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Title:
LOCATING A MOBILE TERMINAL BY MEANS OF A VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/096544
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for determining a position of a mobile terminal in an interior of a vehicle or in surroundings of the vehicle, wherein a radio signal emitted by the mobile terminal at a carrier frequency assigned to a channel of a selected radio technology is received by at least one antenna that is mounted on the vehicle.

Inventors:
JAHN NICKY (DE)
LEOPOLD FLORIAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2018/078879
Publication Date:
May 23, 2019
Filing Date:
October 22, 2018
Export Citation:
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Assignee:
AUDI AG (DE)
International Classes:
H04W64/00; H04S5/02; H04W4/80
Domestic Patent References:
WO2017181050A12017-10-19
WO2017127743A12017-07-27
WO2017181050A12017-10-19
Foreign References:
DE102013224330A12014-07-03
US20150028995A12015-01-29
DE10201474A12003-05-22
DE10103034A12001-08-09
DE102014002150B32015-07-23
US20160320469A12016-11-03
DE112014001445T52016-01-07
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zum Ermitteln einer Position eines mobilen Endgeräts (20) in einem Innenraum eines Fahrzeugs (10) oder in einer Umgebung des Fahrzeugs (10), bei dem ein Funksignal, welches von dem mobilen

Endgerät (20) mit einer einem Kanal (32, 33, 34) einer gewählten Funktechnologie zugeordneten Trägerfrequenz gesendet wird, von mindestens einer an dem Fahrzeug (10) angebrachten Antenne (11 , 13,

15, 17) empfangen wird und bei dem zum Ermitteln der Position des mobilen Endgeräts (20) genau ein bestimmter Kanal (32, 33, 34) der

Funktechnologie ausgewertet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem das von dem mobilen Endgerät (20) gesendete Funksignal von mehreren in einem Innenraum des Fahrzeugs (10) angeordneten Antennen (11 , 13, 15, 17) empfangen wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem in dem bestimmten Kanal (32, 33, 34) für mehrere Antennen (11 , 13, 15, 17), insbesondere jede Antenne (11 , 13, 15, 17), jeweils mindestens ein der

Antenne (11 , 13, 15, 17) zugeordneter Empfangspegel gemessen und aus dem gemessenen Empfangspegel ein Empfangsstärkenwert (41 , 42, 43) ermittelt wird. 4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem aus mindestens einem, insbesondere jedem ermittelten Empfangsstärkenwert (41 , 42, 43) ein Abstand (12, 14, 16, 18, 51 , 52, 53) des mobilen Endgeräts (20) von der dem ermittelten Empfangsstärkenwert (41 , 42, 43) zugeordneten Antenne (11 , 13, 15, 17) berechnet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem ein Rauschen eines ermittelten Empfangsstärkenwerts (61 ) oder eines berechneten Abstands (12, 14,

16, 18, 51 , 52, 53) mittels eines Filters, insbesondere eines Kalman- Filters, entfernt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei dem das von dem mobilen Endgerät (20) gesendete Funksignal von genau vier Antennen (11 , 13, 15, 17) empfangen wird, welche jeweils mit bekannten Abständen zueinander in dem Innenraum des Fahrzeugs (10) angeordnet sind, und die Position des mobilen Endgeräts (20) aus den jeweils berechneten Abständen zu den vier Antennen (11 , 13, 15, 17) ermittelt wird. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, bei dem von mindestens einer ersten Antenne (11 , 13, 15, 17) in mehreren Kanälen jeweils ein Funksignal gesendet und das von der mindestens einen ersten Antenne (11 , 13, 15, 17) jeweils gesendete Funksignal von mindestens einer zweiten Antenne (11 , 13, 15, 17) empfangen wird und bei dem aus den mehreren Kanälen (32, 33, 34) der Kanal (32, 33, 34) bestimmt wird, in dem eine absolute Differenz zwischen einem berechneten Abstand (12,

14, 16, 18, 51 , 52, 53) der mindestens einen ersten Antenne (11 , 13,

15, 17) zu der mindestens einen zweiten Antenne (11 , 13, 15, 17) und einem bekannten Abstand der mindestens einen ersten Antenne (11 , 13, 15, 17) zu der mindestens einen zweiten Antenne (11 , 13, 15, 17), insbesondere gemittelt über mehrere erste und zweite Antennen (11 , 13, 15, 17), minimal ist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem der Bluetooth- Standard als Funktechnologie gewählt wird.

