专利名称：用于检测高频收发器的系统及其用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及高频技术。具体地，本发明涉及用于检测至少一个高频收发器的位置和/或定位的系统以及该系统的应用。
背景技术：
在现有技术中已知高频收发器，特别是具有RFID标记或RFID标签(射频标识标签)形式的高频收发器。这些种类的标记或标签已经出现在多种应用中，例如在用于追踪和/或控制生产过程的制造中以及用于跟踪商品流的消费品零售中，用于真实性认证等。此外，DE 10 2007 062 843A1示出了这样一种系统:利用该系统，由RFID标签发出的电磁信号借助于具有具有方向属性的适当接收系统来用于分别定位标签并且跟踪其移动。DE 10 2006 029 122 Al描述了基于与之附连的RFID标签来定位医疗器械。这些已知的系统已经示出了他们在一个或多个RFID标签的简单定位之外相应地提供很少或不提供其他相关信息。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种用于检测高频收发器(诸如RFID标签)的系统，该系统至少部分地改善已知系统，并且具体地，至少部分地支持对检测到的位置或定位Ih息的自动评估。具有权利要求1的特征的用于检测至少一个高频收发器的位置和/或定位的系统满足这些和其他目的。根据本发明的系统的优选用途是权利要求20的主题。优选实施例是各个从属权利要求的主题。根据前述内容，根据本发明的用于检测至少一个高频收发器的位置和/或定位的系统，包括:至少一个接收天线，该至少一个接收天线被设置为使得可以通过所述接收天线来接收由该至少一个高频收发器传送的高频信号；以及至少一个发射天线，该至少一个发射天线被设置为传送至少一个频带的高频信号，该至少一个频带的高频信号被提供用于由至少一个高频收发器来接收，并且由此进而使得由该至少一个高频收发器传送高频信号；至少一个第一天线信号处理设备，该至少一个第一天线信号处理设备连接到至少一个接收天线，该至少一个接收天线被设置用于分析由至少一个接收天线接收到的高频信号，以便得到发射高频收发器的空间位置和/或定位以及标识。至少一个数据处理设备至少间接地连接到第一天线信号处理设备，并且从其接收关于发射高频收发器的位置、定位和/或标识的息。根据本发明，在连接到至少一个数据处理设备的第一存储器设备中提供数据结构，其至少部分地包括由至少一个发射天线的天线场提供的空间的虚拟表示，其中虚拟表示包括关于具有预定标识的至少一个高频收发器的目标位置和/或定位的信息，转换(transformation)信息可用于至少一个数据处理设备,基于该转换信息使得基于从第一天线信号处理设备获得的位置、定位和/或标识信息来关联虚拟表示内具有预定标识的至少一个高频收发器的实际位置和/定位，并且至少一个数据处理设备执行虚拟表示内的预定标识的高频收发器的目标位置和/或定位与实际位置和/或定位之间的比较，作为比较的结果而输出表示“匹配”或“不匹配”的信号以用于进一步处理。根据如此设计的发明的系统具有下述优点:不仅简单地检测高频收发器或其天线分别相对于接收天线的空间位置和/或定位，还具体地提供下述可能性:即，绝对地确定在由发射天线场提供的空间的虚拟表示(虚拟空间)中的至少一个高频收发器的位置和/或定位(相应地，实际位置或定位)，以及与虚拟表示一起存储的位置和/或定位(相应地，目标位置或定位)相关地来对其进行设置。这样，虚拟表示内的目标位置和/或定位优选地通过在虚拟表示中直接定义的一个或多个这样的位置和/或定位来确定，或者通过测量具有在预定位置处和/或以预定模式与之附连的相应高频收发器的至少一个目标物体来确定，并且记录由此确定的高频收发器的位置和/或定位并将其作为目标位置和/或定位登记在虚拟表示中。这样，本发明的特殊特征在于，通过转换信息可用于至少一个数据处理设备，从至少一个第一天线信号处理设备获得的高频收发器的位置、定位和/或标识信息的转换可以被转换到虚拟表示中(并且优选地还从其中转换出)，并且因此在虚拟表示和来自至少一个发射天线的天线场的虚拟表示之间存在唯一关系，优选地是一对一的关系。因此，虚拟表示优选地表示由发射天线提供和/或由接收天线检测到的空间的至少一部分的虚拟图示，所有测量到的位置、定位和/或标识信息都变换到该空间中，并且其中可以以类似的方式执行对所获得的数据的进一步处理。在本发明的一个实施例中，转换信息优选地通过(在需要时重复)测量参考物体的发射天线场来获得，并且通过在存储器设备中对其的永久性存储而使其可用于至少一个数据处理设备，该存储器设备至少间接连接到数据处理设备，诸如闪速ROM、硬盘驱动器等。这样的转换信息的确定特别有利，这是因为以该方式，可以在转换中考虑由于在(真实)空间内，即在发射天线场中布置的组件、干扰物体和/或干扰源而导致的由发射天线发出的电磁场的场失真以及由高频收发器发出的电磁场的场失真二者，从而确保了在虚拟表示(虚拟空间)中的高频收发器的正确的和可能校正的实际位置和/或定位。借助于转换信息，优选地在由高频收发器相应发射的一个或多个发射场的域中，存在真实空间到虚拟空间的准精确映射。适当的转换信息例如具有复矩阵的形式，可能能够利用其来执行检测到的位置和/或定位信息的符号转换，或者可能是多维数值数域，其然后可以用于数值转换，在必要时包括内插或外插。在可单独和/或附加地应用的其他实施例中，存在用于确定和/或校准转换信息的选项，并且该选项还能够在使至少一个固定高频收发器的实际位置和/或定位与虚拟表示中的目标位置和/或定位相关时利用预定义的标识来在对至少一个固定高频收发器的实际位置和/或定位的确定中对其进行验证，其中在虚拟表示中，优选地已经在系统的生产或安装期间定义了该高频收发器的位置并且能够被标记为不可改变。以该方式，因为固定的目标位置和/或定位的测量的实际位置和/或定位的任何偏差都可能导致对应的错误消息，所以连续的重新校准是可行的或者使初始或后续校准仍然是可靠地正确的至少永久性控制是可行的。例如，位于真实空间内，即在发射天线场中的组件的改变、干扰物体和/或干扰源由此也可以被检测到，并且由此可以防止从其产生的测量错误及其在虚拟表示中的映射发生。在又一可单独和/或附加地应用的实施例中，存在用于确定和/或校准转换信息的选项，并且该选项还能够在至少一个接收天线和/或至少一个发射天线的方向特性的选择性和/或连续测量中对其进行验证，并且使这些确定的特性与虚拟表示相关。这在测量到多个高频收发器时特别可能并且是有利的，即，由于在收发器的测量结果(例如，由高频收发器发射和/或接收的场强度)中的差异相对接近或者以其他方式相关而导致它们的位置和/或定位被确定并且方向接收特性的改变被检测时，这特别可能并且是有利的。后者可以是，例如通过测量并且将测量的接收场强度经由接收天线从收发器传送回系统。以该方式，因为至少一个接收天线和/或至少一个发射天线的测量的方向特性的任何偏差都可能导致相应的错误消息，所以连续的重新校准也是可行的或者使初始或后续校准仍然是可靠地正确的至少永久性控制是可行的。还类似地，位于真实空间内的，即在发射天线场中的组件的改变、干扰物体和/或干扰源由此也可以被检测到，并且由此可以防止从其导致的测量错误及其在虚拟表示中的映射发生。上述的可能性或以下的确定或验证转换信息的校准还可以服务于对特定组件的布置和/或个体的存在的选择性检测并且由此对特定应用情境的检测。因此，在这样的情况下，不需要对转换信息的校准而可能仅由数据处理设备对针对特定的应用情境分别准备或创建的其他转换信息进行访问。例如，以该方式，对于其中以圆圈可移动地布置金属物体的空间，该金属物体在沿着圆圈路径的移动期间影响和/或使一个或多个电磁场畸变，该电磁场由一个或多个发射天线和/或由一个或多个高频收发器根据位置不同地发射，对于物体的不同位置，可以生成其他转换信息和/或校正转换信息的一个或多个度量，其中的每一个然后用于向虚拟表示中的实际位置和/或定位分配测量的位置和/或定位信息，以便于由此确保即使在物体具有不同位置的情况下，测量的位置和/或定位信息也可靠并且准确地转换到虚拟空间中(并且也可能从其中转换出)。