EP2976655A1 - Verfahren und vorrichtung zur positionsbestimmung - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur positionsbestimmung

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Publication number
EP2976655A1
EP2976655A1 EP14721284.9A EP14721284A EP2976655A1 EP 2976655 A1 EP2976655 A1 EP 2976655A1 EP 14721284 A EP14721284 A EP 14721284A EP 2976655 A1 EP2976655 A1 EP 2976655A1
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EP
European Patent Office
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signal
sensors
sensor
determining
line
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP14721284.9A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Jörg Heuer
Anton Schmitt
Andreas Scholz
Martin Winter
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.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP2976655A1 publication Critical patent/EP2976655A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Definitions

  • the invention relates to methods and devices for position determination.
  • pantograph a type of pantograph
  • DC +, DC- and GND DC, GND: ground
  • the object of the present invention is to provide methods and apparatuses with which by means of ultrasound positioning of a charging unit of a vehicle relative to a charging device of a charging station in a simple manner, with a large catching range and with high accuracy is possible.
  • the invention relates to a method for determining a position of a loading unit of a vehicle relative to a loading device of a loading station, comprising the following steps: assigning a first positioning unit to the loading device;
  • Determining a first distance taking into account a signal propagation time of the first signal, a signal propagation time of the second signal and a propagation velocity of signals in air;
  • Determining a second distance by forming a point of intersection of a first and a second line, wherein through the respective line possible locations of the first sensor relative to one of the at least two th sensors are displayed, wherein at least the first line (ALI) is formed due to the running time difference.
  • ALI first line
  • the energy flow can be optimally done, for example, in inductive charging. Therefore, in the near or short range, a more complex distance determination is performed compared to the far range.
  • the delay difference is determined upon receipt of a third signal by at least two of the second sensors.
  • the two-stage method makes it possible for a vehicle approaching the charging station to communicate by transmitting the first signal to the charging station, so that it can then be subsequently changed over from absolute to relative measurement
  • the changeover can, for example, be signaled to the charging station or the first sensor to a specific signal.
  • capture area is understood to mean the terms near and far range.
  • the minimum distance for example Im, defines the boundary between the near range and the far range after concrete implementation of the application, eg if the vehicle is a car or a tram, the minimum distance can be adjusted.
  • Signals are wirelessly transferable signal waves which, even at short distances between see vehicle and charging station allow accurate measurements. Short distances are understood to mean distances of several meters to a few centimeters.
  • the second line is formed by a transit time difference of two of the at least two second sensors, wherein none or only one of the second sensors is used in the generation of the first line.
  • the position determination can also be carried out if no reference points for determining the position of the vehicle with respect to the charging station are present, such as a predetermined driving distance of the vehicle.
  • the second line is determined on the basis of a route of the vehicle, wherein the second line runs parallel to the route and through the first sensor. This makes it possible to simplify the determination in determining the position of the vehicle with respect to the charging station in the vicinity.
  • the first sensor of the first positioning unit and the at least two second sensors of the second positioning unit are arranged.
  • the first, second and / or third signal are transmitted at different frequencies or with different signal patterns. In this way, the determination of the distance can be carried out more accurately, since disruptive influencing variables, such as reflections or echoes of the signals, can be recognized and taken into account in the determination.
  • the first and at least two second sensors operate with ultrasonic or radar waves.
  • the invention also relates to a device for determining a position of a charging unit of a vehicle relative to a charging device of a charging station, with
  • a first positioning unit of the loading device a second positioning unit of the loading unit, a first sensor associated with one of the first or second positioning units,
  • a determination unit for determining a first and a second distance between the first sensor and one of the at least two second sensors in which
  • the device shows the same advantages as the corresponding method. In a development, the device has another
  • a unit that is configured such that at least one of the method steps is implementable and executable.
  • the device shows the same advantages as the corresponding method.
  • Figure 4 is a flow chart describing the individual steps of the method. Elements with the same function and mode of operation are provided with the same reference numerals in the present application.
  • the invention and its variants are shown by means of ultrasonic sensors for sensors and ultrasonic signals for signals.
  • FIG. 1 shows a typical approach situation of a vehicle F, for example a bus, in the direction RI of a charging station LS.
  • the vehicle has inter alia a charging unit LEF, for example in the form of a pantograph or several contact points on the roof of the bus.
  • Figure 1 shows on the roof of the bus, a second positioning unit PE2 with 3 ultrasonic sensors US21, US22, US23.
  • a local orientation of the loading unit to the arrangement of the second positioning unit or to the arrangement of the respective second sensors is known.
  • the three second ultrasonic sensors are mounted in a row at a distance of 50 cm on the roof of the bus.
  • the loading unit is housed in Figure 1 in a field of 50x50 cm, which is arranged at a distance of 30 cm parallel to the second positioning unit PE2.
  • the charging station LS has a first positioning unit PE1 with a first ultrasonic sensor US1.
  • the charging station, the charging device LVS which is carried out, for example, of tensioned overhead lines that can transmit electrical energy through the charging device of the charging station and the charging unit of the vehicle in the battery of the vehicle after contacting the pantograph by the vehicle.
  • the loader is multiple with a pantograph extendable contact points, which are extended after reaching a position of the vehicle under the charging station and contacted with the charging points of the charging unit and configured after creation of the contact for transmitting electrical energy.
  • the charging unit and the charging device In order to ensure correct charging of the battery of the vehicle by the charging station, the charging unit and the charging device must be positioned exactly to each other. For this purpose, it is necessary, during the approach of the vehicle to the charging station to repeatedly determine the position to each other in order to achieve the correct positioning can.
  • first ultrasound sensor US1 transmits a first ultrasound signal SIG1, which is subsequently received by first ultrasound sensor US1.
  • first ultrasound sensor USl responds with a second ultrasound signal SIG2, which is subsequently received by the second ultrasound sensor US22. It is known to the second ultrasound sensor US22 at which point in time the first ultrasound signal was transmitted and the second ultrasound signal was received, that is to say the transit time DT of the first and second ultrasound signal.
  • the first distance is
  • the absolute measurement of the first distance between the first and the second ultrasonic sensor is performed in a simplified form, since it involves a first rough determination of the distance between the vehicle and the charging station.
  • the determination of the first distance can be improved in that a speed of the vehicle during the
  • the measurement can be accelerated and still differentiated between the echo of the first ultrasound signal and the second ultrasound signal by the first ultrasound sensor for the second ultrasound signal using a frequency that differs from a frequency of the first ultrasound signal and sufficiently far is removed from the frequency of the first ultrasonic signal, so that this can not be generated by the Doppler shift during a movement of the vehicle from the first ultrasonic signal.
