DE112011102332T5

DE112011102332T5 - Frequenzkanalvielfalt für Echtzeit-Lokalisierungssysteme, -Verfahren und -Computerprogrammprodukte

Info

Publication number: DE112011102332T5
Application number: DE112011102332T
Authority: DE
Inventors: James J. O'Hagan; David S. Wisherd
Original assignee: Zebra Enterprise Solutions Corp
Current assignee: Zebra Technologies Corp
Priority date: 2010-07-14
Filing date: 2011-07-14
Publication date: 2013-04-25
Anticipated expiration: 2031-07-15
Also published as: US20200124694A1; WO2012009497A1; US11231479B2; CN103140771A; CN103140771B; US8786495B2; US10551476B2; US20120013509A1; US20150002337A1; DE112011102332B4; US20170248679A1; US9684054B2

Abstract

Bereitgestellt sind Architekturen, Systeme, Verfahren und Computerprogrammprodukte zur Echtzeit-Objektlokalisierung und Positionsbestimmung unter Verwendung einer Frequenzkanalvielfalt zum Übertragen und Empfangen von Positionsbestimmungssignalen einschließlich Stößen aus Positionssignalen. Eine kanalisierte Frequenzvielfalt eines kurzen Stoßes von kleinen Positionssignalen, die zwischen vielen Frequenzkanälen „springen”, ist zur kollektiven Erzeugung eines quasi breitbandigen Positionsbestimmungssignals verwendet. Objekt-Tags, die mit einer Frequenzkanalvielfalt zum Übertragen von Positionssignalen von Positionsbestimmungssignalen arbeiten, erfordern einen geringen Stromverbrauch, können jedoch noch wirksam adäquate Positionsbestimmungssignale für eine zuverlässige Positionsbestimmung bereitstellen.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung betreffen allgemein drahtlose Datenübertragungen und insbesondere drahtlose Datenübertragungen, bei denen eine Frequenzkanalvielfalt für Echtzeit-Lokalisierungssysteme, -Verfahren und -Computerprogrammprodukte verwendet wird.
HINTERGRUND
Eine Positionsbestimmung ist sowohl für kommerzielle als auch für private Anwendungen zunehmend bedeutsam. Echtzeit-Lokalisierungssysteme (RTLS) werden beim Nachverfolgen von Objekten, bspw. beim Bestimmen der Position eines Objekts innerhalb von Lager-, Versand-, Einzelhandels- und/oder Herstellungssituationen, verwendet. Drahtlose Transmitter oder Tags werden üblicherweise an Objekten befestigt oder in diese Objekte eingebettet, um drahtlose Positionsbestimmungssignale bei einem oder mehreren drahtlosen Empfängern oder Lesegeräten bereitzustellen. Information über und/oder von den drahtlosen oder drahtlos übertragenen Positionsbestimmungssignalen kann verwendet werden, um eine Position des Objekts zu bestimmen.
Viele traditionelle und kürzlicher entwickelte Echtzeit-Lokalisierungssysteme werden typischerweise durch ähnliche Probleme herausgefordert, einschließlich verfügbarer Leistung, Signalstärke, Interferenz und verfügbarer Bandbreite. Im Allgemeinen resultiert aus einer erhöhten Zuverlässigkeit des drahtlosen Positionsbestimmungssignals von einem Objekt-Tag zu einem Empfänger eine erhöhte Genauigkeit der Information, die zum Bestimmen der Position des Objekts verfügbar ist. Ein Weg zur Erhöhung der Zuverlässigkeit des drahtlosen Positionsbestimmungssignals besteht in der Erhöhung der Bandbreite des Signals. Jedoch erfordert ein Erhöhen der Bandbreite des Signals mehr Energie, bspw. Batterieleistung, erfordert weiterhin, dass die vergrößerte Bandbreite für eine Verwendung verfügbar ist, und verursacht typischerweise vergrößerte Interferenzprobleme. Viele Echtzeit-Lokalisierungssysteme sind ebenfalls hinsichtlich Infrastrukturkosten herausgefordert. Eine Verbesserung der Positionsbestimmung geht typischerweise mit einer entsprechenden Kostenzunahme einher, bspw. um die Anzahl von Empfängern zu erhöhen oder um robustere Objekt-Tags zu verwenden.
Zahlreiche Technologien sind verfügbar, um unterschiedliche Echtzeit-Lokalisierungssysteme zu implementieren, die zu der relevanten Technologieanwendung und den gewünschten Ergebnissen korrespondieren. Und signifikante Verbesserungen sind in verschiedenen Technologien erfolgt, die für Echtzeit-Lokalisierungssysteme verwendet werden können. Jedoch selbst in Anbetracht verfügbarer Technologien und Verbesserungen ist es immer noch wünschenswert, Verbesserungen dieser existierenden Techniken zu erreichen, um verbleibende Grenzen der verschiedenen Technologien zu überwinden und alternative Technologien bereitzustellen, die in bestimmten Fällen bevorzugt sein können. Bspw. existiert im Stand der Technik ein Bedarf für verbesserte Architekturen, Systeme, Verfahren und Computerprogrammprodukte für die Echtzeit-Objektlokalisierung und Positionsbestimmung, die Probleme existierender Technologien vermindern und/oder vermeiden. In ähnlicher Weise existiert bspw. im Stand der Technik ein Bedarf für alternative Technologien für die Echtzeit-Objektlokalisierung und Positionsbestimmung, die in bestimmten Fällen bevorzugt sein können.
ZUSAMMENFASSUNG
In Anbetracht des obigen Hintergrunds stellen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung Architekturen, Systeme, Verfahren und Computerprogrammprodukte für die Echtzeit-Objektlokalisierung und -Positionsbestimmung bereit, wobei eine Frequenzkanalvielfalt für die Übertragung und das Empfangen von Positionsbestimmungssignalen in der Form von Positionssignalstößen oder Positionssignalanhäufungen verwendet wird, d. h. jedes Positionsbestimmungssignal ist ein Stoß oder eine Anhäufung drahtloser oder drahtlos übertragener Positionssignale.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung können in vorteilhafter Weise Objekt-Tags oder Objekt-Anhänger verwenden, die einen geringen Stromverbrauch erfordern oder wenig Strom verbrauchen, aber dennoch wirkungsvoll geeignete Positionsbestimmungssignale für eine zuverlässige Positionsbestimmung bereitstellen können. Bspw. kann bei der Verwendung einer Frequenzkanalvielfalt mit Positionssignalstößen mit enger Bandbreite weniger Leistung verwendet werden, als bei der Verwendung von Ultra-Breitband(UWB)-Übertragungen. In ähnlicher Weise wird bspw. bei der Verwendung eines Frequenz-Springens bei einer Frequenzkanalvielfalt bei Stößen von Positionssignalen mit geringer Bandbreite die Positionsbestimmungsgenauigkeit gegenüber derjenigen verbessert, die mit einem einzelnen Signal bei schmalem Kanal möglich ist. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung können ebenfalls in vorteilhafter Weise handelsübliche Hardware und existierende Infrastrukturen verwenden, die hilfreich sein können, um Kosten zu reduzieren und die Chancen zu erhöhen, Anwendungen der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zu realisieren. Zusätzliche Vorteile der Verwendung einer Frequenzkanalvielfalt bei der Positionsbestimmung werden im Folgenden beschrieben.
Ausführungsbeispiele von Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung sind bereitgestellt, die die Position eines Objekts auf der Basis von Daten für eine Vielzahl von separaten drahtlos übertragenen Positionssignalen bestimmen, die über viele Frequenzkanäle von dem Objekt übertragen und mittels einer Vielzahl von Empfängern empfangen und von der Vielzahl von Empfängern zu einem Computer übertragen werden, um die Positionsbestimmung durchzuführen. Die vielen Frequenzkanäle eines weiteren Ausführungsbeispiels können aus einem vorbestimmten Satz verfügbarer Frequenzkanäle ausgewählt werden. Die Vielzahl von separaten drahtlos übertragenen Positionssignalen eines weiteren Ausführungsbeispiels können über eine fortlaufende Reihe von Frequenzkanälen übertragen werden. Die Positionsbestimmung kann in einem noch weiteren Ausführungsbeispiel durch ein Korrelieren von Daten von zumindest zwei der Vielzahl von Empfängern für zumindest eines der separaten drahtlos übertragenen Positionssignale erreicht werden, die über einen der Frequenzkanäle übertragen werden. Alternativ oder zusätzlich hierzu kann die Positionsbestimmung in einem noch weiteren Ausführungsbeispiel durch ein Korrelieren von Daten von einem der Vielzahl von Empfängern für eines der separaten drahtlos übertragenen Positionssignale erreicht werden, das über einen der Frequenzkanäle übertragen wird, und von Daten von einem anderen der Vielzahl von Empfängern für ein anderes der separaten drahtlos übertragenen Positionssignale, das über einen anderen der Frequenzkanäle übertragen wird. In einem noch weiteren Ausführungsbeispiel können Daten verworfen werden, falls diese zur Bestimmung des Position des Objekts nicht gewünscht sind, bspw. falls die Daten für ein drahtloses Positionssignal nicht von zumindest drei der Vielzahl von Empfängern übertragen wird. Bspw. können in einigen Ausführungsbeispielen Daten verworfen werden, falls diese als außerhalb eines akzeptablen Wertebereichs liegend bestimmt werden, und der akzeptable Wertebereich kann auf der Basis der Daten von der Vielzahl von Empfängern bestimmt werden. In einem noch weiteren Ausführungsbeispiel kann eine Partition oder Aufteilung einer Datenlast oder Datenfracht zwischen zwei oder mehreren der separaten drahtlosen Positionssignale kompiliert oder zusammengesetzt werden, um die Positionsbestimmung zu vereinfachen oder zu verbessern. Es sollte ausdrücklich in Betracht gezogen und verstanden werden, dass eine oder mehrere der obigen Funktionen der mehreren beschriebenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können und typischerweise kombiniert werden, wenn diese als exklusive ausschließliche Funktionen hiervon nicht grundsätzlich ausgeschlossen sind, um verschiedene Ausführungsbeispiele aus Kombinationen von Funktionen gemäß der vorliegenden Erfindung zu erreichen. Diesbezüglich sollte es auch ausdrücklich in Betracht gezogen und verstanden werden, dass eine Redundanz und/oder Überbestimmung in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bevorzugt sein können, um die Genauigkeit der Positionsbestimmung zu verbessern, und daher nicht grundsätzlich als exklusive alternative Funktionen ausgeschlossen sind, sondern stattdessen typischerweise additive Funktionen sind.
Ausführungsbeispiele drahtloser Tags oder Anhänger gemäß der vorliegenden Erfindung sind bereitgestellt, die einen Controller und einen drahtlosen Transmitter aufweisen. Der Controller kann zum Erzeugen einer Vielzahl von Positionssignalen für eine kollektive individuelle Übertragung über viele Frequenzkanäle eines vorbestimmten Satzes verfügbarer Frequenzkanäle konfiguriert sein. Der drahtlose Transmitter kann konfiguriert sein, um die Positionssignale der Positionsbestimmungssignale über die vielen Frequenzkanäle auf eine Anweisung durch den Controller hin zu übertragen, um die Übertragung der Positionssignale über zumindest zwei des vorbestimmten Satzes verfügbarer Frequenzkanäle zu bewirken. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der Controller dazu konfiguriert sein, zu bestimmen, ob einer des vorbestimmten Satzes verfügbarer Frequenzkanäle in Verwendung ist, und – wenn dieser Frequenzkanal in Verwendung ist – um diesen Frequenzkanal von den vielen Frequenzkanälen, die zum Überragen der Vielzahl von Positionssignalen verwendet werden, zumindest zeitweise auszuschließen. Bei einem noch weiteren Ausführungsbeispiel kann der Controller dazu konfiguriert sein, eine Datenlast oder Datenfracht zwischen zwei oder mehreren der Vielzahl von Positionssignalen aufzuteilen oder zu partitionieren, und optional kann die Datenlast oder Datenfracht gleichmäßig unter den Partitionen oder Aufteilungen verteilt werden. Des Weiteren kann die Datenlast zwischen weniger von der Vielzahl von Positionssignalen als die Anzahl von Frequenzkanälen des vorbestimmten Satzes verfügbarer Frequenzkanäle partitioniert oder unterteilt werden. Bei einem noch weiteren Ausführungsbeispiel kann der Controller derart konfiguriert sein, dass er bewirkt, dass der drahtlose Transmitter die Positionssignale über zumindest zwei aufeinander folgende Frequenzkanäle des vorbestimmten Satzes verfügbarer Frequenzkanäle überträgt. Bei einem noch weiteren Ausführungsbeispiel kann der vorbestimmte Satz verfügbarer Frequenzkanäle 16 Kanäle aufweisen. Zusätzlich oder alternativ hierzu können bei einem noch weiteren Ausführungsbeispiel die Frequenzkanäle des vorbestimmten Satzes verfügbarer Frequenzkanäle 5 MHz-Kanäle sein. Es sollte ausdrücklich in Betracht gezogen und verstanden werden, dass eine(s) oder mehrere der obigen Elemente und Funktionen der mehreren beschriebenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können und typischerweise kombiniert werden, wenn diese als exklusive ausschließliche Elemente und Funktionen hiervon nicht grundsätzlich ausgeschlossen sind, um verschiedene Ausführungsbeispiele aus Kombinationen von Elementen und/oder Funktionen gemäß der vorliegenden Erfindung zu erreichen. Diesbezüglich sollte es auch ausdrücklich in Betracht gezogen und verstanden werden, dass eine Redundanz und/oder Überbestimmung in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bevorzugt sein können, um die Genauigkeit der Positionsbestimmung zu verbessern, und daher nicht grundsätzlich als exklusive alternative Elemente und/oder Funktionen ausgeschlossen sind, sondern stattdessen typischerweise additive Elemente und/oder Funktionen sind.
