SE523407C2 - Anordning för att fastställa en varelses position och/eller orientering i förhållande till en omgivning och användning av en sådan anordning - Google Patents

Description

30 35 523 407 ''''' " Med begreppet ”objekt” avses både fysiska föremål och varelser eller delar därav.

Begreppet ”företeelse” innefattar förutom varelse och föremål även ånga, vätskor, skuggor, ljussken, Ijudkällor, vågor, vibratio- ner, rörelser, sprickor under utbredning, luftdrag, flöden, virvlar, turbulens, missfärgningar och färgskiftningar samt andra jämför- bara fenomen.

En ”omgivning” kan utgöras av ett eller flera fysiska föremål eller delar därav, och/eller varelser, såväl som av en godtycklig volym med eller utan fysiska begränsningsytor. Volymen eller rummet kan inkludera ett eller flera solida föremål och/eller inrymma olika medier i gas- och/eller vätskeform. Det är också möjligt att ett vakuum råder i volymen. l omgivningen kan förekomma både stationära och rörliga objekt/företeelser. Den aktuella omgiv- ningen kan vara belägen både utomhus och inomhus samt upp- visa stor eller liten utsträckning i förhållande till varelsen.

Föreliggande uppfinning är avsedd att tillämpas främst ”inomhus” och "semi-inomhus". Under begreppet inomhus inkluderas alla typer av lokaliseringar invändigt olika slags permanenta eller tillfälliga byggnationer och konstruktioner eller naturligt före- kommande inneslutningar, såsom bostadshus, fabrikslokaler, kontor, tält, grottor, tunnlar, gruvor, men även enklare konstruk- tioner där det finns väggar, pelare och/eller master som bär upp någon form av tak. Taken kan vara heltäckande eller i form av nät, galler eller ribbor. Till kategorin inomhusomgivningar räknas även platser inuti olika slags farkoster, såsom fartyg, tåg, bilar, flygplan och rymdfarkoster. I begreppet semi-inomhus avses platser belägna utomhus i närheten av konstruktioner eller natur- ligt förekommande föremål samt i anslutning till inomhusomgiv- ningarnas yttre begränsningar, såsom i närheten av väggar, tak, master, pelare, kraftledningar, torn, murar, belysningsstolpar, broar, träd, klippformationer, stenar, buskar, dalgångar och kul- lar, vattensamlingar, strandlinjer, variationer i växtlighet etc. :bara :anno Olaus 10 15 20 25 30 35 o o u n nu n 523 407 a' n.

Det ska också betonas att begreppet ”modell” avses innefatta alltifrån mycket enkla modeller av omgivningar, såsom enstaka samordnade data, diagram, ritningar, kartor etc., till mer avance- rade två-, tre- eller högredimensionella modeller vilka kan för- flyttas, roteras, förändras eller på annat sätt behandlas t ex i en datorgrafisk miljö för bildbehandling och/eller utvärdering, och också de mest avancerade modellerna vad avser interaktiv an- vändning, de s k virtual reality (VR)-model|erna, i vilka en använ- dare virtuellt kan taga del av en omgivnings egenskaper. Vidare kan modellerna inkludera fotografiska stillbilder och rörliga bilder i form av filmade sekvenser. l en modell kan vektoriella storheter, såsom t ex gasflöde, illustreras medelst pilar på sådant sätt att en pils riktning och längd anger riktning respektive mätetal för den aktuella storheten. Vidare kan andra, oftast ej rlktningsbe- roende storheter, såsom temperaturer, strålningsintensiteter etc, återges i form av olikfärgade transparenta ytor representerande ytor i en volym utmed vilka ytor den aktuella storheten t ex har ett konstant värde. Dessutom inkluderas även holografiska åter- givningar och modeller av abstrakt och beräkningsmässig typ, såsom de som avbildar en omgivning medelst t ex reciproka rum.

Vidare har begreppen "position" och ”orientering” följande bety- delser. Ett tredimensionellt objekt, d v s ett fysiskt föremål eller en varelse, kan ha upp till sex rumsliga frihetsgrader, tre trans- lationer och tre vridningar. Objektets "position" definieras av de storheter som anger translationer i förhållande till ett aktuellt koordinatsystems origo. Dessa betecknas i denna ansökan med x, y och z. Det är emellertid också möjligt att ange positionspa- rametrarna i andra koordinatsystem, t ex i polära koordinater (r, (p, 6). Objektets "orientering" definieras av de storheter som an- ger föremålets vridningsvinklar i koordinatsystemet. Dessa be- tecknas i denna ansökan med oi, ß och y.

I praktiken har ett objekt ofta ett antal frihetsgrader som är mindre än sex. Exempelvis har en markör på en datorpresenta- tion vanligen två frihetsgrader. Dess orientering är konstant (eller irrelevant), och dess position karakteriseras av två variabler. På svar» oron: »anno 10 15 20 25 30 35 523 407 samma sätt kan ett tredimensioneiit objekt ha sådana be- gränsningar att det har färre än sex frihetsgrader. Exempelvis har en på en bordsskiva flyttbar klots tre frihetsgrader - två vari- abler anger dess läge på bordsskivan och en variabel dess ori- entering, d v s dess vridningsvinkel runt en mot skivan vinkelrät axel.

"Auktorisation" innebär att en varelse har tillträde, eller inte har tillträde, till ett visst område/volym i en omgivning eller till ett objekt eller är tillåten, eller inte tillåten, att utföra en viss åtgärd.

Denna auktorisation kan också vara villkorad till en speciell tid- punkt eller till en fördefinierad åtgärd som måste utföras av va- relsen eller av någon annan eller till att ett speciellt tillstånd rå- der i omgivningen eller till att en särskild händelse inträf- fat/inträffar.

”Abstrakta” stationer är valda uppsättningar av positioner och/eller orienteringar i omgivningen vilka inte nödvändigtvis be- höver sammanfalla med ett fysiskt föremåls placering eller ut- sträckning, utan en abstrakt station kan vara definierade av en eller flera valda positions- och/eller orienteringsparametrar bero- ende pà, eller oberoende av, omgivningens egenskaper, samt eventuellt förlagd till ett specifikt tidsintervall.

Vidare ska påpekas att fastän det i nedanstående text i första hand är beskrivet tillämpningsexempel i vilka den relativa för- flyttningen mellan anordningen, eller åtminstone delar därav, och omgivningen, genomförs genom förflyttning av själva anord- ningen, så är det möjligt att i vissa fall använda en fixerad an- ordning och istället åstadkomma den relativa förflyttningen ge- nom förflyttning av omgivningen, t ex i de fall omgivningen utgörs av ett icke fast installerat föremål.

TIDIGARE KÄND TEKNIK Det föreligger inom en mängd olika områden ett behov av att lo- kalisera en varelse, ofta en människa, eller ett med varelsen för- :annu aulan avse: 10 15 20 25 30 35 523 407 '''' " 5 bundet föremål, med avseende på dess position och/eller orien- tering i förhållande till en omgivning. Föremàlet kan tex vara en farkost av något slag i vilken varelsen befinner sig.

För detta ändamål kan användas ett GPS, d v s ett satellitsystem för bestämning av positionen hos exempelvis båtar, flygplan, landfordon och/eller enskilda personer, vilket system med hjälp av kända positioner hos ett antal satelliter och slgnalöverföring från dessa till en mottagarenhet kan fastställa var mottagaren- heten befinner sig. Ett GPS uppvisar emellertid en rad nackdelar.

Dessa är i första hand att systemet fungerar väl endast i miljöer där få eller inga föremål med okänd utsträckning och/eller täthet är belägna mellan satelliterna och mottagarenheten och där ringa mottagning av reflekterade vågor föreligger, d v s i praktiken en- dast utomhus. Detta beror på att systemet är baserat på att mäta gångtiden för de överförda radiosignalerna och ett antagande om att signalen färdas genom ett visst känt medium, i vilket signalernas utbredningshastighet är känd, från satelliten rakt till motagarenheten. Hos de reflekterade vågorna som uppvisar en signalvägsförlängning kommer »gångtiden från satelliten till mottagarenheten att variera och vara större än för icke-reflekte- rade vågor vilket bidrager till en onoggrannhet hos systemet.

Detta är fallet t ex då mottagarenheten är belägen inomhus och mottager signaler som reflekteras mot något föremål i utomhus- omgivningen för att sedan passera in till mottagarenheten via olika fönster. Vidare har systemet en prestanda som innebär att positionen hos ett föremål i gynnsamma fall kan bestämmas med en felmarginal i storleksordningen centimeter i det fall ett s k DGPS (differentiellt GPS) utnyttjas. Vid i praktiken ofta förekom- mande måttliga signalhinder/signalvägsförlängningar erhålles en högre onoggrannhet, i storleksordningen meter, och med motta- garenheten placerad inomhus är systemet i praktiken obrukbart, vilket innebär att för många tillämpningar är systemet helt otill- räckligt eller oanvändbart. En mottagarenhet hos ett GPS förmår inte att fastställa orienteringen hos en varelse eller ett annat ob- jekt. För att fastställa åtminstone en orientering krävs använd- ning av två eller flera mottagarenheter placerade på avstånd från rann: :øsvo 10 15 20 25 30 35 a o n I un n 523 407 oo g I u ; : u | » | g. varandra på ett och samma objekt. Med hjälp av tre motta- garenheter kan samtliga sex frihetsgrader hos ett objekt fast- ställas.

Ett annat system som i vissa fall kan användas även i en inom- husmiljö för att lokalisera en varelse eller ett med varelsen för- bundet föremål är det s k Polhemus-systemet (Polhemus Inc., Colchester, Vt., USA). Systemet använder sig av en treaxlig magnetdipolkälla och en treaxlig magnetfältsensor. Genom att sekventiellt variera det utsända magnetfältet åstadkommes tre inbördes oberoende excitationsvektorer. De av sensorn avkända tre vektorerna innehåller tillräcklig information för bestämning av sensorns läge och orientering relativt källan. Detta system har dock ett antal nackdelar. En nackdel är känsligheten för övriga magnetfält på användningsplatsen, vilket tex försvårar använd- ning i en verkstadslokal, där ett antal varierande magnetfält från motorer etc finns. En annan nackdel är att närbelägna större metallföremål negativt påverkar systemets noggrannhet, vilket innebär att systemet i praktiken blir oanvändbart vid tex en till- verkningslinje för bilkarosser. Detsamma gäller i kontorsmiljöer i närheten av plåtskåp/möbler, bildskärmar som bygger på katod- strålerör (CRT) och i närheten av andra magnetfältsalstrande ap- parater. Vidare uppstår svårigheter i miljöer nära elektriska järn- vägar, kraftledningar, ställverk och på andra platser där mag- netfält föreligger. En ytterligare nackdel är att sensorn måste be- finna sig relativt nära magnetfältskällan, vilket kraftigt begränsar arbetsområdet vid samtidigt krav på noggrannhet. Dessa nack- delar gör att systemet bara är användbart i speciella miljöer.

UPPFINNINGENS SYFTEN OCH SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ett syfte med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en an- ordning som har förmågan att genom mottagning av signaler fastställa en varelses position och/eller orientering och vilken anordning inte uppvisar den med mätning av signalernas gångtid förknippade onoggrannheten, härrörande i första hand från den :arna :upon 10 15 20 25 30 35 . . v . .a ua uc- 523 407 genom reflektion av signalerna uppkomna förlängningen av sig- nalvägen, vid positions- och/eller orienteringsbestämningen. Vi- dare syftar uppfinningen till att tillhandahålla en anordning me- delst vilken orienteringen hos en varelse kan bestämmas under användning av endast en mottagarenhet.

Detta syfte uppnås enligt uppfinningen genom en anordning för att fastställa en varelses position och/eller orientering i förhål- lande till en omgivning, vilken anordning innefattar ett med varel- sen förbundet lokaliseringsorgan inkluderande en givare anord- nad att fastställa sin position och/eller orientering i förhållande till omgivningen genom att mottaga infallande signaler från sig- nalkällor i omgivningen och registrera de mottagna signalernas relativa infallsriktningar i förhållande till givaren, och ett medel medelst vilket varelsen och givaren är så förbundna att varelsens och givarens inbördes positioner och/eller orienteringar är anordnade att vara inom ett begränsat intervall, för att medelst information om givarens position och/eller orientering fastställa positionen och/eller orienteringen för varelsen.

Med en sådan anordning kan en varelses position och/eller ori- entering fastställas utan att de mottagna signalernas gångtid be- höver mätas och därigenom kan positions- och orienteringsbe- stämningen ske med en känd kontrollerad noggrannhet utan de felkällor som förekommer vid mätning av gångtider beroende på främst olika långa signalvägar till följd av reflektion av signalerna och i viss utsträckning på varierande utbredningshastighet hos signalerna på grund av olika täthet hos olika medier i omgiv- ningen. Vidare är inte noggrannheten med vilken bestämningen av främst orienteringen kan ske beroende av att ett objekt har en viss minsta utsträckning, d v s eftersom det är tillräckligt med en mottagarenhet så krävs det inte att t ex varelsen eller förbind- ningsmedlet uppvisar en viss utsträckning i någon riktning för att möjliggöra placering av två eller flera mottagarenheter på ett minsta avstånd från varandra för att uppnå en viss noggrannhet. :rann n tiva! ;|||: 10 15 20 25 30 35 . . a | o: 523 407 f; ~ n u n o n I n! Ett andra sytte med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en anordning som har förmågan att genom mottagning av signa- ler fastställa position och/eller orientering hos en varelse och vil- ken anordning reducerar eller eliminerar den till följd av i omgiv- ningen förekommande metalliska föremål uppkomna onoggrann- heten hos tidigare kända sådana anordningar och vilken anord- ning medger användning inomhus.

Detta syfte uppnås genom att tillhandahålla en anordning för att fastställa en varelses position och/eller orientering i förhållande till en omgivning, vilken anordning innefattar ett med varelsen förbundet lokaliseringsorgan inkluderande en givare anordnad att fastställa sin position och/eller orientering i förhållande till omgiv- ningen genom att mottaga infallande optiska signaler från sig- nalkällor i omgivningen, och ett medel medelst vilket varelsen och givaren är så förbundna att varelsens och givarens inbördes positioner och/eller orienteringar är anordnade att vara inom ett begränsat intervall, för att medelst information om givarens posi- tion och/eller orientering fastställa positionen och/eller orienter- ingen för varelsen.

Genom en sådan anordning kan en varelses position och/eller orientering fastställas i miljöer, även inomhus, i vilka magnetiska fält och/eller metalliska föremål förekommer utan att dessa stör signalerna och därigenom bidrager till onoggrannhet hos posi- tions- och/eller orienteringsbestämningen.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen är givaren anordnad att vid inbördes förflyttning av givaren och omgivningen upprepat fastställa sin position och/eller orientering i förhållande till omgivningen. Härigenom uppnås att vetskap om varelsens position och/eller orientering kan erhållas kontinuerligt under det att varelsen förflyttar sig relativt omgivningen. Exempelvis kan förflyttningar och/eller rörelser hos en människa förbunden med givaren fastställas för dokumentation och/eller för att utgöra underlag för överföring av information baserad på positions- 10 15 20 25 30 35 - . I n en , , , . . ø | v u: 523 407 och/eller orienteringsbestämningen till denna människa i syfte att ge anvisningar om vägval, omgivningens beskaffenhet etc.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen är gi- varen anordnad att vid inbördes förflyttning av givaren och om- givningen vara fritt flyttbar och mekaniskt ostyrd av omgivningen i ett godtyckligt koordinatsystem. Genom att det bortsett från i vissa fall eventuellt förekommande sladdar för tex signal- och/eller kraftöverföring inte föreligger någon mekanisk förbind- ning med omgivningen som tvingar givaren och därmed varelsen att följa någon axel eller något plan i ett bestämt koordinatsy- stem, erhålles en mycket stor rörelsefrihet för varelsen samtidigt som dennes position och/eller orientering kan fastställas.

Enligt en annan utföringsform av uppfinningen är givaren anord- nad att fastställa sin position och/eller orientering med avseende på minst två frihetsgrader i förhållande till omgivningen. Härige- nom är det möjligt att fastställa tex två positionskoordinater för en varelse. Vetskap om två positionskoordinater är i många fall tillräcklig information vid lokalisering av en varelse. Det är tex möjligt att på ett tillfredsställande sätt fastställa positionen för en människa i det fall information om i vilket plan människan befin- ner sig inte är nödvändig eller denna information redan är känd exempelvis genom att personen förflyttar sig utmed en och samma våning i en byggnad.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen är gi- varen anordnad att fastställa sin position och/eller orientering med avseende på minst tre frihetsgrader i förhållande till omgiv- ningen. Härigenom är det möjligt att fastställa tex tre positions- koordinater och därmed fullständigt fastställa positionen för va- relsen i förhållande till omgivningen.

Enligt en annan utföringsform av uppfinningen är givaren anord- nad att fastställa sin position och orientering med avseende på minst fyra frihetsgrader i förhållande till omgivningen. Härigenom är det möjligt att fastställa tex tre positionskoordinater och en :unna :nano 10 15 20 25 30 35 523 407 10 orienteringskoordinat och därmed fullständigt fastställa positio- nen för varelsen i förhållande till omgivningen samt med avse- ende på en frihetsgrad fastställa hur varelsen är orienterad i för- hållande till omgivningen. l kombination med annan information, såsom att en människa förbunden med Iokaliseringsorganet be- finner sig i upprätt position, kan information om en orienterings- parameter utnyttjas för att fastställa hur personen är riktad med avseende på dennes vertikala rotationsaxel och därigenom hur personen eller någon del hos denna, såsom huvud eller bålen, är riktad i förhållande till omgivningen.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen inklu- derar Iokaliseringsorganet ett med givaren mekaniskt förbundet och av varelsen bärbart pekdon för inriktning i förhållande till fö- reteelser i omgivningen. Med ett sådant pekdon kan även posi- tionen och/eller orienteringen hos en företeelse i omgivningen fastställas. Genom att från en eller flera positioner rikta pekdonet mot den aktuella företeelsen och utnyttja positions- och orien- teringsinformationen erhàllen medelst givaren samt eventuell ytterligare information om omgivningens beskaffenhet i form av tex en modell, är det möjligt att fastställa nämnda företeelses position och/eller orientering i förhållande till omgivningen. Vi- dare är det möjligt att fastställa att varelsen har eller har haft en - viss position och/eller orientering i förhållande till nämnda före- teelse.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen inne- fattar pekdonet ett medel för utsändning av riktad elektromagne- tisk strålning. Pekdonet kan tex vara försett med utrustning för utsändning av en laserljusstråle och därigenom kan pekdonet riktas mot den aktuella företeelsen med precision. Således kan information om företeelsen position och/eller orientering erhållas med hög noggrannhet, vilket är av stort värde i många tillämp- ningar såsom tex vid detektering av tillståndet hos en viss ut- rustning i omgivningen. T ex fastställande av var det föreligger en skada hos en maskin, en läckande vattenledning, en brand etc. sann: :anno o vunna n 10 15 20 25 30 35 ø | a u nu 523 407 - Q a u o v U ' " 11 Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen inklu- derar anordningen åtminstone en referens definierad genom infö- randet av åtminstone ett villkor avseende givarens position och/eller orientering i förhållande till omgivningen. Medelst en sådan referens och registrering av tillfällen då givarens position och/eller orientering överensstämmer med referensen, erhålles information som kan användas för att t ex dokumentera om varel- sen varit vid en särskild plats och/eller haft en särskild riktning och/eller användas som underlag för att vidtaga någon annan àt- gärd förknippad med att varelsen eller ett pekdon befinner sig i en särskild position och/eller orientering eller förknippad med att så inte är fallet.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen är nämnda åtminstone ena villkor relaterat till placeringen och/eller utsträckningen hos ett i omgivningen beläget föremål så att pla- cering av lokaliseringsorganet i mekanisk kontakt med föremålet krävs för att uppfylla nämnda åtminstone ena villkor. Genom ett sådant referensföremål med förbestämd placering i förhållande till en omgivning kan det medelst lokaliseringsorganet verifieras att referensföremålet är placerat på avsett sätt och att varelsen är eller har varit närvarande vid referensföremålet eller registre- ras att avvikelse från detta föreligger. Referensföremålet kan tex vara ett stöldbegärligt föremål, ett fönster, en dörr eller ett vred eller dylikt.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen är lo- kaliseringsorganet och/eller referensföremålet utformat för att lo- kaliseringsorganet ska gå i ingrepp med föremålet för fixering av lokaliseringsorganet eller en del därav, och därmed av givaren, i förhållande till referensföremålet så att givaren uppfyller nämnda åtminstone ena villkor. Härigenom erhålles en anordning som medför ett enkelt förfarande för varelsen att bringa givaren i den avsedda positionen och/eller orienteringen motsvarande den de- finierade referensen. :arna :namn 'roll 10 15 20 25 30 35 u o n - nu o 523 407 12 Ytterligare fördelar med samt fördelaktiga särdrag hos uppfin- ningen framgår av den efterföljande beskrivningen samt övriga osjälvständiga patentkrav.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Här nedan beskrivs såsom exempel anförda föredragna utföran- den av uppfinningen under hänvisning till bifogade ritningar, på vilka: Fig1 Fig 2 Fig 3 Fig 4 Fig sa, sb och 5c Fig 6 Fig 7 är en perspektivvy av en omgivning i form av ett rum i ett museum inkluderande ett antal tavlor och en besö- kare av rummet, är en schematisk perspektivvy av en uppfinningsenlig givare och på givaren infallande signaler härrörande från signalkällor i omgivningen, är ett blockschema över en uppfinningsenlig anord- ning och exempel på kommunikationsvägar mellan däri eventuellt ingående delar, är en vy ovanifrån illustrerande en mässhall och en besökare därav, är illustrationer av möjliga utseenden hos en av mäss- besökaren i fig 4 buren display för informationsöverfö- ring, är en vy ovanifrån illustrerande en vaktrunda i en lokal och en vakt, är en perspektivvy av en omgivning i vilken en person lokaliserar ett läckage hos en ledning, *hann 10 15 20 25 30 35 523 407 13 är en vy i eniighet med fig 7 i vilken personen har tör- flyttat sig till en annan position i förhållande till omgiv- ningen, Fig 9 är en perspektivvy av en rörledning och en därpå an- ordnad ventil samt ett lokallseringsorgan för anbring- ande på ventilens vred, Fig 10 är en vy ovanifrån illustrerande ett industriområde som är föremål för avsökning medelst en hund, och Fig 11 är en vy illustrerande ett på en person anbringat arm- band avsett att fungera som en elektronisk fotboja.

DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRANDEN AV UPPFINNINGEN Det i denna ansökning nämnda lokaliseringsorganet kan i sitt enklaste utförande utgöras av dels en givare för mottagning av signaler infallande från signalkällor i omgivningen, dels ett medel för förbindning av givaren och en varelse.

Förbindningsmedlet kan vara t ex ett lim, eller en väska för bä- rande av givaren eller ett band inhysande givaren avsett att an- bringas på varelsen, såsom ett halsband, armband eller liknande.

Det ska emellertid framhållas att förbindningsmedlet kan vara in- kluderat i själva givaren och tillhandahållas genom givarens ut- formning utan utnyttjande av någon komponent utöver givaren.

Exempelvis kan givaren vara försedd med ett förbindnlngsmedel i form av ett "handtag" så att givaren kan förbindas till varelsen t ex genom att varelsen helt enkelt griper eller biter tag i givaren.

Givaren kan också vara utformad så att den kan inplanteras i va- relsen.

En annan typ av förbindnlngsmedel är olika sorters fordon. Här- vid är varelsen och fordonet anordnade med inbördes positioner och/eller orienteringar inom ett givet intervall genom att fordo- »c»>n annas oaggo 10 15 20 25 30 35 523 407 14 nets utsträckning är begränsad eller genom att varelsen är fixe- rad vid fordonet. Exempelvis kan givaren anordnas på en bil i vilken varelsen befinner sig eller på en båt på vilken varelsen befinner sig.

Det ska också framhållas att det inledningsvis definierade be- greppet omgivning kan i sitt enklaste utförande omfatta endast de signalkällor från vilka givaren avses erhålla signaler för posi- tions- och/eller orienteringsbestämningen, vilket kommer att be- skrivas utförligare nedan. Även om det i detalj inte är beskrivet för samtliga utförandeex- empel framhålles det att för samtliga häri avhandlade tillämp- ningar och utförandeexempel utnyttjas signalkällor i omgivningen för att utsända, reflektera eller sprida signaler som mottages av en givare i syfte att bestämma givarens position och/eller orien- tering. Vidare anger genomgående lika hänvisningsbeteckningar likadana eller motsvarande objekt.

För att undvika feltolkningar påpekas att med uttrycket ”lokalisera” en företeelse eller dylikt, avses i första hand att fast- ställa positionen och/eller orienteringen för företeelsen i förhål- lande till omgivningen eller att spåra upp företeelsen i omgiv- ningen, även om uppfinningen också kan användas för att lokali- sera, i betydelsen placera, en företeelse i en viss position och/eller orientering i förhållande till omgivningen. l fig 1 illustreras en omgivning som utgörs av ett rum 1, några av rummets 1 begränsningsytor och ett antal i rummet 1 befintliga föremål 2. Fastän omgivningen i detta fall är ett schematiskt återgivet rum 1 i en byggnad, kan i praktiken omgivningen vara vilken inomhus- eller semi-inomhusmiljö som helst uppvisande en mängd olika egenskaper. I detta utförandeexempel tänkes om- givningen vara ett museirum 1 och de i rummet 1 förekommande föremålen tavlor 2. En besökare 3 av museet återfinns i rummet 1. Besökaren 3 är enligt uppfinningen försedd med en anordning för att fastställa sin position och/eller orientering i förhållande till »sann annfiu :unna 10 15 20 25 30 35 523 407 15 omgivningen. Anordningen innefattar ett med varelsen 3 .förbun- det lokaliseringsorgan 4 inkluderande en givare 5 anordnad att fastställa sin position och/eller orientering i förhållande till omgiv- ningen. Den i lokaliseringsorganet 4 inkluderade givaren 5 är anordnad på besökarens 3 huvud.

Härvid är det intressant att fastställa personens 3 placering i för- hållande till rummet 1 såväl som i förhållande till enskilda före- mål 2 i rummet 1. Dessutom möjliggör givaren 5 fastställande av personens 3 orientering. Med givaren 5 placerad på personens 3 huvud erhålls förutom positionsinformationen också information om hur huvudet är vridet i förhållande till omgivningen, vilket indirekt ger upplysning om personens 3 betraktelseriktning.

Förutom givaren 5 inkluderar lokaliseringsorganet 4 hörlurar 6 och en mikrofon 7. Lämpligen är givaren 5, hörlurarna 6 och mik- rofonen 7 anordnade i ett s k headset för att användaren på ett bekvämt sätt skall kunna utnyttja utrustningen. Ovannämnda headset utgör således ett medel 8 medelst vilket personen 3 och givaren 5 är så förbundna att personens 3 och givarens 5 inbör- des positioner och orienteringar är anordnade att vara inom ett begränsat intervall. Sålunda kan medelst information om giva- rens 5 position och/eller orientering positionen och/eller orien- teringen för personen 3 fastställas.

Vidare är givaren 5 anordnad att mottaga infallande signaler från signalkällor 9 i omgivningen, vilka signaler fortplantar sig rätlin- jigt mellan signalkällorna 9 och givaren 5, för att åstadkomma positions- eller orienteringsinformationen och vid inbördes för- flyttning av givaren 5 och omgivningen, d v s då personen 3 för- flyttar sig, är givaren 5 anordnad att upprepat fastställa sin posi- tion och/eller orientering i förhållande till omgivningen. Vidare är givaren 5, av bäraren av denna, fritt flyttbar och mekaniskt ostyrd av omgivningen i ett godtyckligt koordinatsystem.

Med uttrycket att ett föremåls eller en varelses position är fast- ställd avses i denna ansökan att åtminstone någon av de tre po- øuiv: »norm annan 10 15 20 25 30 35 523 407 ,, nu 16 sitionsparametrarna (x. y, z) är känd i ett koordinatsystem vars förhållande till omgivningen är känt. Med uttrycket att ett före- måls eller en varelses orientering är fastställd avses i denna an- sökan att åtminstone någon av de tre orienteringsparametrarna (oi, ß, y) är känd i ett koordinatsystem vars förhållande till om- givningen är känt. Beroende på den aktuella tillämpningen av uppfinningen avses med varelsens position och/eller orientering i vissa fall positionen och/eller orienteringen för varelsen i sin helhet och i vissa fall positionen och/eller orienteringen för en specifik kroppsdel. l en tillämpning kan det vara tillräckligt att veta t ex var en människa befinner sig och i en annan tillämpning kan det krävas information om t ex hur en människas huvud eller hand är vridet/vriden i förhållande till omgivningen eller särskilt i förhållande till kroppen i övrigt. Dessa önskemål styr därför i hög grad antalet givare /lokaliseringsorgan och dessas placering på varelsen.

Vanligtvis är givaren anordnad att fastställa sin position och/eller orientering med avseende på minst två frihetsgrader i förhållande till omgivningen. Detta är fallet t ex då en varelses eller ett föremåls position önskas bestämmas med avseende på två posi- tionsparametrar. I det i fig 1 illustrerade exemplet fastställes lämpligen personens 3 position med avseende på minst två posi- tionsparametrar för att registrera personens 3 läge i ett givet ho- risontalplan, t ex var på golvet personen 3 befinner sig, och med avseende på minst en orienteringsparameter för att registrera personens 3 riktning i omgivningen, t ex i vilken riktning perso- nens 3 huvud är inställt eller närmare bestämt hur huvudet är vridet kring en i förhållande till horisontalplanet vinkelrät axel.

Vid användning av en givare 5 som fastställer fler frihetsgrader är det också möjligt att dessutom fastställa t ex i vilket horison- talplan personen 3 befinner sig. Det aktuella horisontalplanet kan ju variera t ex om personen 3 besöker olika våningar eller om personen 3 ifråga böjer respektive sträcker på sig. Med vetskap om en ytterligare orienteringsparameter kan det dessutom fast- ställas hur personens 3 huvud är lutat, d v s dess vridningsvinkel i förhållande till nämnda mot horisontalplanet vinkelräta axel. För apan» *lasa 10 15 20 25 30 35 | » | . av 523 407 17 | .a nu att erháiia fuiistänciig information om personens 3 (nuvudets) po- sition och orientering krävs det att samtliga positions- och orien- teringsparametrar fastställes.

Det krävs för att fastställa fyra rumsliga frihetsgrader hos givaren 5 åtminstone två signalkällor 9, i det flesta fall åtminstone tre signalkällor 9. Utnyttjande av enbart två signalkällor 9 kräver enkla fall, exempelvis genom att en gynnsam symmetri föreligger, eller att viss positions- och orienteringsinformation kan erhållas på annat sätt, t ex genom en modell av omgivningen. I det fall samtliga sex frihetsgrader önskas fastställas krävs minst tre, oftast fyra signalkällor 9. I de flesta fall är det en fördel att ut- nyttja ett större antal signalkällor 9 oberoende av hur många fri- hetsgrader som önskas fastställas, eftersom ett stort antal sig- nalkällor 9 säkerställer att det minsta antalet signalkällor 9 som krävs för överföring av signalerna till givaren 5 alltid erhålles även om någon eller några av signalkällorna 9 skulle vara skymda. Dessa signalkällor 9 kan vara särskilt utplacerade i om- givningen, men de kan också utgöras av i omgivningen naturligt förekommande föremål 2.

En typ av givare 5 som kan användas i de uppfinningsenliga an- ordningarna har utvecklats och marknadsförs av MEEQ AB, Hässlögatan 20, SE-721 31 Västerås, Sverige.

Med den i denna ansökan och i de svenska patenten nr 444 530, 458 427 och 506 517 beskrivna mätmetoden är det möjligt att utföra mätningar, dv s fastställa position och/eller orientering, med hög precision. l vissa fall med en noggrannhet i storleksord- ningen tiondelar av en mm, eller bättre, med avseende på posi- tion respektive tiondelar av en mrad, eller bättre, med avseende på orientering. Vidare finns det genom att inkommande signalers infallsriktningar registreras, och genom att givaren känner sin egen position och orientering såväl som de ”önskade” signalkäl- lornas position, möjligheten att sortera bort ”falska signaler" här- rörande från tex icke önskade signalkällor, alternativa signal- källor eller reflekterade signalkällor. Genom att använda fler än :apan 10 15 20 25 30 35 a n o u nu 523 407 18 det minsta nödvändiga antalet signalkällor kan även störningar i form av skymda signa|kä||or hanteras av utrustningen utan att noggrannheten påverkas nämnvärt.

Vid tillämpning av uppfinningen förfares lämpligen så att innan användaren nyttjar utrustningen så bringas givaren 5 att inhämta signaler från minst två, hellre från tre eller fyra och vanligen från fem eller fler signa|kä||or 9, vilka definierar omgivningens koordi- natsystem genom att givaren 5 flyttas runt omkring i rummet 1, till dess att givaren 5 erhållit tillräcklig information om signal- kållornas 9 placeringar, d v s om omgivningens koordinatsystem, vilket kan genomföras för hand eller av en person 3 eller annan varelse 3 eller medelst en åkanordning, en fritt rörlig robot eller dylikt. Om det dessutom är ett krav att under efterföljande an- vändning veta den absoluta längdskalan utföres inmätningen av signalkällorna 9 under samtidigt nyttjande av en måttnormal, ex- empelvis genom att ett föremål med väl kända dimensioner ut- placeras som referensmått i omgivningen vid inmätningsförfa- randet.

