射頻標(biāo)簽定位系統(tǒng)和方法
【專利摘要】射頻標(biāo)簽(RF標(biāo)簽)的位置和方位的確定是經(jīng)由擴(kuò)展射頻三角法來(lái)完成。信標(biāo)布置從特殊設(shè)計(jì)的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)確定RF標(biāo)簽的方向。通過(guò)從多個(gè)空間移位的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行此測(cè)量來(lái)實(shí)現(xiàn)RF標(biāo)簽定域。所述信標(biāo)節(jié)點(diǎn)配備有多個(gè)天線且以每一符號(hào)循環(huán)地切換到不同天線的方式來(lái)發(fā)射幀。行進(jìn)不同距離的符號(hào)導(dǎo)致由RF標(biāo)簽接收的幀內(nèi)的相移。根據(jù)相移和天線的已知布置，可估計(jì)從特定信標(biāo)節(jié)點(diǎn)RF可見(jiàn)RF標(biāo)簽的角度。
【專利說(shuō)明】射頻標(biāo)簽定位系統(tǒng)和方法
[0001]相關(guān)專利申請(qǐng)案
[0002]本申請(qǐng)案主張J6zsef G.Nemeth的2011年4月26日申請(qǐng)的題為「射頻標(biāo)簽定位系統(tǒng)和方法(Radio Frequency Tag Location System and Method)」的共同擁有的第61/479，045號(hào)美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)案的優(yōu)先權(quán)，所述申請(qǐng)案特此為了所有目的以引用的方式并入本文中。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及射頻標(biāo)簽，且更具體來(lái)說(shuō)涉及用于定位射頻標(biāo)簽的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0004]當(dāng)中嵌入了射頻標(biāo)簽(RF標(biāo)簽)的物品和包裹的定位對(duì)庫(kù)存控制和包裹跟蹤以及其它應(yīng)用而言非常重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]需要一種廉價(jià)且低功率的RF標(biāo)簽定位系統(tǒng)、方法和設(shè)備，其可與基于接收信號(hào)強(qiáng)度指示(RSSI)的方法競(jìng)爭(zhēng)，同時(shí)提供優(yōu)越的位置精確度。
[0006]根據(jù)實(shí)施例，用于使用空間分離的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)來(lái)定位射頻標(biāo)簽的方法可包括以下步驟:從多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的每一者的循環(huán)選中的天線發(fā)射多個(gè)信標(biāo)符號(hào)；于射頻(RF)標(biāo)簽處接收所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)；確定于所述RF標(biāo)簽處接收的所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)的相位跳躍和所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的每一者的發(fā)射所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)中的每一者的所述相應(yīng)選中天線；估計(jì)從所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的每一者發(fā)射的所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)的抵達(dá)角度(AoA);根據(jù)所述相應(yīng)AoA估計(jì)來(lái)估計(jì)所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的每一者的AoA向量；以及根據(jù)所述AoA向量來(lái)估計(jì)所述RF標(biāo)簽的空間位置。
[0007]根據(jù)本方法的另一實(shí)施例，可從所述循環(huán)選中的天線中的下一個(gè)天線發(fā)射所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)中的每一下一個(gè)信標(biāo)符號(hào)。根據(jù)本方法的另一實(shí)施例，可從所述循環(huán)選中的天線中的下一個(gè)天線發(fā)射所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)中的每隔一個(gè)下一個(gè)信標(biāo)符號(hào)。根據(jù)本方法的另一實(shí)施例，所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)可為符合IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的巾貞的有效載荷部分。根據(jù)本方法的另一實(shí)施例，所述估計(jì)從所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的每一者發(fā)射的所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)的所述AoA的步驟可包括確定與發(fā)射所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)中的每一信標(biāo)符號(hào)的所述循環(huán)選中的天線的相應(yīng)天線有關(guān)的所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)中的所述信標(biāo)符號(hào)的相位跳躍的步驟。根據(jù)本方法的另一實(shí)施例，所述估計(jì)從所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的每一者發(fā)射的所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)的所述AoA的步驟可包括確定與發(fā)射所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)中的每隔一個(gè)信標(biāo)符號(hào)的所述循環(huán)選中的天線的相應(yīng)天線有關(guān)的所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)中的所述每隔一個(gè)信標(biāo)符號(hào)的相位跳躍的步驟。根據(jù)本方法的另一實(shí)施例，所述估計(jì)所述AoA的步驟可提供方位角估計(jì)。根據(jù)本方法的另一實(shí)施例，所述估計(jì)所述AoA的步驟可提供仰角估計(jì)。
