Title:
System zur Lokalisierung eines Objekts
Kind Code:
A1


Abstract:

Die Erfindung betrifft ein System (100) zur Lokalisierung mindestens eines Objekts (2), umfassend mindestens eine Markierungsvorrichtung (1), die mit dem Objekt (2) verbunden ist, mindestens drei terrestrische Empfänger (51-54), die dazu ausgebildet sind Bakensignale (61-64), sowie einen Datenstrom (42) der Markierungsvorrichtung (1) zu empfangen und an eine Auswerteeinheit (81) weiterzuleiten, wobei die Auswerteeinheit (81) dazu ausgebildet ist, aus den Bakensignalen (61-64) die Position (11) der Markierungsvorrichtung (1) zu ermitteln.
Erfindungsgemäß umfasst die Markierungsvorrichtung (1) mindestens einen Sender (3), der dazu ausgebildet ist, ein Trägersignal (41), welches eine Frequenz von höchstens 1000 MHz aufweist, mit dem Datenstrom (42) zu modulieren, wobei der Datenstrom (42) Daten zur Identifikation der Markierungsvorrichtung (1) enthält.
Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung des Systems (100) auf einer Baustelle (200). embedded image




Inventors:
Schurr, Joachim (73107, Eschenbach, DE)
Application Number:
DE102017203127A
Publication Date:
08/30/2018
Filing Date:
02/27/2017
Assignee:
Robert Bosch GmbH, 70469 (DE)
International Classes:



Claims:
System (100) zur Lokalisierung mindestens eines Objekts (2), umfassend mindestens eine Markierungsvorrichtung (1), die mit dem Objekt (2) verbunden ist, mindestens drei terrestrische Empfänger (51-54), die dazu ausgebildet sind Bakensignale (61-64), sowie einen Datenstrom (42) der Markierungsvorrichtung (1) zu empfangen und an eine Auswerteeinheit (81) weiterzuleiten, wobei die Auswerteeinheit (81) dazu ausgebildet ist, aus den Bakensignalen (61-64) die Position (11) der Markierungsvorrichtung (1) zu ermitteln, dadurch gekennzeichnet, dass die Markierungsvorrichtung (1) mindestens einen Sender (3) umfasst, der dazu ausgebildet ist, ein Trägersignal (41), welches eine Frequenz von höchstens 1 GHz aufweist, mit dem Datenstrom (42) zu modulieren, wobei der Datenstrom (42) Daten zur Identifikation der Markierungsvorrichtung (1) enthält.

System (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (81) dazu ausgebildet ist, aus der Signalstärke mindestens eines Bakensignals (61-64), und/oder aus der Laufzeit dieses Bakensignals (61-64) vom terrestrischen Sender (3) bis zu den Empfängern (51-54), die Entfernung zwischen dem terrestrischen Sender (3) und den Empfängern (51-54) zu ermitteln.

System (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (81) dazu ausgebildet ist, zur Ermittlung der Laufzeit des Bakensignals (61-64) eine bekannte zeitliche Modulationsstruktur dieses Bakensignals (61-64) heranzuziehen.

System (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (81) mit einer Datenbank (83) gekoppelt ist, die die bekannten Standorte der terrestrischen Empfänger (51-54) enthält.

System (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schnittstelle (43) zur Einbringung weiterer Nutzdaten (7) in den Datenstrom (42) vorgesehen ist.

System (100) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Sensor (71-75) zur Gewinnung der weiteren Nutzdaten (7) vorgesehen ist.

System (100) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (71-75) ein Beschleunigungssensor (71), ein Lagesensor (72), ein Temperatursensor (73), ein Drucksensor (74) oder ein Feuchtesensor (75) ist.

System (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Energieversorgung der Markierungsvorrichtung (1) eine Energieerntevorrichtung (8) vorgesehen ist, die mechanische Energie, Wärmeenergie und/oder Licht aus der Umgebung der Markierungsvorrichtung (1) in elektrische Energie umwandelt.

System (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens vier terrestrische Empfänger (51-54) vorgesehen sind.

System (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein terrestrischer Empfänger (51-54) dazu ausgebildet ist, das Bakensignal (61-64) mit einer modulierten oder unmodulierten Trägerfrequenz von höchstens 1000 MHz, bevorzugt zwischen 150 MHz und 1000 MHz und ganz besonders bevorzugt zwischen 800 MHz und 1000 MHz, zu empfangen.

