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专利名称：：具有高精度的稳固超声室内定位系统的制作方法
技术领域：
：本发明涉及超声定位系统，特别是涉及与便携式接收器组合地利用至少一个基于静止阵列的超声发射器以提供安全和稳固的定位系统的超声定位系统。
背景技术：
：定位系统中的超声通常与厘米范围内的高精度相关，但是对于外部干扰具有相当低的范围并常常具有低的稳固性。因此，它很少被单独使用，而是与其它的技术组合。最大的一类混合系统基于与RF的组合。描述了几种这样的系统。ActiveBat系统[I]在天花板中使用超声接收器。各便携式标签在433MHz无线电信道上被轮询，并然后发射用于飞行时间测量的超声脉冲。它需要找到到三个基准节点中的最小量的距离，并然后使用它们以几cm的精度计算位置。Cricket系统[2]具有类似的精度，但是超声发射的方向逆转。其便携式标签是基于RF触发器脉冲测量到达时间的超声接收器。然后为了位置的计算在RF上返回测量。在Dolphin系统中，各节点具有超声和RF接收器和发射器。它还具有分布式算法的特征，以降低配置成本。在[3]中，报告了约15cm的精度。所有这些系统组合超声和RF并且基于基于与RF相比的超声的较慢的行进时间估计飞行时间。这种系统的要求是视线。这是它们的第一种缺点。另外，在超声飞行时间系统中存在另一常常更严重的缺点。为了得到精度，必须在几个波长内找到飞行时间(在40kHz上，波长为8.5mm)。根据信号噪声比，这种估计器会要求几kHz的带宽，并且这使得对于背景噪声十分敏感。出于这种原因[4]表示，当键叮当作响时，无法设计不“狂暴”的纯声学跟踪器。[5]中的链接预算的分析表示为什么是这样。最佳的设计的超声系统不会坏至“狂暴”，它们将只是停止工作。很好的设计的混合系统从而可后退到用于定位的替代性技术。特别是对于惯性传感器情况是这样，但对于RF可能也是。并且，注意，原则上，可以只增加输出功率，但这会与人对于超声的允许暴露水平冲突，参见下一部分。因此，基于超声飞行时间的系统对于需要非常高的位置精度并且人可以忍受短的范围和回动的应用是好的。但是，对于需要更大的范围和更高的可靠性的应用，诸如当对于整个建筑要求位置时，必须寻求其它的方法。结果是，在许多的应用中，实际上不需要cm范围的精度，而是需要更长的范围和更多的稳固性。超声与可听声音共享正常的房间和办公室很好地隔离的性能。与很好地设计的建筑物中的封闭房间中的声音类似，不能在房间外面检测到超声。这是超声不与RF共享的特有性能。这导致用于以房间水平精度进行室内定位的超声系统。这也可被称为通过限制定位。在[5]的分析中表示，由于不再需要时间延迟估计，因此这使得系统更稳固。事实上，需要建立通信并传送具有身份信息的短消息。可在几十Hz而不是kHz的带宽中完成这ー点。由此，对于实际背景噪声水平有更大的容限。并且，由于墙壁、地板和天花板的反射性能，因此，不需要视线。第一代超声房间水平精度室内定位系统使用便携式的超声发射器(US7535796，2009年5月19日；US专利7362656，2008年4月22日；US专利7352652，2008年4月I日；US专利7336563，2008年2月16日，在这里加入这些专利中的每ー个作为參考)。这种系统被证明可用于例如跟踪财产和个人。它们也具有限制它们的使用的几个缺点。其中的第一个是低的更新速度。如果几个物体要在短的时间帧内在房间中被定位，那么这导致相对较大的错失项目的可能性。与[6]、[7]和我们自己的US专利的超声室内定位系统的主要差异中的ー个是，超声流动方向逆转，因此，人不再需要配戴超声发射器。这使得能够将人与高水平超声发射器之间的距离增加到几米。虽然在超声暴露极限的值上没有清楚的一致，但是，提出的系统关于暴露更多地根据ALARA(低至可合理实现)原则。