JP7051864B2 - 磁気位置決めシステム - Google Patents
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Description
(外1)
は単位ベクトルrであり、dIは、従来の電流の方向において、大きさが配線の微分要素の長さであるベクトルであり、μ0は、磁気定数である(ボールド体の符号は、ベクトル量を表す。)。式1は、既知のサイズのアンテナについて閉形式解を与えるよう解かれることが可能であり、従って、トランスミッタまでの距離を導出するために、測定された場強度データを反転させるよう使用され得る。閉形式の式はまた、自由空間における磁極のHx、Hy及びHz成分についても展開されており、それらは、全磁場を計算するために結合され得る。しかし、導電性材料の構造を含む環境における磁場の減衰を説明するよう適用され得る閉形式表現又は近似はない。
コンダクタンス(C)=導電率(σ)×厚さ(d) 式11
グリッド間隔Δdに厳密には適合しない床808のような、構造の要素をモデル化するために、構造寸法は最も近いグリッド間隔にセットされ、モデル導電率(σm)は同じコンダクタンス値を与えるよう調整される。よって:
σm=σ・d/Δs 式12
同様に、送信アンテナ312がグリッド間隔に厳密に一致する寸法を有してない場合には、電流は、モデル内で実際のトランスミッタと双極子モーメントを得るために調整され得る。
DM=A.N.I 式14
によって与えられるアンテナ312の双極子モーメント(Dipole Moment)(DM)によって決定される。ここで、Aはアンテナの面積であり、Nは巻数であり、Iはループを流れる電流である。アンテナのDMは、そのカバレッジエリア内の磁場の強さ、ひいては、レシーバ入力での信号対雑音比を決定する。アンテナ配置で考慮される他の因子は、大きい振幅勾配が信号レベル測定における所与の誤差に対するレシーバの位置精度を改善するということで、磁場の振幅勾配である。自由空間において、振幅勾配は、DMの大きさにかかわらず、アンテナからおよそ30mよりも大きい(>)距離で1dB/m未満になる。しかし、導電性環境においては、振幅勾配は、より近い距離で平らになり得る。電流1210は、ループの抵抗1220及びインダクタンス1218によって決定される。インダクタンス1218は、一般に、支配因子であり、N2に比例する。
E=μ.A.N(-dB/dt) 式15
ここで、
μ=μ0×μr、ループ内の材料の実効透磁率
A=ループの面積
N=ループの巻数
B=磁束密度。
帯域幅=Fs/N 式17
によって与えられる。変調されていない位置決め信号に対して、帯域幅は小さくされ得、レシーバのSNRを改善する。これは、従来のフェライトロッドアンテナよりも高い内部ノイズを有する固体状態センサを使用する場合に有利である。しかし、フィルタ出力は、N個のサンプルのブロックが処理された後に取得される。フィルタ更新レートはその場合に、フィルタ帯域幅の逆数である。すなわち、25Hzの帯域幅の場合に、出力は、0.04秒ごとにしか更新されない。
Claims (43)
- 導電性材料を含む環境のための磁気位置決めシステムであって、
少なくとも1つの超長波(VLF)磁場トランスミッタと、
前記少なくとも1つのVLF磁場トランスミッタから伝えられる磁場を検出し、前記少なくとも1つのVLF磁場トランスミッタからの全磁場強度を推定するよう構成されるVLFレシーバと、
前記少なくとも1つのVLF磁場トランスミッタによって伝えられる磁場の3次元モデルを生成するよう構成される第1プロセッサであり、前記環境及び前記少なくとも1つのVLF磁場トランスミッタの電気特性の時間領域差分法(FDTD)シミュレーションを実行して、前記3次元モデル内のセルごとの磁場のデータベースを生成するよう構成される前記第1プロセッサと、
前記VLFレシーバの位置を決定するよう構成される第2プロセッサであり、前記VLFレシーバによって引き続き測定された磁場強度を前記データベース内の場強度と比較し、前記FDTDシミュレーションにおけるどのセルが前記測定された磁場強度に対する不一致が最も小さいかを決定し、前記3次元モデルのセル位置を前記環境内の物理的マップ位置と関連付けるよう構成される前記第2プロセッサと
