CN111398891A - 物体定向系统、物体定向方法与电子装置 - Google Patents

物体定向系统、物体定向方法与电子装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种物体定向系统、物体定向方法与电子装置。信号发射器包括指向性天线，发射第一无线信号。多个信号接收器分别设置于多个方位上。多个信号接收器接收第一无线信号，并量测第一无线信号的多个第一信号接收强度。电子装置耦接信号接收器，估算多个信号接收器所量测的第一信号接收强度的多个强度变异数据，并依据信号接收器所对应的强度变异数据而获取信号发射器的方向信息。

Description

物体定向系统、物体定向方法与电子装置
技术领域
本发明是有关于一种定向技术，且特别是有关于一种物体定向系统、物体定向方法与电子装置。
背景技术
随着网络及通讯科技的进步，基于无线通讯的室内监控技术逐渐被广泛应用于各种领域当中。举例而言，居家照护系统及医疗监控系统可通过室内监控技术来监控被照护者的位置与活动状态，以达到实时监控与节省人力成本的目的。一般而言，被监控物体可配戴一无线收发器，而被监控物体的位置信息可经由无线定位此无线收发器而取得。然而，若要进一步监测被监控物体的方向信息，往往需要额外配置方向传感器来达成侦测方向信息的目的，上述用以取得方向信息的方向传感器例如是陀螺仪(Gyroscope Sensor)、加速度感应器(Accelerometer)及磁力感应器(Compass Sensor)等等。可知的，方向传感器需要一定程度的耗电量，致使被监控物体所配戴的电子装置每充电一次(或更换电池)之后的可使用时间缩短。此外，方向传感器的额外配置也将使得整体室内监控系统的成本上升。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种物体定向系统、物体定向方法与电子装置，其可在没有方向传感器的情况下，依据无线信号的信号接收强度来估测信号发射器与物体的方向信息。
本发明提供一种物体定向系统，其包括信号发射器、多个信号接收器，以及电子装置。信号发射器包括指向性天线，发射第一无线信号。多个信号接收器分别设置于多个方位上。这些信号接收器接收第一无线信号，并量测第一无线信号的多个第一信号接收强度。电子装置耦接这些信号接收器，估算这些信号接收器所量测的第一信号接收强度的多个强度变异数据，并依据信号接收器所对应的强度变异数据而获取信号发射器的方向信息。
本发明提供一种物体定向方法，所述方法包括下列步骤。通过信号发射器发射第一无线信号，其中信号发射器包括指向性天线。通过多个信号接收器接收第一无线信号，并通过这些信号接收器量测第一无线信号的多个第一信号接收强度。估算这些信号接收器所量测的第一信号接收强度的多个强度变异数据。依据信号接收器所对应的强度变异数据而获取信号发射器的方向信息。
本发明提供一种电子装置，其包括数据传输装置、储存装置，以及处理器。数据传输装置接收信号发射器所发射的第一无线信号的多个第一信号接收强度。储存装置储存多个指令。处理器耦接储存装置与数据传输装置，执行多个指令以：估算多个信号接收器所量测的第一信号接收强度的多个强度变异数据，并依据信号接收器所对应的强度变异数据与所在的方位而获取信号发射器的方向信息。
基于上述，于本发明的实施例中，配置有指向性天线的信号发射器发射无线信号。多个信号接收器量测此无线信号的信号接收强度，而各信号接收器所量测的信号接收强度的强度变异数据可用以决定信号发射器的方向信息。上述的强度变异数据可经由统计各信号接收器所量测的信号接收强度而产生。基此，在不具备方向传感器的情况下，本发明的物体定向系统、物体定向方法以及电子装置仍然可估算出信号发射器的方向信息。
有关本发明的其它功效及实施例的详细内容，配合附图说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明一实施例的物体定向系统的示意图；
图2是本发明一实施例的指向性天线的辐射场型的范例示意图；
图3是本发明一实施例的电子装置的方块示意图；
图4是本发明一实施例的一种物体定向方法的流程图；
图5是本发明一实施例的信号接收强度的示意图；
图6A至图6C是本发明一实施例的物体配戴信号发射器的示意图；
图7是本发明一实施例的一种物体定向方法的流程图；
图8A是本发明一实施例的基于第一发射功率的信号接收强度的示意图；
图8B是本发明一实施例的基于第二发射功率的信号接收强度的示意图；
图9是本发明一实施例的一种物体定向方法的流程图。
符号说明
10：物体定向系统 110：信号发射器
111：指向性天线 130：电子装置
120_1～120_4：信号接收器
131：储存装置 132：处理器
133：数据传输装置 RD：参考面向
RP：辐射场型 H1：人物