9. Fahrzeug (10), welches konfiguriert ist, zum Ermitteln einer Position eines mobilen Endgeräts (20), welches in einem Innenraum des Fahrzeugs (10) oder in einer Umgebung des Fahrzeugs (10) angeordnet ist und ein Funksignal mit einer einem Kanal (32, 33, 34) einer gewählten Funktechnologie zugeordneten Trägerfrequenz sendet, mittels mindestens einer an dem Fahrzeug (10) angebrachten und das von dem mobilen Endgerät (20) gesendete Funksignal empfangenden Antenne (11 , 13, 15, 17) genau einen bestimmten Kanal (32, 33, 34) der Funktechnologie auszuwerten, insbesondere in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8.

10. Fahrzeug nach Anspruch 9, mit mehreren, insbesondere vier Antennen (11 , 13, 15, 17), welche jeweils symmetrisch zu einer sich in einer

Vorne-Flinten-Richtung des Fahrzeugs (10) erstreckenden zentralen Längsachse des Innenraums links und rechts und zu einer sich senkrecht zu der zentralen Längsachse erstreckenden zentralen Querachse des Innenraums vorn und hinten angeordnet sind, und/oder bei dem die mindestens eine Antenne (11 , 13, 15, 17) als Bluetooth-

Antenne ausgebildet ist.

Description:
Lokalisieren eines mobilen Endgeräts mittels eines Fahrzeugs

BESCHREIBUNG: Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Position eines mobilen Endgeräts in einem Innenraum eines Fahrzeugs oder in einer Umgebung des Fahrzeugs, bei dem ein Funksignal, welches von dem mobilen Endgerät mit einer einem Kanal einer gewählten Funktechnologie zugeordneten Trägerfrequenz gesendet wird, von mindestens einer an dem Fahrzeug angebrachten Antenne empfangen wird.

Für zahlreiche Anwendungen ist ein möglichst präzises Lokalisieren oder Verorten einer mobilen Einheit eine wesentliche Voraussetzung. Deshalb besitzen Verfahren zum Ermitteln einer Position einer mobilen Einheit eine hohe wirtschaftliche Relevanz.

Eine bekannte Anwendung ist die Verödung einer Person mittels eines von der Person mitgeführten mobilen Smartphones. Sie kann beispielsweise bei einer Suche nach einer vermissten oder entführten Person hilfreich sein. Allerdings gehört eine freie Wahl eines Aufenthaltsorts zu den sogenannten Person I ich keitsrechten jeder natürlichen Person. Daher ist der Aufenthaltsort einer Person ein Gegenstand ihres informativen Selbstbestimmungsrechts, d.h. die Person muss ein Ermitteln einer Position eines von ihr mitgeführten Smartphones grundsätzlich zulassen oder verbieten können.

Entsprechend offenbart die DE 102 01 474 A1 ein Verfahren zum Autorisieren einer Abfrage einer Position eines ersten Endgeräts durch ein zweites Endgerät. Wenn das erste Endgerät ein mobiles Endgerät ist, welches in einer Mobilfunkzelle eines Mobilfunknetzes angeordnet ist und drahtlos mit einer die Mobilfunkzelle definierenden Basisstation des Mobilfunknetzes kommuniziert, kann der Abstand des ersten Endgeräts von der Basisstation anhand eines mit einer Antenne der Basisstation gemessenen Empfangspegels ermittelt werden.

Der Aufenthaltsort einer Person spielt zudem bei der Personenrettung eine entscheidende Rolle. Nur nach einer möglichst genauen Lokalisierung einer hilfsbedürftigen Person können gezielte Rettungsmaßnahmen durchgeführt werden.

