IT202100016382A1 - Dispositivo per la localizzazione di uno o più bersagli in un ambiente - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'Invenzione Industriale dal titolo: ?Dispositivo per la localizzazione di uno o pi? bersagli in un ambiente?

DESCRIZIONE

La presente invenzione ha per oggetto un dispositivo per la localizzazione di uno o pi? bersagli in un ambiente comprendente un ricevitore a radiofrequenza configurato per rilevare un segnale a radiofrequenza emesso dal detto bersaglio.

Detto dispositivo prende il nome di BLASTER<TM >(BLE AoA & Signal Strength Tracker).

Con la diffusione della tecnologia IoT, o Internet of Things, le tecniche di localizzazione wireless hanno acquisito crescente importanza nei tempi recenti. Grazie alla sua eccellente capacit? di identificazione il cosiddetto Sistema Satellitare Globale di Navigazione (GNSS), tra cui l?Europeo Galileo, l?Americano GPS e il Russo Glonass, ha avuto un grande successo in ambito navigazione cartografica e monitoraggio di persone e oggetti. Tuttavia, il GNSS non ? consigliabile in fase di realizzazione di sistemi di localizzazione per ambienti interni o chiusi, a causa della grande attenuazione del segnale satellitare causato dall'ostruzione di edifici e/o pareti.

Le attuali tecnologie configurate per provvedere servizi di localizzazione interni (Location Based Services, LBS) - che vanno dalla navigazione per acquisti al soccorso antincendio, dalla navigazione all?interno di edifici alla ricerca di oggetti ? dipendono strettamente dalla posizione di un cosiddetto bersaglio; questo pu? essere un elemento in grado di costituire un punto di riferimento per valutare la posizione dell?utente nello spazio ad esempio in fase di navigazione al chiuso, o pu? invece rappresentare proprio l?oggetto che si cerca di tracciare. Solitamente l?acquisizione (o meglio la facilit? di acquisizione) del bersaglio risulta essere il fattore chiave per una valutazione di parametri fondamentali per la tecnologia sfruttata, quali ad esempio le prestazioni effettive, l'accuratezza, l'affidabilit? e, non ultimo, il costo.

Tra le tecnologie di localizzazione indoor o interna tutt?oggi disponibili sono compresi i cosiddetti sistemi a infrarossi (IR), i sistemi a ultrasuoni (US), cos? come i framework basati su sistemi ottici. Tutti questi sistemi condividono sfortunatamente diverse problematiche comuni, come ad esempio la sensibilit? ad effetti di propagazione di segnale su pi? cammini, o l?elevato grado di complessit? della strumentazione necessaria al corretto funzionamento che si traduce in costi elevati.

Ultimamente l'attenzione dei ricercatori si ? spostata su tecnologie di localizzazione interna a radiofrequenza (RF), tra cui identificazione a radiofrequenza (RFID), ZigBee, Wi-Fi, Bluetooth Low Energy (BLE) e banda ultra larga (UWB). Queste tecnologie prevedono tipicamente la presenza di un trasmettitore di segnale a radiofrequenza RF, ad esempio un tag implementabile nel cosiddetto bersaglio, e di un rilevatore o ricevitore di segnale; una volta che il rilevatore cattura il segnale RF emesso dal trasmettitore, questo costituisce un punto di riferimento per procedere ad una eventuale navigazione o permette una localizzazione di prossimit? del bersaglio nello spazio. Per poter addivenire ad una posizione e/o direzione specifica dell?oggetto che si intende tracciare, tali sistemi richiedono la presenza di due o pi? segnali da triangolare.

Le tecniche a radiofrequenze ad oggi disponibili prevedono pertanto diverse variabili, analogamente alle tecnologie citate in precedenza, con cui sia il costruttore sia il cliente devono inevitabilmente confrontarsi, come ad esempio il costo della strumentazione, la precisione della tecnologia scelta, la robustezza e scalabilit? del sistema, nonch? requisiti di alimentazione energetica, affidabilit? e grado di copertura, e non ultimo la necessit? di triangolare per individuare il punto preciso dell?oggetto. I principali pregi e difetti di tali tecnologie vengono brevemente riassunti nella tabella di seguito riportata.

