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用于確定接收器的位置的方法和用于接收器的定位系統(tǒng)的制作方法_2

文檔序號:8449086閱讀:來源:國知局
說明),則這可意味著:接收器的位置的估測說明了接收器相對于發(fā)射器停留在北方與東方之間的位置中。在這樣的情況中可能將em場發(fā)出成使得其旋轉運動僅掃過所估測的位置的該角度范圍,即大約從北向東旋轉。由此可減少em場的測量持續(xù)時間,這一方面可減少確定位置所需的時間且另一方面可減少用于發(fā)出的能量消耗。尤其在僅有受限制的能量儲備供發(fā)出該至少一個em場使用的運用中后者可以是有利的。相應的運用示例例如是對于帶有有限的電池蓄能器的電動車確定鑰匙的位置。
[0024]可能根據(jù)接收器的位置的估測可對于這兩個或更多個電磁場順次地或者對于單個電磁場進行發(fā)出。例如可能當位置的估測處于一定的規(guī)定的范圍中(例如在用于機動車中的鑰匙定位的應用中在后蓋后面或在副駕駛車門旁邊或相對于機動車的外側在一定的最小距離之下)時發(fā)出僅僅一個em場。根據(jù)位置的估測,僅能得到比較不精確的位置確定。相應地也可能發(fā)出多個em場并且這樣例如實現(xiàn)位置確定的改善的精度。尤其也可能位置的估測已精確地確定了一個或多個空間位置坐標;然后可能將單個或兩個em場發(fā)出成使得可確定其余的空間位置坐標。
[0025]此外,該方法可包括基于所測量的至少一個電磁場在接收器的位置中檢測該至少一個電磁場的場強,其中,接收器的位置的確定包括基于所檢測的場強確定接收器相對于電磁場的旋轉平面的距離。
[0026]基于場強例如可定性地或定量地確定接收器是位于旋轉平面之上還是之下。對此,尤其可設置有線圈作為發(fā)射器,其與由其余線圈展開的平面包圍一定的角度。即如果接收器相對于旋轉平面相間隔,則在旋轉平面內的相同位置中(與發(fā)射器的距離、與發(fā)射器的角度)與旋轉平面更大或更小的距離可引起更小或更大的場強。作為對場強的度量,例如可使用磁場分量的振幅。備選地或附加地,值得追求的也可以是基于場強確定接收器僅在旋轉平面之上的距離。當發(fā)射器相對于地面具有較小的距離且接收器因此必然向上相對于旋轉平面相間隔時,這可以是該情況。
[0027]此外,該方法可包括調制該至少一個電磁場以將信息傳遞到接收器處,其中,信息包括從以下組中選出的元素:參考相的時鐘信息、該至少一個發(fā)射器的識別信息。
[0028]在此可能使用從以下組中選出的調制技術:調頻(FM)、調相(PM)、“頻移鍵控”(FSK)、“相移鍵控”(PSK)、脈幅調制(PAM)、脈沖編碼調制(PCM)。通常,對于本領域技術人員原則上已知的另外的技術也是可能的。
[0029]識別信息例如可包括關于相應發(fā)射器的位置的信息。該位置信息例如可說明相應的發(fā)射器關于機動車位于何處,例如“右前”還是“左側”還是“右后”等。例如可能顯式傳遞這些位置信息但是或者還作為編碼將其參數(shù)化,該編碼例如可通過例如儲存在接收器中的表格被與位置相關聯(lián)。
[0030]通??赡艿氖菍τ诙鄠€被發(fā)出的電磁場不同的被發(fā)出的電磁場具有不同的調制技術和/或調制頻率。也可能不同的em場具有相同的調制技術、但是不同的調制頻率。也可能對于所有em場選擇相同的調制技術和調制頻率。傳遞的信息可相應不同。
[0031]例如可能每個旋轉的em場通過多個(例如三個或四個)em場(其被各個線圈在規(guī)定的相關系下發(fā)出)產生。產生旋轉的em場的這些em場又可不同地來調制,例如以便傳遞不同的信息。
[0032]根據(jù)用于確定接收器的位置的方法的使用情況,優(yōu)選一定的調制技術和/或調制頻率,例如相對于用于人員在建筑物空間中的定位的應用,在用于確定機動車鑰匙的位置的應用中可不同地選擇調制技術。