F1、F2、F3：面向方向
S401～S404、S701～S708、S901～S909：步骤
具体实施方式
有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的一优选实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。
本发明的部份实施例接下来将会配合附图来详细描述，以下的描述所引用的组件符号，当不同附图出现相同的组件符号将视为相同或相似的组件。这些实施例只是本发明的一部份，并未公开所有本发明的可实施方式。更确切的说，这些实施例只是本发明的专利申请范围中的物体定向系统、物体定向方法与电子装置的范例。
图1是依照本发明一实施例所绘示的物体定向系统的示意图，但此仅是为了方便说明，并不用以限制本发明。请参照图1，物体定向系统10包括信号发射器110、多个信号接收器120_1～120_4，以及电子装置130。图1是以4个信号接收器120_1～120_4为例进行说明，但本发明对于信号接收器的数量并不限制。
信号发射器110通过无线射频技术发射第一无线信号。详细而言，信号发射器110包括指向性天线111，并利用指向性天线111发射第一无线信号。除了指向性天线111，信号发射器110还可包括用以产生第一无线信号的基频电路以及射频电路等等。举例而言，信号发射器110可以为一蓝牙信号发射器，用以发射符合蓝牙通讯标准(例如，Bluetooth 4.0)的蓝牙无线信号，但本发明并不限制于此。信号发射器110也可依据其它无线通讯标准来产生第一无线信号，所述其它无线通讯标准例如是ZigBee通讯标准或WI-FI通讯标准等等。换言之，本发明对于用以发射第一无线信号的操作频带与通讯标准并不加以限制。
于一实施例中，信号发射器110可实施为可配戴式电子装置，像是电子手环或可粘贴式电子卡片等等，其适于配戴于被监测的物体上。举例而言，于医疗照护的应用环境中，被照护者可配戴前述可配戴式电子装置，让监控者可实时远程追踪被照护者的位置与活动状态。
信号接收器120_1～120_4可与信号发射器110进行无线通讯，且信号接收器120_1～120_4所应用的无线通讯标准与信号发射器110相对应。举例而言，当信号发射器110为蓝牙信号发射器，则信号接收器120_1～120_4为蓝牙信号接收器。信号接收器120_1～120_4可分别设置于多个方位上。以图1的范例为例，信号接收器120_1设置于西方；信号接收器120_2设置于北方；信号接收器120_3设置于东方；信号接收器120_4设置于南方，但本发明并不限制于此。信号接收器120_1～120_4分别接收第一无线信号，并量测第一无线信号的多个第一信号接收强度。
于一实施例中，信号接收器120_1～120_4可实施为无线信号存取点(AccessPoint，AP)、家庭式基地台或微型接收机等等，其适于配置于一室内环境中。举例而言，于医疗照护的应用环境中，信号接收器120_1～120_4可设置于医院病房或一般住家的房间中。
需特别说明的是，信号发射器110是通过指向性天线111发射第一无线信号，而指向性天线111可基于其辐射场型而针对特定方向的电磁波能量进行传送与收发。指向性天线111例如为平面式指向天线，但本发明并不限制于此。换言之，基于指向性天线111的辐射场型与摆放方式，从信号接收器120_1～120_4所量测到的信号接收强度将分别产生不同的表现。
举例而言，图2是依照本发明一实施例所绘示的指向性天线的辐射场型的范例示意图。假设指向性天线111的辐射场型RP如图2所示，指向性天线111用以对无线接收器110的前方的电磁波能量进行传送与收发。基此，位于无线接收器110前方的信号接收器120_4所量测到的信号质量将明显优于信号接收器120_2所量测到的信号质量。亦即，位于无线接收器110后方的信号接收器120_2所量测到的信号质量将差于信号接收器120_4所量测到的信号质量。基于此现象，于本发明的一实施例中，在接收各信号接收器120_1～120_4所量测到的信号接收强度(Received Signal-Strength Indicator，RSSI)之后，电子装置130可决定信号发射器110的方向信息，也可更进一步分析得知配戴信号发射器110的物体的面向方向。
图3是依照本发明一实施例所绘示的电子装置的方块示意图。请参照图3，电子装置130耦接信号接收器120_1～120_4，电子装置130例如是笔记型计算机、桌上型计算机、工作站计算机、服务器装置等具备运算能力的计算器装置，本发明对此并不限制。
电子装置130可包括储存装置131、处理器132与数据传输装置133。数据传输装置133可通过有线或无线的数据传输技术从信号接收器120_1～120_4接收信号量测数据。举例而言，数据传输装置133例如为提供网络连接接口或通用串行总线接口的硬件装置，但本发明并不以此为限。
