(57)【要約】  物体への飛行時間を測定するためのシステム及び方法が開示される。送信機は、電磁信号を送信し、電磁信号に対応する基準信号を提供する。受信機は、電磁信号を受信し、受信された電磁信号に対応する応答信号を提供する。検出回路は、基準信号及び応答信号に基づいて、送信機と受信機との間の飛行時間を決定するように構成されている。
2018522233.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体への飛行時間を測定するためのシステムであって、
電磁信号を送信し、該電磁信号に対応する基準信号を提供するように構成された少なくとも１つの送信機と、
前記電磁信号を受信し、応答として、受信された前記電磁信号に対応する応答信号を提供するように構成された少なくとも１つの受信機と、
前記基準信号及び前記応答信号に基づいて、前記送信機と前記受信機との間の飛行時間を決定するように構成された検出回路と、を含むシステム。
【請求項２】
前記検出回路は、前記飛行時間に少なくとも部分的に基づいて、前記送信機と前記受信機との間の距離を決定するようにさらに構成された、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記電磁信号は、周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）信号、直接シーケンススペクトラム拡散信号（ＤＳＳＳ）、パルス圧縮信号、及び周波数ホッピングスペクトトラム拡散（ＦＨＳＳ）信号のうちの１つである、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記検出回路は、前記基準信号及び前記応答信号を受信し、前記送信機と前記受信機との間の前記飛行時間に対応するビート信号を提供するミキサを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記検出回路は、
前記ビート信号を受信し、サンプリングされたビート信号を提供するアナログデジタル変換器と、
前記アナログデジタル変換器の出力に結合され、サンプリングされた前記ビート信号を受信し、サンプリングされた前記ビート信号に対して高速フーリエ変換を実行するプロセッサと、をさらに含む、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記送信機及び前記受信機のうちの少なくとも一つと前記検出回路との間に結合されたケーブルをさらに含み、該ケーブルは、前記基準信号及び前記応答信号のうちの少なくとも１つを前記検出回路に搬送するように構成された、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記検出回路は、前記基準信号及び前記応答信号のうちの少なくとも１つを無線で受信するように構成された、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記送信機は疑似雑音発生器を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
各受信機をアドレスして使用可能にするために、前記電磁信号内に命令プロトコル及び埋め込み一意符号のうちの１つを有する前記電磁信号を、前記送信機は送信するように構成され、前記受信機は受信するように構成された、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記受信機は、前記受信機をターゲットにする一意符号を有して構成された補助無線信号を受信するように構成された補助無線受信機をさらに含み、前記受信機は、前記受信機が該補助無線信号を受信したときは、前記受信機の出力を上げて前記応答信号を提供し、前記受信機が該補助無線信号を受信していないときは、前記応答信号を提供しないように構成された、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記補助無線受信機は、ブルートゥース信号、ジグビー（Ｚｉｇｂｅｅ）信号、Ｗｉ−Ｆｉ信号、及びセルラ信号のうちのいずれかである前記補助無線信号を受信するように構成された、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記受信機は、
第１の周波数で前記電磁信号を受信するように構成された少なくとも１つのアンテナと、
前記第１の周波数で前記電磁信号を受信する前記少なくとも１つのアンテナに結合され、前記第１の周波数の高調波逓倍である第２の周波数で高調波成分を有する逓倍信号を提供する逓倍器と、を含む、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１３】
前記受信機は、前記逓倍器をバイアスされたオフ状態に通常はバイアスするように構成され、前記受信機をターゲットにする前記一意符号を有して構成された前記補助無線信号の受信に応答して、前記逓倍器をオン状態にバイアスするように構成された電源をさらに含む、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記電源は、前記逓倍器を順方向バイアスして前記受信機の感度及び距離を増加させるようにさらに構成された、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記受信機は、実質的に電力を必要としないように通常はオフになるように構成され、前記逓倍器以外にアクティブな構成要素を有さない、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１６】
前記電源は、１つ以上のエネルギーハーベスティング技術によって電力が得られるもの又は低電力バッテリ源のうちの１つである、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記少なくとも１つのアンテナは、前記第１の周波数での前記電磁信号の受信と、前記第２の周波数での前記逓倍信号の送信との両方を行うための単一アンテナを含む、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１８】
前記受信機は、前記少なくとも１つのアンテナ素子と一体化された前記逓倍器をさらに含む、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１９】
前記送信機は、空間的に別個のアレイにおいて前記第２の周波数で前記電磁信号を受信するように構成された複数の受信チャネルをさらに含む、請求項１２に記載のシステム。
【請求項２０】
前記複数の受信チャネルは、異なる時間に前記第２の周波数で前記電磁信号を受信するように多重化され得るか、又は同時に動作するように構成され得るかのいずれか一方である請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
前記送信機は、変調された電磁信号を提供するように構成され、前記受信機は、前記受信機を一意にアドレスする変調された該電磁信号を受信するように構成された、請求項１２に記載のシステム。
【請求項２２】
前記送信機及び前記受信機は同時に動作するように構成された、請求項１２に記載のシステム。
【請求項２３】
前記送信機は、符号化された電磁信号を複数の受信機に同時に送信するために、直角位相で変調された逓倍器を有する同相及び９０°位相ずれ（直交）チャネルを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項２４】
前記少なくとも１つの受信機は、複数の受信機を含み、前記少なくとも１つの送信機及び該複数の受信機は、時分割を行い、該複数の受信機の各受信機を一意にアドレスするように構成された、請求項１に記載のシステム。
【請求項２５】
前記少なくとも１つの受信機は、複数の受信機を含み、前記少なくとも１つの送信機及び該複数の受信機は、より頻繁に他のものよりも速く動く該複数の受信機を動的に評価及びアドレスするように構成された、請求項１に記載のシステム。
【請求項２６】
前記少なくとも１つの受信機は、複数の受信機を含み、前記少なくとも１つの送信機及び前記複数の受信機は、前記受信機及び前記少なくとも１つの送信機が、既存の割り当てられた周波数帯域中に存在する未使用周波数帯域で動作することができるように、自分自身専用のマイクロロケーション周波数割り当てプロトコルを有して構成された、請求項１に記載のシステム。
【請求項２７】
前記少なくとも１つの送信機及び前記複数の受信機は、ライセンスフリーの帯域に構成された、請求項２６に記載のシステム。
【請求項２８】
前記少なくとも１つの送信機及び前記複数の受信機は、既存の周波数帯域割り当てを使用することを保証する状況において既存の周波数割り当てを使用するために、既存のライセンス周波数で既存システムと通信するように構成された、請求項２７に記載のシステム。
【請求項２９】
前記少なくとも１つの送信機及び前記複数の受信機は、任意の使用周波数帯域内のローディング問題を検出し、システム使用量に基づいて使用される信号を割り当てるように構成された、請求項２７に記載のシステム。
【請求項３０】
複数の電磁信号を送信するように構成された複数の送信機をさらに含み、前記検出回路は、前記複数の送信機のうちの１つ以上と受信機との間の１つ以上の距離を決定するように構成された、請求項１に記載のシステム。
【請求項３１】
前記検出回路は、少なくとも部分的に前記１つ以上の距離のうちの１つ以上から前記受信機の位置を決定するようにさらに構成された、請求項３０に記載のシステム。
【請求項３２】
複数の電磁信号を送信するように構成された複数の送信機をさらに含み、前記検出回路は該複数の電磁信号のうちの２つ以上の間の１つ以上の到着時間差を決定するように構成された、請求項１に記載のシステム。
【請求項３３】
前記検出回路は、少なくとも部分的に前記１つ以上の到着時間差のうちの１つ以上から前記受信機の位置を決定するようにさらに構成された、請求項３２に記載のシステム。
【請求項３４】
物体への飛行時間を測定する方法であって、
インタロゲータから基準信号を受信するステップであって、該基準信号は該インタロゲータによって送信される電磁信号に対応する、受信するステップと、
トランスポンダからの応答信号を受信することであって、該応答信号は前記電磁信号の受信に応答して前記トランスポンダによって提供され、該応答信号は受信された前記電磁信号に対応する、受信するステップと、
前記基準信号及び前記応答信号に基づいて、前記インタロゲータと前記トランスポンダとの間の前記電磁信号の飛行時間を決定するステップと、を含む方法。
【請求項３５】
前記飛行時間に少なくとも部分的に基づいて、前記インタロゲータと前記トランスポンダとの間の距離を決定するステップをさらに含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記電磁信号は、周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）信号、直接シーケンススペクトラム拡散信号（ＤＳＳＳ）、パルス圧縮信号、及び周波数ホッピングスペクトトラム拡散（ＦＨＳＳ）信号のうちの１つである、請求項３４に記載の方法。
【請求項３７】
前記飛行時間を決定するステップは、前記応答信号と前記基準信号とを混合して前記飛行時間に対応するビート信号を提供するステップを含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項３８】
前記ビート信号をデジタル形式に変換してサンプリングされたビート信号を提供するステップと、
サンプリングされた前記ビート信号に対して高速フーリエ変換を実行するステップと、を含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記基準信号及び前記応答信号のうちの少なくとも１つはケーブルを介して受信される、請求項３４に記載の方法。
【請求項４０】
前記基準信号及び前記応答信号のうちの少なくとも１つは無線で受信される、請求項３４に記載の方法。
【請求項４１】
前記電磁信号は、少なくとも部分的に疑似雑音発生器から生成される、請求項３４に記載の方法。
【請求項４２】
前記トランスポンダからの前記応答信号は、前記トランスポンダが補助信号を受信したときにのみ受信され、前記トランスポンダからの前記応答信号は、前記トランスポンダが該補助信号を受信しなかったときには受信されない、請求項３４に記載の方法。
【請求項４３】
前記補助信号は、ブルートゥース信号、ジグビー（Ｚｉｇｂｅｅ）信号、Ｗｉ−Ｆｉ信号、セルラ信号、及び一意符号のうちの１つである、請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記トランスポンダからの複数の応答信号を受信するステップであって、前記複数の応答信号の各々は、複数のインタロゲータからの複数の電磁信号のうちの１つの受信に応答して提供される、受信するステップと、
前記複数のインタロゲータのうちの１つ以上と前記トランスポンダとの間の１つ以上の距離を決定するステップと、を含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項４５】
少なくとも部分的に前記１つ以上の距離のうちの１つ以上から前記トランスポンダの位置を決定するステップをさらに含む、請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】
前記トランスポンダからの複数の応答信号を受信するステップであって、前記複数の応答信号の各々は、複数の問合せインタロゲータからの複数の電磁信号のうちの１つの受信に応答して提供される、受信するステップと、
前記複数の電磁信号のうちの２つ以上の間の１つ以上の到着時間差を決定するステップと、を含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項４７】
少なくとも部分的に前記１つ以上の到着時間差のうちの１つ以上から前記トランスポンダの位置を決定するステップをさらに含む、請求項４６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、同時係属中の２０１５年６月１５日に出願された米国仮出願第６２／１７５，８１９号、２０１５年７月２９日に出願された米国仮出願第６２／１９８，６３３号、２０１５年１０月１９日に出願された米国仮出願第６２／２４３，２６４号、２０１５年１１月１１日に出願された米国仮出願第６２／２５３，９８３号、２０１５年１２月１７日に出願された米国仮出願第６２／２６８，７２７号、２０１５年１２月１７日に出願された米国仮出願第６２／２６８,７３４号、２０１５年１２月１７日に出願された米国仮出願第６２／２６８，７３６号、２０１５年１２月１７日に出願された米国仮出願第６２／２６８，７４１号、２０１５年１２月１７日に出願された米国仮出願第６２／２６８，７４５号、２０１５年１２月２２日に出願された米国仮出願第６２／２７１，１３６号、２０１６年１月６日に出願された米国仮出願第６２／２７５，４００号、２０１６年３月１０日に出願された米国仮出願第６２／３０６，４６９号、２０１６年３月１０日に出願された米国仮出願第６２／３０６，４７８号、及び２０１６年３月１０日に出願された米国仮出願第６２／３０６，４８３号の利益を主張し、これらの各々は、全ての目的において全体として参照により本明細書に援用される。
【０００２】
本願は、概して、距離測定に関し、より詳細には、電磁信号を使用して距離を測定することに関する。
【背景技術】
【０００３】
物体の追跡及び測距（ranging）は、通常、レーダ追跡及び測距のように、物体からの反射信号に依存し、物体の相対位置及び動きに関する大量の情報のみを生成する。物体の向きをそのようなシステムで知覚することは難しく、視覚又は画像システムは、物体の実際の向きに関してシステム又は観察者に誤解を与える可能性がある物体の２次元画像に限定される傾向があるため、少しだけ良好な結果を生成するに過ぎない。物体までの距離（range（distance））に関する正確な情報を得ることができるシステムについてのニーズが存在し、それにより、変化の正確な検知、動きの正確な追跡が可能となり、そして、物体の様々な部分の位置を特定するために実装されたときには、物体の向きを正確に決定することができる
【発明の概要】
【０００４】
態様及び実施形態は、飛行時間の測定、特に、電磁信号による飛行時間の測定に関する。
【０００５】
一態様では、物体への飛行時間を測定するためのシステムは、電磁信号を送信し、電磁信号に対応する基準信号を提供するように構成されている少なくとも１つの送信機と、電磁信号を受信し、応答として、受信された電磁信号に対応する応答信号を提供するように構成されている少なくとも１つの受信機と、基準信号及び応答信号とに基づいて送信機と受信機との間の飛行時間を決定するように構成されている検出回路と、を含む。
【０００６】
いくつかの実施形態では、検出回路は、飛行時間に少なくとも部分的に基づいて、送信機と受信機との間の距離を決定するようにさらに構成されている。いくつかの実施形態では、電磁信号は、周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）信号、直接シーケンススペクトラム拡散信号（ＤＳＳＳ）、パルス圧縮信号、又は周波数ホッピングスペクトラム拡散（ＦＨＳＳ）信号である。いくつかの実施形態では、検出回路は、基準信号及び応答信号を受信し、送信機と受信機との間の飛行時間に対応するビート信号を提供するミキサを含む。いくつかの実施形態では、検出回路は、ビート信号を受信し、サンプリングされたビート信号を提供するアナログデジタル変換器も含み、アナログデジタル変換器の出力に結合され、サンプリングされたビート信号を受信し、サンプリングされたビート信号に対して高速フーリエ変換を実行するプロセッサを含む。
【０００７】
いくつかの実施形態では、システムは、送信機及び受信機の少なくとも１つと検出回路との間に結合されたケーブルを含み、ケーブルは、基準信号及び応答信号の少なくとも１つを検出回路に搬送するように構成されている。いくつかの実施形態では、検出回路は、基準信号及び応答信号のうちの少なくとも１つを無線で受信するように構成されている。
【０００８】
いくつかの実施形態では、送信機は疑似雑音発生器を含む。
【０００９】
いくつかの実施形態では、各受信機をアドレス指定して使用可能にするために、前記電磁信号内に命令プロトコル及び埋め込み一意符号のうちの１つを有する前記電磁信号を、前記送信機は送信するように構成され、前記受信機は受信するように構成されている。
【００１０】
いくつかの実施形態では、受信機は、受信機をターゲットにする一意符号で構成された補助無線信号を受信するように構成されている補助無線受信機を含み、受信機は、受信機が補助無線を受信したときは、受信機の出力を上げて応答信号を提供し、受信機が補助無線信号を受信していないときは、応答信号を提供しないように構成されている。いくつかの実施形態では、補助無線受信機は、ブルートゥース信号、ジグビー信号、Ｗｉ−Ｆｉ信号、又はセルラ信号として補助無線信号を受信するように構成されている。
【００１１】
