探測(cè)無(wú)線設(shè)備位置的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了探測(cè)無(wú)線設(shè)備位置的系統(tǒng)和方法。提供一種用于探測(cè)便攜無(wú)線設(shè)備位置的交通工具系統(tǒng)和方法。交通工具系統(tǒng)包括便攜設(shè)備和定位在交通工具各處的多個(gè)基站。便攜設(shè)備被配置為發(fā)送指示便攜設(shè)備運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的第一無(wú)線信號(hào)和第二無(wú)線信號(hào)。多個(gè)基站中的主基站被配置為響應(yīng)于多個(gè)基站中的每個(gè)成功接收第一無(wú)線信號(hào)，確定便攜設(shè)備的第一最終位置。主基站還被配置為，在確定第二基站還沒有成功接收到第二無(wú)線信號(hào)之后，使用第一最終位置和如在第一基站接收的第二無(wú)線信號(hào)的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，確定便攜設(shè)備的第二最終位置。
【專利說明】探測(cè)無(wú)線設(shè)備位置的系統(tǒng)和方法
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求2013年3月I日提交的編號(hào)為13/782，361的美國(guó)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)的公開內(nèi)容通過引用方式整體并入。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式涉及基于以前探測(cè)的位置確定無(wú)線設(shè)備關(guān)于交通工具的當(dāng)前位置的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0004]出版號(hào)為2010/0076622的Dickerhoof等人的美國(guó)專利公布公開了確定無(wú)線設(shè)備相對(duì)于交通工具的位置的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括布置在交通工具各處的多個(gè)天線，用于從無(wú)線設(shè)備接收無(wú)線信號(hào)。所述無(wú)線信號(hào)對(duì)應(yīng)與預(yù)先確定的交通工具操作有關(guān)的命令和狀態(tài)中的至少一個(gè)。所述系統(tǒng)還包括可操作地耦合到每個(gè)天線的控制器。控制器被配置為基于在多個(gè)天線中的一個(gè)或多個(gè)天線的無(wú)線信號(hào)的空口傳輸時(shí)間，產(chǎn)生無(wú)線設(shè)備位置的位置信號(hào)指示，并且基于位置信號(hào)控制預(yù)先確定的交通工具操作的操作。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0005]本發(fā)明的實(shí)施方式在所附的權(quán)利要求中被具體指出。然而，各種實(shí)施方式的其它特征通過參考以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述將變得更清楚和被最好地理解，其中:
[0006]圖1示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的用于探測(cè)無(wú)線設(shè)備位置的交通工具系統(tǒng)；
[0007]圖2示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的無(wú)線設(shè)備、主基站和輔助基站的詳細(xì)示意圖；
[0008]圖3示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的無(wú)線設(shè)備距離交通工具的第一距離、第二距離和第三距離；
[0009]圖4示出了定向在初始位置的無(wú)線設(shè)備和交通工具之間的初始距離矢量，以及定向在當(dāng)前位置的無(wú)線設(shè)備和交通工具之間的當(dāng)前距離矢量；
[0010]圖5示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的確定無(wú)線設(shè)備的當(dāng)前位置的方法；以及
[0011]圖6示出了根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方式的確定無(wú)線設(shè)備的當(dāng)前位置的方法。
【具體實(shí)施方式】
[0012]按照要求，在此公開本發(fā)明的詳細(xì)的實(shí)施方式；然而，應(yīng)當(dāng)了解的是所公開的實(shí)施方式僅僅是本發(fā)明的示例，其可以多種和可選的形式的被實(shí)現(xiàn)。附圖并不需要成比例；一些特征可被放大或縮小以顯示具體部件的細(xì)節(jié)。因此，這里公開的特定的結(jié)構(gòu)和功能的細(xì)節(jié)并不能視為限制，而僅僅是作為教導(dǎo)本領(lǐng)域的技術(shù)人員以多種方式使用本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。
[0013]本發(fā)明的實(shí)施方式一般提供多個(gè)電路和其它電氣設(shè)備。對(duì)所有這些電路和其它電氣設(shè)備，以及其中的每一個(gè)所提供的功能的引用，并不能被視為限制在僅僅包含在此說明和描述的內(nèi)容。雖然具體的標(biāo)識(shí)可被分配給所公開的各種電路和其它電氣設(shè)備，但是這些標(biāo)識(shí)不是旨在限制這些電路和其它電氣設(shè)備的操作范圍。這些電路和其它電氣設(shè)備可基于期望的電器實(shí)現(xiàn)的具體類型，以任何方式相互結(jié)合和/或分割。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到這里公開的任何電路和其它電氣設(shè)備可包括任何數(shù)量的微處理器、集成電路、存儲(chǔ)設(shè)備(例如，F(xiàn)LASH、RAM、ROM、EPROM、EEPROM，或其另外的合適的變體)和軟件，它們相互作用以執(zhí)行如這里所公開的任何數(shù)量的操作。
