In Bearbeitung

Bitte warten ...

Einstellungen

Einstellungen

Gehe zu Anmeldung

1. WO2020182848 - VERFAHREN UND SYSTEM ZUR POSITIONSBESTIMMUNG INNERHALB VON GEBÄUDEN

Anmerkung: Text basiert auf automatischer optischer Zeichenerkennung (OCR). Verwenden Sie bitte aus rechtlichen Gründen die PDF-Version.

[ DE ]
Verfahren und System zur Positionsbestimmung innerhalb von Ge- bäuden

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Bestim mung einer Position eines Senders innerhalb eines Gebäudes, ins besondere innerhalb eines Rohbaus.

Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Initiali sierung des Systems.

Auf Baustellen gestaltet sich die Organisation und Planung der Bauprozesse wegen der sich ständig ändernden Umgebung in der Re gel schwierig. Insbesondere die Organisation in der Rohbauphase stellt eine große Herausforderung dar, da viele Geräte und Ma schinen an mehreren Orten auf der Baustelle benötigt werden und von unterschiedlichen Personen benutzt werden. Dabei ist es nicht einfach, den Überblick darüber zu bewahren, wo sich die Geräte und Maschinen befinden und wann diese benutzt werden. Um den Zeitaufwand für die Bauarbeiter gering zu halten, werden da her meist mehr Geräte und Maschinen zur Verfügung gestellt, als eigentlich notwendig wären, um die anfallenden Arbeiten verrich ten zu können. Dennoch geht beim Suchen nach Geräten auf der Baustelle sehr viel Zeit verloren, und wenn schließlich ein ent sprechendes Gerät gefunden wurde, ist nicht sichergestellt, dass dieses überhaupt funktionstüchtig ist. In einem illustrativen Beispiel benötigt ein Bauarbeiter im fünften Stock eines Gebäu des eine Bohrmaschine. Das Gerätelager, in dem die Bohrmaschinen bevorratet werden, befindet sich im Erdgeschoss, weshalb er sich auf den Weg zum Gerätelager begibt, obwohl ein anderer Bauarbei ter im vierten Stock gerade seine Arbeit abgeschlossen hat und deshalb eine Bohrmaschine im vierten Stock zur Verfügung stünde. Um unnötige Wege zu vermeiden und Zeit einzusparen, wäre es da her wünschenswert, die Position und den Betriebszustand von Ge räten oder Maschinen jederzeit abrufen zu können.

Ein weiteres Problem, das sich insbesondere auf Großbaustellen stellt, ist die fehlende Orientierung von neuem Personal. Wenn Bauarbeiter zum ersten Mal auf eine Baustelle gelangen, müssen sie sich zunächst einen Überblick über die örtlichen Gegebenhei- ten verschaffen und ihren Arbeitsplatz mit Hilfe eines Plans aufsuchen oder von einem weiteren Bauarbeiter eingewiesen wer den. Mit einer Positionsbestimmung und einer Navigationsmöglich keit innerhalb von Rohbauten könnte die Orientierung auf Bau stellen wesentlich erleichtert werden.

Um die Planung zu vereinfachen und den Zeitaufwand beim Suchen von Geräten und Orten auf Baustellen zu verkürzen, wäre es wün schenswert, ein System zur Verfügung zu stellen, das eine (Echt zeit- ) Lokalisierung von Maschinen, Gegenständen und Personen be reits in der Rohbauphase erlaubt und gleichzeitig eine Navigati onsmöglichkeit innerhalb von Gebäuden zur Verfügung stellt.

Aus dem Stand der Technik sind bereits Systeme zur Positionsbe stimmung innerhalb von Gebäuden bekannt, die diese Anforderungen jedoch nicht oder nur unzureichend erfüllen können.

Unter anderem ist aus der US 2013/0225197 Al ein „Beacon"-System bekannt, mit dem eine Orientierung innerhalb von Gebäuden ermög licht werden soll. Die „Beacons", zu Deutsch „Leuchtfeuer", wer den mit Hilfe von Schrauben oder Magneten an Wänden oder Decken befestigt und senden in zeitlichen Abständen Signale mit Positi onsinformationen aus, die von Mobilgeräten empfangen werden kön nen .

Daneben offenbart die WO 01/58098 A2 ein Positionsbestimmungs system, mit dem an Orten, an denen keine GPS-Ortung möglich ist, eine Selbstortung von Mobilgeräten durchgeführt werden kann. Zur Verbesserung der Genauigkeit kann eine Triangulation vorgesehen sein. Nachteilig ist jedoch, dass zur Selbstortung zwischen den Mobilgeräten und dem fest installierten Teil des Systems eine bidirektionale Verbindung zum Austausch von Daten hergestellt werden muss, da die Positionsinformationen auf die Mobilgeräte übertragen wird. Darüber hinaus ermöglicht dieser Stand der Technik keine Positionsbestimmung in der Rohbauphase.

Die WO 2017/162810 Al offenbart ein Positionsbestimmungsverfah ren, bei dem mit Hilfe von in den Boden eingebetteten WLAN-Antennen die Position eines Mobilgerätes bestimmt werden kann. Das Verfahren wird in einem Gebäude, allerdings nicht in einem Rohbau angewendet.

Lokalisierungsverfahren sind zudem aus DE 10 2017 203 127 Al und EP 3 364 209 Al bekannt. Die DE 10 2017 203 127 Al beschreibt die Lokalisierung von Personen und Gegenständen auf dem Freige lände von Baustellen, allerdings nicht innerhalb von Gebäuden bzw. Rohbauten. Bei EP 3 364 209 Al wird die Position von Flur förderfahrzeugen bestimmt. Die Positionsbestimmung findet eben falls nicht im Rohbau statt.

Bei den bekannten Verfahren wird in der Regel ein Signal von fest installierten Einheiten ausgesandt, welches eine Positi onsinformation enthält und von mobilen Einheiten empfangen wird. Nachteilig daran ist zum einen, dass die mobilen Einheiten zu sätzliche Rechen- und Akkukapazitäten aufweisen müssen. Zum an deren ist damit die Ortung anderer Objekte nicht oder nur einge schränkt möglich.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, zumindest ein zelne Nachteile des Standes der Technik zu lindern oder zu be seitigen. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, eine zuver lässige Positionsbestimmung von Objekten innerhalb eines Gebäu des bereits in dessen Rohbauphase zu ermöglichen.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren nach Anspruch 1, ein System nach Anspruch 1 sowie ein Initialisierungsverfahren nach Anspruch 10. Bevorzugte Ausführungsvarianten sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist zumindest die folgenden Schritte auf:

- Aussenden eines Signals durch den Sender;

- Empfangen des Signals durch zumindest einen Empfänger, wobei der Empfänger in einem Gebäudeelement, insbesondere einer De cke oder einer Wand, eingebettet ist; und

- Bestimmung der Position des Senders auf Basis des empfangenen Signals und auf Basis der Position des zumindest einen Empfän gers mit Hilfe einer Auswerteeinheit.

Vorteilhafterweise ist es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren daher möglich, eine Positionsbestimmung eines Senders durchzu führen, sobald das Gebäudeelement errichtet wurde, in dem der zumindest eine Empfänger eingebettet ist. Somit kann die Positi onsbestimmung des Senders bereits in der Rohbauphase des Gebäu des erfolgen. Bevorzugt finden das Aussenden des Signals durch den Sender und das Empfangen des Signals durch den zumindest ei nen Empfänger innerhalb eines Rohbaus statt. Der Sender kann da bei an einem beweglichen Objekt, beispielsweise einer Maschine, einem Werkzeug oder einer Person, befestigt sein. Damit ent spricht die Position des Senders im Wesentlichen der Position des Objekts. Für die Zwecke dieser Offenbarung wird als Rohbau ein Bauwerk bezeichnet, welches zumindest ein Gebäudeelement, wie beispielsweise ein Fundament, eine Wand, eine Säule oder ei ne Decke, aufweist, jedoch noch keine zweckbestimmte Nutzung als funktionstüchtiges Bauwerk ermöglicht. Im Fall eines Hochbaus weist der Rohbau insbesondere keine Fenster, Fassadenverkleidung und Innenausstattung auf. Auch Tunnel, Brücken, Betonteile der Infrastruktur (beispielsweise Widerlager, etc.) sollen für diese Offenbarung unter den Begriff Gebäude fallen. Das erfindungsge mäße Verfahren kann natürlich auch nach Abschluss sämtlicher Bautätigkeiten weiterverwendet werden.