处理器132耦接储存装置131与数据传输装置133。在本实施例中，处理器132例如是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，或是其它可程序化的微处理器(Microprocessor)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、可程序化控制器、特殊应用集成电路(Application Specific Integrated Circuits，ASIC)、可程序化逻辑装置(Programmable Logic Device，PLD)或其它具备运算能力的硬件装置，但本发明并不以此为限。
储存装置131例如是任意型式的固定式或可移动式随机存取内存(Random AccessMemory，RAM)、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、闪存(Flashmemory)、硬盘或其它类似装置或这些装置的组合，储存装置131用以记录可由处理器132执行的多个指令。
图4是依照本发明一实施例所绘示的一种物体定向方法的流程图。请参照图4，本实施例的方式适用于上述实施例中的物体定向系统10与电子装置130，以下即搭配物体定向系统10与电子装置130中的各项组件说明本实施例的物体定向方法的详细步骤。
请参照图4，于步骤S401，通过信号发射器110发射第一无线信号。于此，信号发射器110通过指向性天线111朝特定方向发射第一无线信号。于步骤S402，通过多个信号接收器120_1～120_4接收第一无线信号，并通过信号接收器120_1～120_4量测第一无线信号的多个第一信号接收强度。具体而言，虽然指向性天线111朝特定方向发射第一无线信号，但基于第一无线信号于室内环境的反射与绕射等因素，非位于上述特定方向上的信号接收器也可以接收到第一无线信号。于一实施例中，信号接收器120_1～120_4各自对第一无线信号进行信号接收强度量测，从而分别获取对应的第一信号接收强度。
之后，处理器132可经由数据传输装置133接收信号接收器120_1～120_4所量测的第一信号接收强度。进一步而言，于图1所示的范例中，处理器132可接收到四组分别来自信号接收器120_1～120_4的信号量测数据。
接着，于步骤S403，处理器132估算信号接收器120_1～120_4所量测的第一信号接收强度的多个强度变异数据。进一步而言，基于指向性天线111的指向与各信号接收器120_1～120_4所在的方位，各台信号接收器120_1～120_4所量测到的第一信号接收强度是有落差的。处理器132可分别估算来自不同信号接收器120_1～120_4所量测的第一信号接收强度的变异程度而获取对应的强度变异数据。上述的强度变异数据用以表示信号接收器120_1～120_4所量测的第一信号接收强度于一预设取样时间内的变异程度。
于一实施例中，上述的强度变异数据包括一预设取样时段内信号接收器120_1～120_4所量测的第一信号接收强度的多个标准差。亦即，电子装置130的处理器132可分别计算信号接收器120_1～120_4所量测的第一信号接收强度的多个标准差。于图1的范例中，针对同一预设取样时段，处理器132可经由统计计算而产生关于第一无线信号的四笔标准差，此四笔标准差分别对应至信号接收器120_1～120_4。标准差的计算公式如式(1)：
Figure BDA0001944199690000061
其中，SD代表预设取样时段内第一信号接收强度的标准差；N为预设取样时段内的取样总数；xi代表第一信号接收强度；i代表取样数；μ代表第一信号接收强度于预设取样时段内的平均值。
然而，于其它实施例中，处理器132也可经由其它的计算方式来产生信号接收器120_1～120_4所量测的第一信号接收强度的多个强度变异数据。例如，处理器132也可依据预设取样时段内第一信号接收强度的最大值与最小值之间的差距来产生第一信号接收强度的强度变异数据。
在分别计算出信号接收器120_1～120_4所对应的强度变异数据之后，于步骤S404，处理器132依据信号接收器120_1～120_4所对应的强度变异数据而获取信号发射器110的方向信息。信号发射器110的方向信息可包括信号发射器110的参考面向所指向的绝对方位，而上述参考面向例如是指向性天线111的天线指向。一般而言，位于天线指向上的信号接收器所量测的第一信号接收强度的变异程度最小，而位于天线指向的相反方向上的信号接收器所量测的第一信号接收强度的变异程度最大。
