[發明專利]用于定位動物標簽的系統、確定中間基站的位置的方法及其計算機程序

在審

• 申請號: 201980032402.0
• 申請日: 2019-05-20
• 公開（公告）號: CN112119320A
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: K.弗洛爾恰克
• 申請（專利權）人: 利拉伐控股有限公司
• 主分類號: G01S5/02
• 分類號: G01S5/02;G01S5/14
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 邸萬奎

至少三個錨基站(BSA1、BSA2、BSA3、BSA4)以圍繞區域的框來布置，在該區域中，基于使用全局時間參考、由動物標簽發射的信號的傳播延遲測量來確定動物標簽的位置。錨基站具有已知的相應位置，并且被添加到系統的中間基站(BSI5)的位置通過以下方式確定：(a)將中間基站(BSI5)布置在第一錨基站(BSA1)和第二錨基站(BSA3)之間，使得中間基站(BSI5)在公共平面中，中間基站(BSI5)位于錨基站之間的直線上；(b)基于由中間基站(BSI5)發射的信號的傳播延遲測量并使用全局時間參考(b1)，確定第一錨基站(BSA1)和中間基站(BSI5)之間的第一計算距離，以及(b2)第二錨基站(BSA3)和中間基站(BSI5)之間的第二計算距離；(c)獲得指定中間基站(BSI5)是否位于公共平面中、上方或下方的高度指示符；以及(d)基于第一計算距離和第二計算距離以及高度指示符來確定中間基站的位置。

技術領域

本發明一般涉及跟蹤一組動物中的個體。更具體地，本發明涉及定位動物標簽的系統和確定被添加到這樣的系統的中間基站的位置的方法。本發明還涉及計算機程序和非易失性數據載體。

背景技術

出于動物健康原因，并且為了保持以基于動物的食品生產的高質量和高效率，重要的是能夠以方便和可靠的方式監測牲畜的身體狀況。這進而要求動物的活動能夠被連續地跟蹤。

WO 2014/067896和WO 2014/067897描述了用于測量攜帶無線電發送器標簽的多個動物的實時位置的系統。來自多個傳感器的輸入被接收，并且動物的實際位置基于無線電通信中的延遲測量來計算。因此，例如，可以分析每個動物的行為。校準是經由傳感器和多個固定參考標簽之間的通信來執行的。因此，可以以良好的準確度定位動物。

然而，設置傳感器系統需要相當大的努力，以確保以足夠的精度獲知每個傳感器的位置。

發明內容

本發明的目的是提供完善的定位系統，如果需要的話(例如，要覆蓋更大的區域和/或提高定位質量)，該定位系統易于安裝并且易于擴展。

根據本發明的一個方面，目的通過用于定位動物標簽的系統來實現，該系統具有中央控制單元和一組至少三個錨基站，該組錨基站的相應位置是已知的。該系統還包括被配置為向中央控制單元和錨基站提供全局時間參考的時鐘信號源。除了定位動物標簽之外，該系統還適用于確定被添加到系統的中間基站的位置。這種擴展是如下實現的。假設錨基站都位公共平面中。錨基站還以圍繞區域的框(frame)來布置，在該區域中，基于使用全局時間參考、由動物標簽發射的信號的傳播延遲測量來確定動物標簽的位置。中央控制單元被配置為接收中間基站已經以這樣的方式(在公共平面上的投影中，中間基站位于第一錨基站和第二錨基站之間的直線上)被布置在第一錨基站和第二錨基站之間的通知。響應于該通知，中央控制單元被配置為確定第一錨基站和中間基站之間的第一計算距離；以及第二錨基站和中間基站之間的第二計算距離。第一計算距離和第二計算距離是基于由中間基站發射的信號的傳播延遲測量并通過使用全局時間參考來確定的。中央控制單元被配置為獲得高度(elevation)指示符，該高度指示符指定中間基站是位于公共平面中、上方還是下方。基于第一計算距離和第二計算距離以及高度指示符，中央控制單元被配置為確定中間基站的位置。

該系統是有利的，因為能夠以方便和非常直接的方式添加新的基站。

根據本發明的這個方面的一個實施例，中央控制單元被配置為通過使用第一計算距離和第二計算距離、第一錨基站和第二錨基站之間的已知參考距離、高度指示符來計算距公共平面的偏離(deviation)距離，并且通過應用畢達哥拉斯定理(Pythagoreantheorem)，來確定中間基站的位置。從用戶角度來看，這使得對中間基站的添加非常簡單。例如，如果第一錨基站和第二錨基站被布置在一對頂梁(roof beam)的相應下端，農民可以簡單地在頂梁互連的脊梁處添加中間基站，輸入指定“上方”的高度指示符，并讓中央控制單元自動地確定該中間基站的精確空間坐標。