Bevorzugt wird der zumindest eine Empfänger oder ein Aufnahme element für den Empfänger auf eine Schalung mittelbar oder un mittelbar aufgelegt und anschließend mit Beton eingegossen. Der Empfänger bzw. das Aufnahmeelement kann dabei auch mit der Scha lung durch insbesondere lösbare Befestigungsmittel verbunden sein. Die Positionierung der Empfänger kann gemäß einem Initia lisierungsverfahren oder einem Plan erfolgen. Bei einer Ausfüh rungsform kann eine Positionsbestimmung bereits erfolgen, wäh rend eine Schalung bzw. ein Schalungselement zur Herstellung des Gebäudeelements noch mit dem Gebäudeelement in Kontakt ist, bei spielsweise während der Aushärtung des Betons. Mit anderen Wor ten kann bei dieser Ausführungsform ein Aussenden des Signals durch den Sender und das Empfangen des Signals durch den zumin dest einen Empfänger stattfinden, während ein Beton des Gebäu deelements in einer Schalung aushärtet, bis die Schalung abge nommen werden kann, ohne dass das Gebäudeelement Schaden nimmt. Natürlich kann bei dieser Ausführungsform das Verfahren auch nach der Aushärtung des Betons verwendet werden. Vorzugsweise ist der zumindest eine Empfänger benachbart zu einer Oberfläche des Gebäudeelements angeordnet oder schließt bündig mit der Oberfläche des Gebäudeelements ab. Der zumindest eine Empfänger kann zumindest teilweise, insbesondere zur Gänze, innerhalb des Gebäudeelements angeordnet sein. Vorteilhafterweise wird durch die Anordnung des Empfängers oder Aufnahmeelements benachbart zu der Oberfläche oder als bündiger Abschluss der Oberfläche des Gebäudeelements der Empfang des Signals des Senders nicht beein trächtigt. Wenn der Empfänger und/oder das Aufnahmeelement bün dig mit der Oberfläche des Gebäudeelements abschließt, bildet der Empfänger bzw. das Aufnahmeelement einen Teil der Oberfläche des Gebäudeelements. Wäre der Empfänger tiefer innerhalb des Ge bäudeelements angeordnet, entstünde eine Dämpfung des Signals, was die Positionsbestimmung erschweren würde. Der Empfänger kann alternativ aber auch vollständig vom Gebäudeelement umgeben sein. Darüber hinaus wird durch die Anordnung des zumindest ei nen Empfängers und/oder Aufnahmeelements an der Oberfläche ein Austausch des zumindest einen Empfängers ermöglicht. Vorzugswei se kann der zumindest eine Empfänger und/oder das zumindest eine Aufnahmeelement vor dem Betongießen an einer Oberfläche einer Schalung, insbesondere einer Schalungsplatte platziert werden. Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass der zumindest eine Empfän ger und/oder das Aufnahmeelement zumindest für die Dauer der Herstellung des Gebäudeelements an der Schalung, insbesondere der Schalungsplatte, und/oder einer Bewehrung befestigt ist, insbesondere durch Verschrauben, Nageln, Kleben, Clipsen, Auf schieben, Angießen, und/oder Anbinden. Bei einer bevorzugten Ausführungsvariante wird der zumindest eine Empfänger während der Herstellung des Gebäudeelements, beispielsweise durch Auf stellen einer Schalung und anschließendem Eingießen des Empfän gers in Beton, in dem Gebäudeelement aufgenommen. Bei einer al ternativen Ausführungsvariante wird zunächst ein Aufnahmeelement für den Empfänger ohne den Empfänger selbst in dem Gebäudeele ment aufgenommen. Bei dieser Ausführungsform wird der Empfänger nach der Herstellung des Gebäudeelements in das Aufnahmeelement eingefügt. Somit wird der Empfänger bei beiden Ausführungsvari anten in das Gebäudeelement eingebettet. Als Aufnahmeelement kann zum Beispiel ein Hohlkörper, beispielsweise eine Dose, vor gesehen sein. Im eingebetteten Zustand ist der Empfänger (oder das Aufnahmeelement für den Empfänger) zumindest teilweise, ins- besondere zur Gänze, innerhalb des Gebäudeelements angeordnet. Der Empfänger oder das Aufnahmeelement ist bevorzugt durch Form-und/oder Kraftschluss im Gebäudeelement verankert. Durch die Einbettung im Gebäudeelement ist der Empfänger geschützt und un verlierbar angeordnet. Die Auswerteeinheit kann auch außerhalb des Gebäudeelements angeordnet sein. Weiters ist die Position des Empfängers bekannt und in einem Speicher hinterlegt. Um die Funkverbindung zwischen Sender und Empfänger nicht zu beein trächtigen, ist es günstig, wenn der Empfänger oder das Aufnah meelement von dem Gebäudeelement nicht vollständig umgeben ist und ein Teil des Empfängers frei von dem Gebäudeelement bleibt. Dadurch können auch defekte Empfänger leichter ausgewechselt werden. Gebäudeelemente im Sinne der Erfindung stellen bei spielsweise Decken, Wände, Säulen oder Bodenplatten dar. Mit an deren Worten stellen Gebäudeelemente tragende und/oder raumbil dende Elemente dar. Vorzugsweise besteht das Gebäudeelement aus Beton. Das Gebäudeelement kann aus mehreren Teilen bestehen, wie zum Beispiel eine aus mehreren Deckenelementen zusammengesetzte Decke. Abdeckungen oder Verkleidungen, wie beispielsweise abge hängte Gipskartondecken oder vorgestellte Gipskartonwände, Ver putz oder ähnliches bilden keinen Teil des Gebäudeelements im Sinne der Erfindung Bei dem Empfänger und dem Sender handelt es sich um Funkempfänger und Funksender. Der Empfänger weist zumin dest eine Empfangseinheit auf, der Sender weist zumindest eine Sendeeinheit auf. Vorzugsweise sind sowohl der zumindest eine Empfänger als auch der Sender als Bluetooth-Sender bzw. Blue-tooth-Empfänger ausgebildet, wobei insbesondere der energiespa rende Bluetooth Low Energy (BLE) Standard eingesetzt wird. Al ternativ können zusätzlich oder an Stelle von Bluetooth auch an dere Funktechniken, wie beispielsweise ZigBee, RFID oder UWB eingesetzt werden. Bevorzugt ist der Sender mobil, d.h. nicht am Gebäude oder einem anderen unbeweglichen Objekt befestigt, und verfügt über eine eigene Energieversorgung, wie zum Beispiel ei nen Akkumulator, eine Batterie und/oder eine Solarzelle. Der Sender kann unter anderem von einem Bauarbeiter getragen bzw. eingesteckt werden oder an einem Gerät (Bohrmaschine etc.), ei ner Maschine (Mischmaschine, Rüttler, Fahrzeug etc.), einem Ge brauchsmaterial (Kabel, Rohre etc.), Objekten zur logistischen Versorgung der Baustelle, Transportmittel für Lasten (Hubwagen, Umsetzgeräte, Palettenhubwagen, Lager- und Transportpaletten, etc.) oder an einem anderen beweglichen Objekt befestigt sein. Der Sender kann aber auch einen Teil des Objekts bilden und in dieses integriert sein. Wenn das Objekt über eine Energieversor gung verfügt, kann der Sender an diese Energieversorgung ange schlossen sein. Der Sender sendet in zeitlichen, vorzugsweise in regelmäßigen zeitlichen, Abständen Signale aus, die vom zumin dest einen Empfänger empfangen werden können, wenn der Sender sich in dessen Empfangsbereich befindet. Bevorzugt sendet der Sender alle 0 bis 15 Minuten, vorzugsweise alle 0 bis 100 Sekun den, insbesondere alle 0 bis 5 Sekunden, selbstständig, d.h. von sich aus, ein Signal aus. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass der Sender angeregt werden kann, beispielsweise durch Drü cken eines Knopfes, ein Signal auszusenden. Nach dem Empfang des Signals durch den zumindest einen Empfänger wird auf Basis des empfangenen Signals der Abstand zwischen dem Sender und dem zu mindest einen Empfänger ermittelt. Zu diesem Zweck kann das Sig nal Informationen über die Position des Senders beinhalten. Die se Informationen können beispielsweise die Signalstärke, Positi onsinformationen (z.B. GNSS-Daten, insbesondere GPS-Daten) oder eine Zeitinformation („Zeitstempel" ) sein, mit deren Hilfe der Abstand bestimmt werden kann. Die Information über die Position des Senders kann zusammen mit dem Signal an die Auswerteeinheit übermittelt werden oder aus dem Signal gewonnen werden. Mit dem Abstand zwischen dem Sender und dem Empfänger liegt eine lokale Positionsinformation in Bezug auf den zumindest einen Empfänger vor. Mit der Kenntnis der Position des Empfängers, welche an sich bekannt und in einem Speicher hinterlegt ist, kann die Po sition des Senders nun auch global in Bezug auf das Gebäude be stimmt werden. Die globale Position des Senders wird bestimmt, indem die lokale Positionsinformation des Senders relativ zum Empfänger mit der bekannten Positionsinformation des zumindest einen Empfängers verknüpft wird. Die Position des zumindest ei nen Empfängers liegt dabei exakt, beispielsweise in Form von ge ographischen Koordinaten, insbesondere GPS-Koordinaten, oder in Form von Gebäudedaten und/oder -koordinaten (beispielsweise Stockwerk und Position im Raum) vor. Bei Vorhandensein von nur einem Empfänger entspricht die (lokale) Position des Senders im Wesentlichen einer Kugeloberfläche um den Empfänger, da ledig lich der Abstand zwischen Empfänger und Sender bestimmbar ist. Bevorzugt sind jedoch mehrere Empfänger vorgesehen. Je mehr Emp- fänger vorhanden sind und das Signal des Senders empfangen, des to exakter kann die Position des Senders, beispielsweise mittels Triangulation, bestimmt werden. Bei drei vorhandenen Empfängern existieren nur noch zwei mögliche Punkte, an denen sich der Sen der relativ zu den Empfängern befinden kann. Vorzugsweise sind daher zumindest vier Empfänger in einem Gebäudeelement vorgese hen. Allerdings lässt sich durch Einbeziehung von Kenntnissen über die Umgebung, beispielsweise einem Bauplan des Gebäudes, auch bei weniger als vier Sendern, die das Signal empfangen, die Bestimmungsgenauigkeit der Position des Senders erhöhen. Bei spielsweise können durch Schätzungen abwegige Positionen ausge schlossen werden. So wäre unter anderem eine Position eines Sen ders außerhalb des Gebäudes im 5. Stockwerk eine abwegige Posi tion, welche von der Schätzung ausgeschlossen werden kann. Die Bestimmung der Position des Senders erfolgt durch die Auswer teeinheit, welche vorzugsweise nicht Teil des zumindest einen Empfängers ist und jedenfalls auch keinen Teil des Sender bil det. Die Position des Senders kann in weiterer Folge mit einem Bauplan des Gebäudes verknüpft werden. Die Position des Senders kann von der Auswerteeinheit auf ein weiteres Gerät, beispiels weise einen Server, einen Computer oder ein Mobilgerät, wie ein Smartphone oder ein Tablet, übertragen werden. Bei einer bevor zugten Anwendung wird die Position des Senders von der Auswer teeinheit auf ein Mobilgerät übermittelt. Natürlich kann auch eine Vielzahl an Sendern gleichzeitig verwendet werden, die je weils Signale aussenden und deren Positionen bestimmt werden kann. Zur Identifikation können sämtliche Sender jeweils eine eigene Sender-ID aufweisen, die in den durch die Sender ausge sandten Signale enthalten ist. Das Signal eines Senders kann ne ben der Sender-ID auch noch weitere Daten, wie etwa Messdaten eines Sensors oder Betriebszustandsdaten, enthalten. Zweckmäßi gerweise kann der Sender hierzu mit einem Sensor oder einer Ver arbeitungseinheit des Objekts, an dem er befestigt ist, verbun den sein.

In einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Sender oder zumindest einer der Sender aus einer Mehrzahl an Sendern durch ein Mobilgerät mit Sendeeinheit, beispielsweise ein Smart phone oder ein Tablet, gebildet wird. Das Mobilgerät kann dann in zeitlichen Abständen ein Signal aussenden, das von dem zumin- dest einen Empfänger empfangen werden kann, woraufhin die Aus werteeinheit, wie oben beschrieben, die Position des Mobilgerä tes respektive des Senders bestimmt. Die Position kann wiederum auf das Mobilgerät über ein Funknetz, beispielsweise WLAN, UMTS, Bluetooth oder LTE, übertragen werden. Dadurch kann die Position des Mobilgerätes innerhalb des Gebäudes bestimmt werden, wobei die Positionsbestimmung in der Auswerteeinheit stattfindet und erst anschließend auf das Mobilgerät übertragen wird. Zusätzlich kann die zur Verfügung gestellte Position des Mobilgerätes mit einem Bauplan verknüpft werden. Darüber hinaus können die mit der Auswerteeinheit bestimmten Positionen allfälliger weiterer Sender ebenfalls auf Mobilgerät übertragen werden. Dadurch kann ein Bauarbeiter die eigene Position (des Mobilgerätes) und die Position anderer Sender (Objekte) in dem Gebäude auf dem Mobil gerät feststellen, wobei die Positionen der Sender auf dem Bau plan grafisch angezeigt werden können. Es kann auch eine Route zwischen der Position des Mobilgeräts und einer anderen Positi on, beispielsweise der Position eines anderen Senders, insbeson dere unter Berücksichtigung des Bauplans, bestimmt werden.

Günstig ist, wenn nach dem Empfang des vom Sender ausgesandten Signals durch den Empfänger die Signalstärke des Signals be stimmt wird und die Bestimmung der Position des Senders mit Hil fe der Auswerteeinheit auf Basis der Signalstärke und auf Basis der Position des zumindest einen Empfängers erfolgt. Zweckmäßi gerweise kann die (ermittelte) Signalstärke gemeinsam mit dem Signal und gegebenenfalls einer Sender-ID an die Auswerteeinheit weitergeleitet werden. Da sich ( Funk- ) Signale typischerweise an nähernd kugelförmig ausbreiten und die Signalstärke, also die Energie des Signals, zum Abstand vom Sender einen reziprok quadratisch Verhältnis, nämlich ~l/r2, bildet, kann unter Kennt nis der Signalstärke beim Aussenden des Signals und der Kenntnis der Signalstärke beim Empfang des Signals der Abstand zwischen Sender und Empfänger bestimmt werden, „r" bezeichnet dabei den Abstand zwischen Sender und Empfänger. Die erwähnte im Signal enthaltene Informationen über die Position des Senders wird hier also durch die Signalstärke gebildet.

