專利名稱：定位系統(tǒng)和使用這種定位系統(tǒng)定位目標(biāo)或動物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種定位系統(tǒng)。本發(fā)明也涉及使用這種定位系統(tǒng)定位目標(biāo)或動物的方法。
在特殊情況下可能需要跟隨、追蹤或者另外定位特定目標(biāo)或動物(組)，特別是人。當(dāng)確定的目標(biāo)失蹤了，例如象車輛、珠寶、運動器材或其它類型的可能有價值的產(chǎn)品，可能需要所述目標(biāo)的定位，以例如能夠使所述目標(biāo)歸還于其合法的所有者。另外，可能也需要追蹤或跟隨特定的動物，例如人。例如在孩子在確定區(qū)域如游樂園失蹤的情況下，或者在犯罪嫌疑人失蹤的情況下，盡可能快地追蹤所述失蹤人通常是至關(guān)重要的?？赡芤残枰O(jiān)視(一群)動物，例如從科學(xué)或安全觀點考慮。用于定位目標(biāo)或動物的不同現(xiàn)有技術(shù)是公知的。在現(xiàn)有技術(shù)中，例如已知給動物提供芯片，所述芯片可用無線電波追蹤。動物因而被定位。然而該技術(shù)的缺點是利用已知系統(tǒng)通常相當(dāng)難以定位芯片，因此難以定位動物一因為已知系統(tǒng)的相對低的準(zhǔn)確度和有限范圍。
本發(fā)明為此目的提供了一種改進的系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)，能夠以相對簡單而準(zhǔn)確的方式定位目標(biāo)或動物，特別是人。
本發(fā)明為此提供一種定位系統(tǒng)，包括用于產(chǎn)生能量場的裝置，其中所述能量場由一個或多個脈沖流形成；至少一個擾亂裝置以局部擾亂所述能量場；用于探測所述能量場局部擾亂的探測裝置；以及耦合到所述探測裝置并根據(jù)所探測的局部擾亂定位所述擾亂裝置的控制單元。借助于根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)有可能在任何任意時間點快速、有效、精確地在能量場中定位提供有擾亂裝置的目標(biāo)或動物。所述目標(biāo)或動物的位置能夠在此被二維和三維地確定，這取決于應(yīng)用。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中能量場的產(chǎn)生借助于超寬帶(UWB)技術(shù)經(jīng)由脈沖流發(fā)生。UWB允許每單位時間內(nèi)相對大量的數(shù)據(jù)發(fā)射(每秒約50和約1000兆位之間，但更具體地達到每秒約600兆位)。當(dāng)相對小的能量振蕩時，脈沖本身不含有數(shù)據(jù)，但通過發(fā)射脈沖，部分脈沖或早或遲于基本模式(basic pattern)，然而確實可能以很高速度發(fā)射數(shù)字數(shù)據(jù)。在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中通過脈沖流所形成的能量場被有意地施加，因為其它類型的能量場，如WiFi網(wǎng)絡(luò)，有不同的缺陷。因而不再使用具有確定的稀少的以太頻率的電磁(正弦)波，而是使用經(jīng)由獨特最大帶寬(頻譜)以無阻礙和覺察不到的方式來發(fā)射的電磁脈沖。由于相對寬的頻譜，單位頻率的能量相對低，通常甚至遠低于噪音閾值，籍此UWB信號將不擾亂其它類型的電磁能量流動，或者說幾乎不擾亂。因此當(dāng)施加脈沖流時干擾將不會發(fā)生。另外，經(jīng)由脈沖的數(shù)據(jù)最大傳遞速度比經(jīng)由電磁輻射的數(shù)據(jù)傳遞速度大許多倍。脈沖流優(yōu)選地由緊密相互跟隨的超短脈沖組成，以便進一步增加數(shù)據(jù)傳遞速度。用于產(chǎn)生能量場的裝置和探測裝置優(yōu)選地能夠相互結(jié)合。所產(chǎn)生的能量場能夠覆蓋相對小以及相對大的區(qū)域。因此有可能如只獲得預(yù)定(小范圍)區(qū)域，如加油站、游樂園、自然保護區(qū)等被能量場覆蓋的地方，以便能夠追蹤位于其中的目標(biāo)或動物。但是也有可能產(chǎn)生可擴充到相對大的區(qū)域的能量場，所述能量場有例如地區(qū)的、國家的或甚至全球的性質(zhì)。使用根據(jù)本發(fā)明的定位系統(tǒng)，失蹤的或正被尋找的目標(biāo)和動物，特別是人，可以相對簡單、有效和精確的方式追蹤以及追捕。