いくつかの実施形態では、受信機は、第１の周波数で電磁信号を受信するように構成されている少なくとも１つのアンテナと、第１の周波数で電磁信号を受信する少なくとも１つのアンテナに結合され、第１の周波数の高調波逓倍である第２の周波数で高調波成分を有する逓倍信号を提供する逓倍器と、を含む。いくつかの実施形態では、受信機は、逓倍器をバイアスされたオフ状態に通常はバイアスするように構成され、受信機をターゲットにする一意符号で構成された補助無線信号の受信に応答して、逓倍器をオン状態にバイアスするように構成されている電源を含む。いくつかの実施形態では、電源は、逓倍器を順方向バイアスして受信機の感度及び距離を増加させるようにさらに構成されている。いくつかの実施形態では、受信機は、実質的に電力を必要としないように通常はオフになるように構成され、逓倍器以外のアクティブなコンポーネントを有さない。いくつかの実施形態では、電源はは低電力バッテリ源の１種であり、又は電力は１つ以上の環境発電技術によって得られる。いくつかの実施形態では、アンテナは、第１の周波数での電磁信号の受信と、第２の周波数で逓倍信号の送信との両方を行うための単一のアンテナを含む。いくつかの実施形態では、受信機は、アンテナ素子と一体化された逓倍器を含む。
【００１２】
いくつかの実施形態では、送信機は、空間的に別個のアレイにおいて第２の周波数で電磁信号を受信するように構成されている複数の受信チャネルを含む。いくつかの実施形態では、複数の受信チャネルは、異なる時間に第２の周波数で電磁信号を受信するように多重化されるか、又は同時に動作するように構成され得る。
【００１３】
いくつかの実施形態では、送信機は、変調された電磁信号を提供するように構成され、受信機は、受信機を一意にアドレス指定する変調された電磁信号を受信するように構成されている。
【００１４】
いくつかの実施形態では、送信機と受信機は同時に動作するように構成されている。
【００１５】
いくつかの実施形態では、送信機は、符号化された電磁信号を複数の受信機に同時に送信するために、直角位相で変調された逓倍器を有する同相及び９０°位相ずれ（直交）チャネルを含む。
【００１６】
いくつかの実施形態では、少なくとも１つの受信機は複数の受信機を含み、少なくとも１つの送信機及び複数の受信機は、時分割を行い、複数の受信機の各受信機を一意にアドレス指定するように構成されている。
【００１７】
いくつかの実施形態では、少なくとも１つの受信機は複数の受信機を含み、少なくとも１つの送信機及び複数の受信機は、より頻繁に他のものよりも速く動く複数の受信機を動的に評価及びアドレス指定するように構成されている。
【００１８】
いくつかの実施形態では、少なくとも１つの受信機は複数の受信機を含み、少なくとも１つの送信機及び複数の受信機は、受信機及び少なくとも１つの送信機が、既存の割り当てられた周波数帯域中に存在する未使用周波数帯域で動作することができるように、自分自身専用のマイクロロケーション周波数割り当てプロトコルで構成されている。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの送信機及び複数の受信機は、ライセンスフリーの帯域に構成されている。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの送信機及び複数の受信機は、既存の周波数帯域割り当てを使用することを保証する状況において既存の周波数割り当てを使用するために、既存のライセンス周波数で既存システムと通信するように構成されている。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの送信機及び複数の受信機は、任意の使用周波数帯域内のローディング問題を検出し、システム使用量に基づいて使用される信号を割り当てるように構成されている。
【００１９】
いくつかの実施形態では、システムは、複数の電磁信号を送信するように構成されている複数の送信機を含み、検出回路は、複数の送信機のうちの1つ以上と受信機の間の１つ以上の距離を決定するよう構成されている。
【００２０】
いくつかの実施形態では、検出回路は、少なくとも部分的に１つ以上の距離のうちの１つ以上の距離から受信機の位置を決定するようにさらに構成されている。
【００２１】
いくつかの実施形態では、システムは、複数の電磁信号を送信するように構成されている複数の送信機を含み、検出回路は、複数の電磁信号のうちの２つ以上の間の１つ以上の到着時間差を決定するよう構成されている。いくつかの実施形態では、検出回路は、少なくとも部分的に１つ以上の到着時間差のうちの１つ以上から受信機の位置を決定するようにされに構成されている。
【００２２】
別の態様では、物体への飛行時間を測定する方法は、インタロゲータから基準信号を受信するステップであって、基準信号はインタロゲータによって送信される電磁信号に対応する、受信するステップと、トランスポンダからの応答信号を受信することであって、応答信号は電磁信号の受信に応答してトランスポンダによって提供され、応答信号は受信された電磁信号に対応する、受信するステップと、基準信号及び応答信号に基づいて、インタロゲータとトランスポンダとの間の電磁信号の飛行時間を決定するステップと、を含む。
【００２３】
いくつかの実施形態では、方法は、飛行時間に少なくとも部分的に基づいて、インタロゲータとトランスポンダとの間の距離を決定するステップを含む。
【００２４】
いくつかの実施形態では、電磁信号は、周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）信号、直接シーケンススペクトラム拡散（ＤＳＳＳ）信号、パルス圧縮信号、又は周波数ホッピングスペクトラム拡散（ＦＨＳＳ）信号である。
【００２５】
いくつかの実施形態では、飛行時間を決定するステップは、応答信号と基準信号とを混合して、飛行時間に対応するビート信号を提供するステップを含む。いくつかの実施形態では、方法は、ビート信号をデジタル形式に変換して、サンプリングされたビート信号を提供するステップと、サンプリングされたビート信号に対して高速フーリエ変換を実行するステップと、を含む。
【００２６】
いくつかの実施形態では、基準信号及び応答信号のうちの少なくとも１つはケーブルを介して受信される。いくつかの実施形態では、基準信号及び応答信号のうちの少なくとも１つは無線で受信される。
【００２７】
いくつかの実施形態では、電磁信号は、少なくとも部分的に疑似雑音発生器から生成される。
【００２８】
いくつかの実施形態では、トランスポンダからの応答信号は、トランスポンダが補助信号を受信したにのみ受信され、トランスポンダからの応答信号は、トランスポンダが補助信号を受信していなかったときには受信されない。いくつかの実施形態では、補助信号は、ブルートゥース信号、ジグビー信号、Ｗｉ−Ｆｉ信号、セルラ信号、又は一意符号である。
【００２９】
いくつかの実施形態では、方法は、トランスポンダからの複数の応答信号を受信するステップであって、複数の応答信号の各々は、複数のインタロゲータからの複数の電磁信号のうちの１つの受信に応答して提供される、受信するステップと、複数のインタロゲータのうちの１つ以上とトランスポンダとの間の１つ以上の距離を決定するステップと、を含む。いくつかの実施形態では、方法は、少なくとも部分的に１つ以上の距離のうちの１つ以上からトランスポンダの位置を決定するステップを含む。
【００３０】
いくつかの実施形態では、この方法は、トランスポンダからの複数の応答信号を受信するステップであって、複数の応答信号の各々は、複数のインタロゲータからの複数の電磁信号のうちの１つの受信に応答して提供される、受信するステップと、複数の電磁信号のうちの２つ以上の間の１つ以上の到着時間差を決定するステップと、を含み、いくつかの実施形態では、方法は、少なくとも部分的に１つ以上の到着時間差の１つ以上からトランスポンダの位置を決定することを含む。
【００３１】
これらの例示的な態様及び実施形態のさらに他の態様、実施形態、及び利点については、以下で詳細に論じる。本明細書で開示される実施形態は、本明細書で開示する原理の少なくとも１つと一致する任意の方法で他の実施形態と組合せてよく、「実施形態」、「いくつかの実施形態」、「代替の実施形態」、「様々な実施形態」、「一実施形態」等は、必ずしも相互に排他的ではなく、説明する特定の特徴、構造、又は特性が少なくとも１つの実施形態に含まれ得ることを示すことを意図している。本明細書におけるそのような用語の出現は、必ずしもすべてが同じ実施形態を指しているわけではない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
少なくとも１つの実施形態の様々な態様を添付の図面を参照して論じるが、これらの図面は縮尺通りに描くことを意図していない。図面は、と様々な態様及び実施形態の絵による説明とさらなる理解を提供するために含まれ、本明細書に組み込まれ、そして本明細書の一部を構成するものであるが、本発明の限界の定義を意図するものではない。図面においては、様々な図に示されている同一又はほぼ同一の構成要素は、同様の番号で表されている。明確にするために、すべての構成要素がすべての図でラベル付けされるわけではない。
【００３３】
【図１】直接飛行時間（ＴＯＦ：time-of-flight）を測定するための双安定測距システム構成に基づいて正確に距離を測定するためのシステムの一実施形態を示す。
【図２】周波数変調された連続波（ＦＭＣＷ）ＴＯＦ信号に基づいて正確に距離を測定するためのシステムの一実施形態を示す。
【図３】直接シーケンススペクトラム拡散（ＤＳＳＳ）ＴＯＦ信号に基づいて正確に距離を測定するシステムの一実施形態を示す。
【図４】広帯域、超広帯域パルス信号、又は任意のパルス圧縮波形に基づいて正確に距離を測定するシステムの一実施形態を示す。
【図５】ＤＳＳＳ又は周波数ホッピングスペクトラム拡散（ＦＨＳＳ）ＦＭＣＷ測距技術に基づいて正確に距離を測定するシステムの一実施形態を示す。
【図６】ＴＯＦ信号で正確に距離を測定するためのシステムであって、複数の送信機、複数のトランシーバ、又は送信機とトランシーバのハイブリッドの組合せを有するシステムの一実施形態を示す。
【図７】ＴＯＦ信号で正確に距離を測定するためのシステムであって、複数の受信機、複数のトランスポンダ、又は受信機とトランスポンダとのハイブリッドの組合せを有するシステムの一実施形態を示す。
【図８】ＴＯＦ信号で正確に距離を測定するためのシステムであって、複数の送信機、複数のトランシーバ、又は送信機とトランシーバのハイブリッドの組合せ、及び複数の受信機、複数のトランスポンダ、又は受信機とトランスポンダのハイブリッドの組合せを有するシステムの一実施形態を示す。
【図９】変調されたＴＯＦ信号で正確に位置を測定するためのシステムの一実施形態を示す。
【図１０】変調されたＴＯＦ信号で正確に位置を測定するためのシステムの別の実施形態を示す。
【図１１】線形ＦＭＣＷ双方向ＴＯＦ測距のためのインタロゲータのブロック図を示す。
【図１２】線形ＦＭＣＷ双方向ＴＯＦ測距のためのインタロゲータのブロック図の別の実施形態を示す。
【図１３】ＴＯＦ信号で正確に距離を測定するためのシステムであって、産業オートメーション環境と連携してユーザの身体の動きを検出するためのシステムの一実施形態を示す。
【図１４】ＴＯＦ信号で正確に距離を測定するためのシステムであって、携帯電話から携帯電話又は携帯電話から物体へのメトリックを測定するシステムの一実施形態を示す。
【図１５】ＴＯＦ信号で正確に距離を測定するためのシステムであって、小包又は物体を搬送するための無人航空機を案内するためのシステムの一実施形態を示す。
【図１６】ＴＯＦ信号で正確に距離を測定するためのシステムであって、ビーコンで無人航空機を案内するためのシステムの一実施形態を示す。
【図１７】ＴＯＦ信号で正確に距離を測定するためのシステムであって、道路に沿って車両を他の車両及び物体に対して案内し、交差点を操作するためのシステムの一実施形態を示す。
【図１８】ＴＯＦ信号で正確に距離を測定するためのシステムであって、橋又は他の構造物を監視するためシステムの一実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本明細書で論じられる方法及び装置の実施形態は、以下の発明を実施するための形態に記載され、又は添付の図面に示される構造の詳細及び構成要素のアレンジメントに用途が限定されないことを理解されたい。この方法及び装置は、他の実施形態で実装し、様々な方法で実施又は実行することが可能である。特定の実装の例は、説明目的でのみ本明細書に提供され、限定することを意図するものではない。また、本明細書で使用される表現及び用語は、説明のためのものであり、限定するものと見なされるべきではない。「含む（including）」、「含む（comprising）」、「有する（having）」、「含む（containing）」、「伴う（involving）」、及びそれらの変形は、それ以降に挙げられた項目及びその等価物並びに追加の項目を包含することを意味する。「又は（若しくは）」と言及することは、「又は（若しくは）」を使用して説明された任意の用語が、説明された用語の単一、複数、及びすべてのいずれかを示し得るように包括的であると解釈され得る。前後、左右、上下、上方下方、及び縦横と言及することは、説明の便宜のためであり、本システム及び方法又はそれらの構成要素をいずれか１つの位置的又は空間的志向に限定するものではない。
【００３５】
定義：
トランシーバは、共通の回路を共有する送信機（アンテナを用いて電磁信号を生成する電子デバイス）と受信機（アンテナを用いて電磁信号を受信し、それらによって搬送された情報を利用可能な形式に変換する）の両方を有するデバイスである。
送信機−受信機は、組み合わされているが、共通の回路を共有していない送信機と受信機の両方を含む装置である。
送信機は、送信専用デバイスであるが、送信機−受信機、トランシーバ、又はトランスポンダの送信コンポーネントを指してよい。
受信機は、受信専用デバイスであるが、送信機−受信機、トランシーバ、又はトランスポンダの受信コンポーネントを指してよい。
トランスポンダは、トランスポンダを識別する送信機から受信される問合せ信号を受信することに応答して信号を発するデバイスである。
レーダ（無線検出及び測距のためのもの）は、電磁信号を使用して物体の距離、高度、方向又は速度を決定する物体検出システムである。この開示の目的で、「レーダ」は、送信機が所定の方向に無線周波数信号を発し、受信機が物体から反射された信号又はエコーを聞く、基本的又は「古典的」レーダを指す。
無線周波数信号又は「ＲＦ信号」は、ＣＷ若しくはパルス状又は任意の形態とすることができるＲＦ信号スペクトルでの電磁信号を指す。
パルス圧縮又はパルス圧縮信号は、ＦＭＣＷ、リニアＦＭ、パルスＣＷ、インパルス、バーカー符号、及び任意の他の符号化波形を含む、ＴＯＦ（Time-of-Flight）測定に使用される任意の符号化、任意のもの、あるいは時間変動波形を指す。
有線とは、ケーブルなどの物理的導波管によって中央プロセッサに接続された、送信機、トランシーバ、受信機、トランスポンダ、又はそれらの任意の組合せのネットワークを指す。
無線とは、物理的導波管によってではなく、無線で送受信される電磁信号のみによって接続される送信機、トランシーバ、受信機、トランスポンダ、又はそれらの任意の組合せのネットワークを指す。
ネットワークを較正するとは、送信機、トランシーバ、受信機、トランスポンダ、又はそれらの任意の組合せの間の距離を測定することを指す。
高精度測距とは、ミリメートル又はサブミリメートルの精度で距離を測定するための電磁信号の使用を指す。
一方向移動時間又はＴＯＦは、電磁信号が送信機又はトランシーバから受信機又はトランスポンダへ移動するのにかかる時間を指す。
双方向移動時間又はＴＯＦは、電磁信号が送信機又はトランシーバからトランスポンダへ移動するのにかかる時間に、信号又は応答がトランシーバ又は受信機に戻るのにかかる時間を加えたものである。
【００３６】
図１を参照すると、本発明の正確に距離を測定するためのシステムの一実施形態の態様及び実施形態は、少なくとも１つの送信機１０と少なくとも１つの受信機１２と間で送信信号の直接飛行時間（ＴＯＦ）を測定するバイスタティック（bi-static）測距システム構成に基づく。本発明の測距システムのこの実施形態は、電磁信号１４のＴＯＦを測定するための装置として特徴付けることができる。装置のこの実施形態は、少なくとも１つの送信機１０を含み、少なくとも１つの送信機１０は電磁信号１４を少なくとも１つの受信機１２に送信し、少なくとも１つの受信機１２は送信信号１４を受信し、受信信号の飛行時間を決定する。送信機１０から送信された信号１４の送信時間から受信機１２によってその信号が受信された時間までの電磁信号１４の飛行時間が測定され、送信機と受信機との間の信号１４のＴＯＦを決定する。送信機１０及び受信機１２のうちの１つの中の信号プロセッサは、受信及びサンプリングされた信号を分析してＴＯＦを決定する。信号１４のＴＯＦは、送信機１０と受信機１２との間の距離を示し、多くの目的に使用することができる。そのいくつかの例を本明細書で説明する。
【００３７】
本発明の測距システムの好ましい実施形態を、図２を参照して図示及び説明する。特に、本発明による測距システムの一実施形態は、例えば、位置及び／又は距離が検知される物体に取り付けられ得る送信機１０を含む。送信機１０は、周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）信号１４´を送信する。少なくとも１つの受信機１２は、ケーブル１６によって送信機１０に結合される。ケーブル１６は、少なくとも１つの受信機によって受信された送信信号を送信機１０に戻す。送信機１０において、送信信号１４´は、アンテナ１８に供給され、送信される前に、スプリッタ１７によって分割（split）される。スプリッタ１７によって分割された送信信号１４´の一部は、ミキサ２０の第１のポートに供給され、ミキサに対する局部発振器（ＬＯ）信号の入力信号として使用される。送信信号１４´は、受信機１２のアンテナ２２によって受信され、少なくとも１つの受信機１２によって結合器２４に出力され、結合器２４は、少なくとも１つの受信機１２からの受信信号を合成し、合成された受信信号をケーブル１６でミキサ２０の第２のポートに転送する。ミキサからの出力信号２１は、送信機１０からの送信信号と受信機１２による受信信号との間の時間差に対応するビート周波数を有する。したがって、ミキサの出力信号２１のビート周波数は、送信機と受信機との間の距離を表す。ミキサ２０の出力信号２１は、アナログ−デジタル変換器２６の入力に供給され、サンプリングされた出力信号２９を提供する。サンプリングされた信号２９は、ＴＯＦを示すビート周波数を決定するように構成されたプロセッサ２８に供給され、ＴＯＦは送信機と受信機との間の距離を示す。
【００３８】
測距システムのこの実施形態は、ＦＭＣＷで伝送された信号の送信及受信に基づいており、送信と受信信号との間のビート周波数差の決定している。ビート周波数信号は、送信機と受信機との間のＴＯＦ距離に比例する。例として、Ａ／Ｄ変換器２６からサンプリングされた信号は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）デバイス３０に供給され、サンプリングされた時間信号を周波数領域ｘ（ｔ）⇒Ｘ（ｋ）に変換する。例えば、多重信号分類器（ＭＵＳＩＣ）、回転不変性技術（ＥＳＰＲＩＴ）を介した信号パラメータの予想、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）、逆フーリエ変換（ＩＦＴ）等の他の変換又はアルゴリズムを使用し得ることが理解される。ＦＦＴにより信号１４´のＴＯＦは、決定され得る。特に、Ａ／Ｄ変換器２６からのデータ出力は、なんらかの低周波ノイズを伴う、フィルタリングされた振幅のセットである。この実施形態の態様によれば、生じる物体検出のための最小振幅閾値を設定することができ、検出が最小閾値を超える振幅によってトリガされるようにする。所与の周波数でサンプリングされた信号の振幅が閾値に達しない場合、それは無視してよい。