Tra queste, la tecnologia che emerge come pi? promettente fa riferimento al Bluetooth 5.1, ossia alle nuove specifiche rese disponibili per la tecnologia Bluetooth Low Energy (BLE). Queste, in particolare, permettono oggi di avere accesso ad una strategia di localizzazione particolarmente promettente, ossia la cosiddetta localizzazione ad Angolo di Arrivo (Angle of Arrival, AoA).

Il metodo AoA ? idoneo per tracciare un trasmettitore BLE in fase di trasmissione di un segnale a radiofrequenza. Utilizzando una antenna, il trasmettitore invia un segnale a radiofrequenza, o RF, che viene ricevuto da un ricevitore a pi? antenne (array o schiera di antenne), anche detto localizzatore. Il localizzatore campiona il segnale RF mentre questo passa da tutte le antenne attive della schiera. Questo permette di rilevare differenze di fase del segnale dovute alla differente posizione e/o distanza di ciascuna antenna della schiera rispetto alla singola antenna trasmittente. Un motore di localizzazione utilizza quindi le informazioni sulla differenza di fase registrate per determinare l'angolo da cui ? stato ricevuto il segnale e, quindi, per determinare la direzione del trasmettitore. Il metodo AoA, tuttavia, fornisce esclusivamente una informazione circa la direzione del trasmettitore rispetto al dispositivo ricevente, ma non permette di risalire ad un dato di fondamentale importanza, ossia la distanza che intercorre tra il trasmettitore, ad esempio un bersaglio da monitorare, e il ricevitore. Anche la tecnologia AoA richiede pertanto due ricevitori per poter triangolare i segnali e definire la posizione puntuale dell?oggetto che si intende tracciare.

Nel caso in cui, inoltre, il detto bersaglio risulta essere mobile, o in movimento, rispetto al ricevitore, questo complica ulteriormente le cose. Diventa infatti necessario riuscire a garantire una copertura angolare e distanziometrica potenzialmente illimitate, proprio a causa di possibili spostamenti del bersaglio rispetto al ricevitore. Se infatti il bersaglio esce dalla copertura angolare del ricevitore, o si allontana dal ricevitore ad una distanza tale per cui non sarebbe comunque rilevabile anche all?interno della copertura angolare adatta alla localizzazione, allora il dispositivo ricevente risulta essere cieco e inutilizzabile.

Una soluzione efficace per porre rimedio, in maniera soddisfacente, ai limiti tecnici sopra evidenziati non ? ad oggi disponibile.

Tutt?oggi, conseguentemente, un unico dispositivo in grado di localizzare con precisione in un ambiente, preferibilmente un ambiente chiuso, uno o pi? bersagli, anche mobili, e in grado di rilevare, in tempo reale, sia la direzione del bersaglio rispetto al ricevitore di segnale, sia la distanza che intercorre tra il bersaglio e il ricevitore risulta essere mancante.

La presente invenzione mira a superare gli inconvenienti della suddetta arte nota mediante un dispositivo come descritto all?inizio e caratterizzato dal fatto che detto ricevitore a radiofrequenza risulta configurato per provvedere una valutazione di:

a) direzione di ricezione del detto segnale a radiofrequenza rispetto al detto dispositivo e

b) distanza del detto bersaglio rispetto al detto dispositivo.

Con il termine ?bersaglio?, nella presente domanda di brevetto, si fa riferimento a qualsivoglia oggetto e/o utente, in posizione fissa rispetto al dispositivo di localizzazione e/o in movimento rispetto al dispositivo di localizzazione, detto oggetto e/o utente risultando provvisto di una sorgente di segnale a radiofrequenza. Secondo una forma di attuazione preferita, il detto segnale a radiofrequenza viene emesso da un trasmettitore quale un tag RF implementato in tecnologia BLE 5.1 su detto oggetto e/o utente.

Per convenzione, d?ora innanzi, si far? riferimento ad un bersaglio mobile e/o in movimento, per il quale si vuole provvedere una localizzazione.

Con il termine ?ambiente?, nella presente domanda di brevetto, si fa riferimento a qualsivoglia ambiente, o spazio, aperto e/o chiuso, preferibilmente un ambiente chiuso o indoor, nel quale il detto bersaglio risulta essere presente, in posizione fissa e/o in movimento. Secondo una forma puramente descrittiva e non limitativa, con il termine ?ambiente? si pu? fare riferimento ad un parcheggio interrato o al chiuso, cos? come ad una stanza, al piano di un edificio e altro.

