DE60103778T2

DE60103778T2 - Netzwerkgerät mit auswählbaren zielen

Info

Publication number: DE60103778T2
Application number: DE60103778T
Authority: DE
Inventors: Ajith Kumar Narayanan
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: Wistron Corp
Priority date: 2000-11-27
Filing date: 2001-11-16
Publication date: 2005-07-14
Anticipated expiration: 2021-11-17
Also published as: TW560203B; JP2004515099A; CA2427452A1; US6925410B2; DE60103778D1; IL155911A0; WO2002043023A3; US20020082026A1; CN1692370A; ATE268924T1; KR100515228B1; EP1337965B1; SG114479A1; AU2002215119A1; KR20030065522A; JP3721164B2; CA2427452C; EP1337965A2; CN100549919C; US20050192683A1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft ein aus mehreren Einheiten bestehendes Netz (Einheitennetz) mit auswählbaren Zielen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
In einem Einheitennetz sind Einheiten wie zum Beispiel Drucker, Arbeitsplatzrechner oder mobile Endgeräte zur Datenverarbeitung über Datenübertragungsressourcen wie zum Beispiel Funkkanäle oder Kabel funktionsmäßig miteinander verbunden. Bei diesen Daten handelt es sich beispielsweise um Daten, welche durch diese Einheiten verarbeitet werden, oder um Steuersignale zur Steuerung dieser Einheiten. Normalerweise werden Daten- oder Steuersignale von einer oder mehreren Einheiten zu einer oder mehreren anderen Einheiten gesendet. Die Einheiten, welche Daten empfangen, verarbeiten diese normalerweise auf der Grundlage von mit diesen Daten verbundenen Steuersignalen.
Nachfolgend werden solche Einheiten, welche Daten empfangen, allgemein als „Zieleinheiten" bezeichnet und müssen vor dem Empfangen und Verarbeiten dieser Daten ausgewählt werden. Zum Auswählen einer Zieleinheit muss dieses normalerweise durch einen Benutzer mittels einer Auswahleinheit gekennzeichnet werden, welche ein oder mehrere Steuersignale sendet, in denen Auswahlkriterien zur Auswahl der Zieleinheit (z. B. eines Druckers) enthalten sind. Bei der Auswahleinheit kann es sich zum Beispiel um ein mobiles Endgerät im Taschenformat (z. B. einen PDA (Personal Digital Assistent)) handeln, durch welches der Benutzer die Auswahlkriterien angibt. Nach dem Empfangen der Auswahlkriterien wird ein Zielsteuersignal erzeugt und von der Auswahleinheit zu einer Steuereinheit gesendet, um von dort aus die Zieleinheit zu steuern. Als Reaktion auf das Zielsteuersignal legt die Steuereinheit diejenige Zieleinheit fest, welche über die Datenübertragungsressourcen die Daten empfangen soll, sodass die Zieleinheit einsatzbereit ist.
Zum Übertragen der Steuersignale zum Auswählen der Zieleinheiten sind Datenübertragungseinheiten wie zum Beispiel Sender und Empfänger erforderlich, die entweder Bestandteil der Zieleinheiten sind oder an diese angeschlossen sind. Um Daten- oder Steuersignale beispielsweise an einen Drucker zu übertragen, muss ein Benutzer Auswahlkriterien zur Kennzeichnung des Druckers eingeben. Wenn eine Einheitenadresse bereits bekannt ist, dient diese üblicherweise als Auswahlkriterium. Eine natürliche und benutzerfreundliche Auswahl erfolgt jedoch durch physisches Zeigen auf die Einheit, weil man hierbei die Einheitenadresse nicht kennen muss.
Ein bekanntes Verfahren zur Auswahl einer Einheit durch physisches Zeigen auf diese wird zum Beispiel in der US-Patentschrift 5 963 145 beschrieben. In dieser Patentschrift wird ein System mit einem tragbaren Sender beschrieben, welcher auf verschiedenen Infrarotfrequenzen und über divergierende Zeigeachsen Positionssignale zu einer Einheit sendet. Auf der Grundlage der Stärke dieser Positionssignale ermittelt ein mit der ausgewählten Einheit verbundener Sensor die Position des tragbaren Senders. Bei dem in dieser US-Patentschrift beschriebenen System kann es jedoch zu Interferenzproblemen kommen, wenn gleichzeitig mehrere tragbare Sender betrieben werden. Solche Interferenzprobleme entstehen, weil die die Positionssignale empfangenden Zieleinheiten für den Weitwinkelempfang (zum Beispiel wegen der Verwendung einer Weitwinkel-Photodiode) eingerichtet sein müssen und so außer den erwünschten Steuersignalen auch noch Interferenzsignale empfangen können. Ein zweiter Nachteil des in der US-Patentschrift 5 963 145 beschriebenen Systems besteht darin, dass es nur mit IR-Strahlung arbeitet.
