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Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf ein Fahrzeug, ein Computerprogramm, ein Verfahren und eine Sendeempfängerschaltung für ein Fahrzeug. Insbesondere, aber nicht ausschließlich, beziehen sich Ausführungsbeispiele auf ein Konzept für eine Sendeempfängerschaltung zur Erfassung eines Fahrzeuginnenraums und zur Steuerung des Zugangs zum Fahrzeug.
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Fahrzeuge sind immer häufiger mit Sensorsystemen zur Insassenerkennung ausgestattet. Solche Sensorsysteme sehen beispielsweise 24 GHz- oder 60 GHz-Radarsensoren oder auf Druck basierende Anwesenheitssensoren vor. Die Umsetzung solcher Sensorsysteme erfordert daher eine Implementierung entsprechender Radar- und/oder Drucksensoren. Insbesondere kann eine möglichst vollständige Abdeckung des Fahrzeuginnenraums gewünscht sein, weshalb oft vorgesehen ist mehrere solcher Radar- und/oder Drucksensoren im Fahrzeuginnenraum verteilt anzuordnen. Die Implementierung von Sensorsystemen zur Insassenerkennung erfordern daher einen hohen Integrationsaufwand.
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Es besteht daher ein Bedarf nach einem verbesserten Konzept zur Fahrzeuginnenraumüberwachung.
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Eine Grundidee der vorliegenden Erfindung ist es, Komponenten, die zur Verriegelung und/oder Entriegelung zur Kommunikation mit einem Kommunikationsgerät eines Benutzers vorgesehen sind, zugunsten eines geringeren Integrationsaufwands außerdem zur Insassenerkennung zu verwenden. Fahrzeuge sind beispielsweise mit Ultra-Breitband-Technologie (engl. Ultra-wideband, UWB), zum Beispiel einem UWB-Empfänger und/oder UWB-Sender zur (verschlüsselten) Kommunikation mit dem Kommunikationsgerät ausgestattet, die es ermöglicht die Fahrzeuge unter Verwendung des Kommunikationsgerät zu entriegeln und/oder zu verriegeln. Gemäß mancher Ausführungen der vorliegenden Erfindung wird zugunsten eines geringen Integrationsaufwands vorgeschlagen Empfänger und/oder Sender zur Kommunikation mit dem Kommunikationsgerät außerdem zur Insassenerkennung zu verwenden.
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Ausführungsbeispiele schaffen eine Sendeempfängerschaltung für ein Fahrzeug. Die Sendeempfängerschaltung umfasst zumindest einen Sendeempfänger (engl. transceiver) und ein Kontrollmodul für den Sendeempfänger. Das Kontrollmodul ist ausgebildet, um Information betreffend eine Verriegelung/Entriegelung des Fahrzeugs mit einem Kommunikationsgerät eines Benutzers unter Verwendung des Sendeempfängers zu kommunizieren und Information über einen Innenraum des Fahrzeugs unter Verwendung des Sendeempfängers zu erfassen. Mit anderen Worten, es wird derselbe Sendeempfänger zum Erfassen der Information über den Innenraum des Fahrzeugs verwendet wie auch zum Kommunizieren der Information betreffend die Verriegelung/Entriegelung des Fahrzeugs. Hierbei wird beispielsweise dieselbe Schaltung zur Signalerzeugung des Sendeempfängers, dieselbe Antennenanordnung des Sendeempfängers und/oder dieselbe Schnittstelle des Sendeempfängers zum Kontrollmodul verwendet. Dies erspart zugunsten eines geringeren Integrationsaufwands separate Komponenten zum Erfassen und Kommunizieren der genannten Informationen.
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Der Sendeempfänger kann insbesondere als Ultra-Breitband-Sendeempfänger ausgeführt sein. Im Kontext der vorliegenden Offenbarung ist unter der Ultra-Breitband-Technologie insbesondere ein Ansatz zur Ortung und Nahbereichsfunkkommunikation unter Verwendung von (kabellos übertragenen) elektromagnetischen Signalen mit einer Bandbreite von mindestens 500 MHz oder von mindestens 20% des arithmetischen Mittelwerts von unterer und oberer Grenzfrequenz der Signale zu verstehen. Entsprechend kann unter dem Ultra-Breitband-Sendeempfänger ein Sendeempfänger zum Senden und Empfangen solcher Signale verstanden werden. Gegenüber „schmalbandigeren“ Ansätzen, die eine geringere Bandbreite vorsehen, erlaubt UWB zum einen eine höhere Datenrate zur Kommunikation mit dem Kommunikationsgerät und zum anderen (nach dem Prinzip des konstanten Zeit-Bandbreite-Produkts) zugunsten einer präziseren Ortung eine geringere zeitliche Pulsbreite. Entsprechend können die mit dem Ultra-Breitband-Sendeempfänger erfassten Informationen über den Innenraum genauer und vertrauenswürdiger sein als bei Verwendung einer geringeren Bandbreite. Die größere Bandbreite erlaubt außerdem eine geringere Leistungsdichte, was einer geringeren Interferenz mit anderen Signalen zugutekommt. Ferner erlaubt UWB die Erkennung und Auflösung von Mehrwegempfang (engl. multipath oder multipath propagation) und damit die Vermeidung dadurch verursachter Fehler, z.B. in den Informationen über den Innenraum.
