用于确定接收器的位置的方法和用于接收器的定位系统的制作方法
【技术领域】
[0001]不同的实施形式涉及一种用于确定接收器的位置的方法和一种相应的定位系统。不同的实施形式尤其涉及允许借助于旋转的磁场确定接收器位置的技术。
【背景技术】
[0002]已知允许例如由识别传感器(Identifikat1nsgeber)定位、也就是说确定位置的技术。识别传感器的示例例如是用于机动车的钥匙:由此已知允许在机动车的周围环境中确定钥匙的位置以实现对机动车的接近控制(Zugangskontrolle)的技术。在此，传统的技术典型地基于测量由中央发射器发出的电磁场的场强。由于随着与发射器的距离增加场强减小(场强的减弱或衰减)，可由通过在钥匙中的接收器天线测量场强来推出相对于发射器的位置。
[0003]然而，例如由于在测量场强时受限制的精度，这样的技术可能具有识别传感器的位置确定的受限制的精度。在已知的系统中，位置确定的精度例如为10-20cm。此外，可能出现系统性失真:尤其例如由于磁性物体(诸如车辆车身等)可能干扰电磁场的场强的减小，使得识别传感器的位置确定可能伴随有一定的系统性误差。这样的情况可能需要在机动车中和围绕机动车执行场强的衰减的单次手动测量以校正位置确定。这样的手动测量可能很耗费时间且可能产生相应的成本。校正本身也可能引起误差源。
[0004]以上关于位置确定技术本身阐述了现有技术的不利效果。但是，在相应的装置的系统结构方面也可能出现不利效果，如接下来所解释的那样。由此，预先已知的用于位置确定的定位系统典型地具有中央控制器，其借助于供电线路与发出电磁场的各个发射器相连接。然而，预留至多个发射器、典型地三至五个发射器的这些供电线路可能要求在机动车中的结构空间并且需要耗费时间地且昂贵地以例如两芯或四芯的线路布线。此外，这样的系统常常仅具有较小的调制度，因为不能容易地运行还功能可靠地带有或多或少数量的发射器的系统，因此不能或者仅受限制地能提供不同的配备方案。此外，相应的系统可能相对易受干扰，因为中央控制器的失效或干扰常常可造成系统的完全失效。
【发明内容】
[0005]出于上述原因，存在对用于确定接收器的位置的改善的方法和系统的需求。尤其存在对这样的方法和系统的需求，其使特别精确的位置确定成为可能并且同时具有带有简单的且成本有利的系统体系的较小的易干扰性。
[0006]该目的通过独立权利要求所述的特征来实现。从属权利要求限定实施形式。
[0007]根据一方面，本发明涉及一种用于确定接收器的位置的方法。该方法包括分别通过发射器发出至少一个电磁场，其中，该至少一个电磁场的振幅分别作为时间的函数相对于相应的发射器旋转。此外，该方法涉及通过接收器测量该至少一个电磁场以及基于所测量的该至少一个电磁场在接收器的位置处对该至少一个电磁场的每个检测相差(Differenzphase)。此外，该方法包括基于该至少一个所检测的相差确定接收器的位置。
[0008]电磁场可以是带有一定频率的与时间相关的交变电磁场。频率例如可处于10kHz至10MHz、优选地直至IMHz的范围中且特别有利地为125kHz或1MHz。发射器例如可包括带有电感和电容器的电磁振荡回路；就此而言本领域技术人员已知实现用于产生这些频率的发射器的相应的设计的技术。
[0009]电磁(em)场例如可被称为旋转em场，因为振幅可根据时间在旋转平面中围绕发射器旋转，即可以以角速度执行旋转运动。换言之，相同相位的点、即例如em场的场强的最大值或最小值可根据时间分别在不同的方向或角度下相对于发射器布置。比喻地，例如场强最大值如灯塔的光束那样(在此发射器)可运动。尤其，旋转运动的旋转频率可等于em场自身的频率。但是也可能旋转频率呈现其它值。em场的旋转运动可(如对于循环的过程典型的那样)通过运动的一定的相(相位)来表征；一整转可相应于360°或2 的累积的相。旋转的em场例如可以以恒定的角速度运动。通常，角速度与相(角度)的一定的规定的相关性也是可能的。例如可能的是，旋转平面与水平面平行地或大致平行地、也就是说例如小于±20°、优选地小于±10°、特别优选地小于±2°取向，即例如与地面大致平行。
[0010]通过所发出的em场的旋转运动，可在接收器的地点处得到em场的场强或相位的相应的时间关系。接收器尤其可设立成时间相地和/或频率分辨地测量em场的场强，对此，接收器例如可设立成测量em场的磁性场分量的振幅，其又可与em场的场强成比例。那么可能从场强的测量中确定相差；例如相对于参考相，其尤其可由在发射时在发射器处的em场的相来确定。
[0011]对此，作为特别的说明性的而非作为限制性地阐述的示例应说明以下情况:在0°相位时发射器发出em场，使得其指向东(任意限定)。但是，接收器位于发射器的南边且因此(还)未“看见”最大值。在发射器处90°相位时，振幅的最大值才到达接收器(如果旋转的em场顺时针旋转)。因此，在该示例中可用于以-90°来说明相差。相应的示例当然也可对于em场的不同于振幅的最大值的值来示出。例如，这可涉及振幅的一定的触发水平，其鉴于上升或下降沿来定义。
