CN101730851B - 用于定位的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于小空间定位的系统包括可在大致范围内移动的传送装置，配置成用于传送调制连续波，其中该调制连续波包含载波信号和基带信号；以及接收单元，配置成用于接收所述传送装置传送的信号以及用于基于对从所述传送装置接收的载波信号和基带信号的分析确定所述传送装置在所述大致范围内的位置。

Description

用于定位的系统和方法
相关申请
本发明根据35U.S.C.§119(e)要求在2007年3月27日提交的美国临时专利申请号60/907,280的权益，其内容通过引用结合于本文，如同在本文充分阐述一样。
技术领域
在本发明的一些实施例中，本发明涉及定位系统和方法，更具体但并不排他地涉及小空间定位系统和方法。
背景技术
小空间定位(在几米或更小空间内的定位)的领域是公知的。利用小空间定位系统的公知应用包括使用用于计算机交互的指向装置、机器人和机器控制系统以及用于玩具和存货控制的计算机交互系统的应用。某些应用可能要求2D解决方案，另一些应用可能要求3D解决方案。例如指向装置的某些应用可能仅需要单向通信，而例如机器人应用的另一些应用可能需要双向通信。数字书写工具(例如数字笔)通常用于捕获并数字化笔触以进行计算机交互。公知数字笔包括基于超声波的数字笔。通常，数字笔发出的超声波脉冲信号被接收器感测，并对根据接收器的输出确定的距离进行三角测量并将其与绝对笔位置相关。通常，位置测量基于通过视线(LOS)测量传送的脉冲的飞行时间(TOF)。TOF估算通常需要发送器与接收器之间的精确同步以便补偿时钟的不精确和/或偏移。转让给Epos Technologies有限公司的标题为“用于声音定位系统的声音鲁棒性同步信令”(coustic RobustSynchronization Signaling For Acoustic Positioning System)的国际专利申请公布号WO2005111653(其内容通过引用结合于本文)，描述了位置单元和定位装置，其中位置单元传送连续调制声音波形和同步信号，该同步信号是至少两个同步分组的序列，这些同步分组均承载用于连续调制声音波形的定时数据。此外，同步信号使用跳时(timehopping)来支持多个位置单元的同时定位。
Altman Nathan和Eliashiv Oded的转让给Epos Technologies有限公司的标题为“用于获取定位数据的方法和系统(Method And SystemFor Obtaining Positioning Data)”的国际专利申请公布号WO03088136(其内容通过引用结合于本文)，描述了用于获取位置并包括第一发射器的位置单元以及检测器设备，其中该第一发射器用于发射可解码以修正位置的基本连续的超声波波形，该检测器设备用于以保持位置修正能力的方式，检测允许修正位置的方式的波形并输出波形以用于计算。
发明内容
根据本发明的一些实施例的方面，提供一种用于小空间定位的系统和方法，这种系统提供相对于公知系统改进的精确度和/或减少的模糊度。
本发明的一些实施例的方面是，提供用于小空间定位的系统，该系统包括传送装置和接收单元，该传送装置可在大致范围(anapproximate range)内移动，配置成用于传送调制连续波形，其中调制连续波包含载波信号和基带信号，该接收单元配置成用于接收传送装置传送的信号并用于基于对从传送装置接收的载波信号和基带信号的分析来确定传送装置在大致范围中的位置。
可选地，对载波信号和基带信号的分析包括对载波信号的相位分析。
可选地，该接收单元包括检测器，其中该检测器配置成用于执行接收单元接收的调制连续波与期望的调制连续波之间的相关。
可选地，调制连续波是预先确定的，而期望的调制连续波是传送装置传送的调制连续波的副本。
可选地，接收单元配置成用于从接收的调制连续波与期望的调制连续波之间的相关来确定基带和载波信号相关曲线(correlationcurve)。
可选地，接收单元配置成用于确定绝对相关曲线中的至少一个峰值和实数相关曲线中的至少一个峰值。
可选地，该接收单元包括至少一个接收器，以及该接收单元配置成用于确定传送装置与至少一个接收器之间的视线距离。
可选地，基本与实数相关曲线中的峰值对齐的绝对相关曲线中的峰值对应于至少一个接收器与传送装置之间的最可能的视线距离。
可选地，该系统包括模糊度解算器(ambiguity resolver)，该模糊度解算器配置成用于从实数相关曲线中的多个峰值中选择至少一个峰值。
可选地，这多个峰值是从接收的信号中获取的，该接收的信号包含若干延迟的信号，这些延迟的信号的相关曲线相互叠加(super-impose on each other)。
可选地，该系统包括模糊度解算器，其中该模糊度解算器配置成用于从多个峰值中识别最接近绝对相关曲线的峰值的峰值或者判定多个峰值中不存在适合的峰值。
可选地，模糊度解算器配置成用于从多个峰值中识别最接近绝对相关曲线中的上升能量的峰值。
可选地，该模糊度解算器配置成基于对确定的视线距离的历史跟踪来从多个峰值中识别峰值。
可选地，该模糊度解算器配置成基于对确定的视线距离的随时间变化的速度的跟踪(based on velocity tracking of determined line of sightdistances over time)来从多个峰值中识别峰值。
可选地，该模糊度解算器配置成基于对视线的速度的随时间变化的加速度的跟踪(based on acceleration tracking of velocity of line ofsight over time)来从多个峰值中识别峰值。
可选地，该模糊度解算器配置成将从不同接收器计算的可能的视线距离进行比较。
可选地，该模糊度解算器配置成确定叠加波与接收的调制连续波拟合的最小方差或最大似然度。
可选地，该模糊度解算器配置成基于对多个峰值的至少一部分赋予的计分来从多个峰值中识别峰值。
可选地，该计分基于模糊度解算器计算的一个或多个预定义参数的值。
可选地，该接收单元配置成用于辨认传送器与至少一个接收器之间最可能的视线距离，其中接收器接收的信号包含接近范围中因传送装置传送的信号的多径而相互叠加的若干延迟的信号。