Ausführungsbeispiele von Empfängern gemäß der vorliegenden Erfindung sind bereitgestellt, die einen drahtlosen Empfänger, einen Controller und einen Transmitter aufweisen. Der drahtlose Empfänger kann derart konfiguriert sein, dass er eine Vielzahl von Positionssignalen empfängt, die über viele Frequenzkanäle übertragen werden, bspw. viele Frequenzkanäle eines vorbestimmten Satzes verfügbarer Frequenzkanäle. Der Controller kann derart konfiguriert sein, dass er Positionsdaten eines jeden der Vielzahl von Positionssignalen bestimmt. Der Transmitter kann derart konfiguriert sein, dass er die Positionsdaten der Vielzahl von Positionssignalen zu einem zentralen Computer überträgt. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der Controller derart konfiguriert sein, dass er Positionssignale der Vielzahl von Positionssignalen verwirft, die als außerhalb eines akzeptablen Wertebereichs liegend bestimmt werden, bspw. durch den Controller auf der Basis der Vielzahl von Positionssignalen bestimmt. Bei einem noch weiteren Ausführungsbeispiel kann der Controller derart konfiguriert sein, dass er eine Datenlast oder Datenfracht kompiliert, die zwischen den Daten von zwei oder mehreren der Vielzahl von Positionssignalen unterteilt oder partitioniert ist, und der Transmitter kann die Datenlast oder Datenfracht übertragen. Bei einem noch weiteren Ausführungsbeispiel kann der Empfänger einen Timer aufweisen, der zum Messen einer Ankunftszeit eines jeden der Vielzahl von Positionssignalen konfiguriert ist. Der Controller kann dazu konfiguriert sein, jedes der Vielzahl von Positionssignalen mit einer Ankunftszeit eines jeden der Vielzahl von Positionssignalen in Verbindung zu bringen oder zu assoziieren, wodurch die Positionsdaten definiert werden, und der Transmitter kann derart konfiguriert sein, dass er die Ankunftszeit mit jedem der Vielzahl von Positionssignalen zu dem zentralen Computer überträgt. Bei einem noch weiteren Ausführungsbeispiel kann der Empfänger einen Timer aufweisen, der zum Messen einer Ankunftszeit eines jeden der Vielzahl von Positionssignalen konfiguriert ist, wobei der Controller derart konfiguriert sein kann, dass er die Zeitdifferenzen der Ankunft zwischen jedem der Vielzahl von Positionssignalen bestimmt, wodurch die Positionsdaten definiert werden, und der Transmitter kann derart konfiguriert sein, dass er die Ankunftszeit zumindest eines der Vielzahl von Positionssignalen und die Zeitdifferenzen der Ankunft zwischen jedem der Vielzahl von Positionssignalen zu dem zentralen Computer überträgt. Es sollte ausdrücklich in Betracht gezogen und verstanden werden, dass eine(s) oder mehrere der obigen Elemente und Funktionen der mehreren beschriebenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können und typischerweise kombiniert werden, wenn diese als exklusive ausschließliche Elemente und Funktionen hiervon nicht grundsätzlich ausgeschlossen sind, um verschiedene Ausführungsbeispiele aus Kombinationen von Elementen und/oder Funktionen gemäß der vorliegenden Erfindung zu erreichen. Diesbezüglich sollte es auch ausdrücklich in Betracht gezogen und verstanden werden, dass eine Redundanz und/oder Überbestimmung in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bevorzugt sein können, um die Genauigkeit der Positionsbestimmung zu verbessern, und daher nicht grundsätzlich als exklusive alternative Elemente und/oder Funktionen ausgeschlossen sind, sondern stattdessen typischerweise additive Elemente und/oder Funktionen sind.
Die oben erwähnten Eigenschaften sowie zusätzliche Details der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden beschrieben. In ähnlicher Weise werden entsprechende und zusätzliche Ausführungsbeispiele der mit Frequenzkanalvielfalt arbeitenden Echtzeit-Lokalisierungsarchitekturen und zugehörige Systeme, Verfahren und Computerprogrammprodukte gemäß der vorliegenden Erfindung für die Positionsbestimmung ebenfalls im Folgenden beschrieben, einschließlich bspw. Computerprogrammprodukte, die ein nicht unbeständiges mit einem Computer verwendbares Speichermedium aufweisen, das eine darin gespeicherte Steuerlogik für die Durchführung einer Positionsbestimmung mittels eines Computers aufweist.
FIGURENKURZBESCHREIBUNG
Bis hierhin sind die Ausführungsbeispiele der Erfindung mit allgemeinen Begriffen beschrieben worden. Im Folgenden wird auf die beigefügten Figuren Bezug genommen, die nicht zwangsläufig maßstäblich gezeichnet sind, wobei
1 ein schematisches Blockdiagramm einer Vielzahl von beteiligten Einrichtungen ist, die eine Positionsbestimmung auf der Basis einer Frequenzkanalvielfalt gemäß zumindest einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bewirken,
2 ein partielles Diagramm ist, das einen Stoß von Positionssignalen mit Frequenzkanalvielfalt gemäß zumindest einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt,
3 ein weiteres partielles Diagramm ist, das einen Stoß von Positionssignalen mit Frequenzkanalvielfalt gemäß zumindest einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt,
4 ein funktionales Blockdiagramm einer Positionsbestimmung mit Frequenzkanalvielfalt gemäß zumindest einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist,
5 ein Blockdiagramm eines drahtlosen Tags oder Anhängers gemäß zumindest einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist,
6A ein Blockdiagramm eines Einkanalempfängers gemäß zumindest einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist,
6B ein Blockdiagramm eines Mehrkanalempfängers gemäß zumindest einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist,
6C ein Blockdiagramm eines Breitbandempfängers gemäß zumindest einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist,
7 ein Blockdiagramm eines Computers ist, der zum Vereinfachen einer Positionsbestimmung auf der Basis einer Frequenzkanalvielfalt gemäß zumindest einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann,
8 ein Blockdiagramm ist, das ein Positionsbestimmungssignal gemäß zumindest einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt,
9 ein Blockdiagramm ist, das zwei Positionsbestimmungssignale gemäß zumindest einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, und
10 ein Blockdiagramm ist, das ein Positionsbestimmungssignal gemäß zumindest einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
DETAILLIERTE FIGURENBESCHREIBUNG
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren detaillierter beschrieben, in denen einige, aber nicht alle Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt sind. Tatsächlich können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung in vielen unterschiedlichen Formen realisiert werden und sollten nicht beschränkt auf die hier gezeigten Ausführungsbeispiele konstruiert werden; vielmehr sind diese Ausführungsbeispiele auf eine Weise bereitgestellt, dass diese Offenbarung anwendbaren rechtlichen Anforderungen genügt. Gleiche Bezugszeichen beziehen sich durchgehend auf gleiche Elemente. Wie hier verwendet, können die Ausdrücke „Daten”, „Inhalt”, „Information” und ähnliche Ausdrücke synonym verwendet werden, um einen Bezug zu Daten herzustellen, die gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung übertragen, empfangen, verarbeitet und/oder gespeichert werden können. Darüber hinaus ist der Ausdruck „beispielhaft”, wie er hier verwendet wird, nicht dafür gedacht, irgendeine qualitative Aussage zu übermitteln, sondern stattdessen zur ausschließlichen Übermittlung einer Darstellung eines Beispiels.
Während die vorliegende Erfindung im Folgenden unter Bezugnahme auf mehrere beispielhafte Ausführungsbeispiele im Detail beschrieben wird, wird durch die folgende Beschreibung gewürdigt, dass viele Typen von Objekten und verschiedene praktische Anwendungen einer Echtzeit-Positionsbestimmung mit den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung verwendet werden können oder von den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung profitieren können, bspw. die Bestimmung der Position von Produkten in einem Speicher, von Fahrzeugen auf dem Transportweg, von Paketen bei einer Versendung, von Inventar in einem Einzelhandelsgeschäft, von Teilen in Fabrikationsanlagen, von Tieren auf einem Bauernhof oder auf einer Ranch, von Fahrzeugen auf einem Parkplatz oder in einer Parkgarage, von einem Mobiltelefon oder einer Fernbedienung in einem häuslichen Bereich, von Patienten oder Ausrüstung in einem Krankenhaus und von bewegbaren und/oder tragbaren Gegenständen in einem geschäftlichen Büro, bspw. Videoprojektoren, Laptops, Drucker, etc.. Im Allgemeinen kann jeder Typ eines physischen Objekts, bei dem eine Positionsbestimmung nützlich sein kann, ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bilden. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind nicht auf bestimmte Objekte, Anwendungen oder Umgebungen beschränkt. Darüber hinaus sind Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung auf viele Arten skalierbar, bspw. auf der Basis von Übertragungen mit einer gewünschten Distanz und einer gewünschten Genauigkeit der Positionsdaten.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung stellen Architekturen, Systeme, Verfahren und Computerprogrammprodukte für die Echtzeit-Objektlokalisierung und -Positionsbestimmung bereit, wobei eine Frequenzkanalvielfalt zum Übertragen und Empfangen von Positionsbestimmungssignalen in der Form von Lokalisierungssignalstößen oder Positionssignalstößen oder -anhäufungen verwendet wird, d. h., jedes Positionsbestimmungssignal ist ein Stoß oder eine Anhäufung von drahtlosen Positionssignalen. Wie hier verwendet, bezieht sich eine Frequenzkanalvielfalt auf die Verwendung vieler Frequenzkanäle, um separate drahtlose Signale zu übertragen, d. h. eine Kanalisierung drahtloser Signale, sowie auf die Verwendung zugehöriger Konzepte eines Frequenzspringens oder Frequenz-Hopping. Bspw. können drahtlose Positionsbestimmungssignale als separate Positionssignale in vielen schmalen Frequenzbändern kanalisiert und kollektiv aber individuell in einem Stoß oder in einer Anhäufung über ein breiteres Frequenzband übertragen werden, d. h., ein Positionsbestimmungssignal kann ein Stoß oder eine Anhäufung von Frequenzkanalvielfalt-Positionssignalen sein. Eine Frequenzkanalvielfalt von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung wird weiter unten detaillierter beschrieben.
Unter der Verwendung einer Frequenzkanalvielfalt können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung Objekt-Tags oder -Anhänger verwenden, die einen geringen Energieverbrauch aufweisen, aber dennoch geeignete Positionssignale für eine zuverlässige Positionsbestimmung wirksam bereitstellen können. Unter Verwendung von Signalen mit einer Frequenzkanalvielfalt und einer schmalen Bandbreite kann weniger Energie verbraucht werden als bei Ultra-Breitband(UWB)-Übertragungen. Bspw. kann ein IEEE 802.15.4a-Objekt-Tag bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einem Führungs- oder Übertragungs-Modus mit einer Frequenzkanalvielfalt über sechzehn 5 MHz-Kanäle in dem 2,4 GHz-Frequenzband mit einer 250 kbps Datenrate und einem Pulsabstand von 15,36 ms mit einer drahtlosen Ausgangsleistung von 1 mW wirksam arbeiten.
Unter Verwendung kanalisierter Positionssignale mit einer Frequenzkanalvielfalt, schmaler Bandbreite und einem Frequenz-Hopping wird die Positionsbestimmungsgenauigkeit bei Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung gegenüber den Möglichkeiten mit einem Signal mit einem einzelnen schmalen Kanal verbessert. Die Verwendung vieler Frequenzkanäle führt zu einer Vielfalt der gemessenen Daten bei der Positionsbestimmung. Wenn die Vielfalt der gemessenen Daten zunimmt, nimmt im Allgemeinen die Genauigkeit der Positionsbestimmung ebenfalls zu. Daher sind bei separat kanalisierten vielen Positionssignalen in schmalen Frequenzbändern über ein breites Frequenzband hinweg Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung in der Lage, ein Pseudo-Ultra-Breitband(oder Pseudo-Breitband)-Positionsbestimmungssignal zu erzeugen und die Qualität und Genauigkeit von Positionsdaten zu erreichen, die mit einem Ultra-Breitband(UWB)-Signal niedriger Leistung arbeiten. Darüber hinaus verwenden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zwei Formen der Vielfalt, nämlich Frequenz und Zeit, wobei beide die Genauigkeit der Positionsbestimmung verbessern können.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung können viele schmale Frequenzbänder für Kanäle innerhalb eines oder mehrerer breiter Frequenzbänder verwenden. Die schmalen Frequenzbänder von Kanälen können alle in einem einzelnen breiten Frequenzband liegen, bspw. das ISM-2,4 GHz-Frequenzband. Alternativ hierzu können schmale Frequenzbänder von Kanälen innerhalb vieler Frequenzbänder liegen, bspw. von einem Ultrahochfrequenzband (UHF, 300 MHz bis 3 GHz) und auch von dem Superhochfrequenz(SHF)-5,8 GHz-Band. Bspw. könnte ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung viele 900 MHz-Kanäle und viele 2,4 GHz-Kanäle verwenden. Ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung könnte die drei separaten 2,4 GHz 802.11 b/g/h-Kanäle und die acht 5 GHz 802.11a-Kanäle als einen vorbestimmten Satz verfügbarer Frequenzkanäle verwenden. Ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung könnte eine 6 GHz-Ultra-Breitband-Pulsführung mit einer Führung mit einem 2,4 GHz-ISO 24730 Direkt-Sequenz-Spreizspektrum (DSSS) kombinieren, wobei UWB für die Lokalisierungsgenauigkeit vorteilhaft ist, bspw. wenn eine Sichtverbindung verfügbar ist, und wobei ISO 24730 eine bessere Abdeckung bereitstellt, bspw. in ungeordneten Umgebungen und über lange Reichweiten hinweg. Frequenzbänder können durch regulierende Körperschaften und/oder durch standardisierende Organisationen zugeordnet werden, wobei dies vom jeweiligen Land abhängt, in dem ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Des Weiteren können Frequenzbänder für eine optimale Verwendung mit Frequenz-Hopping-Techniken ausgewählt werden, die von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung und speziellen Anwendungen von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, bspw. zur Vermeidung von Frequenzbändern mit in einer bestimmten Betriebsumgebung bekannten Interferenzen.
