ES2855102T3 - Dispositivo y procedimiento para la determinación de la posición - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para determinar la posición de un objeto móvil (60) con un sistema de monitorización y con un transpondedor (3) fijado al objeto móvil (60), cuyo transpondedor (3) comprende un receptor de infrarrojos (31) y un transmisor de ultrasonidos (32), en el que el sistema de monitorización tiene una unidad de evaluación (1) y al menos dos unidades sensoras (2, 2. 1, 2,2) conectada a la unidad de evaluación (1) y que comprende un transmisor de infrarrojos (21) y un receptor de ultrasonidos (22), en el que la unidad de evaluación (1) transmite una señal de inicio (S-TC) a las unidades sensoras (2, 2.1, 2.2), al menos una de las unidades sensoras (2, 2. 1, 2,2) transmite una señal de activación infrarroja (IR-TC) que desencadena la transmisión de una señal ultrasónica (US) por el transmisor ultrasónico (32) en el transpondedor (3), la señal ultrasónica (US) es recibida por los receptores ultrasónicos (22) de las unidades sensoras (2, 2.1, 2.2) y se transmite una señal por cada una de ellas. 2) y una señal de detención correspondiente (S-US) se transmite desde cada una de ellas a la unidad de evaluación (1), y la posición del objeto en movimiento (60) es determinada por la unidad de evaluación (1) mediante la detección del tiempo de tránsito de la señal ultrasónica (US) entre la señal de inicio (S-TC) y las señales de detención correspondientes (S-US), donde la señal de activación infrarroja comprende un número de identificación del objeto (IDx), y el transpondedor (3) se conformó para comparar el número de identificación del objeto (IDx) recibido por la señal de activación infrarroja (IR- TC) con su propio número de identificación del objeto, y en el que el transpondedor (3) está conformado para ello, el transpondedor (3) está adaptado para transmitir la señal de ultrasonidos (US) solo si el número de identificación del objeto (IDx) coincide, y en el que la unidad de evaluación (1) comprende al menos una unidad de mando (6), una unidad de cálculo (5), una unidad de visualización (8) y un receptor de radio (7), en el que la al menos una unidad de mando (6) coincide con la unidad de cálculo (5), la unidad de cálculo (5) está conectada a la unidad de visualización (8) y el receptor de radio (7) está conectado a la unidad de cálculo (5), mientras el transpondedor (3) comprende un transmisor de radio (33) para transmitir el número de identificación del objeto (IDx), estando el transmisor de radio (33) conectado sin cables al receptor de radio (7).
Description
DESCRIPCIÓN
Dispositivo y procedimiento para la determinación de la posición
La presente invención se refiere a un dispositivo y a un procedimiento para determinar la posición de un objeto en movimiento en una zona controlable, que comprende un sistema de control fijo y un transpondedor fijado al objeto en movimiento.
Antecedentes de la invención
Existen varios sistemas que permiten controlar la posición de un objeto o de una persona. Se están desarrollando otros sistemas.
Se distingue entre los sistemas autónomos, construidos de tal manera que pueden detectar un objeto o una persona por sí mismos y determinar su posición sin tener que interactuar con un medio de comunicación situado en el objeto o la persona, y los sistemas semiautónomos. Un sistema semiautónomo depende de que el objeto o la persona tengan un medio de comunicación.
Los sistemas basados en GPS se utilizan, por ejemplo, en terreno abierto para determinar la posición. Sin embargo, estos sistemas no son adecuados para su uso en interiores.
La simulación de varios escenarios operativos es particularmente importante para la educación y el entrenamiento de las fuerzas especiales. Se ofrecen sistemas que se utilizan, por ejemplo, en el ejército, pero también en otros ámbitos. Un ejemplo es el llamado sistema SIMLAS® de Oerlikon Contraves AG. SIMLAS es una marca comercial de la empresa mencionada. El sistema SIMLAS® se caracteriza por el hecho de que una persona está equipada con un sistema de cinturón que incluye un cinturón de cuerpo y un cinturón de casco. A este sistema de arneses se unen medios de comunicación capaces de transmitir y recibir información.
A partir de la patente europea número EP 0836069-B1, se conoce un sistema de cinturón para fines de combate con una pluralidad de elementos como detectores de luz, un transmisor láser y una unidad de control. Este sistema conocido comprende una pluralidad de correas provistas de componentes eléctricos, que intercambian señales de información con una unidad central por medio de ultrasonidos o radio. Se conoce un sistema de cinturón basado en el descrito en la patente europea, por ejemplo, en la solicitud de patente europea titulada "Belt system for identification purposes". Esta solicitud de patente europea se publicó con el número EP 1128153-A1.
