用于使多个设备同步并且基于已同步设备确定定位的方法技术

提供了用于使多个收发器同步到单个主时钟的方法，所述方法包括：从主设备广播消息，所广播的消息包括向在所述主设备范围内的至少一个已知设备标识所述主设备的设备标识号码；在所述至少一个其他已知设备处接收所述消息并且在所述至少一个其他已知设备处记录到达时间(Tarrival‑kd)；在所述至少一个其他已知设备处重复地广播和接收消息并且记录关联的到达时间；以及对所记录的到达时间应用拟合曲线以估计事件的时间。还提供了相关设备和系统。

Method for synchronizing multiple devices and determining location based on synchronous equipment

A method for synchronizing a plurality of transceivers to a single master clock is provided. The method includes: broadcasting messages from the master device, the message broadcast includes the device identification number of at least one known device identified within the range of the main device, which is received at less than one of the other known devices. The message is recorded and recorded at the time of arrival (Tarrival KD) at at least one other known device; at least one of the other known devices repeats and receives messages and records the arrival time of the Association; and a fitting curve is applied to the recorded arrival time to estimate the time of the event. Related equipment and systems are also provided.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于使多个设备同步并且基于已同步设备确定定位的方法优先权要求本申请要求于2015年11月9日提交的标题为MethodsforSynchronizingandDeterminingLocationforUltraWideband(UWB)Devices的美国临时申请序号62/252,753(代理人案号1345-3PR)的优先权，其内容特此通过引用并入在本文中，如同被整体地阐述一样。政府支持声明本专利技术是根据由美国农业部(USDA)授予的合同号2013-33610-21531在政府支持下做出的。美国政府对本专利技术具有某些权利。
本专利技术构思一般地涉及天线，并且更具体地，涉及超宽带天线和相关元件。
技术介绍
在21世纪初，超宽带(UWB)被认为是像“无线通用串行总线(USB)”一样的有前景的技术。然而，市场转向不同的方向。尽管如此，奠定了来自联邦通信委员会(FCC)的基础工作，使得设备能在美国和海外合法地操作。直到近来，在3.1至10GHz范围内操作的UWB设备趋向于由具有相对较高的价格点的分立组件组成。然而，近来，UWB集成电路(IC)芯片已经进入市场，从而允许构建和销售较低成本的UWB收发器。以较低的价格点，这些设备可以以较大的制造量到达更广泛的受众。UWB技术的固有特性是创建窄脉冲宽度的能力。这些脉冲宽度可用于以非常高的粒度建立射频(RF)信号的到达时间。可确定精确的时间戳以用于接收信号和发送信号。当比较被从一个设备发送到下一个设备的消息的时间戳时，可以基于通过空中的信号的速度和时间差来计算设备之间的距离。为了使用到达时间差来确定定位，设备通常需要被同步到主时钟。常规设备使用基于电缆的定时系统或无线同步解决方案的形式来解决同步问题。
技术实现思路
本专利技术构思的一些实施例提供了用于使多个收发器同步到单个主时钟的方法，所述方法包括：从主设备广播消息，所广播的消息包括向在所述主设备范围内的至少一个已知设备标识所述主设备的设备标识号码；在所述至少一个其他已知设备处接收所述消息并且在所述至少一个其他已知设备处记录到达时间(Tarrival-kd)；在所述至少一个其他已知设备处重复地广播和接收消息并且记录关联的到达时间；以及对所记录的到达时间应用拟合曲线以估计事件的时间。在另外的实施例中，可以将所述拟合曲线应用于两个记录的到达时间。在再另外的实施例中，可以将所述拟合曲线应用于多于两个到达时间。在一些实施例中，所述广播消息可以包括传输时间(Tdepart-md)。在另外的实施例中，所述主设备和至少一个已知设备两者可以是被配置成在精确的时间发送数据并且在某个精确度内记录接收到的数据的时间戳的射频设备。在再另外的实施例中，所述方法还可以包括：从所述至少一个已知设备重播所述消息，所述消息包括所述主设备时间单位的发送时间戳；以及在所述主设备的RF范围外的设备处接收，使得即使当在RF范围外使用所述至少一个已知设备作为中间主广播装置时，在范围外的所述设备也被同步到所述主设备。在一些实施例中，所述方法还可以包括：从在RF范围外的设备重播包括所述主设备时间单位的发送时间戳的所述消息；在所述主设备的RF范围外的第二设备处接收经重播的消息；以及通过使用在RF范围外的所述设备作为中间主广播装置来使在RF范围外的所述第二设备同步。在另外的实施例中，所述方法还可以包括：在所述至少一个已知设备处从多个主设备接收广播时间同步信号；以及对所述多个信号应用加权算法以确定所述消息的到达时间。在再另外的实施例中，所述方法还可以包括应用包括平均的加权算法。本专利技术构思的一些实施例提供一种包括多个已知设备和主设备的网络中的已知设备，所述已知设备包括：接收器，其被配置成从主设备接收广播消息，所述广播消息被广播到在所述主设备范围内的所述多个已知设备，所述广播消息包括标识所述主设备的设备标识号码；以及处理器，其被配置成：在所述已知设备处记录所述广播消息的到达时间(Tarrival-kd)，其中，所述接收器接收多个广播消息并且所述处理器记录所述多个广播消息中的每一个的到达时间；以及对所记录的到达时间应用拟合曲线以估计事件的时间。