by determining the position of people, objects and mobile machines. In this case, superordinate means that the security-relevant information and the security decision derived from it are not generated locally at the danger point, but that in this case a central RTLS server, which is generally not located close to the danger point or points, takes over this task and can also make this information available to a higher-level ERP system or process control system. In order to implement risk reduction, the central RTLS server must be able to send safety-relevant signals to the hazard points/local machines and thus be able to influence the hazard situation.

Die DE 10 2013 225 600 B4 offenbart ein Fahrzeugsystem zum Bestimmen der Position eines drahtlosen Geräts. Das Fahrzeugsystem umfasst ein drahtloses Gerät und wenigstens drei Knoten, die eine Hauptbasisstation und wenigstens zwei Nebenbasisstationen umfassen. Das Fahrzeugsystem erfasst die Position des drahtlosen Geräts relativ zu einem Fahrzeug. Das Fahrzeugsystem bestimmt die aktuelle Position des drahtlosen Geräts auf der Basis einer zuvor bestimmten Ausgangsposition, wenn die Kommunikation zwischen dem drahtlosen Gerät und den Knoten wenigstens teilweise unterbrochen wurde. Das Fahrzeugsystem bestimmt die aktuelle Position unter Verwendung einer Koppelnavigationstechnik oder einer adaptiven Vorhersagbarkeitsschätzung. Eine Koppelnavigation ist ein Prozess zum Berechnen einer aktuellen Position unter Verwendung einer zuvor bestimmten Position und zum Weiterführen dieser Position auf der Basis von geschätzten Geschwindigkeiten über die abgelaufene Zeit und eines Kurses.the DE 10 2013 225 600 B4 discloses a vehicle system for determining the position of a wireless device. The vehicle system includes a wireless device and at least three nodes including a main base station and at least two slave base stations. The vehicle system detects the position of the wireless device relative to a vehicle. The vehicle system determines the current position of the wireless device based on a previously determined initial position when communication between the wireless device and the nodes has been at least partially lost. The vehicle system determines the current position using a dead reckoning technique or adaptive predictability estimation. Dead reckoning is a process of calculating a current position using a previously determined position and advancing that position based on estimated speeds over elapsed time and a course.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Funkortungssystem zur Verfügung zu stellen, welches in Sicherheitsanwendungen gemäß funktionaler Sicherheit einsetzbar ist.An object of the invention is to provide a radio location system which can be used in safety applications in accordance with functional safety.

Die Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 gelöst durch ein Sicherheitssystem zur Lokalisierung von mindestens einem ortsveränderlichen Objekt, mit mindestens einer Steuer- und Auswerteeinheit, mit mindestens einem ersten Funkortungssystem, wobei das erste Funkortungssystem mindestens drei angeordnete Funkstationen aufweist, wobei an dem Objekt ein mobiles Gerät mit mindestens ein Funktransponder angeordnet ist, wobei mittels dem ersten Funkortungssystem Positionsdaten des Funktransponders und damit Positionsdaten des Objekts ermittelbar sind, wobei die Positionsdaten von den Funkstationen des ersten Funkortungssystems an die Steuer- und Auswerteeinheit übermittelbar sind, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit ausgebildet ist, die Positionsdaten des Funktransponders zyklisch zu erfassen, wobei das mobile Gerät mindestens einen Beschleunigungssensor zur Detektion einer Bewegung des Objektes aufweist, und mittels des Beschleunigungssensors zyklisch Bewegungsdaten zu dem Objekt ermittelbar sind, wobei die Bewegungsdaten zu dem Objekt von dem mobilen Gerät an die Steuer- und Auswerteeinheit übermittelbar sind, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit ausgebildet ist, die Positionsdaten des ersten Funkortungssystems und die Bewegungsdaten des Beschleunigungssensors auszuwerten und zu vergleichen, und bei einer Übereinstimmung geprüfte Positionsdaten zu bilden.The object is achieved according to claim 1 by a security system for locating at least one mobile object, with at least one control and evaluation unit, with at least one first radio location system, the first radio location system having at least three radio stations arranged, with a mobile device on the object at least one radio transponder is arranged, with position data of the radio transponder and thus position data of the object being able to be determined by means of the first radio location system, with the position data being able to be transmitted from the radio stations of the first radio location system to the control and evaluation unit, with the control and evaluation unit being designed which to record position data of the radio transponder cyclically, the mobile device having at least one acceleration sensor for detecting a movement of the object, and movement data on the object can be determined cyclically by means of the acceleration sensor, w obei the movement data on the object can be transmitted from the mobile device to the control and evaluation unit, the control and evaluation unit from is formed to evaluate and compare the position data of the first radio location system and the movement data of the acceleration sensor, and to form checked position data if they match.

Die Funkstationen dienen zur funkbasierten Kommunikation und Laufzeitmessung mit den ortveränderlichen Funktranspondern und zur Weiterleitung einer Kommunikation und von Laufzeitmesswerten an die Steuer- und Auswerteeinheit bzw. den RTLS-Server.The radio stations are used for radio-based communication and runtime measurement with the mobile radio transponders and for forwarding communication and runtime measurement values to the control and evaluation unit or the RTLS server.

Die Steuer- und Auswerteeinheit bzw. ein zentraler RTLS-Server, empfängt die gemessenen Signallaufzeiten und ermittelt daraus Positionswerte der vorhandenen Funktransponder.The control and evaluation unit or a central RTLS server receives the measured signal propagation times and uses them to determine the position values of the radio transponders present.

Die Ortung der Funktransponder erfolgt durch Laufzeitmessungen von Funksignalen, die zyklisch zwischen den Funktranspondern und mehreren festen Funkstationen ausgetauscht werden. Diese Triangulation funktioniert sehr gut, wenn die Signale mit ausreichender Signalstärke und auf geradem bzw. direkten Ausbreitungswege übermittelt werden.The radio transponders are located by measuring the runtime of radio signals that are exchanged cyclically between the radio transponders and several fixed radio stations. This triangulation works very well when the signals are transmitted with sufficient signal strength and on straight or direct propagation paths.

Es werden die Signale eines Funktransponders von mehreren ortsfesten Funkstationen bzw. Ankerstationen empfangen und über eine Laufzeitvermessung z. B. ‚Time of arrival‘ (TOA) oder z. B. ‚Time Difference of Arrival‘ (TDOA) die Grundlage für die Ortung geschaffen. Die Berechnung bzw. Schätzung der Position eines Funktransponders geschieht dann auf der Steuer- und Auswerteeinheit beispielsweise einem zentralen RTLS-Server (Real-Time-Location-System-Server), der über eine drahtlose oder drahtgebundene Datenverbindung an alle Funkstationen bzw. Ankerstationen angeschlossen ist. The signals of a radio transponder are received by several fixed radio stations or anchor stations and a runtime measurement z. B. 'Time of arrival' (TOA) or e.g. B. 'Time Difference of Arrival' (TDOA) created the basis for the positioning. The calculation or estimation of the position of a radio transponder then takes place on the control and evaluation unit, for example a central RTLS server (Real Time Location System server), which is connected to all radio stations or anchor stations via a wireless or wired data connection .

Diesen Modus der Ortung nennt man RTLS-Modus (Real-Time-Location-System-Modus).This mode of location is called RTLS mode (Real Time Location System mode).

Das Sicherheitssystem mit dem Funkortungssystem wird gemäß der Erfindung um mindestens einen Beschleunigungssensor ergänzt. Der Beschleunigungssensor bzw. ein Accelerometer ist beispielsweise tri-axial, d. h. es misst die Beschleunigungen in alle drei Raumrichtungen. Der Beschleunigungssensor ist dabei vorzugsweise ein Mikrosystemtechnik-Bauteil (MEMS-Bauteil).According to the invention, the safety system with the radio location system is supplemented by at least one acceleration sensor. The acceleration sensor or an accelerometer is, for example, triaxial, i. H. it measures the accelerations in all three spatial directions. The acceleration sensor is preferably a microsystems technology component (MEMS component).

Weiter kann das mobile Gerät auch optional MEMS-Gyroskopsensoren enthalten bzw. aufweisen, um mindestens eine Raumrichtung des mobilen Geräts festzustellen. Optional ist vorzugsweise ein Gyroskopsensor angeordnet, welcher drei unterschiedliche Raumrichtungen erfassen und ausgeben kann.Furthermore, the mobile device can also optionally contain or have MEMS gyroscope sensors in order to determine at least one spatial direction of the mobile device. Optionally, a gyroscope sensor is preferably arranged, which can detect and output three different spatial directions.

Der Beschleunigungssensor bzw. das Accelerometer wird zur Schätzung der Bewegung des mobilen Geräts und damit des Funktransponders, bzw. des Objektes genutzt. Das Ergebnis dieser Bewegungsschätzung wird beispielsweise als Diagnosesignal für die Positionsbestimmung verwendet, indem die Dynamik des Positionssignals bzw. der Positionsdaten mit den Bewegungsdaten des Beschleunigungssensors von der Steuer- und Auswerteeinheit ausgewertet und verglichen werden.The acceleration sensor or the accelerometer is used to estimate the movement of the mobile device and thus of the radio transponder or the object. The result of this movement estimation is used, for example, as a diagnostic signal for determining the position, in that the dynamics of the position signal or the position data are evaluated and compared with the movement data of the acceleration sensor by the control and evaluation unit.