Aus der DE 101 03 034 A1 ist ein Verfahren zum Ermitteln einer Position eines Hilfesuchenden bekannt, bei dem der Hilfesuchende ein mit einer Nachrichtenzentrale drahtlos verbundenes GPS-Endgerät (Global Positioning System) und ein von dem GPS-Endgerät separates mobiles Endgerät, welches drahtlos mit dem GPS-Endgerät verbunden ist, bei sich trägt. Das mobile Endgerät weist eine Notruftaste und das GPS-Endgerät eine Vorrichtung zum Messen eines Empfangspegels eines Funksignals des mobilen Endgeräts auf. Bei einem mit der Notruftaste abgesetzten Notruf kann das GPS-Endgerät sowohl seine Position in Form von GPS- Koordinaten als auch den gemessenen Empfangspegel übermitteln. Aus dem Empfangspegel kann in der Nachrichtenzentrale ein Abstand des mobilen Endgeräts von dem GPS-Endgerät berechnet werden. Auf diese Weise lässt sich eine Position des Hilfesuchenden in Form eines Umkreises um die übermittelte Position des GPS-Endgeräts auch dann ermitteln, wenn sich der Hilfesuchende von dem GPS-Endgerät entfernt hat und seine Position von der Position des GPS-Endgeräts abweicht.

Auch eine sich autonom oder mindestens teilweise autonom bewegende mobile Einheit muss eine eigene Position genau ermitteln, um ausgehend von der jeweils aktuellen Position eine weitere Bewegung in Richtung eines Ziels korrekt zu bestimmen.

Die DE 10 2014 002 150 B3 offenbart ein Verfahren zum Ermitteln einer Position einer mobilen Einheit, beispielsweise eines Fahrzeugs, anhand eines Bildes einer Umgebung der mobilen Einheit, welches von einem optischen Sensor der mobilen Einheit erfasst wird, mit einem vorab gespeicherten Bild der Umgebung. Aus den relativen Positionen bestimmter Objekte innerhalb des erfassten Bildes und den relativen Positionen der bestimmten Objekte innerhalb eines von einer bekannten Position aus vorab gespeicherten Bildes der Umgebung wird eine erste Positionshypothese für die Position der mobilen Einheit gebildet. Zudem können auf ähnliche Weise weitere Positionshypothesen für die Position der mobilen Einheit gebildet werden, beispielsweise auf der Grundlage mehrerer von der mobilen Einheit gemessener Empfangspegel von WLAN-Funksignalen, welche von Antennen in der Umgebung der mobilen Einheit gesendet werden. Die Position der mobilen Einheit wird dann durch Fusionieren der gebildeten

Positionshypothesen ermittelt. Bei allen vorgenannten Methoden wird von einer Antenne ein Empfangspegel eines von einem Sender gesendeten Funksignals gemessen. Aus dem gemessenen Empfangspegel wird dann ein korrespondierender Empfangsstärkenwert (Received Signal Strength Indicator, RSSI) ermittelt, der wiederum ein Berechnen eines Abstands des Senders von der Antenne erlaubt.

Verfahren zum Ermitteln einer Position mittels einer Funktechnologie sind in der US 2016/0320469 A1 im Zusammenhang mit einem schlüssellosen Zugang zu einem Fahrzeug, in der WO 2017/181050 A1 zum Zwecke der Autorisierung eines mobilen Endgeräts und in der DE 11 2014 001 445 T1 zur Warnung vor einem Diebstahl eines in einem Fahrzeug mitgeführten Gegenstands beschrieben.

