DE2232946A1

DE2232946A1 - Ultraschall-ortungsanlage

Info

Publication number: DE2232946A1
Application number: DE2232946A
Authority: DE
Inventors: Robert W Lester
Original assignee: Recognition Devices Inc
Current assignee: Recognition Devices Inc
Priority date: 1971-07-08
Filing date: 1972-07-05
Publication date: 1973-01-18
Also published as: JPS5710621B1; US3696384A; DE2232946C2

Description

Recognition Devices, Inc., New York (V.St.A.)

Ultraschall-Ortungsanlage

Die Erfindung bezieht aich auf eine Ultraschall-Ortungsani age, welche eine Vielzahl von kodierten Impulsen aussendet, die in den Räumen eines für die Überwachung vorgesehenen Gebäudes von einem von Personen mitgeführten Sende-Empfangsgerät empfangen werden. Tragbare Sende-Empfangsgeräte, die von zu suchenden bzw. zu ortenden Personen mitgeführt werden, nehmen die ausgesandten Ultraschallsignale auf, und wenn ein Sende-Empfangsgerät denjenigen bestimmten Digitalkode empfängt, auf den es abgestimmt ist, so sendet das Taschengerät einen einzelnen Ultraschallimpuls aus, der von einem im Raum angebrachten Sende-Empfangsgerät empfangen und zur Anlagenzentrale übertragen wird. Hit Hilfe einer Wiedergabeeinheit kann eine digitale Ziffernanzeige derart betätigt werden, daß eine numerische Anzeige des Ortes, an dem sich die gesuchte Person befindet, geliefert wird. Die Anlage kann auch automatisch das Telefon in demjenigen Raum anwählen, in welchem sich

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die Person befindet, sowie alle einlaufenden Telefonrufe für diese Person zu dem entsprechenden Raum durchstellen.

Herkömmliche Personenrufanlagen, z.B. diejenigen gemäß US-PS·η 3 270 338, 3 439 320 und 3 624 608 basieren generell auf Funkwellensystemen, welche viele benachbarte Räume einer unter Überwachung stehenden Zone überstreichen, so daß es unmöglich ist, mit Hilfe dieser bekannten Anlagen eine Person in einem räumlich begrenzten Gebiet zu orten bzw. aufzufinden. Andere Systeme sind nicht in der Lage, ein Antwortsignal von dem vom Benutzer mitgeführten Taschengerät zur Zentralstelle zurückzuleiten, so daß der Benutzer zu dem nächsten Telefon gehen muß und die Zentrale bzw. Sendestelle zurückrufen muß. Mit der erfindungsgemäßen Ortungsanlage werden diese Nachteile herkömmlicher Funk-Personenrufanlagen dadurch beseitigt, daß die Personen automatisch in einer besonderen begrenzten Zone durch Ultraschall-Digitalimpulse geortet werden, welche in physikalische Begrenzungen bzw. Schranken nicht eindringen können, so daß benachbarte Räume nicht von dem Signal überstrichen werden können.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Funktionell gleichwertige Elemente sind dabei in den verschiedenen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der neuen Ultraschall-Ortungsanlage;

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Ultraschall-Ortungsanlage mit in benachbarten Räumen angeordneten Raum- und Taschen-Sende-Empfangsgeräten und der zentralen Steuereinheit, welche zu» Orten der gesuchten Person kodierte Digitalimpulse aussendet, und empfängt;

Fig. 3 ein Blockschaltbild der Anlage nach Fig. 1 mit einer Einrichtung zum zyklischen Abtasten der Positionen einer Anzahl von Tascheneinheitsn mitführenden Personen und einer Einrichtung »ur Ortung bzw· Bestimmung

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der Position einer gesuchten Person und zum automatischen Verbinden eines einlaufenden Rufs mit einer Telefon-Nebenstelle, die «ich in der Nähe der gerufenen Person befindet;

Fig. 4, 5, 6 und 7 Blockschaltbilder von abgewandelten Ausführungsformen der in Fig. 1 dargestellten Ultraschall-Ortungsanlage;

Fig. 8 und 9 Frontansichten von Kathodenstrahl-Anzeigeeinrichtungen, welche die Positionen der von der Ortungsanlage erfaßten Personen zur Anzeige bringen; und

Fig. 10 eine graphische Darstellung eines typischen von der Zentrale und den in den einzelnen Räumen angeordneten Sende-Empfangsgeräten abgestrahlten, digital kodierten Abfragesignals.

In der Zeichnung ist eine Zentrale 10 mit einem Einstellwerk 11 dargestellt, auf dem das Identifizierungszeichen einer aufzufindenden Person programmiert werden kann. Die in das Einstellwerk eingegebenen Zahlen bzw. Zeichen werden zu einem Verschlüssler 12 übertragen, der eine kodierte Impulsfolge erzeugt und diese über Leitungen 13 zu einer Vielzahl von Raum-Sende-Empfangsgeräten 14 überträgt, die selektiv in den Räumen oder Fluren bzw. Vorräumen eines Gebäudes angeordnet sind. Die Impulse werden an ein Verknüpfungsglied bzw. Gatter 15 übertragen, das einen Oszillator 16 und einen Sender 17 ansteuert bzw. einschaltet. Der Sender strahlt in allen Räumen, in denen Sende-Empfangsgeräte angeordnet sind, ein kodiertes Ultraschallsignal ab, das der vom Verschlüssler 12 erzeugten Folge von Impulsen entspricht. Die Folge von Ultraschallimpulsen stellt den Ideritifizierungskode der zu ortenden Person dar. Das Sende-Empfangsgerät 14 ist normalerweise auf Empfangssteilung ge"schaltet, so daß äußere Ultraschallsignale von einem Empfängerteil 18 aufgenommen werden können. Wenn der Verschlüssler 12 die kodierte Impulsfolge erzeugt, wird das Sende-Empfangsgerät" 14 auf Sendebetrieb umgeschaltet, bis der Sendevorgang des Ultraschallsignals beendet ist, worauf das Gerät wieder auf den Empfangsbetrieb zurückkehrt. Die Stromversorgung für das S.ende-Empfangsgerät 14

