Title:
Verfahren zur Lokalisierung von Gegenständen
Document Type and Number:
Kind Code:
A1

Abstract:

Ein Verfahren zur Lokalisierung von Gegenständen, bei welchem eine mobile Vorrichtung (1) verwendet wird, ist im Hinblick auf die Aufgabe, Gegenstände möglichst zuverlässig und genau zu lokalisieren, nämlich deren örtliche Position möglichst genau zu erfassen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Karteneinrichtung (11) verwendet wird, durch welche Karten von geographischen Gebieten speicherbar oder ladbar sind, und dass eine Aktualisierungseinrichtung (6) verwendet wird, mit welcher die letzte oder aktuell bekannte Lokalisierung eines Gegenstands erfassbar oder änderbar ist.





Inventors:
Ulrich, Marco, Dr. (67259, Großniedesheim, DE)
Aleksy, Markus, Dr. (67065, Ludwigshafen, DE)
Fantana, Nicolaie, Dr. (69124, Heidelberg, DE)
Application Number:
DE102016114162A
Publication Date:
02/01/2018
Filing Date:
08/01/2016
Assignee:
ABB Schweiz AG (Baden, CH)
International Classes:
G01S1/02; G01S5/02; G01S19/48
Attorney, Agent or Firm:
Müller, Andreas, Dipl.-Phys. Dr. rer. nat., 68526, Ladenburg, DE
Claims:
1. Verfahren zur Lokalisierung von Gegenständen, bei welchem eine mobile Vorrichtung (1) verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Karteneinrichtung (11) verwendet wird, durch welche Karten von geographischen Gebieten speicherbar oder ladbar sind, und dass eine Aktualisierungseinrichtung (6) verwendet wird, mit welcher die letzte oder aktuell bekannte Lokalisierung eines Gegenstands erfassbar oder änderbar ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Vorrichtung (1), eine WLAN-Einrichtung (2), eine Funkzelleinrichtung (3), eine Bluetooth-Einrichtung (4) und/ oder eine GPS-Einrichtung (5) genutzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Präzisionseinrichtung (7) verwendet wird, mit welcher eine Lokalisierung und deren Genauigkeit erfasst werden.

4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Klassifizierungseinrichtung (9) verwendet wird, mit welcher die Genauigkeit der örtlichen Position eines lokalisierten Gegenstands eingeordnet oder abgeschätzt werden kann.

5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Identifizierungs- und Visualisierungseinrichtung (10) verwendet wird, mit welcher ein Gegenstand identifiziert und die Exaktheit dessen örtlicher Position dargestellt wird.

6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als mobile Vorrichtung (1) ein Mobiltelefon verwendet wird.

Description:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Lokalisierung von Gegenständen, bei welchem eine mobile Vorrichtung verwendet wird.

Im industriellen Umfeld sind die Erfassung und das Auffinden von installiertem Basisequipment von großer Bedeutung. Insbesondere sind die Erfassung und die Aufzeichnung von installiertem Basisequipment auf einem Stockwerk einer Fabrik von Bedeutung. Basisequipment wird hauptsächlich deswegen an einem Standort ausfindig gemacht, um dieses zu lokalisieren. Die Kenntnis des Orts, an dem sich das Equipment befindet, ist beispielsweise für Serviceaktivitäten oder zur Erfassung von Betriebsdauern oder Betriebslebenszeiten notwendig.

Eine Lokalisierung des Basisequipments oder der Gegenstände, die zum Basisequipment gehören, kann durch Nutzen einer mobilen Vorrichtung erfolgen. Beispielsweise kann durch eine Lokalisierung mittels eines Smartphones eine Lokalisierung von Equipment erfolgen, wenn sich das Smartphone in der Nähe des Equipments befindet. Mobile Vorrichtungen verwenden häufig interne Sensoren, beispielsweise auf GPS(Global Positioning System)-Basis, oder verwenden WLAN und andere Netzwerke, um eine Lokalisierung durchzuführen.

Eine Lokalisierung von Equipment an einem Standort kann mit einer Genauigkeit erfolgen, welche in einem großen Bereich variiert. Equipment kann, wenn GPS verfügbar ist, in einem Radius oder mit einer Genauigkeit von wenigen Metern erfasst werden.

Wenn kein GPS verfügbar ist, kann ein solcher Radius zehn Meter bis hunderte von Metern betragen. Möglicherweise kann das Equipment gar nicht erfasst werden.