Secondo una forma di attuazione, detto ricevitore a radiofrequenza comprende almeno una schiera comprendente almeno due antenne connesse tra loro, detta schiera risultando configurata per provvedere una valutazione di Angolo di Arrivo (AoA) del detto segnale a radiofrequenza e di Indicatore di Potenza del Segnale Ricevuto (RSSI) del detto segnale a radiofrequenza. Le dette antenne sono preferibilmente antenne a dipolo.

Vantaggiosamente il dispositivo oggetto della presente domanda di brevetto provvede la possibilit? di valutare, preferibilmente in combinazione:

a) la direzione di ricezione del segnale a radiofrequenza rispetto al detto dispositivo, detta direzione essendo stabilita mediante valutazione di Angolo di Arrivo (AoA) del detto segnale a radiofrequenza e

b) la distanza del detto bersaglio rispetto al detto dispositivo, detta distanza essendo stabilita mediante valutazione di Indicatore di Potenza del Segnale Ricevuto (RSSI) del detto segnale a radiofrequenza.

Vantaggiosamente, il detto dispositivo oggetto della presente domanda di brevetto sfrutta le nuove specifiche Bluetooth 5.1.

Secondo una forma di attuazione, il detto ricevitore a radiofrequenza risulta configurato per ricevere/rilevare il segnale a radiofrequenza emesso dal tag posto sul bersaglio mobile; in particolar modo, il segnale RF viene rilevato dal ricevitore a radiofrequenza al momento del passaggio del segnale RF su almeno due antenne della detta schiera di antenne. In base alla posizione e/o alla distanza delle due antenne della schiera rispetto al segnale incidente, il ricevitore rileva conseguentemente una differenza di fase ??. Pi? in particolare, la differenza di fase ? determinata dall?angolo in entrata del segnale. Allo stesso tempo, il detto ricevitore a radiofrequenza risulta configurato per rilevare il valore di potenza, preferibilmente espresso in decibel milliwatt (dBm), del segnale RF che investe le dette antenne, ossia il detto ricevitore provvede la rilevazione di un indicatore di potenza del segnale ricevuto (RSSI). Detto valore di potenza rilevato dalle antenne risulta essere variabile in base alla distanza del detto bersaglio rispetto al detto dispositivo; pi? particolarmente, a logica, pi? la distanza, o spazio, che intercorre tra il bersaglio e il dispositivo ? ridotta, pi? elevata sar? la potenza del segnale rilevato, in quanto questo va incontro ad un ridotto fenomeno di attenuazione. Viceversa, pi? elevata risulta essere la distanza che intercorre tra il bersaglio e il dispositivo, pi? sar? ridotta la potenza del segnale ricevuto dalle antenne del ricevitore.

Nella presente domanda di brevetto conseguentemente, con il termine ?valutazione di angolo di arrivo del detto segnale a radiofrequenza e di indicatore di potenza del segnale ricevuto del detto segnale a radiofrequenza? o con il termine ?valutazione di angolo di arrivo e di indicatore di potenza? si fa preferibilmente riferimento ai dati relativi alla differenza di fase del segnale a radiofrequenza rilevati dalle antenne del detto ricevitore e al valore/ai valori di potenza del segnale a radiofrequenza rilevato/i dalle antenne del detto ricevitore.

Secondo una forma di attuazione preferita quindi, il dispositivo oggetto della presente domanda di brevetto provvede la possibilit? di valutare, in combinazione, sia la direzione del bersaglio, mediante valutazione di angolo di arrivo, sia la distanza del detto bersaglio rispetto al detto dispositivo, mediante valutazione di indicatore di potenza del segnale ricevuto.

Secondo una forma di attuazione, il dispositivo oggetto della presente domanda di brevetto comprende almeno una unit? di elaborazione, configurata per provvedere una localizzazione del detto bersaglio rispetto al detto dispositivo sulla base della valutazione di angolo di arrivo e di indicatore di potenza del detto segnale rilevato dal detto ricevitore a radiofrequenza.

Vantaggiosamente la detta unit? di elaborazione pu? provvedere una elaborazione dei dati relativi alla differenza di fase e all?indicatore di potenza del segnale a radiofrequenza rilevati dalle antenne del ricevitore, e provvedere vantaggiosamente alla determinazione, rispettivamente, della direzione e della distanza del detto bersaglio mobile/in movimento rispetto al detto dispositivo, provvedendo conseguentemente alla localizzazione del bersaglio.

