定位系统技术方案

本发明专利技术涉及在定位系统中使用的识别标签(100)，该定位系统用于确定识别标签的位置，该识别标签包括：被配置成将第一信标在第一频率处发出的超声信号转换成第一电气信号的超声接收器模块(110)；被配置成将第二信标在第二频率处发出的变化的磁场转换成第二电气信号的磁感应模块(120)；以及被适配成对所述第一电气信号和所述第二电气信号进行解码且从其提取信息的处理模块(130)。识别标签被配置成使用所述所提取信息来产生位置信号。第一频率基本上等于所述第二频率。超声接收器模块(110)和磁感应模块(120)具有相同的模拟PHY电路。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利
本专利技术涉及用于可移动物体或人的无线定位系统(诸如跟踪患者和/或资产在设施(诸如医院)中的位置的系统)、以及在此类系统中使用的识别标签。
技术介绍
WO 2004/051303 A1公开了一种用于对区域(诸如举例而言建筑物或公路隧道中的空间)内的物体和/或生物进行监视和位置确定的方法和系统。该系统包括配备有超声接收器和无线电发射器的多个识别标签，该系统附连到必须监测的物体。识别标签接收超声信号，识别标签可测量超声信号的到达时间。该信息与识别标签的ID代码一起通过无线电波传送到中央单元，该中央单元计算识别标签中的每一个识别标签的位置。该系统的要求是，标签包括超声接收器和无线电发射器，同时优选保持极易便携的、甚至可佩带的。这提出了显著的小型化问题。已知系统的进一步缺点是，它既不提供足够高的空间精度以提供正确的进入/退出控制，也不提供足够高的时间精度以允许对关键的跟踪事件立即响应。以本申请人的名义的欧洲专利申请EP 2 469 298 A1公开了一种用于使用移动标签和固定信标来确定目标的位置的方法和系统，其中根据对至少两个所接收信号的所接收信号功率的指示的加权和来估计目标位置。该系统的缺点是，多个所接收信号必须可用于进行RSSI三角定位(triangulation)。专利技术概述根据本专利技术的一方面，提供了一种在定位系统中使用的识别标签，该
定位系统用于确定要监视的区域中的识别标签的位置，该识别标签包括：被配置成将第一信标在第一频率处发出的超声信号转换成第一电气信号的超声接收器模块，该超声接收器模块具有第一模拟PHY电路；被配置成将第二信标在第二频率处发出的变化的磁场转换成第二电气信号的磁感应模块，该磁感应模块具有第二模拟PHY电路；以及被适配成对第一电气信号和第二电气信号进行解码且从其提取信息的处理模块；其中识别标签被配置成使用所提取信息来产生位置信号；其中第一频率基本上等于述第二频率；并且其中第一模拟PHY电路和第二模拟PHY电路是相同的电路。第一“模拟PHY电路”具体可以是被适配成解调第一电气信号的电路。第二“模拟PHY电路”具体可以是被适配成解调第二电气信号的电路。如本文中所使用的模拟PHY电路可以是执行对所接收信号进行滤波、放大和A/D转换(解调)的任务的电路。本专利技术的优点是，当在两种数据传送介质上使用共同的基频时，标签的硬件架构可变得更加高效。具体地，通过将共同的基频用于两种传送技术，模拟前端的重要部件(包括晶体振荡器)可共享或变得相同。由于共用处理模块与两个接收器对接，因此所得标签可变小且变得便宜，并且将消耗更少的能量。在实施例中，根据本专利技术的识别标签进一步包括与超声接收器模块相同的冗余模块，并且处理模块被进一步适配成在所述接收器模块发生故障的情形中处理从所述冗余模块接收的信号。在此设置中，与第一超声接收器模块相同的冗余模块可用于在第一模块发生故障(具体地，硬件故障)的情形中提供冗余。在实施例中，根据本专利技术的识别标签进一步包括被配置成将所述超声信号转换成第三电气信号的冗余模块，并且处理模块被进一步适配成以协调的方式处理第一电气信号和第三电气信号。“协调”的意思是指两个信号以同步的方式解调且相应接收器的连续接收的符号组合以获取对所传送符号的更好的估计。由此，在此设置中，识别标签可受益于矢量接收法(vectored receiving method)，诸如波束形成
或“MIMO”技术。这些方法对克服多路径传送通道(诸如自由空间声道)中的损伤是特别有用的。在根据本专利技术的识别标签的实施例中，第一频率和第二频率基本上等于40kHz。专利技术人已经出乎意料地发现该频率为超声传送且为磁感应通信两者提供期望申请中的充分特性。在根据本专利技术的识别标签的实施例中，模拟PHY电路被适配成根据频移键控(FKS)方案解调第一电气信号和第二电气信号。该编码方案的优点是，它是稳健的且对所使用的传送介质引起的衰减的自然变化不敏感。在特定实施例中，该方案是2-FSK。该传送方案特别简单地实现，并且是可靠的。在根据本专利技术的识别标签的实施例中，处理模块被进一步适配成对所提取信息执行检错算法或纠错算法。本实施例的优点是，可在不同的通信技术之间有效地共享又一个重要功能。取决于正在处理哪一个信号，实际的纠错算法或纠错算法可使用不同的参数。已知的纠错算法包括循环冗余校验(CRC)。已知的前向纠错算法包括Reed-Solomon算法。在实施例中，根据本专利技术的识别标签进一步包括被配置成传送从第一电气信号推导出的识别元素的无线电发射器。尽管磁感应模块可用于信标和标签之间的双向通信，但是无线电发射器为以较高的数据速率和较长的范围传递到信标且由此到监测系统的标签提供了进一步的无线返回通道。在实施例中，根据本专利技术的识别标签被进一步适配成修改磁感应模块的灵敏度以获取变化的磁场的不同检测范围。根据本专利技术的一方面，提供了一种包括至少一个信标和如上所述的识别标签的系统，该至少一个信标被适配成发出超声信号和/或变化的磁场。根据本专利技术的一方面，提供了一种包括被适配成使处理器从第一输入