可选地，该接收单元配置成用于在载波信号波长的十分之一的精确度内确定位置(determining the position within accuracy in the order ofone tenth of the carrier signal wavelength)。
可选地，对于不同的系统使用不同的基带信号。
可选地，该接收单元配置成存储有关传送装置要传送的基带信号的信息。
可选地，该接收单元配置成基于基带信号在具有从该系统的传送装置传送的载波频率的调制信号与从其他传送装置传送的载波频率的调制信号之间进行区分。
可选地，该接收单元配置成存储至少一个校准参数，所述校准参数配置成基于系统的传递函数来调整期望的调制连续波。
可选地，该校准参数是从包含如下项的组中选择的：相位响应、振幅响应和组延迟。
可选地，该调制连续波是声波。
可选地，该调制连续波是超声波。
可选地，该调制连续波是配置为穿透除空气以外的媒介的1-18MHz范围内的超声波。
可选地，该调制连续波是RF波。
可选地，该载波信号的频率与调制连续波的基带信号的频率处于相同的量级(the order of magnitude)。
可选地，该接收单元包括间隔开并各定位于预定义位置的至少两个接收器。
可选地，该系统包括处理单元，该处理单元配置成基于传送装置与至少两个接收器中的两个接收器的每一个接收器之间的视线距离的三角测量来确定传送装置的位置。
可选地，该传送装置还配置成用于传送同步信号，以及其中该同步信号定义飞行时间延迟的开始。
可选地，该同步信号是IR信号。
可选地，该同步信号是RF信号。
本发明的一些实施例的方面是，提供用于小空间定位的方法，该方法包括从传送装置传送调制连续波，其中该调制连续波包含载波信号和基带信号，利用相互间隔预定义的距离的接收器接收该传送装置传送的信号；并且基于对从传送装置接收的载波信号和基带信号的分析来确定该传送装置在大致范围内的位置，其中传送装置和接收器的其中之一可在大致范围内移动，而其中另一个被定位在预定义的位置处。
可选地，该传送装置可在大致范围内移动，而其中这些接收器被定位在预定义的位置处。
可选地，对载波信号和基带信号的分析包括对载波信号的相位分析。
可选地，该方法包括执行接收单元接收的调制连续波与期望的调制连续波之间的相关。
可选地，该调制连续波是预先确定的，而期望的调制连续波是所传送的调制连续波的副本。
可选地，该方法包括从接收的调制连续波与期望的调制连续波之间的相关来确定绝对相关曲线和实数相关曲线。
可选地，该方法包括确定绝对相关曲线中的峰值和实数相关曲线中的峰值。
可选地，该方法包括确定传送装置与至少一个接收器之间的视线距离。
可选地，基本与实数相关曲线中的峰值对齐的绝对相关曲线中的峰值对应于至少一个接收器与传送装置之间的最可能的视线距离。
可选地，该方法包括从实数相关曲线中的多个峰值中选择峰值。
可选地，这多个峰值是从接收的信号中获取的，该接收的信号包含若干延迟的信号，这些延迟的信号的相关曲线相互叠加。
可选地，该方法包括从多个峰值中识别最接近绝对互相关曲线的峰值的峰值。
可选地，该方法包括从多个峰值中识别最接近绝对相关曲线中的上升能量的峰值。
可选地，该方法包括基于对确定的视线距离的历史跟踪来从多个峰值中识别峰值。
可选地，该方法包括基于对确定的视线距离的随时间变化的速度的跟踪来从多个峰值中识别峰值。
可选地，该方法包括将从不同接收器计算的可能的视线距离进行比较。
可选地，该方法包括确定叠加波与接收的调制连续波拟合的最小方差或最大似然度。
可选地，该方法包括基于对多个峰值的至少一部分赋予的计分来从多个峰值中识别峰值。
可选地，该计分基于一个或多个预定义参数的计算值。
可选地，该方法包括辨认传送器和接收器之间最可能的视线距离，其中接收器接收的信号包含接近范围中因传送装置传送的信号的多径而相互叠加的若干延迟的信号。
可选地，该方法包括在载波信号波长的十分之一的精确度内确定位置。
可选地，该方法包括在从不同的传送装置传送的信号之间进行区分。
可选地，该区分基于将期望的基带信号与接收的基带信号进行比较。
可选地，该方法包括实时调整期望的调制连续波的模板。
可选地，该调整基于对所接收的调制连续波的质量的定量测量。
可选地，该定量测量是来自调制连续波与期望的调制连续波之间的相关的相关计分。
可选地，该调制连续波是声波。
可选地，该调制连续波是超声波。
可选地，该调制连续波是配置为穿透除空气以外的媒介的1-18MHz范围内的超声波。
可选地，该调制连续波是RF波。
可选地，该载波信号的频率与调制连续波的基带信号的频率处于相同的量级。
可选地，该方法包括执行对传送装置与两个接收器的每个接收器之间的视线距离的三角测量，这两个接收器配置成用于接收从传送装置传送的信号。
可选地，该方法包括传送同步信号，其中该同步信号定义飞行时间延迟的开始。
可选地，该同步信号是IR信号。
可选地，该同步信号是RF信号。
除非另行定义，否则本文使用的所有技术和/或科技术语均具有与本发明所属领域中的技术人员共识的含义相同的含义。虽然在实施或测试本发明的实施例中可以使用与本文描述的方法和材料相似或等效的方法和材料，但是下文描述示范的方法和/或材料。如果有冲突，则包括定义的本专利说明书将适用。此外，这些材料、方法和示例仅是说明性的，不应作为必然的限制。
实现本发明实施例的方法和/或系统可以涉及以人工方式、自动方式或其组合来执行或完成选定的任务。而且，根据本发明的方法和/或系统的实施例的实际仪器操作和装备，可以通过硬件、软件或固件或它们的组合使用操作系统来实现多个选定的任务。
例如，用于执行根据本发明实施例的选定任务的硬件可以作为芯片或电路来实现。作为软件，根据本发明实施例的选定任务可以作为使用任何适合的操作系统的计算机执行的多个软件指令来实现。在本发明的示范实施例中，由数据处理器，例如用于执行多个指令的计算平台来执行根据如本文描述的方法和/或系统的示范实施例的一个或多个任务。可选地，该数据处理器包括用于存储指令和/或数据的易失性存储器和/或非易失性存储装置，例如用于存储指令和/或数据的磁硬盘和/或可移动媒介。可选地，还提供网络连接。还可选地提供显示器和/或例如键盘或鼠标的用户输入装置。
附图说明
本文参考附图仅以示例的方式说明本发明的一些实施例。现在详细地参考这些附图，要强调的是，所示的具体细节通过举例说明，并且目的在于对本发明的实施例进行说明性论述。就此而言，结合附图进行的描述使得本领域技术人员显见到可以如何实现本发明的实施例。
