WO2009002222A2 - Способ определения местоположения одного или нескольких мобильных объектов и система для его осуществления - Google Patents
Способ определения местоположения одного или нескольких мобильных объектов и система для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- WO2009002222A2 WO2009002222A2 PCT/RU2008/000375 RU2008000375W WO2009002222A2 WO 2009002222 A2 WO2009002222 A2 WO 2009002222A2 RU 2008000375 W RU2008000375 W RU 2008000375W WO 2009002222 A2 WO2009002222 A2 WO 2009002222A2
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- radio
- beacons
- location
- mobile objects
- determining
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
- G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
- G01S5/12—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves by co-ordinating position lines of different shape, e.g. hyperbolic, circular, elliptical or radial
Definitions
- the present invention relates to automation and computer technology and can be used, for example, to determine the coordinates of guards patrolling the controlled territory, persons with deviant behavior, being monitored, goods moving around the warehouse or hangar, robots moving around a limited territory.
- a disadvantage of the known analogue system is the low accuracy of determining the coordinates of an object in a dense urban area and the inability to determine the coordinates of a moving object when it is indoors: in a warehouse, hangar, in a tunnel. This is due to the fact that satellite navigation signals are repeatedly reflected from urban buildings and do not penetrate into enclosed spaces shielded by walls, roofs, a layer of earth, etc. In addition, the level of satellite navigation signals is low and the operation of the entire system as a result of this can be easily suppressed by interference. In addition, to collect information about the position of objects, it is necessary to additionally deploy a wireless network that transmits information from a mobile object to a base station.
- the closest in technical essence and the achieved result to the proposed invention, selected as a prototype, is a method for determining the coordinates of a moving object in enclosed spaces, protected by RF patent J ⁇ s 2284542 C2, cl. GOlS 1/00, GOlS 5/00, G08B 7/06, publ. 09/27/06.
- the method is described in this patent in two versions.
- the method is implemented using electronic identifiers and readers, electronic identifiers are fixed on moving objects, and readers on building construction elements, when approaching a moving object reader, they read a code from its electronic identifier and transmit it together with the reader code through the LAN controller to A computer, while the position of the reader is determined by a grid with a constant step plotted on the floor plan, the reader codes and their coordinate codes Proposition stored in a computer in which define the coordinates of the movable object and its position is displayed on the monitor together with up space.
- the reader is fixed on a moving object, and electronic identifiers are fixed on the structural elements of the room, while approaching the electronic identifier of the moving object, the reader reads the code of the electronic identifier and, together with the code of the moving object, transmits it through a radio modem to a computer radio modem, the position of electronic identifiers is determined by a grid with a constant step plotted on the floor plan, codes of electronic identifiers and coordinate codes their tensioned position stored in the computer in which define the coordinates of a moving object and display it together with the position of the monitor-up space.
- a device that implements both variants of the method contains electronic identifiers, readers and computers.
- readers transmit information to computers using wired interfaces
- radio modems are used.
- the disadvantage of this method in both versions and systems for their implementation is the need to use a large number of readers or identifiers to achieve high accuracy in determining the coordinates of the object, the need for laying a large number of wires (in the first embodiment), which significantly complicates and increases the cost of the system, high probability errors in determining the coordinates of an object with a value of one or more intervals between readers (identifiers) due to the fact that the identifier is associated uetsya a coordinate reader which first establishes a connection identifier, regardless of the distance to the reader of this, the need to accommodate readers (identifiers) directly in the zone of movement of objects, the need to place readers (identifiers) in the nodes of the grid, regardless of the convenience of mounting them in the required places in a particular territory, the high noise level created by the air by a large number of readers (in the first version), which can lead to unstable operation systems and interfere with the functioning of electronic systems operating in the same frequency ranges.
- the objective of the claimed invention is to improve the method for determining the coordinates of a mobile object and system for its implementation.
- the technical result from the use of the invention is to increase the accuracy of determining the coordinates of a mobile object while reducing the number of electronic blocks included in the system and increasing the reliability of the system and minimizing the number of erroneous definitions of the position of the object.
- the proposed method for determining the coordinates of moving objects allows you to obtain the accuracy of determining the coordinates of electronic tags mounted on the object and, therefore, the object itself is several centimeters at distances between electronic registers of several tens of meters.
- radio direction finding devices are used as electronic registrars, which are located in the area of probable movement of one or several objects or near this territory, in two or more locations of radio direction finding devices register directions to active or passive radio beacons, measure characteristics signals of active or passive beacons, read their unique identification codes and transmit directional data active or passive beacons, signal characteristics of said beacons, read unique identification codes of beacons and known unique identification codes of direction finding devices either directly from direction finding devices or via a multi-link chain from direction finding devices to direction finding devices or through relays to the base station, then they are identified by a unique identification code at the base station direction finding devices and mobile objects and defines
- Passive radio beacons are illuminated by one or more direction finding devices participating or not participating in determining the location of a mobile object or by one or more specialized devices or radio fields.
- Unique identification codes of radio beacons contain data on current parameters characterizing the state and parameters of the object’s movement.
- Direction finding devices are connected to the base station via the Internet, a cellular network or other external information channels.
- each direction finding device contains an antenna with a controlled radiation pattern connected to a radio receiver, radio transmitter and microcomputer, which in turn is also connected to a radio receiver, radio transmitter and communication unit
- each active or passive beacon consists of an antenna with an uncontrolled pattern directivity connected to the radio receiver, radio transmitter, as well as the microcomputer, which in turn is also connected n a radio receiver, a radio transmitter and the communication unit and the base station comprises one or more communication units connected to a microcomputer coupled to the display unit.
