TWI432761B - Positioning the ranging method and system, the distance measurement method - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種方法及系統，特別是指一種定位測距方法及系統。
由於科技的進步，使得全球定位系統(Global Positioning System,GPS)應用於室外執行測距與定位的精準度增高，但該全球定位系統卻無法使用於上方有遮蔽物的室內來進行定位測距。因此在室內定位測距方面，有電信業者提供利用手機接收訊號強度偵測(Received Signal Strength Indication,RSSI)定位方法取得使用者位置，但是此方法在訊號傳輸路徑有遮蔽物時會大幅降低精確度。因此為了將室內定位應用在人們的日常生活中，目前許多專家學者致力研究在室內複雜多變、障礙物多的環境中，當移動載具(例如機器人)於室內移動時，如何將移動載具準確定位。又通常在定位移動載具之前，必須先取得與標的物的距離和角度，或3個以上的量測器對移動載具做距離量測，因此，要讓移動載具達到準確的定位，必須先有良好的距離量測技術。
傳統一種可應用於室內的超音波測距方法是由一測量端發射一超音波信號至一本次待測物體，再藉由該超音波信號的反射來得到一相關於該本次待測物體之量取距離，但這種方法容易受到障礙物的影響，例如在實際的量測環境中，除了該本次待測物體之外，尚存在許多反射超音波的其餘待測物體及其他的障礙物，以致於會接收到來自其餘待測物體及障礙物的反射音波。若障礙物較本次待測物體更接近該測量端時，將先擷取障礙物的反射音波，而使該本次待測物體的反射音波受到干擾更加嚴重，無法正確地獲得待測距離。
另外，中華民國第I234641號專利揭露的另一種適用於室內的測距方法，則是先令一主控端傳送一感測信號給一受控端，當受控端收到該感測信號時，會同步送出速度不同的一第一信號及一第二信號給主控端，主控端再根據第一信號與第二信號到達的時間差值換算得到主控端與受控端之間的距離。此種距離量測方法雖然不需透過信號反射來量測距離，但主控端必需先送一感測信號至受控端才可進行距離量測，而且只可一對一做距離量測，若要將距離量測應用於室內定位，則需要至少一對三的距離量測，因此，無法用於室內定位。
如圖1所示，於中華民國第200928418號專利公開案揭露一種習知的定位測距系統，適用於一室內環境且可一對多進行距離量測，且該定位測距系統包含一發訊裝置100及多個感測裝置200。
該發訊裝置100具有一控制器105、一電連接於該控制器105的紅外線發射器102、一電連接於該控制器105的超音波發射器104，及一電連接於該控制器105的無線通訊單元106。
每一感測裝置200具有一測距單元204、一電連接於該測距單元204的紅外線接收器202、一電連接於該測距單元204的超音波接收器206，及一電連接於該測距單元204的無線通訊單元208。
該定位測距系統執行一種定位測距方法，如圖2所示，且該定位測距方法包含一距離量測程序A2和一定位程序A3。
該距離量測程序A1包括以下步驟：
步驟1：利用該發訊裝置100的紅外線發射器102發射一用於同步的紅外線信號，並同時利用該發訊裝置100的超音波發射器104發射一用於測距的超音波信號，又步驟1中控制器105如何控制紅外線發射器102及超音波發射器104的詳細做法可參閱中華民國第200928418號專利公開案，故不再重述。
步驟2：利用多個感測裝置200從該發訊裝置100接收該紅外線信號並據以開始計時，且該等感測裝置200各自判斷是否於一預設時間內從該發訊裝置100接收到該超音波信號，若是，則進到步驟3，反之，則進到步驟20。
步驟20：利用未收到該超音波信號的每一感測裝置200將計時清空，並利用其無線通訊單元208傳送一測距超時通知給該發訊裝置100，並結束。
步驟3：利用收到該超音波信號的每一感測裝置200根據接收到該射頻信號和該超音波信號之間的時間差，進行估算以得到一與該發訊裝置100之間距離的距離量測值，又步驟3中的詳細做法可參閱中華民國第200928418號專利公開案，故不再重述。
該定位程序A2包括以下步驟：
步驟4：利用收到該超音波信號的每一感測裝置200的無線通訊單元208將測得的該距離量測值傳送到該發訊裝置100的無線通訊單元106。
步驟5：利用該發訊裝置100根據該等距離量測值以定位出該發訊裝置100在室內環境的位置，又如何定位的詳細作法可參閱習知文獻，故不再重述。
但是該定位測距系統具有以下缺點：
1.使用紅外線信號容易被室內燈光、遙控器等裝置干擾，而導致距離量測值發生錯誤。
2.所使用的無線通訊單元106根據較複雜的通訊協定的Zigbee通訊協定來執行傳送該距離量測值或測距超時通知，來實現發訊裝置與感測裝置之間的通訊，使得資料傳送間的時間差不穩定，故無法提供同步功能，故需另外使用紅外線發射器102、紅外線接收器202來發射、接收紅外線信號以提供同步功能，導致增加該發訊裝置100與感測裝置200的硬體成本。
3.又Zigbee通訊協定較為複雜而增加設計成本。
因此，本發明之第一目的，即在提供一種可增加距離量測的精確度的距離量測方法。
該距離量測方法，適用於由一定位測距系統執行，該定位測距系統包含一預存一序列表的無線協調裝置、多個發訊裝置及多個無線感測裝置，又該序列表儲存已登記的每一發訊裝置執行定位測距的前後順序，且該距離量測方法包含以下步驟：
(A)利用該無線協調裝置發送一具有該序列表的射頻信號，以對登記於該序列表中的每一發訊裝置進行廣播；
(B)利用每一發訊裝置根據該序列表以判斷是否為負責執行本次定位測距的發訊裝置；
(C)若步驟(B)的判斷結果為是時，利用該發訊裝置同時發出一用於同步的射頻信號和一用於測距的超音波信號；
(D)利用每一無線感測裝置從該發訊裝置接收該用於同步的射頻信號並據以開始計時；及
(E)利用每一無線感測裝置從該發訊裝置接收該超音波信號，且該無線感測裝置根據接收到該用於同步的射頻信號和該超音波信號之間的時間差，進行估算以得到一與該發訊裝置之間距離相關的距離量測值。。
本發明之第二目的，即在提供一種定位測距系統。