  • the first and second ultrasonic signals may use the same frequencies, but with different amplitudes and / or signal characteristics. men.
  • a rectangular signal is modulated onto the first ultrasonic signal while the second ultrasonic signal has a triangular signal.
  • different, preferably orthogonal, matching filter pairs are used for the modulation and detection of the first and second ultrasound signal for the first and the second ultrasound signal.
  • a second distance is determined.
  • the first ultrasonic sensor transmits a third ultrasonic signal SIG3, which is received by two of the second ultrasonic sensors US21, US22. Shows that the signal transit times to
  • Receiving the third ultrasonic signal SIG3 are identical by the two second ultrasonic sensors, that is, a first delay difference LZU1 is 0, the first ultrasonic sensor US1 is the same distance from the two second ultrasonic sensors.
  • the location of the first ultrasonic sensor is to be found on a first line ALI, which corresponds to a straight line at a signal propagation time difference of 0.
  • the first line passes through the first ultrasonic sensor and center between the two second ultrasonic sensors.
  • a second line AL2 is required, wherein in an intersection of the first and second lines of the first ultrasonic sensor with respect to the second Ultrasonic sensors is located.
  • the vehicle moves on a predetermined route in the direction of the charging station.
  • the second line AL2 can be formed by running parallel to the track of the vehicle and through the first ultrasonic sensor, ie parallel to the track. For example, there is a predetermined line on the road to the charging station that follows the vehicle to the charging station.
  • the second line AL2 This is indicated in FIG. 3 with a line AL2 1 V which runs parallel to the distance AL2 'of the vehicle.
  • the location where the first ultrasonic sensor US1 is positioned At the intersection of the first and second lines is the location where the first ultrasonic sensor US1 is positioned. From this, the position of the first ultrasonic sensor with respect to the second ultrasonic sensors can be calculated.
  • a Cartesian coordinate system xy is spanned, in which the second distance can be determined by means of x and y components.
  • the first transit time difference LZU1 for the reception of the third ultrasound signal at the second ultrasound sensors US21, US22 and a second transit time difference LZU2 for the second ultrasound sensors US22, US23 are determined.
  • the first and the second transit time difference result in the first and the second line ALI, AL2, which in each case have an elliptical shape in the case of non-zero transit time differences. In its intersection lies the location of the first sensor US1.
  • the first, second and / or third ultrasound signal can be transmitted at different frequencies or with different signal patterns.
  • ultrasound signals which are transmitted with a time delay can also be generated, for example when the third ultrasound signal is transmitted at intervals of, for example, 20 s, with different frequencies and / or different signal patterns in order to avoid or reduce erroneous measurements.
  • the examples presented relate to a configuration in which the first positioning unit is the first
  • Ultrasonic sensor and the second positioning unit has been assigned a plurality of second ultrasonic sensors.
  • the invention can also be realized if the second ultrasonic sensors of the first positioning unit and the first ultrasonic sensor of the second positioning unit is assigned.
  • the long-range positioning determination can be improved by superposing two or more measurements.
  • more than three second ultrasonic sensors can be used, whereby a measurement accuracy can be increased.
  • a respective first or second opening angle OW1, OW2 for the radiation and the reception of the ultrasonic signal is introduced for a respective arrangement of the first and the second ultrasonic sensors.
  • the respective opening angle can be adjusted with a respective aperture in front of the respective ultrasonic sensor.
  • the opening angles of the first ultrasonic sensor and at least one of the second ultrasonic sensors for the measurement in the far field are aligned such that these ultrasonic sensors, as shown in FIG. 5, can transmit mutually ultrasonic signals both in the far field and in the near field.
  • FIG. 4 shows a flow chart of the method according to the invention. This starts in state STA.
  • the assignment of the first positioning unit to the loading device and the assignment of the second positioning unit to the loading unit are undertaken.
  • a second step ST2 an assignment of the first ultrasound sensor to one of the first or second positioning units and the assignment of at least two second ultrasound sensors to the first or second positioning unit, which is not yet associated with a first ultrasound sensor, are then performed.
  • the third step ST3 it is checked whether the vehicle is in the near or far field to the charging station.
  • the first distance is determined in the following fourth step ST4 in such a way that first the first ultrasound signal from one of the at least two second ultrasound sensors is transmitted to the first ultrasound sensor, furthermore the second ultrasound signal after reception of the first ultrasound signal by the first ultrasonic sensor is returned to one of the at least two second ultrasonic sensors and the first distance is determined taking into account a signal propagation time of the first and the second ultrasonic signal and a propagation speed of ultrasonic signals in air.
  • step ST6 it is checked whether the first distance indicates that the charging unit of the vehicle is already sufficiently accurately positioned with respect to the charging device of the charging station for a charging process. If this is the case, the state diagram is ended in step END.
  • a fifth step ST5 is performed instead of the fourth step ST4.
  • a third ultrasound signal is first emitted by the first ultrasound sensor and received by at least two of the at least two second ultrasound sensors, a respective transit time difference between the respective receiving of the third ultrasound signal determined by two of the at least two second ultrasound sensors and the second distance ABS2 by education determining an intersection point of a first and a second line, wherein possible locations of the first ultrasound sensor relative to one of the at least two second ultrasound sensors are indicated by the respective line, wherein at least the first line is formed on the basis of the running time difference.
  • the state diagram in the END state is ended. Otherwise, the state diagram is continued in step ST3.
  • information about the authorization is impressed on the respective ultrasound signals, for example by amplitude, phase and / or frequency modulation. In this way manipulation attempts or disturbances of unwanted third parties can be avoided.
  • the invention has been explained in more detail with reference to ultrasonic waves and sensors, but is not limited to this type of wireless waves. Rather, any type of waves can be used that allow communication from a few centimeters to a few meters, such as radar waves. These are sent and received with the help of radar sensors.
  • the method can be used in addition to loading with a pantograph also for inductive charging of vehicles, being used for the positioning of the vehicle with a receiving coil on a coil of the charging station.
  • the absolute field can be defined in the near field
  • Running time measurement and the measurement of the running time difference can be combined, so that errors due to signal delay delays can be detected, for. due to snow.