【００３９】
図２に図示するシステムでは、任意の数の追加の受信機１２をシステムに含めることができる。追加の受信機１２からの出力信号は、スイッチ２４によって選択され、ケーブル１６によって送信機１０にフィードバックされて、追加の受信機１２での追加的な飛行時間測定信号のために追加の受信機で受信され選択された信号を提供する。代替的な実施形態では、ミキサ２０及びＡ／Ｄ変換器２６を各受信機に含めて、各受信機からデジタル信号を出力することができる。この実施形態では、デジタル信号を選択し、さらなる処理のために送信機にフィードバックすることができる。この実施形態については、ＦＦＴ処理を各受信機又は送信機のいずれかで行うことができると理解される。本発明によれば、追加の受信機１２から得られるＴＯＦ測定信号を処理して、多くの自由度及び優れた分解能で送信機１０が取り付けられた物体の位置を示すことができる。また、図８を参照して図示するように、本開示の態様及び実施形態によれば、複数の送信機を複数の受信機に結合して、高度な位置検出システムを生成することができると理解される。
【００４０】
図２の測距システムでは、少なくとも１つの送信機１０は、位置及び距離が追跡される物体上に、取り付けられ得る。各受信機は、送信機によって送信された信号１４´のＴＯＦ測定を決定するための信号を生成する。受信機１２は、プロセッサ２８に結合されて、送信機から３つの受信機のそれぞれへのＴＯＦを示すデータを生成し、３つの受信機は物体に結合された送信機１０の正確な位置検出に使用することができる。送信機が取り付けられた物体の位置を三角測量するために、送信機及び受信機の様々なアレンジメントを使用することができ、送信機１０の平行移動及び３軸回転のみならず、ｘ、ｙ、ｚ位置等の情報を提供すると理解される。
【００４１】
本明細書で開示される実施形態及び態様のいずれかについて、正確な距離測定を達成するために、送信機と受信機との間に調整されたタイミングを設けることができると理解される。このシステムの開示された実施形態は、総距離数百メートルにわたる１Ｈｚ以下の周波数において、約１ミリメートル又はサブミリメートルのオーダーでＴＯＦによる距離を測定することが可能であるとも理解される。このシステムの実施形態は、１００ドル未満の非常に低コストの構成要素を用いて実装することができる。
【００４２】
変調測距システム。
図３を参照すると、本発明に従って実装された測距システム３００の別の実施形態が示されている。高調波変調、ドップラー変調、振幅変調、位相変調、周波数変調、信号符号化、それらの組合せ等の様々な変調形態が、正確なナビゲーション及び位置特定を提供するのに使用され得ると理解される。そのような一例が図３に図示されている。図３は、距離（range  or  distance）を決定するためのパルス直接シーケンススペクトラム拡散（ＤＳＳＳ）信号３２の使用を示す。直接シーケンススペクトラム拡散測距システムでは、送信信号３２の符号変調と、受信及び再送信された信号３６の復調は、キャリア信号の位相シフト変調よって行うことができる。トランシーバ３８の送信機部分は、周波数Ｆ１を有する擬似雑音符号変調信号３２を、アンテナ４０を介して送信する。二重測距システムでは、トランシーバ３８とトランスポンダ４２は同時に動作することができると理解されたい。
【００４３】
図３に示すように、トランスポンダ４２は、周波数Ｆ１を有する送信信号３２を受信し、これは変換器３４に供給され、変換器３４によって、例えば２×Ｆ１である異なる周波数Ｆ２に変換され、トランスポンダ４２によって、周波数Ｆ２を有する符号変調信号として再送信される。トランシーバ３８の受信機サブシステムは、トランシーバ３８の送信機部分と共同で配置され、再送信信号３６を受信し、戻り信号（return  signal）に同期する。特に、送信された送信信号３２と受信信号３６との間の時間遅延を測定することによって、このシステムは、それ自体からトランスポンダまでの距離を決定することができる。この実施形態では、時間遅延は、送信信号３２と再送信信号３６との双方向伝搬遅延に対応する。
【００４４】
この実施形態の態様によれば、本システムは、トランシーバ３８の送信機及び受信機サブシステムのために２つの別個のＰＮ符号発生器４４，４６を含むことができ、それにより、トランシーバの受信機部分の符号が送信された符号と位相がずれる、又は符号が異なるようにすることができる。
【００４５】
電磁信号のＴＯＦ距離を測定するためのトランシーバ３８の送信機部分は、第１の位相シフト信号を生成するための第１の疑似雑音発生器４４と、キャリア信号５０を受信し、第１の位相シフト信号でキャリア信号を変調して、トランシーバ３８によって送信される、中心周波数Ｆ１を有する疑似雑音符号変調信号３２を提供する。トランスポンダ装置４２は、中心周波数Ｆ１を有する擬似雑音符号変調信号３２を受信し、周波数Ｆ１の擬似雑音符号変調信号を変換して、中心周波数Ｆ２を有する変換された擬似雑音符号変調信号を提供する、又はトランスポンダによってトランシーバ３８に返信される、中心周波数Ｆ１を中心とする異なる符号化信号を提供する、変換器３４を含む。トランシーバ装置３８は、第２の位相シフト信号を生成するための第２の疑似雑音発生器４６と、周波数Ｆ２で変換された擬似雑音符号変調信号３６を受信した第２の擬似雑音発生器４６からの第２の移相シフト信号５６を受信し、中心周波数Ｆ２を有する擬似相関符号変調信号３６を第２の位相シフト信号５６で変調して、戻り信号６０を提供する。この装置は、戻り信号６０を検出する検出器６２と、送信信号３２と受信信号３６との間の時間遅延を測定し、トランシーバ３８からトランスポンダ４２へ、そしてトランシーバ３８に戻るまでのへの往復距離を決定し、双方向伝搬遅延を決定する測距デバイス／カウンタ６４と、をさらに含む。いくつかの実施形態の態様によれば、第１のＰＮ発生器４４及び第２のＰＮ発生器４６は、２つの別々のＰＮ符号発生器とすることができる。
【００４６】
このシステムの実施形態の正確さは、信号の信号対雑音比（ＳＮＲ）、帯域幅、及びサンプリングされた信号のサンプリングレートに依存すると理解される。このシステムの実施形態は、任意のパルス圧縮信号を使用することができることも理解される。
【００４７】
図９は、変調測距システム３０１の別の実施形態を示す。この実施形態は、インタロゲータ３８０から周波数Ｆ１の送信信号を提供し、その信号は、トランスポンダ４２０によって受信され、高調波変調されて、例えば、２×Ｆ１とすることができるＦ２の高調波戻り信号３６０が提供され、その高調波戻り信号３６０は、トランスポンダ４２０によってインタロゲータ３８０に返信され、トランスポンダ４２０の正確な位置を決定するのに使用されることができる。高調波測距システムでは、トランスポンダによる送信信号３２０の二逓倍は、再送信されたトランスポンダ信号を、例えばシーンクラッタによって反射された信号から区別するのに使用することができる。
【００４８】
上記の説明に沿って図３及び図９〜図１０に示すように、トランスポンダ４２，４２０，４２１，４２３は、受信周波数Ｆ１を応答周波数Ｆ２に変換し、応答周波数Ｆ２がＦ１と高調波的に関連してよい。そのようにすることが可能な単純な高調波トランスポンダデバイスは、１つ以上のアンテナに結合された周波数二逓倍器又は逓倍器として使用される単一のダイオードを含んでよい。図９は、受信アンテナＲＸと、単純にダイオードとすることができる逓倍器（ＭＵＬＴ）４２２と、オプションのバッテリ４２５と、オプションの補助無線受信機（ＡＵＸ  ＲＣＶＲ）４２７と、を含む単純な高調波トランスポンダ４２３を示す。図３は、トランスポンダ４２で信号の送信及び受信の両方を行うための単一のアンテナを示すが、図９は、トランスポンダ４２０，４２３で信号の送信及び受信の両方を行うための別個のアンテナ（ＲＸ、ＴＸとラベル付けされている）を示す。本明細書で開示されるトランスポンダ４２，４２０，４２１，及び４２３のいずれの実施形態も、１つの共有アンテナを有してもよく、ＴＸアンテナ及びＲＸアンテナのような複数のアンテナを有してもよく、異なるアンテナアレンジメントを含んでもよい。
【００４９】
トランスポンダ４２，４２０，４２１，４２３の実施形態は、アンテナ構造に一体化された、ダイオード（これには限定されない）等の周波数逓倍要素４２２を含むことができる。例えば、ダイオードは、パッチアンテナ、マイクロストリップアンテナ構造等の導電性構造上に置かれ、結合され、受信及び／又は送信信号のインピーダンスを整合（match）させるような構成で置かれ、受信及び応答周波数のそれぞれでのアンテナモードを励起することが可能とするようにする。
【００５０】
受動高調波トランスポンダ４２３の実施形態は、ダイオード逓倍器４２２を通常はオフに逆バイアスするのに使用することができるバッテリ４２５（例えば腕時計バッテリ）のような低電力源を含み、その低電力源は、オフにされて高調波トランスポンダをオン状態（ウェイクアップ状態）にして、受信信号の周波数を逓倍又は高調波シフトする。低電力源は、例えば本明細書で論じられるような用途において、逓倍器４２２を逆バイアスしてトランスポンダをオン及びオフにするのに使用することができる。このトランスポンダの実施形態によれば、電源４２５は、逓倍器（ダイオード）４２２を順バイアスして、感度を上げ、トランスポンダの距離をキロメートルの距離に、例えば１０〜１００メートルの距離から上げるように構成されることもできる。さらに別の実施形態では、増幅（ＬＮＡ、ＬＮＡ２、ＬＮＡ３、ＬＮＡ４）は、単独で、又は逓倍器ダイオード４２２の順方向バイアスと組合せて、トランスポンダの感度を上げるのに使用してもよく、代替的に使用してもよい。一般に、増幅は、任意のトランスポンダと共に使用されることができ、本明細書で開示する測距システムのうちのいずれかのトランスポンダの実施形態のいずれかの感度を上げるようにすると理解される。
【００５１】
態様及び実施形態によれば、ダイオードベースのトランスポンダ４２３は、ごくわずかな電力を使用するように構成され、ボタンタイプ又は時計電池を介して給電されてよく、及び／又はエネルギーハーベスティング技術によって給電され得る受動性のトランスポンダとすることができる。トランスポンダのこの実施形態は、ほとんどの時間、パワーオフモードのトランスポンダで少量のエネルギーを消費し、たまにウェイクアップ状態に切り替えられるように構成される。ダイオードの逆バイアス及びダイオードバイアスのオン／オフの切り替えはほとんど電力を消費しないと理解される。これは、受動トランスポンダ４２３の実施形態が時計電池又は他の低電力源のランオフ(run  off)、又は例えばＴＯＦ電磁信号から、若しくはピエゾ電気光源、ソレノイド、慣性発生器等から、若しくは光源、例えば太陽からの電力ハーベスティング技術を使用して、バッテリなしにさえすることができる。そのようなアレンジメントでは、インタロゲータ３８，３８０，３８１は補助無線送信機（ＡＵＸ  ＸＭＴＲ）４２９を含むことができ、トランスポンダ４２，４２０，４２１，４２３は、特に図３、９〜１０に関して、本明細書で論じたように、補助無線受信機４２７を含むことができ、その補助無線受信機４２７は、各トランスポンダをアドレスするのに使用されて、各トランスポンダにいつウェイクアップ（wake-up）するべきかを伝える。補助無線送信機４２９によって送信され、補助無線受信機４２７によって受信される補助信号は、各トランスポンダをアドレスするのに使用され、各トランスポンダにいつオンとオフにするべきかを伝える。インタロゲータに補助無線送信機４２９、そして各トランスポンダに補助無線受信機４２７を設ける利点の１つは、ＴＯＦ信号チャネルが、例えば、使用されていないトランスポンダからの通信信号のような望ましくない信号雑音によって負荷をかけられないようにすることである。ＴＯＦシステムの別の実施形態は、実際にＴＯＦ信号チャネルを使用して無線／制御メッセージをトランスポンダとの間で送受信し、トランスポンダに電源をオン又はオフすることなどを伝えることができると理解されたい。そのようなアレンジメントでは、補助無線受信機４２７はオプションである。
【００５２】
受動高調波トランスポンダ４２３の実施形態は、毎日又は数日ごとに充電する必要があるバッテリ電源を必要としないと理解される。受動高調波トランスポンダ４２３は、長寿命バッテリを有することができるか、又は短距離用途の場合、主チャネル信号によって無線給電され得るか、若しくは長距離用途の場合、補助チャネル信号によって無線給電され得る（例えば、インタロゲータ及びトランスポンダが、３〜１０ＧＨｚ範囲にわたって動作することができると同時に、電力ハーベスティングが主信号範囲及びより低い周波数範囲、例えば９００ＭＨｚ、１３ＭＨｚ等の一方又は両方の使用を生じさせることができる。）。対照的に、古典的な高調波レーダータグは、有用なタグ出力電力レベルが到来信号に対してチョッパーとして単に応答するだけのため、送信機から、タグにおいて＞−３０ｄＢｍのような非常に強い到来信号を必要とする。受動高調波トランスポンダ４２３は、ダイオードをバイアスするためのエネルギーを蓄積し、トランスポンダのダイオード感度及び距離を例えば１ｋｍスケールにまで大幅に増加させることによって、コンパクト、かつ長い／限りない寿命の長距離トランスポンダを提供すると理解される。
【００５３】
図９に示す変調測距システムの実施形態、又は本明細書で開示する測距システムの実施形態のいずれか１つの態様は、各トランスポンダ４２０は、インタロゲータ３８０によって送信され得る、例えば、ブルートゥース（登録商標）信号、Ｗｉ−Ｆｉの信号、セルラ信号、ジグビー（登録商標）信号等、補助無線送信機４２９からの補助無線信号４０１によって一意にアドレス可能となるように補助無線受信機４２７を備えて構成されることができる。したがって、インタロゲータ３８０は、特定のトランスポンダ４２０を識別し、オンにするための補助無線信号４０１を送信するための補助無線送信機４２９を備えて構成されることができる。例えば、補助無線信号４０１は、各トランスポンダのシリアル番号に基づいて各トランスポンダをオンにするように構成されることができる。このアレンジメントによれば、各トランスポンダは、インタロゲータによって提供された補助無線信号によって一意にアドレスされることができる。代替的には、トランスポンダの個々又はグループをアドレスする及び有効化するための補助信号は、送信された問合せ信号中の埋め込み制御メッセージでよく、命令プロトコル又は一意符号の形式を取ってよい。他の実施形態では、トランスポンダを有効化するための補助信号は、様々な他の形式を取ることができる。
【００５４】
図９に示すように、インタロゲータ３８０の送信機部分は、アンテナ（ＡＮＴ）４００を介して、周波数Ｆ１を有する信号３２０を送信する。トランスポンダは、補助無線信号を送信する補助無線送信機４２９によってウェイクアップするよう促され、トランスポンダが補助無線信号４０１を補助無線受信機４２７で受信することで、トランスポンダ４２０は周波数Ｆ１を有する送信信号３２０を受信するようにする。送信信号３２０は、トランスポンダによって周波数が二逓倍されて周波数Ｆ２（＝２×Ｆ１）となり、周波数Ｆ２を有する信号３６０としてトランスポンダ４２０によって再送信される。インタロゲータ３８０の送信機部分と共同で配置されたインタロゲータ３８０の受信機サブシステムは、再送された信号３６０を受信し、返信信号を同期させて、インタロゲータ３８０とトランスポンダ４２０との間の正確な距離及び位置を測定する。特に、送信された送信信号３２０と受信信号３６０との間の時間遅延を測定することによって、システムは、インタロゲータからトランスポンダまでの距離を決定することができる。この実施形態では、時間遅延は、送信信号３２０と再送信信号３６０の双方向伝搬遅延に対応する。
【００５５】
例えば、トランスポンダ４２０の正確な位置を測定するためのインタロゲータ３８０の送信機部分は、インタロゲータ３８０によって送信される中心周波数Ｆ１を有する第１の信号３２０を提供する発振器（ＯＳＣ）３８２を含む。トランスポンダ装置４２０は、周波数高調波変換器４２２を含む。周波数高調波変換器４２２は、中心周波数Ｆ１を有する第１の信号３２０を受信し、周波数Ｆ１の信号を変換して、トランスポンダ４２０によってインタロゲータ３８０に返送される中心周波数Ｆ２、例えば２×Ｆ１の信号Ｆ１の高調波を提供する。示すように、インタロゲータ３８０は、信号Ｆ２を受信するための４つの受信チャネル３９０，３９２，３９４，３９６をさらに含む。受信チャネルはそれぞれ、周波数Ｆ２で第２の信号３６０を受信し、戻り信号３６０をダウンコンバートするミキサ（ＭＸＲ）３９１，３９３，３９５，３９７を含む。インタロゲータ装置は、戻り信号を検出する検出器と、アナログ−デジタル変換器と、送信信号３２０と受信信号３６０との間の時間遅延の正確な測定値を決定し、インタロゲータ３８０からトランスポンダ４２０に向かいインタロゲータ３８０に戻るまでの往復距離を決定し、双方向伝搬遅延を決定するためのプロセッサを含む。
【００５６】
この実施形態の態様によれば、インタロゲータは、ナビゲーション目的で、空間的に多様なアレイにおいて、再送信信号４０１の高調波戻り周波数を受信するための４つの別個の受信チャネル３９０，３９２，３９４，３９６を含むことができる。中心周波数Ｆ１を有する第１の信号３２０は、本明細書で説明する変調スキームのうちのいずれか、例えばＦＭＣＷなどに応じて周波数を変化させることができ、変調はＣＷパルス、パルス、インパルス、又は他の任意の波形とすることができると理解される。任意の数のチャネルを使用できると理解されたい。インタロゲータの４つの受信チャネルは、異なる時間に信号３６０を受信するように多重化することも、同時に動作するように構成されることもできると理解されたい。少なくとも部分的に変調が使用されているので、インタロゲータ３８０及びトランスポンダ４２０は、同時に動作するように構成されることができるとさらに理解される。
【００５７】
本明細書で開示する態様及び実施形態によれば、変調器は異なる変調形式を使用することができると理解されたい。例えば、上述したように、直接シーケンススペクトル拡散（ＤＳＳＳ）変調を使用することができる。加えて、ドップラー変調、振幅変調、位相変調、ＣＤＭＡのような符号化変調、又は他の既知の変調形式のような他の変調形式は、周波数又は高調波変換と組合せて、又は高調波若しくは周波数変換の代わりにそのいずれかを使用することができる。特に、インタロゲータの信号３２０及びトランスポンダの信号３６０は同じ周波数、すなわちＦ１であり、トランスポンダ４２０によるインタロゲータの信号の変調は、同じ周波数Ｆ１で信号３６０を提供するために行うことができる。あるいは、インタロゲータは、信号Ｆ１を変調することに加えて、Ｆ１の高調波であり得る第２の周波数Ｆ２で信号３６０を提供するために信号３２０を周波数変換することもできる。あるいは、インタロゲータは、信号３２０を周波数変換するだけで、信号３６０を提供することができる。上述したように、上述した変調技術のいずれかは、トランスポンダ信号３６０をバックグラウンドクラッタ反射信号３２０から区別する利点を提供する。いくつかの変調形式によれば、トランスポンダは、符号化変調などの変調によって一意に識別されることができ、複数のトランスポンダ４２０を同時に動作させることができるように、問合せ信号に応答すると理解されたい。さらに、本明細書で述べたように、符号化された波形を使用することにより、再送信信号３６０の周波数の変換が必要ではなく、周波数変換が不要なので安価な解決策を提供するという利点がある。