Ähnlich wie bei existierenden Echtzeit-Lokalisierungssystemen können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung verschiedene Formen von Daten und zugehörigen Algorithmen verwenden, um die Position eines Objekts zu bestimmen, bspw. den Ankunftswinkel (AoA), die Sichtlinie (LoS), die Ankunftszeit (ToA), die Ankunftszeitdifferenz (TDoA) oder die differentielle Ankunftszeit (DToA), die erkannte Kanalleistungsanzeige (RCPI), die Empfangssignalstärkeanzeige (RSSI), die Flugzeit oder Laufzeit (ToF) oder Kombinationen davon. Die Ankunftszeit (ToA), die Ankunftszeitdifferenz (TDoA) und die Empfangssignalstärkeanzeige (RSSI) können meistens verwendet werden. Zusätzlich können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung mit anderen Formen der Vielfalt kombiniert werden, um die Genauigkeit der Positionsbestimmung weiter zu steigern oder zu verbessern. Bspw. können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung mit einer räumlichen Vielfalt vieler Empfangsantennen oder mit einer Polaritätsvielfalt der Radiofrequenzstrahlung des Tags oder Anhängers kombiniert werden.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung können drahtlose Transmitter und Empfänger eines Kanaltyps mit schmaler Bandbreite oder kombinierte Transmitter und Empfänger verwenden, d. h. Sendeempfänger (XMTR) oder Transponder (XPDR). Solche Geräte sind üblicherweise preisgünstiger und verbrauchen weniger Energie als Breitband- und Ultra-Breitband(UWB)-Pendants. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung können ebenfalls in vorteilhafter Weise handelsübliche Hardware und existierende Infrastrukturen verwenden, bspw. einen wie oben beschriebenen Tag mit einem anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC) gemäß IEEE 802.15.4a, der beim Vermindern von Kosten besonders nützlich sein kann. Zusätzlich zu IEEE 802.15.4a-Produkten können andere kommerziell erhältliche Produkte auch verfügbar sein, bspw. alternative ASIC- oder FPGA-Produkte und Produkte, die dazu bestimmt sind, gemäß den ZigBee^TMSpezifikationen der ZigBee Alliance aus San Ramon, Kalifornien, zu arbeiten.
Zusätzlich zu den Vorteilen erschwinglicher Sendeempfänger, die für viele Bänder verfügbar sind, können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung auch kompatible Infrastrukturen in vorteilhafter Weise nutzen. Bspw. bieten intelligente Stromzähler und intelligentes Stromnetzmanagement Gelegenheiten zur Kombination drahtloser Infrastruktur bei alternativen Anwendungen, um diese ebenfalls für die Positionsbestimmung zu verwenden. Bei einem besonderen Beispiel, das als Teil eines lokalen Stromnetzmanagements charakterisiert werden kann, können LED-Leuchten für Anwendungen im Wohnbereich und/oder kommerziellen Bereich mit Sendeempfängern ausgerüstet werden, die gemäß IEEE 802.15.4a, ZigBee oder einer vergleichbaren Spezifikation arbeiten. Solche Produkte werden durch Philips Electronics North America Corp. aus Andover, Massachusetts, und Somerset, New Jersey, entwickelt, die eine Tochtergesellschaft von Koninklijke Philips Electronics N. V. aus Amsterdam, Niederlande, ist. Die Sendeempfänger von LED-Leuchten können zum Steuern des Leuchtens der LED-Leuchten verwendet werden, bspw. zum Ein- und Ausschalten oder zum Dimmen der LED-Leuchten. Auf eine solche Weise kann jede LED-Leuchte drahtlos gesteuert werden, bspw. unter Verwendung einer vernetzten Architektur, um mit oder zwischen den LED-Leuchten zu kommunizieren. Bei einer beispielhaften Anwendung eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung können eine oder mehrere LED-Leuchten mit einem Sendeempfänger als Frequenzkanalvielfalt-Empfänger verwendet werden, um die Position eines Objekts zu bestimmen. Bspw. können LED-Leuchten-Sendeempfänger in einem Heimbereich verwendet werden, um eine Fernbedienung zu lokalisieren, bspw. eine Kabel-, Satelliten- oder TV-Fernbedienung, die zwischen den Couchkissen verloren gegangen ist, oder um ein Haustier zu lokalisieren, bspw. das Halsband an einer Katze, die sich unter einem Bett versteckt. Des Weiteren kann eine vernetzte Architektur in vorteilhafter Weise verwendet werden, um eine Redundanz und/oder Überbestimmung von Positionsdaten bereitzustellen, obgleich jede oder mehrere Empfängerkonfigurationen und Kommunikationsarchitekturen mit Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Noch allgemeiner gesagt, können Hardware und Netzwerkinfrastrukturen, die für andere Anwendungen eingerichtet sind, bspw. LED-Leuchten-Sendeempfänger oder vernetzte Kommunikationsstrukturen, auch als Lokalisierungs-Infrastruktur von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
1 ist ein schematisches Blockdiagramm einer Vielzahl von teilnehmenden oder beteiligten Einrichtungen, die eine Positionsbestimmung auf der Basis einer Frequenzkanalvielfalt gemäß zumindest einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bewirken. Ein einzelnes Asset oder Objekt-Tag 110 ist in Bezug auf mehrere Empfänger 1, 2, 3, ... n 101, 102, 103, 104 gezeigt. Bspw. kann das Objekt-Tag 110 in der Nähe von und in Sichtlinie oder Sichtverbindung mit den Empfängern 1 bis n 101, 102, 103, 104 angeordnet sein und kann es mitwirken, eine Positionsbestimmung des Objekt-Tags 110 relativ zu den Empfängern 1 bis n 101, 102, 103, 104 bereitzustellen, wobei zumindest einer davon eine bekannte Position relativ zu einer Betriebsumgebung oder auf einer größeren physischen und/oder geografischen Skala aufweisen kann und wobei daher – mittels Extrapolation – die Position eines Objekt-Tags 110 ebenfalls relativ zu der Betriebsumgebung oder auf der größeren physischen und/oder geografischen Skala bestimmt werden kann. Das Objekt-Tag 110 wird zumindest einen drahtlosen Transmitter zum kollektiven, aber individuellen Übertragen eines Stoßes oder einer Anhäufung von Positionssignalen über viele Frequenzkanäle aufweisen. Weitere Details von Ausführungsbeispielen von Objekt-Tags gemäß der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf 5 bereitgestellt. Die Empfänger 1 bis n 101, 102, 103, 104 werden in ähnlicher Weise zumindest einen drahtlosen Empfänger für ein kollektives Empfangen eines Stoßes oder einer Anhäufung von Positionssignalen über mehrere Frequenzkanäle aufweisen. Weitere Details von Ausführungsbeispielen von Empfängern gemäß der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf 6 bereitgestellt.
Beim Betrieb und unter Bezugnahme auf 4 wird ein Objekt-Tag 110 eine Vielzahl von separaten drahtlosen Positionssignalen erzeugen, wie dies in Block 404 gezeigt ist. Jedes Positionssignal kann dieselbe Basisinformation bereitstellen, da die Positionssignale für die Positionsbestimmung und nicht für die Kommunikation verwendet werden. Wenn kanalisierte Signale traditionell verwendet worden sind, tragen Partitionen eines einzelnen Signals verschiedene Datenlasten über viele Kanäle, um eine einzelne Signalübertragung zu erzeugen, bspw. für eine Kommunikation, wobei Signalpartitionen relativ große und unterschiedliche Datenlasten tragen, um das Signal zur Vervollständigung der Kommunikation zu übertragen, d. h., es werden verschiedene Informationen auf jedem Kanal kanalisiert und typischerweise simultan übertragen und/oder mit anderen Signalübertragungen von anderen „Sprechern” im Kommunikationsnetzwerk simultan übertragen. Wenn im Vergleich hierzu Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung für eine Positionsbestimmung arbeiten, brauchen separate Positionssignale nicht große oder verschiedene Datenlasten zu tragen. Vielmehr werden identische oder ähnliche kleine Positionssignale wiederholt über eine kurze Zeitdauer hinweg auf einer Vielzahl von Frequenzkanälen gesendet, wobei die Fähigkeit bereitgestellt wird, eine genauere Positionsbestimmung des Tags und/oder Objekts zu erhalten, das die Positionssignale überträgt. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung verwenden eine kanalisierte Frequenzvielfalt eines kurzen Stoßes kleiner Positionssignale, die über viele Frequenzkanäle hinweg „springen” („hop”), um kollektiv ein quasi breitbandiges Positionsbestimmungssignal zu erzeugen, das Zeit genauer messen kann und daher das übertragende Tag und/oder Objekt genauer lokalisieren kann, als dies auf herkömmliche Weise möglich ist, wobei ein einzelnes Positionsbestimmungssignal in einem schmalen Frequenzband verwendet wird und wobei ein geringerer Stromverbrauch vorliegt, als dies traditionell möglich ist, wo ein Breitband- oder Ultra-Breitband(UWB)-Positionsbestimmungssignal verwendet wird.
Obgleich jedes Positionssignal oder Lokalisierungssignal eines Positionsbestimmungssignals typischerweise dieselbe Basisinformation bereitstellt, die zur Positionsbestimmung verwendet wird, können Positionssignale oder Lokalisierungssignale eines Positionsbestimmungssignals bei Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung in einigen Beziehungen verschieden sein. Bspw. können sich Positionssignale eines Positionsbestimmungssignals aufgrund eines Mehraufwands im Netzwerk („network overhead”), aufgrund von Unterschieden in der Datenlast und aufgrund einer akzeptablen Trunkierung von Daten, bspw. lediglich Übertragen eines Teils einer Tag-ID, unterscheiden, um die gesamte Signallast und den erforderlichen Netzwerkdurchsatz zu vermindern. Genauergesagt, wird jedes Positionssignal typischerweise Information enthalten, um das spezifische Tag zu identifizieren, das die Positionssignale eines Positionsbestimmungssignals überträgt. Dies kann eine Identifizierungs(ID oder UID)-Nummer für das Tag sein, bspw. ein Kennzeichen (LPN). Diese Information kann bei den Positionssignalen in einem ID-Feld sein. Zusätzlich können ein oder mehrere Positionssignale eines Positionsbestimmungssignals zusätzliche Daten aufweisen, die hier als Datenlast bezeichnet werden. Eine Datenlast – falls vorhanden – kann in einem Datenfeld für die Positionssignale sein.
Die Übertragung und das Frequenz-Hopping der Vielzahl von Positionssignalen über viele Frequenzbänder, wie dies in Block 410 gezeigt ist, kann auf eine oder mehrere verschiedene sequentielle, algorithmische, pseudo-zufällige oder zufällige Weisen erfolgen. Ganz allgemein arbeitet die Hardware und/oder der Controller eines Objekt-Tags über mehrere Frequenzkanäle. Des Weiteren kann die Hardware und/oder der Controller eines Objekt-Tags auch einen vorbestimmten Satz verfügbarer Frequenzkanäle definieren, die verwendet werden können. Wenn bspw. – wie oben beschrieben – ein Objekt-Tag einen IEEE 802.15.4a-Sendeempfänger aufweist, kann das Objekt-Tag über sechzehn 5 MHz-Kanäle in dem 2,4GHz-Frequenzband mit einer Datenrate von 250 kbps und einem Pulsabstand von 15,36 ms mit einer drahtlosen Ausgangsleistung von 1 mW arbeiten. Diese Hardware-Konfiguration kann den vorbestimmten Satz verfügbarer Frequenzkanäle definieren. Alternativ hierzu, falls eine Anwendung eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung ein Objekt-Tag mit dieser Hardware-Konfiguration verwendet, jedoch existierende Vorgänge bereits einen oder mehrere der sechzehn Frequenzkanäle verwenden, kann die Hardware und/oder der Controller des Weiteren dazu konfiguriert sein, einen vorbestimmten Satz verfügbarer Frequenzkanäle zu definieren, der aus der verbliebenen verfügbaren Untermenge der sechzehn Frequenzkanäle besteht, die von dem Objekt-Tag verwendet werden können.