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Alternativ kann der Sendeempfänger zur Verwendung anderer Technologien zum Erfassen der Information über den Innenraum und/oder Kommunizieren der Information betreffend die Verriegelung/Entriegelung angepasst sein. Zum Beispiel ist der Sendeempfänger alternativ als Bluetooth-Sendeempfänger, Bluetooth-Low-Energy-Sendeempfänger ausgeführt oder zur Verwendung von Signalen im 24 GHz oder 60 GHz Frequenzband angepasst.
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Der Sendeempfänger kann zum Schutz vor Witterungseinflüssen und Manipulationen und zugunsten besserer, insbesondere genauerer Informationen über den Innenraum, im Innenraum des Fahrzeugs angeordnet sein.
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Gemäß manchen Ausführungsbeispielen ist der Sendeempfänger ausgebildet, um zum Kommunizieren der Information betreffend die Verriegelung/Entriegelung des Fahrzeugs ein Kommunikationssignal zwischen dem Kommunikationsgerät und dem Sendeempfänger zu übertragen und ein Messsignal in den Innenraum auszusenden, um die Information über den Innenraum unter Verwendung des Messsignals oder einer Reflexion des Messsignals zu erfassen.
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Das Kommunikationsgerät kann sich zumindest zeitweise außerhalb des Fahrzeugs befinden, zum Beispiel, wenn der Benutzer des Kommunikationsgeräts und des Fahrzeugs es außerhalb des Fahrzeugs bei sich trägt. Für den Fall, dass der Sendeempfänger im Innenraum des Fahrzeugs angeordnet ist, kann das Kommunikationssignal zur Kommunikation zwischen dem Sendeempfänger und dem Kommunikationsgerät entsprechend zwischen dem Innenraum und der Umgebung des Fahrzeugs übertragen werden. Ferner kann das Kommunikationssignal auch in den Innenraum ausgestrahlt werden, um die Kommunikation zwischen dem Sendeempfänger und dem Kommunikationsgerät zu erlauben, wenn es sich im Innenraum des Fahrzeugs befindet.
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Das Kommunikationssignal kann ein Signal sein, das unter Verwendung des Sendeempfänger von dem Kommunikationsgerät empfangen wird oder an das Kommunikationsgerät gesendet wird.
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Das Kommunikationssignal und das Messsignal können insbesondere separat gesendete Signale sein. Das Kommunikationssignal und das Messsignal umfassen beispielsweise ein oder mehrere Pulse, wobei beim Senden des Kommunikationssignals und des Messsignals die Pulse des Kommunikationssignals zeitlich von den Pulsen des Messsignals beabstandet sind. Optional ist das Kommunikationssignal auf das Messsignal oder das Messsignal auf das Modulationssignal „aufmoduliert“. Hierzu kann das Kommunikationssignal durch ein Modulationsverfahren auf das Messsignal moduliert werden. Beispiele für Modulationsverfahren sind die Puls-Pausen-Modulation (engl. pulse-position modulation, PPM), Pulsamplitudenmodulation (engl. pulse amplitude modulation, PAM), Phasenumtastung (engl. (binary) phase shift keying, (B)PSK) und An-Aus-Umtastung (engl. on-off keying, OOK).
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Gemäß manchen Ausführungsbeispielen umfasst die Sendeempfängerschaltung zumindest einen weiteren Sendeempfänger, welcher ausgebildet ist, um das Messsignal oder die Reflexion des Messsignals zu empfangen, und wobei das Kontrollmodul ausgebildet ist, um die Information über den Innenraum des Fahrzeugs unter Verwendung des empfangenen Messsignals oder der Reflexion des Messsignals zu erfassen. Dies erlaubt das Messsignal, beziehungsweise die Reflexion zugunsten einer höheren Genauigkeit und/oder Vertrauenswürdigkeit der Informationen über den Innenraum durch den Sendeempfänger und den weiteren Sendeempfänger zu empfangen.
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Das Kommunikationssignal ist ein erstes Ultra-Breitbandsignal und das Messsignal ist ein zweites Ultra-Breitbandsignal. Mit anderen Worten, sowohl das Kommunikationssignal wie auch das Messsignal können ein Ultrabreitbandsignal (UWB-Signal) sein. Wie bereits erläutert, können das Messsignal und das Kommunikationssignal aufeinander aufmoduliert sein. Entsprechend können das erste und das zweite UWB-Signal ein UWB-Signal sein, bei welchem das Kommunikationssignal und das Messsignal aufeinander aufmoduliert sind. UWB-Signale erlauben gegenüber schmalbandigeren Ansätzen eine höhere Übertragungsrate. Entsprechend kann die Übertragungsrate beim Kommunizieren der Information über die Verriegelung/Entriegelung des Fahrzeugs höher sein. Außerdem weisen UWB-Signale gegenüber schmalbandigeren Signalen eine bessere Materialdurchdringung auf. Entsprechend kann das Messsignal als UWB-Signal eine vollständigere Abdeckung des Innenraums bieten. Dadurch kann gegenüber Techniken, die schmalbandigere Signale verwenden, eine geringere Anzahl von Sendeempfängern zur sensorischen Erfassung des Innenraums, beziehungsweise Erfassung der Information über den Innenraum erforderlich sein.
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Das Kommunikationssignal und das Messsignal können eine Frequenz zwischen 1 GHz und 20 GHz zugunsten einer besseren Materialdurchdringung als Signale mit anderen Frequenzen aufweisen. Optional können das Messsignal und/oder das Kommunikationssignal auch höhere oder niedrigere Frequenzen aufweisen.
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Die Information über den Innenraum kann insbesondere Information über ein oder mehrere Objekte oder Insassen in dem Innenraum umfassen.
