WO2001088563A1 - Verfahren und vorrichtung zur drahtlosen positions- und/oder lagebestimmung wenigstens eines objektes - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur drahtlosen positions- und/oder lagebestimmung wenigstens eines objektes Download PDF

Info

Publication number
WO2001088563A1
WO2001088563A1 PCT/DE2001/001632 DE0101632W WO0188563A1 WO 2001088563 A1 WO2001088563 A1 WO 2001088563A1 DE 0101632 W DE0101632 W DE 0101632W WO 0188563 A1 WO0188563 A1 WO 0188563A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
signal
interrogation
sensor elements
sensor
modulation
Prior art date
Application number
PCT/DE2001/001632
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Franz Dollinger
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
Priority to CA002408988A priority Critical patent/CA2408988A1/en
Priority to EP01936009A priority patent/EP1285284A1/de
Priority to JP2001584903A priority patent/JP2003533704A/ja
Publication of WO2001088563A1 publication Critical patent/WO2001088563A1/de
Priority to US10/294,797 priority patent/US20030144010A1/en

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/02—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
    • G01S3/14—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
    • G01S3/46—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using antennas spaced apart and measuring phase or time difference between signals therefrom, i.e. path-difference systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/0247—Determining attitude
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/74—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/75—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems using transponders powered from received waves, e.g. using passive transponders, or using passive reflectors
    • G01S13/751—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems using transponders powered from received waves, e.g. using passive transponders, or using passive reflectors wherein the responder or reflector radiates a coded signal
    • G01S13/755—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems using transponders powered from received waves, e.g. using passive transponders, or using passive reflectors wherein the responder or reflector radiates a coded signal using delay lines, e.g. acoustic delay lines
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/02—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
    • G01S3/14—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
    • G01S3/46—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using antennas spaced apart and measuring phase or time difference between signals therefrom, i.e. path-difference systems
    • G01S3/48—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using antennas spaced apart and measuring phase or time difference between signals therefrom, i.e. path-difference systems the waves arriving at the antennas being continuous or intermittent and the phase difference of signals derived therefrom being measured

