[发明专利]用于3D位置确定的方法和设备

说明书

一种用于确定物体的三维位置的设备和方法。所述设备包括：适于发射信号的至少一个发射器；至少三个接收器，所述至少三个接收器和所述至少一个发射器优选设置在第一平面内，第一接收器和第二接收器优选沿着第一直线设置，并且第三接收器优选与第一直线间隔开地设置；以及处理器，所述处理器配置成用于确定至少三个传播时间，其中，相应的传播时间是信号从发射器经由物体直至相应的接收器所需要的时间，并且所述处理器还配置为用于由所确定的传播时间以及发射器和各接收器的设置方式来确定物体的三维位置。

技术领域

本发明涉及一种用于使用至少三个接收器和至少一个发射器对用于反射和用于散射的物体进行三维位置确定的方法和设备。

背景技术

从现有技术中已知下述技术，所述技术能够基于相对于信号源反射的信号来确定物体与信号源的间距，例如在车辆情况下的间距测量。所述系统因此仅测量距系统前方物体的距离。因此，借助所述已知的方法不能够确定物体在三维空间中的位置。

为了在三维空间中对物体进行位置确定(定位)，存在不同的解决方案，例如GPS定位或GSM定位。然而，所有这些方法和其不同的变型方案都要求主动发射信号的物体。因此借助现有的解决方案不能定位不主动发射信号的非活跃物体。

WO2006/130004A1描述一种用于飞行器的雷达系统，以便在运行时检测在飞行器周围区域中的至少一个另外的飞行物体，其中，所述系统包括至少一个子系统，所述子系统具有用于发射电磁测量信号的至少一个发射器和用于同时接收所发射测量信号的反射的并且用于产生接收信号的接收器相控阵列，所述接收信号相应表示测量信号的所接收的反射。子系统还具有用于处理接收信号中的每个接收信号的信号处理单元，以便获得关于在飞行器周围区域中所检测到的飞行物体的信息。信号处理单元构造为用于确定相对于飞行器的、接收到的反射射出所沿的方向，并且为了确定所述方向，信号处理单元构造为用于执行关于接收信号的快速的傅里叶变换。

US2013/0172739A1描述一种核探针和一种超声转换器，所述核探针和超声转换器相互连接。所述连接以已知的空间关系对坐标系进行定向。超声数据用于检测转换器的偏移或转换器的位置改变，而无需使用跟踪传感器。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种方法和一种设备，所述方法或设备能够确定物体在三维空间中的位置，所述物体可位于空间中的每个任意的位置处，并且在此不必主动地发射信号。本发明的另一目的在于，提供一种方法和一种设备，所述方法或所述设备消除已知系统的上面提及的一个或多个问题。本发明的另外的优点此外从下面的说明书获得。

所述目的借助用于确定物体的三维位置的设备来实现，所述设备包括：

发射器，所述发射器适于发射信号；

三个接收器，所述三个接收器和所述发射器设置在第一平面内，第一接收器和第二接收器沿着第一直线设置，并且第三接收器与第一直线间隔开地设置；和

处理器，所述处理器配置为用于确定三个传播时间，所述处理器还配置为用于由所确定的传播时间以及所述发射器和各所述接收器的设置方式来确定物体的三维位置，

其中，所述处理器配置为用于：由信号从发射器经由物体直至第一接收器所需要的第一传播时间在第二平面内确定第一椭圆形轨迹或第一半椭圆形轨迹，并且由信号从发射器经由物体直至第二接收器所需要的第二传播时间在第二平面内确定第二椭圆形轨迹或第二半椭圆形轨迹，其中，利用第一和第二椭圆形轨迹或第一和第二半椭圆形轨迹在第二平面中的交点的位置来计算物体在三维空间中的位置，

其中，所述处理器还配置为用于，由信号从发射器经由物体直至第三接收器所需要的第三传播时间来确定在第一和第二平面之间的角度，并且

其中，所述发射器设置在第一直线上并且设置在第一和第二接收器之间。

所述目的借助用于确定物体的三维位置的方法来实现，所述方法具有下述步骤：