Ein mit einer bestimmten Funktechnologie konformes Funksignal eines mobilen Endgeräts weist eine sogenannte Trägerfrequenz auf, die üblicherweise einem für die bestimmte Funktechnologie reservierten sogenannten ISM-Frequenzband (Industrial, Scientific and Medical Band) zugeordnet ist. Beispielsweise ist für die verbreiteten Funktechnologien WLAN und Bluetooth das 2,4 GFIz-Band reserviert. Vielfach ist das ISM- Frequenzband in mehrere durchnummerierte Kanäle unterteilt, welche jeweils einer bestimmten Trägerfrequenz zugeordnet sind. Unter einem Kanal wird wie üblich ein gegenüber einer Breite des ISM-Frequenzbands schmaler Frequenzbereich verstanden. Je nach der bestimmten Funktechnologie wird ein Empfangsstärkenwert aus mehreren

Empfangspegeln eines Frequenzspektrums oder aus einem über mehrere Kanäle gemittelten Empfangspegel ermittelt.

Wenn in einem Innenraum eines Fahrzeugs oder einer Umgebung des Fahrzeugs mehrere mobile Endgeräte angeordnet sind, welche jeweils

Funksignale auf unterschiedlichen Kanälen eines ISM-Frequenzbands senden, kann dies ein Ermitteln eines Empfangsstärkenwerts negativ beeinflussen, beispielsweise infolge von Überlagerungen in Randbereichen benachbarter Kanäle. Ein unter diesen Bedingungen ermittelter Empfangsstärkenwert kann im Zeitverlauf sprunghafte Änderungen aufweisen, wodurch sich entsprechende Sprünge in der berechneten Entfernung ergeben. Solche Schwankungen können aus dem ermittelten Empfangsstärkenwert mittels spezieller Filter, beispielsweise mittels eines Kalman-Filters oder eines Partikelfilters, nur teilweise entfernt werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum Ermitteln einer Position eines mobilen Endgeräts in einem Innenraum eines Fahrzeugs oder in einer Umgebung des Fahrzeugs anzugeben, welches die beschriebenen Nachteile vermeidet und ein präzises Lokalisieren des mobilen Endgeräts ermöglicht. Darüber hinaus ist es Aufgabe der Erfindung, ein Fahrzeug zu schaffen, welches zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist.

Ein Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Ermitteln einer Position eines mobilen Endgeräts in einem Innenraum eines Fahrzeugs oder in einer Umgebung des Fahrzeugs, bei dem ein Funksignal, welches von dem mobilen Endgerät mit einer einem Kanal einer gewählten Funktechnologie zugeordneten Trägerfrequenz gesendet wird, von mindestens einer an dem Fahrzeug angebrachten Antenne empfangen wird. Die Erfindung wird zwar unter Bezugnahme auf ein Fahrzeug beschrieben, setzt aber ein Fahrzeug nicht zwingend voraus. Beispielsweise kann das beschriebene Verfahren ohne Weiteres für einen Innenraum eines Gebäudes oder dergleichen durchgeführt werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zum Ermitteln der Position des mobilen Endgeräts genau ein bestimmter Kanal der Funktechnologie ausgewertet. Im Unterschied zu anderen Verfahren wird demnach kein Frequenzspektrum oder eine Vielzahl von Kanälen der Funktechnologie ausgewertet. Stattdessen wird die Auswertung auf einen bestimmten Kanal der Funktechnologie beschränkt.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird das von dem mobilen Endgerät gesendete Funksignal von mehreren in einem Innenraum des Fahrzeugs angeordneten Antennen empfangen. Je mehr Antennen zur Ermittlung der Position des mobilen Endgeräts verwendet werden, desto präziser ist die ermittelte Position. Bei mehr als drei Antennen wird die Position des mobilen Endgeräts überbestimmt. Eine Überbestimmung kann aber zur weiteren Erhöhung der Präzision der ermittelten Position des mobilen Endgeräts beitragen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird in dem bestimmten Kanal für mehrere Antennen, insbesondere jede Antenne, jeweils ein der Antenne zugeordneter Empfangspegel gemessen und aus dem gemessenen Empfangspegel ein Empfangsstärkenwert (Received Signal Strength Indicator, RSSI) ermittelt. Ein Empfangspegel kann einfach gemessen werden, und ein Empfangsstärkenwert kann aus dem gemessenen Empfangspegel einfach mittels der Formel RSSI(P) = RSSI(Po) - 10 n logio(P/Po) berechnet werden. Dabei ist RSSI(P) der Empfangsstärkenwert, P der von der Antenne in mW gemessene Empfangspegel, n ein umgebungsabhängig zu bestimmender sogenannter Pfadverlust-Koeffizient (path loss exponent), der gewöhnlich einen Wert zwischen 2 und 4 annimmt, Po ein in einem Referenzabstand von dem mobilen Endgerät in mW gemessener Empfangspegel und RSSI(Po) der zugehörige