System (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (81) in einem Zentralrechner (80) angeordnet ist, der eine Datenbank (83) und ein Lokalisierungsmodul (82) zur Ermittlung der Position (11) der Markierungsvorrichtung (1) umfasst.

System (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Empfänger (9) für den Datenstrom (42) als mobiles Gerät (91) ausgebildet ist, wobei das mobile Gerät (91) einen Sender (3) für ein Bakensignal (61) umfasst.

Verwendung eines Systems (100) nach einem der vorherigen Ansprüche auf einer Baustelle (200), wobei mindestens eine Baumaschine oder ein Baumaschinenteil (21), mindestens ein Kleidungsstück (22), mindestens ein Werkzeug (23) und/oder mindestens ein Baumaterial (24) als Objekt (2) gewählt wird.

Description:

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Lokalisierung eines Objekts, das insbesondere auf Baustellen verwendbar ist, sowie die Verwendung eines Systems auf einer Baustelle.

Stand der Technik

Auf Baustellen ist es auf Grund beengter Platzverhältnisse nicht immer möglich, jedem Gegenstand einen festen Lagerplatz zuzuweisen. Bei häufig verwendeten Gegenständen, und insbesondere bei Verbrauchsmaterialien, ist eine kontinuierliche Buchführung, was sich wo befindet, nicht praktikabel. Im Ergebnis wird auf Baustellen sehr viel Arbeitszeit damit verbracht, Gegenstände und Materialien zu suchen.

Aus der DE 10 2004 055 033 A1 ist ein System zur Verfolgung von Objekten auf Baustellen bekannt, bei dem jedes zu verfolgende Objekt mit einem RFID-Transponder versehen ist. Der Transponder ist mit einem GPS-Modul gekoppelt und kann somit, wenn er abgefragt wird, die aktuelle Position des Objekts zurückmelden.

Die US 2015 301155 A1 beschreibt ein Verfahren zur Lokalisierung eines Objekts, bei der ein und dasselbe Signal eines mit dem Objekt verbundenen Senders von mehreren Empfängern erfasst und hieraus auf die Position des Objekts zurückgerechnet wird.

Die US 2014 240 143 A1 offenbart, die Position des Objekts mit GPS zu bestimmen und vom Objekt aus mit Sub-1 GHz-Funk auszusenden.

Die DE 694 16 006 T2 offenbart die Steuerung von Arbeitsgeräten mit Hilfe von GPS. Die DE 60 2004 004 246 T2 beschreibt allgemeinen Stand der Technik zur Übergabe von Zustandsdaten von einem Fahrzeug aus.

Offenbarung der Erfindung

Im Rahmen der Erfindung wurde ein System zur Lokalisierung mindestens eines Objekts, umfassend mindestens eine Markierungsvorrichtung, die mit dem Objekt verbunden ist, mindestens drei terrestrische Empfänger, die dazu ausgebildet sind Bakensignale, sowie einen Datenstrom der Markierungsvorrichtung zu empfangen und an eine Auswerteeinheit weiterzuleiten, wobei die Auswerteeinheit dazu ausgebildet ist, aus den Bakensignalen die Position der Markierungsvorrichtung zu ermitteln.

Erfindungsgemäß umfasst die Markierungsvorrichtung mindestens einen Sender, der dazu ausgebildet ist, ein Trägersignal, welches eine Frequenz von höchstens 1000 MHz aufweist, mit dem Datenstrom zu modulieren, wobei der Datenstrom Daten zur Identifikation der Markierungsvorrichtung enthält.

Die Modulation des Trägersignals mit dem Datenstrom kann auf beliebige Weise erfolgen. Es können beispielsweise die Amplitude, die Phase oder auch die Frequenz des Trägersignals einzeln oder in Kombination in Abhängigkeit des Datenstroms moduliert werden. Die Wahl des Modulationsverfahrens richtet sich zum einen nach der Entfernung, in der das vom Sender abgestrahlte Funksignal noch empfangbar sein soll, und zum anderen nach der für den Datenstrom benötigten Übertragungsbandbreite.

Aus den empfangenen Bakensignalen mindestens dreier terrestrischer Empfänger lässt sich die Position des Objekts innerhalb einer Ebene eindeutig bestimmen.