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Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zur Positionsbestimmung. Hierbei wird bei einem größeren Anstand zwischen einem Fahrzeug und einer Ladestation ein Messverfahren eingesetzt, das mittels absoluter Laufzeitbestimmung eine Abstandsermittlung durchführt. In einem Nahbereich zwischen Ladestation und Fahrzeug wird eine relative Laufzeitmessung zwischen mehreren empfangenen Signalen durchgeführt.

Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zur Positionsbestimmung Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zur Positionsbestimmung .
Derzeit werden verschiedene Ansätze diskutiert, um elektrobe- triebene Fahrzeuge „elektrisch" zu betanken. So kann bei- spielsweise ein Gleichstromladen von hybriden Elektrobussen über einen Pantographen realisiert werden. Hierbei wird der Pantograph, also eine Art Stromabnehmer, von oben auf den Elektrobus abgesenkt. Der Pantograph hat beispielsweise 3 Kontaktpunkte für DC+, DC- und GND (DC: Gleichstrom, GND : Er- de) , die mit entsprechenden Kontakten auf dem Elektrobus verbunden werden müssen. Hierzu ist es notwendig, dass der Bus bei der Positionierung zum Laden an eine dafür vorgesehene Ladestation positionsgenau manövriert wird. Bisherige Lösungen bei Straßenbahnen oder bei Zügen funktionieren mit einfachen Stromabnehmern, die lediglich einen Kontakt zum Oberleitungsdraht erzeugen müssen, da diese Fahrzeuge über die Schiene selbst geerdet sind. Somit kann bei Straßenbahnen oder bei Zügen eine Kontaktierung der Oberleitung mit Stromabnehmern relativ ungenau erfolgen.
Ferner ist bekannt zum Einparken von Fahrzeugen oder im Bereich von Robotik Hindernisse aufgrund von Reflexionen von ausgesandten Ultraschallwellen zu erkennen und einem Benutzer beziehungsweise einer Steuerelektronik entsprechend mitzuteilen .
Somit besteht die Aufgabe der folgenden Erfindung darin, Verfahren und Vorrichtungen anzugeben mit denen mit Hilfe von Ultraschall eine Positionierung einer Ladeeinheit eines Fahrzeugs gegenüber einer Ladevorrichtung einer Ladestation in einfacher Weise, mit einem großem Fangbereich und mit hoher Genauigkeit ermöglicht wird. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Position einer Ladeeinheit eines Fahrzeugs gegenüber einer Ladevorrichtung einer Ladestation, mit folgenden Schritten: Zuordnen einer ersten Positionierungseinheit zu der Ladevorrichtung;
Zuordnen einer zweiten Positionierungseinheit zu der Ladeeinheit ;
Zuordnen eines ersten Sensors zu einer der ersten oder zweiten Positionierungseinheiten;
Zuordnen von zumindest zwei zweiten Sensoren zu der ersten oder zweiten Positionierungseinheit, der noch kein erster Sensor zugeordnet ist;
Ermitteln eines ersten und eines zweiten Abstands zwischen dem ersten Sensor und einem der zumindest zwei zweiten Sensoren durch die folgenden zwei Schritte:
a) Falls der erste Sensor von zumindest einem der zwei zweiten Sensoren einen Mindestabstand aufweist, durch
- Aussenden eines ersten Signals von einem der zumindest zwei zweiten Sensoren zu dem ersten Sensor,
- Aussenden eines zweiten Signals nach Empfang des ersten Signals von dem ersten Sensor zu einem der zumindest zwei zweiten Sensoren und
- Ermitteln eines ersten Abstands unter Berücksichtigung einer Signallaufzeit des ersten Signals, einer Signallaufzeit des zweiten Signals und einer Ausbreitungsgeschwindigkeit von Signalen in Luft;
b) Ansonsten durch
- Aussenden eines dritten Signals durch den ersten Sensor und Empfangen des dritten Signals durch zumindest zwei der zumindest zwei zweiten Sensoren,
- Ermitteln eines jeweiligen LaufZeitunterschieds zwischen dem jeweiligen Empfangen des dritten Signals durch jeweils zwei der zumindest zwei zweiten Sensoren,
- Ermitteln eines zweiten Abstands durch Bildung eines Schnittpunktes von einer ersten und einer zweiten Linie, wobei durch die jeweilige Linie mögliche Aufenthaltsorte des ersten Sensors gegenüber einem der zumindest zwei zwei- ten Sensoren angezeigt werden, wobei zumindest die erste Linie (ALI) aufgrund des LaufZeitunterschieds gebildet wird . Im Rahmen dieses Verfahrens wird bei einer Positionsermittlung zwischen einem Nahbereich bzw. Nahfeld und einem Fernbereich bzw. Fernfeld unterschieden. Der Fernbereich betrifft das Annähern des Fahrzeugs zur Ladestation, bei dem es um eine eher grobe Positionsbestimmung des Fahrzeugs zu der Lade- Station geht. Hierbei wird ein absoluter Abstand durch absolute LaufZeitbestimmung errechnet. In dem Nahbereich zwischen Fahrzeug und Ladestation muss die Positionierung sehr exakt erfolgen, da nur bei exakter Positionierung der ersten und zweiten Ladeeinheit der Energiefluss optimal erfolgen kann, z.B. bei induktivem Laden. Daher wird im Nahbereich bzw. Nahbereich eine gegenüber dem Fernbereich komplexere Abstandsermittlung durchgeführt. Hierbei wird der Laufzeitunterschied bei Empfang eines dritten Signals durch zumindest zwei der zweiten Sensoren ermittelt. Dies hat den Vorteil, dass Stö- rungen in der Umgebung des ersten und der zweiten Sensoren sozusagen „herausgemittelt " werden können, wie z.B. Laufzeit - unterschiede durch Schnee oder bei hoher Luftfeuchte. Somit ist ein Vorteil der Erfindung in der Skalierbarkeit der Komplexität der Rechenschritte, je nach Anforderung der Positio- nierungsgenauigkeit . Zudem ermöglicht das zweistufige Verfahren, dass ein sich an die Ladesäule annäherndes Fahrzeug durch Aussenden des ersten Signals der Ladesäule ein Annähern mitteilen kann, so dass dann zeitlich nachfolgend von der absoluten auf die relative Messung umgestellt werden kann. Die Umstellung kann bspw. der Ladesäule bzw. dem ersten Sensor auf ein spezielles Signal signalisiert werden. Unter dem Begriff Fangbereich sind die Begriffe Nah- und Fernbereich zu verstehen. Der Mindestabstand z.B. Im, definiert die Grenze zwischen dem Nahbereich und dem Fernbereich. Je nach konkre- ter Implementierung der Anwendung, z.B. falls das Fahrzeug ein PKW oder eine Straßenbahn ist, kann der Mindestabstand angepasst werden. Als Signale werden drahtlos übertragbare Signalwellen verstanden, die auch bei kurzen Abständen zwi- sehen Fahrzeug und Ladestation genaue Messungen ermöglichen. Unter kurzen Abständen werden Distanzen von mehreren Metern bis wenigen Zentimetern verstanden. Vorteilhafterweise wird die zweite Linie durch einen Laufzeitunterschied von zwei der zumindest zwei zweiten Sensoren gebildet, wobei keiner oder nur einer der zweiten Sensoren bei der Generierung der ersten Linie eingesetzt wird. Hierdurch die Positionsbestimmung auch durchgeführt werden, falls keine Bezugspunkte zur Bestimmung der Position des Fahrzeugs in Bezug auf die Ladestation vorhanden sind, wie beispielsweise eine vorgegebene Fahrstrecke des Fahrzeugs.
