CN106257892A - 用于定位预定场所中的设备的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于定位预定场所中的设备的系统及方法。一种位置追踪系统包括第一多个信号接收及传输设备，所述第一多个中的成员每一个都包括RF收发器、声音接收器和声音发射器。第二多个信号传输单元，所述第二多个中的成员每一个都至少包括RF收发器和声音发射器。与所述第一多个中的成员通信的系统控制元件，其中所述控制元件至少部分地基于从所述第一多个中的成员接收到的信息来确定所述第二多个中的成员的位置。

Description

用于定位预定场所中的设备的系统和方法

技术领域

本申请涉及识别预定区域中的可移动对象的位置。更特别地，本申请涉及具有已知的位置的固定设备组和可移动单元的识别系统及方法。可移动单元与固定设备交互，并向那些设备提供位置指示信息。

背景技术

随着人们寻求保护自身及其财产，诸如用于家庭和商业的安全系统变得很普遍。家庭安全系统一般使用在诸如窗和门的进入点处的传感器连同诸如动作检测器、振动传感器、震动传感器、和玻璃碎裂传感器的内部传感器。

商业安全系统包括被连接到控制面板的数百个检测器或传感器，所述控制面板分析传感器数据并在有入侵或火灾或类似此类事件的情况下触发警报。以下是关于此类系统的特性的观测。

由于错放例如钥匙链(keyfob)、移动电话、锁柜钥匙等的感兴趣的设备/物品而存在问题。被错放一个小时以上的移动电话可以被用于从钱包转移钱或完全地重置电话使得其不能够被识别。RF链如果丢失，则可能允许不想要的用户采用有效访问的入侵。那么将难于避免此类盗窃。可能很久以后才意识到关于所述事件的发生。

安全保护重要资产：银行办公室为具有必须受到安全保护的诸如现金或债券的许多对象的商业场所。而且，银行场所内人们的位置可能很重要。只有在发生盗窃后才会意识到资产损失。那时，可能使用视频监视记录来识别罪犯。

有时，存在在家庭中以及商业场所处感兴趣的对象被偷偷拿走、并且后来难以找到或定位的情况。追踪此类物品以了解它们在场所内被来回移动到何处将是很好的。

已知的是当我们最需要TV遥控时，它们有时会在我们的家中丢失。存在若干用于定位此类设备的系统，但没有一个足够精确地做到它。

为了解决上述问题，可以使用GPS系统来定位人们，如果他们携有手持设备的话。但假如GPS信号不能够到达内部位置，那么仍不可能在场所内定位任何感兴趣的物品。并且依旧不易实现精确地识别场所内设备的位置。

附图说明

图1A、1B、1C合起来图解在图2、3中所使用的符号；

图2为第一示例性配置的图示；

图3为第二示例性配置的图示；以及

图4图解本文中的实施例的附加的方面。

具体实施方式

尽管所公开的实施例可以采用许多不同的形式，但其具体实施例在附图中被示出并将在本文中被详细描述，其中要理解本公开应被考虑为对其原理的例证以及实践其的最佳模式，而不意图将其权利要求限于所例证的具体实施例。

与现有不成功的系统不同，本系统及方法意图为解决识别场所内设备位置的问题，并且还有追踪感兴趣的物品/对象的移动。有利地且另外，所述解决方案是低成本的，因为它不使用GPS追踪设备，也不需要许多传感器。

在本文中的实施例中，至少两种不同类型的设备或单元彼此交互以生成可以被传输给确定电路的电信号。该电路可以使用接收到的信息来建立在预定的感兴趣区域中可移动单元相对固定设备的位置。

在一方面中，可以将设备固定地放置在感兴趣区域中。

设备每一个都能够传输并接收来自可移动单元的RF和/或声音信号并处理数据。位置数据可以被传输到控制面板或中央单元用于进一步处理。

单元是小的且可移动的，像是标签，其在一个实施例中可以同时发射RF信号和声音信号。在位置识别及配置中，单元可以发射和/或接收较高的精确度。这些信号应由设备接收，其可以处理和/或发送它们给控制单元用于进一步处理。在另一方面中，系统处理这些信号以定位被附着于感兴趣物品的单元。

在所公开的实施例中，在房间/区域中，预安装多个设备，其等待从单元接收信号。校准/预编程所有这些设备以将它们自己位置的位置数据发送给控制或中央单元以定位和识别这些设备。

单元可以每一个都被固定或附着于要被追踪/识别的资产，或它可以是所述资产的一部分。单元发射由接收设备解码并理解的RF和/或声音信号。在另一实施例中，单元能够接收和传输RF/声音信号以被用于单元的相关追踪。

包括信号强度、声级、声音与RF计时之间的差的来自单元的位置数据由(一个或多个)设备内部地处理，并被传输回到中央控制单元或面板用于进一步处理。中央单元或面板进一步处理来自多个设备输入的这些输入以识别单元的位置。