基此，于一实施例中，通过比较各信号接收器120_1～120_4所对应的强度变异数据，处理器132可基于各信号接收器120_1～120_4所在的方位与各笔强度变异数据来判断信号发射器110的方向信息。举例而言，图5是依照本发明一实施例所绘示的信号接收强度的范例示意图。须先说明的是，图5是以图2所示的范例继续说明。请参照图5，基于图2的辐射场型RP的配置，信号接收器120_1于预设时段所量测的第一信号接收强度可如曲线rssi_1所示。并且，信号接收器120_2于预设时段所量测的第一信号接收强度可如曲线rssi_2所示，信号接收器120_3于预设时段所量测的第一信号接收强度可如曲线rssi_3所示，以及信号接收器120_4于预设时段所量测的第一信号接收强度可如曲线rssi_4所示。
基于图5的范例可知，由于信号接收器120_2所量测的第一信号接收强度(曲线rssi_2)的变异程度最大，因此处理器132可判断信号发射器110的参考面向RD指向信号接收器120_2所在方位的相反方位。由于信号接收器120_4所量测的第一信号接收强度(曲线rssi_4)的变异程度最小，因此处理器132可判断信号发射器110的参考面向RD指向信号接收器120_4所在的方位。于一应用实施例中，若信号接收器120_2位于北方，处理器132可判断信号发射器110的参考面向RD指向南方。
于一实施例中，假设强度变异数据为第一信号接收强度的标准差，电子装置130的处理器132则可依据信号接收器120_1～120_4所在的方位与信号接收器120_1～120_4所对应的标准差决定信号发射器110的方向信息。如图5的范例所示可知，处理器132可判断信号接收器120_2所量测的第一信号接收强度(曲线rssi_2)的标准差将大于信号接收器120_1、120_3、120_4所量测的第一信号接收强度(曲线rssi_1、rssi_3、rssi_4)的标准差，因此处理器132可依据信号接收器120_2所在的方位来获取信号发射器110的方向信息。
然而，本发明的实现方式不限于上述说明，可以对于实际的需求而酌予扩充上述实施例的内容。图6A至图6C是依照本发明一实施例所绘示的物体配戴信号发射器的示意图。请先参照图6A，人物H1(亦称为配戴信号发射器110的物体)可将信号发射器110配戴于人体正面。于图6A的范例中，信号发射器110的参考面向RD(例如，信号发射器110的指向性天线111的天线指向)可等同于人物H1的面向方向F1。请再参照图6B，人物H1可将信号发射器110配戴于人体背面。于图6B的范例中，信号发射器110的参考面向RD的相反方向可等同于人物H1的面向方向F2。请再参照图6C，人物H1可将信号发射器110配戴于人体正面。于图6C的范例中，信号发射器110的参考面向RD的相反方向可等同于人物H1的面向方向F3。比较图6A与图6C的范例，基于信号发射器110与配戴信号发射器110的物体之间的相对方位的差异，在信号发射器110的参考面向RD相同的情况下，人物H1可能面向相异的面向方向F3与面向方向F1。
基此，在本发明的一实施例中，通过调整信号发射器110的发射功率并比较基于不同发射功率所量测的信号接收强度，电子装置130可分析出信号发射器110与配戴信号发射器110的物体之间的相对方位，从而进一步确定配戴信号发射器110的物体的面向方向。以下则举一实施例详细说明。
图7是依照本发明一实施例所绘示的一种物体定向方法的流程图。请同时参照图1及图7，本实施例的方式适用于上述实施例中的物体定向系统10与电子装置130，以下即搭配物体定向系统10与电子装置130中的各项组件说明本实施例的物体定向方法的详细步骤。
于步骤S701，通过信号发射器110发射第一无线信号。于步骤S702，通过多个信号接收器120_1～120_4接收第一无线信号，并通过信号接收器120_1～120_4量测第一无线信号的多个第一信号接收强度。于步骤S703，处理器132估算信号接收器120_1～120_4所量测的第一信号接收强度的多个强度变异数据。于步骤S704，处理器132依据信号接收器120_1～120_4所对应的强度变异数据而获取信号发射器110的方向信息。
上述步骤S701～步骤S704的操作与步骤S401～步骤S404的操作相似，于此不再赘述。需说明的是，信号发射器110是依据第一发射功率发射第一无线信号。
接着，于步骤S705，通过信号发射器110依据第二发射功率发射第二无线信号。第一发射功率相异于第二发射功率。于步骤S706，通过信号接收器120_1～120_4量测第二无线信号的多个第二信号接收强度。详细而言，信号发射器110可于第一时段基于第一发射功率发射第一无线信号，之后，信号发射器110可于第二时段基于第二发射功率发射第二无线信号。通过调整信号发射器110的发射功率，信号接收器120_1～120_4于第一时段与第二时段所量测到的信号接收强度也将有所改变。
