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Title:
METHOD FOR SETTING UP A LOCALIZATION SYSTEM, AND LOCALIZATION SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/169776
Kind Code:
A1
Abstract:
Method for setting up a localization system (1), wherein the localization system (1) comprises a multiplicity of stationary radio transmitters (2) and at least one mobile radio transmitter (3), wherein the localization system (1) determines a plurality of relative location references (4) between the mobile radio transmitter (3) and at least one stationary radio transmitter (2) by means of ultra-wideband radio technology, wherein a plurality of the stationary radio transmitters (2) each comprise a mobile radio module, wherein positioning of the stationary radio transmitters with a mobile radio module (5) is carried out using coarse localization and fine localization, wherein the coarse localization is carried out by means of mobile radio, wherein the positioning using the coarse localization is improved using fine localization, wherein the positioning of the stationary radio transmitters (2) from the fine localization is used to determine the position of the mobile radio transmitter (3).

Inventors:
WAHL EBERHARD (DE)
RÖHM CHRISTOPH (DE)
BOSSERT DANIEL (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/053500
Publication Date:
September 14, 2023
Filing Date:
February 13, 2023
Export Citation:
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Assignee:
TRUMPF TRACKING TECH GMBH (DE)
International Classes:
G01S5/02; G01S1/04; G01S1/68
Foreign References:
CN112702696A2021-04-23
EP3002603A12016-04-06
Other References:
TIAN XIN ET AL: "Calibration method of anchor position in indoor environment based on two-step extended Kalman filter", MULTIDIMENSIONAL SYSTEMS AND SIGNAL PROCESSING, SPRINGER US, BOSTON, vol. 32, no. 4, 26 April 2021 (2021-04-26), pages 1141 - 1158, XP037549964, ISSN: 0923-6082, [retrieved on 20210426], DOI: 10.1007/S11045-021-00779-8
PELKA MATHIAS ET AL: "Iterative approach for anchor configuration of positioning systems", ICT EXPRESS, vol. 2, no. 1, 1 March 2016 (2016-03-01), pages 1 - 4, XP093003846, ISSN: 2405-9595, Retrieved from the Internet [retrieved on 20230403], DOI: 10.1016/j.icte.2016.02.009
PRETER ANDREAS DE ET AL: "Range Bias Modeling and Autocalibration of an UWB Positioning System", 2019 INTERNATIONAL CONFERENCE ON INDOOR POSITIONING AND INDOOR NAVIGATION (IPIN), IEEE, 30 September 2019 (2019-09-30), pages 1 - 8, XP033667346, DOI: 10.1109/IPIN.2019.8911815
Attorney, Agent or Firm:
TRUMPF PATENTABTEILUNG (DE)
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Claims:
Patentansprüche Verfahren zur Einrichtung eines Lokalisierungssystems (1), wobei das Lokalisierungssystem (1) eine Vielzahl an ortsfesten Funktransmittern (2) und zumindest einen mobilen Funktransmitter (3) umfasst, wobei das Lokalisierungssystem (1) mehrere relative Ortsbezüge (4) zwischen dem mobilen Funktransmitter (3) und zumindest einem ortsfesten Funktransmitter (2) mittels einer Ultrabreitband Funktechnologie bestimmt, wobei eine Mehrzahl der ortsfesten Funktransmitter (2) je ein Mobilfunkmodul umfassen, wobei eine Positionsbestimmung der ortsfesten Funktransmitter mit Mobilfunkmodul (5) über eine Groblokalisierung und eine Feinlokalisierung erfolgt, wobei die Groblokalisierung mittels Mobilfunks erfolgt, wobei die Positionsbestimmung über die Groblokalisierung mittels einer Feinlokalisierung verbessert wird, wobei die Positionsbestimmung der ortsfesten Funktransmitter (2) aus der Feinlokalisierung für die Bestimmung der Position des mobilen Funktransmitters (3) genutzt wird. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lokalisierungssystem (1) eine Recheneinheit (6) umfasst, wobei die Recheneinheit (6) mit zumindest einem der ortsfesten Funktransmittern mit Mobilfunkmodul (5) über Mobilfunk kommuniziert. