超声位置确定系统技术方案

提供了一种系统(1)，其用于确定移动接收器单元(3a、3b)在环境中的位置。该系统包括：发射装置(6a、6b、6c)，其包括多个超声发射器，该多个超声发射器被配置为在不同的相应主方向上发射多个超声信号，每个超声信号对不同的相应方向标识符进行编码；移动接收器单元(3a、3b)，其包括超声接收器，该超声接收器被配置为沿多个信号路径接收所述多个超声信号，其中信号路径中的至少一个包括从环境表面(16)的反射；以及处理系统，其包括：解码器，该解码器被布置为对来自接收信号的相应方向标识符进行解码。处理系统被配置为确定每个信号的相应到达时间，并且使用与发射装置(6a、6b、6c)和环境表面(16)有关的方位信息、以及相应方向标识符和到达时间，来计算移动接收器单元(3a、3b)的估计位置。

Ultrasonic position determination system

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】超声位置确定系统本专利技术涉及使用超声信号确定移动单元的位置的系统和方法。已知通过从环境中的已知位置(例如，在建筑物的墙壁或天花板上)处的多个静态发射器单元发射超声信号，使用超声来确定移动单元或标签在三维中的位置。这些信号由可以附接到物体的移动接收器单元接收。给定静态发射器单元的位置，超声信号在移动单元处的到达时间可以用于使用标准几何计算来估计移动单元在环境中的位置。在US6292106(立方国防系统公司(CubicDefenseSystems，Inc))中描述了这种系统的示例。超声非常适合用于定位系统，尤其是在室内，因为它的传播得比无线电波和光慢得多。因此，与光速信号相比，对于给定的空间分辨率，超声需要较不准确的时间测量。然而，已知的基于超声的定位系统通常需要每个静态发射器单元和移动接收器单元之间的清晰的视线路径，以便给出准确的结果。这是因为任何明显的障碍物(尺寸上大于一个波长)将导致超声波经历反射、吸收或两者的组合。这意味着当移动单元被人体屏蔽或者被从静态发射器单元的视线中的任何其他障碍物屏蔽时，可以容易地阻挡信号到达移动单元。当发生这种情况时，从环本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于确定移动接收器单元在环境中的位置的系统，所述系统包括：/n发射装置，其包括多个超声发射器，并且被配置为在不同的相应主方向上从所述发射装置发射多个超声信号，每个超声信号对不同的相应方向标识符进行编码；/n移动接收器单元，其包括超声接收器，并且被配置为沿多个信号路径接收所述多个超声信号，其中至少一个所述信号路径包括从所述环境中的表面的反射；以及/n处理系统，/n其中：/n所述处理系统包括解码器，并且被布置为对来自所接收的超声信号的所述相应方向标识符进行解码；/n所述处理系统被配置为针对所述信号路径中的每一个确定所述相应超声信号在所述移动接收器单元处的相应到达时间；以及/n所述处理系统被...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170307 GB 1703647.61.一种用于确定移动接收器单元在环境中的位置的系统，所述系统包括：
发射装置，其包括多个超声发射器，并且被配置为在不同的相应主方向上从所述发射装置发射多个超声信号，每个超声信号对不同的相应方向标识符进行编码；
移动接收器单元，其包括超声接收器，并且被配置为沿多个信号路径接收所述多个超声信号，其中至少一个所述信号路径包括从所述环境中的表面的反射；以及
处理系统，
其中：
所述处理系统包括解码器，并且被布置为对来自所接收的超声信号的所述相应方向标识符进行解码；
所述处理系统被配置为针对所述信号路径中的每一个确定所述相应超声信号在所述移动接收器单元处的相应到达时间；以及
所述处理系统被配置为使用(i)与所述发射装置有关的方位信息、(ii)与所述表面有关的方位信息、(iii)所述相应方向标识符、以及(iv)所述到达时间，来计算所述移动接收器单元的所述位置的估计。


2.根据权利要求1所述的系统，其中所述发射装置是单个静态发射器单元。


3.根据权利要求1或2所述的系统，其中所述发射装置包括至少两个定向发射器。


4.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述发射装置包括全向发射器。


5.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述发射装置包括至少一对发射器，所述至少一对发射器被布置为沿作为非平行共面矢量的相应主方向发射超声信号。


6.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述发射装置包括：第一对发射器，其被布置为在平行于第一平面的方向上发射超声信号；以及第二对发射器，其被布置为在平行于第二平面的方向上发射超声信号，其中所述第一平面和所述第二平面是正交平面。


7.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中每个超声信号包括以码片率编码在载波信号上的码片序列，并且其中所述处理系统被布置为：
以高于所述码片率的采样率对所接收的超声信号进行采样；
将所采样的信号与码片序列互相关，以产生表示随时间的相关性量值的数据；并且
使用所述随时间的相关性量值数据的导数，以比所述采样率更精细的时间分辨率确定所述数据中的峰值的所述位置。


8.根据前述权利要求中任一项所述的系统，还包括由所述处理系统可访问的数据库，所述数据库存储与所述发射装置有关的所述方位信息并且存储与所述环境中的一个或多个表面有关的方位信息。


9.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述移动接收器单元被配置为确定每个接收信号的信号强度信息，并且其中所述处理系统被配置为在估计所述移动接收器单元的所述位置时附加地使用所述信号强度信息。


10.根据权利要求9所述的系统，其中所述处理系统被配置为基于所述信号强度信息和所述到达时间将每个接收信号与相应信号路径相关联。


11.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述处理系统被配置为识别对不同的相应方向标识符进行编码的信号的一个或多个到达时间簇，对于每个簇，所述方向标识符在彼此的预定最大飞行时间距离窗口内。


12.根据权利要求11所述的系统，其中每个簇包括来自所述发射装置上的全向发射器的信号的到达时间。


13.根据权利要求11或12所述的系统，其中所述最大飞行时间距离不大于所述发射装置的所述发射器之间的最大间隔距离加上所述最大间隔距离的最多50％的裕度。


14.根据权利要求11至13中任一项所述的系统，其中对于每个簇，所述处理系统被配置为使用到达所述簇的信号的所述信号强度来估计信号路径的二维或三维到达角，并且使用所述到达角来选择所述簇的子集，对于所述簇的所述子集，所述到达时间满足与所述发射装置上的所述发射器的所述位置有关的一致性测试。


15.根据权利要求14所述的系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：威尔弗雷德·埃德温·布伊，西里尔·安蒂列，奥斯汀·豪格·奥尔森，
申请(专利权)人：索尼特技术公司，
类型：发明
国别省市：挪威;NO