を有するシステム。 - 前記第1プロセッサは、前記環境及び前記少なくとも1つのVLF磁場トランスミッタの電気特性をモデル化するよう各セルに割り当てられた導電率値とともに一様なセルサイズに基づき前記FDTDシミュレーションを設定する、
請求項1に記載のシステム。 - 前記少なくとも1つのVLF磁場トランスミッタは、テストトランスミッタを有し、前記VLFレシーバは、較正されたレシーバを有し、前記テストトランスミッタ及び前記較正されたレシーバはいずれも、前記環境内の異なる位置で多数の場強度測定を行うよう構成され、
前記テストトランスミッタ及び前記較正されたレシーバによって行われた前記場強度測定を通じて観測された磁場強度は、該観測された磁場強度と計算された磁場強度とをアライメントすることによって、前記FDTDシミュレーションを用いて前記環境の導電率モデルを適応させるために使用される、
請求項1に記載のシステム。 - 前記VLFレシーバは、複数の環境の夫々についての別個のFDTDモデルを記憶するメモリを有する、
請求項1に記載のシステム。 - 特定の環境についてのFDTDモデルが、前記環境の入口にある前記VLFレシーバへダウンロードされる、
請求項1に記載のシステム。 - 前記第2プロセッサは、前記磁場強度を決定するために復調されたシンボルの統計的特性を使用することに基づき、信号レベル推定においてノイズ成分を除くよう構成される、
請求項1に記載のシステム。 - 前記統計的特性は、前記復調されたシンボルの2次モーメント及び4次モーメントを含む、
請求項6に記載のシステム。 - 前記第2プロセッサは、前記磁場強度を決定するためにバックグラウンドノイズの直接測定を使用して、信号レベル推定においてノイズ成分を除くよう構成される、
請求項1に記載のシステム。 - 前記第2プロセッサは、前記少なくとも1つのVLF磁場トランスミッタから受け取られた信号振幅とFDTD導出モデル値との間の不一致が最も小さい位置を前記モデルのセル位置として決定するよう構成される、
請求項1に記載のシステム。 - 前記第2プロセッサは、前記環境内の異なる位置でVLFレシーバアンテナ高さに対応する垂直オフセットを有するセルのみを探すよう前記不一致の計算を制約するよう構成される、
請求項9に記載のシステム。 - 前記第2プロセッサは、前記VLFレシーバの較正を調整することによって、所与の環境において前記不一致を最小限にするよう構成される、
請求項9に記載のシステム。 - 前記第2プロセッサは、前記セル内で最小の不一致の位置を決定するために場強度勾配を使用することによって位置分解能を増大させるよう構成される、
請求項9に記載のシステム。 - 前記勾配は、前記FDTD導出モデルにおける周囲セルの場強度から計算される、
請求項12に記載のシステム。 - 前記VLFレシーバの位置は、選択された許容範囲を下回る不一致を有しているセルの周りに楕円をはめ込んで、該楕円の領域が、既知の確率を有している前記VLFレシーバの全ての可能な位置を囲み、且つ、前記楕円の中心が、前記VLFレシーバの位置の最良の推定を与えるようにすることによって、決定される、
請求項1に記載のシステム。 - 前記VLFレシーバの位置は、許容範囲を下回る不一致値を有しているセルのグループの中の中央セルであるよう推定される、
請求項1に記載のシステム。 - 夫々のVLF磁場トランスミッタからの伝送は時間多重化される、
請求項1に記載のシステム。 - 前記少なくとも1つのVLF磁場トランスミッタによって伝送される信号は、次数間高調波変調によって変調される、
請求項1に記載のシステム。 - 前記第2プロセッサは、車両が自律的に前記環境をナビゲートすることを可能にするために、前記VLFレシーバの位置を他のセンサデータと結合するよう構成される、
請求項1に記載のシステム。 - 前記第2プロセッサは、前記VLFレシーバの位置をネットワークへ送るよう構成される、
請求項1に記載のシステム。 - 前記少なくとも1つのVLF磁場トランスミッタの夫々は、送信アンテナへ結合され、夫々の送信アンテナは、単一の時間多重化された波形によって駆動され、アクティブなタイムスロットの間有効にされる、
請求項16に記載のシステム。 - 前記少なくとも1つのVLF磁場トランスミッタの夫々は、送信アンテナへ結合され、夫々の送信アンテナは、ケーブルを介して伝えられる信号又は無線レシーバによってマスタタイミングフレームと同期化された別個のVLF磁場トランスミッタによって駆動される、