【００５８】
本明細書で開示される測距システムのいずれかの態様及び実施形態によれば、複数のチャネルがインタロゲータ及びトランスポンダデバイスの様々なものにより使用されてよく、例えば複数の周波数チャネル、直交位相チャネル又は符号チャネルが、問合せ又は応答信号のいずれか、又はその両方に組み込まれてよい。他の実施形態では、追加のチャネルスキームを使用することができる。例えば、トランスポンダ４２，４２０，４２１，４２３の一実施形態は、ダイオードがダイオードの逆バイアスによって直角位相で変調される２つの異なるダイオードを有する同相及び９０°位相ずれ（直交）チャネルの両方を有することができる。このようなアレンジメントによれば、インタロゲータは、符号化された波形信号を異なるトランスポンダに同時に送信するように構成されることができる。さらに、偏波ダイバーシティ、時分割、各トランスポンダを一意にアドレス可能とするための一意の擬似ランダム符号を各トランスポンダが有する符号多重化スキームなど、本明細書で論じているような他の方法などは、トランスポンダの数が増加しても完全なエネルギー感度で絶え間なく監視するようにすることができる。
【００５９】
図１０は、変調測距システム３１０の別の実施形態を示す。この実施形態は、インタロゲータ３８１から周波数Ｆ１の送信信号を提供し、その信号はトランスポンダ４２１によって受信され、トランスポンダ４２１によって周波数変換されて、周波数シフトされたＦ２の戻り信号３６１を提供し、Ｆ２はインタロゲータの信号のＦ１に周波数の点で任意に関連する（高調波信号である必要はない）ことができ、その戻り信号はトランスポンダ４２１によってインタロゲータ３８１に送信されて、トランスポンダ４２１の正確な位置を決定する。図１０に示すこのアレンジメントによれば、例えばＦ１の信号３２１は５．８ＧＨｚの工業科学及び医療帯域にあり、Ｆ２の戻り信号３６１は２４ＧＨｚのＩＳＭ帯域にあることができる。変調システムのこのアレンジメントによれば、トランスポンダ４２１による送信信号３２１の周波数シフトは、例えばバックグラウンドクラッタによって反射された信号から、再送信されるトランスポンダ信号３６１を区別するのに使用することができるとも理解されたい。
【００６０】
本明細書で開示する変調測距システムのこの実施形態３１０又は測距システムの実施形態のいずれかの一態様は、各トランスポンダ４２，４２０，４２１，４２３が、各トランスポンダを起動するために、補助無線受信機４２７で、補助無線送信機４２９からのブルートゥース信号、Ｗｉ−Ｆｉ信号、セルラ信号、ジグビー信号等の補助無線信号４０１を受信することにより、一意にアドレス可能に構成され得る。補助無線信号は、インタロゲータ３８１によって送信され得る。したがって、インタロゲータ３８１は、補助無線送信機４２９を備えて構成されることができ、補助無線信号４０１を送信し、特定のトランスポンダ４２，４２０，４２１，４２３を識別し、オンにする。例えば、補助無線信号は、各トランスポンダのシリアル番号に基づいて各トランスポンダをオンにするように構成されることができる。このアレンジメントによれば、各トランスポンダは、インタロゲータ又は別のソースによって提供される補助無線信号によって一意にアドレスされることができる。
【００６１】
図１０に関して、ＯＳＣ３のような発振器は有限の推定位置誤差として現れる有限の周波数誤差を有すると理解される。ＯＳＣ３に使用される低コストのＴＣＸＯ（温度制御水晶発振器）による可能な緩和の１つは、ユーザが周期的にトランスポンダを較正ターゲットに接触させることである。この較正ターゲットは、磁気、光学、レーダ、又は他の適切な近距離高精度センサを搭載し、ＴＣＸＯ又は他の適切な低コストの高安定発振器の任意の長期又は短期ドリフトによって引き起こされる位置誤差を効果的にヌルアウトする（null  out）。ヌルアウトは、ユーザの位置精度の必要性に応じて、数分、数時間又は数日にわたって維持し得る較正定数のセットとしてレーダ及び／又はトランスポンダに保持される。
【００６２】
態様及び実施形態によれば、システムのインタロゲータ及び各トランスポンダは、単一のアンテナ（同じアンテナ）を使用して、信号の送信及び受信の両方を行うように構成されることができる。例えば、インタロゲータ３８，３８０，３８１は、１つのアンテナ４０，４００を備えて構成されることができ、それが、インタロゲータ信号３２，３２０，３２１を送信し、応答信号３６，３６０，３６１を受信する。同様に、トランスポンダは１つのアンテナで構成されることができ、それが、インタロゲータ信号３２，３２０，３２１を受信し、応答信号３６，３６０，３６１を送信する。これは、例えば、符号化された波形が信号に使用される場合に達成することができる。代替的には、信号が周波数変換されるが、周波数において近接している、例えば４．９ＧＨｚと５．８ＧＨｚなどの場合、同じアンテナを使用することができる。代替的には、又は追加的には、左手円偏波（ＬＨＣＰ）、右手円偏波（ＲＨＣＰ）、垂直偏波、水平偏波等の第１の偏波でインタロゲータ信号３２，３２０，３２１を提供し、第２の偏波でインタロゲータ信号３６，３６０，３６１を提供することが可能としてよい。異なる偏波を有する信号を提供することは、インタロゲータ及びトランスポンダがそれぞれ単一のアンテナを使用するシステムも可能にし、それによりコストを低減すると理解される。円偏波技術を使用することは、バックグラウンドクラッタからの反射を緩和し、それによりマルチパス戻り信号の影響を低減するとさらに理解される。これは、円偏波を使用するときは、反射信号は偏波反転されるので、マルチパス戻り信号は直線偏光及び／又は偏光フィルタを使用することによって減衰されるためである。
【００６３】
本明細書で開示されるシステムのいずれかの態様及び実施形態によれば、各トランスポンダを起動させるために、補助無線受信機４２７で、例えば、ブルートゥース信号、Ｗｉ−Ｆｉ信号、セルラ信号、ジグビー信号等の補助無線信号４０１を受信することによって、各トランスポンダ４２，４２０，４２１，４２３を選択的にピングし得るとさらに理解される。その信号は、インタロゲータ３８０によって送信されることができ、シーンデータ圧縮のために提供する。特に、各トランスポンダ４２，４２０，４２１，４２３を識別し、問合せるための補助無線信号を使用するときには、いくらかの待ち時間が存在し得る。トランスポンダの数が増加するにつれて、これはすべてのトランスポンダの問合せを遅くすることになる可能性がある。しかし、いくつかのトランスポンダは、他のトランスポンダほど頻繁に問合せを受ける必要がなくてもよい。例えば、いくつかのトランスポンダが動いていて、他のトランスポンダが静止している可能性がある環境においては、静止しているトランスポンダは、活発に動いているトランスポンダほど頻繁に問合せを受ける必要はない。さらに他のものは、他のトランスポンダほど速く動かない可能性がある。したがって、動いているトランスポンダ又は他のトランスポンダよりも速く動いているトランスポンダを動的に評価し、ピングすることによって、例えば変化するピクセルのみがサンプリングされるＭＰＥＧ４圧縮に類似し得る、トランスポンダ信号の圧縮とすることができる。
【００６４】
本明細書で開示される態様及び実施形態によれば、インタロゲータ及びトランスポンダは、自分独自のマイクロ位置周波数割り当てプロトコルを用いて構成されることができ、トランスポンダ及びインタロゲータが既存の割り当て周波数帯域の中に存在する未使用の周波数帯域で動作できるようにする。追加的に、インタロゲータ及びトランスポンダは、状況認識のために他の周波数でのレガシーシステムをユーザに知らせるように構成されることができ、例えば、既存の周波数帯域割り当てを使用することを保証する状況で既存の周波数割り当てを使用する。これらの態様及び実施形態のいくつかの利点は、インタロゲータ及びトランスポンダが既存のスマート乗物及び専用短距離通信（ＤＳＲＣ）、ブルートゥース低エネルギー（ＢＬＥ）無線等のスマートフォン技術と相互動作することで、既存の有線及び無線バックホールネットワーク上のすべてのモードの移動（足、車、飛行機、ボート等）の制御を可能にすることである。
【００６５】
特に、態様及び実施形態は、動的周波数選択及びイントラパルス共有によるＵ−ＮＩＩ及び周波数共有スキームの下での免許不要帯域内、例えば、５．８ＧＨｚにおける高電力インタロゲータに指向されている。ここでは、システムがシステムタイミング、負荷率等の他の負荷問題を検出し、システムが共有システム間におけるパルスを割り当てる。そのようなアレンジメントの一例は、動的イントラパルススペクトラムノッチングオンザフライ（intra  pulse  spectrum  notching  on  the  fly）である。本明細書で開示される実施形態の別の態様は、免許不要周波数帯域での低電力トランスポンダによる応答周波数の動的割り当てである（低電力は、トランスポンダ応答周波数のより広い選択を可能にする）。
【００６６】
本明細書で開示されるインタロゲータ及びトランスポンダの実施形態の別の態様は、複数のインタロゲータ（位置有効化エリア）を用いて構成されたエリアが、本明細書で注記したように、ＢＬＥ信号発信ビーコン（接続不要）で有効化された各トランスポンダを有することができる。このアレンジメントによれば、ウェアラブルトランスポンダなどのトランスポンダを有するユーザが局所エリアに入ると、トランスポンダはＢＬＥ問い合せ信号を聞き取るためにウェイクアップし、必要に応じて応答する。トランスポンダは、動的に割り当てられたチャネルのような、ＢＬＥチャネル又は別の周波数チャネルのいずれかで進行中のものに関する更新を要求するように構成されることも理解される。
【００６７】
このシステムアレンジメントが使用され得る用途のいくつかの例としては、例えば、人間又はロボットが、乗物（vehicle）又は無人機（unmanned  vehicle）では直接視線に問題がある、例えば、密集した都市エリア、森林エリア又は深い谷のエリアのいずれかを通って歩行、運転、又は操縦し、マルチパス反射によってＧＮＳＳナビゲーションソリューションが非常に不正確になるか、まったく収束しなくなることを引き起こすような場合である。人間若しくはロボット又は乗物若しくは無人機は、トランスポンダで構成されたこのようなものを搭載することができ、インタロゲータは、無線プロトコル、ブルートゥース低エネルギー、ＤＳＲＣ、及び他の適切な法的トレーサビリティ（傷害保険請求、法令遵守）を使用して、予め選択される又は動的に選択される周波数にわたる状態ベクトルのブロードキャスト認識と同様に現在の状態ベクトルでトランスポンダを更新するように構成されることができる。
【００６８】
１つの実装形態は、例えば、ＵＤＰマルチキャストを用いることとすることができ、トランスポンダは、ターゲットトランスポンダのすべての既知の状態ベクトルをＵＤＰマルチキャスト信号と通信するように構成される。ＵＤＰマルチキャスト暗号化信号は、なりすまし、サービス拒否等に対してサイバーセキュリティで保護されるように構成されることもできる。ネットワークインフラストラクチャの１つの実際の実現は、Ａｍａｚｏｎ  ＡＷＳ  ＩｏＴサービス、５１２バイトのパケット増分、ＴＣＰポート４４３、断続的なリンクに耐えられるように設計されたＭＱＴＴプロトコル、遅れて到着するユニット、及びブローカ及びトレーサビリティのためのログデータ、及び機械学習を含んでよい。
【００６９】
広帯域又は超広帯域の測距システム
図４は、広帯域又は超広帯域インパルス測距システム８００の実施形態を示す。システムは、インパルス無線送信機９００を含む。送信機９００は、周期的タイミング信号９０８を生成する時間ベース９０４を含む。時間ベース９０４は、電圧制御発振器などを含み、代表的には高いタイミング精度を有する水晶基準にロックされる。周期的タイミング信号９０８は、符号ソース９１２及び符号時間変調器９１６に供給される。
【００７０】
符号ソース９１２は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）等の記憶デバイスを含み、符号を記憶し、符号信号９２０として符号を出力するものである。例えば、直交ＰＮ符号は、符号ソース９１２内に記憶される。符号ソース９１２は、周期的タイミング信号９０８を監視し、符号信号が符号時間変調器９１６に同期されることを許容する。符号時間変調器９１６は符号信号９２０を使用して、最終的に出射される信号のチャネル化及び平滑化のために周期的タイミング信号９０８を変調する。符号時間変調器９１６の出力は、符号化されたタイミング信号９２４である。
【００７１】
符号化されたタイミング信号９２４は、出力ステージ９２８に提供され、その出力ステージ９２８は、符号化されたタイミング信号をトリガとして使用して、電磁パルスを生成する。電磁パルスは、伝送ライン９３６を介して送信アンテナ９３２に送られる。電磁パルスは、送信アンテナ９３２によって伝搬する電磁波９４０に変換される。電磁波は、空気などの伝搬媒体を介してインパルス無線受信機に伝搬する。
【００７２】
図４は、インパルス無線受信機１０００をさらに示す。インパルス無線受信機１０００は、伝播する電磁波９４０を受信し、それを電気的に受信信号１００８に変換する受信アンテナ１００４を含む。受信信号は、受信アンテナ１００４に結合された伝送ラインを介して相関器１０１６に提供される。
【００７３】
受信機１０００は、復号ソース１０２０及び調整可能時間ベース１０２４を含む。復号ソース１０２０は、信号９４０を送信した関連する送信機９００によって使用された符号に対応する復号信号１０２８を生成する。調整可能時間ベース１０２４は、受信信号１００８の各パルスと実質的に等価な波形を有するテンプレート信号パルス列を含む周期的タイミング信号１０３２を生成する。
【００７４】
復号信号１０２８及び周期的タイミング信号１０３２は、復号タイミング変調器１０３６によって受信される。復号タイミング変調器１０３６は、復号信号１０２８を使用して、周期的タイミング信号１０３２を時間的に位置決めし、復号制御信号１０４０を生成する。このようにして、復号制御信号１０４０は、送信機９００の既知の符号と時間的に整合され、受信信号１００８が相関器１０１６において検出され得る。
【００７５】
相関器１０１６の出力１０４４は、入力パルス１００８と信号１０４０との乗算とその結果として生じる信号の積分から生じる。これが相関プロセスである。信号１０４４はローパスフィルタ１０４８によってフィルタリングされ、信号１０５２はローパスフィルタ１０４８の出力で生成される。信号１０５２は、受信信号にロックするために調整可能時間ベース１０２４を制御するために使用される。信号１０５２は、相関器出力の平均値に対応し、信号の安定したロックを維持するために調整可能時間ベース１０２４を制御するために使用されるロックループエラー信号である。受信したパルス列がわずかに早い場合、ローパスフィルタ１０４８の出力はわずかに高くなり、時間ベース補正を生成して、入ってくるパルス列と整合するように調整可能な時間ベースをわずかに早くするようにシフトする。このようにして、受信機は入ってくるパルス列と安定した関係で保持される。
【００７６】
システムのこの実施形態は、任意のパルス圧縮信号を使用することができると理解される。送信機９００及び受信機１０００は、単一のトランシーバデバイスに組み込まれることができるとも理解される。この実施形態による第１及び第２のトランシーバデバイスが使用されて、物体への距離ｄ及びその位置を決定することができる。送信機と受信機の両方の機能に関するさらなる参照は、米国特許第６，２９７，７７３号：System  and  Method  for  Position  Determination  by  Impulse  Radioに開示されており、それは本明細書に参照により援用される。
【００７７】
線形ＦＭ及びＦＨＳＳ  ＦＭＣＷ測距システム
図５を参照すると、線形ＦＭＣＷ測距又は周波数ホッピングスペクトラム拡散（ＦＨＳＳ）ＦＭＣＷ測距信号及び技術のいずれかを使用することができる、本発明に従って実装された測距システム４００の別の実施形態が示されている。
【００７８】
線形ＦＭＣＷ測距を実施する一実施形態によれば、送信信号７４は、周波数の線形レンジを通して掃引され、送信信号７４として送信される。一方向線形ＴＯＦ  ＦＭＣＷ測距の場合、別個の受信機８０において、受信信号７４の線形復号と、線形掃引された送信信号のスプリットバージョン（split  version）が、ミキサ８２で一緒に混合され、送信信号のＴＯＦに対応するコヒーレントな受信信号を提供する。これは別個の受信機８０で行われるため、一方向ＴＯＦ測距を得る。
【００７９】
図１１は、線形ＦＭＣＷ双方向ＴＯＦ測距のためのインタロゲータの実施形態のブロック図を示す。図１１の実施形態において、インタロゲータはアンテナ１（ＡＮＴ１）を介して線形ＦＭ変調チャープ信号７４（又はＦＭＣＷ）を、例えば図５に示すようにトランスポンダ（図示せず）に向けて送信する。トランスポンダは、例えば、トランスポンダの様々な実施形態の態様について本明細書で説明するように、線形ＦＭ変調チャープ信号７４を周波数シフトし、周波数シフト信号７５を異なる周波数で再送信することができる。例えば、本明細書で論じるように、トランスポンダタグは、線形ＦＭ変調問合せ信号を受信し、増幅し、次いで周波数混合し、それを異なる周波数で再送信することによって追跡される。これにより、タグをクラッタから容易に識別することができ、言い換えると、他のレーダ反射面の中で検出することができる。周波数オフセット戻り信号７５及び任意の散乱戻り信号７４は、受信機アンテナ２（ＡＮＴ２）、アンテナ３（ＡＮＴ３）及びアンテナ４（ＡＮＴ４）に入力され、低雑音増幅器ＬＮＡ１及び増幅器ＡＭＰ１によって増幅され、ミキサＭＸＲ１のサーキュレータＣＩＲＣ２を介して供給される元のチャープ信号と乗算される。図示された実施形態では、アンテナは単極多投スイッチＳＷ１によって多重化される。この結果は、測距情報を計算することができるデジタイザに供給されるビデオ増幅器を介して増幅される。線形ＦＭはこの例で説明されるが、インパルス、バーカー符号、又は任意の種類の任意のパルス又は位相符号化波形を含む任意の波形を使用することができ、これに限定されないと理解される。インタロゲータ及びトランスポンダは、これらに限定されないが、線形ＦＭ（又はＦＭＣＷ）、インパルス、パルスＣＷ、バーカー符号、又はその信号チェーンの帯域幅内に適合する任意の他の変調技術を含む任意の波形で動作することができる。
【００８０】
図１２は、線形ＦＭＣＷ双方向ＴＯＦ測距のためのインタロゲータのブロック図の別の実施形態を示す。この実施形態は、図１１の実施形態とは異なり、主に、インタロゲータが、インタロゲータの３次元測距を可能にするための３つの送信アンテナを有し、再送信信号を受信するための４つの受信チャネルを有する点で異なる。この実施形態は試作され、試験された。送信信号は、８．５ＧＨｚから１２．５ＧＨｚまでの４ＧＨｚ帯域幅にわたって１０ｍＳチャープの線形ＦＭ変調で送信された。送信された出力電力は＋１４ｄＢｍであった。このアレンジメントによれば、精度定位が測定され、チャネル０では２７μｍ、チャネル１では４５μｍ、チャネル２では３２μｍ、チャネル３では５９μｍの精度を達成した。
【００８１】
ＦＨＳＳ  ＦＭＣＷ測距によれば、送信信号は、線形ＦＭＣＷ測距で行われるようには周波数の線形レンジを通して線形に掃引されず、その代わりに、送信信号は、特定のＰＮ符号に従うなんらかの擬似ランダム順序で順次変更され送信される一連の個々の周波数で周波数変調される。規制遵守の目的で特定の周波数帯域を除外することもある。一方向ＴＯＦ測距のための別個の受信機８０でのＦＨＳＳ  ＦＭＣＷの場合、受信信号７４の復号と、特定のＰＮ符号に従って順次変更され送信される個々の周波数のスプリットバージョンとがミキサ８２でまとめて混合され、送信信号のＴＯＦに対応するコヒーレントな受信信号を提供する。ＦＨＳＳ  ＦＭＣＷの場合、これは一方向ＴＯＦ測距のための別個の受信機８０で行われる。