Durch die Hinzunahme eines physikalisch diversitären Diagnosesignals des Bewegungssensors erlangt das Gesamtsystem bzw. das Sicherheitssystem, welches mindestens das Funkortungssystem und die Beschleunigungssensoren aufweist mit der Accelerometer-basierten Bewegungsschätzung, seine Eignung für sicherheitskritische Anwendungen insbesondere im Personenschutz.By adding a physically diverse diagnostic signal from the motion sensor, the overall system or the security system, which has at least the radio location system and the acceleration sensors with the accelerometer-based motion estimation, is suitable for security-critical applications, particularly in personal protection.

Das mobile Gerät gibt über den Funktransponder die Bewegungsdaten bzw. die Accelerometer-Signale über den Funkkanal direkt über die Funkstationen zur Steuer- und Auswerteeinheit bzw. zu einem Real-Time Locating System (RTLS-System) aus. Auch die ermittelten Positionsdaten werden von dem Funkortungssystem an die Steuer- und Auswerteeinheit übergeben und dort mit den Bewegungsdaten verglichen.The mobile device uses the radio transponder to transmit the movement data or the accelerometer signals via the radio channel directly via the radio stations to the control and evaluation unit or to a real-time locating system (RTLS system). The determined position data are also transferred from the radio location system to the control and evaluation unit and compared there with the movement data.

Die Auswertung in der Steuer- und Auswerteeinheit ist eine sichere Auswertung, die den Anforderungen der Funktionalen Sicherheit für das erforderliche Sicherheitsniveau entspricht. Die Steuer- und Auswerteeinheit bildet beispielsweise mindestens ein einkanaliges System mit Testung gemäß ISO 13849 oder optional ein zweikanaliges System. Beispielsweise weist die Steuer- und Auswerteeinheit Diagnosemechanismen auf, wie sie beispielsweise von den einschlägigen Sicherheitsnormen gefordert werden.The evaluation in the control and evaluation unit is a safe evaluation that meets the functional safety requirements for the required safety level. The control and evaluation unit forms, for example, at least a single-channel system with testing according to ISO 13849 or optionally a two-channel system. For example, the control and evaluation unit has diagnostic mechanisms such as are required by the relevant safety standards.

Die Bewegungsdaten werden genutzt, um einen momentanen Geschwindigkeitsvektor des mobilen Geräts bzw. des Funktransponders zu bestimmen.The movement data is used to determine an instantaneous speed vector of the mobile device or radio transponder.

Hierfür werden beispielsweise Bewegungsschätzer-Algorithmen genutzt, um ein möglichst optimales Ergebnis zu erhalten. Es können z. B. Kalman-Filter oder im einfachsten Fall lineare Filter, beispielsweise FIR-Filter oder IIR-Filter, zum Einsatz kommen.For this purpose, motion estimation algorithms are used, for example, in order to obtain the best possible result. It can e.g. B. Kalman filters or, in the simplest case, linear filters, for example FIR filters or IIR filters, can be used.

Das Kalman-Filter ist ein mathematisches Verfahren zur iterativen Schätzung von Parametern zur Beschreibung von Systemzuständen, hier zur iterativen Schätzung der Bewegungsdaten.The Kalman filter is a mathematical method for iteratively estimating parameters to describe system states, here for iteratively estimating motion data.

Das Kalman-Filter dient dazu, nicht direkt messbare Systemgrößen, hier Bewegungsdaten zu schätzen, während die Fehler der Messungen optimal reduziert werden. Bei dynamischen Größen kann dem Filter ein mathematisches Modell als Nebenbedingung hinzugefügt werden, um dynamische Beziehungen zwischen den Systemgrößen, hier Bewegungsdaten, zu berücksichtigen. So können beispielsweise Bewegungsgleichungen helfen, veränderliche Positionen und Geschwindigkeiten des Objekts gemeinsam präzise zu schätzen.The Kalman filter is used to estimate system variables that cannot be measured directly, in this case movement data, while the errors in the measurements are optimally reduced. In the case of dynamic variables, a mathematical model can be added to the filter as a constraint in order to take into account dynamic relationships between the system variables, here movement data. For example, equations of motion can help to precisely estimate changing positions and speeds of the object together.

Die Besonderheit, die das Kalmanfilter von einfachen Filtern wie etwa dem gleitenden Mittelwert unterscheidet und deutlich leistungsfähiger macht, ist die Beschreibung des Schätzwertes durch mehrdimensionale Normalverteilungen. Diese repräsentieren nicht nur Wahrscheinlichkeitsverteilungen möglicher Fehler um jeden Schätzwert, sondern auch Korrelationen zwischen Schätzfehlern unterschiedlicher Variablen. Mit dieser Information werden in jedem Zeitschritt die bisherigen Schätzwerte der Bewegung des Objektes mit den neuen Messungen auf optimale Weise kombiniert, so dass verbleibende Fehler des Filterzustands schnellstmöglich minimiert werden. Der momentane Filterzustand aus Schätzwerten, Fehlerschätzungen und Korrelationen bildet dabei eine Art Gedächtnis für die gesamte bisher gewonnene Information aus vergangenen Messwerten der Bewegung des Objektes. Nach jeder neuen Messung verbessert das Kalmanfilter die bisherigen Schätzwerte und aktualisiert die zugehörigen Fehlerschätzungen und Korrelationen.The special feature that distinguishes the Kalman filter from simple filters such as the moving average and makes it significantly more efficient is the description of the estimated value using multidimensional normal distributions. These not only represent probability distributions of possible errors around each estimate, but also correlations between estimate errors of different variables. With this information, the previous estimates of the movement of the object are optimally combined with the new measurements in each time step, so that remaining errors in the filter state are minimized as quickly as possible. The current filter status of estimated values, error estimates and correlations forms a kind of memory for all of the information previously obtained from past measured values of the movement of the object. After each new measurement, the Kalman filter improves the previous estimates and updates the associated error estimates and correlations.

In dem hier vorliegenden dynamischen System, in dem neben den eigentlichen Werten z. B. auch Geschwindigkeiten oder Beschleunigungen geschätzt werden, schätzt das Kalmanfilter entsprechend auch Korrelationen zwischen den Fehlern dieser Größen und nutzt dieses Wissen in Kombination mit den bekannten dynamischen Zusammenhängen für eine optimale Fehlerunterdrückung.In the dynamic system present here, in which, in addition to the actual values, e.g. If, for example, speeds or accelerations are also estimated, the Kalman filter also estimates correlations between the errors in these variables and uses this knowledge in combination with the known dynamic relationships for optimal error suppression.

Das Charakteristikum von FIR-Filtern ist, dass sie eine Impulsantwort mit endlicher Länge erzeugen. Dies wird u. a. dadurch erzielt, dass sie keinen Informationsspeicher beinhalten und als Folge nur eine begrenzte Anzahl von Daten an ihrem Eingang zur Berechnung des Filterergebnisses heranziehen. Als eine Folge davon können FIR-Filter ungeachtet der Filterparameter nicht instabil werden und damit auch nicht zu einer selbstständigen Schwingung angeregt werden.The characteristic of FIR filters is that they produce an impulse response of finite length. This will e.g. achieved by the fact that they contain no information memory and as a result only use a limited amount of data at their input for the calculation of the filter result. As a result, regardless of the filter parameters, FIR filters cannot become unstable and thus cannot be excited to oscillate on their own.

FIR-Filter sind meistens nichtrekursive Filter, weisen also keine Rückkopplungen oder Schleifen in ihrer Struktur auf. Es gibt aber auch einige spezielle FIR-Filterstrukturen mit Rückkopplungen. Auch können bestimmte Übertragungsfunktionen von FIR-Filtern auch mit diskreten rekursiven Filterstrukturen realisiert werden. Vorzugsweise wird das FIR-Filter als digitales Filter realisiert.FIR filters are mostly non-recursive filters, i.e. they do not have any feedback or loops in their structure. But there are also some special FIR filter structures with feedback. Certain transfer functions of FIR filters can also be implemented with discrete recursive filter structures. The FIR filter is preferably implemented as a digital filter.

Ein Filter mit unendlicher Impulsantwort (englisch infinite impulse response filter, IIR-Filter oder auch IIR-System) ist ein bestimmter Typ Filter in der Signalverarbeitung. Er bezeichnet ein lineares, verschiebungsinvariantes Filter, auch LSI-System (Linear Shift-Invariant) genannt. Je nach konkreter Wahl der Filterparameter kann dieser Filtertyp im Gegensatz zu Filtern mit endlicher Impulsantwort eine unendlich lang andauernde Impulsantwort liefern.A filter with an infinite impulse response (English infinite impulse response filter, IIR filter or IIR system) is a specific type of filter in signal processing. It designates a linear, shift-invariant filter, also called an LSI system (Linear Shift-Invariant). Depending on the specific selection of the filter parameters, this type of filter can deliver an infinitely long impulse response, in contrast to filters with a finite impulse response.