Für Serviceaktivitäten ist eine Lokalisierung über Systeme, welche für Innenräume ausgelegt sind, nicht geeignet. Solche Systeme sind komplex und teuer. Sie erfordern eine spezielle Hardware- und Softwareinfrastruktur und sind für Anwendungen im Bereich der Lagerhaltung und Logistik bestimmt, nicht jedoch für den Service.

Bei Anwendungen in industriellen Innenräumen, bei Serviceaktivitäten, bei installiertem oder mobilem Equipment sind eine Identifizierung und ein Auffinden nicht leicht möglich, weil ein GPS-Signal nicht zur Verfügung steht. Insoweit ist die Lokalisierung der mobilen Vorrichtungen sehr unpräzise und nur schwer realisierbar.

Bestehende Lösungen sind daher unbefriedigend, insbesondere für industrielle Serviceaktivitäten, aber auch in Minen und Gebäuden, wo kein GPS-Signal existiert und Lokalisierungsinformationen so unpräzise sind, dass sie praktisch nicht nutzbar sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Gegenstände möglichst zuverlässig und genau zu lokalisieren, nämlich deren örtliche Position möglichst genau zu erfassen.

Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Danach wird eine Karteneinrichtung verwendet, durch welche Karten von geographischen Gebieten speicherbar oder ladbar sind, und wird eine Aktualisierungseinrichtung verwendet, mit welcher die letzte oder aktuell bzw. zuletzt bekannte Lokalisierung eines Gegenstands erfassbar oder änderbar ist.

Erfindungsgemäß wird eine mobile Vorrichtung zum Erfassen und Sammeln von Gegenständen, insbesondere eines installierten Basisequipments, verwendet. Für jeden bereits gesammelten oder erfassten Gegenstand ist eine derzeitige geographische Position bekannt und dauerhaft als zuletzt bekannte örtliche Position des Gegenstands gespeichert. Ein interner Speicher ist vorgesehen, welcher Karten von einem Standort oder von einer Fabrik enthält. Die Karten sind bevorzugt vorgeladen oder abgespeichert, bevor zu einem bekannten Standort gegangen wird, oder vorgeladen oder abgespeichert, bevor zu einem Standort gegangen wird, an dem eine Lokalisierung nicht möglich ist. Dies ist beispielsweise in einer Mine der Fall. Der Benutzer kann durch Nutzen der Karten einen Gegenstand aufsuchen oder sich diesem zumindest nähern. Durch eine Interaktion mit den Karten mittels der Aktualisierungseinrichtung wird die Kenntnis über die örtliche Position der Gegenstände ständig verbessert.

Vorteilhaft wird durch die Vorrichtung eine WLAN-Einrichtung, eine Funkzelleinrichtung, eine Bluetooth-Einrichtung und/ oder eine GPS-Einrichtung genutzt. Die mobile Vorrichtung weist vorteilhaft Kommunikationsmittel auf, welche auf Funkzellen, WLAN, Bluetooth (Markenname) und/ oder GPS-Funktionen basieren. Die mobile Vorrichtung ist vorteilhaft als Mobiltelefon ausgestaltet. So kann sie leicht von einem Benutzer transportiert werden. Eine Aktualisierung von Daten kann aus der Ferne erfolgen und Karten, welche entfernt von der mobilen Vorrichtung abgespeichert sind, können aktualisiert werden.

Bevorzugt ist zur Kommunikation mit der mobilen Vorrichtung ein entfernt von dieser angeordneter Server vorgesehen. Die mobile Vorrichtung und/ oder der Server weisen einen internen Speicher für Karten zur Lokalisierung und/ oder interne Speicherkapazitäten für Daten zur Lokalisierung und Identifizierung von Gegenständen auf.

Weiter vorteilhaft wird eine Präzisionseinrichtung verwendet, mit welcher eine Lokalisierung und deren Genauigkeit erfasst werden. Es werden kontinuierlich die örtlichen Änderungen der mobilen Vorrichtung erfasst und in einem Speicher der mobilen Vorrichtung temporär und dauerhaft gespeichert. Es wird des Weiteren die Genauigkeit der Lokalisierung gespeichert.

