DE-102024206648-B4 - Verfahren zum Feststellen einer Anwesenheit eines lebenden Objektes und ein Multi-statistisches Radarsystem

Abstract

Multi-statistisches Radarsystem (200), welches mehrere UWB-Tags (10) umfasst, um mehrere lebende Objekte (20) gleichzeitig zu detektieren und/oder um einen Raum mit UWB darzustellen, wobei ein UWB-Tag (10) mindestens einen UWB-Frontend-Transceiver (11) umfasst und der UWB-Tag (10) dazu ausgebildet ist, mehrere Pulse (30) zu senden und mehrere dazugehörige reflektierte Kanal-Impuls-Antworten (32) zu empfangen und anschließend hinsichtlich einer Änderung in den empfangenen dazugehörigen reflektierten Kanal-Impuls-Antworten (32) auszuwerten, wobei das Feststellen der Änderung in den dazugehörigen reflektierten Kanal-Impuls-Antworten (32) die Anwesenheit des lebenden Objektes (20) anzeigt, wobei der UWB-Tag (10) ein Einweg-Gebrauchsprodukt ist, wobei das Multi-statistisches Radarsystem (200) dazu ausgebildet ist, pro Paar UWB-Frontend-Transceiver (11), bei dem eine Sendeantenne (12), TX, und eine Empfangsantenne (13, 14), RX, voneinander in jeweils einem der beiden UWB-Frontend-Transceiver (11) getrennt sind, eine einzige Kanal-Impuls-Antwort (32) zu erhalten.

Inventors

• Michael Schober
• Juri Sidorenko

Assignees

• Lateration GmbH

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20240715

Claims (17)