在本发明的优选实施例中，至少一个接收天线由若干交互接收天线的矩阵组成，其中优选地通过第二天线信号处理设备和/或第一天线信号处理设备来控制相互合作(coaction)。这样的矩阵形式的若干接收天线的相互合作保证了接收天线的改善的方向特性以及位于真实空间中的所有高频收发器的安全监测，即使在它们的传输信号被诸如金属物体或身体部分这样的强衰减(dampening)元件而被衰减的情况下也是如此。在转换信息包括单独的转换信息作为用于在矩阵中相互合作的发射和/或接收天线中的每一个的子组件时，利用这样的接收天线的类矩阵布置也特别有利。以该方式，至少一个数据处理设备可以通过由多个接收天线记录的高频收发器的发射信号、使用对于该发射/接收系统分别有效的转换信息来执行实际位置和/或定位向虚拟表示中的转换，并且通过单独的发射/接收系统确定的虚拟表示内的位置的任何偏差可以输出错误消息，可以通过该错误消息来显示对于重新校准的需要。因此，这样的实施例不仅提供其中接收天线矩阵的多个接收系统(通过使单独的转换信息与相关联虚拟空间相对应)相互校准的系统，而且给出了用于单独转换信息的校正的固有验证可能性，使得再次检测位于真实空间中的组件的改变、干扰物体和/或干扰源，即再次检测发射天线，并且从而防止了测量错误及其在虚拟表示中的表示发生。
在具体优选的实施例中，至少一个数据处理设备是移动的，并且具体地是便携式数据处理设备，优选地是便携式计算机(笔记本计算机)、平板计算机、智能设备等。这允许利用根据本发明的系统容易地工作，具体地在数据处理设备将在实际位置和/或定位与目标位置和/或定位之间的比较结果输出为“匹配”之前高频收发器的重新定位发生或可能发生的应用中容易地工作。在具体优选的实施例中，第一数据处理设备包括多个交互数据处理设备，其中在多个数据处理设备之间的数据通信优选地通过光、无线电或无线数据连接来实现。这样，特别地，具有移动数据处理设备的固定数据处理设备的交互可能是有利的，尤其是当在数据处理的框架中，大量数据要被处理或被存储，并且因此，由于便携式数据处理设备在计算能量和/或存储容量方面的有限能力而导致担心处理中的性能损失。在该情况下，移动数据处理设备可以至少部分地是用于固定数据处理设备的一种单输入输出单元。此外，在其间发生数据通信的若干数据处理设备的协作交互当然还可以用于其中根据本发明的实际位置和/或定位的确定发生在与比较输出的完全不同的地点的应用，其中为此，这些地点的距离不相关，因为在测量的真实空间中的收发器的位置和/或定位转换成为虚拟空间之后，任何进一步的处理可以仅在虚拟空间中发生，其中该处理可以基于已知的数据传输方法和手段在任何位置被执行。例如，这样的反馈可以针对个体或物体的重新定位或者针对控制远程控制的移动而发生，其中由于虚拟表示和转换信息而导致可以可靠地防止与预定位置和/或移动路径的任何偏差。在本发明的具体优选的实施例中，至少一个接收天线、至少一个发射天线和/或第一和/或第二天线信号处理设备被设置为使得它们可以在多个频带上分别进行接收和发射。优选地，以不同组合方式形成发射和接收系统的至少一个接收天线、至少一个发射天线和/或第一和/或第二天线信号处理设备被设置为使得在跨多个频带中能够至少基本上同时地或者在频域中可变地发射或接收高频信号。能够通过这样的配置来改善至少一个高频收发器的位置和/或定位的确定，可能地以分级过程来进行，直至已经达到定义的位置和/或定位的期望准确度。为此，例如，至少一个高频收发器的位置和/或定位的确定在低发射和/或接收频率下发生，即，以较长的波长发生，并且此后，为了改善测量，相同的高频收发器的位置和/或定位的至少一个确定处于较高发射和/或接收频率，即较短的波长。这里，发射和/或接收频率被理解为是至少一个发射天线的发射频率以及至少一个高频收发器的发射频率,其中接收频率同样可以是至少一个接收天线的接收频率以及至少一个高频收发器的接收频率。在测量期间，发射和/或接收频率的连续改变提供了另一个可能性，使得借助于在至少一个接收天线的区域中得到的(和可测量的)相位和幅度强烈依赖于距离和角度，至少一个高频收发器的位置和/或定位的非常确切的确定是可能的。例如，跨相对小的频率范围对一个或多个高频收发器的发射信号的所谓扫描(sweep)在测量期间能够导致高频收发器的位置和/或定位的非常准确的确定。至少一个发射和/或接收设备在根据本发明的系统中，该系统优选地设计为使得能够(不必同时)发射和/或接收:在高kHz范围中的频率，并且可选地和优选地还在低、中和/或高MHz的范围中的频率，进一步优选地在低、中和/或高GHz范围中及更高至THz范围的频率，高达远红外线中的波长。可以以在本领域中已知的不同方式来分别生成和发出或接收这样的频率范围。然而，优选地，在多个所采用的发射和/或接收设备，即具有其相应关联的天线驱动器和天线信号处理设备的发射和/或接收天线的组合的情况下，它们可以被设计用于各自不同的发射和/或接收频率范围，使得例如提供整个真实空间的发射天线(与关联的组件和接收器设备一起)在MHz的范围中进行操作，而同时仅提供相对小的空间的子区域的天线矩阵在GHz范围中进行操作。由于相应的发射和/或接收设备以其进行操作的不同频率范围以及在空间中与之相关联的物体、干扰组件等的各种影响而导致在这样的情况下，第一和/或各个其他数据处理设备优选地还具有可用于被分别使用的发射和/或接收频率和场的不同转换信息(以及可能的错误矩阵)，以便于能够可靠地和正确地针对包括发射和/或接收设备的每个系统转换由发射和/或接收设备中的每一个检测到的位置和/或定位，这些发射和/或接收设备包括相关组件，其用于将位置和/或定位信息处理成虚拟空间(并且可能从其中转换出)。这样的实施例还使得能够检查由不同发射和/或接收设备或系统检测的实际位置和/或定位是否匹配，并且因此，不仅提供冗余位置和/或定位确定的可能性，还在需要时支持对不同系统的测量的验证以及由此似然性检查，其对于具有高准确性需要的应用特别有利。仅通过示例的方式，提及频率混合作为说明以用于跨特定频率范围产生(还动态地改变)发射和/或接收频率的可能性。重要的是，位置和/或定位确定的准确性已经随着使用更高发射和/或接收频率而增加，这仅由于较短的波长和与之相关联的较高测量准确度以及使用更紧凑的天线的可能性而导致，其原因有时取决于所需要的位置和/或定位确定的准确度，使用非常高的频率可能是恰当的。在本发明的特别优选的实施例中，至少一个接收天线和/或第一和/或第二天线信号处理设备被固定地连接到移动数据处理设备中，并且优选地，固定地与之附连。例如，平面天线的绕组作为接收天线被相应地安装在便携式计算机的壳体或屏幕的后侧，使得从移动数据处理设备的视角(perspective)执行优选的多个高频收发器的位置和/或定位的测量。为了在这种情况下获得在虚拟表示和真实空间之间的至少一个高频收发器的实际位置和/或定位的清楚和优选地一对一的信息，移动数据处理设备的位置和/或定位优选地基于还可由其访问的、关于至少一个高频收发器的待确定的至少一个实际位置和/或定位和/或虚拟表示的转换信息来确定。为此，优选地使用具有预定标识的至少一个固定高频收发器，其位置和/或定位通过发射和/或接收系统(即，发射和/或接收天线以及天线信号处理设备的组合)来确定，其连接到移动数据处理设备并且由此确定，并且随后使该检测的位置和/或定位与虚拟表示内的对应收发器的目标位置和/或定位相关，在该虚拟表示中，该高频收发器的位置优选地在系统的生产或建立期间被定义，并且可能被标记为不可改变。借助于该相关，一种额外转换信息的确定因此发生，使得能够将由移动数据处理设备确定的高频收发器的位置和/或定位唯一地映射成虚拟表示，或者从移动数据处理设备的视角将其目标位置和/或定位转移到真实空间中。然后，从移动数据处理设备的“视角”，在实际位置和/或定位与目标位置和/或定位之间的比较还可以发生，这对于结果的输出来说具有显著的重要性。