在这些附图中：
图1A是说明根据本发明的一些实施例的小空间定位系统的简化框图；
图1B是说明根据本发明的一些实施例、包括三个接收器的小空间定位系统的简化框图；
图2是根据本发明的一些实施例、用于确定位置的简化数据流示意图；
图3是根据本发明实施例、接收的和期望的信号的相关曲线的绝对虚数和实数部分的示意说明；
图4A-4C是根据本发明的一些实施例的三组示范相关曲线，这些曲线说明因存在多径信号而可能产生的潜在模糊度；
图5是示出根据本发明实施例、多径信号的振幅、多径信号的延迟和相对于最强峰值的LOS的位置之间的关系的示范映射图；以及
图6是可从在LOS信号上叠加的多个多径信号获取的自动相关曲线的示范绝对和实数部分的示意说明。
具体实施方式
在本发明的一些实施例中，本发明涉及定位系统和方法，更具体但并不排他地涉及小空间定位系统和方法。
根据一些实施例，提供一种系统和方法，用于提高小空间定位系统的精确度。根据本发明的一些实施例，小空间定位系统将调制连续信号传送到间隔开的至少两个接收器。可选地，还传送同步信号。该调制连续信号包含嵌入在载波信号上的预定义基带信号。根据本发明的一些实施例，基于在期望的调制信号与接收的调制信号之间计算的互相关来确定TOF和/或LOS距离。正如本文使用的，术语互相关表示可以比较例如最小方差、最小绝对误差等的信号的任何比较函数。可选地，该同步信号与调制连续信号一起传送以定义TOF延迟的开始。
根据本发明的实施例，利用载波和基带信号来执行互相关，例如不移除和/或执行降频转换，以及对载波信号设有或未设有低通滤波器。根据本发明的一些实施例，期望和接收的载波波形的互相关有利于执行对载波信号的相位分析。根据本发明的一些实施例，基带(BB)信号提供与载波信号波长对应的量级的精确度的定位，同时对载波信号的相位分析通过提供有关该波长内的位置的信息而提高该精确度。根据本发明的一些实施例，本文描述的系统和方法有利于提高声音定位系统可获得的精确度。根据本发明的一些实施例，可以达到约为载波信号波长的千分之一的精确度。通常，精确度受限于信噪比(SNR)；对于无穷大的SNR，精确度也会无穷大。在实际中，SNR可以高达20dB，它在精确度方面仍会有非常好的结果。本发明人发现本文描述的系统的精确度的限制因素不是SNR(如果它足够高，即通常在15dB以上)。限制因素是甚至在办公室/家庭环境中也微小变化的声音的速度的可重复性。声音的速度的小波动限制了系统精确度。在一些示范实施例中，载波信号和BB信号选为使得载波信号落在BB信号的频率范围内和/或与BB信号处在相同的量级中。
在一些示范实施例中，载波和BB信号是声音，并且处在超声波(US)频率范围中。在其他示范实施例中，载波和基带信号是电磁信号，并且处在RF范围中。
根据本发明的一些实施例，提供一种系统和方法用于在存在多径信号的情况中确定LOS距离时解算(resolve)模糊度。模糊度是由于相关曲线(例如原始信号与多径信号的相关曲线)叠加所致，这使得难以识别原始LOS峰值。
根据本发明的实施例，计算一个或多个参数以确定暴露于多径信号期间的最可能定位。在一些示范实施例中，计分系统用于基于多个定义的参数来确定最可能定位。在一些示范实施例中，执行相关的包络中的峰值和实数部分的分析以解算模糊度。在一些示范实施例中，执行历史跟踪来解算模糊度。在一些示范实施例中，执行速度跟踪来解算模糊度。在一些示范实施例中，执行每个接收器中接收的信号之间的比较来解算模糊度。
现在参考图1A，其中示出描述根据本发明的一些实施例的小空间定位系统的简化框图。根据本发明的一些实施例，定位系统100通常包括可移动和/或移动传送装置110和接收装置120，将确定传送装置110的位置在大致范围内、例如定义的区域内，接收器装置120用于拾取该定义的区域内的传送装置110传送的信号并用于基于对接收的信号的TOF分析来确定传送装置的位置。通常接收装置120是固定的。
根据本发明的实施例，传送装置110传送预定义的调制连续信号112。接收装置120中的一个或多个接收器(例如接收器121和接收器122)可以拾取传送装置110传送的信号。使用载波和BB相关器152将接收的信号与期望的信号、例如预先存储在接收器端上的预定义的调制连续信号的副本(或在接收器端计算的信号或接收器获取的信号)比较。通常载波和BB相关器与处理单元160是一整体的。通常将预定义的调制连续信号的模板、模型和/或特征预先存储在存储器151(例如非易失性存储器)中。如本文使用的模板是从数学级数到数字化输入数据的期望信号的完整模型。在一些示范实施例中，可以使用参考模型(例如模板)作为计算参考的“起始点”。每个系统可以在传送器与接收器之间的传递函数方面有少许差异。在一些示范实施例中，接收器可以通过“实时(on the fly)”或以特殊校准模式调整模板来适应这些差异。为此目的，可以实现所接收的信号的质量的定量测量。在一个示范实施例中，定量测量是相关计分(correlation score)。在一些示范实施例中，实现相关计分的预定义阈值以定义信号的质量。例如，当相关计分在预定义阈值之上时，系统可以使用接收的信号来调整模板。
可选地，传送装置110还传送同步信号116，该同步信号116可以被同步接收器123检测到以及由处理单元160实现以提示用于确定接收的调制信号112的TOF的延迟计数。在一些示范实施例中，同步信号116可以是IR信号，而同步接收器123可以是IR检测器。在其他示范实施例中，可以使用RF信号来实现同步。通常，该同步单元具有相对于定位系统100的尺寸基本为零的TOF。TOF通常基于调制信号的传播速度以及传送装置110与接收装置120之间的距离。
接收器121和122从传送装置110接收信号和/或多个信号。通常，接收器121和122是固定的、间隔开的并定位于预定义位置。在一个示范实施例中，将接收器121和122沿着与计算装置(例如，个人计算机、移动电话装置、个人数字助理(PDA))关联的显示单元的边缘定位。根据本发明的一些实施例，接收器121和122可以是麦克风。根据本发明的实施例，与接收器121和接收器122进行电通信或逻辑通信的载波和BB相关器152包括用于不从其载波提取BB信号和/或连同载波信号一起将接收的和期望的调制信号互相关的电路。通常，实现期望的调制信号的模板以用于与接收的信号互相关。
