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_2

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说明),则这可意味着:接收器的位置的估测说明了接收器相对于发射器停留在北方与东方之间的位置中。在这样的情况中可能将em场发出成使得其旋转运动仅扫过所估测的位置的该角度范围,即大约从北向东旋转。由此可减少em场的测量持续时间,这一方面可减少确定位置所需的时间且另一方面可减少用于发出的能量消耗。尤其在仅有受限制的能量储备供发出该至少一个em场使用的运用中后者可以是有利的。相应的运用示例例如是对于带有有限的电池蓄能器的电动车确定钥匙的位置。
[0024]可能根据接收器的位置的估测可对于这两个或更多个电磁场顺次地或者对于单个电磁场进行发出。例如可能当位置的估测处于一定的规定的范围中(例如在用于机动车中的钥匙定位的应用中在后盖后面或在副驾驶车门旁边或相对于机动车的外侧在一定的最小距离之下)时发出仅仅一个em场。根据位置的估测,仅能得到比较不精确的位置确定。相应地也可能发出多个em场并且这样例如实现位置确定的改善的精度。尤其也可能位置的估测已精确地确定了一个或多个空间位置坐标;然后可能将单个或两个em场发出成使得可确定其余的空间位置坐标。
[0025]此外,该方法可包括基于所测量的至少一个电磁场在接收器的位置中检测该至少一个电磁场的场强,其中,接收器的位置的确定包括基于所检测的场强确定接收器相对于电磁场的旋转平面的距离。
[0026]基于场强例如可定性地或定量地确定接收器是位于旋转平面之上还是之下。对此,尤其可设置有线圈作为发射器,其与由其余线圈展开的平面包围一定的角度。即如果接收器相对于旋转平面相间隔,则在旋转平面内的相同位置中(与发射器的距离、与发射器的角度)与旋转平面更大或更小的距离可引起更小或更大的场强。作为对场强的度量,例如可使用磁场分量的振幅。备选地或附加地,值得追求的也可以是基于场强确定接收器仅在旋转平面之上的距离。当发射器相对于地面具有较小的距离且接收器因此必然向上相对于旋转平面相间隔时,这可以是该情况。
[0027]此外,该方法可包括调制该至少一个电磁场以将信息传递到接收器处,其中,信息包括从以下组中选出的元素:参考相的时钟信息、该至少一个发射器的识别信息。
[0028]在此可能使用从以下组中选出的调制技术:调频(FM)、调相(PM)、“频移键控”(FSK)、“相移键控”(PSK)、脉幅调制(PAM)、脉冲编码调制(PCM)。通常,对于本领域技术人员原则上已知的另外的技术也是可能的。
[0029]识别信息例如可包括关于相应发射器的位置的信息。该位置信息例如可说明相应的发射器关于机动车位于何处,例如“右前”还是“左侧”还是“右后”等。例如可能显式传递这些位置信息但是或者还作为编码将其参数化,该编码例如可通过例如储存在接收器中的表格被与位置相关联。
[0030]通常可能的是对于多个被发出的电磁场不同的被发出的电磁场具有不同的调制技术和/或调制频率。也可能不同的em场具有相同的调制技术、但是不同的调制频率。也可能对于所有em场选择相同的调制技术和调制频率。传递的信息可相应不同。
[0031]例如可能每个旋转的em场通过多个(例如三个或四个)em场(其被各个线圈在规定的相关系下发出)产生。产生旋转的em场的这些em场又可不同地来调制,例如以便传递不同的信息。
[0032]根据用于确定接收器的位置的方法的使用情况,优选一定的调制技术和/或调制频率,例如相对于用于人员在建筑物空间中的定位的应用,在用于确定机动车钥匙的位置的应用中可不同地选择调制技术。
[0033]尤其可能此外基于参考相的时钟信息检测相差。例如,可检测相对于参考相的相差。在此,根据实施形式,时钟信息可具有不同的信息内容:在一特别简单的实施形式中可能时钟信息表示参考相的仅仅一个交零(Nulldurchgang)(或360°的整数倍)。然而在其它不同的实施形式中可能的是参考相以时间分辨的方式经由时钟信息来传递。这样可实现在em场的一个旋转的一部分中确定当前相位或参考相。当然也可能在一定的步骤中例如以JT /2或JT /4或Ji /8等的间隔传递参考相。
[0034]识别信息例如可被使用在包括接收器的认证的应用中。例如,在机动车钥匙的位置确定中,可将该至少一个机动车的识别信息与接收器的识别信息比较,以防止未授权的接近。
[0035]可能的是在em场的频率与场强的衰减率之间存在联系。因此可能根据em场的频率实现不一样大的范围(在其中可实现位置确定),这样的范围可通过em场的大于阈值的场强(敏感范围)来确定,使得尤其在em场测量中信噪比足够大。在不同的频率范围、例如上述频率范围中,较高的(较低的)频率可引起场强的较小的(较大的)衰减率并且因此使较大的(较小的)敏感范围成为可能。接下来阐述可如何在不同实施形式中使该用于位置确定的方法根据目前方面能够利用该认识。
[0036]该方法可包括分别通过发射器发出至少一个另外的电磁场,其中,该至少一个另外的电磁场可具有比该至少一个电磁场的频率更大的频率。此外,该方法可包括通过接收器测量该至少一个另外的电磁场以及基于所测量的该至少一个另外的电磁场在接收器的位置处对该至少一个另外的电磁场中的每个检测场强以及基于该至少一个所检测的场强确定接收器与该至少一个发射器的距离。