结合本发明的该实施例，而且还独立于移动数据处理设备上的发射和/或接收天线和/或天线信号处理设备，提供具有一个或多个高频收发器的移动数据处理设备是有利的，通过该移动数据处理设备，通过测量相应的高频收发器同样地能够准确确定移动数据处理设备关于虚拟表示或者在虚拟表示内的位置和/或定位。以该方式并且在如上所述的实施例中，可以在虚拟表示内确定移动数据处理设备的定向，并且从而，关于真实空间能够通过使用转换信息来确定。移动数据处理设备的参考系统与虚拟表示的参考系统的匹配基于确定了额外的转换信息而类似地发生，分别从移动数据处理设备的“视角”以及可能地从发射和/或接收系统的“视角”，创建真实空间、虚拟表示或虚拟表示之间的唯一的和优选地一对一的关系。特别是，对于以下根据本发明的结合移动数据处理设备的系统进一步描述的输出功能，这可能是特别有利的。在本发明的一个实施例中，至少一个发射天线还同时是至少一个接收天线。虽然这可能看起来一般是有利的，但是使发射和接收系统在定位上分离也可能是有利的。特别是在接收天线和相关联的组件位于移动数据处理设备上的情况下，例如，积极的方面可能是有利于将发射系统设计为独立于接收天线。没有附连到移动数据处理设备，但是例如，附连到房间的天花板上，并由此经由固定电源供电并且可能经由固定的数据处理设备中的一种传输系统可以例如发出用于激活、控制、编程和/或查询高频收发器所需要的信号，其中，此后在接收设备附连到移动数据处理设备时，由一个或多个高频收发器发出的信号可以由接收设备接收和处理。通过这样的分离，移动数据处理设备中的能量资源可以被保留，同时在需要的程度上，获得相对高的磁场强度。在本发明的优选实施例中，至少一个数据处理设备或与之连接的数据处理设备包括显示设备，该显示设备输出至少一个高频收发器的实际位置和/或定位、该至少一个高频收发器的目标位置和/或定位和/或虚拟表示的图形表示。优选地，显示设备被安装为用户充分可见，诸如在房间的墙壁上，和/或由移动数据处理设备的显示设备来实现显示。替代地或作为其补充，可以被提供为通过视频或激光投影来实现该显示，其中例如，高频收发器的目标和实际位置和/或定位通过物体或人的选择性照明来指示。此外，替代地或作为先前的显示设备的补充，用户便携式显示设备可以被提供为例如以执行显示器的图像向用户的视网膜上的投影的一对眼镜的形式被安装。实际和/或目标位置和/或定位的图形输出以及可能的虚拟表示允许例如系统的当前用户识别高频收发器的重新定位和/或重新布置必须到什么程度并以何种方式进行，以便于作为在该高频收发器的实际位置和/或定位与目标位置和/或定位之间的比较结果，数据处理设备输出“匹配”。在本发明的优选实施例中，在作为至少一个高频收发器的目标与实际位置和/或定位的比较结果该数据处理设备输出用于进一步处理表示“不匹配”的信号的情况下，位移向量在虚拟表示中、在至少一个高频率收发器的实际位置和/或定位与目标位置和/或定位之间形成，并且优选地通过显示设备与虚拟表示一起显示。以该方式，特别容易使系统的用户检测通过何种重新布置或位移使所有实际位置和/或定位可以与相应的目标位置相匹配，和/或优选地可能在定位所需要的准确度内的多个高频收发器的定位。在位移或重新布置之后或期间，然后调节高频收发器的位置和/或定位和可能对于用户的表示，以便于接收对于执行的位移或重新布置的适当响应。更优选地，可能连续确定的位移向量额外地用作用于控制至少一个致动器元件的基础，以便于自动地和在没有用户进行的任何手动干预的情况下使至少一个高频收发器进入到其目标位置和/或定位。这可能受制于单独高频收发器的所需要的定位准确度，特别是当在具有多个程度的自由度的情况下使用若干高频收发器时。以该方式，根据本发明的系统能够不仅获得用于至少一个高频收发器的重新定位和/或存储的控制功能，而且除此之外，相应地，获得对至少一个高频收发器的定位和/或存储的自动调整或校正。以这种方式，在一个和相同应用情境下，能够顺序地“运行通过(run through) ”至少一个高频收发器的多个目标位置和/或定位，因为每当数据处理设备输出在至少一个高频收发器的目标位置和/或定位与实际位置和/或定位之间的“匹配”时，该收发器的新的(或下一个)目标位置和/或定位位于该虚拟表示中，并且基于此来确定位移向量。然后，该位移向量可以用作由至少一个致动器元件控制至少一个高频收发器的自动移位的基础。以该方式，有时非常复杂的高频收发器的运动轨迹可以被“运行”，这当然是指基本上沿相同轨迹引导其上布置了相应的高频收发器的物体。在本发明的另一优选实施例中，当作为比较结果数据处理设备输出表示“匹配”或“不匹配”的信号时，通过分别输出诸如“0K”或“失败”的文本结果消息，比较结果的图形输出在一个或多个显示设备上发生，例如以至少部分地以诸如绿色场或红色场的颜色编码的图像输出形式输出比较结果的形式输出。特别优选地，与具有单独的或所有高频收发器的目标与实际位置和/或定位的匹配有关的这样的简单和快速的视觉可检测信息可以被集成到图形显示中，因为例如，高频收发器的目标和实际位置和/或定位被显示为图形呈现的视觉表示内的点，其中以绿色标记用于“匹配”的点，并且以红色标记用于“不匹配”的点。当至少一个高频收发器的实际位置和/或定位与目标位置和/或定位不同时，这以视觉可检测的快速和可靠的方式向用户示出。作为比较结果的图形输出的补充或替代，语音输出也可以发生，并且优选地释放或锁定至少一个互锁(interlock)，优选地至少一个软件互锁，通过其能够触发和/或控制其他过程。例如，根据本发明的系统可以被设置为使得仅在特定预定的或所有高频收发器的目标与实际位置和/或定位的匹配之后，致动在用于其他系统或设备的电力供应上切换的中继器。以该方式，可以确保各种应用在没有对一些或所有高频收发器的适当定位和/或重新定位的情况下，不执行其他过程，这是由于不正确的定位可能具有造成损坏和/或危险的后果。通过示例的方式，在下面的详细描述的上下文中讨论这样的应用。此外，通过可以与高频收发器相关联的标识信息，还可以确保不存在不同收发器的混淆，从而错误地显示“匹配”或甚至是互锁的释放。在本发明的一个实施例中，虚拟表示包括关于至少一个高频收发器的位置和/或定位匹配的所需准确度的信息，其中具体地，优选地在虚拟表示内，结合具有相应预定的标识的至少一个高频收发器的目标位置和/或定位来传递关于在高频收发器的目标和实际位置和/或定位之间的位置和/或定位匹配的所需准确度的相应信息。替代地，与在高频收发器的目标和实际位置和/或定位之间的位置和/或定位匹配的所需准确度有关的信息也可以独立于虚拟表示而被存储，其中与虚拟表示中的相应收发器的位置和/或定位匹配的“匹配”的唯一分配可以优选地被创建为高频收发器的相应的唯一标识。优选地，作为至少一个高频率收发器的目标位置和/或定位与实际位置和/或定位的比较结果，如果在指定的所需准确度内，至少一个高频收发器的实际位置和/或定位匹配其在虚拟表示中的目标位置和/或定位，则数据处理设备输出表示“匹配”或“不匹配”的信号，以用于进一步处理。以该方式，在本发明的实施例中，表示“匹配”或“不匹配”的信号然后如上所述进行处理，但是如下面还进一步描述的，具体地，如果在由系统针对一个或多个收发器定义的“准确度”内检测到“匹配”，则这样的匹配的图形输出可能发生，释放互锁等。以该方式，可以执行一种对不同的高频收发器的位置和/或定位匹配的准确度的不同加权，使得例如，在多个收发器中，一个收发器的目标位置和/或定位与实际位置和/或定位的匹配必须是特别精确的，而对于其他收发器，位置和/或定位匹配不太准确也是足够用的。由此，高频收发器的整个布置的“准确度”都是可能被调整用于根据本发明的系统的相应应用。在本发明的具体优选的实施例中，至少一个数据处理设备和/或与之连接的其他数据处理设备，具有至少一个外部图像记录设备，其中外部图像记录设备可以被布置在例如发射和/或接收天线的区域中或者在也有利于成像记录的位置中。对于作为第一或其他数据处理设备的移动数据处理设备的应用情况，优选地，移动数据处理设备优选地包括集成的图像记录设备。