Es una tarea de la presente invención hacer que los sistemas conocidos sean aplicables en relación con la determinación de la posición.
Esta tarea presente se resuelve de manera ventajosa de acuerdo con la invención mediante un dispositivo para determinar la posición de acuerdo la reivindicación 1 y por medio de un procedimiento para determinar la posición de acuerdo con la reivindicación 6.
Otras realizaciones ventajosas de la invención se desprenden de las demás reivindicaciones dependientes.
El documento WO 95/14241 A1 se refiere a un sistema de seguimiento de al menos un artista en un escenario. Al recibir una señal periódica de una unidad de control, cada receptor en la zona donde se va a seguir a una persona mediante uno o varios focos amplifica la señal y acciona una fuente IR que emite una señal IR. Cuando un sensor de infrarrojos montado en el transpondedor de la persona rastreada recibe esta señal, un transmisor ultrasónico del transpondedor emite una serie de señales codificadas (chirps). El receptor envía al controlador los datos de chirp decodificados y la información relativa al desplazamiento Doppler de las ondas ultrasónicas. El controlador utiliza los datos de los receptores para determinar la posición y la velocidad del transpondedor. Estos datos y el tiempo necesario para mover el faro o los faros para el seguimiento se utilizan para calcular una predicción de la posición del transpondedor y el giro de los faros hacia la posición previamente determinada del transpondedor.
El documento US 6.141.293 se refiere a un sistema para determinar la posición y a un sistema de seguimiento, en el que se utiliza una señal de activación de RF para activar una señal ultrasónica en un transpondedor fijado al objeto, y en el que la posición del transpondedor se determina basándose en los tiempos de tránsito de las señales ultrasónicas. En el documento US 6.317.386 B1 se divulga un sistema similar.
Descripción de las figuras
La invención se explica con más detalle a continuación, por ejemplo, con referencia a los dibujos. Lo muestra:
Fig. 1 una representación esquemática de un primer dispositivo para determinar la posición con un sistema de vigilancia, una unidad de evaluación, un transpondedor y las correspondientes conexiones de señal;
Fig. 2 una representación esquemática de un segundo dispositivo para determinar la posición con un sistema de vigilancia, una unidad de evaluación, un transpondedor y las correspondientes conexiones de señal;
Fig. 3 un diagrama de flujo esquemático de un primer procedimiento de acuerdo con la invención;
Fig. 4 un diagrama de flujo esquemático de un segundo procedimiento de acuerdo con la invención;
Fig. 5 una representación esquemática de un área controlable dividida en dos zonas con una persona que lleva un transpondedor (no visible).
Descripción de la invención
A continuación, la invención se explica en mayor detalle por medio de varias figuras.
La Fig. 1 muestra esquemáticamente un primer dispositivo de acuerdo con la invención para determinar la posición de un objeto en movimiento. El objeto, que puede ser un ser humano, un vehículo u otro dispositivo móvil, se encuentra en una zona supervisable 4. Para determinar la posición espacial del objeto, éste está equipado con un transpondedor 3 que comprende un receptor de infrarrojos 31 y un transmisor de ultrasonidos 32. Es obvio que el transpondedor 3 comprende otros medios para suministrar energía y para coordinar los componentes 31 y 32 que se acaban de mencionar (no se muestran en la Fig. 2). El dispositivo de acuerdo con la invención comprende además un sistema de monitorización estacionario que comprende al menos dos unidades de sensor 2 y una unidad de evaluación 1, comprendiendo las unidades de sensor 2 un transmisor infrarrojo 21 y un receptor ultrasónico 22. El sistema de monitorización está así diseñado de manera que son posibles las siguientes conexiones de señales.
Una señal de inicio S-TC genera que una o ambas unidades sensoras 2 emitan una señal de activación infrarroja IR-TC, que puede ser recibida por el receptor infrarrojo 31 del transpondedor 3. En respuesta a la señal de activación infrarroja IR-TC recibida, el emisor de ultrasonidos 32 del transpondedor 3 emite inmediatamente una señal ultrasónica US que puede ser recibida por los receptores de ultrasonidos 22 de las dos unidades sensoras. Inmediatamente después de recibir la señal ultrasónica US, cada una de las unidades sensoras 2 transmite una señal de detención S US a la unidad de evaluación 1. La unidad de evaluación 1 puede ahora determinar la posición del transpondedor 3, y por lo tanto la posición del objeto, sobre la base de las diferencias de tiempo entre la señal de inicio S-TC y las correspondientes señales de detención S-US. Esto puede hacerse preferentemente mediante un procedimiento de triangulación. En otras palabras, el dispositivo de acuerdo con la invención se utiliza para determinar los tiempos de recorrido de la señal ultrasónica US entre el transpondedor 3 y las unidades sensoras 2, cuyos tiempos de recorrido pueden procesarse posteriormente para obtener una indicación de la posición del objeto. Se aprovecha la considerable diferencia en las velocidades de propagación de las señales electromagnéticas iR-TC y S-US, por un lado, y de la señal ultrasónica US, por otro, por lo que se hace posible una determinación exacta de los tiempos de recorrido de las señales de ultrasonido US por medios sencillos.