Die Nutzung terrestrischer Empfänger an Stelle von GPS oder anderen satellitengestützten Systemen ist zunächst einmal ein zusätzlicher Aufwand und somit ein scheinbarer Nachteil gegenüber dem bisherigen Stand der Technik. Die Erfinder haben jedoch erkannt, dass dieser Nachteil in zweierlei Hinsicht überkompensiert wird.

Zum einen lassen sich terrestrische Bakensignale mit einer passenden Frequenz und Signalstärke zur Verfügung stellen, dass auch teilweise fertiggestellte Bauten, Baumaschinen und andere Hindernisse auf der Funkstrecke zum Empfänger überwunden werden. Wenn die terrestrischen Empfänger auf der Baustelle selbst installiert sind, können auch beispielsweise Nachbargebäude die Positionsbestimmung nicht beeinflussen. Hingegen ist ein GPS-Signal auf Grund der geringen Sendeleistung der Satelliten deutlich anfälliger dafür, durch Hindernisse abgeschirmt zu werden. Dies gilt im Besonderen auf einer Baustelle, wo sich die Markierungsvorrichtung beispielsweise am Grund einer Baugrube befinden kann, die von hohen Nachbargebäuden umstellt ist. Das Signal eines GPS-Satelliten kann dann in der Regel nur empfangen werden, wenn der Satellit über den frei sichtbaren Teil des Himmels hinwegzieht. Dementsprechend werden auch alle empfangbaren Satelliten vergleichsweise nah beieinander liegen, worunter die Genauigkeit der Positionsbestimmung leidet.

Zum anderen erfordert die Positionsbestimmung mittels terrestrischer Bakensignale am Ort der Markierungsvorrichtung wesentlich weniger elektrische Energie als die Positionsbestimmung mittels GPS. Somit lässt sich die Markierungsvorrichtung in einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung beispielsweise über eine Energieerntevorrichtung, die mechanische Energie, Wärmeenergie und/oder Licht aus der Umgebung der Markierungsvorrichtung in elektrische Energie umwandelt, mit Energie versorgen. Energieerntevorrichtungen sind wartungsfrei, so dass die Positionsbestimmung nicht wegen eines versäumten Batteriewechsels an der Markierungseinrichtung ausfallen kann. Dafür liefern sie wesentlich geringere elektrische Leistungen als Batterien.

Sofern zur Energieversorgung der Markierungsvorrichtung Batterien zum Einsatz kommen, halten diese deutlich länger als wenn die Markierungsvorrichtung einen GPS-Empfänger versorgen müsste. Idealerweise ist die Batterie so dimensioniert, dass sie für die Lebensdauer der Markierungsvorrichtung nicht ausgetauscht oder aufgeladen werden muss.

Die Markierungsvorrichtung kann alternativ oder auch in Kombination hierzu beispielsweise auch von dem Objekt, mit dem sie verbunden ist, mit Energie versorgt werden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn dieses Objekt etwa eine Arbeitsmaschine oder ein Stromgenerator ist. Es steht dann mehr Energie zur Verfügung als eine Energieerntevorrichtung, Batterien bzw. Akkus liefern können, um den Preis, dass ein Eingriff in das Objekt selbst erforderlich ist.

Eine energieautarke Markierungsvorrichtung kann beispielsweise mechanisch oder magnetisch in lösbarer Weise am Objekt befestigt sein. Ein und dieselbe Markierungsvorrichtung kann dann wahlweise zur Lokalisierung verschiedener Objekte verwendet werden.

Zwecks Energieeinsparung kann die Markierungsvorrichtung vorteilhaft die meiste Zeit in einem passiven Standby-Modus verweilen und je nach notwendiger Lokalisierungshäufigkeit in den Sendemodus geschaltet werden.

Die Funkübertragung im Sub-1 GHz, bzw. Sub-1000 MHz-Bereich bietet gegenüber bisherigen Lösungen auf der Basis von Bluetooth oder WLAN den Vorteil einer deutlich größeren Reichweite, die im Freifeld bis über 10 km erreichen kann. Typische Baustellengrößen von bis zu einigen Quadratkilometern können damit zuverlässig abgedeckt werden.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Auswerteeinheit dazu ausgebildet, aus der Signalstärke mindestens eines Bakensignals, und/oder aus der Laufzeit dieses Bakensignals vom terrestrischen Sender bis zum Empfänger, die Entfernung zwischen dem terrestrischen Sender und dem Empfänger zu ermitteln.

