Vorrichtung, System und Verfahren zum Bestimmen einer Positi- on eines mobilen Geräts während eines Bezahlvorgangs

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Be ^¬ stimmen einer Position eines mobilen Geräts während eines Bezahlvorgangs. Des Weiteren bezieht sich die vorliegende Er- findung auf ein Verfahren zum Bestimmen einer Position eines mobilen Geräts während eines Bezahlvorgangs. Des Weiteren be ^¬ zieht sich die vorliegende Vorrichtung auf ein System mit ei ^¬ nem mobilen Gerät und eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Position des mobilen Geräts während eines Bezahlvorgangs.

In vielen Bereichen werden Gebühren abgerechnet, indem Papiertickets verwendet werden. Hierzu zählen beispielsweise Parkplätze oder Fahrkarten für öffentliche Verkehrsmittel. Da viele Nutzer Smartphones besitzen und auch mit sich führen, wäre es wünschenswert, die Abrechnung von solchen Gebühren per Smartphone abwickeln zu können. Die Abwicklung von Gebühren per Smartphone gestaltet sich jedoch je nach vom Betrei ^¬ ber gewählten Verfahren teils sehr kompliziert, da beispiels ^¬ weise im Rahmen von Parkplätzen Informationen wie die Kennung des genutzten Parkplatzes und das Kfz-Kennzeichen per SMS versendet und bei der Rückkehr wiederum eine weitere SMS für das Ende des Parkvorgangs versendet werden müssen. In diesem Zusammenhang wäre es also wünschenswert, Systeme bereitzu ^¬ stellen, bei denen Parkvorgänge oder Fahrkarten für öffentli- che Verkehrsmittel komfortabel abgerechnet werden können. Des Weiteren spielt gerade in diesem Zusammenhang der Schutz vor Manipulationen eine große Rolle. Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, auf einfache und sichere Weise Bezahlvorgänge über mobile Geräte durchzuführen. Demgemäß wird eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Position eines mobilen Geräts während eines Bezahlvorgangs vorgeschla ^¬ gen. Die Vorrichtung weist eine Sende-Empfangseinheit zum Empfangen von Kommunikationssignalen von dem mobilen Gerät für den Bezahlvorgang, eine Bestimmungseinheit zum Bestimmen der Position des mobilen Geräts in Bezug auf eine Referenzpo ^¬ sition basierend auf den empfangenen Kommunikationssignalen für den Bezahlvorgang, und eine Verarbeitungseinheit zum An ^¬ passen des Bezahlvorgangs basierend auf der bestimmten Posi ^¬ tion auf.

Unter einem Bezahlvorgang kann im Sinne der Erfindung das Bezahlen von Parkgebühren für einen bestimmten Parkplatz oder ein elektronisches Ticket für öffentliche Verkehrsmittel, das mittels der Vorrichtung bzw. des mobilen Geräts bezahlt wird, verstanden werden. Der Bezahlvorgang bezieht sich sowohl auf die Erfassung als auch die Abrechnung von Gebühren. Hierunter fällt auch eine verzögerte oder spätere Abrechnung auf der Basis von zunächst ermittelten Verbrauchswerten, wie beispielsweise der Position und/oder des Zeitraums der Nutzung.

Für einen solchen Bezahlvorgang werden im Sinne der Erfindung Kommunikationssignale zwischen dem mobilen Gerät und der Vor ^¬ richtung ausgetauscht. Die empfangenen Kommunikationssignale werden dabei zusätzlich für die Positionsbestimmung verwen- det. Diese Kommunikationssignale können Funksignale sein, die beispielsweise über WLAN, ein Telekommunikationsnetz, Bluetooth oder Ähnliches ausgetauscht werden. Die Vorrichtung kann sich je nach Ausführungsform an oder in einem Parkautomaten befinden, der für einen bestimmten Bereich an Parkplatzen zugeordnet ist. Wenn es sich bei dem Bezahlvorgang nicht um das Bezahlen von Parkgebühren, sondern um das Bezahlen eines elektronischen Tickets bzw. einer Fahrt in einem öffentlichen Verkehrsmittel handelt, kann es sich bei der Vorrichtung um eine Vorrichtung handeln, die in einem öffentlichen Verkehrsmittel angeordnet ist, um die Position des mobilen Geräts innerhalb des öffentlichen Verkehrsmittels zu bestimmen.

Um nun die Position eines mobilen Geräts zu bestimmen, während es einen Bezahlvorgang mit der Vorrichtung abwickelt, bestimmt die Bestimmungseinheit die Position des mobilen Ge- räts in Bezug auf eine Referenzposition basierend auf den empfangenen Kommunikationssignalen, die im Rahmen des Bezahlvorgangs ausgetauscht werden. Nachdem die Position bestimmt wurde, kann die Verarbeitungseinheit den Bezahlvorgang anpas ^¬ sen. Das bedeutet, dass die Gebühren, die im Rahmen des Be- zahlvorgangs bezahlt werden sollen, anhand der Position des mobilen Geräts in Bezug auf die Referenzposition bestimmt werden. Beispielsweise kann damit bestimmt werden, auf wel ^¬ chem Parkplatz sich das mobile Gerät befindet, und welche Ge ^¬ bühren für diesen bestimmten Parkplatz fällig sind. Des Wei- teren kann dadurch bestimmt werden, an welcher Position innerhalb eines öffentlichen Verkehrsmittels sich das mobile Gerät befindet und welche Gebühren für diese Position inner ^¬ halb des öffentlichen Verkehrsmittels zu zahlen sind. Auf diese Weise kann beispielsweise zwischen erster und zweiter Klasse eines Zuges unterschieden werden.