Givaren 5 kan vara en tvådimensionell givare av det slag som be- skrivs i det svenska patentet nr 444 530. Givaren kan således vara ett optiskt instrument som arbetar med "optiska signaler", vilka i denna ansökan avser signaler som utgörs av, eller använ- der sig av, optisk strålning såväl innanför som utanför det synliga våglängdsbandet. Det våglängdsområde som företrädesvis avses är det i intervallet 10-15000 nm. Med fördel kan våglängds- intervallet 200-1600 nm tillämpas, men det ska betonas att upp- finningen inte på något sätt är begränsad till detta våglängdsin- tervall. Ett flertal signa|kä||or 9, t ex i form av lysdioder, kan vara anordnade på avstånd från givaren och från varandra samt så att vid normal användning av givaren alltid minst tre, helst fyra av signalkällorna samtidigt kan överföra signaler till givaren. Sig- nalkällornas positioner relativt varandra är kända, t ex genom inmätning av källornas lägen i ett för dem gemensamt koordinat- system, vilken inmätning kan genomföras medelst givaren. Vad :nfwa nnønn lina: 10 15 20 25 30 35 523 407 'i 19 beträffar inrnätning i övrigt hänvisas till det svenska patentet nr 506 517.

Vidare innefattar lokaliseringsorganet 4 lämpligen medel 10 för intern kommunikation mellan delarna: givaren 5, medlet 6 för överföring av information från lokaliseringsorganet 4 till varelsen 3 och det i lokaliseringsorganet 4 inkluderade medlet 7 för mot- tagning av information från varelsen 3. Kommunikationsmedletl- medlen 10 kan uppvisa en lokal datorenhet 11 och andra erfor- derliga standardkomponenter för Signalbehandling, signalöverfö- ring och lagring av information. Se även fig 3. Anordningen in- nefattar företrädesvis också ett medel 12 för extern kommunika- tion mellan lokaliseringsorganet 4 och tex en central datorenhet 13. Kommunikationen, både internt och externt, kan ske genom signalöverföring via tråd eller en trådlös länk. Fastän det i ex- emplet redovisade medlet 6 för överföring av information från Io- kaliseringsorganet 4 till varelsen 3 utgörs av högtalare 6 place- rade i hörlurarna 6 kan många andra informationsöverföringsme- del användas av vilka vissa kommer att redovisas i anslutning till andra utförandeexempel. Detsamma gäller för medlet 7 för mot- tagning av information från varelsen 3, vilket medel inte nöd- vändigtvis behöver vara en mikrofon 7.

Givaren 5 står via en kommunikationskanal i förbindelse med en beräkningsenhet, vilken kan vara inkluderad i datorenheten 11 anordnad i lokaliseringsorganet 4 eller i den centrala datorenhe- ten 13. Kommunikationskanalen kan såsom nämnt ovan utgöras av en flexibel kabel eller - för att medge största möjliga rörelse- frihet åt operatören - av en trådlös länk, t ex en lR-länk eller ra- diolänk, tex "Bluetooth" teknik från Ericsson Components AB i Kista, Sverige. Från givaren 5 lämnas information till beräk- ningsenheten om hur de olika signalerna från signalkällorna 9 infaller på givaren 5.

Beräkningsenheten beräknar fortlöpande position och orientering hos givaren 5. l ett utförande av anordningen är givaren 5 ut- formad att mottaga från signalkällorna 9 utsända signaler och re- |»»|v annu» A111; 10 15 20 25 30 35 I ~ : o en 523 407 | c n Q n a u o oc 20 gistrera de mottagna signalernas relativa infallsriktningar i för- hållande till givaren 5. Detta behöver inte nödvändigtvis ske med användning av optiska signaler, utan kan även ske genom an- vändning av t ex mikrovàgor eller ljudvågor och antennarrayer, s k phased-arrays. Givaren kan t ex vara en radarenhet utformad för avgivning av radarvågor och mottagning av radarekon från signalkällor i omgivningen. Baserat på radarekonas infallsrikt- ningar kan beräkningsenheten sedan beräkna givarens och där- med det med givaren förbundna objektets position och orienter- ing. l vissa fall uppvisar givaren en yta utformad att mottaga från signalkällorna utsända signaler och registrera de mottagna sig- nalernas relativa infallsriktningar i förhållande till ytan och/eller de mottagna signalernas relativa infallspositioner på ytan. Härvid kan t ex en videokamera av CCD-typ och vidvinkellins utnyttjas som givare.

I fig 2 illustreras schematiskt hur signaler från tre signalkällor 9 infaller på givaren 5 och hur de mottagna signalernas infalls- vinklar förhåller sig till varandra. lnfallsriktningen för respektive signal definieras av (pi och Gi, där i = 1, 2 eller 3. lnfallsriktning- arna ligger sedan till grund för beräkning av den erforderliga ori- enterings- och positionsinformationen. l korthet kan orienterings- och positionsberäkningen i detta fall utföras genom att tre, i det allmänna fallet fyra, signalkällor 9 ut- väljes, riktningarna relativt givaren 5 hos syftlinjerna från givaren 5 till dessa signalkällor 9 bestämmas, varvid givarens 5 position och orientering erhålles genom utnyttjande av syftlinjernas rikt- ningar, av signalkällornas 9 kända positioner och av geometriska samband mellan dessa storheter. Signalkällornas 9 positioner relativt varandra förutsätts kända. Alternativt kan signalkällornas 9 relativa positioner vara kända indirekt genom att varje källas position i ett koordinatsystem är känt. ølplu vara: 1:11: 10 15 20 25 30 35 ; . e | na n I c nu o n H I .ß a o I f v» I' ' ' ' 'ß Ä .n- I ' . a; u o ß I ' ' ,, , a' I n» nu va 1 : I , , , ' z : " n; no a. nu H , . 21 En gixfares uppbyfggrrrd och tillhörande beräkningskretsars upp- byggnad och funktion finns sàsom tidigare nämnt närmare be- skrivna i det ovan nämnda svenska patentet nr 444 530.

Signalkällorna 9 kan vara aktiva signalemitterande källor, såsom ljusemitterande dioder eller dylika, vars ljus eventuellt kan vara pulsat eller modulerat, eller passiva signalkällor 9 såsom reflek- terande markörer utförda av t ex reflekterande tape. Markörerna kan vara plana figurer eller - för att uppvisa samma form obero- ende av betraktningsriktningen - utgöras av reflekterande kulor.

Vidare kan markörerna uppvisa sinsemellan olika form för att göra det enkelt för beräkningsenheten och dess signalbehand- lingskretsar att identifiera och hålla isär de olika markörerna och alternativt kan i samma syfte markörer med samma form men skilda storlekar och/eller "färg”, varvid i färgbegreppet inkluderas även icke synliga delar av det elektromagnetiska spektrat, an- vändas. Vid användning av passiva reflekterande signalkällor 9 kan anordningen inkludera medel för utsändning av signaler av- sedda att reflekteras av de reflekterande markörerna. Utsänd- ningsmedlen, vilka i sådant fall lämpligen är anordnade i anslut- ning till givaren 5, kan t ex utsända infrarött ljus, företrädesvis pulsat eller modulerat med viss frekvens för att t ex kunna sepa- rera de aktuella signalerna från exempelvis störande ljuskällor.

Vid ett alternativt utförande krävs inga speciellt anordnade sig- nalkällor, utan som signalkällor används lämpliga redan befintliga detaljer hos omgivningen. Exempel på lämpliga detaljer är hörn, hål och liknande, vilka har ett karakteristiskt utseende och välde- finierade och kända positioner. Vid start av anordningen utpekas och identifieras dessa detaljer på lämpligt sätt, och deras posi- tioner bestäms och lagras, t ex genom nedladdning från ett CAD- system, eller alternativt mätes de in av givaren. De som signal- källor använda detaljerna kan vara belysta enbart av lokalens or- dinarie belysning, men givetvis kan vid behov särskilda ljuskällor anordnas för att ge belysningen önskad intensitet eller önskad karaktär. Givetvis kan även åtminstone vissa av signalkällorna utgöras av speciellt anbringade markörer, t ex av på mörk bak- :liva pull» ansa: 10 15 20 25 30 35 523 407 22 grund placerade stycken, mönster eller figurer av ljus tape. I det svenska patentet nr 458 427 beskrivs närmare hur positionen och orienteringen hos en givare av denna typ kan beräknas, liksom uppbyggnaden och funktionen hos en utrustning för verkställande av denna beräkning.

En viss uppsättning definierade signalkällor 9 inkluderade i en omgivning kan sägas utgöra ett visst referenssystem i vilket lo- kaliseringsorganet 4 inkluderande givaren 5 fungerar. Då en va- relse 3 försedd med lokaliseringsorganet 4 träder in i ett sådant referenssystem för samverkan med signalkällorna 9 benämnes detta att lokaliseringsorganet 4 angör referenssystemet och där- med ett särskilt referenskoordinatsystem. Vid angörandet finns olika sätt att inhämta för beräkningsenheten nödvändig informa- tion om referenssystemet. Antag att ett referenssystem har en utsträckning motsvarande t ex en större lokal, såsom en maskin- hall, i vilken en serviceperson ska förflytta sig och utföra vissa åtgärder. Runtomkring i maskinhallen finns således en mängd signalkällor definierade. Vidare kan maskinhallen såsom brukligt uppvisa ett antal ingångar vid vilka det är möjligt att passera in i och ut ur maskinhallen. Om nu servicepersonen förbunden med lokaliseringsorganet avser att gå in i maskinhallen, krävs det i det generella fallet för att kunna angöra referenssystemet att den till givaren kopplade beräkningsenheten erhåller information om var servicepersonen kommer in i maskinhallen, d v s information om från vilka signalkällor som givaren mottager signaler. Denna information kan erhållas passivt eller aktivt. Passiv informations- överföring kan ske genom att de signalkällor som är belägna vid t ex ingången är belägna så att de bildar ett för referenssystemet unikt "mönster". Beräkningsenheten känner igen mönstret och kan fastställa dels vilket referenssystem som ska användas, dels ingången genom vilken servicepersonen ska passera, eller har passerat, in i maskinhallen. Vid aktiv informationsöverföring kan en sändare, antingen en separat sådan eller en av signalkäl- lorna, vara placerad vid den aktuella ingången och då service- personen passerar denna sändare överförs erforderlig informa- IIII: ann-b »nian 10 15 20 25 30 35 o n u u u. , 525 407 f: 23 tion om referenssystemet till beräkningsenheten genom mottag- ning av från sändaren utsända signaler.