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und für die Zentrale 10 erfolgt durch ein Gleichstrom-Netzgerät 19 bzw. ein Netzteil 20.

Die tragbaren Taschen-Sende-Empfangsgeräte 21 werden von den Teilnehmern mitgeführt und sprechen auf die von den (stationären) Raum-Sende-Empfangsgeräten abgestrahlten Ultraschallsignale an. Die von dem Sendeteil 17 abgestrahlten Signale werden in einem Wandler 22 empfangen und von dort zu einem Empfänger 23 und einem Entschlüssler 24 übertragen,, welch letzterer so eingestellt ist, daß er nur auf einen bestimmten Indentifizierungskode anspricht und damit die die Tascheneinheit mitführende Person identifiziert. Wenn die vom Sende-Empfangsgerät 21 empfangenen Signale mit dem im Entschlüssler 24 voreingestellten Identifizie.-rungskode nicht übereinstimmen, so wird eine Weiterverarbeitung der empfangenen Signale gesperrt. Wenn die empfangenen Signale dagegen dem Identifizierungskode der die Tascheneinheit mitführenden Person entsprechen, so wird am Ende des vom Raum-Sende-Empfangsgerät gelieferten Signals ein Oszillator 25 getastet und ein einzelner Ultraschallimpuls über ein beispielsweise als Relais ausgebildetes Gatter 26 und den Wandler 22 in den Raum abgestrahlt, in dem sich die Person befindet. Das abgestrahlte Signal ist vorzugsweise unhörbar. Der Empfängertdl bzw. Wandler 18, der sich in demselben Raum wie die zu ortende Person befindet, stellt den vom Sende-Empfangsgerät 21 erzeugten Impuls fest und erregt einen Verstärker 27. Ein elektrischer Einzelimpuls, der dem erzeugten Ultraschallimpuls entspricht, wird sodann durch das Verknüpfungsglied bzw. Gatter 28 zu einem Wiedergabeumsetzer in der Zentrale 10 übertragen« Durch den Umsetzer 29 wird die digitale Anzeige 30 erregt, die die Nummer des Raums zur Anzeige bringt, in dem sich die Tascheneinheit und die zu ortende Person befindet. Für das rücklaufende Impulssignal ist keine Verschlüsselung erforderlich, da die Kennung der das Signal führenden Leitungen 13 direkt dem Raum zugeordnet ist.

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Das als Tascheneinheit ausgebildete Sende-Empfangsgerät 21 wird von einer Batterie 31 versorgt, die über einen Schalter 32 mit den Komponenten des Sende-Empfangsgerätes verbunden ist. Der Schalter 32 ist vorzugsweise als Zei^verzögerungs-Quecksilberschalter ausgebildet, der nicht manuell betätigt wird, so daß die die Einheit mitführende Person das Gerät nicht abschalten kann. Der Quecksilberschalter ist in der Tascheneinheit so angeordnet, daß er die Batterie 31 von den Schaltkomponenten des Geräts trennt, wenn sich das Sende-Empfangsgerät 21 nicht in der beim Mitführen üblichen Vertikalstellung befindet. Zu diesem Zweck ist zur Aufnahme Quecksilbers eine Kammer vorgesehen, in der das Quecksilber mit zwei Schalterkontakten in Kontakt steht und die zwei enge Öffnungen aufweist, durch welche das Quecksilber in eine der Kammer benachbarte Nebenkammer strömen kann, wenn die Tascheneinheit eine von der Vertikalstellung abweichende Stellung einnimmt. Die Öffnungen sollten vorzugsweise einen kleinen Querschnitt haben, damit für das Ausströmen des Quecksilbers aus der Kammer und die Unterbrechnung des Kontaktes mit den Schalterkontakten zum Abschalten der Batterie einige Sekunden erforderlich sind. Auf diese Weise wird verhindert, daß eine kurzzeitige horizontale Lage der Tascheneinheit zu einer Unterbrechung des Betriebs des Gerätes 21 führt. Derartige Situationen können beispielsweise dann entstehen, wenn sich eine Person beispielsweise zum Zubinden ihrer Schuhe oder zum Aufheben eines Gegenstandes vom Fußboden nach vorne beugt. Wenn das Gerät 21 sich jedoch nicht im Gebrauch befindet und auf einem Tisch oder einem Regal liegt, wird die Batterie automatisch abgeschaltet. Dadurch wird eine fortgesetzte Batterieentladung verhindert und die Lebensdauer der Batterie vergrößert .