[0008]根據(jù)本方法的另一實(shí)施例，校準(zhǔn)所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的每一信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置和定向的步驟可進(jìn)一步包括:從所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的所述循環(huán)選中的天線發(fā)射多個(gè)信標(biāo)符號(hào)；以及在所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的另一信標(biāo)節(jié)點(diǎn)上用所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的所述另一信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的所述天線的天線接收所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)。根據(jù)本方法的另一實(shí)施例，校準(zhǔn)所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的每一信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置和定向的步驟可進(jìn)一步包括:從所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的所述天線的天線發(fā)射多個(gè)信標(biāo)符號(hào)；以及在所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的另一信標(biāo)節(jié)點(diǎn)上用所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的所述另一信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的所述循環(huán)選中的天線接收所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)。根據(jù)本方法的另一實(shí)施例，額外步驟可包括:提供中央處理節(jié)點(diǎn)；以及提供網(wǎng)絡(luò)以用于將所述中央處理節(jié)點(diǎn)耦合到所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)。
[0009]根據(jù)本方法的另一實(shí)施例，所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的每一者可包括:射頻(RF)裝置；天線切換器，其耦合在所述RF裝置與所述循環(huán)選中的天線之間；以及數(shù)字處理器，其具有控制所述天線切換器的輸出和耦合到所述RF裝置的觸發(fā)輸入，其中當(dāng)從所述RF裝置接收到切換天線信號(hào)時(shí)，所述數(shù)字處理器使所述天線切換器將所述RF裝置耦合到天線中的不同天線。根據(jù)本方法的另一實(shí)施例，所述數(shù)字處理器為微控制器。根據(jù)本方法的另一實(shí)施例，所述數(shù)字處理器是選自由微處理器、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、可編程邏輯陣列(PLA)和專用集成電路(ASIC)組成的群組。
[0010]根據(jù)另一實(shí)施例，用于使用空間分離的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)定位射頻標(biāo)簽的方法可包括以下步驟:從射頻(RF)標(biāo)簽的天線發(fā)射多個(gè)信標(biāo)符號(hào)；在多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的每一者的循環(huán)選中的天線上接收所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)；確定從所述RF標(biāo)簽發(fā)射的所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)的相位跳躍和所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的每一者的接收所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)中的每一者的所述相應(yīng)選中天線；估計(jì)于所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的每一者處接收的所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)的抵達(dá)角度(AoA);根據(jù)所述AoA估計(jì)來(lái)估計(jì)所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的每一者的AoA向量；以及根據(jù)所述AoA向量來(lái)估計(jì)所述RF標(biāo)簽的空間位置。
[0011]根據(jù)本方法的另一實(shí)施例，可于所述循環(huán)選中的天線中的下一個(gè)天線處接收所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)中的每一下一個(gè)信標(biāo)符號(hào)。根據(jù)本方法的另一實(shí)施例，可于所述循環(huán)選中的天線中的下一個(gè)天線處接收所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)中的每隔一個(gè)下一個(gè)信標(biāo)符號(hào)。根據(jù)本方法的另一實(shí)施例，所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)可為符合IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的幀的有效載荷部分。根據(jù)本方法的另一實(shí)施例，所述估計(jì)于所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的每一者處接收的所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)中的所述AoA的步驟可包括確定與從所述RF標(biāo)簽接收所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)中的每一信標(biāo)符號(hào)的所述循環(huán)選中的天線的相應(yīng)天線有關(guān)的所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)中的所述信標(biāo)符號(hào)的相位跳躍的步驟。
