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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Feststellung ihrer relativen
Positionen durch eine Ansammlung von Geräten unter Verwendung von Schall.
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Hinter rund
der Erfindung
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Sprachsteuerung
von Vorrichtungen wird üblicher
und es gibt nun gut entwickelte Technologien zur Spracherkennung
insbesondere in Zusammenhängen,
die nur ein kleines Vokabular erfordern.
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Es
besteht jedoch ein Problem, wenn mehrere sprachgesteuerte Vorrichtungen
in nächster
Nähe vorliegen,
da es wahrscheinlich ist, dass sich ihr Vokabular überlappt,
woraus sich die Möglichkeit
ergibt, dass mehrere unterschiedliche Vorrichtungen auf den gleichen
Sprachbefehl ansprechen. Tatsächlich ist
das Problem allgemeiner und tritt überall dort auf, wo mehrere
Vorrichtungen in nächster
Nähe vorliegen,
deren Eingabe oder Ausgabe überlappen.
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Ein
Lösungsansatz,
um eine selektive Vorrichtungsaktivierung in einer Gruppe von Vorrichtungen
auszuführen,
besteht darin, die Position des Benutzers relativ zu den Vorrichtungen
zu ermitteln und somit zu bestimmen, welcher Vorrichtung der Benutzer
am nächsten
ist. Dieses Verfahren stützt
sich auf eine Kenntnis der Vorrichtungspositionen.
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Während es
natürlich
einem Installierer möglich
ist, die Position jeder Vorrichtung bezüglich irgendeiner externen Referenz
zu messen und die gemessenen Vorrichtungspositionen in ein Vorrichtungsaktivierungssteuerungssystem
einzugeben, eignet sich dieser Lösungsansatz
nicht für
eine Situation, bei der die Vorrichtungen eventuell häufig bewegt
werden und Vorrichtungen zu der Vorrichtungsgruppe hinzugefügt oder
aus derselben entfernt werden. Selbst ein Ausstatten jeder Vorrichtung
mit einem System wie z. B. GPS zum Bestimmen ihrer eigenen absoluten
Position ist nicht zufriedenstellend, da Empfangs- und Lokalisierungsgenauigkeit unter
Verwendung von GPS innerhalb eines Gebäudes oft unzuverlässig ist,
und es unwahrscheinlich ist, dass dieselbe die notwendige Positionsauflösung liefert,
die zwischen Elementvorrichtungen einer Gruppe von Vorrichtungen,
die sich in dem gleichen Zimmer befinden, erforderlich ist.
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Außerdem wird
eine Vorrichtungspositionsfeststellung im Allgemeinen eher als eine
Nebenvorrichtungsfunktion als die Hauptvorrichtungsfunktion bereitgestellt,
und es wird deshalb aus Kostengründen
bevorzugt, dass die Positionsfeststellung unter Verwendung von Vorrichtungsmerkmalen
durchgeführt
wird, die bereits für
die Hauptvorrichtungsfunktion erforderlich sind.
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Demgemäss ist es
eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit zu schaffen, es zu
ermöglichen,
dass Vorrichtungen ihre relativen Positionen feststellen, die einfach
umzusetzen ist und bevorzugt Vorrichtungsmerkmale ausnutzen kann,
die bereits für
andere Zwecke vorhanden sind.
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Die
WO 00/73739 offenbart ein dreidimensionales Positionierungssystem,
das durch ein Messen von Unterschieden bei der Laufzeit zwischen
zeitlich in Beziehung stehenden elektromagnetischen und akustischen
Positionierungssignalen wirksam ist, die von Referenzstationen,
die an vorbestimmten Positionen angeordnet sind, bzw. einer Mobileinheit
mit einem akustischen Breitbandsensor emittiert werden.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Positionsfeststellungsverfahren
für eine
Mehrzahl von Vorrichtungen bereitgestellt, die mit jeweiligen elektromagnetischen
Kommunikationsuntersystemen, Schallemittern und Schallempfängern ausgestattet
sind; wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
- a) Emittieren von jeder Vorrichtung sowohl
eines Testschalls als auch, über
ihr Kommunikationsuntersystem, eines Zeitgebungsreferenzsignals;
- b) Empfangen des Testschalls und des Zeitgebungsreferenzsignals,
die durch jede Vorrichtung emittiert wurden, an zumindest zwei anderen
Vorrichtungen und Bestimmen von jeweiligen Maßen der Laufzeiten des Testschalls
zwischen emittierenden und empfangenden Vorrichtungen, wobei das
Zeitgebungsreferenzsignal es ermöglicht, dass
die Zeitgebung der Emission des Testschalls mit der Zeitgebung seines
Empfangs in Beziehung gesetzt ist; und
- c) Verwenden der Laufzeitmaße,
um die relativen Positionen der Vorrichtungen zu bestimmen.
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Bei
dem Laufzeitmaß kann
es sich z. B. um die Laufzeit selbst oder in Wirklichkeit um ein
abgeleitetes Maß,
wie z. B. die Entfernung zwischen der emittierenden und der empfangenden
Vorrichtung, handeln.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein automatisches
Lokalisierungsverfahren für
eine Mehrzahl von sprachgesteuerten Vorrichtungen bereitgestellt,
die mit jeweiligen Mikrophonen und einer elektrischen oder elektromagnetischen
Kommunikationseinrichtung ausgestattet sind, wobei jede Vorrichtung
veranlasst wird, einen Schall zu emittieren zu der gleichen Zeit,
zu der dieselbe ein elektrisches oder elektromagnetisches Signal
sendet, wobei das Letztere als ein Zeitgebungspunkt dient, der es
ermöglicht,
dass die anderen Vorrichtungen ihre Entfernung von der emittierenden Vorrichtung
bestimmen, wobei die Vorrichtungen ihre Entfernungen von anderen
Vorrichtungen austauschen, wodurch es ermöglicht wird, dass jede Vorrichtung
die relativen Positionen aller Vorrichtungen berechnet.
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Gemäß einem
dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung
bereitgestellt, die folgende Merkmale aufweist:
- – einen
Schallemitter zum Emittieren eines Testschalls;
- – einen
Schallempfänger
zum Empfangen eines Testschalls;
- – ein
elektromagnetisches Kommunikationsuntersystem zum Senden und Empfangen
von Zeitgebungsreferenzsignalen;
- – eine
Emissionssteuerungsanordnung zum Senden eines Testschalls über den
Schallemitter und eines damit in Beziehung stehenden Zeitgebungsreferenzsignals über das
Kommunikationsuntersystem;
- – eine
Messungsanordnung, die auf den Empfang eines Testschalls und eines
damit in Beziehung stehenden Zeitgebungsreferenzsignals von einer anderen
Vorrichtung hin wirksam ist, um ein Maß der Laufzeit dieses Testschalls
und dadurch der Entfernung zwischen den zwei Vorrichtungen zu bestimmen;
und
- – eine
Verteilungsanordnung zum Senden des bestimmten Maßes zu zumindest
einer anderen Vorrichtung über
das Kommunikationsuntersystem.
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Gemäß einem
vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung
bereitgestellt, die folgende Merkmale aufweist:
- – einen
Schallemitter zum Emittieren eines Testschalls;
- – einen
Schallempfänger
zum Empfangen eines Testschalls;
- – ein
elektromagnetisches Kommunikationsuntersystem zum Senden und Empfangen
von Zeitgebungsreferenzsignalen;
- – eine
Emissionssteuerungsanordnung zum Senden eines Testschalls über den
Schallemitter und eines damit in Beziehung stehenden Zeitgebungsreferenzsignals über das
Kommunikationsuntersystem;
- – eine
Messungsanordnung, die auf den Empfang eines Testschalls und eines
Zeitgebungsreferenzsignals von einer anderen Vorrichtung hin wirksam
ist, um ein Maß der
Laufzeit dieses Testsignals und dadurch der Entfernung zwischen
den zwei Vorrichtungen zu bestimmen;
- – eine
Positionsbestimmungsanordnung zum Empfangen weiterer Maße, die
durch andere Vorrichtungen bestimmt wurden, über das Kommunikationssystem
und zur Verwendung dieser weiteren Maße und des Maßes, das
durch ihre eigene Messungsanordnung gemessen wird, um die relativen
Positionen der Vorrichtungen zu bestimmen.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden nun mittels eines nicht-beschränkenden
Beispiels mit Bezug auf die beiliegenden schematischen Zeichnungen
beschrieben. Es zeigen:
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1 ein
Diagramm, das ein Zimmer veranschaulicht, das mit drei sprachgesteuerten
Vorrichtungen ausgestattet ist, die mit einer gemeinsamen Funktionalität ausgerüstet sind,
die diese Erfindung verkörpert;
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2 ein
Diagramm, das die Einstellungs- und die Betriebsphase der Vorrichtungen
von 1 veranschaulicht;
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3 ein
Diagramm, das die Schritte veranschaulicht, die durch eine Initiatorvorrichtung
beim Einleiten und Abstimmen einer Gruppenfeststellung durch die
Vorrichtungen durchgeführt
werden;
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4 ein
Zustandsdiagramm, das den Betrieb der Nicht-Initiatorvorrichtungen während des Gruppenfeststellungsprozesses
veranschaulicht;
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5 ein
Diagramm, das die Zeitgebungsmessungen veranschaulicht, die während eines Vorrichtungspositionsfeststellungsprozesses,
der durch die Vorrichtungen von 1 durchgeführt wird, vorgenommen
werden;
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6 ein
Diagramm, das die Ableitung einer relativen Vorrichtungsposition
unter Verwendung der Zeitgebungsmessungen von 5 veranschaulicht;
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7 ein
Diagramm, das eine tragbare Merkmalsabbildungsvorrichtung zeigt;
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8 ein
Diagramm, das eine Vorrichtungsmeldungsreihenfolge relativ zu einer
festen angenommenen Benutzerposition veranschaulicht;
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9 ein
Diagramm, das eine Vorrichtungsmeldungsreihenfolge unter Berücksichtigung
einer Benutzerpositionierung veranschaulicht; und
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10 ein
Diagramm, das eine Vorrichtungsmeldungsreihenfolge unter Berücksichtigung der
Position und der Zuwendungsrichtung des Benutzers veranschaulicht.
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Beste Art
der Ausführung
der Erfindung
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1 zeigt
einen Arbeitsraum 11, an dem ein Benutzer 10 anwesend
ist. In dem Raum 11 befinden sich drei sprachgesteuerte
Vorrichtungen 14 (im Folgenden als Vorrichtungen A, B bzw.
