Hensikten med denne oppfinnelsen er en fremgangsmåte og et system, basert på nærfeltmåling, for overføring av informasjon.

Transkript

1 1 Teknisk felt Hensikten med denne oppfinnelsen er en fremgangsmåte og et system, basert på nærfeltmåling, for overføring av informasjon. Bakgrunn for oppfinnelsen 2 I kjente løsninger for toppmoderne innendørs posisjonslokaliseringssystemer, som er basert på en radiofrekvens, ultralyd frekvens eller infrarød frekvensmåling av forsinkelse eller styrke, er det mulig å lokalisere og identifisere et objekt ved hjelp av en bærbar transponder eller tilsvarende. Systemer som driftes ved hjelp av en transponder er i denne sammenheng kalt aktive posisjonslokaliseringssystemer. Av disse, kan bare systemer som opererer på infrarøde frekvenser også fungere uten en transponder, dvs. som passive systemer. I dette tilfellet virker ikke identifikasjon og målinger av posisjonslokaliseringer er begrenset til bevegelsesdeteksjon. I dette tilfellet er endringene i IR stryke mellom grove sektorer målt. Innendørs posisjonslokaliseringssystemer som opererer uten en transponder kalles i denne sammenheng passive posisjonslokaliseringssystemer. Disse typer systemer utgjør elektret filmer, kraftsensor matriser eller trykksensor matriser og posisjonsstedsmålinger basert på et elektromagnetisk nærfelt. Fordelen med film sensorer, trykk sensorer eller nærfelts sensorer i forhold til aktive innendørs posisjonslokaliseringssystemer er f.eks.. at de trenger ikke en bærbar transponder, eller tilsvarende, for posisjonslokaliseringsfunksjoner å fungere. I tillegg er deres rekkevidde for dekning ikke begrenset av refleksjoner eller skyggeområder. Aktiv posisjonslokaliseringssystemer krever derfor alltid en bærbar sender for å fungere. I tillegg er rekkevidden av dekningen til aktive systemer i innendørs områder begrenset av refleksjoner og skygge. De nevnte passive innendørs posisjonslokaliseringsmetoder krever ikke en transponder, heller oppstår ikke dekningsproblemer i dem. Et problem med kjent teknikk innen passive systemer er imidlertid at de ikke har mulighet til å identifisere objekter. Noen systemer innen kjent teknikk er beskrevet i ytterligere detalj f.eks.. i følgende publikasjoner: -US 06/ beskriver en RFID antennegruppe for identifisering av en RFID-tag og dens posisjon. - Hyunggi Cho, Myungseok Kang, Jonghyuk Park, Byungsung Park og Hagbae Kim. Performance Analysis of Location Estimation Algorithm in ZigBee Networks using

2 2 Received Signal Strength. 21st International Conference on Advanced Information Networking and Applications Workshops (AINAW'07) Ward, A., Jones, A. og Hopper, A. A New Location Technique for the Active Office. IEEE Personal Communications, Vol. 4, Nr., okt s Want, R., Hopper, A., Faleao, V. og Gibbons, J. The Active Badge Location System. Transactions on Information Systems, Vol., Nr., jan. 1992, s Kirjavainen, K. elektromekanisk film og fremgangsmåte for å produsere og lage det same. US 46446, Lekkala, Jukka og Paajanen, Mika. «EMFi - New Electret Material for Sensors and Actuators. th International Symposium on Electrets, Addlesee, Michael D., Jones, Alan., and Ivesey, Finnbarl. The ORL Active Floor. IEEE Personal Communications, Vol. 4, Nr., okt. 1997, okt s Murakita, Takuya, Ikeda, Tetsushi, og Ishiguro, Hiroshi. Human Tracking using Floor Sensors based on the Markov Chain Monte Cario Method. Proceedings of the 17th International Conference on Pattern Recognition, Sepponen, Raimo. Method and Arrangement for Observation. International Patent Application No. W004FI , 0. US , Rimminen, Henry, Linnavuo, Matti, og Sepponen, Raimo. Human Tracking Using Near Field Imaging. Proceedings of Pervasive Health 08, Tampere, Finland. Kort beskrivelse av oppfinnelsen Oppfinnelsen presenterer et innendørs posisjonslokaliseringssystem basert på måling av et elektromagnetisk nærfelt, og en fremgangsmåte som identifiserer objektet, i tillegg til å finne posisjonen, og overføre informasjon knyttet til det identifiserte objektet mellom objektet for posisjonslokaliseringen og posisjonslokaliseringssystemet. 2 Systemet i henhold til oppfinnelsen for overføring av informasjon tett knyttet til et objekt i et elektromagnetisk felt er definert i krav 1 hvori systemet omfatter en lederanordning, som omfatter en rekke lederkomponenter, som danner et elektromagnetisk felt, og også en målingsanordning, med hvilke systemet danner et målingssignal i henhold til feltet, og også sender assosiert med objektet, og nevnte sender er arrangert for tilkobling ved hjelp av et elektromagnetisk felt til lederarrangementet og også for å påvirke målingssignalet dannet av systemet i henhold til feltet. Lederarrangementet til oppfinnelsen kan omfatte f.eks. trykte ledermønstre.