优选地，图像记录设备是视频照相机，特别优选地是高分辨率视频照相机等。在具体优选的实施例中，例如，用于指导和/或控制的目的，在记录和/或处理虚拟表示和/或系统的应用期间，图像记录设备用于记录图像。还优选地提供了，在第一和/或其他数据处理设备的一个或多个显示设备上显示由图像记录设备记录的图像。更优选地，优选地在下述后者的创建期间，由外部和/或集成图像记录设备记录的至少一个图像与虚拟表示一起或与虚拟表示结合地被存储在存储器设备中。与显示虚拟表示相结合地，然后可以在至少一个显示设备上显示记录的图像，使得组件、个体和/或其它物体的布置的可能偏差可以被容易地感知和校正。优选地，由图像记录设备记录的至少一个图像在被存储之前经历图像处理，特别是对比度增强、分割、边缘检测、删减等，其中可以增强在虚拟表示的创建期间存在的记录情境中的可能的轮廓，从而在呈现期间实现视觉感知的改善。特别优选的是，由记录设备记录和/或存储的图像与实际位置和/或定位、目标位置和/或定位、和/或虚拟表示一起被显示。这可以例如通过显示一种所谓的“增强现实”来实现，其中通过图像记录设备实时记录的视频图像与指示高频收发器的目标和/或实际位置和/或定位和/或视觉表示的图形元素叠加。在本发明的该实施例中，尤其是当至少一个第一数据处理设备是包括集成图像记录设备的移动数据处理设备时，根据本发明的系统的性能得以实现。通过检测移动数据处理设备的位置和/或定位，其照相机角度可以与虚拟表示、以及相应存储的至少一个高频收发器的目标位置和/或定位相关地进行确定，并且叠加到由图像记录设备以正确的位置和视角记录的视频图像。同样地，由系统测量的至少一个高频收发器的实际位置和/或定位可以被检测到，并且在正确的位置叠加到由图像记录设备记录的视频图像，并且此外，还用信号发送“匹配”或“不匹配”的图形或文本标识。移动数据处理设备的任何移动进而由系统来检测，并且导致叠加的信息的重新计算，使得在视频图像内或上方与移动数据处理设备的新的位置相关的位置和视角方面再次存在对虚拟表示的正确显示。这样的表示的重新计算或校正优选地实时执行，使得用户在观看显示设备时总是很容易接收相应地正确补充他所选择的(经由视频照相机)的视频图像的视图的易于理解和完整的信息。然而，还可以固定布置的图像记录设备来获得类似功能，但是这集中于使由图像记录设备记录和存储的图像叠加在实时图像上，优选地在关于位置和/或定位的其他信息或者“匹配”或“不匹配”之后，使得操作员接收到易于理解的“手册(manual) ”，他如何能再次重现在虚拟表示的创建中的记录的情境，优选地通过记录的图像的叠加的粗略布置，并且通过重新定位和存储的后续微调，直到系统针对所有高频收发器输出表示“匹配”的信号，并且可能释放互锁。在具体优选的实施例中，根据转换信息和图像记录设备的视角，在移动数据处理设备可以通过其位置和/或定位来确定的情况下，每一个优选的是三维信息(3D信息)的目标和/或实际位置和/或定位、以及虚拟表示并且可能还有“匹配”或“不匹配”的图形表示被显示为到至少一个数据处理设备的显示设备的显示区域的投影，以便由此经由显示设备向显示设备的观看者提供在立体上准确并且空间上正确显示该情境的表示。例如根据射线追踪技术，并且以可能适用于应用情境的方式，根据显示设备的观察者的视角在显示区域中的这种3D信息的投影是已知的，可以用于本发明。在显示区域中的所有3D信息的这种投影与由图像记录设备记录的实时图像的同时叠加使得根据本发明的系统的用户能够进行准确的视觉感知和对记录的情境的恢复，但是，这可以同时通过高频收发器的目标位置和/或定位的在其中建立的虚拟表示和定义，以自动化和高度准确的方式来验证。在根据本发明的优选系统中，RFID标记用作高频收发器，其中这些标记可以优选地在多个频率带中进行发射和接收，并且此外，对标记的编程是可能的。具体地，优选地使用所谓的无源RFID标记，S卩，那些其自身不包括长寿命电池等形式的电源的标记。优选地，通过用于激活其并且此后可能接收必要命令的传输设备的电磁场来对这样的RFID标记供电，这进而导致由RFID标记进行的响应序列的传输。响应序列可以包含由标记存储的两种信息，诸如通过较早的编程存储的标识和其他信息，或用于读出由标记记录的数据，诸如例如测量的温度、辐射剂量等。在各种应用中，特别是在需要定位物体和/或人的准确再现的那些应用中，使用根据本发明的系统。具体地，使用根据本发明的系统，其中控制多个高频收发器在虚拟表示内相对于彼此的定位和/或绝对定位，其中高频收发器具体地布置在一个或多个物体和/或个体上。特别优选地，具体地对于重新定位人体和/或与人体相关的物体，在与虚拟表示相关的相对彼此的位置和/或绝对位置丢失之后，根据本发明的系统用于重新建立高频收发器的配置。本发明的应用领域是很多的并且从航空经由车辆技术到数据处理技术、机器人和医学的范围。因此，在下面的描述的框架中，可以仅详细提及个别情况。然而，如上所述的并且如其额外对于本领域的技术人员出现的，本发明的非常一般的教导的任何限制并不明确地意在由个别实施例的描述来指示。
结合附图和权利要求，本发明的特征和优点至少部分地从下面对本发明的各种实施例的详细描述中得到。图1不出了在第 般应用情境中的本发明的第一实施例的不意性表不;图2示出了根据图1的第一数据处理设备的显示设备的显示器的示意性表示；图3示出了本发明的进一步的实施例的其他应用情境的示意性表示；图4示出了本发明的进一步的实施例的又一应用情境的示意性表示；图5示出了在其他应用情境中的本发明的进一步的实施例的示意性表示。
具体实施例方式图1通过示例的方式示出了在第一一般应用情境中的本发明的第一实施例的示意性表示。在(实际)空间10中，布置了物体20，其中在图1的示例中在位于其相对的角落处的两个点处提供有RFID标记形式的高频收发器100b、100c。在空间10的一个角落区域中还布置了另一固定RFID标记100a。优选地，RFID标记具有无源类型，并且例如，是自附着的(self-adhesive)，从而其容易的应用是可能的。在本实施例中的所有RFID标记包括个体标识，使得标记的任何混淆是不可能的。此外，组合的发射和接收设备30a被布置在空间10内，其具有相关联的天线信号处理设备31。发射和接收设备30a被设计为使得该天线可以作为发射天线以及接收天线来进行操作，其中至少部分地控制天线信号处理设备31的操作的相应切换。数据处理设备35经由适当的通信链路(诸如红外线、WLAN等)连接到天线信号处理设备31，使得该数据处理设备35可以与天线信号处理设备31具体地交换数据、控制信息和位置和/或定位信息以及标识信息。数据处理设备35包括图形显示设备37，利用该图形显示设备37用户被呈现视觉信息。优选地，该数据处理设备35是移动类型的，例如，平板计算机。在图1的实施例中，数据处理设备35也设置有RFID标记100d，并还包括第二接收设备30b，其以适当的方式连接到移动数据处理设备，使得可以与接收设备交换数据，具体地，位置和/或定位信息以及标识信息。在该实施例中，通过在移动数据处理设备上运行的相应软件来实现第二接收设备30b的天线信号处理设备。在所示实施例中，以下述方式设计RFID标记100a、100b、IOOc:它们在由从发射设备30a发射的电磁场激活时，例如在MHz的范围中，发射基本上仅反应它们的标识的信号以及可能的其他信号序列，这些其他信号序列有利于标记100a、100b、IOOc的位置的准确定位和/或确定。此外，标记100a、100b、IOOc被设计为使得它们所发出的信号是在MHz范围以及在GHz范围内，以便在不同的频带中发射类似的两个信号。与此相反，RFID标记IOOd被设计为使得仅在一个频带中发射其“响应信号”，并且优选地是不被移动数据处理设备的接收设备30接收到的信号。从而如在图1中示出的实施例中确保，在RFID标记IOOa-1OOd激活之后，标记100a、100b、IOOc由接收设备30a和接收设备30b来“看到”或“听到”，然而标记IOOd仅由接收设备30a来“看到”或“听到”。这样的优选实施例具有的一些优点将在以下对图1和图2的描述中显而易见。参考图2并且如果需要参考图1来描述当前示出的本发明的实施例的功能和应用的情境。图2至少部分地示出了在移动数据处理设备35的图形显示设备37上显示的图像。这样，可以看出，空间情境的表示具有与图1中示出的情境不同的透视图，这是由于如图1中所示的移动数据处理设备35从侧面“看到”图1的情境的事实而导致的。这样，所显示的图像表示下述情境的虚拟表示，其中空间10对应于真实空间IOv并且图式化物体20v对应于真实物体20。
