EP2569880A1 - Verfahren und einrichtung zum identifizieren von objekten und auslösen von interaktionen mittels nahbereichskopplung akustisch modulierter datensignale - Google Patents

Verfahren und einrichtung zum identifizieren von objekten und auslösen von interaktionen mittels nahbereichskopplung akustisch modulierter datensignale

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Publication number
EP2569880A1
EP2569880A1 EP11720367A EP11720367A EP2569880A1 EP 2569880 A1 EP2569880 A1 EP 2569880A1 EP 11720367 A EP11720367 A EP 11720367A EP 11720367 A EP11720367 A EP 11720367A EP 2569880 A1 EP2569880 A1 EP 2569880A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
station
receiving unit
modulated data
interactions
triggering
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP11720367A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Boxer
Roger Lagadec
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BOXER, MICHAEL
LAGADEC, ROGER
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP2569880A1 publication Critical patent/EP2569880A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/01—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B11/00—Transmission systems employing sonic, ultrasonic or infrasonic waves

Definitions

  • the invention relates to:
  • a facility to identify objects and trigger desired interactions consisting of:
  • Machine-readable bar codes in which digital data is recorded directly on a label, package or product have been and are still being used to make product or document identification using a fixed set of values and more easily numerical coding and sampling technologies.
  • Barcodes can be designed quite differently, including two-dimensional. One is all variations but in common: they are pictorial representations that must be read optically, ie the code must be printed or visible on a screen, and to read it requires an optical reader or camera.
  • any input signal must be audible.
  • a barcode must therefore be replaced by an acoustically modulated data signal.
  • a receiving unit which is designed for purely acoustic input and output, does without additional optical reading device. If a communication channel is provided for signals in the audible range, e.g. a voice channel, this can also be used for the transmission of acoustically modulated data signals.
  • the object of the present invention is to provide a method by means of which a purely acoustic interaction between one of many participants on its individual receiving unit and one of many objects a station associated with this is made possible. Furthermore, it is an object of the invention to provide a device by means of which this method can be realized.
  • This object is achieved by a method for identifying objects and triggering interactions, which is characterized in that by means of an acoustically modulated data signal which is associated with an object and is emitted by a station which is assigned to this object, and based on the identification of the line over which this signal is sent from a receiving unit to a processing site, the content associated with that object is sent over that line from the processing station to the receiving unit and thus allowing interaction between one of many subscribers via its receiving unit and the processing station with respect to one of many objects.
  • the object is further solved by a device to identify objects and trigger desired interactions, by means of acoustically modulated data signals consisting of
  • Figure 1 A diagram of the entire device with its components for
  • Figure 2 is an illustration of the possible use of discrete frequencies for the representation of hexadecimal or decimal coded data.
  • Figure 3 is an illustration of the possible composition of a signal for secure transmission of a barcode-like content by means of acoustically modulated data signals.
  • Optical barcodes need to be audible (on to audible barcodes identifying object).
  • the optical bar code is read by an optical bar code reader or a camera that reads its sound waves.
  • a transducer e.g., microphone
  • the optical bar code is usually in order to be audible, the acoustic passive form depends on (printed pattern) bar code from an electrical and is therefore only from sufficiently powered device. On the other hand, he is not dependent on light without additional lighting.
  • printed acoustic bar code may be static pattern
  • the optical bar code or dynamic He can be static at any time.
  • Dynamic adaptation to changed parameters adapted to changed parameters e.g., poor (e.g., signal pattern fitting, illumination) is not possible unless it replaces amplitude, length, e.g., a higher one (e.g., by a small environmental noise level).
  • acoustic barcodes are only optical barcodes too - without being audible when viewed from any device reading devices. That will be played. This always happens reader can the barcode in the same play direction and a large tolerance regarding reading direction the same playback tempo.
  • the identification of an object 2 is done by identifying the acoustically modulated data signal 4e associated with 105.
  • the data signal 4e must be forwarded to the processing station 9 by means of a receiving unit 3 with a sound transducer 3a.
  • the processing station 9 may be part of the mobile receiving unit 3 or be in communication with it via a transmission link (117, 5, 116, 14 and 113) or wirelessly.
  • the Receiving units 3, in the scheme are mobile phones, a common processing point 9, the acoustically modulated data signals 4e are transmitted (transmission path: 117, 5, 116, 14 and 113), detected (detection unit 11) and evaluated (interaction management 8). On the basis of these signals 4e and a stored reference 8a the respectively assigned station 4 is identified, while the receiving unit 3 based on the transmission path (117, 5, 116, 14 and 1 13), which transmits the signal can be determined. Conversely, the processing station 9 can assign a mobile receiving unit 3, which has transmitted an acoustically modulated data signal 4e, to the vicinity of the station 4 to which this signal 4e belongs.
  • the stations 4 can additionally communicate directly with the processing station 9 via a further transmission link (106, 6 and 107). This brings the following advantages:
  • the detection of the acoustically modulated data signals 4e is more reliable, because then the signal to be detected 4e a is known a priori.
  • Additional information generated by the station 4 itself and / or due to an interaction between station 4 and person 1 (such as via an input unit 4d), which supplement the limited information from the acoustically modulated data signal 4e, may be sent to the processing station 9 be transmitted separately. Without the above direct connection (106, 6 and 107) to the processing center 9, a separate acoustically modulated data signal 4e would be required for each additional input possibility.
  • the processing station 9 can transmit information to a station 4, which information is to be acknowledged by it in the form of an acoustically modulated data signal 4e.
  • This allows in particular dynamic and / or user-specific and / or secure transactions.
  • the design of the acoustically modulated data signals 4e (acoustic pattern design): For the data signals 4e arriving in the processing station 9 to be detected as reliably as possible, they must be designed so that they differ as well as possible from other acoustic signals and signal patterns. If mobile phones are to be used as receiving units 3, the acoustically modulated data signals 4e must also be adapted to the particular conditions of the voice channel of the mobile telephone network.
  • a condition to identify a station 4 with high security and to determine the presence of the receiving unit 3 at a station 4 as reliable as possible, is the immediate vicinity of the transducer 3a of the mobile receiving unit 3 to the sound source 4b of Tone generator 4a. It makes sense to strive for a good signal-to-noise ratio of the acoustically modulated data signals 4e, together with the lowest possible audibility starting at a very short distance.
  • the sound sources 4b which emit the data signals 4e, must generate in their immediate surroundings the highest possible sound pressure, which drops sharply after a short distance. For this purpose, sound sources 4b as small as possible dimensions are used, which move only a small column of air.
  • several small sound sources 4b can be arranged close to one another, which simultaneously emit the same data signal 4e, be it in-phase or with a precisely predetermined phase relationship to one another.
  • the arrangement of several sound sources 4b ensures a more uniform local sound, while the choice of suitable phase relationships favors the mutual extinction of the sound waves from a certain distance.
  • interaction design Using the technology described above, interactive systems, such as customer-specific information systems, can be set up and operated, as shown by the examples described below.
  • the interactive solutions described here serve, for example, the information, guidance or orientation and in museums, collections, exhibitions on learning trails, city tours, historical sites, monuments, viewpoints, tutorials but just as well in the retail trade (shops, malls , Vending machines), in major buildings, airports and railway stations as an information tool or guide, etc., but that does not mean that the application of this invention is limited to these areas.
  • Many more applications are conceivable.
  • the core and peculiarity of the technology always remains the identification of objects and the triggering of desired interactions by means of acoustically modulated data signals with small amplitude in the vicinity of sound sources.
  • the signals are also electrically coupled, such as using connections for acoustic hands-free devices.
  • Audio guides using small mobile players have therefore been widely used for some time.
  • the visitor can always enjoy a spoken comment in his own language. He can focus on the exhibits without having to read a text all the time.
  • the mobile players are expensive and require daily maintenance. The number of mobile players that need to be provisioned depends according to the maximum number of visitors who can be in an exhibition at the same time, plus equipment that is after cleaning and maintenance.
  • a mobile phone user can set a service number and then in certain exhibition objects in which he is currently is located by entering a shortcut number received a comment.