Det finns även möjlighet att utnyttja andra informationskällor för att erhålla information om t ex en varelses position och/eller ori- entering i förhållande till det aktuella referenssystemet. Exem- pelvis kan utomhus användas ett GPS för att fastställa service- personens positioner då denne är på väg till maskinhallen. Vid ingången till maskinhallen tar det lokala referenssystemet över navigationen. Härvid kan positionsbestämningen med GPS ut- nyttjas för att vid övergången till det lokala referenssystemet bi- stå beräkningsenheten med viss initialinformation, såsom vid vil- ken byggnad, dörr e t c varelsen befinner sig. l det lokala referenssystemet kan ett eller flera underreferenssy- stem anordnas. Med användning av maskinhallen som exempel kan det innebära att något föremål i maskinhallen, såsom en sär- skild maskin, har ett eget referenssystem. Anledningen till detta kan vara t ex att för olika positioner och/eller tillämpningar krävs olika egenskaper hos referenssystemet. Exempelvis kan under- referenssystemet vara omflyttningsbart eller rörligt anordnat i förhållande till ett överordnat system. Hos olika lokala referens- system eller underreferenssystem kan således antalet signal- källor, signalkällornas placering, signalkällornas typ och funktion (aktiva, passiva, utplacerade e t c) variera för att tillgodose det aktuella behovet. Vid förflyttning i maskinhallen är ett förhållan- devis enkelt referenssystem eventuellt tillräckligt, medan det eventuellt krävs ett mer avancerat referenssystem kring maski- nen vid vilken servicepersonen ska utföra kontroll, inställning, reparation eller dylikt. l fig 3 är ett blockschema illustrerat från vilket de olika delarna och de tillhörande kommunikationsvägarna hos ett utförande av uppfinning framgår. Lokaliseringsorganet 4 inkluderande givaren 5, medlet 7 för informationsöverföring från varelsen 3 till lokalise- ringsorganet 4, medlet 6 för informationsöverföring från lokalise- ringsorganet 4 till varelsen 3 och den lokala datorenheten 11, nian» Iaøn. 10 15 20 25 30 35 | n n u ua sz: 407 :iii = 24 kan kommunicera med den externa centraldatordatorenheten 13.

Vidare framgår att givaren 5 inhämtar för positions- och orien- teringsbestämningen erforderlig information från signalkållorna 9 i omgivningen. Varelsen 3 är mekaniskt förbunden med givaren 5. Datorenheten 11 erhåller från varelsen 3 information via in- formationsmottagningsmedlet 7, t ex en mikrofon eller en inmat- ningsenhet, såsom en knappsats, och överför information via in- formationsdelgivningsmedlet 6, t ex en högtalare eller en bild- skärm. Det är givetvis möjligt att anordna informationsöverfö- ringsmedlen i form av en enhet, såsom en kombinerad återgiv- nings- och inmatningsenhet. I fig 3 illustreras också att såväl lokaliseringsorganet 4 som centraldatorenheten 13 kan för sig- nalöverföring stå i förbindelse med andra föremål 14 i omgiv- ningen. Vidare är det givetvis möjligt att ett eller flera ytterligare föremål är inkluderade i lokaliseringsorganet 4.

Användningen av uppfinningen för att fastställa en varelses 3 po- sition och/eller orientering tillämpat på utförandet beskrivet i an- slutning till fig 1 innefattar att besökspersonens 3 position och/eller orientering i förhållande till omgivningen fastställes ge- nom att personen 3 förbinds med lokaliseringsorganet 4 inklude- rande en givare 5 så att personens 3 och givarens 5 inbördes po- sitioner och/eller orienteringar är anordnade att vara inom ett be- gränsat intervall, varvid givaren 5 genom mottagning av infal- lande signaler från signalkållorna 9 i omgivningen fastställer sin position och/eller orientering i förhållande till omgivningen, och att varelsens 3 position och/eller orientering fastställes med hjälp av för givaren 5 fastställd position och/eller orientering. Detta upprepas kontinuerligt då personen 3 förflyttar sig i förhållande till omgivningen. Positions- och/eller orienteringsbestämningen sker alltid i förhållande till omgivningen, men såsom beskrivet tidigare kan omgivningen i vissa fall utgöras av enbart signalkållorna 9, varför i sådant fall det är närmast varelsens 3 position och/eller orientering i förhållande till dennes föregående position och/eller orientering som i första hand fastställes. c n nu v , , , . _ _' .lvl _: .n :nn f . . . .l » n - . , _ _ ° _ - n 1 -n- n. .. . . e . , I " ' ' v v o n. n . . | l ° ' ' ' ' ' ' n an' 25 l utförandeexemplet illustrerat i fig 1, där alltså en människa be- söker ett museum, kan uppfinningen nyttjas på så sätt att vid be- söket kan personen 3 erhålla information om olika tavlor 2 som vederbörande betraktar. Genom att givaren 5 kontinuerligt kan 5 fastställa personens 3 position och orientering i rummet 1 så kan (central)datorenheten 11, 13 erhålla information om när personen 3 tittar på en viss tavla 2 och i enlighet med den informationen sända tex en ljudmeddelande till betraktaren som innehåller in- formation om tavlans 2 konstnär, ursprung, målningsteknik etc. 10 Vid betraktelse av konstverk som ger olika upplevelser beroende på betraktelseriktningen kan överföringen av information, tex i form av musik eller andra ljud, avpassas beroende på den aktu- ella betraktelseriktningen för att förstärka dessa egenskaper hos konstverket. Vidare kan besökaren 3 erhålla information om hur 15 vederbörande skall förflytta sig i förhållande till omgivningen för att hamna i en position och/eller orientering i förhållande till det aktuella objektet, vilken position och/eller orientering medför att t ex en särskild upplevelse erhålles. 20 Uppfinningen kan på liknande sätt utnyttjas även för en vakt som har i uppgift att kontrollera lokalen och tillse att alla tavlor finns på sina rätta platser eller för en serviceperson som skall gör t ex tekniska installationer. Vakten behöver för detta ändamål inte veta om det i en viss position skall finnas en tavla eller inte. Det 25 räcker med att vakten följer givna instruktioner och indirekt eller aktivt rapporterar vad vederbörande observerar i vissa givna positioner och betraktelseriktningar så kan någon/något som hämtar information från (central)datorenheten utvärdera infor- mationen och avgöra om allt är i sin ordning. Vid förflyttning av _ 30 vakten kan dennes förflyttning dirigeras på basis av eller med -;--§ hjälp av positions- och/eller orienteringsinformationen. Exem- pelvis kan en operatör vid centraldatorenheten ge instruktioner fortlöpande till vakten hur denne skall röra sig eller titta under vaktrundan. Dessa instruktioner kan även vara förinspelade i 35 händelse en obemannad centraldatorenhet utnyttjas. Samtidigt som det härvid är möjligt att medelst uppfinningen kontrollera eller påverka en omgivnings status, t ex tända/släcka ljus när coon» Irfiun oana- :prov 10 15 20 25 30 35 u n u . .n 523 407 26 vakten passerar en viss position, är det också givetvis möjligt att kontrollera att vakten följer sina instruktioner vad beträffar för- flyttningsvägar och de åtgärder som ska utföras. Härvid kan de för vakten fastställda positionerna och/eller orienteringarna regi- streras för kartläggning av vaktens förflyttning i förhållande till omgivningen och/eller i förhållande till dennes föregående posi- tion och/eller orientering. Med fördel utnyttjas i detta samman- hang abstrakta stationer.

Uppfinningen kan också nyttjas av en konstnär eller en museifö- reståndare för att erhålla information om besökarnas aktivitet i lokalen och/eller för att utforma lämpliga guidningsrutiner till be- sökarna. Det är alltså möjligt att programmera datorenhe- ten/datorenheterna 11, 13 så att en besökare 3 fortlöpande ges relevant information baserad på besökarens 3 position och/eller orientering och/eller önskemål. Vid skapande av en sådan be- söksrutin kan konstnären själv förflytta sig i den aktuella omgiv- ningen under nyttjande av den uppfinningsenliga utrustningen och när vederbörande befinner sig i särskilda positioner och/eller orienteringar kan han/hon tex prata in en speakertext som en besökare 3 sedan kan få uppspelad i hörlurarna 6 när denne, inom vissa givna toleranser, befinner sig i motsvarande position och/eller orientering. Det finns även möjlighet att lagra informa- tion om vilka tavlor 2 som har tittats på och i vilken utsträckning, från vilka betraktelseriktningar och avstånd etc. Denna informa- tion kan nyttjas på olika sätt, tex av konsthandlare för att fast- ställa vilka objekt som är populära och hur objektets placering i rummet påverkar besökarens upplevelser m m.

Det skall särskilt framhållas att exemplet avseende ett museum illustrerat i fig 1 endast är att betrakta just som ett exempel och att åtskilliga ekvivalenta tillämpningar för uppfinningen återfinns inom en mängd olika områden. Tex skulle uppfinningen kunna användas i olika affärer och köpcentra. l stället för tavlor är då tex varor och/eller skyltar de objekt som för en besökare i första hand är av intresse att studera. Härvid skulle en kund kunna få fortlöpande information om olika varor i anslutning till att veder- :rusa :near 10 15 20 25 30 35 523 407 u v; en 27 hörande befinner sig i en särskild position och/eller tittar i en viss riktning samt information om lämpliga förflyttningsvägar för att finna önskade varor. Affärsinnehavaren har också pà samma sätt som museiföreståndaren möjlighet att utvärdera hur en kund har förflyttat sig och betraktat de olika varorna och i vilken ut- sträckning så har skett för att på basis därav kunna optimera affärens utformning i syfte att öka försäljningen och/eller tillgo- dose olika önskemål hos kunderna. Vidare kan på motsvarande sätt som i museifallet olika besöksrutiner förprogrammeras, och/eller skapas on-line, i enlighet med affärsinnehava- rens/besökarens önskemål. Ett alternativ till headset är att gi- varen i detta fall är anordnad på en kundvagn och att kunden är mekaniskt förbunden med givaren genom att han/hon helt enkelt håller i kundvagnen.

En ytterligare variant av denna tillämpning av uppfinningen är il- lustrerad i fig 4 och 5. l fig 4 illustreras en omgivning i form av en mässhall. I detta utförande är en mässbesökare 3 försedd med väsentligen samma utrustning som i exemplet enligt fig 1, men nu innefattar lokaliseringsorganet 4 även en återgivnings- och/eller inmatningsenhet 15 som kan vara t ex en bärbar display utformad att kommunicera med utrustningen i övrigt. Mässbesökaren 3 kan via displayen 15 få information om hur han/hon bör förflytta sig, och/eller själv delge önskemål såsom hur han/hon önskar förflytta sig, för att på bästa sätt ta del av det som visas i mässhallen, finna en toalett eller dylikt. I fig 5a, 5b och 5c är det visat exempel på vad som kan vara åskådliggjort på displayen då mässbesökaren 3 befinner sig i de i fig 4 med a-c angivna punk- terna. På displayen kan visas en mängd olika saker, såsom vil- ken riktning som pekar mot norr, vilken riktning besökaren 3 bör välja för att följa en viss rutt och/eller nå ett visst mål, eller in- formation av annat slag för att påkalla besökarens 3 uppmärk- samhet eller informera denne och/eller förmedla reklam.

I fig 6 illustreras en vakt 3 på dennes vaktrunda 16 och i fig 7 och 8 illustreras hur en vakt 3 eller serviceperson 3 identifierar »near 10 15 20 25 30 35 v v ø u »o 523 407 28 -u en och rapporterar en skada i '1läggning, itlännare bestämt ar det i utförandeexemplet frågan om ett läckage hos en ledning.

