CN1774648A - 定位系统和使用这种定位系统定位目标或动物的方法 - Google Patents

Abstract

在特殊情况下可能需要跟随、追踪或者另外定位特定目标或动物(组)，特别是人。本发明涉及一种定位系统。本发明也涉及使用这种定位系统定位目标或动物的方法。

Description

定位系统和使用这种定位系统定位目标或动物的方法

本发明涉及一种定位系统。本发明也涉及使用这种定位系统定位目标或动物的方法。

在特殊情况下可能需要跟随、追踪或者另外定位特定目标或动物(组)，特别是人。当确定的目标失踪了，例如象车辆、珠宝、运动器材或其它类型的可能有价值的产品，可能需要所述目标的定位，以例如能够使所述目标归还于其合法的所有者。另外，可能也需要追踪或跟随特定的动物，例如人。例如在孩子在确定区域如游乐园失踪的情况下，或者在犯罪嫌疑人失踪的情况下，尽可能快地追踪所述失踪人通常是至关重要的。可能也需要监视(一群)动物，例如从科学或安全观点考虑。用于定位目标或动物的不同现有技术是公知的。在现有技术中，例如已知给动物提供芯片，所述芯片可用无线电波追踪。动物因而被定位。然而该技术的缺点是：利用已知系统通常相当难以定位芯片，因此难以定位动物一因为已知系统的相对低的准确度和有限范围。

本发明为此目的提供了一种改进的系统，利用该系统，能够以相对简单而准确的方式定位目标或动物，特别是人。

本发明为此提供一种定位系统，包括：用于产生能量场的装置，其中所述能量场由一个或多个脉冲流形成；至少一个扰乱装置以局部扰乱所述能量场；用于探测所述能量场局部扰乱的探测装置；以及耦合到所述探测装置并根据所探测的局部扰乱定位所述扰乱装置的控制单元。借助于根据本发明的系统有可能在任何任意时间点快速、有效、精确地在能量场中定位提供有扰乱装置的目标或动物。所述目标或动物的位置能够在此被二维和三维地确定，这取决于应用。根据本发明的系统中能量场的产生借助于超宽带(UWB)技术经由脉冲流发生。UWB允许每单位时间内相对大量的数据发射(每秒约50和约1000兆位之间，但更具体地达到每秒约600兆位)。当相对小的能量振荡时，脉冲本身不含有数据，但通过发射脉冲，部分脉冲或早或迟于基本模式(basic pattern)，然而确实可能以很高速度发射数字数据。在根据本发明的系统中通过脉冲流所形成的能量场被有意地施加，因为其它类型的能量场，如WiFi网络，有不同的缺陷。因而不再使用具有确定的稀少的以太频率的电磁(正弦)波，而是使用经由独特最大带宽(频谱)以无阻碍和觉察不到的方式来发射的电磁脉冲。由于相对宽的频谱，单位频率的能量相对低，通常甚至远低于噪音阈值，籍此UWB信号将不扰乱其它类型的电磁能量流动，或者说几乎不扰乱。因此当施加脉冲流时干扰将不会发生。另外，经由脉冲的数据最大传递速度比经由电磁辐射的数据传递速度大许多倍。脉冲流优选地由紧密相互跟随的超短脉冲组成，以便进一步增加数据传递速度。用于产生能量场的装置和探测装置优选地能够相互结合。所产生的能量场能够覆盖相对小以及相对大的区域。因此有可能如只获得预定(小范围)区域，如加油站、游乐园、自然保护区等被能量场覆盖的地方，以便能够追踪位于其中的目标或动物。但是也有可能产生可扩充到相对大的区域的能量场，所述能量场有例如地区的、国家的或甚至全球的性质。使用根据本发明的定位系统，失踪的或正被寻找的目标和动物，特别是人，可以相对简单、有效和精确的方式追踪以及追捕。

在一个优选的实施例中，用于产生能量场的装置适于发射多个脉冲流的脉冲束，其中脉冲束中的至少两个脉冲流至少基本相互平行取向。通过把脉冲信号分成多个平行脉冲流，形成脉冲流部分的脉冲不必相互紧密跟随以增加传递速度。其优点是探测装置可采用较不敏感、因而通常较不昂贵的形式。在一个特别优选的实施例中，每个脉冲束包含9个脉冲流，所述脉冲流至少基本相互平行取向。通常特别有利的是从相互平行取向的9个脉冲流中编排每个脉冲束，因为这大大加强了系统的可靠性。脉冲因而在充分的相互间隔内发射，籍此误差修正系统通常不再必要。

在一个优选的实施例中，扰乱装置被设置在至少一个目标上。这些目标本质上可以很不相同，但通常都是有价值的目标例如象珠宝、机密信息载体、车辆等。另外，也可能把扰乱装置设置在动物上或动物体内。也可能给人提供扰乱装置，籍此人可以被定位。为了保证充分的隐私，正在被寻找的人的定位将通常在严格的条件下才可能。

