TW201627953A - 判斷移動中轉頻器的經過時間 - Google Patents

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Abstract

本發明關於判斷移動中轉頻器的經過時間的方法和系統，轉頻器經過基地台的偵測天線，描述如下：在經過時間期間，於第一轉頻器線圈和偵測天線間交換一序列的第一信號，且於第二轉頻器線圈和偵測線圈間交換一序列的第二信號；相關聯具有多個時例的第一信號及/或第二信號於時例(time instances)，時例意指當第一信號及/或第二信號於轉頻器和基地台間交換的時間；以及判斷轉頻器的經過時間，基於第一信號和第二信號的信號強度和時例。

Description

判斷移動中轉頻器的經過時間
本發明是關於一種判斷移動中轉頻器的經過時間的方法，此轉頻器是經過偵測天線(detector antenna)，並且，本發明特別是，但非限定地，本發明關於一種判斷移動中轉頻器的經過時間的方法和系統。本發明關於一種轉頻器，此轉頻器能夠判斷移動中轉頻器的經過時間測定(timing)的轉頻器。本發明關於一種時間測定模組(timing module)，此時間測定模組用以判斷移動中轉頻器的經過時間，移動中轉頻器是經過基地台的偵測天線。本發明關於一種轉頻器，此轉頻器用以致能經過時間。本發明關於一種電腦程式產品，用以使用此種方法。
運動賽事，例如賽車或摩托車賽(car- or motor racing)、田徑(athletics)和溜冰，通常需要準確且快速的時間記錄以追蹤賽事期間的參賽者。這樣的計時系統(timing system)一般來說是一種基於以傳輸器-偵測器為基礎的方案，其中提供賽事中的每一參賽者一傳輸器(轉頻器)。可配置傳輸器以傳輸封包於特定頻率並插入獨特辨識符(identifier)進入封包，使得偵測器能夠相關聯封包於特定傳輸器。
每次傳輸器經過偵測器的迴路天線時，偵測器可接收多種(multiple)資料封包，這些資料封包相關聯於傳輸器。相較於天線和傳輸器及偵測器天線的特別配置來說，相關聯於所接收的資料封包(RSSI)的信號強度是傳輸器距離的函數。因此，藉由分派時間戳(time-stamp)資訊並藉由評估相關聯於每一資料封包的信號強度，偵測器可判斷轉頻器何時通過偵測天線。
這樣計時系統的多個例子是描述於美國專利說明書第US5091895號和美國專利說明書第US20120087421號。當使用此種用以判斷汽車或腳踏車的經過時間的系統時，轉頻器是架設在車輛(vehicle)的底盤(chassis)或結構(frame)上。在這樣的情況中，轉頻器和於道路中內嵌的迴路偵測器間的角度，是固定且已知的，例如依據轉頻器型態為0度或90度。經過時間演算法則(algorithm)之簡單實施，以RSSI為例，是找出信號強度在最大值和最小值的時間。
然而，在特定情形中，例如，當轉頻器是被運動員穿戴於胸前(chest)(例如跑者)，轉頻器和迴路的角度可能變化。跑者可能完成向前傾斜及/或向側傾斜的動作，使得角度並不停留在固定預判斷的角度上。在此情況中，演算法則假設固定角度將在判斷經過時間測定中造成重要錯誤。因此，由上述可知，接下來在所屬之技術領域中存在改善計時系統的需求，使得經過時間能夠正確(accurate)判斷，即便當轉頻器和天線間的角度為可變化的。
如發明所屬之技術領域中具有通常知識者所鑒，本發明的多個方面可實體化做為系統、方法或電腦程式產品。據此，本發明的多個方面可為整體性的硬體實施方式的型態、整體性的軟體實施方式的型態(包括韌體、常駐程式軟體、微程式碼等)，或是實施方式結合軟體和硬體方面，在此處可都通稱為”電路”、”模組”或是”系統”。揭露於此的函數可實施做為演算法則，此演算法則是電腦的微處理器所執行的。進一步來說，本發明的多個方面可以是電腦程式產品的型態，實體化於一或多個電腦可讀式媒體中，電腦可讀式媒體上具有內嵌方式例如儲存的電腦可讀式程式碼。
可利用一或多個電腦可讀式媒體的任何結合，電腦可讀式媒體可以是電腦可讀式信號媒體或電腦可讀式儲存媒體。電腦可讀式儲存媒體可以是，例如，但非限定於一個電子式、磁性的、光學的、電磁的、紅外線的或是半導體系統、設備、裝置，或任何前述項目的適當結合。電腦可讀式儲存媒體的更多明確的例子(未盡列清單，non-exhaustive list)具有下列項目：有一或多條電線的電連接器、可攜式電腦磁碟、硬碟、隨機存取記憶體(RAM)、唯獨記憶體(ROM)、可抹除可編程唯讀記憶體(EPROM或快閃記憶體)、光纖、可攜式壓縮碟片唯讀記憶體(CD-ROM)、光學儲存裝置、磁性儲存裝置，或任何前述項目的適當結合。在文件內容中，電腦可讀 式儲存媒體可以是任何有形的媒體，其包含或儲存程式以供指令執行系統、設備或裝置使用或連接。
電腦可讀式信號媒體可具有傳播資料信號，傳播資料信號內嵌了電腦可讀式程式碼於其中，舉例來說，在基頻或部分載波中。這樣的傳播信號可採用多種型態，具有但非限定於，電磁的、光學的或多種型態的任何適當結合。電腦可讀式信號媒體可以是任何電腦可讀式媒體，電腦可讀式媒體不是電腦可讀式儲存媒體且能夠通信、傳播、傳送程式以供使用，藉由或連接於指令執行系統、設備或裝置。
實體化於電腦可讀式媒體上的程式碼可以使用任何適當媒體進行傳輸，具有但不限定於無線式、有線式(wireline)、光纖、電纜(cable)、無線電頻率(RF)等，或前述項目的任何合適的結合。依據本發明的多個方面，用以展開運作的電腦程式碼可被以一個或多個程式語言的任何結合所寫成，程式語言具有物件導向程式語言，例如Java(TM)、Smalltalk、C++或任何相似的程式語言，以及習知程序程式語言，像是C程式語言或相似的程式語言。程式碼可整體地執行於使用者的電腦上；部分地執行於使用者的電腦上，就如同能獨立運行的軟體包件(stand-alone software package)；部分地於使用者的電腦上，且部分於遠端電腦上；或是整體地於遠端電腦或伺服器。在下述的方案中，遠端電腦可通過任何形式的網路，被連接至使用者的電腦，網路具有區域網路 (LAN)或廣域網路(WAN)，或是任何可和外部電腦進行連結的網路(舉例來說，通過網際網路，使用網際網路服務提供器)。
本發明多個方面將說明如下，並參考依據本發明的多個實施方式的流程繪示圖及/或多個方法的方塊圖、設備(系統)和電腦程式產品。將瞭解的是，流程繪示圖及/或方塊圖中的每一方塊區，和流程繪示圖及/或方塊圖中的多個方塊區，可藉由電腦程式指令進行實施。可提供這些電腦程式指令至處理器，特別是微處理器或中央處理單元(CPU)，微處理器或中央處理單元是屬於一般用途的電腦、特殊用途電腦或其他可程式資料處理設備用以產生機器，使得經由電腦的處理器執行此些指令，微處理器或中央處理單元也可屬於其他可程式資料處理設備，或其他裝置產生工具，用以實施明確地指出於流程圖及/或方塊圖中的方塊區或多個方塊區中的功能/動作。
電腦程式指令也可能儲存在電腦可讀式媒體中，其可直接到電腦、其他可程式資料處理設備或其他裝置以特別方式行使功能，這樣一來，儲存在電腦可讀式媒體的指令產生製造物件(article of manufacture)，製造物件具有指令，用以實行明確地指出於流程圖及/或方塊圖中的方塊區或多個方塊區中的功能/動作。