Alternativ kann beispielsweise auch statt des Geschwindigkeitsvektors ein geglätteter Beschleunigungsvektor (Mittelwert, Median, linear gefiltert, etc.) oder eine Wegänderung ausgegeben werden. Der Geschwindigkeitsvektor ist beispielsweise vorzugsweise vorgesehen.Alternatively, instead of the speed vector, a smoothed acceleration vector (mean value, median, linearly filtered, etc.) or a change in path can be output. The velocity vector is preferably provided, for example.

Die Überwachung der Bewegung des mobilen Geräts bzw. des Funktransponders erfolgt beispielsweise in einem definierten Zeitfenster, im dem der Geschwindigkeitsvektor ermittelt wird. Zeitlich gleitet das Zeitfenster quasi über die Bewegungsdaten und berechnet in diesem Bereich den Geschwindigkeitsvektor. Die Daten können gleichgewichtet oder länger zurückliegende Daten mit der Zeit entsprechend schwächer gewichtet werden.The movement of the mobile device or the radio transponder is monitored, for example, in a defined time window in which the speed vector is determined. In terms of time, the time window slides over the movement data and calculates the speed vector in this area. The data can be equally weighted, or older data can be weighted less over time.

Das so ermittelte Ergebnis wird beispielsweise mit einem Zeitstempel über die Funkstationen an die Steuer- und Auswerteeinheit übermittelt.
Über die Bewegungsschätzung der Bewegungssensoren kann mindestens eine relative Position bestimmt werden. Beispielsweise kann eine absolute Position ermittelt werden, wenn eine Ausgangsposition vorliegt. Es kann beispielsweise mindestens ein zeitlicher Ausschnitt der Trajektorie bzw. der Bahnbewegung des Objekts überwacht werden, d. h. die sichere Auswertung der Steuer- und Auswerteeinheit am Ende der Kette vergleicht die momentanen Geschwindigkeitsvektoren. Hierzu werden beispielsweise die Zeitstempel der Funkortung und die Zeitstempel der Bewegungsdaten des Bewegungssensors genutzt, um die Positionsdaten des Funkortungssystems und die Bewegungsdaten in einem gemeinsamen Koordinatensystem oder einem gemeinsamen Bezugssystem in Deckung zu bringen und vergleichen zu können.
The result determined in this way is transmitted to the control and evaluation unit via the radio stations, for example with a time stamp.
At least one relative position can be determined via the motion estimation of the motion sensors. For example, an absolute position can be determined when there is a starting position. For example, at least one time section of the trajectory or the path movement of the object can be monitored, ie the reliable evaluation of the control and evaluation unit at the end of the chain compares the instantaneous speed vectors. For this purpose, for example, the time stamp of the radio location and the time stamp of the movement data of the movement sensor are used in order to bring the position data of the radio location system and the movement data in a common coordinate system or a common reference system into congruence and to be able to compare them.

Beispielsweise wird aus den Positionswerten des Funkortungssystems ein Geschwindigkeitsvektor ermittelt. Zu dem Geschwindigkeitsvektor des Funkortungssystems wird auch das Beobachtungszeitfenster, sowohl von seiner zeitlichen Lage als auch von seiner Breite, zu der Bewegungsschätzung des Beschleunigungssensors angepasst. Auch Filtercharakteristiken und Gewichtung der Zeitfolgen (z. B. ein exponentieller Bewegungsdurchschnitt) werden von der Steuer- und Auswerteeinheit aufeinander abgestimmt. Damit sind die Ergebnisse beider Systeme miteinander vergleichbar und auswertbar.For example, a speed vector is determined from the position values of the radio location system. The observation time window is also adjusted to the speed vector of the radio location system, both in terms of its position in time and its width, to the movement estimate of the acceleration sensor. Also filter characteristics and weighting of the time sequences (e.g. an exponential moving average) are matched to one another by the control and evaluation unit. This means that the results of both systems can be compared and evaluated.

Falls die Bewegungsvektoren bzw. Geschwindigkeitsvektoren von dem Beschleunigungssensor und dem Funkortungssystem beispielsweise um einen definierten Wert voneinander abweichen, erkennt die Steuer- und Auswerteeinheit beispielsweise einen Fehlerzustand und gibt den Fehler aus und/oder gibt ein Signal aus, um zu signalisieren, dass die Positionsdaten nicht überprüfbar sind bzw. gibt ein Warnsignal oder Störungssignal aus.If the movement vectors or speed vectors from the acceleration sensor and the radio location system deviate from each other by a defined value, for example, the control and evaluation unit detects an error condition, for example, and outputs the error and/or outputs a signal to indicate that the position data is not can be checked or issues a warning signal or fault signal.

Gemäß der Erfindung erfolgt eine Erhöhung eines Sicherheitsniveaus des Sicherheitssystems mit dem Funkortungssystem und dem Beschleunigungssensor im Bereich funktionaler Sicherheit beispielsweise im Bereich des Personenschutzes.According to the invention, the safety level of the safety system with the radio location system and the acceleration sensor is increased in the area of functional safety, for example in the area of personal protection.

Gemäß der Erfindung liegt ein physikalisch redundantes und diversitäres Sicherheitssystem vor, mit dem Funkortungssystem und dem Beschleunigungssensor.According to the invention, there is a physically redundant and diverse safety system with the radio location system and the acceleration sensor.

Beschleunigungssensoren bzw. Accelerometer als Mikrosystemtechnik-Bauteil (MEMS) sind ausgereifte, zuverlässige und kostengünstige Bauteile, die es erlauben, hoch verfügbare Bewegungsdaten zu erzeugen.
Bei dem Objekt kann es sich beispielsweise um ein Fahrzeug, um ein autonomes Fahrzeug, um eine Maschine, um einen Roboter, um einen Anlagen- oder Maschinenteil oder beispielsweise jedoch auch um eine Person handeln.
Acceleration sensors or accelerometers as microsystems technology components (MEMS) are mature, reliable and cost-effective components that make it possible to generate highly available movement data.
The object can be, for example, a vehicle, an autonomous vehicle, a machine, a robot, a part of a plant or machine, or, for example, a person.

In Weiterbildung der Erfindung weist das mobile Gerät eine zweite Steuer- und Auswerteeinheit auf, wobei die zweite Steuer- und Auswerteeinheit ausgebildet ist, den Beschleunigungssensor auszuwerten und vorverarbeitete Bewegungsdaten an die erste Steuer- und Auswerteeinheit zu übertragen.In a development of the invention, the mobile device has a second control and evaluation unit, the second control and evaluation unit being designed to evaluate the acceleration sensor and to transmit preprocessed movement data to the first control and evaluation unit.

Die Beschleunigungssensordaten bzw. Bewegungsdaten können unbearbeitet als Rohdaten vom Beschleunigungssensor vom mobilen Gerät über den Funktransponder an die Funkstation ausgesendet werden. Jedoch können die Bewegungsdaten auch in dem mobilen Gerät in der zweiten Steuer- und Auswerteeinheit vorverarbeitet werden. Die Vorverarbeitung in dem mobilen Gerät ist vorteilhaft, da somit eine genaue und hinreichend schnelle zeitliche Abtastung gemäß dem Abtasttheorem der Bewegungsdaten gegeben ist.The acceleration sensor data or movement data can be sent unprocessed as raw data from the acceleration sensor from the mobile device to the radio station via the radio transponder. However, the movement data can also be pre-processed in the mobile device in the second control and evaluation unit. The pre-processing in the mobile device is advantageous, since this provides precise and sufficiently fast temporal sampling in accordance with the sampling theorem of the movement data.

Die Datenmenge der Bewegungsdaten kann reduziert werden, indem die Daten mit einer Rate ausgegeben werden, die niedriger als z. B. die Abtastung des Beschleunigungssensor im mobilen Gerät ist, was ebenfalls ein Vorteil der Vorverarbeitung im mobilen Gerät ist, da die Integration der Beschleunigung zur Geschwindigkeit einer Tiefpassfilterung und somit einer Bandbreitenbegrenzung entspricht.The data amount of the motion data can be reduced by outputting the data at a rate lower than e.g. B. is the sampling of the acceleration sensor in the mobile device, which is also an advantage of the pre-processing in the mobile device, since the integration of the acceleration to the speed corresponds to low-pass filtering and thus to a bandwidth limitation.