Es ist zu beachten, daß Fig. 1 nur die Betriebsweise und den Aufbau eines einzigen Raum-Sende-Empfangsgeräts, eines Taschengeräts sowie der Zenrale zeigt. Im praktischen Einsatz gibt es jedoch eine Vielzahl von Zlmmer-Sende-Empfangsgeräten und

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und Tascheneinheiten, die gleichzeitig von der Zentrale 10 aus erregt bzw. angesteuert werden.

In Fig. 2 sind in genauerer Darstellung die Zentrale 10 sowie ihre Verbindungen mit mehreren Raum-Sende-Empfangsgeräten 14 gezeigt, die über die Räume und Flure eines Gebäudes verteilt angeordnet sind. Die Verbindung zwischen den Raum-Sende-Empfangsgeräten und der Zentrale kann durch einen Kopplungsstecker irgendeiner geeigneten Art hergestellt werden. Die Überwachung von Korridoren, wie der in Fig. 2 dargestellte Korridor 36 wird dadurch erreicht, daß die Anschlußleitungen von den Verbindungsleitungen des nächsten Raum-Sende-Empfangsgerät abgezweigt werden, das in der Nähe der zu erfassenden Korridorstelle liegt. Das mit einem Tastenfeld versehene Einstellwerk 11 weist zehn numerischen Ziffern zugeordnete Einzeltasten, eine Löschtaste zur:. Löschen einer im Einstellwerk programmierten Identifizierungszahl und eine Sendetaste zum Übertragen des Identifizierungskodes zum Verschlüssler 12 auf. Nach dem Programmieren bzw. Eingeben der Nummer in das Einstellwerk zeigt die Digitalanzeige 30 die programmierte Identifizierungs..- bzw. Kennummer an, wodurch es der Bedienungsperson möglich wird, unmittelbar einen Fehler bei der Eingabe festzustellen. Wenn die richtige Nummer eingegeben wurde, wird die Sendetaste gedrückt und die Kennummer zum Verschlüssler übertrager; _e

In Fig„ 2 ist das Abstrahlen der vom Verschlüssler 12 gelieferten Ultraschall-Digitalimpulse durch jedes der Raum-Sende-Empfangsgeräte 14 schematisch dargestellt« In den Räumen D und E empfangen Taschengeräte 21 die von den in diesen Räumen installierten Sende-Empfangsgeräten ausgestrahlten Ultraschallsignaleo Im Raum E befindet sich nach der schematischen Darstellung die-jenige Taschen-Sende-Empfangseinheit, deren Identifizierungskode mit dem vom Raum-Sende-Empfangsgerät abgestrahlten Signal übereinstimmen. Dieses Gerät sendet daher einen Digitalimpuls aus, der von dem in diesem Raum befindlichen

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Sende-Empfangsgerät empfangen und zum Wiedergabeumsetzer 29 übertragen wird, wodurch auf dem Anzeigegerät 30 eine numerische Anzeige des zugehörigen Raums geschaffen wird. Dagegen erzeugt die im Raum D befindliche Sende-Empfangs- -inheit 21 kein Antwortsignal auf das vom Raum-Sende-Kmpfangsgerät entwickelte Ultraschallsignal. In diesem Fall wurde durch den Entschlüssler der Tascheneinheit festgestellt, daß der in diesem Raum abgestrahlte Kode nicht mit demIdentifizierungs- bzw. Kennkode der Tascheneinheit übereinstimmt; im Ergebnis bleibt also im Raum D ein Antwortssignal ebenso aus, als wenn sich in diesem Raum überhaupt kein Taschen-Sende—Empfangsgerät befinden würde.

Die Wandler 17, 18 und 22 können in herkömmlicher Weise beispielsweise als piezoelektrische Kristalle ausgebildet sein, welche bei elektrischer Erregung, z. B. durch einen Oszillator, ein Ultraschallsignal entwickeln. Diese Ultraschallwandler sind als Rundstrahler ausgebildet, d.h. sie sprechen auf Signale aus praktisch allen Richtxangen oder aus einem grossen Winkelbereich an. Diese Rundstrahl-Charakteristik der Wandler vermeidet "tote" Stellen oder inaktive Zonen in einem Raum.

Da von den Wänden eines Raums reflektierte TJltraschallsignäle sich dem digitalen Entpchlüsselungsvorgang im Entschlüssler 2.4 überlagern können, ist im Entschlüssler ein Zeitgeber vorgesehen, der im Raum vorhandene Reflexionen, bis zum nächsten Schritt in der Kodefolge verzögert. Um eine falsche Triggerung KU vermeiden, hat auch der Verschlüssler 12 eine festgelegte Zeitfolge, die die Zeitgabe im Entschlüssler ermöglicht. Die größten Probleme erwachsen bei einem Ratim mit guter akustischer Absorption. In einem solchem Fall sollte der Zeitfaktor vorzugsweise eine Signalverminderung im Intervall auf ein Zehntel einer Sekunde "ein" und ein Fünftel einer Sekunde "aus" ermöglichen» .