  • this retrieval of information is not user-friendly for the user because it requires concentration and fatigue. He must type the assigned number on his mobile phone for each object. He must therefore focus his gaze on the telephone keypad for each new item and enter the correct speed dial number without errors. In often darkened rooms of a museum, where only the objects are illuminated, this can be difficult.
  • stations 4 with sensor 4c, which detects the presence of a mobile phone 3, with sound generator 4a and sound source 4b.
  • the stations 4 are connected to the processing station 9 via 106, 6 and 107 and generate, on demand, the acoustically modulated data signal 4e associated with the exhibition object 2 in the immediate vicinity (105),
  • ⁇ mobile phones 3 which transmit a received acoustically modulated data signal 4e depending on a transmission link (117, 5, 116, 14, 113) to the processing site 9,
  • the acoustically modulated data signals 4e are to be designed specifically so that they can only be reproduced with extremely low probability by voice, vocals, noise, noise, sound, etc. This is done by providing the signals 4e with properties (amplitude range, signal frequencies, signal duration, time profile of these properties, signal redundancy, time stamp, etc.), which can be checked in the detection 11.
  • properties amplitude range, signal frequencies, signal duration, time profile of these properties, signal redundancy, time stamp, etc.
  • the voice channel is the only easily accessible and open transmission channel, while specialized and general data channels in many devices are not accessible or not executed and / or require a slow, complex interaction with the user 1.
  • the acoustically modulated data signal 4e consists of a series of superposed oscillations. If this data signal 4e can be transmitted via the voice channel of the telephone network, the frequencies to be transmitted must be within the range that can be transmitted, ie between 300 Hz and 3'400 Hz. Since the frequencies of the human voice are also within this range, there is the danger, as mentioned above, that these, but also transmitted ambient sounds are erroneously interpreted as part or, if it wills to be coincidence, as complete data signals 4e.
  • the DTMF system consists of a DTMF tone generator on the side of the transmitter and a DTMF decoder on the receiver side.
  • the generator is operated via the telephone keypad
  • the receiver consists of an electronic circuit for the detection of the DTMF frequencies and a program for the reconstruction of the transmitted codes from the characteristics of the detected signals.
  • the signals consist of two short, simultaneous and superimposed signal sequences of one of four possible frequencies in the middle speech range (values in Hz: 697, 770, 852 and 941, as well as 1209, 1336, 1477 and 1633).
  • both acoustically modulated data signals and voice signals and / or noise can be transmitted simultaneously in the case described here when using the mobile telephone system.
  • reliable detection of the DTMF signals in the presence of significant levels of spurious signals is not specified in the conventional DTMF receiver, with the result that conventional DTMF devices can not be used in the present case.
  • FIG. 3 illustrates this principle using an example.
  • the entire signal sequence consists exclusively of the sub-signals 30 with the length of a data frame (frame), ie 20 milliseconds in the case of GSM (frames), which are occupied by the above-described pairs of discrete frequencies.
  • the synchronization pattern 31 which consists of a suitable sequence of frames with a single frequency, which also belongs to neither of the two groups (ie 1 100 Hz or 1200 Hz), or consists of empty frames (for example, 1 empty frame, 2 frames at 1200 Hz, 2 empty frames, 2 frames at 1200 Hz, 1 empty frame).
  • Such signals can be detected by the same methods as the data signals, and it is also possible to derive the time limits of the frames from the detected signals.
  • the synchronization pattern is followed by data packets 36, which in turn consist exclusively of frames with frequency pairs.
  • each data packet contains useful data 32, on the other hand data which are calculated as checksums of the useful data (33, 34).
  • a test data packet whose user data are at the same time checksums of the user data of other data packets. They allow a better error correction with longer lasting transmission disturbances.
  • the determination of suitable synchronization patterns and the selection of suitable codes for error protection are known to the person skilled in the art, and a detailed description is unnecessary.
  • a mobile phone 3 is in the immediate vicinity of a station 4 and also to reduce the likelihood of noise simulation, its presence at the station 4 can be detected and transmitted to the processing station 9.
  • This can be done without functional, mobile phone-specific interaction - for example by activating a sensor 4c (mechanical switch, proximity, ultrasonic, Infrared, optical sensor, capacitive or inductive detection, detection of the radiation of the receiver unit, detection with radar, etc.).
  • a sensor 4c mechanical switch, proximity, ultrasonic, Infrared, optical sensor, capacitive or inductive detection, detection of the radiation of the receiver unit, detection with radar, etc.
  • Various types of sensors 4c may also be used in combination.
  • all line signals have to be continuously checked for possibly existing acoustically modulated data signals 4e, while in the central detection of presence information the same signals only have to be analyzed over a short duration that slightly exceeds the time length of the data signal 4e.
  • Data signals 4e simulating noise outside the measurement window are thereby effectively suppresse
  • the exhibition visitor 1 wishes to receive a spoken information 12a corresponding to the exhibition object 2 on his mobile phone 3. Prerequisites for this are:
  • a station 4 In the vicinity of the exhibition object 2 is a station 4 with tone generator 4a.
  • an acoustic signal is generated which identifies the exhibition object 2 (as well as possibly a special form of interaction, such as commentary language).
  • the acoustically modulated data signal 4 e is transmitted to the processing station 9. There it is detected - even at significant noise levels.
  • the owner 1 of the mobile phone 3 on this line wants the content 12a to the relevant exhibit object 2, and the corresponding spoken comment 2a can be leaked to him.
  • the exhibition visitor 1 has been provided with the desired information 12a.
  • a station 4 may also have a selection menu via which the user 1 can select the desired interaction.
  • the selection menu could be in tactile (e.g., stylus) or virtual (e.g., touchscreen) form.
  • the selection menu can be:
  • Station 4 If the station 4 is connected to the processing station 9, the selection made can be transmitted to the processing station 9 and the desired content 12a can be transmitted the corresponding user 1 are sent.
  • Station 4 can always generate the same acoustic pattern 4e regardless of the selection made. However, it can also obtain a specific or complete partial acoustic sample 4e from the processing site 9 for the selection made.
  • the station 4 serves the purpose of determining the line, and may optionally contribute to the determination of the content 12a of the interaction.
  • Another form of interaction is e.g. a visitor or custom solution that specifically collates the information or guidance.
  • a visitor or custom solution that specifically collates the information or guidance.

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Abstract

Das Verfahren zum Identifizieren von Objekten und Auslösen von Interaktionen funktioniert mittels eines akustisch modulierten Datensignals, das einem Objekt zugeordnet ist, und anhand der Identifikation der Leitung, über welche dieses Signal von einer Empfangseinheit an eine Verarbeitungsstelle gesendet wird. Der Inhalt, der diesem Objekt zugeordnet ist, wird über diese Leitung von der Verarbeitungsstelle an die Empfangseinheit gesendet und somit wird eine Interaktion zwischen einem von vielen Teilnehmern über seine Empfangseinheit und einem von vielen Objekten ermöglicht. Hierzu erzeugt eine Station ein akustisch moduliertes Datensignal, das vom Schallwandler einer Empfangseinheit, der sich im Nahbereich der Schallquelle dieser Station befindet, aufgenommen und von der Empfangseinheit an die Verarbeitungsstelle weitergeleitet wird. Die Verarbeitungsstelle stellt fest, dass das akustische Muster eingetroffen ist und erkennt die Nummer der Leitung, auf welcher dies stattgefunden hat. Die Verarbeitungsstelle, aufgrund ihrer Kenntnis von Station und Leitung, liefert der Empfangseinheit auf dieser Leitung Informationen. Die Einrichtung, um nach diesem Verfahren Objekte zu identifizieren und gewünschte Interaktionen wie oben beschrieben auszulösen, besteht aus • Stationen mit Tongenerator und Schallquelle, • Empfangseinheiten mit Schallwandler, • und einer Verarbeitungsstelle. Die Stationen sind mit einer Eingabevorrichtung ausgerüstet, zum Beispiel mit Tasten, einem Touchscreen, einem Trackball, einer Maus, Sensoren oder einem Mikrofon für Spracheingabe.

