使用具有应答技术的街灯系统的地理定位的方法和系统。采用扩展频谱技术的预定射频带用来识别相对于个别街灯的位置。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】该申请是2013年11月21日提交的美国临时专利申请序列号61/907069、61/907078、61/907090、61/907114、61/907133、61/907150、61/907,168、61/907188和61/907210的非临时申请并且要求其权益，其的整个内容通过引用合并于此。
技术介绍
诸如全球定位服务（GPS）和全球导航卫星服务（GLONASS）的常规系统能够确定与这些系统中的一个兼容（comptable）的装置的地理位置。这些常规系统是复杂的，例如GPS系统，其要求卫星。GPS接收器要求足够数量的GPS卫星的视图来使水平精度稀释（HDOP）保持到适度低的值。存在许多实例，对于其，这些复杂系统可未能提供期望的地理定位服务。特别地，在城市区域中，GPS接收器可由于由街道和/或大型金属构件的结构屏蔽所形成的一个或多个介电峡谷（canyon）而不能从GPS卫星接收信号。鉴于上面的论述，本领域中仍然存在对地理定位系统的需要，该系统在城市和其他类似阴影区域内提供在GPS和其他系统因为周围环境（surrounding）的城市性质而被阻碍的情况下能够适当运行的成本有效的服务。
技术实现思路
本说明书的实施例一般涉及地理定位服务，并且更特别地涉及用于确定装置的地理位置的系统和方法。用来确定地理位置的现有基础设施通常采用使用现代通信技术和电子设备的装置。附图说明图1图示根据一个实施例的照明器具的分段。图2图示根据一个实施例的询问照明设备接合物（luminaire associate）的车辆。图3图示根据一个实施例的询问多个照明设备接合物的车辆。图4是毫米波大气衰减的图表。图5是图4的图表的一部分。图6A是根据一个实施例的跨越从57-64 GHz的谱区的传送的询问信号的功率谱密度（psd）的图示。图6B是根据一个实施例在传播短距离后图6A的询问信号的psd的图示。图6C是根据一个实施例在传播比图6B中图示的明显更长的距离后图6A的询问信号的psd的图示。图6D图示根据一个实施例的接收的询问信号的psd。图6E图示根据一个实施例的在图6D中的psd的估计。图6F图示根据一个实施例的在图6D中的psd的另一个估计。图6图示根据一个实施例的DS扩展频谱信号的功率谱密度。图7图示根据一个实施例的扩展照明设备接合物响应消息。具体实施方式本文描述的各种实施例通过提供用于使用街道照明系统的装置的地理定位的示范性系统和方法来解决现有技术的需要。街道照明系统为装置提供相对于个别街灯的位置的地理定位服务。街道照明和其他基础设施服务以及装置通过现代通信技术和电子设备的例示而变得更加智能。一个这种作用是要为车辆和行人提供城市定位服务。街灯平台对于城市定位系统可以是有用的。如在图1中描绘的，智能街灯100包括安装在照明设备接合物120上的照明设备110，这两者都被柱130支承。照明设备接合物120包括在智能街灯100的操作和控制中使用的电子组件和电路系统。照明设备接合物120还包含通信系统（其能够传送和接收在57-64 GHz频谱内的射频信号）和计算元件（其包含处理装置）。另外，照明设备接合物提供与照明设备110的安装和控制关联的机械耦合。照明设备接合物120安装在柱130顶部。柱130还为服务于照明设备接合物120和照明设备110的功率线140提供管道。照明设备接合物120可以执行一个或多个功能，其包含向灯提供功率、评定灯的功能以及连接到集中街灯控制系统。灯接合物120还可以通过提供应答器（transponder）服务来提供城市定位服务。图2是可以由本文描述的示范性实施例执行的应答器服务的图示。应答序列200通过车辆210内的通信系统开始，从而促使询问信号230通过车辆210上安装的天线传送。询问信号230由照明设备接合物220接收。照明设备接合物220内包含的应答器采用由车辆210上的天线和通信系统接收的响应240作出应答。来自特定照明设备接合物220的响应240可以包含唯一识别发出响应240的照明设备接合物220的数据。在接收唯一识别特定照明设备接合物220的响应240时，车辆210可了解唯一识别的照明设备接合物220的位置。根据变化实施例，车辆210内的通信系统可通过存储位置或通过计算而直接了解照明设备接合物220的位置。其他实施例可规定（provide for）车辆210内的通信系统以通过通信能力来获得照明设备接合物的位置用于对响应的照明设备接合物220的地理坐标的快速存取（quick access）。图3是在车辆210附近的多个照明设备接合物3101-310n的图示。在实施例中，车辆210内的通信系统可以在它穿过由多个照明设备接合物3101-310n所占据的区域时发送询问信号230。在发起询问信号230与从多个照明设备接合物3101-310n接收任何潜在响应240之间将存在时间延迟。