該定位測距系統，包含：多個發訊裝置；一無線協調裝置，預存一序列表，且該序列表儲存已登記的每一發訊裝置執行定位測距的前後順序，該無線協調裝置發送一具有該序列表的射頻信號，以對登記於該序列表中的每一發訊裝置進行廣播，該等發訊裝置分別根據該序列表以判斷是否為負責執行本次定位測距的發訊裝置，若是，則該發訊裝置同時發出一用於同步的射頻信號和一用於測距的超音波信號；及多個感測設備，每一感測設備包括：一無線感測裝置，從該發訊裝置接收該用於同步的射頻信號並據以開始計時，且從該發訊裝置接收該超音波信號，且該等無線感測裝置各自根據接收到該用於同步的射頻信號和該超音波信號之間的時間差，進行估算以得到一與該發訊裝置之間距離的距離量測值。
本發明之第三目的，即在提供一種定位測距方法。
該定位測距方法，適用於由一定位測距系統執行，該定位測距系統包含一發訊裝置及多個無線感測裝置，且該定位測距方法包含以下步驟：
(A)利用該發訊裝置同時發出一用於同步的射頻信號和一用於測距的超音波信號；
(B)利用多個無線感測裝置從該發訊裝置接收該用於同步的射頻信號並據以開始計時；
(C)利用多個無線感測裝置從該發訊裝置接收該超音波信號，且該等無線感測裝置各自根據接收到該射頻信號和該超音波信號之間的時間差，進行估算以得到一與該發訊裝置之間距離的距離量測值；
(D)利用該等無線感測裝置各自根據於一時槽通訊方式中所分配的時段，依序發出一具有一匯整測距資料的射頻信號，該匯整測距資料包含一距離量測值，該距離量測值是相關於該無線感測裝置與該發訊裝置距離；及
(E)利用該發訊裝置依序從該等無線感測裝置接收該等具有該匯整測距資料的射頻信號，並據以定位出該發訊裝置的位置。
本發明之第四目的，即在提供一種定位測距系統。
該定位測距系統，包含：多個感測設備，每一感測設備包括：一無線感測裝置，根據於一時槽通訊方式中所分配的時段，依序發出一具有一匯整測距資料的射頻信號，該匯整測距資料包含一距離量測值，該距離量測值是相關於該無線感測裝置與該發訊裝置距離；及一發訊裝置，依序從該等無線感測裝置接收該等具有該匯整測距資料的射頻信號，並據以定位出該發訊裝置的位置。
本發明之第五目的，即在提供一種定位測距方法。
該定位測距方法，適用於由一定位測距系統執行，該定位測距系統包含一預存一序列表的無線協調裝置、多個發訊裝置及多個無線感測裝置，又該序列表儲存已登記的每一發訊裝置執行定位測距的前後順序，且該定位測距方法包含以下步驟：
(A)利用該無線協調裝置發送一具有該序列表的射頻信號，以對登記於該序列表中的每一發訊裝置進行廣播；
(B)利用每一發訊裝置根據該序列表以判斷是否為負責執行本次定位測距的發訊裝置；
(C)若步驟(B)的判斷結果為是時，利用該發訊裝置同時發出一用於同步的射頻信號和一用於測距的超音波信號；
(D)利用每一無線感測裝置從該發訊裝置接收該用於同步的射頻信號並據以開始計時；
(E)利用每一無線感測裝置從該發訊裝置接收該超音波信號，且該無線感測裝置根據接收到該用於同步的射頻信號和該超音波信號之間的時間差，進行估算以得到一與該發訊裝置之間距離相關的距離量測值；
(F)利用該等無線感測裝置各自根據於一時槽通訊方式中所分配的時段，依序發出一具有一匯整測距資料的射頻信號，該匯整測距資料包含該距離量測值；及
(G)利用該發訊裝置依序從該等無線感測裝置接收該等具有該匯整測距資料的射頻信號，並據以定位出該發訊裝置的位置。
本發明之第六目的，即在提供一種定位測距系統。
該定位測距系統，包含：一發訊裝置，包括：一射頻通訊模組，發出一用於同步的射頻信號；及一超音波發送模組，同時發出一用於測距的超音波信號；及多個感測設備，每一感測設備包括：一無線感測裝置，具有：一射頻通訊模組，該發訊裝置的該射頻通訊模組接收該用於同步的射頻信號；及一超音波接收模組，從該超音波發送模組接收該超音波信號；該等無線感測裝置各自根據接收到該射頻信號和該超音波信號之間的時間差進行估算以得到一與該發訊裝置距離的距離量測值。
有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。
如圖3所示，本發明定位測距系統之較佳實施例包含：一無線協調裝置71、多個發訊裝置72，及多個感測設備73。在圖3中為方便說明只畫出二個發訊裝置72及二個感測設備73。
每一發訊裝置72包括一發訊控制器721、一電連接於該發訊控制器721的射頻通訊模組722，及一超音波發送模組723。超音波發送模組723包括一電連接於該發訊控制器721的換能器724，及一電連接於該換能器724的超音波發射器725。
每一感測設備73具有一無線感測裝置74，及多個附屬於該無線感測裝置74的有線感測裝置75，且該無線感測裝置74是經由有線網路連接於該等附屬的有線感測裝置75。
無線感測裝置74包括一射頻通訊模組741、一電連接於該射頻通訊模組741的無線感測控制器742、一電連接於該無線感測控制器742的無線計時器743，及一超音波接收模組744。該超音波接收模組744具有一超音波接收器745、一電連接於該超音波接收器745的超音波放大器746、一電連接於該超音波放大器756與該無線感測控制器742之間的數位轉換器747。
該有線感測裝置75包括一透過有線網路連接於該無線感測控制器742及該射頻通訊模組741的有線感測控制器751、一電連接於該有線感測控制器751的有線計時器752，及一超音波接收模組753。
無線協調裝置71包括一預存一序列表的協調控制器711及一電連接於該協調控制器711的射頻通訊模組712，該序列表儲存已登記的每一發訊裝置72的識別資料(identification data，ID)、每一無線及有線感測裝置74、75的識別資料、已登記的每一發訊裝置72執行定位測距的前後順序，及每一無線感測裝置74於一時槽通訊方式中所分配的時段，也就是說由那一發訊裝置72執行本次定位測距，而該等無線感測裝置74各自於哪一時段向本次發訊裝置72作出回應。
該定位測距系統執行一種定位測距方法，如圖4所示，該定位測距方法包含一序列表編列程序A1、一距離量測程序A2，及一定位程序A3。且該定位測距系統更執行一種距離量測方法，該距離量測方法包含一序列表編列程序A1及一距離量測程序A2，但不限於此做法，該距離量測方法的一變形，則是包含一序列表編列程序A1、一距離量測程序A2，及一定位程序A3。