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Recheneinheit (6) die Groblokalisierung und/oder die Feinlokalisierung durchgeführt wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der ortsfesten Funktransmitter mit Mobilfunkmodul (5) mindestens zwei relative Ortsbezüge (4) zu mindestens einem anderen ortsfesten Funktransmitter mit Mobilfunkmodul (5) bestimmt und die Feinlokalisierung durch Verrechnung der relativen Ortsbezüge (4) mit der Groblokalisierung erfolgt, wobei die relativen Ortsbezüge (4) über die Ultrabreitband Funktechnologie bestimmt werden. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die relativen Ortsbezüge (4) zwischen den Funktransmittern mit Mobilfunkmodul (5) indirekt über relative Ortsbezüge zu Funktransmittern (7) ohne Mobilfunkmodul bestimmt werden. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die relativen Ortsbezüge (4) zumindest eine Distanzinformation (8) zwischen den Funktransmittern (2, 3, 5, 7) beinhalten. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die relativen Ortsbezüge (4) zumindest einen Winkel (9) zwischen den Funktransmittern (2, 3, 5, 7) beinhalten. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Recheneinheit (6) alle ortsfesten Funktransmitter (2), die relative Ortsbezüge (4) untereinander bestimmt haben als eine Gruppe behandelt werden. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Feinlokalisierung für alle ortsfesten Funktransmitter (2) einer Gruppe gemeinsam durchgeführt wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feinlokalisierung durch Vergleich der Groblokalisierung mit einer Karte (10) erfolgt. erfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der Karte (10) eine Mehrzahl möglicher Positionen (11) der ortsfesten Funktransmitter (2) vorhanden sind und die ortsfesten Funktransmitter mit Mobilfunkmodul (5) basierend auf der Groblokalisierung je einer möglichen Position (11) zugeordnet werden. erfahren nach ein der Ansprüche 10 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in der Karte (10) zumindest eine Umgebungsgrenze (12), insbesondere eine Gebäudegrenze, vorhanden ist, wobei zumindest ein Teil der ortsfesten Funktransmitter (2) als eine Gruppe behandelt wird und die Feinlokalisierung so erfolgt, dass die Positionen aller ortsfesten Funktransmitter (2) der Gruppe innerhalb der Umgebungsgrenze (12) liegen. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lokalisierungssystem (1) mindestens einen mobilen Funktransmitter mit Mobilfunkmodul (13) umfasst, wobei eine Groblokalisierung des mobilen Funktransmitters mit Mobilfunkmodul (13) mittels Mobilfunks erfolgt, wobei eine Abweichung zwischen der Positionsbestimmung der ortsfesten Funktransmitter mit Mobilfunkmodul (5) über die Groblokalisierung und der Positionsbestimmung der ortsfesten Funktransmitter mit Mobilfunkmodul (5) über die Feinlokalisierung genutzt wird, um die Groblokalisierung des mobilen Funktransmitters mit Mobilfunkmodul (13) zu verbessern. Lokalisierungssystem, umfassend eine Vielzahl an ortsfesten Funktransmittern (2), wobei eine Mehrzahl der ortsfesten Funktransmitter (2) je ein Mobilfunkmodul umfassen, wo bei das Lokalisierungssystem dazu vorgesehen und eingerichtet ist ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1-12 durchzuführen. Lokalisierungssystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Lokalisierungssystem eine Recheneinheit (6) umfasst, wobei die Recheneinheit (6) mit den ortsfesten Funktransmittern mit Mobilfunkmodul (5) über Mobilfunk verbunden ist.
Description:
Verfahren zur Einrichtung eines Lokalisierungssystems und Lokalisierungssystem

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einrichtung eines Lokalisierungssystems und ein Lokalisierungssystem.

Aus der EP 3 002 603 Al ist ein Lokalisierungssystem bekannt.