Bei PDAs, mobilen Endgeräten und Druckern wird die drahtlose IR-Übertragung in zunehmendem Maße durch HF-Übertragungen ersetzt (zum Beispiel unter Verwendung des unter http://www.bluetooth.com beschriebenen Verfahrens Bluetooth^TM). Diese Geräte sind üblicherweise mit Rundstrahlantennen ausgerüstet. Somit erweisen sich in diesem Zusammenhang Übertragungsverfahren mit Richtcharakteristik, wie sie in der US-Patentschrift 5 963 145 beschrieben werden, als unbrauchbar.
Angesichts der oben beschriebenen Einschränkungen bei den vorhandenen Verfahren zum Auswählen einer Zieleinheit besteht ein deutlicher Bedarf an einer Vorrichtung und einem Verfahren zum Auswählen einer Zieleinheit in einem Einheitennetz, welche sich für die ungerichtete drahtlose Datenübertragung eignen, ohne zusätzlich gerichtete Verfahren wie die IR-Übertragung unterstützen zu müssen, und nicht die oben erwähnten Nachteile des auf IR-Übertragung beruhenden Systems aufweisen.
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
Die Erfindung stellt ein Einheitennetz mit einem oder mehreren Zieleinheiten bereit, welches eine Steuereinheit, eine Vielzahl von Zieleinheiten und eine oder mehrere gegenüber den Zieleinheiten bewegliche Auswahleinheiten umfasst, wobei jede Auswahleinheit ein Mittel zum Erkennen seiner eigenen Position und seiner Ausrichtung in einem äußeren Koordinatensystem, ein Mittel zum Erzeugen mindestens eines die erkannte Position und Ausrichtung beinhaltenden Signals und ein Mittel zum Senden dieses Signals zur Steuereinheit enthält, und wobei die Steuereinheit die Position jeder Zieleinheit in dem äußeren Koordinatensystem speichert und ferner ermittelt, ob die Position und die Ausrichtung der Auswahleinheit und die Position einer Zieleinheit in einer bestimmten Beziehung zueinander stehen, und die Zieleinheit auswählt, wenn dies der Fall ist.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Im Folgenden werden Ausführungsarten der Erfindung unter Bezug auf die Zeichnungen beschreiben, in denen:
1 ein allgemeines Blockschaltbild eines Einheitennetzes mit einer Vielzahl von Einheiten gemäß einer bevorzugten Ausführungsart der Erfindung ist;
2 ein allgemeines Blockschaltbild ist, welches eine Auswahleinheit darstellt, die auf eine Zieleinheit in dem Einheitennetz von 1 zeigt;
3 ein Koordinatensystem für das Einheitennetz von 1 darstellt;
4 ein Ablaufdiagramm ist, welches die Verarbeitung der Positionsdaten durch eine Steuereinheit des Einheitennetzes von 1 darstellt;
5 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Auswählen der Zieleinheit in 2 ist; und
6 ein allgemeines Blockschaltbild eines Einheitennetzes gemäß einer alternativen Ausführungsart der Erfindung ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
1 zeigt ein allgemeines Blockschaltbild eines Einheitennetzes 10 mit einer Vielzahl von Einheiten gemäß einer bevorzugten Ausführungsart der Erfindung. Die Vielzahl der Einheiten beinhaltet vier Einheitengruppen 12, 14, 16 und 18, die unterschiedliche Arten von Einheiten im Einheitennetz 10 darstellen.
Die vier Einheitengruppen 12, 14, 16 und 18 sind innerhalb des Einheitennetzes 10 über eine Vielzahl von Datenübertragungsressourcen miteinander verbunden, um Signale zu verarbeiten, welche Steuersignale und Datensignale beinhalten. Zu solchen Datenübertragungsressourcen gehören Übertragungskabel 20, 22 und Hochfrequenz(HF)-Kanäle 24. In 1 sind diese Datenübertragungsressourcen 20, 22 und 24 durch alphabetische Suffixe gekennzeichnet, um die unterschiedlichen Datenübertragungsressourcen voneinander zu unterscheiden.
Durch die Einheitengruppen 12, 14 werden Zieleinheiten 12a, 12b, 12c, 14a, 14b und 14c wie zum Beispiel elektrische oder elektronische Geräte bereitgestellt. Bei diesen Geräten kann es sich um Klimaanlagen, Fernsehgeräte, Stereoanlagen, Fotokopierer, Drucker oder Bildschirmanzeigen handeln. Wenn das Einheitennetz 10 in einer Büroumgebung eingesetzt wird, kann es sich somit bei einer Einheitengruppe 14 um Drucker und bei einer Einheitengruppe 12 um Bildschirmanzeigen, darunter auch Projektionsbildschirme, handeln.