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Eine Störung kann auch durch Schaffung einer Phasenumkehr eines Dauersignals hervorgerufen werden. Die Phasenänderung bei 30 ]<Hz wäre eine Phasenänderung um ein Zehntel Sekunde. Diese Methode istähnlich der Loran Methode mit Frequenzversetzung, und jeder Signalimpuls von der Zentrale hat eine andere Frequenz, wobei jedes Raum-Sende-Empfangsgerät seine Frequenz in Abhängigkeit vom Entschlüssler 12 ändert. Jede andere Frequenz kann daher in einem anderen Zeitraum empfangen werden oder es kann eine Reihe von aufeinanderfolgenden Frequenzen ohne dazwischenliegenden Zeitverzögerungen · empfangen werden, da die im Raum reflektierten Ultraschallsignale keinen Einfluß auf die verschiedenen Frequenzen haben. Demgegenüber kann die herkömmliche HF-Entschlüsselung durch fremde Streusignale gestört werden.

Fig. 10 stellt ein typisches kodiertes Abfragesignal 49 dar, das vom Verschlüssler 12 und den Raum-Sende-Empfangsgeräten 14 zu den Taschen-Sende-Empfangsgeräten übertragen wird. Die für die Übertragung dieses binär kodierten Signals ex'f order liehe Zeit hängt von der Kapazität der Anlage ab» Ein Auslöseimpuls, der die Tascheneinheiten in Wirkung setzt, so daß sie die Ultraschallimpulse aufzunehmen beginnen, wird ebenfalls von den Raum-Sende-Empfangsgeräten übertragen, bevor die kodierte Impulsfolge abgestrahlt wird.

Wie in Fig. 3 gezeigt ist, kann die in Fig. 1 dargestellte Anlage entweder mit einem Abtastsystem 34, das die Personen im Hause rasch durch zyklisches Abtasten der Räume ortet, oder ein Telephon-Vermittlungsnetzwerk 33 ausgestattet sein, welches eine Person an der Nebenstelle 35 automatisch mit einem in der Nähe der gesuchten Person befindlichem Telefonanschluß verbindet.

Die die Zentrale 10 mit den Raum-Sende-Empfangsgeräten 14 verbindenden Leitungen können beispielsweise im Gebäude befindliche

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Ersatztelephonleitungen sein. Diese Leitungen bzw. Adern können an einem Klemmbrett oder an einem Leitungswähler oder Stecker des Telephons in dem Raum nahe dem Tisch der Person abgenommen werden. Das Raum-Sende-Empfangsgerät kann an der Wand nahe dem Klemmbrett oder dem Stecker angebracht werden. Ferner kann das Sende-Empfangsgerät im Telefon selbst angeordnet werden$ der Wandler sollte jedoch zur Umgebung hin freiliegen, z.B. entweder an der Rückseite oder der oberen Frontseite des Telefongehäuses angebracht sein. Die Anordnung des Sende-Empfangsgerätes oder des Wandlers ist jedoch vollständig beliebig. So können der Wandler, das Raum-Sende-Empfangsgerät oder auch beide in in der Wand, der Decke o. dgl. eingebauten Be- · leuchtungskörpern angeordnet werden.

Die Verbindungsleitungen können auch durch vorhandene 115 Volt, 60 Hz Hausstromleitungen in dem für die Installation der Anlage vorgesehenen Gebäude gebildet sein.· Geeignet ist ein System, bei dem ein TrägerStromsender (nicht dargestellt) in der Zentrale 10 vorgesehen ist, der die digitalen Signale über die Hausadern überträgt. Der Anschlußstecker des Raum-Sende-Empfangsgerätes wird dabei in die Steckdosen eines jeden Raums eingesteckt, um die von der Zentrale entwickelten Signale zu empfangen. Die übrigen Teile der Anlage entsprechen den zuvor anhand der anderen 'Ausführungsbeispiele beschriebenen Teilen.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, eine Person zu orten bzw. zu lokalisieren und ihre Position einer anderen Person mitzuteilen, die mit ihr Verbindung aufzunehmen sucht. Wenn beispielsweise ein Telefonanruf einläuft, so kann die Bedienungsperson an einer Vermittlungsstelle die Kennummer auf dem Einstellwerk 11 einprogrammieren und die Anzeige über die Position der gesuchten Person auf der digitalen Anzeigetafel 30 abwarten. Die Bediemmgsperson kann sodann die suchende Person über den Aufenthaltsort der gejauchten Person und die nächste

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Telephon-Nebenstelle informieren, so daß die suchende Person direkt die Verbindung herstellen kann. Die Bedienungsperson kann außerdem den jeweiligen Aufenthaltsort anwählen und die Verbindung selbst herstellen.

Ferner kann die digitale Anzeige entfallen und ein Blinklicht neben der Nebenstellentaste an der zentralen Vermittlungsstelle angebracht werden· Die Bedienungsperson kann dann den einlaufenden Ruf dierekt mit der Nebenstelle verbinden und dem Teilnehmer rufen.

Es kann außerdem eine Übersichtstafel mit allen Raumnummern eines Gebäudes und eine lichtemittierende Diode vorgesehen sein, die neben jeder Raumnummer angeordnet ist und zur Anzeige des Aufenthaltsortes der gesuchten Person aufleuchtet. Bei jedem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele kann das angegebene Abtastsystem verwendet werden um die Daten über die Personenpositionen zu speichern und die zum Orten des Teilnehmers erforderliche Zeit zu verringern. Mit einem derartigen System weiß, die an der Zentrale befindliche Bedienungsperson sofort, ob die gerufene Person für einen Ruf zur Verfugung steht, oder ob sie das Gebäude verlassen hat.