Zusätzlich oder alternativ zur Bestimmung der Position über die Signalstärke kann es vorteilhaft sein, wenn nach dem Empfang des vom Sender ausgesandten Signals die Signallaufzeit des Signals zwischen dem Sender und dem Empfänger bestimmt wird und die Be stimmung der Position des Senders mit Hilfe der Auswerteeinheit auf Basis der Signallaufzeit des Signals und auf Basis der Posi tion des zumindest einen Empfängers erfolgt. Zweckmäßigerweise kann die (ermittelte) Signallaufzeit gemeinsam mit dem Signal und gegebenenfalls einer Sender-ID an die Auswerteeinheit wei tergeleitet werden. Um die Signallaufzeit zu bestimmen, kann der zumindest eine Empfänger eine Uhr aufweisen. Wenn mehrere Emp fänger vorhanden sind, kann beispielsweise vorgesehen sein, dass jeder der Empfänger über eine eigene Uhr verfügt oder jedem Emp fänger eine Uhrzeit von einer zentralen Uhr zur Verfügung ge stellt wird. Bei Vorhandensein mehrerer Empfänger können demnach sämtliche Empfänger synchronisiert sein. Wenn die Bestimmung der Signallaufzeit zusätzlich zur Bestimmung der Signalstärke er folgt, kann die Genauigkeit der Positionsbestimmung des Senders erhöht werden. Die Signallaufzeit des Signals ist dabei jene Zeit, die das Signal vom Sender bis zum Empfänger benötigt. Zur Bestimmung der Signallaufzeit kann das Signal einen Zeitstempel aufweisen, der die Sendezeit angibt, zu der das Signal ausge sandt wurde. Die Differenz zwischen der Sendezeit und der Zeit beim Empfangen des Signals durch den Empfänger entspricht im We sentlichen der Signallaufzeit des Signals. Unter Einbeziehung der Ausbreitungsgeschwindigkeit des Signals kann der Abstand zwischen Sender und Empfänger bestimmt werden. Die im Signal enthaltene Informationen über die Position des Senders wird hier also durch die den Zeitstempel bzw. die Signallaufzeit des Sig nals gebildet.

Für eine genaue Positionsbestimmung des Senders ist es vorteil haft, wenn zumindest zwei, bevorzugt zumindest drei oder zumin dest vier angeordnete Empfänger in dem Gebäudeelement eingebet tet sind, wobei die Position des Senders vorzugsweise mittels Triangulation bestimmt wird. Wenn zumindest drei Empfänger vor gesehen sind, können diese in einem Muster, wie beispielsweise einem Raster, einem Ring, einem Stern oder mäanderförmig, ange ordnet sein. Grundsätzlich können die Empfänger auch unregelmä ßig oder willkürlich angeordnet sein, eine vorteilhafte gleich mäßige Abdeckung des Empfangsbereichs ergibt sich aber durch ei ne regelmäßige Anordnung. Die Empfänger können miteinander mit- tels Abstandgeber, beispielsweise in Form von Seilen, Stangen, Kabeln oder Drähten, miteinander zu Netzen oder Gittern verbun den sein. Der Abstand zwischen den Empfängern beträgt bevorzugt zwischen 1 und 50 m, vorzugsweise zwischen 3 und 25 m, insbeson dere zwischen 5 und 15 m. Als Muster kann insbesondere ein ebe nes Raster vorgesehen sein, wobei die Empfänger jeweils in Ecken von Vielecken, insbesondere Rechtecken oder Quadraten, aus denen sich das Raster zusammensetzt, liegen. Mehrere Empfänger in ei nem Gebäudeelement sind vorzugsweise in einer gemeinsamen Ebene parallel zur Haupterstreckungsebene des Gebäudeelements einge bettet .

Um die Empfänger technisch möglichst einfach ausführen zu kön nen, kann das von dem zumindest einem Empfänger empfangene Sig nal, vorzugsweise auch die Signalstärke und/oder die Signallauf zeit des Signals, an eine Basisstation übermittelt werden, wel che sich vorzugsweise außerhalb des Gebäudeelements befindet.

Die Basisstation kann die Auswerteeinheit beinhalten. Dadurch kann die zur Bestimmung der Position des Senders notwendige Be rechnung, welche in der Auswerteeinheit stattfindet, auf eine Basisstation ausgelagert werden. Die Auswerteeinheit und die Ba sisstation können aber auch getrennt voneinander angeordnet sein. Bevorzugt ist die Basisstation außerhalb des Gebäudeele ments angeordnet. Im Falle von mehreren Empfängern können sämt liche Empfänger mit der Basisstation verbunden sein. Als Basis station kann unter anderem ein Computer oder ein Server fungie ren. Als Auswerteeinheit kann ein (Mikro- ) Prozessor dienen.

Um Fehlübertragungen zu vermeiden, kann in einer Ausführungsform vorgesehen sein, dass der zumindest eine Empfänger über ein ins besondere innerhalb des Gebäudeelements verlaufendes Datenkabel mit der Basisstation verbunden ist. Als Datenkabel wird vorzugs weise ein Ethernetkabel verwendet. Bei Vorhandensein mehrerer Empfänger in dem Gebäudeelement können die Empfänger auch unter einander über das Datenkabel oder über weitere Datenkabel, die ebenfalls vorzugsweise innerhalb des Gebäudeelement verlaufen, verbunden sein. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass sämtli che Empfänger innerhalb eines Gebäudeelements untereinander di rekt bzw. indirekt miteinander und mit der Auswerteeinheit mit Datenkabel/n verbunden sind. Bei indirekter Verbindung zwischen zwei Empfängern oder einem Empfänger und der Basisstation kann ein dazwischenliegender Empfänger die Daten weiterschleifen. So mit muss nicht jeder einzelne Empfänger direkt über ein eigenes Datenkabel mit jedem anderen Empfänger und mit der Auswerteein heit verbunden sein. Das/die Datenkabel/n können auch als Ab standgeber zwischen den Empfängern dienen.

In einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Sender und/oder der zumindest eine Empfänger jeweils eine Empfangsein heit und eine Sendeeinheit zum bidirektionalen Austausch von Da ten aufweisen. Der Empfänger und der Sender können somit mitei nander bidirektional kommunizieren. Dadurch kann nicht nur die Position des Senders bestimmt werden, sondern es können auch Da ten an den Sender übertragen werden. Damit ist es beispielsweise möglich, eine Notabschaltung eines Geräts, an welchem der Sender angebracht ist, vorzunehmen oder Daten an ein Objekt zu übertra gen. Zu diesem Zweck kann der Sender mit einer Verarbeitungsein heit des Objekts verbunden sein. Bevorzugt ist aber vorgesehen, dass der Sender ausschließlich eine Sende-Funktion, aber keine Empfangsfunktion übernimmt.

Vielfach kann es für die Baustellenplanung wünschenswert sein, wenn der Sender zusätzlich Daten übermittelt. Daher kann der Sender mit einem Objekt verbunden sein und das Signal Daten von dem Objekt, insbesondere Messdaten oder Daten über den Betriebs zustand des Objekts, enthalten. Der Sender ist dabei derart mit dem Objekt verbunden, dass Daten von dem Objekt an den Sender übertragen werden können. Das Objekt kann hierzu beispielsweise eine Verarbeitungseinheit aufweisen, welche mit dem Sender ver bunden ist. Das Objekt kann auch einen Sensor enthalten, die mittelbar über die Verarbeitungseinheit des Objekts oder unmit telbar mit dem Sender verbunden sein können, sodass Daten aus dem Sensor mit dem Sender an den zumindest einen Empfänger über tragen werden können.

Damit eine möglichst lange Funktionstüchtigkeit des zumindest einen Empfängers gewährleistet werden kann, kann der zumindest eine Empfänger über eine insbesondere innerhalb des Gebäudeele ments verlaufende Energieversorgungsleitung mit einer Energie versorgung verbunden sein, welche sich vorzugsweise außerhalb des Gebäudeelements befindet. Bevorzugt weisen die Empfänger keine Energiespeicher wie Batterien oder Akkus auf. Wenn mehrere Empfänger in dem Gebäudeelement vorgesehen sind, können sämtli che Empfänger an die Energieversorgungsleitung angeschlossen sein. Die Energieversorgungsleitung kann auch gleichzeitig als Abstandgeber zwischen den Empfängern dienen. Die Energieversor gung ist vorzugsweise außerhalb des Gebäudeelements angeordnet und kann beispielsweise durch einen Akku, eine Batterie, oder besonders bevorzugt durch einen Anschluss an das Energieversor gungsnetz gebildet sein. Wenn das Gebäudeelement aus mehreren Teilen besteht, kann die Energieversorgungsleitung Verbindungs stellen enthalten. Als Verbindungsstellen können beispielsweise Stecker dienen. Damit ist es möglich, unterschiedliche Teile des Gebäudeelements getrennt voneinander herzustellen und erst an schließend über die Verbindungsstellen miteinander zu verbinden. Die Energieversorgungsleitung kann, sofern ein Datenkabel vorge sehen ist, mit diesem gemeinsam gebildet sein. Beispiel hierfür wäre ein Ethernetkabel , das auch gleichzeitig zur Energieversor gung dient, auch „Power over Ethernet" oder kurz PoE genannt.