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Die Information über den Innenraum umfasst beispielsweise Information über ein oder mehrere Insassen in dem Innenraum, insbesondere, über eine Präsenz, eine Position, ein Lebenszeichen, einen Gefühlszustand, Alter und/oder Gesundheitszustand der Insassen umfasst. Dies erlaubt Funktionen des Fahrzeugs basierend auf diesen Informationen, zum Beispiel zur automatischen Anpassung des Innenraums und/oder des Fahrzeugs an die Insassen auszuführen. Zum Beispiel kann die Information über den Innenraum zur adaptiven Aktivierung/Deaktivierung von Airbags verwendet werden. Optional umfasst die Information über den Innenraum Information über Gesten ein oder mehrerer Insassen zur Gestensteuerung.
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Das Kontrollmodul kann ferner ausgebildet sein, um die Information betreffend die Verriegelung/Entriegelung des Fahrzeugs und die Information über den Innenraum des Fahrzeugs insbesondere zur Diebstahlsicherung und/oder zum Schutz von Insassen zu verwenden. Dadurch kann insbesondere eine Präsenz von Personen nach Verriegeln des Fahrzeugs festgestellt werden und somit, ob Personen oder Tiere zu ihrer Gefahr im Innenraum zurückgelassen wurden oder, ob Aktivitäten im Innenraum des Fahrzeugs betreffend einen Diebstahl stattfinden. Wenn die Information über den Innenraum beispielsweise nach Verriegelung/Entriegelung des Fahrzeugs auf eine Präsenz von Personen im Innenraum hindeutet, kann auf einen Diebstahlversuch und/oder drauf geschlossen werden, dass Personen oder Tiere im Innenraum zurückgelassen wurden.
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Weitere Ausführungsbeispiele schaffen ein Fahrzeug umfassend eine hierin vorgeschlagene Sendeempfängerschaltung.
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Weitere Ausführungsbeispiele schaffen ein (zu der Sendeempfängerschaltung wirkungsgleiches) Verfahren für ein Fahrzeug. Das Verfahren umfasst ein Kommunizieren von Information betreffend eine Verriegelung/Entriegelung des Fahrzeugs mit einem Kommunikationsgerät eines Benutzers unter Verwendung eines Sendeempfängers. Zudem umfasst das Verfahren ein Erfassen von Information über einen Innenraum des Fahrzeugs unter Verwendung des Sendeempfängers.
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Weitere Ausführungsbeispiele schaffen ein Computerprogramm mit einem Programmcode, der ein Durchführen des vorgeschlagenen Verfahrens bewirkt, wenn der Programmcode auf einer programmierbaren Hardwarekomponente ausgeführt wird.
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Ausführungsbeispiele werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:
- 1 ein Blockdiagramm zur schematischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Sendeempfängerschaltung für ein Fahrzeug;
- 2a, 2b und 2c eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs umfassend ein Ausführungsbeispiel der Sendeempfängerschaltung; und
- 3 ein Flussdiagramm zur schematischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens für ein Fahrzeug.
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Verschiedene Ausführungsbeispiele werden nun ausführlicher unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen einige Ausführungsbeispiele dargestellt sind. In den Figuren können die Dickenabmessungen von Linien, Schichten und/oder Regionen um der Deutlichkeit Willen übertrieben dargestellt sein. Optionale Merkmale können anhand von unterbrochenen oder gestrichelten Linien dargestellt sein.
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Obwohl Ausführungsbeispiele auf verschiedene Weise modifiziert und abgeändert werden können, sind Ausführungsbeispiele in den Figuren als Beispiele dargestellt und werden hierin ausführlich beschrieben. Es sei jedoch klargestellt, dass nicht beabsichtigt ist, Ausführungsbeispiele auf die jeweils offenbarten Formen zu beschränken, sondern dass Ausführungsbeispiele vielmehr sämtliche funktionale und/oder strukturelle Modifikationen, Äquivalente und Alternativen, die im Bereich der Erfindung liegen, abdecken sollen.
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Man beachte, dass ein Element, das als mit einem anderen Element „verbunden“ oder „verkoppelt“ bezeichnet wird, mit dem anderen Element direkt verbunden oder verkoppelt sein kann oder dass dazwischenliegende Elemente vorhanden sein können. Wenn ein Element dagegen als „direkt verbunden“ oder „direkt verkoppelt“ mit einem anderen Element bezeichnet wird, sind keine dazwischenliegenden Elemente vorhanden. Andere Begriffe, die verwendet werden, um die Beziehung zwischen Elementen zu beschreiben, sollten auf ähnliche Weise interpretiert werden (z.B., „zwischen“ gegenüber „direkt dazwischen“, „angrenzend“ gegenüber „direkt angrenzend“ usw.).
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Die Terminologie, die hierin verwendet wird, dient nur der Beschreibung bestimmter Ausführungsbeispiele und soll die Ausführungsbeispiele nicht beschränken. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen „einer“, „eine“, „eines“ und „der“, „die“, „das“ auch die Pluralformen beinhalten, solange der Kontext nicht eindeutig etwas anderes angibt. Ferner sei klargestellt, dass die Ausdrücke wie z.B. „beinhaltet“, „beinhaltend“, „aufweist“, „umfasst“, „umfassend“ und/oder „aufweisend“, wie hierin verwendet, das Vorhandensein von genannten Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Arbeitsabläufen, Elementen und/oder Komponenten angeben, aber das Vorhandensein oder die Hinzufügung von einem bzw. einer oder mehreren Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Arbeitsabläufen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon nicht ausschließen.
