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DE10331336A1 - System zur Positionsbestimmung einer Vorrichtung an einer Fläche - Google Patents

System zur Positionsbestimmung einer Vorrichtung an einer Fläche Download PDF

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DE10331336A1
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Christl Lauterbach
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Infineon Technologies AG
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Infineon Technologies AG
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein System zur Positionsbestimmung einer Vorrichtung an einer Fläche (F), umfassend: DOLLAR A - eine Vielzahl von an der Fläche angeordneten elektronischen Informationsträgern (10); DOLLAR A - zumindest eine Vorrichtung, umfassend eine Leseeinrichtung (14), welche zum Lesen von in den Informationsträgern (10) gespeicherten Daten ausgelegt ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Positionsbestimmung einer Vorrichtung an einer Fläche und eine Verwendung von elektronischen Informationsträgern zur Positionsbestimmung einer Vorrichtung auf einer Fläche.
  • Es sind die Systeme zur Ortsbestimmung und Steuerung von Robotern bekannt, bei welchen Kameras mit Bildauswertung, Abstandsmessungen etc. zum Einsatz kommen. Diese Systeme haben jedoch den Nachteil, daß die Ortsbestimmung und Steuerung mit einem hohen Aufwand und hohen Kosten verbunden sind.
    •
  • Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System zur Positionsbestimmung einer Vorrichtung an einer Fläche bereitzustellen, welches eine kostengünstige und einfache Positionsbestimmung ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch ein System mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Bevorzugte Ausführungsformen sind Inhalt der abhängigen Ansprüche.
  • Gemäß der Erfindung wird ein System zur Positionsbestimmung bzw. Orientierung bzw. Lokalisierung einer Vorrichtung an bzw. auf einer Fläche bzw. einem Flächengebilde bzw. einer Schicht bereitgestellt, umfassend:
    • – eine Vielzahl von an der Fläche angeordneten elektronischen Informationsträgern;
    • – zumindest eine Vorrichtung umfassend eine Leseeinrichtung, welche zum Lesen bzw. Aufnehemen von in den Informationsträgern gespeicherten Daten ausgelegt ist.
  • Vorzugsweise sind die Informationsträger elektronische Einrichtungen, welche infolge einer Anregung durch die Leseeinrichtung Daten an die Leseeinrichtung übermitteln.
  • Bevorzugt erfolgt die Kommunikation zwischen der Leseeinrichtung und den Informationsträgern berührungslos, vorzugsweise über elektromagnetische Wellen.
  • Vorzugsweise ist die Vorrichtung bezüglich der Fläche bewegbar. Insbesondere kann vorgesehen sein, daß sich die Vorrichtung auf bzw. über der Fläche bewegt.
  • Die Informationsträger sind vorzugsweise im wesentlichen rasterartig bzw. matrixartig angeordnet. Durch die regelmäßige Anordnung der Informationsträger kann die Positionsbestimmung weiter vereinfacht werden
  • Bevorzugt sind die Informationsträger an der der Vorrichtung abgewandten Seite der Fläche bzw. Rückseite bzw. der bei der Verwendung nicht sichtbaren Fläche angeordnet. Dadurch wird der optische Eindruck der Fläche nicht durch die elektronischen Informationsträger beeinträchtigt.
  • Bevorzugt sind die Informationsträger Transponder, weiter bevorzugt Radiofrequenz-Identifikations-Tags bzw. RF-ID-Tags.
  • Des weiteren können die Informationsträger passive Transponder sein, d.h. Transponder, welche keine eigene Energierversorgung aufweisen.
  • Die Vorrichtung umfaßt ferner vorzugsweise eine Verarbeitungseinrichtung zum Verarbeiten der von der Leseeinrichtung gelesenen Daten.
  • Dies ist insbesondere von Interesse, um zusätzlich zur reinen Positionsbestimmung beispielsweise eine Leitsystemfunktion bereitzustellen. Hierbei können aufgrund der verarbeiteten Daten beispielsweise weitere Informationen, wie z.B. ein bestimmter Weg oder Informationen bezüglich des Standortes ausgegeben werden.
  • Ferner kann die Vorrichtung eine Eingabeeinrichtung umfassen. Hierbei kann beispielsweise vorgesehen sein, daß ein Nutzer, welcher die Vorrichtung bedient, bestimmte Eingaben, z.B. bezüglich eines bestimmten Zielpunkts, durchführt.
  • Des weiteren kann die Vorrichtung eine Anzeigeeinrichtung umfassen.
  • Vorzugsweise umfaßt die Vorrichtung ferner eine Schreibeinrichtung zum Abspeichern von Daten auf den Informationsträgern. Somit können zusätzlich zum reinen Lesen der Daten der Informationsträger auch Daten auf den Informationsträgern abgespeichert werden.