可以利用接收的同步信号来设置延迟的开始，并且还同步移动单元与基站之间的时钟。处理器160基于载波和基带信号的互相关结果来确定定位。在本发明的一些实施例中，每个接收单元与专用的载波和BB相关器152关联。在本发明的备选实施例中，载波和BB相关器和/或其功能与处理单元160是一整体的，例如在与定位系统关联的个人计算机或计算装置中。根据本发明的一些实施例，处理器160包括快速傅立叶变换(FFT)能力，并用于执行对接收的信号的相位和振幅的分析。根据本发明的一些实施例，存储器单元151包括存储器能力，例如用于存储来自接收的信号的信息、期望的调制连续信号的参数和/或其他信息的存储器能力。存储器单元151可以包括易失性以及非易失性存储器。在一些示范实施例中，存储器单元151存储一个或多个校准参数，该一个或多个校准参数被实现用于基于例如特定硬件集(如接收器和传送器)的传递函数的特征来调整模板。示范校准参数可以包括模板在相位、振幅和组延迟上的差以及其他参数。
根据本发明的一些实施例，同步信号源116可以是具有相对于定位系统100的尺寸基本为零的TOF和/或到达时间(TOA)的信号源。例如，同步信号可以是IR信号、RF信号和/或捆绑信号(tethered signal)。根据本发明的一些实施例，可以通过天线或IR传送器来传送同步信号116，以及可以通过另一个天线传送调制连续信号112。在一些示范实施例中，可以通过单个天线来传送同步信号116和调制连续信号112。
根据本发明的一些实施例，调制连续信号源112可以是例如超声波范围中的声音信号源。例如，调制连续信号源116的信号范围可以在约20与80KHz之间和/或最高200KHz变化。虽然还可以对声音信号使用200KHz以上的频率，但是本发明人发现随着增高声音信号的频率，易受到LOS损耗。由于尺寸更大或处于波长附近的微小人为因素，频率的增高可能对整个声音响应有影响，或者频率的增高对传送信号的延迟速率有影响，从而产生系统的更小有效范围。
根据本发明的其他实施例，信号源112可以是RF信号源。在一些示范实施例中，RF信号源可以在例如433MHz、868MHz、900MHz、915MHz和2.4GHz的超高频率(UHF)范围中和/或在例如3.1-10.6GHz的超宽带(UWB)范围中发射信号。基于LOS上从传送装置到接收装置的调制连续信号TOF来确定传送和接收装置之间的距离，例如传送与接收装置之间的最短距离。传送装置在二维中的定位可以基于从两个接收器的每个接收器确定的距离的三角测量来确定。为了确定三维中的位置，可以使用多于两个接收器，例如可以使用三个接收器。
通常，对于计算机指向装置和/或数字笔系统，将传送装置嵌入、附接或以其他方式结合到指向装置和/或笔中，同时将至少两个接收器定位于定义的固定位置用于接收传送的信号。基于接收的信号，处理器160基于载波和BB信号来计算TOF，并且通常执行三角测量以作为时间的函数确定传送装置的位置。
现在参考图1B，其中示出说明根据本发明一些实施例的包括三个接收器的小空间定位系统的简化框图。根据本发明的一些实施例，定位系统101包括位于定义的位置且相互之间处于定义的距离的三个接收器121、122和124。在一些示范实施例中，将接收器121、122和124定位于单个平面上，例如定位于显示帧的三个点上。或者，可以将接收器121、122和124的其中之一定位于不同的平面上。根据一些实施例，实现三个接收器有利于在无需同步信号的情况下检测位置。在一些示范实施例中，通过比较三个接收器之间的时间延迟差来确定位置。
在一些示范实施例中，例如对于RF系统，将同步信号116嵌入在调制连续信号112中，且不需要专用的天线。
现在参考图2，其中示出根据本发明的一些实施例、用于确定位置的简化数据流示意图。根据本发明的实施例，两个或两个以上接收器(例如接收器121和接收器122)拾取的信号可以经过FFT 210，以便可以在预定义的频带内执行对接收的信号的延迟分析。在本发明的一些示范实施例中，可以在执行FFT之前过滤和放大接收器拾取的信号。可选地，同步接收器123(例如IR检测器)用于接收同步信号，并且可以实现定时数字锁相环(DPLL)214来生成与接收的声音信号的相位有固定关系的信号。根据本发明的一些实施例，基于在接收的和传送的调制信号之间检测到的时间偏移在频域中执行对从接收器121和121接收的信号的定时校正。通常，将校正的信号保存在存储器220中以用于进一步处理来确定定位。在一些示范实施例中，存储器220与存储器151(图1)是一整体的。在单元212执行的定时校正之后，相关器执行223中存储的模板与输入的数据之间的互相关。根据本发明的一些实施例，实现相关器240用于将期望的调制连续信号(例如存储器151(或图2的存储器223)中保存的预定调制连续信号)与存储器220中存储的接收的调制连续信号互相关。根据本发明的一些实施例，相关器216计算相关曲线的包络和实数部分，并基于该包络峰值的位置和实数部分的峰值，可以确定TOF。根据本发明的一些实施例，实现模糊度解算器218以作为接收到多径信号(例如导致相关包络的合并的多径信号)的结果在确定LOS距离时解算任何模糊度。在一些实施例中，在确定TOF和/或LOS的距离时可以将从先前样本存储的信息和/或来自其他接收器的输出信号纳入考虑。存储的数据可以包含一个或多个定义的参数值、阈值和/或确定TOF时有用的其他信息。根据本发明的一些实施例，存储的数据可以包括表，例如期望的信号、预先存储的信号和/或参考信号的表。可以由坐标估算器222基于根据从接收器121和122接收的信号确定的TOF来确定传送的声音信号的原点的位置。在一些示范实施例中，原点的位置是在预定义的坐标系内相对于接收器的位置定义的。
根据本发明的一些实施例，处理器160使用模板来构造参考信号和/或期望的信号的查询表，对照该表比较接收的信号以便可以发现最佳匹配距离。在一些实施例中，可以按Nyquist率对期望的波形采样，并且可以通过外推函数来克服采样点之间的任何定时不匹配以揭示距离。根据本发明的一些实施例，同步信号(例如IR信号)用于设置延迟的开始，并且还用于同步移动单元与基站之间的时钟。本领域技术人员将认识到声音信号具有不同的角传递函数。根据本发明的一些实施例，可以将均衡器添加到基站以便补偿此现象。