Die jeweilige Einheit, zum Beispiel Bestimmungseinheit oder Verarbeitungseinheit, kann hardwaretechnisch und/oder auch softwaretechnisch implementiert sein. Bei einer hardwaretech- nischen Implementierung kann die jeweilige Einheit als Vorrichtung oder als Teil einer Vorrichtung, zum Beispiel als Computer oder als Mikroprozessor ausgebildet sein. Bei einer softwaretechnischen Implementierung kann die jeweilige Ein- heit als Computerprogrammprodukt, als eine Funktion, als eine Routine, als Teil eines Programmcodes oder als ausführbares Objekt ausgebildet sein.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Bestimmungseinheit dazu eingerichtet, einen Einfallswinkel der Kommunikationssignale zu bestimmen und den Einfallswinkel mit einem Bezugswinkel zu vergleichen, der die Referenzposition angibt.

Sofern nur relevant ist, an welcher Position innerhalb einer Ebene sich das mobile Gerät befindet, ist es ausreichend, nur einen Einfallswinkel der Kommunikationssignale in Bezug auf einen Bezugswinkel zu vergleichen. Sofern eine genauere Posi ^¬ tionsbestimmung erforderlich ist, können mindestens zwei oder mehr Einfallswinkel bestimmt werden, um diese mit verschiede- nen Referenzpositionen zu vergleichen, um eine genauere Position des mobilen Geräts zu bestimmen.

Wenn sich beispielsweise die Vorrichtung an einem Parkautoma ^¬ ten befindet und dieser Parkautomat nur für eine Straßenseite zuständig ist, ist es ausreichend, einen Einfallswinkel der

Kommunikationssignale mit einer Referenzposition bzw. Bezugs ^¬ winkel zu vergleichen, da es nur erforderlich ist, zu bestimmen, ob sich ausgehend vom Parkautomaten das mobile Gerät di ^¬ rekt davor, weiter rechts, noch weiter rechts, weiter links, noch weiter links etc. befindet.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Sende-

Empfangseinheit dazu eingerichtet, ein Initiierungssignal zum

Starten des Bezahlvorgangs und/oder ein Beendigungssignal zum Beenden des Bezahlvorgangs von dem mobilen Gerät zu empfangen .

Gemäß dieser Ausführungsform kann der Nutzer des mobilen Ge- räts den Bezahlvorgang starten, und das mobile Gerät sendet ein Initiierungssignal an die Vorrichtung zum Bestimmen einer Position eines mobilen Geräts. Zum Beenden des Bezahlvorgangs kann der Nutzer wiederum den Bezahlvorgang an dem mobilen Gerät beenden und es wird ein Beendigungssignal an die Sende- Empfangseinheit gesendet. Gerade in Bezug auf den Bezahlvor ^¬ gang eines Parkplatzes kann der Nutzer sich mit seinem mobilen Gerät im Auto befinden, um den Bezahlvorgang zu starten, kann sich von dem Auto mit seinem mobilen Gerät entfernen und bei Rückkehr zum Auto vor dem Wegfahren den Bezahlvorgang be- enden.

Auch im Bereich von elektronischen Tickets kann der Nutzer den Bezahlvorgang bei Betreten eines öffentlichen Verkehrsmittels starten und bei Verlassen des öffentlichen Verkehrs- mittels diesen beenden. Die Bestimmungseinheit kann nach Emp ^¬ fangen des Initiierungssignals durch die Sende- Empfangseinheit mit der Bestimmung der Position des mobilen Geräts beginnen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Sende-

Empfangseinheit dazu eingerichtet, den Bezahlvorgang zu star ^¬ ten, wenn das mobile Gerät in Empfangsreichweite für die Kom ^¬ munikationssignale ist. Gemäß dieser Ausführungsform ist es möglich, den Bezahlvorgang automatisch zu starten, sobald das mobile Gerät in Empfangsreichweite für die Kommunikationssignale ist. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass der Nutzer den Bezahlvorgang nicht initiieren oder starten muss, sondern dass dies automa- tisch geschieht. Sobald die Sende-Empfangseinheit erkennt, dass das mobile Gerät in Empfangsreichweite ist, kann die Be ^¬ stimmungseinheit damit beginnen, die Position des mobilen Ge ^¬ räts zu bestimmen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Sende- Empfangseinheit dazu eingerichtet, den Bezahlvorgang zu been ^¬ den, wenn das mobile Gerät außer Empfangsreichweite für die Kommunikationssignale ist.

Der Bezahlvorgang kann also zusätzlich zu dem automatischen Starten auch automatisch beendet werden, wenn das mobile Gerät außer Empfangsreichweite ist. Zusätzlich zum Anpassen des Bezahlvorgangs basierend auf der bestimmten Position kann al- so auch der Bezahlvorgang basierend auf der Dauer der empfangenen Signale bzw. der Dauer, in der sich das mobile Gerät in Empfangsreichweite befindet, bestimmt werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Sende- Empfangseinheit dazu eingerichtet, den Bezahlvorgang zu been ^¬ den und ein Beendigungssignal an das mobile Gerät zu senden.