電腦程式指令也可載於電腦上，其他可程式資料處理設備，或其他裝置上，使得一系列運作步驟能夠執行於 電腦上，電腦程式指令也可載於其他可程式設備繪其他裝置上，以產生電腦實施處理程序(process)，使得執行於電腦或其他可程式設備的指令提供多個程序，用以實施明確地指出於流程圖及/或方塊圖中的方塊區或多個方塊區中的功能/動作。
根據本發明的各種實施方式，圖示中的流程圖和方塊圖繪示了系統、方法和電腦程式產品的可能實施之構造、功能和運作。在這樣的考量中，流程圖或方塊圖的每一方塊區可能代表模組、區段或是部分碼，碼包括了一或多個可執行的指令，用以實施明確的邏輯功能。也需注意的是，在一些選擇性的實施中，方塊區所提到的功能可不依照圖示中所提到順序。舉例來說，所繪示的連續兩個方塊區可能，事實上是實質上同時地執行的，或者多個方塊區可能有時以相反的順序執行，依據相關的功能性而定。也需注意的是，流程圖及/或方塊圖中的每一方塊區，或是流程圖及/或方塊圖中的多個方塊區的結合，可藉由特殊用途以硬體為基本部分的系統實施，這種系統施行明確的功能或動作，或特殊用途硬體和電腦指令的結合。
本發明之一目的在於降低或減少先前技術中已知的至少一缺點。在第一方面，本發明可相關於判斷移動中轉頻器的經過時間之方法，移動中轉頻器經過基地台的偵測天線。
在第一實施方式中，方法可包括下述步驟：在經 過時間期間，於第一轉頻器線圈和偵測天線間交換(一序列的)第一信號，且於第二轉頻器線圈和偵測線圈間交換(一序列的)第二信號；相關聯具有多個時例的第一信號及/或第二信號於時例(time instances)，時例意指當第一信號及/或第二信號於轉頻器和基地台間交換的時間；以及判斷轉頻器的經過時間，基於第一信號和第二信號的信號強度。
本發明意在提供正確的經過時間，此經過時間已被校準錯誤，錯誤的產生是因為轉頻器相對於偵測天線的角度定位之改變。校準是基於兩個不同的信號序列的信號強度，兩個不同的信號序列是在轉頻器和基地台的經過期間進行交換。在此過程期間，信號強度值可為時間戳以便鏈接時間鏈的值。本發明發現到兩個不同的信號序列的信號強度是相關於轉頻器線圈相對於偵測天線的角度定位。在轉頻器經過時間進行交換的第一和第二序列的信號的強度分析使得經過時間能夠判斷，經過時間已校正以用於轉頻器線圈相對於偵測天線的角度定位。這樣一來，可減少或至少實質地降低經過時間的錯誤，因此，本發明讓經過時間的判斷相較先前技術的計時系統來說較為正確。本發明為簡單且在轉頻器中不需要額外的硬體，例如加速度計或其相似者。此外，本發明並不以轉頻器經過偵測天線的速度為依據。
在實施方式中，其中第一轉頻器線圈的磁軸的方向不同於第二轉頻器線圈的磁軸的方向。在另一實施方式 中，第一轉頻器線圈的磁軸的方向可以是垂直於第二轉頻器線圈的磁軸的方向。因此，第一信號及第二信號是在轉頻器和基地台間交換，基於相較於偵測天線來說，轉頻器線圈為不同地定向。(一般來說，偵測線圈是內嵌在軌道(track)中，或使用例如墊狀天線(mat antenna)而跨越軌道)
在一實施方式中，經過時間是基於至少一時例所判斷，至少一時例是相關聯第一信號的至少一最大場強度值，且至少一時例是相關聯第二信號的至少一最小場強度值。因此，第一信號和第二信號的場強度值中的極限值(extrema)可以被用來正確地判斷經過時間，經過時間已進行過錯誤校正，錯誤是因轉頻器相對於偵測天線的角度定向之改變。
在一實施方式中，時例可意指藉由基地台接收第一信號和第二信號的時間。在此實施方式中，當藉由基地台的接收信號可能為時間戳時，以便提供測量場強度的時間基礎。
在一實施方式中，方法可進一步包括：使用第一轉頻器線圈以接收第一信號，藉由偵測天線傳輸；以及，使用第二轉頻器線圈以傳輸第二信號至偵測天線，其中第二信號包括第一信號的多個第一信號強度值。在此實施方式中，藉由轉頻器接收的第一信號的場強度是由轉頻器所判斷。
在一實施方式中，方法可進一步包括：轉頻器判 斷相關聯第一信號的多個第一信號強度值。在另一實施方式中，方法可進一步包括：假使信號強度值高於預設閥值時，轉頻器判斷多個第二信號包括信號強度值，用以傳輸至偵測天線。在實施方式中，轉頻器中的傳輸器單元可被觸發，假使藉由基地台傳輸的信號的信號強度是夠強的話(亦即轉頻器是位於與偵測天線相距特定距離的範圍內)。
在實施方式中，方法可進一步包括：偵測多個第二信號，相關聯此些第二信號於多個第二場強度值。
在實施方式中，方法可進一步包括：轉頻器使用第一轉頻器線圈，用以傳輸多個第一信號至偵測天線；並且，轉頻器使用第二轉頻器線圈，用以傳輸第二信號至偵測天線。
在實施方式中，方法可進一步包括：偵測此些第一信號和此些第二信號；分別地相關聯此些第一信號和此些第二信號於第一場強度值和第二場強度值。
在實施方式中，方法可進一步包括：判斷至少一第一時例T1，在該第一時例T1中該些第一信號的該信號強度具有至少一最小信號強度值，判斷至少一第二時例T2，在該第二時例T2中該些第二信號的該信號強度具有至少一最小信號強度值； 判斷至少一第一時例T1及至少一第二時例T2，在該第一時例T1中該些第一信號的該信號強度具有至少一最小信號強度值，在該第二時例T2中該些第二信號的該信號 強度具有至少一最大信號強度值；判斷一經過時間Tp，基於第一時例T1和第二時例T2間的差異值(difference)校準(correcting)第一時例T1或第二時例T2。
在實施方式中，第一信號和第二信號可包括辨識符，此辨識符用以辨識轉頻器。
在又一實施方式中，本發明可關於一種用以判斷移動中多個轉頻器的經過時間的計時系統(timing system)，移動中轉頻器經過基地台的至少一偵測天線，計時系統配置為用以：在至少一轉頻器的經過期間，於第一轉頻器線圈和偵測天線間交換一序列的第一信號，且於第二轉頻器線圈和偵測線圈間交換一序列的第二信號；相關聯第一信號及/或第二信號於多個時例(time instances)，時例意指當第一信號及/或第二信號於轉頻器和基地台間交換的時間；以及判斷至少一轉頻器的經過時間，基於第一信號和第二信號的信號強度及時例。
在再一實施方式中，本發明可關於一種用以判斷移動中多個轉頻器的經過時間的基地台，移動中轉頻器經過一偵測天線，在實施方式中，基地台配置為用以：在至少一轉頻器的經過期間，經由偵測天線傳輸一序列的第一信號至第一轉頻器線圈並接收一序列的第二信號，序列的第二信號是藉由第二轉頻器線圈傳輸至偵測天線，第二信號包括第一信號的多個信號強度值；相關聯第一信號及/或第二信號於多 個時例(time instances)，時例意指當第一信號及/或第二信號於轉頻器和基地台間交換的時間；以及判斷轉頻器的經過時間，基於第一信號和第二信號的信號強度及時例。
在另一實施方式中，基地台可配置為用以：在至少一轉頻器的經過期間，接收一序列的第一信號，第一信號藉由第一轉頻器線圈傳輸，並接收一序列的第二信號，第二信號藉由第二轉頻器線圈傳輸；相關聯第一信號及/或第二信號於多個時例，時例意指當第一信號及/或第二信號於轉頻器和基地台間交換的時間；以及判斷轉頻器的經過時間，基於第一信號和第二信號的信號強度及時例。
在另一方面，本發明關於一種用以判斷移動中複數個轉頻器的經過時間的時間測定模組(timing module)，移動中轉頻器經過基地台的偵測天線，時間測定模組配置為用以：接收多個第一信號強度值，第一信號強度值相關聯於一序列的第一信號，第一信號於至少一轉頻器和基地台間交換；以及，接收多個第二信號強度值，第二信號強度值相關聯於一序列的第二信號，第二信號於至少一轉頻器和基地台間交換；其中第一信號強度值和第二信號強度值相關聯於多個時例，在時例中，第一信號和第二信號在轉頻器和基地台間交換；判斷至少一第一時例T1及至少一第二時例T2，在第一時例T1中第一信號的信號強度具有至少一最小信號強度值，在第二時例T2中第二信號的信號強度具有至少一最大信 號強度值；判斷一經過時間Tp，藉由基於T1和T2間的差異值(difference)校準(correcting)T1或T2。
