JP2018521303A - 位置特定システム - Google Patents
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Abstract
Description
複数の静的送信機ユニットであって、各々がそれぞれのクロックを備え、それぞれの送信スケジュールに従って測位信号を送信するためにそれぞれのクロックを使用するように構成された複数の静的送信機ユニットと、
静的送信機ユニットのいずれかから測位信号を受信するように構成された移動受信機ユニットと、
移動受信機ユニットの位置を決定するために受信測位信号に関連する情報を使用するように構成された第1の処理手段と、
静的送信機ユニットの送信スケジュールを生成するために、静的送信機ユニットのクロックの各々のそれぞれのドリフトおよび/またはオフセットに関する情報を使用するように構成された第2の処理手段であって、各送信スケジュールは、静的送信機ユニットのクロックに従って1つまたは複数のスケジュールされた時刻に測位信号を送信するようにそれぞれの静的送信機ユニットに指示する、第2の処理手段とを備える。
静的送信機ユニットの送信スケジュールを生成するために、静的送信機ユニットのクロックの各々のそれぞれのドリフトおよび/またはオフセットに関する情報を使用するステップであって、各送信スケジュールは、静的送信機ユニットのクロックに従って1つまたは複数のスケジュールされた時刻に測位信号を送信するようにそれぞれの静的送信機ユニットに指示する、使用するステップと、
静的送信機ユニットの各々が、静的送信機ユニットのそれぞれの送信スケジュールに従ってそれぞれの測位信号を送信するためにそのクロックを使用するステップと、
移動受信機ユニットにおいて測位信号の1つを受信するステップと、
移動受信機ユニットの位置を決定するために受信測位信号に関連する情報を使用するステップとを含む。
いくつかの実施形態では、格納および/または使用されるものとしての、すべての静的送信機ユニットのドリフトおよび/またはオフセット情報は、サーバのクロックまたは静的送信機ユニットのうちの基準となるもののクロックなどの基準クロックに対して決定されてもよい。しかし、その情報は、無線ゲートウェイ装置(以下により詳細に説明されるような)のような、システム内の別のデバイスのクロックに対して格納されてもよい。その情報は、静的送信機ユニットと無線ゲートウェイ装置との間などの、システム内のデバイス対間の相対オフセットおよび/またはドリフトとして格納されてもよい。このような対が十分に与えられると、2つのデバイス間の経路を形成する対のチェーン内のオフセットまたはドリフトを数学的に構成することによって、そのような情報から任意の2つのデバイス間の相対オフセットおよび/またはドリフトを計算することが可能であり得る。いくつかの実施形態では、システム内のデバイス対間の相対オフセットおよび/またはドリフトに関する情報がシステムによって決定され、共通の基準クロックに対する各静的送信機ユニットのオフセットおよび/またはドリフト情報を導出するために使用される。この導出は、前もって、または特定の静的送信機ユニットのために新たな送信スケジュールが生成されるたびに行われてもよい。ドリフトおよび/またはオフセット情報は、任意の適切なフォーマットまたは数学的表現において、および任意の適切な精度または正確度レベルで格納され得ることが理解されよう。どのようにして情報を得ることができるかは、以下でより詳細に説明される。
静的送信機ユニットの送信スケジュールを生成するために、静的送信機ユニットのクロックの各々のそれぞれのドリフトおよび/またはオフセットに関する情報を使用するステップであって、各送信スケジュールは、静的送信機ユニットのクロックに従って1つまたは複数のスケジュールされた時刻に測位信号を送信するようにそれぞれの静的送信機ユニットに指示する、使用するステップと、
静的送信機ユニットの1つから移動受信機ユニットによって受信される測位信号に関する情報を移動受信機ユニットから受信し、移動受信機ユニットの位置を決定するために情報を使用するステップとを行うように構成されている。