Die 2 und 3 sind partielle Diagramme, die Positionssignale mit Frequenzkanalvielfalt gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung zeigen. Bei dem beispielhaften Frequenzdiagramm gemäß 2 tritt ein Frequenz-Hopping in idealer Weise sequentiell auf, bspw. in einer numerischen Reihenfolge gemäß einer fortlaufenden Reihe von Kanälen A, B, C, D, ... N. Das beispielhafte Frequenzdiagramm gemäß 3 zeigt mehrere mögliche Frequenz-Hopping-Algorithmen. Bspw. kann das Frequenz-Hopping auch in idealer Weise sequentiell über eine fortlaufende Reihe von Kanälen A, B, C, D, ... N erfolgen, jedoch können bspw. aufgrund von einer umfangreichen Nutzung oder anderen häufigen Interferenzen bestimmte Kanäle übersprungen oder ausgelassen werden, falls diese als in Verwendung oder unzuverlässig bestimmt sind, woraus eine sequentielle nicht fortlaufende Reihe von Kanälen A, D, E, G, ... N resultiert. Alternativ hierzu kann das Frequenz-Hopping algorithmisch oder pseudo-zufällig sein, und in eine sequentielle Übertragung gemäß einer nicht fortlaufenden Reihe von Kanälen A, D, E, G, ... N resultieren. Alternativ hierzu kann das Frequenz-Hopping in eine sequentielle Übertragung über eine nicht fortlaufende Reihe von Kanälen G, H, F, E, D (nicht gezeigt) oder in eine nicht-sequentielle Übertragung gemäß einer nicht fortlaufenden Reihe von Kanälen A, G, E, D, F, C, ... N (nicht gezeigt), resultieren. Die beschriebenen Frequenz-Hopping-Reihen von Kanälen sind lediglich beispielhafter Natur und jedes Frequenz-Hopping eines Positionsbestimmungssignals, das einen Stoß von einer Vielzahl von Positionssignalen über mehrere Frequenzbänder umfasst, wie dies in Block 410 gezeigt ist, kann bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Ein Positionsbestimmungssignal, das einen Stoß einer Vielzahl von Positionssignalen umfasst, die über mehrere Frequenzkanäle gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung übertragen werden, ist vorzugsweise in der Zeitdauer kurz genug, um eine nahezu fixe (Punkt-)Position des verfolgten Objekts zu repräsentieren. Bspw. kann ein Objekt-Tag, das einen einzelnen IEEE 802.15.4a-ASIC-Sendeempfänger verwendet, einen Frequenz-Hopping-Stoß von Positionssignalen über sechzehn Frequenzkanäle in nur 245,76 ms oder mit einem Pulsabstand von 15,36 ms pro sechzehn Kanäle übertragen. Bei einem weiteren Beispiel kann ein Objekt-Tag, das einen einzelnen IEEE 802.15.4a-ASIC-Sendeempfänger verwendet, einen Frequenz-Hopping-Stoß von Positionssignalen über sechzehn Frequenzkanäle in nur 230,4 ms oder mit einem Pulsabstand von 14,4 ms pro sechzehn Kanäle übertragen. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung können jede Länge für diverse Mehrfrequenzkanal-Stöße verwenden. Idealerweise werden sämtliche Positionssignale für einen Positionsbestimmungssignal-Stoß auf den involvierten vielen Frequenzkanälen am selben oder in etwa am selben physikalischen Ort übertragen. Auf diese Weise kann gesagt werden, dass ein Objekt-Tag „blinken” kann, um ein Positionsbestimmungssignal zu übertragen, das einen Stoß von Positionssignalen aufweist, so dass mehrere Lokalisierungslösungen durch die Empfänger erhalten werden können, eine Lokalisierungslösung für jeden Kanal. Bei potentiell sich schneller bewegenden Objekten sind kürzere Stoßzeitdauern bevorzugt. Bei sich gemäß einer Erwartung langsamer bewegenden Objekten können längere Stoßzeitdauern möglich sein. Wenn bspw. anzunehmen ist, dass ein Objekt-Tag an einer festen Position verbleibt, kann ein Frequenz-Hopping-Stoß von Positionssignalen jede vernünftige zeitliche Länge aufweisen, da eine Bewegung des Tags nicht erwartet wird. Ein robusteres Tag gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann mehrere Transmitter aufweisen, um ein simultanes Frequenz-Hopping bezüglich Untermengen von mehreren Frequenzkanälen zu ermöglichen, um eine totale Stoßdauer zu vermindern, bspw. um ein Positionsbestimmungssignal mit Positionssignalen über sechzehn Kanäle in vier Untermengen von vier Kanälen in einem Viertel der Gesamtzeit bei einem einzelnen Transmitter zu übertragen, um 16 Positionssignale über sechzehn Kanäle zu übertragen. Ein intelligentes Tag gemäß einem solchen Ausführungsbeispiel kann als Mehrkanaltransmitter-Tag bezeichnet werden. Ein intelligentes Tag gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann Information hinsichtlich der Bewegung des Tags aufweisen, bspw. Information, die von dem Tag empfangen oder durch das Tag bestimmt wird, bspw. unter Verwendung eines Beschleunigungsmessers. Mit Bewegungsinformation kann ein Controller eines intelligenten Tags gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dazu in der Lage sein, die Zeitdauer für einen Frequenz-Hopping-Stoß aus Positionssignalen dynamisch einzustellen (länger oder kürzer). Auch zur Erhöhung der Positionsbestimmungsgenauigkeit kann ein Objekt-Tag mehrere Male hintereinander blinken, um zusätzliche Lokalisierungslösungen zu liefern und/oder um eine Überbestimmung der Position des Objekts gezielt zu erreichen. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung können eine Vielzahl von Positionsdatenverarbeitungsalgorithmen verwenden, um die Position eines Objekts zu bestimmen, bspw. eine Mittelwertbildung, eine Medianfilterung und eine Kalmanfilterung. Ein Objekt-Tag kann auch periodisch blinken, wodurch die Position des Objekts über eine lange Zeitdauer hinweg überwacht werden kann.
Zusätzlich zur Erzeugung eines Positionsbestimmungssignals, das einen Stoß von Positionssignalen aufweist, und zur potentiellen Einbettung einer Datenlast in ein oder mehrere Positionssignale kann ein Objekt-Tag 110 die mehreren Frequenzkanäle aktiv managen, die für einen Stoß von Positionssignalen verwendet werden, bspw. zur Bestimmung verfügbarer Frequenzkanäle, wie dies in Block 408 gezeigt ist. Bspw. kann ein Objekt-Tag 110 die Anzahl von Frequenzkanälen und darüber übertragenen Positionssignalen reduzieren, um die potentielle Interferenz mit anderen Nutzern in diesen Frequenzkanälen zu reduzieren. Eine solche Reduktion der Anzahl von Frequenzkanälen kann vorbestimmt sein, um einen Satz von verfügbaren Frequenzkanälen zu definieren, oder kann dynamisch durchgeführt werden, um einen oder mehrere Frequenzkanäle auszuschließen. Des Weiteren kann bspw. ein Objekt-Tag „hören”, um zu bestimmen, ob ein Frequenzkanal in Verwendung ist, und – falls dies so ist – um diesen Frequenzkanal aus den mehreren Frequenzkanälen, die zum Übertragen eines Stoßes aus einer Vielzahl von Positionssignalen verwendet werden, zeitweise auszuschließen. Dies hilft, um Interferenzen mit anderen Übertragungen zu vermeiden, und erlaubt eine Interoperabilität. Falls etwas auf einem der Frequenzkanäle arbeitet, kann das Objekt-Tag den Frequenzkanal während des Hoppings überspringen. Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann ein Objekt-Tag 110 einen Prozessor oder Controller aufweisen, der gemäß oder ähnlich zu einem Protokoll des Mehrfachzugriffs mit Trägerprüfung (CSMA) arbeitet und der in vorteilhafter Weise mit einer Kollisionsvermeidung (CA) wie bspw. CSMA/CA arbeitet, um die Frequenzkanäle aktiv zu managen, die zum Übertragen von Positionssignalen verwendet werden, um eine kohärente Interferenz mit anderen Übertragungen zu minimieren. Ein intelligenter Controller eines Objekt-Tags eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung kann sogar „hören”, um zu bestimmen, ob einer der Frequenzkanäle häufig verwendet wird, und sollte den Versuch vermeiden, die Frequenzkanäle für eine gewisse Zeitdauer zu verwenden. Dies kann ein wiederholtes Prüfen eines bestimmten Frequenzkanals vermeiden, um lediglich herauszufinden, dass dieser häufig oder kontinuierlich in Verwendung und nicht für eine Übertragung eines Positionssignals von einem Stoß von Positionssignalen von dem Objekt-Tag verfügbar ist. Als Ergebnis eines Managens der vielen Frequenzkanäle, die für einen Frequenz-Hopping-Stoß von Positionssignalen verwendet werden, kann ein Objekt-Tag ein Positionsbestimmungssignal in Stößen von Positionssignalen über verschiedene Untermengen von mehreren Frequenzkanälen eines vorbestimmten Satzes verfügbarer Frequenzkanäle übertragen.
Falls eine Datenlast oder Datenfracht in ein oder mehrere Positionssignale eines Positionsbestimmungssignals eingeschlossen (eingebettet) ist, wie dies im Block 406 gezeigt ist, kann ein Objekt-Tag 110 das Senden einer Datenlast minimieren, um den erforderlichen Netzwerkdurchsatz zu minimieren, bspw. durch Einbetten lediglich einer begrenzten Anzahl von Instanzen der Datenlast in Positionssignale des Positionsbestimmungssignals, bspw. einmal oder zweimal oder eine andere Anzahl von Malen weniger als die Anzahl an Positionssignalen. Bspw., wie in 8 dargestellt, kann eine Datenlast XYZ 824, die im Positionsbestimmungssignal 800 übertragen wird, nicht in jedem Positionssignal eines Positionsbestimmungssignals 800 rückübertragen werden, sondern nur viermal in dem gesamten Frequenz-Hopping-Stoß von Positionssignalen übertragen werden, und kann nur das Tag ID 820 (oder ein erforderlicher Abschnitt davon) und der erforderliche Netzwerk-Header 801, 802, 803, 804, 805, 806, 807, 808, 809, 810, 811, 812, 813, 814, 815, 816 in jedem Positionssignal des Positionsbestimmungssignals 800 übertragen werden. Des Weiteren kann ein Objekt-Tag 110, das gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung arbeitet, eine Datenlast zwischen einem oder mehreren der Positionssignale eines jeden von zwei oder mehreren Positionsbestimmungssignalen teilen oder partitionieren. Bspw. kann – wie in 9 erläutert – eine Datenlast zwischen Positionssignalen von zwei Positionsbestimmungssignalen 900, 930 geteilt werden, bspw. zwei kleinere Datenlasten 924 (Teil 1 von 2) und 926 (Teil 2 von 2), um die Sendezeit der Positionssignale zu reduzieren, die die Datenlast tragen. In ähnlicher Weise kann eine Datenlast unter weniger Positionssignalen eines Positionsbestimmungssignals als die Anzahl von Frequenzkanälen eines vorbestimmten Satzes verfügbarer Frequenzkanäle aufgeteilt und/oder wiederholt werden, um bspw. der Möglichkeit Rechnung zu tragen, dass einer oder mehrere Frequenzkanäle in Verwendung sein können, und weniger als alle der Frequenzkanäle in einen Stoß von Positionssignalen eingeschlossen werden können, wodurch sichergestellt wird, dass die gesamte Datenlast noch übertragen werden kann, selbst wenn alle der Frequenzkanäle nicht verwendet werden. Falls 16 Frequenzkanäle verfügbar sind, kann eine Datenlast zwischen zwei bis 15 Positionssignalen unterteilt und/oder wiederholt werden, bspw. 12 Positionssignale oder allgemeiner gesagt zwischen zwei bis N – 1 Positionssignale, wobei N die Anzahl möglicher verfügbarer Frequenzkanäle ist. Bspw. stellt 10 ein Ausführungsbeispiel dar, bei dem eine Datenlast in sechs Teile 1031, 1032, 1033, 1034, 1035, 1036 aufgeteilt ist und jeder Teil zweimal über eine Gesamtzahl von 12 Positionssignalen eines Positionsbestimmungssignals 1000 wiederholt ist. Noch weiter kann ein Objekt-Tag 110 versuchen, die Datenlast auszubalancieren, indem die Daten partitioniert und geteilt werden und gleichmäßig zwischen den Positionssignalen verteilt werden, die über mehrere Frequenzkanäle übertragen werden. Dieser Ansatz kann die Sendezeit von Positionssignalen auf jedem der involvierten mehreren Frequenzkanäle minimieren. Insbesondere wenn eine Datenlast eingeschlossen ist, kann ein Empfänger auch eine Empfangsbestätigung (ACK) hinsichtlich des bestätigten Empfangs eines Lokalisierungssignals oder einer Datenlast eines Positionsbestimmungssignals senden, wie dies im Block 423 angezeigt ist. Ein Empfänger kann ein Positionssignal validieren, bspw. auf der Basis einer Tag-ID und einer zyklischen Redundanz-Prüfung (CRC). Zur Minimierung des erforderlichen Netzwerkdurchsatzes kann eine Empfangsbestätigung eines Positionssignals nur gesendet werden, wenn eine Datenlast oder eine Unterteilung davon in einem Positionssignal oder einem Stoß von Positionssignalen für ein Positionsbestimmungssignal detektiert wird.