Dabei liefert die Signalstärke bereits eine erste Näherung für die Entfernung. Insbesondere auf einer Baustelle gibt es jedoch viele abschirmende Materialien, die das Signal schwächen können. Diese Abschwächung hat wiederum keinen Einfluss auf die Laufzeit des Bakensignals, so dass über die Laufzeit die Entfernung genauer ermittelt werden kann. Wird ausschließlich die Laufzeit ausgewertet, kann je nach Umgebung und Frequenz die Entfernungsmessung durch Mehrwegeausbreitung und Reflexionen beeinflusst werden. Idealerweise wird daher die Auswertung der Signalstärke mit der Auswertung der Laufzeit kombiniert.

Die Laufzeit des Bakensignals kann beispielsweise über eine in das Bakensignal einkodierte Sendezeit ermittelt werden, sofern die Markierungsvorrichtung einerseits und der Empfänger andererseits über hinreichend genau synchronisierte Uhren verfügen. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Auswerteeinheit dazu ausgebildet, die Laufzeitdifferenz des Bakensignals zu mindestens 3 terrestrischen Empfängern, die den Empfangszeitpunkt des Bakensignals hinreichend genau dem empfangenen Bakensignal zuordnen und an die Auswerteeinheit weiterleiten, zu ermitteln. Synchronisierte Uhren sind dann nicht erforderlich.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Auswerteeinheit mit einer Datenbank gekoppelt, die die bekannten Standorte der terrestrischen Empfänger enthält. Die Datenbank kann insbesondere Ortskoordinaten enthalten. Mit Hilfe der Datenbank kann ein Lokalisierungsmodul aus den ermittelten Lauzeitdifferenzen der Auswerteeinheit die Position der Markierungsvorrichtung bestimmen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine Schnittstelle zur Einbringung weiterer Nutzdaten in den Datenstrom vorgesehen. Diese Nutzdaten können beispielsweise von einem oder mehreren Sensoren stammen, beispielsweise von einem Beschleunigungssensor, einem Lagesensor, einem Temperatursensor, einem Drucksensor oder einem Feuchtesensor. Auf diese Weise können über ein und dasselbe Funksignal Informationen über den aktuellen Zustand des Objekts übermittelt werden.

Die Sensoren können auch von der Markierungsvorrichtung selbst genutzt werden. Beispielsweise kann das Signal eines Beschleunigungssensors dahingehend ausgewertet werden, dass die Markierungsvorrichtung zwecks Energieeinsparung nur dann aktiv wird und ein Funksignal aussendet, wenn das Objekt bewegt wird.

Die Markierungsvorrichtung kann mit weiteren zusätzlichen Funktionen ausgestattet sein. Sie kann beispielsweise ein LCD- oder ePaper-Display zur Anzeige der ermittelten Position oder der von den Sensoren gelieferten weiteren Nutzdaten aufweisen. Sie kann auch beispielsweise eine Bluetooth-, WLAN- oder NFC-Einheit besitzen. Sie kann weiterhin mit einem Empfänger für ein satellitengestütztes Ortungssystem, GNSS, wie etwa GPS, Baidou, Galileo oder GLONASS, ausgestattet sein.

In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind mindestens vier terrestrische Empfänger vorgesehen. Dann ist eine eindeutige Bestimmung der Position auch im dreidimensionalen Raum möglich. Gerade die Bautätigkeit auf einer Baustelle spielt sich in aller Regel nicht nur in einer Ebene ab.

Die geometrische Anordnung der terrestrischen Empfänger zueinander ist beliebig. Einzige Randbedingung ist, dass im gesamten Bereich, in dem das Objekt lokalisiert werden soll, die Bakensignale von mindestens drei, bzw. mindestens vier, terrestrischen Empfängern empfangbar sein sollten. Mit zusätzlichen terrestrischen Empfängern lässt sich zum einen der abgedeckte Bereich vergrößern und zum anderen die Genauigkeit der Positionsbestimmung steigern. Um die Reichweite, bzw. Erreichbarkeit der terrestrischen Empfänger zu vergrößern, können diese beispielsweise an höher gelegenen Orten, wie beispielsweise an Kränen, Kranauslegern, Türmen, oder an oder in Baumaschinen, angeordnet sein.