在又另一方面中，多个类型A设备被安装在感兴趣的场所或区域中、以及在每个隔间/房间中。这些类型A设备可以由安全系统供电或自供电。它们能够无线地或经由有线介质发送信息给系统的控制面板或中央单元。

使用3D轴位置测量系统来测量和识别设备中的每一个的位置。这使控制面板能够定位类型A设备。一旦确定了类型A设备的位置，就校准/预编程类型A设备中的每一个以将基于它们在场所内的相对位置的位置信息发送给控制单元。

将能够发送可听或超声的声音和RF信号给类型A设备的类型B单元置于这些设备之间用于校准。基于从测试设备接收的信号，控制单元或面板可以自动识别和映射隔间/房间或相关区域内的各种位置。一旦校准了面板和类型A设备，系统就准备好识别任何登记的类型B单元的位置。

在其中类型B设备能够发送/接收声音和RF信号的另一实施例中，它们能够发送相对于其位置已被面板识别的另一类型B设备的相对位置。在此情况下，类型A设备从类型B设备接收附加的位置信息，并且中央面板可以进行更精确的计算以确定位置。

有利地，RF和声音信号可以包括被编码的数据以区分正发射类似信号的各种类型B单元。作为结果，我们可以识别多个类型B单元且每当必要时个别地追踪它们。

然后向控制单元或安全面板登记(一个或多个)类型B单元，并且可以将类型B单元附着到感兴趣的物品。这些单元是低功率、电池操作的设备。此类单元周期性地如被编程的那样传输RF及声音信号给设备。它们可以发送所附的各物品的位置。安全系统设备接收此类信号并将信息发送回给安全面板。安全系统通过自动的、至少部分是电路实现的三角测量过程来计算区域中的各种单元的位置。

在又另一方面中，类型B设备能够定位它们距类型A设备的当前位置并存储在永久存储器内。类型B设备能够周期性地广播其位置信息，并且如果被指示，则能够接收此类信息。大多数时候，类型B设备忽略来自其同等体的广播消息直至受指示反射回给类型A。控制面板/中央单元可以按需处理所有被反射的广播消息以提高位置信息的精确度。

用户可以使用被连接到安全面板的移动应用来确定场所内对象的位置。面板可以三角测量所述位置并以用户可读或可查看的格式识别对象的位置。可以可视地呈现建筑内的动画(animated)位置信息。而且，假如相机是可用的，那么移动应用可以通过将相机移动到该位置、经由移动应用将图像/视频流式传输给用户的电话来显示位置。

图1-3图解如上讨论的实施例的方面。图1A图解系统控制单元或控制面板10的符号。图1B图解类型A设备的符号，诸如其中所示的12a。如下讨论的，感兴趣区域R1或R2可以被填充有诸如设备12a的多个固定设备12a、12b、12c...12m。图1C图解可移动的类型B单元的符号，诸如14a、14b。

类型A设备被固定地安装在各区域中。控制单元10与其通信，并具有其固定位置的记录。类型B单元是移动的，且易于在各区域中被移动。类型B单元可以被黏在或被并入到感兴趣的物品中。

最初，由中央控制单元10在阶段1学习过程中建立各种设备位置。图2图解设备12i和在诸如区域R1的所安保的场所中的典型配置。在图1B中图解每个设备的能力。

每个安全设备12i被装配有用以识别位置的传感器。这些设备由安装者使用GPS系统来定位，以提供诸如12i的各检测器相对于基准的位置。而且，如果可用的话，此数据可以被连接到建筑信息模型(BIM)。

然后，在学习传感器阶段2中，确定检测器12i的位置相对于彼此的关系。在此方面，诸如12i的设备传输其它设备12i接收的RF及声音信息以了解附近设备的位置。此阶段主要识别感兴趣区域中一个设备相对于另一设备的接近度。

图3图解相对于彼此定位类型A设备的三角测量机制。该图示描绘了类型A设备在场所内的移动及其重新校准。这样，中央单元10创建传感器间的关系及其对彼此的接近度。

接下来，在阶段3设备学习中识别周围环境声音及RF噪声。这是为了识别周围区域中存在的噪声量，并为了调整基准以识别要被消除的噪声量。

在阶段4，为了开始使用定位系统，使用测试类型B单元执行测试验证。在此方面，类型A设备和类型B单元发射啁啾型信号连同用于同步的RF信号，并且还发送类型B单元的序列号。类型B单元在其中已校准类型A设备的场所内来回移动。这些类型A设备从测试单元接收信号(声音及RF两者)，并发送数据给中央10单元用于进一步处理。

关于图4，其中类型A设备12a、12b和12c成功地定位了类型B单元14a，控制面板10通过12a、12b或12c之一将位置信息发送回给14a。类型B单元14a存储位置信息并在被指导广播消息14-1时这样做。

