CZ35327U1 - RTLS type localization system reducing the number of anchors and cabling - Google Patents

RTLS type localization system reducing the number of anchors and cabling Download PDF

Info

Publication number
CZ35327U1
CZ35327U1 CZ202138708U CZ202138708U CZ35327U1 CZ 35327 U1 CZ35327 U1 CZ 35327U1 CZ 202138708 U CZ202138708 U CZ 202138708U CZ 202138708 U CZ202138708 U CZ 202138708U CZ 35327 U1 CZ35327 U1 CZ 35327U1
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
antenna
anchors
transmitter
rtls
signal
Prior art date
Application number
CZ202138708U
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Ľubomír Mráz
Ľubomír Ing. Mráz
Original Assignee
Sewio Networks, s.r.o.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sewio Networks, s.r.o. filed Critical Sewio Networks, s.r.o.
Priority to CZ202138708U priority Critical patent/CZ35327U1/en
Publication of CZ35327U1 publication Critical patent/CZ35327U1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G16INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16YINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY SPECIALLY ADAPTED FOR THE INTERNET OF THINGS [IoT]
    • G16Y20/00Information sensed or collected by the things
    • G16Y20/10Information sensed or collected by the things relating to the environment, e.g. temperature; relating to location

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Description

Lokalizační systém typu RTLS redukující počet kotev a kabelážeRTLS type localization system reducing the number of anchors and cabling

Oblast technikyField of technology

Technické řešení se týká lokalizačního systému typu RTLS redukujícího počet kotev a kabeláže, určený pro přesné určení pozice objektů nebo lidí v reálném čase.The technical solution relates to a localization system of the RTLS type reducing the number of anchors and cabling, designed for precise determination of the position of objects or people in real time.

Dosavadní stav technikyPrior art

Lokalizační systémy pracující v reálném čase, tzv. RTLS („Real-Time Locating Systems“), jsou využívány pro přesné určení pozice tagů, tj. objektů nebo lidí, v reálném čase v tzv. lokační oblasti, kterou je obvykle interiér, kde signál GPS (Global Positioning System) není dostupný, případně je vyžadována vysoká přesnost určení polohy.Real-time Locating Systems (RTLS) are used to accurately determine the position of tags, ie objects or people, in real time in the so-called location area, which is usually the interior, where the signal GPS (Global Positioning System) is not available or high positioning accuracy is required.

Současné lokalizační systémy využívají metodu přesného měření rozdílu času mezi časy přijetí signálu, ve zkratce TDoA („Time Difference of Arrival“), pro přesné měření rozdílu času mezi příjmy signálu na straně kotvy. Kotva v RTLS systému představuje statické předinstalované zařízení sloužící pro přesný odhad pozice tágu.Current location systems use the method of accurately measuring the time difference between signal reception times, abbreviated TDoA ("Time Difference of Arrival"), to accurately measure the time difference between signal receipts on the armature side. The anchor in the RTLS system is a static pre-installed device used to accurately estimate the position of the tag.

Nevýhodou využití pouze TDoA metody je nutnost minimálně třech kotev pro výpočet pozice tágu, a pro nestandartní náročné podmínky, např. dlouhé uličky, využití až pěti kotev.The disadvantage of using only the TDoA method is the need for at least three anchors to calculate the position of the tag, and for non-standard demanding conditions, such as long aisles, the use of up to five anchors.

