基于UWB无线电的对象和环境尺寸测量制造技术

本发明专利技术涉及基于UWB无线电的对象和环境尺寸测量。在基于UWB无线电的对象和环境尺寸测量的方面中，系统包括环境中的对象，这些对象是加标签的对象和未加标签的对象。该系统包括与环境中的相应加标签的对象关联的超宽带(UWB)无线电。映射模块被实现为基于与加标签的对象关联的UWB无线电的定位来确定环境中的加标签的对象中的每一个的位置，并且基于UWB无线电的定位来确定环境中的未加标签的对象中的每一个的位置。映射模块还可以基于环境中的每个加标签的对象和未加标签的对象的位置和相对定位来确定环境和对象的尺寸。在实现方式中，UWB无线电中的一个或多个是UWB标签，其被定位以用于与相应加标签的对象的关联的UWB标签。标签。标签。

【技术实现步骤摘要】
基于UWB无线电的对象和环境尺寸测量

技术介绍

[0001]超宽带(UWB)是一种可以被利用于使用非常低的能量进行短距离、高带宽通信的安全的空间位置应用的无线电技术。该技术由用于增强超宽带(UWB)物理层(PHY)和用于精确相对定位跟踪的相关测距技术的IEEE 802.15.4z标准来详述，该技术提供了使用实体之间的相对距离的应用。值得注意的是，UWB利用设备之间的双面双向测距，并且通过使用6
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10GHz频率范围内的脉冲无线电通信，在高达100m通过飞行时间(ToF)和到达角(AoA)测量，提供了低至三度精度的10cm的测距准确度内的高精度定位。定位是使用加扰的时间戳序列(STS)、加密安全的伪随机数生成和UWB PHY的其它特征的准确且安全的技术。