[0012]根據(jù)本方法的另一實(shí)施例，所述估計(jì)于所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的每一者處接收的所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)的所述AoA的步驟可包括確定與從所述RF標(biāo)簽接收所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)中的每隔一個(gè)信標(biāo)符號(hào)的所述循環(huán)選中的天線的相應(yīng)天線有關(guān)的所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)中的所述每隔一個(gè)信標(biāo)符號(hào)的相位跳躍的步驟。根據(jù)本方法的另一實(shí)施例，所述估計(jì)所述AoA的步驟可提供方位角估計(jì)。根據(jù)本方法的另一實(shí)施例，所述估計(jì)所述AoA的步驟可提供仰角估計(jì)。
[0013]根據(jù)本方法的另一實(shí)施例，校準(zhǔn)所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的每一者的位置和定向的步驟可進(jìn)一步包括:從所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的所述循環(huán)選中的天線發(fā)射多個(gè)信標(biāo)符號(hào)；以及在所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的另一信標(biāo)節(jié)點(diǎn)上用所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的所述另一信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的所述天線的天線接收所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)。根據(jù)本方法的另一實(shí)施例，校準(zhǔn)所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的每一信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置和定向的步驟可進(jìn)一步包括:從所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的所述天線的天線發(fā)射多個(gè)信標(biāo)符號(hào)；以及在所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的另一信標(biāo)節(jié)點(diǎn)上用所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的所述另一信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的所述循環(huán)選中的天線接收所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)。根據(jù)本方法的另一實(shí)施例，額外步驟可包括:提供中央處理節(jié)點(diǎn)；以及提供網(wǎng)絡(luò)以用于將所述中央處理節(jié)點(diǎn)耦合到所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)。
[0014]根據(jù)本方法的另一實(shí)施例，所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的每一者可包括:射頻(RF)裝置；天線切換器，其耦合在所述RF裝置與所述循環(huán)選中的天線之間；以及數(shù)字處理器，其具有控制所述天線切換器的輸出和耦合到所述RF裝置的觸發(fā)輸入，其中當(dāng)從所述RF裝置接收到切換天線信號(hào)時(shí)，所述數(shù)字處理器可使所述天線切換器將所述RF裝置耦合到天線中的不同天線。根據(jù)本方法的另一實(shí)施例，所述數(shù)字處理器可為微控制器。根據(jù)本方法的另一實(shí)施例，所述數(shù)字處理器是選自由微處理器、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、可編程邏輯陣列(PLA)和專用集成電路(ASIC)組成的群組。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]可通過(guò)參考結(jié)合隨附圖式進(jìn)行的以下描述來(lái)獲取對(duì)本發(fā)明的更完全理解，其中:
[0016]圖1說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的教示的射頻標(biāo)簽(RF標(biāo)簽)定域架構(gòu)的示意圖；
[0017]圖2說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)例實(shí)施例的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)架構(gòu)的示意框圖；
[0018]圖3說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)例實(shí)施例的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的示意接口信號(hào)時(shí)序波形圖；
[0019]圖4說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的教示的示意切換序列和接收器處理信號(hào)時(shí)序波形圖；
[0020]圖4A說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的教示的與RF標(biāo)簽天線空間(三維)有關(guān)的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)天線的不意平面圖和正視圖；
[0021]圖5說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的教示的與RF標(biāo)簽天線有關(guān)的兩個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)天線的示意平面圖；
[0022]圖6說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的教示的與RF標(biāo)簽天線有關(guān)的四個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)天線的示意平面圖；
[0023]圖7說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的教示的系統(tǒng)估計(jì)誤差的示意圖表；
[0024]圖8說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的教示的隨機(jī)估計(jì)誤差的示意圖表；
[0025]圖9說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的教示的另一隨機(jī)估計(jì)誤差的示意圖表；
[0026]圖10說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的教示的第一平面上的四個(gè)信標(biāo)天線和第二平面上的RF標(biāo)簽天線的布置的示意等角三維圖；