Vaktfallet är i ett antal avseenden analogt med det fall avseende museum/varuhus som är illustrerat i fig 1. En viktig skillnad avseende hur utrustningen nyttjas är emellertid att i det föregå- ende exemplet fungerar lämpligen (central)datorenheten 11, 13 som "slav" och besökaren/kunden 3 som "master". l vaktfallet är däremot förhållandet det omvända, d v s vakten 3 är ”slav” och (central)datorenheten 11, 13 ”master". De nämnda begreppen master och slav används för att ange vem eller vad som är styrande, vilket innebär tex att vakten 3 som är slav styrs av (central)datorenheten 11, 13 att tex gå till en viss position me- dan besökaren 3 som är master fritt väljer förflyttningsväg 16 med bistånd av (central)datorenheten 11, 13 och i önskad ut- sträckning styr vilken information vederbörande skall erhålla från denna/dessa. l Vaktfallet kan (central)datorenheten 11, 13 användas för att med eller utan inblandning av vakten 3 generera en vaktrunda 16. Vakten 3 behöver inte erhålla någon förhandsinformation om den aktuella vaktrundan 16 eller vad som skall hända utmed denna. Vakten 3 leds härvid på samma sätt som t ex en besökare 3 i tidigare beskrivna utföranden mot ett bestämt mål, men målet är förbestämt av eller bestäms av (central)datorenheten 11, 13 och/eller en operatör av (central)datorenheten 11, 13 och såle- des inte av vakten 3 själv. Exempelvis kan det ordnas sà att två patrullerande vakter möts utan att vakterna är informerade om detta i förväg. Vidare kan andra vakttjänster införas, såsom att vakten vid passering av ett föremål i omgivningen, tex en ma- skin, skall vidtaga en särskild åtgärd för att dokumentera statu- sen hos detta föremål. l exemplet illustrerat i fig 6 är av tydlighetsskäl vaktens 3 förflytt- ningsväg 16 visad med en streckad linje och pilar. Dessutom är vissa kritiska punkter utmed vaktrundan 16 betecknade A-F.

Vakten 3 avses att via lokaliseringsorganet 4 erhålla information sanna »sann 10 15 20 25 30 35 523 407 .n n. 29 om hur vederbörande ska förflytta sig och vilka åtgärder som ska utföras. För detta ändamål kan lokaliseringsorganet 4 förutom tidigare nämnda medel för överföring av information mellan varelsen 3 och (central)datorenheten 11, 13 också inkludera en av vakten 3 bärbar displayenhet. Det innebär att kommandona till vakten 3 längs vaktrundan 16 skulle kunna överföras visuellt och/eller audioellt och ha följande innebörd: vid punkter A och F; sväng vänster 90°, vid punkter B, C och E; sväng höger 90°.

Om vakten 3 i strid med gällande instruktioner, t ex vid punkten A, istället skulle gå till höger, kan ny information överföras från (central)datorenheten 11, 13 till vakten 3 för att korrigera detta.

Vakten 3 kan därvid erhålla information om att återgå till den an- visade rutten. Det är också möjligt att ge respektive neka vakten 3 auktorisation. Om vakten 3 i strid med gällande instruktioner, t ex vid punkten A, istället skulle gå rakt fram in i det genom streckmarkering markerade området 17, kan information med in- nebörden att i detta område är det förbjudet att vistas överföras från (central)datorenheten 11, 13 till vakten 3 och/eller signaler att t ex en dörr 18 ska låsas för att förhindra passering kan skickas från (central)datorenheten 11, 13 till en mottagare i om- givningen för styrning av dörrlåset.

På godtycklig plats och vid valfri tidpunkt kan vakten 3 anmodas att intaga en särskild position och/eller orientering och/eller att utföra en särskild åtgärd. Detta kan ske t ex för genomförande av ett förfarande för att fastställa om en företeelses 22 position och/eller orientering i förhållande till en omgivning överstämmer med en referens. Förfarandet innefattar att en varelse, här vak- ten 3, sàsom tidigare beskrivet förbinds med ett lokaliserings- organ 4 inkluderande en givare 5 så att varelsens 3 och givarens 5 inbördes positioner och/eller orienteringar är anordnade att vara inom ett begränsat intervall och att nämnda referens defi- nieras genom införandet av åtminstone ett villkor avseende lokaliseringsorganets 4 position och/eller orientering i förhållande till omgivningen och att lokaliseringsorganets 4 position och/eller orientering i förhållande till omgivningen fastställes medelst gi- :unna r :nasl 4 1 till: 10 15 20 25 30 35 523 407 30 varen 5 genom mottagning av infallande signaler från signalkällor 9 i omgivningen samt att för Iokalíseringsorganet 4 fastställd positions- och/eller orienteringsinformation jämförs med referen- sen så att åtminstone något eventuellt förekommande tillstånd vid vilket nämnda åtminstone ena villkor är uppfyllt kan registre- ras. Lokaliseringsorganet 4 inkluderande givaren 5 kan såsom tidigare beskrivet vara ett sådant som medföres av varelsen 3 eller ett lokaliseringsorgan, inkluderande en givare, som varelsen tillfälligt förbinds med vid den aktuella positionen. l det i fig 6 illustrerade exemplet skulle vakten 3 då denne befinner sig vid punkten D kunna anmodas att inta en särskild position och/eller orientering och eventuellt anmodas att vidtaga någon ytterligare åtgärd i samband därmed, t ex gå in i ett rum 40 genom dörren belägen vid punkten D och medelst givaren 5 fastställa att en omkopplare 19 är av- eller påslagen, för att på så sätt erhålla tillstånd till det markerade området 17 och/eller föranleda att dör- ren 18 vid punkten E låses upp så att han/hon kan fortsätta sin vaktrunda 16 till punkten F. l detta utförande inkluderar uppfinningen således nämnda åtmin- stone ena referens definierad genom införandet av åtminstone ett villkor avseende givarens 5 position och/eller orientering i för- hållande till omgivningen, men även andra villkor, såsom en särskild tidpunkt, ett röstprov etc, kan adderas. Införandet av de uppfinningsenliga referenserna kan användas som abstrakta sta- tioner som t ex en vakt anmodas att besöka, vilket ger en stor flexibilitet i anordnandet av t ex vaktrundor. Fastän det i fig 6 är illustrerat väggar 20 som bildar korridorer i vilka vakten 3 för- flyttar sig är det också möjligt att genom tillämpning av särskilt utformad auktorisation skapa "korridorer”, ”rum” eller liknande, vilka är abstrakta och definierade genom vissa positions- och/eller orienteringskoordinater. Vid tillämpning av sådana ab- strakta omgivningar kan en person t ex röra sig fritt inom en gi- ven zon, såsom längs en genomgångsled i en verkstad, men om personen avviker från zonen startas ett larm och/eller personen får instruktioner via lokaliseringsenheten. Tillåtna respektive otil- canon innan Ivan: 10 15 20 25 30 35 | u n n oo a» 523 407 31 låtna zoner kan enkelt skapas, förändras eiier avlagsnas alltefter det föreliggande behovet, samt vara olika för olika varelser.

Med hänvisning till tidigare beskrivna utföranden av uppfinningen kan nämnas att en annan tillämpning av abstrakta stationer är att en person, t ex en kund utnyttjande uppfinningen vid besök i en affär, erhåller bonus och/eller rabatt om han/hon besöker vissa abstrakta stationer. Vid de abstrakta stationerna kan t ex en vara exponeras och härigenom kan en affärsinnehavare öka reklam- exponeringen i utbyte mot att kunden erhåller en viss belöning. l vissa fall är nämnda åtminstone ena villkor definierat genom placeringen och/eller utsträckningen hos ett i omgivningen före- kommande föremål 21. För att säkerställa att vakten 3 på ett enkelt och rationellt sätt ska kunna placera lokaliseringsorganet 4, d v s givaren 5, i överensstämmelse med referensen kan ibland lokaliseringsorganet 4 och/eller referensföremålet vara utformat för att lokaliseringsorganet 4 och föremålet 21 ska gå i ingrepp med varandra för fixering av lokaliseringsorganet 4 eller en del därav, och därmed av givaren 5, i förhållande till föremålet 21 så att givaren 5 uppfyller nämnda åtminstone ena villkor.

Detta kan tillämpas för att medelst givaren fastställa att t ex en spänningsbrytare är i ett läge som medför att ett annars spän- ningssatt område är spänningsfritt, så att en serviceperson kan passera området eller utföra arbete i området, och för att efter det att servicepersonen lämnat området på motsvarande sätt fastställa att brytaren är i ett annat läge som medför spännings- sättning av området.

På liknande sätt som i musei- och affärsexemplen, kan särskilda vaktrundor upprättas och om de erforderliga signalkällorna åter- finns i omgivningen kan en representant för den som tillhanda- håller vakttjänsten och en representant för köparen av den- samma förflytta sig i den aktuella omgivningen under medförande av ett eller flera lokaliseringsorgan för att tillsammans definiera och lägga fast en vaktrunda i enlighet med kundens önskemål.

Det finns härvid möjlighet att på plats utforma en viss vakttjänst vapen fionon 10 15 20 25 30 35 c - c I oo n. 525 407 32 n vc un. och således komma överens om vilka moment som ska ingå vid bevakningen. Exempelvis kan abstrakta stationer och auktorisa- tioner definieras, färdvägar och betraktelseriktningar för vakten 3 fastläggas etc.

I fig 7 och 8 illustreras hur en företeelse 22 hos en omgivning lo- kaliseras. Denna tillämpning av uppfinningen innefattar att en va- relse 3 förbinds med ett lokaliseringsorgan 4 inkluderande en gl- vare 5 förbunden med ett don 23 avsett för utpekande av förete- elser 22 i omgivningen, att pekdonet 23 riktas av varelsen 3 mot företeelsen 22 från åtminstone en pekposition 26, varvid givaren 5 genom mottagning av infallande signaler från signalkällor 9 i omgivningen fastställer sin position och/eller orientering och där- med för nämnda åtminstone ena pekposition 26 fastställer pekdo- nets 23 position och/eller orientering i förhållande till omgiv- ningen, och att den utpekade företeelsens 22 position och/eller orientering i förhållande till omgivningen fastställes med hjälp av för pekdonet 23 fastställd position och/eller orientering. För att utföra detta inkluderar lokaliseringsorganet 4 det med givaren 5 mekaniskt förbundna och av varelsen 3 bärbara pekdonet 23 för inriktning i förhållande till företeelser 22 i omgivningen. En serviceperson 3 riktar pekdonet 23 mot en läckande ledning 24.

Pekdonet 23 kan inkludera ett medel 25 för utsändning av riktad elektromagnetisk strålning, såsom laserljus eller liknande. Härvid kan pekdonet 23 med precision riktas mot den aktuella företeelsen 22 samtidigt som givaren 5 tillhandahåller information om pekdonets 23 position och/eller orientering i förhållande till omgivningen. För att sedan bestämma företeelsens 22, här vattenledningsläckagets 22, position i förhållande till omgivningen kan förfarandet upprepas från en eller flera andra skilda positioner för pekdonet 23. Lämpligen bekräftar service- personen 3 att en utpekning önskas registreras genom att verifi- era att pekdonet 23 är placerat i en position i vilken en utpekning skall genomföras. Verifiering kan genomföras på många olika sätt, exempelvis genom att varelsen påverkar ett aktiveringsdon hos pekdonet, såsom en knapp eller dylikt, eller genom att prata i 1-11.