In einer alternativen Weiterbildung wird die zweite Linie auf Basis einer Fahrstrecke des Fahrzeugs ermittelt wird, wobei die zweite Linie parallel zur Fahrstrecke und durch den ersten Sensor verläuft. Hierdurch ist eine Vereinfachung der Ermittlung bei der Bestimmung der Position des Fahrzeugs in Bezug auf die Ladestation im Nahbereich möglich.
In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung werden der erste Sensor der ersten Positionierungseinheit und die zumindest zwei zweiten Sensoren der zweiten Positionierungseinheit angeordnet. Hierdurch kann die Positionsbestimmung durch das Fahrzeug, welches die Anfahrt auf die Ladestation aktiv beeinflussen kann, durchgeführt werden.
In einer Ausführungsform der Erfindung werden das erste, zweite und/oder dritte Signal auf unterschiedlichen Frequen- zen oder mit unterschiedlichen Signalmustern übertragen werden. Hierdurch kann die Bestimmung des Abstands exakter durchgeführt werden, da störende Einflussgrößen, wie Reflexionen oder Echos der Signale, erkannt und in der Ermittlung berücksichtigt werden können.
In einer zusätzlichen oder alternativen Ausführungsform der Erfindung wird für eine jeweilige Anordnung des ersten und/oder zumindest einer der zweiten Sensoren jeweils eine Blende zur Signalformung in einem jeweiligen ersten bzw.
zweiten Öffnungswinkel für die Abstrahlung und den Empfang des jeweiligen Signals eingesetzt. Hierdurch können sowohl Signalstörungen weiter reduziert als auch Manipulationsversu- che Dritter reduziert oder vermieden werden.
In vorteilhafter Weise arbeiten der erste und zumindest zwei zweiten Sensoren mit Ultraschall- oder Radarwellen. Dies hat den Vorteil, dass bereits im Fahrzeug vorhandene Sensoren für die Durchführung der Positionierung eingesetzt werden können, wodurch sowohl eine Realisierung der Erfindung technisch und kostenmäßig erheblich vereinfacht und eine Akzeptanz bei der Markteinführung der Erfindung erheblich gesteigert werden kann .
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Position einer Ladeeinheit eines Fahrzeugs gegenüber einer Ladevorrichtung einer Ladestation, mit
einer ersten Positionierungseinheit der Ladevorrichtung, einer zweiten Positionierungseinheit der Ladeeinheit, einem ersten Sensor zugeordnet zu einer der ersten oder zweiten Positionierungseinheiten,
zumindest zwei zweiten Sensoren zugeordnet zu der ersten oder zweiten Positionierungseinheit, der noch kein erster Sensor zugeordnet ist und
einer Ermittlungseinheit zum Ermitteln eines ersten und eines zweiten Abstands zwischen dem ersten Sensor und einem der zumindest zwei zweiten Sensoren bei dem,
a) falls der erste Sensor von zumindest einem der zwei zwei- ten Sensoren einen Mindestabstand aufweist, durch
- Aussenden eines ersten Signals von einem der zumindest zwei zweiten Sensoren zu dem ersten Sensor,
- Aussenden eines zweiten Signals nach Empfang des ersten Signals von dem ersten Sensor zu einem der zumindest zwei zweiten Sensoren und
- Ermitteln eines ersten Abstands unter Berücksichtigung einer Signallaufzeit des ersten Signals, einer Signallaufzeit des zweiten Signals und einer Ausbreitungsgeschwindigkeit von Signalen in Luft;
b) Ansonsten durch
- Aussenden eines dritten Signals durch den ersten Sensor und Empfangen des dritten Signals durch zumindest zwei der zumindest zwei zweiten Sensoren,
- Ermitteln eines jeweiligen LaufZeitunterschieds zwischen dem jeweiligen Empfangen des dritten Signals durch jeweils zwei der zumindest zwei zweiten Sensoren,
- Ermitteln eines zweiten Abstands durch Bildung eines
Schnittpunktes von einer ersten und einer zweiten Linie, wobei durch die jeweilige Linie mögliche Aufenthaltsorte des ersten Sensors gegenüber einem der zumindest zwei zweiten Sensoren angezeigt werden, wobei zumindest die erste Linie aufgrund des LaufZeitunterschieds gebildet wird.
Die Vorrichtung zeigt dieselben Vorteile wie das korrespondierende Verfahren. In einer Weiterbildung weist die Vorrichtung eine weitere
Einheit auf, die derart ausgestaltet ist, dass zumindest einer der Verfahrensschritte implementierbar und ausführbar ist. Die Vorrichtung zeigt dieselben Vorteile wie das korrespondierende Verfahren.
Die Erfindung und ihre Variationen werden anhand von Figuren näher beschrieben. Im Einzelnen zeigen:
Anfahrmanöver eines Fahrzeugs mit einer Ladeeinheit in Richtung einer Ladevorrichtung einer Ladestation;
Ermittlung eines ersten Abstands in einem Fernbereich des Fahrzeugs zur Ladestation;
Ermittlung einer Position zwischen der Ladeeinheit und der Ladevorrichtung im Nahfeld des Fahrzeugs zur Ladestation; Figur 4 ein Ablaufdiagramm, beschreibend die einzelnen Schritte des Verfahrens . Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in der vorliegenden Anmeldung mit denselben Bezugszeichen versehen.
Die Erfindung und ihre Varianten wird anhand von Ultraschall - sensoren für Sensoren und Ultraschallsignalen für Signale ge- zeigt.
