[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Übertragen von Informationen
zwischen einer Empfängereinheit und einer bezüglich der Empfängereinheit mobilen Sendeeinheit,
wobei die Sendeeinheit ein zumindest am Ort der Empfängereinheit lageabhängiges elektromagnetisches
Signal mit einem Signalvektor zu der Empfängereinheit sendet und wobei die Empfängereinheit
das elektromagnetische Signal mit einer Empfangseinrichtung, insbesondere einer Anordnung
von Spulen, empfängt.
[0002] Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Signalübertragungssystem für elektromagnetische
Signale sowie die Verwendung eines erfindungsgemäßen Signalübertragungssystems zur
Zugangskontrolle.
[0003] Zur Zugangskontrolle, beispielsweise bei einem Personen-Kraftfahrzeug (KFZ), werden
heutzutage regelmäßig in den KFZ-Schlüssel integrierte Sendeeinheiten verwendet, die
auf Veranlassung eines Benutzers, beispielsweise auf Tastendruck, ein elektromagnetisches
Signal mit einem Zugangscode für das entsprechende Kraftfahrzeug an wenigstens eine
in dem Kraftfahrzeug angeordnete Empfängereinheit mit wenigstens einem Antennensystem
übertragen. Dabei überprüft eine in der Empfängereinheit vorhandene Auswerteeinheit
in Form eines Mikrocontrollers den empfangenen Zugangscode und ermöglicht entsprechend
einen Zugang zum Kraftfahrzeug, beispielsweise durch Entriegeln des Türschließmechanismus.
Bei derartigen Systemen kommen regelmäßig Sendeeinheiten mit drei orthogonal zueinander
angeordneten Sendeeinrichtungen in Form von Sendespulen mit jeweils senkrecht zueinander
orientierten Spulenachsen zum Einsatz, sodass sich für die Sendeeinheit im wesentlichen
eine Kugelantenne ergibt. Diese erzeugt unabhängig von der Lage der Sendeeinheit,
beispielsweise eines KFZ-Schlüssels, am Ort der Empfängereinheit einen lageunabhängigen
Feldvektor für das von der Sendeeinheit übertragene und durch die Empfängereinheit
zu empfangende elektromagnetische Signal. Grundsätzlich werden dabei zum Erreichen
einer Lageunabhängigkeit für das Gesamtsystem eine minimale Anzahl von vier Spulen
verteilt auf Sende- und Empfängereinheit benötigt. Die Anzahl der im praktischem Anwendungsfall
beispielsweise bei einem KFZ zum Einsatz kommenden Antennensysteme hängt von der Art
des Kraftfahrzeugs ab. Zusätzlich soll dabei gleichzeitig die Möglichkeit einer Innen-
/ Außenerkennung hinsichtlich einer relativen Lage der Sendeeinheit in Bezug auf das
Kraftfahrzeug gegeben sein, was eine Genauigkeit von etwa 5 cm bis etwa 10 cm bei
der Ortsbestimmung der Sendeeinheit erforderlich macht. In der Praxis werden hierzu
bei einem typischen Kraftfahrzeug beispielsweise drei Antennensysteme an den beiden
B-Säulen und am Innenspiegel des Kraftfahrzeugs angeordnet. Aus den Signal-Empfangsinformationen
dieser Antennensysteme kann dann eine geeignete Auswerteeinheit anhand eines gespeicherten
EMV-Abbilds des Fahrzeugs den Ort / die Lage der Sendeeinheit bezüglich des Kraftfahrzeugs
bestimmen.
[0004] Weiterhin sind aus dem Stand der Technik sogenannte RKE- und PEG-Systeme (Passive
Entry Go bzw. Remote Keyless Entry) bekannt, bei denen ein (passiver) Transponder
durch eine an einer zu kontrollierenden Einrichtung, wie einem Gebäude, angeordnete
Basisstation "angesprochen" wird und daraufhin (im Backscatter-Betrieb) einen Zugangscode
an die Basisstation überträgt. Auch hierbei ist es im Zuge von sog. Weiterleitungs-Problematiken
erforderlich, zusätzlich zu dem übertragenen Zugangscode auch die Lage der Sendeeinheit
(des Transponders) zu kontrollieren.
[0005] Bei allen vorgenannten vorbekannten Systemen ist als nachteilig anzusehen, dass diese
in kostenintensiver Weise für die Signalübertragungen und insbesondere für die Lagebestimmung
eine Vielzahl von Sende- bzw. Empfangseinrichtungen in Form von Spulen benötigen,
was mit einem relativ hohen Flächenbedarf für die entsprechenden Bauteile verbunden
ist.
[0006] Beispielsweise ist aus der
DE 100 46 897 A1 ein Verfahren der eingangs genannten Art bekannt. Dabei weist ein so genannter ID-Geber
drei in räumlicher Anordnung zueinander senkrecht stehende Empfangsspulen auf, sodass
über eine Bewertung von jeweils empfangenen Feldanteilen die eindeutige Bestimmung
eines magnetischen Feldes am Ort des ID-Gebers möglich ist. Mit den weiterhin vorhandenen
Sendespulen sind beim Gegenstand der genannten Druckschrift also fünf Spulen für die
Signalübertragung vorgesehen. Hierbei ist insbesondere als nachteilig anzusehen, dass
dies in kostenintensiver Weise mit einem relativ hohen Flächenbedarf für die entsprechenden
Bauteile verbunden ist.
[0007] Auch die
DE 101 59 604 A1 beschreibt ein System mit drei zueinander orthogonalen Antennen in der Empfangseinheit.
[0008] Die
DE 198 45 649 A1 offenbart jeweils zwei zueinander orthogonale Antennenspulen in den Sendermodulen
und der Antenneneinheit eines ID-Gebers, d.h. vier Spulen pro Sender-Empfänger-Paar.
[0009] Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum Übertragen
von Informationen zwischen einer Empfängereinheit und einer bezüglich der Empfängereinheit
mobilen Sendeeinheit sowie ein Signalübertragungssystem für elektromagnetische Signale
anzugeben, das in gegenüber dem Stand der Technik kostengünstiger Weise mit einer
geringeren Anzahl an Sende- und Empfangseinrichtungen auskommt. Auf diese Weise sollen
sich insbesondere Zugangskontrollsysteme in Zukunft kostengünstiger realisieren lassen.
[0010] Die Aufgabe wird zum einen bei dem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß
dadurch gelöst, dass durch die Empfangseinrichtung der Signalvektor bezüglich seiner
räumlichen Komponenten unterbestimmt gemessen wird und dass die Empfängereinheit eine
Lage der Sendeeinheit aus den bestimmten Komponenten des Signalvektors anhand eines
gespeicherten Wertefelds bestimmt.