Das erfindungsgemäße System weist zumindest folgende Merkmale auf :

- zumindest einen Empfänger zum Empfangen eines Signals des Sen ders, wobei der Empfänger zur Anordnung in einem Gebäudeele ment, insbesondere innerhalb einer Decke oder einer Wand, des Gebäudes vorgesehen ist;

- einen Speicher, in dem die Position des Empfängers hinterlegt ist; und

- eine Auswerteeinheit, welche auf Basis des durch den Empfänger empfangenen Signals und auf Basis der Position des Empfängers die Position des Senders bestimmt.

Das System ist insbesondere dazu eingerichtet, das oben be schriebene Verfahren auszuführen. Hinsichtlich der Vorteile und Merkmale des Systems wird deshalb auf die Ausführungen im Zusam menhang mit dem obigen Verfahren verweisen. Umgekehrt gelten die Erläuterungen und vorteilhaften Ausgestaltungen im Zusammenhang mit dem System für das oben beschriebene Verfahren.

Der Empfänger kann, wie bereits im Zusammenhang mit dem Verfah- ren erwähnt, in ein Aufnahmeelement aufgenommen sein, welches in dem Gebäudeelement angeordnet ist.

Um Störungen des Systems zu vermeiden, ist in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass der zumindest eine Empfänger oder das Aufnahmeelement benachbart zu einer Oberfläche des Ge bäudeelements angeordnet ist oder bündig und/oder im Wesentli chen eben mit der Oberfläche des Gebäudeelements abschließt. Der zumindest eine Empfänger ist dabei weiterhin zumindest teilwei se, insbesondere zur Gänze, innerhalb des Gebäudeelements ange ordnet. Vorteilhafterweise wird durch die Anordnung des Empfän gers oder Aufnahmeelements benachbart zu der Oberfläche oder als bündiger Abschluss der Oberfläche des Gebäudeelements der Emp fang des Signals des Senders nicht beeinträchtigt. Wenn der Emp fänger und/oder das Aufnahmeelement bündig mit der Oberfläche des Gebäudeelements abschließt, bildet der Empfänger bzw. das Aufnahmeelement einen Teil der Oberfläche des Gebäudeelements. Wäre der Empfänger tiefer innerhalb des Gebäudeelements angeord net, entstünde eine Dämpfung des Signals, was die Positionsbe stimmung erschweren würde. Der Empfänger kann alternativ aber auch vollständig vom Gebäudeelement umgeben sein. Darüber hinaus wird durch die Anordnung des zumindest einen Empfängers und/oder Aufnahmeelements an der Oberfläche ein Austausch des zumindest einen Empfängers ermöglicht.

Grundlegend für die Funktionsweise des beschriebenen Verfahrens und des Systems ist zum einen die Einbettung in das Gebäudeele ment und zum anderen die Kenntnis der Position des zumindest ei nen Empfängers. Für das Verfahren und das System ist daher ein Verfahren zur Initialisierung mit den folgenden Schritten vorge sehen :

- Ermitteln der Position des zumindest einen Empfängers und/oder zumindest eines Aufnahmeelements für den Empfänger; und

- Hinterlegung der Position in dem Speicher.

Bevorzugt findet die Initialisierung in der Rohbauphase statt. Die Ermittlung der Position kann auf verschiedenste Weise erfol gen. Beispielsweise kann der zumindest eine Empfänger und/oder das Aufnahmeelement gemäß einem Plan platziert werden, in wel chem die exakte Position des zumindest einen Sensors und/oder Aufnahmeelements vermerkt ist. Das Platzieren kann dabei von Hand erfolgen. Die Position wird von dem Plan in den Speicher übertragen. Andererseits kann der Empfänger und/oder das Aufnah meelement platziert werden und erst anschließend die Position durch Ausmessen bestimmt und im Speicher hinterlegt werden. Die Bestimmung der Position kann auch mittels Computer-Vision-Technologie erfolgen. Hierbei werden Bilder oder Videos von platzierten Empfängern ausgewertet und deren Abstände zueinander ermittelt bzw. ein Bezug zum Gebäude hergestellt. Nachdem die Empfänger mit Strom- und/oder Datenleitungen verlegt wurden nimmt beispielsweise eine an einem Baustellenkran befestigte Ka mera ein Bild oder ein Video von schräg oben auf die Baustelle bzw. auf die Deckenschalung mit bereits verlegten Empfängern auf. Anschließend kann das Bild mit einem Datenmodell (bei spielsweise ein Bauplan) abgeglichen werden und/oder eine Bilda nalyse stattfinden die, die verlegten Empfänger, und somit ihre Positionen, erkennt. Wichtig ist außerdem, dass ein absoluter Bezug zum Gebäude hergestellt wird und die Position des zumin dest einen Empfängers in Bezug auf das Gebäude in den Speicher übertragen wird. Das Ausmessen kann wiederum auf verschiedenste Weise erfolgen. Zum einen kann mittels Maßband, eines Entfer nungsmessgerät oder eines GNSS-Handgeräts (GNSS, Global Naviga tion Satellite System) die Position des zumindest einen Empfän gers und/oder Aufnahmeelements bestimmt werden. Alternativ kann die Position mit Hilfe eines GNSS-Sensors , insbesondere eines GPS-Sensors, bestimmt werden. Dieser kann in den zumindest einen Empfänger und/oder Aufnahmeelement integriert sein.

Um die Herstellung des Gebäudeelements und Ermittlung der Posi tion des zumindest einen Empfängers und/oder Aufnahmeelements zu vereinfachen, ist in einer besonders bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass nach der Ermittlung der Position der zumindest eine Empfänger und/oder des zumindest eine Aufnahmeelement in das Gebäudeelement eingegossen wird, wobei bevorzugt der zumin dest eine Empfänger und/oder das zumindest eine Aufnahmeelement benachbart zu einer Oberfläche des Gebäudeelements liegt oder bündig mit der Oberfläche abschließt. Das Gebäudeelement wird vorzugsweise durch Gießen aus einem aushärtbaren Material, ins besondere Beton, hergestellt. Eine Positionsermittlung des zu mindest einen Empfängers und/oder Aufnahmeelements nach dem Ein- gießen ist vergleichsweise schwierig, insbesondere dann, wenn ein Sensor wie ein GNSS-Sensor zur Ermittlung der Position ein gesetzt wird. Deshalb findet bei dieser Ausführungsform die Er mittlung der Position des zumindest einen Empfängers und/oder des zumindest eine Aufnahmeelements vor dem Eingießen statt.