[0014]參考圖1，示出了根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式確定無(wú)線設(shè)備位置的交通工具系統(tǒng)，并且總體用數(shù)字10表示。交通工具系統(tǒng)10包括無(wú)線設(shè)備12和包括主基站14和至少兩個(gè)輔助基站16a-16n (“ 16”)的至少三個(gè)節(jié)點(diǎn)。交通工具系統(tǒng)10探測(cè)無(wú)線設(shè)備12相對(duì)于交通工具18的位置。例如，主基站14和每個(gè)輔助基站16包括無(wú)線地發(fā)送/接收發(fā)送到/接收自無(wú)線設(shè)備12的信號(hào)的發(fā)送器/接收器(“收發(fā)器”)。當(dāng)無(wú)線設(shè)備12和節(jié)點(diǎn)14、16之間的通信已經(jīng)至少部分中斷的時(shí)候，交通工具系統(tǒng)10基于以前確定的初始位置確定無(wú)線設(shè)備12的當(dāng)前位置。
[0015]交通工具系統(tǒng)10使用航位推測(cè)技術(shù)或者自適應(yīng)可預(yù)測(cè)性估計(jì)來(lái)確定當(dāng)前位置。航位推測(cè)法(dead reckoning)是通過使用以前確定的位置計(jì)算當(dāng)前位置、以及基于對(duì)運(yùn)行時(shí)間和路線上的估計(jì)速度來(lái)預(yù)測(cè)該位置的過程。自適應(yīng)可預(yù)測(cè)性估計(jì)指的是使用已知數(shù)據(jù)(例如無(wú)線設(shè)備12的速度、加速度、定向、初始位置和當(dāng)前位置)來(lái)分析當(dāng)前位置數(shù)據(jù)是正確的可能性的過程。這個(gè)信息可被用于當(dāng)前位置的濾波、偏移、拒絕或忽略。
[0016]無(wú)線設(shè)備12可被實(shí)施為智能鑰匙或用于獲得交通工具18準(zhǔn)入的其它合適的設(shè)備。 [0017]主基站14 一般包括另外的電路以響應(yīng)于無(wú)線設(shè)備12提供的命令信號(hào)來(lái)鎖定和解鎖交通工具18。交通工具系統(tǒng)10執(zhí)行被動(dòng)式進(jìn)入被動(dòng)式啟動(dòng)(PEPS)功能，其中主基站14響應(yīng)于確定無(wú)線設(shè)備12在位于交通工具附近的相應(yīng)區(qū)域20a-20n( “20”)時(shí)，解鎖交通工具18。例如，圖示的實(shí)施方式說明前駕駛員側(cè)區(qū)域20a、交通工具前部區(qū)域20b、前乘客側(cè)區(qū)域20c、后乘客側(cè)區(qū)域20d、交通工具后部區(qū)域20e和后駕駛員側(cè)區(qū)域20f。區(qū)域20 —般對(duì)應(yīng)交通工具18周圍的預(yù)先確定的授權(quán)位置(例如，交通工具18的內(nèi)部和外部)，以使如果探測(cè)到無(wú)線設(shè)備12在這樣的區(qū)域20中的一個(gè)之內(nèi)時(shí)，那么主基站14可自動(dòng)解鎖靠近其中無(wú)線設(shè)備12被探測(cè)到所處的區(qū)域20的交通工具(或門)，并且使用戶能夠啟動(dòng)交通工具。
[0018]根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，交通工具系統(tǒng)10除了使用PEPS功能，還使用遠(yuǎn)程無(wú)鑰匙操作。例如，當(dāng)在授權(quán)區(qū)域20內(nèi)時(shí)，無(wú)線設(shè)備12發(fā)送期望操作的命令指示，在這種情況下，主基站14可對(duì)交通工具18執(zhí)行期望的操作(例如，鎖定、解鎖、升降門釋放、遠(yuǎn)程啟動(dòng)
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[0019]主基站14、輔助基站16和無(wú)線設(shè)備12相互執(zhí)行一系列信號(hào)交換，并且使用空口傳輸時(shí)間(TOF)的實(shí)施方式來(lái)確定無(wú)線設(shè)備12距離交通工具18的距離。因此，主基站14和輔助基站16使用三邊測(cè)量定位無(wú)線設(shè)備12所處的實(shí)際區(qū)域20。三邊測(cè)量的使用使得主基站14具有定位無(wú)線設(shè)備12水平方向上所處的、距離交通工具的位置的能力。這個(gè)信息(例如，無(wú)線設(shè)備12處在哪個(gè)區(qū)域20內(nèi))與使用TOF確定的距離信息一起，使得主基站14以增大的級(jí)別的精度定位無(wú)線設(shè)備12相對(duì)于交通工具18的位置。對(duì)照在其中可能只在交通工具的多個(gè)側(cè)面布置了轉(zhuǎn)發(fā)器的、具有較低的準(zhǔn)確度的傳統(tǒng)系統(tǒng)，交通工具系統(tǒng)10可布置為精確地確定在交通工具18附近或其內(nèi)部的無(wú)線設(shè)備12的位置。在其它實(shí)施方式中，主基站14、輔助基站16和無(wú)線設(shè)備12基于一個(gè)或多個(gè)無(wú)線信號(hào)的到達(dá)時(shí)間，確定無(wú)線設(shè)備12距離交通工具18的距離。
[0020]例如，主基站14可確定無(wú)線設(shè)備12位于距離交通工具18三米的距離處，并且無(wú)線設(shè)備12位于駕駛員側(cè)區(qū)域20a。盡管說明了無(wú)線設(shè)備12的位置可經(jīng)由TOF和三邊測(cè)量確定，但是應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是，這里說明的關(guān)于定位無(wú)線設(shè)備12的方面可被應(yīng)用在例如但不限于輪胎壓力監(jiān)測(cè)的其它交通工具功能。當(dāng)使用TOF時(shí)，應(yīng)該認(rèn)識(shí)到主基站14和輔助基站16可被布置在交通工具18內(nèi)的預(yù)先確定的位置，用以發(fā)送和接收發(fā)送到和接收自無(wú)線設(shè)備12的信號(hào)。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，節(jié)點(diǎn)14、16定位在交通工具頂篷內(nèi)(如圖1所示)，并且定向?yàn)榇笾碌娜墙Y(jié)構(gòu)(如圖3所示)。
[0021]圖2示出了根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的無(wú)線設(shè)備12、主基站14和輔助基站16的詳細(xì)示意圖。無(wú)線設(shè)備12包括微控制器30、發(fā)送器/接收器(“收發(fā)器”)32和至少一個(gè)天線34。微控制器30可操作地耦合到收發(fā)器32和天線34，用以發(fā)送和接收發(fā)送到/接收自主基站14和輔助基站16的信號(hào)。射頻(RF)開關(guān)35可操作地耦合到天線34用以將其耦合到收發(fā)器32。多個(gè)天線34的實(shí)施方式可提供天線分集，其有助于解決射頻多徑問題。RF開關(guān)35和多個(gè)天線的使用是可選的。例如，單個(gè)天線34可用于發(fā)送和接收發(fā)送到和接收自無(wú)線設(shè)備12的信號(hào)。