C bezeichnet), jede mit einer unterschiedlichen spezifischen Funktionalität 8,
aber jede mit einem gemeinsamen Satz 9 von Steuerungs-
und Schnittstellenkomponenten ausgestattet. Wie es für Vorrichtung
C gezeigt ist, weist dieser gemeinsame Satz 9 von Steuerungs-
und Schnittstellenkomponenten ein Mikrophon 16, einen Lautsprecher 21,
ein Nahbereichfunk-Sende-/Empfangs-Gerät 24 (wie z. B. ein
Bluetooth-Sende-/Empfangs-Gerät)
für eine
Kommunikation zwischen den Vorrichtungen, ein Sprachschnittstellenuntersystem 15,
ein Einstellungsuntersystem 20 und ein Vorrichtungsmeldeuntersystem 26 auf.
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Jede
Vorrichtung 14 weist eine automatische Einstellungsphase
auf, die einem Eintritt in einen Betriebsmodus vorausgeht – siehe 2.
Diese Einstellungsphase umfasst eine erste Stufe 30 einer Gruppenzugehörigkeitsfeststellung
und eine zweite Stufe 31 einer Elementpositionsfeststellung.
Wenn sich eine Vorrichtung in ihrem Betriebsmodus befindet, wird
eine Audioeingabe erfasst (Schritt 32), und falls es sich
bei dieser Eingabe um ein Klatschen handelt, wird eine Vorrichtungsmeldungssequenz ausgeführt (Schritte 35, 36);
falls jedoch die Audioeingabe verbal ist und die betreffende Vorrichtung
für eine
Aktivierung ausgewählt worden
ist, wird die verbale Eingabe verwendet, um die vorrichtungsspezifische
Funktionalität 8 zu
steuern (Schritt 33).
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Die
Vorrichtungsmeldungssequenz, die im Folgenden mit Bezug auf die 7 – 9 genauer beschrieben
wird, umfasst, dass sich die Vorrichtungen hörbar bei einem Benutzer melden
(Schritt 36), wobei das Melden in einer geordneten Weise
durchgeführt
wird, bevorzugt unter Berücksichtigung
der Position des Benutzers, wie dieselbe in Schritt 35 bestimmt
wurde.
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Mit
Hinblick auf die Sprachsteuerung der Vorrichtungsfunktionalität 8 ist
es für
die gegenwärtigen
Zwecke ausreichend zu bemerken, dass diese durch das Sprachschnittstellenuntersystem 15 der Vorrichtung
ausgeführt
wird, wobei dieses Untersystem einen Aktivierungssteuerungsblock 19 zum
Bestimmen, wann die betreffende Vorrichtung für eine Aktivierung ausgewählt ist,
und einen Spracherkennungsblock 17 zum Erkennen von Befehlswörtern bei der
verbalen Eingabe und zum entsprechenden Steuern der Funktionalität 8 aufweist.
Bezüglich
der Vorrichtungsauswahl kann diese durch jede beliebige geeignete
Technik erreicht werden, einschließlich eines Benutzerbetätigens einer
Aktivierungstaste an der Vorrichtung oder einer Erfassung, welcher
Vorrichtung der Benutzer zu der Zeit des Aussprechens des Befehls
zugewandt ist. Verfahren zum Implementieren dieser letzteren Auswähltechnik
sind in unserer veröffentlichten
Anmeldung Nr. EP-A-1215658 (visuelle Erfassung der Zuwenderichtung)
und der veröffentlichten
Anmeldung Nr. EP-A-1217608
(Audioerfassung der Zuwenderichtung) beschrieben. Die Einzelheiten,
wie eine bestimmte Vorrichtung ausgewählt wird, sind für die vorliegende
Erfindung nicht von Bedeutung und werden deshalb hier nicht näher beschrieben.
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Gruppenfeststellung
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Der
Gruppenzugehörigkeitsfeststellungsschritt 30 der
Vorrichtungseinstellungsphase wird nun mit Bezug auf 3 und 4 beschrieben.
Es gibt mehrere Gründe
dafür,
warum es nützlich
ist, eine Vorrichtungsgruppierung zu kennen. Somit kann z. B. bei
den oben erwähnten
Verfahren einer Vorrichtungsauswahl unter Verwendung einer Zuwendungsrichtungserfassung
eine Bestimmung, welche Vorrichtung ausgewählt wird, dadurch erleichtert
werden, dass bekannt ist, welche Vorrichtungen vorhanden sind und
welche Positionen sie haben. Ein weiteres Beispiel besteht darin,
es zu ermöglichen,
dass Vorrichtungen rangmäßig geordnet
werden, um ihre Übertragungen
zu ordnen (Beispiele für
einen Bedarf an geordneten Übertragungen
sind im Folgenden mit Bezug auf den Vorrichtungspositionsbestimmungsschritt 31 und
den Vorrichtungsmeldungsprozess 35, 36 angegeben).
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Eine
Gruppenfeststellung wird durch das Vorrichtungseinstellungsuntersystem 20 unter
Verwendung des Mikrophons 16, des Lautsprechers 21 und
des Nahbereichfunk-Sende-/Empfangs-Geräts 24 ausgeführt. Die
Teile des Untersystems 20, die für eine Gruppenzugehörigkeitsfeststellung
relevant sind, sind ein Schallfunktionenblock 22 zum Emittieren
von Schallsignalen über
den Lautsprecher 21 und zum Empfangen einer Schalleingabe über das
Mikrophon 16, und Gruppenfeststellungssteuerfunktionen eines
Steuerblocks 23.
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Der
Feststellungsprozess wird zunächst
ausgehend von einem Zustand, bei dem die Vorrichtungen A, B und
C nichts voneinander wissen, umrissen. Der Steuerblock 23 jeder
Vorrichtung ist wirksam, um zu veranlassen, dass der Schallfunktionenblock 22 über den
Lautsprecher 21 einen kennzeichnenden „Zusammenpassschall" in zufälligen periodischen
Intervallen emittiert. In Abstimmung mit (normalerweise, aber nicht
zwingend, zur gleichen Zeit wie) der Emission des Zusammenpassschalls
veranlasst der Steuerblock 23 das Sende-/Empfangsgerät 24,
ein Zusammen passsignal zu emittieren. Eine Vorrichtung, die im Folgenden
als die Initiatorvorrichtung bezeichnet wird, emittiert als Erste
ihren Zusammenpassschall und ihr – signal. Jede andere Vorrichtung in
Reichweite erfasst über
ihr Nahbereich-Sende-/Empfangsgerät 24 das Zusammenpasssignal, das
durch das Sende-/Empfangsgerät
der Initiatorvorrichtung gesendet wird, und falls dieses Signal durch
den Empfang des damit in Beziehung stehenden Zusammenpassschalls,
der durch das Mikrophon 16 erfasst wird, ergänzt wird,
antwortet die Vorrichtung der Initiatorvorrichtung über das
Nahbereich-Sende-/Empfangsgerät 24;
(falls der Zusammenpassschall genügend lang vor dem Zusammenpasssignal
gesendet wird, empfangen die Empfangsvorrichtungen den Zusammenpassschall
natürlich zuerst
und versuchen, denselben einem später empfangenen Zusammenpasssignal
passend zuzuordnen). Die Initiatorvorrichtung bestimmt nun, welche Vorrichtungen
in Reichweite sind, wobei diese Vorrichtungen oder ein ausgewählter Teilsatz
eine Anfangsgruppenzugehörigkeit
bilden, die die Initiatorvorrichtung den Elementvorrichtungen übermittelt.
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Jede
Vorrichtung, die den Zusammenpassschall und das – signal von der Initiatorvorrichtung empfängt, ist
zumindest vorübergehend
nicht in der Lage, Zusammenpassschallsignale und -signale zu senden;
um jedoch zu prüfen,
ob jede derartige Vorrichtung in Reichweite jeder anderen derartigen
Vorrichtung ist, sendet dieselbe einen Anschlussfähigkeitsprüfschall
(der sich bevorzugt, aber nicht zwingend, von dem Zusammenpassschall
unterscheidet) und ein damit in Beziehung stehendes Signal. Informationen
darüber,
ob diese Schall- und Signalpaare der Anschlussfähigkeitsprüfung erfolgreich zwischen allen
Gruppenelementen ausgetauscht werden, werden dann durch die Initiatorvorrichtung
verwendet, um eine eingeschwungene Gruppenzugehörigkeit zu bestimmen, die Vorrichtungen
(gemäß einer
vorbestimmten Richtlinie) entweder ausschließt oder einschließt, die
einige, aber nicht alle Gruppenelemente hören können.
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Ein
Verwenden einer Schallnähe
zum Definieren der Gruppe ist vorteilhaft, da dies mit geringerer
Wahrscheinlichkeit dazu führt,
dass die Gruppe über
unterschiedliche Räume
verteilt ist, als wenn die Nahbereich-Sende-/Empfangsgeräte für diesen Zweck
verwendet worden wären.
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Eine
genauere Beschreibung des Gruppenfeststellungsprozesses wird nun
mit Bezug auf 3 und 4 gegeben,
wobei 3 ein Flussdiagramm ist, das die Schritte zeigt,
die durch die Initiatorvorrichtung beim Ausführen der Gruppenbestimmung ausgeführt werden,
und 4 ein Zustandsdiagramm ist, das die Operation
der anderen Vorrichtungen definiert, wenn dieselben sich an dem
Gruppenfeststellungsprozess beteiligen. Die Steuerung des Prozesses
von 3 und die Implementierung des Zustandsdiagramms
von 4 wird durch den Steuerblock 23 durchgeführt (normalerweise
ein Prozessor, der unter Programmsteuerung läuft).
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Der
erste Schritt 41, der in 3 gezeigt
ist, besteht in der Emission des Zusammenpassschalls und des Zusammenpasssignals
durch die Initiatorvorrichtung. Welche der Vorrichtungen A, B oder
C die Rolle der Initiatorvorrichtung übernimmt, wird durch ihre zufälligen Zeitablaufperioden
bzgl. der ersten Übertragung
des Zusammenpassschalls und -signals zufällig bestimmt. Der Zusammenpassschall kann
z. B. ein vorbestimmter Schall einer Form, die bereits allen Vorrichtungen
bekannt ist, oder ein Schall sein, der Charakteristika aufweist,
die in dem Zusammenpasssignal genau angegeben sind; im letzteren
Fall können
die Charakteristika zwischen Emissionen variiert werden. Das Zusammenpasssignal,
das durch das Funk-Sende-/Empfangsgerät 24 der Initiatorvorrichtung
gesendet wird, wird bevorzugt zur gleichen Zeit gesendet, zu der
der Zusammenpassschall aus dem Lautsprecher 17 emittiert
wird; wie es jedoch bereits angedeutet wurde, kann das Zusammenpasssignal
zu einem anderen Zeitpunkt gesendet werden, entweder vor oder nach
dem Zusammenpassschall, obwohl bevorzugt in einer allgemeinen zeitlichen
Beziehung zu Letzterem, die den anderen Vorrichtungen bekannt ist,
um es zu ermöglichen,
dass dieselben den Zusammenpassschall und das -signal miteinander
in Beziehung setzen und externe Schallsignale ignorieren (es sei
darauf hingewiesen, dass die zeitliche Beziehung nur allgemein angegeben
werden kann im Hinblick auf die erhebliche Laufzeit des Schallsignals).