[0011] Weiterhin schlägt die Erfindung zur Lösung der Aufgabe ein Signalübertragungssystem
für elektromagnetische Signale vor, wobei das Signalübertragungssystem aufweist:
- wenigstens eine Empfängereinheit, die zum Empfang von elektromagnetischen Signalen
ausgebildet ist, und wenigstens eine Sendeeinheit, die zum Aussenden eines am Ort
der Empfängereinheit lageabhängigen elektromagnetischen Signals mit einem Signalvektor
ausgebildet ist, wobei die Sendeeinheit und die Empfängereinheit eine Anzahl von Sende-
und Empfangsmitteln aufweisen, die kleiner ist als eine zum Bestimmen des Signalvektors
bezüglich aller räumlichen Komponenten erforderliche Anzahl,
- eine Speichereinheit in Wirkverbindung mit der Empfängereinheit, in der ein Wertefeld
mit Kenngrößen des elektromagnetischen Signals in Abhängigkeit von einer Lage der
Sendeeinheit relativ zu der Empfängereinheit gespeichert ist, und
- eine Auswerteeinheit, die zum Bestimmen der Lage der Sendeeinheit aus den durch die
Sende- und Empfangseinheit bestimmten Komponenten des Signalvektors anhand des Wertefelds
ausgebildet ist.
[0012] Hier und im weiteren Verlauf der vorliegenden Beschreibung steht der Ausdruck "Lage"
für die Gesamtheit der zur Beschreibung einer Anordnung der Sendeeinheit im Raum bezüglich
der Empfängereinheit benötigten Parameter / Koordinaten, d.h. jeweils drei Freiheitsgrade
für den Ort und für die Orientierung im Raum.
[0013] Nach einem Grundgedanken der vorliegenden Erfindung erfolgt die Bestimmung der Lage
der Sendeeinheit bezüglich der Empfängereinheit unter Verwendung eines lageabhängigen
elektromagnetischen Signals sowie anhand eines in der Empfängereinheit gespeicherten
Wertefelds, wodurch eine deutliche Reduktion der in dem Gesamtsystem aus Sende- und
Empfängereinheit eingesetzten Sende- und Empfangseinrichtungen, beispielsweise in
Form von Spulen, erreichbar ist.
[0014] Beispielsweise ist es somit möglich, die Gesamtspulenzahl des Systems auf nur zwei
bzw. drei Spulen zu reduzieren, da das Erreichen einer Lageunabhängigkeit insbesondere
der Sendeeinheit nicht mehr erforderlich ist. Bei den in dem Wertefeld gespeicherten
Kenngrößen des elektromagnetischen Signals kann es sich beispielsweise um dessen Amplitude
und / oder Phasenlage handeln.
[0015] Demgemäß sieht eine äußerst bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Signalübertragungssystems
vor, dass die Sendeeinheit nur eine einzige Sendespule zum Aussenden des elektromagnetischen
Signals aufweist. Im Zuge einer anderen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Signalübertragungssystems
ist alternativ oder zusätzlich vorgesehen, dass die Empfängereinheit eine Anzahl von
weniger als drei Empfangsspulen, vorzugsweise zwei Empfangsspulen, zum Empfangen des
elektromagnetischen Signals aufweist. Im Zuge einer äußerst vereinfachten Ausgestaltung
des Gesamtsystems kann dabei vorgesehen sein, dass sowohl die Sendeeinheit als auch
die Empfängereinheit jeweils nur eine einzige Sende- bzw. Empfangsspule aufweisen.
Eine derartige Ausgestaltung ist aufgrund der resultierenden starken Richtcharakteristik
mit dem Auftreten einer steigenden Anzahl von "Empfangslöchern" verbunden, was ihrer
praktischen Einsetzbarkeit entgegenstehen könnte.
[0016] Im Rahmen einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist zwecks einer möglichst
einfachen Auswertung des empfangenen elektromagnetischen Signals zur Bestimmung der
Lage der Sendeeinheit vorgesehen, dass das Wertefeld in Form einer ROM-Tabelle gespeichert
ist und dass eine Suche in der ROM-Tabelle die Lage der Sendeeinheit liefert. Dementsprechend
sieht eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Signalübertragungssystems
vor, dass das Wertefeld in Form einer ROM-Tabelle in der Speichereinheit gespeichert
ist. Auf diese Weise lässt sich die Lage der Sendeeinheit ohne aufwändige Berechnungen
und eine entsprechend aufwändige Ausgestaltung der Auswerteeinheit anhand einer einfachen
Suche in der ROM-Tabelle ermitteln.
[0017] In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass eine Lageänderung
der Sendeeinheit durch zeitlich wiederholtes Suchen in dem Wertefeld und aus der Lageänderung
eine Bewegung der Sendeeinheit, beispielsweise eine Geschwindigkeit, bestimmt wird.
Weiterhin kann auch durch zeitlich wiederholtes Suchen in dem Wertefeld eine Lage
der Sendeeinheit in solchen Fällen bestimmt werden, in denen eine zunächst ermittelte
Kenngröße des empfangenen elektromagnetischen Signals in dem gespeicherten Wertefeld
nicht oder nur in mehrdeutiger Weise auffindbar ist.
[0018] Da das gespeicherte Wertefeld aus speichertechnischen Gründen verständlicherweise
nicht alle möglichen Werte von Kenngrößen des elektromagnetischen Signals enthalten
kann, sondern vielmehr eine bestimmte "Körnigkeit" aufweist, können zum Ermitteln
der Lage der Sendeeinheit in an sich bekannter Weise Interpolations- und Extrapolationstechniken
sowie gewisse Unschärfebedingungen zum Einsatz kommen, wobei in letzterem Fall eine
gemessene Kenngröße auch dann einer bestimmten Lage der Sendeeinrichtung zugeordnet
wird, wenn die gemessene Kenngröße nicht hundertprozentig genau mit einem entsprechenden
gespeicherten Wert übereinstimmt.
[0019] In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist außerdem vorgesehen, dass mit
dem elektromagnetischen Signal ein Nutzsignal, wie ein Zugangscode, übertragen wird.
Dementsprechend sieht eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Signalübertragungssystems
vor, dass die Auswerteeinheit zum Bestimmen eines Nutzsignals, wie eines Zugangscodes
aus dem elektromagnetischen Signal ausgebildet ist. In diesem Zusammenhang können
beispielsweise in an sich bekannter Weise gängige Modulationstechniken, wie ON-OFF-Keying,
zum Einsatz kommen, was dem Fachmann geläufig ist. Weiterhin kann in Weiterbildung
des erfindungsgemäßen Signalübertragungssystems vorgesehen sein, dass in Abhängigkeit
von dem Nutzsignal und der bestimmten Lage der Sendeeinheit ein Steuersignal für eine
Funktionseinheit, wie eine Zugangskontrolleinrichtung, auslösbar ist. Auf diese Weise
lässt sich das erfindungsgemäße Signalübertragungssystem zur Zugangskontrolle verwenden,
wobei die Empfängereinheit in einer zu kontrollierenden Einrichtung, wie einem KFZ
oder einem Gebäude, angeordnet ist und wobei die Empfängereinheit weiterhin eine Kontrolleinheit
aufweist, durch die in Abhängigkeit von der bestimmten Lage der Sendeeinheit ein Zugangskontrollsignal
für ein Zugangs-Steuerelement, z.B. eine Tür, der zu kontrollierenden Einrichtung
auslösbar ist. Allerdings ist der Einsatzbereich der vorliegenden Erfindung nicht
auf Zugangskontrolle beschränkt. So lässt sich die vorliegende Erfindung beispielsweise
auch im Bereich Tyre Pressure Measurement (TPM) oder dergleichen in vorteilhafter
Weise einsetzen.
