JP2007528983A - 位置特定システム及びこうした位置特定システムを使用して物体又は動物を位置特定する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】位置特定システムを使用して、物体又は動物を位置特定する。
【解決手段】特定の状況において、特定の（グループの）物体又は動物、特に人を、追跡あるいはそうでなければ位置特定することが、強く求められることがあるだろう。本発明は、位置特定システムに関する。さらに本発明は、こうした位置特定システムを使用して、物体又は動物を位置特定する方法に関する。
【選択図】図２

Description

本発明は、位置特定システムに関する。さらに本発明は、こうした位置特定システムを使用して、物体又は動物を位置特定する方法に関する。

特定の状況において、特定の（グループの）物体又は動物、特に人を、追跡あるいはそうでなければ位置特定することが強く求められることがあるだろう。決められた物体が行方不明になった際、例えば、自動車、宝石、スポーツ用具品、あるいは他の種類のおそらく貴重な製品等、これらの物体のそれらの正当な持ち主への例えば返却を可能するためには、これらの物体の位置特定がおそらく強く求められる。これに加えて、種として人間も含む特定の動物を、見つけ出す又は追跡することが強く求められることもあるかもしれない。例えば、子供が特定の区域で、例えば遊園地のようなところで迷子になった場合、あるいは、犯罪の容疑をかけられている最中に人が失踪した場合、これら居なくなった人々を可能な限り早く見つけ出すことは一般に大変重要である。さらに、（一群の）動物を、例えば科学的あるいは安全上の観点から監視することも求められるかもしれない。物体又は動物の位置特定のために、様々な先行技術が知られている。先行技術では、例えば動物にチップを装着することが知られており、このチップは電波を使用して追跡される。このようにして動物は位置特定可能である。しかしこの技術の欠点は、既知のシステムの比較的低い精度と限定された範囲のため、既知のシステムを使用して、チップつまり動物を位置特定することは一般に比較的困難である。

本発明は、物体又は動物、特に人が、比較的簡単かつ正確な方法で位置特定可能な改善されたシステムを提供するという目的を有する。

この目的のために、本発明は位置特定システムを提供し、この位置特定システムは、１本以上のパルス流によって形成される電磁場を生成する手段と、電磁場を局部的に攪乱する少なくとも１つの攪乱手段と、電磁場の局部的攪乱を検出する検出手段と、検出された局部的攪乱に基づいて攪乱手段を位置特定する検出手段に結合された制御装置とを含んで構成される。本発明によるシステムを用いると、ある電磁場内においてあらゆる任意の時点で、攪乱手段を備えた物体又は動物を、迅速かつ正確に位置特定することが可能である。物体又は動物の位置は、ここでは用途により二次元及び三次元の両方で測定されることが可能である。本発明によるシステムにおける電磁場の生成は、超広域帯無線（ＵＷＢ）技術を用いてパルス流によって行われる。ＵＷＢは、単位時間当たり比較的大量のデータ送信を可能にする（毎秒約５０〜約１０００メガビット、但し特に毎秒約６００メガビットまで）。電圧上昇は比較的小さいエネルギーなので、パルス自体は何のデータも含まないが、基本パターンより僅かに早く又は遅くパルスを送信することで、デジタルデータを非常に高速で送信することが可能である。本発明によるシステムでは、パルス流により形成された電磁場が意図的に適用されているが、これは他のタイプの電磁場、例えばワイファイネットワークは様々な欠点を有するからである。このように、限定された不十分な搬送周波数による電磁波（正弦波）は最早使用されず、独自の最大帯域幅（周波数スペクトル）によって妨げられないように微量に送信される電磁パルスが使用される。比較的広範囲の周波数スペクトルのため、周波数ごとのエネルギーは比較的低く、一般にノイズ限界値よりも一層低いので、それによってＵＷＢ信号は他のタイプの電磁エネルギー流を妨害しない、あるいはほとんど妨害しないであろう。従って、パルス流が適用される場合、干渉は発生しないであろう。さらに、パルスによる最大データ転送速度は、電磁波放射によるデータ転送速度よりも何倍も速い。データ転送速度をさらに増大させるためには、パルス流は好ましくは互いに接近して追従する超短パルスで生成される。電磁場生成手段と検出手段とは、好ましくは互いに一体化される。生成された電磁場は、比較的狭い区域の他に比較的広い区域もカバーする。従って、区域内に置かれた物体又は動物の追跡を可能にするために、ガソリンスタンド、遊園地、自然保護区、等々のような、所定の（小規模）区域のみが電磁場によってカバーされるようにすることが例として可能である。これに対して、比較的広い区域にまたがり、例えば地域、国家、あるいは地球規模の性質を有する電磁場を生成することもまた可能である。本発明による位置特定システムを使用して、物体又は動物、特に失踪している又は捜索されている人を、比較的簡単、効率的かつ正確に、追跡しかつ見つけ出すことが可能である。