Vorteilhaft wird eine Klassifizierungseinrichtung verwendet, mit welcher die Genauigkeit der örtlichen Position eines lokalisierten Gegenstands eingeordnet oder abgeschätzt werden kann. Es ist ein internes Modul zur Lokalisierung und zur Auswertung der Genauigkeit der Lokalisierung für Visualisierungszwecke vorgesehen. Die Information wird dem Benutzer angezeigt. Der Benutzer wird über die Präzision der Lokalisierung eines Gegenstands informiert. Genauigkeiten von Lokalisierungsabschätzungen hängen von der örtlichen Position des Benutzers und verfügbaren Netzwerken ab. Die Genauigkeiten können von einigen wenigen Metern bis zu wenigen hundert Metern betragen.

Weiter vorteilhaft wird eine Identifizierungs- und Visualisierungseinrichtung verwendet, mit welcher ein Gegenstand identifiziert und die Exaktheit dessen örtlicher Position dargestellt wird. Ein Visualisierungsschema für die Genauigkeit der Lokalisierung, mit welcher ein Gegenstand erfasst werden kann, kann ein Farbschema umfassen. Das Farbschema visualisiert die Genauigkeit, mit der ein Equipment erfasst wird, durch eine Zahl von Bereichen, insbesondere durch eine Zahl von Farbbereichen. Das Visualisierungsschema kann die Genauigkeit auch durch Wörter, Wörter und Farben, Symbole oder andere visuelle Effekte darstellen, welche geeignet sind, eine Genauigkeit einer örtlichen Position abzubilden bzw. zu klassifizieren. Beispielsweise kann eine Genauigkeit von weniger als 20 m mit grüner Farbe angezeigt werden, 20 bis 200 m können mit blauer Farbe und über 200 m können mit roter Farbe gekennzeichnet werden.

Vorteilhaft ist in der mobilen Vorrichtung ein interner Speicher vorgesehen, welcher Inhalte speichert, die mit dem erfassten Gegenstand verbunden sind. Eine Schnittstelle für den Benutzer kann die erfassten Gegenstände anzeigen oder die Anzeige von Eigenschaften der Gegenstände, von Schlüsseldaten und der Präzision der bekannten Lokalisierung blockieren.

Der Benutzer kann das Erfassen von Gegenständen im Außenbereich, im Innenbereich oder in beiden Bereichen durchführen. Dies kann in folgenden Weisen erfolgen:
Der Benutzer beginnt im Außenbereich und geht von dort in den Innenbereich. Die örtliche Position ist vom Außenbereich her bekannt und ändert sich solange nicht, wie eine Anwendungssoftware aktiviert ist. Alle Gegenstände erhalten die zuletzt bekannte örtliche Position.

Der Benutzer beginnt im Innenbereich und geht in den Außenbereich. Dem Benutzer ist erlaubt, Gegenstände ohne bekannte Lokalisierung zu erfassen. Sobald er ein Gebäude verlässt und nach außen geht, kann ihm ein tatsächlicher Datenpunkt betreffend seine örtliche Position zugeordnet werden. Optional kann der Benutzer anhand einer Karte für jeden Gegenstand einen Ort eingeben, vorzugsweise erfolgt das Eingeben der Orte händisch.

Die durchschnittliche Position der erfassten Gegenstände wird berechnet und intern als „durchschnittliche Lokalisierungspunkte“ oder durchschnittliche Lokalisierung gespeichert, nachdem jeder Punkt gesammelt wurde.

Hierbei ist von Bedeutung, dass ein durchschnittlicher Wert der örtlichen Positionen der erfassten Punkte verwendet wird, um eine Karte zu zentrieren, welche dem Benutzer angezeigt wird. So kann eine interaktive Korrektur bei der Lokalisierung bereits erfasster Gegenstände erfolgen. Hierdurch wird eine möglicherweise lange Navigation auf der Karte vermieden, um einen Punkt von Interesse aufzufinden.

Ein Verfahren zum Verbessern oder Korrigieren der Lokalisierung eines Equipments, beispielsweise im Fall einer unbefriedigenden oder verwirrenden Lokalisierung oder wenn keine Information betreffend die Lokalisierung erfasst wurde, kann durch Interaktion mit dem Benutzer durchgeführt werden.

Der Benutzer wählt einen aufgenommenen und/ oder erfassten Punkt, wo er will, um die Lokalisierung präziser interaktiv aber näherungsweise zu spezifizieren. Darauf ändert er interaktiv die Position des Gegenstands, der auf der Karte gezeigt ist, in eine nähere Position.

