WO2023152271A1 - Method for determining a signal origin - Google Patents
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- 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
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- G01S11/00—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation
Definitions
- the invention relates to a method for determining a signal origin.
- the invention also relates to a device for determining a signal origin and use of the method for one-dimensional or multi-dimensional position determination.
- a large number of devices are known from the prior art, by means of which the position of an object in space can be determined.
- a device 9 shown in FIG. 1 is known, which has a transmitter and a receiver unit with three receivers. Neither the transmitter nor the receiver unit are shown in FIG.
- the transmitter emits transmission signals 12, in particular sound pulses, which propagate spherically.
- the sound pulses hit the object 13 and are reflected by the object 13 . It is assumed that the reflected sound waves propagate spherically from a point, which is called signal origin 1 in the following.
- the reflected signals 2 in particular sound waves, are received by the three receivers of the receiver unit.
- a distance between the device 9 and the object 13 is determined via the transit time between a point in time at which the sound pulse is emitted and another point in time at which the echo, ie the reflected sound wave, is received.
- a solid angle of the object 13 is determined from a phase difference of the sound waves received by the individual receivers.
- the object 13 is in an environment with one or more extraneous signal sources 14.
- the external signal source 14 can be an external sound source.
- the external sound source can emit signals 2 which are received directly by the device 9 .
- reflections of the signals 2 emitted by the external sound source can be received by the device 9 .
- the receivers of the device 9 thus receive the sound waves reflected by the object 13 as well as the sound waves emitted by the external sound source 14 .
- the device now determines three signal points S1, S2, S3 on the basis of the received sound waves. As can be seen from FIG. 2, only the signal point S1 corresponds to the signal origin, ie the object point from which the reflected sound propagates spherically.
- the remaining two signal points S2 and S3 are false signals.
- the incorrect signals result from the fact that the receiver is not synchronized with the external sound source, so that determining the position of the signal origin 1 by means of a propagation time measurement leads to erroneous results.
- the direction of the received signal can be determined via the phase differences of the receivers of the receiving unit. The directions of the received signals are shown in FIG. 2 as straight lines on which the signal points S1-S3 are arranged.
- An external signal source can be an ultrasound source.
- an external signal source can be another active sensor which emits transmission signals and is not coupled to the device.
- no statement can be made about the distance of the object 13 from the device 9 since the external signal source does not emit a transmission signal synchronized with the device.
- a transit time measurement leads to inaccurate results because the device 9 does not know whether the received signal 2 originates from the object 13 or from the external signal source 14.
- the false signals In order to be able to precisely determine the position of the object, the false signals must therefore be filtered out. This is currently done by carrying out several measurements and detecting false signals on the basis of the measurement results.
- the known methods have the disadvantage that filtering out the false signals is computationally intensive and therefore takes a long time.
- the known methods have a low level of reliability and the latency increases due to the calculation of several measurements.
- the device 9 cannot be used in applications, such as a moving robot and/or a motor vehicle, in which the position of the object must be determined quickly in order to be able to make a decision regarding the driving direction and/or driving speed based on the determined position .
- One object of the invention is therefore to provide a method in which the origin of the signal can be determined quickly and reliably.
- a first receiving unit which has at least three first receivers, a signal point being determined on the basis of the one received signal
- a second receiving unit having at least three second receivers, wherein another signal point is determined on the basis of the received signal, it being determined whether the signal point and the other signal point are synchronous with one another and which depends on the signal origin the signal point and the other signal point is determined.
- Another object of the invention is to provide a device by means of which a signal origin can be determined quickly.
- the object is achieved by a device for determining a signal origin with a first receiving unit for receiving at least one signal, which has at least three first receivers, a second receiving unit for receiving at least one signal, which has at least three second receivers, and a computer device which determines a signal point on the basis of the signal received from the first receiving unit and another signal point on the basis of the signal received from the second receiving unit, the computing device determining whether the signal point and the other signal point are synchronous with one another and determining the signal origin as a function of the signal point and the other signal point determined.
- a signal origin can be determined in a simple manner if two receiver units are used which, based on the received signals, determine signal points and other signal points which are classified according to whether they are synchronous with one another or not.
- signal point pairs of mutually synchronous signal points are determined.
- the signal origin can be determined quickly and precisely on the basis of the classification or the signal point pairs, even if a large number of signal points are determined by the first and second receiver unit.
- the method can also be used in applications, such as a moving robot and/or a motor vehicle, in which it is necessary to quickly determine the origin of the signal and thus the position of the origin of the signal in space.
- a real object in particular an object point, is understood as the signal origin, from which the signals received by the first and second receiver unit originate.
- the signal origin can be a physical object on which the transmitted signals reflect.
- the transmission signal can be reflected by the physical object for the first time.
- the physical object can also reflect a transmission signal that has already been reflected several times before.
- the signal origin can be a signal source from which a transmission signal is emitted, which is received by the first and second receiver unit, in particular directly.
- the signal source can be another transmitter that emits a broadcast signal.
- the signal source can be any source in the vicinity of the device.
- a point in space determined by the first receiver unit on the basis of the received signal is understood to be a signal point.
- the signal point does not correspond to the signal origin.
- the signal point can be a fictitious point that results due to the asynchrony of the transmission signal sent out by the device and the received signal.
- the other signal point is determined by the second receiver unit based on the same or another received signal. Analogous to the signal point, the other signal point can be a fictitious point that does not correspond to the signal origin.
- the first and second receiver units are spaced apart from one another in at least one spatial direction, in particular a maximum of two spatial directions.
- first receivers of the first receiver unit and the second receivers of the second receiver unit can receive the signal at different times.
- the individual first receivers receive the signal at different times and the individual second receivers also receive the signal at different times.
- the first receiver unit, in particular the first receivers, and the second receiver unit, in particular the second receivers can be arranged in one plane. A more detailed arrangement of the first and second receivers is described in more detail below.
- a signal point and another signal point are synchronous with one another if the received signal, which is used to determine the signal point and the other signal point, originates from the same signal origin.
- the transmission signal reflected on the object ie the received signal that is used to determine the signal point and the other signal point, must come from the same transmitter of the device.
- the transmission of the transmission signal via the transmitter and the reception of the signal are synchronized with one another.
- the transmission time is known to the device, in particular to the first and second receiver units.
- the invention makes use of the fact that the signals propagate spherically from the signal origin.
- a signal point and a signal point synchronous thereto lie on the same wave front of the signal.
- a wave front is a spherical surface on which all points have the same transit time to the signal origin.
- asynchronous the signals received by the first and second receiver units are different reflections or the received signals come from one or more external sound sources different external noise sources.
- asynchronous signal points can originate from the same signal origin.
- the receiver units receive a received signal that is asynchronous to the transmission signal or the direct sound of an external sound source that is asynchronous to the transmission signal.
- the device does not know when the received signal was sent.
- the computing device can have at least one processor or be a processor.
- the computer device can be part of a printed circuit board.
- the computing device can decide whether or not to determine the signal origin depending on the determination result. In particular, the computing device cannot determine the signal origin if the signal point and the other signal point are asynchronous to one another. On the other hand, the computer device can determine the signal origin if the signal point and the other signal point are synchronous with one another. As a result, the computing effort can be reduced by the classification of the signal points into mutually synchronous or asynchronous signal points. In this way, only the signal points that are synchronous with one another can be used to determine the signal origin and the remaining signal points can be filtered out as incorrect signals.
- the first receiver unit can determine several signal points.
- the second receiver unit can determine several other signal points. Accordingly, the first and second receiver units can receive multiple signals and determine the signal points and the other signal points based on the received signals. As a result, a large number of signal points and other signal points can be determined and used for the previously described determination of the signal origin.
- After determining the signal points and the other signal points it can be determined which signal points and other signal points are synchronous with one another. This is done before the signal origin is determined, using the signal points and other signal points that are synchronous with each other to determine the signal origin.
- the first signal points determined by the first receiver unit are not classified among one another.
- the second signal points determined by the second receiver unit are not classified among one another.
- the predetermined area may be a spherical shape centered on the signal point or the other signal point.
- the computing device can determine that a signal point and another signal point are synchronous with one another if a first distance between the signal point and a line point and a second distance between the other signal point and the point meet a predetermined condition.
- the condition can consist in the first distance and the second distance having the same value or deviating from one another by a predetermined range. Focusing on the distance between the point and the signal point and/or the other signal point offers the advantage that it can be determined in an accurate manner whether the signal point and the other signal point are synchronous with one another. There are two synchronous signal points if they do not exceed a predetermined distance. In this case, the points can be almost on top of each other. However, an exact superimposition will often not be possible due to the noise of the first and second receivers. It plays in the assessment of Phase difference between the received signals does not matter, which makes the classification accurate.
- the predetermined range takes into account that the first and second receivers of the first receiving unit and the second receiving unit are noisy and therefore the distances will not always correspond exactly mathematically
- the amount of calculation can be further reduced when it is checked whether the signal point and the other signal point are spaced apart from each other by a predetermined distance along a circular arc line including the signal point and the other signal point.
- the circular arc line can be part of a sphere with a center point that lies on the connecting line, in particular on the middle of the connecting line, between the first and second receiving unit. The test can be carried out before or after the distance test described above.
- the signal point and the other signal point are arranged at a predetermined distance from one another, it can be further checked whether the signal point and the other signal point are synchronous with one another. If the distance between the signal point and the other signal point is greater than the specified distance, the test can be aborted. This check ensures that not all signal points and/or other signal points are used to determine the signal origin.
- the point may be located on a connecting straight line between the first receiving unit and the second receiving unit.
- the connecting straight line can run between a midpoint of the first receiving unit and a midpoint of the second receiving unit.
- the center point of the first receiving unit can be in a center point of a triangle that is spanned by the first receivers.
- the center point of the second receiving unit can be in a center point of a triangle that is spanned by the second receivers. In the event that one or both receiving units has more than three receivers, the center point can be the center point of an area spanned by the receivers.
- the connecting straight line can run between a first receiver of the first receiving unit and a second receiver of the second receiving unit.
- the point can be a midpoint of the connecting line.
- a signal point straight line that runs through the signal point and the other signal point can be determined to check whether a signal point and another signal point are synchronous with one another.
- the signal point and the other signal point can be arranged at a distance from one another in a predetermined area, so that not all signal points and/or other signal points have to be taken into account.
- the computer device can determine that the signal point and the other signal point are synchronous with one another if a straight line perpendicular to the signal point runs through the midpoint of the connecting line between the first and second receiving unit or through a predetermined area around a midpoint of the connecting line between the first and second receiving unit runs. It can thus be determined in a simple manner whether the signal point and the other signal point are synchronous with one another.
- the method can be used as an alternative or in addition to the previously described method for classifying the signal points and the other signal points.
- the predetermined range takes into account that the first and second receivers of the first receiving unit and the second receiving unit are noisy, so that the perpendicular line does not pass exactly through the center point.
- a first straight line can be determined which runs through at least one signal point and the first receiving unit.
- the first straight line can run through a center point of the first receiving unit or through a first receiver of the first receiving unit.
- the center point of the first receiving unit can be in a center point of a triangle that is spanned by the first receivers.
- a second straight line can be determined, which runs through at least one other signal point and the second receiving unit. In this case, the second straight line can run through a center point of the second receiving unit or through a second receiver of the second receiving unit.
- the center point of the second receiving unit can be in a center point of a triangle that is spanned by the second receivers. In the event that one or both receiving units has more than three receivers, the center point can be the center point of an area spanned by the receivers.
- the first and second straight lines can run in such a way that they intersect at one point. Alternatively, the first and second straight lines can run in such a way that they are skewed with respect to one another. In this case, another perpendicular line can be determined, which is perpendicular to the first and second lines and has the shortest distance between the first and second lines.
- the point can be a point of the plumb line, wherein the point can be a midpoint of the plumb line.
- the straight lines can be skewed to each other due to receiver noise.
- the computing device can determine that the signal point and the other signal point are synchronous with one another if a first distance between the other point and the signal point and a second distance between the other point and the other signal point meet a predetermined condition.
- the predetermined condition may be that the first distance between the other point and the signal point and the second distance between the other point and the other signal point have the same value or differ by a predetermined range.
- the predetermined range takes into account that the first and second receivers of the first receiving unit and the second receiving unit are noisy and therefore the distances will not always correspond exactly mathematically.
- the spherical propagation of the signal from the signal origin is used. Because of the spherical propagation, with signal points that are synchronous with one another and other signal points, their distances from the other point must be the same or almost the same.
- the method can be used as an alternative or in addition to the previously described method for classifying the signal points and the other signal points.
- signal origin may be determined after determining which signal points and other signal points are in sync with one another.
- the signal origin can be determined taking into account the determination result.
- the signal origin can be determined after a signal point pair has been determined. Alternatively, all signal point pairs can be determined first and then the signal origin or the Signal origins are determined. It is thus possible for multiple signal origins to exist if multiple signal point pairs are determined.
- the computer device can determine the position of the signal point and of the other signal point that is synchronous with the signal point.
- the computer device can determine that the signal origin corresponds to the position of the signal point and/or the other signal point if the position of the signal point and the other signal point is the same or deviates from one another by a predetermined range.
- the position of the signal point and/or the other signal point in space is referred to as position.
- a first different straight line can be determined, which runs through a signal point and the first receiving unit.
- the first other straight line can run through a center point or a first receiver of the receiving unit.
- a second, different straight line can be determined, which runs through a different signal point, which is synchronous with the signal point, and the second receiving unit.
- the second other straight line can run through a center point or a second receiver.
- the computer device can determine that the signal origin corresponds to the point of intersection between the first and second straight lines. This is in the event that the first and second straight lines intersect. As a result, the signal origin corresponds to the point described above.
- the signal origin can correspond to the other point described above on the other perpendicular line.
- the first receiving unit and the second receiving unit can be activated at the same time.
- “Activated” means that the two receiving units can receive and evaluate signals from this point in time. Before this point in time, the first and second receiving units are in an inactive state in which no signals are received and evaluated.
- the point in time at which at which the first and second receiving units are activated may correspond to a point in time at which a transmission signal is emitted by a transmitter of the device.
- Activating the two receiving units at the same point in time makes it possible for signal points to be classified as being synchronous or asynchronous to one another and/or for recognizing whether the received signals originate from the same signal origin. In this respect, the signal origin can be determined in a simple manner by activating the two receiving units at the same time.
- the device can have a transmitter for emitting a transmission signal.
- the device can be made in one piece.
- the two receiving units and the transmitter can be arranged in or on a housing of the device.
- the device can be designed in several parts.
- the two receiving units and the transmitter can be designed as separate components.
- the components can be electrically or electronically connected to the computing device.
- a first receiver or a second receiver can also function as a transmitter.
- the device does not have a separate transmitter, but the transmission function is performed by a first or second receiver.
- Such a device has a compact design.
- the transmitter can be designed in such a way that the transmission signal is a wave, in particular a pressure wave, preferably a sound wave, or an electromagnetic wave. Accordingly, the received signal is a wave, in particular a pressure wave, preferably a sound wave, or an electromagnetic wave.
- the transmitter can be an ultrasonic source.
- the transmitter can be arranged between the first and second receiving units.
- the transmitter can be arranged on the connecting line, in particular on the middle of the connecting line, between the first and second receiving unit.
- the transmitter can be located at the center of the device.
- This arrangement is advantageous when the device has a circular housing.
- the device can have more than two receiving units, in particular three receiving units.
- the individual receiving units can be configured identically to the first and/or second receiving unit described above. With a circular design of the device and the provision of more than two receiving units, the measurement accuracy is increased. In this way, the calculation is carried out several times with two receiving units in each case, and an average of the calculated signal points is formed. .
- the receiving units differ from each other in the calculation. As a result, by doing this, noise can be reduced.
- An arrangement with three receiving units that are offset from one another by 120° is advantageous because this improves the accuracy in all three spatial directions.
- the transmitter can be located at a different location. However, the transmitter must be positioned in such a way that the signal originating from the signal origin can be received by both receiving units.
- the first receiving unit, in particular the first receivers, and the second receiving unit, in particular the second receivers, can be arranged in the same plane.
- the transmitter can be arranged in the same plane as the first receivers and/or the second receivers.
- a distance between the first receivers can be at most, in particular less than, half a wavelength of the received signal.
- a distance between the second receivers can be at most, in particular less than, half a wavelength of the received signal.