S cílem dosáhnout co nejpřesnější výsledky lokalizace je možné RTLS systém s TDoA rozšířit také o implementaci algoritmů pro výpočet polohy přímo z rozdílu vzdálenosti a fáze přijatého signálu na dvou různých anténách. Při použití dvou antén na straně přijímače je možné určit polohu vysílače na základě doby letu signálu, tj. výpočet vzdálenosti k vysílači, a rozdílu ve fázi přijatých signálů, tj. výpočet Χ/Ύ pozice vysílače. Rozdíl dráhy šíření signálu je možné odvodit z rozdílu fáze lokálního oscilátoru v čase příchodu prvního rámce přijatého signálu na obou anténách.In order to achieve the most accurate localization results, the RTLS system with TDoA can also be extended to implement algorithms for calculating the position directly from the difference in distance and phase of the received signal on two different antennas. When using two antennas on the receiver side, it is possible to determine the position of the transmitter based on the flight time of the signal, ie calculation of the distance to the transmitter, and the difference in phase of received signals, ie calculation of Χ / Ύ position of the transmitter. The difference in signal propagation path can be derived from the phase difference of the local oscillator at the time of arrival of the first frame of the received signal on both antennas.

Dalším problémem stavu techniky je napájení. Současný způsob napájení kotev je řešen buď sériově pomocí daisy chain nebo semi sériové napájení. Nevýhodou je nutnost rozsáhlé kabeláže.Another problem of the prior art is power supply. The current way of powering the anchors is solved either in series using a daisy chain or semi-series power supply. The disadvantage is the need for extensive cabling.

Cílem vynálezu je představit takové technické řešení, které by nevýhody stavu techniky odstranilo.The object of the invention is to present such a technical solution which would eliminate the disadvantages of the prior art.

Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution

Výše zmíněné nedostatky odstraňuje do značné míry lokalizační systém typu RTLS, což je lokalizační systém pracující v reálném čase, obsahující UWB vysílač, což je vysílač s technologií přenosu informace rozprostřené v širokém frekvenčním pásmu, s anténou pro provádění TDoA metody měřící rozdíl mezi časy přijetí signálu, jehož podstata spočívá v tom, že dále obsahuje UWB vysílač, s anténou pro provádění AoA metody, což je metoda pracující s úhlem příchodu signálu a UWB vysílač s anténou pro synchronizaci kotev, přičemž UWB vysílače jsou datově propojeny.The above-mentioned shortcomings are largely eliminated by the RTLS type localization system, which is a real-time localization system comprising a UWB transmitter, which is a transmitter with information transmission technology spread over a wide frequency band, with an antenna for TDoA method measuring the difference between signal reception times. , the essence of which consists in that it further comprises a UWB transmitter, with an antenna for performing the AoA method, which is a method operating with a signal arrival angle, and a UWB transmitter with an antenna for synchronizing the anchors, the UWB transmitters being data interconnected.

Ve výhodném provedení je anténou UWB vysílače pro synchronizaci kotev Omni anténa, tj. všesměrová anténa, anténou UWB vysílače pro provádění AoA metody je anténní pole, a anténou UWB vysílače pro provádění TDoA metody je Omni anténa.In a preferred embodiment, the UWB transmitter antenna for synchronizing the Anchor Anchors is an antenna, i.e., an omnidirectional antenna, the UWB transmitter antenna for performing the AoA method is an antenna array, and the UWB transmitter antenna for performing the TDoA method is an Omni antenna.

V jiném výhodném provedení obsahuje napájení typu semi-star daisy chain, tedy kombinací hvězdicového zapojení a řetězového zapojeni.In another preferred embodiment, it comprises a semi-star daisy chain power supply, i.e. a combination of a star connection and a chain connection.

- 1 CZ 35327 UI- 1 CZ 35327 UI

V jiném výhodném provedení obsahuje napájení kotev typu Power Over Ethernet, což je termín pro napájení po datovém síťovém kabelu, bez nutnosti přivést napájecí napětí k přístroji dalším samostatným kabelem, které vyžaduje industriální prostředí.In another preferred embodiment, the power supply includes Power Over Ethernet anchors, which is a term for powering over a data network cable, without the need to supply power to the device with another separate cable, which requires an industrial environment.