La Fig. 2 muestra esquemáticamente otro dispositivo de acuerdo con la invención para determinar la posición de un objeto en movimiento. Para determinar la posición espacial del objeto, éste está dotado de un transpondedor 3 compuesto por un receptor de infrarrojos 31 y un emisor de ultrasonidos 32. Opcionalmente, el transpondedor puede comprender también un transmisor de radio 33. Es obvio que el transpondedor 3 puede comprender otros medios para el suministro de energía, así como para la coordinación de los componentes mencionados 31 y 32 (no mostrados en la Fig. 2). El dispositivo de acuerdo con la invención comprende además un sistema de monitorización estacionario que comprende al menos dos unidades de sensor 2 y una unidad de evaluación 1, comprendiendo las unidades de sensor 2 un transmisor infrarrojo 21 y un receptor ultrasónico 22. El sistema de monitorización en ese caso está conformado de manera que son posibles las siguientes conexiones de señales.
La unidad de evaluación 1 envía una señal de inicio S-TC a las unidades sensoras 2 simultáneamente. De este modo, al ser recibido por las unidades sensoras 2, se transmite inmediatamente una señal de activación infrarroja IR- TC por el transmisor infrarrojo 21, que puede ser recibida por el receptor infrarrojo 31. En respuesta a la señal de activación infrarroja IR- TC recibida, el transmisor ultrasónico 32 transmite inmediatamente una señal ultrasónica US que puede ser recibida por el receptor ultrasónico 22. Inmediatamente después de recibir la señal ultrasónica US, cada una de las unidades sensoras 2 transmite una señal de detención S-US a la unidad de evaluación 1. La unidad de evaluación 1 puede ahora determinar la posición del transpondedor 3, y, por lo tanto, la posición del objeto, basándose en las diferencias de tiempo entre la señal de inicio S-TC transmitida simultáneamente y las correspondientes señales de detención S-US. En otras palabras, el dispositivo de acuerdo con la invención se utiliza para determinar los tiempos de propagación de la señal ultrasónica US entre el transpondedor 3 y las unidades sensoras 2, cuyos tiempos de propagación pueden procesarse posteriormente para obtener una indicación de la posición del objeto. Se aprovecha la considerable diferencia en las velocidades de propagación de las señales electromagnéticas S-TC, IR-TC y S-US, por un lado, y de la señal ultrasónica US, por otro, por lo que se hace posible una determinación precisa de los tiempos de propagación de las señales de ultrasonido US por medios sencillos.
El dispositivo para determinar la posición de acuerdo con la invención puede comprender también una pluralidad de objetos, cada uno de los cuales tiene un transpondedor 3 fijado al objeto. Esto permite determinar las posiciones de una pluralidad de objetos situados en la zona supervisable 4. El transpondedor 3 también puede formar parte de un sistema de cinturón que se conoce por la solicitud de patente EP1128153-A1 antes mencionada.
La unidad de evaluación 1 comprende al menos una unidad de mando 6, una unidad de cálculo 5, una unidad de visualización 8 y un receptor de radio 7. A este respecto, dichos componentes 5 a 8 están conectados de la siguiente manera: La unidad de mando 6 está conectada a la unidad de cálculo 5 a través de una conexión S6, y la unidad de mando 6 está conectada además a las unidades sensoras 2 a través de conexiones SS. La unidad de cálculo 5 está además conectada a la unidad de visualización 8 a través de una conexión S8, y al receptor de radio 7 a través de una conexión S7.