:Anna flvpn: 10 15 20 25 30 35 u o n ø oo . 523 407 33 vv rov en mikrofon kopplad till (centrahdatorenheten 11, 13 eller genom att hålla pekdonet stilla under en viss tid etc. l fig 8 visas personen 3 i en annan position 27 i förhållande till omgivningen. Medelst information om pekdonets 23 position och orientering för tvâ olika positioner 26, 27 i vilka pekdonet 23 är riktat mot den aktuella företeelsen 22 kan den aktuella förete- elsens 22 position beräknas. Alternativt kan i kombination med positions- och orienteringsbestämningen utförd medelst givaren 5 annan information utnyttjas, såsom en eller flera modeller av omgivningen. Med utnyttjande av en modell av omgivningen kan i vissa fall den aktuella företeelsens 22 position fastställas genom att pekdonet 23 inkluderande givaren 5 riktas mot företeelsen 22 enbart från en position.

Lokallseringsorganet 4 skulle också kunna inkludera en sensor för att parallellt med positions- och/eller orienteringsbestäm- ningen upptaga information från omgivningen genom registrering eller mätning av en eller flera egenskaper som omgivningen upp- visar i en eller flera positioner och/eller riktningar. Med en sådan anordning kan andra företeelser, inkluderande sådana som ej kan påvisas visuellt, lokaliseras. Exempelvis skulle en strål- ningsdetektor anbringad l pekdonet möjliggöra detektering och lokalisering av ett radioaktivt läckage. Det är också möjligt att förse lokaliseringsorganet med en kamera, såsom en videoka- mera, genom att anbringa kameran på t ex pekdonet, eller på annan lämplig plats, t ex genom att varelsen helt enkelt bär med sig kameran, i syfte att erhålla ytterligare information genom bildupptagning av omgivningen i anslutning till positions- och/eller orienteringsbestämningen.

Under hänvisning till fig 9 beskrivs uppfinningen i samband med tillämpningen att medelst en varelse 3 fastställa ett objekts 30 position och/eller orientering i förhållande till en omgivning.

Förfarandet innefattar att varelsen 3, t ex en vakt eller en servi- ceperson, förbinds med ett lokaliseringsorgan 4 inkluderande en givare 5, att lokaliseringsorganet 4 av varelsen 3 placeras i ozon: :aønn anan- 10 15 20 25 30 35 523 407 34 mekanisk kontakt med objektet 30, att lokaliseringsorganets 4 position och/eller orientering i förhållande till omgivningen fast- ställes medelst givaren 5 genom mottagning av infallande sig- naler från signalkällor 9 i omgivningen, och att objektets 30 po- sition och/eller orientering fastställes med hjälp av för lokalise- ringsorganet 4 fastställd position och/eller orientering. l fig 9 visas ett rör 29 innehållande ett strömmande medium. Röret 29 är försett med en flödesmätningsutrustning 31 och en ventil 32 för reglering av mediets flöde. Ventilen 32 kan justeras medelst ett vred 30 och därigenom kan flödet regleras. För olika inställ- ningar av vredet 30 erhålls således olika flöden i röret. Uppfin- ningen har i detta sammanhang ett flertal tillämpningar. Först av allt ska emellertid framhållas att det i fig 9 illustrerade utförandet endast är att betrakta som ett exempel och fastän uppfinningen åskådliggörs med hjälp av ovannämnda ventil 32 så kan den till- lämpas på liknande sätt tillsammans med ett godtyckligt objekt 30. I detta exempel är vredet 30 utformat för mottagning av en del av lokaliseringsorganet 4 inkluderande givaren 5. Givaren 5 är förbunden med en varelse 3, lämpligen en människa, t ex ge- nom att personen 3 håller en del av lokaliseringsorganet 4 i han- den.

Lämpligen är lokaliseringsorganet 4 och referensföremålet, d v s vredet 30, utformade för att gå i ingrepp med varandra för fixe- ring av lokaliseringsorganet 4 och därmed av givaren 5 i förhål- lande till vredet 30. Det genomförs här genom att en kilformad tapp 41 förs ned i ett motsvarande kilformat spår 42. Härvid finns möjlighet att fastställa, kalibrera och/eller inställa vredets 30 po- sition och/eller orientering. Exempelvis kan servicepersonen 3 genom att anbringa lokaliseringsorganet 4 vid vredet 30 fastställa att vredet 30 befinner sig i önskat läge och/eller överföra infor- mation om vredets 30 position och/eller orientering till (cen- tral)datorenheten 11, 13. informationen kan användas för att kontrollera tillståndet hos t ex en teknisk process av något slag.

Vidare finns möjlighet att utvärdera en teknisk funktion genom att se hur denna påverkas av olika inställningar hos det aktuella föremålet. I exemplet skulle ventilen 32 t ex kunna kalibreras ge- nßuun *Isla 10 15 20 25 30 35 c a r o co n» 525 407 35 nom att direkta flödesmätningar utförs medelst flödesmätningsut- rustningen 31 för olika inställningar av vredet 30, vilka inställ- ningar är fastställda med hjälp av med givaren 5 producerad po- sitions- och/eller orienteringsinformation.

En annan tillämpning av uppfinningen är avsökning och kartlägg- ning av ett föremål, ett område eller en volym. l fig 10 är ett om- råde 33 schematiskt illustrerat, vilket område kan vara t ex ett industriområde i anslutning till en hamn som önskas avsökas för att utreda om narkotika finns i området. l detta fall är varelsen 3 lämpligen en utbildad narkotikahund 3 som förbinds med givaren 5 medelst ett band 8 runt halsen eller magen. Lokaliseringsor- ganet 4 innefattar också lämpligen en datorenhet 11 och/eller lo- kaliseringsorganet 4 står i förbindelse med en central datorenhet.

Givaren 5 fastställer såsom tidigare beskrivet kontinuerligt sin position och/eller orientering genom mottagning av infallande signaler från signalkällor 9 i omgivningen, och mede|st för givaren 5 fastställd position och/eller orientering kan hundens 3 position och/eller orientering fastställas. Detta gör det möjligt att kartlägga varelsens 3 förflyttning i förhållande till omgivningen.

Vidare kan registreras vid vilken tidpunkt hunden 3 har/hade en viss position och/eller orientering.

Vid förflyttning av varelsen 3 i förhållande till omgivningen kan det registreras och kartläggas en eller flera egenskaper hos om- givningen. I detta fall kan registreras huruvida narkotika finns på platsen eller inte. Denna registrering kan ske på basis av hun- dens 3 uppträdande. Exempelvis om hunden 3 rör sig normalt fö- religger troligen inte någon narkotika medan om hunden 3 befin- nes förflytta och/eller röra sig på ett speciellt sätt vid en viss plats kan narkotika föreligga. Hunden 3 skulle också kunna skälla när denne hittat något särskilt och medelst en i lokaliseringsor- ganet 4 inkluderad mikrofon och övriga kommunikationsmedel redan beskrivna, skulle hundskallet kunna överföras till (cen- tral)datorenheten 11. Givetvis skulle information även kunna överföras till motsatt riktning i form av kommandon till hunden 3. varelsen 3 kan under det att dennes position och/eller orienter- :anno :sura *Iowa 10 15 20 25 30 35 o n c | oo sz: 407 = 36 ing fortlöpande fastställes, förflytta sig på ett icke förutsägbart sätt. Det är emellertid också möjligt att dressera hunden 3 att förflytta sig, eller röra sig, på ett intränat sätt och därvid kan uppfinningen användas dels såsom beskrivet ovan, dels för att öva hunden 3 att utföra en viss rörelse och/eller förflyttning.

En annan tillämpning är härvid att i forskningssyfte dokumentera hur olika djur rör sig i olika sammanhang. Exempelvis skulle en häst kunna förses med en eller flera givare anordnade på häs- tens ben för att kartlägga dennes rörelseschema. l utförandeexemplet avseende narkotikahunden 3 kan förfarandet utföras med eller utan hundförare. Undvarande av hundförare ger betydande kostnadsbesparingar. Vidare finns givetvis andra lik- nande tillämpningar, såsom sökning efter bomber i byggnader.

En annan tillämpning är direkt och indirekt minröjning genom sä- kerställande respektive dokumentering av minfria områden. I om- råden där det förekommer minor, särkilt trampminor, kan uppfin- ningen utnyttjas genom att varelser förses med lokaliseringsor- gan. De positioner i förhållande till omgivningen som människor eller djur försedda med lokaliseringsorgan har befunnits sig i, kan registreras under det att dessa människor, boskap etc rör sig på normalt sätt i omgivningen, d v s såsom de skulle ha gjort även i frånvaro av lokaliseringsorganen. Härigenom kan på ett effektivt sätt minfria positioner dokumenteras för att skapa infor- mation om minfria områden och framkomliga vägar. Det är givet- vis också möjligt att mer systematiskt undersöka om minor finns i ett område genom att tex låta en eller flera hundar upprepat beträda området där minor misstänks föreligga tills tillräcklig po- sitionsinformation erhålles för att området skall anses vara min- fritt.

I figur 11 illustreras ett lokaliseringsorgan 4 inkluderande ett för- bindningsmedel 8 i form av ett armband anordnat på en arm 34 för användning som elektronisk fotboja. Lokaliseringsorganet 4 står i förbindelse med en larmenhet 35, vilken lämpligen kan vara canon :anna masa. 10 15 20 25 30 35 523 407 37 lUkdll' seringsorganet 4 och Iarmenheten 35. Larmenheten 35 skulle dock kunna vara separat anordnad på godtycklig plats i omgiv- ningen. Larmenheten 35 är lämpligen anordnad att för vissa kri- terier avge en ljudsignal och/eller signaler till en (cen- tra|)datorenhet. Dessa kriterier kan vara t ex att givaren 5 fast- ställt att personen 3 som bär armbandet befinner sig i en otillåten position och/eller orientering, att givaren 5 inte är påslagen, att givaren 5 inte fungerar som avsett, att förbindelsen mellan lokali- seringsorganet 4 och Iarmenheten 35 är bruten eller att Iarmen- heten 35 avlägsnats från sin avsedda position. Larmenheten 35 är lämpligen så beskaffad att det krävs ett särskilt verktyg för att avlägsna den från sin position vid exempelvis armbandet så att sådan avlägsning utförd utan att åverkan görs på Iarmenheten 35 eller annan del av anordningen endast kan utföras av behörig person med tillgång till nämnda verktyg.