In einem Lokalisierungssystem werden relative Ortsbezüge, bspw. Distanzen oder Winkel, zwischen ortsfesten Einheiten und einer mobilen Einheit bestimmt. Aus den bekannten Positionen der ortsfesten Einheiten wird mittels der relativen Ortsbezüge die Positionen der mobilen Einheit bestimmt. Für eine genaue Positionsbestimmung der mobilen Einheit ist eine genaue Kenntnis der Position der ortsfesten Einheiten wichtig. Die Bestimmung der Positionen der ortsfesten Einheiten bei der Einrichtung des Lokalisierungssystems ist bisher sehr aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Verfahren bereitzustellen, welches die Einrichtung eines Lokalisierungssystems vereinfacht. Ebenso wird ein Lokalisierungssystem bereitgestellt, mit dem ein solches Verfahren umgesetzt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Lokalisierungssystem eine Vielzahl an ortsfesten Funktransmittern und zumindest einen mobilen Funktransmitter umfasst, wobei das Lokalisierungssystem mehrere relative Ortsbezüge zwischen dem mobilen Funktransmitter und zumindest einem ortsfesten Funktransmitter mittels einer Ultrabreitband Funktechnologie bestimmt, wobei eine Mehrzahl der ortsfesten Funktransmitter je ein Mobilfunkmodul umfassen, wobei eine Positionsbestimmung der ortsfesten Funktransmitter mit Mobilfunkmodul über eine Groblokalisierung und eine Feinlokalisierung erfolgt, wobei die Groblokalisierung mittels Mobilfunks erfolgt, wobei die Positionsbestimmung über die Groblokalisierung mittels einer Feinlokalisierung verbessert wird, wobei die Positionsbestimmung der ortsfesten Funktransmitter aus der Feinlokalisierung für die Bestimmung der Position des mobilen Funktransmitters genutzt wird. Die ortsfesten Funktransmitter und die mobilen Funktransmitter können prinzipiell gleich aufgebaut sein. Die Funktransmitter können untereinander Signale mittels einer Ultrabreitband Funktechnologie austauschen. Aus den empfangenen Signalen können relative Ortsbezüge zwischen den Funktransmittern bestimmt werden. Die relativen Ortsbezüge können sowohl zwischen ortsfesten Funktransmittern und mobilen Funktransmittern bestimmt werden als auch zwischen verschiedenen ortsfesten Funktransmittern oder verschiedenen mobilen Funktransmittern.

Zumindest eine Mehrzahl der ortsfesten Funktransmitter kann mittels Mobilfunks lokalisiert werden. Unter Mobilfunk ist hier bspw. ein Funk nach einem der Standards GSM, UMTS, LTE oder 5G verstanden. Dabei ist ein Funk nach dem LTE-Standard bevorzugt und ein Funk nach dem 5G-Standard besonders bevorzugt. Es versteht sich, dass auch zukünftige Mobilfunkstandards genutzt werden können Da diese Lokalisierung typischerweise nur auf einige Meter genau ist, wird diese Lokalisierung in einem zweiten Schritt mittels einer Feinlokalisierung verbessert. Die Position dieser ortsfesten Funktransmitter kann so vollautomatisch bestimmt werden. Basierend auf diesen Positionen können die Positionen der anderen ortsfesten Funktransmitter und der mobilen Funktransmitter bestimmt werden. Das Lokalisierungssystem wird so vollautomatisch eingerichtet.

Bevorzugt umfasst das Lokalisierungssystem eine Recheneinheit, wobei die Recheneinheit mit zumindest einem der ortsfesten Funktransmittern mit Mobilfunkmodul über Mobilfunk kommuniziert.

Durch die Kommunikation über Mobilfunk wird das Mobilfunkmodul nicht nur zur Lokalisierung genutzt. Funktransmitter ohne Mobilfunkmodul können mit anderen Funktransmittern über die Ultrabreitband Funktechnologie oder eine andere Funktechnologie, beispielsweise WLAN oder Bluetooth, kommunizieren. Die Recheneinheit kann damit direkt oder indirekt mit allen Funktransmitter an kommunizieren ohne dass ein Kabel notwendig ist. Die Einrichtung des Lokalisierungssystems wird so weiter vereinfacht. Die Nutzung von ortsfesten Funktransmittern an kabelgebundener Kommunikation ist weiterhin möglich, aber nicht notwendig.