看起来在空中超声的安全性上没有国际的一致[8]，并且，诸如[9]、[10]和[11]，关于暴露水平存在几种指导意见。后者形成USDept,ofLabor,OccupationalSafety&HealthAdm.Document的基石出[12]。1984[9]和Canadian1991[10]推荐给出IlOdBSPL作为以40kHz为中心的1/3倍频带中的职业暴露的最大水平。另外，如果职业暴露是间歇性的，那么[9]允许增加。如果エ人的暴露低至每天I小时或更少，那么允许增加到119dBSPL0这在加拿大极限中是不允许的，该极限主张主观的效果几乎会立即出现。最严格的指导意见是[9]在公共暴露的情况下，此时，极限降低到IOOdBSPL0另ー方面，最自由的指导方针是允许115dBSPL的水平的US指导意见[11]。有趣的是，近年来，当不存在超声可与身体耦合的可能性时，还允许增加30dB。只有工人配戴耳朵保护，推荐[9]和[10]才允许超过前面的段落中的水平。但是，145dBUS极限一般不被接受。作为例子，[13]中的暴露极限的回顾表示，ACGIH可能在评论具有相同的极限的的1998版本时已将其可接受的暴露极限推至可能有害的暴露的最边缘。还应注意，在近音频频率下操作的Walrus[13]那样的系统甚至低于更严格的输出水平极限。并且，US极限是最宽大的极限，其最大水平，在20kHz上为105dB[11]，与40kHz上的115(可能+30)dB相対。[9]和[10]的职业极限从IlOdB降低到75dB，并且，[9]的公共极限是70dB而不是100dB。因此，在最坏的情况下，极限在20kHz下可比在40kHz下低30-35dB。空气中的衰减的大致的平方频率依赖性将在一定程度上补偿这一点。对于在噪声环境中保证的性能来说，该范围很容易太严。
发明内容本发明涉及超声定位系统，特别是涉及与便携式接收器组合地利用至少ー个基于静止阵列的超声发射器以提供安全和稳固的定位系统的超声定位系统。因此，在一些实施例中，本发明提供ー种用于确定不同的区域中的便携式标签的位置的系统，该系统包括至少ー个基于第一阵列的超声发射器，其中，基于阵列的超声发射器被配置为向区域内的两个或更多个不同的区段发射超声信号；包含发射射频信号的射频发射器和被配置为与基于第一阵列的超声发射器通信的超声接收器的便携式标签；被配置为通过射频信号与射频发射器通信的射频接收器；和与基于第一阵列的超声发射器和射频接收器通信的处理器，其中，处理器被配置为基于从便携式标签上的射频发射器通过射频信号向射频接收器发射的信息确定两个或不同的区段内的便携式标签的位置。在ー些实施例中，基于第一阵列的超声发射器被配置为向区域内的五个或更多个不同的区段发射超声信号。在一些实施例中，基于第一阵列的超声发射器被配置为向区域内的520个不同的区段发射超声信号。在一些实施例中，基于第一阵列的超声发射器是静止的。在一些实施例中，系统还包括区域内的至少ー个基于第二阵列的超声发射器，基于第二阵列的超声发射器被配置为向区域内的两个或更多个不同的区段发射超声信号。在一些实施例中，基于第二阵列的超声发射器被配置为向区域内的五个或更多个不同的区段发射超声信号。在一些实施例中，基于第二阵列的超声发射器被配置为向区域内的520个不同的区段发射超声信号。在一些实施例中，基于第二阵列的超声发射器是静止的。在一些实施例中，基于第二阵列的超声发射器被配置为在与基于第一阵列的超声发射器大致垂直的轴上发射超声信号，使得基于第一阵列的发射器和基于第二阵列的发射器建立z轴和y轴。在一些实施例中，不同的区域具有顶部，并且，基于阵列的超声发射器位于不同的区域的顶部上。在一些实施例中，基于阵列的超声发射器是基于ニ维阵列的超声发射器。在一些实施例中，基于ニ维阵列的超声发射器是静止的。在一些实施例中，系统还在多个不同的区域中包含多个基于阵列的超声发射器。在一些实施例中，基于阵列的超声发射器包含超声发射器的ー维阵列。