使用射频信号的定位系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105556338A(43)申请公布日2016.05.04(21)申请号201380079662.6(51)Int.Cl.(2006.01)(22)申请日2013.09.20G01S17/88G01S17/06(2006.01)(85)PCT国际申请进入国家阶段日2016.03.17(86)PCT国际申请的申请数据PCT/US2013/0610282013.09.20(87)PCT国际申请的公布数据WO2015/041687EN2015.03.26(71)申请人卡特彼勒公司地址美国伊利诺斯州(72)发明人D·W·史密斯P·J·布劳顿(74)专利代理机构北京泛华伟业知识产权代理有限公司11280代理人徐舒权利要求书3页说明书19页附图6页(54)发明名称使用射频信号的定位系统(57)摘要公开了一种用于确定机器(10)在工地(20)中的位置的方法。所述方法包括由机器(10)上的激光雷达单元(32)确定来自激光雷达勘测的输入数据(102)。输入数据(102)与在激光雷达单元(32)与工地(20)中的相应反光点之间的距离相关联。所述方法进一步包括由工地(20)内的已知位置(35)处的第一信号装置(34)与位于机器(10)上的第二信号装置(36)之间的射频通信来进行通信。所述方法进一步包括至少基于射频通信确定机器(10)的位置数据，以及基于位置数据和输入数据(102)确定机器的位置。还公开了一种用于执行所述方法的系统(30)。CN105556338ACN105556338A权利要求书1/3页1.一种用于确定机器在工地中的位置的方法，其包括：由所述机器上的激光雷达单元确定来自激光雷达勘测的输入数据，所述输入数据与在所述激光雷达单元与所述工地中的相应反光点之间的距离相关联；由所述工地内的已知位置处的第一信号装置与位于所述机器上的第二信号装置之间的射频通信来进行通信；至少基于所述射频通信确定所述机器的位置数据；以及基于所述位置数据和所述输入数据确定所述机器的位置。2.根据权利要求1所述的方法，其中基于所述位置数据和所述输入数据确定所述机器的所述位置包括：比较所述输入数据与第一比较数据，所述第一比较数据由多个参考数据组成，所述第一比较数据的所述多个参考数据中的每一个指示从所述工地中的对应参考位置捕获的激光雷达勘测，其中每一个参考位置与由所述位置数据指示的位置具有紧靠关系；以及如果所述比较满足预定义条件，则基于对应于所述输入数据的参考数据识别所述机器的第一位置。3.根据权利要求2所述的方法，其中如果所述比较无法满足所述预定义条件，则所述方法进一步包括基于所述第一信号装置与所述第二信号装置之间的后续射频通信来更新所述位置数据，并且基于所述已更新位置数据和所述输入数据或已更新输入数据来确定所述机器的所述位置。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述位置数据是基于所述机器与所述第一信号装置的距离，所述距离与所述射频通信的特性相关联。5.根据权利要求3所述的方法，其中所述特性是以下项中的一个：相距所述第一信号装置的所述距离处的所述射频通信的信号的阈值信号强度；以及相距所述第一信号装置的所述距离处的所述射频通信的信号的测量信号强度。6.根据权利要求3所述的方法，其中所述特性是所述射频通信的时基特性。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述射频信号通信是超宽带射频通信。8.根据权利要求6所述的方法，其中所述射频通信包括至少一个往返通信，所述至少一个往返通信中的每一个包括：从所述第一信号装置和所述第二信号装置的起始装置发射第一信号；并且将响应信号从响应装置发射到所述起始装置，所述响应装置是所述第一信号装置和第二信号装置中的另一个，其中所述时基特性是与所述射频通信相关联的双向飞行时间，其中所述位置数据基于所述双向飞行时间来确定。9.根据权利要求8所述的方法，其中发射第一信号和发射响应信号各自包括多次发射数据，其中所述数据被相干地处理以确定所述双向飞行时间。10.根据权利要求8所述的方法，其中所述方法包括使用卡尔曼滤波器由相应的往返通信的多个确定飞行时间来确定所述位置数据。11.根据权利要求8所述的方法，其中所述方法包括基于所述射频通信和由运动传感器得到的运动信息确定所述机器的所述位置数据。12.根据权利要求11所述的方法，其中所述位置数据由多个确定飞行时间确定，其中位置数据使用粒子滤波器得到。2CN105556338A权利要求书2/3页13.根据权利要求6所述的方法，其中所述方法包括：执行所述第二信号装置与第三信号装置之间的射频通信，所述第三信号装置在所述工地中的另一个已知位置处；以及确定所述机器的所述位置数据是基于所述第一信号装置与所述第二信号装置之间的所述射频通信和所述第二信号装置与所