DE102014000411A1 - Method and device for determining the position of an object - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Positionsbestimmung eines im Innenraum (1) eines Gebäudes befindlichen Objekten (20) mit wenigstens drei Beleuchtungselementen, die so modifiziert werden, dass sie zusätzlich zu ihrer Beleuchtungsfunktion für die Übertragung einer Identifizierungskennzeichnung (ID) mittels dem von den Beleuchtungselementen abgegebenen sichtbare Lichtstrahlen oder Strahlen (VL) im Infrarotbereich (VL) eingesetzt werden. Das Objekt (20) wird mit wenigstens einer Empfängereinheit (28) ausgestattet, mit welcher die von den als Sendeeinheiten (10) wirkenden Beleuchtungselementen abgegebenen sichtbare Lichtstrahlen oder Strahlen im Infrarotbereich (VL) empfangen und daraus die Position des Objektes (20) bestimmt wird.The invention relates to a method and a device for determining the position of an object (20) located in the interior (1) of a building with at least three lighting elements that are modified in such a way that, in addition to their illumination function for the transmission of an identification mark (ID) by means of the visible light beams or beams (VL) emitted in the infrared range (VL) are used for the illumination elements. The object (20) is equipped with at least one receiver unit (28) with which the visible light rays or rays emitted by the illumination elements acting as transmitting units (10) are received in the infrared range (VL) and the position of the object (20) is determined therefrom.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Positionsbestimmung eines im Innenraum eines Gebäudes befindlichen Objektes basierend auf einer Datenübertragung mittels Infrarotlicht oder sichtbarem Licht nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und 6.The invention relates to a method and a device for determining the position of an object located in the interior of a building based on a data transmission by means of infrared light or visible light according to the preamble of
Eine Positionsbestimmung von Objekten mittels von Satelliten gestützten Systemen, wie dem GPS, ist für eine Lokalisierung von Objekten in geschlossenen Räumen nicht anwendbar, weil eine Sichtverbindung zu einem Satelliten nicht vorhanden ist. Weiterhin ist für einen anwendungsgerechten Einsatz der Positionsbestimmung von Objekten im Innenbereich oftmals eine deutlich höhere Genauigkeit erforderlich ist, als diese von den im Außenbereich verfügbaren Methoden gegeben ist.Positioning objects using satellite-based systems, such as the GPS, is not applicable for localizing objects in confined spaces because there is no line of sight to a satellite. Furthermore, for an application-oriented use of the position determination of objects in the interior often a much higher accuracy is required than this is given by the methods available outdoors.
Für die Positionsbestimmung im Innenbereich von Gebäuden sind Systeme bekannt, die auf Transponder-Technologien und entsprechenden Entfernungsmessungen basieren. Für diese Verfahren müssen die Objekte zusätzlich mit Transpondern ausgestattet sein.Systems for indoor positioning of buildings are based on transponder technologies and corresponding distance measurements. For these procedures, the objects must additionally be equipped with transponders.
Aufgabe der Erfindung ist es ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Positionsbestimmung für im Innenraum eines Gebäudes befindliche Objektes zu schaffen, wodurch vorgenannte Nachteile des Standes der Technik überwunden werden und insbesondere eine deutlich höhere Genauigkeit, eine höhere Zuverlässigkeit und eine exakte Information über die Ausrichtung des Objektes in einem Gebäude in kostengünstiger Weise bereitgestellt wird.The object of the invention is to provide a method and a device for determining the position of located in the interior of a building object, whereby the aforementioned disadvantages of the prior art are overcome and in particular a much higher accuracy, higher reliability and accurate information about the orientation of the object is provided in a building in a cost effective manner.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Positionsbestimmung eines im Innenraum eines Gebäudes befindlichen Objektes mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 6 gelöst und basiert auf einer Datenübertragung mittels Infrarotlicht oder sichtbarem Licht.This object is achieved by a method and a device for determining the position of an object located in the interior of a building with the features of
Vorteilhafte Ausgestaltungen, Verbesserungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und eine entsprechende Positionsbestimmungsvorrichtung für im Innenraum eines Gebäudes befindliche Objekte sind in weiteren Ansprüchen und in der Beschreibung angegeben.Advantageous embodiments, improvements of the method according to the invention and a corresponding position determining device for objects located in the interior of a building are specified in further claims and in the description.