Wenn die Sende-Empfangseinheit erkennt, dass sich das mobile Gerät außer Reichweite befunden hat, und nun erneut in Reich- weite ist, kann die Sende-Empfangseinheit ein Signal an das mobile Gerät senden, mit dem mitgeteilt wird, dass der Be ^¬ zahlvorgang nun beendet werden kann bzw. wird. Dies ist insbesondere für Parkgebühren vorgesehen, bei denen sich der Nutzer zu Beginn des Bezahlvorgangs mit seinem mobilen Gerät in Empfangsreichweite befindet und während der Parkdauer mit seinem mobilen Gerät die Empfangsreichweite der Vorrichtung verlässt . Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Sende- Empfangseinheit dazu eingerichtet, ein Bestätigungssignal von dem mobilen Gerät in Antwort auf das Beendigungssignal zu empfangen und den Bezahlvorgang zu beenden.

Der Nutzer kann nach Empfangen des Beendigungssignals das Be ^¬ enden des Bezahlvorgangs über das mobile Gerät bestätigen. Nach Empfangen eines Bestätigungssignals kann die Sende- Empfangseinheit den Bezahlvorgang beenden. Sollte sich der Nutzer also nur zufällig erneut in Reichweite der Vorrichtung befinden, kann der Nutzer das Beenden des Bezahlvorgangs ablehnen .

Eine weitere Möglichkeit zur Positionsbestimmung und damit auch zur Bestimmung eines möglichen Endes des Abrechnungs ^¬ bzw. Bezahlvorgangs besteht in der Auswertung von GPS- Informationen, wenn das mobile Gerät mit einem GPS-Empfänger zur satellitengestützten Positionsbestimmung ausgerüstet ist. Auch ist es möglich, dass zusätzlich zu einer Abgrenzung über die Reichweite für eine Kommunikation zwischen mobilem Gerät und der Vorrichtung zur Bestimmung der Position des mobilen Geräts GPS-Informationen mit ausgewertet werden. Auch können durch beide Verfahren gewonnene Ortsinformationen zusätzlich zum Zwecke einer Plausibilitätskontrolle herangezogen werden. In diesem Fall könnte ein korrekter Abrechnungsvorgang nur stattfinden, wenn die gewonnenen Daten sich nicht gegenseitig widersprechen .

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Sende- Empfangseinheit dazu eingerichtet, mit dem mobilen Gerät über eine Funkschnittstelle zu kommunizieren.

Wie bereits erläutert, kann es sich bei der Funkschnittstelle um eine Schnittstelle zur kabellosen Kommunikation über Funk handeln. Hierbei kann es sich um eine WLAN-Schnittstelle, ei ^¬ ne Bluetooth-Schnittstelle oder eine beliebige andere Art von Funkschnittstelle handeln. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Bestimmungseinheit dazu eingerichtet, die Position des mobilen Geräts zu Beginn und bei Beendigung des Bezahlvorgangs zu bestimmen.

Auf diese Weise kann bestimmt werden, ob sich das mobile Ge- rät an unterschiedlichen Orten befunden hat, und kann damit ausschließen, dass fälschlicherweise ein mobiles Gerät einem Bezahlvorgang zugeordnet wird, wenn es sich an einer anderen Position als zu Beginn des Bezahlvorgangs befindet. Gemäß einer weiteren Ausführungsform definiert die bestimmte Position einen Parkplatz.

Gemäß einer anderen Ausführungsform definiert die bestimmte Position eine Position eines Fahrgastes in einem öffentlichen Verkehrsmittel.

Wie bereits erläutert, kann die Vorrichtung sowohl für Be ^¬ zahlvorgänge im Rahmen eines Parkplatzes als auch für Bezahl ^¬ vorgänge bei öffentlichen Verkehrsmitteln verwendet werden. Gerade bei der Bestimmung der Position in einem öffentlichen Verkehrsmittel kann auch die Bestimmung innerhalb des öffent ^¬ lichen Verkehrsmittels eine Rolle spielen. Es kann also be ^¬ stimmt werden, ob sich das mobile Gerät in dem öffentlichen Verkehrsmittel befindet und wo in dem öffentlichen Verkehrs- mittel. Auf diese Weise kann auch eine Abrechnung für erste oder zweite Klasse oder andere Vorgänge berücksichtigt wer ^¬ den . Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein System mit einem mobilen Gerät und einer Vorrichtung, wie sie oben beschrieben ist, zum Bestimmen einer Position des mobilen Geräts während eines Bezahlvorgangs vorgeschlagen.

Gemäß einer Ausführungsform ist das mobile Gerät ein Mobilte ^¬ lefon, ein Smartphone und/oder eine Chipkarte.

Als mobiles Gerät kann irgendeine Art von Gerät verwendet werden, das in der Lage ist, Kommunikationssignale mit der Vorrichtung auszutauschen.

Für eine Umsetzung der hierin beschriebenen Positionsbestimmung sind auf der Seite des mobilen Geräts prinzipiell zur Positionsbestimmung neben den zur Durchführung von Abrechnungen sowieso notwendigen Einrichtungen zur Datenkommunikation keine zusätzlichen Einrichtungen in Hard- oder Software notwendig. Dadurch werden zum einen auf der Seite der mobilen Geräte zusätzliche Kosten für Einrichtungen zur Positionsbe- Stimmung vermieden, zum anderen können weit verbreitete mobile Geräte, wie z. B. Smartphones, ohne Erweiterungen zur Po ^¬ sitionsbestimmung auch zum Zwecke der hierin beschriebenen Abrechnung eingesetzt werden. Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Bestimmen einer Position eines mobilen Geräts im Rahmen eines Bezahlvorgangs vorgeschlagen. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: Empfangen von Kommunikationssignalen von dem mobilen Gerät für den Bezahlvorgang, Bestimmen der Position des mobilen Geräts in Bezug auf eine Referenzposition basie ^¬ rend auf den empfangenen Kommunikationssignalen und Anpassen des Bezahlvorgangs basierend auf der bestimmten Position. Die für die vorgeschlagene Vorrichtung beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale gelten für das vorgeschlagene Ver ^¬ fahren entsprechend.

