用于对移动设备进行高精度位置确定的方法和装置以及用于对位置固定的设备进行局部化或定位的方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种借助无线通信、尤其近场通信(NFC‑Near Field Communication)对移动设备(12,40)进行高精度位置确定的方法和装置，其中，当校准装置(10,66,68)的至少一个第一天线(14.1...14.n)和移动设备(10,40)的第二天线(30,46)位于彼此附近时，在第一天线和第二天线之间建立无线通信，以便向移动设备(10,40)传输位置数据。为了改善方位确定的精度并且降低能量消耗以及易受干扰性，提出了借助方位固定装置(20)将移动设备(10,40)的至少一个壳体部分(62,64,65,42)相对于校准装置(10,66,68)固定在参考位置(RX0,RY0,RZ0)，并且通过至少一个第一天线(14.1...14.n)和第二天线(30,46)之间的无线通信向移动设备(10,40)传输参考位置的位置数据，作为移动设备(10,40)的壳体部分(62,64,65,42)的当前位置，并且关于当前位置对移动设备(10,40)的惯性导航单元(24,48)进行校准。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于对移动设备进行高精度位置确定的方法和装置以及用于对位置固定的设备进行局部化或定位的方法
本专利技术涉及一种根据权利要求1或2的前序部分所述的优选在建筑物的内部空间中对移动设备进行高精度位置确定的方法以及一种根据权利要求9或10的前序部分所述的用于执行该方法的装置。本专利技术还涉及一种用于对建筑物的内部空间中的位置固定的设备进行局部化和/或定位的方法。
技术介绍
在US2015/0119086A1中描述了开头提及的类型的方法和装置。这种装置包括能够在周围环境内部移动的至少一个移动设备。移动设备包括惯性测量单元和至少一个射频接收器。移动设备通过惯性测量单元采集惯性测量，并且通过至少一个射频接收器采集信号强度的值。这种装置还包括定位模块，其使得能够基于惯性测量在周围环境内部对至少一个移动设备同时进行定位和成像。为了定期重置移动设备的位置，设置诸如GPS说明、NFC(NearFieldCommunication，近场通信)标签或者二维条形码的定向点，定向点包含其绝对位置数据并且可以利用传感器，诸如照相机、GPS、NFC芯片或者蓝牙读出。除了对条形码的光学识别之外，在这种已知方法中设置为，不从使用者的口袋中取出移动设备来进行重置。移动设备的当前位置经由射频接收器来确定，其中，位置确定的精度以处于分米范围内的等级来实现。射频接收器必须在位置确定期间在线运行，因此能量消耗大。US2013/0332273A1涉及一种用于确定移动设备的位置的系统，包括具有无线电网络节点的无线电网络，用于与移动设备进行通信，以测量移动设备的信号强度。无线电网络还包括用于与移动设备进行通信的近场通信节点，其中，近场通信节点至少根据要求向移动设备提供配置信息，以使得移动设备能够与无线电网络节点连接。此外，这种系统包括定位服务器，用于从无线电网络接收信号强度信息，用于确定移动设备的位置，并且用于向移动设备提供其在建筑物平面图内的位置的图形图示。在这种已知系统中，经由无线电网络确定移动设备的当前位置，从而定位精度是有限的，并且能量消耗大。此外，定位确定易受干扰，因为必须总是在射频接收器和发射器之间存在连接。EP2442600Bl涉及一种具有NFC标签的近场通信系统(NFC-NearFieldCommunication)，通过NFC通信向移动无线设备传输其地理位置。在移动无线设备内部使用该地理位置来进行认证。认证是能够与NFC标签进行其它通信的前提条件。US2012/0293330A1涉及一种用于保护待售商品的系统和方法。商品包括壳体、布置在壳体中的至少一个传感器和布置在壳体中的至少一个输出装置。这种安全系统还包括与传感器和输出装置耦合的、布置在壳体中的控制器。控制器被构造为用于基于传感器的传感器信号确定商品相对于销售陈列的“Home(原始)”位置行进的距离。此外，当商品行进的距离超过阈值距离时，基于该距离激活输出装置。控制器可以结合惯性导航系统和运动处理算法使用至少一个传感器，以确定商品从销售陈列的“Home”位置行进的距离。BusraOzdenizci等的文章“NFCInternal:AnIndoorNavigationSystem”,Sensors,2015,15.Jg.Nr.4S.7571-7595涉及一种基于近场通信(NFC)的室内导航系统。通过使用者触摸分布在建筑物中的NFC标签，使用者被导航通过建筑物或者建筑物群。由此，使得能够更新使用者的局部位置，以引导其到达目的地。BenjaminSteeb的毕业论文“OrtungundortsbezogeneAnwendungimMuseums-Kontext”,2013,http://elib.uni-stuttgart.de/handle/11682/3252公开了一种显示关于展品的信息的用于Android的博物馆引导器。借助博物馆中的多个W-Lan接入点，博物馆引导器确定参观者附近的展品，由此简化其寻找。附加地，在每个博物馆展品上安装基于精巧机件(Gadgeteer)的站，参观者可以与其进行交互，以获得关于展览品的信息。开发了三种不同的站：两种手动地结合RFID臂带操作，并且一种直接经由NFC与博物馆引导器进行通信。博物馆内容位于服务器上并且可以由管理员经由网络前端进行管理。