技术实现思路

[0002]根据本专利技术的一个方面，提供了一种系统，包括：环境中的对象，所述对象包括加标签的对象和未加标签的对象；与所述环境中的相应加标签的对象关联的超宽带(UWB)无线电；映射模块，所述映射模块至少部分地以硬件实现并且被配置为：基于与加标签的对象关联的所述UWB无线电的定位来确定所述环境中的所述加标签的对象中的每一个的位置；基于所述UWB无线电的所述定位来确定所述环境中的所述未加标签的对象中的每一个的位置；基于所述环境中的每个加标签的对象和未加标签的对象的所述位置和相对定位来确定所述环境和所述对象的尺寸。
[0003]根据本专利技术的另一个方面，提供了一种方法，包括：在无线设备和位于具有包括加标签的对象和未加标签的对象的对象的环境中的超宽带(UWB)无线电之间进行通信；基于与加标签的对象关联的UWB无线电的定位来确定所述环境中的所述加标签的对象中的每一个的位置；基于所述UWB无线电的所述定位来确定所述环境中的所述未加标签的对象中的每一个的位置；基于所述环境中的每个加标签的对象和未加标签的对象的所述位置和相对定位来确定所述环境和所述对象的尺寸。
[0004]根据本专利技术的又一个方面，提供了一种系统，包括：一个或多个超宽带(UWB)标签，所述一个或多个超宽带(UWB)标签被定位以用于与环境中的相应设备的关联，所述一个或多个UWB标签各自被配置为：扫描从所述设备所广播的设备标识信息；确定到UWB标签的最近设备，以用于将所述UWB标签与所述最近设备关联；以及将位置标识信息和与所述最近设备的所述UWB标签关联的关联指示传送到实现映射模块的计算设备，所述映射模块被配置为基于所述环境中的每一个UWB无线电的位置和相对定位来确定所述环境的尺寸。
附图说明
[0005]参考以下附图描述基于UWB无线电的对象和环境尺寸测量(environment dimensioning)的技术的实现方式。相同的数字可以在全文中用来指代图中所示的相同特征和部件：
[0006]图1图示了根据如本文所述的一个或多个实现方式的用于基于UWB无线电的对象和环境尺寸测量的示例设备和特征。
[0007]图2和3图示了根据如本文所述的一个或多个实现方式的针对基于UWB无线电的对象和环境尺寸测量而生成的环境映射的示例。
[0008]图4图示了根据如本文所述的一个或多个实现方式的针对基于UWB无线电的对象和环境尺寸测量而生成的环境深度图的示例。
[0009]图5图示了根据如本文所述的一个或多个实现方式的UWB标签和设备位置关联的示例。
[0010]图6图示了其中可以实现基于UWB无线电的对象和环境尺寸测量的方面和特征的示例基于云的系统。
[0011]图7至图10图示了根据本文所述的技术的一个或多个实现方式的基于UWB无线电的对象和环境尺寸测量的示例方法。
[0012]图11图示了如本文所述的可以用于实现基于UWB无线电的对象和环境尺寸测量的技术的示例设备的各种部件。
具体实施方式
[0013]基于超宽带(UWB)无线电的对象和环境尺寸测量的技术的实现方式被描述并且提供了可以由任何类型的计算设备实现的技术，计算设备诸如智能设备、移动设备(例如，蜂窝电话、平板设备、智能电话、无线设备)、消费电子产品、智能家庭自动化设备等。通常，诸如智能电话和家庭自动化设备的启用UWB的智能设备可以用于确定空间感知，该空间感知为在智能家庭和建筑物中实现的特征提供访问控制、安全、基于位置的服务和对等应用。
[0014]在用于基于UWB无线电的对象和环境测量的技术的方面，系统包括与环境中的相应设备关联的UWB无线电。通常，智能设备可以是环境中的可以用UWB通信的UWB无线电来实现的对象。在其它实现方式中，UWB标签包括UWB无线电，并且可以被定位以与环境中的相应对象关联，以包括启用非UWB的设备，并且每个UWB标签可以用指示与加标签的对象中的一个或多个的关联的数字标记来标识。如本文所述，环境中的对象可以包括加标签的对象以及未加标签的对象，并且可以是任何类型的智能设备、移动设备、无线设备、电子设备、或者启用的非通信的静态对象或设备。
[0015]在实现方式中，UWB无线电中的一个或多个可以是UWB标签，该UWB标签被定位以用于与相应对象、智能设备、移动设备、无线设备、电子设备和/或媒体设备关联。UWB标签可以被定位以与智能设备、媒体设备或环境中的其它对象关联，并且UWB标签可以基于从智能设备、媒体设备或其它对象通信的蓝牙MAC ADDR和/或其它设备标识信息来确定关联设备的身份。通常，对环境中的相应对象(包括设备)加标签是标识环境中的对象的定位或位置并且将语义标记附加到与被定位并且与相应对象关联的UWB标签的UWB无线电的功能。
[0016]所描述的技术可以利用UWB测距数据——诸如飞行时间(ToF)、到达角(AoA)和/或到达时间差(TDoA)——以及Wi
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Fi和/或蓝牙RSSI测量，以及可选地，相机成像，来确定环境中的UWB无线电和UWB标签位置。UWB精确位置定位能力被利用于实现在环境中的特定位置的UWB无线电和UWB标签的位置检测，其然后可以被用于通过利用精确和安全的位置定位特征来增强智能家庭环境中的无线和数字体验。
[0017]该系统还包括映射模块，诸如由环境中的计算设备实现，并且映射模块可以基于与加标签的对象关联的UWB无线电的定位来确定在启用UWB的设备中实现的UWB无线电中的
每个的位置以及环境中的每个加标签的对象的位置。映射模块还被实现以诸如基于环境中的UWB无线电的定位来确定环境中的每个未加标签的对象的位置。映射模块可以确定环境中的UWB无线电和/或UWB标签中的每一个的位置，并且确定UWB无线电和/或UWB标签中的每一个相对于彼此的相对定位。映射模块经由与UWB无线电的带内会话交换获得从UWB无线电和/或UWB标签接收到的UWB测距数据，并且基于UWB测距数据来确定环境中UWB无线电和/或UWB标签中的每一个的位置和相对定位。
[0018]映射模块然后可以基于环境中的每个加标签的对象和未加标签的对象的位置和相对定位来确定环境和目标的尺寸。例如，映射模块可以三角测量移动设备和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种系统，包括：环境中的对象，所述对象包括加标签的对象和未加标签的对象；与所述环境中的相应加标签的对象关联的超宽带(UWB)无线电；映射模块，所述映射模块至少部分地以硬件实现并且被配置为：基于与加标签的对象关联的所述UWB无线电的定位来确定所述环境中的所述加标签的对象中的每一个的位置；基于所述UWB无线电的所述定位来确定所述环境中的所述未加标签的对象中的每一个的位置；基于所述环境中的每个加标签的对象和未加标签的对象的所述位置和相对定位来确定所述环境和所述对象的尺寸。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述UWB无线电中的一个或多个是与被定位以用于与所述相应加标签的对象的关联的UWB标签。3.根据权利要求1所述的系统，还包括被配置为在所述环境中实现映射模块的无线设备，所述映射模块被配置为对所述UWB无线电中的两个和所述无线设备进行三角测量，以确定所述环境的长度和宽度。4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述映射模块被配置为：确定所述无线设备的初始高度和所述无线设备的后续高度；以及基于所述环境的面积和所述无线设备的所述初始高度与所述后续高度之间的高度变化来确定所述环境的体积。5.根据权利要求1所述的系统，还包括：相机设备，所述相机设备被配置为捕获所述环境的图像；对象检测模块，所述对象检测模块被配置为从所捕获的图像标识所述环境中的所述对象；以及其中，所述映射模块被配置为基于所述环境中的所述UWB无线电和所标识的对象来确定所述环境中的所述加标签的对象和所述未加标签的对象中的每一个的所述位置和所述相对定位。6.根据权利要求4所述的系统，其中，所述映射模块被配置为基于所标识的对象的所述位置和所述相对定位以及从所述环境中的所述UWB无线电中的一个或多个所接收的UWB测距数据来确定所述环境中的所标识的对象的尺寸。7.根据权利要求1所述的系统，还包括无线设备，所述无线设备被配置为：实现所述映射模块以生成示出所述环境中的所述对象中的一个或多个的位置的用户界面；以及发起在所述无线设备的显示屏上显示所述用户界面。8.根据权利要求6所述的系统，其中，所述映射模块被配置为基于从所述环境中的所述UWB无线电中的一个或多个的所述位置和相对定位所确定的测量来生成示出所述环境的所述尺寸的所述用户界面。9.根据权利要求6所述的系统，其中，所述映射模块被配置为：基于从与错放置的对象关联的UWB无线电所接收的UWB测距数据来确定所述环境中的所述错放置的对象的位置；以及
生成示出所述环境中的所述错放置的对象的所述位置的所述用户界面。10.根据权利要求1所述的系统，还包括：无线设备，所述无线设备被配置为在所述环境中实现所述映射模块；相机设备，所述相机设备被配置为捕获所述环境的图像；对象检测模块，所述对象检测模块被配置为从所捕获的图像标识所述环境中的所述对象；以及其中，所述映射模块被配置为：生成示出所述环境中的所述对象中的一个或多个的相对位置的深度图，所述深度图通过比较在所捕获的图像和从所述环境中的所述UWB无线电中的一个或多个所接收的UWB测距数据中出现的所标识的对象之间的空间距离来生成；...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔，
申请(专利权)人：摩托罗拉移动有限责任公司，
类型：发明
国别省市：