<序列表編列程序>
如圖5所示，該序列表編列程序A1包括以下步驟：
步驟10：利用該無線協調裝置71的協調控制器711偵測該無線協調裝置71的射頻通訊模組712是否收到一欲加入的發訊裝置72發出一具有一識別資料的加入請求，若是，則進到步驟11，反之，則進到步驟12。
步驟11：利用該無線協調裝置71的協調控制器711根據該加入請求，將該欲加入的發訊裝置72的識別資料寫入該序列表，以使該欲加入的發訊裝置72成為一已登入的發訊裝置72。
步驟12：利用該無線協調裝置71發送一具有該序列表的射頻信號，以對登記於該序列表中的每一發訊裝置72進行廣播。
且該步驟12包括以下子步驟：
子步驟121：利用該協調控制器711輸出一具有該序列表的數位信號。
子步驟122：利用該無線協調裝置71的射頻通訊模組712經由一串列通訊介面(Serial Peripheral Interface，SPI)從該協調控制器711接收該具有該序列表的數位信號，並據以輸出該具有該序列表的射頻信號，其中，該射頻信號的目的地是相關於每一發訊裝置72及每一無線感測裝置74的識別資料，但不限於此做法，該射頻信號的目的地也可以是不相關於所有的識別資料。
<距離量測程序>
如圖6所示，距離量測程序A2包括以下步驟：
步驟1：利用每一發訊裝置72及每一無線感測裝置74從該無線協調裝置71接收該具有該序列表的射頻信號，且每一發訊裝置72根據該序列表以判斷是否為負責執行本次定位測距的發訊裝置，若是，則進到步驟2，反之，則進入靜默狀態，使無線通訊頻段淨空以實現一載波檢測多路存取/碰撞避免(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance,CSMA/CA)機制而避免干擾本次定位測距，導致定位測距錯誤。
其中，該步驟1的詳細做法為：利用每一發訊裝置72的射頻通訊模組722及每一無線感測裝置74的射頻通訊模組741從該無線協調裝置71接收該具有該序列表的射頻信號，並分別據以輸出一具有該序列表的數位信號，進而利用每一發訊控制器721、每一無線感測控制器742分別從所對應的射頻通訊模組722、741接收該具有該序列表的數位信號並將該序列表儲存，且每一發訊控制器721根據該序列表以判斷是否應執行本次定位測距。
步驟2：該負責發訊裝置72同時發出一用於同步的射頻信號和一用於測距的超音波信號(40KHz，-10V~+10V)，且包括以下子步驟：
子步驟21：利用該發訊控制器721根據該序列表發出一控制信號。
子步驟22：利用該射頻通訊模組722從該發訊控制器721接收該控制信號，並受該控制信號控制以輸出該用於同步之射頻信號，且同時輸出一通知信號，其中，該同步之射頻信號的目的地是相關於每一無線感測裝置73的識別資料。
子步驟23：利用該發訊控制器721從該射頻通訊模組722接收該通知信號，並即時據以發出一數位信號(40KHz，0V~5V)。
子步驟24：利用該超音波發送模組723從該發訊控制器721接收該數位信號，並據以進行轉換成該超音波信號並予以輸出，且詳細做法如下：先利用一換能器724從該發訊控制器721接收該數位信號，並將該數位信號進行電壓準位調整以得到一放大信號(-10V~+10V)，進而利用一超音波發射器725從該換能器724接收該放大信號並遭該放大信號驅動以發出該超音波信號。
步驟3：利用每一無線感測裝置73從該發訊裝置72接收該用於同步的射頻信號並據以開始計時，且該無線感測裝置73判斷是否於一預設時間內從該發訊裝置72接收到該超音波信號，若是，則進到步驟4，反之，則進到步驟3I，且該步驟3包括以下子步驟：子步驟30：利用該無線感測裝置74的射頻通訊模組741從該發訊裝置72接收該用於同步的射頻信號，並據以輸出一通知信號。
子步驟31：利用該無線感測控制器742從該無線感測裝置74的射頻通訊模組741接收該通知信號，並據以輸出一開始計時信號。
子步驟32：利用該無線計時器743從該無線感測控制器742接收該開始計時信號，並據以開始計時。
子步驟33：利用該無線感測控制器742是否於該預設時間內接收到來自該超音波接收模組744所產生的一數位信號，來判斷該超音波接收模組744是否於該預設時間內收到該超音波信號，若是，則進到步驟4，反之，則進到步驟3I，其中，在本實施例中，該預設時間為15ms。
其中於該子步驟33，該無線感測控制器742的超音波接收模組744產生該數位信號的詳細做法為：先利用該超音波接收器745從該負責發訊裝置72接收該振幅衰減的超音波信號，並轉換成一電氣信號。再利用該超音波信號放大器746從該超音波接收器745接收該電氣信號，並將該電氣信號進行增益放大以得到一呈弦波的類比信號。最後利用該數位轉換器747從該超音波信號放大器746接收該類比信號，並將該類比信號進行類比至數位轉換以得到該數位信號。
步驟3I：利用未收到該超音波信號的每一無線感測裝置74將計時清空，並跳到定位程序A3的步驟80。
其中，於步驟3I的詳細做法為：先利用該無線感測控制器742發出一重置信號，進而利用該無線計時器743從該無線感測控制器742接收該重置信號，並據以停止並清空計時。
步驟4：利用收到該超音波信號的每一無線感測裝置74根據接收到該用於同步的射頻信號和該超音波信號之間的時間差，進行估算以得到一與該發訊裝置72之間距離相關的距離量測值，且該步驟4具有以下子步驟：
子步驟41：利用該無線感測控制器742從該數位轉換器747接收該數位信號，並據以發出一結束計時信號。
子步驟42：利用該無線計時器743從該無線感測控制器742接收該結束計時信號，並據以結束計時以得到一時間量測值。
子步驟43：利用該無線感測控制器742從該無線計時器743接收該時間量測值，並根據該時間量測值t與超音波波速v進行估算以得到該距離量測值d，該距離量測值d如下所示：
d=(t×v)-er
其中，參數er為執行量測與信號傳輸時所導致的固定差值。
由於射頻信號是以光速(3x108
m/s)行進，超音波信號是以聲速(340m/s)行進，若以傳輸5公尺的距離來計算，射頻信號的傳輸時間只要16ns(奈秒)，而超音波信號12的傳輸時間約為15ms(即約15x106