在另一个优选实施例中，扰乱装置适于以独特的方式扰乱能量场。在多个目标或动物被放置在能量场的情况下，每个目标或动物的定位能够单独发生，其中混淆的危险可得以防止。因而每个目标或动物提供有它自己的独特的扰乱装置。在一个实施例中，甚至可以想象户外运动的每个运动员，例如象足球、网球和冰球，都提供有独特的扰乱装置，籍此在任何任意时刻都可确定运动员的(相对)位置。关于运动设备定位的全面叙述，参考申请人的荷兰专利说明书NL 1023183，其主题内容在此全部引入以做参考。

如上所述，根据本发明的系统包括适于局部扰乱能量场的扰乱装置。脉冲流的局部扰乱，优选地是脉冲束，应当给予广义的解释。在一个优选的实施例中，扰乱装置适于反射脉冲流。因此出现只在表面的(prima facie)脉冲流的反射。脉冲流的传播方向然后被改变(被扰乱)，这可用探测装置探测到。脉冲流反射的探测也可被指定为与雷达相关的技术。在另一个优选的实施例中，扰乱装置适于影响脉冲流。在脉冲流的影响中，脉冲相对于基本模式的相对取向明确改变(被扰乱)，这也可用探测装置确定。

扰乱装置优选地用芯片形成。芯片一般相对小并且通常可以简单方式插入或插在目标或动物上。所述芯片优选地提供有大量电能以便能影响能量场的脉冲图。

在另一优选实施例中，扰乱装置通过在目标或动物上的涂层而形成。涂层一般以相对简单且便宜的方式施加到相关目标或动物上。涂层通常特别适于反射脉冲流。除了芯片和涂层以外，扰乱装置也能按不同方式来设计。扰乱装置因此也能够通过例如至少一种用于制备目标的材料部分来形成。

所述系统优选地提供有能够和控制单元通信的可视化装置以显示所探测的目标或动物的位置。可视化装置在此可以被物理上连接到控制单元，但是一般安装在离控制单元一段距离处。控制单元和可视化装置之间的通信无线地发生，优选地经由电磁辐射，例如经由WiFi网络。对于从控制单元到可视化装置的数据传输，通常设置较不严格的技术要求。在另一个优选实施例中，控制单元和可视化装置之间的通信也无线地发生，但是经由脉冲流。可视化装置能够，例如被形成或形成便携式设备的部分，所述便携式设备最好是由用户手持的。于此非限定的例子可以是：PDA、XDA和WDA。

本发明也涉及使用这种定位系统定位目标或动物的方法，包括以下步骤：A)产生能量场，其中所述能量场由一个或多个脉冲流形成，B)把至少一个目标或动物放置于能量场中，所述目标或动物提供有至少一种扰乱装置以局部扰乱所述能量场，C)探测所述能量场的局部扰乱，以及D)根据所探测的局部扰乱定位目标或动物。目标和动物因而能够以相对有效、精确和快捷的方式定位于能量场中。根据本发明的方法的其它优点已在以上部分描述。

在根据本发明的方法的一个优选的实施例中，所述方法提供有步骤E)，所述步骤E)包括：如步骤D)根据所探测的局部扰乱定位目标或动物后显现目标或动物的位置。通过目标或动物的显现，人能够快速清晰地确定能量场中相关目标或动物的位置。

在又一个优选的实施例中，当执行步骤B)时，把提供有至少一种扰乱装置的人放置于能量场中以局部扰乱能量场。人，特别是孩子，因而能够相对迅速准确地在确定区域如游乐场、城市、自然保护区等被追踪。

本发明根据示于下图的非限定的实施例给予说明，其中：

图1示出根据本发明的系统的第一优选实施例的示意图，

图2示出根据本发明的系统的第二优选实施例的示意图，以及

图3示出根据本发明的系统的第三优选实施例的示意图。

图1示出根据本发明的系统1的第一优选实施例的示意图。图1示出引入了系统1的自然保护区2的俯视图。系统1适于定位自然保护区2内的特定动物3以及人4。为此系统1包括多个发射器/接收器单元5以分别传输接收到的脉冲束6。在该实施例中，脉冲束6由至少基本相互平行取向的两个脉冲流7组成。脉冲束6的整体形成覆盖整个自然保护区2的能量场。发射器/接收器单元相互耦合并进一步耦合到控制单元8。控制单元8适于和每个发射器/接收器单元5通信。控制单元8在此被耦合到屏幕9。出现在自然保护区2中的动物3和人4每个提供有独特的芯片(未示出)以局部扰乱所产生的能量场的脉冲流6。为了清楚，芯片扰乱后被扰乱的脉冲束10以独特方式示于图1。发射器/接收器单元5适于接收这些被影响的脉冲束10，基于此，利用控制单元8可确立相关动物3或人4的准确位置。于此相关数据能被进一步显示在屏幕9上。利用根据本发明的所示的系统1，动物3和人4二者能够相对快速精确地被追踪。从如科学的、犯罪学的或安全的观点来说，这种相对快速精确的确定是至关重要的。