Vorteilhaft sind terrestrische Empfänger dazu ausgebildet, das Bakensignal mit einer modulierten oder unmodulierten Trägerfrequenz von höchstens 1000 MHz, bevorzugt zwischen 150 MHz und 1000 MHz und ganz besonders bevorzugt zwischen 800 MHz und 1000MHz, auszusenden. Unterhalb 1000 MHz beträgt die Reichweite typischerweise mehrere Kilometer.

Der Bereich ab 150 MHz ist zum Einen dahingehend ausgezeichnet, dass bei günstigen Sender- und Empfängermodulen, die Frequenzen bis 1000 MHz abdecken, die tiefste mögliche Frequenz bei etwa 150 MHz beginnt. Zum anderen liegt dann der Wirkungsgrad der Antennen, der durch das Verhältnis zwischen der durch die Anwendung vorgegebenen Antennengröße und der Wellenlänge vorgegeben ist, in einem vorteilhaften Bereich.

Im Bereich zwischen 800 und 1000 MHz wird der Wirkungsgrad insbesondere kleiner Antennen auf Grund der kürzeren Wellenlänge noch besser. Zugleich steht in diesem Frequenzbereich zum einen eine höhere Bandbreite für den Datenstrom zur Verfügung, und zum anderen gibt es regulierte Frequenzbänder, in denen die relative Frequenzbelegungsdauer beschränkt ist. Im Unterschied zu den ISM-Bändern kann das Signal also nicht durch andere Dauersender überdeckt werden.

Für das Bakensignal können aber auch wesentlich tiefere Frequenzen gewählt werden, um beispielsweise dessen Reichweite noch weiter zu vergrößern oder um Reflexionen und Mehrwegeausbreitung zu vermeiden. Beispielsweise können hierfür die ISM-Bänder im Kurzwellenbereich zwischen 13,553 MHz und 13,576 MHz bzw. zwischen 6,765 MHz und 6,795 MHz, oder auch entsprechend zugeteilte Frequenzen zwischen 3 MHz und 5 MHz, genutzt werden.

Der Empfänger für den von einem Sender der Markierungsvorrichtung übermittelten Datenstrom kann beispielsweise mit einem terrestrischen Sender, der z. B. Konfigurationsbefehle an die Markierungsvorrichtung übermitteln kann, kombiniert und/oder in dessen Nähe angeordnet sein. Ein und derselbe Standort kann dann für beide Funktionen genutzt werden, und der Verkabelungsaufwand wird minimiert. Vorteilhaft kann in diese Kombination noch eine weitere übersetzende Sendeeinheit integriert sein, um den Datenstrom beispielsweise an eine externe Recheneinheit, einen Zentralrechner oder eine Cloud weiterzuleiten, die das Lokalisierungsmodul zur Ermittlung der Position der Markierungsvorrichtung enthält. In der Recheneinheit, dem Zentralrechner oder der Cloud kann beispielsweise eine Softwarelösung implementiert sein, die aus dem Datenstrom und ggfs. durch Sensordatenfusion mit zusätzlichen Informationen beispielsweise die Position und ggfs. vektorielle Bewegungsrichtung des Objekts ermittelt.

Ist der terrestrische Empfänger an einem höher gelegenen Ort angebracht, wie beispielsweise an einem Kran oder Kranausleger, kann er vorteilhaft mit einer Kamera oder einer Stereokamera kombiniert sein, damit die Baustelle auch optisch erfasst werden kann und eine Darstellung der lokalisierten Objekte in einer Baustellen-Draufsicht möglich ist. Die Kamera oder Stereokamera kann optional zur dreidimensionalen Erfassung der Baustelle auch mit einem Laser-Abstandssensor kombiniert sein.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Auswerteeinheit in einem Zentralrechner angeordnet, der eine Datenbank und ein Lokalisierungsmodul zur Ermittlung der Position der Markierungsvorrichtung umfasst