3 3 Systemet kan videre omfatte midler for å danne et målesignal ved hjelp av impedans. Impedansen til et ledermønster kan måles i forhold til impedansen til hele lederanordningen. Objektet kan plasseres f.eks. ved å identifisere målingssignalet og minst et ledermønster som deltok i utformingen av signalet. Systemet kan videre omfatte midler for å lokalisere posisjonen til et objekt i området til den tidligere nevnte lederanordningen og posisjonslokaliseringssystemet. Posisjonslokaliseringssystemet i henhold til noen utførelsesformer av oppfinnelsen kan omfatte midler for å måle impedans på minst en nevnt lederkomponent og til hele nevnte lederarrangement. Senderen ifølge enkelte utførelsesformer av oppfinnelsen kan omfatte midler for ASK modulering av nevnte målesignal. Senderen kan kobles til objektet slik at det kobles til ved hjelp av et elektromagnetisk felt til lederkomponenten (ledermønsteret) som skal måles, og også via impedans til objektet som skal lokaliseres. 2 I tilfelle av et elektrisk felt, kan lederoverflaten fungere som koblingselement til det elektromagnetiske feltet fra lederkomponenten til senderen og / eller til objektet fra senderen. I tilfelle av et magnetisk felt kan en sløyfe fungere som koblingselement. Senderen kan påvirke den elektromagnetiske forbindelsen mellom lederkomponenten som skal måles og objektet med kontrollmidlene til senderen, som kan være f.eks. en transistor, en bryter, en resonator eller et filter. Senderen ifølge oppfinnelsen kan omfatte midler for aktivering av senderen i det nevnte elektromagnetiske feltet. Et posisjonslokaliseringssystem, som kan bestå av f.eks. et apparat for å analysere målingssignal, kan kobles til systemet. Posisjonslokaliseringssystemet kan identifisere et lokalisert objekt eller motta informasjon tett knyttet til objektet på grunnlag av det modulere målesignalet f.eks. ved demodulering av det modulerte målesignalet som den mottar. Et eksempel på et posisjonslokaliseringssystem som kan brukes av oppfinnelsen er beskrevet i referansen (Sepponen, Raimo. Method and Arrangement for Observation. International Patent Application No. W004FI , 0. US , 07.) Oppfinnelsen knyttes også til en fremgangsmåte for å identifisere et objekt og / eller finne posisjonen til objektet med hjelp av systemet i henhold til oppfinnelsen.

4 4 Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen I det etterfølgende vil oppfinnelsen bli beskrevet i ytterligere detalj med henvisning til noen foretrukne utførelsesformer presentert som eksempler og til vedlagte tegninger, hvori Fig. 1 presenterer en utførelsesform av ordningen brukt i oppfinnelsen, Fig. 2 presenterer en utførelsesform av senderen i henhold til oppfinnelsen og Fig. 3 presenterer et eksempel på anvendelsen av oppfinnelsen. 2 3 Fig. 1 presenterer et posisjonslokaliseringssystem og identifikasjonssystem, som er basert på nærfeltet måling, ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen. Posisjonslokaliseringssystemet (1) måler elektromagnetiske tilkobling av ledermønsteret (2), som installeres under gulvoverflaten, til ledermønstergruppen (3). Med andre ord, måler system (1) impedansen (4) til et ledermønster (2) i forhold til hele ledermønstergruppen (3) med en stedsfrekvens eller med en variabel frekvens. Ledermønstrene danner en leder matrise, impedansen (4) av hvert element i forhold til hele matrisen måles vekselvis. Når et objekt () med tilstrekkelig ledningsevne er i nærhet av ledermønsteret, synker impedansen som måles, som er registrert som tilstedeværelsen av objektet (). Mangfoldet av objekter som skal observeres med denne fremgangsmåten omfatter, blant annet, mennesker, dyr, roboter, metallmøbler, og også forskjellige maskiner og kjøretøy. Når en sender (6) ifølge noen utførelsesformer av oppfinnelsen er koblet til objektet, kan objektet bli identifisert fra det målte signalet. En sender ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen er presentert i Fig. 2. Senderen (6) er koblet til objektet slik at det kobles elektromagnetisk til ledermønsteret (2) som skal måles, og også til objektet () for å bli plassert via impedans (8). Senderen regulerer den elektromagnetiske forbindelsen mellom ledermønsteret (2) som skal måles og objektet () med kontroll midler (7), som kan være f.eks. en transistor, en bryter, en resonator eller et filter. Objektet, på sin side, kobles til hele resten av leder matrisen (3) via impedans (9). Ved hjelp av reguleringen er den totale impedansen av objektet synlig i målingen konvertert eller modulert slik at informasjonen overføres fra senderen (6) via det elektromagnetiske feltet slik at det kan leses av posisjonslokaliseringssystemet (1). Informasjonen som skal overføres kan være f.eks. Identifikatoren eller noen andre opplysninger av senderen (6). Grenseflatemidler (2), f.eks. en bryter eller en bevegelsesdetektor, kan kobles til senderen, ved hjelp av f.eks. hvilket grensesnitt senderen kan være aktivert for å modulere målesignalet mottatt av posisjonslokaliseringssystem (1).