于步骤S707，处理器132比较基于第一发射功率的第一信号接收强度与基于第二发射功率的第二信号接收强度，以决定信号发射器110与配戴信号发射器110的物体(例如人物H1)之间的相对方位。举例而言，处理器132可先收集信号接收器120_4所量测的基于第一发射功率的第一信号接收强度，再收集信号接收器120_4所量测的基于第二发射功率的第二信号接收强度，并据以进行比较。于一实施例中，信号发射器110与配戴信号发射器110的物体之间的相对方位代表物体相对于信号发射器110的相对方位。
一般而言，倘若信号发射器110是在没有物体遮蔽的情况下量测到第一信号接收强度与第二信号接收强度，则第一信号接收强度与第二信号接收强度之间的差距是明显且稳定的。相反的，倘若信号发射器110是在物体遮蔽的情况下量测到第一信号接收强度与第二信号接收强度，则第一信号接收强度与第二信号接收强度之间的差距是不明显且不稳定的。基此，通过比对同一信号接收器器120_1～120_4所收集的第一信号接收强度与第二信号接收强度，处理器132可判断配戴信号发射器110的物体是否位于信号接收器器120_1～120_4与信号发射器110之间，以决定信号发射器110与配戴信号发射器110的物体之间的相对方位。
举例而言，图8A是依照本发明一实施例所绘示的基于第一发射功率的信号接收强度的示意图。图8B是依照本发明一实施例所绘示的基于第二发射功率的信号接收强度的示意图。需说明的是，图8A与图8B是以图6A与图6B的配置为例进行说明。在此情况下，信号接收器120_4所量测的第一信号接收强度与第二信号接收强度如图8A所示，而信号接收器120_2所量测的第一信号接收强度与第二信号接收强度如图8B所示。
信号接收器120_4于第一预设时段所量测的第一信号接收强度可如曲线rssi_5所示，信号接收器120_4于第二预设时段所量测的第二信号接收强度可如曲线rssi_6所示。信号接收器120_2于第一预设时段所量测的第一信号接收强度可如曲线rssi_7所示，信号接收器120_2于第二预设时段所量测的第二信号接收强度可如曲线rssi_8所示。
请参照图8A，信号接收器120_4是在没有人物H1的遮蔽下量测到基于第一发射功率的第一信号接收强度与基于第二发射功率的第二信号接收强度，因此第一信号接收强度与第二信号接收强度于不同取样时间上的差距是明显且稳定的。相反的，信号接收器120_2是在人物H1的遮蔽下量测到基于第一发射功率的第一信号接收强度与基于第二发射功率的第二信号接收强度，因此第一信号接收强度与第二信号接收强度于不同取样时间上的差距是不明显且不稳定的。因此，于6A、图8A与图8B的范例实施例中，依据基于第一发射功率的第一信号接收强度与基于第二发射功率的第二信号接收强度之间的差距，处理器132可判断信号发射器110与人物H1之间的相对方位，亦即判断人物H1位于信号发射器110的北方。
回到图7的流程，最后，于步骤S708，处理器132依据信号发射器110与物体之间的相对方位与信号发射器110的方向信息决定物体的面相方向。进一步而言，基于物体配戴信号发射器110的配戴方式，处理器132可依据信号发射器110与物体之间的相对方位与信号发射器110的方向信息判断出物体的面相方向。
例如，于6A与图6B的范例实施例中，处理器132可依据强度变异数据判断信号发射器110的参考面向RD指向南方，并且通过调整发射功率而判断人物H1位于信号发射器110的北方。在此条件下，若人物H1将信号发射器110配戴于人体正面，处理器132可依据参考面向RD的指向与人物H1与信号发射器110的之间的相对方位，而据以判断出人物H1的面向方向F1为南方。若人物H1将信号发射器110配戴于人体配面，处理器132可依据参考面向RD的指向与人物H1与信号发射器110的之间的相对方位，而据以判断出人物H1的面向方向F2为北方。
以下将列举一具体实施，以说明如何依据强度变异数据判断信号发射器的方向信息与如何依据不同发射功率所量测的信号接收强度来判断信号发发射器与物体之间的相对方位。图9是依照本发明一实施例所绘示的一种物体定向方法的流程图。请参照图9，本实施例的方式适用于上述实施例中的物体定向系统10与电子装置130，以下即搭配物体定向系统10与电子装置130中的各项组件说明本实施例的物体定向方法的详细步骤。
于步骤S901，处理器132接收多个信号接收器120_1～120_4所量测的第一无线信号的多个第一信号接收强度。于步骤S902，处理器132分别计算预设取样时段内信号接收器120_1～120_4所量测的第一信号接收强度的多个标准差。
于步骤S903，处理器132比较多个标准差与方位临界值。具体而言，处理器132可分别比较对应至信号接收器120_1～120_4的标准差与方位临界值，此方位临界值的大小可依据实际需求而设计。于步骤S904，处理器132基于信号接收器120_1～120_4所在的方位决定信号发射器110的方向信息。例如，若标准差其中之一大于方位临界值，处理器132可依据大于方位临界值的标准差所对应的信号接收器的所在方位来决定信号发射器110的方向信息。