Figur 1 zeigt eine typische Anfahrtssituation eines Fahrzeugs F, zum Beispiel eines Busses, in Richtung RI einer Ladestation LS. Das Fahrzeug weist unter anderem eine Ladeeinheit LEF auf, beispielsweise in Form eines Stromabnehmers oder mehrerer Kontaktpunkte auf dem Dach des Busses. Zudem zeigt Figur 1 auf dem Dach des Busses eine zweite Positionierungseinheit PE2 mit 3 Ultraschallsensoren US21, US22, US23. Bei der Zuordnung der zweiten Positionierungseinheit zu der Ladeeinheit ist eine örtliche Ausrichtung der Ladeeinheit zu der Anordnung der zweiten Positionierungseinheit beziehungsweise zur Anordnung der jeweiligen zweiten Sensoren bekannt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die drei zweiten Ultraschallsensoren in einer Reihe mit einem Abstand von 50 cm auf dem Dach des Busses angebracht. Die Ladeeinheit ist in Figur 1 in einem Feld von 50x50 cm untergebracht, welches in einem Abstand von 30 cm parallel zur zweiten Positionierungseinheit PE2 angeordnet ist . Die Ladestation LS verfügt über eine erste Positionierungs - einheit PE1 mit einem ersten Ultraschallsensor US1. Zudem weist die Ladestation die Ladevorrichtung LVS auf, welche beispielsweise aus gespannten Oberleitungen ausgeführt ist, die nach Kontaktierung des Stromabnehmers durch das Fahrzeug elektrische Energie über die Ladevorrichtung der Ladestation und über die Ladeeinheit des Fahrzeugs in die Batterie des Fahrzeugs übertragen können. In einer alternativen Ausführungsform ist die Ladevorrichtung mit mehreren per Pantograph ausfahrbaren Kontaktpunkten versehen, welche nach Erreichen einer Position des Fahrzeugs unter der Ladestation ausgefahren und mit den Ladepunkten der Ladeeinheit kontaktiert und nach Erstellung der Kontaktierung zum Übertragen von elektri - scher Energie ausgestaltet sind.
Um ein korrektes Laden der Batterie des Fahrzeugs durch die Ladestation gewährleisten zu können, sind die Ladeeinheit und die Ladevorrichtung exakt zueinander zu positionieren. Hierzu ist es notwendig, während des Anfahrtsvorgangs des Fahrzeugs zur Ladestation die Position zueinander wiederholend zu bestimmen, um die korrekte Positionierung erreichen zu können.
Hierzu werden in Abhängigkeit vom Abstand des Fahrzeugs zur Ladestation zwei verschiedene Verfahren eingesetzt. Befindet sich das Fahrzeug im Fernfeld der Ladestation, beispielsweise größer 1 m, wird zunächst eine absolute Messung des Abstands zwischen dem ersten Ultraschallsensor USl und zumindest einem der zweiten zwei Ultraschallsensoren US22 durchgeführt. Wie in Figur 2 zu entnehmen ist, sendet hierzu der zweite Ultraschallsensor US22 ein erstes Ultraschallsignal SIG1 aus, welches nachfolgend von dem ersten Ultraschallsensor USl empfangen wird. Hieraufhin antwortet der erste Ultraschallsensor USl mit einem zweiten Ultraschallsignal SIG2, welches zeit- lieh nachfolgend von dem zweiten Ultraschallsensor US22 empfangen wird. Dem zweiten Ultraschallsensor US22 ist bekannt, zu welchem Zeitpunkt das erste Ultraschallsignal abgesandt und das zweite Ultraschallsignal empfangen wurde, also die Laufzeit DT des ersten und zweiten Ultraschallsignals. Bei- spielsweise beträgt diese Laufzeit 100 ms. Hieraus kann durch nachfolgende Formel ein erster Abstand ABS1 zwischen dem zweiten Ultraschallsensor US22 und dem ersten Ultraschallsensor USl wie folgt berechnet werden: ABS1 = DT / 2 * Va, wobei Va die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Ultraschallsignalen in Luft beschreibt, Va = 343 m/s. In diesem Beispiel beträgt der erste Abstand
ABS1 = 0,1s / 2 * 343 m/s = 17,15 m. Die absolute Messung des ersten Abstands zwischen dem ersten und dem zweiten Ultraschallsensor wird in vereinfachter Form durchgeführt, da es um eine erste grobe Bestimmung des AbStands zwischen dem Fahrzeug und der Ladestation geht. Die Bestimmung des ersten Abstands kann dadurch verbessert wer- den, dass eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs während der
Durchführung der Messung, sowie auch eine Beschleunigung oder Abbremsung des Fahrzeugs während der Messung berücksichtigt werden kann. In einer weiteren Ausprägung verzögert der erste Ultraschallsensor US1 die Aussendung des zweiten Ultraschallsignals SIG2 um VT. Hierdurch kann zwischen dem zweiten Ultraschallsignal SIG2 und einem Echo des ersten Ultraschallsignals SIG1 von umgebenden Gegenständen unterschieden werden. Wird beispiels- weise VT=500ms gewählt sind Echos des ersten Ultraschallsignals aufgrund der Dämpfung des ersten Ultraschallsignals nicht mehr zu erwarten. In dieser Ausführung kann der erste Abstand ABS1 wie folgt berechnet werden: ABS1 = (DT - VT) / 2 * Va .
In einer weiteren Ausprägung kann die Messung beschleunigt werden und trotzdem zwischen dem Echo des ersten Ultraschallsignals und dem zweiten Ultraschallsignal unterschieden wer- den, indem der erste Ultraschallsensor für das zweite Ultraschallsignal eine Frequenz nutzt, die sich von einer Frequenz des ersten Ultraschallsignals unterscheidet und ausreichend weit von der Frequenz des ersten Ultraschallsignals entfernt ist, so dass dieses auch nicht durch die Dopplerverschiebung bei einer Bewegung des Fahrzeugs aus dem ersten Ultraschallsignal erzeugt werden kann. Alternativ können das erste und das zweite Ultraschallsignal die gleichen Frequenzen nutzen, jedoch mit unterschiedlichen Amplituden und/oder Signalfor- men. So ist ein Rechtecksignal auf das erste Ultraschallsignal aufmoduliert während das zweite Ultraschallsignal ein Dreiecksignal aufweist. In einer weiterführenden Ausprägung werden für das erste und das zweite Ultraschallsignal verschiedene, möglichst orthogonale, Matching Filter Paare für die Modulation und Detektion des ersten und zweiten Ultraschallsignals verwendet. Einem Fachmann ist die Verwendung von Matching Filter Paaren aus der Literatur bekannt.