Sempre vantaggiosamente, secondo una forma di attuazione, la detta unit? di elaborazione pu? provvedere una archiviazione di detti dati rilevati dal ricevitore a radiofrequenza per un eventuale loro uso successivo e/o una loro ulteriore condivisione verso un archivio dati remoto.

Secondo una forma di attuazione, esemplificativa e non limitativa, la detta unit? di elaborazione comprende una scheda Raspberry? Pi.

Secondo una forma di attuazione, la detta unit? di elaborazione provvede detta localizzazione del detto bersaglio a seguito di una precedente prima calibrazione del detto dispositivo, detta prima calibrazione essendo configurata per correlare il valore di potenza del segnale ricevuto dal detto ricevitore ad un valore di distanza del detto bersaglio rispetto al detto dispositivo.

Come detto in precedenza, il valore di potenza del segnale rilevato dalle antenne risulta essere variabile in base alla distanza del detto bersaglio rispetto al detto dispositivo; conseguentemente, mediante una prima calibrazione del dispositivo, precedente alla misura finalizzata alla localizzazione del bersaglio, ? possibile procedere a correlare i possibili valori di distanza che possono intercorrere tra bersaglio e dispositivo a determinati valori di potenza di segnale ricevuti. Detta prima calibrazione consiste quindi nel:

a) valutare, in una fase precedente alla localizzazione vera e propria, la portata massima di trasmissione radio del segnale e nel

b) avvicinare e/o allontanare progressivamente un bersaglio al/dal dispositivo oggetto della domanda di brevetto.

In detta prima calibrazione, il ricevitore a radiofrequenza rileva conseguentemente variazioni di potenza, preferibilmente espresse in decibel milliwatt (dBm), del segnale ricevuto in base alla distanza del bersaglio rispetto al dispositivo. Valutando quindi l?alterazione della potenza del segnale RF rilevata dal ricevitore a radiofrequenza in base alle possibili distanze che possono intercorrere tra il dispositivo ed un bersaglio mobile, ? possibile effettuare detta prima calibrazione del detto dispositivo, in maniera tale che, per ogni distanza bersaglio-dispositivo, sia possibile associare un determinato indicatore di potenza del segnale RF, o valore di potenza, emesso dal bersaglio stesso.

In questo modo, vantaggiosamente, una volta che il detto ricevitore a radiofrequenza rileva un determinato valore di potenza del segnale RF emesso dal bersaglio al momento della localizzazione vera e propria sar? possibile, per la detta unit? di elaborazione, procedere a stabilire, sulla base di detta prima calibrazione, una distanza, preferibilmente espressa in metri, tra il bersaglio e il detto dispositivo che sia corrispondente al detto indicatore di potenza del segnale rilevato.

Secondo una forma di attuazione, il detto dispositivo comprende primi mezzi di connessione wireless o cablati, detti mezzi risultando configurati per provvedere una condivisione di detta valutazione di angolo di arrivo e di indicatore di potenza del detto segnale a radiofrequenza dal detto ricevitore verso la detta unit? di elaborazione.

Con l?espressione ?primi mezzi di connessione? si pu? fare riferimento, secondo una forma di attuazione esemplificativa e non limitativa, a qualsivoglia sistema di condivisione wireless o cablato, ad esempio un cavo USB.

Vantaggiosamente detti primi mezzi di connessione permettono la condivisione dei dati rilevati e/o raccolti dal ricevitore a radiofrequenza con la detta unit? di elaborazione, che provvede al loro processamento finalizzato a stabilire la localizzazione del bersaglio.

Secondo una forma di attuazione, il dispositivo oggetto della presente domanda di brevetto pu? comprendere un modulo, detto modulo risultando configurato per:

a) ricevere detta valutazione di angolo di arrivo e di indicatore di potenza del detto segnale a radiofrequenza dal detto ricevitore e per

b) inviare detta valutazione all?unit? di elaborazione mediante detti primi mezzi di connessione.