好ましい実施形態では、電磁場の生成手段は、複数のパルス流のパルスビームを送信するよう適合されており、そこにおいて１つのパルスビームの少なくとも２本のパルス流は互いに少なくともほぼ平行に向けられる。パルス信号を複数の平行パルス流へ分割することで、パルス流の一部を形成するパルスは、転送速度を増大させるために互いに非常に接近して追従する必要がない。このことは、検出手段に、感度のより低い、従って一般により安価な形態がもたらされることが可能であるという利点を有する。特定の好ましい実施形態では、各パルスビームは９本のパルス流を含んで構成され、このパルス流は互いに少なくともほぼ平行に向けられる。各パルスビームを、互い平行に向けられた９本のパルスで形成することは、一般に特に好適であるが、これはこのことがシステムの信頼性を大幅に高めるからである。このようにしてパルスは互いに十分な間隔で送信され、それによってエラー修正システムは、一般に最早必要ではない。

好ましい実施形態では、攪乱手段は少なくとも１つの物体上に装着される。これらの物体は、性質としては非常に様々であるかもしれないが、通常は貴重な物体で、例えば宝石、機密情報の運搬者、自動車、等々である。他にも、攪乱手段を動物の上又は中に装着することも可能である。人に攪乱手段を装着することも可能で、それによって人の位置特定が可能となる。十分なプライバシーを保証するため、探索される人の位置特定は、一般に厳格な条件の下にのみ可能である。

別の好ましい実施形態では、攪乱手段は電磁場を独自の方法で攪乱するように適合される。複数の物体又は動物が電磁場に配置される場合、混同の危険性が防止可能となるように、各物体又は動物の位置特定が個々に行われることが可能である。各物体又は動物には、例えば固有の独自の攪乱手段が設けられることが可能である。別の実施形態では、例えばサッカー、テニス、（アイス）ホッケーといった屋外スポーツの各競技者に、独自の攪乱手段が装着されることが考えられ、それによって競技者の（相対的）位置があらゆる任意の瞬間に測定可能となる。スポーツ用具の位置特定の総合的な記述は、本出願人のオランダ特許明細書ＮＬ １０２３１８３号を参照し、その内容を本願に引用して援用する。

上述したように、本発明によるシステムは、電磁場を局部的に攪乱するように適合された攪乱手段を含む。パルス流、好ましくはパルスビーム、の局部的攪乱とは、幅広く解釈されなければならない。好ましい実施形態では、攪乱手段は、パルス流を反射するように適合される。従って、一見、パルス流の反射のみが発生する。パルス流の伝搬方向はその後変更（攪乱）され、これが検出手段により検出可能となる。パルスの反射の検出は、レーダー関連技術と呼ばれることもある。別の好ましい実施形態では、攪乱手段は、パルス流に影響を与えるように適合される。パルス流に影響を与えることで、基本パターンに対するパルスの相対的方向付けは特定して変更（攪乱）され、これも検出手段により測定可能である。

攪乱手段は、好ましくはチップで形成される。チップは一般に比較的小さく、通常物体又は動物の中又は上に簡単な方法で挿入可能である。チップには、電磁場のパルスパターンに影響を与えることを可能にするため、好ましくは多少の電気エネルギーが与えられる。

別の好ましい実施形態では、攪乱手段は、物体又は動物上のコーティングによって形成される。コーティングは、比較的簡単且つ安価な方法で物体又は動物に塗布されることが一般に可能である。コーティングは通常、パルス流を反射するよう特に適合される。チップ及びコーティングの他にも、攪乱手段は様々に設計可能である。このように、攪乱手段は、例えば物体が製造される原材料の少なくとも一部によって形成されるようにすることも可能である。

システムには、好ましくは、検出された物体又は動物の位置の表示用に制御装置と通信する視認手段が設けられる。視認装置は、ここでは制御装置に物理的に接続されることも可能であるが、一般に制御装置からは一定の距離を置いて配置される。制御装置と視認装置間の通信は、好ましくは電磁放射によって、例えばワイファイネットワークによって、無線で行われる。制御装置から視認装置へのデータ送信用には、より厳しくない技術的要件が通常設定される。別の好ましい実施形態では、制御装置と視認装置間の通信は、無線であるが但しパルス流によっても行われる。視認手段は、例えば、携帯用装置の一部により形成可能で、この携帯装置は利用者の手による操作が可能である。これに関する非制限的例として、ＰＤＡ、ＸＤＡ、及びＷＤＡ等があり得る。