Die Einheitengruppe 16 stellt Auswahleinheiten 16a, 16b und 16c wie zum Beispiel Benutzer-Arbeitsplatzrechner, mobile Endgeräte, PDAs (Personal Digital Assistants) oder sonstige tragbare Geräte bereit, die sich gegenüber den Zieleinheiten 12a, 12b, 12c, 14a, 14b und 14c bewegen können. Außerdem kann man durch eine Benutzereingabe mit den Auswahleinheiten 16a, 16b und 16c eine oder mehrere Zieleinheiten auswählen.
Die Einheitengruppe 18 stellt Steuereinheiten 18a, 18b bereit, welche über die Datenübertragungskabel 20, 22 bzw. die HF-Kanäle 24 mit den Zieleinheiten 12a, 12b, 12c, 14a, 14b und 14c und den Auswahleinheiten 16a, 16b und 16c verbunden sind. Hierbei handelt es sich Datenübertragungskanäle im Duplexbetrieb.2 zeigt als Beispiel eine Auswahleinheit 16a, eine Zieleinheit 12a und eine Steuereinheit 18a, wobei bei einer Ausführungsart eine Auswahleinheit 16a (z. B. eine tragbare Einheit) auf die Zieleinheit 12a (z. B. ein Drucker) innerhalb des Einheitennetzes 10 zeigt.
2 zeigt ferner eine Zeigeachse 32, die bezüglich der Auswahleinheit 16a fixiert ist. Diese Achse muss zumindest annähernd innerhalb vorgegebener Grenzen auf die Zieleinheit 12a ausgerichtet werden, um diese auszuwählen (d. h., die Achse 32 muss ungefähr auf das Ziel zeigen). Die Auswahleinheit 16a ist mit einer Anzeige 33 dargestellt, auf welcher Zeigemarkierungen wie zum Beispiel ein Pfeil 34 angegeben werden, welcher dieselbe Richtung wie die Zeigeachse 32 hat und dem Benutzer anzeigt, wann die Achse 32 auf die Zieleinheit 12a zeigt. Die Anzeige 33 stellt jedoch ein optionales Merkmal dar, das nicht unbedingt erforderlich ist, solange ein Benutzer die Zeigeachse 32 auf andere Weise auf die Auswahleinheit 16a ausrichten kann, was zum Beispiel der Fall sein kann, wenn die Achse 32 mit einer Längsachse der Auswahleinheit zusammenfällt.
Die Auswahleinheit 16a verfügt über ein Mittel zum Erkennen ihrer Position und der Ausrichtung ihrer Zeigeachse 32, um auf diese Weise Positions- und Ausrichtungsdaten bereitzustellen, wenn diese auf die Zieleinheit 12a zeigt, über ein Mittel zum Erzeugen von die Positionsdaten enthaltenden Steuersignalen und ein Mittel zum Übertragen des mindestens einen Steuersignals über den Funkkanal 24a. Bei der Steuereinheit 18a kann es sich beispielsweise um eine Netzknotensteuereinheit handeln. Die Steuereinheit 18a leitet Daten- und Steuersignale zur Zieleinheit (z. B. einem Drucker) weiter, wenn diese Einheit ausgewählt wurde.
Insbesondere weist das Sensormittel die Form eines räumlich auflösenden Sensors 26 zur Ermittlung der Position der Einheit in einem auf den Ort des Einheitennetzes 100 bezogenen Koordinatensystem auf. Eine geeignete Form des Sensors ist ein Miniatur-Beschleunigungsmesser, dessen Ausgabewert (Beschleunigung) zweifach über die Zeit integriert wird und so die Position ergibt. Ein solches Bauelement wird unter der Teilnummer ADXL505 von Analog Devices of Norwood, Massachusetts, USA (www.analog.com) hergestellt. Falls eine Auswahleinheit in die Nähe einer fest angeordneten Referenz- oder Ankereinheit kommt, kann man zur Verringerung der Messfehler auch ein Neukalibrierungsverfahren einsetzen. Alternativ oder zusätzlich kann man auch mittels eines Kalman-Filterverfahrens die Fehlerakkumulation über längere Zeiträume verhindern. Wenn für die Funkübertragung die Ultrabreitbandtechnik (UWB) eingesetzt wird, kann man die Positionsdaten alternativ in hoher Genauigkeit erhalten, indem man spezielle UWB-Mittel verwendet, die in der US-Patentschrift 6 002 708 beschrieben werden, deren Inhalt durch Bezugnahme Bestandteil der vorliegenden Erfindung ist. Dem letzteren Verfahren wird der Vorzug gegeben, da die UWB-Datenübertragung immer mehr Anwendung findet und das Verfahren den Vorteil aufweist, dass hierbei keine Beschleunigungsmesser erforderlich sind.