Description

Verfahren und Einrichtung zum Identifizieren von Objekten und Auslösen von Interaktionen mittels Nahbereichskopplung akustisch modulierter Datensignale
[0001] Die Erfindung betrifft:
a. Eine Einrichtung, um Objekte zu identifizieren und gewünschte Interaktionen auszulösen, bestehend aus:
■ Stationen, die mittels Tongenerator und Schallquellen akustisch modulierte Datensignale (akustische Muster) erzeugen, deren akustische Signaleigenschaften nur eine Nahbereichskopplung zulassen,
■ Empfangseinheiten mit Schallwandler zur Einkopplung der akustisch modulierten Datensignale der Stationen,
■ einer Verarbeitungsstelle für die modulierten Datensignale.
b. Ein Verfahren, um gewünschte Interaktionen zu identifizieren und auszulösen, bei dem eine Station einer Empfangseinheit zugeordnet wird.
[0002] Von einer Maschine lesbare Strichcodes, bei denen digitale Daten direkt auf eine Etikette, eine Verpackung oder ein Produkt aufgezeichnet werden, sind bekannt, wurden und werden noch benutzt, um eine Produkt- oder Dokumentidentifikation unter Verwendung eines festen Satzes von Werten und einfacher numerischer Codierungs- und Abtasttechnologien vorzusehen. Strichcodes können ganz unterschiedlich gestaltet sein, auch zweidimensional. Eines ist allen Variationen jedoch gemeinsam: Es sind bildhafte Darstellungen, die optisch gelesen werden müssen, d.h. der Code muss gedruckt oder auf einem Bildschirm sichtbar sein, und um ihn zu lesen, wird ein optisches Lesegerät oder eine Kamera benötigt.
[0003] Sehr viele Geräte, vor allem mobile, verfügen über eine akustische Ausgabevorrichtung, vor allem dann, wenn die Ausgabe in gesprochener, für den Menschen verständlicher Form erfolgt. Für die Eingabe gibt es eine breite Auswahl an Möglichkeiten: Tasten, Mikrofon, Touchscreen, Kamera, Sensoren oder spezielle Lesevorrichtungen aller Art.
[0004] Will man bezüglich Ein- und Ausgabe eine rein akustische Lösung, muss auch jegliches Eingabesignal akustisch sein. Ein Strichcode muss daher durch ein akustisch moduliertes Datensignal ersetzt werden. Eine Empfangseinheit, die auf rein akustische Ein- und Ausgabe ausgelegt ist, kommt ohne zusätzliche optische Lesevorrichtung aus. Ist ein Kommunikationskanal für Signale im hörbaren Bereich vorgesehen, z.B. ein Sprachkanal, kann dieser auch für die Übertragung der akustisch modulierten Datensignale verwendet werden.
AUFGABE DER ERFINDUNG
[0005] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, mittels dem eine rein akustische Interaktion zwischen einem von vielen Teilnehmern über seine individuelle Empfangseinheit und einem von vielen Objekten eine diesem zugeordnete Station ermöglicht wird. Des Weiteren ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung anzugeben, mittels welcher dieses Verfahren realisierbar ist.
LÖSUNG DER AUFGABE
[0006] Diese Aufgabe wird gelöst von einem Verfahren zum Identifizieren von Objekten und Auslösen von Interaktionen, das sich dadurch auszeichnet, dass mittels eines akustisch modulierten Datensignals, das einem Objekt zugeordnet ist und von einer Station ausgesendet wird, welche diesem Objekt zugeordnet ist, und anhand der Identifikation der Leitung, über welche dieses Signal von einer Empfangseinheit an eine Verarbeitungsstelle gesendet wird, der Inhalt, der diesem Objekt zugeordnet ist, über diese Leitung von der Verarbeitungsstelle an die Empfangseinheit gesendet wird und somit eine Interaktion zwischen einem von vielen Teilnehmern über seine Empfangseinheit und der Verarbeitungsstelle in Bezug auf eines von vielen Objekten ermöglicht wird.
[0007] Die Aufgabe wird des Weiteren gelöst von einer Einrichtung, um Objekte zu identifizieren und gewünschte Interaktionen auszulösen, mittels akustisch modulierter Datensignale, bestehend aus
■ Stationen mit Tongenerator und Schallquelle,
■ Empfangseinheiten mit Schallwandler,
■ und einer Verarbeitungsstelle.
[0008] Die Erfindung wird anhand der beiliegenden Schemas und Zeichnungen erläutert und ihre Funktion wird im Einzelnen beschrieben und erklärt, das heisst sowohl das Verfahren wie auch die hierzu nötige Einrichtung. Dadurch werden verschiedene andere Möglichkeiten, Ergebnisse, Vorteile und Merkmale der Erfindung leichter offenkundig. Dabei zeigt:
Figur 1 Ein Schema der gesamten Einrichtung mit ihren Komponenten zum
Betrieb des Verfahrens;
Figur 2 eine Illustration der möglichen Verwendung von diskreten Frequenzen für die Darstellung von hexadezimal bzw. dezimal codierten Daten.
Figur 3 eine Illustration der möglichen Zusammensetzung eines Signals zur gesicherten Übertragung eines strichcode-ähnlichen Inhalts mittels akustisch modulierter Datensignale.
GRUNDLAGEN
[0009] Es folgt zunächst eine detaillierte Betrachtung der grundsätzlichen Unterschiede zwischen optischem und akustischem Strichcode:
Optischer Strichcode Akustischer Strichcode
Optische Strichcodes müssen (am zu Akustische Strichcodes müssen hörbar identifizierenden Objekt) lesbar sein.
angebracht sein.
Der optische Strichcode wird von einem Der akustische Strichcode wird dadurch optischen Lesegerät oder einer Kamera gelesen, dass seine Schallwellen von gelesen. einem Schallwandler (z.B. Mikrofon) in elektrische Signale gewandelt werden.
Der optische Strichcode liegt meistens in Um hörbar zu sein, hängt der akustische passiver Form vor (gedrucktes Muster) Strichcode von einem elektrisch und ist daher nur bei ausreichender gespeisten Gerät ab. Andererseits ist er Beleuchtung ohne zusätzliche nicht von Licht abhängig.
Energiezufuhr erkennbar.
In seiner passiven Form (gedrucktes Der akustische Strichcode kann statisch Muster) ist der optische Strichcode oder dynamisch sein. Er kann jederzeit statisch. Eine dynamische Anpassung an an veränderte Parameter angepasst veränderte Parameter (z.B. mangelhafte werden (z.B. Anpassung Signal-Muster, - Beleuchtung) ist nicht möglich, ausser er Amplitude, -Länge an z.B. einen höheren wird ersetzt (z.B. durch einen kleinen Umweltgeräuschpegel).
Bildschirm).
Bei ausreichender Beleuchtung sind Akustische Strichcodes sind nur dann optische Strichcodes auch - ohne hörbar, wenn sie von einem Gerät irgendwelche Lesegeräte sichtbar. Das abgespielt werden. Dies geschieht immer Lesegerät kann den Strichcode mit in derselben Abspielrichtung und grosser Toleranz bezüglich Leserichtung demselben Abspieltempo.
und Geschwindigkeit des
durchgezogenen Codes lesen.
[0010] Grundsätzlich ist das Prinzip, Daten über eine Leitung für Signale im hörbaren Bereich zu übertragen, aus der Technologie der Akustikkoppler bestens bekannt. Es handelt sich dabei jeweils um Anwendungen für eine Kommunikation von Maschine zu Maschine, wie etwa zwischen Telefaxgeräten oder Terminal und Computer über das Telefonnetz mittels gewöhnlicher Telefonapparate. [0011] Es folgt eine detaillierte Betrachtung der grundsätzlichen Unterschiede zwischen akustischer Kopplung, wie sie bereits bekannt ist, und andrerseits wie sie hier als akustische Strichcodes neu vorgeschlagen wird:
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
[0012] Die Identifikation eines Objekts 2 geschieht durch Identifikation des gemäss 105 zugeordneten akustisch modulierten Datensignals 4e. Hierzu dient eine Einrichtung wie in Figur 1 dargestellt, wo ein Schema der gesamten Einrichtung mit ihren Komponenten zum Betrieb des Verfahrens gezeigt ist. Das Datensignal 4e muss mittels einer Empfangseinheit 3 mit Schallwandler 3a an die Verarbeitungsstelle 9 weitergeleitet werden. Die Verarbeitungsstelle 9 kann Teil der mobilen Empfangseinheit 3 sein oder mit dieser über eine Übertragungsstrecke (117, 5, 116, 14 und 113) oder drahtlos in Verbindung stehen. Haben die Empfangseinheiten 3, im Schema sind es Mobiltelefone, eine gemeinsame Verarbeitungsstelle 9, so werden die akustisch modulierten Datensignale 4e übertragen (Übertragungsstrecke: 117, 5, 116, 14 und 113), detektiert (Detektionseinheit 11) und ausgewertet (Interaktionsmanagement 8). Anhand dieser Signale 4e und einer abgespeicherten Referenz 8a wird die jeweils zugeordnete Station 4 identifiziert, während die Empfangseinheit 3 anhand der Übertragungsstrecke (117, 5, 116, 14 und 1 13), welche das Signal überträgt, ermittelt werden kann. Umgekehrt kann die Verarbeitungsstelle 9 eine mobile Empfangseinheit 3, die ein akustisch moduliertes Datensignal 4e übertragen hat, der Nähe derjenigen Station 4 zuordnen, zu welcher dieses Signal 4e gehört.