Um die Bedienungsperson an der Zentrale und auch das Anzeigegerät einzusparen, kann die Ortungsanlage so ausgebildet werden, daß eine rufende Person zunächst einen Suchkode wählt, der sie mit der Zentrale verbindet, und danach die Kennnummer der zu suchenden Person wählt, wodurch sie automatisch durch die automatische Verkettungseinrichtung mit dem gewünschten Teilnehmer verbunden wird. Bei einem solchen System veranlaßt das Anwählen der Kennkodenummer des gewünschten Teilnehmers die Zentrale zur Erzeugung einer Vielzahl von Abfragesignalen, welche die zu ortende Person suchen. Wenn ein Antwortsignal von dem Taschengerät der gesuchten Person zurückkommt, verbindet die Vermihtlungsanlage den

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eingehenden Anruf automatisch mit der dem angerufenen Teilnehmer nächstliegenden Nebenstelle. Bei einem solchen System sucht die Zentrale zunächst die Person, selbst wenn diese in ihrem eigenen Büro geortet wird, und verbindet so'-dann den Ruf zu der der Person nächstliegenden Nebenstelle, so daß sie den Ruf oder die Nachricht übernehmen kann. Auf diese Weise wird eine Vermittlungsperson überflüssig.

Das beschriebene System verwendet ein von dem als Tascheneinheit ausgebildeten Sende-Empfangsgerät ausgesandtes nicht hörbares Signal zur Anzeige des Standortes der gesuchten Person. Jedoch kann das Taschengerät ebenso wie bei bekannten Anlagen so ausgebildet sein, daß es in Verbindung mit einem hörbaren Signal (Piepton), sichtbaren Signal (Blinken) oder Vibrationen anspricht, um die Person von dem Ruf in Kenntnis zu setzen. Daher besitzt die neue Anlage alle Vorteile bisher zur Verfügung stehender Personenrufanlagen, ohne zu ihrem Betrieb starker Sender, Antennen, Funklizenzen, besonderer Telefonleitungen und dergleichen zu bedürfen. Außerdem kann die neue Anlage als Personenrufanlage und zur sofortigen Ortung einer Person in solchen Situationen benutzt werden, bei denen die gesuchte Person nicht ohne weiteres sofort auf von ihr wahrgenommene Rufe reagieren kann. Die Erstellungskosten der neuen Anlage als Personenrufanlage mit hörbarem Piepton liegen außerdem beträchtlich niedriger als diejenigen äquivalenter Personenrufanlagen auf Punkbasis.

Fig. 4 stellt eine Ultraschall-Ortungsanlage zur ßberwachung einer Vielzahl von Werken oder entfernten Gebäuden in verschiedenen Städten oder entferntliegenden Orten von einer Stelle aus dar. Die Zentrale 10 liegt in einem Gebäude 37 und ist mit einem entfernten Gebäude 38 über eine zweiadrige Telefonleitung 45 verbunden. Im Gebäude 38 wird die von der Zentrale 10 zu den Raum-Sende-Empfangsgeräten 14 übertragene kodierte Impulsreihe auch über die Leitung 45 zu den entferntgelegenen Raum-Sende-Empfangsgeräten 14» in dem entfernten Gebäude 38

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Übertragen. Die in jedem Gebäude befindlichen Anlagen sind die gleichen wie die zuvor anhand Fig. 1 beschriebene Anlage. Wenn ein Signal in Beantwortung des kodierten Signals von einem Taschengerät ausgesendet wird, setzt der entfernte Verschlüssler 12' die aus einem Einzelimpuls bestehende Signalantwort in einen digitalen Impulszug um, der über die Leitung 45 zur Zentrale 10 rückübertragen wird, um die Anzeige 30 zu betätigen und dadurch den Standort der Person anzuzeigen.

In Situationen, in denen es unpraktisch oder unmöglich ist, ein entferntes Gebäude mit dem Zentrdgebäude über Telefonleitungen zu verbinden, kann die Anlage in der in Fig. 5 dargestellten Weise abgewandelt werden. Ein HF-Sender 39 ist mit der Zentrale 10 verbunden und sendet das von der Zentrale 10 kodierte Signal mit einer Antenne 42 an das entfernte Gebäude 38. Eine an dem entfernten Gebäude vorgesehene entsprechende Antenne empfängt das Signal und überträgt es an einen HF-Empfänger 40·. Ein Impulsgeber 41 leitet das Abfragesignal an die entfernten Raum-Sende-Empfangsgeräte 14' weiter. Wenn ein Antwortsignal von einem Taschengerät durch die Raum-Sende-Empfangsgeräte empfangen wird, so wird der Impuls zum Verschlüssler 12^f übertragen, der ihn in eine digitale Impulsfolge umsetzt und diese an einen HF-Sender 39' zur Rückübertragung über die Antenne 42 an die Zentrale 10 im Gebäude 37 weiterleitet. Ein HF-Empfänger 40 im Gebäude 37 empfängt die von der Antenne 42 abgestrahlten Signale und überträgt diese zur Zentrale 10, an der eine sichtbare Anzeige des Standorts der Person erscheint.