[0020] Weitere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der
nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Es zeigt:
- Fig. 1
- ein schematisches Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Signalübertragungssystems;
- Fig. 2
- ein detaillierteres (Block-)Schaltbild der Sendeeinheit und Empfängereinheit des erfindungsgemäßen
Signalübertragungssystems der Fig. 1;
- Fig. 3
- eine schematische Darstellung der relativen Anordnung von Sende- und Empfangsspulen
in der Sende- bzw. Empfängereinheit der Fig. 2;
- Fig. 4
- eine schematische Darstellung zur Bestimmung einer Lage der Sendeeinheit relativ zur
Empfängereinheit;
- Fig. 5
- eine schematische Darstellung eines gespeicherten Wertefelds zur Bestimmung einer
Lage der Sendeeinheit; und
- Fig. 6
- ein Flussdiagramm zur Darstellung eines Ablaufs des erfindungsgemäßen Verfahrens.
[0021] Die Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Signalübertragungssystem 1 mit einer mobilen
Sendeeinheit 2 sowie einer Empfängereinheit 3. Nach dem Ausführungsbeispiel der Fig.
1 ist die Empfängereinheit 3 für eine Zugangskontrolle innerhalb einer zu kontrollierenden
Einrichtung 4, beispielsweise einem KFZ, angeordnet. Die Sendeeinheit 2 ist dazu ausgebildet,
elektromagnetische Signale 5 zu der Empfängereinheit 3 zu senden, wie im Folgenden
noch detailliert dargestellt wird.
[0022] Die Empfängereinheit 3 besitzt eine Empfangseinrichtung 6 zum Empfangen des elektromagnetischen
Signals 5 von der Sendeeinheit 2. Weiterhin besitzt die Empfängereinheit 3 in Wirkverbindung
mit der Empfangseinrichtung 6 eine Auswerteeinheit 7, die weiterhin mit einer Speichereinheit
8, z.B. einem Massenspeicher, in Wirkverbindung steht. In der Speichereinheit 8 ist
ein Wertefeld 9 mit Kenngrößen des elektromagnetischen Signals 5 in Form einer ROM-Tabelle
gespeichert. Darüber hinaus steht die Auswerteeinheit 7 mit einer Kontrolleinheit
10 in Verbindung, die ihrerseits mit wenigstens einem Zugangs-Steuerelement 11 der
zu kontrollierenden Einrichtung 4, beispielsweise einer Tür oder dergleichen, in Verbindung
steht.
[0023] Nach dem Wesen der vorliegenden Erfindung sendet die Sendeeinheit 2 zwecks Reduktion
der Komplexität des gesamten Übertragungssystems 1 ein bezüglich der Empfangseinrichtung
6 in der Empfängereinheit 3 lageabhängiges elektromagnetisches Signal 5 aus, d.h.
das am Ort der Empfangseinrichtung 6 empfangene elektromagnetische Signal 5 hängt
betreffend seine Kenngrößen, wie Amplitude und / oder Richtung des Feldvektors, von
einer Lage der Sendeeinheit 2 bezüglich der Empfangseinrichtung 6 ab. Das so durch
die Empfangseinrichtung 6 empfangene elektromagnetische Signal 5 wird durch die Auswerteeinheit
7 ausgewertet, in dem diese das gemessene Signal mit entsprechenden Einträgen in dem
Wertefeld 9 vergleicht, das in der Speichereinheit 8 der Empfängereinheit 3 abgespeichert
ist. Durch einen Vergleich des empfangenen Signals 5 mit dem gespeicherten Wertefeld
9 ist die Auswerteeinheit 7 in der Lage zu bestimmen, wo, d.h. in welcher Lage bezüglich
der Empfängereinheit 3 sich die Sendeeinheit 2 befindet. In Abhängigkeit von einem
Ergebnis dieser Bestimmung kann die Auswerteeinheit 7 anschließend die Kontrolleinheit
10 anweisen, ein bestimmtes Kontrollsignal KS an das Zugangs-Steuerelement 11 zu schicken,
beispielsweise ein Steuersignal zur Freigabe des Zugangs-Steuerelements 11, beispielsweise
zum Öffnen einer Tür oder dergleichen. Darüber hinaus ist die Auswerteeinheit 7 erfindungsgemäß
weiterhin dazu ausgebildet, einen mit dem elektromagnetischen Signal 5 übertragenen
Zugangscode zu identifizieren bzw. zu bewerten und die Kontrolleinheit 10 in Abhängigkeit
von dem oben genannten Vergleichsergebnis und der vorstehend beschriebenen Bewertung
des Zugangscodes zu steuern.
[0024] Auf diese Weise ist es erfindungsgemäß beispielsweise möglich, das Zugangs-Steuerelement
11 nur freizugeben, wenn die Empfangseinrichtung 6 einen korrekten, d.h. einen der
jeweiligen zu kontrollierenden Einrichtung 4 zugeordneten Zugangscode von einer Sendeeinheit
2 empfängt, wobei letztere zusätzlich noch in einer bestimmten Lage (oder einem bestimmten
Lagenbereich) hinsichtlich Entfernung und / oder Orientierung von der zu kontrollierenden
Einrichtung 4 angeordnet sein muss, um zum Beispiel sogenannte Weiterleitungs-Problematiken
zu verhindern. Die hierbei innerhalb des vorstehend allgemein beschriebenen erfindungsgemäßen
Signalübertragungssystems 1 zum Einsatz kommenden Einrichtungen und Verfahren sind
nachfolgend anhand der Fig. 2 bis 6 eingehender beschrieben.
[0025] Die Fig. 2 zeigt in einer detaillierteren Darstellung die Sendeeinheit 2 und die
Empfängereinheit 3 des erfindungsgemäßen Signalübertragungssystems gemäß der Fig.
1. Die Sendeeinheit 2, welche erfindungsgemäß als aktiv oder oder passiv sendende
Einheit ausgebildet sein kann, weist als Sendeeinrichtung eine einzige Spule 2.1 auf,
die mit einem Kondensator 2.2 in Reihe geschaltet ist. Im Rahmen einer bevorzugten
Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die vorstehend beschriebene Sendeeinheit
2 in einen KFZ-Schlüssel oder einen Transponder integriert. Weiterhin ist in der Fig.