Bevorzugt ist die Recheneinheit Teil eines Rechenzentrums. Die Recheneinheit kann auch ein virtueller Rechner sein. Zumindest der letzte Teil der Kommunikationsstrecke zwischen Recheneinheit und Funktransmitter findet bevorzugt über Mobilfunk statt.

Bevorzugt wird auf der Recheneinheit die Groblokalisierung und/oder die Feinlokalisierung durchgeführt. Durch die Durchführung auf der Recheneinheit kann eine gleichbleibende Qualität der Lokalisierung für alle ortsfesten Funktransmitter mit Mobilfunkmodul sichergestellt werden.

In einer Ausführungsform bestimmt zumindest ein Teil der ortsfesten Funktransmitter mit Mobilfunkmodul mindestens zwei relative Ortsbezüge zu mindestens einem anderen ortsfesten Funktransmitter mit Mobilfunkmodul und die Feinlokalisierung erfolgt durch Verrechnung der relativen Ortsbezüge mit der Groblokalisierung, wobei die relativen Ortsbezüge über die Ultrabreitband Funktechnologie bestimmt werden. Da die relativen Ortbezüge über die Ultrabreitband Funktechnologie auf wenige Zentimeter genau bestimmt werden können, können die unterschiedlichen Ungenauigkeiten bei der Groblokalisierung der ortsfesten Funktransmitter mit Mobilfunkmodul durch die Verrechnung weitgehend ausgeglichen werden. Durch eine geeignete Verrechnung der relativen Ortsbezüge mit der Groblokalisierung, bspw. mit einem Kalman-Filter, kann die Genauigkeit der relativen Ortsbezüge gesteigert werden. Bevorzugt werden zur Verrechnung aus den bei der Groblokalisierung bestimmten Positionen der ortsfesten Funktransmitter mit Mobilfunkmodul Distanzen und/oder Winkel zwischen den ortsfesten Funktransmittern mit Mobilfunkmodul bestimmt.

In einer Ausführungsform werden die relativen Ortsbezüge zwischen den Funktransmittern mit Mobilfunkmodul indirekt über relative Ortsbezüge zu Funktransmittern ohne Mobilfunkmodul bestimmt. Durch die indirekte Bestimmung der relativen Ortsbezüge können auch Groblokalisierungen von Funktransmittern mit Mobilfunkmodul verrechnet werden denen eine direkte Bestimmung der relativen Ortsbezüge nicht möglich ist.

Bevorzugt beinhalten die relativen Ortsbezüge zumindest eine Distanzinformation zwischen den Funktransmittern. Dabei kann die Distanzinformation sowohl eine konkrete Längenangabe, als auch eine Längendifferenz sein. Eine Längendiffernz kann bspw. aus Time-difference-of-arrival (TdoA) Algorithmen errechnet werden.

Bevorzugt beinhalten die relativen Ortsbezüge zumindest einen Winkel zwischen den Funktransmittern.

Die relative Position der ortsfesten Funktransmitter mit Mobilfunkmodul können basierend auf mehreren Distanzen durch Trilateration, basierend auf mehreren Winkeln durch Triangulation oder basierend auf einer Kombination von Distanzen und Winkeln berechnet werden. Häufig werden die ortsfesten Funktransmitter in gleicher Höhe befestigt. In diesem Fall sind bereits zwei relative Ortsbezüge ausreichend, um die relative Position der ortsfesten Funktransmitter mit Mobilfunkmodul zu bestimmen. Durch mehrere relative Ortsbezüge kann die Genauigkeit der Feinlokalisierung weiter gesteigert werden.

In einer Ausgestaltung werden auf der Recheneinheit alle ortsfesten Funktransmitter, die relative Ortsbezüge untereinander bestimmt haben als eine Gruppe behandelt. Durch die Behandlung als eine Gruppe kann die Recheneinheit für mehrere Gruppen von ortsfesten Funktransmittern genutzt werden, wobei die Gruppen keinen Bezug untereinander haben.

Bevorzugt wird die Feinlokalisierung für alle ortsfesten Funktransmitter einer Gruppe gemeinsam durchgeführt. Durch die gemeinsame Feinlokalisierung wird sichergestellt, dass die Positionen aller ortsfesten Funktransmitter einer Gruppe in gleicher Weise bestimmt werden.