图2示出根据本发明的系统11的第二优选实施例的示意图。在所示的实施例中系统11被实施于加油站12用于机动车辆13。系统11现在包括用于产生基于脉冲流15的能量场的发射装置14。机动车辆13提供有独特的芯片16，其用做扰乱所产生的能量场的装置。入射到独特芯片16上的脉冲流15由芯片16以独特方式转换成改变的(变化的)脉冲流17。脉冲流17可由连接到加油站12的接收装置18来拾取。接收装置18被耦合到合并在网络中的控制单元(未显示)，使用所述控制单元能够确定加油站12中机动车辆13的存在。根据本发明的系统11因此能够很容易地用于追踪特别是正在寻找的被偷的机动车辆13。当确定的(被寻找的)机动车辆13被追踪时，警报器13能可选地激活。这也可能是无声报警器，以便地方当局能得到警告而不会被注意。用这种方式可能最小化或至少减少未解决的机动车辆偷窃的数量。在本文中(实际上)在特定区域的每一个加油站12优选地提供有根据本发明的系统11。

图3示出根据本发明的系统20的第三优选实施例的示意图。在所示出的实施例中系统20被应用于游乐园21中。系统20特别配置于此是为了定位孩子22，特别是丢失的孩子。在游乐园21的每个角落安置有脉冲发生器23以产生能量场。脉冲发生器23适于产生脉冲束24，其中每个脉冲束24包括三个至少基本相互平行取向的脉冲流25。所产生的能量场覆盖(实际上)整个游乐园21。在游乐园21的入口26，孩子22提供有独特粘贴物(未显示)，其中粘贴物适于以独特方式扰乱能量场。粘贴物在这里提供有例如涂层、芯片和/或材料层以便以独特方式扰乱能量场。在入口26孩子的数据和独特粘贴物也相互耦合并输入数据库。能量场的扰乱可通过中央接收器27观察。脉冲发生器23和中央接收器27二者都耦合到可以从游乐园21的入口26控制的控制系统。在孩子22丢失的情况下，父母例如可在入口26或在游乐园21的另一个报告位置(未显示)报告这些，籍此使用根据本发明的系统20，经由数据库，丢失的孩子22能直接而精确地定位。在游乐园21长时间丢失孩子22因而可以被阻止，或至少被减少。

很显然本发明并不局限于这里所示出并说明的示范性的实施例，但是在附加权利要求的范围内，大量的变化是可能的，这对本领域的技术人员来说将是不言自明的。

Claims (17)

1.定位系统，包括：

用于产生能量场的装置，其中所述能量场由一个或多个脉冲流形成，

至少一个扰乱装置，用于局部扰乱所述能量场，

探测装置，用于探测所述能量场的局部扰乱，以及

控制单元，耦合到所述探测装置以根据所探测的局部扰乱来定位所述扰乱装置。

2.如权利要求1的定位系统，特征在于用于产生能量场的装置适于发射多个脉冲流的脉冲束，其中脉冲束中的至少两个脉冲流至少基本相互平行取向。

3.如权利要求2的定位系统，特征在于每个脉冲束包括9个脉冲流，所述脉冲流至少基本相互平行取向。

4.如权利要求1-3之任一的定位系统，特征在于所述扰乱装置被设置在至少一个目标上。

5.如权利要求1-3之任一的定位系统，特征在于所述扰乱装置被设置在动物上。

6.如权利要求5的定位系统，特征在于所述扰乱装置被设置在人上。

7.如权利要求1-6之任一的定位系统，特征在于所述扰乱装置适于以独特方式扰乱所述能量场。

8.如前述权利要求之任一的定位系统，特征在于所述扰乱装置适于反射所述脉冲流。

9.如前述权利要求之任一的定位系统，特征在于所述扰乱装置适于影响所述脉冲流。

10.如前述权利要求之任一的定位系统，特征在于所述扰乱装置由芯片形成。

11.如权利要求1-9之任一的定位系统，特征在于所述扰乱装置由涂层形成。

12.如前述权利要求之任一的定位系统，特征在于所述定位系统提供有能够和所述控制单元通信的可视化装置以显示所探测的扰乱装置的位置。

13.如权利要求12的定位系统，特征在于所述控制单元和所述可视化装置之间的通信经由电磁辐射无线地发生。

14.如权利要求12的定位系统，特征在于所述控制单元和所述可视化装置之间的通信经由脉冲流无线地发生。

15.使用如权利要求1-14之任一的定位系统来定位目标或动物的方法，包括以下步骤：

A)产生能量场，其中所述能量场由一个或多个脉冲流形成，

B)把至少一个目标或动物放置于所述能量场中，所述目标或动物提供有至少一种扰乱装置以局部扰乱所述能量场，

C)探测所述能量场的局部扰乱，以及

D)根据所探测的局部扰乱来定位所述目标或动物。

16.如权利要求15的方法，特征在于所述方法提供有步骤E)，所述步骤E)包括：如步骤D)根据所探测的局部扰乱定位目标或动物后显现目标或动物的位置。

17.如权利要求15或16的方法，特征在于：当执行步骤B)时，把提供有至少一种扰乱装置的人放置于能量场中以局部扰乱所述能量场。