Los componentes 5 a 8 realizan así las siguientes funciones en el ejemplo mostrado: la unidad de cálculo 5, como unidad superior, realiza la gestión, el control, la adquisición de datos, el cálculo de la posición y, finalmente, la gestión de las posiciones de todos los objetos en movimiento que se encuentran en la zona supervisable 4. La unidad de mando 6 procesa las órdenes de control de la unidad de cálculo 5 y, en respuesta, provoca la emisión de la señal de inicio S-TC, o, por ejemplo, la emisión de una señal de búsqueda S-IC, que sirve para identificar los objetos presentes en la zona supervisable 4. Como función adicional, la unidad de mando 6 determina las diferencias de tiempo entre la señal de inicio transmitida S-TC y las correspondientes señales de detención S-US recibidas y convierte estas diferencias de tiempo en los correspondientes valores de distancia Dx. Estos valores de distancia Dx se transfieren entonces a la unidad de cálculo 5 para su posterior procesamiento. La unidad de visualización 8 presenta las posiciones recibidas de la unidad de cálculo 5 de forma gráfica, por ejemplo, en una pantalla. De este modo, por ejemplo, se pueden mostrar tanto las posiciones actuales como las anteriores con referencia a la geometría de la zona supervisable 4.
El receptor de radio 7 puede recibir señales de radio RF-ID que comprenden, por ejemplo, un número de identificación de objeto IDx, y envía los números de identificación de objeto IDx obtenidos con ellos a la unidad de cálculo 5 para su posterior procesamiento.
De acuerdo con la invención, el transpondedor 3 comprende un transmisor de radio 33, siendo el transmisor de radio 33 conectable de forma inalámbrica al receptor de radio 7. Esta conexión por radio permite la transmisión del número de identificación del objeto IDx, que sirve para identificar un objeto situado en la zona supervisable 4.
En otra realización, la unidad de mando 6 puede estar presente como un módulo enchufable o como una tarjeta enchufable en la unidad de cálculo 5. En este caso, se pueden proporcionar varias unidades de mando 6 para poder aumentar el número de unidades sensoras 2 conectadas. Esto sirve para extender espacialmente la zona supervisable 4 y/o para aumentar el número de señales de detención S-US detectables, lo que puede resultar en una mejora de la precisión de la posición.
En otra realización, las conexiones SS entre las unidades de sensor 2 y la unidad de evaluación 1, respectivamente la unidad de mando 6, pueden ser conexiones inalámbricas o conexiones por cable.
Como ejemplo de conexiones por cable, se pueden considerar conductores metálicos, que también pueden servir para suministrar energía a las unidades sensoras 2, o fibras ópticas. Como ejemplo de conexiones inalámbricas, se pueden considerar los enlaces de radio o los enlaces de haz óptico direccional. Los medios de transmisión necesarios para ello no se muestran en la Fig. 2, ya que estos medios no son relevantes para la invención. Estos medios pueden, por ejemplo, construirse o ensamblarse a partir de componentes estándar.
En una realización preferida, las unidades sensoras 2 están diseñadas para emitir una ráfaga infrarroja de alta energía como señal de activación infrarroja IR- TC para asegurar que todos los transpondedores 3 situados en la zona supervisable puedan ser abordados.
El dispositivo de acuerdo con la invención puede ser diseñado para ser utilizado en un espacio cerrado o edificio. El dispositivo de la invención también puede utilizarse para vigilar los alrededores inmediatos de un edificio, para lo cual deben seleccionarse en consecuencia las potencias de transmisión o las sensibilidades de recepción.
Preferentemente, una persona cuya posición debe ser detectada de acuerdo con la invención está equipada con un sistema de arnés SIM- LAS® que comprende un arnés de cuerpo y un arnés de casco, como se explica en la parte introductoria de esta descripción. El sistema de cinturones SIMLAS® puede adaptarse en consecuencia en términos de hardware o software para permitir una integración sin problemas en el sistema de acuerdo con la invención. A continuación, se describe un primer procedimiento para determinar la posición de un objeto en movimiento en una zona supervisable 4 de acuerdo con la invención. Este procedimiento es ilustrado en forma esquemática en la Fig. 3. El procedimiento para determinar la posición se lleva a cabo en un sistema que comprende un transpondedor 3 acoplable al objeto en movimiento y un sistema de supervisión que comprende al menos dos unidades de sensor 2. Se llevan a cabo los siguientes pasos:
- pasos 40, 41: emisión de una señal de activación infrarroja (IR-TC) por al menos una de las dos unidades sensoras (2) en respuesta a una señal de inicio (S- TC);
- paso 42: transmisión de una señal ultrasónica (US) por medio de un transmisor ultrasónico (32) que forma parte del transpondedor (3) en respuesta a la señal de activación infrarroja (IR-TC);
- paso 43: envío de una señal de detención (S-US) por cada una de las dos unidades sensoras (2) a una unidad de mando (6) en respuesta a la señal ultrasónica recibida (US);
- paso 44: determinar las diferencias de tiempo entre la señal de inicio (S-TC) y las señales de detención (S-US) por la unidad de mando (6);
- paso 45: convertir dichas diferencias de tiempo en valores de distancia (Dx) entre dicho transpondedor (3) y dichas unidades sensoras (2), siendo que dichos valores de distancia (Dx) corresponden a los tiempos de recorrido de dicha señal ultrasónica (US); y
- paso 46: determinar la posición del objeto en movimiento.