本专利技术构思的另外的实施例提供一种包括被同步到单个主时钟的多个设备的系统，所述系统包括：包括处理器的多个已知设备；以及被配置成广播消息的主设备，所广播的消息包括向在所述主设备范围内的所述多个已知设备中的至少一个标识所述主设备的设备标识号码；其中，所述多个已知设备中的所述至少一个接收所广播的消息并且记录到达时间(Tarrival-kd)；其中，所述主设备被配置成重复地广播消息；并且其中，所述多个已知设备中的所述至少一个被配置成接收所述消息并且记录关联的到达时间，以及对所记录的到达时间应用拟合曲线以估计事件的时间。附图说明图1是图示了依照本专利技术构思的一些实施例的使设备同步的框图。图2是图示了依照本专利技术构思的一些实施例的通过单个重播来使设备同步的框图。图3是图示了依照本专利技术构思的一些实施例的通过多个重播来使设备同步的框图。图4是图示了依照本专利技术构思的一些实施例的使用平均来使设备同步的框图。图5是图示了依照本专利技术构思的一些实施例的通过多个重播和平均来使设备同步的框图。图6是图示了依照本专利技术构思的一些实施例的计算定位的框图。图7是图示了依照本专利技术构思的一些实施例的计算定位的框图。图8是图示了依照本专利技术构思的一些实施例的示例UWB设备的框图。图9是依照本专利技术构思的一些实施例的数据处理系统的框图。图10是图示了将被讨论的依照本专利技术构思的一些实施例的用于计算定位的方法的图。图11是图示了将被讨论的依照本专利技术构思的一些实施例的方法的图。图12是图示了依照本专利技术构思的一些实施例的KD和到达时间的图。图13是图示了依照本专利技术构思的一些实施例的KD和到达时间的图。图14是图示了将被讨论的依照本专利技术构思的一些实施例的KD和方法的图。图15是图示了将被讨论的依照本专利技术构思的一些实施例的KD和方法的图。具体实施方式将在下文中参考附图更充分地描述本专利技术构思，在附图中示出了本专利技术构思的实施例。然而，本专利技术构思可以被以许多替代形式具体实现，而不应该被解释为限于本文中所阐述的实施例。因此，虽然本专利技术构思容许各种修改和替代形式，但是其具体实施例被作为示例示出在附图中并且将在本文中被详细地描述。然而，应该理解的是，不存在将本专利技术构思限于所公开的特定形式的意图，而是相反，本专利技术构思将涵盖落入如由权利要求所限定的本专利技术构思的精神和范围内的所有修改、等同物和替代方案。相似的标号在这些图的描述中自始至终指代相似的元件。本文中所使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而不旨在限制本专利技术构思。如本文中所使用的，除非上下文另外清楚地指示，否则单数形式“一”、“一个”和“该”也旨在包括复数形式。应进一步理解的是，术语“含”、“含有”、“包括”和/或“包括有”当用在本说明书中时，指定存在陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或者增加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组。而且，当一个元件被称为“响应于”或者“连接到”另一元件时，它可直接地响应于或者连接到另一元件，或者可以存在中间元件。相比之下，当一个元件被称为“直接地响应于”或者“直接地连接到”另一元件时，不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于使多个收发器同步到单个主时钟的方法，所述方法包括：从主设备广播消息，所广播的消息包括向在所述主设备范围内的至少一个已知设备标识所述主设备的设备标识号码；在所述至少一个其他已知设备处接收所述消息并且在所述至少一个其他已知设备处记录到达时间(Tarrival‑kd)；在所述至少一个其他已知设备处重复地广播和接收消息并且记录关联的到达时间；以及对所记录的到达时间应用拟合曲线以估计事件的时间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.09 US 62/2527531.一种用于使多个收发器同步到单个主时钟的方法，所述方法包括：从主设备广播消息，所广播的消息包括向在所述主设备范围内的至少一个已知设备标识所述主设备的设备标识号码；在所述至少一个其他已知设备处接收所述消息并且在所述至少一个其他已知设备处记录到达时间(Tarrival-kd)；在所述至少一个其他已知设备处重复地广播和接收消息并且记录关联的到达时间；以及对所记录的到达时间应用拟合曲线以估计事件的时间。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述拟合曲线被应用于两个记录的到达时间。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述拟合曲线被应用于多于两个到达时间。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述广播消息包括传输时间(Tdepart-md)。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述主设备和至少一个已知设备两者是被配置成在精确的时间发送数据并且在某个精确度内记录接收到的数据的时间戳的射频设备。6.根据权利要求1所述的方法，还包括：从所述至少一个已知设备重播所述消息，所述消息包括所述主设备时间单位的发送时间戳；以及在所述主设备的RF范围外的设备处接收，使得即使当在RF范围外使用所述至少一个已知设备作为中间主广播装置时，在范围外的所述设备也被同步到所述主设备。7.根据权利要求6所述的方法，还包括：从在RF范围外的设备重播包括所述主设备时间单位的发送时间戳的所述消息；在所述主设备的RF范围外的第二设备处接收经重播的消息；以及通过使用在RF范围外的所述设备作为中间主广播装置来使在RF范围外的所述第二设备同步。8.根据权利要求1所述的方法，还包括：在所述至少一个已知设备处从多个主设备接收广播时间同步信号；以及对所述多个信号应用加权算法以确定所述消息的到达时间。9.根据权利要求8所述的方法，其中，应用加权算法包括平均。10.一种包括多个已知设备和主设备的网络中的已知设备，所述已知设备包括：接收器，其被配置成从主设备接收广播消息，所述广播消息被广播到在所述主设备范围内的所述多个已知设备，所述广播消息包括标识所述主设备的设备标识号码；以及处理器，其被配置成：在所述已知设备处记录所述广播...

【专利技术属性】
技术研发人员：SEA霍拉，
申请(专利权)人：智加系统公司，
类型：发明
国别省市：美国,US