點中的每個錨站點接收同 時發(fā)送的射頻脈沖和聲學(xué)脈沖；在框704,針對所述至少三個錨站點的每個錨站點，確定移 動設(shè)備接收到射頻脈沖和聲學(xué)脈沖的時間；在框706,計算移動站和所述至少三個錨站點 中的每個錨站點之間的距離；以及在框708,使用所述至少三個計算出的距離確定移動站 的位置。
[0042] 在方法600和700的每個方法中，計算移動站和發(fā)送錨站點之間的距離包括：在一 個實施例中，確定移動站處聲音的速度，將移動站處聲音的速度乘以移動站接收射頻脈沖 和聲學(xué)脈沖之間的時間差。確定移動站處聲音的速度包括：在一個實施例中，確定移動站處 的溫度，并基于所述溫度計算聲音的速度。確定移動站的位置包括：在一個實施例中，使用 至少三個計算出的距離以及所述至少三個錨站點的已知位置，通過三邊測量法對移動站進(jìn) 行定位。
[0043] 多個方面包括：
[0044] 結(jié)合超聲信號和RF信號的室內(nèi)定位系統(tǒng)
[0045] 使用RF信號以便同步超聲脈沖的ToF測量值
[0046] 錨站點設(shè)備通過無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)交叉相連的定位系統(tǒng)
[0047] 移動設(shè)備通過無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)與錨站點相連的定位系統(tǒng)
[0048] 定位系統(tǒng)，其中中心站可以運行根據(jù)移動設(shè)備的當(dāng)前位置來優(yōu)化TDMA時隙的算 法并可以相應(yīng)地修改網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。
[0049] 盡管參考優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明，然而本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識到可以在不脫離 本發(fā)明的精神和范圍的前提下對形式和細(xì)節(jié)進(jìn)行多種改變。盡管總體上描述了室內(nèi)定位系 統(tǒng)，然而還可以將本發(fā)明用于室外環(huán)境下。可以根據(jù)任意標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行通信，而不限于網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò) 類型的通信系統(tǒng)。如文中所用，術(shù)語"聲學(xué)"包括任意頻率的聲學(xué)信號，包括超聲波。類似 地，術(shù)語"RF"是指任何適合波長的射頻。本文所用的術(shù)語"錨"是指站發(fā)送機，其位置是已 知的并未用作確定位置中的參考位置。術(shù)語"移動設(shè)備"是指正在識別其位置的設(shè)備（例 如移動站）。盡管本文示出了麥克風(fēng)，然而可以實現(xiàn)任何類型的聲學(xué)接收機。聲學(xué)接收機可 以是全方向的或可以是定向性的。如果使用定向性的聲學(xué)接收機，則在位置確定中可以使 用與接收到的聲學(xué)信號的方向相關(guān)的信息。此外，移動站可以包括多于一個的聲學(xué)接收機。 如果將多個聲學(xué)接收機實現(xiàn)在單個移動站上，則在一些配置中可以將它們用于提供位置信 息。例如，兩個定方向性的聲學(xué)接收機可以提供與接收到聲學(xué)信號的方向相關(guān)的信息。聲 學(xué)信號可以包括連續(xù)信號，其中包括了一些類型的時序信息，例如幅度或頻率脈沖或改變、 數(shù)字信息等?？梢愿鶕?jù)需要，以多于一個的頻率來發(fā)送聲學(xué)信號。用于確定位置的處理單 元可以存在于移動站內(nèi)、一個或更多個錨站點中、中心站處或一些其他位置。
【主權(quán)項】
1. 一種室內(nèi)定位系統(tǒng)，包括： 多個錨站點，每個錨站點被配置為發(fā)送射頻信號和聲學(xué)信號； 移動站，包括： 射頻接收機，配置為從多個錨站點中的至少一個接收射頻信號； 聲學(xué)接收機，配置為從多個錨站點中的至少一個接收聲學(xué)信號； 處理單元，配置為基于接收到的射頻信號和聲學(xué)信號，確定移動站的位置信息。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的室內(nèi)定位系統(tǒng)，其中所述多個錨站點中的每個錨站點包括： RF發(fā)送機； 聲學(xué)發(fā)送機； 銷站點處理單元；以及 膠合邏輯電路，與RF發(fā)送機、聲學(xué)發(fā)送機和處理單元相耦接以允許RF發(fā)送機、聲學(xué)發(fā) 送機和處理單元之間的交互。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的室內(nèi)定位系統(tǒng)，其中所述聲學(xué)發(fā)送機是超聲波發(fā)送機。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的室內(nèi)定位系統(tǒng)，其中所述RF發(fā)送機是WirelessHART?.發(fā) 送機。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的室內(nèi)定位系統(tǒng)，其中所述移動站包括溫度傳感器。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的室內(nèi)定位系統(tǒng)，其中所述聲學(xué)接收機包括麥克風(fēng)。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的室內(nèi)定位系統(tǒng)，還包括： 中心站，配置為與多個錨站點進(jìn)行通信。