Anstatt eine allgemeine Übertragungszeit
zu verwenden, um den Zusammenpassschall und das -signal miteinander
in Beziehung zu setzen, können
die Charakteristika des Zusammenpassschalls verwendet werden, um
diese Beziehung herzustellen, wie es bereits angedeutet wurde. Während es
sich bei dem Zusammenpassschall normalerweise um eine Tonkombination
handelt, könnte
derselbe eine kompliziertere Form, wie z. B. ein gesprochenes Wort,
aufweisen; in diesem letzteren Fall können die Spracherkennungsvorrichtungen
der empfangenden Vorrichtungen verwendet werden, um das Zusammenpassschallwort
zu erkennen und dasselbe mit dem Zusammenpasssignal in Beziehung
zu setzen (z. B. durch eine allgemeine Ankunftszeit). Zusätzlich dazu,
dass das Zusammenpasssignal potentiell dazu verwendet wird, Zusammenpassschall-Charakteristika
zu tragen, übermittelt dasselbe
Initiatorvorrichtungskontaktdaten (Adresse oder andere eindeutige
Kennungen), um zu ermöglichen,
dass die anderen Vorrichtungen mit derselben unter Verwendung ihrer
Funk-Sende-/Empfangsgeräte 24 kommunizieren.
Eine Gruppenkennung, die durch die Initiatorvorrichtung erzeugt
wird, kann ebenfalls in dem Zusammenpasssignal enthalten sein.
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Wenn
eine Gruppenzugehörigkeit
festgelegt worden ist, wechseln sich die Vorrichtungen dabei ab,
erneut ihren Zusammenpassruf und ihr Zusammenpasssignal gleichzeitig
zu senden. Dieses Mal wird das Zusammenpasssignal als eine Zeitgebungsmarke
verwendet, bezüglich
der die anderen Vorrichtungen die Laufzeit des Zusammenpassrufes
von der emittierenden Vorrichtung bestimmen können (wobei angenommen wird,
dass das Zusammenpasssignal tatsächlich sofort
bei allen Vorrichtungen eintrifft). Dies ermöglicht es, dass jede Vorrichtung
ihre Entfernung von den emittierenden Vorrichtungen bestimmt. Durch
ein Wiederholen dieser Übung
der Reihe nach für
alle Vorrichtungen und indem die Vorrichtungen veranlasst werden,
ihre Entfernungsdaten auszutauschen, wird es ermöglicht, dass der Block 57 jeder Vorrichtung
die relativen Positionen aller Vorrichtungen in der Gruppe berechnet.
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Eine
Zustandsmaschine für
die Initiatorvorrichtung wurde nicht abgebildet, da die Initiatorrolle leichter
in Flussdiagrammform beschrieben wird und eine angemessene Zustandsmaschine
ohne Weiteres durch Fachleute abgeleitet werden kann. Wie es in 4 gezeigt
ist, startet die Initiatorvorrichtung wie alle Vorrichtungen in
einem „ungruppierten" Zustand 51 und
wird dann durch ihren zufälligen
Zeitablauf in mit der Initiatorrolle in Beziehung stehende Zustände versetzt
auf ihrem Weg zu einem „Gruppenmaster"-Zustand 54,
in den dieselbe eintritt, wenn sich die Gruppenzugehörigkeit
eingeschwungen hat (siehe Pfeil 60). Die weiteren Zustände 52, 55, 56 und 57, die
in 4 gezeigt sind, betreffen die Operation der anderen
Vorrichtungen während
des Gruppenfeststellungsprozesses (wobei der Hauptzustand während dieses
Prozesses der „Gruppierung"-Zustand 52 ist),
während
sich die verbleibenden Zustände 53 und 58 auf
die Operation der Nicht-Initiator-Gruppenelementvorrichtungen
beziehen, wenn die Gruppenzugehörigkeit
entschieden worden ist.
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Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird
angenommen, dass die Initiatorvorrichtung veranlasst, dass ihr Zusammenpassschall
und -signal zu der gleichen Zeit emittiert werden, so dass das Zusammenpasssignal
durch die anderen Vorrichtungen vor dem Zusammenpassschall empfangen
wird. Auf den Empfang des Zusammenpasssignals hin geht eine Nicht-Initiatorvorrichtung
in einen Zustand „erstes
Horchen" 55 (Pfeil 61) über, bei
dem dieselbe auf den Empfang eines damit in Beziehung stehenden Zusammenpass schalls
wartet; falls das Zusammenpasssignal Daten über die Zusammenpassschall-Charakteristika
getragen hat, werden diese extrahiert und dem Schallfunktionenblock 22 übermittelt,
um zu ermöglichen,
dass Letzterer den Zusammenpassschall erkennt. Falls der Zusammenpassschall
innerhalb einer Zeitablaufperiode empfangen wird (die entweder von
fester Dauer ist oder gemäß Zeitbeziehungsdaten
festgelegt ist, die durch das Zusammenpasssignal getragen werden),
geht die Vorrichtung in den Gruppierungszustand 52 über und
sendet ein Bestätigungssignal
zurück
an die Initiatorvorrichtung unter Verwendung ihres Funk-Sende-/Empfangsgeräts 24 (siehe
Pfeil 62 in 4). Falls jedoch vor dem Ablauf
des Zeitablaufs kein Zusammenpasssignal empfangen wird, sendet die
Vorrichtung ein Neustartanforderungssignal an den Initiator, das
die Initiatorvorrichtung auffordert, den Zusammenpassschall und
das -signal erneut zu senden (dies ist nicht unangemessen, da die
Verwendung der Nahbereichfunk-Sende-/Empfangsgeräte, um die Zusammenpasssignale
zu senden, bedeutet, dass bei einer nahegelegenen Initiatorvorrichtung
das Versagen, den Zusammenpassschall aufzunehmen, durch ein externes
Geräusch
verursacht worden sein könnte).
Sowohl die Bestätigungssignale
als auch die Neustartanforderungssignale umfassen Details zu Vorrichtungsidentität, -typ
und -kontaktdaten.
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Die
Initiatorvorrichtung empfängt
die Bestätigungen
und jegliche Neustartanforderungen (Schritt 42 in 3).
Falls Neustartanforderungen auftreten, erwägt die Initiatorvorrichtung
dann diese Anforderungen und übermittelt
ihre Entscheidung an alle Vorrichtungen, die derselben entweder
eine Bestätigung oder
eine Neustartanforderung gesendet haben (Schritt 43). Beispielsweise
kann die Initiatorvorrichtung eingerichtet sein, um Neustartanforderungen stattzugeben,
wenn mehr als eine derartige Anforderung vorliegt und keine vorhergehenden
Neustarts stattgefunden haben, aber eine einzelne Anforderung oder
Anforderungen, die einem Neustart folgen, abzulehnen. Falls einer
Neustartanforderung stattgegeben wird, werden alle Nicht-Initiatorvorrichtungen durch
die Übermittlung,
die durch die Initiatorvorrichtung gesendet wird, in ihren ungruppierten
Zustand zurückversetzt
(siehe Pfeile 64 und 65 in 4), und der
Zusammenpassschall und das -signal werden erneut gesendet (dies
ist in 3 nicht explizit gezeigt). Falls eine Neustartanforderung
abgelehnt wird, wird/werden die anfordernde(n) Vorrichtung (en)
in ihren ungruppierten Zustand zurückversetzt (Pfeil 64)
und beteiligen sich nicht weiter an dem Gruppierungsprozess, während die
Vorrichtungen, die sich bereits in dem Gruppierungszustand befinden,
unbeeinflusst bleiben.
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Nachdem
eventuelle Anforderungen gehandhabt worden sind und ein eventueller
Neustart durchgeführt
worden ist, werden sich im Allgemeinen eine oder mehr Vorrichtungen
in dem Gruppierungszustand befinden, wobei die Identität dieser
Vorrichtungen der Initiatorvorrichtung bekannt ist. Falls sich jedoch
keine Vorrichtungen in dem Gruppierungszustand befinden, gibt die
Initiatorvorrichtung natürlich ihren
Versuch, eine Gruppe zu bilden, auf und kehrt in den ungruppierten
Zustand zurück.
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Wird
angenommen, dass sich am Ende von Schritt 43 Vorrichtungen
in dem Gruppierungszustand befinden, geht die Initiatorvorrichtung
anschließend
dazu über,
die Anfangsgruppenzugehörigkeit festzulegen
und die Elemente der Gruppe rangmäßig einzuordnen (Schritt 44).
Die Initiatorvorrichtung kann entscheiden, einige der Vorrichtungen
aus der Gruppe auszuschließen – z. B.
kann die Initiatorvorrichtung programmiert worden sein, nur Vorrichtungen
eines bestimmten Typs in eine jeglichen Gruppe, die dieselbe bildet,
aufzunehmen. Das rangmäßige Einordnen
der Vorrichtungen kann auch auf der Basis ihres Typs vorgenommen
werden; alternativ dazu kann die Reihenfolge der Antwort auf den
Zusammenpassschall verwendet werden, um den Rang festzulegen (dies
entspricht im Allgemeinen einer Rangfolge, die auf der Entfernung
von der Initiatorvorrichtung basiert). Anschließend sendet die Initiatorvorrichtung die
Anfangsgruppenzugehörigkeit
und die Rangfolge an die Vorrichtungen, die in ihrem Gruppierungszustand
sind (Schritt 45), was ausgeschlossene Vorrichtungen veranlasst,
in den ungruppierten Zustand zurückzukehren
(Pfeil 71 in 4); tatsächlich ist dieser Schritt 45 für das vorliegende Ausführungsbeispiel
nicht wesentlich, da es eine spätere Übertragung
einer Endzugehörigkeitsliste gibt.
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Die
nächste
Stufe des Gruppenfeststellungsprozesses besteht für jede Nicht-Initiatorvorrichtung, die
ein Element der Anfangsgruppe ist, darin, ihre Schallanschlussfähigkeit
mit anderen derartigen Elementen zu prüfen. Dies wird ausgeführt, indem
jede Vorrichtung der Reihe nach einen Anschlussfähigkeitsprüfschall (über ihren Schallfunktionsblock
und den Lautsprecher 17) und ein damit in Beziehung stehendes
Anschlussfähigkeitsprüfsignal
(über ihr Funk-Sende-/Empfangsgerät 24)
emittiert. Die Regelung dieses Prozesses erfolgt bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
durch Auslösersignale,
die durch die Initiatorvorrichtung gesendet werden (Schritt 46, 3);
es ist jedoch auch möglich,
es so einzurichten, dass die Vorrichtungen selbstregelnd sind im
Hinblick darauf, wann dieselben Anschlussfähigkeitsprüfschallsignale und -signale
aussenden, insbesondere in dem Fall, bei dem dieselben bereits die
Anfangsgruppenzusammensetzung und ihren Rang in der Gruppe kennen.