Das Sensormittel beinhaltet ferner einen Ringsensor 28 zur Ermittlung der Ausrichtung der Auswahleinheit 16a an ihrer aktuellen Position. Diese Ausrichtung beruht auf mindestens zwei Winkeln in Bezug auf zwei entsprechende Achsen des Einheitennetzes 10. Bei dem Ringsensor 28 kann es sich zum Beispiel um ein Winkelmess-Gyroskop oder um einen Sensor handeln, der die Ausrichtung durch Integration des Ausgabewertes der Winkelgeschwindigkeit eines Winkelgeschwindigkeits-Messgyroskops über die Zeit ermittelt. Ein Beispiel stellt das Winkelmess-Gyroskop mit der Artikelnummer „B99-003" von der University of California in Berkeley (http://berkeley.edu/mems.html) dar. Beispiele für geeignete Winkelgeschwindigkeits-Messgyroskope stellen die Modelle ENC-03J und ENV-05D052 von Murata Manufacturing Co. of Japan dar.
Das im Einheitennetz 10 verwendete Koordinatensystem ist in 3 dargestellt. Es sind drei senkrecht aufeinander stehende Achsen X, Y und Z eines geometrischen Cartesischen Koordinatensystems dargestellt. Durch die Positionsmessung oder Positionierung wird die räumliche Position der Auswahleinheit 16a in dem geometrischen Cartesischen Koordinatensystem (x, y, z) ermittelt. Die Ausrichtung oder Richtung der Auswahleinheit 16a bezüglich der auf die Zieleinheit 12a zeigenden Zeigeachse wird durch zwei Winkel (Φ, Θ) gemessen.
Zum besseren Verständnis wird bei der vorliegenden Beschreibung angenommen, dass zur Darstellung der Position und der Ausrichtung einer Einheit 12, 14 bzw. 16 die Koordinaten (x, y, z) und die Winkel (Φ, Θ) verwendet werden. Bei den Ausführungsarten der vorliegenden Erfindung können jedoch auch andere, nicht beschriebene Koordinatensystem Anwendung finden, da die Koordinaten und Winkel in einem Koordinatensystem in die Koordinaten und Winkel in solchen anderen gleichwertigen Koordinatensystemen umgerechnet werden können.
Die Wahl des Koordinatenursprungs (0, 0, 0) ist ohne Bedeutung, da es sich bei den in den Ausführungsarten der vorliegenden Erfindung gemessenen Abständen im Koordinatensystem um relative Abstände handelt. Ebenso ist die Wahl der senkrecht aufeinander stehenden Achsen ohne Bedeutung. Im Allgemeinen, aber nicht notwendigerweise, ist die z-Achse der Schwerkraft entgegen ausgerichtet. Folglich kann man die x-Achse oder die y-Achse an einem bestimmten Punkt auf die magnetischen Feldlinien der Erde ausrichten und so alle drei Achsen in geeigneter Weise festlegen. Solange ein bestimmungsgemäßer Gebrauch gewährleistet ist, kann auch jede andere Festlegung Verwendung finden. Wichtig ist, dass alle in die beschriebene Berechnung einbezogenen Einheiten 12, 14 und 16 einheitlich auf dasselbe Koordinatensystem und dieselben Achsen beziehen.
Ferner befindet sich die Auswahleinheit 16a in 3 am Punkt P mit den Koordinaten (x₁, y₁, z₁) und den Winkeln (Φ, Θ), welche die Position und die Ausrichtung der Auswahleinheit 16a angeben. Die Koordinaten der Zieleinheit 12a, welche sich an der durch den Punkt Q bezeichneten Position befindet, lauten dann (x₂, y₂, z₂). X', Y' und Z' sind Parallelen zu den Achsen X, Y und Z, die durch den Punkt P verlaufen. Folglich stellt Q' die Projektion von Q auf die Ebene X'Y' dar. Ferner ist Φ₁ der Winkel zwischen der x-Achse und PQ'. N und M sind gemäß 3 Projektionen von Q auf die Achsen X' bzw. Z'.
Für das Dreieck PQ'N gilt tan(Φ1) = Q'N/PN = (y2 – y1)/(x2 – x1) (1)und für das Dreieck PQM gilt cos(Θ1) = PM/PQ = (z2 – z1)/d (2)wobei d = PQ den Abstand zwischen der Auswahleinheit 16a am Punkt P und der Zieleinheit 12a am Punkt Q darstellt.
Gleichung (1) und Gleichung (2) dienen zur Ermittlung der Position und der Ausrichtung der Auswahleinheit 16a und der Position der Zieleinheit 12a bei den Ausführungsarten der vorliegenden Erfindung. Natürlich muss auch die Position der Zieleinheit in Form von (x₂, y₂, z₂) bekannt sein.