Das erfindungsgemäße Verfahren und eine Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Positionsbestimmung von im nach außen offenen oder geschlossenen Innenraum des Gebäudes befindlichen Objekten nutzt bereits vorhandene Beleuchtungselemente des Gebäudes, welche so modifiziert werden, dass sie zusätzlich zu ihrer Beleuchtungsfunktion für die Übertragung einer Identifizierungskennzeichnung mittels dem von den Beleuchtungselementen abgegebenen sichtbare Lichtstrahlen oder Strahlen im Infrarotbereich eingesetzt werden. Dazu wird das Objekt mit wenigstens einer Empfängereinheit ausgestattet, mit welcher die von den als Sendeeinheiten wirkende Beleuchtungselementen abgegebenen sichtbare Lichtstrahlen oder Strahlen im Infrarotbereich empfangen und daraus die Position des Objektes im Innenraum des Gebäudes bestimmt wird. Als Identifizierungskennzeichnung werden auch Positionsdaten, Positionskoordinaten oder einer Standortinformation verstanden.The inventive method and an apparatus for carrying out the method according to the invention for determining the position of located in the open or closed interior of the building objects uses existing lighting elements of the building, which are modified so that they in addition to their lighting function for the transmission of an identification marking means of be used by the lighting elements emitted visible light rays or rays in the infrared range. For this purpose, the object is equipped with at least one receiver unit with which the visible light beams or beams emitted by the lighting elements acting as transmitting units receive in the infrared range and from this the position of the object in the interior of the building is determined. Identification marking is also understood as position data, position coordinates or location information.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung können auch zur Positionsbestimmung von beweglichen im Gebäude befindlichen Objekten oder Personen, die beispielsweise Handgeräte, Smartphones oder Tablets als Empfängereinheit nutzen, eingesetzt werden. Auch ist der Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens in geöffneten, sogenannten „open air” Anlagen möglich.The method according to the invention and the device according to the invention can also be used for determining the position of movable objects or persons in the building, which for example use handsets, smartphones or tablets as a receiver unit. Also, the use of the method according to the invention in open, so-called "open air" systems is possible.
Gemäß einem ersten Aspekt des erfindungsgemäße Verfahrens zur Positionsbestimmung des im Innenraum eines Gebäudes befindlichen Objektes wird das Objekt mit wenigstens einer Empfängereinheit ausgestattet, welche eine optischen Datenübertragung verwendet und sichtbare Lichtstrahlen oder Strahlen im Infrarotbereich empfängt, die erfindungsgemäß von wenigstens drei, vorzugsweise vier, im Raumbereich angeordneten Sendeeinheiten, auch als Ankerpunkte bezeichnet, abgegeben werden.According to a first aspect of the method according to the invention for determining the position of the object located in the interior of a building, the object is equipped with at least one receiver unit which uses an optical data transmission and receives visible light beams or beams in the infrared range, according to the invention of at least three, preferably four, in the spatial area arranged transmitting units, also referred to as anchor points are delivered.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Ermitteln einer Position eines Objekts in einem Innenraum eines Gebäudes unter Verwendung von sichtbarem Licht oder Infrarotstrahlung umfasst dabei folgende Schritte:
- – Übermitteln der Standortinformationen, der Positionskoordinaten oder der Identifizierungskennzeichnung der Sendeeinheiten als Lichtsignale zur Empfängereinheit des Objektes,
- – Ermitteln der Abstände zu den Sendeeinheiten aus den empfangenen Lichtsignalen in der Empfängereinheit, und
- – Bestimmen der Position des Objektes im Innenraum des Gebäudes aus den ermittelten Abständen der Sendeeinheiten unter Berücksichtigung der Intensität und Stärke der gesendeten Lichtsignale mittels einer Abstands-, Entfernungs- oder Längenbestimmungsmethode, wie der Trilaterationsmethode, in der Empfängereinheit.
- Transmitting the location information, the position coordinates or the identification marking of the transmission units as light signals to the receiver unit of the object,
- - Determining the distances to the transmitting units from the received light signals in the receiver unit, and
- - Determining the position of the object in the interior of the building from the determined distances of the transmitting units, taking into account the intensity and strength of the transmitted light signals by means of a distance, distance or length determination method, such as the trilateration method, in the receiver unit.
Gemäß einem zweiten Aspekt nutzt das erfindungsgemäße Verfahren zur Positionsbestimmung des im Innenraum eines Gebäudes befindlichen bewegten Objektes die Zellenidentifikations-(Cell-ID)Methode zur mobilen Positionsbestimmung, die aus der Mobilfunktechnik bekannt ist. Jedoch verwendet das erfindungsgemäße Verfahren anstelle von Funksignalen sichtbare Lichtstrahlen oder Strahlen im Infrarotbereich als Übertragungsmedium.According to a second aspect, the method according to the invention for determining the position of the moving object located in the interior of a building uses the cell identification (Cell-ID) method for mobile positioning, which is known from mobile radio technology. However, the method of the invention uses instead of Radio signals visible light rays or rays in the infrared range as a transmission medium.