Weiterhin wird ein Computerprogrammprodukt vorgeschlagen, welches auf einer programmgesteuerten Einrichtung die Dur führung des wie oben erläuterten Verfahrens veranlasst.

Ein Computerprogrammprodukt, wie z.B. ein Computerprogramm- Mittel, kann beispielsweise als Speichermedium, wie z.B.

Speicherkarte, USB-Stick, CD-ROM, DVD, oder auch in Form einer herunterladbaren Datei von einem Server in einem Netzwerk bereitgestellt oder geliefert werden. Dies kann zum Beispiel in einem drahtlosen Kommunikationsnetzwerk durch die Übertragung einer entsprechenden Datei mit dem Computerprogrammpro ^¬ dukt oder dem Computerprogramm-Mittel erfolgen.

Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Aspekte der Erfin ^¬ dung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgen ^¬ den beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert .

Fig. 1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Systems mit einem mobilen Gerät und einer Vorrichtung zum Bestimmen Position eines mobilen Geräts während eines Bezahlvor

Fig. 2 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Bestimmen einer Position eines mobilen Geräts während eines Bezahlvorgangs;

Fig. 3 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines inneren Aufbaus der Vorrichtung gemäß Fig. 1 ;

Fig. 4 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines mob

Geräts gemäß Fig. 1 ;

Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform einer Anordnung eines mobilen Geräts sowie einer Vorrichtung zum Bestimmen der Position des mobilen Geräts für einen Parkvorgang;

Fig. 6 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Bestimmen der Gebühren im Rahmen eines Parkvorgangs gemäß Fig. 5;

Fig. 7 zeigt eine Anordnung einer Vorrichtung zum Bestimmen der Position des mobilen Geräts innerhalb eines öffentlichen Verkehrsmittels ;

Fig. 8 zeigt eine Querschnittsansicht einer Anordnung einer Vorrichtung zum Bestimmen der Position des mobilen Geräts in einem öffentlichen Verkehrsmittel; und

Fig. 9 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Bestimmen der Position eines mobilen Geräts in einem öffentlichen Verkehrsmittel. In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden, sofern nichts anderes angegeben ist. Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 10 zum Bestimmen einer Position eines mobilen Geräts 20 während eines Bezahlvorgangs. In dem System 100 können die Vorrichtung 10 und das mobile Gerät 20 miteinander kommunizieren. Hierzu weist die Vorrichtung 10 eine Sende-Empfangseinheit 11 auf, die Kommunikationssignale von dem mobilen Gerät 20 für den Bezahlvorgang empfangen kann. Eine Bestimmungseinheit 12 bestimmt die Position des mobilen Geräts 20 in Bezug auf eine Referenzposition basie ^¬ rend auf den empfangenen Kommunikationssignalen. Anschließend kann eine Verarbeitungseinheit 13 den Bezahlvorgang basierend auf der bestimmten Position anpassen.

Fig. 2 zeigt ein Verfahren zum Bestimmen einer Position eines mobilen Geräts 20 während eines Bezahlvorgangs. Das Verfahren weist die Schritte 201-203 auf.

In Schritt 201 werden Kommunikationssignale von dem mobilen Gerät 20 für den Bezahlvorgang empfangen.

In Schritt 202 wird die Position des mobilen Geräts 20 in Be- zug auf eine Referenzposition basierend auf den empfangenen Kommunikationssignalen bestimmt.

In Schritt 203 wird der Bezahlvorgang basierend auf der be ^¬ stimmten Position angepasst.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung 10. Diese Ausführungsform kann sowohl als Erweiterungsmodul für einen bestehenden Parkscheinautomaten als auch als eine kombinierte Abfrageeinheit mit WLAN-Zugangsknoten und Mehrkanal- WLAN-Empfänger für ein öffentliches Verkehrsmittel verwendet werden .

Die Vorrichtung 10 weist einen WLAN-Zugangsknoten 11 mit An- tenne auf, der bidirektionale Kommunikationssignale 1 mit dem mobilen Gerät 20 austauschen kann. Des Weiteren weist die Vorrichtung 10 einen Mehrkanal-WLAN-Empfänger 12 zur Winkelmessung mit Antenne auf. Dieser Mehrkanal-WLAN-Empfänger 12 kann die von dem mobilen Gerät 20 versendeten Datenpakete passiv 2 abhören und zur Winkelmessung verwenden.

Des Weiteren weist die Vorrichtung 10 einen Prozessor 13 auf, der für verschiedene Zwecke verwendet werden kann, beispiels ^¬ weise als Verarbeitungseinheit 13. Des Weiteren kann der Pro- zessor 13 auch zur Datenverschlüsselung und Authentifizierung gegenüber einem zentralen Server oder dem mobilen Gerät 20 verwendet werden.