In einer Ausgestaltung erfolgt die Feinlokalisierung durch Vergleich der Groblokalisierung mit einer Karte. Durch den Vergleich mit der Karte können Abweichungen in der Groblokalisierung, die auf alle ortsfesten Funktransmitter mit Mobilfunkmodul gleichermaßen wirken korrigiert werden. In einer Ausgestaltung sind in der Karte eine Mehrzahl möglicher Positionen der ortsfesten Funktransmitter vorhanden und die ortsfesten Funktransmitter mit Mobilfunkmodul werden basierend auf der Groblokalisierung je einer möglichen Position zugeordnet. Die möglichen Positionen geben genaue Positionen der ortsfesten Funktransmitter an. Über die Groblokalisierung können die ortsfesten Funktransmitter mit Mobilfunkmodul sehr leicht, bevorzugt automatisch, je einer möglichen Position zugeordnet werden. In einer bevorzugten Ausgestaltung können ortsfeste Funktransmitter ohne Mobilfunkmodul über relative Ortsbezüge zu ortsfesten Funktransmittern mit Mobilfunkmodul je einer möglichen Position zugeordnet werden. Die Anzahl der möglichen Positionen kann größer, gleich oder kleiner als die Anzahl der ortsfesten Funktransmitter sein. Ist die Anzahl der Positionen größer, so wird einigen Positionen kein ortsfester Funktransmitter zugeordnet. Ist die Anzahl kleiner, so werden die Positionen der ortsfesten Funktransmitter, die keiner möglichen Position zugeordnet wurden, anders bestimmt, bspw. über die Feinlokalisierung mit Verrechnung der relativen Ortsbezüge.

In einer Ausgestaltung ist in der Karte zumindest eine Umgebungsgrenze, insbesondere eine Gebäudegrenze, vorhanden, wobei zumindest ein Teil der ortsfesten Funktransmitter als eine Gruppe behandelt wird und die Feinlokalisierung so erfolgt, dass die Positionen aller ortsfesten Funktransmitter der Gruppe innerhalb der Umgebungsgrenze liegen. Die Zuordnung der ortsfesten Funktransmitter zu einer Gruppe kann dabei vorgegeben sein oder wie oben beschrieben basierend auf den relativen Ortsbezügen erfolgen. Gruppen von ortsfesten Funktransmitten sind typischerweise in einer festgelegten Umgebung platziert. Durch den Abgleich mit der Karte können Abweichungen der Groblokalisierung, die zu Positionen außerhalb des Bereichs führen ausgeglichen werden. Die Umgebungsgrenzen werden bevorzugt aus einer öffentlich zugänglichen Karte bestimmt. Solche Karten sind von verschiedenen Anbietern über das Internet abrufbar. Die Umgebungsgrenzen können auch, insbesondere im Fall von Gebäudegrenzen, aus einem Satellitenbild bestimmt werden.

Die Feinlokalisierungen durch Verrechnung der relativen Ortsbezüge und des Abgleichs mit der Karte werden bevorzugt miteinander kombiniert. In einer Ausgestaltung umfasst das Lokalisierungssystem mindestens einen mobilen Funktransmitter mit Mobilfunkmodul, wobei eine Groblokalisierung des mobilen Funktransmitters mit Mobilfunkmodul mittels Mobilfunks erfolgt, wobei eine Abweichung zwischen der Positionsbestimmung der ortsfesten Funktransmitter mit Mobilfunkmodul über die Groblokalisierung und der Positionsbestimmung der ortsfesten Funktransmitter mit Mobilfunkmodul über die Feinlokalisierung genutzt wird, um die Groblokalisierung des mobilen Funktransmitters mit Mobilfunkmodul zu verbessern. Zur Verbesserung der Groblokalisierung kann bspw. die Abweichung des nächstgelegenen ortsfesten Funktransmitter mit Mobilfunkmodul genutzt werden. Alternativ kann zur Verbesserung der Groblokalisierung eine mittlere Abweichung mehrerer ortsfester Funktransmitter mit Mobilfunkmodul genutzt werden. Die Abweichung kann dabei nach dem Abstand der ortsfesten Funktransmitter mit Mobilfunkmodul vom mobilen Funktransmitters mit Mobilfunkmodul gewichtet werden. Alternativ kann ein geeignetes Kalman-Filter für die Gewichtung genutzt werden.