[0022]可充電電池36給微控制器30和收發(fā)器32供電。電池充電器電路40從充電器連接器42接收電力，充電器連接器可操作地耦合至外部電源(未示出)。電池充電器電路40可調(diào)節(jié)來(lái)自外部電源的輸入電力，以確保其適合被存儲(chǔ)在可充電電池36上。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是，電池充電器電路40和電池36可無(wú)線地從外部設(shè)備(例如,感應(yīng)電荷充電)接收電力以對(duì)其充電。
[0023]電池充電器40可向微控制器30指示電池36正在充電和/或電池36的充電的狀態(tài)。第一發(fā)光指示器44布置在充電器連接器42的附近，并且可操作地耦合到微控制器30，以向用戶提供電池36的充電狀態(tài)。振動(dòng)馬達(dá)46可操作地耦合至微控制器30，并且被布置成向用戶提供觸覺反饋。
[0024]加速度計(jì)47可操作地耦合至微控制器30，以探測(cè)無(wú)線設(shè)備12的移動(dòng)。加速度計(jì)47配置為提供指示無(wú)線設(shè)備12在三個(gè)軸(X，y, ζ)上的加速度的輸出。例如，加速度計(jì)47可提供指示無(wú)線設(shè)備12的縱向加速度(Αχ)、橫向加速度(Ay)和垂直加速度(Az)的輸出。無(wú)線設(shè)備12的其它實(shí)施方式包括雙軸加速度計(jì)47。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，加速度計(jì)47是慣性設(shè)備，諸如慣性微電機(jī)械系統(tǒng)(MEMs)傳感器。無(wú)線設(shè)備12可被布置為響應(yīng)于基于加速度計(jì)輸出(Ax，Ay和Az)確定其正在移動(dòng)以開始數(shù)據(jù)傳輸。這種方法幫助電池36節(jié)省電力。
[0025] 根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，無(wú)線設(shè)備12也包括陀螺儀48用以探測(cè)無(wú)線設(shè)備12的移動(dòng)。陀螺儀48可操作地耦合至微控制器30，并且配置為提供指示無(wú)線設(shè)備12的偏航率(Ψ)、俯仰率(Θ )和側(cè)傾率(φ)的方向數(shù)據(jù)，如圖1所示。俯仰率(Θ )代表關(guān)于縱軸(X)的改變的角速度。側(cè)傾率(屮)代表關(guān)于橫軸(y)的改變的角速度，并且偏航率(Ψ )代表關(guān)于垂直軸(ζ)的改變的角速度。陀螺儀數(shù)據(jù)用于消除重力影響和定向無(wú)線設(shè)備12。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，陀螺儀48是諸如慣性MEMs傳感器的MEMs設(shè)備。[0026]壓電發(fā)聲器49也可操作地耦合至微控制器30，并且布置為提供基于聲音的反饋。第二發(fā)光指示器50可操作地耦合于微控制器30，并且被布置為提供視覺反饋。多個(gè)開關(guān)52定位在無(wú)線設(shè)備12上，用以發(fā)送命令到交通工具18，以開始多個(gè)交通工具操作(例如，門鎖定和解鎖、升降門釋放、遠(yuǎn)程啟動(dòng)等)。
[0027]收發(fā)器32 —般被配置為運(yùn)行在3-lOGHz頻率，并且在至少500MHz帶寬的超寬帶(UWB)內(nèi)通信。在UWB帶寬內(nèi)的這種高頻率的通信使得交通工具系統(tǒng)10在更高的精度內(nèi)確定無(wú)線設(shè)備12相對(duì)于交通工具的距離。收發(fā)器32 —般包括振蕩器54和鎖相環(huán)(PLL)56，用于使得收發(fā)器32運(yùn)行在3-lOGHz頻率。
[0028]微控制器30可操作地耦合到收發(fā)器32和天線34，以發(fā)送無(wú)線信號(hào)58到主基站14和輔助基站16。無(wú)線信號(hào)58包括加速度數(shù)據(jù)(4、'和\)。根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，無(wú)線信號(hào)58也包括陀螺儀數(shù)據(jù)(Ψ、Θ和φ)。
[0029]主基站14 一般包括微控制器60、收發(fā)器62和至少一個(gè)天線64。交通工具18中的電源65給微控制器60和收發(fā)器62供電。RF開關(guān)66可操作地稱合到微控制器60和天線64。RF開關(guān)66可操作地耦合到天線64以將其耦合到收發(fā)器62。多天線64的實(shí)施方式可提供天線分集，其幫助解決關(guān)于RF多徑的問題。也考慮單個(gè)天線64可被用于發(fā)送和接收發(fā)送到和接收自無(wú)線設(shè)備12的信號(hào)而無(wú)需RF開關(guān)66。微控制器60可操作地耦合到收發(fā)器62和天線64，以發(fā)送和接收發(fā)送到/接收自無(wú)線設(shè)備12的信號(hào)(例如，無(wú)線信號(hào)58)和輔助基站16的信號(hào)。微控制器60基于這些信號(hào)確定無(wú)線設(shè)備12的位置。主基站14還包括用于執(zhí)行交通工具的門和/或升降門/后備箱的鎖定和解鎖的電路和執(zhí)行遠(yuǎn)程啟動(dòng)的電路。
[0030]收發(fā)器62 —般也被配置為運(yùn)行在3-lOGHz頻率，并且在至少500MHz超寬帶(UWB)帶寬內(nèi)通信。在3-lOGHz操作頻率和UWB帶寬內(nèi)運(yùn)行收發(fā)器62，使得主基站14在其與無(wú)線設(shè)備12通信時(shí)，在更高精確度內(nèi)確定無(wú)線設(shè)備12相對(duì)于交通工具的距離。收發(fā)器62—般包括振蕩器74和PLL76，用于使得收發(fā)器62運(yùn)行在3-lOGHz之間的頻率。
[0031]輔助基站16 —般包括微控制器80、收發(fā)器82和至少一個(gè)天線84。RF開關(guān)86可操作地耦合到微控制器80和天線84。因?yàn)橐陨咸岬降脑?，?shí)施RF開關(guān)86和多天線84是可選的。微控制器80可操作地耦合到收發(fā)器82和天線84，以發(fā)送和接收發(fā)送到/接收自無(wú)線設(shè)備12和主基站14的信號(hào)(例如，無(wú)線信號(hào)58)。交通工具18中的電源65給微控制器80和收發(fā)器82供電。
[0032]收發(fā)器82也一般被配置為運(yùn)行在3-lOGHz之間的頻率，并且在至少500MHz超寬帶(UWB)帶寬內(nèi)通信。在3-lOGHz操作頻率運(yùn)行收發(fā)器82，使得交通工具系統(tǒng)10在其與無(wú)線設(shè)備12通信時(shí)，在更高精確度內(nèi)確定無(wú)線設(shè)備12相對(duì)于交通工具的距離。收發(fā)器82 —般包括振蕩器94和PLL96，用于使得收發(fā)器82運(yùn)行在3-lOGHz之間的頻率。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到的是，第二輔助基站16η (如圖1所示)類似于以上所述的輔助基站16，并且包括相似的部件和提供相似的功能。