Definitions

  • the invention relates to a method according to the preamble of patent claim 1 and a device according to the preamble of patent claim 5.
  • SAW surface waves
  • the OF component works passively, i.e. it does not require its own energy source or power supply. The energy requirement is covered by the electromagnetic interrogation signal stored by reception.
  • Such OF components which operate as passive transponders, can be used for various measurement purposes in temperature, pressure or acceleration measurement. They can also be used in identification systems for
  • the object of the invention is to provide a method and a device for wirelessly determining the position and / or position of one or more objects of the type mentioned in the introduction, in which the positioning and / or the position of objects which are also difficult to see and difficult to observe can be determined.
  • This task is performed in the process by the identifying
  • the radio-stored query signal is individually modulated and as a coded response signal, the time and / or phase position of which is evaluated when determining the position and / or position , sent back to the sending location of the query signal.
  • the time and / or phase position of the coded response signal is evaluated with respect to the time and / or phase position of the interrogation signal.
  • a determination is made of the distance between the object and the interrogation station from which the interrogation signal was sent.
  • several sensor elements in particular three sensor elements, can be provided on the object. Due to their different positioning on the object, the sensor elements have an interrogation station different distances. In the case of the coded response signals, this results in time or phase differences between the signals and different transit times between the interrogation station and the respective sensor elements.
  • the modulation in the respective sensor element can be based on different delays and / or frequency influences.
  • the sensor elements are preferably designed as SAW components with an ID tag function.
  • An evaluation device provided in the interrogation station recognizes, on account of the different modulation or coding of the response signals received, the respective sensor from which the response signal comes. As a result, the respectively measured value for the transit time or phase position can be assigned to the corresponding sensor element.
  • SAW resonators electrical and mechanical resonant circuits, such as, for example, quartz volume oscillators and LC resonant circuits.
  • An advantageous feature of the energy-storing sensor elements used is that the energy is stored in the element until environmental echoes of the interrogation signal (interrogation pulse) have decayed to such an extent that the response signals emitted by the sensor element can be relatively weak and yet be detected can.
  • the position and / or position of the object in space with respect to a reference location, in particular with respect to the interrogation station by means of the running time differences of the response signals which come from the sensor elements placed at different locations on the object.
  • the sensor elements have a fixed spatial relationship to the object, which is stored in the evaluation device.
  • the number of sensor elements used determines the free degrees in which the measurement can be carried out, as well as the measurement accuracy. If three sensor elements are arranged at different locations on the object, both the distance of the object from the interrogation station or from the reference location and the position of the object relative to this can be determined.
  • the invention achieves non-contact position and / or position determination of one or more objects with a passive sensor device.
  • the measuring arrangement has a simple structure, whereby no direct line of sight is required between the interrogation station and the object.
  • the invention can preferably be used in guideless transport systems, in the automatic positioning of objects, in the positioning of obscure or poorly observable objects and in the monitoring of plants and plant parts. It is also suitable for use in alarm systems, in systems to support the disabled and in safety and comfort systems for people.
  • Fig. 1 shows schematically the basic structure of an embodiment of the invention
  • FIG. 3 shows an embodiment for a sensor element and an interrogation station, which can be used in the invention.
  • three sensor elements 1, 2 and 3 are arranged on an object 7 at different locations on the object.
  • an interrogation station 14 with a transmission / reception antenna 15 belongs to the position and position determination system shown.
  • the interrogation station 14 also has a transmitter 12 and a receiver 13, which can be connected or connected to the transmission / reception antenna 15 (FIG. 3).
  • the interrogation station 14 can have an evaluation device 5, in which the transmitted and received signals are evaluated. Such an interrogation station is known.
  • the respective sensor elements 1 to 3 preferably consist of SAW components of a known embodiment.
  • each sensor element has an assigned receiving / transmitting antenna.
  • the sensor element 1 has the assigned antenna 9, the sensor element 2 the assigned antenna 10 and the sensor element 3 the assigned antenna 11.
  • Each of these receive / transmit antennas is connected to an interdigital transducer 8 on the respective sensor element ,
  • the interdigital transducer 8 generates an acoustic surface wave (SAW) in a piezoelectric substrate 16 of the SAW component, which is modulated in a modulation device 6.
  • the modulation device 6 can consist of different reflector structures or resonator structures formed by folding.
  • a modulation with regard to the delay and / or frequency of the surface acoustic wave signal is obtained in this way.
  • This modulated signal is converted back by the converter 8 into an electromagnetic HF response signal and sent back to the interrogation station 14 via the receive / transmit antenna of the respective sensor element.
  • the respective sensor elements 1 to 3 are thus from the interrogation station 14 with an interrogation signal, in particular with a pulsed RF interrogation signal, e.g. B. excited with 2.45 GHz.
  • the response signal coded by the modulation is with the respective from Sensor element caused time delay emitted by the respective assigned receive / transmit antennas 9, 10, 11 of the sensor elements and received via the receiving part 13 of the interrogation station 14.
  • the spatial arrangement of the receive / transmit antennas 9 to 11 assigned to the respective sensor elements 1 to 3 is permanently provided on the object 7 and stored in the evaluation device 5.
  • the different distances that these antennas 9 to 11 have as a function of the position and location of the object from the transmitting / receiving antenna 15 of the interrogation station 14 can be determined from the respective transit times and / or phase positions of the response signals. From the different transit times and phase positions as well as transit time differences between the individual response signals, the path differences between the individual antennas 9 to 11 to the antenna 15 of the interrogation station 14 and the distance and / or position of the object 7 with respect to the interrogation station or another can be determined via the speed of light Determine the reference location according to known trigonometric relationships. This is clear from Fig. 2. Since the system is invariant against rotation around the interrogation station, an additional direction finder or an additional antenna can be provided on the interrogation station 14, so that the direction in which the object 7 lies can also be determined.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur drahtlosen Positions- und Lagebestimmung wenigstens eines Objektes (7), bei dem ein elektromagnetisches Abfragesignal von einer Abfragestation (14) ausgesendet wird, und am Objekt (7) energiespeichernde Sensorelemente (1 bis 3) vorgesehen sind, die das über Funk eingespeicherte Abfragesignal individuell modulieren und als codierte Antwortsignale zur Abfragestation (14) zurücksenden, in welcher zur Positions- oder Lagebestimmung aus den Zeit- und/oder Phasenlagen der jeweiligen Antwortsignale die Positions- und/oder Lagebestimmung durchgeführt wird.

Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zur drahtlosen Positions- und/oder Lagebestimmung wenigstens eines Objektes
Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 5.
Es ist bekannt, für ein Objekt oder für mehrere Objekte unter Zuhilfenahme von Reflexion elektromagnetischer Strahlung, beispielsweise durch Bilderkennung, Radar und dergleichen, die Position bzw. Positionen zu bestimmen. Auch ist es be-. kannt, mit Hilfe von Neigungssensoren eine Lageerkennung durchzuführen. Hierzu ist jedoch eine bei Radar oder Bilderkennung direkte Sichtverbindung und bei Neigungssensoren eine Verkabelung des Objektes in aller Regel erforderlich.
Ferner sind z. B. aus der EP 0 619 906 Bl Sensorelemente in Form von Oberflächenwellen . (OFW) -Bauelementen bekannt, welche ein Abfragesignal Zwischenspeichern können, wobei das elektromagnetische Abfragesignal bei der Zwischenspeicherung in ein akustisches Signal gewandelt und mit einer vorgegebenen Grundverzögerung und/oder Frequenz modifiziert werden kann. Das modifizierte akustische Signal wird in ein codiertes elektromagnetisches Antwortsignal umgewandelt und zu einer Abfragestation, welche das Abfragesignal ausgesendet hat, zur Gewinnung bestimmter Maßdaten zurückgesendet. Das OF -Bauele- ment arbeitet passiv, d.h. es benötigt keine eigene Energie- quelle bzw. Stromversorgung. Der Energiebedarf wird über das durch Empfang eingespeicherte elektromagnetische Abfragesignal gedeckt. Derartige als passive Transponder arbeitende OF -Bauelemente können zu verschiedenen Meßzwecken bei der Temperatur-, Druck- oder Beschleunigungsmessung zum Einsatz kommen. Ferner können sie in Identifizierungssystemen zum
Einsatz kommen, wobei zur Modulation des akustischen OFW-Sig- nals unterschiedliche Reflektorstrukturen auf dem piezoelekt- rischen Substrat des OFW-Bauelements zum Einsatz kommen. Aus der EP 0 651 344 ist es beispielsweise bekannt, einen Spread- Spektrum-Reflektor auf dem Substrat des OF -Bauelementes vorzusehen. Das OF -Bauele ent repräsentiert dann einen soge- nannten ID-Tag, der als Identifizierungsmarke zum Einsatz kommen kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur drahtlosen Positions- und/oder Lagebestimmung eines oder mehrerer Objekte der eingangs genannten Art zu schaffen, bei denen die Positionierung und/oder die Lage auch unübersichtlicher und schwer beobachtbarer Objekte bestimmt werden kann.
Diese Aufgabe wird beim Verfahren durch die kennzeichnenden
Merkmale des Patentanspruches 1 und bei der Vorrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 5 gelöst.
Die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Bei der Erfindung wird mit Hilfe wenigstens eines am Objekt vorgesehenen energiespeichernden Sensorelementes, welches passiv ohne eigene Energieversorgung arbeitet, das über Funk eingespeicherte Abfragesignal individuell moduliert und als codiertes Antwortsignal, dessen Zeit- und/oder Phasenlage bei der Positions- und/oder Lagebestimmung ausgewertet wird, zum Sendeort des Abfragesignals zurückgesendet. Die Zeit- und/oder Phasenlage des codierten Antwortsignals wird bezüg- lieh der Zeit- und/oder Phasenlage des Abfragesignals ausgewertet. Auf diese Weise gewinnt man zumindest bei Verwendung eines Sensorelements eine Bestimmung des Abstandes zwischen Objekt und Abfragestation, von welcher das Abfragesignal ausgesendet wurde. Zur Lagebestimmung des Objektes können am Ob- jekt mehrere Sensorelemente insbesondere drei Sensorelemente vorgesehen sein. Aufgrund ihrer unterschiedlichen Positionierung am Objekt besitzen die Sensorelemente zur Abfragestation unterschiedliche Entfernungen. Hieraus resultieren bei den codierten Antwortsignalen Zeit- bzw. Phasendifferenzen der Signale untereinander und unterschiedliche Laufzeiten zwischen der Abfragestation und den jeweiligen Sensorelementen.