在一個優(yōu)選的實施例中，用于產(chǎn)生能量場的裝置適于發(fā)射多個脈沖流的脈沖束，其中脈沖束中的至少兩個脈沖流至少基本相互平行取向。通過把脈沖信號分成多個平行脈沖流，形成脈沖流部分的脈沖不必相互緊密跟隨以增加傳遞速度。其優(yōu)點是探測裝置可采用較不敏感、因而通常較不昂貴的形式。在一個特別優(yōu)選的實施例中，每個脈沖束包含9個脈沖流，所述脈沖流至少基本相互平行取向。通常特別有利的是從相互平行取向的9個脈沖流中編排每個脈沖束，因為這大大加強了系統(tǒng)的可靠性。脈沖因而在充分的相互間隔內(nèi)發(fā)射，籍此誤差修正系統(tǒng)通常不再必要。
在一個優(yōu)選的實施例中，擾亂裝置被設(shè)置在至少一個目標(biāo)上。這些目標(biāo)本質(zhì)上可以很不相同，但通常都是有價值的目標(biāo)例如象珠寶、機密信息載體、車輛等。另外，也可能把擾亂裝置設(shè)置在動物上或動物體內(nèi)。也可能給人提供擾亂裝置，籍此人可以被定位。為了保證充分的隱私，正在被尋找的人的定位將通常在嚴格的條件下才可能。
在另一個優(yōu)選實施例中，擾亂裝置適于以獨特的方式擾亂能量場。在多個目標(biāo)或動物被放置在能量場的情況下，每個目標(biāo)或動物的定位能夠單獨發(fā)生，其中混淆的危險可得以防止。因而每個目標(biāo)或動物提供有它自己的獨特的擾亂裝置。在一個實施例中，甚至可以想象戶外運動的每個運動員，例如象足球、網(wǎng)球和冰球，都提供有獨特的擾亂裝置，籍此在任何任意時刻都可確定運動員的(相對)位置。關(guān)于運動設(shè)備定位的全面敘述，參考申請人的荷蘭專利說明書NL 1023183，其主題內(nèi)容在此全部引入以做參考。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)包括適于局部擾亂能量場的擾亂裝置。脈沖流的局部擾亂，優(yōu)選地是脈沖束，應(yīng)當(dāng)給予廣義的解釋。在一個優(yōu)選的實施例中，擾亂裝置適于反射脈沖流。因此出現(xiàn)只在表面的(prima facie)脈沖流的反射。脈沖流的傳播方向然后被改變(被擾亂)，這可用探測裝置探測到。脈沖流反射的探測也可被指定為與雷達相關(guān)的技術(shù)。在另一個優(yōu)選的實施例中，擾亂裝置適于影響脈沖流。在脈沖流的影響中，脈沖相對于基本模式的相對取向明確改變(被擾亂)，這也可用探測裝置確定。
擾亂裝置優(yōu)選地用芯片形成。芯片一般相對小并且通?？梢院唵畏绞讲迦牖虿逶谀繕?biāo)或動物上。所述芯片優(yōu)選地提供有大量電能以便能影響能量場的脈沖圖。
在另一優(yōu)選實施例中，擾亂裝置通過在目標(biāo)或動物上的涂層而形成。涂層一般以相對簡單且便宜的方式施加到相關(guān)目標(biāo)或動物上。涂層通常特別適于反射脈沖流。除了芯片和涂層以外，擾亂裝置也能按不同方式來設(shè)計。擾亂裝置因此也能夠通過例如至少一種用于制備目標(biāo)的材料部分來形成。
所述系統(tǒng)優(yōu)選地提供有能夠和控制單元通信的可視化裝置以顯示所探測的目標(biāo)或動物的位置?？梢暬b置在此可以被物理上連接到控制單元，但是一般安裝在離控制單元一段距離處。控制單元和可視化裝置之間的通信無線地發(fā)生，優(yōu)選地經(jīng)由電磁輻射，例如經(jīng)由WiFi網(wǎng)絡(luò)。對于從控制單元到可視化裝置的數(shù)據(jù)傳輸，通常設(shè)置較不嚴格的技術(shù)要求。在另一個優(yōu)選實施例中，控制單元和可視化裝置之間的通信也無線地發(fā)生，但是經(jīng)由脈沖流。可視化裝置能夠，例如被形成或形成便攜式設(shè)備的部分，所述便攜式設(shè)備最好是由用戶手持的。于此非限定的例子可以是PDA、XDA和WDA。
本發(fā)明也涉及使用這種定位系統(tǒng)定位目標(biāo)或動物的方法，包括以下步驟A)產(chǎn)生能量場，其中所述能量場由一個或多個脈沖流形成，B)把至少一個目標(biāo)或動物放置于能量場中，所述目標(biāo)或動物提供有至少一種擾亂裝置以局部擾亂所述能量場，C)探測所述能量場的局部擾亂，以及D)根據(jù)所探測的局部擾亂定位目標(biāo)或動物。目標(biāo)和動物因而能夠以相對有效、精確和快捷的方式定位于能量場中。根據(jù)本發(fā)明的方法的其它優(yōu)點已在以上部分描述。
在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個優(yōu)選的實施例中，所述方法提供有步驟E)，所述步驟E)包括如步驟D)根據(jù)所探測的局部擾亂定位目標(biāo)或動物后顯現(xiàn)目標(biāo)或動物的位置。通過目標(biāo)或動物的顯現(xiàn)，人能夠快速清晰地確定能量場中相關(guān)目標(biāo)或動物的位置。