[0033]每個(gè)輔助基站16從無(wú)線設(shè)備12接收無(wú)線信號(hào)58，并且發(fā)送消息98到主基站14，消息98包括指示無(wú)線信號(hào)空口傳輸時(shí)間和加速度數(shù)據(jù)(K、Ay和Az)的信息。根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，消息98也包括陀螺儀數(shù)據(jù)(Ψ、Θ和φ)。主基站14也接收無(wú)線信號(hào)58，并且產(chǎn)生消息(未示出)，該消息包括指示無(wú)線信號(hào)58空口傳輸時(shí)間、以及加速度和陀螺儀數(shù)據(jù)的信息。
[0034]無(wú)線設(shè)備12、主基站14和輔助基站16中的每個(gè)被布置為在至少500MHz帶寬內(nèi)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，這個(gè)方面可能造成這些設(shè)備上的大的電流消耗。例如，通過運(yùn)行在UWB帶寬范圍內(nèi)，這種情況產(chǎn)生大的頻率譜(例如，同時(shí)有低頻和高頻)和高的時(shí)間分辨率,其增加了測(cè)距的精確性。因?yàn)橹骰?4和輔助基站16由交通工具內(nèi)的電源65供電，功耗對(duì)于這些的設(shè)備可能不是主要問題。然而，因?yàn)闊o(wú)線設(shè)備12是便攜設(shè)備，功耗卻是其主要問題。一般地，便攜設(shè)備裝備有單獨(dú)的電池。在單獨(dú)的電池與在UWB帶寬范圍內(nèi)發(fā)送/接收數(shù)據(jù)的無(wú)線設(shè)備12 —起實(shí)現(xiàn)的情況下，電池可能被很快耗盡?？紤]到這種情況，無(wú)線設(shè)備12包括可充電電池36和電池充電器電路40，以及充電器連接器42 (或無(wú)線實(shí)施方式)，使得電池36可被根據(jù)需要充電，以支持與在UWB帶寬范圍內(nèi)的發(fā)送/接收信息一同使用時(shí)的有關(guān)的電力需求。
[0035]一般地，收發(fā)器32、62和82運(yùn)行的頻率越高，這些收發(fā)器32、62和82能發(fā)送和接收的信息的帶寬越大。這樣大的帶寬(也就是，在UWB帶寬內(nèi))可提高抗噪聲干擾性和提高信號(hào)傳輸。因?yàn)閁WB帶寬允許更可靠的信號(hào)傳輸，這也可在確定無(wú)線設(shè)備12的距離時(shí)提高精確性。如上所述，3-1OGHz的運(yùn)行頻率使得收發(fā)器32、62和82能夠在UWB范圍內(nèi)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。對(duì)于無(wú)線設(shè)備12、主基站14和輔助基站16的UWB帶寬的使用可提供:(i)待被接收的發(fā)送信號(hào)通過的障礙物的穿透性(例如，提高抗噪聲干擾性)；(?)高的測(cè)距(或定位)精確性；(iii)高速數(shù)據(jù)通信；以及(iv)低成本的實(shí)施方案。因?yàn)閁WB譜的多個(gè)頻率成分，相比于利用現(xiàn)有的窄帶實(shí)施方案發(fā)送的數(shù)據(jù)(例如，基于在315MHz的載頻的傳輸?shù)?，發(fā)送的數(shù)據(jù)可被無(wú)線設(shè)備12、主基站14和輔助基站16更可靠地接收。例如，基于UWB的信號(hào)，因?yàn)槠溆卸鄠€(gè)頻率成分，可同時(shí)具有好的反射特性和透射特性。一些頻率成分可穿過各種物體發(fā)送，而其它一些可被物體很好地反射。這些情況可增加無(wú)線設(shè)備12、主基站14和輔助基站16的數(shù)據(jù)接收的總可靠性。進(jìn)一步，UWB譜中的傳輸可提供抗堵塞的魯棒的無(wú)線性能。這也可提供反中繼攻擊的對(duì)抗措施，以及其中的合適的測(cè)量分辨率，例如，幾個(gè)厘米的分辨率。在無(wú)線設(shè)備12、主基站14和輔助基站16中實(shí)施UWB通常適合于TOF應(yīng)用。
[0036]參考圖3，交通工具系統(tǒng)10使用TOF確定無(wú)線設(shè)備12和每個(gè)節(jié)點(diǎn)(主基站14和輔助基站16)之間的距離。交通工具系統(tǒng)10隨后使用三邊測(cè)量確定無(wú)線設(shè)備12當(dāng)前定位在哪個(gè)區(qū)域20 (如圖1所示)。這些方法公布在Ghabra等人的美國(guó)專利申請(qǐng)13/675642中，其公開內(nèi)容通過引用方式整體并入。
[0037]每個(gè)節(jié)點(diǎn)14、16從無(wú)線設(shè)備12接收無(wú)線信號(hào)58，并且產(chǎn)生具有指示無(wú)線信號(hào)58的空口傳輸時(shí)間的信息的消息。主基站14從每個(gè)節(jié)點(diǎn)14、16接收空口傳輸時(shí)間信息，并且進(jìn)行TOF測(cè)量以確定無(wú)線設(shè)備12和主基站14之間的第一距離(D1)、無(wú)線設(shè)備12和第一輔助基站16a之間的第二距離(D2)、無(wú)線設(shè)備12和第二輔助基站16η之間的第三距離(D3)。至少需要三個(gè)距離讀數(shù)，從而執(zhí)行使用這三個(gè)距離讀數(shù)的三邊測(cè)量，以確定無(wú)線設(shè)備12所處的區(qū)域20。也可以考慮無(wú)線設(shè)備12使用TOF測(cè)量結(jié)果來(lái)提供其自身相對(duì)于帶有主基站14和輔助基站16的交通工具18的距離。
[0038]交通工具系統(tǒng)10使用距離(D1、D2、D3)和區(qū)域20信息確定無(wú)線設(shè)備12的當(dāng)前位置。然而，如果無(wú)線設(shè)備12和節(jié)點(diǎn)14、16中的至少一個(gè)之間的通信中斷或部分中斷，那么交通工具系統(tǒng)10使用航位推測(cè)法和自適應(yīng)可預(yù)測(cè)性估計(jì)來(lái)估計(jì)無(wú)線設(shè)備12的當(dāng)前位置。[0039]一旦通信被中斷，交通工具系統(tǒng)10基于初始距離矢量，以及加速度計(jì)和陀螺儀(如圖2所示)提供的信息確定無(wú)線設(shè)備12的當(dāng)前位置。這樣的初始距離矢量使用結(jié)合圖3描述的TOF技術(shù)和三邊測(cè)量技術(shù)，并且使用通信中斷前提供的信息進(jìn)行確定。