- the first and second receivers can be arranged in such a way that at least two first receivers of the first receiving unit and/or at least two second receivers of the second receiving unit are arranged on a straight line.
- the transmitter can be located on the same line.
- At least one first receiver of the first receiving unit and/or at least one second receiver of the second receiving unit can be arranged at a distance from the straight line.
- Such a device has a compact design.
- the method according to the invention is used in a one-dimensional or multi-dimensional, preferably three-dimensional, position determination, in particular by means of a device according to the invention.
- the method can be used in a robot and/or motor vehicle that is moving, in particular autonomously.
- the determined signal origin can be used to control the driving direction and/or driving speed.
- FIG. 1 shows an arrangement known from the prior art, consisting of a device with a transmitter and a receiving unit and an object,
- FIG. 2 shows an arrangement known from the prior art, consisting of a device with a transmitter and a receiver unit, an object and an external sound source,
- FIG. 3 shows a device according to the invention according to a first embodiment, which determines signal point pairs according to a first variant
- FIG. 5 shows the device according to the first embodiment, which determines signal point pairs according to a third variant
- FIG. 6 shows the device according to the first embodiment, which determines signal point pairs according to a fourth variant
- FIG. 7 shows the device according to the first embodiment, which determines a signal origin according to a first variant
- FIG. 8 shows the device according to the first embodiment, which determines a signal origin according to a second variant
- FIG. 9 shows a plan view of a device according to the invention according to the first embodiment
- Fig. 1 1 is a plan view of a device according to the invention according to a third embodiment.
- FIG. 3 shows a large number of signal points S1-S6 and other signal points P1-P6 which are determined by the device 9 on the basis of the received signals 2 (not shown). This is explained in more detail below.
- the device 9 differs from the device shown in FIGS. 1 and 2 in that it has two receiving units, namely a first receiving unit 3 and a second receiving unit 5 .
- the first receiving unit 3 serves to receive at least one signal 2 and has three first receivers 4 .
- the second receiving unit 5 is also used to receive at least one signal 2 and also has three second receivers 6 .
- the first and second receivers 4, 6 are not shown in FIG.
- the first and second receiving unit 3, 5 can also have more than three first and second receivers 4, 6.
- the device 9 also has a computer 10 which determines a signal point S1-S6 on the basis of the signal 2 received by the first receiving unit 3 and another signal point P1-P6 on the basis of the signal 2 received by the second receiving unit 5.
- the computer device 10 is electrically or electronically connected to the first receiving unit 3 and the second receiving unit 5 .
- the computing device 10 is arranged inside a housing 15 of the device 9 .
- the first receiving unit 3, in particular the first receiver, and the second receiving unit 5, in particular the second receiver, are arranged on or in the housing 15.
- the computer device 10 determines whether the signal point S1-S6 and the other signal points P1-P6 are synchronous with one another and determines a signal origin 1 depending on the signal point S1-S6 and the other signal point P1-P6.
- Signal points S1-S6, which were determined on the basis of signals 2 received by the first receiving unit 3, are shown in a circle in FIG. the others
- Signal points P1-P6, which were determined on the basis of the signals 2 received by the second receiving unit 5, are rectangular.
- the determination of signal point pairs according to a first procedure is described below.
- the starting point is the first signal point S1.
- a predetermined area 7 which is shown as a circle in FIG. 3 and corresponds to a sphere in three-dimensional space, the computer device 10 checks whether other signal points are arranged in the predetermined area. In the present case, a first different signal point P1 and a second different signal point P2 are arranged in the predetermined area 7 .
- a first distance r1 between a center M and the first signal point S1 corresponds to a second distance r2 between the center M and the first other signal point P1 or differs from one another by a predetermined range.
- the center point M lies on a connecting straight line 8, which is shown in dashed lines in Figure 3, between the first receiving unit 3 and the second receiving unit 5.
- the first signal point S1 and the first other signal point P1 are at the same or essentially the same distance from the center M. Therefore, the first signal point S1 and the first other signal point R1 are synchronous with each other.
- the third distance r3 between the second other signal point P2 differs significantly from the first distance r1 between the midpoint M and the first signal point P1, so that the first signal point S1 and the second other signal point P2 are considered to be asynchronous to one another.
- a last step it can be checked whether the distance between the first other signal point and the first signal point S1 along a circular arc line 16 corresponds to a predetermined distance. This is the case in FIG. 3, so that the computer device 10 determines that the first signal point S1 and the first other signal point P1 are related to one another are in sync.
- the circular arc line 16 is part of a sphere, not shown in detail, with the center point M, which is arranged on the connecting straight line 8 .
- Figure 4 shows the device 9 according to the first embodiment, which determines pairs of signal points according to a second approach.
- a signal point S1-S6 can first be defined and, starting from this, the other signal points P1-P6, which are arranged in a predetermined area 7 around the signal point S1-S6, can be determined.
- a straight signal point g is determined, which runs through the first signal point S1 and the first other signal point P1.
- a perpendicular line I is then determined and it is checked whether the perpendicular runs through the center point M or through a specified area around the center point M. As a result, it is checked whether a perpendicular I exists on the signal point line g, which runs through the center M or through a predetermined area around the center M. This is the case in FIG. 4, so that the first signal point S1 and the first other signal point P1 are synchronous with one another.
- the perpendicular line I is perpendicular to the signal point line g.
- a further straight signal point g 1 is shown in dashed lines in FIG. 4, which runs through a sixth signal point S6 and a sixth other signal point P6.
- another perpendicular line I' does not run through the center point or through a predetermined area around the center point M. Accordingly, the sixth signal point S6 and the third other signal point P6 are asynchronous to one another.
- Fig. 5 shows the device according to the first embodiment, which determines signal point pairs according to a third approach. This can be done analogously to what was discussed in FIG First, a signal point S1-S6 is defined and based on this, the other signal points R1-P6 are determined, which are arranged in a predetermined area 7 around the signal point S1-S6.
- a first straight line g1 is determined, which runs through the first receiving unit 3, in particular through a midpoint of the first receiving unit 3, and the first signal point S1.
- the center point corresponds to a center point of a triangle spanned by the three first receivers (not shown).
- a second straight line g2 is determined, which runs through the second receiving unit 5, in particular a center point of the second receiving unit, and the second signal point S2.
- the center point corresponds to a center point of a triangle spanned by the three second receivers (not shown).
- the two straight lines intersect at a point P.
- the first signal point S1 and the first other signal point P1 are arranged on the curved line of the same circle k1 around the other point P, so that the condition is met.
- the computing device 10 determines that the first signal point S1 and the first other signal point P1 are synchronous with one another.
- a third straight line g1′ and a fourth straight line g2′ are drawn in as dashed lines in FIG. 5 and intersect at a further point P′.
- the third straight line g1' goes through the first receiving unit 3 and a sixth signal point S6 and the fourth straight line goes through the second receiving unit 5 and a fourth other signal point P4.
- the third signal point S3 and the fourth other signal point S4 are not on the curved line of the same other circle k2, so that the distance between the sixth signal point S6 and the further point P' differs from the distance between the fourth other signal point P4 and the further point P' clearly differ from each other.
- the computer device 10 therefore determines that the third signal point S3 and the fourth other signal point P4 are asynchronous to one another and therefore do not form a signal point pair.
- the method described above also works if the straight lines are skewed to one another.
- a center point of another perpendicular line that is perpendicular to the first and second straight lines g1, g2 and has the shortest distance between the first and second straight lines g1, g2 is defined as point P.
- a device in which the method is carried out in the case of skewed straight lines is shown in FIG.
- FIG. 6 shows the other perpendicular line 11, which runs perpendicularly to the first and second line g1, g2.
- the other vertical straight line 11 is in a position in which the first and second straight lines g1, g2 are at the shortest distance from one another.
- the point P is located on the other perpendicular line 11 .
- the point P can be the midpoint of the other perpendicular line I2. It is checked whether the distance between the point P and the first signal point S1 corresponds to the distance between the point P and the first other signal point P1 or whether the difference is within a predetermined range. In the event that the condition is met, the first and the first other signal point S1, P1 are synchronous with one another. This is the case in the embodiment shown in FIG.
- the device 9 determines a signal origin 1 according to a first procedure.
- the fourth signal point S4 and the third other signal point P3 are arranged very close to one another. This means that the position of the fourth signal point S4 corresponds to the position of the third other signal point P3 or differs from one another by a permissible, predetermined distance.
- the computer device 10 determines that the signal origin 1 is also located in the area, for example in the middle between the fourth signal point S4 and the third other signal point P3.
- the signal origin is 1 as Object point of an object 13 shown from which the transmission signal is reflected.
- the signal origin 1 can also be a sound source.
- Fig. 8 shows the device according to the first embodiment, which determines a signal origin according to a second procedure. This procedure is also based on the detected signal point pairs.
- the starting point is the first signal point S1 detected in FIG. 3 and the first signal point R1.
- a first different straight line g1a is drawn between the first receiving unit 3 and the first signal point S1 and a second different straight line g1a is drawn between the second receiving unit 5 and the first different signal point R1.
- the point of intersection of the two straight lines corresponds to the signal origin 1 , which in this case is also an object point of an object 13 .
- the signal origin corresponds to the point P determined in Figure 5.
- the point P shown in FIG. 6 corresponds to the signal point origin. This is because the distance between the point P and the first signal point S1 is the same as the distance between the point P and the first other signal point P1, or the distance difference is within a predetermined range.
- FIG. 9 shows a plan view of a device 9 according to the invention according to the first embodiment.
- the device 9 has a rectangular housing. Two of the three first receivers are arranged on a straight line g3. The third first receiver 4 is arranged at a distance from the straight line g3. The transmitter 11 and two of the three second receivers 6 are also arranged on the straight line g3. The third, second receiver is arranged at a distance from the straight line g3. All receivers are arranged in the same plane. In particular, all receivers are arranged on the same side of the device 9 housing.
- FIG. 9 shows a top view of a device 9 according to the invention according to a second embodiment.
- the device differs from the device shown in FIG. 9 in that it, in particular the housing 15, has a circular cross-section, while the housing 15 of the embodiment shown in FIG. 9 is rectangular.
- the device has three receiving units 3, 5, 17, each of the receiving units 3, 5, 17 having at least three receivers.
- the device 9 has a transmitter 11 which is arranged in the center of the device. The receivers of the three receiving units and the transmitter are arranged on the same level.
- Fig. 1 1 shows a top view of a device according to the invention according to a third embodiment.
- the third embodiment differs from the embodiment shown in FIG. 9 in that the housing 15 has a square cross section.
- the first receiving unit 3 and the second receiving unit 4 are offset from one another.
- a straight line g3 running through two first receivers 4 does not run coaxially to a straight line g3 running through two second receivers 6, but rather the two straight lines are offset from one another.
- the transmitter 1 1 is not arranged on either of the two straight lines g3.
Landscapes
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
The invention relates to a method for determining a signal origin (1), wherein the method comprises the following steps: receiving at least one signal (2) by means of a first receiving unit (3) having at least three first receivers (4), wherein a signal point (S1-S6) is determined on the basis of the one received signal (2); receiving at least one signal (2) by means of a second receiving unit (5) having at least three second receivers (6), wherein another signal point (P1-P6) is determined on the basis of the received signal (2), wherein it is determined whether the signal point (S1-S6) and the other signal point (P1-P6) are in sync with one another, and the signal origin (1) is determined on the basis of the signal point (S1-S6) and the other signal point (P1-P6).
Description
Verfahren zum Ermitteln eines Signalursprungs Method for determining a signal origin
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines Signalursprungs. Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Ermitteln eines Signalursprungs und eine Verwendung des Verfahrens bei einer ein- oder mehrdimensionalen Positionsbestimmung. The invention relates to a method for determining a signal origin. The invention also relates to a device for determining a signal origin and use of the method for one-dimensional or multi-dimensional position determination.
Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Vorrichtungen bekannt, mittels denen die Position eines Objekts im Raum ermittelt werden kann. Dabei ist eine in Figur 1 gezeigte Vorrichtung 9 bekannt, die einen Sender und eine Empfängereinheit mit drei Empfängern aufweist. Weder der Sender noch die Empfängereinheit sind in Figur 1 gezeigt. Der Sender emittiert Sendesignale 12, insbesondere Schallimpulse, die sich sphärisch ausbreiten. Die Schallimpulse treffen auf das Objekt 13 und werden von dem Objekt 13 reflektiert. Dabei wird angenommen, dass sich die reflektierten Schallwellen von einem Punkt, der im Folgenden Signalursprung 1 genannt wird, sphärisch ausbreiten. Die reflektierten Signale 2, insbesondere Schallwellen, werden von den drei Empfängern der Empfängereinheit empfangen. A large number of devices are known from the prior art, by means of which the position of an object in space can be determined. A device 9 shown in FIG. 1 is known, which has a transmitter and a receiver unit with three receivers. Neither the transmitter nor the receiver unit are shown in FIG. The transmitter emits transmission signals 12, in particular sound pulses, which propagate spherically. The sound pulses hit the object 13 and are reflected by the object 13 . It is assumed that the reflected sound waves propagate spherically from a point, which is called signal origin 1 in the following. The reflected signals 2, in particular sound waves, are received by the three receivers of the receiver unit.
Ein Abstand zwischen der Vorrichtung 9 und dem Objekt 13 wird über die Laufzeit zwischen einem Zeitpunkt, zu dem der Schallimpuls emittiert wird, und einem anderen Zeitpunkt, zu dem das Echo, also die reflektierte Schallwelle, empfangen wird, bestimmt. Ein Raumwinkel des Objekts 13 wird aus einem Phasenunterschied der von den einzelnen Empfängern empfangenen Schallwellen bestimmt. Im Ergebnis kann auf der Basis der empfangenen Signale 2 ein Signalursprung 1 bestimmt werden. Insbesondere kann die Lage des Signalursprungs 1 im Raum bestimmt werden. A distance between the device 9 and the object 13 is determined via the transit time between a point in time at which the sound pulse is emitted and another point in time at which the echo, ie the reflected sound wave, is received. A solid angle of the object 13 is determined from a phase difference of the sound waves received by the individual receivers. As a result, based on the received signals 2, a signal origin 1 can be determined. In particular, the position of the signal origin 1 in space can be determined.
In den meisten Anwendungen der Vorrichtung 9 befindet sich das Objekt 13 in einer Umgebung mit einer oder mehreren Fremdsignalquellen 14. Eine derartige Anordnung ist in Figur 2 gezeigt. Die Fremdsignalquelle 14 kann eine Fremdschallquelle sein. Die Fremdschallquelle kann Signale 2 aussenden, die von der Vorrichtung 9 direkt empfangen werden. Alternativ oder zusätzlich können Reflektionen der von der Fremdschallquelle emittierten Signale 2 von der der Vorrichtung 9 empfangen werden.
Die Empfänger der Vorrichtung 9 empfangen somit die vom Objekt 13 reflektierten Schallwellen als auch den von der Fremdschallquelle 14 emittierten Schallwellen. Die Vorrichtung ermittelt nun auf der Basis der empfangenen Schallwellen drei Signalpunkte S1 , 52, S3. Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, entspricht nur der Signalpunkt S1 dem Signalursprung, also dem Objektpunkt von dem sich der reflektierte Schall sphärisch ausbreitet. Die verbleibenden zwei Signalpunkte S2 und S3 sind Fehlsignale. Die Fehlsignale resultieren daraus, dass die Empfänger nicht mit der Fremdschallquelle synchronisiert ist, sodass eine Bestimmung der Lage des Signalursprungs 1 mittels Laufzeitmessung zu fehlerhaften Ergebnissen führt. Die Richtung des empfangenen Signals kann über die Phasenunterschiede der Empfänger der Empfangseinheit ermittelt. Dabei sind die Richtungen der empfangenen Signale in Figur 2 als gerade Linien dargestellt, auf denen die Signalpunkte S1 -S3 angeordnet sind. In most applications of the device 9, the object 13 is in an environment with one or more extraneous signal sources 14. Such an arrangement is shown in FIG. The external signal source 14 can be an external sound source. The external sound source can emit signals 2 which are received directly by the device 9 . Alternatively or additionally, reflections of the signals 2 emitted by the external sound source can be received by the device 9 . The receivers of the device 9 thus receive the sound waves reflected by the object 13 as well as the sound waves emitted by the external sound source 14 . The device now determines three signal points S1, S2, S3 on the basis of the received sound waves. As can be seen from FIG. 2, only the signal point S1 corresponds to the signal origin, ie the object point from which the reflected sound propagates spherically. The remaining two signal points S2 and S3 are false signals. The incorrect signals result from the fact that the receiver is not synchronized with the external sound source, so that determining the position of the signal origin 1 by means of a propagation time measurement leads to erroneous results. The direction of the received signal can be determined via the phase differences of the receivers of the receiving unit. The directions of the received signals are shown in FIG. 2 as straight lines on which the signal points S1-S3 are arranged.
