[发明专利]使用RF无线信号及超声波信号检测电话的位置

说明书

相关申请案的交叉参考

本申请案依据35USC§119(e)主张于2015年7月14日提出申请的标题为“使用RF无线信号及超声波信号检测电话的位置(DETECTING THE LOCATION OF A PHONE USING RF WIRELESS AND ULTRASONIC SIGNALS)”的第62/192,354号美国临时专利申请案的权益，所述美国临时专利申请案的全部揭示内容特此以引用方式并入。

背景技术

例如无线装置(举例来说，包含蜂窝式电话、智能电话、膝上型计算机、笔记型计算机、平板装置(例如，的iPad))等移动装置在现代社会中无所不在。然而，在操作车辆的同时使用此类移动装置可是危险的。所述问题对于缺乏经验的车辆操作员(例如刚学会如何驾驶的年轻人)更为严重。涉及移动装置的车祸发生率正在上升，尤其对于青少年更是如此。在操作移动中的车辆的同时收发文本消息可是危险的且与造成事故有关。更一般来说，在操作车辆的同时操作任何键盘或其它交互式装置可是危险的。

因此，移动装置的广泛采用以及所述装置在驾驶时的普遍使用已引起对驾驶员注意力分散的关注。驾驶员用移动电话讲话、收发文本消息或使用软件应用程序可在精神上分散驾驶注意力并失去对他或她正驾驶的车辆的控制。因此，看到事故中所涉及的个人此前正用移动装置讲话或收发文本消息而非注意路况并不罕见。研究现在表明个人在驾驶小汽车的同时用移动电话讲话的危害可与人在醉酒时驾驶车辆的危害一样。驾驶员不仅是在精神上注意力分散，而且驾驶员的眼睛也转移到拨号、查看来电。

在车辆内检测移动装置(例如无线装置)的存在并控制或抑制移动装置的操作将是高度合意的。

发明内容

随着移动技术的发展，人们能够随时保持联系。对于许多人，保持联系的欲望在其驾驶车辆时并未停止。在驾驶时因移动技术而注意力分散对于驾驶员及公众两者均是危害。本发明寻求通过部分地抑制移动装置的功能而阻抑注意力分散的驾驶，这可另外用于移动中的车辆中及驾驶员座椅附近。本文中揭示关于检测驾驶员座椅上是否存在移动装置的技术的细节。

大部分位置检测技术依赖于两个物理现象：到达时间及接收功率。到达时间(TOA)是位置检测技术。如果远处发射器发出波，且接收器在稍后时间检测到所述波，那么通过公式d＝V*t而确定发射器与接收器之间的距离，其中V是波的传播速度，且t是波到达接收器处所花费的时间。TOA检测已利用声波(例如声纳)而广泛地使用，这是因为相对缓慢音速产生高位置检测准确性。在正常温度、压力及湿度下，声波以340米/秒或大约1英尺/毫秒行进。许多动物及现代仪器能够以充分准确性测量TOA以用于良好位置检测。举例来说，已知一些海豚及蝙蝠使用超声波回波来定位其猎物。另外，潜艇使用声纳来检测敌船。此外，安装于车辆上的备份传感器使用超声波声纳来检测障碍物。

由于电磁波的高速度，因此利用电磁波来使用TOA是受限的。所有电磁波均以光速(即，3*10^8m/s或大约1英尺/纳秒)行进。如果期望次米级位置准确度，那么发射器与接收器之间的同步及TOA的测量必须具有次纳秒级准确度。能够测量纳秒或能够以高GHz频率测量的电子系统通常是昂贵的。利用电磁波的TOA的令人关注的实施方案为全球定位系统。GPS通过使用原子钟而使多个GPS卫星同步且接着持续不断地发送含有来自卫星的时间戳的GPS信号数据包而部分地规避了纳秒计时挑战。虽然在地面的GPS接收器现在免受高准确性同步的负担，但仍必须准确地测量多个GPS信号之间的相对延迟。GPS接收器的成本仅在近十年内才得以显著降低，从而使GPS对于更多消费者是可负担得起的。

波的功率或信号强度随着接收器进一步移动远离发射器而变弱。如果发射器与接收器之间的距离为R，那么由接收器所感测的功率密度通过以下方程式而给出：

其中S_u是接收功率密度，且P_s是来自发射器的功率。

许多现代技术使用此现象来执行距离检测。雷达是最众所周知的实例中的一者，其中雷达发射器发送电磁波并测量所述电磁波从远距离处的物体反射的接收功率。在消费者电子技术中，已使用无线信号(例如蜂窝式网络(cellular)、Wifi及蓝牙)的接收信号强度(RSS)测量而开发各种位置检测技术。举例来说，由Google、Skyhook及Navizon推行的Wifi定位技术使用到已知Wifi接入点的所测量RSS来确定移动装置的位置(Skyhook)。