Secondo questa forma di attuazione, il detto modulo risulta essere direttamente connesso al ricevitore a radiofrequenza, e la detta ricezione di dati da parte del detto modulo pu? avvenire mediante qualsivoglia forma di connessione elettrica e/o elettronica. Il modulo vantaggiosamente costituisce una sorta di collettore, che raccoglie i dati rilevati dal ricevitore, ossia la valutazione di angolo di arrivo e di indicatore di potenza del segnale a radiofrequenza emesso dal bersaglio da localizzare, e provvede ad inviare detti dati all?unit? di elaborazione mediante i detti primi mezzi di connessione, in maniera tale che questa possa processarli per stabilire la localizzazione del bersaglio nello spazio, rispetto al detto dispositivo.

Secondo una forma di attuazione, il dispositivo comprende un display e secondi mezzi di connessione wireless o cablati, detto display essendo configurato per provvedere una rappresentazione grafica in tempo reale della localizzazione del detto bersaglio rispetto al detto dispositivo, detta localizzazione essendo condivisa al detto display dalla detta unit? di elaborazione mediante detti secondi mezzi di connessione.

Con il termine ?secondi mezzi di connessione? si pu? fare riferimento, in maniera esemplificativa e non limitativa, a qualsivoglia sistema di condivisione wireless o cablato, ad esempio un cavo HDMI.

Vantaggiosamente la presenza di un display permette ad un utente che sfrutta il dispositivo oggetto della presente domanda di brevetto per localizzare un bersaglio all?interno di uno spazio, preferibilmente un ambiente chiuso, di visualizzare graficamente la posizione del bersaglio rispetto al dispositivo stesso, ad esempio come pu? accadere nel caso di una interfaccia grafica di radar/sonar.

Secondo una forma di attuazione, il detto dispositivo comprende almeno una rete neurale hardware e/o software configurata per valutare l?influenza di parametri esterni nella localizzazione del detto bersaglio.

Secondo una ulteriore forma esecutiva, la detta rete neurale ? configurata per eseguire la detta valutazione sulla base di una precedente seconda calibrazione mediante localizzazione con segnale GNSS e/o sistema RF con triangolazione indoor.

Con il termine ?parametri esterni? si pu? fare riferimento, nella presente domanda di brevetto e in maniera esemplificativa ma non limitativa, a ostacoli e campi magnetici atti a generare una distorsione e/o attenuazione del segnale a radiofrequenza emesso dal detto bersaglio, cos? come ad altre possibili influenze di qualsivoglia natura presenti nello spazio che intercorre tra il bersaglio e il detto dispositivo.

La almeno una detta rete neurale pu? consistere, secondo una forma di attuazione esemplificativa e non limitativa, di qualsivoglia modello di apprendimento di machine learning per la regressione di forme di segnale e/o la classificazione di posizionamenti nello spazio, ad esempio una funzione RBF (Funzione a Base Radiale - Radial Basis Function) implementata in modalit? software e/o hardware su chip FPGA o ASIC dedicato.

Secondo una forma di attuazione, detta rete neurale pu? essere eseguita/implementata sia su di un hardware dedicato (ad esempio FPGA e/o ASIC), sia sulla detta unit? di elaborazione.

Detta rete neurale risulta configurata per valutare l?influenza dei parametri esterni come definiti nella localizzazione del detto bersaglio, sulla base di una precedente seconda calibrazione mediante localizzazione con segnale GNSS e/o sistema RF con triangolazione indoor.

A differenza del caso di prima calibrazione illustrato in precedenza, detta seconda calibrazione viene eseguita, prima della messa in funzione del dispositivo oggetto della presente domanda di brevetto, con un secondo dispositivo, che pu? provvedere una localizzazione basata su segnale GNSS, ad esempio in caso di ambiente aperto, e/o sistema RF con triangolazione sfruttando due ricevitori di angolo di arrivo (AoA) e/o banda ultralarga (ultra wideband, UWB) ad esempio in caso di ambiente chiuso.

Il risultato di detta seconda calibrazione viene reso accessibile alla detta rete neurale del dispositivo oggetto della presente domanda di brevetto, la quale provvede, una volta che il dispositivo ha espletato la sua attivit? finalizzata alla localizzazione del detto bersaglio, a confrontare il risultato ottenuto dal dispositivo oggetto della presente domanda di brevetto con il risultato ottenuto dal detto secondo dispositivo impiegato nella detta seconda calibrazione. In questo modo, la detta rete neurale pu? provvedere l?estrapolazione di informazioni relative alla presenza e/o influenza di eventuali parametri esterni nello spazio che intercorre tra il bersaglio da localizzare e il dispositivo oggetto della presente domanda di brevetto.