在又一個優(yōu)選的實施例中，當(dāng)執(zhí)行步驟B)時，把提供有至少一種擾亂裝置的人放置于能量場中以局部擾亂能量場。人，特別是孩子，因而能夠相對迅速準(zhǔn)確地在確定區(qū)域如游樂場、城市、自然保護區(qū)等被追蹤。
本發(fā)明根據(jù)示于下圖的非限定的實施例給予說明，其中

圖1示出根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的第一優(yōu)選實施例的示意圖，圖2示出根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的第二優(yōu)選實施例的示意圖，以及圖3示出根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的第三優(yōu)選實施例的示意圖。
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)1的第一優(yōu)選實施例的示意圖。圖1示出引入了系統(tǒng)1的自然保護區(qū)2的俯視圖。系統(tǒng)1適于定位自然保護區(qū)2內(nèi)的特定動物3以及人4。為此系統(tǒng)1包括多個發(fā)射器/接收器單元5以分別傳輸接收到的脈沖束6。在該實施例中，脈沖束6由至少基本相互平行取向的兩個脈沖流7組成。脈沖束6的整體形成覆蓋整個自然保護區(qū)2的能量場。發(fā)射器/接收器單元相互耦合并進一步耦合到控制單元8?？刂茊卧?適于和每個發(fā)射器/接收器單元5通信?？刂茊卧?在此被耦合到屏幕9。出現(xiàn)在自然保護區(qū)2中的動物3和人4每個提供有獨特的芯片(未示出)以局部擾亂所產(chǎn)生的能量場的脈沖流6。為了清楚，芯片擾亂后被擾亂的脈沖束10以獨特方式示于圖1。發(fā)射器/接收器單元5適于接收這些被影響的脈沖束10，基于此，利用控制單元8可確立相關(guān)動物3或人4的準(zhǔn)確位置。于此相關(guān)數(shù)據(jù)能被進一步顯示在屏幕9上。利用根據(jù)本發(fā)明的所示的系統(tǒng)1，動物3和人4二者能夠相對快速精確地被追蹤。從如科學(xué)的、犯罪學(xué)的或安全的觀點來說，這種相對快速精確的確定是至關(guān)重要的。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)11的第二優(yōu)選實施例的示意圖。在所示的實施例中系統(tǒng)11被實施于加油站12用于機動車輛13。系統(tǒng)11現(xiàn)在包括用于產(chǎn)生基于脈沖流15的能量場的發(fā)射裝置14。機動車輛13提供有獨特的芯片16，其用做擾亂所產(chǎn)生的能量場的裝置。入射到獨特芯片16上的脈沖流15由芯片16以獨特方式轉(zhuǎn)換成改變的(變化的)脈沖流17。脈沖流17可由連接到加油站12的接收裝置18來拾取。接收裝置18被耦合到合并在網(wǎng)絡(luò)中的控制單元(未顯示)，使用所述控制單元能夠確定加油站12中機動車輛13的存在。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)11因此能夠很容易地用于追蹤特別是正在尋找的被偷的機動車輛13。當(dāng)確定的(被尋找的)機動車輛13被追蹤時，警報器13能可選地激活。這也可能是無聲報警器，以便地方當(dāng)局能得到警告而不會被注意。用這種方式可能最小化或至少減少未解決的機動車輛偷竊的數(shù)量。在本文中(實際上)在特定區(qū)域的每一個加油站12優(yōu)選地提供有根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)11。
圖3示出根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)20的第三優(yōu)選實施例的示意圖。在所示出的實施例中系統(tǒng)20被應(yīng)用于游樂園21中。系統(tǒng)20特別配置于此是為了定位孩子22，特別是丟失的孩子。在游樂園21的每個角落安置有脈沖發(fā)生器23以產(chǎn)生能量場。脈沖發(fā)生器23適于產(chǎn)生脈沖束24，其中每個脈沖束24包括三個至少基本相互平行取向的脈沖流25。所產(chǎn)生的能量場覆蓋(實際上)整個游樂園21。在游樂園21的入口26，孩子22提供有獨特粘貼物(未顯示)，其中粘貼物適于以獨特方式擾亂能量場。粘貼物在這里提供有例如涂層、芯片和/或材料層以便以獨特方式擾亂能量場。在入口26孩子的數(shù)據(jù)和獨特粘貼物也相互耦合并輸入數(shù)據(jù)庫。能量場的擾亂可通過中央接收器27觀察。脈沖發(fā)生器23和中央接收器27二者都耦合到可以從游樂園21的入口26控制的控制系統(tǒng)。在孩子22丟失的情況下，父母例如可在入口26或在游樂園21的另一個報告位置(未顯示)報告這些，籍此使用根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)20，經(jīng)由數(shù)據(jù)庫，丟失的孩子22能直接而精確地定位。在游樂園21長時間丟失孩子22因而可以被阻止，或至少被減少。