Als Sendeeinheiten wird eine Vielzahl von Beleuchtungselemente eingesetzt, wobei die Beleuchtungselemente jeweils Beleuchtungszellen bilden. Die Beleuchtungszellen umfassen den Bereich oder die Fläche, welche durch das Beleuchtungselement ausgeleuchtet wird. Das Beleuchtungselement befindet sich dabei im Zentrum seiner Beleuchtungszelle.As transmitting units a plurality of lighting elements is used, wherein the lighting elements each form lighting cells. The illumination cells comprise the area or the area which is illuminated by the illumination element. The lighting element is located in the center of his lighting cell.
Jedem Beleuchtungselement und damit auch jeder Beleuchtungszelle wird eine eindeutige Identifizierungskennzeichnung zugeordnet.Each lighting element and thus also each lighting cell is assigned a unique identification mark.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Ermitteln der Position des bewegten Objekts unter Verwendung von sichtbarem Licht oder Infrarotstrahlung umfasst dabei folgende Schritte:
- – Übermitteln der jeweiligen Identifizierungskennzeichnung der Beleuchtungszellen als Lichtsignale zur Empfängereinheit des Objektes,
- – Ermitteln der Abstände zu den Beleuchtungselementen aus den empfangenen Lichtsignalen in der Empfängereinheit des Objektes,
- – Übermitteln der jeweiligen Identifizierungskennzeichnung derjenigen Beleuchtungszelle, die dem Objekt am nächsten liegt,
- – Bereitstellen von Positionsangaben der jeweiligen Beleuchtungselemente aus einer lokalen Datenbank oder einer entfernten Datenbank (Remote Database) in der Empfängereinheit des Objektes für die übermittelte Identifizierungskennzeichnung, und
- – Ermitteln der Position des Objektes im Raum in der Empfängereinheit aus der übermittelten bestimmten Identifizierungskennzeichnung und der Positionsangaben.
- Transmitting the respective identification marking of the illumination cells as light signals to the receiver unit of the object,
- Determining the distances to the illumination elements from the received light signals in the receiver unit of the object,
- Transmitting the respective identification marking of the lighting cell which is closest to the object,
- Providing position indications of the respective lighting elements from a local database or a remote database in the receiver unit of the transmitted identification tag, and
- - Determining the position of the object in space in the receiver unit from the transmitted specific identification tag and the position information.
In einer Ausgestaltung des vorab beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens werden von den Beleuchtungselementen nicht deren Identifikationsnummer sondern die Positionsdaten des Beleuchtungselements als Lichtsignale zur Empfängereinheit übertragen und dort aus den mittels der Lichtstrahlen übertragenen Positionsdaten die Position des Objektes im Raum bestimmt.In one embodiment of the method according to the invention described above, the illumination elements do not transmit their identification number but the position data of the illumination element as light signals to the receiver unit and there determine the position of the object in space from the position data transmitted by the light beams.
Um die Position des Objektes genau zu bestimmen, werden zunächst die Positionsdaten von einem ersten Beleuchtungselement zur Empfängereinheit des Objektes mittels der vom Beleuchtungselement abgestrahlten Lichtstrahlen übertragen. Weiterhin werden auch die Positionsdaten von einem oder mehreren weiteren Beleuchtungselementen mittels der von den Beleuchtungselementen abgestrahlten Lichtstrahlen an die Empfängereinheit übermittelt. Das Objekt befindet sich dabei irgendwo zwischen diesen Beleuchtungselementen, also in einer Schnittfläche der weiteren von den Lichtstrahlen der Beleuchtungselemente gebildeten Beleuchtungszellen. Somit wird nunmehr kein exakter Positionspunkt des Objektes ermittelt, sondern ein kleiner abgegrenzter Bereich, in dem sich das Objekt befindet. Je mehr lichtausstrahlende Beleuchtungselemente und damit auch Beleuchtungszellen in die Positionsbestimmung einbezogen werden, desto genauer kann die Position bzw. Lage des Objektes bestimmt werden.In order to determine the position of the object precisely, the position data are first transmitted from a first illumination element to the receiver unit of the object by means of the light beams emitted by the illumination element. Furthermore, the position data of one or more further illumination elements are also transmitted to the receiver unit by means of the light beams emitted by the illumination elements. In this case, the object is located somewhere between these illumination elements, that is to say in a sectional area of the further illumination cells formed by the light beams of the illumination elements. Thus, now no exact position point of the object is determined, but a small delimited area in which the object is located. The more light-emitting illumination elements and thus also illumination cells are included in the position determination, the more accurately the position or position of the object can be determined.