位置特定送信機6a、6b、6cおよびゲートウェイ4a、4bは、すべて同じ無線モジュール設計を含む。この無線モジュールには、安定した時間基準を提供するために32 kHzの水晶発振器で作動するタイマが含まれている。このタイマは、本明細書ではデバイスのクロックとして参照される。典型的な水晶は、約10ppmの正確度を有する。そのため、100,000秒(ちょうど24時間超)で、誤差は約1秒になる。これは、超音波同期のための100秒に1ミリ秒の正確度について上述した要件を正確に満たす。タイマは24ビットの分解能を有し、およそ10分ごとにラップアラウンドする。システム1は、位置特定送信機6a、6b、6cの超音波送信スケジュールを調整して、デバイスクロックドリフトおよびクロックオフセット(デバイスリセット)を以下のように補償する。
クロック(LT1)対クロック(GWB)、および
クロック(GWA)対クロック(GWB)
複数のゲートウェイ4a、4bによる同じ「データ要求」の観測は、ブロードキャストメッセージの内容とは無関係に、それらのゲートウェイ4a、4b間のクロックオフセットを決定するためのデータをサーバ2に提供する。
推移的である:lock(A, B)かつlock(B, C)の場合、lock(A, C)、および
再帰的である:lock(A, A)が真。
Claims (27)
- 移動受信機ユニットの位置を決定するためのシステムであって、
複数の静的送信機ユニットであって、各々がそれぞれのクロックを備え、それぞれの送信スケジュールに従って測位信号を送信するために前記それぞれのクロックを使用するように構成された複数の静的送信機ユニットと、
前記静的送信機ユニットのいずれかから測位信号を受信するように構成された移動受信機ユニットと、
前記移動受信機ユニットの位置を決定するために前記受信測位信号に関連する情報を使用するように構成された第1の処理手段と、
前記静的送信機ユニットの送信スケジュールを生成するために、前記静的送信機ユニットの前記クロックの各々のそれぞれのドリフトおよび/またはオフセットに関する情報を使用するように構成された第2の処理手段であって、各送信スケジュールは、前記静的送信機ユニットの前記クロックに従って1つまたは複数のスケジュールされた時刻に測位信号を送信するようにそれぞれの静的送信機ユニットに指示する、第2の処理手段と、を備える、システム。 - 前記生成されている送信スケジュールは、前記静的送信機ユニットに、それぞれの異なるタイムスロットで測位信号を送信するよう指示する、請求項1に記載のシステム。
- 前記生成されている送信スケジュールは、前記静的送信機ユニットに、実質的に互いに同時に測位信号を送信するよう指示する、請求項1に記載のシステム。
- 前記第1の処理手段は、前記移動受信機ユニットから遠くにあり、前記移動受信機ユニットは、前記受信測位信号に関連する情報を、1つまたは複数の有線または無線リンクを介して前記第1の処理手段に送信するように構成されている、請求項1〜3のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記第2の処理手段は、前記静的送信機ユニットから遠くにあり、1つまたは複数の有線または無線リンクを介して前記静的送信機ユニットに前記送信スケジュールを送信するように構成されている、請求項1〜4のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記第2の処理手段は、前記静的送信機ユニットの送信スケジュールを生成するために、前記静的送信機ユニットの各前記クロックの前記ドリフトと前記オフセットの両方に関する情報を使用する、請求項1〜5のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記静的送信機ユニットは、離散的な測位信号を間隔をおいて送信するように構成されている、請求項1〜6のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記測位信号は、超音波信号である、請求項1〜7のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記測位信号の少なくともいくつかは、前記それぞれの測位信号を送信した前記静的送信機ユニットに関連付けられるそれぞれの識別子を符号化する、請求項1〜8のいずれか一項に記載のシステム。
- 各送信スケジュールは、前記静的送信機ユニットが前記静的送信機ユニットの前記クロックに従って測位信号を送信すべきである1つまたは複数のクロック値から成るセットを決定する1つまたは複数の値を含む、請求項1〜9のいずれか一項に記載のシステム。