在又一方面，本發明關於一種用以和計時系統交換信號的轉頻器，計時系統配置為用以當轉頻器經過計時系統的偵測天線時，判斷經過時間，轉頻器可包括：偵測器單元，偵測器單元使用第一轉頻器線圈，用以偵測多個第一信號，第一信號藉由計時系統於第一載頻上傳輸至轉頻器；傳輸器單元，傳輸器單元使用第二轉頻器線圈，用以於第二載頻上傳輸多個第二信號至偵測天線；其中第一轉頻器線圈的磁軸的方向不同於第二轉頻器線圈的磁軸的方向；以及其中第一轉頻器線圈的磁軸的方向和第二轉頻器線圈的磁軸的方向是不同的。
在一實施方式中，第一(載)頻可選取自10kHz到1000kHz的範圍中，較佳地選取自50kHz到250kHz的範圍中。在一實施方式中，第二(載)頻可選取自5MHz到500MHz的範圍中。在另一實施方式中，，第二(載)頻可選取自0.5MHz到6GHz的範圍中。
交換於轉頻器和計時系統間的信號之信號強度將依據轉頻器線圈和偵測天線間的電磁耦合程度而定。因此，當轉頻器朝向偵測天線移動時，轉頻器線圈和偵測線圈間的電磁耦合-且因此交換信號的信號強度-將改變而成為轉頻器和偵測天線間的距離函數(function)。這個函數，這個距 離函數可以被用來準確地判斷經過時間，亦即轉頻器經過計時線的時例。然而這個距離函數也依據轉頻器線圈相對於偵測迴路的角度定向而定。只有對於相關於偵測線圈之轉頻器線圈的特定預設定向，和偵測天線的最大磁量(maximum magnetic)或最小耦合量(minimal coupling)是於計時線(timing line)上直接地達成。在此情況中，經過時間可藉演算法則(algorithm)判斷出來，演算法則監測在通過期間之轉頻器信號的信號強度，並偵測在哪一個時例中，信號強度中出現最小值或最大值。這樣的時例於後將被判斷為經過時間。
然而在許多情況中，轉頻器線圈和偵測天線的角度定向是偏離前述的理想情況。角度定向不是固定而是變化的，並依據當他或她(它)通過計時線時，運動員的身體的定向而定(或是車輛的定向)。因此，在許多情況中，在信號強度信號中，極值的位置不再與轉頻器經過計時線是協調一致的。
根據本發明的轉頻器能夠判斷轉頻器的經過時間，轉頻器相對於偵測天線是不同(角度)定向。特別地，轉頻器能夠判斷不同轉頻器定向的經過時間，由於實際上，轉頻器線圈的磁軸是定向於不同方向，使得-在轉頻器和偵測天線間的特定距離-轉頻器和基地台間的電磁耦合將是不同的。
本發明發現到距離函數是相關連於第一線圈轉頻器線圈和第二線圈轉頻器線圈，距離函數與轉頻器線圈和偵測天線的角度定向互相有關係。因此，一序列的第一信號 和一序列的第二信號在轉頻器的通過期間交換，第一信號和第二信號的信號強度的分析允許經過時間的判斷，經過時間是對於轉頻器相對於偵測天線的角度定向而校準的。如此一來，經過時間的錯誤可被減少或至少實質地降低，因此，本發明能夠判斷經過時間，且相較於先前技術來說，經過時間是更準確的。
在一實施方式中，第一轉頻器線圈的磁軸的方向可以是實質地垂直於第二轉頻器線圈的磁軸的方向。
在一實施方式中，轉頻器可進一步包括一轉頻器處理器，此轉頻器處理器配置為用以測量多個第二信號的信號強度，用以提供一或多個資料封包，用以插入此些第二信號的一或多個已測量的信號強度值做為此些一或多個資料封包內的酬載，並提供此些一或多個資料封包至該傳輸器單元以傳輸複數個第一信號至偵測天線，此些第一信號包括此些一或多個資料封包。
在一實施方式中，插入兩個或多個信號強度值於至少一資料封包的酬載中的序列方式(sequence)，是藉由轉頻器已偵測此些第一信號的順序(order)所判斷。
在一實施方式中，轉頻器處理器可以是配置以啟動(activate)接收器單元及/或傳輸器單元，假使第二信號的信號強度是高於預設信號強度閥值，或假使此些第二信號包括預設調變模式(predetermined rmodulation pattern)。
在再一方面，本發明可觀於一種運動圍兜(bib)，包括：支撐薄片(sheet)以及如上所述的轉頻器，該支撐薄片可固定至衣物及/或身體以支撐一轉頻器，較佳地該支撐薄片包括一印刷辨識符，該印刷辨識符位於該支撐薄片的一前側。在一實施方式中，該轉頻器可以是貼附至該支撐薄片，使得該第一轉頻器線圈或該第二轉頻器線圈的磁軸的方向之一是實質地平行於該支撐薄片的平面，且該第一轉頻器或該第二轉頻器線圈的磁軸之一是實質地垂直於該支撐薄片的平面。
本發明亦可關於一種電腦程式或電腦程式的套件(suite)，包括至少一軟體碼部分或一電腦程式產品，儲存至少一軟體碼部分，該軟體碼部分當在一電腦系統運行(run)時，是配置為用以執行如上所述的一或多個方法。
本發明將參考所附圖示而進一步繪製，圖示將以概要的方式顯示根據本發明的實施方式，總之，可瞭解的是，本發明並不限定於此些特定的實施方式。
第1圖：
100‧‧‧計時系統
102‧‧‧參賽者
104‧‧‧圍兜
106‧‧‧轉頻器
108‧‧‧計時線
110‧‧‧偵測天線
112‧‧‧基地台
114‧‧‧基地台信號
116‧‧‧轉頻器信號
118‧‧‧接收器
119‧‧‧傳輸器
120‧‧‧基地台處理器
122‧‧‧資料處理模組
124‧‧‧網路
126‧‧‧伺服器的資料庫
第2圖：
200‧‧‧計時系統
202‧‧‧轉頻器模組
204‧‧‧基地台
205‧‧‧計時線
206‧‧‧偵測天線
208‧‧‧傳輸器單元
210‧‧‧資料封包第一(轉頻器)信號
212‧‧‧接收器單元
214‧‧‧第二(基地台)信號
216‧‧‧接收器單元
220‧‧‧傳輸器單元
222‧‧‧處理器
224‧‧‧處理器
226‧‧‧平面基底
228‧‧‧第一(接收器)線圈
230‧‧‧磁軸
232‧‧‧第二(傳輸)線圈
233‧‧‧檔頭
234‧‧‧磁軸
2341-3‧‧‧信號強度值
第3A圖、第3B圖：
302‧‧‧轉頻器
304‧‧‧計時線
306‧‧‧偵測線圈
308‧‧‧第一轉頻器線圈
310‧‧‧第二轉頻器線圈
312‧‧‧第二距離函數
314‧‧‧第二距離函數的最大值
316‧‧‧第二距離函數的最大值
318‧‧‧第二距離函數的最小值
320‧‧‧第一距離函數
322‧‧‧第一距離函數的最大值
v‧‧‧速度
第4A圖、第4B圖：
402‧‧‧轉頻器
404‧‧‧計時線
406‧‧‧偵測線圈
408‧‧‧第一線圈
410‧‧‧第二線圈
412‧‧‧轉頻器相對偵測線圈的定向
416‧‧‧轉頻器平面的正向量n
418‧‧‧第一距離函數
420‧‧‧第一距離函數的最大信號強度
422‧‧‧第二距離函數
424‧‧‧第二距離函數的最小信號強度
θ‧‧‧轉頻器旋轉角度
第5A圖、第5B圖：
5021,2‧‧‧第一距離函數
5041,2‧‧‧第二距離函數
第6圖：
602‧‧‧第二距離函數
604‧‧‧第一距離函數
606‧‧‧經過時間
608‧‧‧第一時例
610‧‧‧第二時例
T1‧‧‧第一時例
T2‧‧‧第二時例
第9圖：
902、904、906、908、910、912、914、916、918、920、922、924、926‧‧‧步驟
第10A圖、第10B圖：
1002‧‧‧轉頻器
1004‧‧‧處理器
1006‧‧‧系統匯流排
1007‧‧‧接收器單元