A continuación, se describe otro procedimiento para determinar la posición de un objeto en movimiento en una zona supervisable 4 de acuerdo con la invención. En este procedimiento, la unidad de cálculo 5 toma el número de identificación del objeto seleccionado IDx de una lista 10 y hace que la unidad de mando 6 envíe la señal de inicio S-TC simultáneamente a las unidades sensoras 2. La señal de inicio S-TC puede incluir, por ejemplo, un código de activación y el número de identificación del objeto seleccionado IDx. En este sentido, la lista 10 comprende todos los números de identificación de los objetos IDx que se encuentran actualmente en la zona supervisable 4. En respuesta a la señal de inicio S-TC, las unidades sensoras 2 emiten la señal de activación infrarroja IR-TC que comprende el código de activación contenido en la correspondiente señal de inicio S-TC y el número de identificación del objeto seleccionado IDx. En este sentido, la señal de activación infrarroja IR-TC puede ser recibida por una pluralidad de receptores infrarrojos 31 y, por lo tanto, por una pluralidad de transpondedores 3. Cada uno de los transpondedores 3 direccionados comprueba ahora el número de identificación del objeto recibido IDx con su propio número de identificación del objeto. Si los números de identificación del objeto IDx coinciden, el transpondedor 3 correspondiente transmite la señal ultrasónica US como reacción. Por el contrario, si los números de identificación del objeto IDx no coinciden, no se transmite ninguna señal ultrasónica US en esta realización. De esta manera, se evitan las interferencias entre varias señales ultrasónicas US transmitidas en forma simultánea. La señal ultrasónica US emitida es ahora recibida por las unidades sensoras 2 en diferentes momentos, correspondientes a los diferentes tiempos de funcionamiento, y es enviada como reacción por las unidades sensoras 2 directamente como señales de detención S US correspondientes a la unidad de evaluación 1, o a la unidad de mando 6. La unidad de mando 6 determina ahora las diferencias de tiempo entre la señal de inicio S-TC transmitida simultáneamente y las señales de detención S-US que llegan en momentos diferentes. Posteriormente, las diferencias de tiempo determinadas se convierten en los correspondientes valores de distancia Dx y se transfieren a la unidad de cálculo 5 para la determinación de la posición.
Este procedimiento indicado a modo de ejemplo se ilustra en la Fig. 4 y se explicará a continuación con referencia a la Fig. 4. En un primer paso del procedimiento 50, se toma un número de identificación del objeto (IDx) de una lista 10. A continuación, en un paso 51, se genera que la unidad de mando 6 envíe una señal de inicio (S-TC) a las unidades sensoras 2. En un paso 52, las unidades sensoras 2 envían una señal de activación infrarroja (IR-TC) en respuesta a la señal de inicio (S-TC) a la zona a vigilar. En otro paso 53, el emisor ultrasónico 32 emite una señal ultrasónica (US) en respuesta a la señal de activación infrarroja (IR-TC). En respuesta a ello, en el paso 54, las unidades sensoras 2 transmiten cada una continuación, señal de detención (S-US) a la unidad de mando 6 en respuesta a la señal ultrasónica (US) recibida. En el paso 55, la unidad de mando 6 determina las diferencias de tiempo entre la señal de inicio (S-TC) y las señales de detención (S-US). Ahora, en el paso 56, las diferencias de tiempo se convierten en valores de distancia (Dx). Son los valores de distancia (Dx) entre el transpondedor (3) y las unidades sensoras (2). Los valores de distancia (Dx) se determinan a partir de los tiempos de recorrido de la señal ultrasónica US. En otro paso 57, se determina la posición en la zona vigilada a partir de los valores de distanciamiento determinados.