[0013] Aus der Abfolge der akustisch modulierten Datensignale 4e, die über eine Übertragungsstrecke (117, 5, 1 16, 14 und 113) empfangen werden, kann die Bewegung einer mobilen Empfangseinheit 3 in Bezug auf die beteiligten Stationen 4 erfasst werden.
[0014] Neben der mittelbaren Verbindung (117, 5, 1 16, 14 und 113) über die Empfangseinheiten 3 können die Stationen 4 zusätzlich unmittelbar über eine weitere Übertragungsstrecke (106, 6 und 107) mit der Verarbeitungsstelle 9 in Verbindung stehen und kommunizieren. Das bringt folgende Vorteile:
1. die Detektion der akustisch modulierten Datensignale 4e wird zuverlässiger, weil dann das zu detektierende Signal 4e a priori bekannt ist.
2. Zusätzliche Informationen, die von der Station 4 selbst und/oder auf Grund einer Interaktion zwischen Station 4 und Person 1 erzeugt werden (etwa via eine Eingabeeinheit 4d), welche die beschränkte Information aus dem akustisch modulierten Datensignal 4e ergänzen, können der Verarbeitungsstelle 9 separat übermittelt werden. Ohne obige direkte Verbindung (106, 6 und 107) zur Verarbeitungszentrale 9 wäre für jede zusätzliche Eingabemöglichkeit ein eigenes akustisch moduliertes Datensignal 4e erforderlich.
3. Fallweise kann die Verarbeitungsstelle 9 einer Station 4 Informationen übermitteln, welche von dieser in Form eines akustisch modulierten Datensignals 4e quittiert werden soll. Dies ermöglicht insbesondere dynamische und/oder benutzerspezifische und/oder gesicherte Transaktionen. [0015] Aus dem oben Beschriebenen ergeben sich drei Themenkreise, die für diese Erfindung von zentraler Bedeutung sind:
1. Die Gestaltung der akustisch modulierten Datensignale 4e (acoustic pattern design): Damit die in der Verarbeitungsstelle 9 ankommenden Datensignale 4e möglichst zuverlässig erkannt werden, müssen diese so gestaltet werden, dass sie sich möglichst gut von anderen akustischen Signalen und Signalmustern unterscheiden. Sollen Mobiltelefone als Empfangseinheiten 3 verwendet werden, müssen die akustisch modulierten Datensignale 4e ausserdem an die besonderen Gegebenheiten des Sprachkanals des Mobiltelefonnetzes angepasst sein.
2. Die akustische Gestaltung des Systems: Eine Bedingung, um eine Station 4 mit hoher Sicherheit identifizieren und die Präsenz der Empfangseinheit 3 bei einer Station 4 möglichst zuverlässig bestimmen zu können, ist die unmittelbare Nähe des Schallwandlers 3a der mobilen Empfangseinheit 3 zur Schallquelle 4b des Tongenerators 4a. Es ist sinnvoll, einen guten Rauschabstand der akustisch modulierten Datensignale 4e anzustreben, zusammen mit einer möglichst geringen Hörbarkeit ab einer schon geringen Entfernung. Die Schallquellen 4b, welche die Datensignale 4e aussenden, müssen in ihrer unmittelbaren Umbebung einen möglichst hohen Schalldruck erzeugen, der nach kurzer Distanz stark abfällt. Dazu werden Schallquellen 4b möglichst kleiner Abmessungen verwendet, die nur eine kleine Luftsäule bewegen. Ausserdem können mehrere kleine Schallquellen 4b nahe beieinander angeordnet werden, die simultan dasselbe Datensignal 4e aussenden, sei dies gleichphasig oder mit einer genau vorgegebenen Phasenbeziehung zueinander. Die Anordnung mehrerer Schallquellen 4b sorgt für eine gleichmässigere lokale Beschallung, während die Wahl geeigneter Phasenbeziehungen die gegenseitige Auslöschung der Schallwellen ab einer gewissen Entfernung begünstigt.
3. Die Gestaltung der Interaktion (interaction design): Mittels oben beschriebener Technologie können interaktive Systeme, z.B. kundenspezifische Informationssysteme, aufgebaut und betrieben werden, wie diese anhand der nachfolgend beschriebenen Beispiele aufgezeigt werden. ANWENDUNGSBEISPIELE
[0016] Die hier beschriebenen interaktiven Lösungen dienen zum Beispiel der Information, Führung oder Orientierung und können in Museen, Sammlungen, Ausstellungen bei Lernpfaden, Stadtrundfahrten, historischen Schauplätzen, Denkmälern, Aussichtspunkten, Tutorials aber eben so gut im Bereich des Detailhandels (Läden, Einkaufszentren, Automaten), in wichtigen Gebäuden, Flughäfen und Bahnhöfen als Informationsinstrument oder Orientierungshilfe, etc. eingesetzt werden, was aber nicht heisst, dass die Anwendung dieser Erfindung sich auf diese Gebiete beschränkt. Noch viele weitere Anwendungen sind denkbar. Der Kern und die Besonderheit der Technologie bleibt stets das Identifizieren von Objekten und Auslösen gewünschter Interaktionen mittels akustisch modulierter Datensignale mit kleiner Amplitude im Nahbereich von Schallquellen. Es sind auch Anwendungen denkbar, bei denen die Signale auch elektrisch eingekoppelt werden, etwa unter Verwendung von Anschlüssen für akustische Freisprecheinrichtungen.
[0017] Im Folgenden wird die Erfindung, insbesondere der Aspekt interaktiver Systeme, an den Beispielen von Audioführungssystemen mittels Mobiltelefonen für Museen und Detailhandelsläden erläutert. Das Verfahren wird anhand von Figur 1 klar.
[0018] Die meisten Besucher eines Museums haben das Bedürfnis, durch Ausstellungen geführt zu werden. Herkömmliche konventionelle Methoden sind persönliche Führungen durch Sachverständige oder Museumsführer in gedruckter Form. Erstere sind teuer und nicht jederzeit und überall verfügbar und zweite sind unflexibel und haben den gravierenden Nachteil, dass der Besucher mit seinem Blick ständig zwischen dem zu lesenden Text und dem Ausstellungsobjekt hin und her schwenken muss, was erwiesenermassen schon nach kurzer Dauer stark ermüdet.
[0019] Audioführungen mittels kleiner mobiler Abspielgeräte haben daher seit einiger Zeit starke Verbreitung gefunden. Vorteil: der Besucher kann jederzeit in den Genuss eines gesprochenen Kommentars in seiner Sprache kommen. Er kann sich dabei ganz auf die Ausstellungsobjekte konzentrieren, ohne ständig einen Text lesen zu müssen. Nachteil: die mobilen Abspielgeräte sind teuer und müssen täglich gewartet werden. Die Zahl mobiler Abspielgeräte, die bereitgestellt werden müssen richtet sich nach der Höchstzahl Besucher, die sich zugleich in einer Ausstellung befinden können, plus Geräte, die sich nach deren Abgabe in der Reinigung und Wartung befinden.
