使用led燈在三維空間中的物體定位的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及確定物體的位置，具體地說，涉及使用發(fā)光二極管將信號發(fā)送到物體以定位物體。
【背景技術(shù)】
[0002]在三維空間中定位物體在很多應(yīng)用中是有用的。GPS(全球定位系統(tǒng))例如已經(jīng)帶來導(dǎo)航、通信、國防等方面的進(jìn)步。GPS系統(tǒng)受限于從大約六英尺到大約九英尺的分辨率。然而，存在可以受益于以更精細(xì)的分辨率標(biāo)度(例如幾英尺)來定位物體的位置的應(yīng)用。雖然存在對允許更精細(xì)的粒度的GPS的擴(kuò)展(例如差分GPS和慣性導(dǎo)航系統(tǒng))，但這些擴(kuò)展增加顯著的成本。此外，存在大量這些情況:在三維空間中定位物體可能是有用的，但GPS信號卻不可得。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)本發(fā)明一個實施例，一種使用設(shè)備的方法，包括:將第一信號發(fā)送到第一區(qū)帶，其中，所述第一信號標(biāo)識所述第一區(qū)帶；當(dāng)所述設(shè)備處于所述第一區(qū)帶中時，在所述設(shè)備處接收所述第一信號；據(jù)所接收到的第一信號確定所述設(shè)備處于所述第一區(qū)帶中；以及基于所述設(shè)備處于所述第一區(qū)帶中而在所述設(shè)備處執(zhí)行動作。
[0004]根據(jù)本發(fā)明另一實施例，一種用于執(zhí)行動作的系統(tǒng)，包括:第一光源，被配置為:將第一信號發(fā)送到第一區(qū)帶中，其中，所述第一信號標(biāo)識所述第一區(qū)帶；以及設(shè)備，被配置為:當(dāng)所述設(shè)備處于所述第一區(qū)帶中時，接收所述第一信號，據(jù)所接收到的第一信號確定所述設(shè)備處于所述第一區(qū)帶中；基于確定所述設(shè)備處于所述第一區(qū)帶中而在所述設(shè)備處執(zhí)行動作。
[0005]根據(jù)本發(fā)明另一實施例，一種用于定位設(shè)備的系統(tǒng)，包括:第一光源，被配置為:將標(biāo)識第一區(qū)帶的第一信號發(fā)送到所述第一區(qū)帶；第二光源，被配置為:將標(biāo)識第二區(qū)帶的第二信號發(fā)送到所述第二區(qū)帶；其中，所述設(shè)備在接收到所述第一信號時確定其處于所述第一區(qū)帶內(nèi)，而在接收到所述第二信號時確定其處于所述第二區(qū)帶內(nèi)。
[0006]通過本發(fā)明的的技術(shù)來實現(xiàn)附加特征和優(yōu)點。本發(fā)明的其它實施例和方面在此詳細(xì)描述并且被看作一部分所要求的本發(fā)明。為了更好地理解本發(fā)明的優(yōu)點和特征，參照描述和附圖。
【附圖說明】
[0007]在說明書的結(jié)尾處的權(quán)利要求中特定地指出并且唯一地要求被看作本發(fā)明的主題內(nèi)容。從結(jié)合附圖的以下詳細(xì)描述，本發(fā)明的以上和其它特征和優(yōu)點是清楚的，其中:
[0008]圖1示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的用于定位設(shè)備的示例性系統(tǒng)；
[0009]圖2示出示例性實施例中的多個區(qū)帶的頂視圖；
[0010]圖3示出包括多個LED的示例性LED燈泡；
[0011]圖4示出用于本發(fā)明示例性實施例中的發(fā)光二極管的配置；
[0012]圖5圖示本發(fā)明的物體定位系統(tǒng)在車輛中的使用；
[0013]圖6示出用于作為安全設(shè)備使用的本發(fā)明另一實施例；以及
[0014]圖7示出緊急情況下的圖6的安全設(shè)備。
【具體實施方式】