  • Bevorzugt erfolgt die Kommunikation zwischen der Schreibeinrichtung und den Informationsträgern berührungslos bzw. die Schreibeinrichtung kommuniziert berührungslos mit den Informationsträgern.
  • Vorzugsweise ist die Fläche Bestandteil eines insbesondere begehbaren Bodenbelags, wie z.B. ein Teppich oder ein Laminat.
  • Des weiteren wird gemäß der Erfindung die Verwendung von elektronischen Informationsträgern, bevorzugt Transpondern, am meisten bevorzugt RF-ID-Tags, zur Positionsbestimmung bzw. Orientierung bzw. Lokalisierung einer Vorrichtung an bzw. auf einer Fläche vorgeschlagen, insbesondere in einem System gemäß der Erfindung oder einer bevorzugten Ausführungsform davon, wobei eine Vielzahl der Informationsträger an der Fläche angeordnet ist.
  • Weitere Merkmale, Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden offensichtlich aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen, in welchen zeigt:
  • 1 eine schematische Ansicht der Funktionsweise von Informationsträgern und Leseeinrichtungen, welche in einem System gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden; und
  • 2 eine schematische Ansicht einer mit Informationsträgern versehenen Fläche gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Zunächst wird die allgemeine Funktionsweise von in einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendeten Informationsträgern und mit diesen zusammenwirkenden Leseeinrichtungen mit Bezug auf 1 beschrieben.
  • In der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Informationsträger 10 als Radiofrequenz-Identifikations-Tags bzw. RF-ID-Tags 10 ausgebildet. Der RF-ID-Tag 10 umfaßt eine Spule 12, welche durch elektromagnetische Wellen angeregt werden kann. Um den RF-ID-Tag 10 anzuregen, wird eine Leseeinrichtung 14 verwendet, welche ebenfalls eine Spule 16 umfaßt. Der RF-ID-Tag 10 ist vorzugsweise ein passiver Transponder, welcher keine eigene Energieversorgung benötigt.
  • Zum Auslesen der auf dem RF-ID-Tag 10 gespeicherten Information 10 baut die Leseeinrichtung 14 ein elektromagnetisches Feld auf (1 mit EM gekennzeichnet). Innerhalb dieses Felds wird der RF-ID-Tag 10 aktiviert (in 1 mit dem Pfeil A dargestellt) und sendet seine Informationen, ebenfalls mittels elektromagnetischer Wellen, zurück (in 1 durch den Pfeil B dargestellt). Die übertragene Information wird von der Leseeinrichtung 14 erfaßt, decodiert und entsprechend weiter verarbeitet.
  • Die Entfernung zwischen dem RF-ID-Tag 10 und der Leseeinrichtung 14, bei welcher der RF-ID-Tag 10 aktiviert wird, kann je nach Einsatzgebiet variieren. In der Regel liegt der Wert dieser Entfernung in einem Bereich von ca. 5cm bis ca. 1m.
  • Nachfolgend wird das erfindungsgemäße System mit Bezug auf 2 beschrieben.
  • In 2 ist eine Fläche F dargestellt an welcher eine Vielzahl von RF-ID-Tags 10 angeordnet ist. Die RF-ID-Tags 10 sind vorzugsweise raster- bzw. matrixartig angeordnet. Der Abstand der einzelnen Spalten und Reihen der RF-ID-Tags 10 zueinander gibt die Genauigkeit der Positionsbestimmung an. Für eine präzisere Positionsbestimmung wird vorzugsweise ein geringerer Abstand gewählt werden.
  • Ferner ist es ebenfalls denkbar, die RF-ID-Tags 10 in einem anderen geeigneten, vorzugsweise regelmäßigen, Muster anzuordnen.
  • Jeder RF-ID-Tag 10 erhält bei der Herstellung eine ihm eindeutig zugeordnete Nummer, mittels welcher der RF-ID-Tag eindeutig bestimmt werden kann.
  • Bei der Initialisierung des Systems werden die Positionen der einzelnen RF-ID-Tags 10 in Bezug auf die Fläche F ermittelt. Hierzu werden vorzugsweise die bei der Herstellung zugeordneten Nummern verwendet. Beim Betrieb des Systems wird jeweils die Nummer des RF-ID-Tags 10 mit Hilfe der Leseeinrichtung 14 ermittelt. Alternativ können auch neue, laufende Nummern bzw. Ko ordinaten in den Tags eingespeichert werden. Somit kann festgestellt werden, an welcher Position auf der Fläche F sich die Leseeinrichtung 14 gerade befindet.
