專利名稱：確定應(yīng)答器相對(duì)于通信器的位置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種確定應(yīng)答器(transponder)相對(duì)于通信器的位 置的方法。
背景技術(shù)：
已知的自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)通常包括個(gè)人攜帶的識(shí)別標(biāo)簽以及用于讀 取標(biāo)簽的設(shè)備。使用射頻的已知自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)被稱為RFID (射頻識(shí)別)，其包 括至少一個(gè)應(yīng)答器和至少一個(gè)通信器。已知類型的應(yīng)答器包括天線、 調(diào)制器、存儲(chǔ)器和調(diào)制器控制邏輯電路。將這種已知應(yīng)答器設(shè)計(jì)為用 于接收由通信器發(fā)送的信號(hào)并在調(diào)制狀態(tài)下反射這一信號(hào)。將所述通 信器設(shè)計(jì)為用于接收并讀取由應(yīng)答器反射的調(diào)制信號(hào)。所述系統(tǒng)還包括用于將信息發(fā)送到通信器的ID標(biāo)簽。 使用這種系統(tǒng)的一種領(lǐng)域在于火車位置確定系統(tǒng)中，該系統(tǒng)用于 制動(dòng)火車的速度，并作為示例，以此控制它相對(duì)于站臺(tái)的停車位置。 關(guān)于所述停車位置的期望精度在+/-5 — 10cm。在這一方面，向火車提供通信器，并沿著鐵路軌道設(shè)置應(yīng)答器。 這種已知系統(tǒng)的一個(gè)問題在于讀取應(yīng)答器的位置另外還依賴于 應(yīng)答器和通信器的天線波瓣，以及這些天線之間的距離。關(guān)于定位， 當(dāng)應(yīng)答器的讀取發(fā)生在可進(jìn)行讀取的時(shí)間間隙中的早期階段或晚期 階段時(shí)，檢測(cè)到的有關(guān)應(yīng)答器與通信器之間的位置受到影響。發(fā)明內(nèi)容所迷問題通過本發(fā)明來(lái)解決.本發(fā)明涉及一種確定應(yīng)答器相對(duì)于通信器的位置的方法，其中， 可通過通信器來(lái)讀取應(yīng)答器，所述通信器適于將詢問信號(hào)發(fā)送到應(yīng)答 器，其中，所述應(yīng)答器適于應(yīng)答該詢問信號(hào)，并外加傳送來(lái)自應(yīng)答器 中的存儲(chǔ)器的信息，其中，將通信器連接到主要數(shù)據(jù)系統(tǒng)，所述通信器適于接收所述信息，其中，所述方法的特征在于將通信器連接到 包絡(luò)檢測(cè)器，該包絡(luò)檢測(cè)器被用來(lái)檢測(cè)從應(yīng)答器接收的信號(hào)的包絡(luò)， 促使通過所述包絡(luò)來(lái)確定應(yīng)答器與通信器之間的相對(duì)位置。


現(xiàn)在將通過部分地參照在附圖中示出的本發(fā)明示例性實(shí)施例來(lái) 更加詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中—圖1是應(yīng)答器和通信器的示意圖；-圖2示出沿著鐵路軌道移動(dòng)的通信器，該附圖示出首次讀取在 變化情況下發(fā)生的位置，其中，該附圖示出在沿著鐵路軌道相對(duì)于應(yīng) 答器移動(dòng)的通信器中接收的信號(hào)，其中，諸如所述軌道上的距離、速 度等參數(shù)不斷變化。-圖3示出當(dāng)通信器經(jīng)過應(yīng)答器時(shí)接收的信號(hào)的包絡(luò)的主要外觀；-圖4示出接收的信號(hào)的包絡(luò)的主要外觀，其取決于軌道上的高 度、由雨水和水雪引起的阻尼等；以及-圖5示出可如何實(shí)現(xiàn)涉及經(jīng)過參考點(diǎn)的時(shí)間點(diǎn)的示例。
具體實(shí)施方式
困1示出用于識(shí)別對(duì)象或人員的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括應(yīng)答器9， 其包括天線10;通信器，其形式為收發(fā)器單元11并包括天線12。將 通信器11設(shè)計(jì)為用于將詢問信號(hào)13發(fā)送到應(yīng)答器9。將應(yīng)答器設(shè)計(jì) 為用于接收詢問信號(hào)并以此反射和調(diào)制所述信號(hào).將通信器11設(shè)計(jì) 為用于接收反射信號(hào)14并對(duì)該信號(hào)的信息內(nèi)容解碼。將通信器11連 接到某些適當(dāng)種類的主要數(shù)據(jù)系統(tǒng)16，諸如電纜、無(wú)線電、WLan、 GSM/GPRS/G3系統(tǒng)或某種類似的系統(tǒng)。而應(yīng)答器9可具有以下類型，其中，應(yīng)答器接收詢問信號(hào)13， 然后利用內(nèi)置的發(fā)送器主動(dòng)地將響應(yīng)信號(hào)114發(fā)送回通信器11。本發(fā)明由此涉及一種確定應(yīng)答器相對(duì)于通信器的位置的方法。