Referenzempfangsstärkenwert. Der Empfangsstärkenwert wird üblicherweise in dB (deziBel) angegeben und ist negativ. Er kann als abstandsbedingte Dämpfung eines von dem mobilen Endgerät gesendeten Funksignals verstanden werden. Vorteilhaft können auch in mehreren separaten Kanälen für mehrere Antennen, insbesondere für jede Antenne, jeweils der Antenne zugeordnete Empfangspegel gemessen werden.

In anderen Ausführungsformen wird aus mindestens einem, insbesondere jedem ermittelten Empfangsstärkenwert ein Abstand des mobilen Endgeräts von der dem ermittelten Empfangsstärkenwert zugeordneten Antenne berechnet. Das Berechnen eines Abstands aus einem Empfangsstärkenwert ist eine einfache Aufgabe. Je mehr Abstände für ein mobiles Endgerät berechnet werden, desto genauer lässt sich seine Position ermitteln.

In einer weiteren Ausführungsform wird ein Rauschen eines ermittelten Empfangsstärkenwerts oder eines berechneten Abstands mittels eines Filters, insbesondere eines Kalman-Filters, entfernt. Kalman-Filter berücksichtigen den zeitlichen Verlauf eines Empfangsstärkenwerts, um starke Schwankungen zu glätten. Dadurch wird dem Umstand Rechnung getragen, dass allzu starke Schwankungen in sehr kurzer Zeit mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit nicht durch eine entsprechende tatsächliche Änderung der Position des mobilen Endgeräts verursacht sind.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird das von dem mobilen Endgerät gesendete Funksignal von genau vier Antennen empfangen, welche jeweils mit bekannten Abständen zueinander in dem Innenraum des Fahrzeugs angeordnet sind, und wird die Position des mobilen Endgeräts aus den jeweils berechneten Abständen zu den vier Antennen ermittelt. Vier Antennen lassen sich in dem Innenraum des Fahrzeugs besonders symmetrisch anordnen und können eine gute Abdeckung des Innenraums des Fahrzeugs sowie der Umgebung des Fahrzeugs gewährleisten. In einer Ausführungsform wird von mindestens einer ersten Antenne in mehreren Kanälen jeweils ein Funksignal gesendet und das von der mindestens einen ersten Antenne jeweils gesendete Funksignal von mindestens einer zweiten Antenne empfangen und wird aus den mehreren Kanälen der Kanal bestimmt, in dem eine absolute Differenz zwischen einem berechneten Abstand der mindestens einen ersten Antenne zu der mindestens einen zweiten Antenne und einem bekannten Abstand der mindestens einen ersten Antenne zu der mindestens einen zweiten Antenne, insbesondere gemittelt über mehrere erste und zweite Antennen, minimal ist. Die absolute Differenz lässt sich mit der Formel

berechnen. Dabei ist D die gemittelte absolute Differenz, n die Zahl der beteiligten ersten und zweiten Antennen, i der Index der mindestens einen ersten Antenne, j der Index der mindestens einen zweiten Antenne, d .ber der berechnete Abstand zwischen der mindestens einen ersten Antenne und der mindestens einen zweiten Antenne und d .bek der bekannte Abstand zwischen der mindestens einen ersten Antenne und der mindestens einen zweiten Antenne. Mit anderen Worten wird derjenige Kanal ausgewählt, in welchem die berechneten Abstände der Antennen zueinander am besten mit den bekannten Abständen der Antennen übereinstimmen. Auf diese Weise werden die Antennen selbst zum Kalibrieren des Verfahrens genutzt.