2 die Empfangseinrichtung 6 der Empfängereinheit 3 gemäß Fig. 1 anhand eines detaillierten
Blockschaltbildes dargestellt. Nach dem dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel
weist die Empfangseinrichtung 6 zwei Empfängerspulen 6.1 bzw. 6.2 auf, zu denen jeweils
ein Kondensator 6.3 bzw. 6.4 parallel geschaltet ist, was dem Fachmann an sich bekannt
ist. Auf die relative Anordnung der Spulen 6.1, 6.2 bzw. der entsprechenden Spulenachsen
wird nachfolgend anhand der Fig. 3 noch genauer eingegangen. Jeder der beiden Spulen
6.1, 6.2 ist ein regelbarer Verstärker 6.5 bzw. 6.6 zugeordnet. Deren Ausgänge sind
mit einem Korrelierer / Addierer 6.7 verbunden, dem wiederum in an sich bekannter
Weise eine Zeitgebereinheit 6.8, eine Header-Detektionseinheit 6.9 sowie eine serielle
Schnittstelle 6.10 nachgeschaltet sind. Die mit NDATA/NWAKEUP bzw. NSCL bezeichneten
Ausgänge der Header-Detektionseinheit 6.9 bzw. der seriellen Schnittstelle 6.10 sind
mit der Auswerteeinheit 7 (Fig. 1) verbunden, die beispielsweise als Mikrocontroller
(zum Beispiel als 8-Bit AVR) ausgebildet sein kann. Die Spannungsversorgung sowohl
der Empfangseinrichtung 6 als auch der Auswerteeinheit 7 erfolgt mittels einer Spannungsquelle
6.11 (Versorgungsspannung VDD).
[0026] Im Betrieb der vorstehend beschriebenen Vorrichtung empfangen die Spulen 6.1, 6.2
das von der Sendeeinheit 2 ausgesendete elektromagnetische Signal 5, wobei die durch
die jeweiligen Spulen empfangenen Signalanteile und das daraus zusammengesetzte Gesamtsignal
aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung der Sendeeinheit 2 mit nur einer Sendespule
2.1 lageabhängig variieren. Die jeweils durch die Spulen 6.1 bzw. 6.2 empfangenen
Signalanteile werden mittels der Verstärker 6.5 bzw. 6.6 verstärkt, woraufhin in dem
Korrelierer / Addierer 6.7 eine Signaladdition nach Betrag und Phase stattfindet.
Das so erhaltene Gesamtsignal wird anschließend - insbesondere nach weiterer Verarbeitung
zum Erkennen von Header-Informationen oder dgl. - ebenso wie die einzelnen empfangenen
Signalanteile der Auswerteeinheit 7 zugeführt, die zunächst in an sich bekannter Weise
dazu ausgebildet ist, dem von der Sendeeinheit 2 ausgesandten elektromagnetischen
Signal 5 einen Zugangscode zu entnehmen, z.B. durch Demodulation, der anschließend
im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere zur Freigabe des Zugangs-Steuerelements
11 verwertbar ist.
[0027] In diesem Zusammenhang ist es erfindungsgemäß einerseits möglich, auf das Vorsehen
einer separaten Korrelierstufe in dem Korrelierer / Addierer 6.7 zu verzichten, wenn
beispielsweise alle empfangenen Signalanteile für sich ausreichend genau bestimmbar
sind, um neben der Summenbildung zur Entnahme des Zugangscodes auch die nachfolgend
noch detailliert beschriebene erfindungsgemäße Lagebestimmung durchführen zu können.
Andererseits können Situationen auftreten, in denen das empfangene Signal bezüglich
wenigstens einer empfangenen Komponente (Signalanteil) so schwach ist, dass sich zwar
eine Summe ergibt, die Signalanteile selbst jedoch zur Lagebestimmung (s.u.) nicht
zuordenbar sind. Hier kann dann ggf. ein zeitnah bestimmter Meßwert von einem dem
gegenwärtigen Sendeort (Ort der Sendeeinheit; vgl. Fig. 4 und 5) benachbarten Sendeort
als korrelierter Wert herangezogen werden, was dementsprechend nach dem gezeigten
Ausführungsbeispiel durch die Korrelierstufe des Korrelierer / Addierers 6.7 steuerbar
ist. Dabei kann insbesondere die Korrelierstufe zum zumindest flüchtigen Speichern
und anschließenden Bereitstellen derartiger korrelierter Meßwerte ausgebildet sein.
Es ist jedoch erfindungsgemäß grundsätzlich ebenfalls möglich, die letztgenannte Funktionalität
mittels der Auswerteeinheit 7 in Verbindung mit der Speichereinheit 8 bereit zu stellen.
[0028] Um - wie gesagt - sogenannte Weiterleitungs-Problematiken im Rahmen einer Zugangskontrolle
zu vermeiden, ist es des Weiteren insbesondere bei PEG-Systemen unerlässlich, die
gewonnene Information über einen von der Sendeeinheit 2 übertragenen Zugangscode mit
Informationen bezüglich einer Lage der Sendeeinheit 2 bezüglich der Empfängereinheit
3 zu verknüpfen. Das zusätzliche Berücksichtigen einer derartigen Lage-Information
ist auch in solchen Fällen wichtig, bei denen sich die Sendeeinheit 2 innerhalb der
zu kontrollierenden Einrichtung 4, beispielsweise innerhalb eines KFZ-Innenraums,
befinden kann, wobei in derartigen Fällen durch eine sichere Lageerkennung gewährleistet
sein muss, dass der Zugang zu der zu kontrollierenden Einrichtung 4 nicht für eine
Person gesperrt wird, solange sich die Sendeeinheit 2, also zum Beispiel der Fahrzeug-Schlüssel,
innerhalb der zu kontrollierenden Einrichtung befindet.
[0029] Um erfindungsgemäß eine sichere Lageerkennung trotz des Vorsehens von insgesamt nur
drei Sende- und Empfängerspulen 2.1, 6.1, 6.2 gemäß der Fig. 2 zu gewährleisten, ist
erfindungsgemäß - wie in der Fig. 3 dargestellt - vorgesehen, die Empfängerspulen
6.1, 6.2 bezüglich ihrer jeweiligen Spulenachsen A1 bzw. A2 derart anzuordnen, dass
eine durch die Spulenachsen A1, A2 aufgespannte Ebene E, senkrecht zu der, d.h. in
einer Richtung parallel zu dem Ebenen-Normalenvektor
kein Empfang von elektromagnetischen Signalen 5 möglich ist, möglichst günstig zu
einer angenommenen Vorzugsrichtung der Sendeeinheit 2 bzw. der Sendespule 2.1 mit
Spulenachse A3 ausgerichtet ist. Mit anderen Worten: Die Spulen 6.1, 6.2 bzw. deren
Spulenachsen A1, A2 sind vorzugsweise erfindungsgemäß derart angeordnet, dass der
Normalenvektor
der Ebene E nicht mit einer mutmaßlichen Vorzugsrichtung der Spulenachse A3 der Sendespule
2.1 zusammenfällt, wobei die Spulenachsen A1, A2 nicht senkrecht zueinander stehen
müssen, sondern grundsätzlich einen beliebigen Winkel einschließen können. Auf diese
Weise ist erfindungsgemäß trotz des Vorsehens von insgesamt nur drei Sende- bzw. Empfangsspulen
ein möglichst lückenloser Empfang des von der Sendeeinheit 2 ausgesandten elektromagnetischen
Signals 5 (Fig. 1, 2) möglich.