[0020] Die Besucher eines Detailhandelsladens oder Einkaufszentrums möchten während ihres Besuches über die angebotenen Produkte informiert werden und für die Läden ist dies eine wichtige Vorraussetzung, um die Umsätze zu fördern. Läden informieren ihre Besucher akustisch nicht individuell, sondern gesamthaft über das Ladenlautsprechersystem. Vorteil: eine einfache und relativ günstige Lösung. Nachteil: Oft schlechte Sprachverständlichkeit und keine Möglichkeit Ladenbesucher individuell zu informieren. Auch können die Besucher Informationen nicht je nach Bedarf selber abrufen, und so gibt es auch keine Möglichkeit auf diesem Weg Besucherprofile zusammenzustellen.
[0021] Auf Mobiltelefonen beruhende, tastatur-, sprach- oder Touchscreen- gesteuerte interaktive Systeme oder solche, die GPS-gesteuert sind und auf Smartphone-Kameras mit Mustererkennung beruhen, etc., sind vorgeschlagen worden (z.B. Cell Phone Tours). Sie zeichnen sich dadurch aus, dass dem Benutzer:
- eine komplexe Interaktion, und/oder
- viel Mobiltelefon-bezogene Aufmerksamkeit, und/oder
- Einschränkungen hinsichtlich der verwendbaren Mobiltelefone, z.B. nur Smartphones
- Probleme wegen ungenauer Positionsbestimmung mit GPS
zugemutet werden.
[0022] Mit der vorliegenden Erfindung kann eine neue Art der Interaktivität realisiert werden, welche die obigen Nachteile überwindet. Sie bietet eine Mobiltelefon- unterstützte Interaktion, welche für beliebige Mobiltelefone gleich welcher Bauart ohne besondere technische Ausrüstung geeignet ist und eine extrem einfache, minimale und doch robuste Interaktion ermöglicht.
[0023] Wird z.B. eine Cell Phone Tour (Führungen über das Mobiltelefon) für eine Ausstellung angeboten, kann ein Mobiltelefon-Benützer eine Dienstnummer einstellen und dann bei bestimmten Ausstellungs-Objekten, bei denen er sich gerade befindet, durch Eingabe einer Kurzwahlnummer einen Kommentar erhalten. Dieses Abrufen von Informationen ist jedoch für den Nutzer wenig bedienerfreundlich, denn es benötigt Konzentration und ermüdet stark. Er muss bei jedem Objekt die zugeordnete Nummer auf seinem Mobiltelefon eintippen. Er muss seinen Blick deshalb für jedes neue Objekt auf die Telefontastatur richten und die richtige Kurzwahlnummer fehlerfrei eingeben. In oftmals abgedunkelten Räumen eines Museums, wo nur die Objekte beleuchtet sind, kann dies schwierig sein.
[0024] Diese Lösung hebt sich von den Cell Phone Tours insbesondere dadurch ab, dass hier eine Übermittlung von Daten (nicht Sprache) vom Mobiltelefon an die Verarbeitungsstelle in akustischer Form (akustisch modulierte Datensignale) über den ganz normalen Sprachkanal stattfindet. Dies ermöglicht dem Benützer eine sehr viel bequemere Nutzung dieser Dienste, ohne Eingaben über die Telefontastatur oder die Smartphone-Kamera etc. Auch sind Fehleingaben, die bei Benützung der Telefontastatur oder bei sprachgesteuerten Systemen leicht vorkommen können, hier praktisch ausgeschlossen. Die Nutzung wird dadurch sehr viel attraktiver.
EINRICHTUNG ZUR UMSETZUNG
[0025] Im Folgenden wird ein interaktives System anhand der Figur 1 beschrieben, das der Verteilung von Inhalten an Mobiltelefone dient und aus folgenden Komponenten besteht:
■ Stationen 4 mit Sensor 4c, der die Präsenz eines Mobiltelefons 3 detektiert, mit Tongenerator 4a und Schallquelle 4b. Die Stationen 4 stehen in diesem Beispiel mit der Verarbeitungsstelle 9 über 106, 6 und 107 in Verbindung und generieren auf Abruf je das akustisch modulierte Datensignal 4e, das dem in ihrer unmittelbarer Nähe befindlichen Ausstellungsobjekt 2 zugeordnet ist (105),
■ Ein Mobiltelefonnetz 5,
■ Mobiltelefone 3, welche ein empfangenes, akustisch moduliertes Datensignal 4e je auf einer Übertragungsstrecke (117, 5, 116, 14, 113) an die Verarbeitungsstelle 9 übermitteln,
■ Eine Verarbeitungsstelle 9 mit Interaction Management 8 mit Zugriff 111a auf eine Datenbank 12, welche die Inhalte 12a verwaltet und auf Abruf über die betreffende Leitung der Übertragungsstrecke 1 12, 13 (die Sprachvermittlung 13 wird vom Interactionmanager über 111 b gesteuert), 115, 14, 1 16, 5, und 117 dem Mobiltelefon 3 den gewünschten Inhalt 12a bezüglich Ausstellungsobjekt 2 sendet.
[0026] Alle aktiven Mobiltelefone 3 nehmen Umgebungsgeräusche und andere akustische Signale auf und leiten diese andauernd an die Verarbeitungsstelle 9 weiter, was die Aufgabe der Detektion 11 erschwert. Es besteht die endliche Wahrscheinlichkeit, dass dadurch akustisch modulierte Datensignale fälschlicherweise erkannt, und unerwünschte Interaktionen ausgelöst werden.
[0027] Die akustisch modulierten Datensignale 4e sind spezifisch so zu gestalten, dass sie nur mit extrem niedriger Wahrscheinlichkeit durch Sprache, Gesang, Rauschen, Lärm, Klang etc. nachgebildet werden können. Dies geschieht, indem man die Signale 4e mit Eigenschaften versieht (Amplitudenbereich, Signalfrequenzen, Signaldauer, zeitlicher Verlauf dieser Eigenschaften, Signalredundanz, Zeitstempel, etc.), welche bei der Detektion 11 überprüft werden können. Solche Massnahmen zur Gestaltung von Signalen im Hinblick auf eine möglichst zuverlässige Detektion und eine möglichst geringe Fehldetektions- Wahrscheinlichkeit sind aus der Codierungstechnik bekannt und können spezifisch unter Berücksichtigung der Eigenschaften der Störgeräusche eingesetzt werden.
[0028] Sollen Mobiltelefone als mobile Empfangseinheiten 3 verwendet werden, müssen die speziellen Gegebenheiten des Mobiltelefonsystems berücksichtigt werden.
[0029] Bei einem Mobiltelefonnetz ist der Sprachkanal der einzige leicht zugängliche und offene Übertragungskanal, während spezialisierte und allgemeine Datenkanäle bei vielen Geräten nicht zugänglich bzw. nicht ausgeführt sind und/oder eine langsame, komplexe Interaktion mit dem Benutzer 1 voraussetzen.
[0030] In der vorliegenden Lösung besteht das akustisch modulierte Datensignal 4e aus einer Folge von überlagerten Schwingungen. Soll dieses Datensignal 4e über den Sprachkanal des Telefonnetzes übertragen werden können, müssen die zu sendenden Frequenzen sich innerhalb des Bereiches befinden, der übertragen werden kann, also zwischen 300Hz und 3'400Hz. [0031] Weil die Frequenzen der menschlichen Stimme auch innerhalb dieses Bereiches liegen, besteht wie oben erwähnt die Gefahr, dass diese, aber auch übertragene Umgebungsgeräusche irrtümlich als Teil, oder wenn es der Zufall will, als vollständige Datensignale 4e interpretiert werden.
[0032] Aus diesem Grund verhält sich beispielsweise das DTMF-System (Dual Tone Multi Frequency), das in der Telefonie schon seit vielen Jahren bekannt ist (ETSI ES 201 235-1 Specification of Dual Tone Multi-Frequency (DTMF) - Transmitters and Receivers; Part 1 : General), wie folgt:
« entweder werden DTMF-Signale übertragen, die Sprachsignale jedoch (und somit den DTMF-Signalen überlagerte Störsignale) unterdrückt,
• oder es werden keine DTMF-Signale, sondern lediglich Sprachsignale übertragen.