于步骤S905，通过信号发射器110将第一发射功率调整为第二发射功率。于步骤S906，处理器132接收多个信号接收器120_1～120_4所量测的第二无线信号的多个第二信号接收强度。
于步骤S907，处理器132比较第一信号接收强度与第二信号接收强度之间的强度差值与一遮蔽临界值。于步骤S908，处理器132决定信号发射器110与物体之间的相对方位。举例而言，处理器132可分别比较信号接收器120_1～120_4所量测的第一信号接收强度与第二信号接收强度，从而获取分别对应至信号接收器120_1～120_4的强度差值。通过比较分别对应至信号接收器120_1～120_4的强度差值与遮蔽临界值，处理器132可判断第一信号接收强度与第二信号接收强度之间的差距是否是稳定且明显的，并据以基于信号接收器120_1～120_4的所在方位得知信号发射器110与物体之间的相对方位。最后，于步骤S909，处理器132依据信号发射器110与物体之间的相对方位与信号发射器110的方向信息决定物体的面相方向。
综上所述，在本发明的实施例中，信号发射器通过指向性天线发射无线信号。依据各信号接收器所量测的信号接收强度的变异程度，电子装置可依据信号接收器的所在方位判断信号发射器的方向信息。如此，本发明可在不具备方向传感器的情况下获取信号接收器的方向信息，具备明显的成本效益。此外，通过调整无线信号的发射功率，通过比较基于不同发射功率所量测的信号接收强度，电子装置可判断信号发射器与配戴信号发射器的物体之间的相对方位。如此一来，配戴信号发射器的物体的面向方向可依据信号发射器的方向信息与上述相对方位而获取，以提供一种使用上更弹性的物体定向系统。
以上所述的实施例及/或实施方式，仅是用以说明实现本发明技术的较佳实施例及/或实施方式，并非对本发明技术的实施方式作任何形式上的限制，任何本领域技术人员，在不脱离本发明内容所公开的技术手段的范围，当可作些许的更动或修改为其它等效的实施例，但仍应视为与本发明实质相同的技术或实施例。

Claims (21)

1.一种物体定向系统，其特征在于，包括：
一信号发射器，包括一指向性天线，发射一第一无线信号；
多个信号接收器，分别设置于多个方位上，接收该第一无线信号，并量测该第一无线信号的多个第一信号接收强度；以及
一电子装置，耦接该些信号接收器，估算该些信号接收器所量测的该些第一信号接收强度的多个强度变异数据，并依据该些信号接收器所对应的该些强度变异数据而获取该信号发射器的方向信息。
2.如权利要求1所述的物体定向系统，其特征在于，该电子装置估算该些信号接收器所量测的该些第一信号接收强度的该些强度变异数据的操作包括：
该电子装置分别计算一预设取样时段内该些信号接收器所量测的该些第一信号接收强度的多个标准差。
3.如权利要求2所述的物体定向系统，其特征在于，该电子装置依据该些信号接收器所对应的该些强度变异数据而获取该信号发射器的该方向信息的操作包括：
该电子装置依据该些信号接收器所在的该些方位与该些信号接收器所对应的该些标准差决定该信号发射器的该方向信息，其中该信号发射器的该方向信息包括该信号发射器的一参考面向所指向的绝对方位。
4.如权利要求3所述的物体定向系统，其特征在于，该电子装置依据该些信号接收器所在的该些方位与该些信号接收器所对应的该些标准差决定该信号发射器的该方向信息的操作包括：
该电子装置比较该些标准差与一方位临界值，以基于该些信号接收器所在的该些方位决定该信号发射器的该方向信息。
5.如权利要求1所述的物体定向系统，其特征在于，该信号发射器依据一第一发射功率发射该第一无线信号，并依据一第二发射功率发射一第二无线信号，该第一发射功率相异于该第二发射功率，
其中该些信号接收器量测该第二无线信号的多个第二信号接收强度，而该电子装置比较基于该第一发射功率的该些第一信号接收强度与基于该第二发射功率的该些第二信号接收强度，以决定该信号发射器与配戴该信号发射器的物体之间的相对方位。
6.如权利要求5所述的物体定向系统，其特征在于，该电子装置依据该信号发射器与该物体之间的该相对方位与该信号发射器的该方向信息决定该物体的面相方向。
7.如权利要求5所述的物体定向系统，其特征在于，该电子装置比较基于该第一发射功率的该些第一信号接收强度与基于该第二发射功率的该些第二信号接收强度的操作包括：
该电子装置比较该些第一信号接收强度与该些第二信号接收强度之间的强度差值与一遮蔽临界值。
8.一种物体定向方法，其特征在于，包括：
通过一信号发射器发射一第一无线信号，其中该信号发射器包括一指向性天线；
通过多个信号接收器接收该第一无线信号，并通过该些信号接收器量测该第一无线信号的多个第一信号接收强度；
估算该些信号接收器所量测的该些第一信号接收强度的多个强度变异数据；以及