請求項1に記載のシステム。 - 前記VLF磁場トランスミッタは周波数多重化される、
請求項1に記載のシステム。 - VLF磁場トランスミッタ周波数は、AC電力線ノイズの高調波周波数の間に位置する、
請求項20に記載のシステム。 - VLF磁場トランスミッタ周波数は、狭帯域フィルタを実装するようGoertzelアルゴリズムを用いて前記VLFレシーバでアイソレートされる、
請求項20に記載のシステム。 - Goertzelフィルタの帯域幅は、電力線周波数の半分であり、該フィルタのnullが他のトランスミッタの周波数及びAC高調波の周波数とアライメントされるようにする、
請求項24のシステム。 - 前記VLFレシーバは、信号レベル情報を、前記VLFレシーバの位置を決定するよう構成された外部デジタル信号プロセッサへネットワークを介して送り、前記外部デジタル信号プロセッサは、
前記測定された磁場強度を前記データベース内の場強度と比較し、
前記FDTDシミュレーションにおけるどのセルが前記測定された磁場強度に対する不一致が最も小さいかを決定し、
前記3次元モデルのセル位置を前記環境内の物理的マップ位置と関連付ける
よう構成される、
請求項25に記載のシステム。 - 導電性材料を含む環境内で位置を決定する方法であって、
少なくとも1つのVLF磁場トランスミッタによって生成される前記環境内の磁場のFDTDシミュレーションに基づきモデルを生成することと、
前記少なくとも1つのVLF磁場トランスミッタのうちの少なくとも3つからの全場強度を測定することと、
前記測定された全場強度を、データを変調するFDTDシミュレーションモデル信号において保持されている値と比較することと、
前記測定された全場強度と最小限の不一致を有する前記モデル内のセルであるとVLFレシーバの位置を決定することと、
前記セルを前記環境の物理マップ上にマッピングすることと
を有する方法。 - 前記FDTDシミュレーションは、各セルに割り当てられた導電率値とともに一様なセルサイズに基づく、
請求項27に記載の方法。 - 前記FDTDシミュレーションの導電率値は、前記環境内の異なる位置での複数の場強度測定を実行するテストVLFトランスミッタを用いて得られたデータに対応するよう最適化される、
請求項27に記載の方法。 - VLFレシーバメモリは、異なる環境ごとの前記FDTDシミュレーションを記憶する、
請求項27に記載の方法。 - 環境についての前記FDTDシミュレーションは、当該環境に入る前に前記VLFレシーバにダウンロードされる、
請求項27に記載の方法。 - 信号レベル推定におけるノイズ成分は、磁場強度を決定するために、復調されたシンボルの統計的性質を用いることに基づいて、除かれる、
請求項27に記載の方法。 - 前記復調されたシンボルの前記統計的性質は、前記復調されたシンボルの2次モーメント及び4次モーメントである、
請求項32に記載の方法。 - 信号レベル推定におけるノイズ成分は、磁場強度を決定するためにバックグラウンドノイズの直接測定を使用して除かれる、
請求項27に記載の方法。 - 前記VLFレシーバの位置は、前記少なくとも1つのVLF磁場トランスミッタから受け取られた信号振幅とFDTD導出モデルとの間の最小限の不一致に基づく、
請求項27に記載の方法。 - 不一致計算は、VLFレシーバアンテナ高さに対応する垂直オフセットを有するセルのみを探すよう制約される、
請求項27に記載の方法。 - 前記VLFレシーバの位置は、選択された許容範囲を下回る不一致を有しているセルの周りに楕円をはめ込むことによって決定され、前記楕円の中心は、計算されたレシーバ位置を与え、前記楕円の位置付け及び前記楕円の領域は、既知の確率を有している前記VLFレシーバの位置を示す、
請求項27に記載の方法。 - 前記VLFレシーバの位置は、許容範囲を下回る不一致値を有しているセルのグループの中の中央セルであるよう推定される、
請求項27に記載の方法。 - 前記VLFレシーバの位置は、車両が自律的に前記環境をナビゲートすることを可能にするために、他のセンサデータと結合される、
請求項27に記載の方法。 - 前記レシーバの位置は、ネットワークへ送られる、
請求項27に記載の方法。 - 導電性材料を含む環境のための磁気位置決めシステムであって、
VLFレシーバと、該VLFレシーバへ通信上結合されるプロセッサとを有し、
前記VLFレシーバは、
VLF磁場トランスミッタから伝えられる磁場を検出し、