Eine Fremdsignalquelle kann eine Ultraschallquelle sein. Dabei kann eine Fremdsignalquelle ein weiterer aktiver Sensor sein, der Sendesignale aussendet und mit der Vorrichtung nicht gekoppelt ist. Wie zuvor bereits ausgeführt ist, kann bei einer derartigen Anordnung keine Aussage zum Abstand des Objekts 13 von der Vorrichtung 9 getroffen werden, da Fremdsignalquelle nicht synchronisiert mit der Vorrichtung ein Sendesignal aussendet. Insofern führt eine Laufzeitmessung zu ungenauen Ergebnissen, weil der Vorrichtung 9 nicht bekannt ist, ob das empfangene Signal 2 von dem Objekt 13 stammt oder von der Fremdsignalquelle 14. An external signal source can be an ultrasound source. In this case, an external signal source can be another active sensor which emits transmission signals and is not coupled to the device. As already explained above, with such an arrangement no statement can be made about the distance of the object 13 from the device 9 since the external signal source does not emit a transmission signal synchronized with the device. In this respect, a transit time measurement leads to inaccurate results because the device 9 does not know whether the received signal 2 originates from the object 13 or from the external signal source 14.
Um die Position des Objekts präzise bestimmen zu können, müssen daher die Fehlsignale ausgefiltert werden. Dies erfolgt derzeit dadurch, dass mehrere Messungen durchgeführt werden und auf der Basis der Messergebnisse Fehlsignale erkannt werden. Die bekannten Verfahren weisen jedoch den Nachteil auf, dass das Herausfiltern der Fehlsignale rechenintensiv ist und somit lange dauert. Außerdem weisen die bekannten Verfahren eine geringe Zuverlässigkeit auf und durch das Verrechnen von mehreren Messungen steigt die Latenz. Insofern kann die Vorrichtung 9 nicht in Anwendungen eingesetzt werden, wie beispielsweise einem fahrenden Roboter und/oder einem Kraftfahrzeug, bei dem die Positionsbestimmung des Objekts schnell erfolgen muss, um auf der Basis der bestimmten Position eine Entscheidung hinsichtlich Fahrrichtung und/oder Fahrgeschwindigkeit tätigen zu können.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein Verfahren bereitzustellen, bei dem der Signalursprung schnell und zuverlässig ermittelt werden kann. In order to be able to precisely determine the position of the object, the false signals must therefore be filtered out. This is currently done by carrying out several measurements and detecting false signals on the basis of the measurement results. However, the known methods have the disadvantage that filtering out the false signals is computationally intensive and therefore takes a long time. In addition, the known methods have a low level of reliability and the latency increases due to the calculation of several measurements. In this respect, the device 9 cannot be used in applications, such as a moving robot and/or a motor vehicle, in which the position of the object must be determined quickly in order to be able to make a decision regarding the driving direction and/or driving speed based on the determined position . One object of the invention is therefore to provide a method in which the origin of the signal can be determined quickly and reliably.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Ermitteln eines Signalursprungs, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: This object is achieved by a method for determining a signal origin, the method comprising the following steps:
Empfangen von wenigstens einem Signal durch eine erste Empfangseinheit, die wenigstens drei erste Empfänger aufweist, wobei auf der Basis des einen empfangenen Signals ein Signalpunkt ermittelt wird, Receiving at least one signal by a first receiving unit, which has at least three first receivers, a signal point being determined on the basis of the one received signal,
Empfangen von wenigstens einem Signal durch eine zweite Empfangseinheit, die wenigstens drei zweite Empfänger aufweist, wobei auf der Basis des empfangenen Signals ein anderer Signalpunkt ermittelt wird, wobei bestimmt wird, ob der Signalpunkt und der andere Signalpunkt zueinander synchron sind und der dem Signalursprung abhängig von dem Signalpunkt und dem anderen Signalpunkt ermittelt wird. Receiving at least one signal by a second receiving unit having at least three second receivers, wherein another signal point is determined on the basis of the received signal, it being determined whether the signal point and the other signal point are synchronous with one another and which depends on the signal origin the signal point and the other signal point is determined.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung bereitzustellen, mittels der ein Signalursprung schnell ermittelt werden kann. Another object of the invention is to provide a device by means of which a signal origin can be determined quickly.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zum Ermitteln eines Signalursprungs mit einer ersten Empfangseinheit zum Empfangen von wenigstens einem Signal, die wenigstens drei erste Empfänger aufweist, einer zweiten Empfangseinheit zum Empfangen von wenigstens einem Signal, die wenigstens drei zweite Empfänger aufweist und einer Rechnereinrichtung, die auf der Basis des von der ersten Empfangseinheit empfangenen Signals einen Signalpunkt und auf der Basis des von der zweiten Empfangseinheit empfangenen Signals einen anderen Signalpunkt ermittelt, wobei die Rechnereinrichtung bestimmt, ob der Signalpunkt und der andere Signalpunkt zueinander synchron sind und den Signalursprung abhängig von dem Signalpunkt und dem anderen Signalpunkt ermittelt. The object is achieved by a device for determining a signal origin with a first receiving unit for receiving at least one signal, which has at least three first receivers, a second receiving unit for receiving at least one signal, which has at least three second receivers, and a computer device which determines a signal point on the basis of the signal received from the first receiving unit and another signal point on the basis of the signal received from the second receiving unit, the computing device determining whether the signal point and the other signal point are synchronous with one another and determining the signal origin as a function of the signal point and the other signal point determined.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass es eines zeitaufwendigen Herausfilterns der Fehlsignale durch mehrmalige Messungen nicht bedarf, wodurch sich die Latenz der
Vorrichtung verringert. Insbesondere wurde erkannt, dass ein Signalursprung auf einfache Weise ermittelt werden kann, wenn zwei Empfängereinheiten eingesetzt werden, die auf der Basis der empfangenen Signale Signalpunkte und andere Signalpunkte ermitteln, die dahingehend klassifiziert werden, ob sie zueinander synchron sind oder nicht. Insbesondere werden Signalpunktpaare von zueinander synchronen Signalpunkten ermittelt. Wie nachfolgend näher erläutert wird, kann auf der Basis der Klassifikation bzw. der Signalpunktpaare der Signalursprung schnell und präzise ermittelt werden, auch wenn eine große Anzahl an Signalpunkten durch die erste und zweite Empfängereinheit ermittelt wird. Insofern kann das Verfahren auch bei Anwendungen, wie beispielsweise eines fahrenden Roboters und/oder einem Kraftfahrzeug, eingesetzt werden, bei denen ein schnelles Ermitteln des Signalursprungs und somit der Lage des Signalursprungs im Raum notwendig ist. According to the invention it was recognized that there is no need for time-consuming filtering out of the false signals by repeated measurements, which reduces the latency of the Device reduced. In particular, it has been recognized that a signal origin can be determined in a simple manner if two receiver units are used which, based on the received signals, determine signal points and other signal points which are classified according to whether they are synchronous with one another or not. In particular, signal point pairs of mutually synchronous signal points are determined. As explained in more detail below, the signal origin can be determined quickly and precisely on the basis of the classification or the signal point pairs, even if a large number of signal points are determined by the first and second receiver unit. In this respect, the method can also be used in applications, such as a moving robot and/or a motor vehicle, in which it is necessary to quickly determine the origin of the signal and thus the position of the origin of the signal in space.
Als Signalursprung wird ein reales Objekt, insbesondere ein Objektpunkt, verstanden, von dem die von der ersten und zweiten Empfängereinheit empfangenden Signale stammen. Der Signalursprung kann ein physisches Objekt sein, an dem die Sendesignale reflektieren. Das Sendesignal kann von dem physischen Objekt erstmalig reflektiert werden. Alternativ kann das physische Objekt auch ein bereits vorher mehrmals reflektiertes Sendesignal reflektieren. Alternativ kann der Signalursprung eine Signalquelle sein, von der ein Sendesignal emittiert wird, das von der ersten und zweiten Empfängereinheit, insbesondere direkt, empfangen wird. Die Signalquelle kann ein anderer Sender sein, der Sendesignal aussendet. Alternativ oder zusätzlich kann die Signalquelle jede beliebige Quelle aus der Umgebung der Vorrichtung sein. A real object, in particular an object point, is understood as the signal origin, from which the signals received by the first and second receiver unit originate. The signal origin can be a physical object on which the transmitted signals reflect. The transmission signal can be reflected by the physical object for the first time. Alternatively, the physical object can also reflect a transmission signal that has already been reflected several times before. Alternatively, the signal origin can be a signal source from which a transmission signal is emitted, which is received by the first and second receiver unit, in particular directly. The signal source can be another transmitter that emits a broadcast signal. Alternatively or additionally, the signal source can be any source in the vicinity of the device.
Als Signalpunkt wird ein durch die erste Empfängereinheit auf der Basis des empfangenen Signals ermittelter Punkt im Raum verstanden. Wie oben beschrieben ist, entspricht der Signalpunkt in den meisten Fällen nicht dem Signalursprung. Mit anderen Worten, der Signalpunkt kann ein fiktiver Punkt sein, der aufgrund der Asynchronität des von der Vorrichtung ausgesendeten Sendesignals und des empfangenen Signals resultiert. Der andere Signalpunkt wird durch die zweite Empfängereinheit auf der Basis des gleichen oder eines anderen empfangenen Signals ermittelt. Der andere Signalpunkt kann analog zum Signalpunkt ein fiktiver Punkt sein, der nicht dem Signalursprung entspricht.
Die erste und zweite Empfängereinheit sind in wenigstens einer Raumrichtung, insbesondere maximal zwei Raumrichtungen, beabstandet zueinander angeordnet. Dies bedeutet, dass die ersten Empfänger der ersten Empfängereinheit und die zweiten Empfänger der zweiten Empfängereinheit das Signal zu unterschiedlichen Zeitpunkten empfangen können. Gleichermaßen empfangen die einzelnen ersten Empfänger das Signal zu unterschiedlichen Zeitpunkten und die einzelnen zweiten Empfänger empfangen das Signal ebenfalls zu unterschiedlichen Zeitpunkten. Die erste Empfängereinheit, insbesondere die ersten Empfänger, und die zweite Empfängereinheit, insbesondere die zweiten Empfänger, können in einer Ebene angeordnet sein. Eine detailliertere Anordnung der ersten und zweiten Empfänger ist nachfolgend näher beschrieben. A point in space determined by the first receiver unit on the basis of the received signal is understood to be a signal point. As described above, in most cases the signal point does not correspond to the signal origin. In other words, the signal point can be a fictitious point that results due to the asynchrony of the transmission signal sent out by the device and the received signal. The other signal point is determined by the second receiver unit based on the same or another received signal. Analogous to the signal point, the other signal point can be a fictitious point that does not correspond to the signal origin. The first and second receiver units are spaced apart from one another in at least one spatial direction, in particular a maximum of two spatial directions. This means that the first receivers of the first receiver unit and the second receivers of the second receiver unit can receive the signal at different times. Likewise, the individual first receivers receive the signal at different times and the individual second receivers also receive the signal at different times. The first receiver unit, in particular the first receivers, and the second receiver unit, in particular the second receivers, can be arranged in one plane. A more detailed arrangement of the first and second receivers is described in more detail below.
Im Sinne der Erfindung sind ein Signalpunkt und ein anderer Signalpunkt zueinander synchron, wenn das empfangene Signal, das zum Ermitteln des Signalpunkts und des anderen Signalpunkts herangezogen wird, vom selben Signalursprung stammt. Außerdem muss das am Objekt reflektierte Sendesignal, also das empfange Signal, das zum Ermitteln vom Signalpunkt und dem anderen Signalpunkt herangezogen wird, vom selben Sender der Vorrichtung stammen. Darüber hinaus ist das Aussenden des Sendesignals über den Sender und das Empfangen des Signals miteinander synchronisiert. Mit anderen Worten der Sendezeitpunkt ist der Vorrichtung, insbesondere der ersten und zweiten Empfängereinheit bekannt. Es wird im Rahmen der Erfindung ausgenutzt, dass sich die Signale vom Signalursprung sphärisch ausbreiten. Somit liegt ein Signalpunkt und ein dazu synchroner Signalpunkt auf derselben Wellenfront des Signals. Als Wellenfront wird bei einer Wellenausbreitung in einem Medium eine Kugelfläche bezeichnet, auf der alle Punkte die gleiche Laufzeit zu dem Signalursprung haben. According to the invention, a signal point and another signal point are synchronous with one another if the received signal, which is used to determine the signal point and the other signal point, originates from the same signal origin. In addition, the transmission signal reflected on the object, ie the received signal that is used to determine the signal point and the other signal point, must come from the same transmitter of the device. In addition, the transmission of the transmission signal via the transmitter and the reception of the signal are synchronized with one another. In other words, the transmission time is known to the device, in particular to the first and second receiver units. The invention makes use of the fact that the signals propagate spherically from the signal origin. Thus, a signal point and a signal point synchronous thereto lie on the same wave front of the signal. When a wave propagates in a medium, a wave front is a spherical surface on which all points have the same transit time to the signal origin.
Wie nachfolgend näher ausgeführt ist, kann auf verschiedene Weisen geprüft werden, ob der Signalpunkt und der andere Signalpunkt zueinander synchron sind, auch wenn die Lage des Signalursprungs nicht bekannt ist. As explained in more detail below, it can be checked in various ways whether the signal point and the other signal point are synchronous with one another, even if the position of the signal origin is not known.
Dagegen werden im Folgenden zwei Signalpunkte als asynchron bezeichnet, die nicht von demselben Signalursprung stammen. In diesem Fall handelt es sich bei den von der ersten und zweiten Empfängereinheit empfangenen Signale um unterschiedliche Reflexionen oder die empfangenen Signale stammen von einer Fremdschallquelle oder mehreren
unterschiedlichen Fremdschallquellen. Darüber hinaus können asynchrone Signalpunkte aus dem gleichen Signalursprung stammen. In diesem Fall empfangen die Empfängereinheiten ein zum Sendesignal asynchrones empfangenes Signal oder den zum Sendesignal asynchronen Direktschall einer Fremdschallquelle. Bei asynchronen Signalpunkten ist der Vorrichtung der Sendezeitpunkt des empfangenen Signals nicht bekannt. On the other hand, in the following two signal points that do not originate from the same signal origin are referred to as asynchronous. In this case, the signals received by the first and second receiver units are different reflections or the received signals come from one or more external sound sources different external noise sources. In addition, asynchronous signal points can originate from the same signal origin. In this case, the receiver units receive a received signal that is asynchronous to the transmission signal or the direct sound of an external sound source that is asynchronous to the transmission signal. In the case of asynchronous signal points, the device does not know when the received signal was sent.
Im Ergebnis kann durch die Ermittlung des Signalpunkts und des anderen Signalpunkts, die zueinander synchron sind, die empfangenen Signale erkannt werden, die vom selben Signalursprung stammen. As a result, by detecting the signal point and the other signal point that are synchronous with each other, the received signals originating from the same signal origin can be recognized.
Die Rechnereinrichtung kann wenigstens einen Prozessor aufweisen oder ein Prozessor sein. Darüber hinaus kann die Rechnereinrichtung Bestandteil einer Leiterplatte sein. The computing device can have at least one processor or be a processor. In addition, the computer device can be part of a printed circuit board.