Wieder unter Bezugnahme auf das schematische Blockdiagramm in 1 und das funktionale Blockdiagramm in 4 blinkt das Objekt-Tag 110, um einen Stoß von Positionssignalen über mehrere Frequenzkanäle zu übertragen, wie dies im Block 410 gezeigt ist, bspw. in einer fortlaufenden oder nicht fortlaufenden Abfolge mehrerer Frequenzkanäle eines vorbestimmten Satzes verfügbarer Frequenzkanäle. Die Empfänger 1 bis n 101, 102, 103, 104 sollten, falls sie innerhalb einer Übertragungsreichweite der Positionssignale von dem Objekt-Tag 110 und innerhalb einer Sichtverbindung oder auf andere Weise ohne drahtlose Übertragungshindernisse vorliegen, die Positionssignale empfangen, die über mehrere Frequenzkanäle übertragen werden, wie dies im Block 412 gezeigt ist. Aufgrund von Unterschieden bei den Empfängern 1 bis n 101, 102, 103, 104, bspw. Positionen, Sichtverbindung und Interferenz, kann jeder der Empfänger nicht alle übertragenen Positionssignale des Positionsbestimmungssignals empfangen. Die Positionssignale, die von jedem der Empfänger 1 bis n 101, 102, 103, 104 empfangen werden, können für die Positionsbestimmung verwendet werden, wie dies weiter unten beschrieben wird. In Abhängigkeit von der Art oder den Arten eines Lokalisierungsalgorithmus, der für die Positionsbestimmung bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird, bspw. AoA, ToA, DToA, RSSI, etc., können die Empfänger zusätzliche Information aufnehmen oder bestimmen, die von dem Empfänger oder einem zentralen Computer als Positionsdaten verwendet werden. Bspw. kann ein Empfänger einen Timer aufweisen, der auch eine Uhr sein kann, und die Ankunftszeit von Positionssignalen messen, wie dies im Block 414 angezeigt ist. Ein Empfänger kann dann jedes der Vielzahl von Positionssignalen mit der korrespondierenden Ankunftszeit eines jeden der Vielzahl von Positionssignalen in Zusammenhang bringen oder assoziieren.
Die Empfänger 1 bis n 101, 102, 103, 104 übertragen die Positionssignale und/oder Positionsdaten, bspw. Ankunftszeiten, eines Positionsbestimmungssignals zu einer zentralen Verarbeitungsstelle, wie dies im Block 424 angezeigt ist, bspw. zu einem Prozessor oder Controller 122 des zentralen Computers 120, wobei die Positionsbestimmung aus Daten durchgeführt werden kann, die durch den zentralen Computer 120 von mehreren Empfängern 1 bis n 101, 102, 103, 104 empfangen werden, wie dies im Block 134 angezeigt ist. Die Empfänger 1 bis n 101, 102, 103, 104 können mit dem zentralen Computer 120 direkt verbunden sein, bspw. durch kabelgebundene oder drahtlose Kommunikationen zwischen den Empfängern 1 bis n 101, 102, 103, 104 und dem zentralen Computer 120. Bspw. kann der zentrale Computer 120 einen drahtlosen Sendempfänger oder ein Interface 126 aufweisen, um Datenübertragungen von drahtlosen Transmittern der Empfänger 1 bis n 101, 102, 103, 104 zu empfangen. Auch kann ein Bus 123 verwendet werden, um die Empfänger direkt an den zentralen Computer 120 anzukoppeln. Alternativ hierzu können die Empfänger 1 bis n 101, 102, 103, 104 mit dem zentralen Computer 120 indirekt verbunden sein, bspw. über ein Netzwerk 130 und ein Netzwerk-Interface oder Kommunikations-Interface 124 des zentralen Computers 120. Des Weiteren können die Empfänger 1 bis n 101, 102, 103, 104 indirekt mit dem zentralen Computer 120 verbunden sein, bspw. über Netzwerkkommunikationen zwischen den Empfängern 1 bis n 101, 102, 103, 104, wie dies bspw. in 1 als eine serielle Verbindung zwischen dem Empfänger 1 101 und dem Empfänger 2 102 dargestellt ist. Alternative Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung können eine oder mehrere einer Vielzahl von Netzwerkkommunikations-Architekturen verwenden, bspw. direkte, serielle, parallele, vernetzte und baumartige Netzwerkkommunikations-Architekturen, um zwischen Empfängern und/oder zwischen Empfängern und einer zentralen Verarbeitungsstelle zu kommunizieren, und können eine oder mehrere Multi-Komponent-Architekturen verwenden, bspw. eine oder mehrere Bus-Architekturen. Obgleich eine zentrale Verarbeitungsstelle in 1 mittels des zentralen Computers 120 als eine von jedem der Empfänger separate Einheit gezeigt ist, können alternative Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung die gesamte Hardware oder Teile der Hardware, die durch den zentralen Computer 120 bereitgestellt wird, bei einem oder mehreren der Empfänger aufweisen und eine einzelne zentrale Verarbeitungsstelle oder eine durch mehrere Einheiten bewirkte („Co-Hosted”) zentrale Verarbeitungsstelle aufweisen.
Die Empfänger 1 bis n 101, 102, 103, 104 können zusätzliche Funktionen durchführen, wie dies in 4 dargestellt ist. Bspw. kann ein Empfänger einen Satz von Zeitdifferenzen der Ankunft (TDoA) zwischen Positionssignalen bestimmen, wie dies im Block 416 gezeigt ist. Falls Zeitdifferenzen der Ankunft durch einen Empfänger bestimmt werden, muss der Empfänger nicht jede der Ankunftszeiten der Positionssignale zu der zentralen Verarbeitungsstelle übertragen, sondern muss nur die Ankunftszeit von mindestens einem der Vielzahl von Positionssignalen und die Zeitdifferenzen der Ankunft zwischen entweder dem einen Positionssignal, für das die Ankunftszeit übertragen wird, und jedem der anderen der Vielzahl von Positionssignalen oder einer seriellen Sequenz übertragen, die jedes der Vielzahl von Positionssignalen einschließt, einschließlich des einen Positionssignals, für das die Ankunftszeit übertragen wird. Wenn bspw. vier Positionssignale A, B, C und D vorliegen, könnten die TDoA dieser Signale durch die ToA von A und den Satz von Zeitdifferenzen der Ankunft zwischen {AB, AC, AD} oder durch die ToA von A und den Satz von Zeitdifferenzen der Ankunft zwischen {AB, BC, CD} dargestellt werden. Jeder Satz von Daten wird die Berechnung der ToA-Daten für alle vier der Positionssignale ermöglichen. Die Durchführung einer solchen Verarbeitung bei einem Empfänger kann die Verarbeitung für die Positionsbestimmung dezentralisieren und die Verarbeitungslast bei der zentralisierten Verarbeitungsstelle vermindern und potentiell den Netzwerk-Kommunikationsverkehr reduzieren. Ob die Messung von Ankunftszeiten von Positionssignalen, die Bestimmung von Zeitdifferenzen der Ankunft zwischen Positionssignalen oder die Durchführung einer anderen positionsbasierten Funktion, ein Empfänger wird einige Positionsdaten für die Vielzahl von Positionssignalen bestimmen, wie dies im Block 420 dargestellt ist, die übertragen werden können zu und verwendet werden können durch eine zentrale Verarbeitungsstelle für die Positionsbestimmung. Ein Empfänger kann auch unzuverlässige Positionssignale, wie dies im Block 418 gezeigt ist, oder unzuverlässige Positionsbestimmungssignale filtern oder verwerfen. Wenn bspw. ein Empfänger ein Positionssignal nicht validieren kann, kann der Empfänger das Positionssignal verwerfen. Wenn ein Empfänger bestimmt, dass ein Datum eines Positionssignals außerhalb eines akzeptablen Wertebereichs liegt, kann der Empfänger das Positionssignal löschen, bspw. falls die Laufzeit zweimal so lang wie erwartet ist, kann das Positionssignal als eine potentielle Reflexion gelöscht werden. Ein Empfänger kann einen akzeptablen Wertebereich für Positionssignale auf Basis einer Vielzahl von Positionssignalen, die durch den Empfänger empfangen werden, bestimmen. Falls bspw. ein Empfänger einen Stoß von 16 Positionssignalen empfängt, kann der Empfänger die Signalstärken aller 16 Positionssignale mitteln und, falls eines der Positionssignale eine Signalstärke aufweist, die mehr als einen vorbestimmten Bereich, bspw. 5%, einen vorbestimmten Wert oder eine vorbestimmte Größe oder eine andere Funktion, oberhalb oder unterhalb der mittleren Signalstärke aller 16 Positionssignale liegt, kann der Empfänger den Ausreißer der Positionssignale löschen oder verwerfen. Verschiedene zusätzliche oder alternative Auswahl- und Filterverfahren können auf der Basis jeder beliebigen Anzahl von Charakteristiken der empfangenen Positionssignale und gemäß jeder beliebigen Anzahl von entsprechenden Funktionen durchgeführt werden, einschließlich des Filterns oder Löschens oder Verwerfens jeglicher verfügbarer Positionssignale, die zu einem unzuverlässigen Positionsbestimmungssignal führen. Auch falls eine Datenlast oder ein Teil davon in ein oder mehrere der Positionssignale eingebettet ist, kann ein Empfänger die Datenlast von dem einen oder mehreren Positionssignalen bestimmen (extrahieren), wie dies im Block 422 angezeigt ist. Falls die Datenlast zwischen über mehrere Frequenzkanäle übertragenen Positionssignalen für ein Positionsbestimmungssignal aufgeteilt oder partitioniert ist, kann ein Empfänger die Teile der Datenlast kompilieren.
Wie oben beschrieben, übertragen Empfänger 1 bis n 101, 102, 103, 104 die Positionssignale und/oder Positionsdaten, bspw. Ankunftszeiten, von Positionsbestimmungssignalen zu einer zentralen Verarbeitungsstelle, wie dies im Block 424 gezeigt ist, bspw. zu einem Prozessor oder Controller 122 des zentralen Computers 120, wo die Positionsbestimmung aus Daten durchgeführt werden kann, die von dem zentralen Computer 120 von mehreren Empfängern 1 bis n 101, 102, 103, 104 empfangen werden, wie dies im Block 434 gezeigt ist. Der zentrale Computer 120 empfängt die Positionssignale und/oder Positionsdaten und möglicherweise auch eine Datenlast, falls diese in die Positionssignale eines oder mehrerer der Positionsbestimmungssignale eingebettet ist, von den Empfängern 1 bis n 101, 102, 103, 104, wie dies im Block 425 gezeigt ist. Wie die Empfänger 1 bis n 101, 102, 103 104 kann auch der zentrale Computer 120 unzuverlässige Positionssignale, wie dies im Block 426 gezeigt ist, oder unzuverlässige Positionsbestimmungssignale herausfiltern oder verwerfen oder löschen. Wenn bspw. ein Positionssignal oder ein Datum für ein Positionssignal nicht von zumindest drei der Vielzahl von Empfängern übertragen wird, kann der zentrale Computer 120 dieses Signal unterschiedlich gewichten oder dieses Positionssignal oder sein zugehöriges Positionsbestimmungssignal insgesamt verwerfen oder löschen. Falls der zentrale Computer 120 bestimmt, dass ein Datum für ein Positionssignal außerhalb eines akzeptablen Wertebereichs liegt, kann der zentrale Computer 120 das Positionssignal verwerfen oder löschen, bspw. falls die Laufzeit zweimal so lang wie erwartet ist, kann das Positionssignal als eine potentielle Reflexion verworfen oder gelöscht werden. Der zentrale Computer 120 kann einen akzeptablen Wertebereich für Positionssignale auf der Basis einer Vielzahl von Positionssignalen oder Daten für eine Vielzahl von Positionssignalen, die von den Empfängern empfangen werden, bestimmen. Bspw. kann der zentrale Computer 120 die Signalstärken aller Positionssignale von einem oder von mehreren Empfängern mitteln und falls eines der Positionssignale eine Signalstärke aufweist, die mehr als einen vorbestimmten Bereich, bspw. 3%, ein vorbestimmter Wert oder eine vorbestimmte Größe oder eine andere Funktion, oberhalb oder unterhalb der mittleren Signalstärke liegt, kann der zentrale Computer 120 das Ausreißerpositionssignal verwerfen oder löschen. Verschiedene zusätzliche oder alternative Auswahl- und Filterverfahren können auf der Basis irgendeiner Anzahl von Charakteristiken der empfangenen Positionssignale und gemäß irgendeiner Anzahl entsprechender Funktionen durchgeführt werden, einschließlich des Filterns oder Verwerfens irgendeines verfügbaren Positionssignals, das zu einem unzuverlässigen Positionsbestimmungssignal führt. Auch falls eine Datenlast oder ein Teil davon in ein oder mehrere der Positionssignale eines Positionsbestimmungssignals eingebettet ist, kann der zentrale Computer 120 die Datenlast von dem einen oder von mehreren Positionssignalen des Positionsbestimmungssignals bestimmen (extrahieren), wie dies im Block 432 gezeigt ist. Falls die Datenlast zwischen über mehrere Frequenzkanäle übertragenen Positionssignalen eines Positionsbestimmungssignals aufgeteilt oder partitioniert ist, kann der zentrale Computer 120, wie oben beschrieben, die Datenlastteile kompilieren. Falls die Datenlast zwischen Positionssignalen von zumindest zwei Positionsbestimmungssignalen partitioniert oder geteilt ist, kann der zentrale Computer 120, wie oben beschrieben, die Datenlastteile von den Positionsbestimmungssignalen kompilieren.