In der Ausführungsform nach Fig. 6 ist das Ultraschall-Ortungssystem nach Fig. 5 in dem entfernten Gebäude 38 abgewandelt und weist eine Fernzentrale 10' ähnlich der Zentrale 10 im Gebäude 37 und eine Fernsehkamera 44 auf, die die sichtbare Anzeige an der Zentrale 10♦ von dem Standort der Person in dem entfernten Gebäude 38 zum HP-Sender 39' überträgt. Die Fernseh-

kamerasignale werden von einer Antenne 42 zum Empfänger 40 im Gebäude 37 übertragen. Die Zentrale 10 im Hauptgebäude gibt sodann eine Anzeige über den Standort der gewünschten Person.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 ist die Anlage gemäß Fig. 4 derart abgewandelt, daß der Verschlüsseier 12· durch eine Fernzentrale 10· ähnlich der Zentrale 10 im Gebäude ersetzt ist und eine Betriebsfernsehkamera 44' vorgesehen ist, welche die digitale Ziffernanzeige an der Zentrale 10· aufnimmt und das Bild über Telefonleitungen 45 zu einem Betriebsfernsehempfänger 43 überträgt, der im Hauptgebäude 37 angeordnet ist. Der Empfänger 43 überträgt die Signale sodann zur Zentrale 10, wo der entfernte Standort der Person zur Anzeige gebracht wird.

In den Fig. 8 und 9 sind Kathodenstrahlanzeigesysteme zum Anzeigen der gewünschten Ortungsinformation dargestellt. Die Kathodenstrahlröhre 46 zeigt die Nummer des Taschengeräts, den Namen und den Standort 48 der zu ortenden Person an. Die Röhre wird in Verbindung mit einem die Datenanzeige an der Zentrale steuernden Kleinrechner und einem alphanumerischen Einstellwerk zum Hinzufügen und Löschen von Namen und Nummern in der Anlage verwendet. Diese Anlage kann in der bei den vorausgegangenen Ausführungsbeispielen erläuterten Weise mit Hand betätigt werden oder durch ein vollständig oder teilweise automatisch abtastendes System gesammelte Daten zur Anzeige bringen. Die Kathodenstrahlröhre 46· kann auch einen Gebäudegrundriß bzw. -plan anzeigen. Die der Person zugeordnete Nummer erscheint in den Grenzen desjenigen Raumes, in dem sich die Person befindet (Fig. 9). Wenn sich die Person von einem Raum zu einem anderen oder in einen Korridor bewegt, folgt ihm die Nummer auf dem Schirm. Dieses System wird vorzugsweise in Verbindung mit einem automatischen Abtastsystem verwendet, um die Lageinformation dauernd auf d«m !laufenden zu halten.

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Claims

Ansprüche

IJ Ultraschall-Ortungsanlage, gekennzeichnet durch

eine Einrichtung (10) zum Erzeugen einer kodierten Folge von Digitalimpulsen, deren Kode eine Identifizierung für ein besonderes Objekt oder eine zu ortende Person darstellt;

eine mit der Impulserzeugereinrichtung (10) verbundene erste Sende-Empfangseinrichtung (14), die in Abhängigkeit von den Ihr zugeführfcen Digitalinipulsen eine Vielzahl von entsprechenden digital kodierten Ultraschallsignalen entwickelt;

eine zum Empfang der digitalen Ultraschallsignale geeignete zweite Sende-Epfangseinrichtung (21) mit einem auf einem vorgegebenen Digitalkode abgestimmten Digitalsignaleritschlüssler (24) zum Entschlüsseln der Ultraächallsignale und einer vom Dlgitalentschlüssler (24) gesteuerten Sendeeinrichtung (22, 25), die bei Empfang einer dem vorgegebenen Digitalkode des Dlgitalentschlüsslers entsprechenden Ultraschallsignalkodefolge wenigstens einen Ultraschallimpuls aussendet, wobei die erste Sende—Empfangseinrichtung (14) den Ultraschallimpuls empfängt und einen entsprechenden Digitalimpuls zur Identifizierung des Ortes der zugehörigen ersten Sende-Empfangseinrichtung entwickelt; und eine auf den Digitalimpuls ansprechende Einrichtung (29), welche den Ort bzw. die Position des gesuchten Objekts oder der gesuchten Person anzeigt.
2. Ultraschall-Ortungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulserzeugereinrichtung (10) ein Einsteilwerk (11) mit mehreren handbetätigten Tasten, von denen jede eine bestimmte numerische Ziffer zur Eingabe des Identifizierungskodes einer Person oder eines Objekts darstellt, und einen mit dem Einstellwerk gekoppelten Digitalverschlussler (12) aufweist, der eine den IdentifizLerungskode bildende kodierte Impulsfolge erzeugt.