Bei einer Ausführung kann die Rechnereinrichtung abhängig vom Bestimmungsergebnis entscheiden, ob der Signalursprung ermittelt wird oder nicht. Insbesondere kann die Rechnereinrichtung den Signalursprung nicht ermitteln, wenn der Signalpunkt und der andere Signalpunkt zueinander asynchron sind. Dagegen kann die Rechnereinrichtung den Signalursprung ermitteln, wenn der Signalpunkt und der andere Signalpunkt zueinander synchron sind. Im Ergebnis kann durch die Klassifikation der Signalpunkte in zueinander synchrone oder asynchrone Signalpunkte der Rechenaufwand reduziert werden. So können nur die zueinander synchronen Signalpunkte für die Bestimmung des Signalursprungs herangezogen werden und die verbleibenden Signalpunkte als Fehlsignale herausgefiltert werden. In one embodiment, the computing device can decide whether or not to determine the signal origin depending on the determination result. In particular, the computing device cannot determine the signal origin if the signal point and the other signal point are asynchronous to one another. On the other hand, the computer device can determine the signal origin if the signal point and the other signal point are synchronous with one another. As a result, the computing effort can be reduced by the classification of the signal points into mutually synchronous or asynchronous signal points. In this way, only the signal points that are synchronous with one another can be used to determine the signal origin and the remaining signal points can be filtered out as incorrect signals.
Die erste Empfängereinheit kann mehrere Signalpunkte ermitteln. Die zweite Empfängereinheit kann mehrere andere Signalpunkte ermitteln. Dementsprechend können die erste und zweite Empfängereinheit mehrere Signale empfangen und auf Basis der empfangenen Signale die Signalpunkte und die anderen Signalpunkteermitteln. Im Ergebnis können eine Vielzahl von Signalpunkten und anderen Signalpunkten ermittelt und für die zuvor beschriebene Bestimmung des Signalursprungs herangezogen werden.
Nach Ermittlung der Signalpunkte und der anderen Signalpunkte kann ermittelt werden, welche Signalpunkte und andere Signalpunkte zueinander synchron sind. Dies erfolgt, bevor der Signalursprung ermittelt, wobei die Signalpunkte und anderen Signalpunkte, die zueinander synchron sind, zum Bestimmen des Signalursprungs herangezogen werden. Die von der ersten Empfängereinheit ermittelten ersten Signalpunkte werden untereinander nicht klassifiziert. Gleichermaßen werden die von der zweiten Empfängereinheit ermittelten zweiten Signalpunkte untereinander nicht klassifiziert. The first receiver unit can determine several signal points. The second receiver unit can determine several other signal points. Accordingly, the first and second receiver units can receive multiple signals and determine the signal points and the other signal points based on the received signals. As a result, a large number of signal points and other signal points can be determined and used for the previously described determination of the signal origin. After determining the signal points and the other signal points, it can be determined which signal points and other signal points are synchronous with one another. This is done before the signal origin is determined, using the signal points and other signal points that are synchronous with each other to determine the signal origin. The first signal points determined by the first receiver unit are not classified among one another. Likewise, the second signal points determined by the second receiver unit are not classified among one another.
Bei einer Ausführung kann zum Bestimmen von zueinander synchronen Signalpunkten und anderen Signalpunkten ausgehend von einem Signalpunkt ermittelt werden, ob ein anderer Signalpunkt in einem vorgegebenen Bereich um dem Signalpunkt angeordnet ist. Gleichermaßen kann ausgehend von einem anderen Signalpunkt ermittelt werden, ob ein Signalpunkt in einem vorgegebenen Bereich um den anderen Signalpunkt angeordnet ist. Dies kann für alle Signalpunkte und/oder andere Signalpunkte durchgeführt werden. Dieses Vorgehen bietet sich an, weil erkannt wurde, dass Signalpunkte und andere Signalpunkte, die zueinander synchron sind, nicht beliebig weit voneinander beabstandetsein können. Der vorgegebene Bereich kann eine Kugelform mit dem Signalpunkt oder dem anderen Signalpunkt als Mittelpunkt sein. Im Ergebnis verringert sich der Rechenaufwand, weil beispielsweise ausgehend für einen Signalpunkt nicht mehr jeder andere Signalpunkt überprüft werden muss, ob dieser synchron zu dem Signalpunkt ist. In one embodiment, in order to determine mutually synchronous signal points and other signal points, starting from a signal point, it can be determined whether another signal point is arranged in a predetermined area around the signal point. Likewise, starting from another signal point, it can be determined whether a signal point is arranged in a predetermined area around the other signal point. This can be done for all signal points and/or other signal points. This approach makes sense because it was recognized that signal points and other signal points that are synchronous with one another cannot be arbitrarily far apart from one another. The predetermined area may be a spherical shape centered on the signal point or the other signal point. As a result, the computing effort is reduced because, starting from a signal point, for example, it is no longer necessary to check every other signal point to determine whether it is synchronous with the signal point.
Die Rechnereinrichtung kann festlegen, dass ein Signalpunkt und ein anderer Signalpunkt zueinander synchron sind, wenn ein erster Abstand zwischen dem Signalpunkt und einem Linienpunkt und ein zweiter Abstand zwischen dem anderen Signalpunkt und dem Punkt eine vorgegebene Bedingung erfüllen. Die Bedingung kann darin bestehen, dass der erste Abstand und der zweite Abstand den gleichen Wert aufweisen oder um einen vorgegebenen Bereich voneinander abweichen. Das Abstellen auf den Abstand zwischen dem Punkt und dem Signalpunkt und/oder dem anderen Signalpunkt bietet den Vorteil, dass auf genaue Weise ermittelt werden kann, ob der Signalpunkt und der andere Signalpunkt zueinander synchron sind. So liegen zwei synchrone Signalpunkte vor, wenn sie einen vorgegebenen Abstand nicht überschreiten. In diesem Fall können die Punkte fast aufeinander liegen. Ein exaktes aufeinanderliegend wird jedoch aufgrund Rauschens der ersten und zweiten Empfänger oftmals nicht möglich sein. Dabei spielt bei der Beurteilung der
Phasenunterschied zwischen den empfangenen Signalen keine Rolle, was die Klassifikation genau macht. Der vorgegebene Bereich berücksichtigt, dass die ersten und zweiten Empfänger der ersten Empfangseinheit bzw. der zweiten Empfangseinheit rauschen und somit die Abstände nicht immer exakt mathematisch übereinstimmen werden. The computing device can determine that a signal point and another signal point are synchronous with one another if a first distance between the signal point and a line point and a second distance between the other signal point and the point meet a predetermined condition. The condition can consist in the first distance and the second distance having the same value or deviating from one another by a predetermined range. Focusing on the distance between the point and the signal point and/or the other signal point offers the advantage that it can be determined in an accurate manner whether the signal point and the other signal point are synchronous with one another. There are two synchronous signal points if they do not exceed a predetermined distance. In this case, the points can be almost on top of each other. However, an exact superimposition will often not be possible due to the noise of the first and second receivers. It plays in the assessment of Phase difference between the received signals does not matter, which makes the classification accurate. The predetermined range takes into account that the first and second receivers of the first receiving unit and the second receiving unit are noisy and therefore the distances will not always correspond exactly mathematically.
Der Rechenaufwand kann weiter reduziert werden, wenn geprüft wird, ob der Signalpunkt und der andere Signalpunkt voneinander um einen vorgegebenen Abstand entlang einer den Signalpunkt und den anderen Signalpunkt enthaltenen Kreisbogenlinie beabstandet sind. Die Kreisbogenlinie kann Bestandteil einer Kugel mit einem Mittelpunkt sein, der auf der Verbindungsgerade, insbesondere auf der Mitte der Verbindungsgerade, zwischen der ersten und zweiten Empfangseinheit liegt. Die Prüfung kann vor oder im Anschluss an die zuvor beschriebene Abstandsprüfung erfolgen. The amount of calculation can be further reduced when it is checked whether the signal point and the other signal point are spaced apart from each other by a predetermined distance along a circular arc line including the signal point and the other signal point. The circular arc line can be part of a sphere with a center point that lies on the connecting line, in particular on the middle of the connecting line, between the first and second receiving unit. The test can be carried out before or after the distance test described above.
Sind der Signalpunkt und der andere Signalpunkt um einen vorgegebenen Abstand voneinander angeordnet, kann weiter geprüft werden, ob der Signalpunkt und der andere Signalpunkt zueinander synchron sind. Sofern der Abstand zwischen dem Signalpunkt und dem anderen Signalpunkt größer als der vorgegebene Abstand ist, kann die Prüfung abgebrochen werden. Durch diese Prüfung wird sichergestellt, dass nicht alle Signalpunkte und/oder anderen Signalpunkte zum Ermitteln des Signalursprungs herangezogen werden. If the signal point and the other signal point are arranged at a predetermined distance from one another, it can be further checked whether the signal point and the other signal point are synchronous with one another. If the distance between the signal point and the other signal point is greater than the specified distance, the test can be aborted. This check ensures that not all signal points and/or other signal points are used to determine the signal origin.
Der Punkt kann auf einer Verbindungsgerade zwischen der ersten Empfangseinheit und der zweiten Empfangseinheit angeordnet sein. Die Verbindungsgerade kann zwischen einem Mittelpunkt der ersten Empfangseinheit und einem Mittelpunkt der zweiten Empfangseinheit verlaufen. Der Mittelpunkt der ersten Empfangseinheit kann in einem Mittelpunkt eines Dreiecks sein, das durch die ersten Empfänger aufgespannt ist. Der Mittelpunkt der zweiten Empfangseinheit kann in einem Mittelpunkt eines Dreiecks sein, das durch die zweiten Empfänger aufgespannt ist. Für den Fall, dass eine oder beide Empfangseinheiten mehr als drei Empfänger aufweist, kann der Mittelpunkt der Mittelpunkt einer durch die Empfänger aufgespannten Fläche sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Verbindungsgerade zwischen einem ersten Empfänger der ersten Empfangseinheit und einem zweiten Empfänger der zweiten Empfangseinheit verlaufen. Der Punkt kann ein Mittelpunkt der Verbindungsgerade sein.
Bei einer besonderen Ausführung kann zum Prüfen, ob ein Signalpunkt und ein anderer Signalpunkt zueinander synchron sind, eine Signalpunktgerade ermittelt werden, die durch den Signalpunkt und den anderen Signalpunkt verläuft. Wie oben bereits beschrieben ist, können der Signalpunkt und der andere Signalpunkt in einem vorgegebenen Bereich voneinander beabstandet angeordnet sein, sodass nicht alle Signalpunkte und/oder anderen Signalpunkte berücksichtigt werden müssen. The point may be located on a connecting straight line between the first receiving unit and the second receiving unit. The connecting straight line can run between a midpoint of the first receiving unit and a midpoint of the second receiving unit. The center point of the first receiving unit can be in a center point of a triangle that is spanned by the first receivers. The center point of the second receiving unit can be in a center point of a triangle that is spanned by the second receivers. In the event that one or both receiving units has more than three receivers, the center point can be the center point of an area spanned by the receivers. Alternatively or additionally, the connecting straight line can run between a first receiver of the first receiving unit and a second receiver of the second receiving unit. The point can be a midpoint of the connecting line. In a special embodiment, a signal point straight line that runs through the signal point and the other signal point can be determined to check whether a signal point and another signal point are synchronous with one another. As already described above, the signal point and the other signal point can be arranged at a distance from one another in a predetermined area, so that not all signal points and/or other signal points have to be taken into account.
Dabei kann die Rechnereinrichtung festlegen, dass der Signalpunkt und der andere Signalpunkt zueinander synchron sind, wenn eine Lotgerade auf die Signalpunktgerade durch den Mittelpunkt der Verbindungslinie zwischen der ersten und zweiten Empfangseinheit verläuft oder durch einen vorgegebenen Bereich um einen Mittelpunkt der Verbindungslinie zwischen der ersten und zweiten Empfangseinheit verläuft. Somit kann einfache Weise ermittelt werden, ob der Signalpunkt und der andere Signalpunkt zueinander synchron sind. Das Verfahren kann alternativ oder zusätzlich zu dem zuvor beschriebenen Verfahren zum Klassifizieren der Signalpunkte und der anderen Signalpunkte eingesetzt werden. Der vorgegebene Bereich berücksichtigt, dass die ersten und zweiten Empfänger der ersten Empfangseinheit bzw. der zweiten Empfangseinheit rauschen, sodass die Lotgerade nicht genau durch den Mittelpunkt verläuft. The computer device can determine that the signal point and the other signal point are synchronous with one another if a straight line perpendicular to the signal point runs through the midpoint of the connecting line between the first and second receiving unit or through a predetermined area around a midpoint of the connecting line between the first and second receiving unit runs. It can thus be determined in a simple manner whether the signal point and the other signal point are synchronous with one another. The method can be used as an alternative or in addition to the previously described method for classifying the signal points and the other signal points. The predetermined range takes into account that the first and second receivers of the first receiving unit and the second receiving unit are noisy, so that the perpendicular line does not pass exactly through the center point.
Bei einer weiteren Ausführung zum Prüfen, ob ein Signalpunkt und ein anderer Signalpunkt zueinander synchron sind, kann eine erste Gerade ermittelt werden, die durch wenigstens einen Signalpunkt und die erste Empfangseinheit verläuft. Dabei kann die erste Gerade durch einen Mittelpunkt der ersten Empfangseinheit oder durch einen ersten Empfänger der ersten Empfangseinheit verlaufen. Der Mittelpunkt der ersten Empfangseinheit kann in einem Mittelpunkt eines Dreiecks sein, das durch die ersten Empfänger aufgespannt ist. Darüber hinaus kann eine zweite Gerade ermittelt werden, die durch wenigstens einen anderen Signalpunkt und die zweite Empfangseinheit verläuft. Dabei kann die zweite Gerade durch einen Mittelpunkt der zweiten Empfangseinheit oder durch einen zweiten Empfänger der zweiten Empfangseinheit verlaufen. Der Mittelpunkt der zweiten Empfangseinheit kann in einem Mittelpunkt eines Dreiecks sein, das durch die zweiten Empfänger aufgespannt ist. Für den Fall, dass eine oder beide Empfangseinheiten mehr als drei Empfänger aufweist, kann der Mittelpunkt der Mittelpunkt einer durch die Empfänger aufgespannten Fläche sein.
Dabei können die erste und zweite Gerade derart verlaufen, dass sie sich in einem Punkt schneiden. Alternativ können die erste und zweite Gerade derart verlaufen, dass sie zueinander windschief sind. In diesem Fall kann eine andere Lotgerade bestimmt werden, die senkrecht zu der ersten und zweiten Gerade ist und den kürzesten Abstand zwischen der ersten und zweiten Gerade aufweist. Der Punkt kann ein Punkt der Lotgeraden sein, wobei der Punkt ein Mittelpunkt der Lotgeraden sein kann. Die Geraden können aufgrund eines Rauschens der Empfänger windschief zueinander verlaufen. In a further embodiment for checking whether a signal point and another signal point are synchronous with one another, a first straight line can be determined which runs through at least one signal point and the first receiving unit. In this case, the first straight line can run through a center point of the first receiving unit or through a first receiver of the first receiving unit. The center point of the first receiving unit can be in a center point of a triangle that is spanned by the first receivers. In addition, a second straight line can be determined, which runs through at least one other signal point and the second receiving unit. In this case, the second straight line can run through a center point of the second receiving unit or through a second receiver of the second receiving unit. The center point of the second receiving unit can be in a center point of a triangle that is spanned by the second receivers. In the event that one or both receiving units has more than three receivers, the center point can be the center point of an area spanned by the receivers. The first and second straight lines can run in such a way that they intersect at one point. Alternatively, the first and second straight lines can run in such a way that they are skewed with respect to one another. In this case, another perpendicular line can be determined, which is perpendicular to the first and second lines and has the shortest distance between the first and second lines. The point can be a point of the plumb line, wherein the point can be a midpoint of the plumb line. The straight lines can be skewed to each other due to receiver noise.
Bei diesem Verfahren kann die Rechnereinrichtung festlegen, dass der Signalpunkt und der andere Signalpunkt zueinander synchron sind, wenn ein erster Abstand zwischen dem anderen Punkt und dem Signalpunkt und ein zweiter Abstand zwischen dem anderen Punkt und dem anderen Signalpunkt eine vorgegebene Bedingung erfüllen. Die vorgegebene Bedingung kann darin bestehen, dass der erste Abstand zwischen dem anderen Punkt und dem Signalpunkt und der zweite Abstand zwischen dem anderen Punkt und dem anderen Signalpunkt den gleichen Wert aufweisen oder um einen vorgegebenen Bereich voneinander abweichen. Der vorgegebene Bereich berücksichtigt, dass die ersten und zweiten Empfänger der ersten Empfangseinheit bzw. der zweiten Empfangseinheit rauschen und somit die Abstände nicht immer exakt mathematisch übereinstimmen werden. In this method, the computing device can determine that the signal point and the other signal point are synchronous with one another if a first distance between the other point and the signal point and a second distance between the other point and the other signal point meet a predetermined condition. The predetermined condition may be that the first distance between the other point and the signal point and the second distance between the other point and the other signal point have the same value or differ by a predetermined range. The predetermined range takes into account that the first and second receivers of the first receiving unit and the second receiving unit are noisy and therefore the distances will not always correspond exactly mathematically.