ns)，因此，以室內環境來說，在5公尺的距離傳輸情況下，相較於超音波信號的傳輸時間，射頻信號的傳輸時間快到可以忽略不計。又該射頻通訊模組是使用2.4GHz開放頻段，並且符合IEEE 802.15.4協定。
步驟5：利用每一有線感測裝置75從所附屬的該無線感測裝置74接收該通知信號並據以開始計時，且每一有線感測裝置75判斷是否於一預設時間內從該發訊裝置72接收到該超音波信號，若是，則進到步驟6，反之，則進到步驟5I，且該步驟5具有以下子步驟：
子步驟51：利用該有線感測控制器742從所附屬的該無線感測裝置74的射頻通訊模組741接收該通知信號，並據以輸出一開始計時信號。
子步驟52：利用該有線感測計時器752從該有線感測控制器751接收該開始計時信號，並據以開始計時。
子步驟53：利用該有線感測控制器751是否於該預設時間內接收到來自該有線感測裝置75的超音波接收模組753所產生的一數位信號，以判斷該有線感測裝置75的超音波接收模組753是否於該預設時間內收到該超音波信號，若是，則進到步驟6，反之，則進到步驟5I。
又該有線感測裝置75的超音波接收模組753產生該數位信號的詳細做法如同該無線感測裝置74的超音波接收模組744，故不再重述。
步驟5I：利用未收到該超音波信號的每一有線感測裝置75將計時清空，並跳到定位程序A3的步驟80。
又步驟5I的詳細做法為：利用該有線感測控制器751發出一重置信號使該有線計時器752停止並清空計時。
步驟6：利用收到該超音波信號的每一有線感測裝置75根據接收到該射頻信號和該超音波信號之間的時間差，進行估算以得到一與該發訊裝置72之間距離相關的距離量測值，且該步驟6具有以下子步驟：
子步驟61：利用該有線感測控制器751根據該有線感測裝置75的超音波接收模組753的該數位信號，發出一結束計時信號。
子步驟62：利用該有線計時器752從該有線感測控制器751接收該結束計時信號，並據以結束計時以得到一時間量測值。
子步驟63：利用該有線感測控制器751從該有線計時器752接收該時間量測值，並根據該時間量測值與超音波波速進行估算以得到該距離量測值。
步驟7：利用該有線感測裝置75的有線感測控制器751將該距離量測值與其識別資料合併成一封包等待送出。
<定位程序>
如圖7所示，該定位程序A3包括以下步驟：
步驟80：利用每一無線感測裝置74的無線感測控制器742對所附屬的多個有線感測裝置75的有線感測控制器751進行輪詢，以判斷所附屬的有線感測裝置75是否至少一個具有該距離量測值，若是，則進到步驟81，反之，進到步驟8A。
步驟81：利用該無線感測裝置74之無線感測控制器742經由一RS485介面從每一具有該距離量測值的有線感測裝置75之有線感測控制器751接收該封包。
步驟82：利用具有該距離量測值的每一無線感測裝置74之無線感測控制器742將該發訊裝置72的識別資料、接收到的封包、自己的距離量測值與自己的識別資料匯整以得到一匯整測距資料，而利用不具有該距離量測值的每一無線感測裝置74之無線感測控制器742則將該發訊裝置72的識別資料與該封包作為該匯整測距資料，並進到步驟83。
步驟8A：利用具有該距離量測值的每一無線感測裝置74之無線感測控制器742將該發訊裝置72的識別資料、自己的距離量測值匯與自己的識別資料作為一匯整測距資料，而利用不具有該距離量測值的每一無線感測裝置74之無線感測控制器742則產生一測距失敗通知，並進到步驟83。
步驟83：利用每一無線感測裝置74根據於一時槽通訊方式中所分配的時段，依序發出一具有該匯整測距資料的射頻信號或一具有該測距失敗通知的射頻信號，其中，該射頻信號的目的地是相關於該負責發訊裝置72的識別資料。
又步驟83的詳細做法為：利用無線感測控制器742根據於該時槽通訊方式中所分配的時段輸出一具有該匯整測距資料或該測距失敗通知的控制信號。進而利用該射頻通訊模組741從該無線感測控制器742接收該控制信號，並據以發出該具有該匯整測距資料或該測距失敗通知的射頻信號。
步驟84：利用該負責發訊裝置72依序從該等無線感測裝置74接收該等具有該匯整測距資料的射頻信號或具有該測距失敗通知的射頻信號，並據以定位出該發訊裝置72在室內環境的位置，且步驟84包括以下子步驟：
子步驟841：利用該發訊裝置72的射頻通訊模組722依序從該等無線感測裝置74的射頻通訊模組741接收該等射頻信號。
子步驟842：利用該發訊控制器721從該發訊裝置72的射頻通訊模組722接收該等匯整測距資料。
子步驟843：利用該發訊控制器721將該等匯整測距資料中所有的距離量測值進行比較以取出三個用於估算的距離量測值，和三個所對應的識別資料，在本實施例中，該三個距離量測值分別是該等距離量測值中第一、第二及第三最短距離值。
又該發訊控制器721預存每一無線與有線感測裝置74、75的識別資料所對應的一室內座標。
子步驟844：利用該發訊控制器721根據該三識別資料進行查詢以得到三組所對應的室內座標。
子步驟845：利用該發訊控制器721將該三個用於估算的距離量測值與該三組所對應的室內座標，據以執行一種三角定位法以求出該發訊裝置的室內座標，如以下所示：
其中，參數(X1
、Y1
)、(X2
、Y2
)、(X3
、Y3
)分別是該三組所對應的室內座標，r1
、r2
、r3
分別是所對應的三組量測距離值。
綜上所述，上述實施例具有以下優點：
1.使用射頻信號不易被室內燈光、遙控器等裝置干擾，可增加距離量測的精確度。
2.所使用的發訊裝置72及無線感測裝置74的射頻通訊模組722、741根據無線協調裝置71訂定的序列表建立程序來執行通訊，能使用射頻信號提供同步功能，故不需另外使用紅外線發射器、紅外線發射器來發射，可降低硬體成本。
3.又相較於Zigbee通訊協定較為簡單而減少設計成本。
4.使用時槽通訊方式來傳送該射頻信號，可避免多組無線感測裝置74同時回傳時產生碰撞，因此能避免導致加長射頻信號的傳輸時間。
5.藉由同時使用無線感測裝置和有線感測裝置，可有效針對各種環境與供電狀況進行布建。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