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein Empfänger für den Datenstrom als mobiles Gerät ausgebildet, wobei das mobile Gerät einen Sender für ein Bakensignal umfasst. Ein Bauarbeiter, der das Objekt vor Ort sucht, kann dann die eigene Position relativ zu den terrestrischen Empfängern unmittelbar mit der ermittelten Position der Markierungseinrichtung vergleichen und wird auch dann zielsicher zu dem Objekt geführt, wenn die Positionsbestimmung nicht in absoluten Koordinaten geeicht ist. Das mobile Gerät kann auch weitere Daten aus dem Datenstrom, etwa die zusätzlichen Nutzdaten von Sensoren, auf einem Display anzeigen. Das mobile Gerät kann weiterhin dazu ausgebildet sein, Steuerbefehle an die Markierungseinrichtung zu senden, beispielsweise, um diese zwecks Energieeinsparung oder Vermeidung von Funkstörungen befristet auszuschalten.

Das Objekt kann beispielsweise eine Baumaschine oder ein Baumaschinenteil, ein Kleidungsstück, ein Werkzeug oder ein Baumaterial sein. Beispielsweise kann das Objekt ein Zubehörteil für einen Bagger sein, etwa ein Grablöffel, ein Greifer oder ein Tieflochbohrer. Derartige Zubehörteile werden typischerweise auf einer Großbaustelle verteilt gelagert und von verschiedenen Baggern genutzt, so dass es ein typisches Problem für den Baggerfahrer ist, den richtigen Grablöffel auf der Baustelle zu finden. Statt einen Bauarbeiter auf die Suche zu schicken, kann die Position des Grablöffels dann etwa auf einer Anzeige im Bagger-Cockpit oder auf dem Smartphone des Baggerfahrers dargestellt werden. Wenn das Objekt ein Kleidungsstück ist, kann auch die Position von Bauarbeitern verfolgt werden, so dass Arbeitsvorgänge und der Fortschritt von Arbeitsabläufen erfasst werden können. Ein Baumaterial kann beispielsweise eine Betonplatte, ein Rohr oder ein Zwischenerzeugnis sein, das auf der Baustelle bewegt wird. Ein Werkzeug kann beispielsweise ein transportables Elektrowerkzeug, ein Stromgenerator oder ein Druckluftgenerator sein.

Ebenso ist die Ortung von Personen und Gegenständen in besonderen Gefahrenbereichen, wie zum Beispiel in explosions- oder einsturzgefährdeten Bereichen einer Baustelle, möglich. Diese Ortung erlaubt auch die automatisierte Überwachung und das Einleiten von Maßnahmen zum Personenschutz oder zur Vermeidung von Sachschäden.

Die Markierungseinheit der terrestrischen Empfänger für den Datenstrom sind vorteilhaft jeweils in einem robusten und ggfs. wasserdichten Gehäuse untergebracht, etwa nach einem oder mehreren der Standards IP6K6K, IP6K7, IP6K8, IP6K9K nach DIN 40 050 Teil 9 oder auch MIL STD 810.

Das System ist für die Anwendung auf Baustellen besonders geeignet, jedoch nicht auf diese Verwendung beschränkt. Es kann beispielsweise auch im Bereich der Logistik, etwa bei Verpackungen, Containern, Gebinden oder als Beilegsensor in Schüttgut verwendet werden. Auch andere Außenanwendungen, etwa auf Logistikhöfen, Veranstaltungen wie beispielsweise Konzerten oder auch auf Flughäfen, sind möglich.

Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren näher dargestellt.

Figurenliste

Es zeigt:

  • 1 Ausführungsbeispiel des Systems 100 auf einer Baustelle 200;
  • 2 Ausführungsbeispiel einer Markierungsvorrichtung 1.

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Systems 100, das auf einer Baustelle 200 installiert ist. Die Baustelle 200 umfasst unter anderem einen Kran 201, einen Baucontainer 202 und eine Abraumhalde 203. Auf der Baustelle 200 ist beispielhaft die Position 11 eines Grablöffels als Baumaschinenteil 21, eines Bauhelms als Kleidungsstück 22, eines Schraubenschlüssels als Werkzeug 23 und eines Holzstapels als Baumaterial 24 zu überwachen.

Zu diesem Zweck ist auf dem Ausleger des Krans 201 ein terrestrischer Empfänger 51 installiert, der ein Bakensignal 61 empfängt. Auf dem Dach des Baucontainers 202 ist ein weiterer terrestrischer Empfänger 53 installiert, der das Bakensignal 61 empfängt. Zwei weitere terrestrische Empfänger 52 und 54, die das Bakensignal 61 empfangen, sind an anderen Orten auf der Baustelle 200 verteilt.