  • Ferner kann in dem System eine Weg- bzw. Routenplanung vorgesehen sein. Hierbei kann die Eingabe des Zielpunkts vorzugsweise über eine Eingabeeinrichtung erfolgen. Anhand der in der Fläche angeordneten RF-ID-Tags 10 kann der berechnete Weg ermittelt bzw. dem Nutzer angezeigt werden.
  • Die RF-ID-Tags 10 werden vorzugsweise in die Fläche F intergriert, z.B. bereits bei der Herstellung des Flächengebildes eingebracht. Alternativ können die RF-ID-Tags 10 nachträglich an der Fläche F angeordnet werden. Hierbei werden die RF-ID-Tags 10 vorzugsweise an der Flächenseite der Fläche F angeordnet, welche bei der Verwendung nicht sichtbar ist.
  • Vorzugsweise werden die RF-ID-Tags 10 in bevorzugt begehbare Bodenbeläge, wie z.B. Teppiche oder Laminate eingebracht oder daran angeordnet.
  • Nachfolgend werden einige Beispiele gegeben, in welchen das erfindungsgemäße System zum Einsatz kommen kann.
  • Beispielsweise können die RF-ID-Tags 10 unter dem Bodenbelag eines Supermarkts rasterförmig angeordnet sein. Die Leseeinrichtung 14 wird in einen Putzroboter integriert und die Steuerung des Putzroboters kann aufgrund der Positionsbestimmung durch die RF-ID-Tags 10 erfolgen. Dadurch können beispielsweise auf einfache Weise die zu reinigenden Bahnen an den Roboter übermittelt werden.
  • Des weiteren kann die Leseeinrichtung 14 in einen Einkaufswagen integriert werden. Ferner kann vorgesehen sein, daß zusätzlich eine Eingabeeinrichtung vorgesehen ist, mittels welcher der Kunde beispielsweise ein gesuchtes Produkt eingeben kann. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Positionsbestimmung kann der Weg zu dem gesuchten Artikel berechnet werden und mittels einer Ausgabeeinrichtung, welche z.B. eine Anzeige bzw. ein Display sein kann an den Kunden ausgegeben werden.
  • Ferner kann vorgesehen sein, daß die Bodenflächen in Messen, Museen oder Ausstellungen mit einer rasterförmigen Anordnung von RF-ID-Tags 10 versehen wird. Die Besucher können dann mittels eines kleinen Geräts, welches zumindest eine Leseeinrichtung 14 und vorzugsweise eine Anzeigeeinheit umfaßt, durch die Messe oder Ausstellung geführt werden. Hierbei können an bestimmten Punkten, welche durch das erfindungsgemäße System ermittelt werden, zusätzliche Informationen an den Besucher ausgegeben werden.
    •
    • 10
    Informationsträger/RF-ID-Tag
    12
    Spule
    14
    Leseeinrichtung
    16
    Spule
    EM
    elektromagnetisches Feld

Claims (13)

  1. System zur Positionsbestimmung einer Vorrichtung an einer Fläche (F), umfassend: – eine Vielzahl von an der Fläche angeordneten elektronischen Informationsträgern (10); – zumindest eine Vorrichtung umfassend eine Leseeinrichtung (14), welche zum Lesen von in den Informationsträgern (10) gespeicherten Daten ausgelegt ist.
  2. System gemäß Anspruch 1, wobei die Kommunikation zwischen der Leseeinrichtung (14) und den Informationsträgern (10) berührungslos erfolgt.
  3. System gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Vorrichtung bezüglich der Fläche bewegbar ist.
  4. System gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Informationsträger (10) im wesentlichen rasterartig angeordnet sind.
  5. System gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Informationsträger (10) an der der Vorrichtung abgewandten Seite der Fläche angeordnet sind.
  6. System gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Informationsträger (10) Transponder sind.
  7. System gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung ferner eine Verarbeitungseinrichtung umfaßt zum Verarbeiten der von der Leseeinrichtung (14) gelesenen Daten.
  8. System gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung ferner eine Eingabeeinrichtung umfaßt.
  9. System gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung ferner eine Anzeigeeinrichtung umfaßt.
  10. System gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung ferner eine Schreibeinrichtung zum Abspeichern von Daten auf den Informationsträgern (10) umfaßt.
  11. System gemäß Anspruch 10, wobei die Kommunikation zwischen der Schreibeinrichtung und den Informationsträgern (10) berührungslos erfolgt.
  12. System gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Fläche Bestandteil eines insbesondere begehbaren Bodenbelags ist.
  13. Verwendung von elektronischen Informationsträgern zur Positionsbestimmung einer Vorrichtung an einer Fläche (F), insbesondere in einem System gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Vielzahl der Informationsträger (10) an der Fläche angeordnet ist.
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