A1~A3．．．定位的程序
10~12．．．建立的步驟
121~122．．．輸出的子步驟
1~8．．．執行的步驟
21~84．．．執行的子步驟
841~842．．．定位的子步驟
71．．．無線協調裝置
711．．．協調控制器
712．．．射頻通訊模組
72．．．發訊裝置
721．．．發訊控制器
722．．．射頻通訊模組
723．．．超音波發送模組
724．．．換能器
725．．．超音波發射器
73．．．感測設備
74．．．無線感測裝置
741．．．射頻通訊模組
742．．．無線感測控制器
743．．．無線計時器
744．．．超音波接收模組
745．．．超音波接收器
746．．．超音波放大器
747．．．數位轉換器
75．．．有線感測裝置
751．．．有線感測控制器
752．．．有線計時器
753．．．超音波接收器
圖1是一種習知的定位測距系統的方塊圖；
圖2是該習知的定位測距系統的方塊圖執行一種定位測距方法的流程圖；
圖3是本發明定位測距系統之較佳實施例的一方塊圖；
圖4是該較佳實施例執行一種定位測距方法的流程圖；
圖5是序列表編列程序的流程圖；
圖6是距離量測程序的流程圖；及
圖7是定位程序的流程圖。
71．．．無線協調裝置
711．．．協調控制器
712．．．射頻通訊模組
72．．．發訊裝置
721．．．發訊控制器
722．．．射頻通訊模組
723．．．超音波發送模組
724．．．換能器
725．．．超音波發射器
73．．．感測設備
74．．．無線感測裝置
741．．．射頻通訊模組
742．．．無線感測控制器
743．．．無線計時器
744．．．超音波接收模組
745．．．超音波接收器
746．．．超音波放大器
747．．．數位轉換器
75．．．有線感測裝置
751．．．有線感測控制器
752．．．有線計時器
753．．．超音波接收器
Claims (39)
- 一種距離量測方法，適用於由一定位測距系統執行，該定位測距系統包含一預存一序列表的無線協調裝置、多個發訊裝置及多個無線感測裝置，又該序列表儲存已登記的每一發訊裝置執行定位測距的前後順序，且該距離量測方法包含以下步驟：(A)利用該無線協調裝置發送一具有該序列表的射頻信號，以對登記於該序列表中的每一發訊裝置進行廣播；(B)利用每一發訊裝置根據該序列表以判斷是否為負責執行本次定位測距的發訊裝置；(C)若步驟(B)的判斷結果為是時，利用該發訊裝置同時發出一用於同步的射頻信號和一用於測距的超音波信號；(D)利用每一無線感測裝置從該發訊裝置接收該用於同步的射頻信號並據以開始計時；及(E)利用每一無線感測裝置從該發訊裝置接收該超音波信號，且該無線感測裝置根據接收到該用於同步的射頻信號和該超音波信號之間的時間差，進行估算以得到一與該發訊裝置之間距離相關的距離量測值。
- 依據申請專利範圍第1項所述之距離量測方法，在該步驟(A)之前，該距離量測方法更包含以下步驟：(A0)利用該無線協調裝置偵測是否收到一欲加入的發訊裝置發出一具有一識別資料的加入請求；及(A1)若步驟(A0)的判斷結果為是時，則利用該無線協調裝置根據該加入請求，將該欲加入的發訊裝置的識別資料寫入該序列表，以使該欲加入的發訊裝置成為一已登記的發訊裝置。
- 依據申請專利範圍第1項所述之距離量測方法，其中，每一無線感測裝置遭附屬多個有線感測裝置，且經由一有線網路電連接於該等附屬的有線感測裝置，在該步驟(D)更利用每一無線感測裝置接收該用於同步的射頻信號時據以輸出一通知信號，且該距離量測方法更包含以下步驟：(F)利用該等有線感測裝置從所附屬的該無線感測裝置接收該通知信號並據以開始計時，且每一有線感測裝置判斷是否於一預設時間內從該發訊裝置接收到該超音波信號；及(G)若步驟(F)的判斷結果為是時，則利用收到該超音波信號的每一有線感測裝置根據接收到該射頻信號和該超音波信號之間的時間差，進行估算以得到一與該發訊裝置之間距離的距離量測值。
- 一種定位測距系統，包含：多個發訊裝置；一無線協調裝置，預存一序列表，且該序列表儲存已登記的每一發訊裝置執行定位測距的前後順序，該無線協調裝置發送一具有該序列表的射頻信號，以對登記於該序列表中的每一發訊裝置進行廣播，該等發訊裝置分別根據該序列表以判斷是否為負責執行本次定位測距的發訊裝置，若是，則該發訊裝置同時發出一用於同步的射頻信號和一用於測距的超音波信號；及多個感測設備，每一感測設備包括：一無線感測裝置，從該發訊裝置接收該用於同步的射頻信號並據以開始計時，且從該發訊裝置接收該超音波信號，且該等無線感測裝置各自根據接收到該用於同步的射頻信號和該超音波信號之間的時間差，進行估算以得到一與該發訊裝置之間距離的距離量測值。
- 依據申請專利範圍第4項所述之定位測距系統，其中，該無線協調裝置包括：一協調控制器，預存該序列表並輸出一具有該序列表的數位信號；及一射頻通訊模組，電連接於該協調控制器以接收該具有該序列表的數位信號，並據以輸出該具有該序列表的射頻信號。
- 依據申請專利範圍第4項所述之定位測距系統，其中，每一發訊裝置包括：一射頻通訊模組，從該發訊裝置接收該具有該序列表的射頻信號，並據以輸出一具有該序列表的數位信號；一發訊控制器，電連接於所對應的該射頻通訊模組以接收具有該序列表的數位信號，並根據該序列表以判斷是否應執行本次定位測距，若是，則該發訊控制器根據該序列表發出一控制信號，又該射頻通訊模組從該發訊控制器接收該控制信號，並受該控制信號控制以輸出該用於同步之射頻信號，且同時輸出一通知信號，又該發訊控制器從該射頻通訊模組接收該通知信號並據以發出一數位信號；及一超音波發送模組，電連接於該發訊控制器以接收該數位信號，並據以進行轉換成該超音波信號並予以輸出。
- 依據申請專利範圍第6項所述之定位測距系統，其中，每一超音波發送模組包括：一換能器，電連接於所對應的該發訊控制器以接收該數位信號，並將該數位信號進行電壓準位調整以得到一放大信號；及一超音波發射器，電連接於該換能器以接收該放大信號並遭該放大信號驅動以發出該超音波信號。
