[发明专利]射频定位系统

说明书

本发明为一种射频定位系统，包含收发器、定位标签、处理单元与运算主机，其中，一或多个定位标签供安装在被定位的目标物上，当收发器产生及送出发射信号后，定位标签上的标签天线可截取发射信号并反射相对应的调制信号，该收发器截取调制信号并传送至该处理单元，该处理单元获得接收信号并根据该接收信号及发射信号而计算出频率差，该运算主机根据频率差计算标签天线的位置坐标，并由多个标签天线的位置坐标计算被定位目标物的方位。本发明可基于收发器与定位标签之间的双向信号传输，定位找出标签天线的所在位置，再进一步求出该定位标签的方位，有效完成定位。

技术领域

本发明为一种利用无线射频信号双向传输，从而定位出目标位置的射频定位系统。

背景技术

定位系统的应用相当广泛，其中一种是应用在手术定位。手术定位技术包括机械式定位(mechanical positioning)、超声波定位(ultrasound positioning)、X光与CT定位、电磁定位(electromagnetic positioning)与光学定位(optical positioning)等。目前市面上应用于手术导航(surgical navigation)的定位技术产品，大多数都是基于红外线(infrared)的光学定位系统。光学定位系统由光学探头(optical probe)及嵌入反光球(reflective sphere)的参考框架(dynamic reference frame,DRF)组成，通过将参考框架安装于患部及手术器械上，利用光学技术追踪手术器械与患部的相对位置关系，并藉由手术导引软件协助医师精准操作器械，提升施术品质。临床资料显示，光学定位技术存在直视性(line of sight)遮蔽问题，且参考框架体积大，手术空间易受局限，装置普遍而言较为笨重，容易影响医师操作器械手感。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种射频定位系统，利用无线射频的信号传输进行定位。

为达成前述目的，本发明的射频定位系统包含有多个收发器、至少一定位标签、至少一处理单元及一运算主机，其中：

各收发器包含：

一发射电路，连接一发射天线，该发射电路产生一发射信号，通过该发射天线将该发射信号对外传输；以及

一接收电路，连接一接收天线，该接收电路通过该接收天线截取该至少一定位标签发出的一调制信号；

该至少一定位标签包含：

至少一标签电路与对应连接该标签电路的一标签天线，该标签电路通过该标签天线截取各收发器发出的该发射信号，以及在接收到的该发射信号中加入专属于该标签天线的一识别码以产生该调制信号，通过该标签天线将该调制信号对外传输；

该至少一处理单元连接各收发器，且包含有：

一识别电路，提供对应该标签天线的该识别码；

多个处理电路，该处理电路的数目与该收发器的数目一致，其中，各处理电路根据该识别电路提供的该识别码，从对应收发器传送的该调制信号获得一接收信号，并计算出同一收发器其发射信号与该接收信号的一频率差；

该运算主机连接各该至少一处理单元，接收各处理电路计算出的频率差，其中，该运算主机根据该频率差计算出该标签天线与各收发器之间的距离，并根据已知的各收发器其位置坐标，计算出该标签天线的位置坐标。

本发明实施例提供的射频定位系统，可基于收发器与定位标签之间的双向信号传输，定位找出标签天线的所在位置，再进一步求出该定位标签的方位；相较于光学式定位技术探头与反光球之间一旦被遮蔽，系统即无法进行定位，本发明基于射频的无线信号，可有效完成定位，避免光学定位系统的直视性阻隔，提升医用定位系统的抗遮蔽能力。

附图说明

图1：本发明射频定位系统方块图。

图2A：本发明收发器的电路方块图。