Der Benutzer zeigt Kartendetails, beispielsweise auf einer Satellitenkarte oder Erdkarte oder in anderer Weise, zeigt auf die gewünschte und korrigierte Position des Gegenstands und setzt diesen manuell. Bevorzugt erfolgt die Interaktion durch Berühren, durch Nutzen eines Stifts oder durch Verwenden einer anderen Interaktionseinrichtung, welche auf einem Telefon, insbesondere einem Mobiltelefon, vorgesehen ist.

Er kann interaktiv genauer die Position bestimmen und manuell den tatsächlichen Ort mit einer vernünftigen Näherung auswählen. Beispielsweise kann er leicht in einem Teil eines Gebäudes, einer bestimmten Fabrikhalle oder einem Fabrikgelände eine Lokalisierung durchführen.

Die nachfolgenden Verfahren erläutern, wie die Lokalisierung in einem Online-Modus oder in einem Offline-Modus erfolgen kann.

Das erste Verfahren ist für eine Arbeit geeignet, bei der eine Datenverbindung besteht, die online, also eingeschaltet, ist. Eine Karte wird über das Internet geladen, wobei eine Kommunikation erforderlich ist. Die Karte wird angezeigt, beispielsweise in einem Satelliten- oder einem Erdmodus. Der Benutzer berührt die Karte oder interagiert mit der Karte, indem er visuell das Gebiet identifiziert, wo er tätig war und wo der Gegenstand näherungsweise positioniert ist. Eine neue Position wird dem ausgewählten Gegenstand zugeordnet, um eine interaktive Korrektur der Lokalisierung durchzuführen. Die Korrektur eines Punkts kann zu jeder Zeit durchgeführt werden, nachdem der betreffende Ort besucht und der Gegenstand erfasst wurde.

Das zweite Verfahren ist für eine Arbeit geeignet, die offline, also vom Netz getrennt, erfolgt. Eine Steigerung im Offline-Modus erfordert, über einige geeignete Karten zu verfügen, welche auf einem Telefon, insbesondere einem Mobiltelefon, vorhanden sind. Ein Satz von Karten muss vorgeladen und auf der mobilen Vorrichtung verfügbar und/ oder gespeichert sein, um gemeinsam mit einem Referenzpunkt auf der Karte, beispielsweise dem linken Eckbereich des Kartenbodens, genutzt zu werden.

Der Referenzpunkt ist bevorzugt in absoluten Weltkoordinaten bekannt. Die Karten, die zu laden sind, sind Teile einer größeren Karte, wobei eine absolute Position bekannt ist, beispielsweise im unteren linken Eckbereich der Karte, anhand einer Höhe, Länge oder optionalen Länge.

Die Karten können auf der mobilen Vorrichtung angezeigt werden. Ein Berührpunkt, den der Benutzer aufgenommen hat, ist mit relativen graphischen Koordinaten versehen. Diese müssen in absolute Koordinaten umgerechnet werden, wobei die Umrechnung in einem geometrisch arbeitenden Transformationsmodul erfolgt. Die absoluten Koordinaten werden im Gegenstand gespeichert oder diesem zugeordnet und in einem Mobiltelefon gespeichert.

Bevorzugt wird als mobile Vorrichtung ein Mobiltelefon verwendet. Mobiltelefone sind leicht verfügbar und können gut von einem Benutzer transportiert werden.

In der Zeichnung zeigt die einzige

Fig. eine schematische Darstellung einer Interaktion eines Benutzers mit einer mobilen Vorrichtung, um die Lokalisierung eines Gegenstands durchzuführen und zu präzisieren.

Die einzige Fig. zeigt eine mobile Vorrichtung 1, welche eine WLAN-Einrichtung 2, eine Funkzelleinrichtung 3, eine Bluetooth-Einrichtung 4 und eine GPS-Einrichtung 5 aufweist.

Die mobile Vorrichtung 1 weist des Weiteren eine Aktualisierungseinrichtung 6 auf, mit welcher die zuletzt bekannte Lokalisierung erfasst oder geändert werden kann.

Die mobile Vorrichtung 1 weist eine Präzisionseinrichtung 7 auf, mit welcher eine Lokalisierung und deren Genauigkeit erfasst werden kann.

Die mobile Vorrichtung 1 weist eine Erfassungseinrichtung 8 auf, mit welcher der zuletzt lokalisierte Gegenstand erfasst werden kann.

Die mobile Vorrichtung 1 weist eine Klassifizierungseinrichtung 9 auf, mit welcher die Genauigkeit der örtlichen Position eines lokalisierten Gegenstands eingeordnet oder abgeschätzt werden kann.