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Bekannte Konzepte machen zur Insassenerkennung und Steuerung des Fahrzeugzugangs (Verriegelung/Entriegelung des Fahrzeugs) unter Verwendung von Kommunikationsgeräten separate Systeme zu installieren und daher einen hohen Integrationsaufwand erforderlich. Ein weiterer Nachteil ist, dass für die Abdeckung des gesamten Innenraums eine große Anzahl an Sensoren notwendig ist. Zur Insassenerkennung sehen bekannte Konzepte Innenraumradare vor, die Signale im sogenannten „60 GHz Band“ verwenden. Dieses Frequenzband ist nicht reguliert, so dass zukünftige Anwendungen im 60 GHZ Band die Funktionsperformance bei der Insassenerkennung beeinträchtigen können. Außerdem weisen solche Signale nur eine geringe Durchdringung von Materialien auf wodurch es zur unvollständigen Abdeckung des Innenraums bei der Insassenerkennung kommt, zum Beispiel, wenn die Signale durch Fahrzeuglehnen, Kindersitze oder andere Hindernisse ein zu detektierendes Objekt abschirmen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist insbesondere die Reduzierung oder Beseitigung der genannten Nachteile.
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1 zeigt ein Blockdiagramm zur schematischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Sendeempfängerschaltung 100. Wie mit gestrichelten Linien dargestellt, ist die Sendeempfängerschaltung 100 in Ausführungsbeispielen in einem Fahrzeug 1000 installiert. Der Sendeempfänger 110 ist beispielsweise im Innenraum des Fahrzeugs angeordnet.
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Die Sendeempfängerschaltung 100 umfasst zumindest einen Sendeempfänger 110 und ein Kontrollmodul 120 für den Sendeempfänger 110, welches ausgebildet ist, um unter Verwendung des Sendeempfängers 110 sowohl Information betreffend eine Verriegelung/Entriegelung des Fahrzeugs 1000 mit einem Kommunikationsgerät (nicht dargestellt) eines Benutzers zu kommunizieren als auch Information über einen Innenraum des Fahrzeugs 1000 zu erfassen.
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Das Kontrollmodul 120 umfasst beispielsweise eine Schnittstelle zu dem Sendeempfänger 110 und Mittel zum Verarbeiten von Informationen. In Ausführungsbeispielen umfasst das Kontrollmodul 120 zum Beispiel eine Datenverarbeitungsschaltung (z.B. einen Prozessor) und/oder ein oder mehrere Komponenten zur digitalen und/oder analogen Signalverarbeitung (z.B. Verstärker(-schaltungen), Analog-Digital-Umsetzer (ADUs), Digital-Analog-Umsetzer (DAUs), digitale Signalprozessoren (DSPs), integrierte Schaltkreise (engl. integrated circuits, ICs), im Feld programmierbare (Logik-) Gatter-Anordnungen (FPGAs), Mikrocontroller. Ferner ist das Kontrollmodul 120 beispielsweise konfiguriert, um ein oder mehrere Computerprogramme zur Signal- und/oder Informationsverarbeitung zum Kommunizieren und Erfassen der Informationen auszuführen.
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Der Sendeempfänger 110 umfasst beispielsweise eine Schnittstelle zum Kommunizieren mit dem Kontrollmodul 120, Mittel zur Signalverarbeitung, Mittel zur Signalerzeugung, eine Antenne, ein Antennenarray umfassend eine Mehrzahl von Antennen und/oder andere technische Mittel oder Anordnungen (z.B. Sensoren) zum (kabellosen) Empfangen und/oder Aussenden elektromagnetischer Signale. In manchen Beispielen umfasst der Sendeempfänger 110 separate Mittel zum Senden und Empfangen, z.B. jeweils zumindest eine separate Antenne zum Empfangen und eine separate Antenne zum Aussenden. Optional werden dieselben Mittel, z.B. dieselbe Antenne oder dieselben Antennen zum Empfangen und Aussenden verwendet.
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Zugunsten eines geringeren Integrationsaufwands wird vorgeschlagen den Sendeempfänger 110 zumindest teilweise (zumindest einen Teil der Komponenten des Sendeempfängers 110) sowohl zum Kommunizieren, zum Beispiel Senden und/oder Empfangen, der Information betreffend die Verriegelung/Entriegelung des Fahrzeugs als auch zum Erfassen der Information über den Innenraum zu verwenden. In Ausführungsbeispielen wird beispielsweise dieselbe Schnittstelle zum Kontrollmodul 120, dieselben Mittel des Sendeempfängers zum Erzeugen und/oder Verarbeiten von Signalen und/oder dieselbe Antenne des Sendeempfängers 120 sowohl zum Austausch mit dem Kommunikationsgerät als auch zum Überwachen des Innenraums verwendet. Dadurch kann beispielsweise zugunsten eines geringeren technischen Aufwands und geringeren Kosten von zusätzlichen Komponenten, zum Beispiel separaten Schnittstellen, Sendern, Empfängern und/oder Sendeempfängern zur separaten Integration der Insassenerkennung und Kommunikation mit dem Kommunikationsgerät betreffend den Fahrzeugzugang und/oder die Verriegelung/Entriegelung des Fahrzeugs abgesehen werden.