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Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel veranlasst
die Initiatorvorrichtung zuerst, dass das rangmäßig höchste Nicht-Initiatorelement
seinen Anschlussfähigkeitsprüfschall
und sein -signal sendet (Pfeil 66, 4). Der
Anschlussfähigkeitsprüfschall und
das -signal können,
während
sie sich bevorzugt von dem Zusammenpassschall und -signal unterscheiden,
miteinander in einer ähnlichen
Weise in Beziehung stehen wie der Zusammenpassschall und das – signal.
Auf ähnliche
Weise umfasst das Zusammenpasssignal zumindest die Identität der Sendevorrichtung.
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Wenn
eine nicht-ausgelöste
Elementvorrichtung ein Anschlussfähigkeitsprüfsignal von einer anderen Vorrichtung
empfängt,
tritt dieselbe in einen Zustand „zweites Horchen" 57 ein
(Pfeil 67) und wartet darauf, den damit in Beziehung stehenden
Anschlussfähigkeitsprüfschall
zu empfangen. Falls der Anschlussfähigkeitsprüfschall vor dem Ablauf eines Zeitablaufs
empfangen wird, kehrt die empfangende Vorrichtung in ihren Gruppierungszustand 52 zurück. Falls
jedoch der Anschlussfähigkeitsprüfschall
nicht vor dem Ablauf des Zeitablaufs empfangen wird, dann wird ein
Neuversuchanforderungssignal durch die Vorrichtung über ihr
Sende-/Empfangsgerät 24 zurück an die
Initiatorvorrichtung gesendet (Pfeil 69). Die Initiatorvorrichtung
ist dann dafür
zuständig,
zu entscheiden (Schritt 47, 3), ob dieselbe
die Vorrichtung, die gerade ihren Anschlussfähigkeitsprüfschall und ihr -signal gesendet
hat (in 3 nicht abgebildet) erneut auslösen soll
oder nicht, oder ob dieselbe dazu übergehen soll, die nächste Elementvorrichtung
auszulösen.
In diesem letzteren Fall bemerkt die Initiatorvorrichtung, dass
die anfordernde Vorrichtung die zuletzt ausgelöste Elementvorrichtung nicht
hören kann.
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Als
eine Alternative dazu, dass jede Vorrichtung ein Anschlussfähigkeitsprüfsignal
zusammen mit ihrem Anschlussfähigkeitsprüfschall
sendet, ist es möglich,
die Auslösersignale
zu verwenden, die durch die Initiatorvorrichtung gesendet werden,
um den nicht-ausgelösten
Vorrichtungen anzuzeigen, dass eine bestimmte Vorrichtung im Begriff
ist, einen Anschlussfähigkeitsschall
zu senden. Dies erfordert natürlich,
dass die Auslösersignale
für einen
Empfang durch alle Elementvorrichtungen gesendet werden, obwohl
nur eine Vorrichtung in dem Signal bestimmt ist, einen Anschlussfähigkeitsprüfschall
zu senden. Wenn die Vorrichtungen jedoch nicht veranlasst werden,
Anschlussfähigkeitsprüfsignale
mit ihren Anschlussfähigkeitsprüfschallsignalen
zu senden, beseitigt dies die Möglichkeit,
dass jede Vorrichtung in dem Anschlussfähigkeitsprüfsignal bestimmte Charakteristika
für ihre
Anschlussfähigkeitsprüfschallsignale
angibt.
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Wenn
alle Elementvorrichtungen außer
der Initiatorvorrichtung selbst veranlasst wurden, ihren Anschlussfähigkeitsprüfschall
zu senden (was in Schritt 48 getestet wird, 3),
leitet die Initiatorvorrichtung die endgültige (oder „eingeschwungene") Gruppenliste ab
unter Berücksichtigung
der Lücken bei
der Schallanschlussfähigkeit,
die in der Form der Neuversuchsanforderungssignale berichtet worden sind.
Die Initiatorvorrichtung verwendet eine vorbestimmte Richtlinie,
um zu entscheiden, ob dieselbe Vorrichtungen einschließen oder
ausschließen
soll, die keine volle Schallanschlussfähigkeit mit allen anderen Gruppenelementen
aufweisen. Die Endgruppenliste wird dann durch die Initiatorvorrichtung über ihr
Funk-Sende-/Empfangsgerät 24 an
die Vorrichtungen gesendet, die Anfangsgruppenelemente waren. Vorrichtungen,
die sich nicht auf der Endliste befinden, gehen zurück in den
ungruppierten Zustand 65 (Pfeil 650), während diejenigen
auf der Endliste in den gruppierten Zustand übergehen. Was die Initiatorvorrichtung
angeht, befindet sich dieselbe nach dem Ausführen von Schritt 49 in
dem Gruppenmaster-Zustand 54 (tatsächlich ist es nicht wesentlich, dass
die Initiatorvorrichtung diesen Zustand einnimmt, und jedes beliebige
andere Element könnte durch
die Initiatorvorrichtung bestimmt oder anderweitig ausgewählt werden,
um den Gruppenmaster-Zustand einzunehmen, wobei die Initiatorvorrichtung
in den gruppierten Zustand übergeht).
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Im
Vorhergehenden wurden Schallanschlussfähigkeitsdaten, die eine bestimmte
Vorrichtung betrafen, zu der Initiatorvorrichtung einfach als Neuversuchsanforderungen
zurückgeschickt,
wobei die Abwesenheit einer derartigen Anforderung als Anzeige betrachtet
wurde, dass eine Schallanschlussfähigkeit zwischen der zuletzt
ausgelösten Vorrichtung
und den nicht-anfordernden Vorrichtungen bestand. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann
die Schallanschlussfähigkeit
einer Vorrichtung mit den anderen Elementen eingerichtet sein, um
zu der Initiatorvorrichtung zurückberichtet
zu werden, nur wenn dieselbe vorhanden ist, oder sowohl wenn dieselbe
vorhanden als auch wenn sie nicht vorhanden ist, wobei dieses Berichten
entweder nach dem Auslösen
jeder einzelnen Vorrichtung erfolgt, oder wenn alle Vorrichtungen
ausgelöst
worden sind.
-
Da
ein Gruppenelement, sowohl die Initiatorvorrichtung als auch eine
andere Vorrichtung, aufhören
kann zu funktionieren oder aus dem Raum 11 entfernt werden
kann, ist vorgesehen, dass die Elementvorrichtungen periodisch die
Anwesenheit aller Elemente prüfen,
wobei dies am einfachsten durch eine Kommunikationsprüfung über die
Nahbereichfunk-Sende-/Empfangsgeräte durchgeführt wird. Somit sendet, wie
es in 4 veranschaulicht ist, jede Elementvorrichtung,
die sich nicht in dem Gruppenmaster-Zustand befindet, periodisch
ein Kontaktsignal an die Vorrichtung, die sich in diesem Zustand
befindet (Pfeil 72), wobei die sendende Vorrichtung danach
in einen „Prüfung"-Zustand 58 übergeht.
Falls die Kommunikationsprüfung
bestanden wird, wie es durch den Rückempfang eines Bestätigungssignals angezeigt
wird, das durch die Vorrichtung in dem Gruppenmaster-Zustand gesendet
wird (Pfeil 75), kehrt die Vorrichtung im Prüfungszustand
in den gruppierten Zustand 53 zurück. Falls jedoch vor dem Ablauf
eines Zeitablaufs keine Bestätigung
empfangen wird, wird angenommen (möglicherweise nach einem Neuversuch),
dass die Vorrichtung in dem Gruppenmaster-Zustand ausgefallen oder entfernt worden
ist, und die sendende Vorrichtung teilt anderen Gruppenelementen
mit, dass die Vorrichtung, die früher diesen Zustand eingenommen
hat, kein Gruppenelement 9 mehr ist, und geht in den Gruppenmaster-Zustand über (Pfeil 74);
alternativ dazu geht eine andere Vorrichtung, wie z. B. die rangmäßig höchste Vorrichtung,
in den Gruppenmaster-Zustand über. Umgekehrt
entfernt, falls eine Vorrichtung in dem gruppierten Zustand innerhalb
einer bestimmten Zeit kein Kontaktsignal an die Vorrichtung in dem
Gruppenmaster-Zustand sendet, die letztere Vorrichtung die erstere
Vorrichtung aus der Elementliste und teilt dies den anderen Vorrichtungen
mit (Pfeil 76).
-
Es
sei darauf hingewiesen, dass die vorhergehende Anwesenheitsprüfung unter
Verwendung der Sende-/Empfangsgeräte erfolgt
anstatt durch ein Prüfen
einer fortgesetzten Schallanschlussfähigkeit. Es ist natürlich möglich, Anwesenheitsprüfungen unter
Verwendung von Schallsignalen in einer ähnlichen Weise durchzuführen, wie
die Anschlussfähigkeitsprüfschallsignale
verwendet wurden.
-
Außer als
ein Mittelpunkt für
ein Anwesenheitsprüfen
zu dienen, kann die Vorrichtung in der Gruppenmasterrolle auch verwendet
werden, um neue Elemente in die Gruppe einzuladen. Dies erfolgt durch
ein Einrichten, dass von den Gruppenelementen nur die Vorrichtung
in dem Gruppenmaster-Zustand
wirksam ist, um auf einen Zusammenpassschall und ein -signal anzusprechen,
die von einer Nicht-Elementsvorrichtung
empfangen werden; die Gruppenmastervorrichtung antwortet z. B. durch
ein Senden einer bedingten Einladung beizutreten, wobei die neue
Vorrichtung aufgefordert wird, ihre Schallanschlussfähigkeit
mit den anderen Gruppenelementen festzustellen, bevor eine Zugehörigkeit
bestätigt
wird.
-
Die
Gruppenmastervorrichtung kann auch für ein Auflösen der Gruppe zuständig gemacht
werden, obwohl es jedem Element erlaubt sein sollte, dieselbe jederzeit
angemessen zu verlassen. Außerdem
ist der Gruppenmaster bevorzugt eingerichtet, um die Einstellungsphase
entweder als Folge einer Benutzereingabe oder nach dem Ablauf einer
Gruppenlebensdauerperiode neu zu starten; in diesem Fall beendet
jede Vorrichtung, die das neue Zusammenpasssignal empfängt, automatisch
ihre Zuordnung zu der Gruppe, die die Zusammenpasssignal emittierende
Vorrichtung als Gruppenmaster aufweist. Zusätzlich oder alternativ dazu
können
alle Vorrichtungen in ihren ungruppierten Zustand rückgesetzt
werden durch ein Befehlssignal, das von einer benutzerbe dienten
Steuereinheit gesendet wird, die durch Funk mit den Sende-/Empfangsgeräten 24 verbunden
ist.