当单元14b进入所安保的场所R1时，类型A设备，诸如12a、12b、12c或12d，为单元14b获取初始位置。另外，单元14a从单元14b接收广播消息14-2。

响应于来自用户的位置请求，控制面板10将R1识别为感兴趣区域，并指示诸如14a、14b的类型B单元反射接收自其各自邻近区域的广播消息。然后面板10可以处理来自R1的反射消息中的所有并确定精确位置。

因此，如本领域技术人员将理解的，类型B单元14i能够确定其距诸如12i的类型A设备的当前位置。而且，类型B单元14i能够周期性地广播其各自的位置信息，并且如果被指导这样做的话能够接收此类信息。在一种操作模式中，类型B单元14i可以忽略来自其同等体的广播消息，直至受指示反射回给诸如12i的类型A设备。面板10可以在需要知道的基础上处理被反射的广播消息中的所有，以提高位置信息的精确度。

相对于声音信号，类型A设备和类型B单元将啁啾型信号用于声音。这些声音信号可以被多次发送，并且还可以以各种发声模式或编码数据被发射。这些模式有助于区分一个要被识别的对象和另一个。而且，设备可以被编程为传输声音的振幅超过RF数据的振幅的度。然后此设备ID可以被用于表示诸如钥匙链或移动电话或保险库柜的感兴趣对象。

类型A设备能够使用如本领域技术人员将会已知的标准方法来处理多路径声音信号，无需进一步讨论。这是为了确保诸如回声的声音现象可以被用于识别类型B设备的位置。

在示例中，类型B单元14i被附着于移动电话。向此单元提供中央单元10 可以容易地理解的识别号。一旦附着有此单元14i的移动电话在场所中，例如R1或R2，其就周期性地传输RF及声音信号。

当移动电话处于固定位置时，诸如12i的设备接收信号强度，且仅附近的RF传感器接收RF信号数据。基于概率性方法，定位移动电话存在于其内的区域。根据声音信号，可以分析接收了声音信号的每个设备之间的距离。使用此类多个输入的组合及在中央单元10处理其，我们可以确定对象的位置。

当移动电话位置固定时，其可以被中央单元记录。当它正移动时，RF及声音信号将由不同的设备12i接收。此信息馈送给处理及追踪此类设备的移动的中央单元10。假如对象在声音衰减水平高的房间或壁橱内部，那么通过声音衰减水平并基于不透明区域的映射和接收到的RF信号来检测其，对象可以被识别为在给定区域中的房间或壁橱之一内。

根据前文，将观测到可以实现诸多变化及更改，而不背离本发明的精神及范畴。应理解，不意图或不应推断相对于本文中图解的具体装置的限制。当然，意图为由所附的权利要求涵盖如落入权利要求的范畴内的所有此类更改。

另外，附图中描绘的逻辑流无需所示的特定顺序或序列顺序来实现想要的结果。可以提供其它步骤，或者可以从所描述的流程中消除步骤，并且可以向所描述的实施例添加其它组分或从其中移除。

Claims (10)

1.一种系统，包括：

多个设备，其中的每一个都能够传输位置识别符或位置信息中的至少一个，并且其中所述设备中的至少某些能够接收RF及声音信号；

确定元件，被耦合到所述多个中的成员，所述元件从所述设备接收所传输的位置信息；

传输识别信息的多个单元，其中从至少一个单元接收所述识别信息的所述多个设备中的成员能够传输单元识别信息和单元相关位置信息两者给所述确定元件，其响应于从所述多个设备中的成员接收的单元识别及位置信息来确定所述单元相对于那些设备的位置。

2.如权利要求1的系统，其中所述设备包括硬件以便被固定地安装在区域中。

3.如权利要求1的系统，其中所述确定单元包括指定所述设备的位置的存储。

4.如权利要求3的系统，其中所述设备每一个都包括用于与所述确定单元和所述单元中的至少某些通信的收发器。

5.如权利要求4的系统，其中所述设备中的至少某些每一个都包括输出声音的源、和射入声音的接收器。

6.如权利要求5的系统，其中所述单元每一个都包括输出声音的源和用于与至少一个设备通信的无线收发器。

7.如权利要求6的系统，其中所述确定元件包括用于监控系统或安全系统中的至少一个的控制面板。

8.一种位置追踪系统，包括：

第一多个信号接收及传输设备，所述第一多个中的成员每一个都包括RF收发器、声音接收器或声音发射器中的某些；

第二多个信号传输单元，所述第二多个中的成员每一个都至少包括RF传输器和声音发射器；以及

与所述第一多个中的成员通信的系统控制元件，其中所述控制元件至少部分地基于来自所述第一多个中的成员的信息的通信来确定所述第二多个中的成员的位置。

9.如权利要求8的位置追踪系统，其中响应于接收到的信号的所述第一多个中的成员至少部分地建立所述第二多个中的成员中的某些的位置信息。

10.如权利要求9的位置追踪系统，其中响应于从所述第一多个中的成员接收到的信号的所述控制元件建立所述第二多个中的移动的成员的位置。