Vantaggiosamente, la dette rete neurale provvede un apprendimento del modello di attenuazione e/o distorsione del segnale nell?ambiente, o meglio nello spazio che intercorre tra il bersaglio e il dispositivo.

Detta seconda calibrazione risulta molto vantaggiosa per avere informazioni sia sulla bont? della detta prima calibrazione sia sulla bont? della detta localizzazione del bersaglio vera e propria, essendo proprio finalizzata a valutare se detta prima calibrazione e detta fase di localizzazione possano risultare influenzate da ostacoli e/o attenuazioni come definiti.

Secondo una forma di attuazione, il dispositivo ? del tipo portatile, essendo alloggiato su un unico telaio provvisto di un manico impugnabile da un utente.

Vantaggiosamente una configurazione di questo tipo permette ad un utente o operatore umano di poter impugnare il dispositivo all?interno di un ambiente chiuso e poterlo spostare e/o ruotare in maniera tale da aumentare la possibilit? che il ricevitore a radiofrequenza possa captare il segnale emesso dal bersaglio in movimento. Infatti, come ? noto, le antenne a dipolo di un ricevitore a radiofrequenza garantiscono una copertura angolare limitata. La presenza di un manico permette vantaggiosamente di incrementare ulteriormente la copertura angolare del ricevitore a radiofrequenza, proprio in virt? della possibilit? di poter far ruotare il dispositivo quando in mano ad un utente. Allo stesso modo, l?utente che impugna il manico del telaio pu? spostare il dispositivo oggetto della presente domanda di brevetto all?interno dello spazio chiuso nel quale risiede il bersaglio in movimento da dover acquisire, massimizzando la possibilit? di rilevare il segnale RF emesso dal detto bersaglio. Come nel caso precedente, un utente pu?, mediante il detto display, visualizzare graficamente la posizione del bersaglio rispetto al dispositivo stesso, ad esempio come pu? accadere nel caso di una interfaccia grafica di radar/sonar.

Queste ed altre caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno pi? chiaramente dalla seguente descrizione di alcuni esempi esecutivi illustrati nei disegni allegati in cui:

la fig. 1 illustra una rappresentazione schematica di una prima forma di attuazione del dispositivo 1 in una fase di localizzazione di un bersaglio 2;

la fig. 2 illustra una rappresentazione schematica di una seconda forma di attuazione del dispositivo 1 comprendente una rete neurale 7;

la fig. 3 illustra una rappresentazione schematica di una terza forma di attuazione del dispositivo 1 alloggiato su un telaio provvisto di un manico 8 atto ad essere impugnato da un operatore umano.

In dettaglio, Figura 1 illustra una forma di attuazione del dispositivo 1 oggetto della domanda di brevetto in una fase di localizzazione di un bersaglio 2 che emette un segnale a radiofrequenza a mezzo di un trasmettitore a radiofrequenza RF. Il dispositivo 1 risulta essere statico, e comprende un ricevitore a radiofrequenza 3, il quale ricevitore risulta essere collocato su di un modulo 4 per una prima elaborazione del segnale secondo la specifica BLE AoA. Il ricevitore a radiofrequenza 3 comprende due schiere ortogonali, ciascuna schiera comprendendo tre antenne a dipolo. Le antenne ricevono il segnale a radiofrequenza emesso dal trasmettitore RF posto sul bersaglio mobile 2; in base alla posizione e/o alla distanza di ciascuna antenna rispetto al segnale incidente, ossia rispetto al bersaglio 2, il ricevitore 3 rileva una differenza di fase ??. Questa differenza di fase pu? essere convertita in una informazione angolare, che consente di determinare l'angolo da cui ? stato ricevuto il segnale RF e, quindi, la direzione del bersaglio 2 rispetto al dispositivo 1 mediante una unit? di elaborazione 5.

La schiera di antenne del ricevitore 3 rileva inoltre la potenza del segnale ricevuto. La variazione della potenza, espressa preferibilmente in decibel milliwat (dBm), pu? essere correlata alla distanza tra il dispositivo 1 e il bersaglio 2. Per essere in grado di associare un determinato valore di potenza del segnale RF emesso dal bersaglio 2 ad un determinato valore di distanza tra il bersaglio 2 e il dispositivo 1, ? opportuno eseguire una precedente prima calibrazione del dispositivo 1, che pu? consistere nel valutare, ad esempio metro per metro, come varia l?indicatore di potenza del segnale RF rilevato. Le variazioni di distanza che si possono rilevare devono ovviamente corrispondere ad una variazione di potenza del segnale rilevabile dal dispositivo 1, o meglio dal ricevitore a radiofrequenze 3.