Somit kann auf einfache Weise ermittelt werden, ob der Signalpunkt und der andere Signalpunkt zueinander synchron sind. Bei diesem Verfahren wird die sphärische Ausbreitung des Signals von dem Signalursprung ausgenutzt. So müssen aufgrund der sphärischen Ausbreitung bei zueinander synchronen Signalpunkten und anderen Singalpunkten deren Abstände zu dem anderen Punkt gleich oder nahezu gleich sein. Das Verfahren kann alternativ oder zusätzlich zu dem zuvor beschriebenen Verfahren zum Klassifizieren der Signalpunkte und der anderen Signalpunkte eingesetzt werden. It can thus be determined in a simple manner whether the signal point and the other signal point are synchronous with one another. In this method, the spherical propagation of the signal from the signal origin is used. Because of the spherical propagation, with signal points that are synchronous with one another and other signal points, their distances from the other point must be the same or almost the same. The method can be used as an alternative or in addition to the previously described method for classifying the signal points and the other signal points.
Bei einer besonderen Ausführung kann der Signalursprung ermittelt werden, nachdem bestimmt wurde, welche Signalpunkte und anderen Signalpunkte zueinander synchron sind. Insbesondere kann der Signalursprung unter Berücksichtigung des Bestimmungsergebnisses ermittelt werden. Der Signalursprung kann ermittelt werden, nachdem ein Signalpunktpaar ermittelt wurde. Alternativ können zuerst alle Signalpunktpaare ermittelt werden und anschließend der Signalursprung oder die
Signalursprünge ermittelt werden. So ist es möglich, dass mehrere Signalursprünge existieren, wenn mehrere Signalpunktpaare ermittelt werden. In a particular implementation, signal origin may be determined after determining which signal points and other signal points are in sync with one another. In particular, the signal origin can be determined taking into account the determination result. The signal origin can be determined after a signal point pair has been determined. Alternatively, all signal point pairs can be determined first and then the signal origin or the Signal origins are determined. It is thus possible for multiple signal origins to exist if multiple signal point pairs are determined.
Die Rechnereinrichtung kann zum Bestimmen des Signalursprungs die Lage des Signalpunkts und des zum Signalpunkt synchronen anderen Signalpunkts ermittelt. Dabei kann die Rechnereinrichtung festlegen, dass der Signalursprung der Lage des Signalpunkts und/oder des anderen Signalpunkts entspricht, wenn die Lage des Signalpunkts und des anderen Signalpunkts gleich ist oder um einen vorgegebenen Bereich voneinander abweichen. Als Lage wird die Position des Signalpunkts und/oder des anderen Signalpunkts im Raum bezeichnet. In order to determine the origin of the signal, the computer device can determine the position of the signal point and of the other signal point that is synchronous with the signal point. The computer device can determine that the signal origin corresponds to the position of the signal point and/or the other signal point if the position of the signal point and the other signal point is the same or deviates from one another by a predetermined range. The position of the signal point and/or the other signal point in space is referred to as position.
Bei einem alternativen oder zusätzlichen Vorgehen kann eine erste andere Gerade ermittelt werden, die durch einen Signalpunkt und die erste Empfangseinheit verläuft. Die erste andere Gerade kann durch einen Mittelpunkt oder einen ersten Empfänger der Empfangseinheit verlaufen. Darüber hinaus kann eine zweite andere Gerade ermittelt werden, die durch einen anderen Signalpunkt, der synchron zu dem Signalpunkt ist, und die zweite Empfangseinheit verläuft. Die zweite andere Gerade kann durch einen Mittelpunkt oder einen zweiten Empfänger verlaufen. In an alternative or additional procedure, a first different straight line can be determined, which runs through a signal point and the first receiving unit. The first other straight line can run through a center point or a first receiver of the receiving unit. In addition, a second, different straight line can be determined, which runs through a different signal point, which is synchronous with the signal point, and the second receiving unit. The second other straight line can run through a center point or a second receiver.
Dabei kann die Rechnereinrichtung festlegen, dass der Signalursprung dem Schnittpunkt zwischen der ersten und zweiten anderen Gerade entspricht. Dies für den Fall, dass sich die erste und zweite andere Gerade schneiden. Im Ergebnis entspricht der Signalursprung dem oben beschriebenen Punkt. The computer device can determine that the signal origin corresponds to the point of intersection between the first and second straight lines. This is in the event that the first and second straight lines intersect. As a result, the signal origin corresponds to the point described above.
Für den Fall, dass die erste andere Gerade und die zweite andere Gerade windschief zueinanderverlaufen, kann der Signalursprungdem oben beschriebenen anderen Punkt auf der anderen Lotgeraden entsprechen. In the event that the first other straight line and the second other straight line are skewed to one another, the signal origin can correspond to the other point described above on the other perpendicular line.
Bei einer besonderen Ausführung kann die erste Empfangseinheit und die zweite Empfangseinheit zum selben Zeitpunkt aktiviert werden. Als „aktiviert" wird verstanden, dass die beiden Empfangseinheiten ab diesem Zeitpunkt Signale empfangen und auswerten können. Vor diesem Zeitpunkt befinden sich die erste und zweite Empfangseinheit in einem inaktiven Zustand, in dem keine Signale empfangen und ausgewertet werden. Der Zeitpunkt,
zu dem die erste und zweite Empfangseinheit aktiviert wird, kann einem Zeitpunkt entspricht, zu dem ein Sendesignal durch einen Sender derVorrichtung emittiert wird. Durch die Aktivierung der beiden Empfangseinheiten zum selben Zeitpunkt ist ermöglicht, dass Signalpunkte in zueinander synchron oder asynchron klassifiziert werden können und/oder dass erkannt werden kann, ob die empfangenen Signale vom selben Signalursprung stammen. Insofern kann durch die Aktivierung der beiden Empfangseinheiten zum selben Zeitpunkt eine Ermittlung des Signalursprungs auf einfache Weise realisiert werden. In a particular embodiment, the first receiving unit and the second receiving unit can be activated at the same time. "Activated" means that the two receiving units can receive and evaluate signals from this point in time. Before this point in time, the first and second receiving units are in an inactive state in which no signals are received and evaluated. The point in time at which at which the first and second receiving units are activated may correspond to a point in time at which a transmission signal is emitted by a transmitter of the device. Activating the two receiving units at the same point in time makes it possible for signal points to be classified as being synchronous or asynchronous to one another and/or for recognizing whether the received signals originate from the same signal origin. In this respect, the signal origin can be determined in a simple manner by activating the two receiving units at the same time.
Die Vorrichtung kann einen Sender zum Emittieren eines Sendesignals aufweisen. Die Vorrichtung kann einstückig ausgeführt sein. In diesem Fall können die beiden Empfangseinheiten und der Sender in oder an einem Gehäuse der Vorrichtung angeordnet sein. Alternativ kann die Vorrichtung mehrstückig ausgeführt sein. In diesem Fall können die beiden Empfangseinheiten und der Sender als eigene Komponenten ausgeführt sein. Die Komponenten können mit der Rechnereinrichtung elektrisch oder elektronisch verbunden sein. The device can have a transmitter for emitting a transmission signal. The device can be made in one piece. In this case, the two receiving units and the transmitter can be arranged in or on a housing of the device. Alternatively, the device can be designed in several parts. In this case, the two receiving units and the transmitter can be designed as separate components. The components can be electrically or electronically connected to the computing device.
Bei einer Ausführung der Vorrichtung kann ein erster Empfänger oderein zweiter Empfänger zusätzlich als Sender fungieren. In diesem Fall weist die Vorrichtung keinen separaten Sender auf, sondern die Sendefunktion wird durch einen ersten oder zweiten Empfänger ausgeführt. Eine derartige Vorrichtung ist kompakt ausgeführt. In one embodiment of the device, a first receiver or a second receiver can also function as a transmitter. In this case the device does not have a separate transmitter, but the transmission function is performed by a first or second receiver. Such a device has a compact design.
Der Sender kann derart ausgebildet sein, dass das Sendesignal eine Welle, insbesondere Druckwelle, vorzugsweise Schallwelle, oder eine elektro-magnetische Welle ist. Dementsprechend handelt es sich bei dem empfangenen Signal um eine Welle, insbesondere Druckwelle, vorzugsweise Schallwelle, oder um eine elektromagnetische Welle. Der Sender kann eine Ultraschallquelle sein. The transmitter can be designed in such a way that the transmission signal is a wave, in particular a pressure wave, preferably a sound wave, or an electromagnetic wave. Accordingly, the received signal is a wave, in particular a pressure wave, preferably a sound wave, or an electromagnetic wave. The transmitter can be an ultrasonic source.
Der Sender kann zwischen der ersten und zweiten Empfangseinheit angeordnet sein. Dabei kann der Sender auf der Verbindungsgerade, insbesondere auf der Mitte der Verbindungsgerade, zwischen der ersten und zweiten Empfangseinheit angeordnet sein. Darüber hinaus kann der Sender am Mittelpunkt der Vorrichtung angeordnet sein. Diese Anordnung ist vorteilhaft, wenn die Vorrichtung ein kreisförmig ausgeführtes Gehäuse hat.
Die Vorrichtung kann mehr als zwei Empfangseinheiten, insbesondere drei Empfangseinheiten aufweisen. Dabei können die einzelnen Empfangseinheiten identisch zu der oben beschriebenen ersten und/oder zweiten Empfangseinheit ausgebildet sein. Bei einer kreisförmigen Ausbildung der Vorrichtung und dem Vorsehen von mehr als zwei Empfangseinheiten wird die Messgenauigkeit erhöht. So wird die Berechnung mit jeweils zwei Empfangseinheiten mehrmals durchgeführt und ein Mittelwert der berechneten Signalpunkte gebildet. .Bei der Berechnung unterscheiden sich die Empfangseinheiten voneinander. Im Ergebnis kann durch eine derartige Vorgehensweise das Rauschen reduziert werden. Vorteilhaft ist eine Anordnung mit drei Empfangseinheiten, die um 120° zueinander versetzt sind, weil dadurch die Genauigkeit in allen drei Raumrichtungen verbessert wird. The transmitter can be arranged between the first and second receiving units. In this case, the transmitter can be arranged on the connecting line, in particular on the middle of the connecting line, between the first and second receiving unit. In addition, the transmitter can be located at the center of the device. This arrangement is advantageous when the device has a circular housing. The device can have more than two receiving units, in particular three receiving units. The individual receiving units can be configured identically to the first and/or second receiving unit described above. With a circular design of the device and the provision of more than two receiving units, the measurement accuracy is increased. In this way, the calculation is carried out several times with two receiving units in each case, and an average of the calculated signal points is formed. .The receiving units differ from each other in the calculation. As a result, by doing this, noise can be reduced. An arrangement with three receiving units that are offset from one another by 120° is advantageous because this improves the accuracy in all three spatial directions.
Bei einer alternativen Ausführung kann der Sender an einer anderen Stelle angeordnet sein. Der Sender muss jedoch derart positioniert sein, dass das von dem Signalursprung stammende Signal von beiden Empfangseinheiten empfangen werden kann. In an alternative embodiment, the transmitter can be located at a different location. However, the transmitter must be positioned in such a way that the signal originating from the signal origin can be received by both receiving units.
Die erste Empfangseinheit, insbesondere die ersten Empfänger, und die zweite Empfangseinheit, insbesondere die zweiten Empfänger, können in derselben Ebene angeordnet sein. Der Sender kann in derselben Ebene angeordnet sein, wie die ersten Empfänger und/oder die zweiten Empfänger. The first receiving unit, in particular the first receivers, and the second receiving unit, in particular the second receivers, can be arranged in the same plane. The transmitter can be arranged in the same plane as the first receivers and/or the second receivers.
Ein Abstand der ersten Empfänger zueinander kann höchstens, insbesondere kleiner als, eine halbe Wellenlänge des empfangenen Signals sein. Gleichermaßen kann ein Abstand der zweiten Empfänger zueinander höchstens, insbesondere kleiner als, eine halbe Wellenlänge des empfangenen Signals sein. A distance between the first receivers can be at most, in particular less than, half a wavelength of the received signal. Equally, a distance between the second receivers can be at most, in particular less than, half a wavelength of the received signal.
Die ersten und zweiten Empfänger können derart angeordnet sein, dass wenigstens zwei erste Empfänger der ersten Empfangseinheit und/oder wenigstens zwei zweite Empfänger der zweiten Empfangseinheit auf einer Geraden angeordnet sind. Der Sender kann auf derselben Geraden angeordnet sein. Dabei kann wenigstens ein erster Empfänger der ersten Empfangseinheit und/oder wenigstens ein zweiter Empfänger der zweiten Empfangseinheit beabstandet von der Geraden angeordnet sein. Eine derartige Vorrichtung ist kompakt ausgeführt.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird das erfindungsgemäße Verfahren bei einer ein- oder mehrdimensionalen, vorzugsweise dreidimensionalen, Positionsbestimmung, insbesondere mittels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, eingesetzt. Insbesondere kann das Verfahren bei einem, insbesondere autonom, fahrenden Roboter und/oder Kraftfahrzeug eingesetzt werden. Bei dem Roboter und/oder Kraftfahrzeug kann der ermittelte Signalursprung zur Fahrrichtung- und/oder Fahrgeschwindigkeitssteuerung herangezogen werden. The first and second receivers can be arranged in such a way that at least two first receivers of the first receiving unit and/or at least two second receivers of the second receiving unit are arranged on a straight line. The transmitter can be located on the same line. At least one first receiver of the first receiving unit and/or at least one second receiver of the second receiving unit can be arranged at a distance from the straight line. Such a device has a compact design. According to one aspect of the invention, the method according to the invention is used in a one-dimensional or multi-dimensional, preferably three-dimensional, position determination, in particular by means of a device according to the invention. In particular, the method can be used in a robot and/or motor vehicle that is moving, in particular autonomously. In the case of the robot and/or motor vehicle, the determined signal origin can be used to control the driving direction and/or driving speed.
In den Figuren ist der Erfindungsgegenstand schematisch dargestellt, wobei gleiche oder gleichwirkende Elemente zumeist mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigt: The subject of the invention is shown schematically in the figures, with elements that are the same or have the same effect are usually provided with the same reference symbols. It shows:
Fig. 1 eine aus dem Stand der Technik bekannte Anordnung bestehend aus einer Vorrichtung mit einem Sender und einer Empfangseinheit und einem Objekt,1 shows an arrangement known from the prior art, consisting of a device with a transmitter and a receiving unit and an object,
Fig. 2 eine aus dem Stand der Technik bekannte Anordnung bestehend aus einer Vorrichtung mit einem Sender und einer Empfangseinheit, einem Objekt und einer Fremdschallquelle, 2 shows an arrangement known from the prior art, consisting of a device with a transmitter and a receiver unit, an object and an external sound source,
Fig. 3 eine erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführung, die Signalpunktpaare gemäß einer ersten Variante bestimmt, 3 shows a device according to the invention according to a first embodiment, which determines signal point pairs according to a first variant,
Fig. 4 die Vorrichtung gemäß der ersten Ausführung, die Signalpunktpaare gemäß einer zweiten Variante bestimmt, 4 shows the device according to the first embodiment, which determines signal point pairs according to a second variant,
Fig. 5 die Vorrichtung gemäß der ersten Ausführung, die Signalpunktpaare gemäß einer dritten Variante bestimmt, 5 shows the device according to the first embodiment, which determines signal point pairs according to a third variant,
Fig. 6 die Vorrichtung gemäß der ersten Ausführung, die Signalpunktpaare gemäß einer vierten Variante bestimmt, 6 shows the device according to the first embodiment, which determines signal point pairs according to a fourth variant,
Fig. 7 die Vorrichtung gemäß der ersten Ausführung, die einen Signalursprung nach einer ersten Variante bestimmt, 7 shows the device according to the first embodiment, which determines a signal origin according to a first variant,
Fig. 8 die Vorrichtung gemäß der ersten Ausführung, die einen Signalursprung nach einer zweiten Variante bestimmt, 8 shows the device according to the first embodiment, which determines a signal origin according to a second variant,
Fig. 9 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß der ersten Ausführung, 9 shows a plan view of a device according to the invention according to the first embodiment,
Fig. 10 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführung und
Fig. 1 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß einer dritten Ausführung. 10 shows a plan view of a device according to the invention according to a second embodiment and Fig. 1 1 is a plan view of a device according to the invention according to a third embodiment.