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3. Ultraschall-Ortungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Sende-Empfangseinrichtung (14) einen digitalkodierte Ultraschallsignale in Abhängigkeit von der kodierten Impulsfolge erzeugenden ersten Wandler (17), einen mit dem ersten Wandler verbundenen Oszillator (16), der den ersten Wandler unter Steuerung durch die Impuls er Zeugungseinrichtung (10) derart ansteuert, daß er die digitalkodierten Ultraschallsignale aussendet, einen zum Empfang des von der zweiten Sende-Erapfangseinrichtung (21) ausgesendeten Ultraschallimpulses geeignet ausgebildeten zweiten Wandler (18) und eine den zweiten Wandler nachgeschaltete Einrichtung (27) aufweist, welche den einlaufenden Ultraschallimpuls verstärkt und den entsprechenden Digitalimpuls zur Anzeigeeinrichtung (29) überträgt.
4. Ultraschall-Ortungsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Wandler (17, 18) piezoelektrische Kristalle sind.
5. Ultraschall-Ortungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Sende-Empfangseinrichtung (21) einen Ultraschallsignale empfangenden und aussendenden Wandler (22), eine die von der ersten Sende-Empfangseinrichtung (14) übertragenen, digitalkodierten Ultraschallsignale verstärkende Empfängereinrichtung (23), einen der Empfänger einrichtung nachgeschalteten Entschlüssler (24), der in Abhängigkeit von einer dem vorgegebenen Digitalkode entsprechenden Ultraschallsignalkodefolge ein Ausgangssignal erzeugt, und einen mit dem Wandler (22) verbundenen Oszillator (25) aufweist, der den Wandler ansteuert und bei Empfang eines dem vorgegebenen Kode entsprechenden Signals die Aussendung wenigstens eines Ultraschallimpulses bewirkt.
6. Ultraschall-Ortungsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Sende-Empfängseinrichtung (21) von einer Batterie (31) gespeist ist, die über einen Queck-

silber-Zeitverzögerungsschalter (32) anschaltbar ist, wobei der Zeitverzögerungsschalter mit einem Neigungsfühler versehen ist, der die Batterie automatisch abschaltet, wenn sich die Sende-Empfangseinrichtung in Horizontalstellung befindet, und die Batterie in der Vertikalstellung der Sende-Empfangseinrichtung anschaltet.
7. Ultraschall-Ortungsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler (22) ein piezoelektrischer Kristall ist.
8. Ultraschall-Ortungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung eine den von der ersten Sende-Empfangseinrichtung (14) entwickelten einzelnen Digitalimpuls in ein den Ort der zugehörigen ersten Sende-Empfangseinrichtung identifizierendes elektrisches Signal umsetzende Einrichtung (29) und eine digitale Ziffernanzeige (30) aufweist, in der eine Vielzahl von numerischen Ziffern zur numerischen Anzeige des Ortes der ersten Sende-Empfangseinrichtung, der zweiten Sende-Empfangseinrichtung und der gesuchten Person bzw. des gesuchten Objekts angeordnet ist.
9. Ultraschall-Ortungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung eine den von der ersten Sende-Empfangseinrichtung (14) entwickelten Digitalimpuls in ein den Ort der zugehörigen ersten Sende-Empfangseinrichtung identifizierendes elektrisches Signal umsetzende Einrichtung (29), eine Informationsspeichereinrichtung zum Speichern der Identifizierungskodenummer und des Namens der zu ortenden Person oder des zu ortenden Objekts und eine mit der Informationsspeichereinrichtung und dem Umsetzer (29) gekoppelte Kathodenstrahlanzeigeeinrichtung aufweist, welche den Ort der ersten Sende-Empfangseinrichtung, der zweiten Sende-Empfangseinrichtung ,und der gesuchten Person bzw. des gesuchten Objekts aur Anzeige bringt.

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10. Ultraschall-Ortungsanlage nach Anspruch 9, dadurch ge-kennzeichnet, daß die Kathodenstrahl-Anzeigeeinrichtung die Kennummer, den Namen und den Ort bzw. die Position der zu ortenden Person oder des zu ortenden Objekts anzeigt (Fig. 8).
11. Ultraschall-Ortungsanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathodenstrahl-Anzeigeeinrichtung (46·) den Grundriß eines ausgewählten Ortes in einem Gebäude und die Kennummern der zu ortenden Personen oder Objekte aufzeichnet, wobei die Kennummer auf der Anzeige an der der tatsächlichen Position der Person oder des Objekts entsprechenden Stelle erscheint.
12. Ultraschall-Ortungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Sende-Empfangseinrichtung (14) mit der Impulserzeugereinrichtung (11, 12) und der Anzeigeeinrichtung (29, 30) durch eine Vielzahl von Telefonleitungen (13) verbunden ist.
13. Ultraschall-Ortungsanlage nach Anspruch l_r dadurch gekennzeichnet, daß die erste Sende-Empfangseinrichtung (14) und die Impulserzeugereinrichtung (11, 12) über 115 Volt 60 Hz Stromvereorgungsleitungen zusammengeschaltet sind, und daß zum Übertragen der digitalen Impulsfolge über die Leitungen zu der ersten Sende-Empfangseinrichtung eine mit der Impulserzeugereinrichtung gekoppelte Trägerstromübertragungseinrichtung vorgesehen ist, wobei die erste Sende-Empfangseinrichtung an Wandstecker angeschlossen ist.
14. Ultraschall-Ortungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Impulserzeugereinrichtung (10) und die Sende-Empfangseinrichtungen (14, 21) kontinuierlich in aufeinanderfolgenden Zyklen erregende Einrichtung vorgesehen ist, wobei die Anzeigeeinrichtung (29, 30) mit der Impulserzeugereinrichtung und den Sende-Empfangseinrichtungen