对于图2的显示选择的视角目前可以通过根据本实施例的系统以两种不同的方法来确定:首先，通过接收设备30a，RFID标记IOOd的发射信号被检测到，其为附连到移动数据处理设备，并且基于其与接收设备30a相关地确定数据处理设备的位置和/或定位。该位置和/或定位信息然后被发射到数据处理设备35，数据处理设备35基于其可访问的和确定用于校准过程中的该应用情境(未描述)的转换信息可以确定在虚拟表示内的它的位置。其次，移动数据处理设备35本身也可以执行对位置和/或定位的确定，即，在它经由接收设备30b检测到由RFID标记IOOa发射的发送信号，并且基于存储在存储器设备(其可以位于移动数据处理设备内)中的检测到的位置和/或定位信息和转换信息确定其自己在虚拟空间(即虚拟表示)内的位置和/或定位。这样确定的移动数据处理设备35的位置和/或定位然后用作显示计算的基础，使得它从移动数据处理设备的“视角”显示该情境的虚拟表示。当便携式显示设备用作被设计成具有一副眼镜形式的显示部件(在附图中未示出)并且通过其将显示的图像投影反应到用户的视网膜上时，本发明的该功能是特别有趣的。确定眼镜的位置和/或定位并且因此头的位置以及用户的观看方向可以再次通过使用位于眼镜上的高频收发器和/或发射和/或接收设备来执行，并且从而以一种3D眼镜或者VR眼镜(VR虚拟现实)来将该虚拟表示相对于用户的观看方向的立体校正表示投影到用户的视场中。不需要进一步解释的是，针对确定移动数据处理设备在虚拟表示内的位置和/或定位而讨论的两种可能性还可以累积应用，以便于以该方式补偿和/或校正转换信息的可能的错误和/或偏差，其对于各个发射和接收频率是有效的。各种发射和接收频率的转换信息的这种偏差还可以用于检测分别被提供有天线阵列(也具有RFID标记)的空间中的物体或个体，因为它们通常对于不同的电磁辐射频率进行不同地反射或吸收，并且从而导致不同的场失真和衰减，这可以通过相对彼此比较转换信息至少定性地但也可能定量地来进行确定。由移动数据处理设备35的显示部件37显示的虚拟表示还示出了虚拟表示内的RFID标记IOOa-1OOc的实际位置和/或定位100aIST_100cIST，在这里显示为实心圆点，其由系统基于对接收系统30a和30b的位置和/或定位的确定和相应的转换信息来确定。此外，在存储器设备内或与存储器设备中的虚拟表示相关地存储的相应标记IOOa-1OOc的目标位置和/或定位lOOa^-lOOc^目前被显示为透明圆圈。实际位置和/或定位100aIST-100cIST以及目标位置和/或定位lOOa^-lOOcn是类似于在下述视角，即从移动处理设备35的“视角”正确显示的虚拟表示本身。可以看出，在标记IOOa的目标和实际位置和定位之间存在“匹配”，即，基于转换信息检测到的标记的位置和/或定位具有正确的位置，其在虚拟表示中位于例如由透明圆圈的大小指示的确定其目标位置和/或定位所需要的准确度的框架内。用户通过文本显示“0K”200a以快速和直观容易理解的方式来额外地确认“匹配”。然而，两个标记IOOb和IOOc的实际位置100bIST、IOOcist不与其目标位置100b.、100c.相对应，因此存在“不匹配”，这也由文本显示“失败”200b、200c来显示。结果，在该实施例中的显示设备的观察者因此直接识别物体20的相对于其目标位置的位置不正确地定位，这从目标位置和/或定位100bSM、100cS(^得到，并且可以通过显示设备的正确视角下的表示执行物体20的移位或重新定位，直到对于标志200b和200c显示了 “匹配”，即相应的“0K”为止。这样，任何例如混淆标记IOOb和IOOc的可能性由于标记IOOa-1OOd的各个标识而被排除，这些标识优选地与它们的位置和/或定位一起被记录，并且优选地被存储在虚拟表示内，使得即使例如由于物体的对称性而使物体20的位置和/或定位在真实空间中看起来是正确的，也可以由该系统检测到物体20的错误移位并且在虚拟表示内确切地示出。作为对文本显示200a_200c的替代，相应的图标的颜色变化也可以被显示用于由目标位置和/或定位100a.、100b.、100c.和实际位置和/或定位100aIST、100bIST、IOOcist组成的每一对，使得例如用于标记IOOa的目标和实际位置和/或定位的图标具有绿色，并且用于标记100b、100c的目标和实际位置和/或定位的图标具有红色，这种情况下，当从“不匹配”改变为“匹配”时，颜色的变化同样有意义。通过以上参考基于不同发射和接收频率的接收系统30a和30b描述的确定位置和/或定位的双重可能性，而且在确定RFID标记1OOa-1OOc的位置和/或定位的情况下，对这些位置和/或定位的类似的冗余检测可以发生，这再次通过相应的转换信息应导致在虚拟表示内这些标记的一致的实际位置和/或定位。因此，与一致的偏差一方面能够被补偿或者是对空间中其他物体和/或个体的存在或不正确存储的指示。理想地，然而这样的物体和/或个体本身还可以被提供有相应的标记，并且由系统记录在这方面的唯一信息。由集成在移动数据处理设备35内的诸如视频照相机这样的图像记录设备记录的情境的视频表示可以例如位于虚拟表示的显示的表示的下方，并且应当理想地基本上与该视角下的虚拟表示的表示匹配。以该方式，促进情境的检测的其他信息可以提供给用户，这可以被视为一种对虚拟表示的“人为”表示的补充。下面的图3迄今示出了本发明的特定应用情境，根据本发明的系统的各个实施例相应地适用于这些应用情境。为了避免重复以及对这些实施例的严谨描述，对根据图1和图2的本发明的系统的功能的描述以及一般性描述的说明进行参考。图3示出了在通过示例选择的用于控制降落伞的正确包装的系统中对本发明的应用。为此，如图3a中所示，第一 RFID标记IOOa在对顶篷的悬挂线连接区域中或者在分段接缝51和顶蓬50的交叉处应用于降落伞50。第三RFID标记IOOc沿着处于第一 RFID标记IOOa和第二 RFID标记IOOb中间的顶蓬边缘布置，第二 RFID标记IOOb进一步地再次处于每个第一标记IOOa和第三RFID标记中间。在顶蓬边缘52然后处于捆束中的平面图中，当正确地折叠顶蓬时，第一、第二和第三标记IOOaUOOb和1OOc然后位于在彼此的上部，即，使得在双S形的包装中所有第一RFID标记IOOa居中地位于悬挂线捆束的相同位置处，并且位于彼此的上部；在顶蓬边缘52处相应地在第一标记IOOa中的每一个的左或右布置在其上或下的相应的第二 RFID标记IOOb处于彼此的上方或下方；并且位于分别在顶蓬边缘52处的其上和下的两个第二标记IOOb之间分别布置的第三RFID标记IOOb类似地位于彼此上方或下方。在图3b中还图示了第一、第二和第三标记IOOa-1OOc中的该布置，其中图3b为清楚起见没有示出整个降落伞包，而仅仅是顶蓬边缘52的顶视图。在通过根据本发明的系统打包之后，检测所有第一、第二和第三RFID标记的位置和可能的定位以及标识，根据本发明的系统包括天线信号处理设备31与之连接的发射和接收天线30，以及具有相关联的显示设备37的第一数据处理设备35，并且在系统的创建期间通过测量确定的转换信息转换成分组的虚拟表示，包括所有对应标记的目标位置以及关于在实际和目标位置之间的匹配的所需准确度的信息。图3c示出了在由显示设备37显示的当前情况中包括标记的实际和目标位置以及明确标识位置的“匹配”的其他文本信息的虚拟表示。为了显示虚拟表示内的实际和目标位置，正如在图2的情况下那样，使用对应图标。