G - Physics – 01 – S
Patent
G - Physics
01
S
G01S 5/12 (2006.01) G01S 13/87 (2006.01)
Patent
CA 2375452
Multiple pulses of narrow band signals of varying frequency are detected by multiple spaced apart receivers such that average time difference of arrivals of the signals from an item to be located are determined. The average time differences are used to calculate a position of the item to be located with a desired accuracy, such as within one meter in one embodiment. One of multiple receivers or rangers initiates a location process by transmitting a sync pulse. The sync pulse is received by a scout and other rangers. The scout is a small robot which acts as a transponder, sending out its own narrow band return pulse in response to the sync pulse. Each ranger then determines a difference in time between the sync pulse it receives and the return pulse generated by the scout. The location process is then repeated again at different selected narrow band frequencies, and an average of the difference in time at each ranger is determined. Each ranger is networked together via a standard wireless network, and also obtains position information via standard GPS methods. An iterative calculation of the location of the scout is used to improve an estimated position solution. Time difference of arrival between two rangers is expressed as an equation with three unknown variables, x, y and z, which define a position of the scout in three dimensional space. The locus of a point that satisfies this equation is hyperbolic. The iterative calculation uses at least squares approach to improve the estimated position to within a required tolerance.
L'invention concerne la détection d'une pluralité d'impulsions de signaux à bande étroite de fréquence variable à l'aide de plusieurs récepteurs espacés les uns des autres de manière à déterminer l'écart moyen entre les temps d'arrivée des signaux en provenance d'un article à localiser. L'écart moyen entre ces temps d'arrivée est utilisé pour calculer une position de l'article à localiser avec une précision souhaitée, par exemple à un mètre près selon un mode de réalisation. L'un des récepteurs ou télémètres lance un processus de localisation en émettant une impulsion de synchronisation. Un éclaireur et d'autres télémètres reçoivent cette impulsion de synchronisation. L'éclaireur est un petit robot remplissant la fonction d'un transpondeur: il renvoie sa propre impulsion à bande étroite en réponse à l'impulsion de synchronisation. Chaque télémètre détermine alors un écart temporel entre l'impulsion de synchronisation qu'il reçoit et l'impulsion en retour produite par l'éclaireur. On répète ce processus de localisation à différentes fréquences de bande étroite souhaitées de manière à déterminer un écart temporel moyen à chaque télémètre. Chaque télémètre est connecté à un réseau sans fil standard, mais obtient également des informations de position via des systèmes GPS standard. Un calcul itératif de l'emplacement de l'éclaireur contribue à améliorer l'estimation d'une solution de position. L'écart entre les temps d'arrivée de deux télémètres est exprimé sous la forme d'une équation à trois variables inconnues, à savoir x, y et z, qui définissent une position de l'éclaireur dans un espace tridimensionnel. L'emplacement d'un point satisfaisant cette équation relève d'une fonction hyperbolique. Le calcul itératif fait appel à la méthode des moindres carrés pour amener l'estimation de position dans une marge de tolérance requise.
Dvorak Mark D.
Kriz Jeffrey J.
Schipper Brian W.
Gowling Lafleur Henderson Llp
Honeywell Inc.
LandOfFree
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