- 依據申請專利範圍第4項所述之定位測距系統，其中，每一無線感測裝置具有：一射頻通訊模組，從該發訊裝置接收該用於同步的射頻信號，並據以輸出一通知信號；一無線感測控制器，電連接於該無線感測裝置的射頻通訊模組以接收該通知信號，並據以輸出一開始計時信號；一無線計時器，電連接於該無線感測控制器以接收該開始計時信號，並據以開始計時；及一超音波接收模組，從該發訊裝置接收該超音波信號，並轉換成一數位信號；該無線感測控制器從該超音波接收模組接收該數位信號，並據以發出一結束計時信號，又該無線計時器從該無線感測控制器接收該結束計時信號，並據以結束計時以得到一時間量測值，又該無線感測控制器從該無線計時器接收該時間量測值，並根據該時間量測值與超音波波速進行估算以得到該距離量測值。
- 依據申請專利範圍第8項所述之定位測距系統，其中，每一超音波接收模組包括：一超音波接收器，從該發訊裝置接收該超音波信號，並轉換成一電氣信號；一超音波信號放大器，電連接於該超音波接收器以接收該電氣信號，並將該電氣信號的進行增益放大以得到一呈弦波的類比信號；及一數位轉換器，電連接於該超音波信號放大器以接收該類比信號，並將該類比信號進行類比至數位轉換以得到該數位信號。
- 依據申請專利範圍第4項所述之定位測距系統，其中，每一無線感測裝置接收該用於同步的射頻信號時，更據以輸出一通知信號，且每一感測設備更包括：多個有線感測裝置，附屬於所對應的無線感測裝置並經由一有線網路連接於所附屬的無線感測裝置以接收該通知信號並據以開始計時，且每一有線感測裝置從該發訊裝置接收該超音波信號，且該等有線感測裝置各自根據接收到該通知信號和該超音波信號之間的時間差，進行估算以得到一與該發訊裝置之間距離相關的距離量測值，又該有線感測控制器更將該距離量測值與其識別資料合併成一封包等待送出，又每一無線感測裝置對所附屬的多個有線感測裝置進行輪詢，以判斷所附屬的有線感測裝置是否具有該距離量測值，若是，則利用該無線感測裝置從該具有該距離量測值的有線感測裝置接收該封包，進而該無線感測裝置將該封包、自己的識別資料及自己的距離量測值匯整以得到該匯整測距資料。
- 依據申請專利範圍第10項所述之定位測距系統，該序列表更儲存每一無線感測裝置於一時槽通訊方式中所分配的時段，其中：該無線協調裝置更發送該具有該序列表的射頻信號至每一無線感測裝置；該等無線感測裝置各自根據於該時槽通訊方式中所分配的時段，依序發出一具有該匯整測距資料的射頻信號；該發訊裝置依序從該等無線感測裝置接收該等具有該匯整測距資料的射頻信號，並據以定位出該發訊裝置的位置。
- 依據申請專利範圍第11項所述之定位測距系統，該發訊裝置預存每一感測裝置的識別資料所對應的一座標，其中，該發訊裝置更包括：一射頻通訊模組，依序從該等無線感測裝置接收該等射頻信號；一發訊控制器，從該發訊裝置的射頻通訊模組接收該等匯整測距資料，並將該等匯整測距資料中所有的距離量測值進行比較以取出三個用於估算的距離量測值，和三個所對應的識別資料，又該發訊裝置根據該三識別資料進行查詢以得到三組所對應的座標，進而該發訊裝置將該三個用於估算的距離量測值與該三組所對應的座標，據以執行一種三角定位法以求出該發訊裝置的座標。
- 依據申請專利範圍第12項所述之定位測距方法，其中，該三個距離量測值分別是該等距離量測值中第一、第二及第三最短距離值。
- 一種定位測距方法，適用於由一定位測距系統執行，該定位測距系統包含一發訊裝置及多個無線感測裝置，且該定位測距方法包含以下步驟：(A)利用該發訊裝置同時發出一用於同步的射頻信號和一用於測距的超音波信號；(B)利用多個無線感測裝置從該發訊裝置接收該用於同步的射頻信號並據以開始計時；(C)利用多個無線感測裝置從該發訊裝置接收該超音波信號，且該等無線感測裝置各自根據接收到該射頻信號和該超音波信號之間的時間差，進行估算以得到一與該發訊裝置之間距離的距離量測值；(D)利用該等無線感測裝置各自根據於一時槽通訊方式中所分配的時段，依序發出一具有一匯整測距資料的射頻信號，該匯整測距資料包含一距離量測值，該距離量測值是相關於該無線感測裝置與該發訊裝置距離；及(E)利用該發訊裝置依序從該等無線感測裝置接收該等具有該匯整測距資料的射頻信號，並據以定位出該發訊裝置的位置。
- 依據申請專利範圍第14項所述之定位測距方法，其中，每一無線感測裝置遭附屬多個有線感測裝置，且經由一有線網路電連接於該等附屬的有線感測裝置，在該步驟(A)更利用每一無線感測裝置接收該用於同步的射頻信號時據以輸出一通知信號，且該定位測距方法在該步驟(C)之後更包含以下步驟：(C1)利用該等有線感測裝置從所附屬的該無線感測裝置接收該通知信號並據以開始計時，且每一有線感測裝置判斷是否於一預設時間內從該發訊裝置接收到該超音波信號；(C2)若步驟(C1)的判斷結果為是時，則利用收到該超音波信號的每一有線感測裝置根據接收到該射頻信號和該超音波信號之間的時間差，進行估算以得到一與該發訊裝置之間距離的距離量測值；(C3)利用該有線感測裝置將該距離量測值與其識別資料合併成一封包等待送出；(C4)利用每一無線感測裝置對所附屬的多個有線感測裝置進行輪詢，以判斷所附屬的有線感測裝置是否具有該距離量測值；(C5)若子步驟(C4)的判斷結果為是時，則利用該無線感測裝置從該具有該距離量測值的有線感測裝置接收該封包；及(C6)利用具有該距離量測值的無線感測裝置將該封包、自己的識別資料及自己的距離量測值匯整以得到該匯整測距資料。
- 依據申請專利範圍第15項所述之定位測距方法，其中，該發訊裝置預存每一感測裝置的識別資料所對應的一座標，該步驟(E)更包括以下子步驟：(E1)利用該發訊裝置將該等匯整測距資料中所有的距離量測值進行比較以取出三個用於估算的距離量測值，和三個所對應的識別資料；(E2)利用該發訊裝置根據該三識別資料進行查詢以得到三組所對應的座標；及(E3)利用該發訊裝置將該三個用於估算的距離量測值與該三組所對應的座標，據以執行一種三角定位法以求出該發訊裝置的座標。
- 依據申請專利範圍第16項所述之定位測距方法，其中，該三個距離量測值分別是該等距離量測值中第一、第二及第三最短距離值。
- 一種定位測距系統，包含：多個感測設備，每一感測設備包括：一無線感測裝置，根據於一時槽通訊方式中所分配的時段，依序發出一具有一匯整測距資料的射頻信號，該匯整測距資料包含一距離量測值，該距離量測值是相關於該無線感測裝置與該發訊裝置距離；及一發訊裝置，依序從該等無線感測裝置接收該等具有該匯整測距資料的射頻信號，並據以定位出該發訊裝置的位置。