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Die Sendeempfängerschaltung 100 kann insbesondere in Anwendungen zum Verriegeln und/oder Entriegeln des Fahrzeugs unter Verwendung eines (fahrzeugfremden) Kommunikationsgeräts, wie beispielsweise einem Mobiltelefon des Benutzers verwendet werden. In solchen Anwendungen kann es vorgesehen sein, dass sich das Fahrzeug insbesondere, wenn sich der Benutzer mit dem Kommunikationsgerät außerhalb des Fahrzeugs befindet, mit dem Kommunikationsgerät verriegeln und/oder für Zugang zum Fahrzeug entriegeln lässt. Der Sendeempfänger 110 ist in Ausführungsbeispielen entsprechend ausgebildet, um insbesondere auch dann mit dem Kommunikationsgerät zu kommunizieren, wenn es sich außerhalb des Fahrzeugs befindet. Hierfür können ein oder mehrere Antennen des Sendeempfängers 110 insbesondere zum Aussenden von Signalen aus dem Fahrzeug und/oder Empfangen von Signalen aus der Umgebung des Fahrzeugs ausgebildet sein. Um Kommunikation zum Kommunikationsgerät rundum das Fahrzeug zu bieten kann der Sendeempfänger 110 insbesondere zum omnidirektionalen Empfang und/oder Aussenden von Signalen ausgebildet sein. Grundsätzlich kann der Sendeempfänger 110 auch angepasst sein, um mit dem Kommunikationsgerät zu kommunizieren, wenn es sich im Innenraum des Fahrzeugs befindet. In manchen Ausführungsbeispielen kann der Sendeempfänger 110 auch zur gerichteten Aussendung und/oder zum gerichteten Empfang von Signalen ausgebildet sein.
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Die Information betreffend die Verriegelung/Entriegelung des Fahrzeugs umfassen beispielsweise Information über eine Position und/oder Distanz des Kommunikationsgeräts relativ zum Fahrzeug zur positions- und/oder distanzgesteuerten Verriegelung/Entriegelung des Fahrzeugs. Die Information über die Position und/oder Distanz des Kommunikationsgeräts wird beispielsweise mittels eines Laufzeit- oder Wegmessverfahrens (z.B. mittels eines ein- oder mehrseitigen (laufzeitbasierten) Entfernungsmessverfahrens) unter Verwendung der Sendeempfängerschaltung 100 erfasst. Optional umfasst die Information Positionsdaten (z.B. geographische Daten) des Kommunikationsgeräts, welche durch ein separates Ortungssystem, zum Beispiel mittels eines satellitengestützten Ortungssystems, bestimmt wurden. Ferner optional umfasst die Information betreffend die Verriegelung/Entriegelung Information über eine Kennung des Kommunikationsgeräts, eine Anfrage und/oder eine Berechtigung des Kommunikationsgeräts, beziehungsweise des Benutzers, zum Verriegeln/Entriegeln des Fahrzeugs.
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Ferner kann die Sendeempfängerschaltung 100 zur sensorischen Erfassung, Überwachung und/oder Charakterisierung des Innenraums des Fahrzeugs verwendet werden. Zur sensorischen Erfassung, Überwachung und/oder Charakterisierung können insbesondere weg- und/oder laufzeitbasierte Messverfahren eingesetzt werden. Dazu kann der Sendeempfänger 110 insbesondere ausgebildet sein, um Signale in den Innenraum zu senden und/oder aus dem Innenraum zu empfangen. Das Kontrollmodul 120 ist beispielsweise entsprechend ausgebildet, um anhand einer Laufzeit, beziehungsweise eines Weges der Signale Information über die Position, Größe und/oder die Distanz von Objekten und/oder Position, Größe, Distanz, Alter, Gesundheitszustand oder Gefühlszustand der Insassen im Innenraum zu bestimmen. Optional kann auch eine Dopplerverschiebung der Signale betrachtet werden, um beispielsweise Information über Bewegungen oder Gesten der Insassen im Innenraum zu erkennen und zu charakterisieren. Informationen über Position, Größe, Distanz, Alter, Gesundheitszustand, Lebenszeichen, Gesten oder Gefühlszustand der Insassen erlauben beispielsweise eine Charakterisierung und/oder Klassifizierung der Insassen nach einer der Informationen. Die Informationen erlauben es ferner das Fahrzeug (z.B. die Anordnung von Sitzen, Bildschirmen oder Aktivierung/Deaktivierung von Airbags) adaptiv, basierend auf den Informationen zu konfigurieren und/oder zum Beispiel, wenn bei einem oder mehreren Insassen ein kritischer Gesundheitszustand vorliegt, automatisch einen Notruf abzusetzen. Beim Absetzen des Notrufs können automatisch Informationen über die Insassen, zum Beispiel ihr Alter und/oder ihr Gesundheitszustand übermittelt werden.
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In Ausführungsbeispielen kann der Sendeempfänger 110 als Ultra-Breitband-Sendeempfänger ausgeführt sein. Entsprechend weist der Sendeempfänger 110 zum Beispiel eine oder mehrere zum Empfangen, Verarbeiten und/oder Aussenden von UWB-Signalen konfigurierte Mittel, zum Beispiel ein oder mehrere zur Verwendung von UWB geeignete Antennen und/oder Prozessoren zur Signalerzeugung und/oder Signalverarbeitung auf.
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Wie bereits erwähnt, weisen UWB-Signale ein breiteres Frequenzband als schmalbandige Signale, wie zum Beispiel Signale im 24 GHz oder 60 GHz Band auf. Zum einen bietet das breitere Frequenzband eine höhere Übertragungsrate beim Kommunizieren der Information betreffend die Verriegelung/Entriegelung des Fahrzeugs und zum anderen verschiedene Vorteile beim Erfassen der Information über den Innenraum.
