确定应答器相对于通信器的位置的方法

申请号 CN200580045474.7 申请日 2005-12-06 公开(公告)号 CN101120268A 公开(公告)日 2008-02-06
申请人 塔格马斯特股份公司; 发明人 迈克尔·维尔格特;
摘要 一种确定应答器相对于通信器的 位置 的方法,其中,可通过通信器(11)来读取应答器(9),所述通信器适于将询问 信号 发送到应答器,其中,所述应答器(9)适于应答该询问信号,并外加传送来自应答器中的 存储器 的信息,其中,将通信器(11)连接到主要数据系统(16),所述通信器适于接收所述信息。所述方法的特征在于:将通信器(11)连接到包络检测器(15),该包络检测器被用来检测从应答器(9)接收的信号的包络;以及通过所述包络来确定应答器(9)与通信器(11)之间的相对位置。
权利要求

1.一种确定应答器相对于通信器的位置的方法,其中,可通过 通信器(11)来读取应答器(9),所述通信器适于将询问信号发送 到应答器,其中,所述应答器(9)适于应答该询问信号,并外加传 送来自应答器中的存储器的信息,其中,将通信器(11)连接到主要 数据系统(16),所述通信器适于接收所述信息,其中,所述方法的 特征在于:将通信器(11)连接到包络检测器(15),该包络检测器 被用来检测从应答器(9)接收的信号的包络;以及使得通过所述包 络来确定应答器(9)与通信器(11)之间的相对位置。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于:确定包络的最大值 或预定阈值之上的值;以及确定在所述包络的所述预定值处应答器 (9)与通信器(11)之间的相对位置。
3.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于:当包络上升时 确定第一阈值的时间点(t1),以及在经过所述最大值之后当包络下 降时确定第二阈值的时间点(t2);以及计算出所述最大值的时间点 (tm)将出现在所述两个时间点(t1,t2)的中间。
4.如权利要求1、2或3所述的方法,其中,在检测到距离包络 最大值的时间点(tm)的延迟以及用于此目的的信号到达主要数据系 统的情况下,使得主要数据系统(16)在计算所述最大值被测量时的 物理位置时减去所述延迟。

说明书全文

技术领域

发明涉及一种确定应答器(transponder)相对于通信器的位 置的方法。

背景技术

已知的自动识别系统通常包括个人携带的识别标签以及用于读 取标签的设备。
使用射频的已知自动识别系统被称为RFID(射频识别),其包 括至少一个应答器和至少一个通信器。已知类型的应答器包括:天线、 调制器存储器和调制器控制逻辑电路。将这种已知应答器设计为用 于接收由通信器发送的信号并在调制状态下反射这一信号。将所述通 信器设计为用于接收并读取由应答器反射的调制信号。
所述系统还包括用于将信息发送到通信器的ID标签。
使用这种系统的一种领域在于火车位置确定系统中,该系统用于 制动火车的速度,并作为示例,以此控制它相对于站台的停车位置。 关于所述停车位置的期望精度在+/-5-10cm。
在这一方面,向火车提供通信器,并沿着路轨道设置应答器。
这种已知系统的一个问题在于:读取应答器的位置另外还依赖于 应答器和通信器的天线波瓣,以及这些天线之间的距离。关于定位, 当应答器的读取发生在可进行读取的时间间隙中的早期阶段或晚期 阶段时,检测到的有关应答器与通信器之间的位置受到影响。

发明内容

所述问题通过本发明来解决。
本发明涉及一种确定应答器相对于通信器的位置的方法,其中, 可通过通信器来读取应答器,所述通信器适于将询问信号发送到应答 器,其中,所述应答器适于应答该询问信号,并外加传送来自应答器 中的存储器的信息,其中,将通信器连接到主要数据系统,所述通信 器适于接收所述信息,其中,所述方法的特征在于:将通信器连接到 包络检测器,该包络检测器被用来检测从应答器接收的信号的包络, 促使通过所述包络来确定应答器与通信器之间的相对位置。
附图说明
现在将通过部分地参照在附图中示出的本发明示例性实施例来 更加详细地描述本发明,其中:
-图1是应答器和通信器的示意图;
-图2示出沿着铁路轨道移动的通信器,该附图示出首次读取在 变化情况下发生的位置,其中,该附图示出在沿着铁路轨道相对于应 答器移动的通信器中接收的信号,其中,诸如所述轨道上的距离、速 度等参数不断变化。
-图3示出当通信器经过应答器时接收的信号的包络的主要外 观;
-图4示出接收的信号的包络的主要外观,其取决于轨道上的高 度、由雨引起的阻尼等;以及
-图5示出可如何实现涉及经过参考点的时间点的示例。