Für den Fall einer Störung des bestimmten Kanals kann aus den mehreren Kanälen zusätzlich mindestens ein alternativer Kanal bestimmt werden. Der mindestens eine alternative Kanal korrespondiert bevorzugt zu einer nächstgrößeren, beispielsweise der zweitgeringsten über die mehreren Antennen gemittelten Differenz. Wenn in dem bestimmten Kanal eine Störung auftritt, kann unmittelbar in den mindestens einen alternativen Kanal gewechselt und das Verfahren mit dem alternativen Kanal fortgesetzt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Bluetooth-Standard als Funktechnologie gewählt. Bei dem Bluetooth-Standard handelt es sich um eine weit verbreitete Nahbereichsfunktechnologie für Geräte kurzer Reichweite (Short Range Device, SRD), welche in Fahrzeugen sehr gebräuchlich ist, beispielsweise um ein mobiles Endgerät mit einem Infotainmentsystem des Fahrzeugs zu verbinden. Aber auch andere bekannte oder zukünftige Nahbereichsfunktechnologien verlassen nicht den Schutzbereich der Erfindung.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Fahrzeug, welches konfiguriert ist, zum Ermitteln einer Position eines mobilen Endgeräts, welches in einem Innenraum des Fahrzeugs oder in einer Umgebung des Fahrzeugs angeordnet ist und ein Funksignal mit einer einem Kanal einer gewählten Funktechnologie zugeordneten Trägerfrequenz sendet, mittels mindestens einer an dem Fahrzeug angebrachten und das von dem mobilen Endgerät gesendete Funksignal empfangenden Antenne genau einen bestimmten Kanal der Funktechnologie auszuwerten, insbesondere in einem erfindungsgemäßen Verfahren. Alternativ können auch mehrere separate Kanäle der Funktechnologie verwendet werden, bei denen Überlagerungen in Randbereichen ausgeschlossen sind. Mit einem solchen Fahrzeug lässt sich die Position eines mobilen Endgeräts in einem Innenraum des Fahrzeugs oder in einer Umgebung des Fahrzeugs sehr genau ermitteln.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Fahrzeug mehrere, insbesondere vier Antennen, welche jeweils symmetrisch zu einer sich in einer Vorne-Hinten-Richtung des Fahrzeugs erstreckenden zentralen Längsachse des Innenraums links und rechts und zu einer sich senkrecht zu der zentralen Längsachse erstreckenden zentralen Querachse des Innenraums vorn und hinten angeordnet sind, und/oder ist die mindestens eine Antenne als Bluetooth-Antenne (Bluetooth Beacon) ausgebildet. Die beschriebene Anordnung ist nicht zuletzt hinsichtlich der Sitzpositionen der zumeist maximal vier Insassen des Fahrzeugs und damit der Positionen der jeweiligen mobilen Endgeräte vorteilhaft, sondern deckt auch die Umgebung des Fahrzeugs bestmöglich ab.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen weiter beschrieben. Es zeigt:

Figur 1 in einer schematischen Draufsicht eine Ausführungsform eines

erfindungsgemäßen Fahrzeugs;

Figur 2 in einem Diagramm eine Unterteilung eines für verschiedene

drahtlose Funktechnologien kurzer Reichweite reservierten Frequenzbandes in mehrere Kanäle; Figur 3 in einem Funktionsgraph für drei verschiedene Positionen eines mobilen Endgeräts jeweils einen Empfangsstärkenwert in einer zeitlichen Entwicklung;

Figur 4 in einem Funktionsgraph drei Abstände, welche jeweils aus den in

Figur 3 gezeigten Empfangsstärkenwerten berechnet sind, in einer zeitlichen Entwicklung;

Figur 5 in einem Funktionsgraph einen in Figur 3 gezeigten

Empfangsstärkenwert in einer zeitlichen Entwicklung gemeinsam mit einem mittels eines Kalman-Filters gefilterten

Empfangsstärkenwert in einer zeitlichen Entwicklung.