1008‧‧‧傳輸器單元
1010‧‧‧磁性線圈
1012‧‧‧磁性線圈
1014‧‧‧磁性線圈
1016‧‧‧磁軸
1018‧‧‧磁軸
1020‧‧‧磁軸
φ‧‧‧方位角度(azimuthal angle)
θ‧‧‧傾斜角度(inclination angle)
第11A圖、第11B圖：
11021‧‧‧轉頻器
11022‧‧‧轉頻器
1104‧‧‧計時線
1106‧‧‧偵測天線
11061,2‧‧‧偵測天線
11061‧‧‧第一偵測天線
11062‧‧‧第二偵測天線
1108‧‧‧基地台
1110‧‧‧轉頻器線圈
1112‧‧‧轉頻器線圈
1113‧‧‧轉頻器線圈
1114‧‧‧第一信號
1116‧‧‧第二信號
第12圖：
1200‧‧‧資料處理系統
1202‧‧‧處理器
1204‧‧‧記憶元件
1206‧‧‧系統匯流排
1208‧‧‧區域記憶體(local memory)
1210‧‧‧大量儲存(bulk storage)裝置
1212‧‧‧輸入裝置
1214‧‧‧輸出裝置
1216‧‧‧網路配接器(network adapter)
1218‧‧‧應用程式(application)
第1圖概要地繪示根據本發明實施方式的運動計時系統。
第2圖繪示根據本發明實施方式的至少部分的計時系統的示意圖。
第3A圖和第3B圖繪示經過偵測天線的轉頻器之信號強度，顯示轉頻器線圈相對偵測迴路的第一角度定向。
第4A圖和第4B圖繪示經過偵測天線之轉頻器的信號強度，在特定線圈配置下，信號強度是轉頻器和計時線間的距離函數。
第5A圖和第5B圖繪示經過偵測天線之轉頻器的信號強度，在又一線圈配置下，信號強度是轉頻器和計時線間的距離函數。
第6圖繪示經過偵測天線之轉頻器的信號強度，在特定線圈配置下，信號強度是轉頻器和計時線間的距離函數，且信號強度值是用以判斷經過時間。
第7A圖和第7B圖繪示增減量(delta)△和轉頻器平面的角度定向的關係，以及增減量△和錯誤間的線性關係，錯誤是藉由轉頻器平面的角度定向所導出的。
第8圖顯示經過時間的錯誤是角度的函數。
第9圖繪示根據本發明實施方式的處理程序的流程圖，用以判斷移動中轉頻器的經過時間。
第10A圖和第10B圖繪示根據本發明實施方式的轉頻器-基地台配置方式。
第11A圖和第11B圖描繪根據本發明實施方式的計時系統，計時系統基於至少兩個不同的線圈配置方式，允許轉頻器和基地台間進行信號交換。
第12圖繪示方塊圖，此方塊圖繪出例示性的資料處理系統，其可被用於此說明書中描述的系統和方法中。
第1圖概要地繪示根據本發明實施方式的運動計時系統。特別地來說，第1圖概要地繪示計時系統100，其可用於移動中轉頻器的時間測定。舉例來說，計時系統可以用在運動賽事中，例如重型機車賽和腳踏車賽(motor bike and bicycle races)、馬拉松和鐵人三項(triathlons)等。其中賽事的參賽者102可穿戴轉頻器106，轉頻器106相關聯於一獨特辨識符。在一實施方式中，轉頻器可貼附至參賽者的衣物或圍兜104或參賽者的車輛。圍兜可包括支撐薄片(sheet)，支撐薄片可固定至衣物及/或身體以支撐轉頻器，其中支撐薄片包括印刷辨識符，印刷辨識符位於支撐薄片的前側。
計時系統可進一步包括基地台112，基地台112連接至一或多個基地偵測天線110，例如一或多個偵測迴路，偵測迴路可內嵌在地面或設置於軌道上或鄰近軌道處。舉例來說，在一實施方式中，一或多個迴路可藉由墊狀天線實現。偵測天線可與計時線108排列，例如完成平面(finish plane)或其他相似者，其用以作為經過時間點上的參考標記，亦即，參賽者的特定部分通過(穿過)計時線的時例。基地台和轉頻器可配置為用以交換信號，以便能夠準確地判斷經過時間。
為達成此目的，基地台可包括接收器118，用以偵測轉頻器信號116。在轉頻器和基地台間是雙向通信(bidirectional communication)的情形中，基地台可進一步包括 傳輸器119，用以傳輸基地台信號114，基地台信號114是經由偵測天線或其他天線傳輸至轉頻器。在轉頻器通過計時線的期間，基地台接收器可偵測一序列的轉頻器信號。基地台可進一步判斷信號時間測定資訊和信號強度資訊，信號時間測定資訊例如接收時間，信號強度資訊相關聯於所接收的轉頻器信號。基地台處理器120可判斷經過時間，基於轉頻器信號和相關聯的信號時間測定和信號強度資訊。部分資料處理可藉由主機(host)是伺服器的資料處理模組122以遠端的方式達成，在此情況中，基地台可配置為用以經由一或多個網路124傳輸資訊至資料處理模組。連接至此伺服器的資料庫126可用以儲存經過時間以於後段步驟使用。
藉由基地台所接收的轉頻器信號的信號強度將依據轉頻器線圈和偵測天線間的電磁耦合程度而定。因此，當轉頻器朝向偵測天線移動時，轉頻器線圈和偵測線圈間的電磁耦合程度將改變，且因此所偵測的轉頻器信號的信號強度將改變，而成為轉頻器線圈和偵測天線間距離的函數。此函數，將於後稱之為距離函數，可用來準確地判斷經過時間，亦即轉頻器經過計時線的時例。然而距離函數也依據轉頻器線圈相對於偵測迴路的(角度)定向而定。只有對於轉頻器線圈相對偵測線圈之特定的預設角度定向來說，和偵測天線的最大磁量或最小耦合量是於計時線上直接地達成。在此情形中，經過時間可藉由演算法則而判斷出來，在此情況中，經 過時間可藉演算法則判斷出來，演算法則監測在通過期間之轉頻器信號的信號強度，並偵測在哪一個時例中，信號強度中出現最小值或最大值。這樣的時例於後將被判斷為經過時間。
然而在許多情況中，轉頻器線圈和偵測天線的角度定向是偏離前述的理想情況。角度定向不是固定而是變化的，並依據當他或她(它)通過計時線時，運動員的身體的定向而定(或是車輛的定向)。因此，在許多情況中，在信號強度信號中，極值的位置不再與轉頻器經過計時線是協調一致的。轉頻器相對於偵測迴路的角度定向可在判斷經過時間的過程中導致重大的錯誤，因此，為了確保準確的時間量測，需要經過時間演算法則將轉頻器相對於偵測天線的角度定向列入考量。
為了能夠校準此些角度效應，第1圖中的計時系統是配置為用以在轉頻器經過偵測線圈期間交換一序列的第一信號和一序列的第二信號，其中一序列的第一信號的交換是基於第一轉頻器線圈/偵測線圈配置(第一線圈配置)，且一序列的第二信號的交換是基於第二轉頻器線圈/偵測線圈配置(第二線圈配置)。在一實施方式中，線圈配置可藉由兩個不同的轉頻器線圈和連接至基地台的偵測線圈而形成。舉例來說，第一線圈配置可包括第一轉頻器線圈和偵測線圈，且第二線圈配置可包括第二轉頻器線圈和偵測線圈，其中第一轉 頻器線圈和第二轉頻器線圈的磁軸具有不同的定向。基於在轉頻器經過期間交換的一序列的第一信號和一序列的第二信號的信號強度，可判斷經過時間，對於轉頻器相對偵測天線的角度定向，經過時間是經過校準的。這樣一來，可減少或至少實質地降低經過時間的錯誤。計時系統的細節將於下進行更詳細的說明。
第2圖繪示根據本發明實施方式的至少部分的計時系統的示意圖。特別地來說，第2圖繪示轉頻器模組202和基地台204，基地台204連接至偵測天線206，天線206例如為偵測迴路，其中偵測天線可和計時線205排列(例如平行y軸)。在此特定實施方式中，時間系統是配置為用以在轉頻器和基地台間進行雙向資料交換。為達此目的，轉頻器可包括傳輸器單元208和接收器單元212，傳輸器單元208用以傳輸包括資料封包的230第一(轉頻器)信號210至基地台，且接收器單元212用以接收來自基地台的第二(基地台)信號214。同樣地基地台可包括接收器單元216和傳輸器單元220，接收器單元216用以接收來自轉頻器的信號，轉頻器是在偵測天線的範圍中，傳輸器單元220是用以傳輸轉頻器信號至轉頻器。基地台可包括(即時)時鐘(real time clock)，使得所接收及/或所傳輸的信號可在接收或傳輸時為時間戳(time-stamped)。