根据本发明的实施例，使用模糊度检测器获取的最可能信号来识别与模板信号的最可能的非零距离。根据本发明的一些实施例，坐标估算器222可以包括与结合的国际专利申请公布号WO03088136中描述的最大似然检测器相似的最大似然检测器。根据本发明的一些实施例，利用具有傅立叶变换SL(ω)的复低通时域信号SL(t)来调制连续信号112，从而：
SL(ω)＝0，|ω|＞B/2，否则SL(ω)≠0。
此信号在频域中的自相关函数是：
CLL(ω)＝SL(ω)·SL(ω)＝|SL(ω)|2    公式(1)
注意，时域中的自相关函数CLL(ω)将是对称的(因为频率响应是实数)。
可以通过将SL(ω)的频率响应置于载波频率ωc周围(以正频率和负频率)来合成双边带通信号SBP(ω)：
根据本发明的实施例，SBP(ω)的自相关和/或互相关可以表示为(假定ωc≥B/2)：
C BPBP ( ω ) = S BP ( ω ) · S BP ( ω ) ‾ = 1 4 · [ | S L ( ω ) | 2 * δ ( ω - ω c ) + | S L ( - ω ) | 2 * δ ( ω + ω c 5 ) ] 公式(2)
其时域表示是：
c BPBP ( t ) = 1 4 · [ c LL ( t ) · e j · ω c · t + c LL ( - t ) · e - j · ω c · t ] = 1 2 · c LL ( t ) · cos ( ω c · t 10 ) 公式(3)
注意，如果SL(ω)是对称的，则CLL(t)将是实数。
在一些示范实施例中，代替双边SBP(ω)信号，可采用单边表示，仅具有包含信息的正频率，SBP+(ω)。
此信号的自相关将是：
c BP + BP + ( t ) = 1 2 · c LL ( t ) · e j · ω c · t 公式(4)
CB+PBP+(t)的绝对部分对应于BB信号自相关。相位复矢量(复指数)在此响应上添加调制项。
现在参考图3，其中示出根据本发明实施例的接收的信号和期望的信号之间的互相关曲线的绝对和实数部分的示意说明。相关曲线的绝对部分和/或包络曲线310表示基带自相关，而相关曲线320的实数部分表示载波信号互相关。正如可以从图3中见到的，载波信号320的相关曲线比对应于基带信号310的相关曲线窄。相关曲线320提供嵌入在载波信号中的添加的相位信息。因为载波信号320的相关曲线较窄，所以它能够更精确地估算包络曲线310确定的波长内的距离。根据本发明的实施例，LOS信号的延迟在直线350与时间轴(X轴)相交时发生，并将其定义在与包络曲线310的范围内的相关曲线的实数部分中的峰值对应的时间处。在一些示范实施例中，可以使用相关曲线330的虚数部分来提供嵌入在载波信号中的添加的相位信息。在一些示范实施例中，可以实现相关的虚数和实数部分来确定相位信息。
根据本发明的实施例，将来自相关曲线的基带部分的信息与载波提供的相位信息组合能够更精确地估算TOA。通常，例如，如果带宽足够，则基带信号包含达到波长量级的精确度的信息。载波信号具有较窄的波段并提供包络定义的波长内的相位信息。本发明人发现将来自基带和载波的结果组合能够在没有仅使用与载波的相关所得到的模糊度的情况下更精确地估算距离。
根据本发明的一些实施例，平方BB信号的理想自相关结果是具有sinc(x)的形状的包络310和其峰值与该包络的峰值对齐的载波320。sinc(x)表示sin(x)/x。sinc(x)是由于信号的有限带宽所致。sinc(x)主瓣的宽度与信号的宽度成比例。根据本发明的一些实施例，使用与载波信号的相关可以将精确度提高10的系数。
根据本发明的实施例，通过在确定TOA和/或TOF时考虑嵌入在载波信号中的相位信息来提供在其他系统之上提高的精确度。在使用调制连续信号进行定位的公知系统中(例如在RF定位系统中)，当确定TOA、TOF和/或LOS距离时，移除了载波信号而不将其纳入考虑。
根据本发明的实施例，载波信号的频率(例如30-60KHz)大约与该带宽(例如50-100KHz)处于相同的量级。因为采样率通常基于带宽来确定，例如至少为带宽的两倍，从而避免折叠失真，所以确定实数信号通常使用的采样频率也可应用于对载波信号采样，以便在不大大地增加可用系统(例如声音小空间定位系统)的采样率的情况下可以将载波信号信息纳入考虑。
通常，对于RF系统，则情况不是这样，其中载波频率可能处于数百MHz的量级，而带宽可能实质性地较小。但是，对于包括具有高采样率(例如3-4GHz的采样率)和/或甚至更高采样率(例如6-8GHz)的接收器的公知RF系统，也可以使用本文描述的系统和方法来应用载波信号的相位信息。
根据本发明的一些实施例，载波信号通常比基带信号更具鲁棒性，并保持其与LOS的位置，例如在面对多径信号时保持其与LOS的位置。根据本发明的一些实施例，由于载波信号的鲁棒性特性，所以当确定相关时，较之依赖于BB信号来确定相关的系统，降低了该定位系统对环境噪声的易受影响程度。
现在参考图4A-4C，其中示出根据本发明的一些实施例的三组示范相关曲线，其说明因存在多径信号而可能产生的潜在模糊度。根据本发明的一些实施例，当存在短范围多径信号时，多个延迟的信号到达接近范围中的检测器并相互叠加，从而使得最终的相关曲线不明确。根据本发明的实施例，当存在多径信号而使其对应的相关曲线450看上去与视线(LOS)信号400的相关曲线有距离时，指示最大相关点410的相关的实数和绝对部分中的峰值可以是清晰的，并且可以确定LOS距离(图4A)。LOS是接收到信号的最短距离和/或没有多径情况下传送器与接收器之间的距离。因为由具有延迟410的第一峰值表示最短距离，所以显然此第一峰值表示LOS信号。
根据本发明的实施例，模糊度可能源于短多径信号，例如来自载波信号的一个波长量级的距离的多径信号。当多径延迟460逼近LOS延迟410(图4B-4C)时，相关曲线的形状可能因LOS信号410与多径信号460的相关曲线的叠加而不明确。
通常如图4B所示，当发生接近的多径时，在相关曲线的实数部分中可能找到多个潜在的LOS峰值，例如峰值405和455，由此导致关于峰值对应于LOS的模糊度。初看起来，当实数曲线488具有其最大峰值455时，包络曲线499和实数曲线488像是在时间460指向最大相关，尽管LOS峰值发生在延迟410。