In Weiterbildung der Erfindung ist im Sicherheitssystem mindestens ein zweites Funkortungssystem angeordnet, wobei das zweite Funkortungssystem mindestens drei angeordnete Funkstationen aufweist, wobei mittels dem zweiten Funkortungssystem Positionsdaten des Funktransponders und damit Positionsdaten des Objekts ermittelbar sind, wobei die Positionsdaten von der Funkstation des zweiten Funkortungssystems an die Steuer- und Auswerteeinheit übermittelbar sind, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit ausgebildet ist, die Positionsdaten des Funktransponders zyklisch zu erfassen, wobei die Bewegungsdaten zu dem Objekt von dem mobilen Gerät an die Steuer- und Auswerteeinheit übermittelbar sind, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit ausgebildet ist, die Positionsdaten des zweiten Funkortungssystems und die Bewegungsdaten des Beschleunigungssensors auszuwerten und zu vergleichen, um bei einer Übereinstimmung geprüfte Positionsdaten zu bilden.In a further development of the invention, at least one second radio location system is arranged in the security system, with the second radio location system having at least three radio stations arranged, with position data of the radio transponder and thus position data of the object being able to be determined by means of the second radio location system, with the position data being transmitted from the radio station of the second radio location system to the Control and evaluation unit can be transmitted, the control and evaluation unit being designed to cyclically record the position data of the radio transponder, the movement data on the object being able to be transmitted from the mobile device to the control and evaluation unit, the control and evaluation unit being designed is to evaluate and compare the position data of the second radio location system and the movement data of the acceleration sensor in order to form verified position data in the event of a match.

Damit kombiniert das Sicherheitssystem zwei Funkortungssysteme. Damit wird ein höheres Sicherheitsniveau für eine funktionale Sicherheit erreicht.The security system thus combines two radio location systems. This achieves a higher safety level for functional safety.

Weiter wird eine höhere Zuverlässigkeit erreicht, da beispielsweise der Ausfall eines Funkortungssystems, z. B. wegen Verlust des Funksignals durch das zweite Funkortungssystem, zumindest zeitweise kompensiert werden kann.Furthermore, greater reliability is achieved since, for example, the failure of a radio location system, e.g. B. due to loss of the radio signal by the second radio location system, can be compensated at least temporarily.

Weiter kann eine höhere Genauigkeit durch Kombination der Funkortungssignale von dem ersten und zweiten Funkortungssystem erreicht werden, beispielsweise durch Mittelung, einen Medianfilter oder ähnlichen Maßnahmen.Furthermore, greater accuracy can be achieved by combining the radio location signals from the first and second radio location systems, for example by averaging, a median filter or similar measures.

Die Trajektorie bzw. Bahnkurve des Objektes wird in den zwei Funkortungssystemen getrennt bestimmt. Wenn die Ergebnisse voneinander abweichen und das Ergebnis eines Funkortungssystems anhand der Bewegungsdaten des Beschleunigungssensors plausibel erscheinen, werden die Ergebnisse des nicht-plausibel erscheinenden Funkortungssystems durch die Steuer- und Auswerteeinheit verworfen, welche auch die vorgenannte Auswertung durchführt.The trajectory or trajectory of the object is determined separately in the two radio location systems. If the results differ and the result of a radio location system based on the movement data of the acceleration sensor appears plausible, the results of the radio location system that appears implausible are rejected by the control and evaluation unit, which also carries out the aforementioned evaluation.

Falls die Trajektorien beider Funkortungssysteme nicht zu dem passen, was durch den Beschleunigungssensor ermittelt wird, dann wird die Steuer- und Auswerteeinheit des Sicherheitssystems dies als Lokalisierungsfehler des Beschleunigungssensors werten.If the trajectories of both radio location systems do not match what is determined by the acceleration sensor, then the control and evaluation unit of the safety system will evaluate this as a localization error of the acceleration sensor.

In Weiterbildung der Erfindung ist eine erste Überprüfungseinheit vorgesehen, wobei die erste Überprüfungseinheit mit der Steuer- und Auswerteeinheit verbunden ist, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit von der ersten Überprüfungseinheit überprüft wird.In a development of the invention, a first checking unit is provided, with the first checking unit being connected to the control and evaluation unit, with the control and evaluation unit being checked by the first checking unit.

Die erste Überprüfungseinheit bzw. ein sicherer RTLS Watchdog Controller, überwacht die Steuer- und Auswerteeinheit, wobei die erste Überprüfungseinheit beispielsweise die bestimmten Positionsdaten plausibilisiert.The first checking unit or a secure RTLS watchdog controller monitors the control and evaluation unit, with the first checking unit checking the position data determined for plausibility, for example.

Die erste Überprüfungseinheit und die Steuer- und Auswerteeinheit bilden damit mindestens ein einkanaliges System mit Testung gemäß ISO 13849 oder optional ein zweikanaliges System. Die erste Überprüfungseinheit stellt die notwendigen Diagnosemechanismen, wie sie beispielsweise von den einschlägigen Sicherheitsnormen gefordert werden, bereit.The first checking unit and the control and evaluation unit thus form at least a single-channel system with testing in accordance with ISO 13849 or optionally a two-channel system. The first checking unit provides the necessary diagnostic mechanisms, as required by the relevant safety standards, for example.

Die erste Überprüfungseinheit bzw. ein RTLS-Watchdog Controller dient der Überwachung und Diagnose des Sicherheitssystems und der Steuer- und Auswerteeinheit und führt Sicherheitsfunktionen des Sicherheitssystems aus. Die erste Überprüfungseinheit verwendet die Steuer- und Auswerteeinheit beispielsweise als Kommunikations-Relais. Konkret überwacht die erste Überprüfungseinheit beispielsweise die korrekte Kommunikation zwischen den Funktranspondern, den Funkstationen und der Steuer- und Auswerteeinheit, überprüft das Zeitverhalten aller Komponenten und führt auf den ermittelten Daten Konsistenzprüfungen aus. Gegebenenfalls nutzt die erste Überprüfungseinheit hierzu auch einen Funktionsblock, der in der Steuer- und Auswerteeinheit bzw. dem RTLS-Server ausgeführt wird.The first checking unit or an RTLS watchdog controller serves to monitor and diagnose the security system and the control and evaluation unit and carries out security functions of the security system. The first checking unit uses the control and evaluation unit as a communication relay, for example. Specifically, the first checking unit monitors, for example, the correct communication between the radio transponders, the radio stations and the control and evaluation unit, checks the time behavior of all components and carries out consistency checks on the data determined. If necessary, the first checking unit also uses a function block for this purpose, which is executed in the control and evaluation unit or the RTLS server.

Die erste Überprüfungseinheit bzw. der RTLS-Watchdog Controller verwendet Positionsdaten bzw. geprüften Positionsdaten des RTLS-Systems und beispielsweise vorab per Konfiguration bereitgestellte Informationen über Gefahrenstellen, Details des Betriebsumfeldes usw., um eine Bewertung der lokalen Gefährdungen vorzunehmen. Im einfachsten Fall geschieht das, indem die Abstände zwischen Objekten, Personen und Gefahrenstellen ermittelt werden und bei Unterschreitung einer Sicherheitsgrenze risikomindernde Maßnahmen eingeleitet werden. Eine Risikominderung basiert beispielsweise darin, dass die Überprüfungseinheit ein sicheres Abschalt- oder Umschaltsignal sendet, das beispielsweise an eine angeschlossene Maschine weitergeben oder, im Falle eines Funktransponders an eine Person ein Warnsignal oder Handlungsinstruktionen an die Person weitergeben werden.The first checking unit or the RTLS watchdog controller uses position data or checked position data of the RTLS system and, for example, information provided in advance by configuration about danger spots, details of the operating environment, etc., in order to assess the local hazards. In the simplest case, this is done by determining the distances between objects, people and hazardous areas and taking risk-reducing measures if the safety limit is not reached. A risk reduction is based, for example, on the fact that the checking unit sends a safe switch-off or switching signal, which is passed on to a connected machine, for example, or, in the case of a radio transponder, to a person, a warning signal or instructions for action are passed on to the person.

In Weiterbildung der Erfindung weisen die Funktransponder jeweils eine zweite Überprüfungseinheit auf.In a development of the invention, the radio transponders each have a second checking unit.

Die zweite Überprüfungseinheit und der Funktransponder bilden mindestens ein einkanaliges System mit Testung gemäß ISO 13849 oder optional ein zweikanaliges System. Die zweite Überprüfungseinheit stellt die notwendigen Diagnosemechanismen, wie sie beispielsweise von den einschlägigen Sicherheitsnormen gefordert werden, bereit.The second checking unit and the radio transponder form at least a single-channel system with testing according to ISO 13849 or optionally a two-channel system. The second checking unit provides the necessary diagnostic mechanisms, as required by the relevant safety standards, for example.

In Weiterbildung der Erfindung weisen die Funktransponder eine Identifikation auf, wobei jeweils ein Funktransponder jeweils einem Objekt zugeordnet ist, wodurch die Steuer- und Auswerteeinheit ausgebildet ist, die Objekte zu unterscheiden.In a development of the invention, the radio transponders have an identification, with each radio transponder being assigned to an object, as a result of which the control and evaluation unit is designed to distinguish between the objects.