轉頻器可包括電源，電源為電池或其他相似者的型態。在一實施方式中，轉頻器的接收器單元可用低功率喚 醒式(low-power wake-up)接收器，使得接收器單元在接收到喚醒信號的情況中才會啟動。這樣一來，電源的壽命可實質地延長。在一實施方式中，喚醒信號可為一種信號，其具有預設載頻和信號強度，其中信號強度是高於預設信號強度閥值。在另一實施方式中，喚醒信號可為基地台信號，其具有預設載頻和預設調變模式(predetermined modulation pattern)。預設調變模式可被用以自環境白噪音(surrounding white noise)區別出載頻。
在轉頻器和基地台中的處理器222和處理器224可配置為用以控制傳輸器單元和接收器單元，用以基於合適的資料傳輸方案，傳輸和接收(交換)信號。此種資料傳輸方案的例子可具有正交振幅調變(quadrature amplitude modulation，QAM)、頻率偏移調變(frequency shift keying，FSK)、相位偏移調變(phase shift keying，PSK)和振幅偏移調變(amplitude shift keying，ASK)。為達此目的，轉頻器和基地台中的處理器可配置為用以依照資料傳輸方案，產生特定資料格式的資料封包。資料封包可包括檔頭和酬載，檔頭資訊可包括一(獨特的)轉頻器辨識符，使得例如基地台中的接收器單元的接收器能夠連結包括一或多個資料封包的轉頻器信號至特定轉頻器。轉頻器和基地台中的處理器可進一步包括調變器和解調變器，調變器用以轉換(transforming)在RF資料信號中的資料封包，解調變器用以轉換藉由轉頻器的偵測單 元接收的RF資料信號成為資料封包。處理器中的解碼器可自資料封包中擷取資訊，例如檔頭資訊及/或酬載，其可在判斷經過時間時，藉由經過時間演算法則而使用資訊。為了避免碰撞，可使用反碰撞方案，例如分時多工存取(Time Division Multiple Access，TDMA)方案。一般的傳輸週期(transmission periods)是在1ms到10ms的範圍內，且一般的資料信號長度可在50μs和300μs的範圍內。
轉頻器可進一步包括至少兩個磁性線圈，磁性線圈設置在由轉頻器平面定義的平面基底226上。第一(接收器)線圈228可連接至轉頻器的接收器單元，其中第一線圈在第一方向中(例如在轉頻器平面)具有磁軸230。第一接收器線圈和偵測線圈可形成第一線圈配置，用以在轉頻器和基地台間交換信號。第二(傳輸)線圈232可連接至轉頻器的傳輸器單元，其中第二線圈在第二方向中(例如垂直轉頻器平面)具有磁軸234。第二轉頻器線圈和偵測線圈可形成第二線圈配置，用以在轉頻器和偵測線圈間交換信號。線圈可藉由各種方式實現，例如偶極型態(dipole-type)、薄膜(thin-film)或線繞(wire-wound)的線圈(具有或沒有鐵氧體核心)。距離函數將依據轉頻器所使用的天線型態而定。
基地台的傳輸器單元可於第一(載)頻上傳輸轉頻器信號，第一(載)頻例如125kHz(轉頻器的接收器單元的喚醒頻率)，然而其他頻率也是可以設想得到的(envisage)。舉例 來說，在一實施方式中，第一(載)頻可選取自10kHz到1000kHz的範圍中，較佳地選取自50kHz到250kHz的範圍中。當運動員朝向計時線移動時，轉頻器將朝向傳輸中的偵測線圈移動，使得轉頻器線圈可開始獲得第一載頻上的基地台信號。轉頻器處理程序可判斷所接收的基地台信號的信號強度，假使信號強度是高於信號強度閥值，轉頻器可開始儲存所偵測到的基地台信號之信號強度值於緩衝器中。進一步來說，轉頻器處理器可切換傳輸器單元自睡眠模式進入啟動模式。在啟動模式期間，轉頻器處理器可產生預設資料格式的資料封包，並於轉頻器信號中傳輸此些資料封包至基地台。
在一實施方式中，轉頻器信號可於第二(載)頻上被傳輸至基地台，第二(載)頻例如為6,78MHz，這和第一載頻是不同的。而其他頻率也是可以設想得到的(envisage)。舉例來說，在一實施方式中，第二(載)頻可選取自5MHz到500MHz的範圍中，選擇性地，第二(載)頻可選取自0.5MHz到6GHz的範圍中。轉頻器處理器可產生資料封包，資料封包包括檔頭233，在其他資訊之間，檔頭233包括轉頻器識別(ID)，能夠讓基地台識別資料封包的來源。進一步來說，轉頻器處理程序可在資料封包的酬載中插入偵測到的基地台信號之一或多個信號強度值2341-3。在實施方式中，在轉頻器信號中送出至基地台的資料封包可包括信號強度值，在其他實施方式中，資料封包可包括兩個、三個、四個或複數個信號強度值。信號 強度值插入在資料封包的酬載中的序列可判斷在哪一個序列中，轉頻器已偵測到基地台信號。
在一實施方式中，當轉頻器的偵測單元判斷所接收的基地台信號的信號強度高於特定閥值時，轉頻器處理器可起動計時器。計數器可增加或減少直到到達特定的結束值(end-value)。在計數期間，轉頻器可傳輸轉頻器信號。當計數器到達結束值時，轉頻器處理器可將轉頻器內的傳輸器單元轉回到睡眠模式，此後，轉頻器處理器可啟動傳輸器單元，以防止傳輸器單元仍然接收信號強度高於閥值的基地台信號。因此，計數器確保傳輸器單元在預設時間後進行切換，如此一來，當基地台信號高於預設信號強度閥值時，亦即偵測器天線預設範圍內，傳輸器單元只會處於啟動模式。
當基地台偵測到轉頻器信號時，將判斷所接收的轉頻器信號的信號強度，例如RSSI，轉變(convert)此些信號為數位資料封包，並指定時間戳至資料封包，資料封包包括一或多個作為酬載的信號強度值。
藉由基地台所接收的轉頻器信號的信號強度是依據傳輸中的轉頻器線圈和偵測天線間的電磁耦合程度而定。當轉頻器朝向偵測天線移動時，電磁耦合程度-且因此所偵測的轉頻器信號的信號強度-將改變而成為轉頻器和偵測天線間的距離函數。基地台信號(藉由偵測線圈傳輸且藉由轉頻器的第一(接收)線圈接收)的信號強度和(時間戳程序處理過 的)轉頻器信號(經由第二(傳輸器)線圈傳輸且藉由基地台接收)的信號強度，是在轉頻器經過偵測線圈期間進行判斷，且此些信號強度是用來準確地判斷轉頻器的經過時間。
第3A圖和第3B圖繪示經過偵測天線的轉頻器之量測的信號強度，顯示轉頻器線圈相對偵測迴路的特定角度定向。特別地來說，第3A圖和第3B圖繪示當轉頻器位於計時線上時，轉頻器線圈相對於偵測線圈的角度定向提供偵測天線最大磁量或最小耦合量的情況。第3A圖更詳細地繪示轉頻器相對偵測線圈的定向。轉頻器302以特定速度v在z軸方向中朝向偵測線圈移動。理想上轉頻器平面是定向在xy平面且偵測線圈是設置在xz平面，其中偵測線圈的縱向側是實質地平行於z軸(和計時線)。在第3A圖的轉頻器配置中，第一轉頻器線圈308的磁軸是平行於y軸，且第二轉頻器線圈310的磁軸是平行於z軸。
第3B圖繪示信號強度值的繪圖，信號強度值是在第一轉頻器線圈308和偵測線圈306(信號強度值用圓形表示)間交換，且在第二轉頻器線圈310和偵測線圈306(信號強度值用三角形表示)間交換，信號強度值對於轉頻器和計時線(其中零是相關於計時線上的位置)間的距離的繪圖。需注意的是，雖然x軸提到轉頻器和計時線間的距離，x軸實際上代表藉由基地台量測到的時間，特別是藉由基地台接收轉頻器信號的時間。