-
Es
ist möglich,
es einzurichten, dass jede Vorrichtung ein Element von zwei oder
mehr Gruppen gleichzeitig ist, wobei in diesem Fall jede Vorrichtung
wirksam ein jeweiliges Zustandsmaschinenexemplar für jede Gruppe
erstellt, in der dieselbe ein Element ist oder versucht, eines zu
werden. Um eine Verwirrung zu vermeiden, tragen die Zusammenpasssignale
von Initiatorvorrichtungen eine Gruppenkennung, die dann durch alle
tatsächlichen
oder potentiellen Elementvorrichtungen in alle Signale, die dieselben über ihre
Sende-/Empfangsgeräte 24 senden,
aufgenommen wird.
-
Viele
andere Varianten sind bezüglich
des oben beschriebenen Gruppenfeststellungsverfahrens möglich. So
kann z. B. die Rolle der Initiatorvorrichtung beim Steuern der Operation
der anderen Vorrichtungen reduziert werden, indem es diesen anderen
Vorrichtungen ermöglicht
wird, in einer unabhängigeren
Weise zu wirken. Dies erfordert natürlich, dass den letzteren Vorrichtungen
allen ausreichende Informationen zur Verfügung stehen, und dass dieselben
in einer übereinstimmenden
Weise wirken. Die Nicht-Initiatorvorrichtungen
können
z. B. eingerichtet sein, um selbst eine Anfangs- und/oder Endgruppenzugehörigkeit
zu bestimmen, indem sichergestellt wird, dass:
- – alle Vorrichtungen
die gleichen Informationen wie die Initiatorvorrichtung in dem oben
beschriebenen Verfahren empfangen (d. h. die Bestätigungs-
und/oder Neuversuchanforderungssignale, die durch die Pfeile 62 und 69 in 4 dargestellt
sind), und
- – alle
Vorrichtungen gemäß der gleichen
Auswahlrichtlinie wirksam sind, wenn einige potentielle Gruppenelementvorrichtungen
ausgeschlossen werden.
-
In ähnlicher
Weise können
die Vorrichtungen eingerichtet sein, um individuell die Vorrichtungsrangfolge
zu bestimmen und ihre Anschlussfähigkeitsprüfschallsignale
und -signale ohne ein externes Auslösen gemäß ihrem Rang zu senden.
-
Die
Initiatorvorrichtung muss nicht als ein Element der Gruppe aufgenommen
sein, obwohl dies natürlich
im Allgemeinen der Fall sein wird.
-
Das
Gruppenfeststellungsverfahren kann durch ein Weglassen der Neustart-
und Neuversuchanforderungen vereinfacht werden. Tatsächlich können die
Schallanschlussfähigkeitsprüfungen ganz
weggelassen werden, wobei die Gruppenzugehörigkeit dann nur auf der Basis
bestimmt wird, welche Vorrichtungen sowohl den Initiatorzusammenpassschall
als auch das -signal empfangen können.
-
Es
ist auch möglich,
auf der Basis zu arbeiten, dass jeder Elementvorrichtung (einschließlich sogar
der Initiatorvorrichtung) nur bekannt ist, dass dieselbe ein Element
einer spezifischen Gruppe ist, ohne dass derselben bekannt ist,
welches die anderen Gruppenelemente sind (während somit jede Vorrichtung
individuell ihre eigene Zugehörigkeit
zu der Gruppe feststellt, wird die Gesamtgruppenzugehörigkeit
nicht explizit festgestellt). Bei dieser Variante senden die Vorrichtungen,
die sowohl den Zusammenpassschall als auch das -signal empfangen,
keine Bestätigungssignale,
sondern bemerken einfach, dass dieselben zu einer Gruppe gehören, deren
Identität
in dem empfangenen Zusammenpasssignal gegeben ist. Bei einer Gruppe,
die in dieser Weise bestimmt wird, ist es nicht möglich, eine
Rangfolge direkt zu bestimmen, und dieses Gruppierungsverfahren
ist nur bei begrenzten Situationen nützlich. Falls jedoch die Gruppenelemente
eingerichtet wären,
um die im Vorhergehenden beschriebene Schallanschlussfähigkeitsprüfung zu
implementieren, würde dies
ermöglichen,
dass jede Vorrichtung die Identität jedes anderen Gruppenelements
ermittelt; es sei darauf hingewiesen, dass, da vorhergehend keine Rangfolge
festgelegt worden ist, zwei oder mehr Vorrichtungen ihre Anschlussfähigkeitsprüfschallsignale und
-signale gleichzeitig emittieren können und geeignete Maßnahmen
ergriffen werden müssen,
um dieser Eventualität
zu begegnen (z. B. könnten Schallsignale
unterschiedlicher Frequenz für
unterschiedliche Vorrichtungen verwendet werden, oder ein Kollisionserfassungs-
und Zufallszurückhalteverfahren
könnte
verwendet werden, wie bei dem IEEE 802.3-Netzwerkprotokoll).
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Obwohl
im Vorhergehenden alle Vorrichtungen so beschrieben sind, dass dieselben
die gleiche Gruppenfeststellungsfunktionalität aufweisen, wäre es möglich, die
Initiatorvorrichtungsfunktionalität nur bei einer Vorrichtung
und die Nicht-Initiatorvorrichtungsfunktionalität bei allen anderen Vorrichtungen bereitzustellen;
eine derartige Anordnung wird jedoch nicht bevorzugt.
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Vorrichtungspositionsfeststellung
-
Wie
es im Vorhergehenden bereits umrissen wurde, führen die Vorrichtungen 14 als
zweiten Teil ihrer Einstellungsphase einen Positionsfeststellungsprozess
durch, bei dem die Vorrichtungen ihre relativen Positionen bestimmen.
Diese Positionsfeststellung wird unter Verwendung einer entsprechenden Funktionalität des Steuerblocks 23 zusammen
mit dem Schallfunktionenblock 22, dem Mikrophon 16, dem
Lautsprecher 21 und dem Sende-/Empfangsgerät 24 ausgeführt. Allgemein
wird die Positionsfeststellung durch ein Messen der Entfernung zwischen den
Vorrichtungen ausgeführt,
indem für
jede Vorrichtung der Reihe nach bestimmt wird, wie lang ein Schall,
der durch den Schallfunktionenblock 22 und den Lautsprecher 21 dieser
Vorrichtung emittiert wird, benötigt,
um die anderen beiden Vorrichtungen zu erreichen.
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Somit
emittieren, wie es in 5 veranschaulicht ist, Vorrichtungen
A, B und C der Reihe nach einen Testschall (mit einem scharfen Anschlag) zu
jeweiligen Zeitpunkten, was durch Pfeile 80, 83 und 86 dargestellt
ist. Der Testschall, der durch die Vorrichtung A emittiert wird,
wird durch die Vorrichtungen B und C zu jeweiligen Zeitpunkten empfangen,
was durch Pfeile 81 und 82 dargestellt ist, wobei die
Laufzeit zu Vorrichtung 8 mit TAB und
zu Vorrichtung C mit TAC bezeichnet ist.
In ähnlicher
Weise wird der Testschall, der durch die Vorrichtung B emittiert wird,
durch die Vorrichtungen A und C zu jeweiligen Zeitpunkten empfangen,
was durch Pfeile 84 und 85 dargestellt ist, wobei
die Laufzeit zu Vorrichtung A mit TBA und
zu Vorrichtung C mit TBC bezeichnet ist. Schließlich wird
der Testschall, der durch die Vorrichtung C emittiert wird, durch
die Vorrichtungen A und C zu jeweiligen Zeitpunkten empfangen, was
durch Pfeile 87 und 88 dargestellt ist, wobei
die Laufzeit zu Vorrichtung A mit TCA und
zu Vorrichtung B mit TCB bezeichnet ist.
Natürlich
sollten die Laufzeiten TAB und TBA gleich sein; in ähnlicher Weise sollten TAC und TCA gleich
sein, wie auch TBC und TCB.
-
Es
sei darauf hingewiesen, dass eine gemeinsame Zeitreferenz für die Emissionszeit
und die Empfangszeit verwendet werden muss, um die Laufzeiten zu
messen. In diesem Hinblick ist es unwahrscheinlich, dass interne
Takte, die in den Steuerblöcken 23 der
Vorrichtungen bereitgestellt sind, synchronisiert sind, außer es wurden
spezielle Maßnahmen
ergriffen, um dies zu erreichen. Da die Entfernung zwischen den
Vorrichtungen jedoch gering ist, ist es akzeptabel anzunehmen, dass
ein Zeitgebungsreferenzsignal, das durch die Testschall emittierende
Vorrichtung über
ihr drahtloses Nahbereich-Sende-/Empfangsgerät 24 gesendet wird,
augenblicklich durch die anderen Vorrichtungen empfangen wird. Deshalb
kann durch ein Einrichten, dass jede Vorrichtung 14 ein
Zeitgebungsreferenzsignal über
ihr Sende-/Empfangsgerät 24 zu
genau der gleichen Zeit sendet, zu der dieselbe ihren Testschall emittiert,
eine Messung der Schalllaufzeit zu jeder der anderen Vorrichtungen
einfach durch ein Messen des Intervalls zwischen der Empfangszeit
des Zeitgebungsreferenzsignals und des Testschalls an jeder empfangenden
Vorrichtung erreicht werden (wobei angenommen wird, dass die Verarbeitungszeit
bei den sendenden und empfangenden Vorrichtungen für das Zeitgebungsreferenzsignal
und für
den Testschall die gleiche ist – falls
dies nicht der Fall ist, ist es wahrscheinlich, dass die Diskrepanz
ziemlich konstant ist und in der empfangenden Vorrichtung kompensiert
werden kann).
-
Tatsächlich muss
das Zeitgebungsreferenzsignal nicht zur gleichen Zeit wie der Testschall
gesendet werden. Zum Beispiel könnte
dasselbe eine Sekunde vorher oder nachher gesendet werden, wobei
die Größe dieses
Zeitversatzes entweder vorbestimmt ist oder in dem Zeitgebungsreferenzsignal
angegeben ist. Eine weitere Alternative besteht darin, dass die
Vorrichtungen veranlasst werden, ihre relativen Taktversätze einander
zu bestimmen durch Verwenden von zeitgestempelten Signalen, die
zwischen den Geräten über die
Nahbereichfunkverbindungen ausgetauscht werden. Die bevorzugte Implementierung
besteht jedoch darin, dass die sendende Vorrichtung veranlasst wird,
ihr Zeitgebungsreferenzsignal und ihren Testschall gleichzeitig
zu übertragen,
wie es im Vorhergehenden beschrieben ist.