1. Multi-statistisches Radarsystem (200), welches mehrere UWB-Tags (10) umfasst, um mehrere lebende Objekte (20) gleichzeitig zu detektieren und/oder um einen Raum mit UWB darzustellen, wobei ein UWB-Tag (10) mindestens einen UWB-Frontend-Transceiver (11) umfasst und der UWB-Tag (10) dazu ausgebildet ist, mehrere Pulse (30) zu senden und mehrere dazugehörige reflektierte Kanal-Impuls-Antworten (32) zu empfangen und anschließend hinsichtlich einer Änderung in den empfangenen dazugehörigen reflektierten Kanal-Impuls-Antworten (32) auszuwerten, wobei das Feststellen der Änderung in den dazugehörigen reflektierten Kanal-Impuls-Antworten (32) die Anwesenheit des lebenden Objektes (20) anzeigt, wobei der UWB-Tag (10) ein Einweg-Gebrauchsprodukt ist, wobei das Multi-statistisches Radarsystem (200) dazu ausgebildet ist, pro Paar UWB-Frontend-Transceiver (11), bei dem eine Sendeantenne (12), TX, und eine Empfangsantenne (13, 14), RX, voneinander in jeweils einem der beiden UWB-Frontend-Transceiver (11) getrennt sind, eine einzige Kanal-Impuls-Antwort (32) zu erhalten.
2. Multi-statistisches Radarsystem (200) nach Anspruch 1 , wobei der UWB-Frontend-Transceiver (11) dazu ausgebildet ist, auf einer oder mehreren Trägerfrequenzen die mehreren Pulse periodisch und/ oder nicht periodisch zu senden.
3. Multi-statistisches Radarsystem (200) nach Anspruch 1 oder 2 , wobei der UWB-Frontend-Transceiver (11) dazu ausgebildet ist, die Pulse (30) gefaltet mit einer Korrelationskennung zu senden auf Basis welcher die dazugehörige reflektierte Kanal-Impuls-Antwort (32) ermittelbar ist.
4. Multi-statistisches Radarsystem (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , wobei der UWB-Frontend-Transceiver (11) mindestens eine Sendeantenne (12) zum Aussenden der mehreren Pulse (30) und mindestens eine Empfangsantenne (13, 14) zum Empfangen der reflektierte Kanal-Impuls-Antworten (32) umfasst.
5. Multi-statistisches Radarsystem (200) nach Anspruch 4 , wobei der UWB-Tag (10) dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit der Anzahl der Empfangsantennen (13, 14) mehrere, insbesondere von unterschiedlichen Transmittern stammenden, Kanal-Impuls-Antworten (32), insbesondere sequenziell und/oder zeitgleich, zu empfangen.
6. Multi-statistisches Radarsystem (200)nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der UWB-Tag (10) eine Steuereinheit (40) und eine Bewegungs-Anzeigen-Schnittstelle (50) umfasst, wobei die Steuereinheit (40) mit dem UWB-Frontend-Transceiver (11) und mit der Bewegungs-Anzeigen-Schnittstelle (50) in Kommunikationsverbindung steht, um die empfangenen reflektierten Kanal-Impuls-Antworten (32) zu erhalten und hinsichtlich der Änderung auszuwerten und um anschließend nach positiven Feststellen der Änderung, ein Auswertungsergebnissignal (70, 72, 73) an die Bewegungs-Anzeigen-Schnittstelle (50) zu übergeben, welche dazu ausgebildet ist, die Anwesenheit des lebenden Objektes (20) mitzuteilen.
7. Multi-statistisches Radarsystem (200) nach Anspruch 6 , wobei die Bewegungs-Anzeigen-Schnittstelle (50) dazu ausgebildet ist, die Änderung unmittelbar an dem UWB-Tag (11) und/oder nach Weiterleiten des Auswertungsergebnissignals (70), welches die Änderung anzeigt, an mindestens ein externes Gerät (80) optisch und/oder akustisch einem Nutzer (90) anzuzeigen.
8. Multi-statistisches Radarsystem (200) nach Anspruch 7 , wobei das Auswertungsergebnissignal (70) Informationen zum Widergeben einer Radarantwort und/oder Informationen über die Art einer Bewegung des lebenden Objektes (20) umfasst.
9. Multi-statistisches Radarsystem (200) nach Anspruch 7 oder 8 , wobei der UWB-Tag (10) und das externe Gerät (80) dazu ausgebildet sind, über einen Datenkanal wie UWB oder Wifi oder BLE miteinander zu , insbesondere bi-direktional, kommunizieren.
10. Multi-statistisches Radarsystem (200) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der UWB-Tag (10) eine Energie-Regelungs-Einheit (81), PMU, umfasst, wobei die Energie-Regelungs-Einheit (81) dazu ausgebildet ist, den UWB-Tag (10) über eine Batterie (82) mit Energie zu versorgen.
11. Multi-statistisches Radarsystem (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 , wobei die mehreren UWB-Tags (10) an mindestens einem nichtlebenden Objekt (20) angeordnet sind, insbesondere wobei ein nichtlebendes Objekt (20) eine Tür oder eine Wand oder ein im Wesentlichen ruhiggehaltenes oder stehendes Gerät ist.
12. Verfahren (100) zum Feststellen einer Anwesenheit eines lebenden Objektes (20) unter Verwendung mindestens eines Multi-statistisches Radarsystems (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , wobei das Verfahren umfasst: Anordnen des mindestens einen UWB-Tags (10) an einem nichtlebenden Objekt (22); Aussenden durch den mindestens einen UWB-Tag (10), welcher mindestens einen UWB-Frontend-Transceiver (11) umfasst, mehrerer Pulse (30); Empfangen mehrerer dazugehöriger reflektierter Kanal-Impuls-Antworten (32); und Auswerten der empfangenen mehreren dazugehörigen reflektierten Kanal-Impuls-Antworten (32) hinsichtlich einer Änderung in den empfangenen dazugehörigen reflektierten Kanal-Impuls-Antworten (32), wobei das Feststellen der Änderung in den dazugehörigen reflektierten Kanal-Impuls-Antworten (32) die Anwesenheit des lebenden Objektes (20) anzeigt.
13. Verfahren (100) nach Anspruch 12 , wobei das Verfahren (100) umfasst: periodisches oder nicht periodisches Aussenden der mehreren Pulse (30) auf einer oder mehreren Trägerfrequenzen; und/ oder Senden jeden Pulses (30) mit einer Korrelationskennung auf Basis welcher die dazugehörige reflektierte Kanal-Impuls-Antwort (32) ermittelbar ist.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13 , wobei das Verfahren umfasst: insbesondere sequenzielles und/oder zeitgleiches, Empfangen mehrerer, insbesondere von unterschiedlichen Transmittern stammenden, Kanal-Impuls-Antworten (32).