[0033]尤其可能此外基于參考相的時鐘信息檢測相差。例如,可檢測相對于參考相的相差。在此,根據(jù)實施形式,時鐘信息可具有不同的信息內容:在一特別簡單的實施形式中可能時鐘信息表示參考相的僅僅一個交零(Nulldurchgang)(或360°的整數(shù)倍)。然而在其它不同的實施形式中可能的是參考相以時間分辨的方式經由時鐘信息來傳遞。這樣可實現(xiàn)在em場的一個旋轉的一部分中確定當前相位或參考相。當然也可能在一定的步驟中例如以JT /2或JT /4或Ji /8等的間隔傳遞參考相。
[0034]識別信息例如可被使用在包括接收器的認證的應用中。例如,在機動車鑰匙的位置確定中,可將該至少一個機動車的識別信息與接收器的識別信息比較,以防止未授權的接近。
[0035]可能的是在em場的頻率與場強的衰減率之間存在聯(lián)系。因此可能根據(jù)em場的頻率實現(xiàn)不一樣大的范圍(在其中可實現(xiàn)位置確定),這樣的范圍可通過em場的大于閾值的場強(敏感范圍)來確定,使得尤其在em場測量中信噪比足夠大。在不同的頻率范圍、例如上述頻率范圍中,較高的(較低的)頻率可引起場強的較小的(較大的)衰減率并且因此使較大的(較小的)敏感范圍成為可能。接下來闡述可如何在不同實施形式中使該用于位置確定的方法根據(jù)目前方面能夠利用該認識。
[0036]該方法可包括分別通過發(fā)射器發(fā)出至少一個另外的電磁場,其中,該至少一個另外的電磁場可具有比該至少一個電磁場的頻率更大的頻率。此外,該方法可包括通過接收器測量該至少一個另外的電磁場以及基于所測量的該至少一個另外的電磁場在接收器的位置處對該至少一個另外的電磁場中的每個檢測場強以及基于該至少一個所檢測的場強確定接收器與該至少一個發(fā)射器的距離。
[0037]作為對場強的度量,又可使用例如磁性分量的振幅。例如在一特別優(yōu)選的實施形式中可能另外的em場的頻率為大約IMHz而該em場的頻率為125kHz。在這樣的情況中,另外的em場的場強的衰減率可小于該em場的衰減率。在不同的實施形式中可能另外的電磁場分別作為時間的函數(shù)相對于相應的發(fā)射器旋轉,換言之,可能另外的em場也可以是旋轉場或旋轉的em場。
[0038]但是另外的em場是旋轉場不是必要的。例如,在不同實施形式中可能另外的em場不具有或者僅具有場強與相對于發(fā)射器的角度較少的時間關系或者角速度是O。在最后提及的情況中,通過檢測場強可實現(xiàn)確定距離、也就是說在三維空間中的位置的分量。這尤其可利用特別簡單的技術手段且特別快速地實現(xiàn),例如相對于確定相差的實施形式。
[0039]例如在不同的應用中可能通過發(fā)出該至少一個另外的電磁場來確定接收器相對于發(fā)射器的接近。這可以是該情況,因為對于該至少一個另外的電磁場的敏感范圍可以比對于該至少一個電磁場的敏感范圍更大。不具有旋轉場的該至少一個另外的電磁場的發(fā)出尤其可具有相對小的能量消耗。
[0040]例如可能基于該至少一個所檢測的場強確定接收器的距離以在相對于該至少一個發(fā)射器的遠程區(qū)域中確定接收器的位置,并且基于該至少一個所檢測的相差確定接收器的位置以在相對于該至少一個發(fā)射器的近程區(qū)域中確定接收器的位置。發(fā)出和測量該至少一個電磁場以及對于該至少一個電磁場中的每個檢測相差以及基于該至少一個所檢測的相差確定接收器的位置可選擇性地在考慮利用該至少一個另外的em場確定接收器的距離的情況下進行。
[0041]例如,與近程區(qū)域相比,遠程區(qū)域延伸到相對于發(fā)射器更大的距離。遠程區(qū)域可包圍近程區(qū)域并且鄰接到其處。
[0042]例如,當借助于所測量的該至少一個另外的em場的場強確定了接收器與發(fā)射器的確定的距離時(例如小于一定的閾值),選擇性地發(fā)出該至少一個em場并且相應地執(zhí)行接下來的步驟(測量、確定相差、確定位置)。