[0027]圖11說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的教示的另一隨機(jī)估計(jì)誤差的示意圖表；
[0028]圖12(a)_12(d)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的教示的測(cè)量相互角的各自具有四個(gè)信號(hào)天線的兩個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的布置的示意等角圖；以及
[0029]圖13說(shuō)明在二維空間中各自由位置和定向表示的三個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)之間的測(cè)量的結(jié)果的示意表示。
[0030]雖然本發(fā)明可容許各種修改和替代形式，但其特定實(shí)例實(shí)施例已在圖式中加以展示且在本文中予以詳細(xì)描述。然而，應(yīng)理解，在本文中特定實(shí)例實(shí)施例的描述不希望將本發(fā)明限于本文中所揭示的特定形式，而是相反地，本發(fā)明希望涵蓋如附加的權(quán)利要求書(shū)所界定的所有修改和等效物。
【具體實(shí)施方式】
[0031]可經(jīng)由擴(kuò)展射頻三角測(cè)量通過(guò)嵌入資產(chǎn)中的RF標(biāo)簽的位置和方位(bearing)來(lái)確定資產(chǎn)跟蹤。信標(biāo)布置確定RF標(biāo)簽相對(duì)于特殊設(shè)計(jì)的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的方向。通過(guò)從多個(gè)空間移位的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)重復(fù)此測(cè)量來(lái)進(jìn)一步改進(jìn)RF標(biāo)簽定域(localization)。所述信標(biāo)節(jié)點(diǎn)配備有多個(gè)有策略地定位的天線且以每一符號(hào)循環(huán)地切換到不同天線的方式發(fā)射幀。行進(jìn)不同距離的符號(hào)導(dǎo)致由RF標(biāo)簽接收的幀內(nèi)的相移。根據(jù)相移和天線的已知布置，可估計(jì)從特定信標(biāo)節(jié)點(diǎn)RF可見(jiàn)RF標(biāo)簽的角度。信號(hào)相移的確定為基帶處理硬件的部分，且可用軟件實(shí)現(xiàn)位置確定程序的剩余部分。
[0032]有效RF標(biāo)簽定位同樣還在反向方向上起作用，RF標(biāo)簽發(fā)射幀(使用單個(gè)天線)，且所述信標(biāo)節(jié)點(diǎn)經(jīng)由信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的逐符號(hào)切換的天線而從RF標(biāo)簽接收信號(hào)。在信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中，正向方向和反向方向均可用于校準(zhǔn)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)自身的位置和定向。此導(dǎo)致比習(xí)知RF標(biāo)簽定位方法好的在精確度與資源強(qiáng)度之間的折衷點(diǎn)。
[0033]RF標(biāo)簽的成本和功率約束需要相對(duì)較窄的RF帶寬，其阻止在確定RF標(biāo)簽的位置的過(guò)程中對(duì)飛行時(shí)間和到達(dá)時(shí)間差的準(zhǔn)確估計(jì)。因此，估計(jì)射頻(RF)信號(hào)的抵達(dá)角度為優(yōu)選的。替代位置估計(jì)，可在特定機(jī)器人導(dǎo)航應(yīng)用中直接應(yīng)用抵達(dá)角度信息。此解決方法可與可支持此基礎(chǔ)測(cè)量的符合標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.15.4的無(wú)線電一起應(yīng)用。當(dāng)擴(kuò)展到一組空間分離的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)時(shí)，促進(jìn)了經(jīng)由擴(kuò)展三角測(cè)量的資產(chǎn)RF標(biāo)簽位置的估計(jì)。
[0034]在下表中概述本發(fā)明與定位RF標(biāo)簽資產(chǎn)的其它方式的比較。
[0035]
【權(quán)利要求】
1.一種用于使用空間分離的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)定位射頻標(biāo)簽的方法，所述方法包括以下步驟: 從多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的每一者的循環(huán)選中的天線發(fā)射多個(gè)信標(biāo)符號(hào)； 于射頻RF標(biāo)簽處接收所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)； 確定于所述RF標(biāo)簽處接收的所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)的相位跳躍和所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的每一者的發(fā)射所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)中的每一者的所述相應(yīng)選中天線； 估計(jì)從所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的每一者發(fā)射的所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)的抵達(dá)角度AoA ； 根據(jù)所述相應(yīng)AoA估計(jì)來(lái)估計(jì)所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的每一者的AoA向量；以及 根據(jù)所述AoA向量來(lái)估計(jì)所述RF標(biāo)簽的空間位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)中的每一下一個(gè)信標(biāo)符號(hào)是從所述循環(huán)選中的天線中的下一個(gè)天線發(fā)射。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)中的每隔一個(gè)下一個(gè)信標(biāo)符號(hào)是從所述循環(huán)選中的天線中的下一個(gè)天線發(fā)射。