信号和第二输入信号之中选择信号、对所选信号进行解码、并且从其提取信息的代码手段的计算机程序产品；其中第一输入信号和第二输入信号表示具有相同基础频率的相应物理信号。计算机程序产品适合于在实现如上所述的识别标签中的处理模块的处理器中使用。在根据本专利技术的计算机程序产品的实施例中，代码手段被进一步适配成根据所提取信息产生位置信号。根据本专利技术的系统和计算机程序产品的实施例的技术效果和优点使得必要的修改(mutatis mutandis)对应于根据本专利技术的识别标签的对应实施例的那些必要修改。附图简述本专利技术的实施例的这些以及其他特征和优点现在将参考附图更详细地描述，其中：图1图示地解说根据本专利技术的实施例的包括信标和标签的定位系统；以及图2图示地解说根据本专利技术的实施例的识别标签的元素。实施例的详细描述图1图示地解说根据本专利技术的实施例的包括信标和标签的定位系统。本文中所描述的定位系统的具体应用是在医院和其他机构中使用的无线护理呼叫系统，其中患者可四处移动而有可能没有完全意识到他们自己的准确位置。在适当的情况下，本专利技术将参考此类护理呼叫系统进行描述，而无意将本专利技术的范围限定于此类应用。在无线护理呼叫系统中的上下文中，开发高效的硬件是重要的目标，其中着眼于降低(电池)功耗、获取小的形状因子、并且使总成本保持尽可能地低。另外，该系统应当提供对标签的位置在空间维度(高空间精度)上和在时间维度(低延迟跟踪)上的非常精确的确定，以使对跟踪事件的充分响应可立即地且在正确的地方部署。在优选的定位系统中，信标200被设置在遍布其中要监测移动物体或人的位置的区域的各个固定位置处。信标可一般被安装到墙壁、门、柱子等等。它们可具有包括显示器以及一个或多个键的基本用户接口。信标发出被调制到超声信号上的识别元素。超声通信基于生成传播纵向声波的机电感应的振动。由于按照定义超声波处于在人的可听范围之外的频率范围，因此它们的使用对存在于所监视区域中的人没有妨碍。在建筑物环境内，超声波几乎完全被墙壁阻断(与电磁波相反)。因此，超声波是获取房间级定位精度的合适的信号类型。为要监视的移动物体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在定位系统中使用的识别标签(100)，所述定位系统用于确定要监视的区域中的所述识别标签的位置，所述识别标签包括：配置成将第一信标在第一频率处发出的超声信号转换成第一电气信号的超声接收器模块(110)，所述超声接收器模块(110)具有被适配成解调所述第一电气信号的第一模拟PHY电路(115)；被配置成将第二信标在第二频率处发出的变化的磁场转换成第二电气信号的磁感应模块(120)，所述磁感应模块(120)具有被适配成解调所述第二电气信号的第二模拟PHY电路(125)；以及被适配成对所述第一电气信号和所述第二电气信号进行解码并且从其中提取信息的处理模块(130)；其中所述识别标签被配置成使用所述提取信息来产生位置信号；其中所述第一频率基本上等于所述第二频率，并且其中所述第一模拟PHY电路和所述第二模拟PHY电路是相同的电路。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.24 EP 13199605.01.一种在定位系统中使用的识别标签(100)，所述定位系统用于确定要监视的区域中的所述识别标签的位置，所述识别标签包括：配置成将第一信标在第一频率处发出的超声信号转换成第一电气信号的超声接收器模块(110)，所述超声接收器模块(110)具有被适配成解调所述第一电气信号的第一模拟PHY电路(115)；被配置成将第二信标在第二频率处发出的变化的磁场转换成第二电气信号的磁感应模块(120)，所述磁感应模块(120)具有被适配成解调所述第二电气信号的第二模拟PHY电路(125)；以及被适配成对所述第一电气信号和所述第二电气信号进行解码并且从其中提取信息的处理模块(130)；其中所述识别标签被配置成使用所述提取信息来产生位置信号；其中所述第一频率基本上等于所述第二频率，并且其中所述第一模拟PHY电路和所述第二模拟PHY电路是相同的电路。2.根据权利要求1所述的识别标签(100)，其特征在于，所述第一和第二模拟PHY电路(115、125)被适配成执行对所接收信号进行滤波、放大和A/D转换的任务。3.根据权利要求1或权利要求2所述的识别标签(100)，进一步包括与所述超声接收器模块(110)相同的冗余模块，其中所述处理模块(130)被进一步适配成在所述超声接收器模块(...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·克龙贝，J·热斯基埃，
申请(专利权)人：泰勒维克健康护理股份有限公司，
类型：发明
国别省市：比利时;BE