さらに本発明は、こうしたシステムを使用して物体又は動物を位置特定する方法に関し、この方法は、Ａ）１本以上のパルス流により形成される電磁場を生成するステップと、Ｂ）電磁場を局部的に攪乱する攪乱手段を少なくとも１つの具備する物体又は動物を少なくとも１つ電磁場に配置するステップと、Ｃ）電磁場の局部的攪乱を検出するステップと、Ｄ）検出された局部的攪乱に基づいて物体又は動物を位置特定するステップと、を含んで構成される。物体又は動物はこうして比較的に効率的、正確かつ迅速な方法で、電磁場内で位置特定可能である。本発明による方法のさらなる利点は、既に上述した通りである。

本発明による方法の好ましい実施形態では、この方法には、ステップＤ）の通り検出された局部的攪乱に基づいて物体又は動物を位置特定した後に、物体又は動物の位置を視覚化することを含むステップＥ）が設けられる。物体又は動物の視覚化を通じて、人は電磁場内の対象となる物体又は動物の位置を迅速かつ明確に測定できる。

さらに別の好ましい実施形態では、少なくとも１つの攪乱手段を装着した人が電磁場に配置され、ステップＢ）が実行される間に、少なくとも１つの攪乱手段を装着した人員が電磁場内に配置され、電磁場を局部的に攪乱する。人、特に子供が、例えば遊園地、市街地、自然保護区、等々といった、限定された区域内において、比較的に迅速かつ正確に追跡可能である。

本発明を、図に示す非制限的な例示的実施形態を基に説明する。

図１は、本発明によるシステム１の第１の好ましい実施形態の概略図を示す。図１は、システム１が組み込まれた自然保護区２の平面図を示す。システム１は、自然保護区２内の特定の動物３及び人間４を位置特定するように適合されている。システム１は、パルスビーム６を送信しそれぞれ受信するための複数の送信機／受信機ユニット５を含む。この実施形態では、パルスビーム６は、互いに少なくともほぼ平行に向けられた２本のパルス流７で形成される。パルスビーム６全体が、自然保護区２全体をカバーする電磁場を形成する。送信機／受信機ユニットは、相互に結合され、さらに制御装置８に結合されている。制御装置８は、各送信機／受信機ユニット５との通信用に適合されている。制御装置８は、ここではスクリーン９に結合されている。自然保護区２に存在する動物３及び人間４には、生成された電磁場のパルスビーム６を局部的に攪乱するための独自のチップ（図示せず）が各々装着されている。わかりやすくするために、攪乱されたパルスビーム１０は、図１内に独自の方法でチップによる攪乱の跡をなぞって示されている。送信機／受信機ユニット５は、これらの影響されたパルスビーム１０を受信するよう適合されており、これに基づいて、制御装置８を使用して、対象となる動物３及び人間４の正確な位置が立証可能となる。これに関するデータは、さらにスクリーン９上に表示可能である。本発明による図示されたシステム１を使用して、動物３及び人間４は共に、比較的迅速かつ正確に追跡可能である。例えば科学的、犯罪学的、又は安全上の観点から、こうした比較的迅速かつ正確な測定は大変重要となり得る。

図２は、本発明によるシステム１１の第２の好ましい実施形態の概略図を示す。図示された実施形態では、システム１１は、自動車１３用のガソリンスタンド１２に導入されている。システム１１はここでは、パルス流１５の基づく電磁場を生成するための送信手段１４を含む。自動車１３には、生成された電磁場を攪乱するための手段として機能する独自のチップ１６が装着されている。独自のチップ１６に入射されたパルス流１５は、チップ１６により独自の方法で、変更（変異）されたパルス流１７へ変換される。パルス流１７は、給油所１２に接続された受信手段１８によって拾得可能である。受信手段１８は、ネットワーク内に組み込まれた制御装置（図示せず）に結合されており、これを使用して、給油所１２のおける自動車１３の存在が測定可能である。本発明によるシステム１１は、従って、特に探索されている盗難に遭った自動車１３を追跡するのに非常に容易に利用可能である。限定された（捜索されている）自動車１３が追跡される場合、警報器１９は随意に作動可能である。これは無音警報器であることも可能で、それによって現地の当局者は、警報器に気づかれることなく警報を受け取ることが可能である。この方法では、未解決の自動車盗難の件数を最小限に抑え、あるいは少なくとも削減することが可能である。この意味において、特定の区域の（事実上）全て給油所１２に、本発明によるシステム１１が設けられると好ましい。