在一些实施例中，基于阵列的超声发射器包含超声发射器的ニ维阵列。在一些实施例中，不同的区域与建筑物中的房间对应。在一些实施例中，基于阵列的超声发射器被配置为允许在约小于lm2的区域中检测。在一些实施例中，便携式标签与唯一识别代码相关，并且，其中唯一识别代码可由射频发射器作为射频信号的一部分被发射。在一些实施例中，系统还包括多个便携式标签，便携式标签中的每ー个与唯一识别代码相关，并且，其中唯一识别代码可由射频发射器作为射频信号的一部分被发射。在一些实施例中，本发明提供用于定位便携式标签的以上的系统的用途。在ー些实施例中，本发明提供用于定位物体的以上的系统的用途。在一些实施例中，本发明提供用于定位人的以上的系统的用途。在一些实施例中，本发明提供用于定位预定区域中的便携式标签的处理，该处理包括从分立(discreet)的区域中的至少ー个基于ー个阵列的超声发射器向包含超声接收器和射频发射器的至少ー个便携式标签发射超声信号；从射频发射器向射频接收器发射射频信号；和通过处理器，基于从射频发射器向射频接收器发射的信息确定分立的区域中的便携式标签的位置。在一些实施例中，从射频发射器向射频接收器发射的信息包含用于便携式标签的识别代码和预定区域内的便携式标签的位置。在一些实施例中，本发明提供包括提供上述的系统和利用系统以定位便携式标签、物体或人的处理。图I是本发明的具有四个元件的一维阵列的示图。图2是本发明的实施例的示图，其中，使用基于ー个阵列的超声发射器以将区域分成多个区段。图3是本发明的实施例的示图，其中，使用基于两个阵列的超声发射器以将区域分成多个区段。图4是本发明的具有七个元件的ニ维阵列的示图。图5是本发明的具有十二个元件的ニ维阵列的示图。图6是垂直维度的具有角部的一维阵列的示图。图7是本发明的实施例的示图，这里，使用两个发射器阵列以确定速度的两个分量。具体实施例方式本发明针对超声(US)可如何与射频(RF)组合使用的静止超声发射器以克服以上提出的缺点。这代表新的一种类型的混合系统。本发明的系统不具有基于时间延迟估计的混合系统的低的可靠性，并且，与活动RFID系统相反，它们实际上将以100%的可靠性具有房间水平精度。本发明的系统还具有高的更新速度和RF系统固有的大的容量。在本发明的另ー优选的实施例中，与可操控的窄的超声束结合使用诸如发明人的先前的专利申请(“Ultrasoundzonelocationsystemwithhighcapacity，，，PCT申请W0/2009/062956,在此加入其全部内容作为參考)中的能够测量信号电平和多普勒偏移的便携式超声接收器，以实现可具有远比房间好的精度的可靠的定位。本发明在至少两种方式上与其它的超声定位系统不同稳固性和安全性。关于稳固性，几乎所有的超声定位系统基于ー些形式的时间延迟估计。该操作对于噪声十分敏感，并且，经验是，它们趋于在真实生活环境中损坏。因此，本工作的目标是，在不使用时间延迟估计的情况下实现最大定位精度。这意味着，为了实现定位，必须以最佳的方式利用诸如信号強度和多普勒偏移的其它參数。关于安全性，在人携帯超声发射器的许多系统中，存在水平会超过推荐的暴露极限的机会。因此，本发明基于真正携帯的超声接收器，以确保发射器处于到人安全的距离上。共同受让申请-PCT申请W0/2009/062956描述了用于实现比房间好的位置精度的系统。描述的系统使用检测数据并测量可以以相同的小的带宽并由此以稳固的方式测量的振幅(接收信号強度指示符-RSSI)和多普勒偏移的便携式超声接收器。US接收器被固定于要被跟踪的项目上并且在超声信道上接收ID数据，并找到超声RSSI和多普勒偏移。高容量是由于存在标签使用的用于向静止接收器发射该数据的RF信道。在本发明的一些实施例中，为了实现床水平或低至约IXlm的精度，这些特征与新颖的发射器组合。如上所述，前面描述的系统可使人暴露于不合适的dB水平。