Příklad uskutečnění technického řešeníExample of implementing a technical solution

Lokalizační systém podle technického řešení je lokalizační systém typu RTLS obsahující UWB vysílač pro provádění TDoA metody, který dále obsahuje UWB vysílač pro provádění AoA metody, což je metoda pracující s úhelem příchodu signálu, a UWB vysílač pro synchronizaci kotev, aby byly kotvy ve shodném, tj. synchronizovaném, čase, což je stěžejní pro TDoA lokalizační systém.The localization system according to the technical solution is an RTLS type localization system comprising a UWB transmitter for performing the TDoA method, which further comprises a UWB transmitter for performing the AoA method, which is a method of operating the signal arrival angle, and a UWB transmitter for synchronizing anchors to be identical. i.e., synchronized, time, which is central to the TDoA location system.

UWB vysílač využívá technologie UWB, což je technologie přenosu informace rozprostřené v širokém frekvenčním pásmu, a každý je vybaven anténou.The UWB transmitter uses UWB technology, which is a technology for transmitting information spread over a wide frequency band, and each is equipped with an antenna.

Ve výhodném provedení je použita Omni anténa, tj. všesměrová anténa, pro synchronizaci TDoA, Omni anténou pro provádění TDoA metody a anténní pole pro provádění AoA metody.In a preferred embodiment, an Omni antenna, i.e. an omnidirectional antenna, is used for TDoA synchronization, an Omni antenna for performing the TDoA method and an antenna array for performing the AoA method.

Technickým řešením je tedy nový RTLS systém obsahující TDoA metodu a nově AoA metodu, čímž vznikne hybridní použití AoA/TDoA. Hybridní použití AoA/TDoA vede k redukci počtu kotev a vzájemné kompenzaci výhod a nevýhod obou metod.The technical solution is therefore a new RTLS system containing the TDoA method and a new AoA method, which will create a hybrid use of AoA / TDoA. The hybrid use of AoA / TDoA leads to a reduction in the number of anchors and a mutual compensation of the advantages and disadvantages of both methods.

Redukce kabeláže je docílena semi-star daisy chain napájením, tedy kombinací hvězdicového zapojení a řetězového zapojeni.Cabling reduction is achieved by semi-star daisy chain power supply, ie a combination of star connection and chain connection.

Napájení kotev je řešeno pomocí Power Over Ethernet, což je termín pro napájení po datovém síťovém kabelu, bez nutnosti přivést napájecí napětí k přístroji dalším samostatným kabelem, které vyžaduje industriální prostředí.The power supply of the anchors is solved by means of Power Over Ethernet, which is a term for power supply via a data network cable, without the need to supply the supply voltage to the device with another separate cable, which requires an industrial environment.

Výhodou představeného technického řešení je redukce počtu kotev a infrastruktury především pro speciální aplikační případy v průmyslu a logistice.The advantage of the presented technical solution is the reduction of the number of anchors and infrastructure, especially for special application cases in industry and logistics.

Claims (4)