Beispielsweise sind erste Objekte mobile Objekte und zweite Objekte mobile Objekte, wobei die Funktransponder eine Identifikation aufweisen, wobei jeweils ein Funktransponder einem mobilen Objekt zugeordnet ist, wodurch die Steuer- und Auswerteeinheit ausgebildet ist, die mobilen Objekte zu unterscheiden, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit ausgebildet ist, jedem mobilen Objekt eine Risikokennzahl zuzuordnen, mindestens abhängig von der Position von einem mobilen Objekt zu mindestens einem anderen mobilen Objekt.For example, first objects are mobile objects and second objects are mobile objects, the radio transponders having an identification, one radio transponder being assigned to a mobile object, whereby the control and evaluation unit is designed to distinguish between the mobile objects, the control and evaluation unit is designed to assign each mobile object a risk index, at least depending on the position of a mobile object to at least one other mobile object.

Bei dem mobilen Objekt, bzw. einer bewegbaren Maschine bzw. mobilen Maschine kann es sich beispielsweise um ein führerloses Fahrzeug, fahrerloses Fahrzeug bzw. autonomes Fahrzeug, um ein autonom geführtes Fahrzeug (Autonomous Guided Vehicles, AGV), um einen automatisch mobilen Roboter (Automated Mobile Robots, AMR), um einen industriemobilen Roboter (Industrial Mobile Robots, IMR) oder um einen Roboter mit bewegbaren Roboterarmen handeln. Die mobile Maschine weist somit einen Antrieb auf und kann in verschiedenen Richtungen bewegt werden.The mobile object or a movable machine or mobile machine can be, for example, a driverless vehicle, driverless vehicle or autonomous vehicle, an autonomously guided vehicle (Autonomous Guided Vehicles, AGV), an automatically mobile robot (Automated Mobile robots, AMR), an industrial mobile robot (IMR) or a robot with movable robot arms. The mobile machine thus has a drive and can be moved in different directions.

Weiter sind beispielsweise erste Objekte Personen und zweite Objekte mobile Objekte, wobei die Funktransponder eine Identifikation aufweisen, wobei jeweils ein Funktransponder mindestens einer Person und jeweils ein Funktransponder mindestens einem mobilen Objekt zugeordnet ist, wodurch die Steuer- und Auswerteeinheit ausgebildet ist, die Personen und mobilen Objekte zu unterscheiden, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit ausgebildet ist, jeder Person eine Risikokennzahl zuzuordnen, mindestens abhängig von der Position der Person zu mindestens einem mobilen Objekt.Furthermore, for example, first objects are people and second objects are mobile objects, with the radio transponders having an identification, with one radio transponder being assigned to at least one person and one radio transponder being assigned to at least one mobile object, as a result of which the control and evaluation unit is designed to identify the people and mobile Distinguish objects, wherein the control and evaluation unit is designed, each person a risk index assign, at least depending on the position of the person to at least one mobile object.

In Weiterbildung der Erfindung ist das Funkortungssystem ein Ultrabreitband-Funkortungssystem. Insbesondere ist das Funkortungssystem ein Ultrabreitband-Funkortungssystem, wobei die verwendete Frequenz im Bereich von 3,1 GHz bis 10,6 GHz ist, wobei die Sendeenergie pro Funkstation maximal 0,5 mW beträgt.In a development of the invention, the radio location system is an ultra wideband radio location system. In particular, the radio location system is an ultra-wideband radio location system, the frequency used being in the range from 3.1 GHz to 10.6 GHz, the transmission power per radio station being a maximum of 0.5 mW.

Eine absolute Bandbreite beträgt bei einem Ultrabreitband-Funkortungssystem wenigstens 500 MHz oder eine relative Bandbreite beträgt mindestens 20% der zentralen Frequenz.An absolute bandwidth is at least 500 MHz for an ultra-wideband radio location system, or a relative bandwidth is at least 20% of the central frequency.

Die Reichweite eines derartigen Funkortungssystems beträgt beispielsweise 0 bis 50 m. Dabei wird die kurze zeitliche Dauer der Funkpulse für die Ortung benutzt.The range of such a radio location system is, for example, 0 to 50 m. The short duration of the radio pulses is used for location.

Das Funkortungssystem sendet damit nur Funkwellen mit einer niedrigen Energie aus. Das System ist sehr flexibel einsetzbar und weist keine Interferenzen auf.The radio location system only emits radio waves with low energy. The system can be used very flexibly and does not show any interference.

Neben dem genannten UWB-Ortungssystem könnte auch eine andere Funktechnologie zur Ortung eingesetzt werden.In addition to the UWB location system mentioned, another radio technology could also be used for location.

Die Verbindung der Ortungs- und Kommunikationsfunktion im UWB-System könnte auch auf zwei getrennte Systeme aufgeteilt werden. Zum Beispiel ist es vorgesehen, dass das UWB-System nur die Ortung übernimmt und ein zusätzliches WLAN-Netz zur Datenübertragung verwendet wird.The connection of the location and communication function in the UWB system could also be divided into two separate systems. For example, it is planned that the UWB system will only take over the positioning and an additional WLAN network will be used for data transmission.

Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Vorteile und Merkmale unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen in:

  • 1 bis 6 jeweils ein Sicherheitssystem.
The invention is explained below also with regard to further advantages and features with reference to the attached drawing based on exemplary embodiments. The figures of the drawing show in:
  • 1 until 6 one security system.

In den nachfolgenden Figuren sind identische Teile mit identischen Bezugszeichen versehen.In the following figures, identical parts are provided with identical reference numbers.

1 zeigt ein Sicherheitssystem 1 zur Lokalisierung von mindestens einem ortsveränderlichen Objekt 2, mit mindestens einer Steuer- und Auswerteeinheit 3, mit mindestens einem ersten Funkortungssystem 4, wobei das erste Funkortungssystem 4 mindestens drei angeordnete Funkstationen 5 aufweist, wobei an dem Objekt 2 ein mobiles Gerät 7 mit mindestens einem Funktransponder 6 angeordnet ist, wobei mittels dem ersten Funkortungssystem 4 Positionsdaten des Funktransponders 6 und damit Positionsdaten des Objekts 2 ermittelbar sind, wobei die Positionsdaten von den Funkstationen 5 des ersten Funkortungssystems 4 an die Steuer- und Auswerteeinheit 3 übermittelbar sind, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit 3 ausgebildet ist, die Positionsdaten des Funktransponders 6 zyklisch zu erfassen, wobei das mobile Gerät 7 mindestens einen Beschleunigungssensor 8 zur Detektion einer Bewegung des Objektes 2 aufweist, und mittels des Beschleunigungssensors 8 zyklisch Bewegungsdaten zu dem Objekt 2 ermittelbar sind, wobei die Bewegungsdaten zu dem Objekt 2 von dem mobilen Gerät 7 an die Steuer- und Auswerteeinheit 3 übermittelbar sind, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit 3 ausgebildet ist, die Positionsdaten des ersten Funkortungssystems 4 und die Bewegungsdaten des Beschleunigungssensors 8 auszuwerten und zu vergleichen, und bei einer Übereinstimmung geprüfte Positionsdaten zu bilden. 1 shows a security system 1 for locating at least one mobile object 2, with at least one control and evaluation unit 3, with at least one first radio location system 4, with the first radio location system 4 having at least three radio stations 5 arranged, with a mobile device 7 on the object 2 is arranged with at least one radio transponder 6, with the position data of the radio transponder 6 and thus position data of the object 2 being able to be determined by means of the first radio location system 4, with the position data being able to be transmitted from the radio stations 5 of the first radio location system 4 to the control and evaluation unit 3, with the Control and evaluation unit 3 is designed to cyclically detect the position data of the radio transponder 6, with the mobile device 7 having at least one acceleration sensor 8 for detecting a movement of the object 2, and using the acceleration sensor 8 cyclically movement data on the object 2 can be determined si nd, wherein the movement data on the object 2 can be transmitted from the mobile device 7 to the control and evaluation unit 3, the control and evaluation unit 3 being designed to evaluate and compare the position data of the first radio location system 4 and the movement data of the acceleration sensor 8 , and to form verified position data upon a match.

Die Funkstationen 5 dienen zur funkbasierten Kommunikation und Laufzeitmessung mit den ortveränderlichen Funktranspondern 6 und zur Weiterleitung einer Kommunikation und Laufzeitmesswerten an die Steuer- und Auswerteeinheit 3 bzw. einen RTLS-Server 13.The radio stations 5 are used for radio-based communication and runtime measurement with the mobile radio transponders 6 and for forwarding communication and runtime measurement values to the control and evaluation unit 3 or an RTLS server 13.

Die Steuer- und Auswerteeinheit 3 bzw. ein zentraler RTLS-Server 13, empfängt die gemessenen Signallaufzeiten und ermittelt daraus Positionswerte der vorhandenen Funktransponder 6.The control and evaluation unit 3 or a central RTLS server 13 receives the measured signal propagation times and uses them to determine the position values of the radio transponders 6 present.