Il modulo 4 del dispositivo 1 riceve, dal ricevitore a radiofrequenza 3, i dati relativi sia alla differenza di fase sia alla potenza del segnale registrati dalle varie antenne della/e schiera/e, e trasmette questi dati mediante un cavo M?, ad esempio un cavo USB, ad una unit? di elaborazione 5, ad esempio una scheda Raspberry<TM >Pi, che provvede a processarli in maniera tale da:

a) correlare la differenza di fase ad un valore angolare e, conseguentemente, ad una specifica direzione di posizionamento del bersaglio 2 rispetto al dispositivo 1 e

b) correlare la potenza del segnale RF ad un valore di distanza espresso in metri e, conseguentemente, alla specifica distanza che intercorre tra il bersaglio 2 e il dispositivo 1 a seguito della detta prima calibrazione.

L?unit? di elaborazione 5 provvede quindi una localizzazione del bersaglio 2 rispetto al dispositivo 1. Il detto dispositivo 1 comprende poi un cavo M?, ad esempio un cavo HDMI, che connette la detta unit? di elaborazione 5 ad un display 6, in maniera tale che un utente possa visualizzare graficamente la posizione del bersaglio rispetto al dispositivo stesso, ad esempio come pu? accadere nel caso di una interfaccia grafica di radar/sonar, detta posizione essendo acquisita a seguito del processamento dei dati ad opera dell?unit? di elaborazione 5.

Naturalmente il dispositivo 1 pu? essere connesso ulteriormente ad una sorgente di alimentazione per poter funzionare correttamente, o pu? includere una batteria, entrambe soluzioni non mostrate in Figura.

Il dispositivo 1 garantisce una accuratezza di localizzazione in campo aperto che ricade nell?intervallo 0.5 ? 1 metri, permette una copertura a livello del terreno di circa 100 metri rispetto alla posizione del dispositivo 1, e presenta una latenza compresa nell?intervallo 1.5 ? 2 secondi.

Conseguentemente, detto dispositivo 1 permette di monitorare un bersaglio 2, e potenzialmente pi? bersagli 2 contemporaneamente, in tempo reale quando il detto/i bersaglio/i entra/no nella sfera di ricezione del ricevitore a radiofrequenza 3. Il detto dispositivo 1 risulta inoltre configurato per seguire gli spostamenti del/dei detto/i bersaglio/i 2 fintanto che questo/i resta/no all?interno della sfera di ricezione del detto ricevitore 3.

Figura 2 illustra sostanzialmente lo stesso dispositivo 1 di Figura 1 ma comprendente, in aggiunta, una rete neurale hardware/software 7 configurata per provvedere, a seguito della avvenuta localizzazione del bersaglio 2 ad opera del dispositivo 1, un confronto tra il risultato ottenuto dal detto dispositivo 1 e il risultato ottenuto, in una precedente seconda calibrazione, da un secondo dispositivo che ha eseguito una localizzazione indipendente del bersaglio 2 mediante segnale GNSS (in caso di ambiente aperto) o mediante triangolazione con due ricevitori AOA o UWB (in caso di ambiente chiuso). In caso di risultato differente, la rete neurale 7 provvede a minimizzare l?errore ? che fa differire i due risultati in maniera tale da apprendere il modello fisico di distorsione del segnale nell?ambiente, ed individuare conseguentemente la presenza di ostacoli e/o campi magnetici atti, per l?appunto, a generare una distorsione e/o attenuazione del segnale a radiofrequenza emesso dal detto bersaglio 2.