Mit dem vorab beschriebenen Verfahren kann in vorteilhafter Weise ermittelt werden, wo sich ein mobiles Objekt bzw. dessen Nutzer innerhalb des Gebäudes befindet. Die Genauigkeit der Positionsbestimmung ist von den Abmessungen der Beleuchtungszellen abhängig. Da die Beleuchtungszellen üblicherweise geringe Abmessung aufweisen, kann eine sehr hohe Genauigkeit der Bestimmung der Position des bewegten Objektes von ca. 2 bis 5 erreicht werden. Um die Genauigkeit der Positionsbestimmung mit dem vorab beschriebenen Verfahren noch weiter zu steigern, muss lediglich die Anzahl und/oder Dichte der Beleuchtungszellen erhöht werden, so dass eine Anwendung auch in Parkhäusern oder in größeren Anlagen im Bereich der Prozessindustrie oder Fabrikationsindustrie gegeben ist.With the method described above can be determined in an advantageous manner, where a mobile object or its users is located within the building. The accuracy of the position determination depends on the dimensions of the illumination cells. Since the illumination cells usually have small dimensions, a very high accuracy of the determination of the position of the moving object of about 2 to 5 can be achieved. In order to increase the accuracy of the position determination even further with the method described above, only the number and / or density of the lighting cells has to be increased, so that an application is also given in parking garages or in larger plants in the field of process industry or manufacturing industry.
Weiterhin benötigt das erfindungsgemäße Verfahren keine komplexe Netzwerkstruktur und Netzwerkverbindung und kann ähnlich eines Barcode-Scanners gehandhabt werden.Furthermore, the inventive method does not require a complex network structure and network connection and can be handled similarly to a barcode scanner.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung können auch beide vorab beschriebenen Verfahren miteinander kombiniert werden, so dass die zunächst, beispielsweise mit der Trilaterationsmethode, ermittelten Abständen der Beleuchtungselemente unter Berücksichtigung der Intensität und Stärke der gesendeten Lichtsignale ermittelt werden und dann die Cell-ID Methode Anwendung findet. Dabei sind nicht unbedingt drei Beleuchtungselemente erforderlich. Schon ein Beleuchtungselement ist ausreichend um die gewünschten Positionsangaben zu erhalten. Werden jedoch mehrere Beleuchtungselemente zur Positionsbestimmung des Objektes herangezogen, ist die Position des Objektes genauer bestimmbar.In an advantageous embodiment of the invention, both methods described above can be combined with each other, so that the first, for example with the trilateration method, determined distances of the lighting elements are determined taking into account the intensity and strength of the transmitted light signals and then the Cell-ID method applies , This does not necessarily require three lighting elements. Even a lighting element is sufficient to obtain the desired position information. However, if several lighting elements are used to determine the position of the object, the position of the object can be determined more accurately.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile liegen weiterhin darin, dass eine exakte Information über die Ausrichtung des Objektes bereitgestellt wird, ohne dass die Objekte mit zusätzlichen Elementen ausgestattet werden müssen. Es wird eine bereits vorhandene Beleuchtungsinfrastruktur für die Ortungen der Objekte im Innenraum, und zwar parallel zu deren jeweiligen Hauptfunktion nutzbar gemacht.The advantages achievable with the invention continue to be that exact information about the orientation of the object is provided without the objects having to be equipped with additional elements. An existing lighting infrastructure for the location of the objects in the interior, in parallel to their respective main function is made available.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Positionsbestimmungsvorrichtung zum Ermitteln einer Position eines Objekts in einem Innenraum eines Gebäudes unter Verwendung von sichtbarem Licht oder Infrarotstrahlung mit wenigstens drei Beleuchtungselementen vorgesehen, wobei die Beleuchtungselementen so modifiziert sind, dass sie zusätzlich zu ihrer Beleuchtungsfunktion die Übertragung einer Identifizierungskennzeichnung mittels dem von den Beleuchtungselementen abgegebenen sichtbare Lichtstrahlen oder Strahlen im Infrarotbereich bereitstellen. Erfindungsgemäß ist das Objekt mit wenigstens einer Empfängereinheit ausgestattet, welche die von den als Sendeeinheiten wirkende Beleuchtungselementen abgegebenen sichtbare Lichtstrahlen oder Strahlen im Infrarotbereich empfängt und daraus die Position des Objektes, beispielsweise nach der Trilaterationsmethode, bestimmt.According to another aspect of the invention, a position determining device for Determining a position of an object in an interior of a building using visible light or infrared radiation provided with at least three lighting elements, wherein the lighting elements are modified so that in addition to their illumination function, the transmission of an identification mark by means of visible light beams or beams emitted by the lighting elements deploy in the infrared range. According to the invention, the object is equipped with at least one receiver unit which receives the visible light beams or beams emitted by the illumination elements acting as transmitting units in the infrared range and determines therefrom the position of the object, for example according to the trilateration method.