技术实现思路
由此出发，本专利技术要解决的技术问题是，进一步提出一种用于对移动设备进行高精度方位确定的方法和装置，使得方位确定的精度得到改善，并且能量消耗以及易受干扰性降低。根据本专利技术，上述技术问题通过具有权利要求1或2的特征的方法以及通过具有权利要求8或9的特征的装置来解决。根据第一方法方面，根据本专利技术的方法相对于现有技术的特征在于，借助方位固定装置(Lagefixiermittel)将移动设备的至少一个壳体部分相对于校准装置固定在参考位置，并且通过至少一个第一天线和第二天线之间的无线通信向移动设备传输参考位置的位置数据，作为移动设备的壳体部分的当前位置，并且关于当前位置对移动设备的惯性导航单元进行校准。一个替换的本身具有创造性的方法方面相对于现有技术的特征在于，将移动设备关于第一NFC天线的位置定位在可再现地定义的位置，并且通过至少一个第一NFC天线和第二NFC天线之间的NFC通信，确定第二NFC天线的当前位置并且存储在移动设备的存储器中，并且关于当前位置对惯性导航单元进行校准。根据一个优选实施方式设置为，至少一个第一NFC天线发出具有不同的信号强度的NFC信号，其中，利用每一个NFC信号传输至少一个位置数据值，所述位置数据值对应于相应的NFC信号的有效距离，和/或其中，在移动设备的控制单元中对由第二NFC天线接收到的NFC信号进行分析，其中，存储具有接收到的最小信号强度的NFC信号的位置数据值，作为第二NFC天线的位置数据值。通过前面再现的方法特征，可以进行非常准确、没有干扰并且节省能量的位置确定。优选地，至少一个第一NFC天线发出的NFC信号具有0mm≤RW≤150mm范围内的有效距离，其中，相继的NFC信号的信号强度被控制为，使得相继的信号的有效距离变化(ΔRW)处于0.50mm≤ΔRW≤10mm的范围内，优选ΔRW＝2mm。通过NFC信号发送的位置数据优选包括第一NFC天线的地理位置值以及对应于所发出的NFC信号的相应的有效距离变化的至少一个移位位置值ΔX,ΔΥ,ΔZ。在此设置为，优选改变发出NFC信号的坐标方向的移位位置数据。优选地，至少一个第一NFC天线首先发出带有第一NFC天线的固定位置的NFC信号，随后仅发出带有对应于各个NFC信号在传播方向上的有效距离变化的至少一个移位位置数据值的NFC信号。为了进一步改善位置确定的精度，第一NFC天线以NFC天线阵列的形式布置，其中，处于定义的位置的移动设备通过第二NFC天线向朝向切换为进行接收的天线阵列的NFC天线的方向发送信号，并且其中，接收到具有最大信号强度的信号的NFC天线随后发出具有不同的有效距离的NFC信号，其中，利用每一个NFC信号传输对应于相应的NFC信号的有效距离的至少一个位置数据值，并且其中，存储具有接收到的最小信号强度的NFC信号的位置数据，作为第二NFC天线的RX,RY,RZ位置数据。此外，本专利技术涉及一种借助无线通信、优选近场通信(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种借助无线通信、尤其近场通信(NFC‑Near Field Communication)对移动设备(12,40)进行高精度位置确定的方法，其中，当校准装置(10,66,68)的至少一个第一天线(14.1...14.n)和移动设备(10,40)的第二天线(30,46)位于彼此附近时，在第一天线和第二天线之间建立无线通信，以便向移动设备(10,40)传输位置数据，其特征在于，借助方位固定装置(20)将移动设备(10,40)的至少一个壳体部分(62,64,65,42)相对于校准装置(10,66,68)固定在参考位置(RX0,RY0,RZ0)，并且通过至少一个第一天线(14.1...14.n)和第二天线(30,46)之间的无线通信向移动设备(10,40)传输参考位置的位置数据，作为移动设备(10,40)的壳体部分(62,64,65,42)的当前位置，并且关于当前位置对移动设备(10,40)的惯性导航单元(24,48)进行校准。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.08 DE 102015121384.21.