Bei der Herstellung des Gebäudeelements ist es günstig, wenn der zumindest eine Empfänger und/oder das zumindest eine Aufnahme element an einer Oberfläche einer Schalung platziert wird, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass der Empfänger zumindest für die Dauer der Herstellung des Gebäudeelements oder das Aufnahmeele ment an der Schalung und/oder einer Bewehrung befestigt ist, insbesondere durch Verschrauben, Nageln, Kleben, Aufsetzen, Klipsen, Aufschieben und/oder Anbinden. Durch die Platzierung an der Oberfläche der Schalung schließt der Empfänger und/oder das Aufnahmeelement im Wesentlichen bündig mit der Oberfläche des Gebäudeelements ab. Um dabei ein Verschieben des zumindest einen Empfängers und/oder Aufnahmeelements oder Unterspülen mit Beton zu vermeiden, ist der zumindest eine Empfänger und/oder das Auf nahmeelement bevorzugt an der Schalung befestigt, bis der Beton ausgehärtet ist und die Schalung abgenommen wird. Wenn es sich um eine verlorene Schalung handelt, kann der Empfänger und/oder das Aufnahmeelement an der Schalung befestigt bleiben. Der zu mindest eine Empfänger und/oder das Aufnahmeelement kann auch an der Bewehrung befestigt sein, wobei diese Art der Befestigung nach der Ausschalung nicht gelöst wird.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden zur Kalib rierung des Systems zumindest zwei Empfänger an einer im Spei cher hinterlegten Referenzposition angeordnet und die Position eines weiteren Empfängers, der eine Sendeeinheit aufweist, wird bestimmt, indem der weitere Empfänger ein Kalibriersignal aus sendet, welches von den zumindest zwei Empfängern empfangen wird, woraufhin die Position des weiteren Empfängers auf Basis der Signalstärke und/oder der Signallaufzeit des von den zumin dest zwei Empfängern empfangenen Kalibriersignal mittels Trian gulation ermittelt und im Speicher hinterlegt wird. Bei dieser Ausführungsform findet also eine Selbstkalibrierung des Systems statt, wobei zumindest zwei Empfänger an einer vorab bekannten Referenzposition, die ebenfalls im Speicher hinterlegt ist, an- geordnet sind und die Ermittlung der Position eines weiteren Empfängers erfolgt. Das Kalibriersignal des weiteren Empfängers wird dabei von den Empfängern an den Referenzpositionen empfan gen. Nach dem Empfang durch die Empfänger an den Referenzpositi onen wird die Signalstärke und/oder die Signallaufzeit bestimmt und gemeinsam mit dem empfangenen Kalibriersignal an die Auswer teeinheit weitergeleitet. Das Kalibriersignal enthält bevorzugt auch noch eine Empfänger-ID des weiteren Empfängers, mit dem der weitere Empfänger identifiziert werden kann. Mit Hilfe der Emp fänger an der Referenzposition kann die Position des weiteren Empfängers nach Empfang von dessen Kalibriersignals mittels Tri angulation bestimmt und im Speicher hinterlegt werden. Nach er folgter Selbstkalibrierung des Systems können dann alle Empfän ger, also jene an der Referenzposition und die weiteren Empfän ger, an der Positionsbestimmung des Senders mitwirken. Es ist auch denkbar, dass, sobald die Position eines weiteren Empfän gers bestimmt und im Speicher hinterlegt wurde, die Position dieses weiteren Empfängers ebenfalls als Referenzposition dient. Der so hinzugefügte weitere Empfänger kann daher an der Positi onsbestimmung eines anderen weiteren Empfängers, dessen Position noch nicht bestimmt worden ist, mitwirken. Die Zahl der Empfän ger an Referenzpositionen wächst also und kann dadurch die

Selbstkalibrierung des Systems verbessern. Die Bestimmung der Position des weiteren Empfängers findet bevorzugt vor dem Her stellen des Gebäudeelements, insbesondere vor dem Betonieren des Gebäudeelements, statt. Der Vorgang kann aber auch nach dem Her stellen des Gebäudeelements stattfinden.

Eine besonders einfache Selbstkalibrierung im obengenannten Sin ne kann stattfinden, wenn das Gebäudeelement eine Decke oder ei ne Wand ist und die Referenzposition in einem Randbereich des Gebäudeelements liegt. Insbesondere ist es günstig, wenn die Re ferenzposition in einem stirnseitigen Randbereich des Gebäu deelements oder an einer Kante oder Ecke des Gebäudeelements liegt. Alternativ kann die Referenzposition auch weiter inner halb, also von einem Randbereich entfernt, angeordnet sein.

Für eine besonders einfache Initialisierung des Systems kann vorgesehen sein, dass die Position des zumindest einen Empfän gers und/oder des zumindest einen Aufnahmeelements mit Hilfe ei- nes GNSS-Sensors ermittelt wird. Der GNSS-Sensor kann zu diesem Zweck in dem zumindest einen Empfänger und/oder Aufnahmeelement integriert sein.

Die Erfindung soll im Folgenden an Hand von Figuren näher erläu tert werden, auf die sie allerdings nicht beschränkt sein sol len .

Fig. 1 zeigt schematisch ein dreigeschoßiges Gebäude im Quer schnitt, wobei in mehreren Gebäudeelementen jeweils eine Mehr zahl von Empfängern angeordnet sind.

Fig. 2 zeigt ein herzustellendes Gebäudeelement mit mehreren Empfängern .

Fig. 3 zeigt ebenfalls ein herzustellendes Gebäudeelement mit mehreren Empfängern.

Fig. 4 zeigt ein Sequenzdiagramm zur Positionsbestimmung eines Senders und dessen Notabschaltung mit Hilfe des erfindungsgemä ßen Systems.

Fig. 5 zeigt ein weiteres Sequenzdiagramm zur Positionsbestim mung eines Senders und Ausgabe eines Signals an ein weiteres Ob jekt.

Anhand von Fig. 1 soll eine Positionsbestimmung eines Objektes 1 in Form einer Bohrmaschine 2 mit Hilfe eines Systems 3 veran schaulicht werden.

Fig. 1 zeigt ein Gebäude 4 im Rohbau mit zwei Ebenen 5 schema tisch im Querschnitt. Jede Ebene 5 wird jeweils oberhalb durch ein Gebäudeelement 6 in Form einer Decke 7 begrenzt. Jede der gezeigten Decken 7 setzt sich jeweils aus zwei Deckenelementen 8 zusammen, wobei zwischen den Gebäudeelementen 6 eine Fuge 9 be findet .

Das Objekt 1 befindet sich auf der ersten Ebene 5 und weist ei nen Sender 10, insbesondere einen Bluetooth-Sender, auf, welcher in das Objekt 1 integriert ist. Der Sender 10 kann alternativ auch außerhalb des Objekts 1 angeordnet und mit diesem mecha nisch verbunden sein. Der Sender 10 sendet in zeitlichen Abstän den, insbesondere in zeitlich regelmäßigen Abständen, ein Signal

11 aus, das von mehreren in der Decke 7 eingebetteten Empfängern

12 empfangen wird. Die Empfänger 12 schließen bündig mit der Un terseite der Decke 7 ab. Da die Decke 7 das Signal 11 stark dämpft, wird das Signal 11 meist nicht von den Empfängern 12 in den Decken 7 den anderen Ebenen 5 empfangen.

In der gezeigten Darstellung wird das Signal 11 von drei Empfän gern 12 empfangen. Nach dem Empfang wird die Signalstärke und/oder die Signallaufzeit des Signals 11 bestimmt und an eine Auswerteeinheit 18 weitergeleitet. Die Auswerteeinheit 18 kann innerhalb oder außerhalb des Gebäudeelements 6 angeordnet sein. Die Auswerteeinheit 18 kann sich auch, wie in den Figuren darge stellt, in einer Basisstation 13 außerhalb des Gebäudeelements 6 befinden. Die Signallaufzeit des Signals 11 entspricht der Zeit, die das Signal 11 benötigt, um den Weg zwischen dem Sender 10 und einem Empfänger 12 zurückzulegen. Selbstverständlich kann die Position des Senders 10 auch auf Basis anderer Informationen bestimmt werden. Es ist beispielsweise möglich, dass der Sender 10 seine Position mit Hilfe einer GNSS-Einheit, insbesondere ei ner GPS-Einheit, in Form von GNSS-Koordinaten bestimmt und mit dem Signal 11 an die Empfänger 12 übermittelt. In den Ausfüh rungsbeispielen wird jedoch bevorzugt die Signalstärke und/oder die Signallaufzeit des Signals 11 zur Bestimmung der Position des Senders 10 herangezogen. Das Signal 11 enthält zur Identifi kation des Senders 10 eine eindeutige Sender-ID. Das Signal 11 kann aber auch noch andere Daten, wie beispielsweise Messdaten von Sensoren des Objekts 1, enthalten. Die Weiterleitung an die Basisstation 13 erfolgt bevorzugt, wie dargestellt, über ein Da tenkabel 14, das in das Gebäudeelement 6 eingebettet ist. Auch die Energieversorgung der Empfänger 12 kann über eine Energie versorgungsleitung 15 stattfinden. Das Datenkabel 14 und die Energieversorgungsleitung 15 können zweckmäßigerweise, wie in den Figuren dargestellt, durch ein gemeinsames Kabel 16 gebildet sein. Sämtliche Kabel können Stecker 17 aufweisen, um das Her stellen des Gebäudeelements 6 zu erleichtern. Das Datenkabel 14 und das Energieversorgungskabel 15 können jedoch natürlich auch voneinander getrennte Kabel sein. Durch die Energieversorgungs- leitung 15 können die Empfänger 12 selbst frei von Akkus oder Batterien sein. Zum Einsatz als gemeinsames Kabel 16 kommt zweckmäßigerweise ein Ethernetkabel mit Energieversorgung (PoE, „Power over Ethernet") . An der Fuge 9 zwischen den Deckenelemen ten 8 weist das gemeinsame Kabel 16 eine Verbindungsstelle in Form eines Steckers 17 auf. Damit wird das Zusammenbauen der De cke 7 erheblich erleichtert. Wenn das Datenkabel 14 und die Energieversorgungsleitung 15 getrennt eingebettet sind, können auch diese zwischen den Deckenelementen 8 Verbindungsstellen aufweisen .