在图3b中，第三RFID标记IOOc并没有位于包装的下部的正确位置，这由在图示的虚拟表示的下部中显示的图标的对应位置来图示并且由于其而导致对这些标记显示“不匹配”。在该应用中，根据本发明的系统因此仅用于验证多个RFID标记的正确布置或重新定位，其中该一个或多个标记的重新定位还必须仅在基于存储有目标位置的准确度信息的范围内发生。在没有相应的显示设备37和其中显示的信息的情况下，图3的实施例可以等同地起作用，但在数据处理35输出指示所有标记的“匹配”的信号的情况下是足够的，通过该信号例如来控制用于递送降落伞的互锁。图4示出了相应地实现根据图3的实施例的简单控制功能之外的功能的应用实施例或情境，其中存在根据本发明的系统的用户指导。图4a示出了网络或电话分配器的所谓接线板1，其具有相对于接线板I固定的布置其上的第一 RFID标记100a。接线板具有插槽2，根据特定的预定系统在其中插入网络或电话连接器3。这样的网络或电话分配可以在具有可观的复杂度的大的安装中，并且当修补或重新修补(即，当首先将连接器连接到对应的插槽中时，或者当改变连接器到另一插槽的指配时)时因此是绝对必要的，以便于避免错误，以使两个组件彼此正确地连接，这通过本发明来保证。根据图4a，连接器3设置有第二和第三RFID标记，其中具有显示设备37的移动数据处理设备35包括发射和接收设备30，利用其来记录从标记发出的信号，并且例如由于其相位和幅度而导致对标记位置的确定。此外，由标记发射的标识被记录和评估。数据处理设备包括内部存储器，其中存储了接线板(或简化地，仅其表面)的虚拟表示。在该实施例中，虚拟表示本身并不直接包括第二和第三(以及进一步的)RFID标记的目标位置，而是将这些位置存储在分开的数据库中，但是参考虚拟表示的相应参考系统。以该方式，所存储的RFID标记的目标位置的简单改变是可能的，这可以本地地被执行，并且因此支持最大可能的灵活性，因为这在分散数据库中可容易地改变。然而，数据处理设备35还具有对标记的目标位置的该数据集的访问，并且因此还可以聚集对于应用情况的虚拟表示，其进而包含标记的目标位置。如图4b中所示，一旦移动数据处理设备35在第一标记IOOa的附近，移动数据处理设备35借助于第一标记IOOa确定其相对于接线板的位置和定位，并且基于其在显示设备上以正确的透视图显示接线板的虚拟表示和可选地，位于其后的视频照相机的视频图像。此外，确定第二和第三标记100b、IOOc的相对于移动数据处理设备的位置，并且将其转换成存储在数据处理设备中的转换信息的虚拟表示。虚拟表示通过对应的图标来显示第二标记100ba^的至少目标位置和第二标记100bIST的实际位置。虽然这是没有必要的，但是它在复杂的情况中是有用的，用于不显示所有记录的RFID标记的目标和实际位置和/或定位，而是以显示链的方式进行，其中最初显示具有其目标和实际位置的第一标记，在由用户确认之后，显示具有其目标和实际位置的第二标记等。在连接器3没有被插入正确的插槽2 (或根本没有被插入)的情况下，移动数据处理设备的显示器将对其进行显示(例如，通过“失败”)并且向用户指示连接器3需要被插入接线板I的哪个插槽2。以该方式，因为用户将由根据本发明的系统来引导并且修补中的错误被排除，所以可以容易地并且直观地改变甚至随机复杂的网络结构和电话分布结构。上述实施例可以仅在轻微的改变或调整的情况下转换用于其它的应用情境。然而，这样的示例的单独的详细描述在这里免除，有一些这样的示例应当现在简要地提及并且它们的可能不同特点被概述:根据本发明的系统的在航空领域中的一个应用例如是验证对飞机正确地提供救生衣。为此，所有的救生衣具有应用其的第一 RFID标记，每一个都具有与对应的座椅相关联的标识。另外，例如，第二 RFID标记位于以所坐位置为特征的座椅的靠枕中。具有发射和接收系统的根据本发明实现的移动数据处理设备现在可以在飞机移动时基于位于靠枕中的第二标记，并且使用转换信息来执行对位置或定位的确定并且基于此来以立体地正确方式显示飞机的虚拟表示(可能在图形上被显着简化或扭曲)。然而，第一 RFID标记的目标位置的表示是没有必要的，但它足以清楚地在虚拟表示内标识飞机的座椅，为此第一标记的实际位置和目标位置之间的比较提供“不匹配”。这里，救生衣被移除或没有在正确的位置，并且因此，必须进行检查。此外，附连到救生衣的RFID标记可以包括下述设备，通过该设备相应的标记的期限被提供为可读信息，由此在与标记的标识相关联的期限信息到发射和/或接收系统的传输之后，在其激活之后，救生衣的期限被检测，并且可以可选地在显示器设备上显示为过期。以该方式能够容易地使用根据本发明的系统来寻找和替换过期的救生衣。在根据本发明的系统的另一个应用也在航空领域中，用RFID标记来标记位于行李厢中的行李件，在基于标记的位置的装载过程完成之后，具有该初始位置和定位的行李箱的虚拟表示被存储作为目标位置和/或定位。如果在飞行过程中的进一步测量期间，任何行李的移位被登记，那么这有可能得到充分的响应，例如通过客舱组员尽可能的干预。最后，以该方式还能够容易地基于位于其上的RFID标记的个体标识来在被装载后再次取回一件行李，并且从而能够大大加快特定行李件的卸载，例如，在乘客未出现之后，因为使用根据本发明的系统和通过适当配备的移动数据处理设备来在虚拟表示内对该行李厢进行搜索，从而可以直接标记所寻找的行李件。在机动车辆技术中，根据本发明的系统的另一个应用中，优选在GHz范围内操作的RFID标记位于车俩乘客车厢中的安全带的腰带的预定位置处并且在座椅内。在机动车内的具有发射和接收系统的根据本发明的数据处理设备现在可以通过测量RFID标记的位置，并且基于优选地在实现期间确定和存储的转换信息，来确定在虚拟表示中RFID标记的正确位置，并且因此在安全带上，即，乘客是否已经正确地带上安全带。还可以从而，即，通过是否可以检测到安装在座椅表面的RFID标记的信号处于被负载偏移的位置处来执行由乘客对车辆座椅的占用的捕捉。在机动车辆乘客舱的虚拟表示中的标记与休息位置并且因此与目标位置的任何位移可以指示乘客的存在，而这可能在数据处理设备输出“不匹配”信号的情况下在事故状况下激活相应安全气囊。在机器人领域中的根据本发明的系统的进一步应用中，待由机器人加工的工件在已知点配备有RFID标记并且在机器人的区域中有其他额外的固定标记。在机器人本身上安装根据本发明的发射和接收系统，其检测所有附近的RFID标记相对于接收系统的位置并且经由转换信息将其转换为处理空间的虚拟表示。如果从机器人的视角来看，它在虚拟表示内的位置和/或定位也不断地被确定，那么在虚拟表示内检测到工件标记，即检测出的工件的任何虚假移位、和/或在虚拟表示中预期的预定移动路径中的途径中与工件的碰撞，那么存在对该系统的立即关闭，以避免任何碰撞。在机器人领域中的另一个应用中，机器人手臂具有应用在适当点处的多个RFID标记，来自机器人的移动范围之外的某点的发射和接收系统连续地读出所述多个RFID标记，并且其位置和/或定位被连续地转化到虚拟表示中作为实际位置和/或定位。如果针对至少一个高频收发器在虚拟表示中检测到目标和实际位置和/或定位之间的偏差，则该系统确定位移向量，并在其基础上致动机器人，使得至少一个的高频收发器的目标位置和/或定位与实际位置和/或定位“匹配”。然后，一些或全部高频收发器的目标位置被替换为新的目标和实际位置和/或定位，并且在重新确定的位移向量的基础上控制机器人的进一步移位。以这种方式，根据本发明的系统，利用机器人手臂可以安全地“运行”复杂的运动轨迹。现在将参照图5描述本发明的的进一步实施例和应用情境。这是放射治疗领域中的一个应用，其中，患者的精确定位以及在治疗情况下对所有相关治疗参数的协调是最重要的。图5示意性地示出用于离子束照射的治疗室中对患者的治疗的准备。在此，患者4是以平躺的方式被支承在可以在房间的所有方向移位的治疗台5并且在具有真空垫形式的患者特定的固定部件70上，其中辐射的等量点低于台架60并且当前在患者的头部内。治疗室内，第一和第二发射和接收设备30a，30b都被直接定位在治疗台5的下方，也因此在天花板上。