図３は、本発明によるシステム２０の第３の好ましい実施形態の概略図を示す。示された実施形態では、システム２０は遊園地２１に適用されている。システム２０は、ここでは子供２２を、特に迷子の子供を位置特定するために配置される。遊園地２１の全てのコーナーに、電磁場を生成するパルス生成装置２３が配置されている。パルス生成装置２３は、各パルスビーム２４が互いに少なくともほぼ平行に向けられた３本のパルス流２５からなるような、パルスビーム２４を生成するように適合されている。生成された電磁場は、（特に）遊園地２１全体をカバーする。遊園地２１の入り口２６で、子供２２は独自のステッカー（図示せず）を装着され、ここでステッカーは独自の方法で電磁場を攪乱するように適合されている。ステッカーには、ここでは、独自の方法で電磁場を攪乱するための、例えばコーティング、チップ及び／又は金属層が設けられる。入り口２６では、さらに子供のデータと独自のステッカーとが相互に結合され、データベースに入力される。電磁場の攪乱は、中央受信機２７によって観察可能である。パルス生成装置２３及び中央受信機２７は共に、遊園地２１の入り口２６から制御可能な制御システムに結合される。子供２２が迷子になった場合、両親は例えばこのことを入り口２６又は遊園地２１の別の報告地点（図示せず）に報告することができ、それによって迷子の子供２２は、本発明によるシステム２０を使用して、データベースを介して直接かつ正確に位置特定可能となる。こうして、子供２２が遊園地２１内で長時間迷子になることは防止可能、あるいは少なくとも対応可能である。

本発明は本願に図示され説明された例示的実施形態に限定されず、しかし添付の請求項の範囲内で数多くの変化形態が可能であり、これは当業者にとって自明であることは明らかであろう。

本発明によるシステムの第１の好ましい実施形態の概略図を示す。 本発明によるシステムの第２の好ましい実施形態の概略図を示す。 本発明によるシステムの第３の好ましい実施形態の概略図を示す。

Claims (17)

1. 位置特定システムであって、
   １本以上のパルス流によって形成される電磁場を生成する手段と、
   前記電磁場を局部的に攪乱する少なくとも１つの攪乱手段と、
   前記電磁場の前記局部的攪乱を検出する検出手段と、
   前記検出された局部的攪乱に基づいて前記攪乱手段を位置特定する前記検出手段に結合された制御装置と、
   を含んで構成される位置特定システム。
2. 前記電磁場を生成する前記手段は、複数のパルス流のパルスビームを送信するよう適合されており、１つのパルスビームの少なくとも２本のパルス流は互いに少なくともほぼ平行に向けられることを特徴とする、請求項１に記載の位置特定システム。
3. 各パルスビームは９本のパルス流を含んで構成され、該パルス流は互いに少なくともほぼ平行に向けられることを特徴とする、請求項２に記載の位置特定システム。
4. 前記攪乱手段は、少なくとも１つの物体上に装着されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の位置特定システム。
5. 前記攪乱手段は、動物に装着されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の位置特定システム。
6. 前記攪乱手段は、人間に装着されることを特徴とする、請求項５に記載の位置特定システム。
7. 前記攪乱手段は、前記電磁場を独自の方法で攪乱するように適合されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の位置特定システム。
8. 前記攪乱手段は、前記パルス流を反射するように適合されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の位置特定システム。
9. 前記攪乱手段は、前記パルス流に影響を与えるように適合されることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の位置特定システム。
10. 前記攪乱手段は、チップによって形成されることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の位置特定システム。
11. 前記攪乱手段は、コーティングによって形成されることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の位置特定システム。
12. 前記位置特定システムには、前記検出された攪乱手段の前記位置の表示用に前記制御装置と通信する視認手段が設けられることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の位置特定システム。
13. 前記制御装置と前記視認手段間の前記通信は、電磁放射によって無線で行われることを特徴とする、請求項１２に記載の位置特定システム。
14. 前記制御装置と前記視認手段間の前記通信は、パルス流によって無線で行われることを特徴とする、請求項１２に記載の位置特定システム。
15. 請求項１〜１４のいずれか一項に記載の位置特定システムを使用して物体又は動物を位置特定する方法であって、
    Ａ）１本以上のパルス流により形成される電磁場を生成するステップと、
    Ｂ）前記電磁場を局部的に攪乱する攪乱手段を少なくとも１つ与えられた物体又は動物を少なくとも１つ前記電磁場に配置するステップと、
    Ｃ）前記電磁場の前記局部的攪乱を検出するステップと、
    Ｄ）前記検出された局部的攪乱に基づいて前記物体又は動物を位置特定するステップと、
    を含んで構成される方法。
16. 前記方法には、ステップＤ）の通り前記検出された局部的攪乱に基づいて前記物体又は動物の位置を特定した後に、前記物体又は動物の前記位置を視覚化することを含むステップＥ）が設けられることを特徴とする、請求項１５に記載の方法。
17. ステップＢ）が実行される間に、少なくとも１つの攪乱手段を装着した人員が前記電磁場内に配置され、前記電磁場を局部的に攪乱することを特徴とする、請求項１５あるいは１６に記載の方法。

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