Die Vorrichtung 10 weist des Weiteren eine Stromversorgung 14 auf. Um mit einem externen Server kommunizieren zu können, kann die Vorrichtung 10 ein GSM-Modul 15 mit Antenne aufwei ^¬ sen. Dieses kann für eine bidirektionale Kommunikation 3 mit einem zentralen Server über Mobilfunk verwendet werden. Wie bereits dargelegt, kann als mobiles Gerät 20 ein

Smartphone, aber auch eine Funk- bzw. Chipkarte verwendet werden. Ein Beispiel einer solchen Karte 20 ist in Fig. 4 gezeigt. Die gezeigte Karte 20 kann sowohl als Parkkarte als auch als Funkfahrschein verwendet werden.

Die Karte 20 weist eine Antenne 21 zum Senden und Empfangen von Funksignalen zur Datenkommunikation mit der Vorrichtung 10 auf. Ein Funkkommunikationsbaustein 22 leitet die empfangenen Signale an einen MikroController 23 weiter. Dieser Mik- rocontroller 23 kann mit einem Security Controller 24 gekoppelt sein, der für eine Verschlüsselung der ausgetauschten Daten und eine Entschlüsselung der ausgetauschten Daten verwendet werden kann. Des Weiteren weist die Karte 20 einen Quarz 30 und eine Batterie 29 auf.

Optional kann die Karte 20 eine Anzeige-LED 25 und eine An ^¬ zeige-LED 26 aufweisen, die dazu verwendet werden können zum einen ein Signal auszugeben, wenn die Bestimmung der Position und der damit verbundene Bezahlvorgang in Ordnung sind oder wenn ein Fehler auftritt.

Optional sind des Weiteren eine Start-Taste 28 und eine Ende- Taste 27 vorgesehen. Diese können dazu verwendet werden, ei- nen Bezahlvorgang zu starten oder zu beenden.

Fig. 5 zeigt ein Beispielszenario für einen über ein mobiles Gerät 20 abgerechneten Parkvorgang. Gezeigt ist eine Straße mit Mittelstreifen 508. Eine Reihe von gebührenpflichtigen Parkplätzen 507 sind am Straßenrand angeordnet. Des Weiteren ist ein Gehweg 506 vorgesehen. Ein Fahrzeug kann mit einem mobilen Gerät 20 ausgerüstet sein oder ein mobiles Gerät 20 kann sich in einem Fahrzeug befinden, das auf einem gebührenpflichtigen Parkplatz steht. Die einzelnen Parkplätze 507 sind durch Markierungen 505 voneinander abgegrenzt. Die aktu ^¬ elle Position 501 des mobilen Geräts 20 befindet sich auf ei ^¬ nem dieser gebührenpflichtigen Parkplätze 507.

Die Vorrichtung 10 kann nun mit dem mobilen Gerät 20 Signale austauschen, um einen Abrechnungsvorgang bzw. Bezahlvorgang durchzuführen. Innerhalb der Grenzen 504 kann eine Erfassung der Position mittels der Winkelmessung durchgeführt werden. Hierbei wird ein Winkel Φ 503 zwischen dem Bezugswinkel 502 und dem mobilen Gerät 20 bestimmt. Anhand dieses Winkels Φ 503 kann die Position des Fahrzeugs 501 auf den gebühren ^¬ pflichtigen Parkplätzen 507 bestimmt werden. Der Bezahlvorgang kann entsprechend der erfassten Position angepasst wer- den .

Fig. 6 zeigt ein Verfahren zum Ablauf eines solchen Parkvorgangs . Das Verfahren weist die Schritte 601 bis 612 auf.

In Schritt 601 wird zunächst der gewünschte Parkplatz ange ^¬ fahren . In Schritt 602 wird noch vor dem Aussteigen aus dem Fahrzeug ein Anwendungsprogramm, das beispielsweise auf einem

Smartphone installiert ist, gestartet oder der Bezahlvorgang durch Drücken der Starttaste 28 auf der Parkkarte 20 initi ^¬ iert .

Der eigentliche Kommunikationsvorgang wird in Schritt 603 durchgeführt, indem das mobile Gerät 20 die vom Parkautomaten zyklisch abgesetzten Anfragen an mögliche Kommunikationspartner per WLAN beantwortet und den Start des Parkvorgangs über- mittelt. Gegebenenfalls können auch weitere Daten zur Abrech ^¬ nung mit übertragen werden.

Zeitgleich werden in Schritt 604 alle vom mobilen Gerät 20 versendeten WLAN Datenpakete auch durch den Mehrkanal-WLAN- Empfänger 12 der Vorrichtung 10 empfangen.

In Schritt 605 werden der jeweilige Einfallswinkel der Hoch ^¬ frequenzsignale vom mobilen Gerät 20 zusammen mit Randinformationen zu den betreffenden Datenpaketen ermittelt. Der re- llaattiivvee WWiinnkkeell uunndd ddiiee DDaatteennppaakkeettee kköönnnneenn ddeemm eennttsspprreecchheennddeenn NNuuttzzeerr,, ddaass hheeiißßtt ddeemm mmoobbiilleenn GGeerräätt 2200,, zzuuggeeoorrddnneett wweerrddeenn..

IInn SScchhrriitttt 660066 eennttffeerrnntt ssiicchh ddeerr NNuuttzzeerr vvoomm FFaahhrrzzeeuugg,, ddaass 55 hheeiißßtt,, ddaassss mmoobbiillee GGeerräätt 2200 eennttffeerrnntt ssiicchh mmöögglliicchheerrwweeiissee vvoomm FFaahhrrzzeeuugg uunndd ddiiee PPaarrkkzzeeiitt llääuufftt..