NÁROKY NA OCHRANUCLAIMS FOR PROTECTION 1. Lokalizační systém pracující v reálném čase obsahující vysílač využívající technologie přenosu informace rozprostřené v širokém frekvenčním pásmu s anténou pro provádění měření rozdílu času mezi časy přijetí signálu, vyznačující se tím, že dále obsahuje vysílač využívající technologie přenosu informace rozprostřené v širokém frekvenčním pásmu s anténou pro provádění metody měření úhlu příchodu signálu a vysílač využívající technologie přenosu informace rozprostřené v širokém frekvenčním pásmu s anténou pro synchronizaci kotev, přičemž vysílače jsou datově propojeny.A real-time localization system comprising a transmitter utilizing broadband information transmission technology with an antenna to perform time difference measurement between signal reception times, further comprising a transmitter utilizing a broadband information transmission technology spread over an antenna. for performing a method of measuring the angle of arrival of a signal and a transmitter using information technology spread over a wide frequency band with an antenna for synchronizing the anchors, the transmitters being data interconnected. 2. Lokalizační systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že anténou vysílače pro synchronizaci kotev je všesměrová anténa, anténou vysílače pro provádění metody měření úhlu příchodu signálu je anténní pole, a anténou vysílače pro provádění měření rozdílu času mezi časy přijetí signálu je všesměrová anténa.The location system of claim 1, wherein the transmitter antenna for synchronizing the anchors is an omnidirectional antenna, the transmitter antenna for performing the signal angle measurement method is an antenna array, and the transmitter antenna for measuring the time difference between signal reception times is an omnidirectional antenna. . 3. Lokalizační systém podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že obsahuje napájení propojené do kombinace hvězdicového zapojení a řetězového zapojení.Location system according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises a power supply connected in a combination of a star connection and a chain connection. 4. Lokalizační systém podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že obsahuje napájení kotev bez nutnosti přivést napájecí napětí k přístroji dalším samostatným kabelem.Location system according to one of Claims 1 to 3, characterized in that it comprises supplying the anchors without the need to supply the supply voltage to the device by a further separate cable.
CZ202138708U 2021-04-07 2021-04-07 RTLS type localization system reducing the number of anchors and cabling CZ35327U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ202138708U CZ35327U1 (en) 2021-04-07 2021-04-07 RTLS type localization system reducing the number of anchors and cabling

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ202138708U CZ35327U1 (en) 2021-04-07 2021-04-07 RTLS type localization system reducing the number of anchors and cabling

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ35327U1 true CZ35327U1 (en) 2021-08-24

Family

ID=77494956

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ202138708U CZ35327U1 (en) 2021-04-07 2021-04-07 RTLS type localization system reducing the number of anchors and cabling

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ35327U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wymeersch et al. 5G mm wave downlink vehicular positioning
CN103344942B (en) Controlling vertex, asynchronous tracking method and system
US20080316105A1 (en) Method and Apparatus For Transmitter Locating Using a Single Receiver
AU774161B2 (en) Improvements in or relating to object location
JP2014503147A (en) System and method for a time-synchronized wireless network access point
US20150002334A1 (en) Positioning system and method based on channel from ground control center to aerospace relay node
KR20100073604A (en) Apparatus and method for estimating position of mobile unit
US20230052581A1 (en) Ultra-wide band distance determination with an angle-of-arrival based disturbance compensation
CN102395198A (en) Signal intensity-based node positioning method and device for wireless sensing network
KR101302565B1 (en) System and method for estimating position of lost mobile terminal and mobile terminal
KR20120050680A (en) Navigation satellite repeater and navigation satellite signal repeating method
US8150378B2 (en) Determining position of a node based on aged position data
Syberfeldt et al. Localizing operators in the smart factory: A review of existing techniques and systems
Sinha et al. Impact of 3D antenna radiation patterns on TDOA-based wireless localization of UAVs
US20160109556A1 (en) Mitigating effects of multipath during position computation
WO2013136648A1 (en) Wide-area multilateration system, central station, and 2-dimensional-position calculation method using same
Zhang et al. Passive maritime surveillance based on low earth orbit satellite constellations
CZ35327U1 (en) RTLS type localization system reducing the number of anchors and cabling
EP2492706A1 (en) An apparatus for determining whether a kinematic report emitted by a co-operative sensor is bearing-spoofed or not
KR101490838B1 (en) Positioning System based on Ground Control Center to Aerospace Relay Node
US20140009341A1 (en) Location system and corresponding calibration method
CN110455184B (en) Photoelectric system method for fast time-space positioning and gesture measurement
CN115707092A (en) Information transmission method, communication node and storage medium
Sun et al. Integrated communication and localization design based on UWB technology for underground substations
Dikarev et al. Position Estimation of Autonomous Underwater Sensors Using the Virtual Long Baseline Method

Legal Events

Date Code Title Description
FG1K Utility model registered

Effective date: 20210824