[0030] Angenommen, die Sendeeinheit befindet sich bezüglich der Empfangseinrichtung an einem
bestimmten Ort und besitzt eine bestimmte Orientierung, dann ergibt sich grundsätzlich
am Ort der Empfangseinrichtung ein bestimmter Signalvektor S mit Komponenten S
1, S
2, S
3, von dem jedoch nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nur zwei Komponenten, z.B.
S
1, S
2, bestimmt werden. Somit stellt prinzipiell jeder Vektor S, S',... mit Komponenten
S
1, S
2 den "gesuchten" Signalvektor S, dessen Ortsbestimmung (Ort der Sendeeinheit) erfindungsgemäß
zuvor ausgemessen und - wie bereits erwähnt - in einem Speicher hinterlegt wurde.
Mit anderen Worten: Einem gemessenen Komponentenpaar S
1, S
2 ist erfindungsgemäß zumindest ein gespeichertes Wertepaar aus einem Ort im Raum um
die Empfangseinrichtung herum sowie aus einem entsprechenden S
3-Wert zugeordnet, sodass sich anhand der gemessenen Komponenten S
1, S
2 sowohl der S
3-Wert als auch der Ort bzw. ein bestimmter Ortsbereich ermitteln lassen. Auf die Problematik
von Mehrdeutigkeiten wird weiter unten noch detailliert eingegangen.
[0031] Nur bei der Rohdatenaufnahme zur Bestimmung der o.g. Speicherwerte ist damit erfindungsgemäß
das Vorhandensein einer dritten Empfangsspule in der Empfangseinrichtung erforderlich,
um auf diese Weise lageunabhängig den kompletten Signalvektor S in Abhängigkeit vom
Sendeort bestimmen zu können.
[0032] Die Fig. 4 illustriert die im Rahmen der vorliegenden Beschreibung verwendete Nomenklatur
hinsichtlich der Lage L
i der Sendeeinrichtung 2 bezüglich der zu kontrollierenden Einrichtung 4 bzw. der darin
enthaltenen Empfängereinheit 3 / Empfangseinrichtung 6. In der Fig. 4 sind zwei mögliche
Lagen L
1, L
2 der Sendeeinheit 2 dargestellt. Jede der Lagen L
1, L
2 wird zunächst hinsichtlich des Raumes durch ein Koordinaten-Tripel (x
1 / y
1 / z
1) bzw. (x
2 / y
2 / z
2) beschrieben. Dabei geben die einzelnen Koordinaten x
i, y
i, z
i die Koordinatenwerte bezüglich der ebenfalls in der Fig. 4 dargestellten, zueinander
orthogonalen Raumrichtungen x, y und z an. Jedes der vorstehend genannten Koordinaten-Tripel
gibt einen Ort im dreidimensionalen Raum um die zu kontrollierende Einrichtung 4 herum
an, an dem sich die Sendeeinheit 2 befinden kann. Zusätzlich kann die Sendeeinheit
2 an jedem derart beschriebenen Ort im Raum noch eine beliebige Orientierung einnehmen,
die in der Fig. 4 mit O
1, O
2 und einem entsprechenden in sich geschlossenen Pfeil bezeichnet ist. Eine solche
Orientierung lässt sich beispielsweise mittels zweier Winkel bezüglich einer Bezugsebene
(zum Beispiel Elevations- und Azimuthwinkel) angeben. Der Nullpunkt des in der Fig.
4 dargestellten Koordinatensystems befindet sich dabei am Ort der Empfangseinrichtung
6 (vgl. Fig. 1). Auf diese Weise definieren weiterhin die jeweiligen Koordinaten-Tripel
(x
i / y
i / z
i) einen (euklidschen) Abstand r der Sendeeinheit 2 von der Empfängereinheit 3 / Empfangseinrichtung
6. In Abhängigkeit von diesem Abstand r und der jeweils eingenommenen Orientierung
O
i der Sendeeinheit 2 wird sich nun am Ort der Empfängereinheit 3 / Empfangseinrichtung
6 ein bestimmter Signalverlauf für das empfangene elektromagnetische Signal 5 ergeben.
Dabei ist grundsätzlich jedem Koordinaten-Tripel (aus einer unendlichen Anzahl von
Koordinaten-Tripeln) eine unendliche Anzahl möglicher Signalverläufe entsprechend
allen möglichen annehmbaren Orientierungen O
i der Sendeeinheit 2 zugeordnet. Erfindungsgemäß sind jedoch in dem in der Speichereinheit
8 (Fig. 1) gespeichertem Wertefeld 9 nur eine endliche Anzahl möglicher Kenngrößen
für jedes Koordinaten-Tripel gespeichert, wie nachfolgend anhand der Fig. 5 symbolisch
dargestellt ist.
[0033] Die Fig. 5 zeigt eine schematische Teildarstellung des in der Speichereinheit 8 gespeicherten
Wertefelds 9, das entsprechend dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Mehrlagen-Kennfeld
ausgebildet ist. Die vorstehend anhand der Fig. 4 bereits erläuterten Koordinaten-Tripel
sind in der Darstellung gemäß Fig. 5 durch würfelförmige Gebilde symbolisiert, wobei
die Anzahl der Würfel durch die beabsichtigte Genauigkeit der (diskreten, "körnigen")
Werteeinteilungen in der jeweiligen Raumrichtung x, y, z bestimmt ist. In der Darstellung
der Fig. 5 sind die den beiden Lagen L
1 und L
2 aus Fig. 4 jeweils zugeordneten "Würfel" schraffiert gezeichnet. Jeder der in der
Fig. 5 dargestellten Würfel beinhaltet eine weitere Untereinteilung zur Darstellung
der für jede Lage der Sendeeinheit jeweils möglichen Orientierungen O
i, was in der Fig. 5 nicht explizit sondern wiederum durch kreisförmig geschlossene
Pfeile dargestellt ist. Mit anderen Worten: Jeder der in der Fig. 5 gezeigten Würfel
ist wiederum durch eine entsprechende Anordnung von Würfeln unterteilt, wobei jeder
dieser "Unter-Würfel" einen Speicherbereich der Speichereinheit 8 zum Speichern von
Kenngrößen für das elektromagnetische Signal 5 für einen bestimmten (diskreten) Ort
und eine bestimmte (diskrete) Orientierung der Sendeeinheit 2 bezüglich der Empfängereinheit
3 / Empfangseinrichtung 6 angibt. Die Auswerteeinheit 7 des erfindungsgemäßen Signalübertragungssystems
1 ist entsprechend dazu ausgebildet, auf diese Speicherbereiche zuzugreifen und so
mittels einer Suche in dem abgespeicherten Wertefeld 9 anhand eines Vergleichs der
gemessenen Kenngrößen des elektromagnetischen Signals 5 auf die Lage und Orientierung
der Sendeeinrichtung zurückzuschliessen. Zu Auswertungszwecken ist hierbei jedoch
regelmäßig nur der Ort (nicht die Orientierung) der Sendeeinrichtung erforderlich.