能够测量这些时间延迟并且相互比较。询问器通过确定到多个照明设备接合物3101-310n的相对距离来确定沿城市街道的位置。用于给定多个距离而计算位置的程序可基于在Institute of Navigation ，1980，卷1、166-172页的S. Noe、K. A. Myers和T. K. Wu著的“Global Positioning System. A Navigation Algorithm for the Low-Cost GPS Receiver”中呈现的算法。美国政府对非授权操作分配57-64 GHz的频谱。这提供适合于创建应答器系统的频谱。电磁频谱的该非常大且连续部分对于基于不需要依赖集中控制的照明设备接合物220内所包含的应答器的定位系统具有优越属性。许多益处从传播通过大气的电磁辐射的吸收的频率选择性质产生。图4是取自由FCC在1997年7月发布的作为公告号70的“Millimeter Wave Propagation: Spectrum Management Implications”中的图。图示出在各种频率以及围绕各种频率的大气中的电磁能量的显著频率选择衰减。曲线A是对于以在760 mm的压强、在20℃的温度以及在7.5 gm/立方米的含水量（75%湿度）的海平面；曲线B是对于以在海平面以上在0℃的温度和在1 gm/立方米的含水量（相对干燥空气）的4km海拔高度。图5是图4的摘选，其强调包括57-64 GHz的非授权频谱的频率范围并且示出主要由于氧气而引起频率选择的高衰减。随距离的相对高衰减能够操作以使来自其他源的干扰减少并且还限制可应答的另一个潜在干扰照明设备接合物的影响。图6A-6C图示可在由本文论述的实施例所检测的传送中看到的频率选择衰减的示例。图6A是如传送的询问信号230（如关于图2看到的）的功率谱密度（psd）610的形状的图示。如在图6A中看到的，传送的询问信号230的psd 610在从57-64 GHz的谱区上是平坦的。图6B图示如在从传送器传播短距离之后检测和接收的询问信号230的psd 620。接收器可耦合于计算装置和处理元件，其能够测量跨越从57-64 GHz的谱区的psd 620并且发现对于检测的询问信号230的psd 620具有在从57-64 GHz的谱区中间本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于识别地理定位系统内的位置的方法，从车辆传送询问信号；由至少一个智能街灯检测所述询问信号；发送来自所述智能街灯的响应；由所述车辆接收所述响应；以及从由所述智能街灯检测的所述询问信号估计所述车辆在所述地理定位系统内的位置。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.21 US 61/907188;2013.11.21 US 61/907090;201.一种用于识别地理定位系统内的位置的方法，从车辆传送询问信号；由至少一个智能街灯检测所述询问信号；发送来自所述智能街灯的响应；由所述车辆接收所述响应；以及从由所述智能街灯检测的所述询问信号估计所述车辆在所述地理定位系统内的位置。2.如权利要求1所述的方法，进一步包括在传送之前倾听来确定不存在干扰信号。3.如权利要求1所述的方法，其中所述询问和所述响应信号是在57-64 GHz频谱内的直接序列（DS）扩展频谱信号。4.如权利要求3所述的方法，其中所述智能街灯了解由所述车辆传送的所述询问信号的预定功率谱密度形状。5.如权利要求4所述的方法，进一步包括：在检测后测量由所述智能街灯接收的所述询问信号的功率谱密度来确定如与用来传送所述询问信号的所述预定功率谱密度形状相比由所述智能街灯接收的所述询问信号的所述功率谱密度的形状中的差异；以及通过确定作为创建所述功率谱密度的所述形状中的所述差异所要求的距离的函数的衰减来确定通过由所述智能街灯接收的所述询问信号所传播的距离。6.如权利要求5所述的方法，其中测量进一步包括将来自多个带通滤波器的输出与所述预定功率谱密度形状比较。7.如权利要求3所述的方法，其中发送进一步包括使所述响应DS信号的功率成形，使得所述车辆将接收具有在所述DS信号的主瓣上近似平坦的响应信号功率谱密度的DS信号。8.如权利要求3所述的方法，进一步包括使用操作耦合于所述车辆的计算装置来计算以计算所述询问信号的车辆传送与来自所述智能街灯的所述响应接收之间的往返行程信号传播时间。9.如权利要求8所述的方法，其中所述响应携带所述车辆相对于所述智能街灯的定位估计并且所述计算装置使用所述定位估计和所述往返行程信号传播时间来估计所述车辆的位置。10.如权利要求1所述的方法，进一步包...
【专利技术属性】
技术研发人员：MJ哈特曼，BG巴内特，JE赫希，RT霍克托尔，MJ德尔安诺，S索罗，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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