依据该些信号接收器所对应的该些强度变异数据而获取该信号发射器的方向信息。
9.如权利要求8所述的物体定向方法，其特征在于，估算该些信号接收器所量测的该些第一信号接收强度的该些强度变异数据的步骤包括：
分别计算一预设取样时段内该些信号接收器所量测的该些第一信号接收强度的多个标准差。
10.如权利要求9所述的物体定向方法，其特征在于，依据该些信号接收器所对应的该些强度变异数据而获取该信号发射器的该方向信息的步骤包括：
依据该些信号接收器所在的多个方位与该些信号接收器所对应的该些标准差决定该信号发射器的该方向信息，其中该信号发射器的该方向信息包括该信号发射器的一参考面向所指向的绝对方位。
11.如权利要求10所述的物体定向方法，其特征在于，依据该些信号接收器所在的该些方位与该些信号接收器所对应的该些标准差决定该信号发射器的该方向信息的步骤包括：
比较该些标准差与一方位临界值，以基于该些信号接收器所在的该些方位决定该信号发射器的该方向信息。
12.如权利要求8所述的物体定向方法，其特征在于，该信号发射器依据一第一发射功率发射该第一无线信号，所述方法更包括：
通过该信号发射器依据一第二发射功率发射一第二无线信号，该第一发射功率相异于该第二发射功率；
通过该些信号接收器量测该第二无线信号的多个第二信号接收强度；以及
比较基于该第一发射功率的该些第一信号接收强度与基于该第二发射功率的该些第二信号接收强度，以决定该信号发射器与配戴该信号发射器的物体之间的相对方位。
13.如权利要求12所述的物体定向方法，其特征在于，所述方法更包括：
依据该信号发射器与该物体之间的该相对方位与该信号发射器的该方向信息决定该物体的面相方向。
14.如权利要求12所述的物体定向方法，其特征在于，比较基于该第一发射功率的该些第一信号接收强度与基于该第二发射功率的该些第二信号接收强度的步骤包括：
比较该些第一信号接收强度与该些第二信号接收强度之间的强度差值与一遮蔽临界值。
15.一种电子装置，其特征在于，包括：
一数据传输装置，接收一信号发射器所发射的一第一无线信号的多个第一信号接收强度；
一储存装置，储存多个指令；以及
一处理器，耦接该储存装置与该数据传输装置，执行该些指令以：
估算多个信号接收器所量测的该些第一信号接收强度的多个强度变异数据，并依据该些信号接收器所在的方位与该些信号接收器所对应的该些强度变异数据而获取该信号发射器的方向信息。
16.如权利要求15所述的电子装置，其特征在于，该些强度变异数据包括一预设取样时段内该些信号接收器所量测的该些第一信号接收强度的多个标准差。
17.如权利要求16所述的电子装置，其特征在于，该处理器执行该些指令以：
依据该些信号接收器所在的该些方位与该些信号接收器所对应的该些标准差决定该信号发射器的该方向信息，其中该信号发射器的该方向信息包括该信号发射器的一参考面向所指向的绝对方位。
18.如权利要求17所述的电子装置，其特征在于，该处理器执行该些指令以：
比较该些标准差与一方位临界值，以基于该些信号接收器所在的该些方位决定该信号发射器的该方向信息。
19.如权利要求15所述的电子装置，其特征在于，该信号发射器依据一第一发射功率发射该第一无线信号，并依据一第二发射功率发射一第二无线信号，该第一发射功率相异于该第二发射功率，
其中数据传输装置接收该信号发射器所发射的该第二无线信号的多个第二信号接收强度，而该处理器执行该些指令以：
比较基于该第一发射功率的该些第一信号接收强度与基于该第二发射功率的该些第二信号接收强度，以决定该信号发射器与配戴该信号发射器的物体之间的相对方位。
20.如权利要求19所述的电子装置，其特征在于，该处理器执行该些指令以：依据该信号发射器与该物体之间的该相对方位与该信号发射器的该方向信息决定该物体的面相方向。
21.如权利要求19所述的电子装置，其中该处理器执行该些指令以：比较该些第一信号接收强度与该些第二信号接收强度之间的强度差值与一遮蔽临界值。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021207358A1 (en) * 2020-04-09 2021-10-14 Sensata Technologies, Inc. Lifetime battery tracking using a wireless interface

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201126189A (en) * 2008-09-22 2011-08-01 Geotate Bv Direction estimation
JP2015034808A (ja) * 2013-07-08 2015-02-19 株式会社デンソーウェーブ 電波到来方向推定装置および電波到来方向推定システム