Bei der in Figur 3 dargestellten Anordnung sind das in Figur 2 dargestellte Objekt 13 und die Fremdsignalquelle 14 nicht dargestellt. Figur 3 zeigt eine Vielzahl von Signalpunkten S1 -S6 und anderen Signalpunkten P1-P6, die durch die Vorrichtung 9 auf Basis der empfangenen, nicht dargestellten Signale 2 ermittelt werden. Dies ist nachfolgend näher erläutert. In the arrangement shown in FIG. 3, the object 13 shown in FIG. 2 and the external signal source 14 are not shown. FIG. 3 shows a large number of signal points S1-S6 and other signal points P1-P6 which are determined by the device 9 on the basis of the received signals 2 (not shown). This is explained in more detail below.
Die Vorrichtung 9 unterscheidet sich von der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Vorrichtung darin, dass sie zwei Empfangseinheiten, nämlich eine erste Empfangseinheit 3 und eine zweite Empfangseinheit 5 aufweist. Die erste Empfangseinheit 3 dient zum Empfangen von wenigstens einem Signal 2 und weist drei erste Empfänger 4 auf. Die zweite Empfangseinheit 5 dient ebenfalls zum Empfangen von wenigstens einem Signal 2 und weist ebenfalls drei zweite Empfänger 6 auf. Die ersten und zweiten Empfänger 4, 6 sind in Figur 3 nicht dargestellt. Die erste und zweite Empfangseinheit 3, 5 können auch mehr als drei erste und zweite Empfänger 4, 6 aufweisen. The device 9 differs from the device shown in FIGS. 1 and 2 in that it has two receiving units, namely a first receiving unit 3 and a second receiving unit 5 . The first receiving unit 3 serves to receive at least one signal 2 and has three first receivers 4 . The second receiving unit 5 is also used to receive at least one signal 2 and also has three second receivers 6 . The first and second receivers 4, 6 are not shown in FIG. The first and second receiving unit 3, 5 can also have more than three first and second receivers 4, 6.
Die Vorrichtung 9 weist außerdem eine Rechnereinrichtung 10 auf, die die auf der Basis des von der ersten Empfangseinheit 3 empfangenen Signals 2 einen Signalpunkt S1-S6 und auf der Basis des von der zweiten Empfangseinheit 5 empfangenen Signals 2 einen anderen Signalpunkt P1 -P6 ermittelt. Die Rechnereinrichtung 10 ist mit der ersten Empfangseinheit 3 und der zweiten Empfangseinheit 5 elektrisch oder elektronisch verbunden. Die Rechnereinrichtung 10 ist innerhalb eines Gehäuses 15 der Vorrichtung 9 angeordnet. Die erste Empfangseinheit 3, insbesondere die ersten Empfänger, und die zweite Empfangseinheit 5, insbesondere die zweiten Empfänger, sind am oder im Gehäuse 15 angeordnet. Wie nachfolgend näher ausgeführt ist, bestimmt die Rechnereinrichtung 10, ob der Signalpunkt S1 -S6 und die anderen Signalpunkte P1-P6 zueinander synchron sind und ermittelt einen Signalursprung 1 abhängig von dem Signalpunkt S1 -S6 und dem anderen Signalpunkt P1 -P6. The device 9 also has a computer 10 which determines a signal point S1-S6 on the basis of the signal 2 received by the first receiving unit 3 and another signal point P1-P6 on the basis of the signal 2 received by the second receiving unit 5. The computer device 10 is electrically or electronically connected to the first receiving unit 3 and the second receiving unit 5 . The computing device 10 is arranged inside a housing 15 of the device 9 . The first receiving unit 3, in particular the first receiver, and the second receiving unit 5, in particular the second receiver, are arranged on or in the housing 15. As explained in more detail below, the computer device 10 determines whether the signal point S1-S6 and the other signal points P1-P6 are synchronous with one another and determines a signal origin 1 depending on the signal point S1-S6 and the other signal point P1-P6.
In Figur 3 sind Signalpunkte S1 -S6, die auf der Basis von der ersten Empfangseinheit 3 empfangenen Signalen 2 ermittelt wurden, kreisförmig dargestellt. Die anderen
Signalpunkte P1 -P6, die auf der Basis der von der zweiten Empfangseinheit 5 empfangenen Signale 2 ermittelt wurde, sind rechteckförmig ausgeführt. Signal points S1-S6, which were determined on the basis of signals 2 received by the first receiving unit 3, are shown in a circle in FIG. the others Signal points P1-P6, which were determined on the basis of the signals 2 received by the second receiving unit 5, are rectangular.
Im Folgenden wird die Ermittlung von Signalpunktpaaren gemäß einem ersten Vorgehen beschrieben. Dabei wird von dem ersten Signalpunkt S1 ausgegangen. Die Rechnereinrichtung 10 prüft in einem vorgegebenen Bereich 7, der in Figur 3 kreisförmig dargestellt ist und im dreidimensionalen Raum einer Kugel entspricht, ob andere Signalpunkte in dem vorgegebenen Bereich angeordnet sind. Im vorliegenden Fall sind ein erster anderer Signalpunkt P1 und ein zweiter anderer Signalpunkt P2 in dem vorgegebenen Bereich 7 angeordnet. The determination of signal point pairs according to a first procedure is described below. The starting point is the first signal point S1. In a predetermined area 7, which is shown as a circle in FIG. 3 and corresponds to a sphere in three-dimensional space, the computer device 10 checks whether other signal points are arranged in the predetermined area. In the present case, a first different signal point P1 and a second different signal point P2 are arranged in the predetermined area 7 .
In einem nächsten Schritt wird geprüft, ob ein erster Abstand r1 zwischen einem Mittelpunkt M und dem ersten Signalpunkt S1 einem zweiten Abstand r2 zwischen dem Mittelpunkt M und dem ersten anderen Signalpunkt P1 entspricht oder um einen vorgegebenen Bereich voneinander abweicht. Darüber hinaus wird geprüft, ob der erste Abstand r1 einem dritten Abstand r3 zwischen dem Mittelpunkt M und dem zweiten anderen Signalpunkt P2 entspricht oder um einen vorgegebenen Bereich voneinander abweicht. Der Mittelpunkt M liegt auf einer Verbindungsgeraden 8, die in Figur 3 gestrichelt dargestellt ist, zwischen der ersten Empfangseinheit 3 und der zweiten Empfangseinheit 5. In a next step, it is checked whether a first distance r1 between a center M and the first signal point S1 corresponds to a second distance r2 between the center M and the first other signal point P1 or differs from one another by a predetermined range. In addition, it is checked whether the first distance r1 corresponds to a third distance r3 between the center M and the second other signal point P2 or differs from one another by a predetermined range. The center point M lies on a connecting straight line 8, which is shown in dashed lines in Figure 3, between the first receiving unit 3 and the second receiving unit 5.
Bei der in Figur 3 dargestellten Ausführung wird festgestellt, dass der erste Signalpunkt S1 und der erste andere Signalpunkt P1 einen gleichen oder im Wesentlichen gleichen Abstand zum Mittelpunkt M aufweisen. Daher sind der erste Signalpunkt S1 und der erste andere Signalpunkt R1 zueinander synchron. Hingegen unterscheidet sich der dritte Abstand r3 zwischen dem zweiten anderen Signalpunkt P2 deutlich von dem ersten Abstand r1 zwischen dem Mittelpunkt M und dem ersten Signalpunk P1, sodass der erste Signalpunkt S1 und der zweite andere Signalpunkt P2 als asynchron zueinander angesehen werden. In the embodiment shown in FIG. 3, it is determined that the first signal point S1 and the first other signal point P1 are at the same or essentially the same distance from the center M. Therefore, the first signal point S1 and the first other signal point R1 are synchronous with each other. In contrast, the third distance r3 between the second other signal point P2 differs significantly from the first distance r1 between the midpoint M and the first signal point P1, so that the first signal point S1 and the second other signal point P2 are considered to be asynchronous to one another.
In einem letzten Schritt kann überprüft werden, ob der Abstand des ersten anderen Signalpunkts von dem ersten Signalpunkt S1 entlang einer Kreisbogenlinie 16 einem vorgegebenen Abstand entspricht. Dies ist in Figur 3 der Fall, sodass die Rechnereinrichtung 10 festlegt, dass der erste Signalpunkt S1 und der erste andere Signalpunkt P1 zueinander
synchron sind. Die Kreisbogenlinie 16 ist Bestandteil einer nicht detailliert dargestellten Kugel mit dem Mittelpunkt M, der auf der Verbindungsgeraden 8 angeordnet ist. In a last step, it can be checked whether the distance between the first other signal point and the first signal point S1 along a circular arc line 16 corresponds to a predetermined distance. This is the case in FIG. 3, so that the computer device 10 determines that the first signal point S1 and the first other signal point P1 are related to one another are in sync. The circular arc line 16 is part of a sphere, not shown in detail, with the center point M, which is arranged on the connecting straight line 8 .
Die oben genannten Schritte werden für alle Signalpunkte S2-S6 und/oder die anderen Signalpunkte P1-P6 wiederholt. Dabei wird festgestellt, dass ein vierter Signalpunkt S4 und ein dritter anderer Signalpunkt P3 zueinander synchron sind. The above steps are repeated for all signal points S2-S6 and/or the other signal points P1-P6. It is determined that a fourth signal point S4 and a third other signal point P3 are synchronous with one another.
Fig. 4 zeigt die Vorrichtung 9 gemäß der ersten Ausführung, die Signalpunktpaare gemäß einem zweiten Vorgehen bestimmt. Dabei kann analog zu dem in Figur 3 besprochenen Vorgehen zuerst ein Signalpunkt S1 -S6 festgelegt werden und ausgehend von diesem die anderen Signalpunkte P1 -P6 ermittelt werden, die in einem vorgegebenen Bereich 7 um den Signalpunkt S1 -S6 angeordnet sind. Figure 4 shows the device 9 according to the first embodiment, which determines pairs of signal points according to a second approach. Analogously to the procedure discussed in FIG. 3, a signal point S1-S6 can first be defined and, starting from this, the other signal points P1-P6, which are arranged in a predetermined area 7 around the signal point S1-S6, can be determined.
Gemäß dem zweiten Vorgehen wird eine Signalpunktgerade g ermittelt, die durch den ersten Signalpunkt S1 und den ersten anderen Signalpunkt P1 verläuft. Anschließend wird eine Lotgerade I ermittelt und geprüft, ob das Lot durch den Mittelpunkt M oder durch einen vorgegebenen Bereich um den Mittelpunkt M verläuft. Im Ergebnis wird geprüft, ob ein Lot I auf die Signalpunktgerade g existiert, das durch den Mittelpunkt M oder durch einen vorgegebenen Bereich um den Mittelpunkt M verläuft. Dies ist in Figur 4 der Fall, sodass der erste Signalpunkt S1 und der erste andere Signalpunkt P1 zueinander synchron sind. Die Lotgerade I steht senkrecht auf der Signalpunktgerade g. According to the second procedure, a straight signal point g is determined, which runs through the first signal point S1 and the first other signal point P1. A perpendicular line I is then determined and it is checked whether the perpendicular runs through the center point M or through a specified area around the center point M. As a result, it is checked whether a perpendicular I exists on the signal point line g, which runs through the center M or through a predetermined area around the center M. This is the case in FIG. 4, so that the first signal point S1 and the first other signal point P1 are synchronous with one another. The perpendicular line I is perpendicular to the signal point line g.
Zudem ist in Figur 4 eine weitere Signalpunktgerade g1 gestrichelt dargestellt, die durch einen sechsten Signalpunkt S6 und einen sechsten anderen Signalpunkt P6 verläuft. Wie aus Figur 4 ersichtlich ist, verläuft eine weitere Lotgerade I' nicht durch den Mittelpunkt oder durch einen vorgegebenen Bereich um den Mittelpunkt M. Dementsprechend sind der sechste Signalpunkt S6 und der dritte andere Signalpunkt P6 asynchron zueinander. In addition, a further straight signal point g 1 is shown in dashed lines in FIG. 4, which runs through a sixth signal point S6 and a sixth other signal point P6. As can be seen from FIG. 4, another perpendicular line I' does not run through the center point or through a predetermined area around the center point M. Accordingly, the sixth signal point S6 and the third other signal point P6 are asynchronous to one another.
Die oben genannten Schritte werden für alle Signalpunkte S2-S6 und/oder die anderen Signalpunkte P1-P6 wiederholt. The above steps are repeated for all signal points S2-S6 and/or the other signal points P1-P6.
Fig. 5 zeigt die Vorrichtung gemäß der ersten Ausführung, die Signalpunktpaare gemäß einem dritten Vorgehen bestimmt. Dabei kann analog zu dem in Figur 3 besprochenen
Vorgehen zuerst ein Signalpunkt S1 -S6 festgelegt werden und ausgehend von diesem die anderen Signalpunkte R1 -P6 ermittelt werden, die in einem vorgegebenen Bereich 7 um den Signalpunkt S1 -S6 angeordnet sind. Fig. 5 shows the device according to the first embodiment, which determines signal point pairs according to a third approach. This can be done analogously to what was discussed in FIG First, a signal point S1-S6 is defined and based on this, the other signal points R1-P6 are determined, which are arranged in a predetermined area 7 around the signal point S1-S6.
Bei dem dritten Vorgehen wird eine erste Gerade g1 ermittelt, die durch die erste Empfangseinheit 3, insbesondere durch einen Mittelpunkt der ersten Empfangseinheit 3, und den ersten Signalpunkt S1 verläuft. Dabei entspricht der Mittelpunk einem Mittelpunkt eines durch die drei ersten Empfänger aufgespannten, nicht dargestellten Dreiecks. Darüber hinaus wird eine zweite Gerade g2 ermittelt, die durch die zweite Empfangseinheit 5, insbesondere einen Mittelpunkt der zweiten Empfangseinheit, und den zweiten Signalpunkt S2 verläuft. Dabei entspricht der Mittelpunk einem Mittelpunkt eines durch die drei zweiten Empfänger aufgespannten, nicht dargestellten Dreiecks. In the third procedure, a first straight line g1 is determined, which runs through the first receiving unit 3, in particular through a midpoint of the first receiving unit 3, and the first signal point S1. The center point corresponds to a center point of a triangle spanned by the three first receivers (not shown). In addition, a second straight line g2 is determined, which runs through the second receiving unit 5, in particular a center point of the second receiving unit, and the second signal point S2. The center point corresponds to a center point of a triangle spanned by the three second receivers (not shown).
Wie aus Figur 5 ersichtlich ist, schneiden sich die beiden Geraden in einem Punkt P. In einem nächsten Schritt wird geprüft, ob der erste Signalpunkt S1 und der erste andere Signalpunkt P1 gleich weit von dem anderen Punkt P beabstandet sind oder ob die Abstandsunterschiede in einem vorgegebenen Bereich liegen. Bei der in Figur 5 dargestellten Ausführung sind der erste Signalpunkt S1 und der erste andere Signalpunkt P1 auf der Bogenlinie des gleichen Kreises k1 um den anderen Punkt P angeordnet, sodass die Bedingung erfüllt ist. In diesem Fall bestimmt die Rechnereinrichtung 10, dass der erste Signalpunkt S1 und der erste andere Signalpunkt P1 zueinander synchron sind. As can be seen from Figure 5, the two straight lines intersect at a point P. In a next step, it is checked whether the first signal point S1 and the first other signal point P1 are the same distance from the other point P or whether the distance differences are in one specified range. In the embodiment shown in FIG. 5, the first signal point S1 and the first other signal point P1 are arranged on the curved line of the same circle k1 around the other point P, so that the condition is met. In this case, the computing device 10 determines that the first signal point S1 and the first other signal point P1 are synchronous with one another.
