测距方法、测距装置、定位装置与定位方法制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种测距方法、测距装置、定位装置与定位方法。所述的测距方法适用于某一测距装置中，所述方法的步骤说明如下。首先，在特定的限制条件下的多个参数组之中，选择使接收到的无线信号的上升时间的统计值最小的一参数组，其中每一参数组中包括至少一参数相关联于接收到的无线信号的上升时间的统计值。其次，取得接收到的无线信号的间隔时间，其中接收到的无线信号为来自于某一物件的无线信号。最后，根据校正后的间隔时间估测出物件与测距装置之间的距离，其中通过上升时间的统计值来对间隔时间进行校正以产生出校正后的间隔时间。本发明专利技术实施例所提供的测距和定位方法或装置进而具有较高的精确度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种测距(ranging)方法，且特别是一种测距方法和装置，其考量到接收的无线测距信号的上升时间(rising time)因噪声所产生的一统计值(例如，当此噪声为可加性白色高斯噪声(Additive White Gaussian Noise，AWGN)时，此统计值即为时间延展(time spread)的一标准差(standard deviation))，以及使用有上述测距方法或装置的一种定位(location)方法和装置。
技术介绍
测距方法和装置主要是通过使用一个无线测距信号来估测出物件(object)与测距装置之间的距离。理想地，由于无线测距信号会随着距离的增加衰减(attenuate)，因此，目前市售的测距装置大多是通过检测所接收到的无线测距信号的信号强度衰减的情形，来估测出物件与测距装置之间的距离。然而，事实上，信号强度的衰减更反映于通道响应(channel response)上，如此一来使得这类型的测距装置必须也考量到通道响应所带来的影响。然而，对于这类仅利用检测无线测距信号的信号强度衰减的测距装置来说，因其需要额外地使用一通道估测器(channel estimator)来取得此通道响应，故增加了较多的成本。此外，若通道是在快速变化(fast changed)(即非静态的通道)的情况下，则估测出来的物件与测距装置之间的距离，相较于物件与测距装置之间的实际距离，可能会有较大的落差。此外，由于物件会吸收有来自发射机传播至接收机而来的电磁波(Electro-Magnetic Wave，EMW)，故接收到的信号的强度会合理地被减低。另外，若物件在第一菲涅耳区(first Fresnel zone)上被有所阻隔，则接收到的信号水平(例如，接收信号强度指标(Received Signal Strength Indicator，RSSI))应该也会合理地被衰减。举例来说，物件可能是易于大量吸收电磁波的厚重混凝土墙(特别是当混凝土墙是湿的情况)、煤层、水或类似等物体。总而言之，基于自由空间传输模型所进行的距离估测会具有较大的误差，其中由周围物件所引起的额外衰减、反射、扩散绕射和类似的物理影响(上述影响取决于周围物件的性质、尺寸、电性等)将会相对地提高其误差。另外一种目前市售的测距装置是计算或计数所接收到无线测距信号的间隔时间(trip time)，以估测出物件与测距装置之间的距离，其中所述的间隔时间包括接收到无线测距信号的上升时间。由于间隔时间为所接收到的无线测距信号的上升时间与发射出的无线测距信号的上升时间之间的时间差，故间隔时间也可被称为延迟时间(delay time)。然而，由于通道内不可避免地存在有噪声的干扰，因此使得所接收到的无线测距信号的上升时间将会被扩展(spread)，也就是说，所接收到的无线测距信号的上升时间将相对地被延长(lengthened)。因此，所估测出的物件与测距装置之间的距离可能会小于物件与测距装置之间的实际距离。此外，某些定位装置可能使用有上述的测距装置，其中测距装置被用于估测出物件与测距装置之间的距离，而定位装置则再根据所估测出的多个距离来确定出此定位装置的位置，或者是，物件与测距装置之间的距离经由测距装置所估测出之后，而定位装置则再根据所估测出的多个距离来确定出此物件的位置。不论如何，可以知道的是，测距装置的测距精确度越高，则定位装置的定位精确度也越高。因此，需要一个较高测距精确准度的测距装置。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种适用于测距装置中的测距方法，其步骤说明如下。首先，在特定的限制条件下的多个参数组之中，选择使接收到的无线信号的上升时间的统计值最小的一参数组，其中每一参数组中包括至少一参数相关联于接收到的无线信号的上升时间的统计值。其次，取得接收到的无线信号的间隔时间，其中接收到的无线信号为来自于某一物件的无线信号。最后，根据校正后的间隔时间估测出物件与测距装置之间的距离，其中通过上升时间的统计值来对间隔时间进行校正以产生出校正后的间隔时间。本专利技术实施例另提供一种测距装置。所述的测距装置包括实体模块(physic module，PHY module)、媒体存取控制模块(Medium Access Control
module，MAC module)、控制器以及测距模块，其中媒体存取控制模块连接于实体模块，控制器连接于媒体存取控制模块，测距模块连接于媒体存取控制模块与控制器之间。实体模块用以接收无线信号，而测距模块则用以执行以上所述的测距方法。除此之外，本专利技术实施例另提供一种使用有上述测距方法或装置的定位方法和装置。所述定位方法与装置利用测距装置或方法可以估测出此定位装置与多个物件之间的多个距离，并且进而根据这些距离以判断出此定位装置的位置。此外，在本专利技术的实施例中，当考量到噪声为可加性白色高斯噪声时，此上升时间的统计值即为此上升时间的一标准差。综上所述，本专利技术的有益效果在于，相较于传统的测距和定位方法或装置，本专利技术实施例所提供的测距和定位方法或装置进而具有较高的精确度。为使能更进一步了解本专利技术的特征及