Verlässt das Fahrzeug den Fernbereich und ist in einem Nahbereich zur Ladestation, z.B. zwischen 0 m und 1 m, so wird ein zweiter Abstand ermittelt. Mit Hilfe von Figur 3 wird im Fol- genden eine Ermittlung eines zweiten Abstands zwischen dem ersten Ultraschallsensoren und zumindest einem der zweiten Ultraschallsensoren näher erläutert. Hierzu sendet der erste Ultraschallsensor ein drittes Ultraschallsignal SIG3 aus, welches von zwei der zweiten Ultraschallsensoren US21, US22 empfangen wird. Zeigt sich, dass die Signallaufzeiten zum
Empfangen des dritten Ultraschallsignals SIG3 durch die beiden zweiten Ultraschallsensoren identisch sind, das heißt ein erster Laufzeitunterschied LZU1 beträgt 0, so ist der erste Ultraschallsensor US1 von den beiden zweiten Ultraschallsen- soren gleichweit entfernt. In diesem Fall ist der Ort des ersten Ultraschallsensors auf einer ersten Linie ALI zu finden, die bei einem Signallaufzeitunterschied von 0 einer Geraden entspricht. In diesem Fall verläuft die erste Linie durch den ersten Ultraschallsensor und Mittig zwischen den zwei zweiten Ultraschallsensoren.
Jedoch ist aufgrund dieser relativen Messung nicht der explizite Ort sondern nur die erste Linie bekannt, auf der an irgendeiner Stelle der erste Ultraschallsensor liegt. Zur ge- nauen Bestimmung der Lage des ersten Ultraschallsensors von den zweiten Ultraschallsensoren wird eine zweite Linie AL2 benötigt, wobei in einem Schnittpunkt der ersten und zweiten Linie der erste Ultraschallsensor im Bezug auf die zweiten Ultraschallsensoren liegt. Zur Bildung der zweiten Linie gibt es zwei Varianten:
Bei einer ersten Variante bewegt sich das Fahrzeug auf einer vorgegebenen Strecke in Richtung der Ladestation. Die zweite Linie AL2 kann dadurch gebildet werden, dass diese parallel zur Strecke des Fahrzeugs und durch den ersten Ultraschall - sensor verläuft, also parallel zur Strecke. Beispielsweise findet sich auf der Straße zur Ladestation eine vorgegebene Linie der das Fahrzeug zur Ladestation folgt. Somit ist bei
Anfahren des Fahrzeugs zur Ladestation bereits die zweite Linie AL2 definiert. Dies ist in Figur 3 mit einer Linie AL21 v markiert, die parallel zur Strecke AL2 ' des Fahrzeugs verläuft, angegeben. Im Schnittpunkt der ersten und zweiten Li- nie findet sich der Ort, an dem der erste Ultraschallsensor US1 positioniert ist. Hieraus lässt sich die Position des ersten Ultraschallsensors in Bezug auf die zweiten Ultraschallsensoren berechnen. So wird beispielsweise ein kartesi- sches Koordinatensystem xy aufgespannt, bei dem der zweite Abstand mittels x und y-Komponenten ermittelt werden kann.
In einer zweiten Variante werden der erste Laufzeitunterschied LZUl für den Empfang des dritten Ultraschallsignals an den zweiten Ultraschallsensoren US21, US22 und ein zweiter Laufzeitunterschied LZU2 für die zweiten Ultraschallsensoren US22, US23 ermittelt. Der erste und der zweite Laufzeitunterschied ergeben, wie im vorherigen Beispiel erläutert, die erste und die zweite Linie ALI, AL2 , die bei im Falle von Laufzeitunterschieden ungleich 0 jeweils eine elliptische Form aufweisen. In deren Schnittpunkt liegt der Ort des ersten Sensors US1.
Wie Figur 3 verdeutlicht, kann es beispielsweise in der zweite Variante, zwei Schnittpunkte geben. Durch Ausrichtung der zweiten Ultraschallsensoren in Richtung des ersten Ultraschallsensors, ergibt sich, dass der erste Ultraschallsensor nur in dem Ortsbereich liegen kann, aus dem das dritte Ultra- schallsignal SIG3 empfangen wird. Somit ist die eindeutige Bestimmung des Schnittpunktes möglich.
Um die Messgenauigkeit zu erhöhen können das erste, zweite und/oder dritte Ultraschallsignal auf unterschiedlichen Frequenzen oder mit unterschiedlichen Signalmustern übertragen werden. Zudem können auch Ultraschallsignale, die zeitlich versetzt übertragen werden, zum Beispiel bei Übermittlung des dritten Ultraschallsignals in zeitlichen Abständen von bei- spielsweise 20 s, mit unterschiedlichen Frequenzen und/oder unterschiedlichen Signalmustern generiert werden, um fehlerhafte Messungen zu vermeiden, beziehungsweise zu reduzieren.
Die vorgetragenen Beispiele beziehen sich auf eine Konfigura- tion, bei der der ersten Positionierungseinheit der erste
Ultraschallsensor und der zweiten Positionierungseinheit mehrere zweite Ultraschallsensoren zugeordnet worden sind. Die Erfindung kann ebenso realisiert werden, falls die zweiten Ultraschallsensoren der ersten Positionierungseinheit und der erste Ultraschallsensor der zweiten Positionierungseinheit zugeordnet wird. Überdies kann die Positionierungsbestimmung im Fernbereich durch Superposition von zwei oder mehreren Messungen verbessert werden. Ferner können auch mehr als drei zweite Ultraschallsensoren eingesetzt werden, wodurch eine Messgenauigkeit erhöht werden kann.
In einer weiteren Ausprägung wird für eine jeweilige Anordnung des ersten und der zweiten Ultraschallsensoren ein jeweiliger erster bzw. zweiter Öffnungswinkel OW1, OW2 für die Abstrahlung und den Empfang des Ultraschallsignals eingeführt. Hierzu werden, wie in Figur 5 dargestellt, die jeweiligen Öffnungswinkel des ersten Ultraschallsensoren und zumindest einer der zweiten Ultraschallsensoren für die Messung im Fernfeld in Richtung der Positionseinheit PE2 des Anfah- renden Fahrzeugs F auf die Positionseinheit PE1 der anzufahrenden Ladestation LS ausgerichtet. Die jeweiligen Öffnungswinkel können mit einer jeweiligen Blende vor dem jeweiligen Ultraschallsensor eingestellt werden. In einer weiteren Ausprägung werden die Öffnungswinkel des ersten Ultraschallsensors und zumindest eines der zweiten Ultraschallsensoren für die Messung im Fernfeld so ausgerich- tet, dass diese Ultraschallsensoren, wie in Figur 5 dargestellt, sowohl im Fernfeld wie auch im Nahfeld sich gegenseitig Ultraschallsignale zusenden können.