Jedes zu verfolgende Objekt 21-24 ist mit einer Markierungseinrichtung 1 verbunden, die jeweils einen Sender 3 aufweisen. Der Sender 3 sendet die eindeutige Identifizierung der Markierungseinrichtung 1 in einem Bakensignal 61. Der in Figur eingezeichnete Sender 3 in der Markierungseinrichtung 1 moduliert außerdem ein Trägersignal 41 mit einem Datenstrom 42, der Sensordaten enthalten kann, und strahlt dieses Signal 41, 42 ab.

Ein Empfänger 9 für den Datenstrom 42 ist Teil eines mobilen Geräts 91. Das mobile Gerät 91 verfügt über einen Sender 3 für ein Bakensignal 61 und zeigt auf seinem Display 94 den Vergleich zwischen der eigenen Position 11a und der durch ein Lokalisierungsmodul 82 ermittelten Position 11 des gesuchten Objekts 21-24 an. Der Benutzer des mobilen Geräts 91 wird also zielsicher zu dem jeweiligen Objekt 21-24 hingeführt, ohne dass die Positionsbestimmung in absoluten Koordinaten geeicht sein muss. Zusätzlich wird der Datenstrom 42 über ein GSM/UMTS-Modul 92 als Mobilfunksignal 93 weitergesendet.

Mit den vier terrestrischen Empfängern 51-54 kann die Position eines jeden Objekts 21-24, im durch die Koordinatenrichtungen x, y und z aufgespannten dreidimensionalen Raum, eindeutig bestimmt werden.

Zu diesem Zweck leiten die terrestrischen Empfänger 51-54, die über nicht dargestellte Verbindungsmittel, wie beispielsweise ein GSM/UMTS-Modul, WLAN oder Kabelverbindungen mit einem Zentralrechner 80 verbunden sind, das Bakensignal 61 an den Zentralrechner 80 weiter, wobei das Bakensignal 61 mit einem präzisen Zeitstempel des Empfangszeitpunkts versehen ist. Das in der Auswerteeinheit 81 enthaltene Lokalisierungsmodul 82 ermittelt anschließend aus dem Bakensignal 61 mit unterschiedlichen Zeitstempeln, je nach terrestrischem Empfänger 51-54, die Position 11 der Markierungsvorrichtung 1. In Verbindung mit den aus einer Datenbank 83 abgerufenen bekannten Positionen der terrestrischen Empfänger 51-54, ist eine präzise Position 11 der Markierungsvorrichtung 1 ermittelbar.

2 zeigt den detaillierten Aufbau einer mit einem Objekt 2, 21-24 verbundenen Markierungsvorrichtung 1. Die Markierungsvorrichtung 1 wird über eine Energieerntevorrichtung 8 mit Energie versorgt. Mit dieser Energie wird der Sender 3 betrieben. Die Markierungsvorrichtung 1 weist einen Empfänger 31 für Konfigurationssignale 32 auf.

Der Sender 3 moduliert ein Trägersignal 41 im Sub-1 GHz, bzw. Sub-1000 MHz-Bereich mit einem Datenstrom 42, der die eindeutige Identifikation der Markierungsvorrichtung 1 enthält. Die Daten sind derart, dass sie eine eindeutige Identifikation der jeweiligen Markierungsvorrichtung 1 zulassen. Über eine Schnittstelle 43 werden in den Datenstrom 42 zusätzlich weitere Nutzdaten 7 einkodiert, die von einem Beschleunigungsensor 71, einem Lagesensor 72, einem Temperatursensor 73, einem Drucksensor 74 und einem Feuchtesensor 75 am Objekt 2, 21-24 gewonnen wurden. Das mit dem Datenstrom 42 modulierte Trägersignal 41 wird als Funksignal 41, 42 vom Sender 3 abgestrahlt. Es kann vom Empfänger 9 des mobilen Geräts 91 empfangen und beispielsweise über den Zentralrechner 80 weiter ausgewertet werden.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

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Zitierte Patentliteratur

  • DE 102004055033 A1 [0003]
  • US 2015301155 A1 [0004]
  • US 2014240143 A1 [0005]
  • DE 69416006 T2 [0006]
  • DE 602004004246 T2 [0006]