[0033] Das DTMF-System besteht auf der Seite des Senders aus einem DTMF- Tongenerator und empfängerseitig einem DTMF-Decoder. Der Generator wird über die Telefontastatur betätigt, der Empfänger besteht aus einer elektronischen Schaltung zur Detektion der DTMF-Frequenzen und aus einem Programm zur Rekonstruktion der gesendeten Codes aus den Eigenschaften der detektierten Signale. Die Signale bestehen aus zwei kurzen, gleichzeitigen und überlagerten Signalfolgen von je einer aus vier möglichen Frequenzen im mittleren Sprachbereich (Werte in Hz: 697, 770, 852 und 941 , sowie 1209, 1336, 1477 und 1633).
[0034] Im Gegensatz zum DTMF-System, bei welchem entweder nur Sprach- oder nur DTMF-Signale übertragen werden, können im hier beschriebenen Fall bei Verwendung des Mobiltelefonsystems gleichzeitig sowohl akustisch modulierte Datensignale als auch Sprachsignale und/oder Störgeräusche übertragen werden. Die zuverlässige Detektion der DTMF-Signale bei vorhandenen Störsignalen mit signifikanten Pegeln wird jedoch beim in der Praxis üblichen DTMF-Empfänger nicht spezifiziert, mit dem Ergebnis, dass herkömmliche DTMF-Einrichtungeh im vorliegenden Fall nicht verwendet werden können.
[0035] Weitere Argumente sprechen gegen die Verwendung der bestehenden DTMF-Signale in ihrer heutigen Form. Die Nennfrequenzen wurden als möglichst teiler-fremder Satz von Zahlen gewählt - dies, um den Störeinfluss durch harmonische Komponenten zu vermeiden. Dies, zusammen mit den Frequenztoleranzen, bedeutet, dass die einzelnen Signalanteile keine gemeinsame Periode besitzen können. Ein Zusammenstellen der Signale aus abgespeicherten, digitalen Teilsignalen endlicher, konstanter Länge ist somit bei geringem Aufwand mit einem Amplitudensprung verbunden. Dazu kommt, dass eine Detektion der DTMF- Signale auf Grund einer Kurzzeit-Diskreten Fourier-Transformation Frequenzwerte liefert, welche mit den DTMF-Freq Uenzen nicht übereinstimmen, was zu systematischen Messfehlern führt. Bei der Detektion von Signalfrequenzen über endliche Messintervalle (nicht nur, aber besonders auch bei Korrelationsdetektion) entstehen Störprodukte. Schliesslich kann es bei Ü bertrag ungsfehlern vorkommen, dass durch den Übertragungskanal der Mobiltelefonnetze einzelne Frames wiederholt werden (es sind dies Folgen von Sprachabtastwerten, beispielsweise 160 Abtastwerte bzw. 20 Millisekunden bei GSM). Dies verursacht Signaldiskontinuitäten, die im Allgemeinen mit Phasensprüngen gekoppelt sind, welche eine Korrelationsdetektion bzw. eine Detektion mit Goertzel-Filtern, wie sie bei DTMF üblich ist, massiv stören können.
[0036] Weil die DTMF-Technologie aus den obigen Gründen für die Zwecke einer akustischen Kopplung ungeeignet ist, wurde für das akustisch modulierte Datensignal ein eigenes System von Mustern und Frequenzen entwickelt, was Teil dieser Erfindung ist und anhand von Figur 2 erläutert wird.
[0037] Es ist sinnvoll, einen neuen Satz von Frequenzen zu verwenden, welche alle Vielfache einer niedrigen Grundfrequenz sind. Dies erlaubt eine einfache Erzeugung und ein Umschalten in einem feinen Zeitraster ohne Amplitudensprünge. Ist zudem diese Grundfrequenz gleich der Frame-Frequenz bzw. einem Vielfachen davon, wird eine Frame-Wiederholung keinen Phasensprung verursachen. Dazu kommt, dass Störanteile bei der Detektion der einzelnen Frequenzanteile des Datensignals am Ende der Frames exakt Null werden, was die Zuverlässigkeit der Detektion deutlich erhöht.
[0038] Bei einer Frame-Frequenz von 50 Hz, entsprechend einer Frame-Länge von 20 Millisekunden, ergeben sich aus diesen Überlegungen Alternativen zu den DTMF- Frequenzen auf einem Raster von 50 Hz, 100 Hz, 150 Hz usw. Beispielsweise können anstelle der bisherigen DTMF-Frequenzen folgende neue DDTMF-Werte verwendet werden:
[0039] Weitere Verfeinerungen sind bei der Verwendung von DTMF-ähnlichen Signalen denkbar. Für eine sichere Detektion ist es beispielsweise von Vorteil, wenn die verschiedenen möglichen Frequenzkomponenten eines Signals möglichst weit auseinander liegen. Statt nach dem DTMF-Prinzip mit je einer aus 4 Frequenzen aus 2 Gruppen, also mit Codewerten gemäss 21 und Frequenzbelegungen gemäss 22 und 23, zu arbeiten, ist es von Vorteil, Kombinationen von höher gelegenen Frequenzen aus der Gruppe der tieferen Frequenzen mit tiefer gelegenen Frequenzen aus der Gruppe der höheren Frequenzen zu vermeiden, also beispielsweise mit Frequenzbelegungen gemäss 25 und 26 und einer reduzierten Codewertzuteilung gemäss 24. Es zeigt sich, dass eine bestimmte, absichtlich verwendete Einschränkung des übertragbaren Signalsatzes die Anzahl der möglichen Signale, welche bei DTMF ja 16 beträgt, auf exakt 10 reduziert. Dies vereinfacht den Einsatz der hier beschriebenen Technik bei Applikationen, welche auf dezimal definierten Daten beruhen, die beispielsweise bei vielen konventionellen Bar-Codes sowie bei PIN-Codes vorkommen, während die konventionelle DTMF- Technik grundsätzlich hexadezimal ist. Eine ohnehin sinnvolle Reduktion des Signalsatzes wird - signaltechnisch gesprochen - hier nicht etwa durch ein willkürliches Auslassen bestimmter Kombinationen von Frequenzen erreicht, wie im Fall von DTMF beispielsweise unter Ausschluss der Signale A, B, C, und D sowie * und #, sondern durch eine nutzbringende, der robusten Detektion der Signale förderlichen Auswahl von Signalkombinationen mit guten Eigenschaften. Diese Wahl von diskreten Frequenzen aus zwei Gruppen mit optimal grossem Abstand zwischen den kombinierbaren Frequenzen, die sich speziell für die Übertragung dezimal kodierter Daten eignet, ist in Fig. 2 illustriert.
[0040] Auf Grund einer solchen Definition diskreter Frequenzen, welche für die Übertragung von akustisch modulierten Datensignalen für hexadezimal oder dezimal codierte Daten geeignet sind, ist es nun möglich, Datenformate zu definieren, welche eine sichere Übertragung von Daten ermöglichen. Fig. 3 stellt dieses Prinzip an einem Beispiel dar. Die ganze Signalfolge besteht ausschliesslich aus den Teilsignalen 30 mit der Länge eines Datenrahmens (Frame), also 20 Millisekunden bei GSM (Frames), welche mit den oben beschriebenen Paaren diskreter Frequenzen belegt werden. Eine Ausnahme bildet das Synchronisierungsmuster 31 , das aus einer geeigneten Folge von Frames mit einer einzigen Frequenz, welche ausserdem keiner der beiden Gruppen angehört (also 1 100 Hz bzw. 1200 Hz) , bzw. aus leeren Frames besteht (zum Beispiel 1 leerer Frame, 2 Frames mit 1200 Hz, 2 leere Frames, 2 Frames mit 1200 Hz, 1 leerer Frame). Solche Signale lassen sich anhand der gleichen Verfahren detektieren, wie die Datensignale, und es ist ausserdem möglich, aus den detektierten Signalen die zeitlichen Grenzen der Frames herzuleiten. Dem Synchronisierungsmuster folgen Datenpakete 36, welche ihrerseits ausschliesslich aus Frames mit Frequenzpaaren bestehen. Jedes Datenpaket enthält einerseits Nutzdaten 32, andererseits Daten, welche als Prüfsummen der Nutzdaten berechnet werden (33, 34). Als Sonderfall eines Datenpakets kann auch ein Prüfdatenpaket verwendet werden, dessen Nutzdaten zugleich Prüfsummen der Nutzdaten anderer Datenpakete sind. Sie erlauben eine bessere Fehlerkorrektur bei länger andauernden Übertragungsstörungen. Die Bestimmung geeigneter Synchronisierungsmuster und die Wahl geeigneter Codes für den Fehlerschutz sind dem Fachmann bekannt, und eine detaillierte Beschreibung erübrigt sich.