发射和接收设备30a，30b被连接到对应的天线信号处理设备31a，31b，它们依次连接到第一数据处理设备35，其优选地布置在治疗室外。数据处理设备具有存储器部件36，其包括这样的数据结构，该数据结构表示先前描述的治疗室的组件和患者的至少一部分的虚拟表示。视频照相机40以及显示设备37与数据处理设备35连接。如已经详细地并多次描述的那样，发射和接收系统确定在治疗室中分布的RFID标记IOOa和IOOb的位置和/或定位并且将它们转换为虚拟表示中的实际位置和/或定位。这样，固定RFID标记IOOa既用于对位置和/或定位的确定的验证,又分别确定用于台架60、治疗台5和其致动器和/或治疗室中的任何可能的其他物体的可能干扰的补偿因子。将虚拟表示的图形表示示出为对于显示设备37上的操作者明显可见，其中，如图5中所看到的，仅示出了真空垫70上的患者4和一些RFID标记100b、IOOc的布置。然而，目前出于清楚和简单的原因没有提及用于放射治疗的其他物体，诸如支撑垫、胸板等，其可以以相同的方式被包括在虚拟表示内的检测中和显示中。通过根据本发明的系统，已经在初始检查中在容易接入的位置利用具有唯一标识的RFID粘片(plaster)标记的患者4,例如,可以在该患者在初始检查/实施或在先前治疗阶段中准确所处的位置中被重新定位。在初始检查的框架内，针对每个患者创建治疗情境的単独虚拟表示，其中患者上的RFID标记的位置和/或定位以及真空垫70和台架60以及静止标记的位置和/或定位被添加作为具有相应个体标识的目标位置和/或定位。此外，在初始检查或实施期间，由视频照相机40记录的患者的图像被记录在正确的位置，并且也被添加到虚拟表示。通过用于患者的所有相关治疗配备上(诸如真空垫70)的RFID-标记的单独标识，可以确保错误治疗或治疗组件的混淆不会发生。此外，该系统当患者进入房间时已经可以使用RFID标记的标识来检测他的身份，并可以基于此为患者设置适当的治疗參数，诸如台架的位置、辐射剂量、光圈设置等以防止任何混淆。在下文中，患者和治疗组件的重新定位由操作员使用显示设备37所显示的虚拟表示来执行，该虚拟表示包括必不可少的RFID标记的目标和实际位置，并且可选地在建立期间记录的视频图像上的实时视频图像的叠加。此外，系统还可以基于可使用实际及目标位置和/或定位确定的位移向量来执行对患者的自动重新定位。一旦RFID标记的所有目标位置和实际位置“匹配”，则系统会显示这一点，并且治疗可以开始。如果系统检测到患者的不正确重新定位，则因为检测到至少ー个RFID标记的目标位置和/或定位与实际位置和/或定位之间“不匹配”，那么系统不应释放互锁以开始治疗。同样，系统可以通过检测与之附连的RFID标记来检测在房间中存在操作人员，并且在这种情况下也不会释放互锁以开始治疗。同样可能的是，例如由于患者的运动而导致在治疗期间检测到至少ー个RFID标记的目标位置和/或定位与实际位置和/或定位之间的“不匹配”吋，实现辐射的立即中断，并且还基于使用实际位置和/或定位与目标位置和/或定位可以在治疗期间连续确定的ー个或多个位移向量，在辐射继续之前执行对患者的自动重新定位。最終，还能够在治疗期间连续地确定例如用于位于患者上的RFID标记的位移向量，并且由此，例如，在由患者的呼吸产生的在胸部区域中的肿瘤的运动之后，通过致动器39实现患者位置的动态重新定位。这将产生下述情况:即福射的等量点(isocenter)总是在肿瘤中，并且因此即使在非静止的肿瘤位置的困难条件下，也实现了以对健康组织的最小损伤的最大治疗成功。此外，在所示的应用情况下，除了显示设备，可以使用除了数据处理设备35之外的移动数据处理设备(图中未示出)。这样，移动数据处理设备从数据处理设备35接收用于显示的虚拟表示，其中移动数据处理设备基于其自己在虚拟表示内的位置和/或定位来执行对虚拟表示的立体地正确显示。替代地，由干与之附连的RFID标记而导致移动数据处理设备的位置和/或定位也可以由系统来确定，并且用于显示提供给数据处理设备35的虚拟表示的图像在此基础上可以从移动数据处理设备的“视角”以立体地正确的方式实时地被计算。通过两个发射和接收系统30a、30b、31a、31b，如前面所述，RFID标记的实际位置的冗余确定可以在虚拟表示内发生，或例如，由于使用不同发射和接收频率而导致第一补充确定具有不同的准确度。此外，以这种方式，转换信息的正确性并且从而系统的测量准确度可以被连续地监视并且在必要时被校正。通过存储用于例如具有多个肿瘤的患者的治疗的目标位置和/或定位的多个数据记录，整个治疗协议可以通过根据本发明的系统在下述基础上在单个阶段中针对患者进行处理:该基础与在机器人应用的框架内更详细描述的“运行通过”预定轨迹的选项类似，使得例如，在第一治疗步骤中，使用第一剂量和第一持续时间以台架60的第一预定倾斜角在患者的第一位置中执行癌的第一照射，并且此后，可存在照射的中断和患者向第二位置的自动重新定位以及旋转台架60的位置至第二预定倾斜角，此后，以第二剂量和第二持续时间的第二癌的第二进ー步治疗发生。具有相应的中间自动“重新定位”的其他治疗，当然也是可能的，其中可以在完全唯一的治疗參数集合的基础上执行治疗阶段的每ー个。上面已经一般地并且此后參考优选实施例和应用情境描述了本发明及其各种特性。所有所描述的特性可以几乎任意地组合，其中存在仅由相应的应用情境和与其相关联的实施例施加的可能限制。然而，明确指出了如上所述特征的任何组合是可能的，并且在本发明的说明书的范围内也被认为是作为明确属于其而被公开。
权利要求
1.一种用于检测至少一个高频收5发器(100)的位置和/或定位的系统，包括: 至少一个接收天线(30)，所述至少一个接收天线(30)被设置为使得能够接收由所述至少一个高频收发器(100)发射的高频信号； 至少一个发射天线(30)，所述至少一个发射天线(30)被设置为用于发射被提供用于由所述至少一个高频收发器(100)接收的至少一个频带的高频信号，并且由此依次使得由所述至少一个高频收发器(100)发射高频信号； 至少一个第一天线信号处理设备(31)，所述至少一个第一天线信号处理设备(31)连接到所述至少一个接收天线(30)，并且被设置用于分析由所述至少一个接收天线接收到的所述高频信号，以便得到所述进行发射的高频收发器(100)的空间位置和/或定位以及标识； 至少一个数据处理设备(35)，所述至少一个数据处理设备(35)至少间接地连接到所述第一天线信号处理设备(31)并且从其接收关于所述相应地进行发射的高频收发器(100)的位置、定位和/或标识的信息； 其特征在于， 在第一存储器设备(36)中提供了一种数据结构，所述第一存储器设备(36)连接到所述至少一个数据处理设备(35)，所述数据结构至少部分地包括所述至少一个发射天线的天线场所提供的空间的虚拟表示，其中，所述虚拟表示包括关于具有预定义标识的至少一个高频收发器(100)的目标位置和/或定位(100Sm)的信息；并且 转换信息可用于所述至少一个数据处理设备(35)，基于所述转换信息，基于从所述第一天线信号处理设备(31)获得的位置、定位和/或标识信息来关联在所述虚拟表示内的具有预定义标识的至少一个高频收发器的实际位置和/或定位(IOOist);并且 所述至少一个数据处理设备(35)在所述虚拟表示内执行具有预定义标识的高频收发器(100)的所述目标位置和/或定位(100^)与所述实际位置和/或定位(IOOist)之间的比较，作为所述比较的结果输出表示“匹配”或“不匹配”的信号以用于进一步的处理。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述至少一个接收天线(30)由若干相互合作的接收天线的矩阵组成，其中优选地通过第二天线信号处理设备和/或所述第一天线信号处理设备(31)来控制相互合作。