Das Erzeugungsmittel der Auswahleinheit 16a umfasst einen Signalprozessor 29 zum Verarbeiten der als Koordinaten bereitgestellten Positions- und Ausrichtungsdaten auf Grundlage des oben beschriebenen Koordinatensystems. Der Signalprozessor bezieht die Positions- und Ausrichtungsdaten in ein Steuersignal ein. Anschließend sendet das einen Sender 31 umfassende Sendemittel das Steuersignal über den Funkkanal 24a zur Steuereinheit 18a. Ein Beispiel für das Sendemittel ist eine Bluetooth^TM-HF-Schnittstelle für drahtlose Datenübertragung. Das Steuersignal kann zum Beispiel als Nachrichtenpaket codiert sein, welches die Positions- und Ausrichtungsdaten enthält und über eine Bluetooth^TM-Verbindung übertragen wird.
Die Auswahleinheit 16a umfasst ferner ein Benutzer-Eingabemittel 30, bei dem es sich zum Beispiel um eine Tastatur handeln kann. Das Eingabemittel 30 ist mit dem Signalprozessor 29 verbunden und ermöglicht dem Benutzer Eingaben, um den Signalprozessor 29 zu aktivieren, damit dieser die Position und die Ausrichtung der Auswahleinheit 16a ermittelt.
Die Zieleinheit 12a umfasst eine Schnittstelle 35 zum Empfangen der Datensignale und Steuersignale über das Datenübertragungskabel 22a von der Steuereinheit 18a. Eine solche Schnittstelle beinhaltet Datenübertragungselemente, die in der Technik allgemein bekannt sind. Außerdem umfasst die Zieleinheit 12a ferner einen mit der Schnittstelle 35 verbundenen Signalprozessor 36 zur Verarbeitung der Steuersignale mit den eingebetteten Positionsdaten. Solche Steuersignale enthalten die Zielsteuersignale, die von der Steuereinheit 18a empfangen wurden, welche die erforderlichen Positions-Referenzdaten bereitstellt.
Die im Ablaufdiagramm von 4 gezeigten Verarbeitungsschritte 40 beschreiben das Verfahren, nach dem die Steuereinheit (z. B. 18a) auf Grundlage der Positions- und Ausrichtungsdaten der Auswahleinheit (z. B. 16a) und der Positionsdaten der Zieleinheit (z. B. 12a) ermittelt, ob eine Zieleinheit (z. B. 12a) ausgewählt wurde. Die Verarbeitung dieser Positions- und Ausrichtungsdaten wird im Ablaufdiagramm von 4 dargestellt.
Die Verarbeitung 40 beginnt in Schritt 41, wo man aus dem von der Auswahleinheit 16a übertragenen Steuersignal die Positionskoordinaten (x₁, y₁, z₁) und die Ausrichtungskoordinaten (Φ₁, Θ₁) der Auswahleinheit 16a erhält. Dann geht die Verarbeitung 40 weiter zu Schritt 42, um die bekannten Positions-Koordinaten (x₂, y₂, z₂) der Zieleinheit 12a zu erhalten. Dann berechnet die Steuereinheit 18a in Schritt 43 den Winkel Φ unter Verwendung von: Φ = tan–1{(y2 – y1)/(x2 – x1)}.
Nach der Berechnung von Φ geht die Verarbeitung 40 weiter zum Entscheidungsschritt 44, in welchem die Steuereinheit 18a ermittelt, ob sich Φ in der Nähe von Φ₁ befindet, d. h. im Bereich (Φ₁ – δΦ, Φ1 + δΦ), wobei δΦ ein geeignet gewähltes Winkelfenster ist.
Der Wert δΦ kann auf der Grundlage des durch die zur Auswahleinheit zeigende Breite der Zieleinheit vorgegebenen Winkels und der zur Auswahl erforderlichen Ausrichtungsgenauigkeit berechnet werden. Zum Beispiel ist δΦ = k·½tan^–1(w/PQ), wobei w die Breite der zur Auswahleinheit zeigenden Breite der Zieleinheit und k eine Konstante mit dem Nennwert 1 ist und vergrößert oder verkleinert werden kann, um das Auswahlfenster zu erweitern oder einzuengen.
Lautet das Ergebnis des folgenden Entscheidungsschritts 44 „Ja", geht die Verarbeitung 40 weiter zu Schritt 45. In Schritt 45 wird der Winkel Φ berechnet mit: Φ = cos–1(z2 – z1/d),wobei d = √{(x₂ – x₁)² + (y₂ – y₁)² + (z₂ – z₁)²)} gleich dem Abstand zwischen P und Q ist.