Das Sicherheitssystem mit dem Funkortungssystem 4 wird um mindestens einen Beschleunigungssensor 8 ergänzt. Der Beschleunigungssensor 8 bzw. das Accelerometer ist beispielsweise tri-axial, d. h. es misst die Beschleunigungen in alle drei Raumrichtungen.At least one acceleration sensor 8 is added to the safety system with the radio location system 4 . The acceleration sensor 8 or the accelerometer is, for example, triaxial, i. H. it measures the accelerations in all three spatial directions.

Weiter kann das mobile Gerät 7 auch optional MEMS-Gyroskopsensoren enthalten bzw. aufweisen, um mindestens eine Raumrichtung des mobilen Geräts festzustellen. Optional ist vorzugsweise ein Gyroskopsensor angeordnet, welcher drei unterschiedliche Raumrichtungen erfassen und ausgeben kann.Furthermore, the mobile device 7 can also optionally contain or have MEMS gyroscope sensors in order to determine at least one spatial direction of the mobile device. Optionally, a gyroscope sensor is preferably arranged, which can detect and output three different spatial directions.

Der Beschleunigungssensor 8 bzw. das Accelerometer wird zur Schätzung der Bewegung des mobilen Geräts 7 und damit des Funktransponders 6, bzw. des Objektes 2 genutzt. Das Ergebnis dieser Bewegungsschätzung wird beispielsweise als Diagnosesignal für die Positionsbestimmung verwendet, indem die Dynamik des Positionssignals bzw. der Positionsdaten mit den Bewegungsdaten des Beschleunigungssensors 8 von der Steuer- und Auswerteeinheit 3 ausgewertet und verglichen werden.The acceleration sensor 8 or the accelerometer is used to estimate the movement of the mobile device 7 and thus of the radio transponder 6 or the object 2 . The result of this movement estimation is used, for example, as a diagnostic signal for determining the position, in that the dynamics of the position signal or the position data are evaluated and compared by the control and evaluation unit 3 with the movement data of the acceleration sensor 8 .

Das mobile Gerät 7 gibt über den Funktransponder 6 die Bewegungsdaten bzw. die Accelerometer-Signale über den Funkkanal direkt über die Funkstationen 5 zur Steuer- und Auswerteeinheit 3 bzw. zu einem Real-Time Locating System 13 (RTLS-System) aus. Auch die ermittelten Positionsdaten werden von dem Funkortungssystem 4 an die Steuer- und Auswerteeinheit 3 übergeben und dort mit den Bewegungsdaten verglichen. The mobile device 7 uses the radio transponder 6 to transmit the movement data or the accelerometer signals via the radio channel directly via the radio stations 5 to the control and evaluation unit 3 or to a real-time locating system 13 (RTLS system). The determined position data are also transferred from the radio location system 4 to the control and evaluation unit 3 and compared there with the movement data.

Die Bewegungsdaten werden genutzt, um einen momentanen Geschwindigkeitsvektor des mobilen Geräts 7 bzw. des Funktransponders 6 zu bestimmen.The movement data are used to determine an instantaneous speed vector of the mobile device 7 or of the radio transponder 6 .

Hierfür werden beispielsweise Bewegungsschätzer-Algorithmen genutzt, um ein möglichst optimales Ergebnis zu erhalten. Es können z. B. Kalman-Filter oder im einfachsten Fall lineare Filter, beispielsweise FIR-Filter oder IIR-Filter zum Einsatz kommen.For this purpose, motion estimation algorithms are used, for example, in order to obtain the best possible result. It can e.g. B. Kalman filters or, in the simplest case, linear filters, for example FIR filters or IIR filters, can be used.

Alternativ kann beispielsweise auch statt des Geschwindigkeitsvektors ein geglätteter Beschleunigungsvektor (Mittelwert, Median, linear gefiltert, etc.) oder eine Wegänderung ausgegeben werden. Der Geschwindigkeitsvektor ist beispielsweise vorzugsweise vorgesehen.Alternatively, instead of the speed vector, a smoothed acceleration vector (mean value, median, linearly filtered, etc.) or a change in path can be output. The velocity vector is preferably provided, for example.

Die Überwachung der Bewegung des mobilen Geräts 7 bzw. des Funktransponders 6 erfolgt beispielsweise in einem definierten Zeitfenster, im dem der Geschwindigkeitsvektor ermittelt wird. Zeitlich ,gleitet` das Zeitfenster quasi über die Bewegungsdaten und berechnet in diesem Bereich den Geschwindigkeitsvektor.The movement of the mobile device 7 or the radio transponder 6 is monitored, for example, in a defined time window in which the speed vector is determined. In terms of time, the time window "slides" over the movement data and calculates the speed vector in this area.

Das so ermittelte Ergebnis wird beispielsweise mit einem Zeitstempel über die Funkstationen 5 an die Steuer- und Auswerteeinheit 3 übermittelt.The result determined in this way is transmitted to the control and evaluation unit 3 via the radio stations 5, for example with a time stamp.

Über die Bewegungsschätzung der Beschleunigungssensoren 8 kann mindestens eine relative Position bestimmt werden. Es kann beispielsweise mindestens ein zeitlicher Ausschnitt der Trajektorie bzw. der Bahnbewegung des Objekts 2 überwacht werden, d. h. die sichere Auswertung der Steuer- und Auswerteeinheit 3 am Ende der Kette vergleicht die momentanen Geschwindigkeitsvektoren. Hierzu werden beispielsweise die Zeitstempel der Funkortung und die Zeitstempel der Bewegungsdaten des Beschleunigungssensors 8 genutzt, um die Positionsdaten des Funkortungssystems 4 und die Bewegungsdaten in einem gemeinsamen Koordinatensystem oder einem gemeinsamen Bezugssystem in Deckung zu bringen und vergleichen zu können.At least one relative position can be determined via the movement estimation of the acceleration sensors 8 . For example, at least one time section of the trajectory or the path movement of the object 2 can be monitored, i. H. the safe evaluation of the control and evaluation unit 3 at the end of the chain compares the instantaneous speed vectors. For this purpose, for example, the time stamp of the radio location and the time stamp of the movement data of the acceleration sensor 8 are used in order to bring the position data of the radio location system 4 and the movement data in a common coordinate system or a common reference system into congruence and to be able to compare them.

Beispielsweise wird aus den Positionswerten des Funkortungssystems 4 ein Geschwindigkeitsvektor ermittelt. Zu dem Geschwindigkeitsvektor des Funkortungssystems 4 wird auch das Beobachtungszeitfenster sowohl von seiner zeitlichen Lage, als auch von seiner Breite zu der Bewegungsschätzung des Beschleunigungssensors 8 angepasst. Auch Filtercharakteristiken und Gewichtung der Zeitfolgen (z. B. ein exponentieller Bewegungsdurchschnitt) werden von der Steuer- und Auswerteeinheit 3 aufeinander abgestimmt. Damit sind die Ergebnisse beider Systeme miteinander vergleichbar und auswertbar.For example, a speed vector is determined from the position values of the radio location system 4 . In addition to the speed vector of the radio location system 4, the observation time window is also adjusted to the motion estimation of the acceleration sensor 8, both in terms of its position in time and its width. Filter characteristics and weighting of the time sequences (e.g. an exponential moving average) are also matched to one another by the control and evaluation unit 3 . This means that the results of both systems can be compared and evaluated.

Falls die Bewegungsvektoren bzw. Geschwindigkeitsvektoren von dem Beschleunigungssensor 8 und dem Funktransponder 4 beispielsweise um einen definierten Wert voneinander abweichen, erkennt die Steuer- und Auswerteeinheit 3 beispielsweise einen Fehlerzustand und gibt den Fehler aus und/oder gibt ein Signal aus, um zu signalisieren, dass die Positionsdaten nicht überprüfbar sind bzw. gibt ein Warnsignal oder Störungssignal aus.If the movement vectors or speed vectors of the acceleration sensor 8 and the radio transponder 4 deviate from each other by a defined value, for example, the control and evaluation unit 3 detects an error status, for example, and outputs the error and/or outputs a signal to indicate that the position data cannot be verified or gives a warning signal or error signal.