US20150181388A1 (en) * 2013-12-19 2015-06-25 Motorola Mobility Llc Method and apparatus for determining direction information for a wireless device
CN105070034A (zh) * 2015-08-20 2015-11-18 汕头市伸达电子科技有限公司 物体移动方向感测装置
CN106154222A (zh) * 2016-06-20 2016-11-23 北京大学 一种利用无线电射频信号检测人的行走方向的方法
CN107526057A (zh) * 2016-06-21 2017-12-29 中兴通讯股份有限公司 定位终端的方法及装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6989750B2 (en) * 2001-02-12 2006-01-24 Symbol Technologies, Inc. Radio frequency identification architecture
EP1509782A2 (en) * 2002-05-13 2005-03-02 The Charles Stark Draper Laboratory, INC. Low-cost, low-power geolocation system
US20060092040A1 (en) * 2004-11-02 2006-05-04 Fishkin Kenneth P Detecting activity of RFID objects via multiple tags/readers
US8884871B2 (en) * 2010-02-26 2014-11-11 Thl Holding Company, Llc Adjunct device for use with a handheld wireless communication device as a screen pointer
US9432963B2 (en) 2014-04-10 2016-08-30 BluFux RF TECHNOLOGIES, LLC Positioning beacon and method
US9726746B2 (en) * 2015-03-06 2017-08-08 Sensible Innovations, LLC Audio navigation system for the visually impaired
GB2539727B (en) * 2015-06-25 2021-05-12 Airspan Ip Holdco Llc A configurable antenna and method of operating such a configurable antenna
US10045161B2 (en) * 2016-05-16 2018-08-07 Veniam, Inc. Systems and methods for vehicular positioning based on the round-trip time of DSRC messages in a network of moving things

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201126189A (en) * 2008-09-22 2011-08-01 Geotate Bv Direction estimation
JP2015034808A (ja) * 2013-07-08 2015-02-19 株式会社デンソーウェーブ 電波到来方向推定装置および電波到来方向推定システム
US20150181388A1 (en) * 2013-12-19 2015-06-25 Motorola Mobility Llc Method and apparatus for determining direction information for a wireless device
CN105070034A (zh) * 2015-08-20 2015-11-18 汕头市伸达电子科技有限公司 物体移动方向感测装置
CN106154222A (zh) * 2016-06-20 2016-11-23 北京大学 一种利用无线电射频信号检测人的行走方向的方法
CN107526057A (zh) * 2016-06-21 2017-12-29 中兴通讯股份有限公司 定位终端的方法及装置

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