[发明专利]确定移动的人员的位置的系统和方法

说明书

有关的申请

本申请要求2008年7月14日提交的美国临时专利申请61/080,675号的权益，这里引用其整个揭示作为参考。

技术领域

本发明一般涉及用于确定移动的人员的位置的设备、系统和方法，尤其，涉及确定在室外危险条件下和/或在一个或多个建筑物内工作的人员的位置的设备、系统和方法。

背景技术

救火员、先遣急救员和军事人员在某些世界上最危险环境中的最危险的职业中工作。由于大多数的救火任务是在烟雾导致的零能见度中进行的，所以救火员很容易变成迷失方向或隔离开来。先遣急救员经常使他们自己处于危险中，有时变成被困或无能为力。军事人员每日面对危险，并且对于指挥官来说，知道每个士兵的位置、是否正在执行例行任务或在敌方火力之下是极有价值的。在所有的情况中，都存在一些例子，其中必须在严峻的情况中具有一种定位系统来防止死亡事故、或使伤害较少，该定位系统为其他人员相当快地找到急需救助的人员并提供关于急需救助的人员的信息。

当人员在室外的情况下，可以粗略地使用全球定位系统(GPS)设备和解决方案对这样的人员进行定位。然而，当在一个建筑物中使用GPS时，多径传播问题导致差的信号和不正确的结果。此外，在无显著处理的情况下，GPS设备一般精确到约±3米。虽然对于室外人员和物体的定位来说，这种不正确性是可接受的，但是例如，建筑物中3米的不正确性导致把救援队伍引到建筑物中错误的楼层，因此浪费了救援任务中的宝贵时间。像GPS设备那样，例如，使用射频能量、超声波能量和/或红外能量的其它本地设备会遭受多径传播问题，导致在建筑物中使用时有很大的不正确性。

因此存在开发用于确定移动的人员的位置的改进的设备、系统和方法的需求，这些设备、系统和方法减少了当前定位设备、系统和方法中的上述和其它问题的严重性或消除了当前定位设备、系统和方法中的上述和其它问题。

发明内容

在一个方面，本发明提供一种与至少一个移动的人员一起使用的定位系统。定位系统包括适合于个人佩带的移动定位系统，其中移动定位系统包括惯性导航系统。定位系统还包括参考定位系统，参考定位系统用于提供关于移动定位设备相对于坐标系的位置的信息。在数个实施例中，参考定位系统包括超声波系统。例如，参考定位系统可以包括至少一个超声波发射机和至少一个超声波接收机。至少一个超声波接收机和至少一个超声波发射机中之一可以位于坐标系上已知位置处，并且个人可以佩带至少一个超声波接收机和至少一个超声波发射机中的另一个。参考定位系统还可以包括多个超声波发射机和多个超声波接收机。可以使多个超声波接收机的每一个或多个超声波发射机的每一个位于坐标系上已知位置处。多个人中的每一个人可以佩带多个超声波接收机和多个超声波发射机中的另外一个的每一个。

在数个实施例中，参考定位系统包括至少一个信标设备，该信标设备包括位于坐标系上已知位置处的超声波发射机以及由个人佩带的至少一个监听设备。监听设备可以包括超声波接收机。参考定位系统可以包括多个信标设备，其中每个信标设备包括超声波发射机，并且位于坐标系上已知位置处。参考定位系统还可以包括至少一个监听设备，该监听设备包括超声波接收机，并且由个人佩带。

例如，适配参考定位系统使之提供移动定位系统的坐标系上的位置的信息以及相对于个人的坐标系的移动的初始取向。例如，可以适配参考定位系统使之校正移动定位系统。

在数个实施例中，参考定位系统包括用于广播定时信号的定时系统。例如，定时信号可以是RF信号。

除了超声波系统之外或另一方面，例如，参考定位系统可以包括全球定位系统、增强的911报警系统或超宽带系统。

在数个实施例中，参考定位系统具有±1英尺的精度。参考定位系统还可以具有±1英寸的精度。

在另一个方面，本发明提供用于对至少一个移动的人员进行定位的方法，包括：把一个移动定位系统附加到个人身上，其中移动定位系统包括惯性导航系统；以及提供参考定位系统以提供关于移动定位设备相对于坐标系的位置的信息。

例如，可以适配参考定位系统使之提供移动定位系统的坐标系上的位置的信息，以及个人相对于坐标系的移动的初始取向。

该方法还包括使用来自参考定位系统的数据来校正移动定位系统。

如上所述，例如，参考定位系统可以具有±1英尺的精度，或甚至±1英寸的精度。