Die Modulation im jeweiligen Sensorelement kann auf unterschiedlicher Verzögerung und/oder Frequenzbeeinflussung beruhen. In bevorzugter Weise sind die Sensorelemente als OFW- Bauele ente mit ID-Tag-Funktion ausgebildet. Eine in der Ab- fragestation vorgesehene Auswerteeinrichtung erkennt aufgrund der unterschiedlichen Modulation bzw. Codierung der empfangenen AntwortSignale den jeweiligen Sensor, von welchem das Antwortsignal kommt. Hierdurch läßt sich der jeweils gemessene Wert für die Laufzeit oder Phasenlage dem entsprechenden Sensorelement zuordnen.
Weitere Ausführungsbeispiele für das jeweilige Sensorelement sind OFW-Resonatoren, elektrische und mechanische Schwingkreise, wie beispielsweise Quarz-Volumenschwinger und LC- Schwingkreise.
Bei den zum Einsatz kommenden Energiespeichernden Sensorelementen besteht ein vorteilhaftes Merkmale darin, dass die Energie im Element so lange gespeichert wird, bis Umgebungs- echos des Abfragesignals (Abfrageimpulses) soweit abgeklungen sind, dass die vom Sensorelement abgegebenen AntwortSignale relativ schwach sein können und dennoch detektiert werden können.
Über die LaufZeitdifferenzen der Antwortsignale, welche von den an verschiedenen Stellen des Objektes plazierten Sensorelementen kommen, ist es möglich, die Position und/oder Lage des Objektes im Raum bezüglich eines Referenzortes, insbesondere bezüglich der Abfragestation zu bestimmen. Die Sensor- elemente besitzen zum Objekt eine feste räumliche Beziehung, die in der Auswerteeinrichtung gespeichert ist. Die Anzahl der zum Einsatz kommenden Sensorelemente bestimmt die Frei- heitsgrade, in denen die Messung durchgeführt werden kann, sowie die Meßgenauigkeit. Bei Anordnung von drei Sensorelementen an verschiedenen Orten des Objektes kann sowohl der Abstand des Objektes von der Abfragestation bzw. vom Refe- renzort und die Lage des Objektes relativ hierzu bestimmt werden.
Durch die Erfindung wird mit einer passiven Sensoreinrichtung eine berührungslose Positions- und/oder Lagebestimmung eines oder mehrere Objekte erreicht. Die Messanordnung besitzt einen einfachen Aufbau, wobei zwischen der Abfragestation und dem Objekt keine direkte Sicht erbindung erforderlich ist. Vorzugsweise kann die Erfindung bei führungslosen Transportsystemen, bei automatischer Positionierung von Objekten, bei der Positionierung unübersichtlicher oder schlecht beobachtbarer Objekte und bei der Überwachung von Anlagen und Anlagenteilen zum Einsatz kommen. Ferner eignet sie sich zur Anwendung in Alarmanlagen, in Systemen zur Unterstützung Behinderter und in Sicherheits- und Komfortsystemen für Personen.
Anhand der Figuren wird an einem Ausführungsbeispiel die Erfindung noch näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 schematisch den grundsätzlichen Aufbau eines Ausführungsbeispiels der Erfindung;
Fig. 2 eine Erläuterung zur Auswertung der von den Sensor- elementen abgegebenen elektromagnetischen Antwortsignalen und
Fig. 3 eine Ausführungsform für ein Sensorelement und eine Abfragestation, welche bei der Erfindung zum Ein- satz kommen können. In der Fig. 1 sind an einem Objekt 7 drei Sensorelemente 1, 2 und 3 an verschiedenen Orten des Objektes angeordnet. Ferner gehört zum dargestellten Positions- und Lagebestimmungssystem eine Abfragestation 14 mit einer Sende-/Empfangsantenne 15. Die Abfragestation 14 besitzt ferner einen Sender 12 und einen Empfänger 13, welche an die Sende-/Empfangsantenne 15 anschließbar bzw. angeschlossen sind (Fig. 3) . Ferner kann die Abfragestation 14 eine Auswerteeinrichtung 5 aufweisen, in welcher die Auswertung der gesendeten und empfangenen Sig- nale erfolgt. Eine derartige Abfragestation ist bekannt.