Der zentrale Computer 120 bestimmt die Position des Objekts, wie dies bei Block 434 gezeigt ist. Zur Bestimmung der Position des Objekts kann der zentrale Computer 120 Positionsdaten von Positionssignalen und/oder Positionsdaten von einem oder mehreren Positionsbestimmungssignalen bestimmen, wie dies im Block 430 gezeigt ist. Bspw. können weniger als alle Empfänger Positionsdaten für die Vielzahl von Positionssignalen bestimmen, die von dem entsprechenden Empfänger empfangen werden, wie dies im Block 420 gezeigt ist. Im Ergebnis kann der zentrale Computer 120 Positionsdaten von Positionssignalen mit gleichen oder ähnlichen Verfahren bestimmen, die von den Empfängern verwendet werden, um Positionsdaten aus Positionssignalen zu bestimmen. Des Weiteren kann der zentrale Computer 120 zusätzliche Positionsdaten aus vorläufigen Positionsdaten bestimmen, die von einem Empfänger bestimmt werden, wie dies beim Block 420 gezeigt ist. Des Weiteren kann der zentrale Computer 120 zur Bestimmung der Position des Objekts Daten von Empfängern hinsichtlich der Frequenzkanäle und hinsichtlich eines oder mehrerer Positionssignale korrelieren, wie dies beim Block 428 gezeigt ist. Bspw. können Positionsdaten von zumindest zwei Empfängern hinsichtlich zumindest eines Positionssignals, das über einen der Frequenzkanäle übertragen wird, korreliert werden. Das Korrelieren von Daten von mehreren Empfängern hinsichtlich eines oder mehrerer Frequenzkanäle hinsichtlich eines oder mehrerer Positionssignale bezieht sich auf die zu Grunde liegenden Berechnungen für die verschiedenen Methodologien bei Echtzeit-Positionsbestimmungen, bspw. die Berechnung des Abstands zwischen jedem Empfänger und dem Objekt und dann die Berechnung des möglichen Durchschnitts der Abstände, um die Position des Objekts zu bestimmen. Zum Korrelieren der Daten von mehreren Empfängern wird der zentrale Computer 120 typischerweise die festen Positionsdaten für jeden Empfänger bereits verfügbar haben. Zusätzlich können verschiedene bekannte und zukünftig entwickelte Positionsbestimmungsfunktionen und -verbesserungen auch bei den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, bspw. eine Korrektur für eine Zeitgeber-Drift zwischen den Empfängern. Des Weiteren kann ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung von mehr als einer Lokalisierungsmethodologie Gebrauch machen, bspw. ToA und RSSI oder DToA und RSSI.
4 zeigt auch die Funktionen der Blöcke 404, 406, 408 und 410 als eine Sammlung 400. Diese Darstellung bezieht sich auf ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei dem jede der Funktionen der Blöcke 404, 406, 408 und 410 durch ein Objekt-Tag durchgeführt werden. Die Funktionsblöcke 412, 414, 416, 418, 420, 422, 423 und 424 sind als eine Sammlung 401 dargestellt, wobei sich dies auf ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bezieht, bei dem jede der Funktionen durch Empfänger durchgeführt werden. Die Funktionsblöcke 425, 426, 428, 430, 432 und 434 sind als eine Sammlung 402 dargestellt, wobei sich dies auf ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bezieht, bei dem die Funktionen mittels eines zentralen Computers durchgeführt werden. Jedoch liegen die in jeder der Sammlungen 400, 401 und 402 gezeigten Funktionen nicht ausschließlich bei allen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung vor. Bspw. können die Funktionsblöcke 416, 418, 420 und/oder 422 anstatt mittels Empfängern mittels eines zentralen Computers durchgeführt werden.
5 zeigt ein Blockdiagramm eines drahtlosen Tags gemäß zumindest einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Ein drahtloses Tag 220 kann an einem Objekt 200 befestigt sein oder als Teil eines Objekts 200 vorliegen oder in dieses eingebettet sein. Typischerweise weist ein drahtloses Tag 220 eine Stromquelle 230 auf. Alternative Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung können einen Transponder verwenden, und zwar zusätzlich zu oder anstatt eines Sendeempfängers 226 oder Transmitters 225, der eine Stromquelle 230 benötigt. Als solches kann ein drahtloses Tag 220 entweder ein passives Tag oder ein aktives Tag sein. Das drahtlose Tag 220 kann auch einen Prozessor oder Controller 222, einen drahtlosen Sendeempfänger 226 und einen Speicher 228 aufweisen. Der drahtlose Sendeempfänger 226 kann einen Transmitter 225 und einen Empfänger 227 aufweisen. Alternative Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung können stattdessen einen separaten Transmitter 225 und Empfänger 227 verwenden oder nur einen Transmitter 225. Der Speicher 228 kann Daten für das drahtlose Tag 220 speichern, bspw. die Tag-ID, und kann oder kann nicht beschreibbar oder aktualisierbar sein.
6A stellt ein Blockdiagramm eines Einzelkanalempfängers (SCR) gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar. Der Empfänger 600 kann ein drahtloses Interface 606 aufweisen, um Positionssignale für eine Interpretierung durch einen Unterempfänger 608 zu empfangen. Der Unterempfänger 608 kann derart konstruiert sein, dass er den ersten Kanal für den Beginn einer Stoßsequenz von Positionssignalen des Positionsbestimmungssignals überwacht. Nachdem Auffinden eines gültigen Positionssignals auf dem ersten Kanal kann der Unterempfänger 608 gemäß einer Stoßkanalreihenfolge sequenzieren. Der Unterempfänger 608 kann bspw. ein Tag-Signal RSSI und unter Verwendung des Timers 604 die ToA messen. Der Unterempfänger 608 kann auch einen Prozessor oder Controller 602 aufweisen, der den Betrieb des Unterempfängers 608 direkt steuern und eine zusätzliche Funktionalität ausführen kann, bspw. die Validierung eines Positionssignals, die Berechnung einer Zeitdifferenz der Ankunft und die Extrahierung und Kompilierung einer Datenlast. Ein Einzelkanalempfänger kann eine einfache Konstruktion unter Verwendung eines einzelnen ASIC aufweisen und preisgünstig sein, wobei er jedoch eine entsprechend geringe Fähigkeit zum Nachverfolgen eines Tags aufweist, und der Empfang eines Positionssignals scheitert, falls eine Detektion auf dem überwachenden Kanal fehlschlägt. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung, die Einzelkanalempfänger verwenden, können von mehreren Tag-Stößen (Blinkvorgänge) profitieren, um die Chance zu erhöhen, dass Einzelkanalempfänger ein Positionssignal auf dem Überwachungskanal detektieren. Der Empfänger 600 kann auch zumindest ein Kommunikationsinterface 642 aufweisen, bspw. um mit einem zentralen Computer über das Kommunikationsinterface 342 zu kommunizieren.
6B stellt ein Bockdiagramm eines Mehrkanalempfängers (MCR) gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar. Der Empfänger 620 kann ein drahtloses Interface mit einem Radiofrequenzteiler 626 aufweisen, um die empfangenen Positionssignale eines Positionsbestimmungssignals für eine Interpretierung durch Unterempfänger aufzuteilen, die jeweils eine Untermenge möglicher Frequenzkanäle für die Positionssignale individuell überwachen. Bspw. können Unterempfänger A, B, C und D 630, 632, 634, 636 eingeschlossen sein, die jeweils durch vier von sechzehn Frequenzkanälen sequenzieren. Jeder Unterempfänger kann ein separates ASIC sein, kann einen Überwachungskanal aufweisen, bspw. der erste Kanal in der Sequenz für seine Untermenge von Frequenzkanälen, und sequenziert durch die Untermenge von Frequenzkanälen, falls ein Positionssignal auf seinem Überwachungskanal detektiert wird. Ein Mehrkanalempfänger kann aufgrund der Verwendung mehrerer ASICs teurer sein, weist jedoch eine entsprechend höhere Fähigkeit zum Nachverfolgen eines Tags und weniger Fehlleistungen auf. Selbst wenn ein Empfang eines Positionssignals auf einem Empfangskanal eines ASIC fehlschlägt, können immer noch die anderen ASICs Positionssignale empfangen. Der Empfänger 620 kann auch einen Controller 622 und einen Timer 624 aufweisen. Der Timer 624 kann durch alle Unterempfänger A, B, C und D 630, 632, 634, 636 und/oder durch den Controller für Ankunftszeitmessungen und, falls diese durchgeführt werden, für differenzielle Ankunftszeitberechnungen verwendet werden. Der Controller 622 kann eine zusätzliche Funktionalität ausführen, bspw. die Validierung eines Positionssignals, die Berechnung einer Zeitdifferenz der Ankunft und die Extrahierung und Kompilierung einer Datenlast. Alternative Ausführungsbeispiele von Mehrkanalempfängern gemäß der vorliegenden Erfindung können derart konstruiert werden, dass sie C Kanäle unter Verwendung von N Kanälen pro Unterempfänger überwachen. Bspw. weist das dargestellte Ausführungsbeispiel vier Unterempfänger-ASICs auf. Ein alternatives Ausführungsbeispiel für das 2,4 GHz-Band kann 16 Unterempfänger-ASICs aufweisen, eines für jeden Kanal, oder acht Unterempfänger-ASICs aufweisen, eines für jeweils zwei Kanäle. Der Empfänger 620 kann auch mindestens ein Kommunikationsinterface 643 aufweisen, um bspw. mit einem zentralen Computer über das Kommunikationsinterface 342 zu kommunizieren.
6C stellt ein Blockdiagramm eines Breitbandempfängers (WBR) gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar. Der Empfänger 680 kann ein drahtloses Interface 686 aufweisen, um Positionssignale für die Interpretierung durch den Unterempfänger 688 zu empfangen. Der Unterempfänger 688 kann derart ausgebildet sein, dass er simultan sämtliche Kanäle von Interesse überwacht, bspw. sämtliche Kanäle eines vorbestimmten Satzes verfügbarer Frequenzkanäle für die Positionssignale. Der Unterempfänger 688 kann auch einen Prozessor oder Controller 682 aufweisen, der den Betrieb des Unterempfängers 688 steuern und eine zusätzliche Funktionalität ausführen kann, bspw. die Validierung eines Positionssignals, die Berechnung der Zeitdifferenz der Ankunft und die Extrahierung und Kompilierung einer Datenlast. Ein Breitbandempfänger wird eine große Fähigkeit beim Nachverfolgen eines Tags und ebenfalls eine hohe Zuverlässigkeit beim Einfang eines Positionssignals aufweisen. Der Empfänger 680 kann auch mindestens ein Kommunikationsinterface 644 aufweisen, bspw. um mit einem zentralen Computer über das Kommunikationsinterfache 342 zu kommunizieren.
7 stellt ein Blockdiagramm eines Computer dar, der zur Vereinfachung der Positionsbestimmung auf Basis einer Frequenzkanalvielfalt gemäß zumindest einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Der Computer aus 7 kann in der Lage und derart konfiguriert sein, dass er als eine zentrale Verarbeitungsstelle und zentraler Computer 120 gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung arbeitet. Obgleich als separate Einheiten gezeigt, können in manchen Ausführungsbeispielen eine oder mehrere Einheiten eine oder mehrere logisch getrennte aber co-lokalisierte Einheiten unterstützen. Bspw. kann eine einzelne Einheit einen logisch separierten aber co-lokalisierten Empfänger und zentralen Computer unterstützen, wie bspw. der Empfänger 2 102 und der zentrale Computer 120. Der Computer aus 7 weist verschiedene Mittel zum Durchführen einer oder mehrerer Funktionen gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung auf, einschließlich derjenigen, die hier genauer gezeigt und beschrieben werden. Es sollte jedoch verstanden werden, dass eine oder mehrere der Einheiten alternative Mittel zum Durchführen einer oder mehrerer gleicher Funktionen aufweisen können, ohne dass von dem Sinn und dem Umfang der vorliegenden Erfindung abgewichen wird. Genauer gesagt, kann bspw., wie in 7 gezeigt, der Computer einen Prozessor, Controller oder ein gleiches oder ähnliches Verarbeitungselement 328 aufweisen, das mit einem Speicher 326 verbunden ist. Der Speicher kann einen flüchtigen Speicher 314 und/oder einen permanenten Speicher 318 aufweisen. Der Speicher 326 kann bspw. ein Nur-Lese-Speicher (ROM), ein Direktzugriffsspeicher (RAM), ein Flash-Speicher („flash drive”), ein Festplattenspeicher („hard drive”) und/oder ein anderer fest angeordneter oder entfernbarer Datenspeicher oder eine entsprechende Speichereinrichtung sein. Der Speicher 326 speichert typischerweise Inhalt, Daten oder dergleichen. Bspw. speichert der Speicher typischerweise Inhalt, der von dem Computer übertragen und/oder empfangen wird. Ebenfalls bspw. ist der Speicher ein nicht flüchtiges und mit einem Computer verwendbares Speichermedium und speichert der Speicher einen Computerprogrammcode oder eine Steuerlogik, bspw. zum Betreiben von Betriebssystemen und zum Ausführen der Positionsbestimmung, wobei der Prozessor Schritte im Zusammenhang mit dem Betrieb des Computers gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ausführen kann.