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)為符合IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的中貞的有效載荷部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述估計(jì)從所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的每一者發(fā)射的所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)的所述AoA的步驟包括:確定與發(fā)射所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)中的每一信標(biāo)符號(hào)的所述循環(huán)選中的天線的相應(yīng)天線有關(guān)的所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)中的所述信標(biāo)符號(hào)的所述相位跳躍的步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述 的方法，其中所述估計(jì)從所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的每一者發(fā)射的所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)的所述AoA的步驟包括:確定與發(fā)射所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)中的每隔一個(gè)信標(biāo)符號(hào)的所述循環(huán)選中的天線 的相應(yīng)天線有關(guān)的所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)中的所述每隔一個(gè)信標(biāo)符號(hào)的所述相位跳躍的步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述估計(jì)所述AoA的步驟提供方位角估計(jì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述估計(jì)所述AoA的步驟提供仰角估計(jì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括通過(guò)以下操作來(lái)校準(zhǔn)所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的每一信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置和定向的步驟: 從所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的所述循環(huán)選中的天線發(fā)射多個(gè)信標(biāo)符號(hào)；以及在所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的另一信標(biāo)節(jié)點(diǎn)上用所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的所述另一信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的所述天線中的天線接收所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括通過(guò)以下操作來(lái)校準(zhǔn)所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的每一信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置和定向的步驟: 從所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的所述天線中的天線發(fā)射多個(gè)信標(biāo)符號(hào)；以及在所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的另一信標(biāo)節(jié)點(diǎn)上用所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的所述另一信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的所述循環(huán)選中的天線接收所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括以下步驟: 提供中央處理節(jié)點(diǎn)；以及 提供網(wǎng)絡(luò)以用于將所述中央處理節(jié)點(diǎn)耦合到所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的每一者包括: 射頻RF裝置；天線切換器，其耦合在所述RF裝置與所述循環(huán)選中的天線之間；以及 數(shù)字處理器，其具有控制所述天線切換器的輸出和耦合到所述RF裝置的觸發(fā)輸入，其中當(dāng)從所述RF裝置接收到切換天線信號(hào)時(shí)，所述數(shù)字處理器使所述天線切換器將所述RF裝置耦合到所述天線中的不同天線。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述數(shù)字處理器為微控制器。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述數(shù)字處理器是選自由微處理器、數(shù)字信號(hào)處理器DSP、可編程邏輯陣列PLA和專用集成電路ASIC組成的群組。
15.一種用于使用空間分離的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)來(lái)定位射頻標(biāo)簽的方法，所述方法包括以下步驟: 從射頻RF標(biāo)簽的天線發(fā)射多個(gè)信標(biāo)符號(hào)； 在多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的每一者的循環(huán)選中的天線上接收所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)； 確定從所述RF標(biāo)簽發(fā)射的所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)的相位跳躍和所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的每一者的接收所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)中的每一者的所述相應(yīng)選中天線； 估計(jì)于所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的每一者處接收的所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)的抵達(dá)角度AoA ； 根據(jù)所述AoA估計(jì)來(lái)估計(jì)所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的每一者的AoA向量；以及 根據(jù)所述AoA向量來(lái)估計(jì)所述RF標(biāo)簽的空間位置。