很顯然本發(fā)明并不局限于這里所示出并說明的示范性的實施例，但是在附加權(quán)利要求的范圍內(nèi)，大量的變化是可能的，這對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將是不言自明的。
權(quán)利要求
1.定位系統(tǒng)，包括用于產(chǎn)生能量場的裝置，其中所述能量場由一個或多個脈沖流形成，至少一個擾亂裝置，用于局部擾亂所述能量場，探測裝置，用于探測所述能量場的局部擾亂，以及控制單元，耦合到所述探測裝置以根據(jù)所探測的局部擾亂來定位所述擾亂裝置。
2.如權(quán)利要求1的定位系統(tǒng)，特征在于用于產(chǎn)生能量場的裝置適于發(fā)射多個脈沖流的脈沖束，其中脈沖束中的至少兩個脈沖流至少基本相互平行取向。
3.如權(quán)利要求2的定位系統(tǒng)，特征在于每個脈沖束包括9個脈沖流，所述脈沖流至少基本相互平行取向。
4.如權(quán)利要求1-3之任一的定位系統(tǒng)，特征在于所述擾亂裝置被設(shè)置在至少一個目標(biāo)上。
5.如權(quán)利要求1-3之任一的定位系統(tǒng)，特征在于所述擾亂裝置被設(shè)置在動物上。
6.如權(quán)利要求5的定位系統(tǒng)，特征在于所述擾亂裝置被設(shè)置在人上。
7.如權(quán)利要求1-6之任一的定位系統(tǒng)，特征在于所述擾亂裝置適于以獨特方式擾亂所述能量場。
8.如前述權(quán)利要求之任一的定位系統(tǒng)，特征在于所述擾亂裝置適于反射所述脈沖流。
9.如前述權(quán)利要求之任一的定位系統(tǒng)，特征在于所述擾亂裝置適于影響所述脈沖流。
10.如前述權(quán)利要求之任一的定位系統(tǒng)，特征在于所述擾亂裝置由芯片形成。
11.如權(quán)利要求1-9之任一的定位系統(tǒng)，特征在于所述擾亂裝置由涂層形成。
12.如前述權(quán)利要求之任一的定位系統(tǒng)，特征在于所述定位系統(tǒng)提供有能夠和所述控制單元通信的可視化裝置以顯示所探測的擾亂裝置的位置。
13.如權(quán)利要求12的定位系統(tǒng)，特征在于所述控制單元和所述可視化裝置之間的通信經(jīng)由電磁輻射無線地發(fā)生。
14.如權(quán)利要求12的定位系統(tǒng)，特征在于所述控制單元和所述可視化裝置之間的通信經(jīng)由脈沖流無線地發(fā)生。
15.使用如權(quán)利要求1-14之任一的定位系統(tǒng)來定位目標(biāo)或動物的方法，包括以下步驟A)產(chǎn)生能量場，其中所述能量場由一個或多個脈沖流形成，B)把至少一個目標(biāo)或動物放置于所述能量場中，所述目標(biāo)或動物提供有至少一種擾亂裝置以局部擾亂所述能量場，C)探測所述能量場的局部擾亂，以及D)根據(jù)所探測的局部擾亂來定位所述目標(biāo)或動物。
16.如權(quán)利要求15的方法，特征在于所述方法提供有步驟E)，所述步驟E)包括如步驟D)根據(jù)所探測的局部擾亂定位目標(biāo)或動物后顯現(xiàn)目標(biāo)或動物的位置。
17.如權(quán)利要求15或16的方法，特征在于當(dāng)執(zhí)行步驟B)時，把提供有至少一種擾亂裝置的人放置于能量場中以局部擾亂所述能量場。
全文摘要
在特殊情況下可能需要跟隨、追蹤或者另外定位特定目標(biāo)或動物(組)，特別是人。本發(fā)明涉及一種定位系統(tǒng)。本發(fā)明也涉及使用這種定位系統(tǒng)定位目標(biāo)或動物的方法。
文檔編號G01S5/02GK1774648SQ200480010110
公開日2006年5月17日 申請日期2004年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月15日
發(fā)明者馬泰因·席默爾, 喬治·約翰內(nèi)斯·費迪南杜斯·布洛姆 申請人:埃昂托拉斯特有限公司