將通信器11設(shè)計(jì)為用于接收所述信息，并將通信器11連接到主 要或高級(jí)數(shù)據(jù)系統(tǒng)16。當(dāng)然，可沿著軌道或通路設(shè)置許多應(yīng)答器。將 所述主要數(shù)據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)為用于例如控制鐵路交通、火車在各個(gè)車站的 停車位置，控制無(wú)人駕駛的火車，計(jì)算制動(dòng)或減速順序的開始等，并 將所述信息轉(zhuǎn)發(fā)到小火車或站內(nèi)設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明，將通信器11連接到包絡(luò)檢測(cè)器15，該包絡(luò)檢測(cè)器 15被用來(lái)檢測(cè)從應(yīng)答器9接收的信號(hào)的包絡(luò)，其中，通過所述包絡(luò)來(lái) 確定應(yīng)答器9與通信器11之間的相對(duì)位置。在本發(fā)明的一高度優(yōu)選的實(shí)施例中，確定包絡(luò)的最大值或預(yù)定包 絡(luò)閾值以上的值。還確定在所述預(yù)定包絡(luò)閾值處應(yīng)答器與通信器之間 的相對(duì)位置。圖3示出當(dāng)通信器經(jīng)過應(yīng)答器時(shí)接收的信號(hào)的包絡(luò)的主要外觀。隨著通信器靠近應(yīng)答器，傳送的信號(hào)的阻尼關(guān)聯(lián)于變短的距離而 減少。反射信號(hào)的阻尼也減少，這表示隨著通信器越來(lái)越靠近應(yīng)答器， 信號(hào)的強(qiáng)度將快速增加，隨后信號(hào)的強(qiáng)度在經(jīng)過應(yīng)答器之后顯著降 低。這一特征通過天線波瓣的形狀被放大。圖4示出接收的信號(hào)的包絡(luò)的外觀示例，其取決于軌道上的高 度、由雨水和水雪引起的阻尼等。根據(jù)一優(yōu)選實(shí)施例，隨著包絡(luò)上升確定笫一閾值的時(shí)間點(diǎn)，以及 在經(jīng)過所述最大值之后隨著包絡(luò)下降確定笫二閾值的時(shí)間點(diǎn)，其中， 將所述最大值的時(shí)間點(diǎn)計(jì)算為出現(xiàn)在所述兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)中間的時(shí)間點(diǎn).包絡(luò)檢測(cè)器15由此被設(shè)計(jì)為用于確定接收的信號(hào)的幅度處于它 的最大值的時(shí)間點(diǎn).可通過應(yīng)答器的物理位置來(lái)計(jì)算與所述時(shí)間點(diǎn)相 應(yīng)的物理點(diǎn).通過對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行采樣來(lái)確定第一和第二時(shí)間點(diǎn)，隨后通過 等式tm-tl+(t2-tl)/2來(lái)確定最大幅度的時(shí)間點(diǎn)，其中，tl是第一時(shí)間
點(diǎn)，t2是第二時(shí)間點(diǎn)。盡管所述參數(shù)可根據(jù)不同的情況而變化，但是已發(fā)現(xiàn)包絡(luò)的最 大值以高精確度沿著軌道位于所述相同的物理位置。還可將找到的參考點(diǎn)計(jì)算為包絡(luò)的重心，或者通過對(duì)包絡(luò)的某些 其它數(shù)學(xué)處理來(lái)計(jì)算參考點(diǎn)，其中，所述數(shù)據(jù)處理被認(rèn)為得益于天線 的配置和相互之間的角度。這使得能夠以高精確度確定相對(duì)于應(yīng)答器位置的通信器位置。例如，當(dāng)對(duì)于火車應(yīng)用本發(fā)明時(shí)，向主要數(shù)據(jù)系統(tǒng)提供關(guān)于小火 車的信息，作為示例，所述小火車將停在站臺(tái)?？蓪⑺鲂畔⒂糜诖?使火車停在站臺(tái)上的某個(gè)位置，作為示例，該位置取決于小火車中車 廂的數(shù)量。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，在有從包絡(luò)最大值的時(shí)間點(diǎn)到用于所 述目的的信號(hào)到達(dá)主要數(shù)據(jù)系統(tǒng)的時(shí)間點(diǎn)的延遲的情況下，促使主要 數(shù)據(jù)系統(tǒng)在計(jì)算所述最大值被測(cè)量的物理位置時(shí)減去所述時(shí)間延遲。然而，本發(fā)明可用于所有方式的應(yīng)用，特別是用于考慮識(shí)別和精 確定位兩者的應(yīng)用。本發(fā)明由此解決在前面的介紹中提到的問題。盡管已經(jīng)參照若干示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是應(yīng)理解所 包括的電子部件的詳細(xì)設(shè)計(jì)可變化。例如，可將包絡(luò)檢測(cè)器與通信器 或主要數(shù)據(jù)系統(tǒng)集成。因此，由于這些實(shí)施例可在所附權(quán)利要求的范圍之內(nèi)變化，所以 不應(yīng)將本發(fā)明看作受限于所公開的實(shí)施例.