第3B圖顯示轉頻器配置，第一轉頻器線圈308和偵測線圈306間的電磁耦合程度可藉由第一距離函數320給定，其中第一距離函數320顯示出第一距離函數的最大值322，最大值322是當轉頻器位於計時線上時，以及最小值(未顯示)的位置，是當轉頻器位於部分線圈上時，且線圈是定向為平行於計時線。相對照地，第二轉頻器線圈310和偵測線圈306間的電磁耦合程度可藉由第二距離函數312給定，其中第二距離函數312顯示出第二距離函數312的最小值318，第二距離函數312的最小值318具有最小信號強度，第二距離函數312的最小值318是當轉頻器位於計時線上時，以及最大值(未顯示)的位置，是當轉頻器位於部分線圈上時，且線圈是定向為平行於計時線。
因此，藉由量測信號的信號強度，其中信號是交換於第一轉頻器線圈和基地台間以及第二轉頻器線圈和基地台間，可獲致兩者的距離函數。所量測的信號強度可藉由將信號進行時間戳處理而相關聯於時間，信號是交換於轉頻器和基地台間，使得相關聯於第一距離函數中的最小值及/或第二距離函數中的最大值314、316的時例可被判斷為經過時間。如前述已提及的，第3A圖和第3B圖繪示理想狀況，其中轉頻器線圈和偵測線圈間的最大耦合量/最小耦合量是在轉頻器位於計時線上實現。然而，當運動員通過計時線，很有可能此定向，特別是轉頻器線圈相對於偵測迴路的定向，並不 相關於第3A圖和第3B圖繪示的情形。
第4A圖和第4B圖繪示經過偵測天線之轉頻器的信號強度，信號強度是轉頻器和計時線間的距離函數，其中轉頻器線圈相對於偵測迴路的定向和第3A圖和第3B圖繪示的情形不同。特別地來說，第4A圖繪示的情形相似於第3A圖的情形，除了轉頻器402包括第一線圈408和第二線圈410，轉頻器402旋轉角度θ418是在x軸15度的周圍(亦即，轉頻器平面的正向量n416和z軸間的角度為θ)。此種旋轉將使得距離函數和第3B圖顯示的距離函數是不同的，如同第4B圖，轉頻器在x軸周圍的旋轉將形成第一距離函數418和第二距離函數422，其中第一距離函數的最大信號強度420和第二距離函數的最小信號強度424不再和轉頻器於計時線上的位置一致。第4A圖和第4B圖繪示轉頻器定向偏離了第3A圖和第3B圖繪示的理想狀況，將導致在判斷經過時間時的錯誤。
第5A圖和第5B圖繪示第一距離函數5021,2和第二距離函數5041,2，進一步繪示轉頻器線圈和偵測線圈間的角度定向，亦即轉頻器在x軸周圍的旋轉分別為30度和45度。如同此些圖示所顯示的，旋轉將導致信號強度中的極值之位置相對於計時線的位置並相對於彼此，進一步地偏移。兩個距離函數的極值位置的函數關係因此相關於轉頻器線圈對於偵測線圈的位置。這樣的相關情形將參考第6圖、第7A圖和第7B進行更詳細的說明，並可用於經過時間演算法則，用以準確 地判斷經過時間，經過時間是對於在轉頻器線圈相對於偵測迴路的角度偏移中進行過校準。
第6圖繪示第二距離函數602和第一距離函數604，此些距離函數相似於參考第4B圖說明的距離函數。在轉頻器經國偵測線圈期間，計時系統可量測一序列的第一信號和一序列的第二信號的信號強度，一序列的第一信號和一序列的第二信號是在轉頻器和基地台間進行交換。基於所量測的信號強度值，可推導出第一距離函數和第二距離函數，第一距離函數和第二距離函數是用於經過時間演算法則，用以判斷經過時間。經過時間演算法則可包括下列判斷步驟：-第一時例T1 610，在該第一時例T1中，第一距離函數604具有最小信號強度值；-第二時例T2 608，在該第二時例T2中，第二距離函數602具有最大信號強度值；-參數增減量(delta)△定義為T1和T2間的差異值；-經過時間Tp 606，藉由計算T1-△*K而得出，其中K為常數，大小依據轉頻器的高度和迴路寬度而定。
迴路寬度可為約50公分到100公分的固定參數，轉頻器高度是系統參數，估計為大約150公分。第7A圖和第7B圖繪示增減量(delta)△和轉頻器平面的角度定向的關係。此圖以實質上線性的方式，顯示第一距離函數的最大信號強度的 位置和第二距離函數的最小信號強度的位置間的差異值相關於轉頻器角度定向。進一步來說，第7B圖實質地繪示增減量△和錯誤間的線性關係，錯誤是藉由轉頻器平面的角度定向所導出的。因此，當轉頻器的角度定向量增加時，錯誤隨之增加。
經過時間演算法則可使用T1作為初始經過時間並以K乘上增減量而校準此時間值。舉例來說，在第7A圖中，經過時間可被判斷為Tp=T1-△*2,7的運算結果。第8圖顯示經過時間的錯誤是角度的函數，此圖示顯示計時線位置中因角度效應引起的錯誤可被保持在非常少的狀態。此外，演算法則是與速度不相關(speed independent)。雖然在前述的經過時間演算法則中，經過時間是基於而T1判斷，對本發明技術領域中具有通常知識者來說，經過時間也可基於T2而判斷，是顯而易見的。
第9圖繪示根據本發明實施方式的處理程序的流程圖，用以判斷移動中轉頻器的經過時間。在此，處理程序可由基地台以第一載頻傳輸基地台信號至轉頻器(步驟902)作為開始，當偵測器是在基地台的範圍內時，轉頻器可偵測基地台信號，且假使基地台信號的信號強度高於特定閥值及/或偵測到特定調變模式(步驟904)，可觸發轉頻器以第二載頻送出轉頻器信號至基地台，其中轉頻器信號包括轉頻器辨識符和基地台信號的信號強度(步驟906)。包括信號強度和轉頻器 識別(ID)的轉頻器信號可藉由基地台偵測到。在偵測時，基地台可判斷所接收的轉頻器信號的信號強度和轉頻器信號的接收時間(步驟908)。只要藉由轉頻器接收的基地台信號的信號強度高於閥值(步驟910~步驟924)，可重複處理程序的步驟902到步驟908。這樣一來，可判斷一序列的第一信號的信號強度(基地台信號的信號強度)和一序列的第二信號的信號強度(轉頻器信號的信號強度)。信號強度可定義第一距離函數和第二距離函數，經過時間演算法則可使用第一距離函數和第二距離函數以判斷經過時間，經過時間是對於轉頻器相對偵測天線的角度定向，進行校準過的。
第10A圖和第10B圖繪示根據本發明另一實施方式的轉頻器-基地台配置方式。特別地來說，第10A圖繪示轉頻器1002，轉頻器1002包括處理器1004、接收器單元1007和傳輸器單元1008。轉頻器進一步包括三個磁性線圈：磁性線圈1010、磁性線圈1012、磁性線圈1014，其中此些磁性線圈的每一磁軸：磁軸1016、磁軸1018、磁軸1020是於不同方向中定向。例如第一線圈具有的磁軸是y方向，第二線圈具有的磁軸是x方向，且第三線圈具有的磁軸是z方向
如同第10B圖中繪示的，轉頻器平面相對於x軸、y軸和z軸的定向可基於球座標描述，此定向包括傾斜角度(inclination angle)θ和方位角度(azimuthal angle)φ，其中傾斜角度θ是相對於z軸而定義(z軸正交於波長轉變層的頂(top) 表面)，且其中方位角度φ是相對於x軸或y軸而定義。當轉頻器朝向偵測天線移動時，每一轉頻器線圈和偵測線圈間的電磁耦合，將改變而成為轉頻器和偵測天線間的距離函數。使用詳述於上的第1圖到第9圖的相似方案，這三個不同定向的線圈可用在兩個角度方向θ和Φ的角度偏離量進行校準。