- 依據申請專利範圍第18項所述之定位測距系統，其中，每一無線感測裝置更具有：一無線感測控制器，根據於該時槽通訊方式中所分配的時段輸出一具有該匯整測距資料的控制信號；及一射頻通訊模組，電連接於該無線感測控制器以接收該控制信號，並據以發出該具有該匯整測距資料的射頻信號。
- 依據申請專利範圍第18項所述之定位測距系統，其中，每一感測設備更包括：多個有線感測裝置，附屬於所對應的無線感測裝置並經由一有線網路連接於所附屬的無線感測裝置，且該有線感測裝置更將其距離量測值與其識別資料合併成一封包等待送出，該有線感測裝置的距離量測值是相關於該有線感測裝置與該發訊裝置之間距離。
- 依據申請專利範圍第20項所述之定位測距系統，其中：每一無線感測裝置對所附屬的多個有線感測裝置進行輪詢，以判斷所附屬的有線感測裝置是否具有該距離量測值，若是，則利用該無線感測裝置從該具有該距離量測值的有線感測裝置接收該封包，進而該無線感測裝置將該發訊裝置的識別資料、該封包、自己的距離量測值及自己的識別資料匯整以得到該匯整測距資料。
- 依據申請專利範圍第21項所述之定位測距系統，其中，該發訊裝置包括：一射頻通訊模組，依序從該等無線感測裝置接收該等具有該匯整測距資料的射頻信號；一發訊控制器，預存每一感測裝置的識別資料所對應的一座標並電連接於該射頻通訊模組以接收該等匯整測距資料，且將該等匯整測距資料中所有的距離量測值進行比較以取出三個用於估算的距離量測值，和三個所對應的識別資料，進而該發訊裝置根據該三識別資料進行查詢以得到三組所對應的座標，又該發訊裝置將該三個用於估算的距離量測值與該三組所對應的座標，據以執行一種三角定位法以求出該發訊裝置的座標。
- 依據申請專利範圍第22項所述之定位測距系統，其中，該三個距離量測值分別是該等距離量測值中第一、第二及第三最短距離值。
- 一種定位測距方法，適用於由一定位測距系統執行，該定位測距系統包含一預存一序列表的無線協調裝置、多個發訊裝置及多個無線感測裝置，又該序列表儲存已登記的每一發訊裝置執行定位測距的前後順序，且該定位測距方法包含以下步驟：(A)利用該無線協調裝置發送一具有該序列表的射頻信號，以對登記於該序列表中的每一發訊裝置進行廣播；(B)利用每一發訊裝置根據該序列表以判斷是否為負責執行本次定位測距的發訊裝置；(C)若步驟(B)的判斷結果為是時，利用該發訊裝置同時發出一用於同步的射頻信號和一用於測距的超音波信號；(D)利用每一無線感測裝置從該發訊裝置接收該用於同步的射頻信號並據以開始計時；(E)利用每一無線感測裝置從該發訊裝置接收該超音波信號，且該無線感測裝置根據接收到該用於同步的射頻信號和該超音波信號之間的時間差，進行估算以得到一與該發訊裝置之間距離相關的距離量測值；(F)利用該等無線感測裝置各自根據於一時槽通訊方式中所分配的時段，依序發出一具有一匯整測距資料的射頻信號，該匯整測距資料包含該距離量測值；及(G)利用該發訊裝置依序從該等無線感測裝置接收該等具有該匯整測距資料的射頻信號，並據以定位出該發訊裝置的位置。
- 依據申請專利範圍第24項所述之定位測距方法，其中，每一無線感測裝置遭附屬多個有線感測裝置，且經由一有線網路電連接於該等附屬的有線感測裝置，在該步驟(A)更利用每一無線感測裝置接收該用於同步的射頻信號時據以輸出一通知信號，且該定位測距方法在該步驟(C)之後更包含以下步驟：(C1)利用該等有線感測裝置從所附屬的該無線感測裝置接收該通知信號並據以開始計時，且每一有線感測裝置判斷是否於一預設時間內從該發訊裝置接收到該超音波信號；(C2)若步驟(C1)的判斷結果為是時，則利用收到該超音波信號的每一有線感測裝置根據接收到該射頻信號和該超音波信號之間的時間差，進行估算以得到一與該發訊裝置之間距離的距離量測值；(C3)利用該有線感測裝置將該距離量測值與其識別資料合併成一封包等待送出；(C4)利用每一無線感測裝置對所附屬的多個有線感測裝置進行輪詢，以判斷所附屬的有線感測裝置是否具有該距離量測值；(C5)若步驟(C4)的判斷結果為是時，則利用該無線感測裝置從該具有該距離量測值的有線感測裝置接收該封包；及(C6)利用具有該距離量測值的無線感測裝置將該封包、自己的識別資料及自己的距離量測值匯整以得到該匯整測距資料。
- 依據申請專利範圍第25項所述之定位測距方法，其中，該發訊裝置預存每一感測裝置的識別資料所對應的一座標，該步驟(G)更包括以下子步驟：(G1)利用該發訊裝置將該等匯整測距資料中所有的距離量測值進行比較以取出三個用於估算的距離量測值，和三個所對應的識別資料；(G2)利用該發訊裝置根據該三識別資料進行查詢以得到三組所對應的座標；及(G3)利用該發訊裝置將該三個用於估算的距離量測值與該三組所對應的座標，據以執行一種三角定位法以求出該發訊裝置的座標。
- 依據申請專利範圍第26項所述之定位測距方法，其中，該三個距離量測值分別是該等距離量測值中第一、第二及第三最短距離值。
- 一種定位測距系統，包含：一發訊裝置，包括：一射頻通訊模組，發出一用於同步的射頻信號；及一超音波發送模組，同時發出一用於測距的超音波信號；及多個感測設備，每一感測設備包括：一無線感測裝置，具有：一射頻通訊模組，該發訊裝置的該射頻通訊模組接收該用於同步的射頻信號，更據以輸 出一通知信號；及一超音波接收模組，從該超音波發送模組接收該超音波信號；多個有線感測裝置，附屬於所對應的無線感測裝置並經由一有線網路連接於所附屬的無線感測裝置以接收該通知信號並據以開始計時，且每一有線感測裝置從該發訊裝置接收該超音波信號，且該等有線感測裝置各自根據接收到該通知信號和該超音波信號之間的時間差，進行估算以得到一與該發訊裝置之間距離的距離量測值，又該有線感測控制器更將該距離量測值與其識別資料合併成一封包等待送出，又每一無線感測裝置對所附屬的多個有線感測裝置進行輪詢，以判斷所附屬的有線感測裝置是否具有該距離量測值，若是，則利用該無線感測裝置從該具有該距離量測值的有線感測裝置接收該封包，進而該無線感測裝置將該封包、自己的識別資料及自己的距離量測值匯整以得到一匯整測距資料。該等無線感測裝置各自根據接收到該射頻信號和該超音波信號之間的時間差進行估算以得到一與該發訊裝置距離的距離量測值。