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中于所述循環(huán)選中的天線中的下一個(gè)天線處接收所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)中的每一下一 個(gè)信標(biāo)符號(hào)。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中于所述循環(huán)選中的天線中的下一個(gè)天線處接收所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)中的每隔一個(gè)下一個(gè)信標(biāo)符號(hào)。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)為符合IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的幀的有效載荷部分。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述估計(jì)于所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的每一者處接收的所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)的所述AoA的步驟包括:確定與從所述RF標(biāo)簽接收所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)中的每一信標(biāo)符號(hào)的所述循環(huán)選中的天線的相應(yīng)天線有關(guān)的所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)中的所述信標(biāo)符號(hào)的所述相位跳躍的步驟。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述估計(jì)于所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的每一者處接收的所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)的所述AoA的步驟包括:確定與從所述RF標(biāo)簽接收所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)中的每隔一個(gè)信標(biāo)符號(hào)的所述循環(huán)選中的天線的相應(yīng)天線有關(guān)的所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)中的所述每隔一個(gè)信標(biāo)符號(hào)的所述相位跳躍的步驟。
21.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述估計(jì)所述AoA的步驟提供方位角估計(jì)。
22.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述估計(jì)所述AoA的步驟提供仰角估計(jì)。
23.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其進(jìn)一步包括通過(guò)以下操作來(lái)校準(zhǔn)所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的每一信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置和定向的步驟 從所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的所述循環(huán)選中的天線發(fā)射多個(gè)信標(biāo)符號(hào)；以及 在所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的另一信標(biāo)節(jié)點(diǎn)上用所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的所述另一信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的所述天線的天線接收所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)。
24.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其進(jìn)一步包括通過(guò)以下操作來(lái)校準(zhǔn)所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的每一信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置和定向的步驟從所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的所述天線中的天線發(fā)射多個(gè)信標(biāo)符號(hào)；以及在所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的另一信標(biāo)節(jié)點(diǎn)上用所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的所述另一信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的所述循環(huán)選中的天線接收所述多個(gè)信標(biāo)符號(hào)。
25.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其進(jìn)一步包括以下步驟: 提供中央處理節(jié)點(diǎn)；以及 提供網(wǎng)絡(luò)以用于將所述中央處理節(jié)點(diǎn)耦合到所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)。
26.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的每一者包括: 射頻RF裝置； 天線切換器，其耦合在所述RF裝置與所述循環(huán)選中的天線之間；以及數(shù)字處理器，其具有控制所述天線切換器的輸出和耦合到所述RF裝置的觸發(fā)輸入，其中當(dāng)從所述RF裝置接收到切換天線信號(hào)時(shí)，所述數(shù)字處理器使所述天線切換器將所述RF裝置耦合到所述天線中的不同天線。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中所述數(shù)字處理器為微控制器。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中所述數(shù)字處理器是選自由微處理器、數(shù)字信號(hào)處理器DSP、可編程邏輯陣列PLA和`專用集成電路ASIC組成的群組。
【文檔編號(hào)】G01S3/48GK103502836SQ201280020391
【公開(kāi)日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2012年4月16日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月26日
【發(fā)明者】約瑟夫·G·內(nèi)梅特 申請(qǐng)人:密克羅奇普技術(shù)公司