- Direction finding devices contain an autonomous power supply unit.
- Figure 2 shows a block diagram of a direction finding device
- figure 3 shows a block diagram of an active or passive beacon
- figure 4 shows a block diagram of a base station.
- the system contains electronic tags - active or passive beacons 1 (Fig. 1), having unique identification codes fixed on the mobile object 2, a network of electronic recorders - direction finding devices 3, with known coordinates and having unique identification codes, and a base station 4.
- Each of the direction finding devices 3 (FIG. 2) comprises an antenna 5 with a controlled radiation pattern connected to a radio receiver 6, a radio transmitter 7 and a microcomputer 8, which in turn is also connected to p a radio receiver 6, a radio transmitter 7 and a communication unit 9.
- Each beacon 1 consists of an antenna 10 with an uncontrolled radiation pattern connected to the radio receiver 11, the radio transmitter 12 and the microcomputer 13, which in turn is also connected to the radio receiver 11, the radio transmitter 12 and the communication unit 14.
- Base station 4 comprises one or more communication units 15 connected to a microcomputer 16 connected to an indication unit 17.
- the system operates as follows. Radio direction finding devices 3 are placed on or near the territory of the possible movement of object 2 so that all areas of the territory are within direct line of sight of at least two locations for radio direction finding devices 3.
- the base station 4 of the system is located in a place convenient for the system operator.
- Radio direction finding devices 3 and base station 4 are connected by a wired or wireless network using communication units 9.15, which are part of all these devices, which allows you to transfer information from direction finding devices 3 to base station 4 and control signals from base station 4 to direction finding devices 3
- the network may have a star topology, in which communication between each of the direction-finding devices 3 and base station 4 is carried out directly of course, a tree-like topology, in which information is transmitted using intermediate relaying devices (not shown in FIG.), which can be either direction finding devices 3 themselves or specialized radio transmitters additionally located on the territory occupied by the system .
- Active or passive beacons 1 are fixed on all moving objects 2, the coordinates of which are supposed to be controlled.
- All beacons 1 have wireless communication units 14, allowing them to transmit information either directly to base station 4 or to direction finding devices 3.
- unique identification information is recorded - a unique identification code.
- the memory of the microcomputer 8 of each direction finding device 3 is recorded information about its unique identification code.
- the memory of the microcomputer 16 of the base station 4 is recorded information about the coordinate of the location of each direction finding device 3 having a unique identification code.
- the memory of the microcomputer 16 of the base station 4 also stores the identification information of all the beacons 1 included in the system, and the data corresponding to this information about the objects 2 on which the beacon data 1 is fixed.
- the direction finding devices 3 are equipped with an antenna 5 with a controlled radiation pattern, which allows the generation of directional radiation using a radio transmitter 7 and the reception of radio signals using a radio receiver 6.
- the antenna 5 can set the direction of emission and reception of radio signals at the command of the microcomputer 8 of the direction finding device 3, i.e. carry out the rotation of the radiation pattern.
- the antenna 5 of the direction finding devices 3 carry out a circular (or sector) scan.
- direction finding devices 3 transmit requests using a radio transmitter 7 and receive answers using a radio 6 for (from) beacons 1 fixed to mobile objects 2. Beacons 1 operate in a request standby mode.
- the beacon 1 Upon receipt of the request using the antenna 10 and the radio 11, the beacon 1 transmits using the antenna 10 and the radio transmitter 12 a radio signal containing its unique identification code.
- the characteristic can be, for example, the time dependence of the amplitude of the received signal on time. Based on the analysis of this information and its comparison with the known dependence of the direction of reception of the antenna 5 of the direction-finding device 3 on time and the sensitivity of the radio receiver 6 of the direction-finding device 3 at the base station 4 (or on the direction-finding device 3 itself), the direction to beacon 1 and the approximate distance to this beacon are calculated 1.
- the direction finding device 3 transmits information about the amplitude of the signal and the direction of the position of the diagram n directionality to the base station 4.
- the calculated direction and distance to the object 2 are transmitted to the base station 4.
- the methods of triangulation and (or) trilateration are calculated the coordinate of the object 2.
- the analysis uses both data obtained by the triangulation method, and data obtained by the trilateration method, or part of these data.
- Erroneous data is filtered based on the principle of a significant deviation of this data from most other data. Additionally, the principle of filtering false data is used.
- predicting the area of possible coordinates of object 2 based on data on the history of its movement (i.e., speeds and directions of movement).
- the area of probable presence of object 2 is calculated using data on the antenna radiation pattern width 5 of direction finding devices 3.
- the intersection area of all the obtained areas of probable presence of object 2 is calculated and the center of mass of the obtained intersection area is found, the coordinate of which is chosen as the coordinate of the object.
- information about the coordinate of the object 2 is displayed on the display unit 17 and (or) transmitted to an external communication channel (GSM network, Internet and others).
- a backlight field must be created for their power.
- a field can be a field created by one or several direction finding devices 3, participating or not participating in determining the location of object 2, or specialized backlight generators, or even backlighting of passive beacons 1, is carried out by radio fields.
- sensors that record the motion parameters of the object 2, for example, sensors of acceleration, speed and distance traveled (not shown in Fig.).
- sensors of acceleration, speed and distance traveled not shown in Fig.
- a sensor characterizing the motion parameters for example, a pedometer with an electronic output can be used if the object 2 is a person, if the object 2 is a car, a speedometer with an electronic output can be recorded as the motion parameters.
- Information from these sensors can also be transmitted in the radio signal generated by the beacon 1.