!.-!.|.,..I-t.-,-..4 I .-._..-_--I-....-.._I..4 5.2..- ... .|;__,,__, IIIRIUUUICIU I CIIIIIUGIIUUL, IUI |||g||d|| Genom att förbinda personen 3 med Iokaliseringsorganet 4 och upprätta en förbindelse för kommunikation mellan detta och Iarmenheten 35 erhålls en effektiv s k elektronisk fotboja med unika egenskaper. Från Iokaliseringsorganet 4 kan om så önskas kontinuerligt överföras information om personens 3 position och/eller orientering till en extern övervakningscentral, men detta är inte alls nödvändigt för genomförandet av övervakningen. Överföring av positions- och/eller orienteringsinformation till övervakningscentralen kan ske vid valfria tillfällen, såsom vid larm, felfunktion eller vid manipulation, eller någon överföring behöver inte ske överhuvudtaget. En stor fördel med uppfin- ningen är således att den möjliggör övervakning utan att signaler behöver sändas ut från Iokaliseringsorganet 4 till en mottagare i omgivningen. Anordningen enligt uppfinningen kräver endast att signaler överförs från omgivningen till Iokaliseringsorganet 4, vilka signaler inte innehåller någon information om var varelsen 3 befinner sig, och härigenom kan bäraren av fotbojan skyddas mot obehörig avlyssning och spårning. Detta minskar avsevärt, eller eliminerar helt, risken för att människor som är ett hot mot per- sonens 3 säkerhet ska kunna spåra denne genom avlyssning. n o o v o: 525 407 - - n o | o n o ø n uo 38 Vidare bör nämnas att all i denna ansökning beskriven signal- överföring, särskilt den mellan varelsen 3 och (cen- tral)datorenheten 11, 13, kan givetvis krypteras och/eller kom- 5 primeras medelst befintlig teknik för att förhindra obehörig av- lyssning respektive åstadkomma snabbsändning. »vara nano; ø:nns

Claims (39)

1. 0 15 20 25 30 35 _L n o o o se 523 407 39 Anordning för att fastställa en varelses (3) position och/eller orientering i förhållande till en omgivning, varvid anordningen innefattar ett med varelsen förbundet lokali- seringsorgan (4) inkluderande en givare (5) anordnad att fastställa sin position och/eller orientering i förhållande till omgivningen genom att mottaga infallande signaler från åtminstone tre signalkällor (9) i omgivningen, varav åtminstone tre av signalkällorna har kända positioner i förhållande till omgivningen, och registrera de mottagna signalernas relativa infallsriktningar i förhållande till giva- ren, och ett medel (8) medelst vilket en kroppsdel hos varelsen och givaren är så förbundna att kroppsdelens och givarens inbördes positioner och/eller orienteringar är anordnade att vara inom ett begränsat intervall, för att medelst information om givarens position och/eller orientering fastställa positionen och/eller orienteringen för nämnda kroppsdel hos varelsen, kännetecknad därav, att givaren är försedd med åtminstone en phased-array för mottagande av nämnda signaler och registrering av signalernas relativa infallsriktningar.

2. Anordning enligt krav 1, kännetecknad därav, att nämnda signaler utgöres av mikrovågor.

3. Anordning enligt krav 1, kännetecknad därav, att nämnda signaler utgöres av ljudvågor.

4. Anordning för att fastställa en varelses (3) position och/eller orientering i förhållande till en omgivning, varvid anordningen innefattar ett med varelsen förbundet lokali- seringsorgan (4) inkluderande en givare (5) anordnad att fastställa sin position och/eller orientering i förhållande till omgivningen genom att mottaga infallande optiska signaler från åtminstone tre signalkällor (9) i omgivningen, varav åtminstone tre av signalkällorna har kända positioner i 10 15 20 25 30 35 n ø v a nu 525 407 40 förhållande till omgivningen, och ett itiedei (8) :ttedeist vilket en kroppsdel hos varelsen och givaren är så förbundna att kroppsdelens och givarens inbördes positioner och/eller orienteringar är anordnade att vara inom ett begränsat intervall, för att medelst information om givarens position och/eller orientering fastställa positionen och/eller orienteringen för nämnda kroppsdel hos varelsen, varvid givaren (5) uppvisar en yta utformad att mottaga från signalkällorna (9) utsända signaler och registrera de mottagna signalernas relativa infallspositioner på ytan, kännetecknad därav, att den inkluderar åtminstone en referens definierad genom införandet av åtminstone ett villkor avseende givarens (5) position och/eller orientering i förhållande till omgivningen för bildande av en abstrakt station.

5. Anordning för att fastställa en varelses (3) position och/eller orientering i förhållande till en omgivning, varvid anordningen innefattar ett med varelsen förbundet lokali- seringsorgan (4) inkluderande en givare (5) anordnad att fastställa sin position och/eller orientering i förhållande till omgivningen genom att mottaga infallande optiska signaler från åtminstone tre signalkällor (9) i omgivningen, varav åtminstone tre av signalkällorna har kända positioner i förhållande till omgivningen, och ett medel (8) medelst vilket en kroppsdel hos varelsen och givaren är så förbundna att kroppsdelens och givarens inbördes positioner och/eller orienteringar är anordnade att vara inom ett begränsat intervall, för att medelst information om givarens position och/eller orientering fastställa positionen och/eller orienteringen för nämnda kroppsdel hos varelsen, varvid givaren (5) uppvisar en yta utformad att mottaga från signalkällorna (9) utsända signaler och registrera de mottagna signalernas relativa infallspositioner på ytan, kännetecknad därav, att lokaliseringsorganet (4) inkluderar en sensor för upptagning av information fràn omgivningen genom registrering eller mätning av en eller flera u Q n c nu 10 15 20 25 30 35 10. 11. 12. n ø u o oo o egenskaper som emgivningen uppvisar i en eller fiera positioner och/eller riktningar.

6. Anordning enligt något av föregående krav, kännetecknad därav, att givaren (5) är anordnad att vid inbördes förflyttning av givaren och omgivningen upprepat fastställa sin position och/eller orientering i förhållande till omgivningen.

7. Anordning enligt något föregående krav, kännetecknad därav, att givaren (5) är anordnad att vid inbördes förflytt- ning av givaren och omgivningen vara fritt flyttbar och me- kaniskt ostyrd av omgivningen i ett godtyckligt koordinatsy- stem.

8. Anordning enligt något föregående krav, kännetecknad därav, att givaren (5) är anordnad att fastställa sin position och/eller orientering med avseende på minst två frihetsgra- der i förhållande till omgivningen.

9. Anordning enligt krav 8, kännetecknad därav, att givaren (5) är anordnad att fastställa sin position och/eller orienter- ing med avseende på minst tre frihetsgrader i förhållande till omgivningen.

10. Anordning enligt krav 9, kännetecknad därav, att givaren (5) är anordnad att fastställa sin position och orientering med avseende på minst fyra frihetsgrader i förhållande till omgivningen.

11. Anordning enligt något föregående krav, kännetecknad därav, att lokaliseringsorganet (4) innefattar ett medel (6, 15) för överföring av information till varelsen (3).

12. Anordning enligt något föregående krav, kännetecknad därav, att lokaliseringsorganet (4) inkluderar ett med giva- ren (5) mekaniskt förbundet och av varelsen (3) bärbart n n n a o o oo 10 15 20 25 30 35 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. : I I o oo o 523 407 42 “ALAQ _ fif)\ Å" 1u-,,I-¿-I,.

13. IG", I I LI I pwnuuli (Lu' omgivningen.

14. Anordning enligt krav 12, kännetecknad därav, att pekdo- net (23) innefattar ett medel (25) för utsändning av riktad elektromagnetisk strålning.

15. Anordning enligt något föregående krav, kännetecknad därav, att lokaliseringsorganet (4) innefattar ett medel (7, 15) för mottagning av information från varelsen (3).

16. Anordning enligt något föregående krav, kännetecknad därav, att den inkluderar ett medel (10) för kommunikation mellan lokaliseringsorganet (4) och en enhet i omgivningen.

17. Anordning enligt krav 1 eller 5, kännetecknad därav, att den inkluderar åtminstone en referens definierad genom införandet av åtminstone ett villkor avseende givarens (5) position och/eller orientering i förhållande till omgivningen.

18. Anordning enligt krav 4 eller 16, kännetecknad därav, att nämnda åtminstone ena villkor är relaterat till placeringen och/eller utsträckningen hos ett i omgivningen förekommande föremål (21, 30) så att placering av lokaliseringsorganet (4) i mekanisk kontakt med föremålet krävs för att uppfylla nämnda åtminstone ena villkor.

19. Anordning enligt krav 17, kännetecknad därav, att lokalise- ringsorganet (4) och/eller föremålet (21, 30) är utformat för att lokaliseringsorganet och föremålet ska gå i ingrepp med varandra för fixering av lokaliseringsorganet eller en del därav och därmed av givaren (5) i förhållande till föremålet så att givaren uppfyller nämnda åtminstone ena villkor.

20. Anordning enligt krav 15 och något av kraven 17 och 18, kännetecknad därav, att kommunikationsmedlet (10) är 10 15 20 25 30 35 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. . 525 407 43 ancrdnat att upprätta en förbindelse för slgnalöverföräng mellan Iokaliseringsorganet (4) och nämnda föremål.

21. Anordning enligt krav 1, kännetecknad därav, att Iokaliseringsorganet (4) inkluderar en sensor för upptagning av information från omgivningen genom registrering eller mätning av en eller flera egenskaper som omgivningen uppvisar i en eller flera positioner och/eller riktningar.

22. Anordning enligt krav 12 eller 13 och enligt krav 5 eller 20, kännetecknad därav, att sensorn är inkluderad i pekdonet (23).

23. Anordning enligt krav 4 eller 5, kännetecknad därav, att givaren (5) är utformad att mottaga från signalkällorna (9) utsända signaler och registrera de mottagna signalernas relativa infallsriktningar i förhållande till givaren.

24. Anordning enligt krav 22, kännetecknad därav, att givaren (5) uppvisar en yta utformad att mottaga från signalkällorna (9) utsända signaler och registrera de mottagna signalernas relativa infallsriktningar i förhållande till ytan.

25. Anordning enligt något föregående krav, kännetecknad därav, att givaren (5) är anordnad att från signalkällorna (9), vilka utgörs av åtminstone tre skilda signalkällor i om- givningen, mottaga de mellan signalkällorna och givaren sig rätlinjigt fortplantande signalerna.

26. Anordning enligt något föregående krav, kännetecknad därav, att den inkluderar signalkällorna (9) anordnade i om- givningen.

27. Anordning enligt något föregående krav, kännetecknad därav, att signalkällorna (9) utgörs av aktiva signalemit- terande signalkällor. a u o o av 10 15 20 25 30 35 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 97. 523 407 44 .

28. Anordning enligt någe! av kraven 125, kännetecknad därav, att signalkällorna (9) utgörs av passiva organ re- flekterande mot organen infallande signaler.

29. Anordning enligt krav 25, kännetecknad därav, att den in- kluderar medel för utsändning av signaler och att signal- källorna (9) utgörs av nämnda passiva organ reflekterande signalerna utsända från signalutsändningsmedlen.

30. Anordning enligt krav 1, kännetecknad därav, att givaren (5) är anordnad att fastställa sin position och/eller orienter- ing i förhållande till omgivningen genom att mottaga infal- lande optiska signaler från signalkällorna (9) i omgivningen.

31. Användning av en anordning enligt något av kraven 1-29 för att fastställa en varelses (3) förflyttning.

32. Användning av en anordning enligt något av kraven 1-29 för att dirigera en varelses (3) förflyttning.

33. Användning av en anordning enligt något av kraven 1-29 för att lära en varelse (3) att utföra en viss rörelse.

34. Användning av en anordning enligt något av kraven 1-29 för att lära varelsen (3) att följa en särskild förflyttningsväg (16).

35. Användning av en anordning enligt något av kraven 1-29 för att fastställa närvaron av ett objekt (2, 3, 19, 30) i en om- givning.

36. Användning av en anordning enligt något av kraven 1-29 för att ge auktorisation till en varelse (3).

37. Användning enligt krav 35 för att ge auktorisation till en va- relse (3) att befinna sig i en viss position och/eller orien- tering. 10 37.

38.

39. Q n | n .o n 523 407 45 Användning enligt krav 35 för att ge auktorisation till en va- relse (3) att utföra en viss handling. Användning av en anordning enligt något av kraven 1-29 för att varna och/eller förhindra en varelse (3) att besöka ett visst område (17). Användning av en anordning enligt något av kraven 1-29 för att fastställa om en åtgärd vidtagits.