IInn SScchhrriitttt 660077 kkeehhrrtt ddeerr NNuuttzzeerr zzuumm FFaahhrrzzeeuugg zzuurrüücckk uunndd sseettzztt ssiicchh iinnss FFaahhrrzzeeuugg..

1100

IInn SScchhrriitttt 660088 wwiirrdd eerrmmiitttteelltt,, oobb ddeerr NNuuttzzeerr aann ddaass EEnnddee ddeerr AAbbrreecchhnnuunngg ddeennkktt,, ddaass hheeiißßtt ddiiee EEnnddee--TTaassttee 2277 bbeettäättiiggtt ooddeerr iinn ddeemm AAnnwweenndduunnggsspprrooggrraammmm ddaass EEnnddee ddeess BBeezzaahhllvvoorrggaannggss aann¬ssttöößßtt ..

1155 IIsstt ddiieess ddeerr FFaallll bbeettäättiiggtt ddeerr NNuuttzzeerr iinn SScchhrriitttt 660099 aallssoo eeii ^¬¬ nneenn BBeeeennddiigguunnggsskknnooppff.. IIsstt ddiieess nniicchhtt ddeerr FFaallll,, eerriinnnneerrtt ddiiee PPaarrkkkkaarrttee ooddeerr ddaass SSmmaarrttpphhoonnee 2200 ddeenn NNuuttzzeerr iinn SScchhrriitttt 661100 aann ddaass BBeeeennddeenn ddeerr AAbbrreecchhnnuunngg.. DDiieess kkaannnn zzuumm BBeeiissppiieell aauuffggrruunndd eeiinneerr ÜÜbbeerreeiinnssttiimmmmuunngg ddeess ppeerr GGPPSS ffeessttggeesstteelllltteenn OOrrtteess uunndd

2200 eeiinneerr eennttsspprreecchheennddeenn KKoommmmuunniikkaattiioonn ppeerr WWLLAANN mmiitt ddeemm PPaarrkk¬sscchheeiinnaauuttoommaatteenn uunndd eeiinneerr ddoorrtt eerrnneeuutt dduurrcchhggeeffüühhrrtteenn WWiinnkkeell¬mmeessssuunngg eerrffoollggeenn..

IImm SScchhrriitttt 661111 eerrffoollggtt eeiinn aabbsscchhlliieeßßeennddeerr DDaatteennaauussttaauusscchh zzwwii-- 2255 sseehheenn SSmmaarrttpphhoonnee 2200 uunndd PPaarrkksscchheeiinnaauuttoommaatt 1100 ppeerr WWLLAANN.. OOppttiioo ^¬¬ nnaall kkaannnn ddeerr zzuuvvoorr eerrmmiitttteellttee WWiinnkkeell eerrnneeuutt dduurrcchh eeiinnee WWiinn-- uumm MMaanniippuullaattiioonneenn zzuu vveerrhhiinn-- dern .

In Schritt 612 wird der Parkvorgang abgeschlossen.

Sollte in Schritt 611 die Plausibilitätskontrolle anhand des ermittelten Winkels einen Fehler feststellen, so könnte dieser Umstand zusammen mit den weiteren zur Verfügung stehenden Daten des Abrechnungsvorgangs per Mobilfunknetz an einen zentralen Server, beispielsweise eine Zentrale des Betrei ^¬ bers, übermittelt werden, um dort weitere Schritte einleiten zu können.

Statt in Schritt 609 den Bezahlvorgang bzw. Parkvorgang zu beenden, wäre auch ein automatisches Beenden von Parkvorgängen auf Basis der vorhandenen Informationen möglich, beispielsweise durch eine kontinuierlich verlaufende Winkelände- rung aufgrund eines Beschleunigungsvorgangs oder Erfassung eines Motorengeräusches.

Durch ein ähnliches Verfahren können auch Störsender oder defekte Geräte erkannt und geortet werden. Befindet sich bei- spielsweise ein Störsender in der Nähe des Parkscheinautoma ^¬ ten 10, so findet zwar keine Kommunikation zwischen dem Störsender und dem WLAN-Zugangsknoten 11 statt, der WLAN- Zugangsknoten 11 könnte aber feststellen, dass hier störende Datenpakete abgesetzt werden bzw. dass Anfragen bei Kommuni- kationspartnern unbeantwortet bleiben, und diese Information weitergeben. Alternativ könnte der Mehrkanal-WLAN-Empfänger 12 auch nicht standardkonforme Steuersignale empfangen und ebenfalls den Winkel zur Störquelle ermitteln und gegebenen ^¬ falls auch mit einer Pegelinformation an einen zentralen Ser- ver melden. Durch die Übermittlung einer solchen Winkelinformation kann der Störsender ausfindig gemacht werden und beseitigt werden.

Es sollte beachtet werden, dass alternativ zu WLAN- Funksystemen auch andere Funkstandards wie zum Beispiel Blue ^¬ tooth verwendet werden können.

Des Weiteren sollte beachtet werden, dass jegliche Kommunika ^¬ tion zwischen dem mobilen Gerät 20 und der Vorrichtung 10 auch in verschlüsselter Form erfolgen kann und dass es für eine aus Rechtssicht korrekte Abrechnung erforderlich sein kann, dass sich die jeweils beteiligten Kommunikationspartner für die Abrechnung gegenseitig authentifizieren. Sowohl eine verschlüsselte Kommunikation als auch eine gegenseitige Au ^¬ thentifizierung können zusätzlich zur Positionsbestimmung eingesetzt werden, wie sie hierin beschrieben ist.