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的室內(nèi)定位系統(tǒng)，其中所述中心站還包括中心站處理單元，配 置為分配用于通過多個錨站點傳輸?shù)臅r分多址時隙。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的室內(nèi)定位系統(tǒng)，其中所述中心站處理單元還被配置為基于所 確定的移動站的位置，修改網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的室內(nèi)定位系統(tǒng)，其中發(fā)送的射頻信號與聲學(xué)信號同步，其中 所述移動站被配置為從多個錨站點中的至少三個錨站點接收發(fā)送的射頻信號和聲學(xué)信號， 基于接收到的信號以及多個錨站點中的所述至少三個錨站點的已知位置，來計算移動站的 位置。11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的室內(nèi)定位系統(tǒng)，其中發(fā)送的射頻信號與聲學(xué)信號同步，其中 所述移動站處于部分地已知的位置，所述移動站被配置為從多個錨站點中的至少一個錨站 點接收發(fā)送的射頻信號和聲學(xué)信號，并基于接收到的信號以及多個錨站點中的所述至少一 個錨站點的已知位置和所述部分地已知的位置，計算移動站的位置。12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的室內(nèi)定位系統(tǒng)，還包括多個移動站，每個移動站被配置為接 收射頻信號和聲學(xué)信號。13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的室內(nèi)定位系統(tǒng)，其中所述處理單元位于多個錨站點之一中。14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的室內(nèi)定位系統(tǒng)，其中所述處理單元位于移動站中。15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的室內(nèi)定位系統(tǒng)，其中所述處理單元位于中心站中。16. -種利用已知位置處的多個錨站點來確定移動站的位置的方法，包括： 從多個錨站點中的一個錨站點同時發(fā)送射頻信號和聲學(xué)信號； 在移動站處接收所述射頻信號和聲學(xué)信號； 確定移動站接收所述射頻信號和聲學(xué)信號的時間；以及 計算移動站和多個錨站點中的所述一個錨站點之間的距離。17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中計算移動站與執(zhí)行發(fā)送的錨站點之間的距離包 括： 確定移動站處聲音的速度；以及 將移動站處聲音的速度乘以移動站接收射頻信號和聲學(xué)信號之間的時間差。18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述確定移動站處的聲音速度包括：確定空氣 的溫度，并基于所述溫度計算聲音速度。19. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還包括： 針對多個錨站點中的至少兩個附加錨站點，重復(fù)所述同時發(fā)送、接收、確定和計算；以 及 基于計算出的距離，確定移動站的位置。20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述確定移動站的位置包括： 使用至少三個計算出的距離以及至少三個錨站點的已知位置，通過三邊測量法對移動 站進(jìn)行定位。21. -種確定移動站的位置的方法，包括： 從已知位置的至少三個錨站點中的每個錨站點接收同時發(fā)送的每一個射頻信號和聲 學(xué)信號； 針對所述至少三個錨站點中的每個錨站點，確定移動站接收到射頻信號和聲學(xué)信號的 時間； 計算移動站和所述至少三個錨站點中的每個錨站點之間的距離；以及 使用所述至少三個計算出的距離，確定移動站的位置。22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述計算移動站和執(zhí)行發(fā)送的錨站點之間的距 離包括： 確定移動站處聲音的速度；以及 將移動站處聲音的速度乘以移動站接收射頻信號和聲學(xué)信號之間的時間差。23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述確定移動站處的聲音速度包括確定空氣的 溫度，并基于所述溫度計算聲音速度。24. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述確定移動站的位置包括：使用所述至少三 個計算出的距離以及所述至少三個錨站點的已知位置，通過三邊測量法對移動站進(jìn)行定 位。
【專利摘要】一種室內(nèi)定位系統(tǒng)，包括多個錨站點，每個錨站點被配置為發(fā)送射頻信號和聲學(xué)信號。移動站包括：射頻接收機，配置為從多個錨站點中的至少一個接收射頻信號；聲學(xué)接收機，配置為從多個錨站點中的至少一個接收聲學(xué)信號。處理單元被配置為基于接收到的射頻信號和聲學(xué)信號，確定移動站的位置信息。
【IPC分類】G01S5/08, G01S5/24
【公開號】CN104898090
【申請?zhí)枴緾N201410738708
【發(fā)明人】艾維沙·巴托夫, 奧斯·茲洛尼克
【申請人】羅斯蒙特公司
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2014年12月5日
【公告號】US20150247916, WO2015134269A2, WO2015134269A3