權(quán)利要求
1、一種確定應(yīng)答器相對(duì)于通信器的位置的方法，其中，可通過通信器(11)來(lái)讀取應(yīng)答器(9)，所述通信器適于將詢問信號(hào)發(fā)送到應(yīng)答器，其中，所述應(yīng)答器(9)適于應(yīng)答該詢問信號(hào)，并外加傳送來(lái)自應(yīng)答器中的存儲(chǔ)器的信息，其中，將通信器(11)連接到主要數(shù)據(jù)系統(tǒng)(16)，所述通信器適于接收所述信息，其中，所述方法的特征在于將通信器(11)連接到包絡(luò)檢測(cè)器(15)，該包絡(luò)檢測(cè)器被用來(lái)檢測(cè)從應(yīng)答器(9)接收的信號(hào)的包絡(luò)；以及使得通過所述包絡(luò)來(lái)確定應(yīng)答器(9)與通信器(11)之間的相對(duì)位置。
2、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于確定包絡(luò)的最大值 或預(yù)定閾值之上的值；以及確定在所述包絡(luò)的所述預(yù)定值處應(yīng)答器(9)與通信器(11)之間的相對(duì)位置。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于當(dāng)包絡(luò)上升時(shí) 確定第一閾值的時(shí)間點(diǎn)(tl)，以及在經(jīng)過所述最大值之后當(dāng)包絡(luò)下 降時(shí)確定第二閾值的時(shí)間點(diǎn)(t2);以及計(jì)算出所述最大值的時(shí)間點(diǎn)(tm)將出現(xiàn)在所述兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)(tl, t2)的中間。
4、 如權(quán)利要求l、 2或3所述的方法，其中，在檢測(cè)到距離包絡(luò) 最大值的時(shí)間點(diǎn)(tm)的延遲以及用于此目的的信號(hào)到達(dá)主要數(shù)據(jù)系 統(tǒng)的情況下，使得主要數(shù)據(jù)系統(tǒng)(16)在計(jì)算所述最大值被測(cè)量時(shí)的 物理位置時(shí)減去所述延遲。
全文摘要
一種確定應(yīng)答器相對(duì)于通信器的位置的方法，其中，可通過通信器(11)來(lái)讀取應(yīng)答器(9)，所述通信器適于將詢問信號(hào)發(fā)送到應(yīng)答器，其中，所述應(yīng)答器(9)適于應(yīng)答該詢問信號(hào)，并外加傳送來(lái)自應(yīng)答器中的存儲(chǔ)器的信息，其中，將通信器(11)連接到主要數(shù)據(jù)系統(tǒng)(16)，所述通信器適于接收所述信息。所述方法的特征在于將通信器(11)連接到包絡(luò)檢測(cè)器(15)，該包絡(luò)檢測(cè)器被用來(lái)檢測(cè)從應(yīng)答器(9)接收的信號(hào)的包絡(luò)；以及通過所述包絡(luò)來(lái)確定應(yīng)答器(9)與通信器(11)之間的相對(duì)位置。
文檔編號(hào)G01S13/78GK101120268SQ200580045474
公開日2008年2月6日 申請(qǐng)日期2005年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月30日
發(fā)明者邁克爾·維爾格特 申請(qǐng)人:塔格馬斯特股份公司