- any phased array antenna can be used that provides the necessary scanning range of the radiation pattern.
- the antenna 10 of the beacon 1 any antenna system having a radiation pattern approaching an omnidirectional one (for example, a half-wave dipole) can be used.
- radio receivers 6 and 1 1 and radio transmitters 7 and 12 can be used transceivers, for example, TI from the CC series.
- microcomputers 8, 13 microcontrollers, for example, TI from the MSP series, can be used.
- the microcomputer 16 a system based on the INTEL XSCALE microprocessor can be used.
- communication blocks 9,14,15 either wireless transceivers (XEMICS) or wired interface modules, for example, RS-485, RS-232 interfaces, can be used.
- the display unit 17 a portable liquid crystal display can be used.
- an RFID tag can be used as a passive beacon 1.
- An RFID tag can be designed either using the technology of reflection of the highlighting field with spectrum conversion, the so-called a non-linear scatterer, or using technology using rectenes: rectifier antennas that charge the capacitor-energy storage from the backlight field and then power the standard low-power radio beacon transmitter 1 from this capacitor.
- an autonomous power system can be used (battery, battery and power from renewable energy sources, such as wind, solar, etc.) .
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
- Traffic Control Systems (AREA)
Abstract
Изобретение
относится к
автоматике
и вычислительной
технике и может
быть использовано,
например,
для
определения
координат охранников,
патрулирующих
подконтрольную
территорию,
лиц
с девиантным
поведением,
находящихся
под наблюдением,
грузов, перемещаемых
по складу
или
ангару, роботов,
передвигающихся
по ограниченной
территории.
Способ определения
местоположения
мобильных
объектов
основан на регистрации
положения одного
или нескольких
радиомаяков
(1),
имеющих уникальные
идентификационные
коды и закрепленных
на мобильных
объектах,
с
помощью сети
радиопеленгационных
устройств (3)
с известными
координатами,
имеющих
уникальные
идентификационные
коды, и передачи
информации
от них с помощью
беспроводных
или
проводных
каналов связи
на базовую станцию
(4). Устройства
(3) размещены
по территории
вероятного
передвижения
мобильных
объектов
либо рядом с
ней. В двух или
более местах
их расположения
регистрируют
направления
излучения
на
радиомаяки
(1), измеряют характеристики
их сигналов,
считывают их
уникальные
идентификационные
коды
и передают
эти данные на
базовую станцию,
где идентифицируют
по уникальным
идентификационным
кодам
устройства
(3) и мобильные
объекты и определяют
их местоположение.
Технический
результат
состоит
в повышении
точности, надежности
и минимизации
числа ошибочных
определений
положения
мобильного
объекта.
Description
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ ОДНОГО ИЛИ НЕСКОЛЬКИХ МОБИЛЬНЫХ ОБЪЕКТОВ И СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Предлагаемое изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано, например, для определения координат охранников, патрулирующих подконтрольную территорию, лиц с девиантным поведением, находящихся под наблюдением, грузов, перемещаемых по складу или ангару, роботов, передвигающихся по ограниченной территории.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известна система для определения координат объектов, содержащая антенну и приемник сигналов спутниковой навигации, связанные с бортовой вычислительной машиной, защищенная Свидетельством на полезную модель RU JV230045 Ul, МКИ 7 H 04 В 3/00, G06 F 13/00, oпyбл.2003.06.10.
Недостаток известной системы аналога заключается в низкой точности определения координат объекта в условиях плотной городской застройки и невозможности определения координат подвижного объекта при нахождении его в закрытом помещении: на складе, ангаре, в туннеле. Это связано с тем, что сигналы спутниковой навигации испытывают многократное отражение от объектов городской застройки и не проникают в закрытые помещения, экранированные стенами, крышами, слоем земли и т.д. Помимо этого уровень сигналов спутниковой навигации является низким и работа всей системы в следствие этого может быть легко подавлена помехами. Кроме того для сбора информации о положении объектов приходится дополнительно развертывать беспроводную сеть, осуществляющую передачу информации от подвижного объекта на базовую станцию.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению, выбранным в качестве прототипа, является способ определения координат подвижного объекта в закрытых помещениях, защищенный патентом РФ JГs 2284542 C2 , кл. GOlS 1/00, GOlS 5/00, G08B 7/06, опубл. 27.09.06.
Способ описан в данном патенте в двух вариантах. Согласно первому варианту, способ реализуется с использованием электронных идентификаторов и считывателей, электронные идентификаторы закрепляются на подвижных объектах, а считыватели на элементах конструкции помещения, при приближениии к считывателю подвижного объекта из его электронного идентификатора считывают код и вместе с кодом считывателя передают через контроллер локальной сети в ЭВМ, при этом положение считывателя определяется сеткой с постоянным шагом, нанесенной на план помещения, коды считывателей и коды координат их положения запоминают в ЭВМ, в которой определяют координаты подвижного объекта и отображают его положение на мониторе совместно с планом помещения.
Согласно второму варианту способа, считыватель закрепляется на подвижном объекте, а электронные идентификаторы закрепляют на элементах конструкции помещения, при этом при приближении к электронному идентификатору подвижного объекта его считывателем считывают код электронного идентификатора и вместе с кодом подвижного объекта передают через радиомодем на радиомодем ЭВМ, при этом положение электронных идентификаторов определяется сеткой с постоянным шагом, нанесенной на план помещения, коды электронных идентификаторов и коды координат их положения запоминают в ЭВМ, в которой определяют координаты подвижного объекта и отображают его положениена мониторе совместно с планом помещения.
