[发明专利]使用UWB和UWB系统确定对象在植物生长环境内的位置的方法

说明书

本申请涉及使用UWB和UWB系统确定对象在植物生长环境内的位置的方法。本发明涉及一种使用超宽带(UWB)通信来确定对象在植物生长环境内的位置的方法，其中，该对象设置有UWB发射器；植物生长环境设置有多个UWB接收器；并且接收器被连接到处理单元，该方法包括：a)使用发射器通过UWB广播来自对象的消息；b)在至少一些接收器处接收消息；以及c)由处理单元通过最小二乘法和/或角度量测来确定对象的位置估计。本发明还涉及用于执行该方法的UWB通信系统以及包括这种系统的植物生长环境。

技术领域

本发明涉及一种使用超宽带(UWB)通信来确定在植物生长环境(诸如温室或室内生长设施)内的对象的位置的方法。

背景

在现有技术中，在生长环境中不进行位置确定。然而，生长环境可能相当大。因此，如果特定的对象的位置是已知的，将会是有利的。

大概存在几种已知的位置确定方法，但是由于与之相关的困难，到目前为止还不适合在植物生长环境中使用。例如，GPS在室内使用时不够准确，并且在某些情况下，由于室内信号强度不够，根本不被考虑。位置确定技术的准确性还受到植物生长环境中普遍存在的钢和玻璃的影响。因此，在这些环境中实现位置确定系统，存在重大障碍。

概述

然而，申请人已经发现，可以用前导码(preamble)的方法来实现位置确定，其中，对象设置有UWB发射器；植物生长环境设置有多个UWB接收器；并且接收器连接到处理单元，该方法包括：a)使用发射器通过UWB广播来自对象的消息；b)在至少一些接收器处接收消息；以及c)由处理单元通过最小二乘法(lateration)和/或角度量测(angulation)来确定对象的位置估计。

已经发现，UWB技术可以用来克服室内类型的植物生长环境存在的障碍。因此，当本申请涉及植物生长环境时，可能指的是室内位置。

发射器可以被设置在物理设备中，该物理设备通常被称为标签，其被附着在对象上。接收器可以被设置在称为锚点(anchor)的物理设备中，该物理设备可以被放置在植物生长环境中的固定位置处。

从对象发送的消息可以包括以下项中的任何一项或更多项：时间戳、可以使发射器或其所属标签被识别的信息、以及识别发射器被提供给的对象的信息。

时间戳可以被用于三边量测和/或三角量测。虽然三边量测和三角量测被特别提及，但是该方法不限于精确地使用三次量测。可以使用三次以上或三次以下的量测。因此，可以通过角度量测(特别是通过三角量测)来进行位置确定。

根据设置有UWB发射器的对象的类型，可以以几种有利的方式使用对象的位置估计。

在任何情况下，如果处理单元通过以下方式将对象与植物或一组植物相关联，则可能是有利的：将位置估计与植物或一组植物的预定位置进行比较；以及将对象与其预定位置最接近该位置估计的植物或一组植物相关联。

通过将对象与植物或一组植物相关联，可以记录两者之间的关系。因此，“相关联(Associating)”在本文中可能意味着推断该对象与该特定植物或该特定的一组植物中的植物相互作用。该关联可以被存储在因此提供的数据库中，例如作为其中的条目。该关联还可以与关于对象的和/或植物或一组植物的和/或进行关联的时间的信息一起被存储。

该关联可以用作关于对每个植物或每一组植物执行什么操作的信息。对植物或一组植物执行的操作是植物生长过程的重要的一部分。记录对植物或一组植物完成的操作、操作持续多长时间以及在什么时间点进行操作，有助于供应链跟踪、工作记录和/或生长过程研究的显著改进。

当对象是工作人员或机器人时，根据本发明的方法可以用于登记在植物生长环境中执行的工作，包括：

-记录对象与植物或一组植物相关联的时间；和

-记录对象不再与同一植物或同一组植物相关联的时间。