Die jeweiligen Sensorelemente 1 bis 3 bestehen bevorzugt aus OFW-Bauelementen bekannter Ausführungsform. Im wesentlichen besitzt jedes Sensorelement eine zugeordnete Empfangs-/Sen- deantenne. Wie aus der Fig. 1 hervorgeht, besitzt das Sensorelement 1 die zugeordnete Antenne 9, das Sensorelement 2 die zugeordnete Antenne 10 und das Sensorelement 3 die zugeordnete Antenne 11. Jede dieser Empfangs-/Sendeantennen ist am jeweiligen Sensorelement mit einem Interdigitalwandler 8 ver- bunden. Durch den Interdigitalwandler 8 wird in einem piezoelektrischen Substrat 16 des OFW-Bauelements eine akustische Oberflächenwelle (OFW) erzeugt, die in einer Modulationseinrichtung 6 moduliert wird. Die Modulationseinrichtung 6 kann aus unterschiedlichen Reflektor- oder durch Faltung gebilde- ten ResonatorStrukturen bestehen. Man gewinnt hierdurch eine Modulation hinsichtlich Verzögerung und/oder Frequenz des akustischen Oberflächenwellensignals. Dieses modulierte Signal wird vom Wandler 8 in ein elektromagnetisches HF-Antwortsignal zurückgewandelt und über die Empfangs-/Sendeantenne des jeweiligen Sensorelementes zur Abfragestation 14 zurückgesendet.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel werden somit die jeweiligen Sensorelemente 1 bis 3 von der Abfragestation 14 mit einem Abfragesignal insbesondere mit einem gepulsten HF-Abfragesignal, z. B. mit 2,45 GHz angeregt. Das durch die Modulation codierte Antwortsignal wird mit der jeweiligen vom Sensorelement bewirkten zeitlichen Verzögerung von den jeweiligen zugeordneten Empfangs-/Sendeantennen 9, 10, 11 der Sensorelemente abgestrahlt und über den Empfangsteil 13 der Abfragestation 14 empfangen. Insbesondere die räumliche Anord- nung der den jeweiligen Sensorelementen 1 bis 3 zugeordneten Empfangs-/Sendeantennen 9 bis 11 ist am Objekt 7 fest vorgesehen und in der Auswerteeinrichtung 5 gespeichert. Es ist beispielsweise möglich, die Sensorelemente 1 bis 3 in einer gemeinsamen Baueinheit bzw. einem gemeinsamen Baustein unter- zubringen und sie mit den zugeordneten Antennen 9 bis 11 jeweils zu verbinden. Die unterschiedlichen Entfernungen, welche diese Antennen 9 bis 11 in Abhängigkeit von der Position und Lage des Objektes von der Sende-/Empfangsantenne 15 der Abfragestation 14 aufweisen, können aus den jeweiligen Lauf- zeiten und/oder Phasenlagen der AntwortSignale bestimmt werden. Aus den unterschiedlichen Laufzeiten und Phasenlagen sowie Laufzeitdifferenzen zwischen den einzelnen Antwortsignalen lassen sich über die Lichtgeschwindigkeit die Wegdifferenzen zwischen den einzelnen Antennen 9 bis 11 zur Antenne 15 der Abfragestation 14 ermitteln und daraus die Entfernung und/oder Lage des Objektes 7 bezüglich der Abfragestation oder einem anderen Referenzort nach bekannten trigonometrischen Beziehungen bestimmen. Dies wird aus der Fig. 2 deutlich. Da das System invariant gegen Drehung um die Abfrage- Station ist, kann eine zusätzliche Peileinrichtung oder eine zusätzliche Antenne an der Abfragestation 14 vorgesehen sein, so daß auch die Richtung, in welcher das Objekt 7 liegt, bestimmt werden kann.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur drahtlosen Positions- und Lagebestimmung wenigstens eines Objektes, bei dem ein elektromagnetisches Ab- fragesignal von einem bestimmten Sendeort zum Objekt ausgesendet wird und vom Objekt ein Antwortsignal zum Sendeort für die Positions- oder Lagebestimmung aus Zeit- oder Phasenparametern der Signale zurückgewonnen wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass in wenigs- tens einem am Objekt vorgesehenen energiespeichernden Sensorelement das über Funk eingespeiste Signal individuell moduliert wird und als codiertes Ausgangssignal, dessen