[0015]圖1示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的用于定位設(shè)備的示例性系統(tǒng)100。系統(tǒng)100包括第一發(fā)光二極管(LED) 102，其照射體積106內(nèi)的第一區(qū)帶(“區(qū)帶A”)104。第一 LED102可以受控于控制器108,以改變第一 LED 102的強(qiáng)度,從而從第一LED 102發(fā)送信號(例如二進(jìn)制信號)。在一個實施例中，第一 LED 102可以在兩種狀態(tài)之間(例如在ON狀態(tài)與OFF狀態(tài)之間)切換，以發(fā)送二進(jìn)制信號。在示例性實施例中，信號包括指示空間體積的消息，從而接收信號的設(shè)備可以確定其處于空間體積內(nèi)。在示例性實施例中，第一 LED 102進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾士梢源笥诖蠹s10兆比特每秒(M比特/秒)?；蛘?，數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾士梢源笥诖蠹s100M比特/秒或大于大約I吉比特每秒(G比特/秒)。按這些數(shù)據(jù)傳輸速率，在二進(jìn)制信號的兩種狀態(tài)之間切換第一 LED 102以發(fā)送二進(jìn)制信號可能并不為人眼所檢測至IJ。因此，第一 LED 102可以用于照明目的和數(shù)據(jù)傳輸目的二者。雖然關(guān)于LED的使用來描述本發(fā)明，但本發(fā)明可以用于可以在至少第一狀態(tài)與第二狀態(tài)之間改變以發(fā)送二進(jìn)制信號的任何可變光源。
[0016]來自第一 LED 102的光將二進(jìn)制信號發(fā)送到體積106內(nèi)的第一區(qū)帶104。在各個實施例中，二進(jìn)制信號是標(biāo)識區(qū)帶A 104的編碼信號(“消息八”)110。設(shè)備112可以是移動設(shè)備，其可以在體積106內(nèi)來回移動，如圖1所示。示例性設(shè)備112包括傳感器，其對于來自LED 102的光是敏感的。設(shè)備112因此當(dāng)其處于區(qū)帶A 104內(nèi)(即在位置I處)時從LED 102接收“消息A”110。設(shè)備112可以包括處理器，其被配置為:在接收到“消息A”110時，識別設(shè)備112正駐留在區(qū)帶A 104內(nèi)。
[0017]第二 LED 114照射第二區(qū)帶(“區(qū)帶B”)116，并且將二進(jìn)制信號(“消息B”)120發(fā)送到第二區(qū)帶116中。當(dāng)在區(qū)帶B 116中(即在位置2處)時，設(shè)備112可以從第二 LED114接收“消息B”(120)，其對設(shè)備112指示設(shè)備112處于區(qū)帶B 116內(nèi)。例如，消息A可以是“01011”，而消息B可以是“10111”。這些消息可以連續(xù)地或周期性地重復(fù)。在示例性實施例中，第二 LED 114可以受控于控制器108，以將消息B(120)發(fā)送到區(qū)帶B 116?；蛘撸诙?LED 114可以受控于與控制器108不同的控制器。在各個實施例中，第一 LED 102和第二 LED 114可以通過相同波長和/或相同傳輸速率進(jìn)行發(fā)送?；蛘撸谝?LED 102和第二 LED 114可以通過不同波長和/或不同傳輸速率進(jìn)行發(fā)送。因此，在替選實施例中，消息A和消息B可以是具有不同波長的信號，區(qū)帶A和區(qū)帶B可以基于所接收到的信號的波長而得以確定。在示例性實施例中，區(qū)帶A 104的部分可以交疊區(qū)帶B 116的部分。在替選實施例中，各區(qū)帶可以不交疊。設(shè)備112可以能夠移動進(jìn)出區(qū)帶A 104和區(qū)帶B 116以及移動進(jìn)出體積106。當(dāng)設(shè)備112處于區(qū)帶A104和區(qū)帶B 116的交疊區(qū)域122中時，設(shè)備112可以接收消息A(IlO)和消息B(120) 二者，因此確定其位于相交區(qū)域122中。當(dāng)設(shè)備112處于位置3處時，因為其并未接收到消息A(IlO)或消息B(120)，所以可以確定其不處于第一區(qū)帶104或第二區(qū)帶106中。
[0018]在示例性實施例中，控制器108控制LED 102和114的操作。在替選實施例中，每個LED可以具有其自身的控制器?？刂破髟谶@些替選實施例中可以集成到LED設(shè)備中。此夕卜，控制器108或替選實施例的集成控制器可以操作任何LED 102和114，以將可編程消息發(fā)送到所選擇的一個或多個區(qū)帶?？删幊滔⒖梢蕴峁υO(shè)備的通信和/或其它用于設(shè)備112的操作的信號。
