DE202023001709U1 - Vorrichtung zur Standortbestimmung in Innenräumen und innerbetrieblichen Freiflächen - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zur Standortbestimmung in Innenräumen und innerbetrieblichen Freiflächen dadurch gekennzeichnet, dass die Anker so ausgestaltet sind, dass ein Einbau in den Steckdoseneinsatz einer Unterputzdose einfach möglich ist, die Aussenabmessungen das genormte Rastermaß von Steckdosen in der Geometrie aufnehmen und über den Anschluss an das Hausnetz sowohl die Energieversorgung der Anker als auch die Kommunikation über eine PLC Kommunikation zum Server gegeben ist

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft Ortungssysteme für Innenräume und innerbetriebliche Freiflächen allgemein und genauer Positionierungs- bzw. Ortungssysteme für mobile Positionssensoren in Sendernetzwerken in der Ultra Wide Band (UWB) Frequenz
  • Im Stand der Technik sind viele Systeme bekannt, durch die die Position eines beweglichen Sensors, dem sogenannten UWB Tag, und mehreren fest im Raum angeordneten Sende/Empfängern, den Ankern, über Triangulation und eine Laufzeitmessung der Sendersignale bestimmt werden kann
  • EP 2 673 653 B1 beschreibt ein UWB Ortungssystem, dadurch gekennzeichnet, dass einige Ankerknoten fest und mindestens ein Anker beweglich für die Innenpositionierung installiert sind und die Ortung eines mobilen Tags ermöglichen
  • EP 3 226 021 A1 beschreibt ein Time-difference of arrival (TDoA) Positionierungssystem, wobei der UWB-Tag, der sich an einem Objekt im Innenraum-Bereich bewegt, ein Signal an die Anker sendet welches nach Entfernung des beweglichen Sensors zu den Ankern an verschiedenen Zeitpunkten empfangen wird und dabei eine Information über die Position des Tags gibt
  • Die Installation der Ankerknoten erfordert entweder eine kabelgebundene Stromversorgung des Senders oder eine Energieversorgung über Batterien, wobei beide Systeme einen zusätzlichen Aufwand bei der Installation oder Wartung erfordern
  • Die Datenübertragung über einen drahtlosen Zugangsknoten ist im industriellen Umfeld nicht immer ausreichend stabil insbesondere bei Stahlbetonwänden und in Kellerräumen und verursacht zusätzliche EMV Störungen im Gebäude
  • Die Erfindung, die sich von diesem Stand der Technik abhebt, liegt die AUFGABE zugrunde eine Vorrichtung zum Bestimmen der Position oder des Bewegungszustands eines mobilen Empfängers zu entwickeln, bei der die Anker über die schon verlegte Hausnetzinstallation kommunizieren und die Energie zum Betrieb darüber beziehen
  • Die LÖSUNG dieser Aufgabe sieht vor das Gehäuse zur Aufnahme der Anker erfindungsgemäß so auszugestalten, dass es statt einem Steckdoseneinsatz in der Unterputzdose eingebaut werden kann und das genormte Rastermaß von Steckdosen in seine Außenabmessungen aufnimmt
  • Diese Einheit wird zu optimalen Funktion in Brüstungskanäle oder Geräteeinbaukanäle eingebaut
  • Ein weiterer Einbauort sind Leuchtenfassungen der Deckenbeleuchtung, dabei muss der zugeordnete Lichtschalter gegen ein System mit integriertem Phasenkoppler getauscht werden, so dass auch bei ausgeschaltetem Leuchtmittel eine Kommunikation zwischen Ankern und Server stattfinden kann
  • Die Kommunikation zwischen den Ankern und dem Server erfolgt kabelgebunden durch Powerline (PLC) Kommunikation über die Hausnetzinstallation um eine störungssichere Übertragung zu gewährleisten
  • Das Ortungssystem kann in verschiedenen Betriebsmodi betrieben werden, im Two-way-Ranging senden die Anker Signale, die von einem beweglichen Sensor (UWB-Tag) eines Objektes zurückgegeben werden, dabei benötigen die UWB-Signale eine gewisse Zeit, die zur Bemessung der Entfernung zwischen Anker und UWB-Tag genutzt wird und über diese Information kann die Position anhand der Entfernung bestimmt werden
  • Eine große Anzahl von Objekten wird über die Time-difference of arrival (TDoA) lokalisiert, dabei sendet der UWB-Tag, der sich an einem Objekt im Innenraum-Bereich bewegt, ein Signal an die Anker, dass abhängig von der Entfernung des beweglichen Sensors zu den Ankern an verschiedenen Zeitpunkten empfangen wird und dabei eine Information über die Position des Tags gibt
  • Zur Lokalisierung bei eingeschränkter Infrastruktur wird die Phase-Difference-of-Arrival (PDoA) genützt, dabei geben die Anker zwei Signale an einen UWB-Empfänger ab und aus der Phasendifferenz wird ein Winkel berechnet der Aufschluss über die Sensorposition gibt
  • Ein Beispiel der Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen 1 den Einbau des Ankers (3) in einen Abdeckrahmen (1) zeigt, so dass der Anker einfach gegen eine Steckdose (2) ausgetauscht werden kann und direkt über PLC an den Server angebunden wird, dabei kann der PLC Hub integriert oder modular eingebaut (4) werden
  • 2 zeigt das Netzwerk mit der Anbindung der Anker (1) über das Hausnetz (2) an den Server (3) mit dem mobilen Tag (4) zur Standortbestimmung in Innenräumen und innerbetrieblichen Freiflächen
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • 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.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 2673653 B1 [0003]
    • EP 3226021 A1 [0004]