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Nach dem Prinzip des konstanten Zeit-Bandbreite-Produkts erlaubt das breitere Frequenzband eine kürzere Pulsdauer bei Pulsen in UWB-Signalen. Wie der Fachmann in Kenntnis der vorliegenden Offenbarung verstehen wird, erlaubt die kürzere Pulsdauer wiederum eine bessere räumliche Auflösung bei der sensorischen Erfassung, Überwachung und/oder Charakterisierung des Innenraums.
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UWB-Signale weisen zumindest nach manchen Spezifikationen Frequenzen zwischen 0 GHz und 11 GHz auf. Diese Frequenzen bieten insbesondere eine bessere Durchdringung des Signals durch Interieur (z.B. Fahrersitze, Kopfstützen) und andere Objekte. Entsprechend kann unter Verwendung eine größere Abdeckung des Innenraums erreicht werden als beispielsweise unter Verwendung von Signalen im 24 GHz oder 60 GHz Band. Die größere Abdeckung wiederum macht weniger Sendeempfänger und somit einen geringeren Integrationsaufwand zur sensorischen Erfassung, Überwachung und/oder Charakterisierung des Innenraums erforderlich.
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Zur Erläuterung sei die Erfindung anhand eines weiteren Ausführungsbeispiels des Sendeempfängerschaltung 100 in 2a, 2b und 2c beschrieben.
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2a, 2b und 2c zeigen eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 2000 umfassend ein Ausführungsbeispiel der Sendeempfängerschaltung.
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Konkret zeigen 2a das Fahrzeug 2000 in einer Seitenansicht, 2b in einer Draufsicht und 2c in einer Frontansicht.
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Wie insbesondere anhand 2a und 2b zu erkennen ist, umfasst die Sendeempfängerschaltung vorliegend einen ersten Sendeempfänger 211 und einen zweiten Sendeempfänger 212 und ein Kontrollmodul 220 für die Sendeempfänger 211 und 212. Die Sendeempfänger 211 und 212 sind zum sensorischen Erfassen unterschiedlicher Bereiche im Innenraum des Fahrzeugs 2000 vorgesehen. Vorliegend ist der erste Sendeempfänger 211 beispielsweise für einen Bereich einer vorderen Sitzreihe und der zweite Sendeempfänger 212 für einen Bereich einer hinteren Sitzreihe des Fahrzeugs 2000 vorgesehen. Wie zu sehen ist, ist der erste Sendeempfänger 211 hierfür über der vorderen Sitzreihe und der zweite Sendeempfänger 212 über der hinteren Sitzreihe angeordnet. Die Sendeempfänger 211 und 212 sind beispielsweise am oder im Dachhimmel des Fahrzeugs 2000 angeordnet. In anderen Ausführungsbeispielen können Sendeempfänger auch an anderen Positionen im Fahrzeug, zum Beispiel im Fußraum angeordnet sein.
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Die Sendeempfänger 211 und 212 umfassen beispielsweise jeweils ein Antennenarray zum Senden und Empfangen von Signalen, einen Prozessor zum Erzeugen von Signalen, beziehungsweise Verarbeiten empfangener Signale und eine Schnittstelle mit dem Kontrollmodul 220 zum Austausch von Information. Die Sendeempfänger 211 und 212 sind vorliegend beispielsweise als UWB-Sendeempfänger oder sogenannte „UWB-Anker“ ausgeführt. Entsprechend ist beispielsweise das Antennenarray und der Prozessor zur Verwendung von UWB angepasst/konfiguriert.
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Die Sendeempfänger 211 und 212 können jeweils ein Messsignal 232 zur sensorischen Erfassung des Innenraums aussenden.
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Wie in 2a, 2b und 2c gezeigt, können die Messsignale 232 zur Abdeckung des entsprechenden Bereichs der Sendeempfänger 211 und 212 auf die vordere, beziehungsweise hintere Sitzreihe gerichtet sein. Die Messsignale 232 können im Innenraum reflektiert und Reflexionen 232' der Messsignale 232 von den Sendeempfängern 211 und 212 empfangen werden. Die Reflexionen 232' können als Echo der Messsignale 232 verstanden werden, die einfach oder mehrfach reflektiert wurden. Insbesondere können die Reflexionen 232' nach dem Prinzip des Mehrwegempfangs oder der Mehrwegeausbreitung (engl. multipath propagation) mehrere Reflexionen desselben Objekts umfassen. In Ausführungsbeispielen können die Sendeempfänger 211 und 212 sowohl Reflexionen des „eigenen“ Messsignals als auch Reflexionen des Messsignals des jeweils anderen Sendeempfängers empfangen. Zum Beispiel kann der erste Sendeempfänger 211 sowohl Reflexionen des Messsignals 232, das von dem ersten Sendeempfänger 211 selbst ausgesendet wird, als auch Reflexionen des Messsignals 232 des zweiten Sendeempfängers 212 empfangen. Anhand der empfangenen Reflexionen 232' kann Information über eine Signallaufzeit, ein Signalweg und/oder eine Dopplerverschiebung des Messignals 232 erfasst werden. Die Information über die Signallaufzeit, den Signalweg und/oder die Dopplerverschiebung kann an das Kontrollmodul 220 übermittelt werden. Anhand dieser Information kann das Kontrollmodul 220 Informationen über den Innenraum bestimmen. In Ausführungsbeispielen umfasst die Information über den Innenraum Information über ein oder mehrere Objekte und/oder Insassen, beispielsweise über die Präsenz, die Position, die Größe, Lebenszeichen, den Gefühlszustand, das Alter und/oder den Gesundheitszustand der Insassen. Unter Verwendung von Redundanzen, die sich aus der Verwendung mehrerer Sendeempfänger, vorliegend der Sendeempfänger 211 und 212, ergeben kann das Kontrollmodul 220 die Informationen zugunsten einer höheren Verlässlichkeit der Informationen über den Innenraum korrigieren.