Figur 1 zeigt in einer schematischen Draufsicht eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs 10. Das Fahrzeug 10 weist vier als

Bluetooth-Antennen (Bluetooth Beacon) ausgebildete Antennen 11 , 13, 15,

17 auf. Die Antennen 11 , 13, 15, 17 sind jeweils symmetrisch zu einer sich in einer Vorne-Flinten-Richtung des Fahrzeugs 10 erstreckenden zentralen Längsachse des Innenraums links und rechts und zu einer sich senkrecht zu der zentralen Längsachse erstreckenden zentralen Querachse des Innenraums vom und hinten angeordnet. In dem Fahrzeug 10 ist ein mobiles Endgerät 20 angeordnet, welches zu den Antennen 11 , 13, 15, 17 jeweils einen Abstand 12, 14, 16, 18 aufweist.

Das Fahrzeug 10 ist konfiguriert, zum Ermitteln einer Position des mobilen Endgeräts 20, welches ein Funksignal mit einer einem Kanal 32, 33 des Bluetooth-Standards zugeordneten Trägerfrequenz sendet, mittels der vier an dem Fahrzeug 10 angebrachten und das von dem mobilen Endgerät 20 gesendete Funksignal empfangenden Antennen 11 , 13, 15, 17 genau einen bestimmten Kanal 32, 33 des Bluetooth-Standards auszuwerten.

Figur 2 zeigt in einem Diagramm 30 eine Unterteilung eines für verschiedene drahtlose Funktechnologien kurzer Reichweite (Bluetooth, WLAN) reservierten ISM-Frequenzbandes 31 in mehrere Bluetooth-Datenkanäle 32, Bluetooth-Advertising-Kanäle 33 und WLAN-Kanäle 34. Das Frequenzband umfasst in Schritten von 2 MHz mehrere Trägerfrequenzen zwischen 2402 MHz und 2480 MHz, die jeweils einem Kanal 32, 33, 34 zugeordnet sind.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird von dem mobilen Endgerät 20 ein Funksignal mit einer einem Kanal 32, 33 des Bluetooth-Standards zugeordneten Trägerfrequenz gesendet. Das Funksignal wird von den Antennen 11 , 13, 15, 17 empfangen. Zum Ermitteln einer Position des mobilen Endgeräts 20 in dem Innenraum des Fahrzeugs 10 wird genau ein bestimmter Kanal 32, 33 des Bluetooth-Standards ausgewertet.

Für jede Antenne 11 , 13, 15, 17 wird dazu jeweils ein der Antenne 11 , 13, 15, 17 zugeordneter Empfangspegel gemessen. Aus dem gemessenen Empfangspegel wird in einem nächsten Schritt ein Empfangsstärkenwert 41 , 42, 43 ermittelt.

Figur 3 zeigt in einem Funktionsgraph 40 für drei verschiedene Positionen des mobilen Endgeräts 20 jeweils einen Empfangsstärkenwert 41 , 42, 43 in einer zeitlichen Entwicklung. Anschließend wird aus jedem ermittelten Empfangsstärkenwert 41 , 42, 43 ein Abstand 51 , 52, 53 des mobilen Endgeräts 20 von der dem ermittelten Empfangsstärkenwert 41 , 42, 43 zugeordneten Antenne 11 , 13, 15, 17 berechnet.

Figur 4 zeigt in einem Funktionsgraph 50 drei Abstände 51 , 52, 53, welche jeweils aus den in Figur 3 gezeigten Empfangsstärkenwerten 41 , 42, 43 berechnet sind, in einer zeitlichen Entwicklung.

Ein Rauschen der ermittelten Empfangsstärkenwerte 41 , 42, 43 wird danach mittels eines Kalman-Filters entfernt.

Figur 5 zeigt in einem Funktionsgraph 60 den in Figur 3 gezeigten Empfangsstärkenwert 61 in einer zeitlichen Entwicklung. Der Empfangsstärkenwert 61 entspricht dem in Figur 4 dargestellten Empfangsstärkenwert 41 und ist gemeinsam mit einem mittels eines Kalman- Filters gefilterten Empfangsstärkenwert 62 dargestellt. Infolge der Wirkung des Kalman-Filters wird der in sehr kurzer Zeit stark nach unten schwankende Empfangsstärkenwert 61 geglättet.