So ist es beispielsweise in der Regel nicht entscheidend, wie die Sendeeinrichtung
genau bezüglich der Empfängereinrichtung orientiert ist, solange sie sich in einem
zulässigen Abstand von der Empfängereinrichtung befindet, wohingegen nach dem Vorstehenden
eine Kenntnis der Orientierung zur Ermittlung des Ortes jedoch unbedingt notwendig
ist.
[0034] Die folgende Tabelle illustriert beispielhaft die für einen der o.g. "Würfel" L
i, i = 1, 2, d.h. einen bestimmten Raumbereich in der Speichereinheit 8 z.B. in Form
einer ROM-Tabelle hinterlegten Werte:
Raumbereich |
vermessene Werte |
Li |
S1 |
S2 |
S3 |
|
1F |
AF |
EF |
|
2F |
BF |
FF |
|
3F |
CF |
0F |
|
... |
... |
... |
[0035] Bei einem gemessenen Signal-Komponentenpaar (S1/S2) = (1F, AF) ergibt eine erfindungsgemäße
Suche in dem gespeicherten Wertefeld somit einen - ggf. noch nicht eindeutigen - S
3-Wert von EF, wobei sich die Sendeeinheit im Raumbereich L
i (sog. "Schlüsselfeld") befindet. Diese Auswertung wird im Zuge des vorliegenden Ausführungsbeispiels
durch die Auswerteeinheit 7 (Mikrocontroller; vgl. Fig. 1) vorgenommen.
[0036] Bestimmte Zwischenwerte, die aufgrund der diskreten Ausbildung des Kennfelds gemäß
der Fig. 5 in diesem nicht explizit enthalten sind, lassen sich beispielsweise dadurch
auffinden, dass für den angesprochenen Vergleich von Ist-Wert (gemessener Wert) und
Soll-Wert (gespeicherter Wert) ein bestimmtes "Ungenauigkeits-Kriterium" definiert
wird, sodass ein bestimmter Kennfeld-Wert auch dann als aufgefunden gilt, wenn der
gemessene Wert in bestimmten Grenzen davon abweicht.
[0037] Ebenso lassen sich anhand des erfindungsgemäßen Wertefelds bzw. Mehrlagen-Kennfelds
Bewegungsparameter der Sendeeinrichtung 2 ermitteln. Wenn beispielsweise zu einem
ersten Zeitpunkt t
1 eine dem Würfel L
1 zuzuordnende Kenngröße des elektromagnetischen Signals 5 ermittelt und in der Auswerteeinheit
7 gespeichert wird und zu einem späteren Zeitpunkt t
2 eine dem Würfel L
2 des Kennfelds zuzuordnende Kenngröße des elektromagnetischen Signals 5 bestimmt wird,
so lässt sich ein Bewegungsparameter für die Sendeeinheit 2, zum Beispiel deren Geschwindigkeit,
anhand der Koordinaten-Differenz (ΔX, ΔY, ΔZ) = (X
2 - X
1, Y
2 - Y
1, Z
2 - Z
1) dividiert durch die entsprechende Zeitdifferenz Δt (= t
2 - t
1) bestimmen.
[0038] Sollte es aufgrund einer ungünstigen relativen Orientierung der Spulenachsen A1 -
A3 der Sende- bzw. Empfangsspulen (vgl. Fig. 3) zu einer Empfangslücke am Ort der
Empfängereinheit 3 / Empfangseinrichtung 6 kommen, so wird dieser negative Effekt
in der Praxis leicht dadurch ausgeglichen, dass die regelmäßig in der Hand bzw. am
Körper einer Bedienperson befindliche Sendeeinheit 2 nicht stationär, sondern mobil
ausgebildet ist, sodass dementsprechend bereits nach kurzer Zeit aufgrund einer veränderten
relativen Lage von Sendeeinheit 2 und Empfängereinheit 3 gemäß der Darstellung in
Fig. 3 wiederum ein Empfang am Ort der Empfängereinheit 3 / Empfangseinrichtung 6
gewährleistet ist. Der gleiche Effekt kann auch dazu verwendet werden, eventuelle
Mehrdeutigkeiten des Mehrlagen-Kennfelds der Fig. 5 dadurch auszugleichen, dass innerhalb
eines kurzen Zeitraums eine Mehrzahl von Lagen L
i der Sendeeinheit 2 bestimmt werden, wobei die jeweils für einen bestimmten Zeitpunkt
t
i ermittelte Lage L
i in der Auswerteeinheit 7 (Fig. 1) gespeichert wird. Sollten demnach für eine bestimmte
Abfolge ermittelter Kenngrößen des elektromagnetischen Signals 5 jeweils eine Mehrzahl
von Lagen aus dem Kennfeld ermittelbar sein, so lässt sich erfindungsgemäß eine entsprechende
Auswahl aufgrund der Annahme treffen, dass alle innerhalb eines kurzen Zeitintervalls
Δt ermittelten Lagen L
i gemäß der Darstellung in Fig. 5 zu einem einzigen Würfel oder eng benachbarten Würfeln
des Kennfelds gehören müssen. Auf diese Weise lassen sich - wie gesagt - Mehrdeutigkeiten
des gespeicherten Kennfelds ausgleichen.
[0039] Die Fig. 6 zeigt ein Ablaufdiagramm einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verfahrens. Das Verfahren beginnt mit Schritt 600. In einem anschließenden Schritt
602 sendet die Sendeeinrichtung 2 ein elektromagnetisches Signal 5 gemäß der Fig.