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In alternativen Ausführungsbeispielen können auch „unreflektierte“ Signale, die sich entlang der Sichtlinie zwischen Sendeempfängern ausbreiten, zur Erfassung der Information über den Innenraum verwendet werden.
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Bevorzugt ist das Messsignal 232 zugunsten einer höheren Genauigkeit der Informationen über den Innenraum und/oder besseren Abdeckung des Innenraums als bei der Verwendung von anders gearteten Signalen ein UWB-Signal. Alternativ können aber auch anders geartete Signale verwendet werden.
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Wie gezeigt, kann ein Kommunikationssignal 231 zwischen einem Kommunikationsgerät eines Benutzers, zum Beispiel eines Fahrers oder Insassen, und zumindest einem oder beiden der Sendeempfänger 211 und 212 übertragen werden. Vorliegend wird das Kommunikationssignal 231 beispielsweise durch Sendeempfänger 211 und/oder 212 von dem Kommunikationsgerät, zum Beispiel einem Mobiltelefon, Computer, einer Smartwatch oder einem Tablet empfangen. Das Kommunikationsgerät befindet sich beispielsweise außerhalb des Fahrzeugs 2000. Das Kommunikationssignal umfasst beispielsweise Information über einen Standort des Kommunikationsgeräts und/oder eine Zeit beim Empfangen eines von einem der Sendeempfänger 211 und 212 ausgesendeten weiteren Kommunikationssignals. Anhand der Information kann die Distanz und/oder Position relativ zum Fahrzeug 2000 oder zu einem der Sendeempfänger 211 und 212 bestimmt werden. Das Kommunikationssignal 231 kann ferner Information über eine Berechtigung und/oder eine Anfrage zum Verriegeln oder Entriegeln des Fahrzeugs umfassen. Basierend auf der Information über die Position, der Distanz, der Berechtigung und/oder der Anfrage zum Verriegeln oder Entriegeln des Fahrzeugs kann das Kontrollmodul 220 ein Verriegeln oder Entriegeln des Fahrzeugs 2000 veranlassen. Zum Beispiel können automatisch oder auf Anfrage des Benutzers, beziehungsweise des Kommunikationsgeräts, ein oder mehrere Fahrzeugtüren und/oder ein Kofferraum des Fahrzeugs entriegelt werden, wenn das Kommunikationsgerät innerhalb einer bestimmten Reichweite ist, d.h. wenn die Distanz des Kommunikationsgeräts einen vorbestimmten Schwellenwert unterschreitet.
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Das Kommunikationssignal 231 kann auch ein Signal sein, welches an das Kommunikationsgerät des Benutzers gesendet wird. In diesem Fall ist das Kommunikationssignal 231 derart angepasst, so dass das Kommunikationssignal 231 außerhalb des Innenraums von dem Kommunikationsgerät des Benutzers empfangen werden kann. Hierzu kann das Kommunikationssignal 231 in die Umgebung des Fahrzeugs abgestrahlt werden. Auf diese Weise kann das Kommunikationsgerät dazu veranlasst werden, wie oben beschrieben, Information über den Standort des Kommunikationsgeräts, die Zeit beim Empfangen des Kommunikationssignals 231, über die Berechtigung und/oder die Anfrage zum Verriegeln oder Entriegeln des Fahrzeugs mittels eines weiteren Kommunikationssignals an zumindest einen der Sendeempfänger 211 und 212 zu senden.
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Informationen betreffend das Erfassen der Information über den Innenraum und Informationen betreffend die Verriegelung/Entriegelung des Fahrzeugs können unter Verwendung separater Softwareblöcke, zum Beispiel unter Verwendung separater Computerprogramme, die jeweils in einem der Sendeempfänger 211 und 212 implementiert sind, verarbeitet werden. Zum Beispiel werden die Informationen über die Signallaufzeit, den Signalweg und/oder die Dopplerverschiebung unter Verwendung jeweils eines ersten in den Sendeempfängern 211 und 22 implementierten Computerprogramms verarbeitet und Informationen über die Position, Distanz, Berechtigung und/oder Anfrage zur Verriegelung/Entriegelung des Fahrzeugs 2000 unter Verwendung jeweils eines zweiten separaten in den Sendeempfängern 211 und 212 implementierten Computerprogramms verarbeitet.
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Bevorzugt ist das Kommunikationssignal 231 zugunsten einer geringeren Interferenz und einer besseren Verschlüsselung als bei der Verwendung von anders gearteten Signalen ein UWB-Signal. Alternativ können aber auch anders geartete Signale verwendet werden.
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Das Kontrollmodul 220 kann die Information betreffend die Verriegelung des Fahrzeugs 2000 und die Information über den Innenraum des Fahrzeugs 2000 insbesondere zur Diebstahlsicherung und/oder zum Schutz von Insassen verwenden. Die Präsenz von Personen/Tieren und/oder Bewegungen im Innenraum nach Verriegeln des Fahrzeugs 2000 deuten beispielsweise auf einen Diebstahlversuch und/oder darauf hin, dass eine Person oder ein Tier (unbeabsichtigt) im Fahrzeug zurückgelassen wurde. Das Kontrollmodul 220 kann auf diese Weise basierend auf der Information über den Innenraum und der Information betreffend die Verriegelung zur Diebstahlsicherung oder Schutz von Insassen einen Alarm auslösen. Der Alarm umfasst beispielsweise ein Erzeugen eines akustischen oder visuellen Signals, um die Umgebung des Fahrzeugs auf den Diebstahl oder zurückgelassene Personen oder Tiere aufmerksam zu machen, und/oder ein Senden einer Benachrichtigung an das Kommunikationsgerät des Benutzers.