【００８２】
より具体的には、線形ＦＨＳＳ  ＦＭＣＷ電磁信号を介してＴＯＦ距離を測定するための装置４００のこの実施形態は、信号７４を生成するためのローカル発振器７２と、ローカル発振器に結合され、ローカル発振器信号を掃引して、線形変調のために線形変調される送信信号７４を提供する線形ランプ発生器７６と、を含む送信機７０を含む。ＦＨＳＳ  ＦＭＣＷの実施形態によれば、線形ランプ発生器の代わりに、ローカル発振器信号を変調するために提供される信号は離散周波数信号７８に分割され、その離散周波数信号７８は、ローカル発振器信号を変調して、ローカル発振器信号を変調するための特定のＰＮ符号に従う一連の個々周波数を提供する。一連の個々の周波数で変調された変調送信信号７４は、送信信号として、特定のＰＮ符号に従って、なんらかの擬似ランダム順序で順次送信される。一方向ＴＯＦ測定の場合、送信信号のスプリットオフバージョン（split  off  version）もケーブル８８を介して受信機８０に供給される。受信機８０は送信信号をアンテナ９０で受信し、受信信号をミキサの第１のポート９１に転送する。ミキサはまた、第２のポート９２でケーブル８８上の信号を受信し、その信号を受信信号７４と混合して、線形変調（線形ＦＭＣＷの場合）又は個々の周波数のＰＮ符号（ＦＨＳＳ  ＦＭＣＷの場合）用いた変調のいずれかによる送信信号７４についての送信機７０と受信機８０との間の飛行時間距離に対応する信号をミキサの出力９４で提供する。この装置は、ミキサ８２の出力９４に結合されたアナログ／デジタル変換器８４をさらに含み、そのアナログ／デジタル変換器８４は、ミキサからの信号出力を受信し、サンプリングされた出力信号８５を提供する。サンプリングされた出力信号８５は、サンプリングされた信号にＦＦＴを実行するプロセッサ８６に供給される。この実施形態の態様によれば、測距装置は、複数の離散周波数で信号を提供するように構成された周波数発生器と、個々の周波数信号のランダムシーケンスを提供するプロセッサとをさらに含む。
【００８３】
システムのこの実施形態は、任意のパルス圧縮信号を使用することができると理解される。
【００８４】
本明細書で論じたインタロゲータ及びトランスポンダをできるだけ小さくかつできるだけ安価に作ることが望ましく、インタロゲータ及びトランスポンダを任意の場所であらゆるものに使用できるようにする。これは、チップ上で行うことができるだけのインタロゲータの構造と機能とトランスポンダの構造と機能とを実装することが望ましい。電子デバイスを製造する最も安価な形式の１つは、ＣＭＯＳ実装であると理解される。したがって、本明細書で説明するインタロゲータ及びトランスポンダの態様及び実施形態は、ＣＭＯＳとして実装されるべきである。
【００８５】
複数の送信機及び／又はトランシーバ
図６を参照すると、本発明による測距システム５００の様々な実施形態は、複数の送信機９６、複数のトランシーバ（ＸＣＶＲ）９８、又は送信機と受信機の両方の組合せを含み、それらは、本明細書で説明するいずれかの実施形態に従う信号のうちのいずれかとすることができる送信信号１０６を送信する。そのような実施形態は、本明細書で説明する測距信号及びシステムのうちのいずれかに従って、各送信機から送信信号１０６を受信する少なくとも１つの受信機１０２か、及び／又は送信信号を受信し、送信信号１０６の再送信バージョンである信号１０８を再送信して複数のトランシーバ９８に戻す少なくとも１つのトランスポンダ１０４かのいずれかを含む。
【００８６】
この実施形態によるシステムの一例は、少なくとも１つのトランスポンダ１０４に第１の問合せ信号１０６を送信する１つのトランシーバ９８（インタロゲータ）を含み、トランスポンダは、追跡されている物体に取り付けられ得る。少なくとも１つのトランスポンダは、例えば第２、第３及び第４のトランシーバ９８によって受信される第２の再送信信号１０８を再送信して、トランスポンダ及び追跡されている物体の位置及び距離を決定する。例えば、２つのトランシーバをペアにして双曲線測位を行うことができ、３つのトランシーバをグループにして、トランスポンダ／物体への三角測量測位を行うことができる。トランシーバ９８のうちのいずれも、第１の送信問合せ信号をトランスポンダ１０４に送信するインタロゲータに変更することができ、トランシーバ９８のうちのいずれも、レスポンダからの再送信信号を受信するように変更することができると理解される。トランスポンダへの測距がトランシーバで決定される場合、距離及び位置の決定は、トランスポンダ１０４によって送信される信号と少なくとも２つのトランシーバ９８によって受信された信号との間の飛行時間測定であると理解される。
【００８７】
この実施形態によるシステムの別の例は、追跡されている物体に取り付けることができる少なくとも１つのトランスポンダ１０４を含む。少なくとも１つのトランスポンダ１０４は、少なくとも第１、第２、第３及び第４のトランシーバ９８（インタロゲータ）のうちのいずれかによって送信された信号１０６を受信する。信号は、トランスポンダのうちの少なくとも１つをピング（ping）するように符号化され得る。２つ以上のトランスポンダ１０４が提供され得ると理解される。各トランスポンダは、送信信号１０６の異なるピングに応答するように符号され得ると理解される。複数のトランスポンダが、送信信号１０６の同じピングに応答するように符号され得ると理解される。このように、１つのトランスポンダ又は複数のトランスポンダのうちのいずれか若しくは複数のトランスポンダが、トランシーバ９８のうちの少なくとも１つによって送信された信号１０６によってピングされ得ると理解される。複数のトランシーバが、同じ符号／ピングを有する信号１０６を送信するように構成され得ると理解される。各トランシーバが、異なる符号／ピングを有する送信信号を送信するように構成され得るとも理解される。トランシーバのうちのペア又はそれ以上が、同じ符号／ピングを有する信号を送信するように構成され得ると理解される。トランスポンダのうちのペア又はそれ以上が、同じ符号／ピングを有する信号に応答するように構成され得るとも理解される。トランスポンダ（追跡されているデバイス）でトランスポンダへの距離が決定される場合、距離決定は、トランシーバ９８のうちの少なくとも２つによって送信される信号間の到着時間差測定であると理解される。例えば、トランスポンダがトランシーバ９８のうちの２つによってピングされる場合、トランスポンダ（物体）の双曲線測位が決定され得る。トランスポンダがトランシーバ９８のうちの３つによってピングされる場合、トランスポンダ（物体）の三角測量測位が決定され得る。
【００８８】
代替的には、各信号をピングで符号化する代わりに、いくつかの実施形態によれば、送信機及び／又はトランシーバによって送信される信号間に正確な時間遅延が導入され得ると理解される。代替的には、送信信号の受信に応答した、少なくとも１つのトランスポンダによって再送信される信号間に正確な時間遅延が導入され得る。このアレンジメントでは、本明細書で説明する信号のうちのいずれかに従って、トランシーバのペアを使用して３Ｄ又は双曲線測位を達成することができ、又は少なくとも３つのトランシーバを使用して、三角測量測位を実行することができる。
【００８９】
この実施形態によるシステムの別の例は、波形を提供する基準送信機である１つの送信機９６を含み、その波形により受信機１０２及び／又はトランスポンダ１０４が相関して、基準送信機９６に対する到着時間差（ＴＤＯＡ）信号の時間におけるデルタを測定する。システムのこの実施形態は、任意のパルス圧縮信号を使用することができるとも理解されたい。
【００９０】
複数の受信機及び／又はトランスポンダ
本発明によるシステムの様々な実施形態は、本明細書で説明する測距システム及び信号のうちのいずれかに従って、送信信号１０６を送信する少なくとも１つの送信機９６又はトランシーバ９８と、各送信機又はトランシーバからの送信信号を受信する複数の受信機１０２又はトランスポンダ１０４と、を含むことができる。そのような実施形態は、本明細書で説明する測距信号及びシステムのいずれかに従って、送信信号１０６を送信する少なくとも１つの送信機９６又はトランシーバ９８と、送信信号１０６を受信するか、又は送信信号１０６を受信し、送信信号１０６の再送信バージョンである信号１０８を再送信して少なくとも１つのトランシーバ９８に戻すかのいずれかを行う複数の受信機１０２又はトランスポンダ１０４と、を含む。
【００９１】
この実施形態の態様によれば、送信機９６を追跡されている物体に取り付けることができ、第１の信号１０６を複数の受信機１０２に送信して、送信機から受信機までの飛行時間測位及び測距を行うことができる。例えば、２つの受信機が送信信号を受信する場合、送信機／物体の双曲線測位を達成することができる。代替的又は追加的には、少なくとも３つの受信機が送信信号１０６を受信する場合、送信機９６及び物体への三角測量測位を達成することができる。
【００９２】
別の実施形態の態様によれば、少なくとも１つのトランシーバ９８を追跡されている物体に取り付けることができ、第１の信号１０６を複数のトランスポンダ１０４に送信して、送信機から受信機までの測位及び測距を行うことができる。例えば、２つのトランスポンダが送信信号１０６を受信して再送信する場合、送信機／物体の双曲線測位を達成することができる。代替的又は追加的には、少なくとも３つのトランスポンダ１０４が送信信号１０６を受信して再送信する場合、トランシーバ９８及び物体への三角測量測位を達成することができる。
【００９３】
トランスポンダ１０４のうちのいずれかは、第１の送信問合せ信号をトランスポンダ１０４に送信するインタロゲータに応答するように変更することができると理解される。少なくとも１つのトランスポンダ１０４は、トランシーバ９８（インタロゲータ）によって送信された信号１０６を受信すると理解される。信号は、トランスポンダのうちの少なくとも１つをピングするように符号化されることができる。各トランスポンダは、送信信号１０６の異なるピングに応答するように符号され得ると理解される。複数のトランスポンダが、送信信号１０６の同じピングに応答するように符号され得ると理解される。１つのトランスポンダ又は複数のトランスポンダのうちのいずれか若しくは複数のトランスポンダが、少なくとも１つのトランシーバ９８によって送信された信号１０６によってピングされ得ると理解される。トランスポンダのうちのペア又はそれ以上は、同じ符号／ピングを有する信号に応答するように構成され得るとも理解される。
【００９４】
代替的には、ピングで各信号を符号化する代わりに、いくつかの実施形態によれば、送信信号の受信に応じてトランスポンダ１０４によって再送信される信号間に正確な時間遅延が導入され得ると理解される。このアレンジメントによれば、本明細書で説明する信号のうちのいずれかに従って、トランスポンダのペアを使用して少なくとも１つのトランシーバの双曲線測位を達成することができる、又は少なくとも３つのトランスポンダを使用して、三角測量測位を実行することができる。システムのこの実施形態は、任意のパルス圧縮信号を使用することができることも理解される。
【００９５】
ハイブリッド測距システム
図８を参照すると、本発明によるシステムの様々な実施形態は、本明細書で説明する測距システム及び信号のうちのいずれかに従って、送信信号を送信する複数の送信機と、送信信号を受信する複数の受信機を含むことができる。本発明によるシステムの様々な実施形態は、本発明で説明する測距信号及び測距システムのいずれかに従って、送信信号を送信する複数のトランシーバ９８と、送信信号１０６を受信し、送信信号１０８を再送信する複数のトランスポンダ１０４と、を含むことができる。複数の送信機９６又はトランシーバ９８は、ケーブル又は複数のケーブルのいずれかによってまとまって結合されて例えば、送信機又はトランシーバの有線メッシュを作成する又は、無線でまとまって結合されて、送信機又はトランシーバの無線メッシュを作成することができるとさらに理解される。複数の受信機１０２又はトランスポンダ１０４は、ケーブル又は複数のケーブルのいずれかによってまとまって結合されて、例えば、受信機又はトランスポンダの有線メッシュを作成する又は、無線でまとまって結合されて、受信機又はトランスポンダの無線メッシュを作成することができるとも理解されたい。さらに、システムは、複数の送信機及びトランシーバの混合及び／又は複数の受信機又はトランスポンダの混合を含むことができることが理解される。複数の送信機及びトランシーバの混合及び／又は複数の受信機又はトランスポンダの混合は、１つ以上のケーブル若しくは無線、又は１つ以上のケーブルと無線の組合せのいずれかによってまとまって結合され得ると理解される。そのような実施形態は、本明細書で説明した信号及びシステムのいずれかに従って、少なくとも１つの物体に対する測距及び測位を決定するように構成され得る。
【００９６】
本明細書で開示するシステムのうちのいずれかの様々に異なって配置された構成要素部分間の通信を容易にするために、ネットワークトポロジ又はネットワークインフラストラクチャを利用することができる。代表的には、ネットワークトポロジ及び／又はネットワークインフラストラクチャは、任意の実行可能な通信及び／又はブロードキャスト技術を含むことができ、例えば、有線及び／又は無線のモダリティ及び／又は技術を利用して本用途を実現することができる。さらに、ネットワークトポロジ及び／又はネットワークインフラストラクチャは、パーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、キャンパスエリアネットワーク（ＣＡＮ）、メトロポリタンエリアネットワーク（ＭＡＮ）、エクストラネット、イントラネット、インターネット、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）の利用、つまり、集中型及び／又は分散型の両方を含み、及び／又はそれらの任意の組合せ、並び替え、及び／又は集約を含むことができる。
【００９７】
開示したＴＯＦ測距システムのいずれかに関する上記の開示によれば、ＴＯＦ測距システムは、前述のＴＯＦ測距うちのいずれかに関連する信号を送信、受信、応答、又は処理し得るデバイスのうちのいずれかで構成され得ることは明らかである。態様及び実施形態では、任意のトランシーバ、インタロゲータ、トランスポンダ又は受信機が、開示したＴＯＦ測距システムのいずれかに従って上述した方法のうちの１つ以上でＴＯＦ情報を決定してよい。任意の送信機、トランシーバ、インタロゲータ又はトランスポンダが、開示したＴＯＦ測距システムのいずれかに従って上述した方法のうちの１つ以上でＴＯＦ情報を決定するために必要な信号発信元とすることができる。
【００９８】
実施形態では、信号生成及び信号処理の構成要素の正確な位置が重要であるとしなくてよいが、アンテナの位置は正確な測距、すなわち電磁信号が送信又は受信される位置及び場所に密接に関連していると理解される。したがって、本明細書で開示するＴＯＦ測距システムの場所は、代表的には、ＴＯＦ測距によってアンテナの位置及び場所を決定するように構成される。例えば、図２及び図９〜図１２に関して上記で論じた例示的な実施形態はマルチアンテナの構成要素を有し、図１〜図１２に開示したようなインタロゲータ及びトランスポンダの実施形態のうちのいずれかが、複数のアンテナを有することができる。そのような例示的な実施形態及びそれらのような他のものでは、複数の構成要素が複数のアンテナ間で共有され、ＴＯＦ測距は複数のアンテナ構成要素に対して行われ得る。例えば、単一の発振器、変調器、結合器、相関器、増幅器、デジタイザ又は他の構成要素は、複数のアンテナに対する機能性を提供してよい。そのような場合において、複数のアンテナのそれぞれは、関連する位置情報がそのようなアンテナに対して決定され得る限り、個別のＴＯＦ送信機、受信機、インタロゲータ、又はトランスポンダとみなされてよい。
【００９９】
態様及び実施形態では、空間ダイバーシティを利用するために単一デバイス内に複数のアンテナを設けてよい。例えば、ＴＯＦ測距の構成要素のうちのいずれかが埋め込まれた物体は、複数のアンテナを有してよく、例えば、物体の向きが変化するときに、少なくとも１つのアンテナが任意の所与の時間において妨げられないようにすることを保証する。一実施形態では、リストバンドが周方向に間隔を置いて配置された複数のアンテナを有し得ることで、１つのアンテナが着用者の手首によって妨害されることなく常に受信できるようにすることを保証する。
【０１００】
態様及び実施形態では、例えば、ＴＯＦ情報に基づく距離及びＴＯＦデバイスの位置を決定するための計算などの信号又は他の処理は、ＴＯＦデバイス上で実行されてもよく、又は他の適切な場所若しくは、これらに限定はされないが、中央処理装置、リモート若しくはネットワークコンピューティングデバイス等の他の適切な装置によって実行されてもよい。
【０１０１】
一般性の制限又は喪失なしに、永続デバイス（例えば、メモリ、記憶媒体等）は図示されていないが、これらのデバイスの代表的な例は、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）、ＣＤ（コンパクトディスク）、ＤＶＤ（デジタルビデオディスク）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、プログラマブルＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、フロッピーディスク、ハードディスク、ＥＥＰＲＯＭ（電気的消去可能なリードオンリメモリ）、メモリスティック等を含むが、これらに限られない。
【０１０２】
ＴＯＦ測距システムの様々な実施形態の用途例
【０１０３】
ヒューマンマシンインタラクション
図１３を参照する。本開示の様々な態様及び／又は実施形態に従った、産業オートメーション環境と連携してユーザの身体の動きを検出するためのシステム７００及び方法の一例が示されている。システム及び方法は、産業機械１１２に近接して位置するユーザの身体の一部に取り付けられたトランスポンダ１１４の動きを検出する信号１１０を送信及び／又は受信する、以下、ＴＯＦセンサと称する、本明細書で説明したような複数のＴＯＦ送信機９６又はトランシーバ９８（アンテナで描かれている）を使用することを含む。実施形態のシステムのうちのいずれか、及び本明細書で開示する信号のうちのいずれかに従った、このシステム及び方法は、ユーザの身体の一部の動きを検出し、その身体の一部の動きがその身体の一部の認識された動きに合致するかどうかを確認し、その身体の一部の認識された動きを実行可能な動作として解釈し、その身体の一部の認識された動きに基づいて、それに連携して、実行可能な動作を実行するように産業機械を作動させるものである。
【０１０４】