- 各送信スケジュールは、クロック値および周期を静的送信機ユニットに通信し、各静的送信機ユニットは、前記静的送信機ユニットの前記クロックが前記それぞれの送信機ユニットのクロックに等しいときに測位信号を送信し、それぞれの前記周期によって規定される間隔をおいてさらなる測位信号を送信するように構成されている、請求項1〜10のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記第1の処理手段は、前記受信測位信号を送信した静的送信機ユニットを識別する情報、前記測位信号のタイミングに関する情報、前記測位信号の受信信号強度に関する情報、前記測位信号の周波数に関する情報、前記測位信号の周波数シフトに関する情報、および、前記測位信号の到来角に関する情報からなる群のうちのいずれか1つまたは複数から、前記移動受信機ユニットの位置を決定するように構成されている、請求項1〜11のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記第2の処理手段は、静的送信機ユニット上の前記クロックが、前記第2の処理手段によって、予測される時間から閾値レベルを超えて逸脱していると判定されるときに、前記静的送信機ユニットに更新された送信スケジュールを送信するように構成されている、請求項1〜12のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記静的送信機ユニットの各前記クロックのそれぞれのドリフトおよび/またはオフセットに関する情報は、前記システム内のデバイス対間の相対オフセットおよび/またはドリフトとして記憶される、請求項1〜13のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記第2の処理手段は、共通の基準クロックに対する各静的送信機ユニットのオフセットおよび/またはドリフト情報を導出するために、前記システム内のデバイス対間の相対オフセットおよび/またはドリフトを使用するように構成されている、請求項1〜14のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記静的送信機ユニットの各々は、無線送信機を備え、
前記システムは、無線によって前記静的送信機ユニットと通信するための1つまたは複数の無線ゲートウェイを備え、各無線ゲートウェイはクロックを備え、
前記1つまたは複数の無線ゲートウェイは、ネットワークによって前記第2の処理手段に結合されている、請求項1〜15のいずれか一項に記載のシステム。 - 各静的送信機ユニットは、間隔をおいて無線により送信機ユニットメッセージをブロードキャストするように構成されており、各無線ゲートウェイは、前記静的送信機ユニットから受信する送信機ユニットメッセージを、前記第2の処理手段に転送するように構成されている、請求項16に記載のシステム。
- 各送信機ユニットメッセージは、前記静的送信機ユニットの前記クロックに従って、前記静的送信機ユニットがその最近の測位信号を送信した時刻を表す情報を含み、前記第2の処理手段は、前記静的送信機ユニットの更新された送信スケジュールを生成するときにこの情報を使用するように構成されている、請求項16または17に記載のシステム。
- 各無線ゲートウェイは、静的送信機ユニットから受信されるメッセージを前記第2の処理手段に転送するときに、前記無線ゲートウェイの前記クロックに従って、前記無線ゲートウェイが前記静的送信機ユニットから前記メッセージを受信した時刻を表す受信タイムスタンプを前記第2の処理手段に送信するように構成されている、請求項16〜18のいずれか一項に記載のシステム。
- 各静的送信機ユニットは、前記静的送信機ユニットの前記クロックに従って、前記静的送信機ユニットが各送信機メッセージを送信した時刻を表す送信タイムスタンプを前記第2の処理手段に送信するように構成されており、前記第2の処理手段は、前記静的位置特定送信機の前記クロックのドリフトおよび/またはオフセット情報を決定するために、送信機ユニットメッセージの送信タイムスタンプと、1つまたは複数の無線ゲートウェイからのそれぞれの受信タイムスタンプとを使用するように構成されている、請求項19に記載のシステム。
- 前記第2の処理手段は、無線ゲートウェイと静的送信機ユニットのペアリングについて、前記静的送信機ユニットからの複数の送信タイムスタンプ、および、前記無線ゲートウェイからの対応する受信タイムスタンプに関連する情報をバッファ内に格納し、前記無線ゲートウェイの前記クロックと前記静的送信機ユニットの前記クロックとの間の相対ドリフトを推定するために、前記バッファリングされている情報を使用するように構成されている、請求項20に記載のシステム。