前記VLF磁場トランスミッタからの全磁場強度を推定する
よう構成され、
前記プロセッサは、
前記VLF磁場トランスミッタによって伝えられた前記磁場の3次元モデルを生成するために、前記環境及び前記VLF磁場トランスミッタの電気特性の時間領域差分法(FDTD)シミュレーションを実行して、前記3次元モデル内のセルごとの磁場のデータベースを生成し、
前記VLFレシーバの位置を決定するよう、前記VLFレシーバによって引き続き測定された磁場強度を前記データベース内の場強度と比較し、前記FDTDシミュレーションにおけるどのセルが前記測定された磁場強度に対する不一致が最も小さいかを決定し、前記3次元モデルのセル位置を前記環境内の物理的マップ位置と関連付ける
よう構成される、
磁気位置決めシステム。 - 前記VLFレシーバへ接続される3軸レシーバアンテナを更に有する
請求項41に記載の磁気位置決めシステム。 - 導電性材料を含む環境において対象の位置を決定する方法であって、
前記対象へ結合されたVLFレシーバで、前記環境のFDTDシミュレーションに基づく3次元モデルを受け取ることと、
前記VLFレシーバへ結合されたプロセッサで、前記VLFレシーバによって測定された磁場強度と、前記3次元モデル内のセルごとの磁場のデータベース内の場強度とを比較し、前記FDTDシミュレーションにおけるどのセルが前記測定された磁場強度に対する不一致が最も小さいかを決定し、前記3次元モデルのセル位置を前記環境内の物理的マップ位置と関連付けることで、前記VLFレシーバの位置を決定することと
を有する方法。
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CN110736961B (zh) * | 2019-09-24 | 2021-08-24 | 浙江农林大学 | 一种树木位置的测量系统及方法 |
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20130226512A1 (en) | 2012-02-23 | 2013-08-29 | Graham Mark McIntyre | Magneto-inductive positioning using a rotating magnetic field |
US20140062792A1 (en) | 2002-08-19 | 2014-03-06 | Q-Track Corporation | Method of near-field electromagnetic ranging and location |
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---|---|---|---|---|
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US6757557B1 (en) * | 1992-08-14 | 2004-06-29 | British Telecommunications | Position location system |
JPH10206557A (ja) * | 1997-01-21 | 1998-08-07 | Dainippon Ink & Chem Inc | 地中埋設物の位置検知方法 |
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Patent Citations (3)
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---|---|---|---|---|
US20140062792A1 (en) | 2002-08-19 | 2014-03-06 | Q-Track Corporation | Method of near-field electromagnetic ranging and location |
US20130226512A1 (en) | 2012-02-23 | 2013-08-29 | Graham Mark McIntyre | Magneto-inductive positioning using a rotating magnetic field |
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