-
Die
gemessenen Laufzeiten (angepasst durch ein Entfernen eines jeglichen
vorbestimmten Verarbeitungszeitelements) werden in Zwischenvorrichtungsentfernungen
umgewandelt unter Verwendung der örtlichen Schallgeschwindigkeit „v". Diese Zwischenvorrichtungsentfernungen
werden dann verwendet, um die relativen Positionen der Vorrichtungen
durch einen Prozess, der in 6 graphisch veranschaulicht
ist, zu bestimmen (die tatsächliche Bestimmung
wird durch eine Rechnerberechnung in einer Weise durchgeführt, die
durch Fachleute ohne Weiteres erkannt wird). Insbesondere sind Punkte
A und B, die die Vorrichtungen A und B darstellen, auf einer Basislinie 90 platziert
in einer Entfernung von einander, die folgendem entspricht: ½ (TAB + TBA) V d. h., dem
Mittelwert der zwei Messungen zwischen den Vorrichtungen A und B.
Punkt C ist dann positioniert an dem Schnittpunkt eines Kreises 91,
dessen Mittelpunkt bei Punkt A liegt, mit dem Radius: ½(TAC + TCA) V und eines Kreises 92,
dessen Mittelpunkt bei Punkt B liegt, mit einem Radius: ½ (TBC + TCB) V Die vorhergehende
Bestimmung der relativen Vorrichtungspositionen kann durch alle
Vorrichtungen unabhängig
oder durch eine spezifische der Vorrichtungen (wie z. B. die Gruppenmastervorrichtung) durchgeführt werden.
Natürlich
muss die oder jede Vorrichtung, die diese Aufgabe ausführt, um
die relativen Vorrichtungspositionen abzuleiten, Laufzeitinformationen
von den anderen Vorrichtungen empfangen, und dies erfolgt unter
Verwendung der Sende-/Empfangsgeräte 24.
Die Sende-/Empfangsgeräte 24 werden
auch verwendet, um die abgeleiteten relativen Positionen zu verteilen,
wenn diese durch nur eine Vorrichtung bestimmt werden (tatsächlich kann
es sein, dass es nicht erforderlich ist, dass allen Vorrichtungen
diese relativen Positionen bekannt sind, und in diesem Fall wird
die Verteilung entsprechend eingeschränkt oder gar nicht durchgeführt).
-
Obwohl
die Positionsableitung durch ein Verwenden von Laufzeiten in nur
einer Richtung zwischen jedem Vorrichtungspaar vereinfacht werden kann
(mit einer daraus folgenden Reduzierung der Informationsmenge, die
an die oder jede Vorrichtung übermittelt
werden muss, die die Positionsbestimmung ausführt), wird dies nicht bevorzugt.
-
Außerdem sei
darauf hingewiesen, dass das Verfahren, obwohl die Positionsableitung
im Vorhergehenden für
drei Vorrichtungen beschrieben worden ist, gleichermaßen bei
mehr Vorrichtungen angewendet werden kann. In diesem Fall kann das
Lokalisieren der vierten und folgenden Vorrichtungen unter Verwendung
von drei oder mehr Entfernungskreisen durchgeführt werden, einer von jeder
bereits lokalisierten Vorrichtung – dies kann dazu führen, dass
die Position der Vorrichtung, deren Position gerade abgeleitet wird,
durch eine Fläche
definiert ist, die durch Bögen
der Entfernungskreise begrenzt ist (wenn die Kreise sich nicht an
einem einzigen gemeinsamen Punkt geschnitten haben). Wenn dies eintritt,
wird angenommen, dass die Position der betreffenden Vorrichtung
z. B. der Mittelwert der minimalen und maximalen x- und y-Koordinaten
oder der Schwerpunkt der begrenzten Fläche ist. Messungen, die erhebliche
Diskrepanzen relativ zu den anderen Messungen zeigen, sollten jedoch
als fehlerhaft verworfen werden; eine derartige Situation kann sich
ergeben, wenn ein Testschall eine Vorrichtung nur über einen indirekten
Weg erreicht, der Reflexionen von Oberflächen umfasst (in diesem Fall
ist die Laufzeit kein Maß der
geradlinigen Entfernung zwischen der emittierenden und der empfangenden
Vorrichtung).
-
Die
vorhergehende Beschreibung, die mit Bezug auf 6 gegeben
ist, wie die relativen Positionen der Vorrichtungen bestimmt werden,
nimmt an, dass die Vorrichtungen alle auf der gleichen Ebene liegen;
falls dies nicht der Fall ist, dann muss sphärische Geometrie angewendet
werden, um die relativen Positionen der Vorrichtungen zu bestimmen,
und die minimale Anzahl von benötigten
Vorrichtungen steigt auf Vier. In der Praxis sind Vorrichtungen
jedoch im Allgemeinen in etwa auf gleicher Höhe platziert (grob auf Schreibtischhöhe), und
für die
meisten Anwendungen ist es akzeptabel, dieselben so zu behandeln,
als ob sie auf der gleichen Ebene positioniert sind.
-
Es
wird erkannt werden, dass das Aussenden von Testschallsignalen und
Zeitgebungsreferenzsignalen durch jede Vorrichtung dem sehr ähnlich ist,
was während
des Gruppenfeststellungsprozesses abläuft, der im Vorhergehenden
beschrieben ist (bei dem die Initiatorvorrichtung einen Zusammenpassschall
und ein -signal emittiert und die anderen Anfangsgruppenelemente
jeweils nachfolgend einen Anschlussfähigkeitsprüfschall und ein -signal emittieren).
Tatsächlich
ist es möglich,
es einzurichten, dass die Schall-Signal-Paare, die während des
Gruppenfeststellungsprozesses emittiert werden, auch als die Schall-Signal-Paare dienen, die
durch den Positionsfeststellungsprozess benötigt werden. In diesem Fall verschieben
die Vorrichtungen bevorzugt die Übertragung
von Laufzeitmessungen, bis die Gruppenzugehörigkeit endgültig festgelegt
worden ist. Ein möglicher
Nachteil eines Verwendens der Gruppenfeststellungsemissionen auch
für die
Positionsfeststellung liegt darin, dass es erwünscht sein kann, den Positionsfeststellungsprozess
ohne ein Wiederholen der Gruppenfeststellung zu wiederholen. Natürlich kann
diese Möglichkeit
gehandhabt werden, indem die Vorrichtungen mit der Fähigkeit
ausgestattet werden, die Positionsfeststellung durch ein Aussenden von
Testschallsignalen und Zeitgebungsreferenzsignalen unabhängig von
den Gruppenfeststellungsemissionen durchzuführen, aber es eingerichtet
wird, dass die Vorrichtungen eine Anfangspositionsfeststellung ausführen, wenn
eine Gruppe zuerst eingestellt wird, unter Verwendung der Schallsignale
und des Signals, die während
der Gruppenfeststellung emittiert werden. Eine nachfolgende Wiederholung der
Positionsfeststellung (z. B. ausgelöst durch den Ablauf einer Zeitablaufperiode,
durch einen Benutzerbefehl oder dadurch, dass eine Vorrichtung erfasst, dass
dieselbe verschoben worden ist) wird unter Verwendung der unabhängigen Positionsfeststellungsfunktionalität ausgeführt.
-
Es
kann sein, dass eine Nacheinstellungsphasenpositionsfeststellung
nur bezüglich
einer Vorrichtung erforderlich ist, wie es der Fall wäre, wenn nur
eine Vorrichtung verschoben worden ist. In diesem Fall ist die Vorrichtung,
die verschoben worden ist, eingerichtet, um den anderen Vorrichtungen
anzuzeigen (z. B. durch eine Nachricht, die unter Verwendung der
Sende-/Empfangsgeräte 24 übermittelt wird),
dass ihre Position erneut bestimmt werden muss, wobei die Vorrichtung
dann dazu übergeht,
einen Testschall und ein Zeitgebungsreferenzsignal zu emittieren,
um es den anderen Vorrichtungen zu ermöglichen, ihre Entfernung von
der emittierenden Vorrichtung erneut zu messen. Die erwähnte Anzeige,
dass eine einzelne Vorrichtungsposition erneut zu bestimmen ist,
kann in dem Zeitgebungsreferenzsignal enthalten sein, das durch
die betreffende Vorrichtung gesendet wird. Die gemessenen Laufzeiten zu
den nichtemittierenden Vorrichtungen werden dann der oder jeder
Vorrichtung übermittelt,
die die erneute Positionsbestimmung ausführt; nachdem die neue Position
abgeleitet worden ist, ersetzt dieselbe die frühere Position der betreffenden
Vorrichtung, die durch die anderen Vorrichtungen gehalten wird.
Es sei darauf hingewiesen, dass bei der Prozedur, die gerade beschrieben
worden ist, die Laufzeit von der Subjektvorrichtung zu jeder der
anderen Vorrichtungen nur in einer Richtung gemessen wird; es ist
natürlich
möglich,
jede andere Vorrichtung zu veranlassen, ebenfalls einen Testschall
und ein Zeitgebungsreferenzsignal zu emittieren, um zu ermöglichen, dass
die Rücklaufzeit
gemessen und bei der Positionsbestimmung verwendet wird (wenn dies
durchgeführt
wird, kann auch eine erneute Berechnung der Position aller Vorrichtungen
mit wenig zusätzlichem Mehraufwand
durchgeführt
werden).
-
Die
Fähigkeit,
die Position einer einzelnen Vorrichtung nach dem Positionsfeststellungsprozess, der
in der Einstellungsphase durchgeführt wird, zu bestimmen, kann
auch verwendet werden, um zu ermöglichen,
dass die Vorrichtungen die Position einer Vorrichtung bestimmen,
die kein Element der gleichen Gruppe wie die anderen Vorrichtungen
ist. Insbesondere kann eine tragbare Merkmalsabbil dungsvorrichtung 100 (siehe 7)
vorgesehen sein, die die Elemente 110 der beschriebenen
Positionsfeststellungsfunktionalität umfasst, die erforderlich
sind für:
- (a) – Emittieren
eines Testschalls und eines Zeitgebungsreferenzsignals
- (b) – Zurückempfangen
von Laufzeitinformationen und der relativen Positionen der vorhandenen Vorrichtungen
(es sei denn derartige relative Positionen sind der Merkmalsabbildungsvorrichtung bereits
bekannt), und
- (c) – Bestimmen
ihrer Position aus den zurückgesendeten
Informationen und Speichern dieser Informationen.
-
Die
Elemente (b) und (c) müssen
nicht in der Merkmalsabbildungsvorrichtung bereitgestellt sein, wenn
die anderen Vorrichtungen 14 verwendet werden, um die Bestimmung
der Position der Merkmalsabbildungsvorrichtung auszuführen; in
diesem letzteren Fall werden die bestimmte Position der Merkmalsabbildungsvorrichtung
und die relativen Positionen der anderen Vorrichtungen (oder eine
Positionsreferenz, die mit den Positionen der anderen Vorrichtungen
in Beziehung steht) bevorzugt über das
Kommunikationsuntersystem an die Merkmalsabbildungsvorrichtung gesendet.