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Das vorgeschlagene Konzept kann auch in einem entsprechenden Verfahren umgesetzt sein.
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3 zeigt ein Flussdiagramm zur schematischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens 300 für ein Fahrzeug.
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Das Verfahren 300 umfasst ein Kommunizieren 310 von Information betreffend eine Verriegelung des Fahrzeugs mit einem Kommunikationsgerät eines Benutzers unter Verwendung eines Sendeempfängers. Zudem umfasst das Verfahren 300 ein Erfassen 320 von Information über einen Innenraum des Fahrzeugs unter Verwendung des Sendeempfängers. Wirkungsgleich mit dem vorgeschlagenen Konzept für die Sendeempfängerschaltung kann dadurch ein Integrationsaufwand zur Insassenerkennung und Kommunikation mit einem Kommunikationsgerät zur Verriegelung/Entriegelung des Fahrzeugs verringert werden.
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Es sei angemerkt, dass Merkmale, die im Zusammenhang mit der Sendeempfängerschaltung beschrieben sind, analog in einem Verfahren, vorliegend zum Beispiel in Verfahren 300, umgesetzt werden können.
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Das vorgeschlagene Konzept kann auch in einem entsprechenden Computerprogramm umgesetzt sein.
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Ausführungsbeispiele schaffen zum Beispiel ein Computerprogramm mit einem Programmcode, der ein Durchführen des Verfahrens 300 bewirkt, wenn der Programmcode auf einer programmierbaren Hardwarekomponente ausgeführt wird.
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Weitere Ausführungsbeispiele sind Computerprogramme zur Durchführung eines der hierin beschriebenen Verfahren, wenn das Computerprogramm auf einem Computer, einem Prozessor, oder einer programmierbaren Hardwarekomponente abläuft. Je nach bestimmten Implementierungsanforderungen können Ausführungsbeispiele der Erfindung in Hardware oder in Software implementiert sein. Die Implementierung kann unter Verwendung eines digitalen Speichermediums, beispielsweise einer Floppy-Disk, einer DVD, einer Blu-Ray Disc, einer CD, eines ROM, eines PROM, eines EPROM, eines EEPROM oder eines FLASH-Speichers, einer Festplatte oder eines anderen magnetischen oder optischen Speichers durchgeführt werden, auf dem elektronisch lesbare Steuersignale gespeichert sind, die mit einer programmierbaren Hardwarekomponente derart zusammenwirken können oder zusammenwirken, dass das jeweilige Verfahren durchgeführt wird.
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Eine programmierbare Hardwarekomponente kann durch einen Prozessor, einen Computerprozessor (CPU = Central Processing Unit), einen Grafikprozessor (GPU = Graphics Processing Unit), einen Computer, ein Computersystem, einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC = Application-Specific Integrated Circuit), einen integrierten Schaltkreis (IC = Integrated Circuit), ein Ein-Chip-System (SOC = System on Chip), ein programmierbares Logikelement oder ein feldprogrammierbares Gatterarray mit einem Mikroprozessor (FPGA = Field Programmable Gate Array) gebildet sein.
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Das digitale Speichermedium kann daher maschinen- oder computerlesbar sein. Manche Ausführungsbeispiele umfassen also einen Datenträger, der elektronisch lesbare Steuersignale aufweist, die in der Lage sind, mit einem programmierbaren Computersystem oder einer programmierbare Hardwarekomponente derart zusammenzuwirken, dass eines der hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt wird. Ein Ausführungsbeispiel ist somit ein Datenträger (oder ein digitales Speichermedium oder ein computerlesbares Medium), auf dem das Programm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufgezeichnet ist.
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Allgemein können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung als Programm, Firmware, Computerprogramm oder Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode oder als Daten implementiert sein, wobei der Programmcode oder die Daten dahin gehend wirksam ist bzw. sind, eines der Verfahren durchzuführen, wenn das Programm auf einem Prozessor oder einer programmierbaren Hardwarekomponente abläuft. Der Programmcode oder die Daten kann bzw. können beispielsweise auch auf einem maschinenlesbaren Träger oder Datenträger gespeichert sein. Der Programmcode oder die Daten können unter anderem als Quellcode, Maschinencode oder Bytecode sowie als anderer Zwischencode vorliegen.
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Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsentiert wurden, beschränkt sei.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Sendeempfängerschaltung
- 110
- Sendeempfänger
- 120
- Kontrollmodul
- 211
- erster Sendeempfänger
- 212
- zweiter Sendeempfänger
- 220
- Kontrollmodul
- 231
- Kommunikationssignal
- 232
- Messsignal
- 232'
- Reflexion
- 300
- Verfahren
- 310
- Kommunizieren von Information betreffend eine Verriegelung/Entriegelung unter Verwendung eines Sendeempfängers
- 320
- Erfassen von Information über einen Innenraum des Fahrzeugs unter Verwendung des Sendeempfängers
- 1000
- Fahrzeug
- 2000
- Fahrzeug