[0041] Um sicherzustellen, dass ein Mobiltelefon 3 sich in unmittelbarer Nähe einer Station 4 befindet und ausserdem, um die Wahrscheinlichkeit einer Simulation durch Geräusche zu reduzieren, kann dessen Präsenz an der Station 4 detektiert und dies der Verarbeitungsstelle 9 übermittelt werden. Dies kann ohne funktionelle, mobiltelefon-spezifische Wechselwirkung geschehen - zum Beispiel durch Aktivierung eines Sensors 4c (mechanischer Schalter, Näherungs-, Ultraschall-, Infrarot-, optischer Sensor, kapazitive oder induktive Detektion, Detektion der Strahlung der Empfängereinheit, Detektion mit Radar, etc.). Es können auch verschiedene Arten von Sensoren 4c kombiniert zur Anwendung kommen. Ohne Information zur Präsenz müssen alle Leitungssignale dauernd auf möglicherweise vorhandene akustisch modulierte Datensignale 4e hin geprüft werden, während bei der zentralen Erfassung von Präsenzinformation dieselben Signale nur über eine kurze, die zeitliche Länge des Datensignals 4e etwas übersteigende Dauer analysiert werden müssen. Datensignale 4e simulierende Geräusche ausserhalb der Messfenster werden dadurch wirksam unterdrückt. Von grossem Vorteil ist dabei auch, dass nur das Datensignal 4e der Station 4 detektiert werden soll, welche Präsenz angemeldet hat. Das zu detektierende Signal 4e ist in diesem Fall a priori bekannt.
[0042] Es sind auch zusätzliche Prüfmassnahmen denkbar, um Fehldetektionen zu vermeiden. Ein Besucher, der vor kurzem mit hoher Wahrscheinlichkeit zum Beispiel beim Ausstellungsobjekt Nr. 3 beim Eingang des Museums detektiert wurde, wird sich kaum 10 Sekunden später beim Ausstellungsobjekt Nr. 96 in einem entfernten Flügel des Museums befinden können. Die örtlichen Koordinaten der Stationen und der zeitliche Nutzungsverlauf der . Stationen 4 können auch dazu beitragen, bestimmte Fehldetektionen zu verwerfen.
[0043] Im Folgenden ist die Interaktion am Beispiel einer Ausstellung schematisch dargestellt. Der Ausstellungsbesucher 1 wünscht eine dem Ausstellungsobjekt 2 entsprechende gesprochene Information 12a auf sein Mobiltelefon 3 zugespielt zu bekommen. Voraussetzungen dafür sind:
- dass sein Mobiltelefon 3 eingeschaltet ist
- dass der Besucher 1 eine Dienstnummer der Verarbeitungsstelle 9 gewählt hat und somit mit dieser Verarbeitungsstelle 9 telefonisch verbunden ist, und zwar auf einer fest zugeteilten, vom Linienmanagement 10 festgelegten Linie.
[0044] In der Nähe des Ausstellungsobjektes 2 befindet sich eine Station 4 mit Tongenerator 4a. An seiner Schallquelle 4b (Lautsprecher, Schallwandler) wird ein akustisches Signal erzeugt, welches das Ausstellungsobjekt 2 (sowie gegebenenfalls eine besondere Form der Interaktion, wie Kommentarsprache) identifiziert. Wird das Mikrofon 3a eines Mobiltelefons 3 unmittelbar vor die Schallquelle 4b gehalten, wird das akustisch modulierte Datensignal 4e an die Verarbeitungsstelle 9 übermittelt. Dort wird es - auch bei signifikantem Geräuschpegel - erkannt. Durch Detektion 11 des Datensignals 4e und Identifikation der betreffenden Leitung (11) steht fest, dass der Besitzer 1 des Mobiltelefons 3 auf dieser Leitung sich den Inhalt 12a zum betreffenden Ausstellungsobjekt 2 wünscht, und der entsprechende gesprochene Kommentar 2a kann ihm zugespielt werden. Der Ausstellungsbesucher 1 ist mit der gewünschten Information 12a versorgt worden.
[0045] Erforderlich ist dabei, dass die Zuordnung des Datensignals 4e zur Leitung 14 zuverlässig geschieht, d.h. dass für ein Ausstellungsobjekt 2 der richtige Inhalt 12a auf der richtigen Leitung dem Benützer 1 geliefert wird, der diesen gewünscht hat.
[0046] Die Kenntnis der Telefonnummer des Benützers 1 , welcher die Leitung 14 belegt, ist nicht erforderlich, auch wenn diese Nummer möglicherweise zugänglich ist.
[0047] Da vor der Detektion 11 des Datensignals nicht feststeht, auf welcher Leitung 14 es zu erkennen sein wird, ist es erforderlich, alle Leitungen 14 dauernd auf das mögliche Erscheinen aller Datensignale 4e zu überprüfen.
[0048] Eine Station 4 kann auch über ein Auswahlmenu verfügen, über welches der Benützer 1 die gewünschte Interaktion wählen kann. Das Auswahlmenu könnte in taktiler (z.B. Taster) oder virtuelle Form (z.B. Touchscreen) vorliegen. Das Auswahlmenu kann sich:
• auf mehrere Objekte 2 beziehen (eine Station 4 in der Nähe einer Gruppe von Objekten 2),
• auf ein Objekt 2 beziehen, das sich verändert (z.B. Information zu jedem Bild einer laufenden Präsentation),
• auf ein Objekt 2 beziehen, für das mehrere Informationsbeiträge 12a zur Verfügung stehen (z.B. der kurze oder der lange Kommentar oder eine vertiefte Beschreibung der Geschichte des Objektes 2).
Ist die Station 4 mit der Verarbeitungsstelle 9 verbunden, kann die getroffene Auswahl an die Verarbeitungsstelle 9 übermittelt und der gewünschte Inhalt 12a an den entsprechenden Benutzer 1 gesendet werden. Die Station 4 kann dabei, unabhängig von der getroffenen Auswahl immer dasselbe akustische Muster 4e erzeugen. Sie kann aber auch ein für die getroffene Auswahl ganz oder teilweise spezifisches akustisches Muster 4e von der Verarbeitungsstelle 9 erhalten.
[0049] In diesem Fall dient die Station 4 der Bestimmung der Leitung, und kann wahlweise zur Bestimmung des Inhaltes 12a der Interaktion beitragen.
[0050] Für die folgenden Anwendungen wird die Verbindung zwischen den Stationen 4 und der Verarbeitungsstelle 9 vorausgesetzt.
[0051] Eine weitere Form der Interaktion ist z.B. eine besucher- oder kundenspezifische Lösung, bei der die Informationen bzw. die Führung spezifisch zusammengestellt werden. Hier einige Beispiele:
• Jemand will den Louvre in Paris besuchen, hat aber nur wenig Zeit und möchte deshalb in den Genuss einer Führung kommen, bei der er in nur 30 Minuten die wichtigsten Objekte 2 zu sehen und einen Kommentar 12a zu hören bekommt. Bei der Menustation 4 am Eingang wählt er die Schnelltour (Dauer 30 Minuten) und wird mittels Mobiltelefon 3 und der akustischen Muster der besuchten Stationen 4 von einem tourspezifischen Ausstellungsobjekt 2 zum nächsten geführt und bekommt bei jedem den entsprechenden Kommentar 12a.
• Jemand will in einer sehr grossen Sammlung nur die Ausstellungsobjekte 2 sehen, die mit einem ganz bestimmten Thema in Zusammenhang stehen. Bei einer Menustation 4 am Eingang wählt er dieses Thema oder stellt sich anhand von Suchbegriffen eine Tour zusammen und wird mittels Mobiltelefon 3 und der akustischen Muster der besuchten Stationen 4 von einem tourspezifischen Ausstellungsobjekt 2 zum nächsten geführt und bekommt bei jedem den entsprechenden Kommentar 12a.