En otro procedimiento de acuerdo con la invención, se genera la lista 10 de la siguiente manera: la unidad de cálculo 5 produce que, mediante órdenes de control, la unidad de mando 6 transmita periódicamente la señal de búsqueda S-IC a las unidades sensoras 2. En respuesta, las unidades sensoras 2 transmiten una señal de búsqueda infrarroja IR-IC a través del transmisor IR 21, que puede ser recibida por uno o varios de los transpondedores 3 situados en la zona supervisable 4 a través del receptor IR 31. En respuesta, el transpondedor 3 transmite una señal de radio RF-ID a través del transmisor de radio 33, que puede comprender, por ejemplo, el número de identificación del objeto IDx asociado al transpondedor 3. El receptor de radio 7 recibe la señal de radio HF-ID y, posteriormente, envía el número de identificación del objeto recibido IDx a la unidad de cálculo 5 para que procese la lista 10. En otras palabras, los objetos presentes en la zona supervisable 4 son identificados por las señales de búsqueda S-IC transmitidas periódicamente y sus números de identificación de objeto IDx se introducen en la lista 10. De este modo, se conoce en todo momento el número y la identidad de los objetos presentes en la zona supervisable 4. Por lo tanto, en esta realización, la lista 10 es generada y gestionada en forma dinámica. Para evitar las interferencias que puedan resultar de un solapamiento temporal de múltiples señales de radio RF-ID, por ejemplo, puede aplicarse un protocolo de señales adecuado para el escalonamiento temporal de las señales de radio RF-ID.
En otro procedimiento de acuerdo con la invención, los valores de distancia Dx determinados por la unidad de mando 6 son distinguidos por la unidad de cálculo 5 en valores de distancia reales obtenidos por la línea de visión directa entre el transpondedor 3 y las unidades sensoras 2, y en valores de distancia no reales obtenidos por reflexiones. La distinción puede hacerse, por ejemplo, al eliminar los valores de distancia que sean obviamente demasiado grandes y que no correspondan a las dimensiones espaciales de la zona supervisable 4. Para el cálculo de la posición, se utilizan preferentemente los valores de distancia marcados como auténticos.
En otro procedimiento de acuerdo con la invención, la posición con respecto a un sistema de coordenadas (por ejemplo, un sistema de coordenadas XYZ) que abarca la zona supervisable 4 es calculada por la unidad de cálculo 5. Mediante procedimientos matemáticos de triangulación conocidos, se pueden calcular una o varias posiciones posibles a partir del conocimiento de las coordenadas de localización de las unidades sensoras estacionarias 2 y de los valores reales de distancia Dx determinados. De este modo, de varias posiciones posibles calculadas, se selecciona para su visualización la que tenga la menor distancia espacial con la última posición conocida.
El procedimiento de acuerdo con la invención, respectivamente la unidad de evaluación 1, puede diseñarse de forma que también sea posible seguir a personas u objetos que se mueven de una zona a otra, por ejemplo, de una habitación a otra vecina. Se puede proporcionar un protocolo de traspaso para permitir una transición rápida y sin problemas. La Fig. 5 muestra una representación esquemática de un área supervisable dividida en dos zonas, la habitación 61 y la habitación 62. Hay una persona 60 en la habitación 61, y la persona 60 lleva un transpondedor (por ejemplo, el transpondedor 3) que no es visible en la Fig. 5. Dicha representación puede mostrarse, por ejemplo, en la pantalla de la unidad de visualización 8. La habitación 61 comprende cuatro unidades sensoras 2.1 y la habitación 62 comprende tres unidades sensoras 2.2. La unidad de evaluación se construye preferentemente de manera que pueda utilizarse un algoritmo "prospectivo" (forward-looking) para la determinación de la posición, que calcula por adelantado una posición esperada (por ejemplo, las posiciones Pos3) a partir de las posiciones anteriores (por ejemplo, las posiciones Pos1 y Pos2) de un objeto 60 que se mueve en la zona de vigilancia. Este cálculo prospectivo puede tener en cuenta, por ejemplo, la dirección del movimiento y la velocidad del movimiento del objeto respectivo.
Este algoritmo prospectivo permite un traspaso rápido y sin problemas durante la transición de la habitación 61 a la habitación 62. Preferiblemente, se utiliza un protocolo de traspaso que, junto con el algoritmo prospectivo, garantiza un traspaso rápido. Esta es una característica importante de la presente invención.
Algunos o todos los pasos realizados en la unidad de evaluación 1 pueden ser implementados por medio de un software adecuado, que controla de manera correspondiente el hardware de la unidad de evaluación 1.
La invención es particularmente adecuada para el entrenamiento y la simulación de operaciones de combate u otras operaciones de fuerzas especiales, como cuerpos de bomberos, equipos de rescate, personal de seguridad, fuerzas policiales y similares. Durante el entrenamiento o la simulación, la situación respectiva y cada movimiento de las fuerzas especiales puede mostrarse así en la unidad de visualización 8. Se puede proporcionar un medio de almacenamiento para poder registrar la secuencia de eventos para su posterior evaluación.
