[发明专利]用于基于超声反射信号的对象位置估计的系统和方法

说明书

发明领域

本发明在其一些实施例中涉及定位系统和方法，尤其但不排他地涉及小空间定位系统和方法。

发明背景

小空间定位、数米或更小的空间内的定位的领域是已知的。利用小空间定位系统的已知应用包括具有定点设备用于计算机交互、机器人和机器控制系统、以及用于玩具和库存控制的计算机交互系统的应用。某些应用可能需要2D解决方案，其他应用可能需要3D解决方案。某些应用（诸如定点设备）可能只需要单向通信，而其他应用（例如，机器人应用）可能需要双向通信。

通过使用利用定向发射机/接收机的距离发现的对象定位也是公知的，在称为SONAR（声音导航和测距）的方法中使用超声反射。该方法与RADAR（无线电检测和测距）类似地工作：在特定方向上生成超声脉冲。如果在该脉冲的路径中存在对象，则该脉冲的部分或全部将被反射回发射机作为回声并且可通过接收机路径被检测。通过测量脉冲被发射与回声被接收之间的时间差，就能够确定该对象有多远。

转让给Epos技术有限公司的题为“Acoustic Robust Synchronization Signaling For Acoustic Positioning System（用于声学定位系统的声学稳健同步信令）”的国际专利申请公开No.WO2005111653（Airman Nathan，其内容由此通过援引纳入于此）描述了定位元件和定位设备，其中定位元件发射连续调制的声学波形和同步信号，该同步信号是至少两个同步分组的序列，每个分组承载用于该连续调制的声学波形的定时数据。另外，该同步信号使用时间跳跃来支持多个定位元件的并发定位。

转让给Epos技术有限公司的题为“Method And System For Obtaining Positioning Data（用于获得定位数据的方法和系统）”的国际专利申请公开No.WO03088136（Airman Nathan和Eliashiv Oded，其内容由此通过援引纳入于此）描述了定位元件和检测器装置，该定位元件用于获得位置并包括用于发射可解码以锁定位置的基本连续超声波形的第一发射器；该检测器装置用于以准许锁定位置并输出该波形以用于计算的方式、以能保持位置锁定能力的方式检测该波形。

转让给Epos技术有限公司的题为“System And Method For Positioning（用于定位的系统和方法）”的国际专利申请公开No.WO2008117292（Airman Nathan和Agassy Meir，其内容由此通过援引纳入于此）描述了使用基带和载波信息来提供胜于已知系统的改善的准确性和/或降低的模糊性。

“Ultrasonic Imaging in Air with a Broadband Inverse Synthetic Aperture Sonar（用宽带逆合成孔径声纳在空中的超声成像）”（Michael P.Hayes，1997）讨论了对来自数字调制超声信号的收到超声反射的分析。其缺少基带和载波分析、信道建模、泄漏估计和正交信号的技术。

US2007/0121097讨论了使用定形超声脉冲的姿势分析。然而，所描述的技术仅使用真实信号，其并未公开正交基带信号和泄漏估计。

美国专利申请20080005703公开了使用超声的手势识别。然而，其并未公开调制技术。

美国专利申请20100296368公开了用于姿势检测的回声分析。然而，其并未公开调制技术，也未公开对BB和载波信息的使用。

“Continuous Sonar Sensing for Mobile Mini Robots（用于移动迷你机器人的连续声纳感测）”（Jurgen alhold等人，2002）公开了使用连续调制发射。然而，其并未公开对BB和载波信息的使用。对正交编码的讨论是用于车辆区分和用于同时从若干发射机估计相同的目标。

发明内容

根据本发明的一些实施例的一方面，提供了一种用于小空间定位的系统和方法，其相比于已知系统可改善准确度和/或降低模糊性。可从要定位的无源对象获得具有载波信号和调制的连续经调制声波的回声。