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14 , wobei das Verfahren umfasst: Nach Feststellen der Änderung Übergeben eines Auswerteergebnissignals (70) an eine Bewegungs-Anzeigen-Schnittstelle (50S) und/oder an mindestens ein externes Gerät (80), um die Anwesenheit des lebenden Objektes (20) mitzuteilen, wobei das Verfahren (100) ein Anzeigen der Änderung unmittelbar an dem UWB-Tag (10) und/oder an dem mindestens einen externen Gerät (80) umfasst.
16. Verfahren (100) nach Anspruch 15 , wobei das Verfahren (100) umfasst: Kommunizieren des UWB-Tags (10) und des externen Gerätes (80) über einen Datenkanal wie UWB oder Wifi oder BLE, miteinander.
17. Computerprogrammprodukt zur Durchführung eines Verfahrens (100) nach einem der Ansprüche 12 bis 16 , wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Computer läuft.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Feststellen einer Anwesenheit eines lebenden Objektes unter Verwendung mindestens eines UWB-Tags und ein Multi-statistisches Radarsystem. Wenn Spezialeinheiten heutzutage ein Haus stürmen müssen, ist es üblich, die Haustür zu sprengen. 1 zeigt ein klassisches Scenario, bei dem Terroristen eine Tür blockieren. Die Spezialeinheit befindet sich auf der rechten Seite in sicherer Distanz zur Tür und ist bereit die Sprengladung, welche sie zuvor platziert hat zu sprengen, um danach das Haus zu stürmen. Auf der linken Seite befinden sich aber Geiseln, welche direkt hinter der Tür platziert wurden, welche bei einer Sprengung sehr schwer verletzt würden. Die Spezialeinheit könnte aber nichts von den Geiseln wissen, was wiederum bedeutet, dass sie diese wahrscheinlich sprengen und das Risiko auf Verletzungen Seitens der Geiseln eingehen. Idealer weiße bekommt die Spezialeinheit aber irgendwoher aber die Information darüber, dass Geiseln auf der anderen Seite der Tür platziert wurden und brechen die Sprengung ab und öffnen die Tür auf eine andere Art und Weise bzw. wählen einen anderen Eingang, um in das Haus zu kommen. Das Sprengen der Tür kann zu Verletzungen von Menschen oder anderen Lebewesen auf der anderen Seite der Tür führen. Speziell wenn die Tür von Terroristen barrikadiert wurde, ist die Wahrscheinlichkeit groß, dass Geiseln direkt hinter der Tür platziert werden. In solch einem Scenario, würde ein Sprengen der Tür zu schweren Verletzungen oder der Tötung der Geiseln führen. Es bedarf daher eine Lösung, um sicher entscheiden zu können, ob eine Tür oder einer Wand etc. gesprengt werden kann, um zu leben Objekten hinter der Tür oder Wand etc. vordringen zu können, ohne die lebenden Objekte zu verletzen. Die Referenz [1] offenbart einen Artikel über die Anwendung der Fouriertransformation auf UWB-Signale, um durch Wände zu sehen, und dadurch Bewegungen und Atmung zu detektieren. Die Referenzen unter [2], [3] und [4] sind jeweils Links zu einem UWB GPR-Detektor, welcher dazu verwendet werden kann, um Menschen hinter einer Wand zu detektieren, wobei der UWB GPR-Detektor sehr teuer ist und wiederverwendet werden soll. US7999722B2 ist ein zu Referenz [2] korrespondierendes Patent. US7999722B2 offenbart ein Durch-die-Wand-Bildgebungsgerät mit Antennenelementen zum Senden und Empfangen von Signalen, die so angepasst sind, dass sie durch eine Wand hindurchgehen, um dahinter liegende Objekte abzubilden, und dass eine Basis mit einem Trägerabschnitt und einer Vielzahl von damit verbundenen, voneinander beabstandeten Verlängerungen aufweist. Zumindest ein Teil der Antennenelemente ist auf den Verlängerungen montiert. Der Bereich zwischen benachbarten Verlängerungen ist zumindest dann frei von jeglichem Material der Basis, wenn sich die Verlängerungen im Betriebszustand befinden. US 2016 / 0 043 771 A1 offenbart ein Multisensorsystem zum Aufspüren von Opfern, die möglicherweise eingeschlossen oder verschüttet sind. Die Broschüre Xaver 100: „Tragbares radarbasiertes Personenortungsgerät“. Produktdatenblatt erstellt am 12.05.2023, S.1 und 2. - Firmenschrift URL: http://camerotech.com/wp-content/uploads/2023/05/camero-XA VER 100 brochure-DE-565.pdf offenbart den Xaver 100 als ein tragbares, radarbasiertes Personenortungsgerät, welches in Echtzeit über die Anwesenheit von Lebewesen und deren Entfernung hinter Mauern und Wänden Auskunft geben kann. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Multi-statistisches Radarsystem und ein Verfahren zum Feststellen einer Anwesenheit eines lebenden Objektes hinter einem Sichtschutz, wie einer Tür oder einer Wand etc. bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der beigefügten unabhängigen Ansprüche gelöst. Um ein Scenario wie soeben beschrieben zu vermeiden, ist vorgeschlagen, ein UWB-Tag an einem Sichtschutz, wie einer Tür oder einer Wand etc. anzubringen. Dieser Tag wird auf der Seite der Spezialeinheit angebracht und signalisiert der Spezialeinheit, ob sich jemand in unmittelbarer Nähe hinter der Tür befindet. Je nachdem ob der UWB-Tag signalisiert, dass sich jemand hinter der Tür oder der Wand etc. der befindet, kann die Tür gegebenenfalls gesprengt werden oder ansonsten auf eine andere Art und Weise in das Haus eingedrungen werden, um ein Verletzen lebender Objekte, wie Geiseln, zu vermeiden. Der vorgeschlagene Multi-statistisches Radarsystem umfasst mehrere UWB-Tags, um mehrere lebende Objekte (20) gleichzeitig zu detektieren und/oder um einen Raum mit UWB darzustellen. Ein UWB-Tag ist dazu ausgebildet, mehrere Pulse zu senden und mehrere dazugehörige reflektierte Kanal-Impuls-Antworten zu empfangen und anschließend hinsichtlich einer Änderung in den empfangenen dazugehörigen reflektierten Kanal-Impuls-Antworten die empfangenen reflektierten Kanal-Impuls-Antworten auszuwerten, wobei das Feststellen der Änderung in den dazugehörigen reflektierten Kanal-Impuls-Antworten die Anwesenheit des lebenden Objektes a