[0040]參考圖4，交通工具系統(tǒng)10確定定向在初始位置時(shí)的無(wú)線設(shè)備12和交通工具18的預(yù)先確定的位置(例如，圖4中點(diǎn)O)之間的距離(Di)和角度(α )所對(duì)應(yīng)的初始距離矢量
(Bi)0初始距離矢量(ζ)基于無(wú)線設(shè)備12和節(jié)點(diǎn)14、16之間的距離(D1、D2、D3)，以及無(wú)
線設(shè)備12所處的區(qū)域20。初始距離矢量(ζ )的幅度或距離(Di)可使用如下所示的等式I計(jì)算:
[0041]D1 = \+'D1: + ?2: + D32 等式 I
[0042]無(wú)線設(shè)備12和交通工具18的預(yù)先確定的位置(例如，點(diǎn)O)之間的角度(α )可以使用基于無(wú)線設(shè)備12所處區(qū)域的三角方程進(jìn)行計(jì)算。
[0043]當(dāng)無(wú)線設(shè)備12定向在當(dāng)前位置時(shí)，交通工具系統(tǒng)10也確定無(wú)線設(shè)備12和交通工具18的預(yù)先確定的位置(例如，點(diǎn)O)之間的距離(Dp)和角度(β )所對(duì)應(yīng)的當(dāng)前距離矢量
(Dp )。當(dāng)前距離矢量(I )的確定在下面詳細(xì)描述。
[0044]參考圖5，示出了根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，使用航位推測(cè)法基于以前探測(cè)到的位置來(lái)確定無(wú)線設(shè)備的當(dāng)前位置的方法，并且該方法總體上用數(shù)字110表示。根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，使用包含在交通工具系統(tǒng)10的微控制器30、60、80內(nèi)的軟件代碼實(shí)施該方法。 [0045]在操作112，交通工具系統(tǒng)10確定無(wú)線設(shè)備和交通工具節(jié)點(diǎn)14、16之間的通信是否被建立。重復(fù)操作112直到通信被建立。在操作114，每個(gè)節(jié)點(diǎn)14、16從無(wú)線設(shè)備12接收包括加速度和陀螺儀數(shù)據(jù)的信息。每個(gè)節(jié)點(diǎn)14、16隨后產(chǎn)生包括指示無(wú)線信號(hào)58的空口傳輸時(shí)間的數(shù)據(jù)、加速度數(shù)據(jù)和陀螺儀數(shù)據(jù)的信息的消息。在操作116，主基站14確定來(lái)自無(wú)線設(shè)備12的數(shù)據(jù)是否已被包括其自身的全部交通工具節(jié)點(diǎn)接收到。如果在操作116的判斷是否定的，指示無(wú)線設(shè)備12和節(jié)點(diǎn)14、16之間的部分通信中斷，隨后交通工具系統(tǒng)10返回操作112。
[0046]如果在操作116的判斷是肯定的(即，全部節(jié)點(diǎn)14、16接收到無(wú)線設(shè)備數(shù)據(jù))，那么交通工具系統(tǒng)10前進(jìn)到操作118，并且在交通工具空間內(nèi)定位無(wú)線設(shè)備12。定位無(wú)線設(shè)備12包括使用TOF和三邊測(cè)量計(jì)算距離(D1、D2、D3)和確定無(wú)線設(shè)備12所處的區(qū)域20，并且隨后基于距離和區(qū)域信息，計(jì)算無(wú)線設(shè)備12的第一個(gè)最終位置，諸如初始位置(DiX
[0047]在操作120，交通工具系統(tǒng)10再次確定來(lái)自無(wú)線設(shè)備12的數(shù)據(jù)是否被包括其自身的所有節(jié)點(diǎn)接收到。如果在操作120的判斷是肯定的(所有節(jié)點(diǎn)14、16都接收到無(wú)線設(shè)備數(shù)據(jù))，那么交通工具系統(tǒng)10前進(jìn)到操作122和124，使用TOF和三邊測(cè)量計(jì)算無(wú)線設(shè)備12的當(dāng)前位置(Dp)。
[0048]如果在操作120的判斷是否定的，交通工具系統(tǒng)10前進(jìn)到操作126。在操作126，交通工具系統(tǒng)10確定來(lái)自無(wú)線設(shè)備12的數(shù)據(jù)是否被至少一個(gè)交通工具節(jié)點(diǎn)14、16接收到。如果接收到這種數(shù)據(jù)，交通工具系統(tǒng)前進(jìn)到操作128，并且使用航位推測(cè)法估計(jì)無(wú)線設(shè)備12的第二個(gè)最終位置，諸如當(dāng)前位置(Dp)。
[0049]作為航位推測(cè)法的初始步驟，交通工具系統(tǒng)10使用陀螺儀數(shù)據(jù)消除存在于加速度數(shù)據(jù)中的重力影響。此外，加速度計(jì)47和陀螺儀48相對(duì)于交通工具18關(guān)于無(wú)線設(shè)備12的前進(jìn)方向(heading)定向。如操作130所說明，在當(dāng)前位置確定的每一次迭代中，因?yàn)槎ㄏ蚴墙^對(duì)數(shù)據(jù)的源，這個(gè)定向被重新初始化。
[0050]因?yàn)橹亓τ绊?，加速度信?4、'和Az)是有偏差的。因此交通工具系統(tǒng)使用陀螺儀信息補(bǔ)償加速度信息。如上面參考圖1和圖2所描述的,俯仰率(Θ )表不與縱向軸方向(χ)的角度偏移。側(cè)傾率(屮)表示與橫向軸方向(y)的角度偏移，偏行率(Ψ)表示與垂直軸(ζ)方向的角度偏移。因此，交通工具系統(tǒng)使用相應(yīng)的陀螺儀數(shù)據(jù)過濾加速度數(shù)據(jù)。例如，交通τ民系統(tǒng)10使用俯仰角(Θ )過濾縱向加速度(Ax)。類似地，橫向加速度(Ay)使用側(cè)傾角(Φ )過濾，并且垂直加速度(Az)使用偏行率(Ψ )過濾。定向無(wú)線設(shè)備12允許數(shù)據(jù)規(guī)范化回靜態(tài)的交通工 具原始位置(例如，參考點(diǎn)O)并且僅在期望的平面U、1、ζ)中分析加速度數(shù)據(jù)。
[0051]隨后規(guī)范化的數(shù)據(jù)被處理，通過對(duì)χ和y軸加速度的一次積分和二次積分，以確定定向在以前位置(例如，初始位置)的無(wú)線設(shè)備12和當(dāng)前位置之間的無(wú)線設(shè)備12的前進(jìn)方向和位移(dl，d2，d3)。交通工具系統(tǒng)通過對(duì)相應(yīng)的過濾后的加速度值進(jìn)行積分，計(jì)算無(wú)線設(shè)備在每個(gè)方向(χ、Y、ζ)的速度(Vx、Vy和Vz)。例如,縱向速度(Vx)通過關(guān)于時(shí)間積分過濾后的縱向加速度(Ax filt)進(jìn)行計(jì)算。類似地，橫向速度(Vy)通過積分過濾后的橫向加速度(Ay filt)進(jìn)行計(jì)算，并且垂直速度(Vz)通過積分過濾后的垂直加速度(Az filt)進(jìn)行計(jì)算。