システムは、ロボットアームなどの産業機械１１２に近接し、ＴＯＦセンサ９６／９６に近接して位置するユーザの身体の一部に取り付けられたトランスポンダ１１４の動きを測定するための信号１１０を送信及び／又は送信及び受信する、本明細書で説明したような複数のＴＯＦ送信機９６又はトランシーバ９８（アンテナで描かれている）を含む。システムは、ロボットアームなどの産業機械１１２に取り付けられ、ＴＯＦセンサ９６／９８に近接する少なくとも１つのトランスポンダ１１８をさらに含む。この実施形態の態様によれば、コントローラは、送信機又はトランシーバ９６／９８によって測定されるような、受信機又はトランスポンダ１１４，１１８の動きの測定値を受信し、身体の一部の動きが、その身体の一部の認識された動きに合致するかどうかについての一部又はすべてを決定し、受信機又はトランスポンダ１１４，１１８の正確な位置及び場所を決定し、人間の肢の動きを予測し、産業コントローラから受信した命令と、受信機又はトランスポンダ１１４，１１８の位置とに少なくとも部分的に基づいて、動作を行うようにロボットアーム１１２を制御し、産業コントローラから受信した命令と、受信機又はトランスポンダ１１４，１１８の位置とに少なくとも部分的に基づいて、動作を行うようにロボットアームを制御するように構成されることができ、人間とロボットアームが、人間に危害や危険を及ぼすことなく連携して働くことができるようにする。システムは、ロボットアーム上の送信機又はトランシーバと、人間の腕のところにトランスポンダ又はトランシーバとを有するように構成されることもでき、ロボットアームと人間の腕又は肢との間を測距する直接の飛行時間を有するようにする。
【０１０５】
さらに別の態様又は実施形態によれば、システムは、任意の組合せで飛行時間送信機及び／又はトランシーバ、及び飛行時間受信機又はトランスポンダ（飛行時間センサ）を含み、本明細書で開示する信号のうちのいずれかを使用して、ユーザの行動を絶えず監視し、ユーザの適切な動きを検出し、ユーザの適切な動きのための産業機器の周囲の安全区域を画定し、産業機器と連携し、産業機器が安全区域に近寄らず、ユーザの動きと連携し、相互作用するように、産業機器を制御して作動させるものである。
【０１０６】
一実施形態の態様によれば、本明細書で開示するような飛行時間センサは、大規模な産業オートメーション環境や、距離又は圧倒的な周囲の雑音により、声による命令が役に立たず、作業を行うための産業機器の制御において、身体の動き（例えば、手のジェスチャ、腕の動き等）を使用して人間に指示することがまれである場所で使用することができる。例えば、フォークリフト操縦者に保管棚に物品のパレットを積載するよう指示する、オーバーヘッドガントリー操縦者に、航空機の胴体の取り付けのための特大又は重い構成部分（例えば、ウィングスパー又はエンジン）を上下、左右、前後に移動させる等の状況である。これらの人間の手、腕、身体のジェスチャ、及び／又は手の指の盛んなジェスチャは、人間の観察者にとって普遍的な意味を有することができ、それらが直ちに理解されない場合でも、訓練に多大な投資をせずに容易に習うことができる通常は十分に直感的なものであり、さらに、ほとんどの場合、かなりの均一性及び／又は精度で繰り返すことができる。人間の観察者が二次的な意味を伝えるために繰り返し可能な身体の動き又は運動を一貫して理解できるのと同様に、システム７１０も、身体の動き、身体のジェスチャ、及び／又は指の盛んなジェスチャを利用して、命令の形式で意味のある情報を搬送させて、それにより、解釈された身体の動き及びその根底にある命令に少なくとも部分的に基づいて後続の動作を実行することができる。
【０１０７】
一実施形態によれば、ＴＯＦセンサは、ＴＯＦセンサに近接し配置されたユーザの胴体に関連する動きを監視又は検出することができる。別の実施形態によれば、ＴＯＦセンサは、ＴＯＦセンサの視線内に位置するユーザの手及び／又は腕に関連する動きを検出又は監視することができる。別の実施形態によれば、ＴＯＦセンサは、自動機械に近接して位置付けられたユーザの手及び／又は指（例えば、手の指）に関連する動きを検出又は監視することができる。
【０１０８】
他の構成要素（例えば、コントローラ及び論理構成要素）と協働又は連携するＴＯＦセンサは、少なくとも３次元で物体の動きをとらえることができると理解される。実施形態によれば、ＴＯＦセンサは、その視線内で起こる横方向の身体の動き（例えば、ｘ−ｙ平面における動き）を知覚し、ｚ軸における身体の動きも同様に認識することができる。
【０１０９】
さらに、コントローラ、関連する論理構成要素等のさらなる構成要素と連携して、本明細書で開示されるＴＯＦセンサは、身体の動き、盛んなジェスチャ又はジェスチャが行われる速度を測定することができると理解される。例えば、１つ以上のＴＯＦセンサをユーザが、ある勢い又は速度で手を動かしている場合、コントローラ及び／又は論理構成要素と連携した飛行時間センサは、ユーザが緊急性や積極性を暗示するために手を動かしている勢い及び／又は速度を把握することができる。したがって、一実施形態では、ＴＯＦセンサは、身体の動きの勢い及び／又は速度を知覚することができる。例えば、フォークリフト操縦者が同僚からの指示を受けている産業オートメーション環境では、その同僚は、腕を前後に静かに振ることによって最初に自分の指示（フォークリフトを後退させることがはっきりしていることをフォークリフト操縦者に指示）を開始させることができる。同僚は、フォークリフト操縦者があまりにも急速に後退していること及び／又は近づいてくる通行と衝突する可能性を知覚したら、腕を大きな速度で前後に振り始める（例えば、フォークリフト操縦者に急ぐことを指示）又は急激な衝突を避けるために強調して腕を上げる（フォークリフト操縦者に急停止するように指示）ことのいずれかを行うことができる。本開示の実施形態の態様によれば、本明細書で開示するシステムは、そのような手の命令を解釈し、例えば、フォークリフト操縦者が指示を出している人からの指示を見ることや聞くことができない可能性がある場合に、そのフォークリフト操縦者に指示を送信するのに使用することができる。
【０１１０】
このような実施形態の態様によれば、ＴＯＦセンサは、コントローラ及び／又は論理構成要素と連携して、飛行時間センサを備えたユーザが手を動かしているときの鈍さ又は慎重さを検出することができる。そのような鈍さ、慎重さ、又は強調の欠如の飛行時間測定は、不確実性、警告、又は注意深さを搬送するためのコントローラ及び／又は論理構成要素によって解釈することができ、以前に知覚された身体の動き又は将来の身体の動きについての指示をもう一度提供することができる。したがって、前述のフォークリフト操縦者の例を続けると、同僚は、腕を大きな速度、勢い及び又は強調で前後に振った後、はるかに弱く又は暫定的な方法で腕を動かしはじめることで、警告はフォークリフトを後退させるために使用されるべきであることをフォークリフト操縦者に指示することができる。
【０１１１】
一般性の制限又は喪失なしに、ＴＯＦセンサ、コントローラ（及び関連する論理構成要素）、及び産業機械１１２は、産業オートメーション環境の異なる端部に配置することができると理解される。例えば、一実施形態によれば、ＴＯＦセンサ及び産業機械１１２は、互いに近接して位置することができつつ、コントローラ及び関連する論理構成要素は、環境的に制御された環境（例えば、空調された、無塵等）に配置されることができる。さらなる実施形態によれば、飛行時間センサ、コントローラ及び論理構成要素は、環境的に制御された安全環境（例えば、安全制御室）に配置することができつつ、産業機械は、環境的に危険な環境に配置することができる。
【０１１２】
システム７１０の様々な部分と別個に配置された構成部分との間の通信を容易にするために、ネットワークトポロジ又はネットワークインフラストラクチャが利用される。代表的には、ネットワークトポロジ及び／又はネットワークインフラストラクチャは、例えば有線及び／又は無線のモダリティである任意の実行可能な通信及び／又はブロードキャスト技術を含むことができ、及び／又は本用途を達成するための技術を利用することができる。さらに、ネットワークトポロジ及び／又はネットワークインフラストラクチャは、パーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、キャンパスエリアネットワーク（ＣＡＮ）、メトロポリタンエリアネットワーク（ＭＡＮ）、エクストラネット、イントラネット、インターネット、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）の利用、つまり、集中型及び／又は分散型の両方を含み、及び／又はそれらの任意の組合せ、並び替え、及び／又は集約を含むことができる。
【０１１３】
前述のことから、本用途によって利用される身体／動作、信号、ジェスチャ、又は盛んなジェスチャのシーケンス及び／又は一連は無限にあることができ、このため複雑な命令構造又は命令セットを産業機械１１２での使用ために開発することができる。確立された手話（例えば、アメリカ手話）を検討するだけで、大量の複雑な情報を手話の使用だけで伝達することができる。したがって、前述と関連して観察されるように、特定の状況では、シーケンス又は一連の命令において特定のジェスチャ、動き、運動等は、以前又は将来のジェスチャ、動き、運動、盛んなジェスチャ等に対する修正子として機能することができる。
【０１１４】
特定の実施形態の態様によれば、コントローラ及び／又は論理構成要素は、情報を伝達することを意図していない無効な身体の動き（又は身体の動きのパターン）から意味を伝達することを意図した有効な身体の動き（又は身体の動きのパターン）を区別し、認識された及び／又は有効な身体の動き（又は身体の動きのパターン）を解析及び／又は解釈し、認識された及び／又は有効な身体の動き（又は身体の動きのパターン）を、産業機械による作業の実行の作動又は達成に必要な命令及び命令又は指示のシーケンスに変換するようにさらに構成され得る。有効な身体の動きを無効な又は認識されない身体の動きから区別する際に、コントローラ及び／又は関連する論理構成要素を補助するため、ＴＯＦセンサから供給され、受信した身体の動きと、認識された身体の動きと確認する又は関連付けるために、コントローラ及び／又は論理構成要素は、予め確立された、又は認識された身体の動き（例えば、個々の手のジェスチャ、指の動きのシーケンス等）のライブラリ又は辞書を調べ、そして、認識された身体の動きを利用して認識された身体の動きが産業機械１１２と連携して１つ以上の実行可能な動作が可能であるかどうかを解釈する。
【０１１５】
一般性の制限又は喪失なしに、予め確立された、又は認識された身体の動きのライブラリ又は辞書と、認識された身体の動きの命令又は命令シーケンスに対する翻訳又は関連付けは、メモリ又は記憶媒体に保持され得ると留意すべきである。したがって、永続デバイス（例えば、メモリ、記憶媒体等）は図示されていないが、これらのデバイスの代表的な例は、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）、ＣＤ（コンパクトディスク）、ＤＶＤ（デジタルビデオディスク）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、プログラマブルＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、フロッピーディスク、ハードディスク、ＥＥＰＲＯＭ（電気的消去可能なリードオンリメモリ）、メモリスティック等のコンピュータ読み取り可能媒体を含むが、これらに限られない。
【０１１６】
上記の確立された、又は認識された身体の動きのライブラリ又は辞書に関連して、確立された、又は認識された身体の動きは、一般的に、産業オートメーション環境において、様々な、及び／又は異なる産業オートメーション機器によって普遍的に把握又は理解される一連の産業オートメーション命令に関連づけられると理解されるべきである。従って、一連の命令は、代表的には、産業オートメーション環境に一意であり、一般的に、停止、開始、減速、加速等のための命令に関連付けられる身体の動きを含むことができる。追加的に、産業オートメーション命令に対する身体の動きの関連付けは、手話ジェスチャ又は指の動きが英数字記号を入力するために使用することができる確立された手話言語（例えば、アメリカ手話言語）の利用を含む。したがって、一態様によれば、飛行時間センサによって表音文字（又は文字）及び／又は数字を入力して、適用可能な産業オートメーション命令に関連付けることができる。
【０１１７】
携帯電話から携帯電話及び／又は物体測距
図１４を参照すると、本開示の様々な態様及び／又は実施形態による、ユーザの身体の動きを検出し、例えば、モバイルデバイス又は物体を保持する別のユーザまでを測距するシステム７２０及び方法の例が示されている。システム及び方法のこの実施形態は、本明細書で説明するように、モバイルデバイス１２０内のＴＯＦ送信機９６又はトランシーバ９８（モバイルデバイスの一部として示される）の使用を含み、それらは、信号１２６を第２のモバイルデバイス１２２内の受信機に送信し、及び／又は第２のモバイルデバイス１第２のモバイルデバイス１２２内のトランスポンダから再送信信号１２６を受信する。モバイル装置１２２も、信号１２８を別の物体１２４内の受信機に送信し、及び／又は物体１２４内のトランスポンダから再送信信号１２８を受信する。
【０１１８】
この実施形態によれば、ユーザは、ライン１３２に沿って飛行時間送信機９６又はトランシーバ９８を含む自分のモバイルデバイス１２０を振って、モバイルデバイス１２０の複数の位置を作成することができ、したがって、事実上様々な位置での複数の送信機又はトランシーバを作成することになる。この実施形態によれば、ライン１３２に沿ってモバイルデバイス１２０を振ることによって生成された複数の送信機又はトランシーバは、ライン１３２に沿った様々な位置での複数のＴＯＦ測距測定値を提供する一連の擬似アレイ素子を形成する。様々な位置の間の関係がモバイルデバイス１２０、例えば、加速度計データ、ＧＰＳデータ、又は予め確立された運動シーケンスによって決定される。様々な位置から例えば、物体１２４又は第２の移動体装置１２２内の別のトランスポンダへのＴＯＦ測距測定値を分析することによって、モバイルデバイス１２０は、例えば三角測量によって、モバイルデバイス１２０に対する物体１２４又は第２のモバイルデバイス１２２の位置を決定することができる。さらに、物体１２４、第２のモバイルデバイス１２２又は他のデバイスの相対的な位置を決定した後、モバイルデバイス１２０は、自身の位置の将来の決定のために、それらの相対位置についての知識を使用することができる。そのようなものは、例えば、ＴＯＦ距離の擬似アレイ測定中に決定される、物体１２４、第２のモバイルデバイス及び他のデバイスの相対位置基準である、基準位置の合成基準線（synthetic  baseline  of  reference）である。
【０１１９】
また、この実施形態によれば、モバイルデバイス１２０は、ＧＰＳ受信機と、例えば加速度計であるマイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）センサなどの慣性センサとを備えることができ、これらの他のソースからの位置情報を疑似アレイＴＯＦ測距発見情報と組み合せて使用して、緯度、経度、及び仰角において、又は他の何らかの座標系に対して物体１２４又は第２のモバイルデバイス１２２の正確な位置を決めることができる。この実施形態のいくつかの用途のさらなる利点は、ＴＯＦベースの位置決定の間の加速度計ベースの増分と、間隔をおいたＴＯＦベースの位置決定を組合せることによって、より高い速度又は周波数の位置固定を提供するモバイルデバイス１２０を含むことである。このアプローチは、ＴＯＦ送信機又はトランシーバの電力要件又は送信間隔を増加させることなく、倍率によって位置固定の割合を増加させるのに使用することができる。例えば、このアプローチでは、測位間隔を１０倍以上に増加させることができる。代替的には、位置決定の特定の速度を維持しつつ、ＴＯＦ送信間隔を（電力を節約するために）低減することができる。
【０１２０】
この実施形態によれば、ライン１３２に沿ってモバイルデバイス１２０を振ることによって生成された複数の送信機又はトランシーバは、信号１２６を第２のモバイルデバイス１２２内の受信機に送信し、及び／又は第２のモバイルデバイス内のトランスポンダから再送信信号１２６を受信し、第１のモバイルデバイス１２０と第２のモバイルデバイスとの間の正確な測距を実行する。この実施形態の態様によれば、物体１２４は、モバイルデバイス１２０からの送信信号１２８を受信する受信機、及び／又はトランスポンダから第１のモバイルデバイスに及び／又は第２のモバイルデバイス１２２内の受信機及びトランスポンダに戻される再送信信号１２８を受信及び送信するトランスポンダを備えることができる。この実施形態によれば、モバイルデバイス１２０をライン１３２に沿って移動させることによって生成された複数の送信機又はトランシーバは、物体に信号１２６を送信して、第１のモバイルデバイス１２０と物体及び／又は第２のモバイルデバイスとの間の正確な測距を行うことができる。この実施形態の態様によれば、物体は任意の物体とすることができ、物体までの測距の目的は多くの目的のためであり、そのいくつかは本明細書で開示する他の実施形態に関して本明細書で論じられる。したがって、この実施形態によるシステムは、本明細書で説明するようにモバイルデバイス１２０内に配置された複数のＴＯＦ送信機９６又はトランシーバ９８を含み、それらは、モバイルデバイス１２０と物体１２４、例えば別のモバイルデバイス１２２などとの間の距離及び／又は位置を検出する信号を送信及び／又は受信する。
【０１２１】
ＵＡＶ小包配送
図１５を参照すると、本開示の様々な態様及び／又は実施形態による、様々な配送場所で自律的に在庫物品を配送又はピックアップするように構成された無人航空機（「ＵＡＶ」）を誘導するシステム７３０及び方法の例が示されている。以下でさらに詳細に説明するように、いくつかの実装形態では、ＵＡＶは、配送パラメータ（例えば、物品情報、発送元場所情報、及び／又は配送場所情報）を受信し、自律的に又は半自律的に発送元場所（例えば、マテリアルハンドリング施設又は第三者販売者）から物品を回収し、配送場所までの経路を計算し、回収した物品を配送場所に航空手段で輸送することができる。
【０１２２】
システム及び方法のこの実施形態は、本明細書で説明するように、複数のＴＯＦ送信機９６又はトランシーバ９８を使用することを含み、それらは、受信機１０２に信号１３０を送信し、及び／又はトランスポンダ１０４から再送信信号１３０を受信する。送信機９６はビルの頂部などの固定構造上に配置することができ、受信機１０２又はトランスポンダ１０４（ＵＡＶ上のアンテナとして図示）はＵＡＶ上に配置することができる。代替的には、トランシーバ９８はＵＡＶ（ＵＡＶ上のアンテナとして図示）上に配置することができ、トランスポンダ１０４は、例えばビル又は他の任意の構造物の頂部上に配置することができる。ＵＡＶは、例えば、着陸地点１４０で小包１３６をピックアップする、及び／又は遠いビルの屋上の上などの着陸地点１４２に小包を配送する途中、例えば、都市のビルの屋上の上空を飛行するように構成されることができる。ＵＡＶは、都市の上空、地球を周回する衛星１４６からＧＰＳナビゲーション信号１４４を受信するようも構成されることができる。ＵＡＶはまた、ビルの屋上に配置されたアンテナからナビゲーション信号１３０を受信するように構成されることができ、ＧＰＳ信号に加えて、又は任意のＧＰＳ信号の受信の代替として、ＵＡＶをナビゲートするようにする。特に、多くの屋上アンテナ９６及び／又は１０４からの信号は、都市の上空及びビルの間を移動するときにＵＡＶがたどる、目に見えない「空の高速道路」の経路を生成する。類似するものとしては、例えば、米国内において、商用及び民間航空機がＧＰＳに加えて、風景を横断して分散したＶＨＦ全方向距離（ＶＯＲ）のバックアップシステムを使用することである。ＧＰＳが故障したとき／場合、航空機はこれらのビーコンによって確立された飛行経路を「たどる」ことができる。小包配送ＵＡＶは同様に、ＧＰＳ信号を使用してナビゲートすることができ、小包をピックアップ及び／又は配送サイトにＵＡＶをナビゲートするためのＶＯＲビーコンと同様の追加のナビゲーションシステムを使用することができる。このような高精度ＴＯＦ送信機９６又はトランスポンダ１０４は、ビルの屋上、ビルの他の部分、又は他の場所に置かれて、ＵＡＶがたどるための安全な経路を作成することができる。