本发明的系统的便携式单元仅包含超声接收器的优选的实施例使人暴露于比具有可配戴的发射器的系统低的水平。因此，通过关于超声暴露的效果的不确定，本发明的系统更符合ALARA(低至可合理实现)原则。在一些实施例中，利用从发射器到人的Im的最小距离，由此，对于在[5]中分析的发射器，最大暴露水平为IOOdBSPL0这小于等于当前的指导意见的职业极限。在ー些实施例中，由于发射器一般会被安装于诸如房间的不同的区域的天花板中，因此，利用更大的距离。如果最小距离为3m，那么最大暴露将为201og(1/3)或低约10dB，S卩，IOOdBSPL,这是[9]的公共暴露极限。这是所有推荐的最保守值，并且是可以认为公众可连续暴露的值。在更小的房间中，也可进ー步降低输出水平，从而使得即使在小于3m的距离上也能够保证低于IOOdBSPL的暴露水平。本发明的系统优选具有以下的稳固性的特征。在一些实施例中，本发明的通信系统优选在所有类型的背景噪声和房间反射物中工作。基于时间延迟估计的定位系统趋于在真实生活环境中损坏。在一些实施例中，本发明的系统在没有时间延迟估计的情况下提供最大的定位精度。第二特征是安全性。在人携帯超声发射器的一些系统中，存在水平会超过推荐的暴露极限的机会。在本发明的一些实施例中，接收器被携�。�从而确保发射器处于到人的安全的距离上。在一些优选的实施例中，本发明的系统对于诸如房间的每个不同的区域包括ー个或更多个基于静止的阵列的超声发射器。阵列可以是I维的或2维的。I维阵列通常沿水平面取向并且可包含少到仅2个元件。众所周知，这种阵列将在各维度中具有由λ/D(弧度)给出的近似照射角度，这里，λ是超声的波长，D是孔径(S卩，从阵列的一端到另一端的范围)。本发明不限于使用任何特定的基于阵列的超声发射器。作为非限制性的例子，图I、图4、图5和图6示出不同的类型的基于阵列的超声发射器。图I示出本发明的具有4个元件105的I维阵列100。图4示出本发明的具有7个元件405的2维阵列400。图5示出本发明的具有12个元件505的2维阵列500。图6示出垂直维度的具有角部610(断面)的三个元件的一维阵列600。所有这些配置需要来自元件的阵列的射束的操控。如现有技术那样，通过阵列中的各元件的发射信号之间的相对延迟实现这一点。在声纳和雷达阵列系统中，这是标准的实际。在一些优选的实施例中，基于阵列的超声发射器被配置为发射数据并在阵列面中操控其射束。以这种方式，形成宽度为约λ/D弧度的多个区段。图2提供在不同的区域205中部署的本发明的系统200的示意图，其中，基于阵列的超声发射器210被定位。作为例子，图2中的基于阵列的超声发射器210被配置为将超声波照射或引导到由虚线表示的五个不同的区段220、221、222、223和224。在一些实施例中，基于阵列的超声发射器210首先向区段220、然后向区段211等发射其数据，并且可连接重复该模式。在其它的实施例中，基于阵列的超声发射器对于每个区段发送I个射束，暂停并然后在各区段中重复发射。在一些实施例中，发射的数据可包含房间识别代码(任选)和区段识别代码。在一些实施例中，阵列在它照射的房间上扫描，并且对于各区段，它改变区段ID信息。仍然參照图2，在一些实施例中，系统还包括一个或更多个便携式标签230和231。在示例性实施例中，便携式标签230和241会与床240和241上的病人(未示出)相关。在一些实施例中，便携式标签(例如，230和231)包含发射射频信号的射频发射器和被配置为与基于第一阵列的超声发射器通信的超声接收器。在另ー优选的实施例中，便携式标签与可由射频发射器作为射频信号的一部分发射的唯一识别代码相关。在示例性实施例中，如图2所示，使用诸如图I所示的单个ー维阵列以照射各种区段。便携式标签(例如，230和231)的超声接收器接收区段识别代码，并且确定信号強度。在最简单的情况下，便携式标签仅在它处于照射的区段中时接收数据。以这种方式，可以确定定位便携式标签的区段。