[0052]交通工具系統(tǒng)通過對(duì)相應(yīng)濾波后的加速度值進(jìn)行二次積分，計(jì)算無(wú)線設(shè)備12在每個(gè)方向(x、y、z)的位移(dx，dy和dz)。例如,縱向位移(dx)通過過濾后的縱向加速度(Ax—filt)關(guān)于時(shí)間進(jìn)行二次積分可被計(jì)算。類似地，橫向位移(dy)通過過濾后的橫向加速度(Ayfilt)進(jìn)行二次積分被計(jì)算，并且垂直位移(dz)通過過濾后的垂直加速度(Az filt)進(jìn)行二次積分被計(jì)算。
[0053]交通工具系統(tǒng)使用卡爾曼濾波，基于位移值(dx，dy和dz)估計(jì)無(wú)線設(shè)備的當(dāng)前距
離矢量(Sp)和前進(jìn)方向。卡爾曼濾波是一種算法，其遞歸的操作有噪聲的輸入數(shù)據(jù)流，以
提供底層的系統(tǒng)狀態(tài)的統(tǒng)計(jì)最優(yōu)估計(jì)。基本上，卡爾曼濾波是一種算法，其使用一系列隨著時(shí)間觀察到的并且包括隨機(jī)變量(噪聲)的測(cè)量結(jié)果，并且提供比單獨(dú)測(cè)量結(jié)果更精確的對(duì)未知變量的估計(jì)值?；跍y(cè)量的輸入輸出，卡爾曼濾波可被看作估計(jì)“黑盒子”狀態(tài)的方法。根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，卡爾曼濾波使用包括在主基站14的微控制器60內(nèi)的軟件代碼實(shí)施。
[0054]卡爾曼濾波算法使用包括時(shí)間更新預(yù)測(cè)步驟和測(cè)量結(jié)果更新步驟的兩步驟過程估計(jì)狀態(tài)。在預(yù)測(cè)步驟，卡爾曼濾波提供當(dāng)前狀態(tài)變量的估計(jì)值以及其不確定性。測(cè)量結(jié)果更新步驟是反饋控制形式。一旦卡爾曼濾波觀察到下一個(gè)測(cè)量結(jié)果，使用加權(quán)平均值更新估計(jì)，其中，對(duì)具有更高的確定性的估計(jì)給予更大的權(quán)重。根據(jù)協(xié)方差計(jì)算權(quán)重，其包括測(cè)量噪聲協(xié)方差(R)和處理噪聲協(xié)方差(Q)。協(xié)方差是預(yù)測(cè)系統(tǒng)狀態(tài)的不確定性的估計(jì)的度量。
[0055]測(cè)量噪聲協(xié)方差(R)確定有多少來(lái)自當(dāng)前測(cè)量結(jié)果的信息被使用了。高的R值指示測(cè)量結(jié)果并非非常精確。如果R是高的，卡爾曼濾波將對(duì)當(dāng)前測(cè)量結(jié)果使用較小的權(quán)重。如果R是低的，那么卡爾曼濾波將更密切地跟隨測(cè)量結(jié)果。處理噪聲的協(xié)方差(Q)也極大地影響了卡爾曼濾波。使用高的Q值，卡爾曼濾波更緊密地追蹤大的改變。然而，在估計(jì)被允許在一個(gè)時(shí)間步驟更多地“移動(dòng)”時(shí)，估計(jì)變得有更多噪聲。
[0056]在每個(gè)時(shí)間步驟，卡爾曼濾波過程被重復(fù)，這里新的估計(jì)和它的協(xié)方差通知了使用在隨后迭代的預(yù)測(cè)?？柭鼮V波是一個(gè)遞歸估計(jì)器。這意味著僅有來(lái)自前一個(gè)時(shí)間步驟的估計(jì)態(tài)和當(dāng)前的測(cè)量結(jié)果被用于計(jì)算當(dāng)前狀態(tài)的估計(jì)。之后無(wú)線設(shè)備12能帶有前進(jìn)方向、速度和相對(duì)于其速度的潛在位移地被放置在交通工具空間內(nèi)的當(dāng)前位置(Dp)。操作124后，交通工具系統(tǒng)返回操作120。
[0057]陀螺儀48是交通工具系統(tǒng)10的可選設(shè)備。陀螺儀48提供的信息用于使用航位推測(cè)法提供更精確的無(wú)線設(shè)備的位置確定。然而，對(duì)于無(wú)線設(shè)備12的位置確定的要求不是很嚴(yán)格的應(yīng)用，交通工具系統(tǒng)10的可選的實(shí)施方式?jīng)]有提供陀螺儀48。
[0058]圖6示出了使用基于加速度計(jì)數(shù)據(jù)的自適應(yīng)可預(yù)測(cè)性估計(jì)，而沒有任何陀螺儀數(shù)據(jù)來(lái)確定無(wú)線設(shè)備的當(dāng)前位置的方法210。除了確定無(wú)線設(shè)備的當(dāng)前位置(Dp)，圖6的方法210相似于圖5描述的方法110。
[0059]在操作212，交通工具系統(tǒng)10確定無(wú)線設(shè)備和交通工具節(jié)點(diǎn)14、16之間的通信是否已被建立。重復(fù)操作212直到通信被建立。在操作214，每個(gè)節(jié)點(diǎn)14、16從無(wú)線設(shè)備12接收包括加速度數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)14、16隨后產(chǎn)生指示無(wú)線信號(hào)58的空口傳輸時(shí)間和加速度信息的消息。在操作216，主基站14確定來(lái)自無(wú)線設(shè)備12的數(shù)據(jù)是否被包括其自身的所有節(jié)點(diǎn)接收到。如果在操作216的判斷是否定的，指示無(wú)線設(shè)備12和節(jié)點(diǎn)14、16之間的部分的通信中斷，之后交通工具系統(tǒng)10返回操作212。如果在操作216的判斷是肯定的，(所有的節(jié)點(diǎn)14、16接收到 了無(wú)線設(shè)備數(shù)據(jù))，那么交通工具系統(tǒng)10前進(jìn)到操作218，并且使用TOF和三邊測(cè)量計(jì)算無(wú)線設(shè)備12的第一最終位置，諸如初始位置(DiX
[0060]在操作220，交通工具系統(tǒng)10再次確定來(lái)自無(wú)線設(shè)備12的數(shù)據(jù)是否被包括其自身的所有節(jié)點(diǎn)接收到。如果在操作220的判斷是肯定的(所有節(jié)點(diǎn)14、16接收到了無(wú)線設(shè)備數(shù)據(jù))，那么交通工具系統(tǒng)10前進(jìn)到操作222和224，使用TOF和三邊測(cè)量計(jì)算無(wú)線設(shè)備12的當(dāng)前位置(Dp)。
[0061]如果在操作220的判斷是否定的，交通工具系統(tǒng)10前進(jìn)到操作226。在操作226，交通工具系統(tǒng)10確定來(lái)自無(wú)線設(shè)備12的數(shù)據(jù)是否被至少一個(gè)交通工具節(jié)點(diǎn)14、16接收，以及以前確定的初始位置(Di)和以前確定的現(xiàn)在位置(Dpp)是否可供使用。如果在操作226的判斷是肯定的，那么交通工具系統(tǒng)前進(jìn)到操作228，并且使用卡爾曼濾波和自適應(yīng)可預(yù)測(cè)性分析，預(yù)測(cè)無(wú)線設(shè)備12的第二最終位置。