本發明實施方式提出的是，判斷一序列的第一信號的信號強度的處理程序是可藉由多種方式實現的，其中一序列的第一信號是在轉頻器和基地台間進行交換，信號交換是基於第一線圈配置(例如第一轉頻器線圈和偵測線圈)和第二線圈配置(例如第二轉頻器線圈和偵測線圈)。舉例來說，第11A圖和第11B圖描繪根據本發明實施方式的計時系統，計時系統基於至少兩個不同的線圈配置方式，允許轉頻器和基地台間進行信號交換。舉例來說，在第11A圖的實施方式中，第一信號1114和第二信號1116可交替地使用兩個轉頻器線圈1110、轉頻器線圈1112，以在轉頻器11021和基地台1108間進行交換，其中傳輸中的第一轉頻器線圈的磁軸方向和傳輸中的第二轉頻器線圈的磁軸方向具有不同的定向。因此，在移動中轉頻器經過計時線期間，轉頻器傳輸一序列的第一信號和一序列的第二信號，一旦轉頻器進入偵測天線的所及範圍內，一序列的第一信號和一序列的第二信號是由偵測天線1106所偵測。基地台1108可偵測第一信號和第二信號，判斷這些信號的信號強度，並判斷時例，時例意指在哪個時間信 號藉由基地台所接收。基地台中的經過時間演算法則可基於信號強度和相關聯的時例，接續地計算經過時間。
第11B圖進一步地繪示一實施方式，其中第一信號1114和第二信號1116可交替地使用轉頻器線圈1113和至少兩個不同定向的偵測天線11061,2，以在轉頻器11022和基地台1108間進行交換。因此，在移動中轉頻器經過計時線期間，轉頻器可交替地接收第一偵測天線11061所傳輸的第一信號，判斷所接收的第一信號的信號強度，且接續著傳輸第二信號至第二偵測天線11062，其中第二信號包括相關聯的第一信號的信號強度。基地台1108可偵測多個第二信號，判斷這些信號的信號強度，並判斷多個時例，這些時例意指在哪個時間第二信號藉由基地台所接收。基地台中的經過時間演算法則可基於第一信號和第二信號的信號強度值和相關聯的時例，接續地計算經過時間。
第12圖繪示方塊圖，此方塊圖繪出例示性的資料處理系統，其可被用於參考第1圖到第11圖所描述的系統和方法中。資料處理系統1200可具有至少一處理器1202，處理器1202通過系統匯流排1006耦接至記憶元件1204。如此一來，資料處理系統可儲存程式碼在記憶元件1204中。進一步來說，處理器1202可經由系統匯流排1206執行程式碼，程式碼是存取自記憶元件1204。在一方面，資料處理系統可用電腦實現，此電腦是適合用以儲存及/或執行程式碼。然而需了解 的是，資料處理系統可用任何系統的形式實現，包括能夠實行說明書中描述的功能之處理器和記憶體。
記憶元件1204可包括一或多個實體的記憶裝置，例如，舉例來說，區域記憶體(local memory)1208和一或多個大量儲存(bulk storage)裝置1210。區域記憶體可指隨機存取記憶體或其他非持續(non-persistent)記憶裝置，通常使用於實地執行程式碼期間。大量儲存裝置可用硬碟或其他持續資料儲存裝置實現。處理系統可亦具有一或多個快取記憶體(未顯示)，快取記憶體提供至少一些程式碼的暫時儲存，以便降低在執行期間程式碼需要從大量儲存裝置1210中取回的次數。
輸入/輸出(I/O)裝置繪示為輸入裝置1212和輸出裝置1214，可選擇地耦接至資料處理系統。輸入裝置的實施例可具有但不限定於，例如：鍵盤、指向裝置例如滑鼠或其他相似者。輸出裝置的實施例可具有但不限定於，例如：螢幕或顯示器(display)、揚聲器(speakers)或其他相似者。輸入/輸出裝置可直接地耦接至資料處理系統，或經由居中的(intervening)I/O控制器。
網路配接器(network adapter)1216可亦耦接至資料處理系統，讓資料處理系統經由居中的私人網路或公用網路而能夠轉而耦接至其他系統、電腦系統、遠端網路裝置及/或遠端儲存裝置。網路配接器可包括資料接收器，用以接 收資料，資料是藉由系統、裝置或網路所傳輸，資料傳輸至前述資料和資料傳輸器，資料傳輸器是用以傳輸資料至系統、裝置及/或網路。調製解調器(modems)、光纖調製解調器(cable modems)和乙太網路卡為網路配接器的不同型態之例示，可搭配資料處理系統使用。
如第12圖所示，記憶元件1204可儲存應用程式(application)1218，需了解的是，資料處理系統1200可進一步執行作業系統(未顯示)，作業系統可便利化應用程式的執行。以可執行的程式碼型態實現的應用程式可藉由資料處理系統1200執行，例如，藉由處理器1202。為回應所執行的應用程式，資料處理系統可配置為用以實行進一步詳述於下的一或多個作業。
在一方面，舉例來說，資料處理系統1200可代表用戶端資料處理系統。在此情況中，應用程式1218可代表用戶端應用程式，當執行用戶端應用程式時，配置資料處理系統1200實行以下指為”用戶端”的各種功能。用戶端的例示可包括但不限定於個人電腦、可攜式電腦、行動電話或其他相似者。
此處所使用的術語僅用於描述特定實施方式，並非用以限定本發明。如同此處所使用的，單數型態”一”(a,an)、”此”(the)、”該”(the)也用於包括複數型態，除非內容有明確地指出。需進一步瞭解的是，在此說明書中使用的用語”包 括”(comprises,comprising)型態特定指出所述特徵、整體(integers)、步驟、作業、元件及/或要件(components)的存在，但非用以排除增加一或多個其他特徵、整體、步驟、作業、元件及/或要件及/或群組(groups)的可能。
在以下的申請專利範圍中出現相關的結構、材料、動作和所有工具或步驟的等同，加上功能元件，是用以具有任何結構、材料、動作以實行結合其他申請專利範圍的元件的功能，如同所特定申請的。本發明的說明已藉由繪圖和描述而呈現，但非以揭露的型態而盡列說明或用以限制本發明。許多的修改和變化對於本發明所屬技術領域中具有通常知識者來說是顯而易見，且不脫離本發明的範圍和精神。選定和描述實施方式以最佳地解釋本發明和實際說明書上的主要精神，並讓其他本發明所屬技術領域中具有通常知識者能夠在考量特定使用上，各種修改和實施方式是適當的。
202‧‧‧轉頻器模組
204‧‧‧基地台
205‧‧‧計時線
206‧‧‧偵測天線
208‧‧‧傳輸器單元
210‧‧‧資料封包第一(轉頻器)信號
212‧‧‧接收器單元
214‧‧‧第二(基地台)信號
216‧‧‧接收器單元
220‧‧‧傳輸器單元
222‧‧‧處理器
224‧‧‧處理器
226‧‧‧平面基底
228‧‧‧第一(接收器)線圈
230‧‧‧磁軸
232‧‧‧第二(傳輸)線圈
233‧‧‧檔頭
234‧‧‧磁軸
2341-3‧‧‧信號強度值

Claims (18)

  1. 一種判斷移動中轉頻器的經過時間的方法，該轉頻器經過一基地台的一.偵測天線(detection antenna)，該方法包括：在該經過時間期間，於該第一轉頻器線圈和該偵測天線間交換一序列的第一信號，且於一第二轉頻器線圈和該偵測線圈間交換一序列的第二信號；相關聯具有複數個時例的該些第一信號及/或該些第二信號於該些時例(time instances)，該些時例意指當該第一信號及/或該第二信號於該轉頻器和該基地台間交換的時間；以及判斷該轉頻器的該經過時間，基於該些第一信號和該些第二信號的該些信號強度，較佳地該些時例意指該些第一信號及/或該些第二信號藉由該基地台接收的時間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該第一轉頻器線圈的磁軸的方向不同於該第二轉頻器線圈的磁軸的方向，較佳地該第一轉頻器線圈的磁軸的方向是實質地垂直於該第二轉頻器線圈的磁軸的方向。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的方法，其中該經過時間是基於至少一時例所判斷，至少一時例是相關聯該第一信號 的至少一最大場強度值(field strength values)，且至少一時例是相關聯該第二信號的至少一最小場強度值。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項之任一項所述的方法，進一步包括：使用該第一轉頻器線圈以接收該些第一信號，藉由該偵測天線傳輸；以及使用該第二轉頻器線圈以傳輸該些第二信號至該偵測天線，其中該第二信號包括該些第一信號的複數個第一信號強度值。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的方法，進一步包括：判斷相關聯該些第一信號的複數個第一信號強度值；插入一或多個該些第一信號強度值作為在多個資料封包內的酬載(payload)；以及傳輸包括該些資料封包的多個第二信號至該偵測天線。