[0012]当然通常同样可能相对于另一参考相确定相差，例如相对于系统时钟(System-Takt)或外部的触发信号，例如相对于由在周围环境区域等中的使用者或辨识出的对象操纵门把手。例如也可能代替振幅或场强的最大值观察最小值或交零(Nulldurchgang)，或者特征性的可观测的量(Observable)的时间变化过程的重要的点或任意相位。通常可观察电磁场的磁性分量的振幅或电分量的振幅；两者可对于em场的场强是重要的。然而，发射器和/或接收器具有至少一个线圈，其设立成感应地与电磁场的磁性分量相互作用。
[0013]可由相差来确定接收器的位置。在此，术语“位置”可表示位置确定的最不同的精度:在一特别简单的实施形式中，术语“位置”仅可表示接收器相对于发射器的角度(在上述示例中-90° )。但是也可能的是，附加或备选于相对于发射器的角度，术语“位置”还表示相对于发射器的距离，例如在em场的旋转平面内。此外可能的是，术语“位置”附加地或备选地表示例如相对于em场的该旋转平面、也就是说垂直于旋转平面的距离；在这样的情况中，尤其可能的是，术语“位置”表示接收器在参考坐标系内的绝对位置确定；参考坐标系通常可任意来选择，然而可值得追求的是关于该至少一个发射器定义参考坐标系(发射器例如可布置在参考坐标系的原点)。换言之，术语“确定位置”表示确定三维空间的单个坐标，例如球面坐标系的距离和/或方位角和/或极角，但是或者确定三维空间的所有坐标。
[0014]例如，在不同的实施形式中可值得追求的是执行接收器的位置的特别精确的确定。接收器的位置的特别精确的确定尤其可包括确定三维空间的多个或所有坐标。尤其在这样的情况中可能通过多个发射器、例如即两个或三个发射器发出多于一个、例如两个或三个电磁场。换言之，可为每个场提供一发射器。然后可来确定多个相差，例如分别相对于由多个发射器发出的em场，且在考虑多个相差的情况下特别精确地来确定接收器的位置。
[0015]在不同的实施形式中可能同时以不同的频率发出多个em场，所谓的频率多元性。那么可能的是，接收器设计成测量在不同频率下的多个em场。频率多元性可具有特别快速确定位置的效果。
[0016]可能的是，对于两个或更多个电磁场发出顺次进行并且对于这两个或更多个电磁场测量顺次进行。接收器的位置的确定可基于对这至少两个相差的三角测量进行而接收器的位置的确定可包括确定这样的方向和距离，接收器以该方向和距离相对于发射器中的至少一个布置在与时间相关的电磁场的旋转平面中。这样的情况也可被称为时间多元性，因为顺次、即依次地或者说在不同时间发出多个em场。那么也可由多个所测量的em场已知多个相差，并且三角测量可实现位置的、尤其还与一个或多个发射器的距离的特别精确的确定。三角测量通常可意味着基于多个发射器的已知的布置和所测量的相差确定位置。用于三角测量的技术对于本领域技术人员原则上已知，从而这里不必来阐述进一步的细节。
[0017]尤其可能在这参考坐标系(在其中还已知发射器的位置)中确定位置。即尤其可能的是，发射器例如关于参考坐标系位置固定地布置而接收器可动地布置。例如方向作为方位角可在参考坐标系中以球面坐标来说明，发射器中的一个形成参考坐标系的原点。其它定义也是可能的。
[0018]这样的技术(其包含发出两个或更多个em场)可允许特别精确地确定接收器的位置，或其允许确定接收器位置的两个或三个坐标。所确定的位置例如可在显示屏上对使用者示出。这也可实现简单地找到接收器。尤其可通过使用三角测量的技术来实现经由的位置确定的效果。应理解的是，对于旋转em场检测相差可比较精确地进行、也就是说具有比较小的误差，尤其与传统技术(其基于em场的场强的测量且在其中位置确定基于em场的振幅的衰减率)相比。尤其在不同的实施形式中可完全不需要考虑em场的振幅的衰减率，因此在不同的实施形式中也可省去以开头所说明的校正测量探测em场的场强的衰减率。这可减小用于执行用于确定接收器的位置的方法的成本。然而应理解的是，备选地或附加地也可能考虑em场的场强的衰减率。这即可使在位置确定中特别高的精度成为可能。尤其，可将这两个或更多em场发出成使得其全部在一旋转平面中旋转。
[0019]也可能对单个电磁场进行发出和测量，其中，确定接收器的位置包括确定这样的方向，接收器在该方向下相对于发射器中的至少一个布置在与时间相关的电磁场的旋转平面中。
[0020]在发出并测量单个电磁场的情况中，可特别快速且简单地确定接收器的位置。然而应理解的是，可能从这样的测量中不能确定用于绝对定位的所有三个空间坐标、例如在参考坐标系中，而可能需要为了更精确地确定接收器的位置将关于接收器的位置的例如来自另外的传感器数据的另外的信息与上面所描述的技术组合。可能在接收器处测量一电磁场的场强且由此确定接收器相对于发射器的距离，那么又可利用仅仅一个em场进行精确的定位。
[0021]此外，该方法包括接收对接收器的位置的估测(Abschaetzung)，其中，该至少一个电磁场的发出考虑位置的估测。
[0022]例如可能从另外的传感器数据中获得位置的估测。如果例如根据本发明的方法被用于确定机动车的钥匙的位置，则位置估测可从以下组的元素中来获得:机动车的门把手的操纵、电容传感器数据、光学传感器数据。换言之，接收器的位置的估测可说明接收器的可能的位置的范围；该范围例如可在参考坐标系中来限定。
[0023]如果又追溯于上述的说明性的而非限制性的示例(其使用相对于发射器的方位用于