-
Wie
es veranschaulicht ist, ist die Merkmalsabbildungsvorrichtung 100 mit
einer Auslösertaste 101 zum
Einleiten des Positionsbestimmungsprozesses ausgestattet. Der Schallemitter
(Lautsprecher) der Vorrichtung 102 ist an dem Ende eines
kurzen Stiels 103 angebracht, was es ermöglicht,
dass dieselbe positioniert wird, wo es gewünscht ist, wie z. B. in den
Ecken eines Zimmers 11.
-
Bevorzugt
weist die Merkmalsabbildungsvorrichtung 100 auch eine Eingabeanordnung
auf, die es einem Benutzer ermöglicht,
ein Identitätsetikett
für ein
Raum- (Zimmer-) Merkmal einzugeben, dessen Position unter Verwendung
der Merkmalsabbildungsvorrichtung festgestellt wird. Dieses Etikett
kann die Form eines Textetiketts, das z. B. unter Verwendung einer
Scroll-Down-Anzeige 105 ausgewählt ist, oder eines verbalen
Etiketts annehmen, das durch den Benutzer über ein Mikrophon 106 verbal
eingegeben wird. Das Etikett wird mit den entsprechenden Positionsinformationen
für das
betreffende Merkmal gespeichert. Unter Verwendung der Merkmalsabbildungsvorrichtung
wird es deshalb möglich,
Positionsinformationen über
einen gewünschten
Satz von Zimmermerkmalen (wie z. B. Türen, Fenster, Ecken) zu sammeln,
die nachfolgend verwendet werden können, um eine Karte des Raumes 11 abzuleiten (mit
oder ohne Anzeigen der Positionen der Gruppenelementvorrichtungen 14,
die verwendet werden, um die Merkmalspositionsinformationen zu bestimmen).
Die Position von Merkmalen wie z. B. der Zimmertür zu kennen, kann auch für eine andere
Funktionalität
der Gruppenelementvorrichtungen 14 erforderlich sein, wie
es im Folgenden mit Bezug auf eine Implementierung des Vorrichtungsmeldungsverfahrens
veranschaulicht ist.
-
Eine
weitere Anwendung der Fähigkeit,
bei der Bestimmung der Position einer Nicht-Elementvorrichtung zusammenzuwirken,
besteht mit Bezug auf ein Feststellen der Position einer bestimmten Ausrüstung. Falls
somit die Ausrüstung
mit den Elementen ausgestattet ist, die benötigt werden, um sich an dem
Positionsbestimmungsprozess, der im Vorhergehenden beschrieben ist,
zu beteiligen, und unter der Annahme, dass die Ausrüstung aus
der Ferne ausgelöst
werden kann, um den Positionsbestimmungsprozess einzuleiten (z.
B. über
ihr Nahbereich-Sende-/Empfangsgerät oder über eine Netzwerkverbindung),
dann kann die Ausrüstungsposition relativ
zu der Gruppe gemessen und an den Teilnehmer zurückgesendet werden, der die
Positionsbestimmung ausgelöst
hat. Dies ist am nützlichsten, wenn
die absolute Position der Gruppe ebenfalls bekannt ist und übermittelt
wird (diese Informationen können
z. B. in einer Datenbank aufbewahrt werden, auf die durch eine Gruppenidentität zugegriffen
werden kann, wobei die Letztere mit der relativen Position der Ausrüstung zurückgesendet
worden ist).
-
Schließlich sei
darauf hingewiesen, dass, vorausgesetzt es liegen zumindest drei
zusammenwirkende Vorrichtungen vor, die ihre relativen Positionen unter
Verwendung des oben beschriebenen Prozesses, der Testschallsignale
und Zeitgebungsreferenzsignale umfasst, festgestellt haben, die
relative Lokalisierung einer weiteren Vorrichtung (wie z. B. der Merkmalsabbildungsvorrichtung)
einfach dadurch durchgeführt
werden kann, dass diese weitere Vorrichtung veranlasst wird, einen
Testschall zu senden, wobei keine Notwendigkeit besteht, dass dieselbe auch
ein Zeitgebungsreferenzsignal überträgt. Dies ist
möglich
unter der Annahme, dass die Empfangszeiten des Testschalls an den
anderen Vorrichtungen genau korreliert sind, z. B. entweder durch
die Bestimmung der relativen Taktversätze zwischen den Vorrichtungen,
wie es bereits erwähnt
wurde, oder dadurch, dass die Vorrichtungen, die den Testschall zuerst
empfangen, veranlasst werden, sofort ein Zeitgebungsreferenzsignal über ihr
Sende-/Empfangsgerät 24 an
die anderen Vorrichtungen aussenden. Den Unterschied zwischen den
Empfangszeiten des Testschalls an den verschiedenen Vorrichtungen
zu kennen, ermöglicht
es, dass ein Positionsbestimmungsprozess ausgeführt wird, der wirksam das Aussenden
einer Schallwellenfront von jeder Vorrichtung bei Zeitgebungen,
die bezüglich
der Testschallempfangszeiten umgekehrt sind, emuliert, um einen Punkt
zu bestimmen, an dem die Wellenfronten von allen Vorrichtungen gleichzeitig
zusammenfallen, wobei dieser Punkt als die Position der Testschallquelle betrachtet
wird. Eine genauere Beschreibung einer Positionsbestimmung, die
in dieser Weise ausgeführt wird,
ist in unserer bereits erwähnten
veröffentlichten Anmeldung
Nr. EP-A-1217608 zu finden. Es sei darauf hingewiesen, dass dieses
Positionsbestimmungsverfahren auch verwendet werden kann, um die
Position eines menschlichen Benutzers abzuleiten, der einen Schall
(z. B. ein in die Hände
Klatschen) emittiert, der als ein Testschall behandelt wird (und
eigentlich auch als ein Auslösersignal,
das die Vorrichtungen veranlasst, eine Positionsbestimmung durch
diesen Prozess auszuführen).
-
Vorrichtungen
melden
-
Wie
es bereits angedeutet wurde, besteht eine Rolle, die die Vorrichtungen
nützlich
durchführen
können,
wenn die Gruppenelementvorrichtungen in ihrem Betriebsmodus sind,
in der Meldung ihres Vorhandenseins an einen Benutzer auf ein Erzeugen eines
geeigneten Auslösers
hin, wie z. B. ein in die Hände
Klatschen eines Benutzers oder ein Emittieren eines Signals durch
einen Türsensor
(z. B. über einen
Nahbereichsender), wenn ein Benutzer den Raum 11 betreten
hat. Für
diese Rolle ist das Vorrichtungsmeldeuntersystem 26 jeder
Vorrichtung 14 mit einer Auslösererfassungseinheit 27 (die
in 1 beispielsweise als eine Klatscherfassungseinheit 27 gezeigt
ist), einem Meldesteuerblock 28 und einem Meldungsausgabegenerator 29 zum
Erzeugen einer hörbaren
Vorrichtungsbeschreibung über
einen Lautsprecher 21 ausgestattet. Bevorzugt sind die
Vorrichtungen einer Gruppe so eingerichtet, dass sich entweder alle
ansprechend darauf, dass ein Aufforderungsauslöser erfasst wird, der Reihe
nach melden oder keine von ihnen dies tut. Dies kann z. B. dadurch
erreicht werden, dass eingerichtet wird, dass eine Vorrichtung,
wie z. B. die Gruppenmastervorrichtung, als einzige beurteilt, ob
ein Meldeauslöser empfangen
worden ist, wobei in diesem Fall diese Vorrichtung dafür zuständig ist,
das Auslöserereignis an
die anderen Vorrichtungen entweder direkt oder dadurch, sie anzuweisen,
ihre Meldungen zu machen, zu übermitteln.
Alternativ dazu kann, wann immer eine beliebige Vorrichtung einen
Meldeauslöser erfasst,
dieselbe die Gruppenmastervorrichtung informieren, die dann auf
der Basis, wie viele Vorrichtungen meinen, dass ein Auslöser empfangen
worden ist, entscheidet, ob die Vorrichtungen sich melden sollen
(diese Bestimmung könnte
auch durch jede Vorrichtung selbständig vorgenommen werden, vorausgesetzt,
allen Vorrichtungen werden die benötigten Informationen bereitgestellt,
und alle sind gemäß den gleichen
Entscheidungsregeln wirksam).
-
Für die Zwecke
der vorliegenden Beschreibung sei angenommen, dass die Gruppenmastervorrichtung
lediglich basierend auf ihren eigenen Beobachtungen bestimmt, ob
ein Meldeauslöser
empfangen worden ist oder nicht, wobei diese Vorrichtung dann die
anderen Vorrichtungen (über
das Sende-/Empfangsgerät 24)
anweist, ihre jeweiligen individuellen Meldungen vorzunehmen, wie
und wann dies erforderlich ist, um eine gewünschte Meldungsreihenfolge
zu erreichen (wie sie durch die Gruppenmastervorrichtung bestimmt
ist). Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass eine selbständige Operation
der Vorrichtungen möglicherweise
ebenfalls den oben erwähnten
Bedingungen unterworfen ist.
-
Um
den Benutzer dabei zu unterstützen,
zu erkennen, welche Vorrichtungen in dem Raum 11 vorhanden
sind, wird eine Reihenfolge der Vorrichtungsmeldungen derart ausgewählt, dass,
was den Benutzer angeht, die Fortschreitung zwischen meldenden Vorrichtungen
entweder ganz im Uhrzeigersinn oder ganz gegen den Uhrzeigersinn
fortschreitet. Dies unterstützt
den Benutzer dabei, die Vorrichtungen in dem Raum 11 visuell
zu lokalisieren. Eine visuelle Lokalisierung kann ferner dadurch
erleichtert werden, dass jede Vorrichtung veranlasst wird, eine Lichtquelle,
wie z. B. eine LED, die an der Vorrichtung befestigt ist, aufleuchten
zu lassen, während
die Vorrichtung meldet.
-
Beim
Bestimmen der Meldungsreihenfolge stützt sich die Gruppenmastervorrichtung
auf eine Benutzerposition, zu der dieselbe in einer der folgenden
Weisen gelangt:
- (i) – Es wird angenommen, dass
die Position des Benutzers an einer bestimmten vorrichtungsrelativen
Position liegt, wie z. B. einem Eingang zu dem Raum 11 oder
der Mitte des Raumes 11, wobei diese beiden Positionen
vorhergehend bestimmt (z. B. unter Verwendung der oben beschriebenen Merkmalsabbildungsvorrichtung)
und in dem Speicher der Gruppenmastervorrichtung gespeichert sein
können.