[0037]作为对场强的度量,又可使用例如磁性分量的振幅。例如在一特别优选的实施形式中可能另外的em场的频率为大约IMHz而该em场的频率为125kHz。在这样的情况中,另外的em场的场强的衰减率可小于该em场的衰减率。在不同的实施形式中可能另外的电磁场分别作为时间的函数相对于相应的发射器旋转,换言之,可能另外的em场也可以是旋转场或旋转的em场。
[0038]但是另外的em场是旋转场不是必要的。例如,在不同实施形式中可能另外的em场不具有或者仅具有场强与相对于发射器的角度较少的时间关系或者角速度是O。在最后提及的情况中,通过检测场强可实现确定距离、也就是说在三维空间中的位置的分量。这尤其可利用特别简单的技术手段且特别快速地实现,例如相对于确定相差的实施形式。
[0039]例如在不同的应用中可能通过发出该至少一个另外的电磁场来确定接收器相对于发射器的接近。这可以是该情况,因为对于该至少一个另外的电磁场的敏感范围可以比对于该至少一个电磁场的敏感范围更大。不具有旋转场的该至少一个另外的电磁场的发出尤其可具有相对小的能量消耗。
[0040]例如可能基于该至少一个所检测的场强确定接收器的距离以在相对于该至少一个发射器的远程区域中确定接收器的位置,并且基于该至少一个所检测的相差确定接收器的位置以在相对于该至少一个发射器的近程区域中确定接收器的位置。发出和测量该至少一个电磁场以及对于该至少一个电磁场中的每个检测相差以及基于该至少一个所检测的相差确定接收器的位置可选择性地在考虑利用该至少一个另外的em场确定接收器的距离的情况下进行。
[0041]例如,与近程区域相比,远程区域延伸到相对于发射器更大的距离。远程区域可包围近程区域并且邻接到其处。
[0042]例如,当借助于所测量的该至少一个另外的em场的场强确定了接收器与发射器的确定的距离时(例如小于一定的阈值),选择性地发出该至少一个em场并且相应地执行接下来的步骤(测量、确定相差、确定位置)。
[0043]以上主要参考了旋转em场自身的特性。接下来来阐述关于发射器的方面。
[0044]发出该至少一个与时间相关的电磁场可分别包括对该至少一个发射器的至少三个布置在电磁场的旋转平面中的线圈有相移地通电,其中,有相移的通电考虑该至少三个线圈在旋转平面中结构上规定的角度布置,使得电磁场的旋转频率等于电磁场的频率。
[0045]例如,在不同的实施形式中可能三个(四个)线圈以120° (90° )的角度布置在一平面、也就是说线圈平面或旋转平面中。然而也可能使各个线圈从该平面翻倾例如20°或40°、优选地小于90°的角度,使得相应线圈的em场的一分量留在该平面内。如果线圈相对于邻近线圈不布置在相同角度下,则线圈的通电的在时间上匹配可补偿与上述对称布置不同的布置,在此补偿可意味着,旋转的em场独立于线圈的几何布置以恒定的角速度运动。线圈中的每个可产生em场,其因此可单独来调制。由各个线圈产生的em场的叠加可得到旋转的em场。
[0046]例如可能将线圈通电成使得如此来发出旋转的em场,使得执行一个或两个或更多个旋转,也就是说,2 等的相位累积。也可能将线圈通电成使得如此来发出旋转的em场,使得其仅执行整转的一部分,例如1/4转或1/2转,也就是说π /2或π的相位累积。
[0047]可能该至少一个与时间相关的电磁场的发出通过由控制器发射的触发信号激活。这样可实现,例如使被发出的与时间相关的多个em场的相同步。这可具有特别简单地确定相差的效果。例如可以以相对于触发信号一定的时间偏移发出该至少一个em场;也可能不同的em场相对于触发信号具有不同的时间偏移。触发信号此外可传递关于该时间偏移的信息。
[0048]可能接收器可相对于该至少一个发射器运动,并且该至少一个发射器与控制器相连接。此外,该方法可包括将所检测的相差和/或所确定的位置从可动的接收器无线地传递到控制器处。可能在接收器的计算单元中执行检测相差和确定位置的步骤。也可能在接收器中仅执行em场的测量而所提及的步骤在计算单元中来执行,计算单元也位置固定地来布置且例如通过总线系统与发射器或控制器相连接。也可能在这样的位置固定的计算单元中仅来执行基于相差的位置确定(即例如三角测量)。在此,位置固定例如可意味着:固定地安装在机动车中。
[0049]根据另一方面,本发明涉及一种用于确定用于机动车的接近控制的识别传感器的位置的方法,其根据本发明的另一方面根据用于确定接收器位置的方法来设计。
[0050]例如,识别传感器可以是机动车的钥匙。尤其可能将例如通过电磁场的调制被传递至识别传感器的识别信息与识别传感器的识别信息相比较。这可用于认证或接近控制。
[0051]对于这样的用于确定识别传感器的位置的方法可获得与对于根据本发明的另一方面的用于确定接收器的位置的方法可获得的效果相似的效果。
[0052]根据另一方面,本发明涉及一种用于接收器的定位系统,其中,该定位系统包括至少一个发射器,其分别设立成发出与时间相关的电磁场,其中,电磁场的振幅作为时间的函数相对于发射器旋转。此外,定位系统包括接收器,其设立成测量该至少一个与时间相关的电磁场。此外,定位系统包括计算单元,其设立成执行以下步骤:在接收器的位置处基于测得的该至少一个与时间相关的电磁场对于该至少一个电磁场中的每个检测相差;以及基于该至少一个所检测的相差确定接收器的位置。
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