  6. 如申請專利範圍第4項或第5項所述的方法，進一步包括：偵測該些第二信號；相關聯該些第二信號於多個第二場強度值。
  7. 如申請專利範圍第1項至第3項之任一項所述的方法，進一步包括：該轉頻器使用該第一轉頻器線圈，用以傳輸該些第一信號至該偵測天線；並且，使用該第二轉頻器線圈以傳輸該些第二信號至該偵測天線。
  8. 如申請專利範圍第1項至第7項之任一項所述的方法，進一步包括：偵測該些第一信號及第二信號；判斷第一場強度值相關聯於該些第一信號的強度，及該第二場強度值相關聯於該些第二信號的強度。
  9. 如申請專利範圍第1項至第8項之任一項所述的方法，進一步包括：判斷至少一第一時例T1及至少一第二時例T2，在該第一時例T1中該些第一信號的該信號強度具有至少一最小信號強度值，在該第二時例T2中該些第二信號的該信號強度具有至少一最大信號強度值；判斷一經過時間Tp，藉由基於T1和T2校準(correcting)T1或T2，較佳地基於T1和T2間的差異值(difference)。
  10. 一種用以判斷移動中複數個轉頻器的經過時間的計時系統(timing system)，該移動中轉頻器經過一基地台的至少一偵測天線，該計時系統配置為用以：在至少一轉頻器的經過期間，於該第一轉頻器線圈和該偵測天線間交換一序列的第一信號，且於一第二轉頻器線圈和該偵測線圈間交換一序列的第二信號；相關聯該些第一信號及/或該些第二信號於複數個時例(time instances)，該些時例意指當該第一信號及/或該第二信號於該轉頻器和該基地台間交換的時間；以及判斷該至少一轉頻器的該經過時間，基於該些第一信號和該些第二信號的該些信號強度及該些時例。
  11. 一種用以判斷移動中複數個轉頻器的經過時間的基地台，該移動中轉頻器經過一偵測天線，該基地台配置為用以：在至少一轉頻器的經過期間，經由該偵測天線傳輸一序列的第一信號至一第一轉頻器線圈並接收一序列的第二信號，該序列的第二信號是藉由一第二轉頻器線圈傳輸至該偵測天線，該第二信號包括該些第一信號的複數個信號強度值；相關聯該些第一信號及/或該些第二信號於複數個時例(time instances)，該些時例意指當該第一信號及/或該第二信號於該轉頻器和該基地台間交換的時間；以及 判斷該轉頻器的該經過時間，基於該些第一信號和該些第二信號的該些信號強度及該些時例。
  12. 一種用以判斷移動中複數個轉頻器的經過時間的基地台，該移動中轉頻器經過一偵測天線，該基地台配置為用以：在至少一轉頻器的經過期間，接收一序列的第一信號，該些第一信號藉由一第一轉頻器線圈傳輸，並接收一序列的第二信號，該些第二信號藉由一第二轉頻器線圈傳輸；相關聯該些第一信號及/或該些第二信號於複數個時例，該些時例意指當該第一信號及/或該第二信號於該轉頻器和該基地台間交換的時間；以及判斷該轉頻器的該經過時間，基於該些第一信號和該些第二信號的該些信號強度及該些時例。
  13. 一種用以判斷移動中複數個轉頻器的經過時間的時間測定模組(timing module)，該移動中轉頻器經過一基地台的一偵測天線，該時間測定模組配置為用以：接收多個第一信號強度值，該些第一信號強度值相關聯於一序列的第一信號，該些第一信號於至少一轉頻器和該基地台間交換；以及，接收多個第二信號強度值，該些第二信號強度值相關聯於一序列的第二信號，該些第二信號於至少一轉頻器和該基地台間交換；其中該些第一信號強度值和該些第 二信號強度值相關聯於多個時例，在該些時例中，該些第一信號和該些第二信號在該轉頻器和該基地台間交換；判斷至少一第一時例T1及至少一第二時例T2，在該第一時例T1中該些第一信號的該信號強度具有至少一最小信號強度值，在該第二時例T2中該些第二信號的該信號強度具有至少一最大信號強度值；判斷一經過時間Tp，藉由基於T1和T2校準(correcting)T1或T2，較佳地基於T1和T2間的差異值(difference)。
  14. 一種用以和計時系統交換信號的轉頻器，該計時系統配置為用以當該轉頻器經過該計時系統的一偵測天線時，判斷經過時間，該轉頻器包括：一偵測器單元，該偵測器單元使用一第一轉頻器線圈，用以偵測複數個第一信號，該些第一信號藉由該計時系統於一第一載頻上傳輸至該轉頻器；一傳輸器單元，該傳輸器單元使用一第二轉頻器線圈，用以於一第二載頻上傳輸複數個第二信號至該偵測天線；其中該第一轉頻器線圈的磁軸的方向不同於該第二轉頻器線圈的磁軸的方向；以及其中該第一轉頻器線圈的磁軸的方向和該第二轉頻器線圈的磁軸的方向是不同的；較佳地該第一轉頻器線圈的磁軸的方向是實質地垂直於該第二轉頻器線圈的磁軸的方向。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的方法，進一步包括：一轉頻器處理器，該轉頻器處理器配置為用以測量該些第二信號的信號強度，用以提供一或多個資料封包，插入該些第二信號的一或多個已測量的信號強度值做為該些一或多個資料封包內的酬載，並提供該些一或多個資料封包至該傳輸器單元以傳輸複數個第一信號至該偵測天線，該些第一信號包括該些一或多個資料封包，較佳地插入兩個或多個信號強度值於至少一該些資料封包的酬載中的序列方式(sequence)，是藉由該轉頻器已偵測該些第一信號的順序(order)所判斷。
  16. 如申請專利範圍第16項至第18項的任一項所述的轉頻器，其中該轉頻器處理器是配置以啟動(activate)該接收器單元及/或該傳輸器單元，假使該第二信號的信號強度是高於預設信號強度閥值，或假使該些第二信號包括一預設調變模式(predetermined modulation pattern)。
  17. 一種運動圍兜(bib)，包括：一支撐薄片(sheet)，該支撐薄片可固定至衣物及/或身體以支撐一轉頻器，較佳地該支撐薄片包括一印刷辨識符(identifier)，該印刷辨識符位於該支撐薄片的一前側；以及 如專利申請範圍第16項至第18項的任一項的轉頻器，該轉頻器貼附至該支撐薄片，使得該第一轉頻器線圈或該第二轉頻器線圈的磁軸的方向之一是實質地平行於該支撐薄片的平面，且該第一轉頻器或該第二轉頻器線圈的磁軸之一是實質地垂直於該支撐薄片的平面。
  18. 一種電腦程式或電腦程式的套件(suite)，包括至少一軟體碼部分或一電腦程式產品，儲存至少一軟體碼部分，該軟體碼部分當在一電腦系統運行(run)時，是配置為用以執行如申請專利範圍第1項至第11項的一或多個方法。
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