- 前記第2の処理手段は、2つの無線ゲートウェイの前記クロック間の相対オフセットおよび/またはドリフトを決定するために、両方の前記無線ゲートウェイによって受信される静的送信機ユニットからの単一の送信機ユニットメッセージに関する、前記2つ以上の無線ゲートウェイからの受信タイムスタンプを使用するように構成されている、請求項19〜21のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記第2の処理手段は、2つの無線ゲートウェイのペアリングについて、前記無線ゲートウェイからの複数の対応する受信タイムスタンプに関連する情報をバッファ内に格納し、前記無線ゲートウェイの前記クロック間の相対ドリフトを推定するために、前記バッファリングされている情報を使用するように構成されている、請求項22に記載のシステム。
- 前記第2の処理手段は、前記無線ゲートウェイのうちの1つを前記システムの基準無線ゲートウェイであるとして選択し、前記基準無線ゲートウェイの前記クロックに対する、各静的送信機ユニットのオフセットおよび/またはドリフト情報を決定するように構成されている、請求項16〜23のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記第2の処理手段は、2つの無線ゲートウェイおよび/または1つの無線ゲートウェイと1つの静的送信器ユニットとから形成される複数のペアリングについて、前記第2の処理手段が、1つまたは複数の品質基準に従って、前記ペアリングの前記クロック間で時間を正確にマッピングするのに十分な情報を受信したか否かを判定し、
前記基準無線ゲートウェイと、それらのクロックの間で前記第2の処理手段が時間を正確にマッピングすることができる無線ゲートウェイおよび静的送信器ユニットとを備えるデバイスグラフを表す情報を決定し、
前記基準無線ゲートウェイと前記静的送信機ユニットとの間の最短経路について前記デバイスグラフを検索すること、および、前記基準無線ゲートウェイの前記クロックから前記静的送信機ユニットの前記クロックまでの時間および/または時間周期をマッピングするために、前記最短経路に沿ったデバイスの相対オフセットおよび/またはドリフト情報を構成することによって、静的送信機ユニットの送信スケジュールを生成する
ように構成されている、請求項24に記載のシステム。 - 各々がそれぞれのクロックを含む複数の静的送信機ユニットを使用して移動受信機ユニットの位置を決定する方法であって、
前記静的送信機ユニットの送信スケジュールを生成するために、前記静的送信機ユニットの前記クロックの各々のそれぞれのドリフトおよび/またはオフセットに関する情報を使用するステップであって、各送信スケジュールは、前記静的送信機ユニットの前記クロックに従って1つまたは複数のスケジュールされた時刻に測位信号を送信するようにそれぞれの静的送信機ユニットに指示する、使用するステップと、
前記静的送信機ユニットの各々が、前記静的送信機ユニットのそれぞれの送信スケジュールに従ってそれぞれの測位信号を送信するためにそのクロックを使用するステップと、
前記移動受信機ユニットにおいて前記測位信号の1つを受信するステップと、前記移動受信機ユニットの位置を決定するために前記受信測位信号に関連する情報を使用するステップと、
を含む、方法。 - 移動受信機ユニットの位置を決定するためのシステムにおいて使用するためのサーバであって、前記システムは、複数の静的送信機ユニットであって、各々がそれぞれのクロックを備え、それぞれの送信スケジュールに従って測位信号を送信するために前記それぞれのクロックを使用するように構成された複数の静的送信機ユニットを備え、前記サーバは、
前記静的送信機ユニットの送信スケジュールを生成するために、前記静的送信機ユニットの前記クロックの各々のそれぞれのドリフトおよび/またはオフセットに関する情報を使用することであって、各送信スケジュールは、それぞれの静的送信機ユニットに、前記静的送信機ユニットの前記クロックに従って1つまたは複数のスケジュールされた時刻に測位信号を送信するように指示する、使用することと、
前記移動受信機ユニットから、前記静的送信機ユニットのうちの1から前記移動受信機ユニットによって受信される測位信号に関する情報を受信し、前記移動受信機ユニットの位置を決定するために前記情報を使用することと
を行うように構成されている、サーバ。
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