Lautet das Ergebnis des nachfolgenden Vergleichsschritts 44 „Nein", endet die Verarbeitung 40 bei Schritt 46 „Ende", sodass die Zieleinheit 12a nicht ausgewählt wurde.
Im Entscheidungsschritt 47 ermittelt die Steuereinheit nach der Berechnung des Winkels Θ, ob Θ sich im Bereich Θ₁ – δΘ, Θ₁ + δΘ) befindet, wobei δΘ ein in geeigneter Weise gewähltes Winkelfenster ist.
Der Wert von δΘ kann auf der Grundlage des durch die zur Auswahleinheit zeigenden Höhe der Zieleinheit berechnet und der für die Auswahl erforderlichen Ausrichtungsgenauigkeit berechnet werden. Zum Beispiel ist δΘ = k·1/2tan^–1(h/PQ), wobei h die Zur Auswahleinheit zeigende Höhe der Zieleinheit und k eine Konstante mit dem Nennwert 1 ist und verringert oder vergrößert werden kann, um das Auswahlfenster zu erweitern oder einzuengen.
Lautet das Ergebnis des nachfolgenden Entscheidungsschritts 47 „Ja", geht die Verarbeitung 40 weiter mit Schritt 48, in welchem die Zieleinheit 12a ausgewählt wird. Ansonsten wählt die Verarbeitung 40 die Zieleinheit 12a nicht aus und hört beim Ergebnis „Nein" in Schritt 46 „Ende" auf.
In 5 ist anhand eines Ablaufdiagramms ein Verfahren 50 zum Auswählen einer oder mehrerer Zieleinheiten im Einheitennetz 10 dargestellt. Das Verfahren verwendet die Zieleinheit 12a, die Auswahleinheit 16a und die Steuereinheit 18a gemäß 2, beginnt in Schritt 51 und geht weiter zu Schritt 52, wo die Steuereinheit 18a mindestens ein Steuersignal von der Auswahleinheit 16a empfängt. Das Steuersignal enthält die Positions- und Ausrichtungsdaten der Auswahleinheit beispielsweise 16a, wenn die Auswahleinheit 16a auf die Zieleinheit beispielsweise 12a zeigt.
Anschließend geht das Verfahren 50 weiter zu Schritt 53, wo die Steuereinheit 18a die Positions- und Ausrichtungsdaten verarbeitet, um die Position und die Ausrichtung der Auswahleinheit 16a bezüglich der Zieleinheit 12a zu ermitteln. Anschließend ermittelt die Steuereinheit 18a im Entscheidungsschritt 54, ob die Zieleinheit 12a anhand der durch das Steuersignal bereitgestellten Positionsdaten unter Verwendung des oben beschriebenen Verfahrens 40 gekennzeichnet werden kann.
Lautet das Ergebnis des anschließenden Entscheidungsschritts 54 „Ja", geht das Verfahren 50 weiter zu Schritt 54. In Schritt 54 erzeugt die Steuereinheit 18a mindestens ein Steuersignal, um die Zieleinheit 12a zu aktivieren, damit sie die zusammen mit dem Steuersignal von der Auswahleinheit 16a bereitgestellten Datensignale verarbeitet, wenn die Positionsdaten zur Kennzeichnung der Zieleinheit 12a ausreichen.
Lautet das Ergebnis des anschließenden Entscheidungsschritts 54 hingegen „Nein", endet das Verfahren 50, sodass die Zieleinheit 12a nicht ausgewählt wird. Hierzu kann es beispielsweise dann kommen, wenn die Zeigeachse 32 der Auswahleinheit 16a nicht richtig oder ausreichend auf die Zieleinheit 12a ausgerichtet wird.
Das Verfahren 50 beschreibt die Auswahl einer einzelnen Zieleinheit 12a aus der Einheitengruppe 12. Man kann die Zeigeachse 32 jedoch auch auf mehr als eine Zieleinheit der Einheitengruppe 12 richten, wenn sich die Zieleinheiten beispielsweise dicht beieinander befinden und/oder das Winkelfenster δΦ, δΘ so groß ist, dass die einzelnen Zieleinheiten nicht voneinander unterschieden werden können, oder aus anderen Gründen. In solchen Fällen kann man in Verbindung mit dem beschriebenen Verfahren 50 verschiedene Auswahlkriterien zur Verfeinerung und Einengung der Auswahl verwenden. Zum Beispiel kann man sich des Abstands als Auswahlkriterium bedienen, um eine gewünschte Zieleinheit zu kennzeichnen, welche sich der Auswahleinheit am nächsten befindet, wenn die Zieleinheiten mit der Auswahleinheit auf einer Linie liegen. Alternativ besteht ein anderes Auswahlkriterium in einem Attributvergleich, um zum Beispiel aus der Einheitengruppe 12 die am geringsten ausgelastete Zieleinheit auszusuchen. Ein weiteres Auswahlkriterium besteht darin, dass der Benutzer die Zieleinheit 12a über ein auf der Anzeige 33 dargestelltes Menü interaktiv auswählen muss. Ein weiteres Auswahlkriterium besteht darin, dass ein Benutzer oder Administrator der Zieleinheit 12a ermitteln muss, ob das mindestens eine Zielsteuersignal verarbeitet und die Auswahl der Zieleinheit 12a freigegeben werden soll. Diese Verfahren können gemäß der folgenden Beschreibung zur Einengung der Auswahl mit dem oben beschriebenen Verfahren 50 kombiniert werden.