Ein Verwenden einer angenommenen Position für die Position des Benutzers
kann als eine Voreinstellung verwendet werden, wenn eine Meldeaufforderung
erfasst wird, die Benutzerposition jedoch nicht gemäß den unten
aufgeführten
Verfahren (ii) und (iii) verfügbar ist;
- (ii) – Ein
Sensor an einer bekannten vorrichtungsrelativen Position erfasst
die Anwesenheit eines Benutzers und signalisiert dies (z. B. über eine Funkverbindung)
an die Gruppenmastervorrichtung, wobei dieses Signal sowohl ein
Meldeauslöser
als auch ein Positionsindikator ist. Eine derartige Anordnung kann
verwendet werden, um eine Vorrichtungsmeldung auszulösen, wenn
ein Benutzer ein Zimmer betreten hat, wobei sich die erfasste Benutzerposition
an dem Zimmereingang befindet (falls es mehr als einen Eingang gibt,
sollte die Identität
des Eingangs natürlich
in dem Signal codiert sein, das an die Gruppenmastervorrichtung
gesendet wird).
- (iii) – Die
Position des Benutzers wird in irgendeiner Weise gemessen – z. B.
unter Verwendung des Nur-Testschall-Lokalisierungsverfahrens,
das im Vorhergehenden beschrieben ist, bei dem die Gruppenelementvorrichtungen
die Position eines Testschalls bestimmen, der durch einen Menschen
erzeugt wird. Bevorzugt handelt es sich bei diesem Testschall um
ein in die Hände
Klatschen, das auch als der Meldeauslöser dient. Jedes andere geeignete
Verfahren zum Bestimmen der Position des Benutzers relativ zu den
Vorrichtungen 14 kann alternativ dazu verwendet werden.
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8 veranschaulicht
eine Situation, in der gemäß obigem
(i) die Benutzerposition erhalten wird – d. h. es wird angenommen,
dass der Benutzer an einem Eingang 95 positioniert ist
(tatsächlich
ist der Benutzer 10A, wie gezeigt, in der Mitte der Vorrichtungen
positioniert). Nachdem der Benutzer durch ein Klatschen eine Vorrichtungsmeldung
ausgelöst hat,
bestimmt die Gruppenmastervorrichtung, dass die Vorrichtungen sich
im Uhrzeigersinn relativ zu einem Benutzer, der an dem Eingang 95 positioniert
ist, melden sollen. Die erstmeldende Vorrichtung ist bei diesem
Beispiel voreingestellt, eine spezifische Vorrichtung, wie z. B.
die Gruppenmastervorrichtung, zu sein. Wenn somit Vorrichtung C
die Gruppenmastervorrichtung ist, melden sich die Vorrichtungen
in der Reihenfolge C, B, A (siehe Pfeil 96). Natürlich könnte die
Gruppenmastervorrichtung gleichermaßen entscheiden, die Meldungen
gegen den Uhrzeigersinn zu ordnen, d. h. in der Reihenfolge A, B,
C. Da die Vorrichtungen einem Verschieben innerhalb des Raums 11 unterzogen
werden können,
sollte die Meldungsreihenfolge bei jedem Auslösen bestimmt werden, selbst
wenn die gleiche angenommene Benutzerposition verwendet wird wie
für eine
vorhergehende Meldungssequenz.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass, falls Vorrichtung B in 8 ausgewählt worden
wäre, um
die erstmeldende Vorrichtung zu sein, die Meldungsreihenfolge (falls
dieselbe im Uhrzeigersinn durchgeführt worden wäre) B, A,
C gewesen wäre,
was bei einem Benutzer, der tatsächlich
an dem Eingang 95 positioniert ist, die Meldungssequenz
von der äußersten
linken Vorrichtung (Vorrichtung A) zu der äußersten rechten Vorrichtung
(Vorrichtung C) ablaufen lässt – d. h.
die Meldungssequenz schwingt um zumindest einen vollen Halbkreis
hinter dem Benutzer zwischen den Vorrichtungen A und C. Dies ist
nicht ideal und folglich wird es, falls nicht irgendein anderer Faktor
die Wahl der erstmeldenden Vorrichtung vorgibt, bevorzugt, nicht
im Voraus zu spezifizieren, welche Vorrichtung zuerst melden sollte,
sondern es statt dessen einzurichten, dass die Gruppenmastervorrichtung
(oder eine andere Entscheidungsvorrichtung) die erstmeldende Vorrichtung
derart auswählt, dass
der Winkel zwischen der erstmeldenden Vorrichtung und der letztmeldenden
Vorrichtung, der an der Benutzerposition, die für die Reihenfolgebestimmung
verwendet wird, aufgespannt ist, minimal ist für den ausgewählten Sinn
der Meldungsfortschreitung.
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9 veranschaulicht
die Anwendung der vorhergehenden Richtlinie mit Bezug auf zwei Benutzer 10B und 10C,
wenn die Meldungsreihenfolge basierend auf der tatsächlichen
Position des Benutzers bestimmt wird. Somit wird bei einem Benutzer 10B, der
in dem Eingang 95 positioniert ist, bei einer Meldungsfortschreitung
im Uhrzeigersinn der minimale Winkel X, der bei dem Benutzer 10B zwischen
der erst- und letztmeldenden Vorrichtung aufgespannt ist, dadurch
erreicht, dass bei der Vorrichtung C begonnen wird, wobei die Meldungsreihenfolge
C, B, A ist, wie es durch Pfeil 97 angezeigt ist. Im Gegensatz dazu
wird mit Bezug auf einen Benutzer 10C, der genau unterhalb
der Linie der Vorrichtungen A und B positioniert ist, bei einer
Meldungsfortschreitung im Uhrzeigersinn, der minimale Winkel Y,
der bei dem Benutzer zwischen erst- und letztmeldender Vorrichtung
aufgespannt ist, dadurch erreicht, dass bei Vorrichtung A begonnen
wird, wobei die Meldungsreihenfolge A, C, B ist, wie es durch Pfeil 98 angezeigt ist.
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Wenn
die erstmeldende Vorrichtung durch andere Erwägungen bestimmt wird, dann
wird der Sinn der Fortschreitung der Reihenfolgemeldung (im Uhrzeigersinn
oder gegen den Uhrzeigersinn) derart ausgewählt, dass der Winkel, der an
der wirksamen Benutzerposition aufgespannt ist, minimiert ist. 10 veranschaulicht
dies für
einen Benutzer 10D, wobei die erstmeldende Vorrichtung
auf der Basis ausgewählt
ist, welche Vorrichtung 14 der Benutzer am ehesten anschaut,
wenn derselbe die Vorrichtungsmeldung durch ein Klatschen auslöst. Bei
dem Beispiel von 10 ist der Benutzer der Vorrichtung C
zugewandt, wenn derselbe die Vorrichtungsmeldung auslöst (siehe
Pfeil 94), also wird diese Vorrichtung ausgewählt, die
erstmeldende zu sein. Außerdem
wird der Sinn der Meldungsfortschreitung ausgewählt, um gegen den Uhrzeigersinn
bezüglich
der gezeigten Benutzerposition zu sein, da dies bei dem Benutzer 10D einen
Winkel zwischen erst- und letztmeldender Vorrichtung von etwa 180
Grad ergibt, im Gegensatz zu einem Wert von etwa 300 Grad für eine Fortschreitung
im Uhrzeigersinn. Die ausgewählte Meldungsreihenfolge
ist deshalb C, A, B. Techniken zum Bestimmen, welcher Vorrichtung
ein Benutzer zugewandt ist, sind in der bereits erwähnten veröffentlichten
Patentanmeldung beschrieben; andere Weisen, in denen der Benutzer
anzeigt, welche Vorrichtung zuerst melden soll, sind natürlich möglich, wie
z. B. durch ein Drücken
einer bestimmten Taste an der betreffenden Vorrichtung, um die Vorrichtungsmeldung
einzuleiten, oder mittels eines speziellen gesprochenen Befehls,
der durch den Spracherkennungsblock 17 einer Vorrichtung 14 interpretiert und
an den Meldesteuerblock übermittelt
wird.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass, da die Dauer jeder Meldung bevorzugt
nicht vorbestimmt ist, es bevorzugt irgendeine Möglichkeit geben sollte, zu
erfassen, wann eine Vorrichtung das Melden abgeschlossen hat, um
zu ermöglichen,
dass die nächstmeldende
Vorrichtung mit nur einer kleinen Lücke zu dem Ende der vorhergehenden
Meldung beginnt. Dies kann dadurch erreicht werden, dass die Steuervorrichtung
(z. B. die Gruppenmastervorrichtung) veranlasst wird, auf eine Beendigung
der Meldung zu horchen, die durch eine Stilleperiode angezeigt wird. Ein
zuverlässigerer
Lösungsansatz
besteht darin, es einzurichten, dass die meldende Vorrichtung über ihr Sende-/Empfangsgerät 24 sofort,
nachdem dieselbe ihre Meldung abgeschlossen hat, ein Signal sendet.
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Andere
Varianten der oben beschriebenen Meldungsanordnung sind ebenfalls
möglich.
Zum Beispiel kann die Meldungsreihenfolge durch die Gruppenmastervorrichtung
bestimmt werden und an alle anderen Vorrichtungen vor dem Meldungsbeginn übermittelt
werden, wobei jede Vorrichtung dann bestimmt, wann dieselbe an der
Reihe ist zu melden, und demgemäss
meldet.
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Die
oben beschriebenen Techniken zum Steuern der Meldungsreihenfolge
können
gleichermaßen
zum Steuern der Präsentationsreihenfolge anderer
Formen einer vom Menschen wahrnehmbaren Ausgabe, wie z. B. einer
visuellen Ausgabe, verwendet werden.
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Viele
andere Varianten bezüglich
der Vorrichtungen, die im Vorhergehenden mit Bezug auf die 1 bis 10 beschrieben
sind, sind natürlich möglich. So
können,
obwohl eine Nahbereichfunktechnologie (bei dem Sende-/Empfangsgerät 24)
für ein
gegenseitiges Kommunizieren der Vorrichtungen durch einen Nicht-Schallkanal
beschrieben worden ist, andere Formen eines elektromagnetischen
Kommunikationskanals alternativ dazu verwendet werden, wie z. B.
Infrarot-Sende-/Empfangsgeräte
und sogar ein verdrahtetes Netzwerk (z. B. unter Verwendung eines
Koax-Kabels, eines
faseroptischen Kabels oder eines UTP-Verdrahtungskabels, die sich alle für ihren
Betrieb auf Elektromagnetismus stützen). Es sei auch darauf hingewiesen,
dass die Schallsignale, die durch die Vorrichtungen emittiert werden,
sich innerhalb oder außerhalb
des Bereichs von für
den Menschen hörbaren
Schallsignalen befinden können.