[0062]在操作228，交通工具系統(tǒng)10基于隨著時(shí)間推移的、初始位置(Di)和前一個(gè)當(dāng)前位置(Dpp)之間的差異，計(jì)算無(wú)線設(shè)備12的速度。交通工具系統(tǒng)接著比較與每個(gè)位置有關(guān)
的距離矢量(? )和(舊胃)，以估計(jì)無(wú)線設(shè)備12的前進(jìn)方向。交通工具系統(tǒng)接著使用卡爾曼
濾波來(lái)加權(quán)速度、前進(jìn)方向連同加速度數(shù)據(jù)，以確定無(wú)線設(shè)備在每個(gè)方向(dx, dy和dz)的位移。
[0063]交通工具系統(tǒng)10隨后使用自適應(yīng)可預(yù)測(cè)性估計(jì)，以基于加速度計(jì)數(shù)據(jù)分析位移是正確的可能性。這個(gè)信息可被用于位移數(shù)據(jù)的過濾、偏移、拒絕或忽略。例如，如果卡爾曼濾波器指示無(wú)線設(shè)備12已經(jīng)移動(dòng)，然而加速度計(jì)指示其并沒有移動(dòng)，那么自適應(yīng)可預(yù)測(cè)性過程可以將系統(tǒng)偏向較少移動(dòng)或沒有移動(dòng)。[0064]隨后無(wú)線設(shè)備12可被放置在交通工具空間內(nèi)的第二最終位置，諸如帶有前進(jìn)方向、速度和相對(duì)于其速度的潛在位移的當(dāng)前位置(Dp)。操作224之后，交通工具系統(tǒng)返回操作 220。
[0065]而且，如果在方法210期間的任何時(shí)間，加速度數(shù)據(jù)值(Ax、Ay和Az)的至少一個(gè)等于零的時(shí)間長(zhǎng)于閾值時(shí)間段(例如，10秒)，那么交通工具系統(tǒng)確定無(wú)線設(shè)備12已經(jīng)停止，并且返回操作212而不用確定當(dāng)前位置。
[0066]雖然如上描述了示例性實(shí)施方式，但是并不意味著這些實(shí)施方式描述了本發(fā)明的所有可能形式。而是，說明書中的詞語(yǔ)是描述性的而非限制性的，并且可以理解，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可做出多種改變。此外，各種被實(shí)施的實(shí)施方式的特征可被結(jié)合以構(gòu)成本發(fā)明的其他的實(shí)施方式。
【權(quán)利要求】
1.一種交通工具系統(tǒng)，包括: 便攜設(shè)備，配置為發(fā)送第一無(wú)線信號(hào)；以及 多個(gè)基站，定位在交通工具各處，每個(gè)基站被配置為接收所述第一無(wú)線信號(hào)，其中所述多個(gè)基站的主基站被配置為: 響應(yīng)于所述多個(gè)基站中的每個(gè)成功接收到所述第一無(wú)線信號(hào)，確定第一最終位置；確定所述第一最終位置后，監(jiān)控后續(xù)在所述多個(gè)基站中的每個(gè)處對(duì)第二無(wú)線信號(hào)的接收，所述第二無(wú)線信號(hào)指示所述便攜設(shè)備的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)； 確定第一基站已經(jīng)接收到所述第二無(wú)線信號(hào)； 確定第二基站沒有成功接收到所述第二無(wú)線信號(hào)；以及 在確定所述第二無(wú)線基站沒有成功接收到所述第二無(wú)線信號(hào)后，使用所述第一最終位置和在所述第一基站所接收的所述第二無(wú)線信號(hào)的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，確定所述便攜設(shè)備的第二最終位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交通工具系統(tǒng)，其中所述多個(gè)基站中的每個(gè)被配置為響應(yīng)于成功接收到所述第一無(wú)線信號(hào)，產(chǎn)生指示所述第一無(wú)線信號(hào)空口傳輸時(shí)間的第一消息。
3.根據(jù)權(quán)利 要求2所述的交通工具系統(tǒng)，其中所述主基站還被配置為: 基于相應(yīng)基站產(chǎn)生的所述第一消息，計(jì)算所述便攜設(shè)備和所述多個(gè)基站中的每個(gè)之間的距離； 基于所述距離，確定所述便攜設(shè)備所處的相對(duì)于所述交通工具的區(qū)域；以及基于所述距離和所述區(qū)域，計(jì)算所述便攜設(shè)備相對(duì)于參考交通工具位置的所述第一最終位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交通工具系統(tǒng)，其中所述運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)還包括加速度數(shù)據(jù)和定向數(shù)據(jù)，其中所述便攜設(shè)備還包括: 加速度計(jì)，配置為提供所述加速度數(shù)據(jù)；以及 陀螺儀，配置為提供所述定向數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的交通工具系統(tǒng)，其中所述主基站還配置為: 在確定所述第二基站沒有成功接收到所述第二無(wú)線信號(hào)之后，使用所述定向數(shù)據(jù)過濾所述加速度數(shù)據(jù)，并且產(chǎn)生過濾后的加速度數(shù)據(jù)； 基于對(duì)所述過濾后的加速度數(shù)據(jù)的一次積分，計(jì)算所述便攜設(shè)備的速度； 基于對(duì)所述過濾后的加速度數(shù)據(jù)的二次積分，計(jì)算所述便攜設(shè)備從所述第一最終位置的位移；以及 基于所述便攜設(shè)備的所述速度和所述位移，確定所述便攜設(shè)備的所述第二最終位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的交通工具系統(tǒng)，其中所述主基站還被配置為: 基于所述加速度數(shù)據(jù)、所述定向數(shù)據(jù)和所述第一最終位置中的至少一個(gè)，使用卡爾曼濾波估計(jì)指示所述便攜設(shè)備的所述第二最終位置的狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交通工具系統(tǒng)，其中所述主基站還被配置為: 基于所述便攜設(shè)備的所述第一最終位置和速度，確定所述便攜設(shè)備的所述第二最終位置，所述便攜設(shè)備的所述速度依賴于所述便攜設(shè)備的過濾后的加速度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交通工具系統(tǒng)，其中所述主基站還被配置為: 基于所述便攜設(shè)備和所述多個(gè)基站中的每個(gè)之間的所述第一無(wú)線信號(hào)的空口傳輸時(shí)間，計(jì)算所述便攜設(shè)備相對(duì)于參考交通工具位置的所述第一最終位置；以及 基于所述運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)和所述第一最終位置，使用卡爾曼濾波來(lái)估計(jì)指示所述便攜設(shè)備的所述第二最終位置的狀態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的交通工具系統(tǒng)，其中所述主基站還被配置為: 基于隨著時(shí)間推移的、所述第一最終位置和所述第二最終位置之間的差異，計(jì)算所述便攜設(shè)備的速度； 基于所述速度，估計(jì)所述便攜設(shè)備的、在所述第一最終位置和所述第二最終位置之間的位移；以及 基于所述位移估計(jì)所述便攜設(shè)備的第三最終位置。