Wenn die Einheitengruppe 12 beispielsweise aus einer Gruppe von Druckern besteht, kann man ein Lastangleichungskriterium verwenden, anhand dessen die Steuereinheit 18a die Auslastung jedes Druckers überwacht und den am geringsten ausgelasteten Drucker als ausgewählte Zieleinheit bestimmt. Alternativ kann die Steuereinheit 18a ein Steuersignal einschließlich einer Liste der zur Auswahl bereitstehenden Zieleinheiten (zum Beispiel 12b, 12c) und wahlweise einschließlich deren Beschreibungen zur Auswahleinheit 16a zurücksenden. Dann zeigt die Einheit 16a diese Liste dem Benutzer auf der Anzeige 33 an, wo dieser eine interaktive Auswahl vornehmen kann; dann wird die entsprechende Auswahl (z. B. 12c) in Form eines Steuersignals zur Steuereinheit 18a gesendet, welche daraufhin die betreffende Zieleinheit (12c) auswählt.
Je nachdem, wie der Signalprozessor 29 ein oder mehrere Steuersignale und Benutzereingaben verarbeitet, kann man auch mehr als nur eine Zieleinheit aus der Einheitengruppe 12 bzw. 14 auswählen. Indem der Benutzer das Benutzereingabemittel 30 dauernd aktiviert, kann er die Auswahleinheit 16a in einen Durchsuchungsmodus versetzen. Im Durchsuchungsmodus kann man mit der Auswahleinheit 16a eine Schwenkbewegung ausführen, um aus der Einheitengruppe 12 bzw. 14 mehr als eine Zieleinheit auszuwählen. Die Verarbeitung 40 und das Verfahren 40 werden dann nacheinander für die Zieleinheiten 12a, 12b, 12c, 14a, 14b und 14c aktiviert und diese dann nacheinander ausgewählt. 6 veranschaulicht mit einem schematischen Blockschaltbild ein Einheitennetz 60 gemäß einer alternativen Ausführungsart der Erfindung. Im Einheitennetz 60 werden die Steuereinheiten 18a und 18b durch die HF- oder IR-Kanäle 61a bzw. 61b als Datenübertragungsressourcen mit den Zieleinheiten 12a, 12b und 12c verbunden. Somit stellt das Einheitennetz 60 ein drahtloses Einheitennetz dar, in welchem Signale wie zum Beispiel Steuersignale und Datensignale über die HF- oder IR-Kanäle 24a, 24b, 61a bzw. 61b übertragen werden.
Bei einer weiteren alternativen Ausführungsart verwendet die Erfindung Zieleinheiten (z. B. 12 und 14), welche keine Berechnungen ausführen; zum Beispiel Bilder, die in einem Supermarkt an der Wand oder an den Regalen hängen. Deren Position ist in der Steuereinheit 18a bereits gespeichert, sodass bei dieser Ausführungsart keine Datenübertragungsressourcen benötigt werden. Die Auswahl einer Zieleinheit wie zum Beispiel 12a erfolgt mittels des oben beschriebenen Verfahrens 50 oder 40 durch die Steuereinheit 18a. Durch die Auswahl einer Zieleinheit wird die Steuereinheit im Gegensatz zu den oben erörterten Ausführungsarten entsprechend der Kennung der ausgewählten Zieleinheit aktiviert, wofür jedoch keine Datenübertragung zur ausgewählten Zieleinheit erforderlich ist. Zum Beispiel können die Zieleinheiten 12a, 12b, 12c und 12d an einer Wand hängende Bilder sein, sodass die Steuereinheit 18a nach Auswahl eines Bildes wie beispielsweise 12a veranlasst wird, ein Steuersignal mit einer Information über das Bild 12a zur Auswahleinheit 16a zu senden, damit dieses Bild dann auf der Anzeige 33 der Einheit 16a gezeigt wird. Desgleichen kann man in einem Supermarkt Informationen über die im Regal befindlichen Artikel auf der Anzeige darstellen, wenn man mit der Auswahleinheit auf das Regal zeigt.