In einer Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Positionsbestimmungsvorrichtung zum Ermitteln der Position des bewegten Objekts eine Vielzahl von Beleuchtungszellen, wobei
- – die Beleuchtungselemente jeweils mit einer Identifizierungskennzeichnung ausgestattet sind,
- – die Beleuchtungselemente ihre jeweiligen Identifizierungskennzeichnungen als Lichtsignal zu einer Empfängereinheit des Objektes übermitteln,
- – die Empfängereinheit die Abstände zu den Beleuchtungselementen aus den empfangenen Lichtsignalen in der Empfängereinheit des Objektes ermittelt und die jeweilige Identifizierungskennzeichnung derjenigen Beleuchtungszelle, die dem Objekt am nächsten liegt, ermittelt,
- – die Empfängereinheit des Objektes Positionsangaben der jeweiligen Beleuchtungselemente aus einer lokalen Datenbank oder einer entfernten Datenbank (Remote Database) für die übermittelte Identifizierungskennzeichnung bereitstellt, und
- – die Empfängereinheit aus der übermittelten Identifizierungskennzeichnung und der Positionsangaben die Position des Objektes im Raum ermittelt.
- The lighting elements are each equipped with an identification mark,
- The lighting elements transmit their respective identification markings as a light signal to a receiver unit of the object,
- The receiver unit determines the distances to the illumination elements from the received light signals in the receiver unit of the object and determines the respective identification marking of the illumination cell which is closest to the object,
- The receiver unit of the object provides position information of the respective lighting elements from a local database or a remote database for the transmitted identification tag, and
- - The receiver unit from the transmitted identification marking and the position information determines the position of the object in space.
Die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzielbaren Vorteile beruhen darauf, dass die Kommunikation, welche die Strahlung von sichtbarem Licht oder Infrarotstrahlen verwendet, die Möglichkeit bereitstellt, im Vergleich zu anderen drahtlosen Kommunikationstechnologien preisgünstige und schon verfügbare Beleuchtungselemente zu nutzen, wobei es sich als besonders vorteilhaft erweist, dass die hier beschriebenen nur in eine Richtung arbeitende Kommunikation mittels sichtbarer Lichtstrahlen oder Strahlen im Infrarotbereich keine Interferenzen mit vorhandenen drahtlosen RF-Netzwerken erzeugt. Auch bietet die optische Datenübertragung eine verbesserte Datensicherheit als herkömmliche abhörbare drahtlose Kommunikationsverbindungen, da sie als Punkt zu Punkt Kommunikationsverbindung arbeitet.The advantages that can be achieved with the device according to the invention are based on the fact that the communication which uses the radiation of visible light or infrared rays makes it possible to use inexpensive and already available lighting elements in comparison to other wireless communication technologies, whereby it proves to be particularly advantageous. the unidirectional communication using visible light rays or infrared rays described herein does not interfere with existing RF wireless networks. Also, the optical data transmission provides improved data security than conventional wiretable wireless communication links, as it operates as a point-to-point communication link.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung sind beispielsweise zur Positionsbestimmung und Navigation von Objekten im Innenraumbereich großer Automatisierungsanlagen einsetzbar. Dabei wird davon ausgegangen, dass sich in dieser Betriebsanlage eine Vielzahl von Geräten befindet, die an unterschiedlichen Standorten positioniert sind. Erhält nun das Betriebspersonal einen Alarm, der darauf hinweist, dass eines dieser Geräte einer dringenden Wartung bedarf oder ein Gerät seine Verbindung zu einem Netzwerk verloren hat, besteht das Erfordernis, dieses Gerät aufzufinden, um übliche Wartungsarbeiten und eine Störungsbeseitigung durchzuführen.The method according to the invention and the device according to the invention can be used, for example, for determining the position and navigation of objects in the interior area of large automation systems. It is assumed that this plant has a large number of devices that are positioned at different locations. If the operating personnel receive an alarm indicating that one of these devices is in need of urgent maintenance or a device has lost connection to a network, there is a need to locate that device for routine maintenance and troubleshooting.