Der Prozessor 328 kann auch mit einem Positionsbestimmungsmodul 330 verbunden sein. Das Positionsbestimmungsmodul 330 kann aus Software- und/oder Software-Hardware-Komponenten bestehen. Bspw. kann ein Positionsbestimmungsmodul 330 Software- und/oder Software-Hardware-Komponenten aufweisen, die Berechnungen hinsichtlich der verfügbaren Positionssignale, Positionsdaten und/oder anderer Daten durchführen können, um die Position eines Objekts zu bestimmen. Das Positionsbestimmungsmodul 330 kann zusätzlich oder alternativ eine Firmware aufweisen. Im Allgemeinen kann dann das Positionsbestimmungsmodul 330 ein oder mehrere logische Elemente zum Durchführen verschiedener Funktionen der Positionsbestimmung aufweisen. Es ist klar, dass die logischen Elemente auf jede einer Vielzahl verschiedener Arten realisiert werden können. Diesbezüglich können bspw. die logischen Elemente, die die Funktionen einer oder mehrerer Kundenanwendungen durchführen, in einer integrierten Schaltkreisanordnung verwirklicht werden.
Der Prozessor 328 kann auch mit mindestens einem Interface oder anderen Mitteln zum Anzeigen, Übertragen und/oder Empfangen von Daten, Inhalt oder dergleichen verbunden sein. Diesbezüglich kann das Interface oder können die Interfaces zumindest ein Kommunikationsinterface 342 oder andere Mittel zum Übertragen und/oder Empfangen von Daten, Inhalt oder dergleichen aufweisen. Wenn der Computer eine drahtlose Kommunikation bereitstellt, um in einem drahtlosen Netzwerk zu arbeiten, kann der Prozessor 328 mit einem drahtlosen Kommunikations-Untersystem 312 des Kommunikationsinterface 342 arbeiten. Genauer gesagt kann bspw. das drahtlose Kommunikations-Untersystem 312 einen Ausgang 344 und einen Eingang 346 aufweisen. Das Kommunikationsinterface 342 kann einen Radiofrequenz(RF)-Sendeempfänger oder eine Abfrageeinrichtung 360 aufweisen, so dass Daten mit elektronischen Einrichtungen gemäß RF-Techniken gemeinsam genutzt und/oder von diesen elektronischen Einrichtungen gemäß RF-Techniken erhalten werden können. Der Computer kann zusätzlich oder alternativ andere Sendeempfänger aufweisen, wie bspw. einen Infrarot(IR)-Sendeempfänger 362 und/oder einen Bluetooth(BT)-Sendeempfänger 364, der unter Verwendung der drahtlosen Bluetooth-Technologie arbeitet, die durch die Bluetooth Special Interest Group standardisiert ist. Der Computer kann daher zusätzlich oder alternativ derart konfiguriert sein, dass er Daten zu elektronischen Einrichtungen gemäß solchen Techniken überträgt und/oder Daten von elektronischen Einrichtungen gemäß solchen Techniken empfängt. Der Computer kann zusätzlich oder alternativ zum Übertragen und/oder Empfangen von Daten von elektronischen Einrichtungen gemäß einer Vielzahl von unterschiedlichen drahtlosen Netzwerktechniken ausgebildet sein, einschließlich WLAN, WiMAX, UWB, IEEE802.15.4a, ZigBee oder dergleichen. Das Kommunikationsinterface 342 kann ebenfalls ein IEEE 1394-Interface 368 und ein Netzwerkinterface 370 aufweisen.
Zusätzlich zu dem Kommunikationsinterface 342 kann das Interface oder können die Interfaces auch mindestens ein Nutzer-Interface aufweisen, das ein Nutzer-Eingangsinterface 332 und ein Nutzer-Ausgangsinterface 334 aufweisen kann. Das Nutzer-Eingangsinterface 332 kann jede einer Vielzahl von Einrichtungen aufweisen, die dem Computer erlauben, Daten von einem Nutzer zu empfangen, bspw. ein Mikrofon, ein Keyboard oder ein Keypad 333, eine Maus oder einen Pointer 335, ein Touch-Display, einen Joystick oder andere Eingangseinrichtungen. Das Ausgangsinterface 334 kann jede einer Vielzahl von Einrichtungen aufweisen, die dem Computer ermöglichen, Daten an einen Nutzer zu liefern, bspw. ein Display 337, ein Lautsprecher 338 und ein Drucker. Ein oder mehrere Prozessoren, Speicher, Speichereinrichtungen und andere Computerelemente können bei einem Computersystem und Untersystemen als Teil derselben Plattform gemeinsam verwendet werden oder es können Prozessoren zwischen einem Computersystem und Untersystemen als Teile mehrerer Plattformen verteilt werden, bspw. als eine „co-hosted” zentrale Verarbeitungsstelle eines Ausführungsbeispiels eines Echtzeit-Positionierungssystems mit Frequenzkanalvielfalt.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung können die Funktionen, die durch eine oder mehrere der Einheiten des Systems durchgeführt werden, bspw. das Tag 110, die Empfänger 1 bis n 101, 102, 103, 104, der zentrale Computer 120, das drahtlose Tag 220, der Einkanalempfänger 600, der Mehrkanalempfänger 620, der Breitbandempfänger 680 und der Computer aus 7, durch verschiedene Mittel durchgeführt werden. Zusätzlich stellt 4 ein funktionales Blockdiagramm oder Ablaufdiagramm einer Positionsbestimmung mit Frequenzkanalvielfalt gemäß zumindest einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar. Die Funktionen des Ablaufdiagramms können in Systemen, Verfahren und Computerprogrammprodukten gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung verwirklicht werden. Diesbezüglich kann jeder Block oder jeder Arbeitsablauf des funktionalen Blockdiagramms oder Ablaufdiagramms und können Kombinationen von Blöcken in dem funktionalen Blockdiagramm oder Ablaufdiagramm durch verschiedene Mittel ausgeführt werden. Mittel zum Durchführen von Funktionen durch eine mehrere Einheiten des Systems und/oder zur Ausführung der Blöcke oder Arbeitsabläufe des Ablaufdiagramms und/oder von Kombinationen der Blöcke oder Arbeiten in dem Ablaufdiagramm können Hardware und/oder ein Computerprogrammprodukt aufweisen, das eine oder mehrere Computerprogrammcodeinstruktionen, Programminstruktionen oder ausführbare mit einem Computer lesbare Programmcodeinstruktionen aufweist. Bei einem Ausführungsbeispiel können ein oder mehrere der hier beschriebenen Verfahren mittels eines Computerprogrammprodukts, das Programmcodeinstruktionen aufweist, verwirklicht werden und mittels eines Speichers 326 gespeichert und mittels eines Prozessors 328 ausgeführt werden. Es ist verständlich, dass jede diese Computerprogrammcodeinstruktionen auf einen Computer oder auf eine andere programmierbare Vorrichtung, d. h. Prozessor und/oder Speicherhardware, geladen werden können, um ein Gerät zu erzeugen, so dass die Instruktionen, die auf dem Computer oder anderen programmierbaren Gerät ablaufen, Mittel zum Implementieren der Funktionen erzeugen, die in dem funktionalen Blockdiagramm oder in dem Block oder in den Blöcken oder in der Arbeit oder in den Arbeiten des Ablaufdiagramms spezifiziert sind. Ein Computerprogrammprodukt zum Durchführen einer oder mehrerer Funktionen von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung weist ein nichtflüchtiges mit einem Computer verwendbares Speichermedium (auch ein computerlesbares Speichermedium) auf, bspw. ein nicht-flüchtiges Speichermedium, und Software, einschließlich computerlesbarer Programmcodeabschnitte oder einer Steuerlogik, bspw. eine Reihe von Computerinstruktionen, die in dem computerlesbaren Speichermedium realisiert und in diesem oder durch dieses gespeichert sind, und die einen Computer, einen Prozessor oder andere programmierbare Vorrichtungen steuern kann, um in einer bestimmten Weise zu funktionieren, so dass die Instruktionen, die in dem computerlesbaren Speichermedium gespeichert sind, einen Handelsartikel erzeugen, der Instruktionsmittel aufweist, die die Funktion implementieren, die in dem Block oder in den Blöcken oder in der Betriebsweise oder in den Betriebsweisen in dem funktionalen Blockdiagramm und Ablaufdiagramm spezifiziert sind. Die Computerprogrammcodeinstruktionen können ebenfalls auf einen Computer, Prozessor oder anderen programmierbaren Apparat geladen werden, um eine Reihe von Betriebsweisen zu bewirken, die auf oder durch den Computer, Prozessor oder anderen programmierbaren Apparat durchgeführt werden müssen, um einen computerimplementierten Prozess zu erzeugen, so dass die Instruktionen, die auf dem Computer, Prozessor oder anderen programmierbaren Gerät ablaufen, die Funktionen implementieren, die in dem Block oder in den Blöcken oder in der Betriebsweise oder in den Betriebsweisen in dem funktionalen Blockdiagramm und Ablaufdiagramm spezifiziert sind. In ähnlicher Weise können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung in Hardware- und Softwaresysteme und Untersysteme, in Kombinationen von Hardwaresystemen und Untersystemen und in Softwaresystemen und Untersystemen sowie in Netzwerk-Einrichtungen und -Systemen eingebunden werden. Bei jedem dieser Netzwerk-Einrichtungen und -Systeme sowie in anderen Einrichtungen und Systemen, die in der Lage sind, ein System oder ein Verfahren gemäß der oben beschriebenen vorliegenden Erfindung zu verwenden oder auszuführen, können die Netzwerk-Einrichtungen und -Systeme im allgemeinen ein Computersystem aufweisen, das einen oder mehrere Prozessoren aufweist, die unter Softwarekontrolle arbeiten können, um die oben beschriebenen Techniken bereitzustellen.
Folglich unterstützen Blöcke oder Betriebsweisen des funktionalen Blockdiagramms und Ablaufdiagramms Kombinationen von Mitteln zum Durchführen der spezifizierten Funktionen, Kombinationen von Betriebsweisen zur Durchführung der spezifizierten Funktionen und Programminstruktionsmittel zum Durchführen der spezifizierten Funktionen. Es ist ebenfalls verständlich, dass ein oder mehrere Blöcke oder Betriebsweisen des funktionalen Blockdiagramms und Ablaufdiagramms und Kombinationen von Blöcken oder Betriebsweisen in dem funktionalen Blockdiagramm und Ablaufdiagramm durch hardwarebasierte Computersysteme mit speziellen Einsatzzwecken und/oder entsprechende Prozessoren, die die spezifizierten Funktionen oder Betriebsweisen ausführen, oder durch Kombinationen aus Hardware mit speziellem Einsatzzweck und Computerprogrammcodeinstruktionen implementiert werden können.
Hier sind verbesserte Architekturen, Systeme, Verfahren und Computerprogrammprodukte für eine Echtzeit-Objektlokalisierung und -Positionsbestimmung unter Verwendung einer Frequenzkanalvielfalt für die Übertragung und den Empfang von Positionsbestimmungssignalen, einschließlich Stößen von Positionssignalen, bereitgestellt. Eine kanalisierte Frequenzvielfalt eines kurzen Stoßes kleiner Positionssignale, die entlang vieler oder über viele Frequenzkanäle springen („hop”), ist zur kollektiven Erzeugung eines Quasi-Breitband-Positionsbestimmungssignals verwendet. Objekt-Tags, die mit einer Frequenzkanalvielfalt für die Übertragung von Positionssignalen von Positionsbestimmungssignalen arbeiten, benötigen wenig Strom, können jedoch dennoch ein geeignetes Positionsbestimmungssignal für eine zuverlässige Positionsbestimmung wirkungsvoll bereitstellen.