Die mobile Vorrichtung 1 weist eine Identifizierungs- und Visualisierungseinrichtung 10 auf, mit welcher ein Gegenstand identifiziert und die Exaktheit dessen örtlicher Position dargestellt werden kann.

Die mobile Vorrichtung 1 weist eine Karteneinrichtung 11 auf, durch welche interne Karten von geographischen Gebieten gespeichert oder geladen werden können, insbesondere, um in einem Offline-Modus zu arbeiten.

Die mobile Vorrichtung 1 weist einen lokalen Speicher 12 auf, in welchem Daten über Gegenstände und deren Aufgaben gespeichert werden können.

In einem Online-Modus lädt der Benutzer 13 eine Karte über das Internet 14, wobei die Karte anhand von zuletzt bekannten Lokalisierungsdaten 15 gewählt wird. Der Benutzer 13 gibt über ein Bedienfeld 16 bevorzugt händisch Daten über den Gegenstand und insbesondere Daten über dessen örtliche Position ein und erfasst so die genannten Daten. Die Daten erfahren eine geometrische Transformation in einem Transformationsmodul 17, wobei die Position auf der Karte in eine globale Position umgewandelt wird. Die Daten werden dann im lokalen Speicher 12 gespeichert.

Im Offline-Modus lädt der Benutzer 13 über eine Offline-Einrichtung 18 eine Karte mittels der Karteneinrichtung 11, wobei die Wahl der Karte auf der Kenntnis bereits bekannter Lokalisierungen basiert.

Des Weiteren ist ein Server 19 vorgesehen, in welchem Daten, Karten, Werkzeuge und Analyseprogramme gesammelt und gespeichert sind.

Insoweit zeigt die einzige Fig. ein Verfahren zur Lokalisierung von Gegenständen, bei welchem eine mobile Vorrichtung 1 verwendet wird, wobei eine Karteneinrichtung 11 verwendet wird, durch welche Karten von geographischen Gebieten speicherbar oder ladbar sind, und wobei eine Aktualisierungseinrichtung 6 verwendet wird, mit welcher die letzte oder aktuell bekannte Lokalisierung eines Gegenstands erfassbar oder änderbar ist.

Durch die Vorrichtung 1 wird eine WLAN-Einrichtung 2, eine Funkzelleinrichtung 3, eine Bluetooth-Einrichtung 4 und/ oder eine GPS-Einrichtung 5 genutzt. Es wird eine Präzisionseinrichtung 7 verwendet, mit welcher eine Lokalisierung und deren Genauigkeit erfasst werden. Es wird außerdem eine Klassifizierungseinrichtung 9 verwendet, mit welcher die Genauigkeit der örtlichen Position eines lokalisierten Gegenstands eingeordnet oder abgeschätzt werden kann. Weiter wird eine Identifizierungs- und Visualisierungseinrichtung 10 verwendet, mit welcher ein Gegenstand identifiziert und die Exaktheit dessen örtlicher Position dargestellt wird.

Als mobile Vorrichtung 1 wird ein Mobiltelefon verwendet.

Daten über mutmaßliche aktuelle örtliche Positionen von Gegenständen können Rechnungen oder Lieferscheinen betreffend die Gegenstände entnommen werden. Beispielsweise kann anhand einer Rechnung oder eines Lieferscheins in Erfahrung gebracht werden, welches Unternehmen über welche Gegenstände verfügen sollte. Anhand von Lieferscheinen kann sogar eine mutmaßliche örtliche Position eines Gegenstands ermittelt werden. Nach Aufsuchen eines solchen Gegenstands kann mittels der mobilen Vorrichtung 1 der tatsächliche und aktuelle Ort gespeichert werden, an dem sich der Gegenstand derzeit befindet.

Insbesondere bei Wartungstätigkeiten kann durch das hier beschriebene Verfahren Zeit für das Auffinden eines Gegenstands eingespart werden.

Bezugszeichenliste

1
Vorrichtung
2
WLAN-Einrichtung
3
Funkzelleinrichtung
4
Bluetooth-Einrichtung
5
GPS-Einrichtung
6
Aktualisierungseinrichtung
7
Präzisionseinrichtung
8
Erfassungseinrichtung
9
Klassifizierungseinrichtung
10
Identifizierungs- und Visualisierungseinrichtung
11
Karteneinrichtung
12
lokaler Speicher
13
Benutzer
14
Internet
15
Lokalisierungsdaten
16
Bedienfeld
17
Transformationsmodul
18
Offline-Einrichtung
19
Server