在其它情况下，便携式标签的超声接收器在照射其它的区段时也接收数据。在这种情况下，使用RSSI以确定接收数据的最強区段并且以这种方式确定定位便携式标签的区段。在ー些实施例中，便携式标签还包含无线电接收器。无线电接收器被用于将便携式标签编程，导致便携式标签上的灯或其它信令器件的激活，在必要时激活或“唤醒”便携式标签，并且另外与中央处理器(未示出)通信。在一些优选的实施例中，基于阵列的超声发射器210和便携式标签230和231与处理器(未示出)通信。例如，在一些实施例中，处理器与无线电接收器相关，并且，便携式标签和/或基于阵列的超声发射器通过无线射频连接与处理器通信。处理器处理从基于阵列的超声发射器和/或便携式标签接收的数据(例如，房间、区段和便携式标签识别代码中的ー个或更多个)，以确定便携式标签在区域和/或区段中的定位。处理器优选具有允许用户通过使用提供所有区域的概览或所有区域中的ー些的选择的图形输出，并且/或者通过接收对于特定的人或物体的位置的请求的形式的用户输入访问位置数据的用户界面，处理器可以以文本输出和/或可听的输出响应该用户界面。处理器在更大的系统中可与诸如公司的内部计算网络的网络连接，以允许网络的用户为了跟踪人或物体访问区域位置信息。以这种方式，本发明的系统实现适于确定例如病人位于多床医院房间中的哪张床上的精度(參见图2)。可以理解，图2所示的实施例可扩展为包括多个不同的区域，每个与基于阵列的超声发射器相关。类似地，可以使用基于阵列的超声发射器的不同的配置，以在多个不同的区域中产生多个区段，例如，2、3、4、5、6、7、8、9、10或5050、540、530、520或515个区段。在另ー优选的实施例中，本发明的系统对于每个不同的区域利用两个或更多个基于阵列的超声发射器。可以设想，利用两个基于阵列的超声发射器(例如，基于ー维阵列的超声发射器)的系统提供更大的精度。在一些实施例中，基于阵列的超声发射器位于不同的区域内的不同的位置上，使得由基于阵列的超声发射器发射的射束以某角度相交。作为例子，基于阵列的超声发射器可位于垂直的墙壁上。在一些实施例中，基于阵列的超声发射器依次在各区段上发射它们的信息，首先第一发射器覆盖其区段，然后第二阵列在其区段上扫描，等等。以这种方式，可以确定相交的部分并且可以实现更大的精度。在一些实施例中，实现低至比如说IXlm的目标精度。在图3中示出一个这样的实施例。图3提供在不同的区域305中部署的本发明的系统300的示意图，其中，两个基于ー维阵列的超声发射器310和311被定位。基于阵列的超声发射器310和311被配置为将超声波照射或引导到由虚线表示的多个不同的区段310和320中。在一些实施例中，发射的数据可包含房间识别代码(任选)和区段识别代码。在一些实施例中，阵列在它照射的房间上扫描，并且对于各区段，它改变区段ID信息。系统还包括以上參照图2描述的部件，包括便携式标签330和331、处理器、射频信号接收器和发射器。在其它的优选的实施例中，利用替代性的増加位置检测精度的方式。在这些实施例中，基于阵列的超声发射器位于不同的区域的顶部，例如，房间的天花板上。在一些实施例中，基于阵列的超声发射器是2维阵列(例如，如图5所示)。由于一般希望关于x、y面中的位置的信息并且不太关注地板之上的高度，因此该设置是有利的。因此，天花板安装的阵列可实现与以上描述的利用两个I维阵列的配置相同的精度。在一些实施例中，便携式标签中的超声接收器具有多普勒偏移測量能力。在这些实施例中，可以利用该能力，以找到沿超声射束即沿接收器与超声发射器之间的矢量的速度分量。I维阵列将仅给出沿该方向的速度分量。但是，在例如以上概述的垂直墙壁配置中使用两个I维阵列将给出两个方向的速度分量。如图7中的示意图所示，该数据对于确定速度及其方向即两个维度中的全速度矢量是足够的。參照图7，这种系统700包含例如两个基于I维阵列的超声发射器710和711、便携式标签720以及上述的其它的部件(例如，处理器、射频接收器等)。