Die Erfindung betrifft auch ein Lokalisierungssystem, umfassend eine Vielzahl an ortsfesten Funktransmittern, wobei eine Mehrzahl der ortsfesten Funktransmitter je ein Mobilfunkmodul umfassen, wo bei das Lokalisierungssystem dazu vorgesehen und eingerichtet ist ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.

Bevorzugt umfasst das Lokalisierungssystem eine Recheneinheit, wobei die Recheneinheit mit den ortsfesten Funktransmittern mit Mobilfunkmodul über Mobilfunk verbunden ist.

Bevorzugt sind eine oder mehrere zusätzliche Angaben der Recheneinheit bekannt. Alternativ oder zusätzlich können zusätzliche Angaben vom Nutzer angegeben werden. Durch die zusätzlichen Angaben kann die Feinlokalisierung verbessert werden. Bevorzugt umfasst die Recheneinheit eine Benutzerschnittstelle, bspw. in Form einer Website. Eine Zugangsmöglichkeiten zur Benutzerschnittstelle kann dabei bevorzugt durch eine Information an einem Funktransmitter, bspw. in Form eines QR-Codes, vermittelt werden. Die zusätzlichen Angaben können vom Nutzer über die Bedienerschnittstelle angegeben werden. Die zusätzlichen Angaben können dabei bevorzugt über die Benutzerschnittstelle geführt abgefragt werden. Bevorzugte zusätzliche Angaben sind:

- Angabe welche ortsfesten Funktransmitter direkten Sichtkontakt haben

- Angabe welche ortsfeste Funktransmitter auf einer Ebene sind

- Auswahl von einer Alternative bei mehreren möglichen Feinlokalisierungen

- Angabe einer Umgebungsgrenze, insbesondere eines Gebäudes, auf der Karte

- Angabe eines Stockwerks für einen oder mehrere ortsfeste Funktransmitter

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen dient im Zusammenhang mit den Zeichnungen der näheren Erläuterung der Erfindung. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Lokalisierungssystems nach der Groblokalisierung;

Fig. 2 eine schematische Ansicht des Lokalisierungssystems aus Fig. 1 mit einer Feinlokalisierung durch relative Ortsbezüge;

Fig. 3 eine schematische Ansicht eines Lokalisierungssystems und einer Karte;

Fig. 4 eine schematische Ansicht des Lokalisierungssystems aus Fig. 3 nach einer Feinlokalisierung durch Abgleich mit Umgebungsgrenzen der Karte;

Fig. 5 eine schematische Ansicht eines Lokalisierungssystems und einer Karte mit möglichen Positionen;

Fig. 6 eine schematische Ansicht des Lokalisierungssystems aus Fig. 5 nach einer Feinlokalisierung durch Abgleich mit den möglichen Positionen der Karte; und Fig. 7 eine schematische Ansicht eines Lokalisierungssystems mit Groblokalisierung eines mobilen Funktransmitters mit Mobilfunkmodul.

Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in sämtlichen Ausführungsbeispielen mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Lokalisierungssystems 1. Das Lokalisierungssystem 1 umfasst in diesem Beispiel vier ortsfeste Funktransmitter 2 und einen mobilen Funktransmitter 3. Zwischen den ortsfesten Funktransmittern 2 werden relative Ortsbezüge 4 über eine Ultrabreitband Funktechnologie bestimmt. In diesem Beispiel werden relative Ortsbezüge von jedem ortsfesten Funktransmitter 2 zu jedem anderen Ortsfesten Funktransmitter 2 bestimmt. Zwischen dem mobilen Funktransmitter 3 und mehreren ortsfesten Funktransmittern 2 werden ebenfalls relative Ortsbezüge 4 bestimmt. In diesem Beispiel werden drei relative Ortsbezüge 4 zwischen dem mobilen Funktransmitter 3 und drei ortsfesten Funktransmittern 2 bestimmt. Drei der vier ortsfesten Funktransmitter 2 sind ortsfeste Funktransmitter mit Mobilfunkmodul 5. Die ortsfesten Funktransmitter mit Mobilfunkmodul 5 kommunizieren über Mobilfunk mit einer Recheneinheit 6. Für die ortsfesten Funktransmitter mit Mobilfunkmodul 5 wird eine Groblokalisierung mittels Mobilfunks durchgeführt. Die Groblokalisierung wird in diesem Beispiel von der Recheneinheit 6 durchgeführt. Der vierte ortsfeste Funktransmitter 2 und der mobile Funktransmitter 3 sind Funktransmitter ohne Mobilfunkmodul 7. Die Funktransmitter ohne Mobilfunkmodul 7 und die ortsfesten Funktransmitter mit Mobilfunkmodul 5 können über die Ultrabreitband Funktechnologie kommunizieren. Die relativen Ortsbezüge 4 umfassen in diesem Beispiel jeweils eine Distanz 8 zwischen Funktransmittern 2, 3. Ein ortsfester Funktransmitter 2 bestimmt zusätzlich zwei Winkel 9 zu den anderen ortsfesten Funktransmittern 2. Aus der Groblokalisierung der ortsfesten Funktransmitter mit Mobilfunkmodul 5 und den relativen Ortsbezügen werden die Positionen des ortsfesten Funktransmitter ohne Mobilfunkmodul 7 und des mobilen Funktransmitters 3 bestimmt. Es versteht sich, dass insbesondere in einem Lokalisierungssystem 1 mit mehr ortsfesten Funktransmittern 2 als hier dargestellt, nicht jeder mögliche relative Ortsbezug 4 zwischen den ortsfesten Funktransmittern bestimmt werden muss.

Fig. 2 zeigt eine schematische Ansicht des Lokalisierungssystems 1 aus Fig. 1 mit einer Feinlokalisierung durch relative Ortsbezüge 4. Im Folgenden werden nur die Unterschiede zu Figur 1 beschrieben. Bei der Feinlokalisierung werden in diesem Beispiel die relativen Ortsbezüge 4 mit der Groblokalisierung verrechnet. In diesem Beispiel erfolgt die Verrechnung durch die Recheneinheit 6. Es versteht sich, dass die Verrechnung auch durch eine andere Recheneinheit als die Groblokalisierung durchgeführt werden kann. Zur Vereinfachung ist hier nur eine Recheneinheit 6 dargestellt. Die Kreise zeigen bei den ortsfesten Funktransmittern mit Mobilfunkmodul 5 die bei der Groblokalisierung bestimmte Position. Die bei der Feinlokalisierung bestimmten Positionen sind ggü. den aus der Groblokalisierung bestimmten Positionen teilweise versetzt. Durch die genauer bestimmten Positionen der ortsfesten Funktransmitter mit Mobilfunkmodul 5 können auch die Positionen der Funktransmitter ohne Mobilfunkmodul 7, insbesondere des mobilen Funktransmitters 3 genauer bestimmt werden.

Fig. 3 zeigt eine schematische Ansicht eines Lokalisierungssystems 1 und einer Karte 10. Für die ortsfesten Funktransmitter mit Mobilfunkmodul 5 wird eine Groblokalisierung durchgeführt. Die Groblokalisierung wird in diesem Beispiel durch die Recheneinheit 6 durchgeführt. Zwischen den ortsfesten Funktransmittern 2 werden relative Ortsbezüge bestimmt. In diesem Beispiel werden nicht von jedem ortsfesten Funktransmitter 2 zu jedem anderen ortsfesten Funktransmitter 2 direkte relative Ortsbezüge 4 bestimmt. Einige relative Ortsbezüge können nur indirekt über andere relative Ortsbezüge 4 bestimmt werden. Bei der indirekten Bestimmung der relativen Ortsbezüge 4 können auch relative Ortsbezüge 4 zu mobilen Funktransmittern 3 genutzt werden.