在一些示范实施例中，当甚至更接近的多径信号出现(图4C)时，LOS信号和延迟可能更加不明确，实数相关曲线中的潜在峰值(例如峰值406、407和408)均可能不对应于延迟410所对应的原始LOS峰值。信号的重叠可能导致非LOS峰值的峰值被放大和/或对应于LOS的峰值被衰减。面对关于LOS距离的模糊度，可能需要检验多于一个标准来确定最可能的LOS峰值。
现在参考图5，其中示出根据本发明实施例可用于识别视线位置的单个多径信号的振幅、单个多径信号的延迟和最终峰值之间的关系的映射图。该图示出最接近的LOS实数峰值与其相邻峰值比较的相对高度。在一个示例中，图例上0的计分指示MP振幅低于LOS，并且MP的延迟大。另一方面，3的计分指示MP振幅与LOS振幅一样高或高于LOS振幅，LOS与MP之间的延迟相对较小。2的计分指示发现在LOS的右边的最高峰值。本发明人发现当MP振幅开始高于LOS，且MP延迟稍微低于1.5个载波波长时，此峰值低于其相邻峰值。这些情况是最难解的。图4C示出MP信号具有振幅1.2和MP延迟为载波波长的0.486所对应的模拟情况。
根据本发明的实施例，实现模糊度解算器218(图2)以解由多径信号的重叠(super-positioning)导致的模糊度。现在参考图6，其中示出可从在LOS信号上叠加的多个多径信号获取的自动相关曲线的示范绝对和实数部分的示意图说明。初看起来，当实数曲线488具有其最大峰值462时，包络曲线499和实数曲线488像是在时间460指向最大相关。根据本发明的一些实施例，可以考虑和/或计算一个或多个标准和/或参数来辨认、估算和/或选择LOS峰值，例如与LOS距离对应的峰值。在一些示范实施例中，可以考虑包络峰值499和载波峰值462之间的距离。例如，本发明人发现，可预期最接近包络峰值的载波峰值是LOS峰值。例如，在图6中，可以将峰值462视为LOS峰值的强候选，因为它最接近于包络峰值461。此外或作为备选，可以作为弱候选摒弃超过与包络峰值的预定义距离的峰值，并可以通过排除过程选择LOS峰值。例如，可以作为弱候选摒弃峰值425和430。
而且，上文提到的包络峰值与载波峰值之间的距离可以是为了估算最可能的LOS峰值而考虑的多个参数和/或标准的仅其中之一。还可以考虑的另一个参数是，该峰值是否位于包络的上升部分或陡峭上升部分上。本发明人发现，可预期LOS峰值可以是位于包络曲线的上升能量上的峰值，例如曲线420上升时的最陡峭部分上的第一个峰值。例如，基于此参数，可以确定峰值422是LOS峰值。根据本发明的一些实施例，在选择当前样本中最可能的LOS峰值时，可以将先前样本中LOS峰值所对应的位置和/或距离纳入考虑。在一些示范实施例中，可以将没有因存在接近的多径而导致模糊度的情况中的先前样本中辨认的LOS峰值所对应的位置和/或距离纳入考虑，并将其用作确定最可能的当前LOS峰值时的参考点。例如，如果以往四个样本中，显然LOS峰值对应于与接收器的距离A，因为在该样本中没有多径模糊度，则可以使用该样本作为参考点来确定什么是当前样本的最可能距离以及由此确定什么是当前样本的LOS峰值。基于LOS峰值的先前位置(例如没有模糊度的位置)来对LOS峰值的位置进行历史跟踪可以提高选到正确LOS峰值的似然度。在一些示范实施例中，可以对不同的可能性确定计分，并选择具有最佳度量的可能性作为当前样本的最可能的LOS峰值。
根据本发明的一些实施例，可以执行先前信号与当前信号之间的互相关以便能够对LOS峰值所确定的距离进行速度跟踪。根据本发明的一些实施例，可以使用先前信号与当前信号之间的互相关来执行速度跟踪。根据实现的应用，可以预先确定采样点之间的速度的合理和/或可能范围。可以取消预定义范围外的不太可能的速度所对应的峰值作为可能的LOS峰值的资格，和/或此类峰值会产生低计分。例如，在笔数字化器系统中，通常利用手运动来移动传送装置。手运动的可能范围是已知的，并且可以利用该可能范围来排除在定义的时间段上的不太可能的位置和/或LOS位置的改变。在一些示范实施例中，可以基于相对于先前样本确定的速度来对LOS峰值给予计分。可以选择具有最佳计分(例如具有最可能速度)的LOS峰值作为最可能的LOS峰值。可以在两个样本(例如相邻的样本)之间和/或在多个样本之间执行速度跟踪。在一些示范实施例中，可以利用没有模糊度的先前样本来执行速度跟踪。
根据本发明的一些实施例，可以使用从另一个接收器获取的信息来辨认最可能的LOS峰值。在一些示范实施例中，可以执行从两个接收器(例如接收器121和122(图1))接收的输入信号之间的互相关来确定最可能的LOS峰值。本发明人发现，由于多径所导致的模糊度通常不会同时和/或以相同的方式影响两个接收器。在本发明的一些示范实施例中，可以将每个输入信号作为另一个接收器和/或接收的信号的模板来实现。当比较来自每个接收器的结果时，添加附加的信息，并可以消除和/或降低位置上的模糊度。
上述参数的任何一个参数以及其他参数可以单独或组合使用来确定最可能的LOS峰值。在一些示范实施例中，基于不同的参数值使用计分系统，从而每个参数对每个峰值贡献计分，然后将LOS峰值选为具有最高(或最低)计分的峰值。可以对每个参数应用加权。例如，可以对重要的参数给予较之其他参数更大的加权。在一些实施例中，可以将获得最高计分的峰值确定为最可能的LOS峰值。或者，将计分系统定义成使得获得最低计分的峰值被选择并用作最可能的LOS峰值。
根据一些实施例，可以将其他参数和/或附加的参数纳入考虑来帮助辨认(decipher)最可能的LOS峰值。
本发明人发现对于声音定位，存在使用US频率范围中的传送信号的优点。US波位于声谱的较高端。通常，对于较高频率载波信号，可以获得较高精确度。另一个优点是，US波通常较不易受到环境噪声的干扰，因为在我们通常的环境中，与其他声音传送器相比和/或与RF传送器相比，US传送器较不显著。对于附加的US传送器和/或US信号可能出现在周围环境中情况，它们通常比其他声波更快衰落，因为对于越高的频率，衰落速率越高。US定位系统的另一个优点是，对于传输能量的所需量，US传送器和/或接收器通常小于其他信号传送器和/或接收器。此外，因为US频率范围对于人是听不见的，所以对于用户交互来说比声音定位系统中使用的其他声音范围更实用。在一些示范实施例中，可能因为越高范围的信号越容易受到LOS的时间损耗而限制了所实现的声音频率的范围。