Bei dem Objekt kann es sich gemäß 2 beispielsweise um ein Fahrzeug 14, um ein autonomes Fahrzeug, um eine Maschine, um einen Roboter um einen Anlagen- oder Maschinenteil oder beispielsweise jedoch auch um eine Person 15 handeln. Beispielsweise weist das mobile Gerät 7 gemäß 3 eine zweite Steuer- und Auswerteeinheit 9 auf, wobei die zweite Steuer- und Auswerteeinheit 9 ausgebildet ist, den Beschleunigungssensor 8 auszuwerten und vorverarbeitete Bewegungsdaten an die erste Steuer- und Auswerteeinheit 3 zu übertragen.
Beispielsweise ist gemäß 4 im Sicherheitssystem 1 mindestens ein zweites Funkortungssystem 10 angeordnet, wobei das zweite Funkortungssystem 10 mindestens drei angeordnete Funkstationen 5 aufweist, wobei mittels dem zweiten Funkortungssystem 10 Positionsdaten des Funktransponders 6 und damit Positionsdaten des Objekts 2 ermittelbar sind, wobei die Positionsdaten von der Funkstation 5 des zweiten Funkortungssystems 10 an die Steuer- und Auswerteeinheit 3 übermittelbar sind, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit 3 ausgebildet ist, die Positionsdaten des Funktransponders 6 zyklisch zu erfassen, wobei die Bewegungsdaten zu dem Objekt 2 von dem mobilen Gerät 7 an die Steuer- und Auswerteeinheit 3 übermittelbar sind, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit 3 ausgebildet ist, die Positionsdaten des zweiten Funkortungssystems 10 und die Bewegungsdaten des Beschleunigungssensors 8 auszuwerten und zu vergleichen, und bei einer Übereinstimmung geprüfte Positionsdaten zu bilden.
The object may vary according to 2 for example a vehicle 14, an autonomous vehicle, a machine, a robot, a part of a plant or machine or, for example, a person 15. For example, the mobile device 7 according to 3 a second control and evaluation unit 9, the second control and evaluation unit 9 being designed to evaluate the acceleration sensor 8 and to transmit pre-processed movement data to the first control and evaluation unit 3.
For example, according to 4 At least one second radio location system 10 is arranged in security system 1, with the second radio location system 10 having at least three radio stations 5 arranged, with the second radio location system 10 being able to determine position data of the radio transponder 6 and thus position data of the object 2, with the position data from the radio station 5 of the second Radio location system 10 can be transmitted to the control and evaluation unit 3, with the control and evaluation unit 3 being designed to cyclically record the position data of the radio transponder 6, with the movement data on the object 2 being sent from the mobile device 7 to the control and evaluation unit 3 can be transmitted, the control and evaluation unit 3 being designed to evaluate and compare the position data of the second radio location system 10 and the movement data of the acceleration sensor 8, and to form checked position data if they match.

Damit kombiniert das Sicherheitssystem 1 zwei Funkortungssysteme. Damit wird ein höheres Sicherheitsniveau für eine funktionale Sicherheit erreicht.The security system 1 thus combines two radio location systems. This achieves a higher safety level for functional safety.

Weiter wird eine höhere Zuverlässigkeit erreicht, da z. B. der Ausfall eines Funkortungssystems 4, z. B. wegen Verlust des Funksignals, durch das zweite Funkortungssystem 10, zumindest zeitweise, kompensiert werden kann.Next, a higher reliability is achieved because z. B. the failure of a radio location system 4, z. B. due to loss of radio signal the second radio location system 10, at least temporarily, can be compensated.

Weiter kann eine höhere Genauigkeit durch Kombination der Funkortungssignale von dem ersten Funkortungssystem 4 und dem zweiten Funkortungssystem 10 erreicht werden, beispielsweise durch Mittelung, einen Medianfilter oder ähnliche Maßnahmen.Furthermore, greater accuracy can be achieved by combining the radio location signals from the first radio location system 4 and the second radio location system 10, for example by averaging, a median filter or similar measures.

Die Trajektorie bzw. Bahnkurve des Objektes 2 wird in den zwei Funkortungssystemen 4, 10 getrennt bestimmt. Wenn die Ergebnisse voneinander abweichen und das Ergebnis eines Funkortungssystems anhand der Bewegungsdaten des Beschleunigungssensors 8 plausibel erscheinen, dann werden die Ergebnisse des nicht-plausibel erscheinenden Funkortungssystems durch die Steuer- und Auswerteeinheit 3 verworfen, welche auch die vorgenannte Auswertung durchführt.The trajectory or path curve of the object 2 is determined separately in the two radio location systems 4, 10. If the results differ and the result of a radio location system based on the movement data of the acceleration sensor 8 appears plausible, then the results of the radio location system that appears implausible are rejected by the control and evaluation unit 3, which also carries out the aforementioned evaluation.

Beispielsweise ist gemäß 5 eine erste Überprüfungseinheit 11 vorgesehen, wobei die erste Überprüfungseinheit 11 mit der Steuer- und Auswerteeinheit 3 verbunden ist, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit 3 von der ersten Überprüfungseinheit 11 überprüft wird.For example, according to 5 a first checking unit 11 is provided, the first checking unit 11 being connected to the control and evaluation unit 3 , the control and evaluation unit 3 being checked by the first checking unit 11 .

Die erste Überprüfungseinheit 11 bzw. ein sicherer RTLS Watchdog Controller, überwacht die Steuer- und Auswerteeinheit 3, wobei die erste Überprüfungseinheit 11 beispielsweise die bestimmten Positionsdaten plausibilisiert.The first checking unit 11 or a secure RTLS watchdog controller monitors the control and evaluation unit 3, the first checking unit 11 for example checking the determined position data for plausibility.

Die erste Überprüfungseinheit 11 und die Steuer- und Auswerteeinheit 3 bilden damit mindestens ein einkanaliges System mit Testung gemäß ISO 13849 oder optional ein zweikanaliges System. Die erste Überprüfungseinheit 11 stellt die notwendigen Diagnosemechanismen, wie sie beispielsweise von den einschlägigen Sicherheitsnormen gefordert werden, bereit.The first checking unit 11 and the control and evaluation unit 3 thus form at least a single-channel system with testing in accordance with ISO 13849 or optionally a two-channel system. The first checking unit 11 provides the necessary diagnostic mechanisms, as required by the relevant safety standards, for example.

Beispielsweise weisen die Funktransponder 6 gemäß 6 jeweils eine zweite Überprüfungseinheit 12 auf. Die zweite Überprüfungseinheit 12 und der Funktransponder 6 bilden mindestens ein einkanaliges System mit Testung gemäß ISO 13849 oder optional ein zweikanaliges System. Die zweite Überprüfungseinheit 12 stellt die notwendigen Diagnosemechanismen, wie sie beispielsweise von den einschlägigen Sicherheitsnormen gefordert werden, bereit.For example, the radio transponder 6 according to 6 a second checking unit 12 each. The second checking unit 12 and the radio transponder 6 form at least a single-channel system with testing according to ISO 13849 or optionally a two-channel system. The second checking unit 12 provides the necessary diagnostic mechanisms, as required by the relevant safety standards, for example.

Beispielsweise weisen die Funktransponder 6 eine Identifikation auf, wobei jeweils ein Funktransponder 6 jeweils einem Objekt 2 zugeordnet ist, wodurch die Steuer- und Auswerteeinheit 3 ausgebildet ist, die Objekte 2 zu unterscheiden.For example, the radio transponders 6 have an identification, with each radio transponder 6 being assigned to an object 2 , as a result of which the control and evaluation unit 3 is designed to distinguish between the objects 2 .

Beispielsweise sind erste Objekte 2 mobile Objekte und zweite Objekte 2 mobile Objekte, wobei die Funktransponder 6 eine Identifikation aufweisen, wobei jeweils ein Funktransponder 2 einem mobilen Objekt zugeordnet ist, wodurch die Steuer- und Auswerteeinheit 3 ausgebildet ist, die mobilen Objekte zu unterscheiden, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit 3 ausgebildet ist, jedem mobilen Objekt eine Risikokennzahl zuzuordnen, mindestens abhängig von der Position von einem mobilen Objekt zu mindestens einem anderen mobilen Objekt.For example, first objects 2 are mobile objects and second objects are 2 mobile objects, the radio transponders 6 having an identification, with one radio transponder 2 being assigned to a mobile object, whereby the control and evaluation unit 3 is designed to distinguish the mobile objects, where the control and evaluation unit 3 is designed to assign a risk index to each mobile object, at least depending on the position of a mobile object in relation to at least one other mobile object.

Bei dem mobilen Objekt, bzw. einer bewegbaren Maschine bzw. mobilen Maschine kann es sich beispielsweise um ein führerloses Fahrzeug, fahrerloses Fahrzeug bzw. autonomes Fahrzeug, um ein autonom geführtes Fahrzeug (Autonomous Guided Vehicles, AGV), um einen automatisch mobilen Roboter (Automated Mobile Robots, AMR), um einen industriemobilen Roboter (Industrial Mobile Robots, IMR) oder um einen Roboter mit bewegbaren Roboterarmen handeln. Die mobile Maschine weist somit einen Antrieb auf und kann in verschiedene Richtungen bewegt werden.The mobile object or a movable machine or mobile machine can be, for example, a driverless vehicle, driverless vehicle or autonomous vehicle, an autonomously guided vehicle (Autonomous Guided Vehicles, AGV), an automatically mobile robot (Automated Mobile robots, AMR), an industrial mobile robot (IMR) or a robot with movable robot arms. The mobile machine thus has a drive and can be moved in different directions.