In einer weiteren Ausprägung werden jeweils mindestens drei Ultraschallsensoren sowohl in der Positionierungseinheit PEl wie auch PE2 verwendet. In dieser Ausprägung wird die Positionsberechnung in beiden Positionierungseinheiten durchgeführt und per Kommunikation ausgetauscht und gegenseitig überprüft. Figur 4 zeigt ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens. Dieses startet im Zustand STA.
Nachfolgend wird im ersten Schritt ST1 die Zuordnung der ersten Positionierungseinheit zu der Ladevorrichtung und die Zu- Ordnung der zweiten Positionierungseinheit zu der Ladeeinheit vorgenommen .
In einem zweiten Schritt ST2 wird dann eine Zuordnung des ersten Ultraschallsensors zu einer der ersten oder zweiten Positionierungseinheiten und die Zuordnung von zumindest zwei zweiten Ultraschallsensoren zu der ersten oder zweiten Positionierungseinheit, der noch kein erster Ultraschallsensor zugeordnet ist, vorgenommen. Im dritten Schritt ST3 wird geprüft, ob sich das Fahrzeug im Nah- oder Fernfeld zu der Ladestation befindet.
Befindet sich das Fahrzeug im Fernfeld, so wird im nachfolgenden vierten Schritt ST4 der erste Abstand derart ermit- telt, dass zunächst das erste Ultraschallsignal von einem der zumindest zwei zweiten Ultraschallsensoren zu dem ersten Ultraschallsensor ausgesendet, des Weiteren das zweite Ultraschallsignal nach Empfang des ersten Ultraschallsignals durch den ersten Ultraschallsensor zu einem der zumindest zwei zweiten Ultraschallsensoren zurückgesndet und der erste Abstand unter Berücksichtigung einer Signallaufzeit des ersten und des zweiten Ultraschallsignals sowie einer Ausbreitungs- geschwindigkeit von Ultraschallsignalen in Luft ermittelt wird .
Nachfolgend wird in einem sechsten Schritt ST6 geprüft, ob der erste Abstand anzeigt, dass die Ladeeinheit des Fahrzeugs gegenüber der Ladevorrichtung der Ladestation bereits für einen Ladevorgang ausreichend genau positioniert ist. Ist dies der Fall wird das Zustandsdiagramm im Schritt END beendet.
Ansonsten setzt das Zustandsdiagramm mit dem dritten Schritt ST3 fort. Falls sich das Fahrzeug im Nahfeld der Ladestation befindet wird anstelle des vierten Schritts ST4 ein fünfter Schritt ST5 durchlaufen. Im fünften Schritt wird zunächst ein drittes Ultraschallsignal durch den ersten Ultraschallsensor ausgesendet und durch mindestens zwei der zumindest zwei zweiten Ultraschallsensoren empfangen, ein jeweiliger Laufzeitunterschied zwischen dem jeweiligen Empfangen des dritten Ultraschallsignals durch jeweils zwei der zumindest zwei zweiten Ultraschallsensoren ermittelt und der zweite Abstand ABS2 durch Bildung eines Schnittpunkts von einer ersten und einer zweiten Linie ermittelt, wobei durch die jeweilige Linie mögliche Aufenthaltsorte des ersten Ultraschallsensors gegenüber einem der zumindest zwei zweiten Ultraschallsensoren angezeigt wird, wobei zumindest die erste Linie aufgrund des LaufZeitunterschieds gebildet wird.
Ergibt sich aus dem fünften Schritt, dass der zweite Abstand, also ein Abstand zwischen der Ladestation und der Ladeeinheit ausreichend exakt zum Durchführen eines Ladevorgangs positioniert ist, so wird das Zustandsdiagramm im Zustand END been- det . Ansonsten wird das Zustandsdiagramm im Schritt ST3 fortgesetzt . In einer weiteren Variante werden den jeweiligen Ultraschallsignalen Informationen zur Autorisierung aufgeprägt, zum Beispiel durch Amplituden-, Phasen- und/oder Frequenzmodulation. Hierdurch können Manipulationsversuche oder Störungen uner- wünschter Dritter vermieden werden.
Die Erfindung wurde anhand von Ultraschallwellen und - Sensoren näher erläutert, ist jedoch auf diese Art der drahtlosen Wellen nicht beschränkt. Vielmehr können jegliche Art von Wellen eingesetzt werden, die eine Kommunikation von wenigen Zentimetern bis einige Meter ermöglichen, wie beispielsweise Radarwellen. Diese werden mit Hilfe von Radarsensoren ausgesendet und empfangen. Zudem kann das Verfahren neben dem Laden mit Pantograph auch für induktives Laden von Fahrzeugen angewendet werden kann, wobei für die Positionierung des Fahrzeugs mit einer Empfangsspule über einer Spule der Ladestation eingesetzt wird. In einer weiteren Ausprägung können im Nahfeld die absolute
LaufZeitmessung und die Messung des LaufZeitunterschieds kombiniert werden, so dass auch Fehler aufgrund von Signallaufzeitverzögerungen festgestellt werden können, z.B. aufgrund von Schnee .