一种借助无线通信、尤其近场通信(NFC-NearFieldCommunication)对移动设备(12,40)进行高精度位置确定的方法，其中，当校准装置(10,66,68)的至少一个第一天线(14.1...14.n)和移动设备(10,40)的第二天线(30,46)位于彼此附近时，在第一天线和第二天线之间建立无线通信，以便向移动设备(10,40)传输位置数据，其特征在于，借助方位固定装置(20)将移动设备(10,40)的至少一个壳体部分(62,64,65,42)相对于校准装置(10,66,68)固定在参考位置(RX0,RY0,RZ0)，并且通过至少一个第一天线(14.1...14.n)和第二天线(30,46)之间的无线通信向移动设备(10,40)传输参考位置的位置数据，作为移动设备(10,40)的壳体部分(62,64,65,42)的当前位置，并且关于当前位置对移动设备(10,40)的惯性导航单元(24,48)进行校准。2.一种借助近场通信(NFC-NearFieldCommunication)对移动设备(12,40)进行高精度位置确定的方法，其中，当校准装置(10,66,68)的第一NFC天线(14.1...14.n)和移动设备(10,40)的第二NFC天线(30,46)位于彼此附近时，在第一NFC天线和第二NFC天线之间建立NFC通信，以便向移动设备(10,40)传输位置数据，其特征在于，将移动设备(10,40)关于第一NFC天线(14.1...14.n)的位置定位在可再现地定义的位置，并且通过至少一个第一NFC天线(14.1...14.n)和第二NFC天线(30,46)之间的NFC通信，确定第二NFC天线(30,46)的当前位置并且存储在移动设备(10,40)的存储器(32,54)中，并且关于当前位置对惯性导航单元(24,48)进行校准。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，至少一个第一NFC天线(14.1...14.n)发出具有不同的信号强度的NFC信号，其中，利用每一个NFC信号(18.1...18.k)传输至少一个位置数据值，所述位置数据值对应于相应的NFC信号(18.1...18.k)的有效距离。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在移动设备(12,40)的控制单元(33)中对由第二NFC天线(30)接收到的NFC信号(18.1...18.k)进行分析，其中，存储具有接收到的最小信号强度的NFC信号的位置数据值，作为第二NFC天线(30)的位置数据值。5.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，至少一个第一NFC天线(14.1...14.n)发出的NFC信号(18.1...18.k)具有0mm≤RW≤150mm范围内的有效距离，其中，相继的NFC信号(18.1...18.k)的信号强度被控制为，使得相继的信号的有效距离变化(ΔRW)处于0.50mm≤ΔRW≤10mm的范围内，优选ΔRW＝2mm。6.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，通过NFC信号(18.1...18.k)发送的位置数据包括第一NFC天线的优选的地理位置以及对应于所发出的NFC信号的相应的有效距离变化的至少一个移位位置数据值ΔX,ΔΥ,ΔZ。7.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，至少一个第一NFC天线(14.1...14.n)首先发出带有第一NFC天线的固定位置的NFC信号，随后仅发出带有对应于各个NFC信号在传播方向上的有效距离变化的至少一个移位位置数据值的NFC信号。8.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，第一NFC天线(14.1...14.n)以NFC天线阵列的形式布置，其中，处于定义的位置的移动设备(10,40)通过第二NFC天线(30,46)向朝向切换为进行接收的天线阵列的NFC天线(14.1...14.n)的方向发送信号，并且其中，接收到具有最大信号强度的信号的NFC天线随后发出具有不同的有效距离的NFC信号(18.1...18.k)，其中，利用每一个NFC信号传输对应于相应的NFC信号的有效距离的至少一个位置数据值，并且其中，存储具有接收到的最小信号强度的NFC信号的位置数据，作为第二NFC天线(30,46)的RX,RY,RZ位置数据。9.一种借助无线通信、优选近场通信(NFC-NearFieldCommunication)优选在建筑物(74)的内部空间中对移动设备(12,40)进行高精度位置确定的校准装置(10,66,68)，其中，校准装置(10,66,68)具有存储器(17)，存储器被配置为用于存储对应于校准...

【专利技术属性】
技术研发人员：M津恩，
申请(专利权)人：施耐德电器工业公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR