專利名稱：3d紅外線訊號源追蹤裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種3D紅外線訊號源追蹤裝置，特別是指一種利用3D紅外線訊號 源追蹤裝置以偵測訊號源的水平方位角、仰角及距離的三個維度位置資訊。
背景技術(shù)：
在許多應(yīng)用中，確認(rèn)通訊中裝置的彼此位置是相當(dāng)重要的，目前常見的無線通訊 裝置，無論是射頻訊號或是紅外線的通訊系統(tǒng)，在通訊的同時并無法對訊號來源的方位做 偵測的機(jī)制，此時，全球定位系統(tǒng)(GPS)的接收機(jī)就經(jīng)常被使用，然而在近距離的應(yīng)用場 合，GPS的位置無法十分精確且GPS的資料更新速率過慢，在車用或室內(nèi)環(huán)境，往往無法發(fā) 揮GPS的功能。而一般常見的近距離感知器通過發(fā)射訊號及偵測反射訊號來辨識前方物 體，如超音波、雷達(dá)與雷射裝置，然而此類距離感知器無法獨(dú)立判別障礙物的方位，因此需 要在各個角度提高安裝的密度以涵蓋所要偵測的范圍。由此可見，上述現(xiàn)有方式仍有諸多缺失，實(shí)非良好的設(shè)計(jì)，而亟待加以改良。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的即在于提供一種使用紅外線通訊的同時，經(jīng)由分析接收訊號以偵測 出紅外線通訊裝置的位置。因此，應(yīng)用服務(wù)可以通訊裝置的位置做為輔助資訊提供目前持 有的人員或搭載的車輛的適地性(Location-based)服務(wù)。此外，因?yàn)橥ㄓ嵮b置可確認(rèn)彼此 間的所在位置，因此在相同的通訊距離時，發(fā)射功率可以降低；或在相通的發(fā)射功率時，通 過訊號發(fā)射的方向角度控制，可以有更遠(yuǎn)的通訊距離。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取了以下技術(shù)方案一種3D紅外線訊號源追蹤裝置，包括2D紅外線訊號源追蹤裝置，其輸出為紅外線訊號源所在位置的兩個維度的位置資 訊，其包含水平方位角與垂直仰角；2D紅外線訊號源追蹤裝置，其與前一個2D紅外線訊號源追蹤裝置并列，并維持側(cè) 向距離W，其輸出亦為紅外線訊號源所在位置的兩個維度的位置資訊；及微處理器，其依據(jù)兩個2D紅外線訊號源追蹤裝置的輸出，計(jì)算出紅外線訊號源所 在位置的三個維度的位置資訊。本發(fā)明所提供的3D紅外線訊號源追蹤裝置，與其他現(xiàn)有技術(shù)相互比較時，更具有 下列優(yōu)點(diǎn)1.本發(fā)明可采用紅外線通訊技術(shù)的訊號接收裝置來加以實(shí)現(xiàn)，可以快速地整合通 訊資料與訊號源定位資訊。2.本發(fā)明可偵測訊號源在空間中的三個維度的位置資訊，除了可以提供以地點(diǎn)導(dǎo) 向的應(yīng)用服務(wù)，亦可運(yùn)用于通訊裝置的發(fā)射訊號的角度與強(qiáng)度控制，除了通訊裝置可以更 省電、通訊距離可以更遠(yuǎn)，且發(fā)射訊號因角度較小，通訊裝置間的訊號干擾將會降低。


請參閱以下有關(guān)本發(fā)明較佳實(shí)施例的詳細(xì)說明及其附圖，將可進(jìn)一步了解本發(fā)明 的技術(shù)內(nèi)容及其目的功效；有關(guān)該實(shí)施例的附圖為圖1為本發(fā)明的3D紅外線訊號源追蹤方法示意圖；圖2為2D紅外線訊號源追蹤裝置的紅外線訊號接收模塊的組成結(jié)構(gòu)；圖3為2D紅外線訊號源追蹤裝置的電路架構(gòu)；圖4為ID紅外線訊號源追蹤裝置的紅外線訊號接收模塊的組成結(jié)構(gòu)；圖5為ID紅外線訊號源追蹤裝置的電路架構(gòu)；圖6為本發(fā)明的3D紅外線訊號源追蹤裝置的電路架構(gòu)一；圖7為本發(fā)明的3D紅外線訊號源追蹤裝置的電路架構(gòu)二。附圖標(biāo)記31_33、紅外線訊號接收模塊；34-36、類比/數(shù)字訊號轉(zhuǎn)換器；37、微處 理器；51-52、紅外線訊號接收模塊；53-54、類比/數(shù)字訊號轉(zhuǎn)換器；55、微處理器；61-62、 2D紅外線訊號源追蹤裝置；63、微處理器；71、第一組2D紅外線訊號源追蹤裝置的紅外線訊 號源追蹤裝置；72、第一組2D紅外線訊號源追蹤裝置的類比/數(shù)字訊號轉(zhuǎn)換器；73、第二組 2D紅外線訊號源追蹤裝置的紅外線訊號源追蹤裝置；74、第二組2D紅外線訊號源追蹤裝置 的類比/數(shù)字訊號轉(zhuǎn)換器；75、微處理器。
具體實(shí)施例方式請參閱圖1所示，為本發(fā)明的3D紅外線訊號源追蹤方法的示意圖，達(dá)成上述發(fā)明 目的的3D紅外線訊號源追蹤方法，使用兩個2D紅外線訊號源追蹤裝置，分別位于圖Iy軸 上的O1與O2，兩個2D紅外線訊號源追蹤裝置的偵測方向均平行χ軸且兩者間的距離為W。2D紅外線訊號追蹤裝置的組成，可由方法(一)由三個紅外線訊號接收模塊以夾 角α所組成如圖2所示的立體結(jié)構(gòu)，而位于Ps的紅外線訊號源可由此三個紅外線訊號接 收模塊的輸出電器訊號振福，以二維的方式表示其水平方位角…與垂直仰角9S: ψ8 = tan"
λ/3 cot α
r\
V2~V3
V1 + V2 + V3 θ8 二 tan
-ι
cot or
2 ·ν, -V2 -V3 V1 + V2 + V3
(1)
(2)其中，Vl、V2與V3分別為紅外線訊號接收模塊1、2及3的輸出電氣訊號振福。硬 件實(shí)現(xiàn)時所對應(yīng)的電路架構(gòu)如圖3所示，紅外線訊號接收模塊31-33的模擬輸出訊號，經(jīng)由 三個模擬/數(shù)字訊號轉(zhuǎn)換器(Analog-to-Digital Converter) 34-36轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)值，再經(jīng) 由微處理器依據(jù)公式(1)與(2)計(jì)算出紅外線訊號源所在位置的水平方位角Vs與垂直仰
角 ^so2D紅外線訊號追蹤裝置亦可由方法(二)由兩個分別偵測紅外線訊號源的水平 方位角與垂直仰角的ID紅外線訊號源追蹤裝置所組成，該ID紅外線訊號源追蹤裝置是由 兩個紅外線訊號接收模塊以夾角α的方式所并列組成的立體結(jié)構(gòu)，如圖4所示。而位于Ps 的紅外線訊號源可由此二個紅外線訊號接收模塊的輸出電器訊號振福，以一維的方式表示 其入射角
權(quán)利要求
一種3D紅外線訊號源追蹤裝置，其特征在于，包括2D紅外線訊號源追蹤裝置，其輸出為紅外線訊號源所在位置的兩個維度的位置資訊，其包含水平方位角與垂直仰角；2D紅外線訊號源追蹤裝置，其與前一個2D紅外線訊號源追蹤裝置并列，并維持側(cè)向距離W，其輸出亦為紅外線訊號源所在位置的兩個維度的位置資訊；及微處理器，其依據(jù)兩個2D紅外線訊號源追蹤裝置的輸出，計(jì)算出紅外線訊號源所在位置的三個維度的位置資訊。
2.如權(quán)利要求1所述的3D紅外線訊號源追蹤裝置，其特征在于，所述輸出以球面座標(biāo) 系統(tǒng)的(Vs，θ s, Ls)表示，其中Vs為水平方位角、θ s為垂直仰角與Ls為追蹤裝置與訊號 源間的直線距離，或以卡式座標(biāo)系統(tǒng)的(xs，ys，zs)表示，其中xs為縱向距離、ys為側(cè)向距 離、zs為垂直距離。
3.如權(quán)利要求1所述的3D紅外線訊號源追蹤裝置，其特征在于，所述2D紅外線訊號源 追蹤裝置是由多個紅外線訊號接收模塊以立體結(jié)構(gòu)所組成，該紅外線訊號接收模塊的輸出 訊號亦可做為通訊使用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種3D紅外線訊號源追蹤裝置，其能提供表示立體空間所需的三個維度的位置資訊，該裝置是利用兩個2D紅外線訊號源追蹤裝置所構(gòu)成，該2D紅外線訊號源追蹤裝置僅能提供紅外線通訊系統(tǒng)訊號源的兩個維度的位置資訊，包含水平方位角與垂直仰角。將兩個2D紅外線訊號源追蹤裝置并列建構(gòu)成3D訊號源追蹤裝置，再由微處理器分析兩個2D紅外線訊號源追蹤裝置的輸出角度差，可得到3D紅外線訊號源追蹤裝置原點(diǎn)與訊號發(fā)射源間的距離。
文檔編號G01S5/16GK101943750SQ20101026374
公開日2011年1月12日 申請日期2010年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月18日
發(fā)明者呂柏文 申請人:中華電信股份有限公司