Fig. 4 eine schematische Ansicht des Lokalisierungssystems aus Fig. 3 nach einer Feinlokalisierung durch Abgleich mit Umgebungsgrenzen 12 der Karte 10. Es ist in diesem Beispiel bekannt, dass sich alle ortsfesten Funktransmitter 2 innerhalb desselben Gebäudes befinden. Alle ortsfesten Funktransmitter 2 werden von der Recheneinheit 6 als eine Gruppe behandelt. In diesem Beispiel wird die Gruppe über die relativen Ortsbezüge 4 bestimmt. Die Recheneinheit 6 erkennt aus dem Vergleich der Positionen aus der Groblokalisation und der Umgebungsgrenzen 12, wie sie in Fig. 3 gezeigt sind, dass eine Position eines ortsfesten Funktransmitters mit Mobilfunkmodul 5 aus der Groblokalisation und eine Position eines ortsfesten Funktransmitters ohne Mobilfunkmodul 7, die aus der Groblokalisation und den relativen Ortsbezügen 4 bestimmt wurde, nicht innerhalb derselben Umgebungsgrenze 12 liegen. Zur Korrektur verschiebt die Recheneinheit 6 bei der Feinlokalisierung alle Positionen der ortsfesten Funktransmitter in gleicher Weise, sodass die Positionen aller ortsfesten Funktransmitter 2 innerhalb derselben Umgebungsgrenze 12 liegen. Zusätzlich zum Abgleich mit der Karte 10 können bei der Feinlokalisierung die Positionen der ortsfesten Funktransmitter 2 basierend auf den relativen Ortsbezügen 4 verbessert werden.

Fig. 5 zeigt eine schematische Ansicht eines Lokalisierungssystems 1 und einer Karte 10 mit möglichen Positionen 11. Im Unterscheid zu der Ansicht in Fig. 3 sind in Fig. 5 in der Karte 10 mögliche Positionen 11 der ortsfesten Funktransmitter 2 vorhanden. Die Recheneinheit 6 erkennt durch Vergleich der Positionen aus der Groblokalisation und der möglichen Positionen 11, dass mehrere ortsfester Funktransmitter 2 je einer möglichen Position 11 zugeordnet werden können. Da relative Ortsbezüge 4 zwischen den ortsfesten Funktransmittern 2 vorhanden sind, wird die Zuordnung von der Recheneinheit 6 so vorgenommen, dass die relativen Ortsbezüge 4 möglichst gut zu den zugeordneten möglichen Positionen 11 passen.

Fig.6 eine schematische Ansicht des Lokalisierungssystems aus Fig. 5 nach einer Feinlokalisierung durch Abgleich mit den möglichen Positionen 11 der Karte 10. Einer möglichen Position 11 wurde kein ortsfester Funktransmitter 2 zugeordnet. Eine Zuordnung wäre in diesem Beispiel nicht mit den relativen Ortsbezügen 4 zwischen den ortsfesten Funktransmittern 2 vereinbar. Ein ortsfester Funktransmitter 2 wurde keiner möglichen Position 11 zugeordnet, sondern seine Position über die relativen Ortsbezüge 4 bestimmt. Fig. 7 zeigt eine schematische Ansicht eines Lokalisierungssystems 1 mit Groblokalisierung eines mobilen Funktransmitters 13 mit Mobilfunkmodul. Die Recheneinheit 6 bestimmt für den mobilen Funktransmitter mit Mobilfunkmodul 13 über eine Groblokalisierung mittels Mobilfunks eine Position. Für die ortsfesten Funktransmitter mit Mobilfunkmodul des Lokalisierungssystem 1 bestimmt die Recheneinheit 6 zunächst über eine Groblokalisierung eine Position und verbessert die Position danach über eine Feinlokalisierung. Aus der Differenz der Positionen der ortsfesten Funktransmitter nach der Groblokalisierung und nach der Feinlokalisierung bestimmt die Recheneinheit 6 eine Verbesserung der Position des mobilen Funktransmitters mit Mobilfunkmodul 13.

Bezugszeichenliste

Lokalisierungssystem

Ortsfester Funktransmitter

Mobiler Funktransmitter

Relativer Ortsbezug

Ortsfester Funktransmitter mit Mobilfunkmodul

Recheneinheit

Funktransmitter ohne Mobilfunkmodul

Distanz

Winkel

Karte

Mögliche Position

Umgebungsgrenze

Mobiler Funktransmitter mit Mobilfunkmodul