10.一種裝置，包括: 多個(gè)基站，定位在交通工具各處，每個(gè)基站被配置為從便攜無(wú)線設(shè)備接收第一無(wú)線信號(hào)，其中所述多個(gè)基站的主基站被配置為: 響應(yīng)于所述多個(gè)基站中的每個(gè)成功接收到所述第一無(wú)線信號(hào)，確定第一最終位置；確定所述第一最終位置后，監(jiān)控后續(xù)在所述多個(gè)基站中的每個(gè)處對(duì)第二無(wú)線信號(hào)的接收，所述第二無(wú)線信號(hào)指示所述便攜設(shè)備的加速度數(shù)據(jù)和定向數(shù)據(jù)； 確定第一基站已經(jīng)接收 到所述第二無(wú)線信號(hào)； 確定第二基站沒有成功接收到所述第二無(wú)線信號(hào)；以及 在確定所述第二無(wú)線基站沒有成功接收到所述第二無(wú)線信號(hào)后，使用所述第一最終位置和在所述第一基站處所接收到的所述第二無(wú)線信號(hào)的所述加速度數(shù)據(jù)和所述定向數(shù)據(jù)，確定所述便攜設(shè)備的第二最終位置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中所述主基站還被配置為: 在確定所述第二基站沒有成功接收到所述第二無(wú)線信號(hào)之后，使用所述定向數(shù)據(jù)過濾所述加速度數(shù)據(jù)，并且產(chǎn)生過濾后的加速度數(shù)據(jù)；以及 基于所述便攜設(shè)備的過濾后的加速度數(shù)據(jù)，確定所述便攜設(shè)備的第二最終位置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述主基站還被配置為: 基于對(duì)所述過濾后的加速度數(shù)據(jù)的一次積分，計(jì)算所述便攜設(shè)備的速度； 基于對(duì)所述過濾后的加速度數(shù)據(jù)的二次積分，計(jì)算所述便攜設(shè)備從所述第一最終位置的位移；以及 基于所述便攜設(shè)備的所述速度和所述位移，確定所述便攜設(shè)備的第二最終位置。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中所述多個(gè)基站中的每個(gè)被配置為響應(yīng)于成功接收到所述第一無(wú)線信號(hào)，產(chǎn)生指示所述第一無(wú)線信號(hào)的空口傳輸時(shí)間的第一消息。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中所述主基站還被配置為: 基于相應(yīng)基站產(chǎn)生的所述第一消息，計(jì)算所述便攜設(shè)備和所述多個(gè)基站中的每個(gè)之間的距離； 基于所述距離，確定所述便攜設(shè)備所處的相對(duì)于所述交通工具的區(qū)域；以及 基于所述距離和所述區(qū)域，計(jì)算所述便攜設(shè)備相對(duì)于參考交通工具位置的第一最終位置。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其中所述主基站還被配置為: 基于所述便攜設(shè)備的所述第二最終位置，控制對(duì)定位在靠近所述區(qū)域的交通工具門的解鎖。
16.一種探測(cè)便攜設(shè)備位置的方法，所述方法包括: 發(fā)送第一無(wú)線信號(hào)到多個(gè)基站； 響應(yīng)于所述多個(gè)基站中的每個(gè)成功接收到所述第一無(wú)線信號(hào)，確定第一最終位置； 確定所述第一最終位置后，監(jiān)控后續(xù)在所述多個(gè)基站中的每個(gè)處對(duì)第二無(wú)線信號(hào)的接收，所述第二無(wú)線信號(hào)指示所述便攜設(shè)備的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)； 確定第一基站已經(jīng)接收到所述第二無(wú)線信號(hào)； 確定第二基站沒有成功接收到所述第二無(wú)線信號(hào)；以及 在確定所述第二無(wú)線基站沒有成功接收到所述第二無(wú)線信號(hào)后，使用所述第一最終位置和在所述第一基站所接收的所述第二無(wú)線信號(hào)的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，確定所述便攜設(shè)備的第二最終位置。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)還包括加速度數(shù)據(jù)和定向數(shù)據(jù)的至少一個(gè)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，還包括: 使用所述定向數(shù) 據(jù)過濾所述加速度數(shù)據(jù)以消除重力影響，并且相對(duì)于參考交通工具位置定向所述便攜設(shè)備。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，還包括: 基于所述加速度數(shù)據(jù)、所述定向數(shù)據(jù)和所述第一最終位置，使用卡爾曼濾波，估計(jì)指示所述便攜設(shè)備的第二最終位置的狀態(tài)。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還包括: 基于所述便攜設(shè)備的第一最終位置和速度，確定所述便攜設(shè)備的第二最終位置，所述便攜設(shè)備的所述速度依賴于所述便攜設(shè)備的過濾后的加速度。
【文檔編號(hào)】B60R25/24GK104015690SQ201410027416
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年1月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月1日
【發(fā)明者】托馬斯·奧布萊恩, 希爾頓·W·吉拉德, 詹森·鮑曼, 建·葉 申請(qǐng)人:李爾公司