虽然系统和方法主要针对范围在20-100KHz之间的声音信号来描述的，但是本文描述的系统和方法还可以应用于通常应用更高频率(例如用于例如肝脏和肾脏的深结构的1-6MHz或用于例如肌肉、腱、睾丸、乳房和新生儿脑部的7-18MHz)的医用超声系统。此外，本文描述的系统和方法还可应用于RF系统。
根据本发明的实施例，可以容易地调整本文描述的系统和方法以适于多个用户，例如相互邻近工作的多个用户。根据本发明的一些实施例，每个传送装置110可以传送唯一的调制连续信号，该唯一的调制连续信号可以被专用的检测器151和152(图1)识别。在一些示范实施例中，可以对于不同用户通过不同的基带信号来调制不同传送装置中的载波信号。每个接收器和/或检测器可以识别对应于其有关的传送器的基带模式。例如，可以通过基带信号的信号分析来实现识别。接收的信号不具有期望的基带信号的定义的特性，则可以将其从TOF分析中忽略和/或排除。因为TOF是由基带和载波信息确定的，所以可以在不牺牲TOF检测和/或估算的精确度的情况下实现不同的信号。
可预期在由本申请提出的专利的有效期期间，将有多种有关的检测和处理电路被开发出来，术语检测器和/或处理器的范围理应先验地包含所有此类新技术。术语“包括”、“包含”、“具有”及其同根词表示“包括但不限于”。
术语“由...组成”表示“包括且限于”。
术语“基本由...组成”表示组成物、方法或结构可以包括附加的组成部分、步骤和/或部分，但是这仅在这些附加的组成部分、步骤和/或部分未本质性地改变要求权利的组成物、方法或结构的基本且新颖特征的情况下才成立。
在本申请中，本发明的多种实施例是以范围的形式给出的。应该理解，以范围的形式进行描述仅是为了方便且简明，而不应视为对本发明范围的固定限制。因此，对范围的描述应视为具有明确公开的所有可能的子范围以及该范围内的各个数值。例如，对于如从1至6的范围的描述应视为具有如从1至3、从1至4、从1至5、从2至4、从2至6、从3至6等的明确公开的子范围，以及该范围内的各个数字，例如1、2、3、4、5和6。无论范围的宽度如何，这均适用。
无论何时，只要本文指示数值范围，则意味着包含所指示的范围内的任何引述的数值(小数或整数)。短语“范围在”第一指示数字与第二指示数字“之间”/第一指示数字与第二指示数字“之间的范围”以及“范围在从”第一指示数字“到”第二指示数字“之间/从”第一指示数字“到”第二指示数字“之间的范围”可在本文中互换使用，它们表示包含第一和第二指示的数字以及其之间的所有小数和整数数值。
应认识到，为了简明而在单独的实施例上下文中描述的本发明的某些特征还可以通过与单个实施例组合的形式来提供。相反，为了简明而在单个实施例上下文中描述的本发明的多种特征也可以单独地提供或通过与本发明的任何其他描述的实施例进行任何适合细分组合来提供或按适合在本发明的任何其他描述的实施例中提供。多种实施例上下文中描述的某些特征不应视为那些实施例的本质特征，除非实施例没有那些单元就不起作用。

Claims (65)

1.一种用于小空间定位的系统，包括：可在大致范围内移动的传送装置，配置成用于传送调制连续波，其中所述调制连续波是超声波，以及其中所述调制连续波包含载波信号和基带信号；以及接收单元，配置成用于接收所述传送装置传送的一个信号或多个以及用于基于对从所述传送装置接收的载波信号和基带信号的分析来确定所述传送装置在所述大致范围内的位置，其中对所述基带信号的分析提供以所述载波信号波长的量级的精确度来确定位置，而对所述载波信号的相位分析通过提供有关在所述波长内的位置的信息来提高所述位置的精确度。
2.如权利要求1所述的系统，其中对所述载波信号和所述基带信号的分析包括对所述载波信号的相位分析。
3.如权利要求1或2所述的系统，其中所述接收单元包括检测器，其中所述检测器配置成用于执行所述接收单元接收的调制连续波与期望的调制连续波之间的相关。
4.如权利要求3所述的系统，其中所述调制连续波是预先确定的，而所述期望的调制连续波是所述传送装置传送的所述调制连续波的副本。
5.如权利要求3所述的系统，其中所述接收单元配置成用于从所接收的调制连续波与所述期望的调制连续波之间的相关来确定基带和载波信号相关曲线。
6.如权利要求5所述的系统，其中所述相关曲线包含绝对相关曲线和实数相关曲线，以及其中所述接收单元配置成用于确定绝对相关曲线中的至少一个峰值和实数相关曲线中的至少一个峰值。
7.如权利要求6所述的系统，其中所述接收单元包括至少一个接收器，以及所述接收单元配置成用于确定所述传送装置与所述至少一个接收器之间的视线距离。
8.如权利要求7所述的系统，其中基本与所述实数相关曲线中的峰值对齐的所述绝对相关曲线中的峰值对应于所述至少一个接收器与所述传送装置之间最可能的视线距离。
9.如权利要求8所述的系统，包括模糊度解算器，配置成从所述实数相关曲线中的多个峰值中选择至少一个峰值。
10.如权利要求9所述的系统，其中所述多个峰值是从接收的信号中获取的，所述接收的信号包含若干延迟的信号，所述延迟的信号的相关曲线相互叠加。
11.如权利要求9所述的系统，其中所述模糊度解算器配置成从所述多个峰值中识别最接近所述绝对相关曲线的峰值的峰值或者判定所述多个峰值中不存在适合的峰值。
12.如权利要求9所述的系统，其中所述模糊度解算器配置成从所述多个峰值中识别最接近所述绝对相关曲线中的上升能量的峰值。
13.如权利要求9所述的系统，其中所述模糊度解算器配置成基于对确定的视线距离的历史跟踪来从所述多个峰值中识别峰值。
14.如权利要求9所述的系统，其中所述模糊度解算器配置成基于对确定的视线距离的随时间变化的速度的跟踪来从所述多个峰值中识别峰值。
15.如权利要求14所述的系统，其中所述模糊度解算器配置成基于对视线速度的随时间变化的加速度的跟踪来从所述多个峰值中识别峰值。
16.如权利要求9所述的系统，其中所述模糊度解算器配置成将从不同接收器计算的可能的视线距离进行比较。
17.如权利要求9所述的系统，其中所述模糊度解算器配置成确定叠加波与所接收的调制连续波拟合的最小方差或最大似然度。
18.如权利要求9所述的系统，其中所述模糊度解算器配置成基于对所述多个峰值的至少一部分赋予的计分来从所述多个峰值中识别峰值。
19.如权利要求18所述的系统，其中所述计分基于所述模糊度解算器计算的一个或多个预定义参数的值。
20.如权利要求9所述的系统，其中所述接收单元配置成用于辨认所述传送装置和所述至少一个接收器之间最可能的视线距离，其中所述接收器接收的信号包含相互叠加的若干延迟的信号。