- 依據申請專利範圍第28項所述之定位測距系統，其中，該發訊裝置更包括： 一發訊控制器，電連接於該發訊裝置的射頻通訊模組和該超音波發送模組，並發出一控制信號，該射頻通訊模組從該發訊控制器接收該控制信號，並受該控制信號控制以輸出該用於同步之射頻信號，且該射頻通訊模組同時輸出一通知信號，該發訊控制器從該射頻通訊模組接收該通知信號並據以發出一數位信號，該超音波發送模組接收該數位信號，並據以進行轉換成該超音波信號並予以輸出。
- 依據申請專利範圍第29項所述之定位測距系統，其中，該超音波發送模組包括：一換能器，電連接於該發訊控制器以接收該數位信號，並將該數位信號進行電壓準位調整以得到一放大信號；及一超音波發射器，電連接於該換能器以接收該放大信號並遭該放大信號驅動以發出該超音波信號。
- 依據申請專利範圍第28項所述之定位測距系統，每一無線感測裝置的該超音波接收模組，從該發訊裝置接收該超音波信號更轉換成一數位信號，其中，每一無線感測裝置更具有：一無線感測控制器，電連接於該無線感測裝置的射頻通訊模組以接收該通知信號，並據以輸出一開始計時信號；及一無線計時器，電連接於該無線感測控制器以接收該開始計時信號，並據以開始計時； 該無線感測控制器從該超音波接收模組接收該數位信號，並據以發出一結束計時信號，該無線計時器從該無線感測控制器接收該結束計時信號，並據以結束計時以得到一時間量測值，該無線感測控制器從該無線計時器接收該時間量測值，並根據該時間量測值與超音波波速進行估算以得到該距離量測值。
- 依據申請專利範圍第31項所述之定位測距系統，其中，每一超音波接收模組包括：一超音波接收器，從該發訊裝置接收該振幅衰減的超音波信號，並轉換成一電氣信號；一超音波信號放大器，電連接於該超音波接收器以接收該電氣信號，並將該電氣信號的進行增益放大以得到一呈弦波的類比信號；及一數位轉換器，電連接於該超音波信號放大器以接收該類比信號，並將該類比信號進行類比至數位轉換以得到該數位信號。
- 依據申請專利範圍第32項所述之定位測距系統，更包含：一無線協調裝置，預存一序列表，且序列表更儲存每一無線感測裝置於一時槽通訊方式中所分配的時段，又該無線協調裝置更發送該具有該序列表的射頻信號至每一無線感測裝置；該等無線感測裝置各自根據於該時槽通訊方式中所 分配的時段，依序發出一具有該匯整測距資料的射頻信號；該發訊裝置依序從該等無線感測裝置接收該等具有該匯整測距資料的射頻信號，並據以定位出該發訊裝置的位置。
- 依據申請專利範圍第33項所述之定位測距系統，其中，該無線協調裝置包括：一協調控制器，預存該序列表並輸出一具有該序列表的數位信號；及一射頻通訊模組，電連接於該協調控制器以接收該具有該序列表的數位信號，並據以輸出該具有該序列表的射頻信號。
- 依據申請專利範圍第33項所述之定位測距系統，該發訊裝置預存每一感測裝置的識別資料所對應的一室內座標，其中，該發訊裝置更包括：一射頻通訊模組，依序從該等無線感測裝置接收該等射頻信號；一發訊控制器，從該發訊裝置的射頻通訊模組接收該等匯整測距資料，並將該等匯整測距資料中所有的距離量測值進行比較以取出三個用於估算的距離量測值，和三個所對應的識別資料，又該發訊裝置根據該三識別資料進行查詢以得到三組所對應的室內座標，進而該發訊裝置將該三個用於估算的距離量測值與該三組所對應的室內座標，據以執行一種三角定位法以求出該發訊裝 置的室內座標。
- 依據申請專利範圍第35項所述之定位測距系統，其中，該三個距離量測值分別是該等距離量測值中第一、第二及第三最短距離值。
- 一種距離量測方法，適用於由一定位測距系統執行，該定位測距系統包含一發訊裝置及多個無線感測裝置，每一無線感測裝置遭附屬多個有線感測裝置，且經由一有線網路電連接於該等附屬的有線感測裝置，且該距離量測方法包含以下步驟：(A)利用該發訊裝置同時發出一用於同步的射頻信號和一用於測距的超音波信號；(B)利用多個無線感測裝置從該發訊裝置接收該射頻信號並據以開始計時，且每一無線感測裝置接收該用於同步的射頻信號時據以輸出一通知信號；(C)利用多個無線感測裝置從該發訊裝置接收該超音波信號，且該等無線感測裝置各自根據接收到該射頻信號和該超音波信號之間的時間差，進行估算以得到一與該發訊裝置之間距離的距離量測值；(F)利用該等有線感測裝置從所附屬的該無線感測裝置接收該通知信號並據以開始計時，且每一有線感測裝置判斷是否於一預設時間內從該發訊裝置接收到該超音波信號；及(G)若步驟(F)的判斷結果為是時，則利用收到該超音波信號的每一有線感測裝置根據接收到該射頻信 號和該超音波信號之間的時間差，進行估算以得到一與該發訊裝置之間距離的距離量測值；(H)利用該有線感測控制器將該距離量測值與其識別資料合併成一封包等待送出；(I)利用每一無線感測裝置對所附屬的多個有線感測裝置進行輪詢，以判斷所附屬的有線感測裝置是否具有該距離量測值；(J)若步驟(I)的判斷結果為是時，則利用具有該距離量測值的有線感測裝置將該封包傳回所對應的無線感測裝置；(K)利用具有該距離量測值的無線感測裝置將該發訊裝置的識別資料、該封包、自己的距離量測值與自己的識別資料匯整以得到一匯整測距資料；(L)利用該等無線感測裝置各自根據於一時槽通訊方式中所分配的時段，依序發出一具有該匯整測距資料的射頻信號；及(M)利用該發訊裝置依序從該等無線感測裝置接收該等具有該匯整測距資料的射頻信號，並據以定位出該發訊裝置的位置。
- 依據申請專利範圍第37項所述之距離量測方法，其中，該發訊裝置預存每一感測裝置的識別資料所對應的一室內座標，該步驟(M)更包括以下子步驟：(M1)利用該發訊裝置將該等匯整測距資料中所有的距離量測值進行比較以取出三個用於估算的距離量測 值，和三個所對應的識別資料；(M2)利用該發訊裝置根據該三識別資料進行查詢以得到三組所對應的室內座標；及(M3)利用該發訊裝置將該三個用於估算的距離量測值與該三組所對應的室內座標，據以執行一種三角定位法以求出該發訊裝置的室內座標。
- 依據申請專利範圍第38項所述之距離量測方法，其中，該三個距離量測值分別是該等距離量測值中第一、第二及第三最短距離值。
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