Устройства, реализующее оба варианта способа содержат электронные идентификаторы, считыватели и ЭВМ. В первом варианте системы, реализующей способ считыватели передают информацию на ЭВМ с помощью проводных интерфейсов, во втором варианте системы вместо проводных интерфейсов используются радиомодемы.
Недостатком данного способа в обоих вариантах и систем для их реализации являются необходимость использования большого числа считывателей либо идентификаторов для достижения высокой точности определения координаты объекта, связанная с этим необходимость прокладки большого числа проводов (в первом варианте), что существенно усложняет и удорожает систему, высокая вероятность ошибки в определения координаты объекта величиной в один или более интервалов между считывателями (идентификаторами), связанная с тем, что идентификатор ассоциируется с координатой считывателя, который первый устанавливает с связь идентификатором, вне зависимости от расстояния до этого считывателя, необходимость размещения считывателей (идентификаторов) непосредственно
в зоне передвижения объектов, необходимость размещения считывателей (идентификаторов) в узлах координатной сетки вне зависимости от удобства крепления их в требуемых местах на конкретной территории, высокий уровень шума, создаваемый в эфире большим числом считывателей (в первом варианте), который может приводить к неустойчивой работе системы и мешать функционированию радиоэлектронных систем, работающих в тех же частотных диапазонах.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задачей заявленного изобретения является совершенствование способа определения координат мобильного объекта и системы для его осуществления.
Технический результат от использования изобретения заключается в повышении точности определения координат мобильного объекта при одновременном снижении числа радиоэлектронных блоков, входящих в систему и повышении надежности системы и минимизации числа ошибочных определений положения объекта. Предлагаемый способ определения координат подвижных объектов позволяет получить точность определения координат электронных меток, закрепленных на объекте и, следовательно, самого объекта в несколько сантиметров при расстояниях между радиоэлектронными регистраторами в несколько десятков метров.
Технический результат достигается за счет того, что в способе определения местоположения одного или нескольких мобильных объектов, основанном на регистрации положения одной или нескольких электронных меток, имеющих уникальные идентификационные коды и закрепленных на мобильных объектах, с помощью сети электронных регистраторов с известными координатами, имеющих уникальные идентификационные коды, и передачи информации от электронных регистраторов с помощью беспроводных или проводных каналов связи на базовую станцию, в качестве электронных меток используют активные или пассивные радиомаяки, в качестве электронных регистраторов используют радиопеленгационные устройства, которые размещают по территории вероятного передвижения одного или нескольких объектов либо рядом с этой территорией, в двух или более местах расположения радиопеленгационных устройств регистрируют направления на активные или пассивные радиомаяки, измеряют характеристики сигналов активных или пассивных радиомаяков, считывают их уникальные идентификационные коды и передают данные о направлениях на активные или пассивные
радиомаяки, характеристиках сигналов указанных радиомаяков, считанных уникальных идентификационных кодах радиомаяков и известных уникальных идентификационных кодах радиопеленгационных устройств либо непосредственно с радиопеленгационных устройств либо по многозвенной цепочке от радиопеленгационноrо устройства к радиопеленгационному устройству или через ретрансляторы на базовую станцию, затем на базовой станции идентифицируют по уникальным идентификационным кодам радиопеленгационные устройства и мобильные объекты и определяют местоположение одного или нескольких мобильных объектов либо по измеренным данным о направлениях на активные или пассивные радиомаяки, либо по характеристикам сигналов, принятых радиопеленгационными устройствами от активных или пассивных радиомаяков, либо по измеренным данным о направлениях на активные или пассивные радиомаяки и характеристикам сигналов, принятых радиопеленгационными устройствами от активных или пассивных радиомаяков, и известным данным о координатах радиопеленгационных устройств.
Подсветку пассивных радиомаяков осуществляют одним или несколькими радиопеленгационными устройствами, участвующими или не участвующими в определении местоположения мобильного объекта или одним или несколькими специализированными устройствами или полями радиоэфира.
Уникальные идентификационные коды радиомаяков содержат данные о текущих параметрах, характеризующих состояние и параметры движения объекта.
В качестве характеристик сигналов, принятых радиопеленгационными устройствами от активных или пассивных радиомаяков, используют данные об амплитуде либо мощности сигнала либо данные о фазе и частоте сигнала.
Радиопеленгационные устройства соединяют с базовой станцией через сеть Интернет, сеть сотовой связи или иные внешние информационные каналы.
Технический результат достигается также за счет того, что в системе для определения местоположения одного или нескольких мобильных объектов, содержащей электронные метки, имеющие уникальные идентификационные коды и закрепленные на мобильном объекте, сеть электронных регистраторов с известными координатами, имеющих уникальные идентификационные коды, и базовую станцию, в качестве электронных меток используют активные или пассивные радиомаяки, в качестве электронных регистраторов
используют радиопеленгационные устройства, каждое из радиопеленгационных устройств содержит антенну с управляемой диаграммой направленности, соединенную с радиоприемником, радиопередатчиком и микрокомпьютером, который в свою очередь также соединен с радиоприемником, радиопередатчиком и коммуникационным блоком, при этом каждый активный или пассивный радиомаяк состоит из антенны с неуправляемой диаграммой направленности, соединенной с радиоприемником, радиопередатчиком, а также микрокомпьютера, который в свою очередь также соединен с радиоприемником, радиопередатчиком и коммуникационным блоком, а базовая станция содержит один или несколько коммуникационных блоков, соединенных с микрокомпьютером, соединенным с блоком индикации. Радиопеленгационные устройства содержат блок автономного питания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Способ может быть реализован с помощиью системы, изображенной на фиг.l . На фиг.2 изображена блок-схема радиопеленгационного устройства, на фиг.З изображена блок- схема активного или пассивного радиомаяка, на фиг.4 изображена блок-схема базовой станции.
ЛУЧШИЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Система содержит электронные метки - активные или пассивные радиомаяки 1 (фиг.l), имеющие уникальные идентификационные коды, закрепленные на мобильном объекте 2, сеть электронных регистраторов - радиопеленгационные устройства 3, с известными координатами и имеющими уникальные идентификационные коды, и базовую станцию 4. Каждое из радиопеленгационных устройств 3 (фиг.2) содержит антенну 5 с управляемой диаграммой направленности, соединенную с радиоприемником 6, радиопередатчиком 7 и микрокомпьютером 8, который в свою очередь также соединен с радиоприемником 6, радиопередатчиком 7 и коммуникационным блоком 9. Каждый радиомаяк 1 состоит из антенны 10 с неуправляемой диаграммой направленности, соединенной с радиоприемником 11, радиопередатчиком 12 и микрокомпьютером 13, который в свою очередь также соединен с радиоприемником 11, радиопередатчиком 12 и коммуникационным блоком 14. Базовая станция 4 содержит один или несколько коммуникационных блоков 15, соединенных с микрокомпьютером 16, соединенным с блоком индикации 17.
Система работает следующим образом. Радиопеленгационные устройства 3 размещают по территории либо рядом с территорией возможного передвижения объекта 2 таким образом, чтобы все участки территории находились в пределах прямой видимости как минимум из двух точек размещения радиопеленгационных устройств 3. Базовая станция 4 системы размещается в удобном для оператора системы месте. Радиопеленгационные устройства 3 и базовая станция 4 объединяются проводной или беспроводной сетью с помощью коммуникационных блоков 9,15, входящих в состав всех этих устройств, что позволяет передавать информацию от радиопеленгационных устройств 3 на базовую станцию 4 и управляющие сигналы от базовой станции 4 на радиопеленгационные устройства 3. В случае использования беспроводной связи сеть может иметь как топологию типа "звезда", при которой связь между каждым из радиопеленгационных устройств 3 и базовой станцией 4 осуществляется непосредственно, так и топологию типа "дерево", при которой информация передается с использованием промежуточных ретранслирующих устройств (на фиг. не показаны), в качестве которых могут выступать как сами радиопеленгационные устройства 3, так и специализированные радиоретрансляторы, дополнительно размещаемые на территории, занятой системой. На всех подвижных объектах 2, координаты которых предполагается контролировать, закрепляют активные или пассивные радиомаяки 1. Все радиомаяки 1 имеют беспроводные коммуникационные блоки 14, позволяющие им осуществлять передачу информации либо непосредственно на базовую станцию 4 либо на радиопеленгационные устройства 3. В память микрокомпьютера 13 каждого радиомаяка 1 записывается уникальная идентификационная информация- уникальный идентификационный код. В память микрокомпьютера 8 каждого радиопеленгационного устройства 3 записывается информация о его уникальном идентификационном коде. В память микрокомпьютера 16 базовой станции 4 записывается информация о координате расположения каждого радиопеленгационного устройства 3, имеющего уникальный идентификационный код. В память микрокомпьютера 16 базовой станции 4 также заносится идентификационная информация всех радиомаяков 1, входящих в систему, и соответствующие этой информации данные об объектах 2, на которых закреплены данные радиомаяки 1.
Радиопеленгационные устройства 3 оборудованы антенной 5 с управляемой диаграммой направленности, позволяющей формировать направленное излучение с помощью радиопередатчика 7 и прием радиосигналов с помощью радиоприемника 6 . При
этом антенна 5 может устанавливать направление излучения и приема радиосигналов по команде микрокомпьютера 8 радиопеленгационного устройства 3, т.е. осуществлять вращение диаграммы направленности. В процессе работы антенны 5 радиопеленгационных устройств 3 осуществляют круговое (либо секторное) сканирование. В процессе сканирования радиопеленгационные устройства 3 передают запросы с помощью радиопередатчика 7 и принимают ответы с помощью радиоприемника 6 для (от) радиомаяков 1, закрепленных на мобильных объектах 2. Радиомаяки 1 работают в режиме ожидания запроса. Получив запрос с помощью антенны 10 и радиоприемника 11, радиомаяк 1 передает с помощью антенны 10 и радиопередатчика 12 радиосигнал, содержащий его уникальный идентификационный код. Радиопеленгационное устройство 3, получившее ответ от радиомаяка 1, фиксирует уникальный идентификационный код и измеряет характеристики сигнала, пришедшего от данного радиомаяка 1. В качестве характеристики может выступать, например, временная зависимость амплитуды принятого сигнала от времени. На основе анализа этой информации и сопоставления ее с известной зависимостью направления приема антенны 5 радиопеленгационного устройства 3 от времени и чувствительности радиоприемника 6 радиопеленгационного устройства 3 на базовой станции 4 (либо на самом радиопеленгационном устройстве 3) вычисляется направление на радиомаяк 1 и приблизительное расстояние до этого радиомаяка 1. В случае проведения анализа на базовой станции 4 радиопеленгационное устройство 3 передает информацию об амплитуде сигнала и направлении положении диаграммы направленности на базовую станцию 4. В случае проведения анализа на радиопеленгационном устройстве 3 на базовую станцию 4 передается вычисленное направление и расстояние до объекта 2. На базовой станции 4 на основе данных, поступивших от пар радиопеленгационных устройств 3, методами триангуляции и (или) трилатерации вычисляют координату объекта 2. На основе измерений, выполненных несколькими парами радиопеленгационных устройств 3, отфильтровывают ошибочные данные, которые могли возникнуть из-за многолучевого распространения радиоволн на контролируемой территории и уточняют положение объекта 2. При этом для анализа используются как данные, полученные по методу триангуляции, так и данные, полученные по методу трилатерации либо часть из этих данных. Ошибочные данные отфильтровываются на основе принципа существенного отклонения этих данных от большей части других данных. Дополнительно для фильтрации ложных данных используется принцип
прогнозирования области возможных координат объекта 2 на основе данных о предыстории его движения (т.е. скоростей и направлений движения). Область вероятного присутствия объекта 2 вычисляют с использованием данных о ширине диаграммы направленности антенн 5 радиопеленгационных устройств 3. Для окончательного принятия решения о координате объекта 2 вычисляют область пересечения всех полученных областей вероятного присутствия объекта 2 и находят центр масс полученной области пересечения, координата которого и выбирается как координата объекта. После этого информация о координате объекта 2 выводится на блок индикации 17 и (или) передается во внешний коммуникационный канал ( GSM сети, Интернет и другие).
ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Следует отметить, что при использовании в системе пассивных радиомаяков 1 для их питания должно быть создано поле подсветки. В качестве такого поля может выступать поле, создаваемое одним или несколькими радиопеленгационными устройствами 3, участвующими или не участвующими в определении местоположения объекта 2, либо специализированными генераторами подсветки, либо даже подсветку пассивных радиомаяков 1 осуществляют полями радиоэфира.
Для повышения точности определения координаты объекта 2 и фильтрации ложных показаний на объект 2 могут дополнительно устанавливаться датчики, регистрирующие параметры движения объекта 2, например, датчики ускорения, скорости и длины пройденного пути ( на фиг. не изображены). В качестве датчика, характеризующего параметры движения может, например, использоваться шагомер с электронным выходом, в случае если объектом 2 является человек, в случае если объектом 2 является автомобиль датчиком, регистрирующим параметры движения может являтся спидометр с электронным выходом. Информация с этих датчиков может также передаваться в радиосигнале, создаваемом радиомаяком 1.
ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ
В качестве антенны 5 радиопеленгационного устойства 3 может быть использована любая фазированная антенная решетка, обеспечивающая необходимый диапазон сканирования диаграммы направленности. В качестве антенны 10 радиомаяка 1 может быть использована любая антенная система, имеющая диаграмму направленности, приближающуюся к всенаправленной (например, полуволновой диполь). В качестве
радиоприемников 6 и 1 1 и радиопередатчиков 7 и 12 могут быть использованы приемопередатчики, например, компании TI из серии CC. В качестве микрокомпьютеров 8, 13 могут быть использованы микроконтроллеры, например, компании TI из серии MSP. В качестве микрокомпьютера 16 может быть использована система на основе микропроцессора INTEL XSCALE. В качестве коммуникационных блоков 9,14,15 могут быть использованы или беспроводные приемопередатчики (XEMICS ) или модули проводных интерфейсов, например, интерфейсы RS-485 , RS-232. В качестве блока индикации 17 может быть использован портативный жидкокристаллический дисплей.
Необходимо заметить, что в системе в качестве пассивного радиомаяка 1 может быть использована RFID метка. RFID метка может быть сконструирована либо по технологии отражения подсвечивающего поля с преобразованием спектра, т.н. метка-нелинейный рассеиватель, либо по технологии, использующей ректены: антенны-выпрямители, обеспечивающие заряд конденсатора-накопителя энергии от поля подсветки с последующим питанием стандартного малопотребляющего радиопередатчика радиомаяка 1 от этого конденсатора.
Для повышения мобильности системы и уменьшения ее зависимости от энергетических ресурсов территории, на которой она развернута, в радиопеленгационных устройствах может быть использована система автономного питания (аккумуляторного, батарейного и питания от возобновляемых источников энергии, таких, как ветряная, солнечная и т.п.).
Предлагаемый способ и система, реализующая данный способ, по сравнению с прототипом имеют следующие преимущества:
• Позволяют увеличить точность определения положения объекта при одновременном снижении числа радиоэлектронных регистраторов,
• Позволяют размещать радиоэлектронные регистраторы не только на территории возможного нахождения объекта, но и рядом с ней.
• Позволяют отказаться от размещения регистраторов в узлах координатной сетки и располагать их в удобных в конкретных обстоятельствах местах, облегчает развертывание системы в местах со сложным рельефом.
• Позволяют снизить уровень помех, создаваемых системой. Система отличается простотой конструкции, повышенной надежностью узлов и низкой ценой.