1 und 2 an die Empfängereinheit 3. Dabei kann das Aussenden des elektromagnetischen
Signals durch die Sendeeinheit 2 bzw. durch Einwirkung einer Bedienperson selbst veranlasst
sein, beispielsweise dadurch, dass die Bedienperson eine an der Sendeeinheit 2 vorgesehene
Einrichtung (zum Beispiel einen Schalter oder Taster) betätigt. Alternativ kann das
Aussenden des elektromagnetischen Signals durch die Sendeeinheit 2 auch durch die
Empfängereinheit 3 ausgelöst bzw. veranlasst werden, beispielsweise indem diese ein
entsprechendes Signal an die Sendeeinheit 2 sendet, woraufhin diese zum Aussenden
des elektromagnetischen Signals 5 veranlasst wird, zum Beispiel im Backscatter-Betrieb,
wobei beispielsweise die Empfangsspulen der Empfangseinrichtung gemäß Fig. 2 als Sendespulen
zum Senden des o.g. Signals an die Sendeeinheit verwendet werden. In einem anschließenden
Schritt 604 empfängt die Empfängereinheit 3 bzw. deren Empfangseinrichtung 6 das von
der Sendeeinheit 2 ausgesandte elektromagnetische Signal. Anschließend wird in einer
Abfrage 606 ermittelt, ob das empfangene Signal mit ausreichender Signalstärke für
eine Auswertung empfangen wurde. Ist dies nicht der Fall (n), so wird das Verfahren
mit dem bereits beschriebenen Schritt 602 fortgesetzt. Anderenfalls (j) bestimmt die
Auswerteeinheit 7 (Fig. 1) eine Kenngröße des gemessenen elektromagnetischen Signals,
zum Beispiel dessen Amplitude, und führt anschließend eine Suche in dem gespeicherten
Wertefeld 9 durch, wobei sie versucht, in diesem einen der Kenngröße entsprechenden
Wert zu ermitteln (Schritt 608). Anschließend erfolgt im Schritt 610 eine weitere
Abfrage dahingehend, ob ein entsprechender Wert bzw. ein in vorbestimmten Grenzen
abweichender Wert in dem gespeicherten Wertefeld gefunden wurde. Ist dies nicht der
Fall (n), so wird das Verfahren wiederum mit Schritt 602 fortgesetzt. Anderenfalls
(j) wird anhand des entsprechenden Wertefeld-Eintrags die Lage der Sendeeinheit bestimmt,
wobei es gegebenenfalls zu Mehrdeutigkeiten kommen kann, wenn ein und dieselbe Kenngröße
mehrfach in dem gespeicherten Wertefeld enthalten ist (Schritt 612). Anschließend
erfolgt in Schritt 614 eine Abfrage dahingehend, ob die so ermittelte Lage der Sendeeinheit
eindeutig ist oder nicht. Im Falle von Mehrdeutigkeiten (n) wird die ermittelte Lage
in Schritt 616 in der Auswerteeinheit 7 zwischengespeichert, und das Verfahren kehrt
nach Schritt 602 zurück, um zumindest eine weitere Lage der Sendeeinheit zu bestimmen,
sodass anschließend die Mehrdeutigkeit - wie vorstehend beschrieben - aufgelöst werden
kann. Ergibt die Abfrage in Schritt 614, dass die Lage der Sendeeinheit und damit
ihr Ort eindeutig bestimmt wurde (j), so erzeugt die Auswerteeinheit in Schritt 618
ein entsprechendes Signal an die Kontrolleinheit 10 (Fig. 1). Für den Fall, dass weiterhin
ein gemeinsam mit dem elektromagnetischen Signal 5 übermittelter Zugangscode durch
die Auswerteeinheit 7 identifiziert und verifiziert werden konnte (was in der vorliegenden
Fig. 6 nicht explizit dargestellt ist), liefert die Kontrolleinheit 10 in einem nachfolgenden
Schritt 620 ein Steuersignal KS an das in der Fig. 1 dargestellte Zugangs-Steuerelement
11, sodass dieses den Zugang zu der zu kontrollierenden Einrichtung 4 freigibt. Das
Verfahren endet mit Schritt 622.
Bezugszeichenliste
[0040]
- 1
- Signalübertragungssystem
- 2
- Sendeeinheit
- 2.1
- Sendespule
- 2.2
- Kondensator
- 3
- Empfängereinheit
- 4
- Einrichtung (KFZ)
- 5
- elektromagnetisches Signal
- 6
- Empfangseinrichtung
- 6.1
- Empfangsspule
- 6.2
- Empfangsspule
- 6.3
- Kondensator
- 6.4
- Kondensator
- 6.5
- Verstärker
- 6.6
- Verstärker
- 6.7
- Korrelierer / Addierer
- 6.8
- Zeitgebereinheit
- 6.9
- Header-Detektionseinheit
- 6.10
- serielle Schnittstelle
- 6.11
- Spannungsquelle
- 7
- Auswerteeinheit
- 8
- Speichereinheit
- 9
- Wertefeld, Mehrlagen-Kennfeld
- 10
- Kontrolleinheit
- 11
- Zugangs-Steuerelement
- A1
- Spulenachse
- A2
- Spulenachse
- A3
- Spulenachse
- E
- Ebene
- KS
- Kontrollsignal
- Li
- Raumbereich
- L1
- Lage
- L2
- Lage
- n
- Normalenvektor
- O1
- Orientierung
- O2
- Orientierung
- t1
- Zeit
- t2
- Zeit
- Δt
- Zeitdifferenz
- VDD
- Versorgungsspannung
- S
- Signalvektor
- S1
- Signalkomponente
- S2
- Signalkomponente
- S3
- Signalkomponente
- X
- Koordinatenachse
- X1
- Raumkoordinate
- X2
- Raumkoordinate
- ΔX
- Koordinatendifferenz
- Y
- Koordinatenachse
- Y1
- Raumkoordinate
- Y2
- Raumkoordinate
- ΔY
- Koordinatendifferenz
- Z
- Koordinatenachse
- Z1
- Raumkoordinate
- Z2
- Raumkoordinate
- ΔZ
- Koordinatendifferenz
1. Verfahren zum Übertragen von Informationen zwischen einer Empfängereinheit (3) und
einer bezüglich der Empfängereinheit mobilen Sendeeinheit (2), wobei die Sendeeinheit
ein zumindest am Ort der Empfängereinheit lageabhängiges elektromagnetisches Signal
(5) mit einem Signalvektor (S) zu der Empfängereinheit sendet und wobei die Empfängereinheit
das elektromagnetische Signal mit einer Empfangseinrichtung (6), insbesondere einer
Anordnung von Spulen, empfängt, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Empfangseinrichtung der Signalvektor bezüglich seiner räumlichen Komponenten
(S1, S2, S3) unterbestimmt gemessen wird und dass die Empfängereinheit eine Lage (Li) der Sendeeinheit aus den bestimmten Komponenten (S1, S2) des Signalvektors anhand
eines gespeicherten Wertefelds (9) bestimmt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wertefeld (9) in Form einer ROM-Tabelle gespeichert ist und dass eine Suche in
der ROM-Tabelle die Lage (Li) der Sendeeinheit (2) liefert.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lageänderung der Sendeeinheit (2) durch zeitlich wiederholtes Suchen in dem
Wertefeld (9) und aus der Lageänderung eine Bewegung der Sendeeinheit bestimmt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem elektromagnetischen Signal (5) ein Nutzsignal, wie ein Zugangscode, übertragen
wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von der bestimmten Lage (Li) der Sendeeinheit (2) ein Steuersignal (KS) für eine Funktionseinheit (10, 11), insbesondere
zur Zugangskontrolle, erzeugt wird.