5 2 3 Senderen kan være assosiert med et objekt f. eks. ved å installere en sender i fottøy, tilbehør til klær, rammen til objektet, innkapslingen til objektet eller selve objektet. Senderen kan kobles til objektet f.eks. ved å installere den i fottøy på den måte illustrert i fig. 3. Posisjonslokaliseringssystemet (1) basert på nærfeltet måling måler impedansen til lederplaten (2) i forhold til hele lederplategruppen (3) ved å tilføre vekselstrøm (311) til en lederplate, og ved å måle styrken (312) på strømmen. Et lederområde er installert i fottøyet (323) i sålen (314), som er isolert fra gulvet med en slitedel overflate (313). Det elektriske feltet er koblet (8) til lederområdet (314), som på sin side er forbundet med en leder (3) til senderen (6), slik som f.eks. til en mikrokontroller. Mikrokontrolleren, som opererer f.eks. ved hjelp av et batteri (316), modulerer målesignalet f.eks. ved å avbryte strømmen som går gjennom den med en transistorbryter (7). De data som skal moduleres hentes fra minnet (317) av mikrokontrolleren. Mikrokontrolleren er koblet til, f.eks. gjennom sålematerialet (318) av fottøyet, med en leder (319) til lederområdet (3), som er festet til en ledende eller en isolerende innleggssåle (321). Herfra er strømmen koblet (322) til den eneste av personen som bruker fottøy, fra hvor det er et galvanisk sti til hele objektet, f.eks. til kroppen () til personen som bruker fottøyet. Kroppen til personen, for sin del, er koblet til (9) lederplatene (3) som fungerer som en returkobling for strømmen, i hvilket tilfelle sløyfen (324) til spenningskilden er lukket. Nå transistorbryteren (7) til senderen, som er en del av sløyfen, konverterer eller modulerer signalet synlig med en strømmåler og overføringsidentifikatoren eller enkelte andre opplysninger av senderen til posisjonslokaliseringssystemet. Impedansen blir konvertert f.eks. ved hjelp av ASK modulering (amplitude-shift keying), som er godt kjent for fagmenn på området. Nå kan personer iført sko bli identifisert og også, hvis ønskelig, lokalisert. Hvis en sender ikke er tilknyttet et objekt, kan imidlertid objektet alltid lokaliseres men ikke identifiseres. Ved hjelp av de ulike utførelsesformer av den foreliggende oppfinnelsen, kan problemene med aktiv posisjonslokaliseringssystemer løses ved å legge en identifikasjonsfunksjon til et passivt posisjonslokaliseringssystem. Oppfinnelsen kan dermed muliggjøre overføring av identifikasjon og andre opplysninger av objektet av posisjonslokalisering mellom objektet og posisjonslokaliseringssystemet ved hjelp av en passiv posisjonsplassering basert på nærfeltet måling. Informasjonen som skal overføres er inkludert i målingssignalet som skal brukes i den posisjonslokaliseringen ved å modulere det. Likeledes er det også klart for en fagmann på området at eksemplene på utførelsesformer presentert ovenfor er for ordens skyld forholdsvis enkle i sin struktur og funksjon. Etter modellen presentert i denne patentsøknaden er det mulig å konstruere forskjellige og også svært komplekse løsninger som utnytter det oppfinneriske konseptet presenteres i denne patentsøknaden.

6 6 KRAV: 1. System for overføring av informasjon tett knyttet til et objekt () i et elektromagnetisk felt, hvori systemet omfatter en lederanordning (3), som omfatter en rekke lederkomponenter (2), som danner et elektromagnetisk felt, og også en sender (6) assosiert med objektet, senderen omfatter en mikrokontroller hvori nevnte sender er arrangert for tilkobling ved hjelp av et elektromagnetisk felt til lederarrangementet og også for å modulere måle signal dannet ved hjelp av feltet, karakterisert ved at systemet omfatter midler for å lokalisere posisjonen til et objekt i området til den tidligere nevnte lederanordningen og posisjonslokaliseringssystemet ved å måle impedansen til i det minste en tidligere nevnt lederkomponent og til hele det tidligere nevnte lederarrangementet. 2. System ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte lederarrangement omfatter ledermønstre. 3. System ifølge krav 1, karakterisert ved at systemet omfatter midler for å danne det nevnte målesignal ved hjelp av impedansen til nevnte lederkomponenten. 4. System ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte sender omfatter midler for ASK modulering av nevnte målesignal.. System ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte sender omfatter midler for å aktivere senderen i det nevnte elektromagnetiske feltet. 6. Fremgangsmåte for å identifisere et objekt og / eller finne posisjonen til objektet ved hjelp av midlene til systemet i henhold til krav 1.