3.根据权利要求1或3所述的系统，其特征在于，所述至少一个数据处理设备(35)是移动的，具体地是便携式数据处理设备，并且优选地是便携式计算机(笔记本计算机)、平板计算机、智能设备等。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述接收天线(30)和/或所述第一和/或第二天线信号处理设备(31)固定连接到所述移动数据处理设备(35)，具体地与之附连。
5.根据前述权利要求中的一项所述的系统，其特征在于，所述第一数据处理设备(35)包括多个相互合作的数据处理设备，其中，在所述多个数据处理设备之间的数据通信优选地通过光、无线电或电数据连接来实现。
6.根据前述权利要求中的一项所述的系统，其特征在于，所述至少一个发射天线(30)是所述至少一个接收天线(30)。
7.根据前述权利要求中的 一项所述的系统，其特征在于，所述至少一个接收天线(30)和/或所述至少一个发射天线(30)被设置为使得它们能够在多个频带上分别进行接收和发射，并且具体地，所述至少一个接收天线(30)、所述至少一个发射天线(30)和/或所述第一天线信号处理设备和/或第二天线信号处理设备(31)被设置为使得能够在跨多个频带中至少基本上同时地或在频域中可变地发射或接收高频信号。
8.根据前述权利要求中的一项所述的系统，其特征在于，所述至少一个高频收发器(100)的所述实际位置和/或定位(IOOist)、所述至少一个高频收发器(100)的所述目标位置和/或定位(100^)和/或所述虚拟表示由至少间接连接到所述数据处理设备(35)的显示设备(37)来图形地输出。
9.根据前述权利要求中的一项所述的系统，其特征在于，所述虚拟表示包括与所述至少一个高频收发器(100)的位置和/或定位确定的所需准确度有关的信息，并且具体地，与具有相应预定义标识的至少一个高频收发器的所述目标位置和/或定位(100SM)结合地指定与所述高频收发器(100)的所述目标位置和/或定位与实际位置和/或定位之间的位置和/或定位匹配的所需准确度有关的信息。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，如果在指定的所需准确度的范围内至少一个高频收发器的所述实际位置和/或定位(IOOist)与其在所述虚拟表示中的目标位置和/或定位(100^)匹配，则作为所述至少一个高频收发器的所述目标位置和/或定位与所述实际位置和/或定位的所述比较的结果，所述数据处理设备(35)输出表示“匹配”或“不匹配”的信号以用于进一步的处理。
11.根据前述权利要求中的一项所述的系统，其特征在于，在作为所述至少一个高频收发器(100)的所述目标位置和/或定位与所述实际位置和/或定位的所述比较的结果，所述数据处理设备(35)输出表示“不匹配”的信号以用于进一步的处理的情况下，位移向量在所述虚拟表示内、在所述至少一个高频收发器(100)的所述实际位置和/或定位与所述目标位置和/或定位之间形成，并且由所述数据处理设备(35)的所述显示部件(37)来显示，和/或用作用于控制至少一个致动元件(39)的基础，以便使得所述至少一个高频收发器(100)进入其目标位置和/或定位。
12.根据前述权利要求中 的一项所述的系统，其特征在于，当作为所述比较结果所述数据处理设备(35)分别输出表示“匹配”或“不匹配”的信号时，通过分别输出诸如“OK”或“失败”的文本结果消息(200)，通过输出语音和/或通过释放或阻止至少一个互锁、优选地至少一个软件互锁来进行输出，至少部分地以诸如绿色场或绿色点、或红色场或红色点这样的彩色编码的视觉输出的形式输出所述比较结果。
13.根据前述权利要求中的一项所述的系统，其特征在于，所述至少一个数据处理设备(35)至少部分地间接连接到至少一个外部图像记录设备(40)和/或包括至少一个集成图像记录设备，其中，所述图像记录设备(40)优选地包括视频照相机，并且特别优选的，包括高分辨率视频照相机。
14.根据权利要求13中所述的系统，其特征在于，由所述外部和/或集成图像记录设备(40)记录的至少一个图像与所述虚拟表示一起或与所述虚拟表示结合地被存储在所述存储器设备(36)中，其中，所述图像优选地在经历图像处理之前被存储，所述图像处理具体地为对比度增强、分段、边缘检测、删减等。
15.根据权利要求13或14的所述的系统，其特征在于，所述比较结果和/或所述存储的图像的所述图像和/或文本输出与所述图像记录设备所记录的所述图像的叠加发生，并且该叠加的图像由所述至少一个数据处理设备(35)的所述显示设备(37)来输出。
16.根据前述权利要求中的一项所述的系统，其特征在于，具体地当所述至少一个接收天线(30)固定地连接到所述移动数据处理设备(35)时，基于与所述虚拟表示相关的所述转换信息和/或至少一个高频收发器(100)的至少一个确定的实际位置和/或定位来确定所述至少一个接收天线(30)的所述位置和/或定位。
17.根据前述权利要求中的一项所述的系统，其特征在于，通过确定具有预定义标识的至少一个固定高频收发器(100)的所述实际位置和/或定位并且使所述实际位置和/或定位与其在所述虚拟表示中的目标位置和/或定位相关来确定和/或校准所述转换信息。
18.根据前述权利要求中的一项所述的系统，其特征在于，通过测量所述至少一个接收天线(100)的方向特性以及与所述虚拟表示的所述相关来确定和/或校准所述转换信息。
19.根据前述权利要求中的一项所述的系统，其特征在于，存在在所述至少一个数据处理设备的所述显示设备的所述显示区域中的3D信息的投影，并且具体地，在考虑所述显示设备的观看者的视角的情况下，在所述至少一个数据处理设备的所述显示设备的所述显示区域中的3D信息的投影，所述3D信息诸如是空间位置和/或定位信息以及根据射线跟踪技术的所述虚拟表示的信息。
20.根据前述权利要求中的一项所述的系统，其特征在于，所述至少一个高频收发器(100)是RFID设备(射频识别设备)。
21.一种根据权利要求1至20中的一项所述的系统的用途，用于控制多个高频收发器在所述虚拟表示内相对于彼此的定位和/或绝对定位，其中，所述高频收发器具体地被布置在一个或多个物体和/或人体上或一个或多个物体和/或人体中。
22.根据权利要求21所述的用途，用于在与所述虚拟表示相关的相对彼此的定位和/或绝对定位丢失之后，重新建立高频收发器的配置，具体地用于重新定位人体和/或相对于人体的物体。
全文摘要
本发明涉及高频技术。具体地，本发明涉及一种用于检测至少一个高频收发器系统的位置和/或定位的系统，包括至少一个接收天线，所述至少一个接收天线被设置为使得能够通过所述接收天线接收由所述至少一个高频收发器发射的高频信号；至少一个发射天线，所述至少一个发射天线被设置为发射被提供用于由至少一个高频收发器接收的至少一个频带的高频信号，并且由此依次使得由所述至少一个高频收发器发射高频信号；至少一个第一天线信号处理设备，连接到至少一个接收天线，并且被设置用于分析由所述至少一个接收天线接收到的高频信号，以便得到发射高频收发器的空间位置和/或定位以及标识；以及至少一个数据处理设备，至少间接地连接到第一天线信号处理设备并且从其接收关于发射高频收发器的位置和/或定位以及标识的信息。在连接到至少一个数据处理设备的第一存储器设备中提供了一种数据结构，包括由所述至少一个发射天线的天线场所提供的空间的虚拟表示，其中，所述虚拟表示包括关于具有预定义标识的至少一个高频收发器的目标位置和/或定位的信息；并且转换信息可用于所述至少一个数据处理设备，基于此，基于从所述第一天线信号处理设备获得的位置、定位和/或标识信息来关联在所述虚拟表示内具有预定义标识的至少一个高频收发器的实际位置和/或定位；并且所述至少一个数据处理设备执行在所述虚拟表示内的具有预定义标识的高频收发器的目标位置和/或定位与实际位置和/或定位之间的比较，作为所述比较的结果输出表示“匹配”或“不匹配”的信号以用于进一步的处理。
文档编号G01S13/87GK103097907SQ201180041486
公开日2013年5月8日 申请日期2011年8月12日 优先权日2010年8月27日
发明者克里斯蒂安·希罗尼米 申请人:贝内迪克特·希罗尼米, 文森特·希罗尼米