Nach dem Entfernen des Rauschens der ermittelten Empfangsstärkenwerte 41 , 42, 43 wird die Position des mobilen Endgeräts 20 aus den jeweils berechneten Abständen 12, 14, 16, 18 zu den vier Antennen 11 , 13, 15, 17 ermittelt.

Zum Kalibrieren des Verfahrens wird vorbereitend genau ein Kanal 32, 33 aus dem ISM-Frequenzband 31 ausgewählt. Dazu wird von mindestens einer ersten Antenne 11 , 13, 15, 17 in mehreren Kanälen 32, 33 jeweils ein Funksignal gesendet und das von der mindestens einen ersten Antenne 11 , 13, 15, 17 gesendete Funksignal von mindestens einer zweiten Antenne 11 , 13, 15, 17 empfangen. Dann wird aus den mehreren Kanälen 32, 33 der Kanal 32, 33 bestimmt, in dem eine absolute Differenz zwischen einem berechneten Abstand 12, 14, 16, 18 der mindestens einen ersten Antenne 11 , 13, 15, 17 zu der mindestens einen zweiten Antenne 11 , 13, 15, 17 und einem bekannten Abstand der mindestens einen ersten Antenne 11 , 13, 15, 17 zu der mindestens einen zweiten Antenne 11 , 13, 15, 17 gemittelt über mehrere erste und zweite Antennen 11 , 13, 15, 17 minimal ist. Das erfindungsgemäße Verfahren bietet den Vorteil, dass die Position des Endgeräts 20 sehr präzise bestimmt werden kann. Dadurch eignet sich das Verfahren für sehr unterschiedliche Anwendungen, von denen nachfolgend nur wenige beispielhaft aufgeführt sind. Zunächst lassen sich beispielsweise ein Fahrer des Fahrzeugs 10 und weitere Insassen des Fahrzeugs 10 anhand ihres jeweiligen Endgeräts 20 unterscheiden. Abgesehen davon können aber auch Fußgänger in der Umgebung des Fahrzeugs 10 präzise lokalisiert werden, wenn sie ein mobiles Endgerät 20 mit sich führen.

Eine weitere nützliche Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in der zuverlässigen Identifikation eines von mehreren nebeneinander angeordneten Garagentoren, beispielsweise Garagentoren einer Doppelgarage, wenn die Garagentore zum Aussenden von Funksignalen konfiguriert sind. So kann genau das Garagentor, vor dem das Fahrzeug 10 steht, automatisch geöffnet werden.

Wenn ein mobiles Endgerät 20 zuverlässig in dem Innenraum des Fahrzeugs 10 oder in der Umgebung des Fahrzeugs 10 verortet werden kann, kann auch ein Verriegelungszustand des Fahrzeugs 10 automatisch gesteuert werden. Ein bestimmtes außerhalb des Fahrzeugs 10 angeordnetes mobiles Endgerät 20 kann ein automatisches Entriegeln des Fahrzeugs 10 auslösen. Umgekehrt kann ein innerhalb des Fahrzeugs 10 angeordnetes mobiles Endgerät 20 ein automatisches Verriegeln des Fahrzeugs 10 verhindern. BEZUGSZEICHENLISTE:

10 Fahrzeug

11 Antenne

12 Abstand

13 Antenne

14 Abstand

15 Antenne

16 Abstand

17 Antenne

18 Abstand

20 mobiles Endgerät

30 Diagramm

31 Frequenzband

32 Bluetooth-Datenkanal

33 Bluetooth-Advertisingkanal

34 WLAN-Kanal

40 Funktionsgraph

41 Empfangsstärkenwert

42 Empfangsstärkenwert

43 Empfangsstärkenwert

50 Funktionsgraph

51 Abstand

52 Abstand

53 Abstand

60 Funktionsgraph

61 Empfangsstärkenwert

62 gefilterter Empfangsstärkenwert