Claims (3)

  1. Vorrichtung zur Standortbestimmung in Innenräumen und innerbetrieblichen Freiflächen dadurch gekennzeichnet, dass die Anker so ausgestaltet sind, dass ein Einbau in den Steckdoseneinsatz einer Unterputzdose einfach möglich ist, die Aussenabmessungen das genormte Rastermaß von Steckdosen in der Geometrie aufnehmen und über den Anschluss an das Hausnetz sowohl die Energieversorgung der Anker als auch die Kommunikation über eine PLC Kommunikation zum Server gegeben ist
  2. Vorrichtung zur Standortbestimmung in Innenräumen und innerbetrieblichen Freiflächen dadurch gekennzeichnet, dass die Anker statt einem Leuchtmittel in die Deckenbeleuchtung eingebaut werden können und der zugeordnete Lichtschalter gegen ein System mit integriertem Phasenkoppler getauscht wird, so dass auch bei ausgeschaltetem Leuchtmittel eine Kommunikation zwischen Ankern und Server stattfinden kann
  3. Vorrichtung zur Standortbestimmung in Innenräumen und innerbetrieblichen Freiflächen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der UWB Anker und das PLC Modul modular in eigene Gehäuse eingebaut werden können, um wahlweise eine Kommunikation kabelgebunden über PLC oder kabellos über UWB zu ermöglichen
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2673653B1 (de) 2011-02-10 2015-11-04 Atlas Copco Industrial Technique AB Ortungssystem zur bestimmung der position eines objektes
EP3226021A1 (de) 2016-03-24 2017-10-04 Fachhochschule Lübeck S-tdoa (sequential time difference of arrival)-verfahren zur positionsermittlung von bewegbaren objekten durch sequentielle ankunftszeitdifferenzbestimmung von periodischen signalen

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2673653B1 (de) 2011-02-10 2015-11-04 Atlas Copco Industrial Technique AB Ortungssystem zur bestimmung der position eines objektes
EP3226021A1 (de) 2016-03-24 2017-10-04 Fachhochschule Lübeck S-tdoa (sequential time difference of arrival)-verfahren zur positionsermittlung von bewegbaren objekten durch sequentielle ankunftszeitdifferenzbestimmung von periodischen signalen

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