Sin embargo, un dispositivo de acuerdo con la invención también puede utilizarse en situaciones que requieran un control especial. Algunos ejemplos son: edificios de aeropuertos, bancos, centrales eléctricas y otras zonas de seguridad. En una aplicación de este tipo, el dispositivo se utiliza de forma permanente o temporal y puede, por ejemplo, permitir que una persona al mando controle e instruya o dirija a las fuerzas especiales. Para ello, las fuerzas especiales deben estar equipadas con transpondedores (por ejemplo, en forma de correa para el casco).
Es una ventaja de la invención que es posible una resolución en el intervalo de centímetros.
Claims (12)
1. Dispositivo para determinar la posición de un objeto móvil (60) con un sistema de monitorización y con un transpondedor (3) fijado al objeto móvil (60), cuyo transpondedor (3) comprende un receptor de infrarrojos (31) y un transmisor de ultrasonidos (32), en el que el sistema de monitorización tiene una unidad de evaluación (1) y al menos dos unidades sensoras (2, 2. 1, 2,2) conectada a la unidad de evaluación (1) y que comprende un transmisor de infrarrojos (21) y un receptor de ultrasonidos (22), en el que la unidad de evaluación (1) transmite una señal de inicio (S-TC) a las unidades sensoras (2, 2.1, 2.2), al menos una de las unidades sensoras (2, 2. 1,2,2) transmite una señal de activación infrarroja (IR-TC) que desencadena la transmisión de una señal ultrasónica (US) por el transmisor ultrasónico (32) en el transpondedor (3), la señal ultrasónica (US) es recibida por los receptores ultrasónicos (22) de las unidades sensoras (2, 2.1, 2.2) y se transmite una señal por cada una de ellas. 2) y una señal de detención correspondiente (S-US) se transmite desde cada una de ellas a la unidad de evaluación (1), y la posición del objeto en movimiento (60) es determinada por la unidad de evaluación (1) mediante la detección del tiempo de tránsito de la señal ultrasónica (US) entre la señal de inicio (S-TC) y las señales de detención correspondientes (S-US), donde la señal de activación infrarroja comprende un número de identificación del objeto (IDx), y el transpondedor (3) se conformó para comparar el número de identificación del objeto (IDx) recibido por la señal de activación infrarroja (IR-TC) con su propio número de identificación del objeto, y en el que el transpondedor (3) está conformado para ello, el transpondedor (3) está adaptado para transmitir la señal de ultrasonidos (US) solo si el número de identificación del objeto (IDx) coincide, y en el que la unidad de evaluación (1) comprende al menos una unidad de mando (6), una unidad de cálculo (5), una unidad de visualización (8) y un receptor de radio (7), en el que la al menos una unidad de mando (6) coincide con la unidad de cálculo (5), la unidad de cálculo (5) está conectada a la unidad de visualización (8) y el receptor de radio (7) está conectado a la unidad de cálculo (5), mientras el transpondedor (3) comprende un transmisor de radio (33) para transmitir el número de identificación del objeto (IDx), estando el transmisor de radio (33) conectado sin cables al receptor de radio (7).
2. Dispositivo para determinar la posición de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la al menos una unidad de mando (6) está presente como al menos un módulo enchufable en la unidad de cálculo (5).
3. Dispositivo para determinar la posición de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque las conexiones (SS) entre las unidades sensoras (2, 2.1, 2.2) y la unidad de evaluación (1) son conexiones inalámbricas o por cable.
4. Dispositivo para determinar la posición de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la determinación de la posición del objeto móvil (60) tiene lugar en una zona supervisable (4, 61, 62), mientras la zona supervisable puede estar dividida en dos habitaciones (61, 62).
5. Dispositivo para determinar la posición de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque en el espacio supervisable (4) se ha previsto una pluralidad de objetos móviles, cada uno con un transpondedor (3) fijado a los objetos.