Erfindungsgemäß umfasst die Positionsbestimmungsvorrichtung Empfängereinheiten zum Empfang der Lichtstrahlen, die vorzugsweise mit einer Anwendungssoftware (APP) zur Verarbeitung der empfangenen Lichtstrahlen ausgestattet sind. Die ermittelte Positions- oder Ortungsinformation kann dazu verwendet werden, das Betriebspersonal zum Bestimmungsort zu navigieren.According to the invention, the position-determining device comprises receiver units for receiving the light beams, which are preferably equipped with an application software (APP) for processing the received light beams. The determined position or location information can be used to navigate the operator to the destination.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung sind weiterhin zur Positionsbestimmung und Navigierung von Fahrzeugen im Innenraumbereich eines geschlossenen Parkhauses einsetzbar. Hier geht die Erfindung davon aus, dass die im Parkhaus installierten Beleuchtungselemente zusätzlich zu ihrer Beleuchtungsfunktion auch als Kommunikationstransmitter mittels sichtbaren Lichtes verwendet werden. Um die Position der Fahrzeuge im Parkhaus zu bestimmen, sind diese mit einem Kommunikationsempfänger für die von den Beleuchtungselementen ausgesendeten Lichtstrahlen ausgestattet. Der Kommunikationsempfänger ist bevorzugt im Navigationsgerät des Fahrzeuges integriert.The method according to the invention and the device according to the invention can furthermore be used for determining the position and navigation of vehicles in the interior area of a closed parking garage. Here, the invention assumes that the lighting elements installed in the parking garage are used in addition to their lighting function as a communication transmitter by means of visible light. To determine the position of the vehicles in the parking garage, they are equipped with a communication receiver for the light beams emitted by the lighting elements. The communication receiver is preferably integrated in the navigation device of the vehicle.
Sobald ein Fahrzeug in den Innenbereich des Parkhauses einfährt, wird die Positionsbestimmung bzw. Navigation gestartet, die Position des Autos gemäß dem vorab beschriebenen Verfahren bestimmt und das Fahrzeug zum nächstgelegenen freien Parkplatz geführt.As soon as a vehicle enters the interior of the parking garage, the positioning or navigation is started, the position of the car is determined according to the method described above and the vehicle is guided to the nearest free parking space.
Hier erweist es sich als besonders vorteilhaft, dass ein unnötiges Umherfahren im Parkhaus vermieden wird und die bereits zur Verfügung stehende Beleuchtungsinfrastruktur als Kommunikationsmedium genutzt wird.Here, it proves to be particularly advantageous that an unnecessary driving around in the parking garage is avoided and the already available lighting infrastructure is used as a communication medium.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung betrifft das Navigieren im Innenbereich eines Einkaufszentrums, um Personen zu bestimmten Geschäften zu führen. Auch hier wird die vorhandene Beleuchtungsinfrastruktur als Kommunikationssender für die ausgestrahlten Lichtsignale genutzt. Auf der Empfängerseite kann beispielsweise ein Smartphone als Empfängereinheit verwendet werden, um die von den Beleuchtungselementen abgegebenen Lichtsignale zu empfangen und den Standort der Person zu ermitteln.Another embodiment of the present invention relates to navigating the interior of a mall to guide people to specific stores. Again, the existing lighting infrastructure is used as a communication transmitter for the emitted light signals. On the receiver side can For example, a smartphone can be used as a receiver unit to receive the light signals emitted by the lighting elements and to determine the location of the person.
Anhand von dem in den folgenden Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen sollen die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen, Verbesserungen und weitere Vorteile der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.Based on the embodiments illustrated in the following figures, the invention and advantageous refinements, improvements and other advantages of the invention will be explained and described in detail.
Es zeigen:Show it:
An der Decke des Raumes
Die Empfängereinheit
Zum Empfang der Lichtstrahlen VL ist die Empfängereinheit
Die Abstände zwischen der Empfängereinheit
Mittels eines festgelegten Grenz- oder Schwellwertes SW wird bestimmt, ob ein Lichtsignal VL vorhanden ist, d. h. der Strom- oder Spannungswert U/I liegt oberhalb des Schwellwertes (digital 1) oder ein Lichtsignal VL fehlt, d. h. der Strom- oder Spannungswert U/I liegt unterhalb des Schwellwertes (digital 0). Zusätzlich zu diesem Mechanismus wird auch der Stärkegrad bzw. der Grad der Intensität eines jeden Lichtsignals VL berücksichtigt, was beispielsweise durch die Faktoren a und b in der
Wie in der Abbildung gemäß
Da das Licht in der Luft absorbiert wird, kommt es zu einer Abschwächung der Lichtintensität/Lichtstärke, wobei diese Abschwächung in direkter Verbindung mit dem Abstand a, b zwischen der Sendeeinheit
In
Den Sendeeinheiten
Gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsvariante ist lediglich eine erste Zelle
- –
Das Objekt 20 empfängt die von der Beleuchtungszelle11 abgegebenen Lichtsignale VL und befindet sich somit innerhalb des Bereiches der Beleuchtungszelle11 . - –
Das Objekt 20 empfängt kein Lichtsignal VL von der Beleuchtungszelle11 und befindet sich somit außerhalb des Bereiches der Beleuchtungszelle11 , so dass keine Position des Objektes20 bestimmt wird.
- - The
object 20 receives the from the lighting cell11 emitted light signals VL and is thus within the range of the illumination cell11 , - - The
object 20 does not receive a light signal VL from the illumination cell11 and is thus outside the range of the illumination cell11 , so no position of theobject 20 is determined.
Gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsvariante empfängt das Objekt
- –
Werden vom Objekt 20 nur Lichtsignale VL von der ersten Beleuchtungszelle11 empfangen, befindetsich das Objekt 20 innerhalb des Bereiches der ersten Beleuchtungszelle11 , jedoch nicht in den Bereichen der zweiten, dritten und vierten Beleuchtungszelle12 ,13 ,14 . - – Werden vom Objekt
22 nur Lichtsignale VL von der zweiten Beleuchtungszelle12 empfangen, befindetsich das Objekt 21 innerhalb des Bereiches der zweiten Beleuchtungszelle12 , jedoch nicht in den Bereichen der ersten, dritten und vierten Beleuchtungszelle11 ,13 ,14 . - – Werden vom Objekt
23 nur Lichtsignale VL von der dritten Beleuchtungszelle13 empfangen, befindet sich das Objekt23 innerhalb des Bereiches der dritten Beleuchtungszelle13 , jedoch nicht in den Bereichen der ersten, zweiten und vierten Beleuchtungszelle11 ,12 ,14 . - – Werden vom Objekt
24 Lichtsignale VL von der ersten Beleuchtungszelle11 und der dritten Beleuchtungszelle13 empfangen, jedoch nicht von der zweiten Beleuchtungszelle12 und der vierten Beleuchtungszelle, befindet sich das Objekt24 innerhalb der Bereiche der ersten und dritten Beleuchtungszelle11 ,13 . - – Werden vom Objekt
25 Lichtsignale VL von der ersten und zweiten Beleuchtungszelle11 ,12 empfangen, jedoch nicht von der dritten und der vierten Beleuchtungszelle13 ,14 , befindet sich das Objekt25 innerhalb der Bereiche der ersten und zweiten Beleuchtungszelle11 ,12 . - – Werden vom Objekt
26 Lichtsignale VL von der zweiten und dritten Beleuchtungszelle12 ,13 empfangen, jedoch nicht von der ersten und vierten Beleuchtungszelle11 ,14 , befindet sich das Objekt26 innerhalb der Bereiche der zweiten und dritten Beleuchtungszelle12 ,13 . - – Werden vom Objekt
27 Lichtsignale VL von der ersten, zweiten, dritten Beleuchtungszelle11 ,12 ,13 empfangen, befindet sich das Objekt27 innerhalb der Bereiche dieser Beleuchtungszellen11 ,12 ,13 , also im Schnittbereich aller drei Zellen11 ,12 ,13 .
- - Are from the
object 20 only light signals VL from the first illumination cell11 receive, the object is located20 within the range of the first lighting cell11 but not in the areas of the second, third and fourth lighting cell12 .13 .14 , - - Are from the object
22 only light signals VL from the second illumination cell12 receive, the object is located21 within the range of the second illumination cell12 but not in the areas of the first, third and fourth lighting cell11 .13 .14 , - - Are from the object
23 only light signals VL from the third illumination cell13 receive, the object is located23 within the range of the third illumination cell13 but not in the areas of the first, second and fourth lighting cell11 .12 .14 , - - Are from the object
24 Light signals VL from the first illumination cell11 and the third illumination cell13 received, but not from the second lighting cell12 and the fourth illumination cell, the object is located24 within the areas of the first and third lighting cell11 .13 , - - Are from the object
25 Light signals VL from the first and second illumination cells11 .12 received, but not from the third and the fourth illumination cell13 .14 , is the object25 within the areas of the first and second lighting cell11 .12 , - - Are from the object
26 Light signals VL from the second and third illumination cells12 .13 received, but not from the first and fourth lighting cell11 .14 , is the object26 within the areas of the second and third lighting cell12 .13 , - - Are from the object
27 Light signals VL from the first, second, third illumination cell11 .12 .13 receive, the object is located27 within the areas of these lighting cells11 .12 .13 , ie in the intersection of all three cells11 .12 .13 ,
Gemäß einer dritten beispielhaften Ausführungsvariante empfängt das Objekt
- –
Das Objekt 20 empfängt Lichtsignale VL entweder von der ersten, der zweiten, der dritten oder vierten Beleuchtungszelle11 ,12 ,13 ,14 und befindet sich somit innerhalb einer dieser Beleuchtungszellen11 ,12 ,13 ,14 . - – Werden jedoch
vom Objekt 21 keine Lichtsignale VL empfangen, kann lediglich bestimmt werden, dass sichdas Objekt 21 nicht im Bereich einer der Beleuchtungszellen11 ,12 ,13 ,14 befindet.
- - The
object 20 receives light signals VL from either the first, the second, the third or the fourth illumination cell11 .12 .13 .14 and is thus within one of these lighting cells11 .12 .13 .14 , - - However, they are the
object 21 receive no light signals VL, can only be determined that theobject 21 not in the area of one of the lighting cells11 .12 .13 .14 located.