【０１２３】
図１６を参照すると、この実施形態の態様により、ＵＡＶは、配送アドレス１４２に寄り道して小包をピックアップすることができる。それは、ＧＰＳ信号１４４及び／又は飛行時間信号１３０によってナビゲートされることができる。さらに、ＵＡＶが配送のために小包１３６を正確にピックアップすることを可能にするために、小包自体が例えば、信号１３０に応答してこれを再送信するトランスポンダ１０４であるビーコン１３８であってよく、正確にＵＡＶをナビゲートして小包１３６をピックアップするようにする。
【０１２４】
この開示の態様によれば、小包配送ＵＡＶは現在、電池寿命が限られており、これらのドローンは、配送経路で寄り道して、電池を交換したり、電池を充電する必要がある可能性があると理解される。さらに、例えば都市領域を飛行するＵＡＶは、ドローンが保守及び／又は回収できる安全な「不時着（ditch）」区域に緊急着陸する必要があり得ると予想される。したがって、態様及び実施形態によれば、送信機９６若しくはトランシーバ９８又はトランスポンダ１０４は、ＵＡＶを案内するための選択されたＵＡＶ再充電／ガス／保守ステーションに置かれる可能性があると予想され、そこでは、ＵＡＶは、バッテリのスワップアウト、電池の充電、システム故障の際の「不時着」のいずれかのために着陸することができる。これらのいずれかの後に、ＵＡＶは小包ピックアップ１４０又は小包配送サイト１４２までの経路を継続し、小包１３６のピックアップ及び／又はドロップアウトを行うことができる。
【０１２５】
したがって、この実施形態によれば、ＵＡＶは、在庫物品を様々な配送場所に自立的に配送するように構成される。本開示の実施形態によれば、ＵＡＶは、配送パラメータ（例えば、物品情報、発送元場所情報、及び／又は配送場所情報）を受信し、自律的に又は半自律的に発送元場所（例えば、マテリアルハンドリング施設又は第三者販売者）から物品を回収し、発送元場所から配送場所までの経路を計算し、回収した物品を配送場所に航空手段で輸送する。いくつかの実装形態によれば、ＵＡＶは、情報を得るためにエリア内の他のＵＡＶと通信する。この情報は、中央ロケーションに記憶されてもよく、及び／又は近くのＵＡＶ、マテリアルハンドリング施設、中継場所、ＵＡＶ管理システム及び／又は安全な配送場所の間で動的に共有されてもよい。例えば、他のＵＡＶは、天気（例えば、風、雪、雨等）、着陸条件、交通等に関する情報を提供してよい。ＵＡＶは、この情報を利用して、発送元場所から配送場所への経路を計画する、及び／又は経路の実際のナビゲーションを修正する。さらに、いくつかの実装形態では、ＵＡＶは経路をナビゲートしながら他の環境要因を考慮してよい。
【０１２６】
いくつかの実施形態によれば、ＵＡＶが配送場所に到着するとき、地面又は別の面に安全に接近することができる配送場所でのエリアを特定し、在庫物品を残して、それにより配送を完了する。これは、飛行時間ビーコンの支援を介して、及び／又は小包をピックアップする又は降ろすための場所にＵＡＶをナビゲートするのに役立つ、地上のビーコン１３８を用いて行われてよい。他の実装形態では、ＵＡＶが以前に配送場所に着陸したことがある場合、配送場所の着陸をナビゲートするために、その配送場所に関する記憶された情報（例えば、安全な着陸エリア、着陸エリアの地理座標）を使用してよい。配送が完了すると、ＵＡＶはマテリアルハンドリング施設又は別の場所に戻って、異なる在庫を受領する、充電する等を行う。
【０１２７】
本明細書で使用されるマテリアルハンドリング施設は、倉庫、流通センター、クロスドッキング施設、受注処理施設、包装施設、輸送施設、賃貸施設、図書館、小売店、卸売店、博物館又はマテリアル（在庫）ハンドリングの１つ以上の機能を実行するための他の施設の組合せを含んでよい。本明細書で使用する配送場所は、１つ以上の在庫物品が配送され得る任意の場所を指す。例えば、配送場所は、人の住居、事業所、マテリアルハンドリング施設内の場所（例えば、梱包ステーション、在庫保管場所）、ユーザ又は在庫が配置された場所等とすることができる。在庫又は物品は、ＵＡＶを使用して輸送することができる物品とすることができる。本明細書で使用する保守場所は、配送場所、マテリアルハンドリング施設、セルラ用タワー、ビルの屋上、安全な配送場所、又はその他ＵＡＶが着陸する、充電をする、在庫を回収する、電池を交換する、及び／又は保守を受けることのいずれかを行うことができる場所を含むが、これらに限定されない。
【０１２８】
自律又は半自律車両ナビゲーション
図１７を参照すると、本開示の様々な態様及び／又は実施形態による、自律的又は半自律的に様々な場所に車両を案内するためのシステム７４０及び方法の一例が示されている。以下にさらに詳細に説明するように、いくつかの実装形態では、車両は目的地パラメータ（例えば、場所情報）を受信し、自律的に又は半自律的に現在の目的地から別の目的地までの経路を計算し、自律的又は半自律的にそのような場所にナビゲートされ得る。
【０１２９】
システム及び方法のこの実施形態は、本明細書で説明するように、複数のＴＯＦ送信機９６又はトランシーバ９８を使用することを含み、それらは、信号１３０を受信機１０２に送信する、及び／又はトランスポンダ１０４から再送信信号１３０を受信する。送信機９６を建物の頂部のような固定構造上に配置することができ、受信機１０２又はトランスポンダ１０４（ＵＡＶ上のアンテナとして図示）を車両１４６，１４８上に配置することができると理解されたい。代替的には、トランシーバ９８（車両上のアンテナとして図示）を車両上に配置し、トランスポンダ１０４を例えば建物の頂部又は信号機や郵便ポストのような他の構造物上に配置することができる。車両は、道路に沿って移動するように構成されて、交差点等をナビゲートする。そのようなＴＯＦシステムは、全体的なナビゲーション及び衝突回避誘導システムの一部とすることができると理解される。例えば、車両は、地球を周回する衛星からＧＰＳナビゲーション信号を受信するように構成されることもできる。車両は、例えば、衝突を回避するために車両間で通信するための追加のトランシーバを備えるように構成されることもできる。車両は、当業者に知られているような、レーダ、光学等の他の既存の衝突回避システムを備えることができるとも理解されたい。従って、この実施形態の態様によれば、車両１４６，１４８は、ビルの屋上、信号機、灯柱（light  post）等に配置されたアンテナからナビゲーション信号１５０を受信するようにも構成されて、車両をナビゲートし、ナビゲーションセンサを更新し、ナビゲーションセンサを較正又はリセットし、ナビゲーション信号が、ＧＰＳ信号に加えて、又は任意のＧＰＳ信号を受信するための代替として使用することができるようにする。特に、多くの屋上アンテナ９６及び／又は１０４からの信号は、道路沿いに移動するとき、交差点に遭遇するとき等に車両が追従することができる信号を作成する。そのような高精度ＴＯＦ送信機９６又はトランスポンダ１０４は、車両が自律的に又は半自律的にナビゲートするのに使用するための安全な経路を作り出すためにビルの屋上に設置することができる。
【０１３０】
橋の検査
図１８を参照すると、本開示の様々な態様及び／又は実施形態による、橋を監視するための飛行時間シグナリングシステム７５０及び方法の例が示されており、例えば、橋構造のリアルタイム負荷ダイナミクスの現場での監視を実行し、経時的に実際の橋負荷と比較され得る許容可能な構造的完全性特性を定量化し、構造的劣化を決定し、それにより修復を警告することができる。本開示の別の態様は、橋の構造負荷の非接触測定を提供することが可能な橋監視システムを提供することである。本開示の別の態様は、橋の構造部材を監視して静止状態に対する橋の振動応答の速度及び変位時間信号を生成することが可能な橋監視システムを提供することであり、検知された速度時間データは、例えば周波数領域データに変換されて、橋の許容可能な構造完全性特性を示す、橋についての「シグネチャー」波形を提供する。この開示の別の態様は、現場に設置された飛行時間信号ベースの動き監視システムを含むことが可能な橋監視システムを提供することであり、現場の橋構造の速度時間信号データを取得し、現場に設置された複数の飛行時間センサからの検知された飛行時間信号データに応答する遠隔中央解析センタに検知されたデータを報告し、それにより、橋について集約された時間履歴を作成する。したがって、本開示の態様は、最も効率的、安全かつ費用効率の良いやり方で対処するように、飛行時間信号を使用して、橋の劣化又は不具合の影響及び反響を監視すること等を行うようにする。
【０１３１】
システム及び方法のこの実施形態は、本明細書で説明されたような複数のＴＯＦ送信機９６又はトランシーバ９８を使用することを含み、それらは、信号１３０を受信機１０２に送信する、及び／又はトランスポンダ１０４からの再送信信号１３０を受信する。送信機９６又はトランシーバ９８は、地上の三脚１５０、橋の支柱、その他固定位置の構造上に配置することができ、受信機１０２又はトランスポンダ１０４（橋上のアンテナとして図示）は、橋上の複数の場所に配置することができる。代替的には、送信機９６又はトランシーバ９８（橋のアンテナとして図示）を橋に配置することができ、受信機１０２又はトランスポンダ１０４は、地上の三脚、ビルの頂部等の任意の固定位置に配置することができる。車両は、道路に沿って移動、交差点をナビゲート等するように構成されることができる。そのようなＴＯＦシステムは、全体的な橋検査システムの一部として使用される部分とすることができると理解される。したがって、この実施形態の態様によれば、本明細書で開示する橋を監視するのに使用されることができる飛行時間システムの様々な実施形態を使用して、例えば、橋構造のリアルタイム負荷ダイナミクスの現場での監視を実行し、経時的に実際の橋負荷と比較され得る許容可能な構造的完全性特性を定量化し、構造的劣化を決定し、それにより修復を警告することができる。
【０１３２】
他の例
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、システムは、正確な距離測定を達成するのに使用することができる。
【０１３３】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、システムは、マルチラテレーション（multilateration）のための複数の距離測定を達成するのに使用することができる。
【０１３４】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、システムは、非常に正確な絶対ＴＯＦ測定を達成するのに使用することができる。
【０１３５】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、システムは、複数のトランシーバの正確な位置特定（localization）を達成するのに使用することができる。
【０１３６】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、システムは、到着方法論の双曲線的時間差を用いて測距を達成するのに使用することができる。
【０１３７】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、システムは、任意のパルス圧縮信号を使用することができる。
【０１３８】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、各トランスポンダは、一意符号の信号を検出し、その一意符号にのみ応答するように構成されることができる。
【０１３９】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、複数の送信機又はトランシーバはまとめてネットワーク化され、規則的で正確な時間間隔で送信するように構成されることができ、複数のトランスポンダは、送信を受信し、到着方法論の双曲線的時間差を介して自分自身を位置特定するように構成されることができる。
【０１４０】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、少なくとも１つのトランシーバが乗物に搭載される。
【０１４１】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、少なくとも１つのトランシーバが無人航空機に搭載される。
【０１４２】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、少なくとも１つのトランシーバは、人若しくは動物に若しくは衣類に固定されるか、又は衣類、腕時計若しくはリストバンドに埋め込まれるか、若しくは携帯電話若しくはスマートフォン若しくは他のパーソナル電子デバイス、若しくは携帯電話若しくはスマートフォン若しくは他のパーソナル電子デバイスのケースに埋め込まれてよい。
【０１４３】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、トランシーバは、互いに発見して、他のトランシーバの存在に関する警告を出すことができる。そのような発見及び／又は警告は、問合せ信号に対する応答によってトリガされてもよく、又は議じたように補助無線信号を介してトランシーバを使用可能にすることによってトリガされてもよい。例えば、乗物は、それの経路内の任意のＴＯＦトランシーバを作動させるＢＬＥ信号をブロードキャストし、それにより、その経路内の人間、動物、乗物、又は他の物体を発見することができる。同様に、経路内の人間、動物、又は乗物は、接近する乗物に警告することができる。別のシナリオでは、自らトランシーバを持っている人は、例えば、グループに参加する、部屋に入る、あるいは近くに来たりしたときに、他の人の存在を知らせることができる。そのようなシナリオでは、距離及び位置情報を１人以上の人に提供してよい。
【０１４４】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、複数のトランスポンダが無人の乗物に搭載され、少なくとも１つのトランシーバに対する測距のための無線ネットワークを形成するように構成される。
【０１４５】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、システムは、固定位置にある無線トランスポンダの無線ネットワークを含むことができ、追跡される要素は、符号化パルスで無線トランスポンダにピング（ping）を送信する少なくとも１つのトランシーバを含み、トランスポンダは応答し、正確な符号化パルスで応答するだけとなるようにする。この実施形態の態様によれば、システムは任意のパルス圧縮信号を使用することができる。本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、システムは、ネットワークを較正するための無線トランスポンダ間のベースラインを測定する目的で、互いに問合せ及び応答をする固定位置にある無線トランスポンダの無線ネットワークをさら含む。
【０１４６】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、追跡される物体は、ネットワーク内の複数のトランスポンダのうちの１つに問合せするための第１の信号を送信するように構成された少なくとも１つのトランシーバを含み、少なくとも１つのトランスポンダは、第１の信号に応答し、ネットワーク内の１つ以上の他のトランスポンダに問合せするための信号を送信するように構成され、その１つ以上の他のトランスポンダは、較正する目的で、元のインタロゲータ−トランシーバによって受信される第２の信号を発する。
【０１４７】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、追跡される物体は、物体ネットワークを形成するためにまとめて配線された複数のトランシーバを含み、各トランシーバは、乗物のピッチやロール等の乗物の姿勢を測定する乗物から複数の測定値を生成する目的で、目的で、トランスポンダのネットワークに問合せすること及びここから受信することが可能である。
【０１４８】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、システムは、ネットワークを較正するための無線トランシーバ間のベースラインを測定する目的で、互いに送信及び応答をする、固定位置にある無線トランシーバの無線ネットワークをさらに含む。
【０１４９】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、システムは、データのバースト及びそのタイミング送信を送信するようにプログラムされ、温度、バッテリ寿命、他のセンサデータ、その他トランスポンダの特性のうちのいずれかを明らかにする目的のデータを含む少なくとも１つのトランスポンダを含む。
【０１５０】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、システムは、トランスポンダ間の距離を測定するためにトランスポンダの各々の間で測距信号を送信するように構成された無線トランスポンダを含むことができる。
【０１５１】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、システムは、システムによって追跡可能な複数の無人機を含むことができる。各無人機は、複数の無人機が互いに対して正確に動くように、互いに測距するための信号を送受信するように構成されたトランシーバ又はトランスポンダを有する。各無人機は、各無人機でデータを捕捉する目的で信号を送信及び／又は受信するための送信機及び／又は受信機をさらに含む。この実施形態の態様によれば、複数の無人機は、互いに対して位置を保持する、又はセンサのアレイを構成するように正確な制御ラインを飛行するように構成され、送信機及び／又は受信機は、サーフェスのマッピングや他のデータ収集のための信号を送信及び／又は受信するように構成される。この実施形態の態様によれば、複数の無人機は、撮像される物体の周りの軌道上を飛行するように互いに対して位置を保持するように構成されることができる。送信機及び／又は受信機は、物体を撮像するための信号を送信及び／又は受信するように構成される。
【０１５２】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、システムは、システムによって追跡されている複数の無人機を含むことができる。各無人機は、複数の無人機が互いに対して正確に動くように、互いに測距するための信号を送受信するように構成されたトランシーバ又はトランスポンダを有する。各無人機は、準備の整っていない環境において正確なナビゲーションネットワークを形成する目的で、複数の無人機が自己測位するように信号を送信及び／又は受信するための送信機及び／又は受信機をさらに含む。この実施形態の態様及び実施形態によれば、第１の無人機は固定位置で飛ぶように構成されることができ、別の無人機は、慣性又は加速度センサで構成されることができ、それが、固定点に対する自らの相対的な位置を特定するために、加速度計信号を統合し、経時的に測距を行うことによって合成ベースラインを作成することにより、第１の無人機の固定位置に対する測距を行うことによってナビゲートするようにする。