Viele Modifikationen und andere Ausführungsbeispiele der hier beschriebenen Erfindungen werden einem Fachmann, an den sich diese Erfindungen richten, in den Sinn kommen, die den Nutzen der Lehren aufweisen, die in den vorangegangenen Beschreibungen und zugehörigen Zeichnungen dargestellt sind. Daher ist es selbstverständlich, dass die Erfindungen nicht auf die offenbarten spezifischen Ausführungsbeispiele beschränkt sind und dass es beabsichtigt ist, Modifikationen und andere Ausführungsbeispiele in den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche mit einzuschließen. Obgleich die voranstehenden Beschreibungen und die beigefügten Zeichnungen exemplarische Ausführungen im Kontext mit bestimmten exemplarischen Kombinationen von Elementen und/oder Funktionen beschreiben, sollte es darüber hinaus verständlich sein, dass verschiedene Kombinationen von Elementen und/oder Funktionen ohne ein Abweichen von dem Schutzumfang der beigefügten Ansprüche durch alternative Umgebungen bereitgestellt werden können. Diesbezüglich sind bspw. verschiedene Kombinationen von Elementen und/oder Funktionen, die von den oben beschriebenen Elementen und/oder Funktionen explizit abweichen, explizit in Betracht gezogen, wie dies in einigen der beigefügten Ansprüche ausgeführt sein kann. Obgleich hier spezielle Ausdrücke verwendet werden, sind sie lediglich in einem allgemeinen und beschreibenden Sinn verwendet und nicht zu beschränkenden Zwecken.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

IEEE 802.15.4a-Objekt-Tag [0027]
ISO 24730 [0029]
IEEE 802.15.4a [0031]
IEEE 802.15.4a [0032]
IEEE 802.15.4a-Sendeempfänger [0036]
IEEE 802.15.4a-ASIC-Sendeempfänger [0038]
IEEE802.15.4a [0053]
IEEE 1394-Interface [0053]

Claims

Verfahren, umfassend die Bestimmung einer Position eines Objekts mittels eines Computers auf der Basis von Daten, die von einer Vielzahl von Empfängern zu dem Computer übertragen werden, für eine Vielzahl von separaten drahtlos übertragenen Positionssignalen, die über viele Frequenzkanäle von dem Objekt individuell übertragen und von der Vielzahl von Empfängern empfangen werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vielen Frequenzkanäle aus einem vorbestimmten Satz verfügbarer Frequenzkanäle ausgewählt werden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl von separaten drahtlos übertragenen Positionssignalen über eine fortlaufende Reihe von Frequenzkanälen innerhalb des vorbestimmten Satzes verfügbarer Frequenzkanäle übertragen werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Position des Objekts das Korrelieren von Daten von zumindest zwei der Vielzahl von Empfängern für zumindest eines der separaten drahtlos übertragenen Positionssignale umfasst, die über einen der Frequenzkanäle übertragen werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Position des Objekts das Korrelieren von Daten von einem ersten der Vielzahl von Empfängern für ein erstes der separaten drahtlos übertragenen Positionssignale, das über einen ersten der Frequenzkanäle übertragen wird, und von Daten von einem zweiten der Vielzahl von Empfängern für ein zweites der separaten drahtlos übertragenen Positionssignale, das über einen zweiten der Frequenzkanäle übertragen wird, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Position des Objekts das Verwerfen von Daten bezüglich jedem der separaten drahtlos übertragenen Positionssignale umfasst, das nicht von zumindest drei der Vielzahl von Empfängern übertragen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Position des Objekts das Verwerten von Daten umfasst, die als außerhalb eines akzeptablen Wertebereichs liegend bestimmt werden.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der akzeptable Wertebereich auf Basis der Daten von der Vielzahl von Empfängern bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin die Kompilierung einer zwischen zwei oder mehreren der separaten drahtlos übertragenen Positionssignale unterteilten Datenlast mittels des Computers umfasst.
Computerprogrammprodukt, umfassend ein nicht unbeständiges mit einem Computer verwendbares Speichermedium, das eine darin gespeicherte Steuerlogik für die Durchführung einer Positionsbestimmung mittels eines Computers aufweist, wobei die Steuerlogik aufweist: einen ersten Code für die Bestimmung einer Position eines Objekts auf der Basis von Daten, die von einer Vielzahl von Empfängern zu dem Computer übertragen werden, für eine Vielzahl von separaten drahtlos übertragenen Positionssignalen, die über viele Frequenzkanäle von dem Objekt individuell übertragen und von der Vielzahl von Empfängern empfangen werden.
Computerprogrammprodukt nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Code des Weiteren zum Korrelieren von Daten von zumindest zwei der Vielzahl von Empfängern für zumindest eines der separaten drahtlos übertragenen Positionssignale, die über einen der Frequenzkanäle übertragen werden, konfiguriert ist.
Computerprogrammprodukt nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Code des Weiteren zum Korrelieren von Daten von einem ersten der Vielzahl von Empfängern für ein erstes der separaten drahtlos übertragenen Positionssignale, das über einen ersten der Frequenzkanäle übertragen wird, und von Daten von einem zweiten der Vielzahl von Empfängern für ein zweites der separaten drahtlos übertragenen Positionssignale, das über einen zweiten der Frequenzkanäle übertragen wird, konfiguriert ist.
Computerprogrammprodukt nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Code des Weiteren zum Verwerfen von Daten bezüglich jedem der separaten drahtlos übertragenen Positionssignale, das nicht von zumindest drei der Vielzahl von Empfängern übertragen wird, konfiguriert ist.
Computerprogrammprodukt nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Code des Weiteren zum Verwerfen von Daten, die als außerhalb eines akzeptablen Wertebereichs liegend bestimmt sind, konfiguriert ist.
Computerprogrammprodukt nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Code des Weiteren zum Kompilieren einer zwischen zwei oder mehreren der separaten drahtlos übertragenen Positionssignale unterteilten Datenlast konfiguriert ist.
Drahtloses Tag, umfassend: einen Controller, der zur Erzeugung einer Vielzahl von Positionssignalen für eine kollektive individuelle Übertragung über viele Frequenzkanäle eines vorbestimmten Satzes verfügbarer Frequenzkanäle konfiguriert ist, und einen drahtlosen Transmitter, der zur individuellen Übertragung der Vielzahl von Positionssignalen über die vielen Frequenzkanäle konfiguriert ist, wobei der Controller bewirkt, dass der drahtlose Transmitter zumindest zwei der Vielzahl von Positionssignalen über zumindest zwei des vorbestimmten Satzes von verfügbaren Frequenzkanälen individuell überträgt.
Drahtloses Tag nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Controller konfiguriert ist, um zu bestimmen, ob einer des vorbestimmten Satzes verfügbarer Frequenzkanäle in Verwendung ist, und – wenn dieser Frequenzkanal in Verwendung ist – zum zumindest zeitweisen Ausschließen dieses Frequenzkanals aus den vielen Frequenzkanälen, die zum Übertragen der Vielzahl von Positionssignalen verwendet werden.
Drahtloses Tag nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Controller zum Einbetten einer Datenlast in zumindest eines der Vielzahl von Positionssignalen konfiguriert ist.
Drahtloses Tag nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Controller zum Unterteilen einer Datenlast zwischen zwei oder mehreren der Vielzahl von Positionssignalen konfiguriert ist.
Drahtloses Tag nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Controller zum gleichmäßigen Verteilen der Datenlast unter den Unterteilungen konfiguriert ist.
Drahtloses Tag nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Controller zum Unterteilen der Datenlast zwischen weniger von der Vielzahl von Positionssignalen als die Anzahl an Frequenzkanälen des vorbestimmten Satzes verfügbarer Frequenzkanäle konfiguriert ist.
Drahtloses Tag nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Controller konfiguriert ist zu bewirken, dass der drahtlose Transmitter die Positionssignale über zumindest zwei aufeinanderfolgende Frequenzkanäle des vorbestimmten Satzes verfügbarer Frequenzkanäle überträgt.
Drahtloses Tag nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Satz verfügbarer Frequenzkanäle sechzehn Kanäle aufweist und dass der drahtlose Transmitter zum Übertragen der Positionssignale über die sechzehn Kanäle konfiguriert ist.
Drahtloses Tag nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Frequenzkanäle des vorbestimmten Satzes verfügbarer Frequenzkanäle ein 5 MHz-Kanal ist und dass der drahtlose Transmitter zum Übertragen der Positionssignale über die 5 MHz-Kanäle konfiguriert ist.
Drahtloses Tag nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Controller des Weiteren zum Einstellen der Zeitdauer der Übertragung der Vielzahl von Positionssignalen auf der Basis von Bewegungsinformation konfiguriert ist.
Verfahren, umfassend: Erzeugen einer Vielzahl von Positionssignalen zur kollektiven individuellen Übertragung über zumindest zwei Frequenzkanäle eines vorbestimmten Satzes verfügbarer Frequenzkanäle; und drahtloses Übertragen der Positionssignale über die zumindest zwei Frequenzkanäle mittels eines drahtlosen Transmitters.
Verfahren nach Anspruch 26, weiter umfassend ein Bestimmen, ob einer des vorbestimmten Satzes verfügbarer Frequenzkanäle in Verwendung ist, und – wenn dieser Frequenzkanal in Verwendung ist – ein zumindest zeitweises Ausschließen dieses Frequenzkanals aus den verfügbaren Frequenzkanälen, um die Vielzahl von Positionssignalen zu übertragen.
Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass es des Weiteren ein Unterteilen einer Datenlast zwischen zwei oder mehreren der Vielzahl von Positionssignalen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass es des Weiteren ein gleichmäßiges Verteilen der Datenlast unter den Unterteilungen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass es des Weiteren ein Unterteilen der Datenlast zwischen weniger von der Vielzahl von Positionssignalen als die Anzahl an Frequenzkanälen des vorbestimmten Satzes verfügbarer Frequenzkanäle umfasst.
Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass es des Weiteren ein Übertragen der Positionssignale über zumindest zwei aufeinanderfolgende Frequenzkanäle des vorbestimmten Satzes verfügbarer Frequenzkanäle umfasst.
Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass es des Weiteren ein Einstellen der Zeitdauer einer drahtlosen Übertragung der Positionssignale auf der Basis von Bewegungsinformation umfasst.
Empfänger, umfassend: einen drahtlosen Empfänger, der zum Empfangen einer Vielzahl von über viele Frequenzkanäle übertragenen Positionssignalen konfiguriert ist, einen Controller, der zum Bestimmen von Positionsdaten aus jedem der Vielzahl von Positionssignalen konfiguriert ist, und einen Transmitter, der zum Übertragen der Positionsdaten aus der Vielzahl von Positionssignalen zu einem zentralen Computer konfiguriert ist.
Empfänger nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass der Controller zum Verwerfen von Positionssignalen aus der Vielzahl von Positionssignalen, welche als außerhalb eines akzeptablen Wertebereichs liegend bestimmt sind, konfiguriert ist.
Empfänger nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass der akzeptable Wertebereich auf der Basis der Vielzahl von Positionssignalen durch den Controller bestimmt ist.
Empfänger nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass der Controller zum Kompilieren einer zwischen den Daten von zwei oder mehreren der Vielzahl von Positionssignalen unterteilten Datenlast konfiguriert ist und dass der Transmitter des Weiteren zum Übertragen der Datenlast konfiguriert ist.
Empfänger nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass er des Weiteren einen Timer aufweist, der zum Messen einer Ankunftszeit eines jeden der Vielzahl von Positionssignalen konfiguriert ist, dass der Controller des Weiteren dazu konfiguriert ist, jedes der Vielzahl von Positionssignalen mit der korrespondierenden Ankunftszeit eines jeden der Vielzahl von Positionssignalen in Zusammenhang zu bringen, wodurch die Positionsdaten definiert werden, und dass der Transmitter des Weiteren zum Übertragen der Ankunftszeit mit jedem der Vielzahl von Positionssignalen zu dem zentralen Computer konfiguriert ist.
Empfänger nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass er des Weiteren einen Timer aufweist, der zum Messen einer Ankunftszeit zumindest eines der Vielzahl von Positionssignalen konfiguriert ist, dass der Controller des Weiteren dazu konfiguriert ist, die Zeitdifferenzen von der Ankunft zu jedem anderen der Vielzahl von Positionssignalen zu bestimmen, wodurch die Positionsdaten definiert werden, und dass der Transmitter des Weiteren zum Übertragen der Ankunftszeit zumindest eines der Vielzahl von Positionssignalen und der Zeitdifferenzen der Ankunft zu jedem weiteren der Vielzahl von Positionssignalen zu dem zentralen Computer konfiguriert ist.
Verfahren, umfassend: Empfangen einer Vielzahl von über viele Frequenzkanäle übertragenen Positionssignalen mittels eines drahtlosen Empfängers; Bestimmen von Positionsdaten aus der Vielzahl von Positionssignalen mittels eines Controllers; und Übertragen der Positionsdaten aus der Vielzahl von Positionssignalen zu einem zentralen Computer mittels eines Transmitters.
Verfahren nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass es des Weiteren ein Bestimmen mittels des Controllers umfasst, ob eines der Positionssignale der Vielzahl von Positionssignalen außerhalb eines akzeptablen Wertebereichs liegt, und – wenn das Positionssignal außerhalb des akzeptablen Wertebereichs liegt – ein Verwerfen des Positionssignals.
Verfahren nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass es des Weiteren das Berechnen des akzeptablen Wertebereichs auf der Basis der Vielzahl von Positionssignalen mittels des Controllers umfasst.
Verfahren nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass es des Weiteren umfasst: Kompilieren einer zwischen zwei oder mehreren der Vielzahl von Positionssignalen unterteilten Datenlast mittels des Controllers; und Übertragen der Datenlast zu dem zentralen Computer mittels des Transmitters.
Verfahren nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass es des Weiteren umfasst: Messen einer Ankunftszeit eines jeden der Vielzahl von Positionssignalen mittels eines Timers; Assoziieren eines jeden der Vielzahl von Positionssignalen mit der korrespondierenden Ankunftszeit eines jeden jeweiligen Positionssignals der Vielzahl von Positionssignalen mittels des Controllers; und Übertragen der Ankunftszeit mit jedem der Vielzahl von Positionssignalen zu dem zentralen Computer.
Verfahren nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass es des Weiteren umfasst: Messen einer Ankunftszeit eines jeden der Vielzahl von Positionssignalen mittels eines Timers; Bestimmen der Zeitdifferenzen der Ankunft zwischen jedem der Vielzahl von Positionssignalen mittels des Controllers; und Übertragen der Ankunftszeit zumindest eines der Vielzahl von Positionssignalen und der Zeitdifferenzen der Ankunft zwischen jedem der Vielzahl von Positionssignalen zu dem zentralen Computer.