Das Signal 11, die Sender-ID und/oder die Signalstärke bzw. die Signallaufzeit wird/werden von den Empfängern 12 über das ge meinsame Kabel 16 weiter zur Basisstation 13 geleitet, in der sich die Auswerteeinheit 18 befindet, die auf Basis der Signal stärke und/oder der Signallaufzeit und mittels Triangulation die Position des Senders 10 (und damit des Objekts 1) relativ zu den Empfänger 12, die das Signal 11 empfangen haben, ermittelt. Da mit liegt quasi eine lokale Position des Objektes 1 vor. In der Basisstation 13 befindet sich auch ein Speicher 19, in dem die genauen Positionen sämtlicher Empfänger 12 in Bezug auf das Ge bäude 4 hinterlegt sind. Zweckmäßigerweise kann in dem Speicher 19 auch ein Plan des Gebäudes 4 hinterlegt sein. Durch Verknüp fung der Positionen der Empfänger 12, die das Signal 11 empfan gen haben, mit der lokalen Position des Senders 10 in Bezug auf diese Empfänger 12 kann nun eine globale Position des Senders 10 in Bezug auf das Gebäude 4 bestimmt werden. Damit wurde eine Po sitionsbestimmung des Senders 10 durchgeführt.

Die Position des Senders 10 kann in weiterer Folge zum Beispiel an ein Gerät, beispielsweise ein Mobilgerät 20 wie in den Figu ren dargestellt, übertragen werden. Das Mobilgerät 20 befindet sich in Fig. 1 in der zweiten Ebene 5. Um die Position des Ob jektes 1 an das Mobilgerät 20 zu übertragen, muss eine Verbin dung zwischen der Basisstation 13 und dem Mobilgerät 20 herge stellt werden. Hierzu können die Basisstation 13 und das Mobil gerät über ein separates Funknetz, beispielsweise über WLAN oder UMTS, verbunden sein. Bevorzugt weisen aber die Empfänger 12 ne ben einer Empfangseinheit 21 zum Empfangen der Signale 11 auch noch eine Sendeeinheit 22 zum Senden von Daten auf. Die Empfän- ger 12 sind somit in der Lage, eine Kommunikationsverbindung mit dem Mobilgerät 20 herzustellen und die von der Basisstation 13 zur Verfügung gestellte Daten an das Mobilgerät 20 zu übertra gen. Möglich ist zudem, auch noch einen Bauplan des Gebäudes an das Mobilgerät 20 zu übertragen, um das Auffinden des Objekts 1 zu erleichtern. Die Position des Objekts 1 kann in dem Bauplan eingetragen sein und durch das Mobilgerät 20 grafisch angezeigt werden. Es kann auch eine Route innerhalb des Gebäudes 4 ermit telt werden, die zu dem Objekt 1 führt.

Wie die Empfänger 12 kann auch der Sender 10 eine Empfangsein heit 21 und eine Sendeeinheit 22 besitzen. Damit können Daten an den Sender 10 übertragen werden. Dadurch ist es unter zum Bei spiel möglich, einen Befehl zur Notabschaltung von der Basissta tion 13 oder dem Mobilgerät über die Empfänger 12 an den Sender 10 zu übertragen. Der Sender 10 kann diese Daten an das Objekt 1, insbesondere an eine Verarbeitungseinheit des Objekts 1, wei tergeben .

Mit Hilfe von Fig. 2 und Fig. 3 soll das erfindungsgemäße Ver fahren zur Initialisierung veranschaulicht werden.

Fig. 2 zeigt schematisch ein noch herzustellendes Gebäudeelement 6 in Form einer Decke 7 in Draufsicht. Die Empfänger 12 wurden in der gezeigten Darstellung auf einer Schalungsplatte 23 plat ziert und mit einer Datenleitung 14 und einer Energieversor gungsleitung 15 bzw. einem gemeinsamen Kabel 16 verbunden. Die Schalungsplatte 23 definiert (gegebenenfalls mit weiteren Scha lungsplatten 23) die Größe des herzustellenden Gebäudeelements 6. An den Kanten 24 im Randbereich der Schalungsplatte 23 wurden vier Empfänger 12 an Referenzpositionen 25 platziert. Die Refe renzpositionen 25 können dabei vorgegeben sein oder nach dem Auflegen der Empfänger ausgemessen werden. Die geographische Po sitionen Referenzpositionen 25 sind im Speicher 19 hinterlegt. Die Position jener weiteren Empfänger 12, im Folgenden auch mit der Bezugsziffer 50 bezeichnet, welche nicht an einer Referenz position 25 liegen, ist bisher noch unbekannt. Um deren Position zu bestimmen, senden diese weiteren Empfänger 50 über integrier te Sendeeinheiten 22 Kalibriersignale aus. Die ausgesandten Ka libriersignale enthalten eine Empfänger-ID, mit denen die Emp- fänger 50 eindeutig identifiziert werden können. Die Kalibrier signale werden von den Empfängern 12 an den Referenzpositionen 25 empfangen. Nach dem Empfang wird deren Signalstärke und/oder Signallaufzeit bestimmt. Das Kalibriersignal kann gemeinsam mit dessen Signalstärke und/oder Signallaufzeit und mit einer Emp-fänger-ID der weiteren Empfänger 50 an die Auswerteeinheit 18 bzw. die Basisstation 13 weitergeleitet werden. Auf Basis der Signalstärke und/oder der Signallaufzeit der Kalibriersignale kann mittels Triangulation in der Basisstation 13 die Position der weiteren Empfänger 50 bestimmt und ebenfalls im Speicher 19 hinterlegt werden. Somit hat sich das System 3 quasi selbst ka libriert. Am später auszuführenden Verfahren zur Positionsbe stimmung des Senders 10 sind dann sämtliche Empfänger 12 in dem Gebäudeelement 6 beteiligt, also sowohl die Empfänger 12 an den Referenzpositionen 25 als auch die weiteren Empfänger 50.

Alternativ kann die Position sämtlicher Empfänger 12 auch dadurch bestimmt werden, indem eine Platzierung auf der Scha lungsplatte 23 gemäß einem vorgegebenen Plan erfolgt und die Po sition aus dem Plan in den Speicher 19 der Basisstation 13 über tragen wird. Auch ein Platzieren und anschließendes Ausmessen, beispielsweise mittels Maßband, Entfernungsmessgerät oder GNSS-Sensor ist denkbar. Hierzu kann beispielsweise vorgesehen sein, dass jeder Empfänger 12 einen GNSS-Sensor aufweist. Nach der Be stimmung der Position dem Empfänger 12 wird Beton 27 (siehe Fig. 1 im ausgehärteten Zustand) auf die Schalungsplatte 23 gegossen. Um ein Unterspülen oder Verschieben der Empfänger 23 durch den Beton 27 zu vermeiden, können die Empfänger 12 vorzugsweise zu mindest bis zum Ausschalzeitpunkt mit der Schalungsplatte 23, beispielsweise durch Kleben oder Verschrauben, verbunden sein. Wenn eine Bewehrung vorgesehen ist, können die Empfänger 12 auch an dieser befestigt sein. Vorzugsweise wird die Position der Empfänger 12 vor dem Eingießen des Betons 27 ermittelt.