技术实现思路
，请参阅以下有关本专利技术的详细说明与附图，但是此等说明与附图仅用来说明本专利技术，而非对本专利技术的权利范围作任何的限制。附图说明图1A是本专利技术实施例所提供的测距原理的示意图。图1B是本专利技术实施例所提供的测距装置所发射出的无线测距信号以及经由物件响应后所回传的理想无线回应信号的波形示意图。图2A是本专利技术另一实施例所提供的测距原理的示意图。图2B是本专利技术另一实施例所提供的接收到的理想无线测距信号的波形示意图。图3是本专利技术实施例所提供的接收到的真实无线测距信号的波形示意图。图4是本专利技术实施例所提供的测距装置的功能方框图。图5是本专利技术实施例所提供的定位原理的示意图。图6是本专利技术实施例所提供的定位装置的功能方框图。图7A是本专利技术实施例所提供的测距方法的流程示意图。图7B是本专利技术另一实施例所提供的测距方法的流程示意图。图7C是本专利技术另一实施例所提供的测距方法的流程示意图。其中，附图标记说明如下：10、20～22：基地台12、13：物件14、24：移动电话R、R1～R3：距离tR：间隔时间trise1、trise2、trise、tEmitted：上升时间n(t)：噪声A：理想振幅Δtrise：测量误差、标准差4：测距装置40：测距模块41、61：控制器42、62：媒体存取控制模块43、63：实体模块6：定位装置60：定位模块S701～S704、S711～S715、S721～S723：流程步骤具体实施方式在下文中，将通过附图说明本专利技术的各种实施例来详细描述本专利技术。然而，本专利技术概念可能以许多不同形式来体现，且不应解释为限于本文中所阐述的例示性实施例。此外，在附图中相同参考数字可用以表示类似的元件。请参图1A，图1A是本专利技术实施例所提供的测距原理的示意图。测距装置设置于基地台10处，并且在此测距装置内包含有一电路，以用来估测出某一物件12(例如，车子)与此测距装置(或基地台10)之间的距离R。在本实施例中，测距装置先发射出一个无线测距信号至物件12，然后，物件12响应于来自测距装置的此无线测距信号，而回传一个无线回应信号(wireless a本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测距方法，适用于一测距装置中，其特征在于，该测距方法包括下列步骤：在一特定的限制条件下的多个参数组之中，选择使一接收到的无线信号的一上升时间的一统计值最小的一参数组，其中每一所述参数组中包括至少一参数相关联于该接收到的无线信号的该上升时间的该统计值；取得该接收到的无线信号的一间隔时间，其中该接收到的无线信号为来自一物件的一无线信号；以及根据一校正后的间隔时间估测出该物件与该测距装置之间的一距离，其中通过该上升时间的该统计值来对该间隔时间进行校正以产生出该校正后的间隔时间。

【技术特征摘要】
2014.11.21 TW 1031405491.一种测距方法，适用于一测距装置中，其特征在于，该测距方法包括下列步骤：在一特定的限制条件下的多个参数组之中，选择使一接收到的无线信号的一上升时间的一统计值最小的一参数组，其中每一所述参数组中包括至少一参数相关联于该接收到的无线信号的该上升时间的该统计值；取得该接收到的无线信号的一间隔时间，其中该接收到的无线信号为来自一物件的一无线信号；以及根据一校正后的间隔时间估测出该物件与该测距装置之间的一距离，其中通过该上升时间的该统计值来对该间隔时间进行校正以产生出该校正后的间隔时间。2.如权利要求1所述的测距方法，其中当考量到一噪声是可加性白色高斯噪声时，该上升时间的该统计值为该上升时间的一标准差。3.如权利要求2所述的测距方法，其中根据该接收到的无线信号的一有效频宽与能量以及该噪声的一功率频谱密度来计算出该上升时间的该标准差。4.如权利要求2所述的测距方法，其中根据该接收到的无线信号的能量、该噪声的一功率频谱密度、一中频放大器的一频宽、以及该接收到的无线信号的一持续时间来计算出该上升时间的该标准差。5.如权利要求1所述的测距方法，其中该无线信号是一频带有限信号。6.如权利要求1所述的测距方法，其中该无线信号是一互补信号。7.一种定位方法，适用于一定位装置，其特征在于，该定位方法包括以下步骤：取得该定位装置与多个物件之间的多个距离；以及根据所述多个距离判断出该定位装置的一位置；其中取得该定位装置与每一所述物件的该距离是通过以下步骤：在一特定的限制条件下的多个参数组之中，选择使一接收到的无线信号的一上升时间的一统计值最小的一参数组，其中每一所述参数组中包括至少一参数相关联于该接收到的无线信号的该上升时间的该统计值；取得该接收到的无线信号的一间隔时间，其中该接收到的无线信号为来
\t自该物件的一无线信号；以及根据一校正后的间隔时间估测出该物件与该定位装置之间的一距离，其中通过该上升时间的该统计值来对该间隔时间进行校正以产生出该校正后的间隔时间。8.如权利要求7所述的定位方法，其中当考量到一噪声是可加性白色高斯噪声时，该上升时间的该统计值为该上升时间的一标准差。9.如权利要求8所述的定位方法，其中根据该接收到的无线信号的一有效频宽与能量以及该噪声的一功率频谱密度来计算出该...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丹尼，姚正礼，
申请(专利权)人：专家科技有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71