In Figur 5 ist außerdem eine dritte Gerade g1' und eine vierte Gerade g2' gestrichelt eingezeichnet, die sich in einem weiteren Punkt P' schneiden. Dabei geht die dritte Gerade g1' durch die erste Empfangseinheit 3 und einen sechsten Signalpunkt S6 und die vierte Gerade geht durch die zweite Empfangseinheit 5 und einen vierten anderen Signalpunkt P4. Wie aus Figur 5 ersichtlich ist, liegen der dritte Signalpunkt S3 und der vierte andere Signalpunkt S4 nicht auf der Bogenlinie desselben anderen Kreises k2, sodass sich der Abstand zwischen dem sechsten Signalpunkt S6 und dem weiteren Punkt P' von dem Abstand zwischen dem vierten anderen Signalpunkt P4 und dem weiteren Punkt P' deutlich voneinander unterscheiden. Daher bestimmt die Rechnereinrichtung 10, dass der dritte Signalpunkt S3 und der vierte andere Signalpunkt P4 asynchron zueinander sind und somit kein Signalpunktpaar bilden.
Das zuvor beschriebene Verfahren funktioniert ebenfalls, wenn die Geraden windschief zueinander verlaufen. In diesem Fall wird als Punkt P ein Mittelpunkt einer anderen Lotgeraden festgelegt, die senkrecht zur ersten und zweiten Gerade g1, g2 ist und die den kürzesten Abstand zwischen der ersten und zweiten Gerade g1, g2 aufweist. Eine Vorrichtung, bei der das Verfahren bei windschiefen Geraden durchgeführt wird, ist in Figur 6 dargestellt. In addition, a third straight line g1′ and a fourth straight line g2′ are drawn in as dashed lines in FIG. 5 and intersect at a further point P′. The third straight line g1' goes through the first receiving unit 3 and a sixth signal point S6 and the fourth straight line goes through the second receiving unit 5 and a fourth other signal point P4. As can be seen from Figure 5, the third signal point S3 and the fourth other signal point S4 are not on the curved line of the same other circle k2, so that the distance between the sixth signal point S6 and the further point P' differs from the distance between the fourth other signal point P4 and the further point P' clearly differ from each other. The computer device 10 therefore determines that the third signal point S3 and the fourth other signal point P4 are asynchronous to one another and therefore do not form a signal point pair. The method described above also works if the straight lines are skewed to one another. In this case, a center point of another perpendicular line that is perpendicular to the first and second straight lines g1, g2 and has the shortest distance between the first and second straight lines g1, g2 is defined as point P. A device in which the method is carried out in the case of skewed straight lines is shown in FIG.
Wie aus Figur 6 ersichtlich ist, verlaufen die erste und zweite Gerade g1 , g2 windschief zueinander. In Figur 6 ist die andere Lotgerade 11 eingezeichnet, die senkrecht zu der ersten und zweiten Gerade g1 , g2 verläuft. Die andere Lotgerade 11 befindet sich dabei an einer Position, bei der die erste und zweite Gerade g1, g2 den kürzesten Abstand zueinander haben. As can be seen from FIG. 6, the first and second straight lines g1, g2 run skew to one another. FIG. 6 shows the other perpendicular line 11, which runs perpendicularly to the first and second line g1, g2. The other vertical straight line 11 is in a position in which the first and second straight lines g1, g2 are at the shortest distance from one another.
Der Punkt P befindet sich auf der anderen Lotgerade 11 . Insbesondere kann der Punkt P der Mittelpunkt der anderen Lotgeraden I2 sein. Dabei wird geprüft, ob der Abstand zwischen dem Punkt P und dem ersten Signalpunkt S1 dem Abstand zwischen dem Punkt P und dem ersten anderen Signalpunkt P1 entspricht oder der Unterschied in einem vorgegebenen Bereich liegt. Für den Fall, dass die Bedingung erfüllt ist, sind der erste und der erste andere Signalpunkt S1, P1 synchron zueinander. Dies ist bei der in Figur 6 dargestellten Ausführung der Fall. The point P is located on the other perpendicular line 11 . In particular, the point P can be the midpoint of the other perpendicular line I2. It is checked whether the distance between the point P and the first signal point S1 corresponds to the distance between the point P and the first other signal point P1 or whether the difference is within a predetermined range. In the event that the condition is met, the first and the first other signal point S1, P1 are synchronous with one another. This is the case in the embodiment shown in FIG.
Die oben genannten Schritte werden für alle Signalpunkte S2-S6 und/oder die anderen Signalpunkte P1-P6 wiederholt. The above steps are repeated for all signal points S2-S6 and/or the other signal points P1-P6.
Fig. 7 zeigt die Vorrichtung 9 gemäß der ersten Ausführung, die einen Signalursprung 1 nach einem ersten Vorgehen bestimmt. Wie aus Figur 3 ersichtlich ist, sind der vierte Signalpunkt S4 und der dritte andere Signalpunkt P3 sehr nah aneinander angeordnet. Dies bedeutet, dass sich die Lage des vierten Signalpunkts S4 der Lage des dritten anderen Signalpunkt P3 entspricht oder sich um einen zulässigen, vorgegebenen Abstand voneinander unterscheiden. Die Rechnereinrichtung 10, bestimmt, dass der Signalursprung 1 ebenfalls in dem Bereich, beispielsweise in der Mitte zwischen dem vierten Signalpunkt S4 und dem dritten anderen Signalpunkt P3, angeordnet ist. In Figur 6 ist der Signalursprung 1 als
Objektpunkt eines Objekts 13 dargestellt, von dem das Sendesignal reflektiert wird.7 shows the device 9 according to the first embodiment, which determines a signal origin 1 according to a first procedure. As can be seen from FIG. 3, the fourth signal point S4 and the third other signal point P3 are arranged very close to one another. This means that the position of the fourth signal point S4 corresponds to the position of the third other signal point P3 or differs from one another by a permissible, predetermined distance. The computer device 10 determines that the signal origin 1 is also located in the area, for example in the middle between the fourth signal point S4 and the third other signal point P3. In Figure 6, the signal origin is 1 as Object point of an object 13 shown from which the transmission signal is reflected.
Alternativ kann der Signalursprung 1 auch eine Schallquelle sein. Alternatively, the signal origin 1 can also be a sound source.
Fig. 8 zeigt die Vorrichtung gemäß der ersten Ausführung, die einen Signalursprung nach einem zweiten Vorgehen bestimmt. Bei diesem Vorgehen wird ebenfalls von den erfassten Signalpunktpaaren ausgegangen. So wird in Figur 7 von dem in Figur 3 erfassten ersten Signalpunkt S1 und dem ersten Signalpunkt R1 ausgegangen. Es wird eine erste andere Gerade g1 a zwischen der ersten Empfangseinheit 3 und dem ersten Signalpunkt S1 und eine zweite andere Gerade g1 a zwischen der zweiten Empfangseinheit 5 und dem ersten anderen Signalpunkt R1 gezogen. Der Schnittpunkt beider Geraden entspricht dem Signalursprung 1 , der in diesem Fall ebenfalls ein Objektpunkt eines Objekts 13 ist. Im Ergebnis entspricht der Signalursprung dem in Figur 5 ermittelten Punkt P. Fig. 8 shows the device according to the first embodiment, which determines a signal origin according to a second procedure. This procedure is also based on the detected signal point pairs. Thus, in FIG. 7, the starting point is the first signal point S1 detected in FIG. 3 and the first signal point R1. A first different straight line g1a is drawn between the first receiving unit 3 and the first signal point S1 and a second different straight line g1a is drawn between the second receiving unit 5 and the first different signal point R1. The point of intersection of the two straight lines corresponds to the signal origin 1 , which in this case is also an object point of an object 13 . As a result, the signal origin corresponds to the point P determined in Figure 5.
Der Vollständigkeit halber wird darauf hingewiesen, dass der in Figur 6 dargestellte Punkt P dem dem Signalpunktursprung entspricht. Dies ergibt sich daher, dass der Abstand zwischen dem Punkt P und dem ersten Signalpunkt S1 dem Abstand zwischen dem Punkt P und dem ersten anderen Signalpunkt P1 entspricht oder der Abstandsunterschied in einem vorgegebenen Bereich liegt. For the sake of completeness, it is pointed out that the point P shown in FIG. 6 corresponds to the signal point origin. This is because the distance between the point P and the first signal point S1 is the same as the distance between the point P and the first other signal point P1, or the distance difference is within a predetermined range.
Fig. 9 zeigt eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung 9 gemäß der ersten Ausführung. Die Vorrichtung 9 weist ein rechteckförmiges Gehäuse auf. Zwei der drei ersten Empfänger sind auf einer Geraden g3 angeordnet. Der dritte erste Empfänger 4 ist beabstandet zu der Geraden g3 angeordnet. Der Sender 11 und zwei der drei zweiten Empfänger 6 sind ebenfalls auf der Geraden g3 angeordnet. Der dritte zweite Empfänger ist beabstandet zu der Geraden g3 angeordnet. Alle Empfänger sind in derselben Ebene angeordnet. Insbesondere sind alle Empfänger auf derselben Gehäuseseite der Vorrichtung 9 angeordnet. FIG. 9 shows a plan view of a device 9 according to the invention according to the first embodiment. The device 9 has a rectangular housing. Two of the three first receivers are arranged on a straight line g3. The third first receiver 4 is arranged at a distance from the straight line g3. The transmitter 11 and two of the three second receivers 6 are also arranged on the straight line g3. The third, second receiver is arranged at a distance from the straight line g3. All receivers are arranged in the same plane. In particular, all receivers are arranged on the same side of the device 9 housing.
In Fig. 9 ist die Verbindungslinie 8 zwischen der ersten Empfangseinheit 3 und der zweiten Empfangseinheit 5 eingezeichnet. Die Verbindungslinie 8 verläuft zwischen einem Mittelpunkt eines durch die ersten Empfänger 4 aufgespannten Dreiecks d1 und einem Mittelpunkt eines durch die zweiten Empfänger 6 aufgespannten Dreiecks d2.
Fig. 10 zeigt eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung 9 gemäß einer zweiten Ausführung. Die Vorrichtung unterscheidet sich von der in Figur 9 dargestellten Vorrichtung darin, dass sie, insbesondere das Gehäuse 15, einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, während das Gehäuse 15 der in Figur 9 dargestellten Ausführung rechteckförmig ist. Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass die Vorrichtung drei Empfangseinheiten 3, 5, 17 aufweist, wobei jede der Empfangseinheiten 3, 5, 17 wenigstens drei Empfänger aufweist. Darüber hinaus weist die Vorrichtung 9 einen Sender 11 auf, der in dem Mittelpunkt der Vorrichtung angeordnet ist. Die Empfänger der drei Empfangseinheiten und der Sender sind in derselben Ebene angeordnet. The connecting line 8 between the first receiving unit 3 and the second receiving unit 5 is shown in FIG. 9 . The connecting line 8 runs between a midpoint of a triangle d1 spanned by the first receiver 4 and a midpoint of a triangle d2 spanned by the second receiver 6 . FIG. 10 shows a top view of a device 9 according to the invention according to a second embodiment. The device differs from the device shown in FIG. 9 in that it, in particular the housing 15, has a circular cross-section, while the housing 15 of the embodiment shown in FIG. 9 is rectangular. Another difference is that the device has three receiving units 3, 5, 17, each of the receiving units 3, 5, 17 having at least three receivers. In addition, the device 9 has a transmitter 11 which is arranged in the center of the device. The receivers of the three receiving units and the transmitter are arranged on the same level.
Fig. 1 1 zeigt eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß einer dritten Ausführung. Die dritte Ausführung unterscheidet sich von der in Figur 9 dargestellten Ausführung darin, dass das Gehäuse 15 im Querschnitt quadratisch ausgeführt ist. Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass die erste Empfangseinheit 3 und die zweite Empfangseinheit 4 zueinander versetzt angeordnet sind. So verläuft eine durch zwei ersten Empfänger 4 verlaufende Gerade g3 nicht koaxial zu einer durch zwei zweite Empfänger 6 verlaufenden Gerade g3, sondern die beiden Geraden sind versetzt zueinander angeordnet. Darüber hinaus ist der Sender 1 1 auf keiner der beiden Geraden g3 angeordnet.
Fig. 1 1 shows a top view of a device according to the invention according to a third embodiment. The third embodiment differs from the embodiment shown in FIG. 9 in that the housing 15 has a square cross section. Another difference is that the first receiving unit 3 and the second receiving unit 4 are offset from one another. Thus, a straight line g3 running through two first receivers 4 does not run coaxially to a straight line g3 running through two second receivers 6, but rather the two straight lines are offset from one another. In addition, the transmitter 1 1 is not arranged on either of the two straight lines g3.
BEZUGSZEICHENLISTE REFERENCE LIST
1 Signalursprung 1 signal origin
2 empfangenes Signal 2 received signal
3 erste Empfangseinheit 3 first receiving unit
4 erste Empfänger 4 first recipients
5 zweite Empfangseinheit 5 second receiving unit
6 zweite Empfänger 6 second recipients
7 vorgegebener Bereich 7 predetermined area
8 Verbindungsgerade 8 connecting line
9 Vorrichtung 9 device
10 Rechnereinrichtung 10 Computing Facility
1 1 Sender 1 1 transmitter
12 Sendesignal 12 transmission signal
13 Objekt 13 object
14 Fremdsignalquelle 14 Foreign signal source
15 Gehäuse 15 housing
16 Kreisbogenlinie 16 circular arc line
17 dritte Empfangseinheit g Signalpunktgerade g' weitere Signalpunktgerade g1 erste Gerade g1 a erste andere Gerade g2 zweite Gerade g2a zweite andere Gerade g3 Gerade g1' dritte Gerade g2' vierte Gerade k1 Kreis k2 anderer Kreis 17 third receiving unit g signal point line g' further signal point line g1 first line g1 a first other line g2 second line g2a second other line g3 line g1' third line g2' fourth line k1 circle k2 other circle
I Lotgerade I plumb line
II andere Lotgerade r1 erster Abstand r2 zweiter Abstand r3 dritter Abstand II other perpendicular line r1 first distance r2 second distance r3 third distance
P Punkt P point
P' weiterer Punkt P' another point
M Mittelpunkt der Verbindungsgeraden M midpoint of the connecting line
S1 -S6 erster bis sechster Signalpunkt S1 -S6 first to sixth signal point
P1 -P6 erster bis sechster anderer Signalpunkt
P1 -P6 first to sixth other signal point
Claims
1. Verfahren zum Ermitteln eines Signalursprungs (1 ), wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: 1. A method for determining a signal origin (1), the method comprising the following steps:
Empfangen von wenigstens einem Signal (2) durch eine erste Empfangseinheit (3), die wenigstens drei erste Empfänger (4) aufweist, wobei auf der Basis des einen empfangenen Signals (2) ein Signalpunkt (S1 -S6) ermittelt wird, Reception of at least one signal (2) by a first receiving unit (3) which has at least three first receivers (4), a signal point (S1 - S6) being determined on the basis of the one signal (2) received,
Empfangen von wenigstens einem Signal (2) durch eine zweite Empfangseinheit (5), die wenigstens drei zweite Empfänger (6) aufweist, wobei auf der Basis des empfangenen Signals (2) ein anderer Signalpunkt (P1 -P6) ermittelt wird, wobei bestimmt wird, ob der Signalpunkt (S1-S6) und der andere Signalpunkt (P1 -P6) zueinander synchron sind und der Signalursprung (1) abhängig von dem Signalpunkt (S1-S6) und dem anderen Signalpunkt (P1 - P6) ermittelt wird. Receiving at least one signal (2) by a second receiving unit (5) having at least three second receivers (6), wherein on the basis of the received signal (2) another signal point (P1-P6) is determined, wherein is determined whether the signal point (S1-S6) and the other signal point (P1-P6) are synchronous with each other and the signal origin (1) is determined depending on the signal point (S1-S6) and the other signal point (P1-P6).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass a. abhängig vom Bestimmungsergebnis der Signalursprung (1 ) ermittelt wird oder nicht und/oder dass b. der Signalursprung (1 ) nicht ermittelt wird, wenn der Signalpunkt (S1 -S6) und der andere Signalpunkt (P1 -P6) zueinander asynchron sind und/oder dass c. der Signalursprung (1 ) ermittelt wird, wenn der Signalpunkt (S1 -S6) und der andere Signalpunkt (P1 -P6) zueinander synchron sind. 2. The method according to claim 1, characterized in that a. Depending on the determination result, the signal origin (1) is determined or not and/or that b. the signal origin (1) is not determined if the signal point (S1 -S6) and the other signal point (P1 -P6) are asynchronous to one another and/or that c. the signal origin (1) is determined when the signal point (S1 -S6) and the other signal point (P1 -P6) are synchronous with one another.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Signalpunkte (S1 -S6) und mehrere andere Signalpunkte (P1-P6) ermittelt werden. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that several signal points (S1 -S6) and several other signal points (P1-P6) are determined.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ermittelt wird, welche Signalpunkte (S1-S6) und andere Signalpunkte (P1 -P6) zueinander synchron sind, insbesondere bevor der Signalursprung (1 ) ermittelt wird. 4. The method according to claim 3, characterized in that it is determined which signal points (S1-S6) and other signal points (P1-P6) are synchronous with one another, in particular before the signal origin (1) is determined.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass a. ausgehend von einem Signalpunkt (S1 -S6) ermittelt wird, ob ein anderer Signalpunkt (P1 -P6) in einem vorgegebenen Bereich (7) um dem Signalpunkt (S1 -S6) angeordnet ist und/oder dass
b. ausgehend von einem anderen Signalpunkt (P1 -P6) ermittelt wird, ob ein Signalpunkt (S1 -S6) in einem vorgegebenen Bereich (7) um den anderen Signalpunkt (P1-P6) angeordnet ist. 5. The method according to claim 4, characterized in that a. starting from a signal point (S1 -S6), it is determined whether another signal point (P1 -P6) is located in a predetermined area (7) around the signal point (S1 -S6) and/or that b. starting from another signal point (P1-P6) it is determined whether a signal point (S1-S6) is arranged in a predetermined area (7) around the other signal point (P1-P6).