Claims
1. Способ определения местоположения одного или нескольких мобильных объектов, основанный на регистрации положения одной или нескольких электронных меток, имеющих уникальные идентификационные коды и закрепленных на мобильных объектах, с помощью сети электронных регистраторов с известными координатами, имеющих уникальные идентификационные коды, и передачи информации от электронных регистраторов с помощью беспроводных или проводных каналов связи на базовую станцию, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в качестве электронных меток используют активные или пассивные радиомаяки (1), в качестве электронных регистраторов используют радиопеленгационные устройства (3), которые размещают по территории вероятного передвижения одного или нескольких объектов либо рядом с этой территорией, в двух или более местах расположения радиопеленгационных устройств (3) регистрируют направления на активные или пассивные радиомаяки (1), измеряют характеристики сигналов активных или пассивных радиомаяков (1), считывают их уникальные идентификационные коды и передают данные о направлениях на активные или пассивные радиомаяки (1), характеристиках сигналов указанных радиомаяков, считанных уникальных идентификационных кодах радиомаяков и известных уникальных идентификационных кодах радиопеленгационных устройств (3) либо непосредственно с радиопеленгационных устройств (3) либо по многозвенной цепочке от радиопеленгационного устройства (3) к радиопеленгационному устройству (3) или через ретрансляторы на базовую станцию (4), затем на базовой станции (4) идентифицируют по уникальным идентификационным кодам радиопеленгационные устройства (3) и мобильные объекты (2) и определяют местоположение одного или нескольких мобильных объектов (2) либо по измеренным данным о направлениях на активные или пассивные радиомаяки (1), либо по характеристикам сигналов, принятых радиопеленгационными устройствами (3) от активных или пассивных радиомаяков (1), либо по измеренным данным о направлениях на активные или пассивные радиомаяки (1) и характеристикам сигналов, принятых радиопеленгационными устройствами (3) от активных или пассивных радиомаяков (1), и известным данным о координатах радиопеленгационных устройств (3).
2. Способ определения местоположения одного или нескольких мобильных объектов по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что подсветку пассивных радиомаяков (1) осуществляют одним или несколькими радиопеленгационными устройствами (3), участвующими или не участвующими в определении местоположения мобильного объекта (2).
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
3. Способ определения местоположения одного или нескольких мобильных объектов по п.1, отличающийся тем, что подсветку пассивных радиомаяков (1) осуществляют одним или несколькими специализированными устройствами.
4. Способ определения местоположения одного или нескольких мобильных объектов по п.1, отличающийся тем, что подсветку пассивных радиомаяков (1) осуществляют полями радиоэфира.
5. Способ определения местоположения одного или нескольких мобильных объектов по п.1, отличающийся тем, что уникальные идентификационные коды радиомаяков (1) содержат данные о текущих параметрах, характеризующих состояние и параметры движения объекта.
6. Способ определения местоположения одного или нескольких мобильных объектов по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в качестве характеристик сигналов, принятых радиопеленгационными устройствами (3) от активных или пассивных радиомаяков (1), используют данные об амплитуде либо мощности сигнала.
7. Способ определения местоположения одного или нескольких мобильных объектов по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в качестве характеристик сигналов, принятых радиопеленгационными устройствами (3) от активных или пассивных радиомаяков (1), используют данные о фазе и частоте сигнала.
8. Способ определения местоположения одного или нескольких мобильных объектов по п.1, отличающийся тем, что радиопеленгационные устройства (3) соединяют с базовой станцией (4) через сеть Интернет, сеть сотовой связи или иные внешние информационные каналы.
9.Cиcтeмa для определения местоположения одного или нескольких мобильных объектов, содержащая электронные метки, имеющие уникальные идентификационные коды и закрепленные на мобильном объекте, сеть электронных регистраторов с известными координатами, имеющих уникальные идентификационные коды, и базовую станцию, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что в качестве электронных меток используют активные или пассивные радиомаяки (1), в качестве электронных регистраторов используют радиопеленгационные устройства (3), каждое из радиопеленгационных устройств (3) содержит антенну (5) с управляемой диаграммой направленности, соединенную с радиоприемником (6), радиопередатчиком (7) и микрокомпьютером (8), который в свою очередь также соединен с радиоприемником (6), радиопередатчиком (7) и ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) коммуникационным блоком 9, при этом каждый активный или пассивный paдиoмaяк(l) состоит из антенны (10) с неуправляемой диаграммой направленности, соединенной с радиоприемником (11), радиопередатчиком (12), а также микpoкoмпьютepa(lЗ), который в свою очередь также соединен с радиоприемником (11), радиопередатчиком (12) и коммуникационным блоком (14), а базовая станция (4) содержит один или несколько коммуникационных блоков (15), соединенных с микрокомпьютером (16), соединенным с блоком индикации (17).