Figura 3 illustra una terza forma di attuazione del dispositivo 1 alloggiato su un unico telaio provvisto di un manico 8 impugnabile da un utente o operatore umano. Il manico 8 permette all?operatore umano di poter ruotare e/o muovere/spostare il detto dispositivo 1 all?interno di un ambiente chiuso, aumentando quindi le possibilit? per il dispositivo 1 di intercettare il segnale RF emesso da almeno un bersaglio 2 in movimento all?interno del detto ambiente chiuso. Secondo questa terza forma di attuazione, il dispositivo 1 prevede un ricevitore a radiofrequenza 3 posto sulla sommit? del detto telaio. Gli altri componenti del dispositivo descritti in Figura precedente, ossia il modulo 4, l?unit? di elaborazione 5, il display 6, i mezzi di connessione M?, M? e la rete neurale hardware/software 7 risultano implementati direttamente all?interno di un alloggiamento del telaio, posto subito al di sopra del manico 8.

Mentre l?invenzione ? suscettibile di varie modifiche e costruzioni alternative, alcune forme di realizzazione preferite sono state mostrate nei disegni e descritte in dettaglio.

Si deve intendere, comunque, che non vi ? alcuna intenzione di limitare l?invenzione alle specifiche forme di realizzazione illustrate, ma, al contrario, essa intende coprire tutte le modifiche, costruzioni alternative, ed equivalenti che ricadano nell?ambito dell?invenzione come definite nelle rivendicazioni.

Claims (9)

RIVENDICAZIONI

1. Dispositivo (1) per la localizzazione di uno o pi? bersagli (2) in un ambiente comprendente un ricevitore a radiofrequenza (3) configurato per rilevare un segnale a radiofrequenza emesso dal detto bersaglio (2)

caratterizzato dal fatto che

detto ricevitore (3) risulta configurato per provvedere una valutazione di:

a) direzione di ricezione del detto segnale a radiofrequenza rispetto al detto dispositivo (1) e

b) distanza del detto bersaglio (2) rispetto al detto dispositivo (1).

2. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1 in cui detto ricevitore a radiofrequenza (3) comprende almeno una schiera comprendente almeno due antenne connesse tra loro, detta schiera risultando configurata per provvedere una valutazione di Angolo di Arrivo (AoA) del detto segnale a radiofrequenza e di Indicatore di Potenza del Segnale Ricevuto (RSSI) del detto segnale a radiofrequenza.

3. Dispositivo (1) secondo una o pi? delle precedenti rivendicazioni, comprendente una unit? di elaborazione (5) configurata per provvedere una localizzazione del detto bersaglio (2) rispetto al detto dispositivo (1) sulla base della valutazione di angolo di arrivo e di indicatore di potenza del detto segnale rilevato dal detto ricevitore a radiofrequenza (3).

4. Dispositivo (1) secondo una o pi? delle precedenti rivendicazioni in cui la detta unit? di elaborazione (5) provvede detta localizzazione del detto bersaglio (2) a seguito di una precedente prima calibrazione del detto dispositivo (1), detta prima calibrazione essendo configurata per correlare il valore di potenza del segnale ricevuto dal detto ricevitore (3) ad un valore di distanza del detto bersaglio (2) rispetto al detto dispositivo (1).

5. Dispositivo (1) secondo una o pi? delle precedenti rivendicazioni comprendente primi mezzi di connessione wireless o cablati (M?), detti mezzi (M?) risultando configurati per provvedere una condivisione di detta valutazione di angolo di arrivo e di indicatore di potenza del detto segnale a radiofrequenza dal detto ricevitore (3) verso la detta unit? di elaborazione (5).

6. Dispositivo (1) secondo una o pi? delle precedenti rivendicazioni comprendente un display (6) e secondi mezzi di connessione wireless o cablati (M?), detto display (6) essendo configurato per provvedere una rappresentazione grafica in tempo reale della localizzazione del detto bersaglio (2) rispetto al detto dispositivo (1), detta localizzazione essendo condivisa al detto display (6) dalla detta unit? di elaborazione (5) mediante detti secondi mezzi di connessione (M?).

7. Dispositivo (1) secondo una o pi? delle precedenti rivendicazioni comprendente almeno una rete neurale hardware e/o software (7) configurata per valutare l?influenza di parametri esterni nella localizzazione del detto bersaglio (2).

8. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 7, in cui la detta rete neurale hardware e/o software (7) ? configurata per eseguire la detta valutazione sulla base di una precedente seconda calibrazione mediante localizzazione con segnale GNSS e/o sistema RF con triangolazione indoor.

9. Dispositivo (1) secondo una qualunque delle precedenti rivendicazioni del tipo portatile, essendo alloggiato su un unico telaio provvisto di un manico (8) impugnabile da un utente.