[0019]圖2示出示例性實施例中的多個區(qū)帶的頂視圖。多個區(qū)帶被布置為有效地覆蓋所選擇的體積(例如體積106)?？梢匀鐖D2所示或使用提供用于組織體積的系統(tǒng)的任何合適的標(biāo)記系統(tǒng)來標(biāo)記區(qū)帶。對于每個區(qū)帶，可以提供對應(yīng)LED，以將標(biāo)識區(qū)帶的消息提供到區(qū)帶中。用于區(qū)帶I的LED例如將所指定的信號或消息發(fā)送到區(qū)帶I中。當(dāng)區(qū)帶I中的設(shè)備接收或解碼信號或消息時，設(shè)備確定其正駐留在區(qū)帶I中。在示例性實施例中，多個區(qū)帶可以填充汽車或其他運(yùn)輸車輛的駕駛艙。因此，多個區(qū)帶可以在某點相對于地球參照系處于運(yùn)動中。
[0020]在各個方面中，多個LED可以分離地位于體積周圍的各個位置處。當(dāng)體積是車輛的駕駛艙時，每個LED可以位于車輛的駕駛艙周圍的各個位置處?；蛘?，多個LED可以在單個LED燈泡310或LED燈夾具內(nèi)的單個位置處組裝，如圖3所示。圖3示出包括多個LED的示例性LED燈泡310。多個LED中的每一個被布置為提供光的信標(biāo)以發(fā)送用于對應(yīng)區(qū)帶的信號。例如，多個LED中的三個可以用于提供用于照射區(qū)帶1、2和5的信標(biāo)301、302和305，如圖3所示。區(qū)帶1、2和5可以是圖2所示的區(qū)帶的截面，并且是僅為了說明的目的而選擇的。
[0021]在各個實施例中，每個LED燈泡310可以包括集成到LED燈泡310中的控制器。雖然控制器無論集成與否都可以操作LED燈泡310以提供靜態(tài)消息，但控制器也可以被編程為操作LED燈泡310以將可編程消息發(fā)送到所選擇的一個或多個區(qū)帶中，以提供與示例性區(qū)帶中的設(shè)備的通信和/或其它用于設(shè)備的操作的信號。
[0022]圖4示出用于本發(fā)明示例性實施例中的發(fā)光二極管的配置。對于所選擇的LED402，光可能部分地受阻擋，以提供來自所選擇的LED 402的光的信標(biāo)404。光的信標(biāo)404界定與所選擇的LED 402對應(yīng)的區(qū)帶的區(qū)域。在各個實施例中，來自LED 402的光可以部分地被LED 402附近的遮蔽物406所阻擋，由此提供對應(yīng)光的信標(biāo)404。此外，信標(biāo)404可以是在空間中可定向的。示例性控制器408可以用于選擇信標(biāo)404的定向，然后將信號發(fā)送到定向單元410，定向單元410相應(yīng)地定向示例性LED 402和遮蔽物406。因此，可以基于所選擇的準(zhǔn)則來選擇或調(diào)整與示例性LED 402對應(yīng)的區(qū)帶的位置?；蛘?，LED 402的定向和遮蔽可以處于外殼內(nèi)的固定位置(例如LED燈泡310)中。
[0023]在一個實施例中，LED燈泡310的多個發(fā)光二極管中的每一個可以具有分離的電路和電連接器。發(fā)光二極管可以包括可以內(nèi)建于LED燈泡310內(nèi)的伴隨遮蔽物和定向單元?；蛘撸琇ED燈泡310可以具有與LED燈泡310關(guān)聯(lián)的遮蔽物和定向單元。多個LED燈泡310可以用于所選擇的應(yīng)用。
[0024]圖5示出本發(fā)明的物體定位系統(tǒng)在車輛中的使用。示例性汽車駕駛艙包括三個LED燈502、504和506，其將它們的各個消息發(fā)送到所選擇的區(qū)帶中。例如，所選擇的區(qū)帶可以是駕駛者的座位或乘客座位。設(shè)備510由“駕駛者的座位區(qū)帶”中的駕駛者握持。在示例性實施例中，設(shè)備510可以是蜂窩電話。設(shè)備510可以從這三個LED燈502、504和506接收所有三條消息，由此三角測量其位置以確定其處于駕駛者的座位區(qū)帶中。設(shè)備510可以然后基于其位于駕駛者的座位區(qū)帶內(nèi)而執(zhí)行動作。在另一實施例中，設(shè)備510可以僅從LED燈502、504和406之一接收消息，以確定其位于駕駛者的座位區(qū)帶內(nèi)，并且執(zhí)行動作。在該實施例中，以多個LED覆蓋駕駛者的座位區(qū)帶可以因此用于冗余目的。此外，設(shè)備510可以進(jìn)一步基于確定其在除了駕駛者的座位區(qū)帶的區(qū)帶中的位置來執(zhí)行其它動作。
[0025]在一個示例中，當(dāng)蜂窩電話510確定其位于駕駛者的座位區(qū)帶中并且因此由駕駛者使用時，蜂窩電話510可以禁用特定功能(例如用于鍵入文本消息或進(jìn)行電話呼叫的能力)。蜂窩電話510然后可以在確定其位于除了駕駛者的座位區(qū)帶之外的地方并且因此由乘客使用時啟用這些功能。在另一實施例中，蜂窩電話510可以在其處于使用中的同時