Die bevorzugten Ausführungsarten der Erfindung weisen zahlreiche Vorteile auf. Ein Vorteil der bevorzugten Ausführungsarten der Erfindung kommt dann zutage, wenn Auswahleinheiten wie zum Beispiel PDAs immer mehr mit Funkverbindungen zum Beispiel unter Verwendung von Bluetooth ausgestattet werden. Durch die vorliegende Erfindung kann man Auswahleinheiten zur Auswahl von Zieleinheiten einsetzen, die ohne zusätzliche Hardware wie zum Beispiel IR in der Lage sind, drahtlos Daten zu übertragen. Das bedeutet, dass die Auswahlfunktionalität ausschließlich durch Software mit handelsüblicher Hardware realisiert werden kann und somit kostengünstig ist.
Ein weiterer Vorteil der bevorzugten Ausführungsarten der Erfindung besteht darin, dass man zum Auswählen einer Zieleinheit keine gerichteten Datenübertragungsressourcen wie zum Beispiel Infrarotkanäle benötigt. Hierbei kommt es in den Einheitennetzen der Erfindung nicht zu solchen grundlegenden Problemen wie zum Beispiel Signalinterferenzen von anderen Einheiten, welche solche gerichteten Datenübertragungsressourcen verwenden und in demselben Einheitennetz aktiv sind.
Ein dritter Vorteil der Ausführungsart mit Zieleinheiten wie zum Beispiel Supermarktregalen, welche keine Berechnungen durchführen, besteht darin, dass man nicht für jede Zieleinheit Datenübertragungshardware installieren muss, was zu beträchtlichen Kosteneinsparungen für Hardware gegenüber vorhandenen Verfahren führt.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung beruht darauf, dass man nur einen Ausrichtungswinkel verwendet. Mit anderen Worten, anstelle einer ,Zeigelinie' wird eine ,Ausrichtungsebene' festgelegt. Das ist jedoch weniger wünschenswert, da in der Ebene befindliche unerwünschte Objekte ausgewählt werden können. Man müsste eine bestimmte Filterung durchführen, wie oben unter Bezug auf ,Einengung der Auswahl' erörtert wurde.

Claims

Einheitennetz mit auswählbaren Zielen, wobei das Einheitennetz eine Steuereinheit, eine Vielzahl von Zieleinheiten und ein oder mehrere jeweils gegenüber den Zieleinheiten bewegliche auswählende Einheiten umfasst, wobei in jeder auswählenden Einheit ein Mittel zum Erkennen ihrer eigenen Position und Ausrichtung bezüglich eines äußeren Koordinatensystems, ein Mittel zum Erzeugen mindestens eines die erkannte Position und Ausrichtung enthaltenden Signals und ein Mittel zum Senden des Signals zur Steuereinheit enthalten ist, und wobei die Steuereinheit die Position jeder Zieleinheit bezüglich eines äußeren Koordinatensystem speichert und ermittelt, ob die Position und die Ausrichtung der auswählenden Einheit und die Position einer Zieleinheit in einer bestimmten Beziehung zueinander stehen, und wenn sie dies feststellt, die Zieleinheit auswählt.
Einheitennetz nach Anspruch 1, wobei jede aus der Vielzahl von Zieleinheiten entweder über eine verdrahtete oder eine drahtlose Verbindung mit der Steuereinheit verbunden ist.
Einheitennetz nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit mit jeder Zieleinheit in Verbindung steht und einen Prozess in der ausgewählten Zieleinheit startet.
Einheitennetz nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit nicht mit jeder Zieleinheit in Verbindung steht und einen Prozess in einem nicht mit der ausgewählten Zieleinheit identischen Einheit startet.
Einheitennetz nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit ermittelt, ob die Position und Ausrichtung der auswählenden Einheit und die Position einer Zieleinheit in einer bestimmten Beziehung zueinander stehen, indem sie die Ausrichtung der Zieleinheit bezüglich der auswählenden Einheit ermittelt und die relative Ausrichtung der so ermittelten Zieleinheit mit der Ausrichtung der auswählenden Einheit vergleicht.
Einheitennetz nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Erzeugung und die Übertragung des Signals durch die auswählende Einheit durch eine Benutzereingabe in die auswählende Einheit gestartet wird.
Einheitennetz nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die auswählende Einheit ihre Position mittels eines Beschleunigungsmessers, dessen Ausgabewert zweifach integriert wird und so einen Positionswert ergibt, oder mittels UWB ermittelt.
Einheitennetz nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die auswählende Einheit ihre Ausrichtung mittels eines Gyroskops ermittelt.
Einheitennetz nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei jede der auswählenden Einheiten ein Zeigemittel wie zum Beispiel einen Bildschirm, eine gedruckte Markierungs- oder spitzverlaufende Form beinhaltet, um die auswählende Einheit mit einer Zieleinheit zu verbinden.