Weiter sind beispielsweise erste Objekte 2 Personen und zweite Objekte 2 mobile Objekte, wobei die Funktransponder 6 eine Identifikation aufweisen, wobei jeweils ein Funktransponder 6 mindestens einer Person und jeweils ein Funktransponder 6 mindestens einem mobilen Objekt zugeordnet ist, wodurch die Steuer- und Auswerteeinheit 3 ausgebildet ist, die Personen und mobilen Objekte zu unterscheiden, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit 3 ausgebildet ist, jeder Person eine Risikokennzahl zuzuordnen, mindestens abhängig von der Position der Person zu mindestens einem mobilen Objekt.Furthermore, for example, first objects 2 are people and second objects 2 are mobile objects, with the radio transponders 6 having an identification, with one radio transponder 6 being assigned to at least one person and one radio transponder 6 being assigned to at least one mobile object, as a result of which the control and evaluation unit 3 is formed is to differentiate between people and mobile objects, with the control and evaluation unit 3 being designed to assign a risk index to each person, at least depending on the position of the person in relation to at least one mobile object.

Beispielsweise ist das Funkortungssystem 4 ein Ultrabreitband-Funkortungssystem, wobei die verwendete Frequenz im Bereich von 3,1 GHz bis 10,6 GHz liegt, wobei die Sendeenergie pro Funkstation maximal 0,5 mW beträgt.For example, the radio location system 4 is an ultra-wideband radio location system, the frequency used being in the range from 3.1 GHz to 10.6 GHz, with the transmission power per radio station being a maximum of 0.5 mW.

Bezugszeichenlistereference list

11
Sicherheitssystemsecurity system
22
ortsveränderliches Objektmobile object
33
Steuer- und AuswerteeinheitControl and evaluation unit
44
Funkortungssystemradio location system
55
Funkstationenradio stations
66
Funktransponderradio transponder
77
mobiles Gerätmobile device
88th
Beschleunigungssensoraccelerometer
99
zweite Steuer- und Auswerteeinheitsecond control and evaluation unit
1010
zweites Funkortungssystemsecond radio location system
1111
erste Überprüfungseinheitfirst review unit
1212
zweite Überprüfungseinheitsecond verification unit
1313
RTLS-ServerRTLS server
1414
Fahrzeugvehicle
1515
Personperson

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • DE 102013225600 B4 [0005]DE 102013225600 B4 [0005]

Claims (8)

Sicherheitssystem (1) zur Lokalisierung von mindestens einem ortsveränderlichen Objekt (2), mit mindestens einer Steuer- und Auswerteeinheit (3), mit mindestens einem ersten Funkortungssystem (4), wobei das erste Funkortungssystem (4) mindestens drei angeordnete Funkstationen (5) aufweist, wobei an dem Objekt (2) ein mobiles Gerät (7) mit mindestens einem Funktransponder (6) angeordnet ist, wobei mittels des ersten Funkortungssystems (4) Positionsdaten des Funktransponder und damit Positionsdaten des Objekts (2) ermittelbar sind, wobei die Positionsdaten von den Funkstationen (5) des ersten Funkortungssystems (4) an die Steuer- und Auswerteeinheit (3) übermittelbar sind, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit (3) ausgebildet ist, die Positionsdaten des Funktransponders (6) zyklisch zu erfassen, wobei das mobile Gerät (7) mindestens einen Beschleunigungssensor (8) zur Detektion einer Bewegung des Objektes (2) aufweist, und mittels des Beschleunigungssensors (8) zyklisch Bewegungsdaten zu dem Objekt (2) ermittelbar sind, wobei die Bewegungsdaten zu dem Objekt (2) von dem mobilen Gerät (7) an die Steuer- und Auswerteeinheit (3) übermittelbar sind, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit (3) ausgebildet ist, die Positionsdaten des ersten Funkortungssystems (4) und die Bewegungsdaten des Beschleunigungssensors (8) auszuwerten und zu vergleichen, und bei einer Übereinstimmung geprüfte Positionsdaten zu bilden.Security system (1) for locating at least one mobile object (2), with at least one control and evaluation unit (3), with at least one first radio location system (4), wherein the first radio location system (4) has at least three arranged radio stations (5), a mobile device (7) with at least one radio transponder (6) being arranged on the object (2), position data of the radio transponder and thus position data of the object (2) can be determined by means of the first radio location system (4), wherein the position data can be transmitted from the radio stations (5) of the first radio location system (4) to the control and evaluation unit (3), wherein the control and evaluation unit (3) is designed to cyclically acquire the position data of the radio transponder (6), wherein the mobile device (7) has at least one acceleration sensor (8) for detecting a movement of the object (2), and movement data on the object (2) can be determined cyclically by means of the acceleration sensor (8), wherein the movement data on the object (2) can be transmitted from the mobile device (7) to the control and evaluation unit (3), wherein the control and evaluation unit (3) is designed to evaluate and compare the position data of the first radio location system (4) and the movement data of the acceleration sensor (8), and form verified position data upon a match. Sicherheitssystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mobile Gerät eine zweite Steuer- und Auswerteeinheit (9) aufweist, wobei die zweite Steuer- und Auswerteeinheit (9) ausgebildet ist, den Beschleunigungssensor (8) auszuwerten und vorverarbeitete Bewegungsdaten an die erste Steuer- und Auswerteeinheit (3) zu übertragen.Security system (1) after claim 1 , characterized in that the mobile device has a second control and evaluation unit (9), the second control and evaluation unit (9) being designed to evaluate the acceleration sensor (8) and to send pre-processed movement data to the first control and evaluation unit (3 ) transferred to. Sicherheitssystem (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein zweites Funkortungssystem (10) angeordnet ist, wobei das zweite Funkortungssystem (10) mindestens drei angeordnete Funkstationen (5) aufweist, wobei mittels dem zweiten Funkortungssystem (10) Positionsdaten des Funktransponder (6) und damit Positionsdaten des Objekts (2) ermittelbar sind, wobei die Positionsdaten von der Funkstation (5) des zweiten Funkortungssystems (10) an die Steuer- und Auswerteeinheit (3) übermittelbar sind, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit (3) ausgebildet ist, die Positionsdaten des Funktransponders (6) zyklisch zu erfassen, wobei die Bewegungsdaten zu dem Objekt von dem mobilen Gerät (7) an die Steuer- und Auswerteeinheit (3) übermittelbar sind, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit (3) ausgebildet ist, die Positionsdaten des zweiten Funkortungssystems (10) und die Bewegungsdaten des Beschleunigungssensors (8) auszuwerten und zu vergleichen, und bei einer Übereinstimmung geprüfte Positionsdaten zu bilden.Security system (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that at least one second radio location system (10) is arranged, the second radio location system (10) having at least three radio stations (5) arranged, with position data being transmitted by means of the second radio location system (10). of the radio transponder (6) and thus position data of the object (2) can be determined, wherein the position data can be transmitted from the radio station (5) of the second radio location system (10) to the control and evaluation unit (3), the control and evaluation unit ( 3) is designed to cyclically record the position data of the radio transponder (6), the movement data on the object being able to be transmitted from the mobile device (7) to the control and evaluation unit (3), the control and evaluation unit (3) is designed to evaluate and compare the position data of the second radio location system (10) and the movement data of the acceleration sensor (8). , and to form verified position data upon a match. Sicherheitssystem (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Überprüfungseinheit (11) vorgesehen ist, wobei die erste Überprüfungseinheit (11) mit der Steuer- und Auswerteeinheit (3) verbunden ist, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit (3) von der ersten Überprüfungseinheit (11) überprüft wird.Safety system (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that a first checking unit (11) is provided, the first checking unit (11) being connected to the control and evaluation unit (3), the control and evaluation unit ( 3) is checked by the first checking unit (11). Sicherheitssystem (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktransponder (6) jeweils eine zweite Überprüfungseinheit (12) aufweisen.Security system (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the radio transponders (6) each have a second checking unit (12). Sicherheitssystem (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktransponder (6) eine Identifikation aufweisen, wobei jeweils ein Funktransponder (6) jeweils einem Objekt (2) zugeordnet ist, wodurch die Steuer- und Auswerteeinheit (3) ausgebildet ist, die Objekte (2) zu unterscheiden.Security system (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the radio transponders (6) have an identification, with each radio transponder (6) being assigned to one object (2), whereby the control and evaluation unit (3) is formed is to distinguish the objects (2). Sicherheitssystem (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Funkortungssystem (4) ein Ultrabreitband-Funkortungssystem ist.Security system (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the radio location system (4) is an ultra wideband radio location system. Sicherheitssystem (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Funkortungssystem (4) ein Ultrabreitband-Funkortungssystem ist, wobei die verwendete Frequenz im Bereich von 3,1 GHz bis 10,6 GHz liegt, wobei die Sendeenergie pro Funkstation (5) maximal 0,5 mW beträgt.Security system (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the radio location system (4) is an ultra-wideband radio location system, the frequency used being in the range from 3.1 GHz to 10.6 GHz, the transmission energy per radio station ( 5) is 0.5 mW maximum.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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