Zeitoder Phasenlage bezüglich des Abfragesignals ausgewertet wird, zum Sendeort zurückgesendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Modulation mit fest vorgegebener Verzögerung und/oder Frequenz erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an mehreren insbesondere drei verschiedenen Stellen des Objektes das Abfragesignal mittels der Sensorelemente unterschiedlich moduliert wird, und von den Sensorelementen unter- schiedlich codierte Antwortsignale an den Sendeort zurückgesendet werden und dass aus den Laufzeiten oder Phasenunterschieden bzw. -lagen der Antwortsignale die Position und/oder Lage des Objektes bestimmt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das durch Funk in das jeweilige Sensorelement eingespeicherte elektromagnetische Signal in ein akustisches Signal gewandelt wird, wobei das akustische Signal moduliert wird, und dass das mo- dulierte akustische Signal in das elektromagnetische Antwortsignal, dessen Zeit -und Phasenlage für die Positions- und/oder Lagebestimmung ausgewertet wird, zum Sendeort zurückgesendet wird.
5. Vorrichtung zur drahtlosen Positions- und/oder Lagebestim- ung wenigstens eines Objektes mit einer einen Sender und
Empfänger aufweisenden Abfrageeinrichtung, einer mit der Abfrageeinrichtung verbundenen Auswerteeinrichtung und einer am Objekt vorgesehenen Sensoreinrichtung, welche in Abhängigkeit von aus der Abfrageeinrichtung ausgesendeten Abfragesignalen Antwortsignale zur Abfrageeinrichtung zurücksendet, in welcher das Antwortsignal für die Positions- und/oder Lagebestimmung ausgewertet wird, zur Durchführung der Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die am Ob- jekt (7) vorgesehene Sensoreinrichtung (4) wenigstens ein energiespeicherndes und an eine Empfangs-/Sendeantenne (9, 10, 11) angekoppeltes Sensorelement (1, 2, 3) aufweist, in welches eine individuelle Modulationseinrichtung (6) für das Abfragesignal zur Erzeugung eines codierten Antwortsignals integriert ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Sensoreinrichtung (4) mehreren insbesondere drei Sensorelemente (1 bis 3) aufweist, deren zugeordnete Empfangs-/Sendeantennen (9 bis 11) an verschiedenen Stellen des Objektes (7) angeordnet sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Modulationseinrichtungen (6) der Sensorelemente (1 bis 3) sich voneinander unterscheiden.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass jede Modulationseinrichtung (6) hinsichtlich Verzögerung und/oder Frequenz moduliert.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Modulationseinrichtung (6) eine akustische Modulationseinrichtung ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Orte, an denen die den Sensorelementen (1 bis 3) zugeordneten E p- fangs-/Sendeantennen (9 bis 11) am Objekt (7) befestigt sind, in der Auswerteeinrichtung (5) gespeichert sind.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das jewei- lige Sensorelement (1 bis 3) als ID-Tag ausgebildet ist.
PCT/DE2001/001632 2000-05-18 2001-04-30 Verfahren und vorrichtung zur drahtlosen positions- und/oder lagebestimmung wenigstens eines objektes WO2001088563A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CA002408988A CA2408988A1 (en) 2000-05-18 2001-04-30 Method and apparatus for determinig the postion and/or orientation of an object without the use of wires
EP01936009A EP1285284A1 (de) 2000-05-18 2001-04-30 Verfahren und vorrichtung zur drahtlosen positions- und/oder lagebestimmung wenigstens eines objektes
JP2001584903A JP2003533704A (ja) 2000-05-18 2001-04-30 少なくとも１つのオブジェクトの場所及び／又は姿勢を無線検出する方法及び装置
US10/294,797 US20030144010A1 (en) 2000-05-18 2002-11-15 Method and apparatus for determining wirelessly the position and/or orientation of an object