箭头730表示移动矢量。在一些实施例中，在例如天花板中添加第三发射器允许确定全3维速度矢量。由于关注的主移动通常沿x、y方向即与来自天花板安装阵列的射束垂直，因此，仅具有天花板安装阵列对于多普勒是不利的，因此期望对于天花板安装阵列检测很少的多普勒偏移。竞争的技术基于加速计，但是，为了实现可比较结果，该技术要求标签的取向是固定或已知的。常常难以控制或找到便携式标签。实际上，它会随时改变。原则上可通过使用内置的罗盘找到取向，但是，由于它们在金属结构附近很少是非常精确的，因此，它们的精度常常不太好。在一些实施例中，在房间较大或者房间的几何形状例如通过家具或其它隔间部分·阻碍射束并且反射信号会以比直接信号强的振幅到达接收器的特定的情况下，可以向本发明的系统添加更多的基于阵列的超声发射器，不管它们是墙壁安装的还是天花板安装的。在一些实施例中，为了冗余添加附加的阵列，并且，然后在基站中的处理中使用用于排除从阵列接收的最偏离其它的数据的方法。在一些实施例中，为了避免会使得RSSI和多普勒测量�：�的天花板或地板中的反射，可能希望限制超声射束的范围，特别是在垂直面内。在一些实施例中，基于阵列的超声发射器可从I维扩展到2維，同样沿垂直维度具有元件。以这种方式，同样，为了避免来自天花板和地板的反射的问题，可以沿垂直方向形成区段。图4提供具有七个元件的适当的基于ニ维阵列的超声发射器的示图。可以理解，许多其它的配置是可能的，这些配置一般沿水平轴具有N个元件,沿垂直轴具有M个元件,例如,參见图5,这里,N=4,N=3。在其它实施例中，例如，如图6所示，利用垂直维度的角部，以限制垂直面中的射束的扩展。在一些实施例中，通过送出角度重叠的射束，实现基于RSSI的定位的角度精度的精化。在这些实施例中，几个测量由稍微不同的角度的射束的振幅构成。在另外的优选的实施例中，使用内插以以比射束之间的间隔好的精度找到角度。该方法的限制在于，为了覆盖希望的区段，添加更多的射束将需要更多的时间。内插方法允许交换用于获取位置的时间ー位置精度。參考文献[1]A.Ward,A.Jones,A.Hopper,"ANewLocationTechniquefortheActiveOffice,"IEEE,PersonalCommunications,Vol.4,No.5,October1997，pp.42-47。[2]N.B.Priyantha,A.Chakraborty,H.Balakrishnan,"TheCricketLocation-Supportsystem,",Proc.6thACMM0BIC0M,Boston,MA。[3]Y.Fukuju,M.Minami,H.Morikawa,T.Aoyama,"DOLPHIN:AnAutonomousIndoorPositioningSysteminUbiquitousComputingEnvironment,"inProc.IEEEWorkshoponSoftwareTechnologiesforFutureEmbeddedSystems,Japan,pp.53-56，May2003。[4]G.Welch,E.Foxlinj"MotionTracking:NoSilverBullet,butaRespectableArsenal,"IEEEComputerGraphicsandApplications,Nov/Dec2002，Vol.22，No.6，pp.24-38。[5]S.Holm,"Hybridultrasound-RFIDindoorpositioning:Combiningthebestofbothworlds,"IEEEInt.Conf.RFID,Orlando,FLjApril27-28，2009。