Bei der Ermittlung der Gebühren im Rahmen des Bezahlvorgangs kann beispielsweise auch bestimmt werden, ob sich das Fahr ^¬ zeug mit dem mobilen Gerät 20 nur auf einem oder auf mehreren Parkplätzen befindet. Dies kann in den Bezahlvorgang als Information mit einfließen. Beispielsweise kann der Nutzer bei der Einrichtung des Anwendungsprogramms auf seinem Smartphone eine Überlänge seines Fahrzeugs angeben, so dass bereits auf Basis dieser Daten der Bezahlvorgang entsprechend angepasst werden kann.

Statt nur einen Mehrkanal-WLAN-Empfänger 12 zu verwenden, können auch mehrere Mehrkanal-WLAN-Empfänger 12 eingesetzt werden oder auch ein komplexerer Mehrkanal-WLAN-Empfänger, der gleich zwei Winkelwerte liefert, so dass auch eine drei ^¬ dimensionale Erfassung der Position möglich ist. Beispielsweise kann auf diese Weise neben einem Winkelwert in der x/y- Ebene auch ein Winkelwert ermittelt werden, der eine Höhenin ^¬ formation zur Identifizierung eines Parkdecks in einem Parkhaus ermöglicht.

Statt eine Karte oder ein Smartphone als mobiles Gerät 20 zu verwenden, kann auch ein Fahrzeug bereits mit einem solchen mobilen Gerät 20 ausgestattet sein, so dass die Kommunikation direkt zwischen Fahrzeug und Vorrichtung 10 erfolgen kann. Fig. 7 zeigt eine Querschnittsseitenansicht eines Wagens in einem öffentlichen Verkehrsmittel. In diesem Fall sind an der Decke des Wagens ein Mehrkanal-WLAN-Empfänger 12 sowie ein WLAN-Zugangsknoten 11 angeordnet. Werden nun im Rahmen des Abrechnungsvorgangs Datenpakete von einem mobilen Gerät 20 zu dem WLAN-Zugangsknoten 11 gesendet, so wertet der Mehrkanal- WLAN-Empfänger 12 gleichzeitig die vom mobilen Gerät 20 gesendeten Datenpakete aus, um den dargestellten Winkel Φ 503 zu ermitteln. Anhand des Winkels Φ 503 kann beispielsweise eine eindeutige Zuordnung zu einer bestimmten Klasse 701

(erste Klasse) oder 702 (zweite Klasse) erfolgen. Entspre ^¬ chend kann der Bezahlvorgang angepasst werden. Wie in Fig. 7 gezeigt, kann ein solcher Wagen einen Eingangsbereich 704, eine Abtrennung zwischen Eingangsbereich und Sitzen 703 sowie diverse Sitze 705 aufweisen.

Fig. 8 zeigt eine Querschnittsansicht des Wagens von Fig. 7. Wie gezeigt, kann hierbei im Rahmen der Winkelmessung bestimmt werden, ob sich ein Fahrschein (als mobiles Gerät 20) außerhalb oder innerhalb des Wagens befindet. Der Fahrschein 803, der den Winkel 801, φΐ, zwischen senkrechter bzw. Referenzposition bzw. Bezugswinkel aufweist, befindet sich inner ^¬ halb des Wagens, wohingegen sich der Fahrschein 804 mit dem Winkel φ2 außerhalb des Wagens befindet. Der Wagen kann auch Seitenfenster 802 aufweisen.

Wie bereits im Zusammenhang mit einem Parkvorgang beschrieben, können auch hier komplexere Mehrkanalempfänger oder mehrere Mehrkanalempfänger verwendet werden, um zusätzlich zu der Position innerhalb bzw. außerhalb des Wagens auch eine

Höheninformation zu bestimmen, um beispielsweise den Aufenthaltsort innerhalb eines Doppeldeckerbusses zu identifizie ^¬ ren . Fig. 9 zeigt ein Verfahren zum Bestimmen der Position während eines Bezahlvorgangs in einem öffentlichen Verkehrsmittel, wie es in den Figuren 7 und 8 gezeigt ist.

Das Verfahren weist die Schritte 901 bis 921 auf.

In Schritt 901 betritt ein Fahrgast mit einem mobilen Gerät 20 das Verkehrsmittel. In Schritt 902 beantwortet das mobile Gerät 20 Anfragen des WLAN-Zugangsknotens 11 im Verkehrsmit ^¬ tel. Auf diese Weise wird die Anwesenheit eines Fahrgastes erkannt .

In Schritt 903 wird geprüft, ob ein Abrechnungsprogramm auf dem mobilen Gerät aktiv ist. Ist dies der Fall, werden in

Schritt 904 vorbereitende Kommunikationsabläufe zwischen dem WLAN-Zugangsknoten 11 im Verkehrsmittel und dem mobilen Gerät 20 durchgeführt. In Schritt 905 schließen sich die Türen des Verkehrsmittels und die Fahrt beginnt.