Allen drei Ausführungsvarianten ist gemeinsam, dass sich das Objekt im Bereich derjenigen Zelle befindet, von der es ein Lichtsignal erhält. Werden Signale von mehreren Beleuchtungszellen vom Objekt empfangen, befindet sich das Objekt im Schnittbereich dieser Zellen und somit in einem voraussichtlich enger gefassten Bereich, wodurch eine genaue Positionsbestimmung des Objektes erreicht wird.All three embodiments have in common that the object is in the area of that cell from which it receives a light signal. If signals from a plurality of illumination cells are received by the object, the object is located in the intersection of these cells and thus in a presumably narrower area, whereby an accurate position determination of the object is achieved.
Optional ist auch vorgesehen, dass die jeweiligen Beleuchtungszellen
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Innenraum eines GebäudesInterior of a building
- 1010
- Sendeeinheit, BeleuchtungselementTransmitting unit, lighting element
- 1111
- erste Beleuchtungszellefirst lighting cell
- 1212
- zweite Beleuchtungszellesecond lighting cell
- 1313
- dritte Beleuchtungszellethird lighting cell
- 1414
- vierte Beleuchtungszellefourth lighting cell
- 2020
- Objektobject
- 2121
- Objektobject
- 2222
- Objektobject
- 2323
- Objektobject
- 2424
- Objektobject
- 2525
- Objektobject
- 2626
- Objektobject
- 2727
- Objektobject
- 2828
- Empfängereinheitreceiver unit
- VLVL
- sichtbares Licht, Infrarotstrahlungvisible light, infrared radiation
- IDID
- Identifizierungskennzeichnung, Standortinformationen, PositionskoordinatenIdentification tag, location information, location coordinates
- SWSW
- Grenz- oder SchwellwertLimit or threshold
- a, ba, b
- Faktorfactor
- U/IU / I
- Spannungs- oder Stromwert, Spannungs- oder StromsignalVoltage or current value, voltage or current signal
- tt
- Zeitbereichtime range
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102014000411.2A DE102014000411A1 (en) | 2014-01-17 | 2014-01-17 | Method and device for determining the position of an object |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102014000411.2A DE102014000411A1 (en) | 2014-01-17 | 2014-01-17 | Method and device for determining the position of an object |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102014000411A1 true DE102014000411A1 (en) | 2015-08-06 |
Family
ID=53546775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102014000411.2A Withdrawn DE102014000411A1 (en) | 2014-01-17 | 2014-01-17 | Method and device for determining the position of an object |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102014000411A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017080829A1 (en) * | 2015-11-13 | 2017-05-18 | Osram Gmbh | Locating a vehicle |
| WO2017080827A1 (en) * | 2015-11-13 | 2017-05-18 | Osram Gmbh | Location of an object with an emitter |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE20304906U1 (en) * | 2003-03-27 | 2003-06-18 | Smit, Michael, 51491 Overath | Position locating device for mobile objects uses matrix of transmitters and object mounted receivers |
| US20090284366A1 (en) * | 2008-05-14 | 2009-11-19 | Sony Ericsson Mobile Communications Ab | System and method for determining positioning information via modulated light |
| DE102009013671A1 (en) * | 2009-03-13 | 2010-09-16 | Jungheinrich Aktiengesellschaft | Device for determining the position of a truck |
| US20130135707A1 (en) * | 2011-11-29 | 2013-05-30 | General Electric Company | Systems and methods for relative positioning |
| US20130141555A1 (en) * | 2011-07-26 | 2013-06-06 | Aaron Ganick | Content delivery based on a light positioning system |
-
2014
- 2014-01-17 DE DE102014000411.2A patent/DE102014000411A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE20304906U1 (en) * | 2003-03-27 | 2003-06-18 | Smit, Michael, 51491 Overath | Position locating device for mobile objects uses matrix of transmitters and object mounted receivers |
| US20090284366A1 (en) * | 2008-05-14 | 2009-11-19 | Sony Ericsson Mobile Communications Ab | System and method for determining positioning information via modulated light |
| DE102009013671A1 (en) * | 2009-03-13 | 2010-09-16 | Jungheinrich Aktiengesellschaft | Device for determining the position of a truck |
| US20130141555A1 (en) * | 2011-07-26 | 2013-06-06 | Aaron Ganick | Content delivery based on a light positioning system |
| US20130135707A1 (en) * | 2011-11-29 | 2013-05-30 | General Electric Company | Systems and methods for relative positioning |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017080829A1 (en) * | 2015-11-13 | 2017-05-18 | Osram Gmbh | Locating a vehicle |
| WO2017080827A1 (en) * | 2015-11-13 | 2017-05-18 | Osram Gmbh | Location of an object with an emitter |
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