10. Система для определения местоположения одного или нескольких мобильных объектов по п.6, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что радиопеленгационные устройства содержат блок автономного питания.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007123154/09A RU2007123154A (ru) | 2007-06-21 | 2007-06-21 | Способ определения местоположения одного или нескольких мобильных объектов и система для его осуществления |
| RU2007123154 | 2007-06-21 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2009002222A2 true WO2009002222A2 (ru) | 2008-12-31 |
| WO2009002222A3 WO2009002222A3 (ru) | 2009-02-19 |
Family
ID=40186192
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2008/000375 WO2009002222A2 (ru) | 2007-06-21 | 2008-06-16 | Способ определения местоположения одного или нескольких мобильных объектов и система для его осуществления |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2007123154A (ru) |
| WO (1) | WO2009002222A2 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014210089A1 (en) | 2013-06-28 | 2014-12-31 | Dow Global Technologies Llc | Novel iron-based catalysts and treatment process therefor for use in fischer-tropsch reactions |
| WO2014210090A1 (en) | 2013-06-28 | 2014-12-31 | Dow Global Technologies Llc | Catalyst composition for the selective conversion of synthesis gas to light olefins |
| CN109997051A (zh) * | 2016-10-21 | 2019-07-09 | 玛丽娜·弗拉基米罗夫娜·梅德韦杰娃 | 用于测量运动的自适应方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2134430C1 (ru) * | 1998-06-04 | 1999-08-10 | Даниленко Александр Иванович | Пеленгатор в двух плоскостях |
| RU2172963C2 (ru) * | 1999-11-09 | 2001-08-27 | Проценко Любовь Михайловна | Способ дистанционного определения координат активных необслуживаемых станций |
| RU23030U1 (ru) * | 2002-01-17 | 2002-05-10 | Сухолитко Валентин Афанасьевич | Система определения местоположения подвижных объектов |
| RU35444U1 (ru) * | 2003-10-16 | 2004-01-10 | Богачев Дмитрий Викторович | Система слежения за подвижными объектами |
| RU2258941C1 (ru) * | 2004-04-20 | 2005-08-20 | ЗАО "БалтАвтоПоиск" | Способ определения местоположения источника радиоизлучения |
| RU2284542C2 (ru) * | 2004-08-30 | 2006-09-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Рубин" (ОАО "НПП "Рубин") | Способ определения координат подвижного объекта в закрытых помещениях |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU26744A1 (ru) * | 1929-11-12 | 1932-06-30 | К.И. Четыркин | Устройство дл оптического приема сигналов, передаваемых радиома ком |
-
2007
- 2007-06-21 RU RU2007123154/09A patent/RU2007123154A/ru not_active Application Discontinuation
-
2008
- 2008-06-16 WO PCT/RU2008/000375 patent/WO2009002222A2/ru active Application Filing
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2134430C1 (ru) * | 1998-06-04 | 1999-08-10 | Даниленко Александр Иванович | Пеленгатор в двух плоскостях |
| RU2172963C2 (ru) * | 1999-11-09 | 2001-08-27 | Проценко Любовь Михайловна | Способ дистанционного определения координат активных необслуживаемых станций |
| RU23030U1 (ru) * | 2002-01-17 | 2002-05-10 | Сухолитко Валентин Афанасьевич | Система определения местоположения подвижных объектов |
| RU35444U1 (ru) * | 2003-10-16 | 2004-01-10 | Богачев Дмитрий Викторович | Система слежения за подвижными объектами |
| RU2258941C1 (ru) * | 2004-04-20 | 2005-08-20 | ЗАО "БалтАвтоПоиск" | Способ определения местоположения источника радиоизлучения |
| RU2284542C2 (ru) * | 2004-08-30 | 2006-09-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Рубин" (ОАО "НПП "Рубин") | Способ определения координат подвижного объекта в закрытых помещениях |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014210089A1 (en) | 2013-06-28 | 2014-12-31 | Dow Global Technologies Llc | Novel iron-based catalysts and treatment process therefor for use in fischer-tropsch reactions |
| WO2014210090A1 (en) | 2013-06-28 | 2014-12-31 | Dow Global Technologies Llc | Catalyst composition for the selective conversion of synthesis gas to light olefins |
| US9694345B2 (en) | 2013-06-28 | 2017-07-04 | Dow Global Technologies Llc | Catalyst composition for the selective conversion of synthesis gas to light olefins |
| CN109997051A (zh) * | 2016-10-21 | 2019-07-09 | 玛丽娜·弗拉基米罗夫娜·梅德韦杰娃 | 用于测量运动的自适应方法 |
| CN109997051B (zh) * | 2016-10-21 | 2024-01-16 | 玛丽娜·弗拉基米罗夫娜·梅德韦杰娃 | 用于测量运动的自适应方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2009002222A3 (ru) | 2009-02-19 |
| RU2007123154A (ru) | 2008-12-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Sanpechuda et al. | A review of RFID localization: Applications and techniques | |
| KR100982852B1 (ko) | Ｒｆｉｄ를 이용한 이동체 실시간 위치 결정 시스템 및 그방법과, 그를 위한 무선중계장치 설치 방법 | |
| CN102160293B (zh) | 用于确定对象的位置的方法和系统以及射频识别标签组件 | |
| CN103777174B (zh) | 基于有源多功能rfid标签室内定位系统 | |
| Zhang et al. | An RF-based system for tracking transceiver-free objects | |
| US8629773B2 (en) | Method for measuring location of radio frequency identification reader by using beacon | |
| US20080157970A1 (en) | Coarse and fine location for tagged items | |
| CN102932742A (zh) | 基于惯性传感器与无线信号特征的室内定位方法及系统 | |
| CN103033180A (zh) | 一种室内车辆的精确定位导航系统及其方法 | |
| CN101718859A (zh) | 以自适应分辨率定位目标的方法和系统 | |
| WO2001006401A1 (en) | Method and apparatus for mobile tag reading | |
| CN104137116B (zh) | 用于为收发器标签供能的设备和方法 | |
| CN101320092A (zh) | 一种基于无线射频识别技术的定位方法 | |
| CN101324668A (zh) | 一种无线射频定位方法 | |
| CN106375937A (zh) | 一种基于感应式的室内定位控制系统 | |
| CN102780972A (zh) | 一种微功耗无线网络实时定位系统 | |
| Belloni et al. | Angle-based indoor positioning system for open indoor environments | |
| CN104735781A (zh) | 一种室内定位系统及其定位方法 | |
| CN202153357U (zh) | 固定场区内的人员精确定位系统 | |
| CN101806880A (zh) | 实时定位系统 | |
| CN114859391A (zh) | 一种基于物联网智能物标签及标签共享综合定位导航方法 | |
| WO2009002222A2 (ru) | Способ определения местоположения одного или нескольких мобильных объектов и система для его осуществления | |
| WO2007052864A1 (en) | A system for measuring flow velocity using real time locating system and a measuring float used in the said system | |
| CA2639015A1 (en) | Method and system for location determination of portable radio transponders within a defined area | |
| CN206057553U (zh) | 一种基于双向测距室内精确定位系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 08779202 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A2 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase in: |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 08779202 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A2 |