21.如权利要求1所述的系统，其中所述接收单元配置成用于以所述载波信号波长的十分之一的精确度来确定位置。
22.如权利要求1所述的系统，其中所述基带信号不同于另一个相同系统中使用的基带信号。
23.如权利要求22所述的系统，其中所述接收单元配置成存储有关所述传送装置要传送的基带信号的信息。
24.如权利要求22所述的系统，其中所述接收单元配置成基于所述基带信号在具有从所述系统的所述传送装置传送的载波频率的调制信号与具有从其他传送装置传送的载波频率的调制信号之间进行区分。
25.如权利要求3所述的系统，其中所述接收单元配置成存储至少一个校准参数，所述校准参数配置成基于所述系统的传递函数来调整所述期望的调制连续波。
26.如权利要求25所述的系统，其中所述校准参数是从包含如下项的组中选择的：相位响应、振幅响应和组延迟。
27.如权利要求1所述的系统，其中所述调制连续波是配置为穿透除空气以外的媒介的1-18MHz范围内的超声波。
28.如权利要求1所述的系统，其中所述载波信号的频率与所述调制连续波的基带信号的频率处于相同的幅度量级。
29.如权利要求1所述的系统，其中所述接收单元包括隔开并且每一个都位于预定位置处的至少两个接收器。
30.如权利要求29所述的系统，包括处理单元，所述处理单元配置成基于所述传送装置与所述至少两个接收器中的两个接收器的每一个接收器之间的视线距离的三角测量来确定所述传送装置的位置。
31.如权利要求1所述的系统，其中所述传送装置还配置成用于传送同步信号，以及其中所述同步信号定义飞行时间延迟的开始。
32.如权利要求31所述的系统，其中所述同步信号是IR信号。
33.如权利要求31所述的系统，其中所述同步信号是RF信号。
34.一种用于小空间定位的方法，包括：
从传送装置传送调制连续波，其中所述调制连续波包含载波信号和基带信号；其中所述调制连续波是超声波；以及
利用相互间具有预定距离的接收器接收所述传送装置传送的信号；以及
基于对从所述传送装置接收的载波信号和基带信号的分析来确定该传送装置在大致范围内的位置，其中所述传送装置和接收器的其中之一可在所述大致范围内移动，而另一个被定位在预定位置处，其中对所述基带信号的分析提供以所述载波信号波长的幅度量级的精确度来确定位置，而对所述载波信号的相位分析通过提供有关在所述波长内位置的信息来提高所述位置的精确度。
35.如权利要求34所述的方法，其中所述传送装置可在所述大致范围内移动，而其中所述接收器被定位在预定位置处。
36.如权利要求34所述的方法，其中对所述载波信号和所述基带信号的分析包括对所述载波信号的相位分析。
37.如权利要求34-36中任一项所述的方法，包括执行所述接收器中至少一个接收的调制连续波与期望的调制连续波之间的相关。
38.如权利要求37所述的方法，其中所述调制连续波是预先确定的，而所述期望的调制连续波是所传送的调制连续波的副本。
39.如权利要求37所述的方法，包括从所接收的调制连续波与所述期望的调制连续波之间的相关来确定绝对相关曲线和实数相关曲线。
40.如权利要求39所述的方法，包括确定所述绝对相关曲线中的峰值和所述实数相关曲线中的峰值。
41.如权利要求34-36和38-40中任一项所述的方法，包括确定所述传送装置与至少一个接收器之间的视线距离。
42.如权利要求37所述的方法，包括从所述相关确定绝对相关曲线和实数相关曲线，其中基本与所述实数相关曲线中的峰值对齐的所述绝对相关曲线中的峰值对应于至少一个接收器与所述传送装置之间最可能的视线距离。
43.如权利要求42所述的方法，包括从所述实数相关曲线中的多个峰值中选择所述峰值。
44.如权利要求43所述的方法，其中所述多个峰值是从接收的信号中获取的，所述接收的信号包含若干延迟的信号，所述延迟的信号的相关曲线相互叠加。
45.如权利要求43所述的方法，包括从所述多个峰值中识别最接近绝对相关曲线的所述峰值的峰值。
46.如权利要求43所述的方法，包括从所述多个峰值中识别最接近绝对相关曲线中的上升能量的峰值。
47.如权利要求43所述的方法，包括基于对确定的视线距离的历史跟踪来从所述多个峰值中识别峰值。
48.如权利要求43所述的方法，包括基于对确定的视线距离的随时间变化的速度跟踪来从所述多个峰值中识别峰值。
49.如权利要求43所述的方法，包括将从不同接收器计算的可能的视线距离进行比较。
50.如权利要求43所述的方法，包括确定叠加波与所接收的调制连续波拟合的最小方差或最大似然度。
51.如权利要求43所述的方法，包括基于对所述多个峰值的至少一部分赋予的计分来从所述多个峰值中识别峰值。
52.如权利要求51所述的方法，其中所述计分基于一个或多个预定义参数的计算值。
53.如权利要求43所述的方法，包括辨认所述传送装置和接收器之间最可能的视线距离，其中所述接收器接收的信号包含相互叠加的若干延迟的信号。
54.如权利要求34所述的方法，包括以所述载波信号波长的十分之一的精确度来确定位置。
55.如权利要求34所述的方法，包括在从不同传送装置传送的信号之间进行区分。
56.如权利要求55所述的方法，其中所述区分基于将期望的基带信号与接收的基带信号进行比较。
57.如权利要求37所述的方法，包括实时调整所述期望的调制连续波的模板。
58.如权利要求57所述的方法，其中所述调整基于对所接收的调制连续波的质量的定量测量。
59.如权利要求58所述的方法，其中所述定量测量是来自所述调制连续波与所述期望的调制连续波之间的相关的相关计分。
60.如权利要求34所述的方法，其中所述调制连续波是配置为穿透除空气以外的媒介的1-18MHz范围内的超声波。
61.如权利要求34所述的方法，其中所述载波信号的频率与所述调制连续波的基带信号的频率处于相同的幅度量级。
62.如权利要求34所述的方法，包括执行对所述传送装置与两个接收器的每个接收器之间的视线距离的三角测量，所述两个接收器配置成用于接收从所述传送装置传送的信号。
63.如权利要求34所述的方法，包括传送同步信号，其中所述同步信号定义飞行时间延迟的开始。
64.如权利要求63所述的方法，其中所述同步信号是IR信号。
65.如权利要求63所述的方法，其中所述同步信号是RF信号。
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