6. Procedimiento para determinar la posición de un objeto en movimiento (60) con un transpondedor (3) acoplado al objeto en movimiento y un sistema de vigilancia con al menos dos unidades sensoras (2, 2.1, 2. 2) y una unidad de evaluación (1), mientras la unidad de evaluación (1) comprende al menos una unidad de mando (6), una unidad de cálculo (5), una unidad de visualización (8) y un receptor de radio (7), estando la al menos una unidad de mando (6) conectada a la unidad de cálculo (5), la unidad de cálculo (5) está conectada a la unidad de visualización (8) y el receptor de radio (7) está conectado a la unidad de cálculo (5), y en el que el transpondedor (3) comprende un transmisor de radio (33) para transmitir un número de identificación del objeto (IDx), estando el transmisor de radio (33) conectado de forma inalámbrica al receptor de radio (7), mientras el procedimiento comprende los siguientes pasos:
- emisión de una señal de activación infrarroja (IR- TC) por medio de al menos una de las dos unidades sensoras (2, 2.1, 2.2) en respuesta a una señal de inicio (S-TC) de la unidad de evaluación (1),
- transmisión de una señal ultrasónica (US) mediante un transmisor ultrasónico (32) que forma parte del transpondedor (3) en respuesta a la señal de activación infrarroja (IR-TC),
- transmisión de una señal de detención (S-US) por medio de cada una de las al menos dos unidades sensoras (2, 2.1, 2.2) a una unidad de mando (6) de la unidad de evaluación (1) en respuesta a la señal ultrasónica (US), - determinar las diferencias de tiempo entre la señal de inicio (S-TC) y las correspondientes señales de detención (S US) de las unidades sensoras (2, 2.1, 2.2) mediante la unidad de mando (6),
- convertir las diferencias de tiempo en valores de distancia (Dx) entre el transpondedor (3) y las unidades sensoras (2, 2.1, 2.2) según los tiempos de recorrido de la señal ultrasónica (US), y
- determinar la posición del objeto en movimiento (60); mientras la señal de activación infrarroja comprende un número de identificación del objeto (IDx), siendo que el número de identificación del objeto (IDx) se toma preferentemente de una lista (10), y el transpondedor (3) compara el número de identificación del objeto (IDx) recibido por la señal de activación infrarroja (IR-Tc ) con su propio número de identificación del objeto, mientras la señal ultrasónica (US) solo es transmitido si coincide el número de identificación del objeto.
7. Procedimiento para determinar la posición de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque la señal de activación infrarroja (IR-TC) comprende un código de comando para transmitir la señal ultrasónica (US).
8. Procedimiento para determinar la posición de acuerdo con la reivindicación 6 o 7, caracterizado porque el número de identificación del objeto (IDx) se toma de una lista (10).
9. Procedimiento para determinar la posición de acuerdo con la reivindicación 6 u 8, caracterizado porque la lista (10) es generada mediante los siguientes pasos del procedimiento, en los que
- la unidad de mando (6) transmite señales de búsqueda (S-IC) a las unidades sensoras (2, 2.1, 2.2),
- un emisor IR (21) de al menos una de las dos unidades sensoras (2, 2.1, 2.2) emite una señal de búsqueda infrarroja (IR-IC) en respuesta,
- la señal de búsqueda infrarroja (IR-IC) es recibida por uno o varios receptores IR (31) que forman parte de uno o varios transpondedores (3)
- uno o varios transmisores de radio (33), que forman parte de uno o varios transpondedores (3), transmiten en respuesta una señal de radio (RF-ID) con el correspondiente número de identificación del objeto (IDx) a un receptor de radio (7),
- los números de identificación de los objetos recibidos (IDx) se registran en la lista (10).
10. Procedimiento para determinar la posición de acuerdo con una de las reivindicaciones 6 a 9, caracterizado porque la unidad de evaluación (1) presenta una unidad de cálculo (5), la unidad de cálculo (5) distingue los valores de distancia (Dx) en valores de distancia reales y en valores de distancia no reales, donde los valores reales de distancia se obtienen por una línea de visión directa entre el transpondedor (3) y la unidad de sensor (2) y los valores no reales de distancia se obtienen por reflexión, y sólo los valores de distancia reales son procesados posteriormente por la unidad de cálculo (5), mientras la diferenciación entre valores de distancia reales y no reales (Dx) se efectúa eliminando los valores de distancia (Dx) que son obviamente demasiado grandes y no corresponden a las dimensiones espaciales de una región supervisable (4).
11. Procedimiento para determinar la posición de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque la unidad de evaluación (1) presenta una unidad de visualización (8), mientras los valores reales de distancia (Dx) obtenidos se utilizan para calcular la posición en un sistema de coordenadas, la posición con la menor distancia respecto a la última posición conocida se selecciona de una pluralidad de posiciones obtenidas y se transmite a la unidad de visualización (8) para su visualización.
12. Procedimiento para determinar la posición de acuerdo con una de las reivindicaciones 6 a 11, caracterizado porque, para el seguimiento del objeto (60) que se desplaza de una zona supervisable (61) a una zona supervisable adyacente (62), se puede calcular por adelantado una posición esperada a partir de una posición anterior mediante un algoritmo "forward-looking", teniendo en cuenta la dirección de movimiento y la velocidad de movimiento del respectivo objeto (60).
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