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10024474A DE10024474A1 (de) 2000-05-18 2000-05-18 Verfahren und Vorrichtung zur drahtlosen Positions- und/oder Lagebestimmung wenigstens eines Objektes
DE10024474.2 2000-05-18

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US10/294,797 Continuation US20030144010A1 (en) 2000-05-18 2002-11-15 Method and apparatus for determining wirelessly the position and/or orientation of an object

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2001088563A1 true WO2001088563A1 (de) 2001-11-22

Family

ID=7642598

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2001/001632 WO2001088563A1 (de) 2000-05-18 2001-04-30 Verfahren und vorrichtung zur drahtlosen positions- und/oder lagebestimmung wenigstens eines objektes

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20030144010A1 (de)
EP (1) EP1285284A1 (de)
JP (1) JP2003533704A (de)
KR (1) KR20030013417A (de)
CN (1) CN1429343A (de)
CA (1) CA2408988A1 (de)
DE (1) DE10024474A1 (de)
WO (1) WO2001088563A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006035005A1 (de) * 2004-09-30 2006-04-06 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Temperatursensorvorrichtung
CN107831467A (zh) * 2017-10-10 2018-03-23 深圳数位传媒科技有限公司 节点定位方法、服务器、系统及计算机可读存储介质

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10254197B4 (de) 2002-11-20 2006-05-04 Siemens Ag Vorrichtung und Verfahren zum Erkennen der Sitzbelegung in einem Fahrzeug
US20050124355A1 (en) * 2003-12-04 2005-06-09 International Business Machines Corporation Self-directed access point location validation
US7962150B2 (en) * 2004-04-28 2011-06-14 Lawrence Livermore National Security, Llc Ultra-wideband radios for time-of-flight-ranging and network position estimation
US20060033640A1 (en) * 2004-08-12 2006-02-16 Minor Timothy R Distrubuted radio antenna passive sensor system
US9182480B2 (en) 2005-01-28 2015-11-10 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Information technology (IT) equipment positioning system
JP2008541020A (ja) * 2005-05-06 2008-11-20 オーソソフト インコーポレイテッド 物体を追跡するための無線システム
CA2612746A1 (en) * 2005-07-04 2007-01-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Position measuring system and method using wireless broadband (wibro) signal
WO2007132745A1 (ja) * 2006-05-12 2007-11-22 Pioneer Corporation 処理制御装置、そのシステム、その方法、そのプログラム、および、そのプログラムを記録した記録媒体
DE102006029122A1 (de) * 2006-06-22 2007-12-27 Amedo Gmbh System zur Bestimmung der Position eines medizinischen Instrumentes
KR100815260B1 (ko) 2006-07-18 2008-03-19 삼성전자주식회사 위상차를 이용한 방위각 측정 장치 및 방법
JP2009270901A (ja) * 2008-05-07 2009-11-19 Yoichi Kaneko パッシブｒｆｉｄタグの三次元位置を高精度に計測する方法
US9054953B2 (en) * 2008-06-16 2015-06-09 Lg Electronics Inc. Home appliance and home appliance system
KR101442115B1 (ko) * 2009-04-10 2014-09-18 엘지전자 주식회사 가전기기 및 가전기기 시스템
JP2012532558A (ja) 2009-07-06 2012-12-13 エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド 家電機器診断システム及びその運転方法
KR20110010374A (ko) * 2009-07-24 2011-02-01 엘지전자 주식회사 가전기기 진단시스템 및 그 방법
KR101748605B1 (ko) 2010-01-15 2017-06-20 엘지전자 주식회사 냉장고 및 냉장고 진단시스템
US10325269B2 (en) 2010-07-06 2019-06-18 Lg Electronics Inc. Home appliance diagnosis system and diagnosis method for same
CN102457332A (zh) * 2010-11-02 2012-05-16 北京网潮科技有限公司 移动终端定位方法、设备和系统
KR101416937B1 (ko) 2011-08-02 2014-08-06 엘지전자 주식회사 가전기기, 가전기기 진단시스템 및 동작방법
KR101252167B1 (ko) 2011-08-18 2013-04-05 엘지전자 주식회사 가전기기 진단장치 및 그 진단방법
KR101942781B1 (ko) 2012-07-03 2019-01-28 엘지전자 주식회사 가전기기 및 가전기기 진단을 위한 신호음 출력방법
KR20140007178A (ko) 2012-07-09 2014-01-17 엘지전자 주식회사 가전기기 및 그 시스템
CN103984971B (zh) * 2014-05-31 2017-09-12 范志广 基于天线阵列相位差测向射频识别的无线定位方法及系统
WO2022032059A1 (en) * 2020-08-07 2022-02-10 Analog Devices, Inc. Secure passive wireless sensor and related methods
KR102689085B1 (ko) * 2021-10-05 2024-07-29 우리항행기술(주) 위상 지연을 갖는 적어도 하나의 saw 센서를 이용한 온도 측정 장치 및 방법
CN115604817B (zh) * 2022-10-08 2023-05-02 浙江德清知路导航科技有限公司 一种基于射频增强的广域音频室内定位方法、系统及终端

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0618460A2 (de) * 1993-03-31 1994-10-05 Siemens Aktiengesellschaft System zur Bestimmung der Position und/oder Geschwindigkeit eines Objekts mittels Oberflächenwellen-Identifikationsmarken, anzuwenden insbesondere für Lade- und Umschlagsysteme
EP0619906A1 (de) * 1992-01-03 1994-10-19 Siemens Ag Passiver oberflächenwellen-sensor, der drahtlos abfrabgar ist.

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NO833570L (no) * 1983-09-30 1985-04-01 Findit As Maale- og identifiseringssystem
JP2700710B2 (ja) * 1990-06-21 1998-01-21 新キャタピラー三菱株式会社 建設機械の警報装置
DE4336897C1 (de) * 1993-10-28 1995-03-09 Siemens Ag Identifizierungssystem mit OFW-ID-Tags
GB9410959D0 (en) * 1994-06-01 1994-07-20 Coveley Michael Radio ranging finder
US5706195A (en) * 1995-09-05 1998-01-06 General Electric Company Augmented reality maintenance system for multiple rovs
US5793483A (en) * 1996-02-07 1998-08-11 Visidyne, Inc. Optical measurement system
WO1998036236A1 (en) * 1997-02-13 1998-08-20 Super Dimension Ltd. Six-degree tracking system
DE19924755A1 (de) * 1999-05-29 2000-11-30 Bosch Gmbh Robert Abstandserfassungsvorrichtung