[6]S.Holm,0.B.HovindjS.RostadjR.Holm,"Indoorsdatacommunicationsusingairborneultrasound,〃inProc.IEEEInt.Conf.Acoust.,Speech,Sign.Proc.2005，Philadelphia,PA，March2005。[7]S.Holm,"AirborneUltrasoundDataCommunications:TheCoreofanIndoorPositioningSystem,"inProcIEEEUltrasonicsSymposium,Rotterdam,Netherlands,Sep.2005。[8]F.A.Duck,"Medicalandnon-medicalprotectionstandardsforultrasoundandinfrasound,”ProgressinBiophysjMolecul.Biol.,Effectsofultrasoundandinfrasoundrelevanttohumanhealth,Jan.-Apr.2007,pp.176-1910[9]InternationalNon-IonizingRadiationCommitteeoftheInternationalRadiationProtectionAssociation,"Interimguidelinesonlimitsofhumanexposuretoairborneultrasound,"HealthPhysics,Vol.46,No.4,pp969-974，April1984(seewww.icnirp.de)。[10]EnvironmentalHealthDirectorateofCanada，Guidelinesforthesafeuseofultrasound:partII-industrialandcommercialapplications.SafetyCode24，1991。[11]AmericanConferenceofGovernmentalIndustrialHygienists(ACGIH)，ThresholdLimitValuesforChemicalSubstancesandPhysicalAgents&BiologicalExposureIndices，2003。[12]USDept,ofLabor,OccupationalSafety&HealthAdm.Document,http://www.osha.gov/dts/osta/otm/noise/health_effects/ultrasonics.html，accessedNov.28，2008。[13]GBorriellojALiujT.Offer,C.PalistrantjR.Sharp,"WALRUS:wirelessacousticlocationwithroom-levelresolutionusingultrasound,"Int.Conf.MobileSystems,Appl.&Services,Seattle,WAjpp191-203，2005。在这里加入在以上的说明书中提到的所有公开和专利作为參考。在不背离本发明的精神和范围的情况下，描述的本发明的方法和系统的各种修改和变更方式对于本领域技术人员来说是十分明显的。虽然关于特定的优选的实施例描述了本发明，但应理解，要求权利的本发明不应过分地限于这些特定的实施例。事实上，描述的本发明的实施方式的对于本领域技术人员来说十分明显的各种修改要处于以下的权利要求的范围内。权利要求1.一种用于确定不同的区域中的便携式标签的位置的系统，包括至少一个基于第一阵列的超声发射器，其中，所述基于阵列的超声发射器被配置为向所述区域内的两个或更多个不同的区段发射超声信号；包含发射射频信号的射频发射器和被配置为与所述基于第一阵列的超声发射器通信的超声接收器的便携式标签；被配置为通过所述射频信号与射频发射器通信的射频接收器；和与基于第一阵列的超声发射器和射频接收器通信的处理器，其中，处理器被配置为基于从便携式标签上的射频发射器通过所述射频信号向射频接收器发射的信息确定所述两个或不同的区段内的便携式标签的位置。