In Schritt 906 werden Kommunikationsabläufe zwischen dem WLAN-Zugangsknoten 11 im öffentlichen Verkehrsmittel und dem mobilen Gerät 20 zur Abrechnung der Fahrt durchgeführt. Das mobile Gerät 20 beantwortet dabei die vom installierten WLAN- Zugangsknoten 11 zyklisch abgesetzten Anfragen bzw. Aktualisierungen . In Schritt 907 wird die Position des Fahrgastes bzw. des mo ^¬ bilen Geräts 20 im Verkehrsmittel auf Basis der Winkelwerte zyklisch gespeichert. Gegebenenfalls kann eine Zuordnung zu einer Klasse 701, 702 erfolgen. In Schritt 908 hält das Verkehrsmittel an einer Zielhalte ^¬ stelle und der Fahrgast verlässt das Verkehrsmittel mit dem mobilen Gerät 20. In Schritt 909 erkennt das System 100 das Verlassen des Ver ^¬ kehrsmittels anhand der Ortsinformation, einem fallenden Empfangspegel und schließlich am Abreißen der WLAN- Kommunikationsverbindung zwischen Vorrichtung 10 und mobilem Gerät 20.

In Schritt 910 wird der Abrechnungsvorgang im Hintergrundsys ^¬ tem abgeschlossen. In Schritt 911 wird dann der gültige Abrechnungsvorgang beendet. Wird in Schritt 903 erkannt, dass kein Abrechnungsprogramm auf dem mobilen Gerät 20 aktiv ist, wird in Schritt 912 eine Zwischenspeicherung von gewonnenen Daten zum mobilen Gerät 20 im System 100 vorgenommen. Zu solchen Daten können zum Beispiel die MAC-Adresse von Datenpaketen, ein Zeitstempel, Win- kelinformationen oder Empfangspegel zählen.

In Schritt 913 schließen sich die Türen und die Fahrt mit dem Verkehrsmittel beginnt. In Schritt 914 wird erneut eine Anfrage des WLAN-

Zugangsknotens 11 im Verkehrsmittel an das mobile Gerät 20 bzw. andere mobile Geräte, die im Verkehrsmittel vorhanden sind, gesendet. In Schritt 915 wird überprüft, ob nun das Anwendungsprogramm auf dem mobilen Gerät 20 aktiv ist. Ist dies der Fall geht das Verfahren bei Schritt 906 weiter. Ist dies nicht der Fall wird in Schritt 916 eine Mitteilung über einen Schwarzfahrer an das Kontrollpersonal, den Fahrer oder ein Hintergrundsys- tem gesendet. Diese Mitteilung kann mit Zeitstempeln und einer Ortsinformation, die auf den ermittelnden Winkeln beruht, versehen sein. In Schritt 917 hält das Verkehrsmittel an einer Zielhalte ^¬ stelle und der Schwarzfahrer verlässt das Verkehrsmittel.

In Schritt 918 wird das Verlassen des Verkehrsmittels anhand der Ortsinformation, fallenden Empfangspegeln und schließlich am Abreißen der WLAN-Kommunikationsverbindung erkannt.

In Schritt 919 werden abschließend die gewonnenen Daten im System 100 gespeichert. Dies kann beispielsweise zur Ermitt ^¬ lung von Mehrfachtätern genutzt werden.

In Schritt 911 endet damit die Schwarzfahrt.

Parallel zu den Abrechnungsvorgängen werden in Schritt 920 seit dem Betreten des Verkehrsmittels alle vom mobilen Gerät 20 versendeten WLAN-Datenpakete auch durch den Mehrkanal-

WLAN-Empfänger 12 empfangen. In Schritt 921 werden die jeweiligen Einfallswinkel der vom mobilen Gerät 20 gesendeten Hochfrequenzsignale zusammen mit Randinformationen zu den betreffenden Datenpaketen ermittelt. Die relevanten Winkel und Datenpakete können dem entsprechenden mobilen Gerät 20 und damit dem Fahrgast zugeordnet werden.

Es sollte beachtet werden, dass obwohl manche Ausführungsformen lediglich in Bezug auf Parkvorgänge und andere Ausfüh- rungsformen lediglich in Bezug auf eine Fahrt in einem öffentlichen Verkehrsmittel beschrieben sind, diese Ausführungsformen auch kombiniert werden können. Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbei ^¬ spielen beschrieben wurde, ist sie vielfältig modifizierbar.

Bezugs zeichenliste

1 Bidirektionale Kommunikationssignale

2 Passives Abhören / Auswerten von Funksignalen 3 Bidirektionale Kommunikationssignale, z. B. Mobil ^¬ funk

10 Vorrichtung

11 Sende-Empfangseinheit

12 Bestimmungseinheit

13 Verarbeitungseinheit

14 Stromversorgung

15 GSM-Modul

20 Mobiles Gerät

21 Antenne zum Senden und Empfangen von Funksignalen 22 Funkkommunikationsbaustein

23 MikroController

24 Security Controller

25 Anzeige-LED

26 Anzeige-LED

27 Endetaste

28 Starttaste

29 Batterie

30 Quarz

100 System

201 - 203 Verfahrensschritte

501 Aktuelle Position

502 Bezugswinkel

503 Winkel

504 Messgrenzen

506 Gehweg

507 Parkplätze

508 Straße

601 - 612 Verfahrensschritte

701 Erste Klasse 702 Zweite Klasse

703 Abtrennung

704 Eingangsbereich

705 Sitze

801 Winkel

802 Seitenfenster

803 Position innerhalb des Verkehrsmittels

804 Position außerhalb des Verkehrsmittels

901 - 921 Verfahrensschritte