6. Signalübertragungssystem (1) für elektromagnetische Signale (5), aufweisend:
- wenigstens eine Empfängereinheit (3), die zum Empfang von elektromagnetischen Signalen
(5) ausgebildet ist, und wenigstens eine Sendeeinheit (2), die zum Aussenden eines
am Ort der Empfängereinheit lageabhängigen elektromagnetischen Signals mit einem Signalvektor
(S) ausgebildet ist, wobei die Sendeeinheit und die Empfängereinheit eine Anzahl von
Sende- und Empfangsmitteln (2.1; 6.1, 6.2) aufweisen, die kleiner ist als eine zum
Bestimmen des Signalvektors bezüglich aller räumlichen Komponenten (S1, S2, S3) erforderliche Anzahl,
- eine Speichereinheit (8) in Wirkverbindung mit der Empfängereinheit, in der ein
Wertefeld (9) mit Kenngrößen des elektromagnetischen Signals in Abhängigkeit von einer
Lage (Li) der Sendeeinheit relativ zu der Empfängereinheit gespeichert ist, und
- eine Auswerteeinheit (7), die zum Bestimmen der Lage der Sendeeinheit aus den durch
die Sende- und Empfangseinheit bestimmten Komponenten (S1, S2) des Signalvektors anhand des Wertefelds ausgebildet ist.
7. Signalübertragungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Wertefeld (9) in Form einer ROM-Tabelle in der Speichereinheit (8) gespeichert
ist.
8. Signalübertragungssystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinheit (2) eine einzige Sendespule (2.1) zum Aussenden des elektromagnetischen
Signals (5) aufweist.
9. Signalübertragungssystem nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfängereinheit (3) eine Anzahl von weniger als drei Empfangsspulen, vorzugsweise
zwei Empfangsspulen (6.1, 6.2), zum Empfangen des elektromagnetischen Signals (5)
aufweist.
10. Signalübertragungssystem nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (7) zum Bestimmen eines Nutzsignals, wie eines Zugangscodes,
aus dem elektromagnetischen Signal (5) ausgebildet ist.
11. Signalübertragungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von dem Nutzsignal und der Lage (Li) der Sendeeinheit (2) ein Steuersignal für eine Funktionseinheit, wie eine Zugangskontrolleinrichtung
(10, 11), auslösbar ist.
12. Verwendung des Signalübertragungssystems (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 11 zur
Zugangskontrolle, wobei die Empfängereinheit (3) in einer zu kontrollierenden Einrichtung
(4), wie in einem KFZ oder einem Gebäude, angeordnet ist und wobei die Empfängereinheit
weiterhin eine Kontrolleinheit (10) aufweist, durch die in Abhängigkeit von einer
bestimmten Lage der Sendeeinheit (2) ein Zugangskontrollsignal (KS) für ein Zugangs-Steuerelement
(11) der zu kontrollierenden Einrichtung auslösbar ist.
Geänderte Patentansprüche gemäss Regel 86(2) EPÜ.
1. Verfahren zum Übertragen von Informationen zwischen einer Empfängereinheit (3) und
einer bezüglich der Empfängereinheit mobilen Sendeeinheit (2), wobei die Sendeeinheit
ein zumindest am Ort der Empfängereinheit lageabhängiges elektromagnetisches Signal
(5) mit einem Signalvektor (S) zu der Empfängereinheit sendet, wobei die Empfängereinheit
das elektromagnetische Signal mit einer Empfangseinrichtung (6), insbesondere einer
Anordnung von Spulen, empfängt und wobei durch die Empfangseinrichtung der Signalvektor
bezüglich seiner räumlichen Komponenten (S1, S2, S3) unterbestimmt gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfängereinheit eine Lage (Li) der Sendeeinheit in Form von jeweils drei Freiheitsgraden für den Ort und für die
Orientierung im Raum aus den bestimmten Komponenten (S1, S2) des Signalvektors anhand
eines gespeicherten Wertefelds (9) bestimmt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wertefeld (9) in Form einer ROM-Tabelle gespeichert ist und dass eine Suche in
der ROM-Tabelle die Lage (Li) der Sendeeinheit (2) liefert.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lageänderung der Sendeeinheit (2) durch zeitlich wiederholtes Suchen in dem
Wertefeld (9) und aus der Lageänderung eine Bewegung der Sendeeinheit bestimmt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem elektromagnetischen Signal (5) ein Nutzsignal, wie ein Zugangscode, übertragen
wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von der bestimmten Lage (Li) der Sendeeinheit (2) ein Steuersignal (KS) für eine Funktionseinheit (10, 11), insbesondere
zur Zugangskontrolle, erzeugt wird.
6. Signalübertragungssystem (1) für elektromagnetische Signale (5), aufweisend wenigstens
eine Empfängereinheit (3), die zum Empfang von elektromagnetischen Signalen (5) ausgebildet
ist, und wenigstens eine Sendeeinheit (2), die zum Aussenden eines am Ort der Empfängereinheit
lageabhängigen elektromagnetischen Signals mit einem Signalvektor (S) ausgebildet
ist, wobei die Sendeeinheit und die Empfängereinheit eine Anzahl von Sende- und Empfangsmitteln
(2.1; 6.1, 6.2) aufweisen, die kleiner ist als eine zum Bestimmen des Signalvektors
bezüglich aller räumlichen Komponenten (S
1, S
2, S
3) erforderliche Anzahl,
gekennzeichnet durch
- eine Speichereinheit (8) in Wirkverbindung mit der Empfängereinheit, in der ein
Wertefeld (9) mit Kenngrößen des elektromagnetischen Signals in Abhängigkeit von einer
Lage (Li) der Sendeeinheit relativ zu der Empfängereinheit gespeichert ist, und
- eine Auswerteeinheit (7), die zum Bestimmen der Lage der Sendeeinheit in Form von
jeweils drei Freiheitsgraden für den Ort und für die Orientierung im Raum aus den
durch die Sende- und Empfangseinheit bestimmten Komponenten (S1, S2) des Signalvektors anhand des Wertefelds ausgebildet ist.
7. Signalübertragungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Wertefeld (9) in Form einer ROM-Tabelle in der Speichereinheit (8) gespeichert
ist.
8. Signalübertragungssystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinheit (2) eine einzige Sendespule (2.1) zum Aussenden des elektromagnetischen
Signals (5) aufweist.
9. Signalübertragungssystem nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfängereinheit (3) eine Anzahl von weniger als drei Empfangsspulen, vorzugsweise
zwei Empfangsspulen (6.1, 6.2), zum Empfangen des elektromagnetischen Signals (5)
aufweist.
10. Signalübertragungssystem nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (7) zum Bestimmen eines Nutzsignals, wie eines Zugangscodes,
aus dem elektromagnetischen Signal (5) ausgebildet ist.
11. Signalübertragungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von dem Nutzsignal und der Lage (Li) der Sendeeinheit (2) ein Steuersignal für eine Funktionseinheit, wie eine Zugangskontrolleinrichtung
(10, 11), auslösbar ist.
12. Verwendung des Signalübertragungssystems (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 11 zur
Zugangskontrolle, wobei die Empfängereinheit (3) in einer zu kontrollierenden Einrichtung
(4), wie in einem KFZ oder einem Gebäude, angeordnet ist und wobei die Empfängereinheit
weiterhin eine Kontrolleinheit (10) aufweist, durch die in Abhängigkeit von einer
bestimmten Lage der Sendeeinheit (2) ein Zugangskontrollsignal (KS) für ein Zugangs-Steuerelement
(11) der zu kontrollierenden Einrichtung auslösbar ist.