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0619906A1 (de) * 1992-01-03 1994-10-19 Siemens Ag Passiver oberflächenwellen-sensor, der drahtlos abfrabgar ist.
EP0618460A2 (de) * 1993-03-31 1994-10-05 Siemens Aktiengesellschaft System zur Bestimmung der Position und/oder Geschwindigkeit eines Objekts mittels Oberflächenwellen-Identifikationsmarken, anzuwenden insbesondere für Lade- und Umschlagsysteme

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006035005A1 (de) * 2004-09-30 2006-04-06 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Temperatursensorvorrichtung
CN107831467A (zh) * 2017-10-10 2018-03-23 深圳数位传媒科技有限公司 节点定位方法、服务器、系统及计算机可读存储介质
CN107831467B (zh) * 2017-10-10 2020-09-11 深圳数位传媒科技有限公司 节点定位方法、服务器、系统及计算机可读存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
JP2003533704A (ja) 2003-11-11
US20030144010A1 (en) 2003-07-31
KR20030013417A (ko) 2003-02-14
DE10024474A1 (de) 2001-11-29
CN1429343A (zh) 2003-07-09
CA2408988A1 (en) 2002-11-15
EP1285284A1 (de) 2003-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2001088563A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur drahtlosen positions- und/oder lagebestimmung wenigstens eines objektes
DE69323995T2 (de) Verfahren zum Abstimmen von elektronischen Antwortgeräten
DE69324053T2 (de) RF-Identifizierungssystem mit geregelter Ladung
EP2845026B1 (de) Verfahren und anordnung zur relativen lageerkennung von stationen mittels funkortung
EP0746775B1 (de) Mit akustischen oberflächenwellen arbeitende identifizierungsmarke
DE69020203T2 (de) Verfahren und Gerät zur Hilfe des Landfahrzeugverkehrs.
DE69620658T2 (de) Sende-Empfänger für kontaktloses IC-Kartensystem
WO2011141289A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der position eines objektes relativ zu einem fahrzeug, insbesondere einem kraftfahrzeug, zur verwendung in einem fahrerassistenzsystem des fahrzeuges
DE4023982A1 (de) System und verfahren zum melden der vereisung, insbesondere eines propellerblattes
DE2925576A1 (de) Fm-cw-radargeraet
DE1274392B (de) Vorrichtung zum Erkennen von Fahrzeugen, insbesondere Eisenbahnwagen
EP1216424A1 (de) Verfahren zur abstandsmessung
DE19953334C2 (de) Fernauslesbare Identifikationsmarke und Verfahren zum Betrieb mehrerer solcher Identifikationsmarken
DE3222869C1 (de) Vorrichtung zur Erzeugung kuenstlicher Zielmarken in der Abbildung eines Radars mit synthetischer Apertur
DE2408333A1 (de) Einrichtung zur abstandsmessung
WO2006003070A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur materialstärkenbestimmung auf hochfrequenzbasis
DE19946168B4 (de) FMCW-Verfahren zum Bestimmen des Abstandes zwischen zwei Fahrzeugen
CH616240A5 (en) Distance measuring system for road vehicles, using a Doppler radar
DE3490440T1 (de) Verfahren und Transponder zur Entfernungsmessung und Identifikation
WO2009043811A2 (de) Kraftfahrzeugbauteil-vermessungssystem, verwendung sowie verfahren
DE10049019A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur drahtlosen Messung wenigstens eines aus einer Drehbewegung eines Objekts, insbesondere Rotors resultierenden Parameters
DE19535542A1 (de) Identifizierungs- und/oder Sensorsystem
DE2151105B2 (de) Anordnung zum Identifizieren von Gegenständen
DE69313790T2 (de) Funkortungs-Verfahren und Management-System für eine Flotte von Fahrzeugen
WO2008071457A1 (de) Verfahren und system zur positionsbestimmung

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): CA CN JP KR US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE TR

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2001936009

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2408988

Country of ref document: CA

Ref document number: 1020027015362

Country of ref document: KR

Ref document number: 10294797

Country of ref document: US

Ref document number: 018095461

Country of ref document: CN

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1020027015362

Country of ref document: KR

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2001936009

Country of ref document: EP

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Ref document number: 2001936009

Country of ref document: EP