[发明专利]用于定位动物标签的系统、确定中间基站的位置的方法及其计算机程序

说明书

至少三个锚基站(BSA1、BSA2、BSA3、BSA4)以围绕区域的框来布置，在该区域中，基于使用全局时间参考、由动物标签发射的信号的传播延迟测量来确定动物标签的位置。锚基站具有已知的相应位置，并且被添加到系统的中间基站(BSI5)的位置通过以下方式确定：(a)将中间基站(BSI5)布置在第一锚基站(BSA1)和第二锚基站(BSA3)之间，使得中间基站(BSI5)在公共平面中，中间基站(BSI5)位于锚基站之间的直线上；(b)基于由中间基站(BSI5)发射的信号的传播延迟测量并使用全局时间参考(b1)，确定第一锚基站(BSA1)和中间基站(BSI5)之间的第一计算距离，以及(b2)第二锚基站(BSA3)和中间基站(BSI5)之间的第二计算距离；(c)获得指定中间基站(BSI5)是否位于公共平面中、上方或下方的高度指示符；以及(d)基于第一计算距离和第二计算距离以及高度指示符来确定中间基站的位置。

技术领域

本发明一般涉及跟踪一组动物中的个体。更具体地，本发明涉及定位动物标签的系统和确定被添加到这样的系统的中间基站的位置的方法。本发明还涉及计算机程序和非易失性数据载体。

背景技术

出于动物健康原因，并且为了保持以基于动物的食品生产的高质量和高效率，重要的是能够以方便和可靠的方式监测牲畜的身体状况。这进而要求动物的活动能够被连续地跟踪。

WO 2014/067896和WO 2014/067897描述了用于测量携带无线电发送器标签的多个动物的实时位置的系统。来自多个传感器的输入被接收，并且动物的实际位置基于无线电通信中的延迟测量来计算。因此，例如，可以分析每个动物的行为。校准是经由传感器和多个固定参考标签之间的通信来执行的。因此，可以以良好的准确度定位动物。

然而，设置传感器系统需要相当大的努力，以确保以足够的精度获知每个传感器的位置。

发明内容

本发明的目的是提供完善的定位系统，如果需要的话(例如，要覆盖更大的区域和/或提高定位质量)，该定位系统易于安装并且易于扩展。

根据本发明的一个方面，目的通过用于定位动物标签的系统来实现，该系统具有中央控制单元和一组至少三个锚基站，该组锚基站的相应位置是已知的。该系统还包括被配置为向中央控制单元和锚基站提供全局时间参考的时钟信号源。除了定位动物标签之外，该系统还适用于确定被添加到系统的中间基站的位置。这种扩展是如下实现的。假设锚基站都位公共平面中。锚基站还以围绕区域的框(frame)来布置，在该区域中，基于使用全局时间参考、由动物标签发射的信号的传播延迟测量来确定动物标签的位置。中央控制单元被配置为接收中间基站已经以这样的方式(在公共平面上的投影中，中间基站位于第一锚基站和第二锚基站之间的直线上)被布置在第一锚基站和第二锚基站之间的通知。响应于该通知，中央控制单元被配置为确定第一锚基站和中间基站之间的第一计算距离；以及第二锚基站和中间基站之间的第二计算距离。第一计算距离和第二计算距离是基于由中间基站发射的信号的传播延迟测量并通过使用全局时间参考来确定的。中央控制单元被配置为获得高度(elevation)指示符，该高度指示符指定中间基站是位于公共平面中、上方还是下方。基于第一计算距离和第二计算距离以及高度指示符，中央控制单元被配置为确定中间基站的位置。

该系统是有利的，因为能够以方便和非常直接的方式添加新的基站。

根据本发明的这个方面的一个实施例，中央控制单元被配置为通过使用第一计算距离和第二计算距离、第一锚基站和第二锚基站之间的已知参考距离、高度指示符来计算距公共平面的偏离(deviation)距离，并且通过应用毕达哥拉斯定理(Pythagoreantheorem)，来确定中间基站的位置。从用户角度来看，这使得对中间基站的添加非常简单。例如，如果第一锚基站和第二锚基站被布置在一对顶梁(roof beam)的相应下端，农民可以简单地在顶梁互连的脊梁处添加中间基站，输入指定“上方”的高度指示符，并让中央控制单元自动地确定该中间基站的精确空间坐标。