2.根据权利要求I的系统，其中，所述基于第一阵列的超声发射器被配置为向所述区域内的五个或更多个不同的区段发射超声信号。3.根据权利要求I的系统，其中，所述基于第一阵列的超声发射器被配置为向所述区域内的520个不同的区段发射超声信号。4.根据权利要求I3中的任一项的系统，其中，所述基于第一阵列的超声发射器是静止的。5.根据权利要求I的系统，还包括所述区域内的至少一个基于第二阵列的超声发射器，所述基于第二阵列的超声发射器被配置为向所述区域内的两个或更多个不同的区段发射超声信号。6.根据权利要求5的系统，其中，所述基于第二阵列的超声发射器被配置为向所述区域内的五个或更多个不同的区段发射超声信号。7.根据权利要求5的系统，其中，所述基于第二阵列的超声发射器被配置为向所述区域内的520个不同的区段发射超声信号。8.根据权利要求57中的任一项的系统，其中，所述基于第二阵列的超声发射器是静止的。9.根据权利要求58中的任一项的系统，其中，所述基于第二阵列的超声发射器被配置为在与所述基于第一阵列的超声发射器大致垂直的轴上发射超声信号，使得所述基于第一阵列的发射器和基于第二阵列的发射器建立z轴和y轴。10.根据权利要求I的系统，其中，所述不同的区域具有顶部，并且，所述基于阵列的超声发射器位于所述不同的区域的所述顶部上。11.根据权利要求10的系统，其中，所述基于阵列的超声发射器是基于二维阵列的超声发射器。12.根据权利要求1011中的任一项的系统，其中，基于二维阵列的超声发射器是静止的。13.根据权利要求I12中的任一项的系统，还在多个不同的区域中包含多个基于阵列的超声发射器。14.根据权利要求I13中的任一项的系统,其中,基于阵列的超声发射器包含超声发射器的一维阵列。15.根据权利要求I13中的任一项的系统,其中,基于阵列的超声发射器包含超声发射器的二维阵列。16.根据权利要求I15中的任一项的系统，其中，所述不同的区域与建筑物中的房间对应。17.根据权利要求I16中的任一项的系统，其中，所述基于阵列的超声发射器被配置为允许在约小于Im2的区域中检测。18.根据权利要求I17中的任一项的系统，其中，所述便携式标签与唯一识别代码相关，并且其中，所述唯一识别代码能由所述射频发射器作为射频信号的一部分被发射。19.根据权利要求I18中的任一项的系统，还包括多个便携式标签，所述便携式标签中的每一个与唯一识别代码相关，并且其中，所述唯一识别代码能由所述射频发射器作为射频信号的一部分被发射。20.一种用于定位便携式标签的权利要求I19中的任一项的系统的用途。21.一种用于定位物体的权利要求I19中的任一项的系统的用途。22.—种用于定位人的权利要求I19中的任一项的系统的用途。23.一种用于定位预定区域中的便携式标签的方法，包括从分立的区域中的至少一个基于阵列的超声发射器向包含超声接收器和射频发射器的至少一个便携式标签发射超声信号；从射频发射器向射频接收器发射射频信号；和通过处理器，基于从射频发射器向射频接收器发射的信息确定分立的区域中的便携式标签的位置。24.根据权利要求23的方法，其中，从射频发射器向射频接收器发射的信息包含用于便携式标签的识别代码和预定区域内的便携式标签的位置。全文摘要本发明涉及超声定位系统(300)，特别是涉及与便携式接收器(330、331)组合地利用至少一个基于静止阵列的超声发射器(310)以提供安全和稳固的定位系统的超声定位系统。文档编号G01S11/14GK102985840SQ201180022182公开日2013年3月20日申请日期2011年3月23日优先权日2010年3月23日发明者S·荷姆申请人:奥斯陆大学