具体实施方式

图1示出用于识别对象或人员的系统。所述系统包括:应答器9, 其包括天线10;通信器,其形式为收发器单元11并包括天线12。将 通信器11设计为用于将询问信号13发送到应答器9。将应答器设计 为用于接收询问信号并以此反射和调制所述信号。将通信器11设计 为用于接收反射信号14并对该信号的信息内容解码。将通信器11连 接到某些适当种类的主要数据系统16,诸如电缆、无线电、WLan、 GSM/GPRS/G3系统或某种类似的系统。
而应答器9可具有以下类型,其中,应答器接收询问信号13, 然后利用内置的发送器主动地将响应信号114发送回通信器11。
本发明由此涉及一种确定应答器相对于通信器的位置的方法。
将通信器11设计为用于接收所述信息,并将通信器11连接到主 要或高级数据系统16。当然,可沿着轨道或通路设置许多应答器。将 所述主要数据系统设计为用于例如控制铁路交通、火车在各个车站的 停车位置,控制无人驾驶的火车,计算制动或减速顺序的开始等,并 将所述信息转发到小火车或站内设备。
根据本发明,将通信器11连接到包络检测器15,该包络检测器 15被用来检测从应答器9接收的信号的包络,其中,通过所述包络来 确定应答器9与通信器11之间的相对位置。
在本发明的一高度优选的实施例中,确定包络的最大值或预定包 络阈值以上的值。还确定在所述预定包络阈值处应答器与通信器之间 的相对位置。
图3示出当通信器经过应答器时接收的信号的包络的主要外观。
随着通信器靠近应答器,传送的信号的阻尼关联于变短的距离而 减少。反射信号的阻尼也减少,这表示随着通信器越来越靠近应答器, 信号的强度将快速增加,随后信号的强度在经过应答器之后显著降 低。这一特征通过天线波瓣的形状被放大。
图4示出接收的信号的包络的外观示例,其取决于轨道上的高 度、由雨水和冰雪引起的阻尼等。
根据一优选实施例,随着包络上升确定第一阈值的时间点,以及 在经过所述最大值之后随着包络下降确定第二阈值的时间点,其中, 将所述最大值的时间点计算为出现在所述两个时间点中间的时间点。
包络检测器15由此被设计为用于确定接收的信号的幅度处于它 的最大值的时间点。可通过应答器的物理位置来计算与所述时间点相 应的物理点。
通过对接收的信号进行采样来确定第一和第二时间点,随后通过 等式tm=t1+(t2-t1)/2来确定最大幅度的时间点,其中,t1是第一时间 点,t2是第二时间点。
尽管所述参数可根据不同的情况而变化,但是已发现:包络的最 大值以高精确度沿着轨道位于所述相同的物理位置。
还可将找到的参考点计算为包络的重心,或者通过对包络的某些 其它数学处理来计算参考点,其中,所述数据处理被认为得益于天线 的配置和相互之间的度。
这使得能够以高精确度确定相对于应答器位置的通信器位置。
例如,当对于火车应用本发明时,向主要数据系统提供关于小火 车的信息,作为示例,所述小火车将停在站台。可将所述信息用于促 使火车停在站台上的某个位置,作为示例,该位置取决于小火车中车 厢的数量。
根据本发明的优选实施例,在有从包络最大值的时间点到用于所 述目的的信号到达主要数据系统的时间点的延迟的情况下,促使主要 数据系统在计算所述最大值被测量的物理位置时减去所述时间延迟。
然而,本发明可用于所有方式的应用,特别是用于考虑识别和精 确定位两者的应用。
本发明由此解决在前面的介绍中提到的问题。
尽管已经参照若干示例性实施例描述了本发明,但是应理解:所 包括的电子部件的详细设计可变化。例如,可将包络检测器与通信器 或主要数据系统集成。
因此,由于这些实施例可在所附权利要求的范围之内变化,所以 不应将本发明看作受限于所公开的实施例。
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