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Bestimmen einer Position einer Ladeeinheit (LEF) eines Fahrzeugs (F) gegenüber einer Ladevorrichtung (LVS) einer Ladestation (LS), gekennzeichnet durch:
Zuordnen einer ersten Positionierungseinheit (PE1) zu der Ladevorrichtung (LVS) ;
Zuordnen einer zweiten Positionierungseinheit (PE2) zu der Ladeeinheit (LEF) ;
Zuordnen eines ersten Sensors (US1) zu einer der ersten oder zweiten Positionierungseinheiten (PE1);
Zuordnen von zumindest zwei zweiten Sensoren (US21, US22, US23) zu der ersten oder zweiten Positionierungseinheit (PE2) , der noch kein erster Sensor (US1) zugeordnet ist; Ermitteln eines ersten und eines zweiten Abstands (ABS1,
ABS2) zwischen dem ersten Sensor (US1) und einem der zumindest zwei zweiten Sensoren (US21) durch die folgenden zwei Schritte :
a) Falls der erste Sensor (US1) von zumindest einem der zwei zweiten Sensoren (US21, US22) einen Mindestabstand aufweist, durch
- Aussenden eines ersten Signals (SIG1) von einem der zumindest zwei zweiten Sensoren (US21) zu dem ersten Sensor (US1) ,
- Aussenden eines zweiten Signals (SIG2) nach Empfang des ersten Signals (SIG1) von dem ersten Sensor (US1) zu einem der zumindest zwei zweiten Sensoren (US21) und
- Ermitteln eines ersten Abstands (ABS1) unter Berücksichtigung einer Signallaufzeit des ersten Signals (SIG1) , ei- ner Signallaufzeit des zweiten Signals (SIG2) und einer
Ausbreitungsgeschwindigkeit von Signalen in Luft;
b) Ansonsten durch
- Aussenden eines dritten Signals (SIG3) durch den ersten Sensor (US1) und Empfangen des dritten Signals (SIG3) durch zumindest zwei der zumindest zwei zweiten Sensoren (US21,
US22) ,
- Ermitteln eines jeweiligen LaufZeitunterschieds (LZU1, LZU2) zwischen dem jeweiligen Empfangen des dritten Signals (US3) durch jeweils zwei der zumindest zwei zweiten Sensoren (US21, US22),
- Ermitteln eines zweiten Abstands (ABS2) durch Bildung eines Schnittpunktes (SPK) von einer ersten und einer zweiten Linie (ALI, AL2), wobei durch die jeweilige Linie (ALI,
AL2) mögliche Aufenthaltsorte des ersten Sensors (US1) gegenüber einem der zumindest zwei zweiten Sensoren (US21) angezeigt werden, wobei zumindest die erste Linie (ALI) aufgrund des LaufZeitunterschieds (LZU1) gebildet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem
die zweite Linie (AL2) durch einen Laufzeitunterschied (LZU2) von zwei der zumindest zwei zweiten Sensoren (US22, US23) gebildet wird, wobei keiner oder nur einer der zweiten Senso- ren (US23) bei der Generierung der ersten Linie (ALI) eingesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem
die zweite Linie (AL2) auf Basis einer Fahrstrecke des Fahr- zeugs (F) ermittelt wird, wobei die zweite Linie (AL2) parallel zur Fahrstrecke und durch den ersten Sensor (US1) verläuft .
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der erste Sensor (US1) der ersten Positionierungseinheit
(PE1) und die zumindest zwei zweiten Sensoren (US21, US22, US23) der zweiten Positionierungseinheit (PE2) angeordnet werden .
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das erste, zweite und/oder dritte Signal (SIG1, SIG2, SIG3) auf unterschiedlichen Frequenzen oder mit unterschiedlichen Signalmustern übertragen werden.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem für eine jeweilige Anordnung des ersten und/oder zumindest einer der zweiten Sensoren (US1, US21, US22, US23) jeweils eine Blende zur Signalformung in einem jeweiligen ersten bzw. zweiten Öffnungswinkel (OW1, OW2) für die Abstrahlung und den Empfang des jeweiligen Signals eingesetzt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Sensor (US1) und die zumindest zwei zweiten Sensoren
(US21, US22, US23) mit Ultraschall oder Radarwellen arbeiten.
8. Vorrichtung (VOR) zum Bestimmen einer Position einer Ladeeinheit (LEF) eines Fahrzeugs (F) gegenüber einer Ladevor- richtung (LVS) einer Ladestation (LS) , mit
einer ersten Positionierungseinheit (PE1) der Ladevorrichtung (LVS) ,
einer zweiten Positionierungseinheit (PE2) der Ladeeinheit (LEF) ,
einem ersten Sensor (US1) zugeordnet zu einer der ersten oder zweiten Positionierungseinheiten (PE1) ,
zumindest zwei zweiten Sensoren (US21, US22, US23) zugeordnet zu der ersten oder zweiten Positionierungseinheit (PE2), der noch kein erster Sensor (US1) zugeordnet ist und
einer Ermittlungseinheit (EMH) zum Ermitteln eines ersten und eines zweiten Abstands (ABS1, ABS2) zwischen dem ersten Sensor (US1) und einem der zumindest zwei zweiten Sensoren (US21) bei dem,
a) falls der erste Sensor (US1) von zumindest einem der zwei zweiten Sensoren (US21, US22) einen Mindestabstand aufweist, durch
- Aussenden eines ersten Signals (SIG1) von einem der zumindest zwei zweiten Sensoren (US21) zu dem ersten Sensor (US1) ,
- Aussenden eines zweiten Signals (SIG2) nach Empfang des ersten Signals (SIG1) von dem ersten Sensor (US1) zu einem der zumindest zwei zweiten Sensoren (US21) und
- Ermitteln eines ersten Abstands (ABS1) unter Berücksichtigung einer Signallaufzeit des ersten Signals (SIG1) , einer Signallaufzeit des zweiten Signals (SIG2) und einer Ausbrei- tungsgeschwindigkeit von Signalen in Luft;
b) Ansonsten durch
- Aussenden eines dritten Signals (SIG3) durch den ersten Sensor (US1) und Empfangen des dritten Signals (SIG3) durch zumindest zwei der zumindest zwei zweiten Sensoren (US21, US22) ,
- Ermitteln eines jeweiligen LaufZeitunterschieds (LZU1, LZU2) zwischen dem jeweiligen Empfangen des dritten Signals (US3) durch jeweils zwei der zumindest zwei zweiten Sensoren (US21, US22),
- Ermitteln eines zweiten Abstands (ABS2) durch Bildung eines Schnittpunktes (SPK) von einer ersten und einer zweiten Linie (ALI, AL2), wobei durch die jeweilige Linie (ALI, AL2) mögliche Aufenthaltsorte des ersten Sensors (US1) gegenüber einem der zumindest zwei zweiten Sensoren (US21) angezeigt werden, wobei zumindest die erste Linie (ALI) aufgrund des LaufZeitunterschieds (LZU1) gebildet wird.
9. Vorrichtung (VOR) nach Anspruch 8,
mit einer weiteren Einheit (EWT) , die derart ausgestaltet ist, dass zumindest einer der Verfahrensschritte nach einem der Ansprüche 2 bis 7 implementierbar und ausführbar ist.
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