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass festgelegt wird, dass a. ein Signalpunkt (S1 -S6) und ein anderer Signalpunkt (P1 -P6) zueinander synchron sind, wenn ein erster Abstand (r1) zwischen dem Signalpunkt (S1 - S6) und einem Punkt und ein zweiter Abstand (r2) zwischen dem anderen Signalpunkt (P1 -P6) und dem Punkt (A) eine vorgegebene Bedingung erfüllen, wobei der Punkt auf einer Verbindungsgerade (8) zwischen der ersten Empfangseinheit (3) und der zweiten Empfangseinheit (5) angeordnet ist und/oder dass b. der Signalpunkt (S1 -S6) und der andere Signalpunkt (P1-P6) voneinander um einen vorgegebenen Abstand entlang einer den Signalpunkt (S1 -S6) und den anderen Signalpunkt (P1 -P6) enthaltenen Kreisbogenlinie beabstandet sind. 6. The method according to claim 4 or 5, characterized in that it is specified that a. a signal point (S1 -S6) and another signal point (P1 -P6) are synchronous with each other when a first distance (r1) between the signal point (S1 - S6) and one point and a second distance (r2) between the other signal point ( P1 -P6) and the point (A) meet a predetermined condition, the point being arranged on a straight connecting line (8) between the first receiving unit (3) and the second receiving unit (5) and/or that b. the signal point (S1-S6) and the other signal point (P1-P6) are spaced apart from each other by a predetermined distance along a circular arc line containing the signal point (S1-S6) and the other signal point (P1-P6).
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Punkt ein Mittelpunkt (M) der Verbindungsgerade (8) ist. 7. The method according to claim 6, characterized in that the point is a center point (M) of the connecting straight line (8).
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Signalpunktgerade (g) ermittelt wird, die durch einen Signalpunkt (S1 -S6) und einen anderen Signalpunkt (P1 -P6) verläuft. 8. The method according to any one of claims 4 to 7, characterized in that a straight signal point (g) is determined, which runs through a signal point (S1-S6) and another signal point (P1-P6).
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass festgelegt wird, dass der Signalpunkt (S1 -S6) und der andere Signalpunkt (P1 -P6) zueinander synchron sind, wenn eine Lotgerade (I) auf die Signalpunktgerade (g) durch einen Mittelpunkt (M) einer Verbindungsgerade (8) zwischen der ersten und zweiten Empfangseinheit (3, 5) verläuft oder durch einen vorgegebenen Bereich um einen Mittelpunkt (M) einer Verbindungsgerade (8) zwischen der ersten und zweiten Empfangseinheit (4, 5) verläuft. 9. The method according to claim 8, characterized in that it is determined that the signal point (S1 -S6) and the other signal point (P1 -P6) are synchronous with one another when a perpendicular line (I) on the signal point line (g) through a midpoint (M) of a connecting straight line (8) between the first and second receiving units (3, 5) or through a predetermined area around a midpoint (M) of a connecting straight line (8) between the first and second receiving units (4, 5).
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Gerade (gl) ermittelt wird, die durch wenigstens einen Signalpunkt (S1-S6) und die
erste Empfangseinheit (4) verläuft, und eine zweite Gerade (g2) ermittelt wird, die durch wenigstens einen anderen Signalpunkt (P1 -P6) und die zweite Empfangseinheit (5) verläuft. 10. The method according to any one of claims 4 to 9, characterized in that a first straight line (gl) is determined by at least one signal point (S1-S6) and the first receiving unit (4), and a second straight line (g2) is determined, which runs through at least one other signal point (P1 -P6) and the second receiving unit (5).
1 1. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Gerade (gl, g2) derart verlaufen, dass a. sie sich in einem Punkt (P) schneiden oder dass b. sie zueinander windschief sind, wobei ein Punkt (P) auf einer anderen Lotgerade (11 ) zu der ersten Geraden (g1 ) und der zweiten Geraden (g2) liegt. 1 1. The method according to claim 10, characterized in that the first and second straight line (g1, g2) run such that a. they intersect at a point (P) or that b. they are skewed to one another, with a point (P) lying on another perpendicular line (11) to the first straight line (g1) and the second straight line (g2).
12. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass festgelegt wird, dass der Signalpunkt (S1-S6) und der andere Signalpunkt (P1 -P6) zueinander synchron sind, wenn ein erster Abstand zwischen dem Punkt (P) und dem Signalpunkt (S1 -S6) und ein zweiter Abstand zwischen dem anderen Punkt (P) und dem anderen Signalpunkt (P1 -P6) eine vorgegebene Bedingung erfüllen. 12. The method according to claim 11, characterized in that it is determined that the signal point (S1-S6) and the other signal point (P1-P6) are synchronous with one another if a first distance between the point (P) and the signal point (S1 -S6) and a second distance between the other point (P) and the other signal point (P1 -P6) meet a predetermined condition.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass a. der Signalursprung (1 ) ermittelt wird, nachdem ein Signalpunkt (S1 -S6) und ein anderer Signalpunkte (P1 -P6) bestimmt wurden, die zueinander synchron sind und/oder dass b. der Signalursprung (1 ) ermittelt wird, nachdem bestimmt wurde, welche Signalpunkte (S1 -S6) und andere Signalpunkte (P1 -P6) zueinander synchron sind und/oder dass c. der Signalursprung (1) unter Berücksichtigung des Bestimmungsergebnisses ermittelt wird. 13. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized in that a. the signal origin (1) is determined after a signal point (S1 -S6) and another signal point (P1 -P6) have been determined, which are synchronous with each other and/or that b. the signal origin (1) is determined after it has been determined which signal points (S1 -S6) and other signal points (P1 -P6) are synchronous with one another and/or that c. the signal origin (1) is determined taking into account the determination result.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage des Signalpunkts (S1 -S6) und des zum Signalpunkt (S1 -S6) synchronen anderen Signalpunkts (P1 -P6) ermittelt wird, wobei der Signalursprung (1 ) der Lage des Signalpunkts (S1 -S6) und/oder des anderen Signalpunkts (P1 -P6) entspricht, wenn die Lage des Signalpunkts (S1 -S6) und die Lage des anderen Signalpunkts (P1 -P6) gleich ist oder um einen vorgegebenen Bereich voneinander abweichen.
14. The method according to any one of claims 1 to 13, characterized in that the position of the signal point (S1 -S6) and the signal point (S1 -S6) synchronous other signal point (P1 -P6) is determined, the signal origin (1) corresponds to the position of the signal point (S1 -S6) and/or the other signal point (P1 -P6) if the position of the signal point (S1 -S6) and the position of the other signal point (P1 -P6) are the same or by a predetermined range differ from each other.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste andere Gerade (g1 a) ermittelt wird, die durch einen Signalpunkt (S1 -S6) und die erste Empfangseinheit (3) verläuft, und eine zweite andere Gerade (g2a) ermittelt wird, die durch einen anderen Signalpunkt (P1 -P6), der synchron zu dem Signalpunkt (S1 -S6) ist, und die zweite Empfangseinheit (5) verläuft. 15. The method according to any one of claims 1 to 14, characterized in that a first different straight line (g1a) is determined, which runs through a signal point (S1-S6) and the first receiving unit (3), and a second different straight line ( g2a) is determined, which passes through another signal point (P1 -P6) which is synchronous with the signal point (S1 -S6) and the second receiving unit (5).
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalursprung (1) der Schnittpunkt zwischen der ersten und zweiten anderen Gerade (g1 a, g2a). 16. The method as claimed in claim 15, characterized in that the signal origin (1) is the point of intersection between the first and second other straight lines (g1a, g2a).
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass a. die erste Empfangseinheit (3) und die zweite Empfangseinheit (5) zum selben Zeitpunkt aktiviert werden und/oder dass b. ein Zeitpunkt, zu dem die erste und zweite Empfangseinheit (3, 5) aktiviert wird, einem Zeitpunkt entspricht, zu dem ein Sendesignal emittiert wird. 17. The method according to any one of claims 1 to 16, characterized in that a. the first receiving unit (3) and the second receiving unit (5) are activated at the same time and/or that b. a point in time at which the first and second receiving unit (3, 5) is activated corresponds to a point in time at which a transmission signal is emitted.
18. Vorrichtung (9), insbesondere zum Ausführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 17, zum Ermitteln eines Signalursprungs (1 ) mit einer ersten Empfangseinheit (3) zum Empfangen von wenigstens einem Signal (2), die wenigstens drei erste Empfänger (4) aufweist, einer zweiten Empfangseinheit (5) zum Empfangen von wenigstens einem Signal (2), die wenigstens drei zweite Empfänger (6) aufweist und einer Rechnereinrichtung (10), die auf der Basis des von der ersten Empfangseinheit (3) empfangenen Signals (2) einen Signalpunkt (S1 -S6) und auf der Basis des von der zweiten Empfangseinheit (5) empfangenen Signals (2) einen anderen Signalpunkt (P1 -P6) ermittelt, wobei die Rechnereinrichtung (10) bestimmt, ob der Signalpunkt (S1 -S6) und der andere Signalpunkt (P1 -P6) zueinander synchron sind und den Signalursprung (1 ) abhängig von dem Signalpunkt (S1-S6) und dem anderen Signalpunkt (P1 -P6) ermittelt. 18. Device (9), in particular for carrying out a method according to one of claims 1 to 17, for determining a signal origin (1) with a first receiving unit (3) for receiving at least one signal (2), the at least three first receivers ( 4), a second receiving unit (5) for receiving at least one signal (2), which has at least three second receivers (6) and a computing device (10) which, on the basis of the signal received by the first receiving unit (3). (2) determines a signal point (S1 -S6) and on the basis of the signal (2) received from the second receiving unit (5) another signal point (P1 -P6), wherein the computing device (10) determines whether the signal point (S1 -S6) and the other signal point (P1 -P6) are synchronous with one another and determines the signal origin (1) depending on the signal point (S1-S6) and the other signal point (P1 -P6).
19. Vorrichtung (9) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (9) einen Sender (11 ) zum Emittieren eines Sendesignals (12) aufweist. 19. Device (9) according to claim 18, characterized in that the device (9) has a transmitter (11) for emitting a transmission signal (12).
20. Vorrichtung (9) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass
a. der Sender (11 ) derart ausgebildet ist, dass das Sendesignal (12) eine Welle, insbesondere eine Druckwelle, vorzugsweise Schallwelle, oder eine elektromagnetische Welle ist und/oder dass b. ein erster Empfänger (4) der ersten Empfangseinheit (3) oder ein zweiter Empfänger (6) der zweiten Empfangseinheit (5) als Sender (1 1) fungiert und/oder dass c. das empfangene Signal (2) eine Welle, insbesondere eine Druckwelle, vorzugsweise Schallwelle, oder eine elektro-magnetische Welle ist. 20. Device (9) according to claim 19, characterized in that a. the transmitter (11) is designed in such a way that the transmission signal (12) is a wave, in particular a pressure wave, preferably a sound wave, or an electromagnetic wave and/or that b. a first receiver (4) of the first receiving unit (3) or a second receiver (6) of the second receiving unit (5) acts as a transmitter (11) and/or that c. the received signal (2) is a wave, in particular a pressure wave, preferably a sound wave, or an electromagnetic wave.
21 . Vorrichtung (9) nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass a. der Sender (1 1) zwischen der ersten und zweiten Empfangseinheit (3, 5) angeordnet und/oder dass b. der Sender (11 ) am Mittelpunkt der Vorrichtung (9) angeordnet ist. 21 . Device (9) according to claim 19 or 20, characterized in that a. the transmitter (1 1) between the first and second receiving unit (3, 5) arranged and / or that b. the transmitter (11) is arranged at the center of the device (9).
22. Vorrichtung (9) nach einem der Ansprüche 18 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass a. die erste Empfangseinheit (3) und die zweite Empfangseinheit (5) in derselben Ebene angeordnet sind und/oder dass b. die ersten Empfänger (4) und die zweiten Empfänger (5) in derselben Ebene angeordnet sind und/oder dass c. der Sender und die erste Empfangseinheit (3) und die zweite Empfangseinheit (5) in derselben Ebene angeordnet ist. 22. Device (9) according to any one of claims 18 to 21, characterized in that a. the first receiving unit (3) and the second receiving unit (5) are arranged in the same plane and/or that b. the first receiver (4) and the second receiver (5) are arranged in the same plane and/or that c. the transmitter and the first receiving unit (3) and the second receiving unit (5) are arranged in the same plane.
23. Vorrichtung (9) nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass a. ein Abstand der ersten Empfänger (4) zueinander höchstens, insbesondere kleiner als, eine halbe Wellenlänge des empfangenen Signals (2) ist und/oder dass b. ein Abstand der zweiten Empfänger (5) zueinander höchstens, insbesondere kleiner als, eine halbe Wellenlänge des empfangenen Signals (2) ist. 23. Device (9) according to any one of claims 18 to 22, characterized in that a. a distance between the first receivers (4) is at most, in particular less than, half a wavelength of the received signal (2) and/or that b. a distance between the second receivers (5) is at most, in particular less than, half a wavelength of the received signal (2).
24. Vorrichtung (9) nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei erste Empfänger (4) der ersten Empfangseinheit (3) und/oder wenigstens zwei zweite Empfänger (6) der zweiten Empfangseinheit (5) auf einer Geraden (g3) angeordnet sind.
24. Device (9) according to one of claims 18 to 22, characterized in that at least two first receivers (4) of the first receiving unit (3) and/or at least two second receivers (6) of the second receiving unit (5) are on a straight line (g3) are arranged.
25. Vorrichtung (9) nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass a. der Sender (1 1) auf der Geraden (g3) angeordnet ist und/oder dass b. wenigstens ein erster Empfänger (4) der ersten Empfangseinheit (3) und/oder wenigstens ein zweiter Empfänger (6) der zweiten Empfangseinheit25. Device (9) according to claim 24, characterized in that a. the transmitter (1 1) is arranged on the straight line (g3) and/or that b. at least one first receiver (4) of the first receiving unit (3) and/or at least one second receiver (6) of the second receiving unit
(5) beabstandet von der Geraden (g3) angeordnet ist. (5) is arranged at a distance from the straight line (g3).
26. Verwendung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 17 bei einer ein- oder mehrdimensionalen, vorzugsweise dreidimensionalen, Positionsbestimmung, insbesondere mittels einer Vorrichtung (9) nach einem der Ansprüche 18 bis 25.
26. Use of a method according to any one of claims 1 to 17 in a one- or multi-dimensional, preferably three-dimensional, position determination, in particular by means of a device (9) according to any one of claims 18 to 25.
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