• Jemand möchte in einem grossen Supermarkt oder Einkaufszentrum rasch einkaufen (bekanntlich besonders nervenaufreibend, wenn man den Laden nicht kennt). Bei der Menustation 4 am Eingang wählt er die gewünschten Artikel 2 und wird dann mittels Mobiltelefon 3 und den weiteren Stationen 4 im Laden gezielt zu den gewünschten Artikelstandorten hingeführt. Artikel 2, die nicht vorhanden sind können gleich am Anfang angezeigt werden und es können Alternativen angeboten werden. Auch kann auf besondere Aktionen hingewiesen werden. Extradienstleistung: Wenn der Kunde 1 mit seinem Mobiltelefon 3 bereits im System eingewählt ist, kann er sich z.B. mit seiner Frau zuhause verbinden lassen, um nachzufragen, ob er noch weitere Einkäufe tätigen, von xAktionen profitieren oder die Bio-Version statt des regulären Produktes kaufen soll, etc., etc.
[0052] Die hier beschriebenen Interaktionen dienen dazu, eine dem Kundenwunsch und der Auswahl durch den Kunden entsprechende Interaktion zu ermöglichen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Identifizieren von Objekten und Auslösen von Interaktionen, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines akustisch modulierten Datensignals, das einem Objekt zugeordnet ist, und anhand der Identifikation der Leitung, über welche dieses Signal von einer Empfangseinheit an eine Verarbeitungsstelle gesendet wird, der Inhalt, der diesem Objekt zugeordnet ist, über diese Leitung von der Verarbeitungsstelle an die Empfangseinheit gesendet wird und somit eine Interaktion zwischen einem von vielen Teilnehmern über seine Empfangseinheit und einem von vielen Objekten ermöglicht wird.
2. Verfahren zum Identifizieren von Objekten und Auslösen von Interaktionen nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass
a) eine Station ein akustisch moduliertes Datensignal erzeugt, das vom Schallwandler einer Empfangseinheit, der sich im Nahbereich der Schallquelle dieser Station befindet, aufgenommen und von der Empfangseinheit an die Verarbeitungsstelle weitergeleitet wird,
b) Die Verarbeitungsstelle feststellt, dass das akustische Muster eingetroffen ist und die Nummer der Leitung erkennt, auf welcher dies stattgefunden hat, c) die Verarbeitungsstelle, aufgrund ihrer Kenntnis von Station und Leitung, der Empfangseinheit auf dieser Leitung Informationen liefert, wodurch die gewünschte Interaktion stattfindet.
3. Verfahren zum Identifizieren von Objekten und Auslösen von Interaktionen nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungsstelle alle Leitungen ständig auf ankommende akustisch modulierte Datensignale überprüft und falls eines detektiert wird, die Nummer der Leitung feststellt, auf der es eingetroffen ist; mittels abgespeicherter Referenz feststellt, welchem Objekt das akustisch modulierte Datensignal und welcher Inhalt diesem Objekt zugeordnet ist und diesen über die Leitung der Empfangseinheit zuspielt. Verfahren zum Identifizieren von Objekten und Auslösen von Interaktionen nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Station die Präsenz einer Empfangseinheit detektiert und dieses Ereignis der Verarbeitungsstelle meldet, die ihrerseits die Erkennung des akustischen Musters, aufgrund der ä priori Kenntnis der Station und somit des Musters vornimmt.
Verfahren zum Identifizieren von Objekten und Auslösen von Interaktionen nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungsstelle der Station aufgrund der Eigenschaften des empfangenen akustischen Musters Informationen liefert, die dem Benutzer Auskunft über den Erfolg der Interaktion gibt.
Verfahren zum Identifizieren von Objekten und Auslösen von Interaktionen nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungsstelle der Station Information liefert, die die Rücksendung eines dadurch vorgegebenen akustischen Musters zu Folge hat.
Verfahren zum Identifizieren von Objekten und Auslösen von Interaktionen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die akustischen Muster durch eine zeitliche Aneinanderreihung von Summen von Segmenten zusammengestellt werden, deren Segmentlänge der
Sprachverarbeitungsrahmenlänge eines digitalen Sprachübertragungsnetzes oder einem Vielfachen davon entspricht, und deren Segmentfrequenz ein Mehrfaches der Sprachverarbeitungsrahmenfrequenz entspricht, wobei
■ diese Segmentfrequenzen im Nutzband des digitalen Sprachübertragungsnetzes liegen,
■ die einzelnen Segmente vor ihrer Zusammenstellung zum resultierenden akustisch modulierten Datensignal möglicherweise einer Enveloppenbildung („Soft Keying") unterzogen werden,
■ auch nullwertige Signalabschnitte mitverwendet werden.
8. Verfahren zum Identifizieren von Objekten und Auslösen von Interaktionen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Objekte identifiziert und die gewünschte Interaktionen ausgelöst wird mittels akustisch modulierter Datensignale, die nur im Nahbereich ihrer Schallquelle eine verarbeitbare Amplitude aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale durch Kombinationen von je einer von vier Frequenzen aus zwei getrennten Frequenzgruppen gebildet werden, mit den zusätzlichen Einschränkungen, dass diejenigen sechs Signale, welche den geringsten Abstand zwischen oberster Frequenz aus der Gruppe der unteren Frequenzen und unterster Frequenz aus der Gruppe der oberen Frequenzen aufweisen, bei der Übertragung von dezimalen Daten nicht verwendet werden.
9. Einrichtung, um Objekte zu identifizieren und gewünschte Interaktionen mittels eines Verfahrens gemäss Anspruch 1 bis 8 auszulösen, bestehend aus
• Stationen mit Tongenerator und Schallquelle,
• Empfangseinheiten mit Schallwandler,
• und einer Verarbeitungsstelle.
10.. Einrichtung, um Objekte zu identifizieren und gewünschte Interaktionen mittels eines Verfahrens gemäss Anspruch 2 bis 8 auszulösen, wobei die Objekte identifiziert und die gewünschte Interaktionen ausgelöst wird mittels akustisch modulierter Datensignale, die nur im Nahbereich ihrer Schallquelle eine verarbeitbare Amplitude aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Stationen mit einer Eingabevorrichtung ausgerüstet sind (Tasten, Touchscreen, Trackball, Maus, Sensoren, Mikrofon für Spracheingabe, etc.).
11. Einrichtung, um Objekte zu identifizieren und gewünschte Interaktionen mittels eines Verfahrens gemäss Anspruch 2 bis 8 auszulösen, wobei die Objekte identifiziert und die gewünschte Interaktionen ausgelöst wird mittels akustisch modulierter Datensignale, die nur im Nahbereich ihrer Schallquelle eine verarbeitbare Amplitude aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangseinheiten Mobiltelefone sind, die an ein öffentliches Mobiltelefonnetz angeschlossen sind, und deren Sprachkanal für die Übermittlung der akustisch modulierten Datensignale nutzbar ist.
12. Einrichtung, um Objekte zu identifizieren und gewünschte Interaktionen mittels eines Verfahrens gemäss Anspruch 1 bis 8 auszulösen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Station über den Freisprechanlage-Eingang und - Ausgang eines Mobiltelefons als Empfangseinheit elektrisch an dieses gekoppelt ist.
13. Einrichtung, um Objekte zu identifizieren und gewünschte Interaktionen mittels eines Verfahrens gemäss Anspruch 2 bis 8 auszulösen, wobei die Objekte identifiziert und die gewünschte Interaktionen ausgelöst wird mittels akustisch modulierter Datensignale, die nur im Nahbereich ihrer Schallquelle eine verarbeitbare Amplitude aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Stationen und Verarbeitungsstelle neben der mittelbaren Verbindung über die Empfangseinheiten zusätzlich eine unmittelbare Verbindung besteht, über welche die Präsenz einer Empfangseinheit, sowie die Identität der angesprochenen Station der Verarbeitungsstelle meldbar ist.
EP11720367A 2010-04-14 2011-04-12 Verfahren und einrichtung zum identifizieren von objekten und auslösen von interaktionen mittels nahbereichskopplung akustisch modulierter datensignale Withdrawn EP2569880A1 (de)

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