Durch das Eingießen in Beton 27 sind die Empfänger 12 in dem Ge bäudeelement 6 eingebettet. Durch das Auflegen auf eine Oberflä che 28 einer Schalung bzw. Schalungsplatte 23 werden die Empfän ger 12 nicht vollständig von dem Beton 27 umgossen und sind da mit nicht vollständig von dem Gebäudeelement 6 umgeben. Wie in Fig. 1 gezeigt, sind die Empfänger 12 sogar sichtbar und zugäng- lieh .

In einem alternativen Herstellungsverfahren kann vorgesehen sein, an Stelle von Empfängern 12 mehrere Aufnahmeelemente in Form von Hohlkörpern für die Empfänger 12 einzugießen. Die Emp fänger 12 können dann nach dem Ausschalen des Gebäudeelements 6 in die Aufnahmeelemente eingefügt werden. Dies erleichtert das Warten des Systems 3.

Fig. 3 zeigt eine Alternative zu dem in Zusammenhang mit Fig. 2 erläuterten Initialisierungsverfahren. Bei der in Fig. 3 gezeig ten Alternative sind sämtliche Empfänger 12 bzw. 50 weiter in nerhalb, d.h. beabstandet von den Kanten 24, auf der Schalungs platte 23 angeordnet. An den Kanten 24 im Randbereich der Scha lungsplatte 23 befindet sich aber zumindest eine Referenzpositi onen 25, im konkreten Falle drei Referenzpositionen 25, deren Positionen bekannt sind, beispielsweise aus einem Plan oder durch Ausmessen. Beabstandet von diesen, an den Kanten 24 lie genden Referenzpositionen 25 wird zumindest ein Empfänger 12 an einer weiteren, weiter innen liegenden Referenzposition 60 auf der Schalungsplatte 23 platziert. Auch diese Referenzposition 60 ist bekannt. Die Referenzpositionen 25, 60 stellen einen absolu ten Bezug zum Gebäude 4 dar. Demnach ist auch die Position des zumindest einen Empfängers 12 an der Referenzposition 60 be kannt. Ähnlich wie in Fig. 2 beschrieben kann nun mit Hilfe von Kalibriersignalen die Position von weiteren Empfängern 50 auf der Schalungsplatte 23, die nicht an Referenzpositionen 25, 60 liegen, bestimmt werden.. Hierbei können auch Empfänger 12 an Referenzpositionen 25 bzw. 60 auf weiteren, insbesondere benach barten, Schalungsplatten 23 (nicht dargestellt) mitwirken. Die Empfänger 12 auf den weiteren Schalungsplatten 23 können die Ka libriersignale nämlich ebenfalls empfangen und an die Auswer teeinheit 18 bzw. die Basisstation 13 weiterleiten und so an der Bestimmung der Position der weiteren Empfänger 50 mitwirken. Diesbezüglich wird auf die Ausführungen zu Fig. 2 verwiesen.

Fig. 4 zeigt ein Sequenzdiagramm zur Positionsbestimmung der Bohrmaschine 2 und deren Notabschaltung über das erfindungsgemä ße System 3.

Der Sender 10 an der Bohrmaschine 2 sendet ein Signal 11 aus, welches von drei unterschiedlichen Empfängern 12 in dem Gebäu deelement 6 empfangen wird. Das Sequenzdiagramm in Fig. 4 stellt dabei aus Gründen der Übersicht den Vorgang des Aussendens des Signals 11 nur einmal dar. Jeder Empfänger 12 kann die Signal stärke und/oder die Signallaufzeit des Signals 11 bestimmen und das Signal 11 mitsamt der ermittelten Signalstärke bzw. Signal laufzeit an die Basisstation 13 weiterleiten. Das Signal 11 kann dabei neben einer Sender-ID noch Daten über die Bohrmaschine 2 enthalten. In der Basisstation 13 ermittelt die Auswerteeinheit 18 die lokale Position des Senders 10 in Bezug auf die drei Emp fänger 12 auf Basis der Signalstärke und/oder Signallaufzeit mittels Triangulation und verknüpft diese Information mit den im Speicher 19 hinterlegten (globalen) Positionen der drei Empfän ger 12, sodass eine globale Positionsinformation des Empfängers 12 in Bezug auf das Gebäude 4 vorliegt. Die Basisstation 13 kann die Position des Senders 10 und die restlichen im Signal 11 ent haltenen Daten an einen Server 30 übertragen, welcher diese speichern, verarbeiten und/oder an das Mobilgerät 20 weiterlei ten kann. Natürlich kann auch die Basisstation 13 selbst die Da ten speichern, verarbeiten und/oder an das Mobilgerät 20 weiter leiten, der Umweg über den Server 30 ist nicht unbedingt notwen dig, aber zweckmäßig. Der Block mit der Bezugsziffer 31 kann an Stelle des Mobilgeräts 20 auch für einen Computer oder eine auf dem Server installierte Applikation stehen. Das Mobilgerät 20 kann nun ebenfalls Daten über die Basisstation 13 an den Sender 10 und damit an die Bohrmaschine 2 senden. Beispielsweise kann das Mobilgerät 20 den Befehl ausgeben, die Bohrmaschine 2 auf Grund abzuschalten. Der Befehl wird in der gezeigten Darstellung wieder zweckmäßig über den Server 30, die Basisstation 13 und die Empfänger 12, welche auch Sendeeinheiten 22 aufweisen, an die Empfangseinheit 21 des Senders 10 weitergeleitet, sodass letztendlich eine Notabschaltung der Bohrmaschine 2 stattfinden kann .

Fig. 5 zeigt ein Sequenzdiagramm zur Positionsbestimmung eines von einem Bauarbeiter getragenen Senders 10 und die Aktivierung einer Warnleuchte an einer Warnweste 32, sobald der Bauarbeiter mit dem Sender 10 einen definierten Bereich auf der Baustelle betritt .

Das Sequenzdiagramm in Fig. 5 stellt dabei aus Gründen der Über sicht den Vorgang des Aussendens des Signals 11 nur einmal dar. Ähnlich wie in Fig. 4 sendet der Sender 10, der von dem Bauar beiter getragen wird, in zeitlichen Abständen ein Signal 11 aus, das wiederum im dargestellten Beispiel von drei Empfängern 12 empfangen wird. Jeder Empfänger 12 bestimmt die Signalstärke und/oder die Signallaufzeit des Signals 11 und leitet das Signal 11 mitsamt der ermittelten Signalstärke und/oder Signallaufzeit an die Basisstation 13 weiter. Das Signal 11 kann dabei neben einer Sender-ID noch Daten über enthalten. In der Basisstation 13 ermittelt die Auswerteeinheit 18 die lokale Position des Sen ders 10 in Bezug auf die drei Empfänger 12 auf Basis der Signal stärke und/oder Signallaufzeit mittels Triangulation und ver knüpft diese Information mit den im Speicher 19 hinterlegten (globalen) Positionen der drei Empfänger 12, sodass eine globale Positionsinformation des Empfängers 12 in Bezug auf das Gebäude 4 vorliegt. Die Basisstation 13 kann die Positionsinformation auf einen Server 30 übertragen, welcher diese an eine auf dem Server 30 installierte Applikation 33 weitergibt. Der Server 30 ist auch hier wiederum nicht notwendig, aber zweckmäßig. Die Ap plikation 33 kann auch auf der Basisstation 12 installiert sein. Sobald die Applikation 33 feststellt, dass die Position des Sen ders 10 in einem definierten Bereich auf der Baustelle, bei spielsweise einem Gefahrenbereich, befindet, wird über die Ba sisstation 13 und die drei Empfänger 12 ein Signal an die Warn weste 32 gesendet, welche daraufhin eine Warnleuchte aktiviert. Hierzu kann die Warnweste 32 eine Empfangseinheit 21 aufweisen oder ebenfalls über einen Sender 10 mit einer Sende- 22 und Emp fangseinheit 21 aufweisen.