[0043]以上主要參考了旋轉em場自身的特性。接下來來闡述關于發(fā)射器的方面。
[0044]發(fā)出該至少一個與時間相關的電磁場可分別包括對該至少一個發(fā)射器的至少三個布置在電磁場的旋轉平面中的線圈有相移地通電,其中,有相移的通電考慮該至少三個線圈在旋轉平面中結構上規(guī)定的角度布置,使得電磁場的旋轉頻率等于電磁場的頻率。
[0045]例如,在不同的實施形式中可能三個(四個)線圈以120° (90° )的角度布置在一平面、也就是說線圈平面或旋轉平面中。然而也可能使各個線圈從該平面翻傾例如20°或40°、優(yōu)選地小于90°的角度,使得相應線圈的em場的一分量留在該平面內。如果線圈相對于鄰近線圈不布置在相同角度下,則線圈的通電的在時間上匹配可補償與上述對稱布置不同的布置,在此補償可意味著,旋轉的em場獨立于線圈的幾何布置以恒定的角速度運動。線圈中的每個可產生em場,其因此可單獨來調制。由各個線圈產生的em場的疊加可得到旋轉的em場。
[0046]例如可能將線圈通電成使得如此來發(fā)出旋轉的em場,使得執(zhí)行一個或兩個或更多個旋轉,也就是說,2 等的相位累積。也可能將線圈通電成使得如此來發(fā)出旋轉的em場,使得其僅執(zhí)行整轉的一部分,例如1/4轉或1/2轉,也就是說π /2或π的相位累積。
[0047]可能該至少一個與時間相關的電磁場的發(fā)出通過由控制器發(fā)射的觸發(fā)信號激活。這樣可實現(xiàn),例如使被發(fā)出的與時間相關的多個em場的相同步。這可具有特別簡單地確定相差的效果。例如可以以相對于觸發(fā)信號一定的時間偏移發(fā)出該至少一個em場;也可能不同的em場相對于觸發(fā)信號具有不同的時間偏移。觸發(fā)信號此外可傳遞關于該時間偏移的信息。
[0048]可能接收器可相對于該至少一個發(fā)射器運動,并且該至少一個發(fā)射器與控制器相連接。此外,該方法可包括將所檢測的相差和/或所確定的位置從可動的接收器無線地傳遞到控制器處??赡茉诮邮掌鞯挠嬎銌卧袌?zhí)行檢測相差和確定位置的步驟。也可能在接收器中僅執(zhí)行em場的測量而所提及的步驟在計算單元中來執(zhí)行,計算單元也位置固定地來布置且例如通過總線系統(tǒng)與發(fā)射器或控制器相連接。也可能在這樣的位置固定的計算單元中僅來執(zhí)行基于相差的位置確定(即例如三角測量)。在此,位置固定例如可意味著:固定地安裝在機動車中。
[0049]根據(jù)另一方面,本發(fā)明涉及一種用于確定用于機動車的接近控制的識別傳感器的位置的方法,其根據(jù)本發(fā)明的另一方面根據(jù)用于確定接收器位置的方法來設計。
[0050]例如,識別傳感器可以是機動車的鑰匙。尤其可能將例如通過電磁場的調制被傳遞至識別傳感器的識別信息與識別傳感器的識別信息相比較。這可用于認證或接近控制。
[0051]對于這樣的用于確定識別傳感器的位置的方法可獲得與對于根據(jù)本發(fā)明的另一方面的用于確定接收器的位置的方法可獲得的效果相似的效果。
[0052]根據(jù)另一方面,本發(fā)明涉及一種用于接收器的定位系統(tǒng),其中,該定位系統(tǒng)包括至少一個發(fā)射器,其分別設立成發(fā)出與時間相關的電磁場,其中,電磁場的振幅作為時間的函數(shù)相對于發(fā)射器旋轉。此外,定位系統(tǒng)包括接收器,其設立成測量該至少一個與時間相關的電磁場。此外,定位系統(tǒng)包括計算單元,其設立成執(zhí)行以下步驟:在接收器的位置處基于測得的該至少一個與時間相關的電磁場對于該至少一個電磁場中的每個檢測相差;以及基于該至少一個所檢測的相差確定接收器的位置。
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