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synchronisiert ist, um die Position der gesuchten Person oder des gesuchten Objekts automatisch in aufeinanderfolgenden Zyklen zur Anzeige zu bringen.
15. Ultraschall-Ortungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Telefon-Nebenstellen mit der Impulserzeugereinrichtung (10) verbunden sind, daß eine die Impulserzeugereinrichtung bei Anwählen der Kennnummer einer Person oder eines Objektes in Wirkung setzende Einrichtung mit den Telefon-Nebenstellen gekoppelt ist, und daß eine Einrichtung zum automatischen Verbinden der die Kennummer rufenden Leitung mit einer Telefon-Nebenstelle, die nahe der de einzelnen Digitalimpuls erzeugenden ersten Sende-Empfangseinrichtung angeordnet ist, vorgesehen ist.
16. Ultraschall-Ortungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine entfernte erste Sende-Empfangseinrichtung mit der Impulserzeugereinrichtung gekoppelt ist und eine Vielzahl von digitalkodierten Ultraschall signal en an einer von der Impulserzeugereinrichtung entfernten Stelle entwickelt*und daß ein mit der entfernten ersten Sende-Empfangseinrichtung verbundener Digitalverschlüssler vorgesehen ist, der einen von der entfernten ersten Sende-Empfangseinrichtung übertragenen einzelnen Digitalimpuls in Abhängigkeit von einer an der entfernten Stelle befindlichen zweiten Sende-Empfangseinrichtung aufnimmt, den aufgenommenen Impuls in eine Digitalimpulsfolge umsetzt und die Impulsfolge zu der Anzeigeeinrichtung überträgt, wobei eine Anzeige der entfernten Position der gesuchten Person oder des gesuchten Objekts geschaffen wird.
17. Ultraschall-Ortungsanlage nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlüssler und die entfernte erste Sende-Empfangseinrichtung mit der Anzeigeeinrichtung und der Impulserzeugereinrichtung über Telefonleitungen verbunden sind,
18. Ultraschall-Ortungsanlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine HF-Sende-und Empfangseinrichtung (39, 40), welche

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die von der Impulserzeugereinrichtung (10) gelieferten Impulse aussendet und kodierte Funksignale von entfernten Orten empfangt; wenigstens eine entfernt angeordnete Sende-Empfangseinrichtung (14·) zur Erzeugung einer Vielzahl von kodierten Impulsen an einer entfernten Stellej einen entfernt angeordneten Empfänger (40^f) zum Empfang der ausgesendeten HP-Impulse; einen mit dem entfernten HF-Empfänger verbundenen, entfernt angeordneten Impulsgeber (41) zum Übertragen der empfangenen Impulsfolge an die entfernt angeordnete Sende-Empfangseinrichtung (14·), ferner einen einen von der Sende-Empfangseinrichtung entwickelten einzelnen Antwortimpuls in eine digitale Impulsfolge umsetzenden, entfernt angeordneten Digitalverschlüssler (12·), und eine entfernt angeordnete HF-Sende-Einrichtung (42), welche den Impulszug zu der Anzeigeeinrichtung überträgt.
19. Ultraschall-Ortungsanlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine HF-Sende-und Empfangseinrichtung (39, 40), welche die von der Impulserzeugereinrichtung (10) gelieferten kodierten Impulse aussendet und kodierte Funksignale von einem entfernten Ort empfängt; wenigstens eine entfernt angeordnete Sende-Empfangseinrichtung (14¹) zur Erzeugung einer Vielzahl von digitalkodierten Ultraschallsignalen an der entfernten Stelle; einem entfernt angeordneten Empfänger (40·) zum Empfang der kodierten Funksignale; ferner eine Impulserzeugereinrichtung zur Erzeugung einer Vielzahl von kodierten Digitalimpulsen und eine die Position der gesuchten Person oder des gesuchten Objekts anzeigende Einrichtung (10·); eine auf die Anzeigeeinrichtung der entfernt angeordneten Zentrale (10') gerichtete Fernsehkamera, welche die Anzeige über die Position der gesuchten Person oder des gesuchten Objekts in ein elektrisches Signal umsetzt; und eine mit der Fernsehkamera (44) gekoppelte, entfernt angeordnete HF-Sende-Einrich/ung, welche die elektrischen Signale zu der Anzeigeeinrichtung (10) überträgt.

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20. Ultraschall-Ortungsanlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch wenigstens eine mit der Impulserzeugereinrichtung verbundene, entfernt angeordnete erste Sende-Empfangseinrichtung, die eine Vielzahl von digitalen Ultraschallsignalen an einer entfernten Stelle erzeugt; eine entfernt angeordnete Impulserzeuger- und Anzeigeeinrichtung, die mit der ersten Sende-Empfangseinrichtung gekoppelt ist, die digitalkodierten Impulse erzeugt und eine Anzeige über die Position der an der entfernten Stelle gesuchten Person oder des gesuchten Objekts entwickelt; eine auf die "entfernt angeordnete Anzeigeeinrichtung eingestellte Betriebsfernsehkamera (44'), welche die Anzeige über die Position der zu ortenden Person oder des zu ortenden Objektes in ein elektrisches Signal umsetzt; und einen mit der Fernsehkamera gekoppelten Betriebsfernsehempfänger (43), der die von der Kamera entwickelten elektrischen Signale aufnimmt und zu der Anzeigeeinrichtung überträgt, um eine Anzeige über die entfernte Position der zu ortenden Person oder des zu ortenden Objekts zu entwickeln.
21. Ultraschall-Ortungsanlage nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl von entfernt angeordneten ersten Sende-Empfangseinrichtungen (14·) und die Betriebsfernsehkamera (44·) mit der Impulserzeugereinrichtung und dem Betriebsfernsehempfänger (43) durch eine Vielzahl von Telefonleitungen (45) verbunden sind.

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