【０１５３】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、システムは、人体の様々なポイントに位置付けられるように構成され、互いの間の正確な距離を測定するように構成された複数のトランスポンダ又はトランシーバを含む。システムは、運動、物理療法、歩行異常、及び疾患に関連する運動障害又は振戦の進行についての運動パターンのうちのいずれかを識別する目的で、中央プロセッサにおいてそのような測定値を収集及び記録するようにさらに構成されることができる。
【０１５４】
例の目的
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、システムは、媒体の伝搬特性の変化を測定するために２点間の正確な移動時間を測定するのに使用することができる。
【０１５５】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、システムは、２次元又は３次元空間内の任意の測定量の位置情報を提供するための合成アパーチャとして使用することができる。例えば、部屋の光強度は、例えばＴＯＦ測距装置を搭載した光センサの周りを動くことによって、様々な位置で測定することができ、システムは光強度を正確なＴＯＦ位置で記録して、２次元又は３次元モデル又は画像が再作成されるようにすることができる。光強度情報は、赤色、緑色、及び青色の色情報のようなものについての複数のチャネルを含むことができる。関心のある任意の測定可能な量が、２Ｄ又は３Ｄマッピングされてよい。他の測定量は、演奏会場、工業環境、機械の内部又は周辺等における音の強さのレベル、家屋若しくはオフィスの空間、又は冷蔵庫の内部における様々な位置等での温度、原子炉室又は制御室の内部、検査されている輸送容器の外側、災害地域、軍事施設等の関心領域（地上又はその上方の航空路）内、又はその周辺等の放射線レベルを含んでよい。
【０１５６】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、システムは、レーザスキャナ又は他のタイプのセンサを含む複数の無人機を含むことができる。センサ又は複数のレーザスキャナは、局所領域の物理的マップを集合的に作成するように構成される。この実施形態の態様によれば、無人機は、熱又は化学センサを含むことができる。熱又は化学センサは、局所領域の熱的又は化学的マップを集合的に作成するように構成される。この実施形態の態様によれば、センサ又は複数のレーザスキャナは、作物の高さを集合的にマッピングし、作物の成長率を測定するための日ごとの比較を提供するように構成することができる。この実施形態の態様によれば、無人機は、地雷、電磁場、化学物質濃度／プルーム、構造沈下等の埋まっている物体をマッピング及び検出する目的で、互いに対して飛行し、測定アレイを構成するように構成される。
【０１５７】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、システムは、地震及び火山溶岩ドームの監視に使用され、早期警告システムを提供することができる。
【０１５８】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、システムは、ガイドローカライゼーション技術として使用することができる。例えば、ミュージアムが、例えば携帯電話のようなデバイスに埋め込まれた様々なトランスポンダの位置を特定するための複数のＴＯＦ送信機又はトランシーバ／インタロゲータを備えて構成されることができる。博物館は、どの展示品が近くにあるかを教えてくれ、様々な展示品に案内してくれるビーコンを備えることができる。博物館への訪問者は、例えば、スマートフォンで博物館についてのアプリケーションをダウンロードすることができる。システムは測定ソース及び訪問者に対する全体的な案内として機能することができる。システムは、展示物に関する情報を押して、ユーザの電話に表示させるように構成されることもできる。
【０１５９】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、システムは、無人機をナビゲートするのに使用することができ、操縦者が安全で明確に定義された領域及び／又は無人機に対して射線（line-of-site）内に留まることができるようにする。この実施形態の態様によれば、システムは、前方供給拠点を作成し、資材及び供給品を軍隊エリアに移動させるのに使用することができる。
【０１６０】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、システムは、無人機を案内するための無人航空機に搭載された少なくとも１つのトランシーバを含むことができる。無人機は、無人機をナビゲートするためのＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信機と、ＧＰＳ受信機に加えて、又はこれと連携して小包配送のために無人機をナビゲートするように構成された少なくとも１つのトランシーバを含む。少なくとも１つのトランシーバは、無人機を案内するためのビーコンのナビゲーションネットワークを作成するため、地上構造物上に置かれた飛行時間送信機又はトランスポンダと信号を送信及び／又は受信するように構成される。この実施形態の態様によれば、システムは、着陸のために無人機をナビゲートするように構成されたガス／サービスステーションに使用することができる。例えば、バッテリを取り外し、バッテリを充電し、故障の場合には修理のために着陸させ、無人のサービスとすることができるようにする。この実施形態の態様によれば、ピックアップ及び／又は配送のための小包は、小包のピックアップ及び／又は配送のために、無人機を案内するためのＴＯＦビーコンを有して構成される。
【０１６１】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、システムは、無人機を案内するための無人航空機に搭載された少なくとも１つのトランシーバと、無人機上のトランシーバと信号の送受信を行うように構成されたトランシーバ／トランスポンダとを含むことができ、無人機上に設けたカメラをトランシーバ／トランスポンダに対して固定位置に保持するようにする。トランシーバ／トランスポンダは、物体、人、動物、生物のビデオ及び／又は写真を撮るために、物体、人物、動物、生物のうちのいずれかに着用される、あるいは取り付けられる。この実施形態の態様によれば、トランシーバ／トランスポンダはカメラマンに取り付けられ、カメラはニュースイベントの写真を撮るように構成される。この実施形態の態様によれば、トランシーバ／トランスポンダは、救命救急士に取り付けられ、無人機は、携帯型除細動器若しくは薬又は消耗品を含む供給品及び／又は装備品を患者の所にいる救命救急士に配送するように構成される。この実施形態の態様によれば、トランシーバ／トランスポンダは、絶滅の危機に瀕したアフリカゾウなどの野生動物に配置され、無人機は野生動物に追い、監視するようにする。この実施形態の態様によれば、トランシーバ／トランスポンダは、交通止め中に警察車両の屋根に配置することができ、無人機は警察車両に繋がれるようにする。無人機を繋ぐものは伸びるように構成され、警察官が分隊の車から遠ざかるように歩くにつれてドローンが高度を得るようにする。この実施形態の態様によれば、トランシーバ／トランスポンダを田舎にいる伝染病に罹患している人々の家族や介護者に提供することができ、無人機が家にこもっている患者及び介護者に消耗品／薬を配送し、陸上での消耗品の輸送及び医療従事者への病気の曝露を避けることができる。
【０１６２】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、システムは、人間とロボットとの共同作業、訓練又は他の性能監視の目的で、人の手及びロボットアームを追跡するのに使用することができる。
【０１６３】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、システムは、例えば、心臓及び呼吸速度などの生理的パラメータを測定するのに使用することができる。
【０１６４】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、システムは、体内で医療又は外科器具の位置を正確に特定するのに使用することができる。
【０１６５】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、システムは、エアバッグを展開するのに使用することができる。
【０１６６】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、システムは、ヘルメット間の衝突検出を測定する、及びエアバッグ展開若しくは他の衝突保護システム（又は他の技術）をトリガするのに使用することができる。
【０１６７】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、システムは、健康及びフィットネスの目的で、互いに関連する身体部分の動きを監視するのに使用することができる。
【０１６８】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、システムは、ロボット支援機械外骨格腕及び脚についての運動感覚フィードバックを測定するのに使用することができる。
【０１６９】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、システムは、歩きぶり、振戦、落ち着きのない脚の動きの変化を測定し、パーキンソン病又は他の運動劣化疾患に対する早期の警告を行うのに使用することができる。
【０１７０】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、システムは、検査、品質管理、及び状態監視（health  monitoring）のうちのいずれかの目的で、建物を監視するのに使用することができる。
【０１７１】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、システムは、建物／構造物の周りに固定点で配置された複数のトランスポンダを含むことができる。システムは、構造物のズレ／沈下を測定するように構成されることができる。
【０１７２】
この実施形態の態様によれば、複数のトランスポンダがフェンス上の固定点に配置され、フェンス検査のために無人機がその周囲を飛行することを可能にする。
【０１７３】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、システムは、建造物仕様の検証のために構成されることができる。
【０１７４】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、システムは、人間の手足及びロボットアームを正確に追跡して、ロボットが人間の同僚との衝突を回避し、より良く連携することを可能にするのに使用することができる。この実施形態の態様によれば、システムは、移動ロボットが安全のためにトランスポンダで人間の共同作業者の位置認識をすることを可能にするように構成されることができる。この実施形態の態様及び実施形態によれば、システムは、ロボットアーム上のエンドエフェクタを追跡するように構成されることができる。
【０１７５】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、システムは、訓練及び監視のために操縦室内の人間パイロットの手を追跡するように構成されることができる。
【０１７６】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、システムは、ロボットアーム上のエンドエフェクタを追跡するように構成されることができる。
【０１７７】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、システムは、活動を調整する目的で、２つの電話機間の正確な測距を行うように構成されるのに使用することができる。
【０１７８】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、システムは、電話機と駐車された自動車のような物体との間の正確な測距を行うように構成されるのに使用することができる。
【０１７９】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、システムは、スポーツ、コンベンション及び他のイベントでの人々の正確な歩行運動を測定するように構成されることができる。
【０１８０】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、システムは、交差点、例えば信号機に置かれたトランシーバとして構成された少なくとも１つの送信機と、乗物のナビゲーション及び／又は衝突回避の目的で、自動車内又はその上に配置されたトランスポンダとを含むことができ、自動車が交差点に近づくときに、自動車のナビゲーションソリューションを高いレベルの正確性にまで較正及びリセットする目的で、信号機までの正確な距離が得られるようにする。
【０１８１】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、システムは、乗物間通信システムの一部として構成されるのに使用することができる。各乗物は、その周囲に問合せを行い、正確な測距及び他のデータを提供する近くにある比較的装備した乗物からの応答を受信する。
【０１８２】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、システムは、ガレージ又は駐車施設に配備されたトランシーバのネットワークを含み、自律制御システムを備えた自動車が正確に接近し整列／駐車することを可能にすることができる。
【０１８３】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、システムは、ポイント間の媒体の変化を監視するための電波伝搬の変化を測定する目的で、２つのポイント間の移動時間を測定するように構成されることができる。
【０１８４】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、システムは、軌道に乗って回る乗物の少なくとも１つに接近、ドッキング、及び燃料を補給する目的で、２つ以上の軌道に乗って回る乗物に収容された２つ以上のトランスポンダを含むことができる。
【０１８５】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、システムは、互いに対して正確に移動し、竜巻、ハリケーン等の天候イベントの周りを回って、測定するために貫通信号としての正確なレーダを使用するように構成された２つ以上のＵＡＶを含むことができる。
【０１８６】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、システムは、互いに対して正確に移動し、身体貫通信号の伝搬の測定に基づいた人体断層撮影のために身体貫通信号を送信及び受信するように構成された２つ以上のＵＡＶを含むことができる。
【０１８７】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、システムは、円形トラック上を移動し、円形トラックの中心にある物体の特性を測定する目的で、周りを回りながら複数の測定値を取得するように構成された２つ以上のトランシーバを含むことができる。
【０１８８】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、システムは、トランシーバのネットワークの存在下で人体に置かれた複数のトランスポンダを含むことができ、映画制作のためのモーションキャプチャの目的で、身体上の個々のポイントをモーション中追跡することができる。
【０１８９】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、ゴール検出、ボールの位置の監視、訓練、カメラ追従、及び他の分析のうちのいずれかの目的で、送信機又は受信機をボール、パック内などのうちのいずれかに配置することができる。
【０１９０】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、システムは、サーフボードの乗り手を追い、カメラでサーフボードの乗り手のビデオを撮る目的で、サーフボードの乗り手とカメラを収容するＵＡＶとの間に無線テザー（wireless  tether）を提供するのに使用することができる。
【０１９１】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、システムは、自転車の乗り手を追い、カメラで自転車の乗り手のビデオを撮る目的で、自転車の乗り手とカメラを収容するＵＡＶとの間に無線テザーを提供するのに使用することができる。
【０１９２】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、システムは、スキーヤー又はスノーボーダーを追い、カメラでスキーヤー又はスノーボーダーのビデオを撮る目的で、スキーヤー又はスノーボーダーとカメラを収容するＵＡＶとの間に無線テザーを提供するのに使用することができる。
【０１９３】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、システムは、ペットのための目に見えないフェンスを作成し、ペットの監視をするのに使用することができる。
【０１９４】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、システムは、モーション検知ゲームデバイスと連携する目的で、部屋内の手、玩具のバット、玩具の銃を追跡するのに使用することができる。
【０１９５】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、システムは、飛行機の燃料補給のための高所作業車の案内のために使用することができる。
【０１９６】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、システムは、ＵＡＶの燃料補給のために使用することができる。
【０１９７】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、システムは、追跡及び逮捕のためにトランスポンダを含む非致死的なｇｏｏｐ／ｎｅｔで撃たれた容疑者を追うビデオカメラを有するＵＡＶを含むことができる。
【０１９８】
本明細書で開示されるＴＯＦ測距システムのうちのいずれかの態様及び実施形態によれば、システムは、空間における物体の動きに関するものであって、分析のために記憶されるデータを収集するのに使用することができる。
【０１９９】
少なくとも１つの実施形態のうちのいくつかの態様を上記に説明したが、当業者であれば様々な変更、修正、及び改良が容易に思い付くであろうことを理解されたい。そのような変更、修正、及び改良は、本開示の一部であると意図しており、本発明の範囲内にあると意図している。したがって、前述の説明及び図面は例示的なものにすぎず、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲及びそれらの等価物の適切な構成から決定されるべきである。
【図１】
2018522233.tif 000003
【図２】
2018522233.tif 000004
【図３】
2018522233.tif 000005
【図４】
2018522233.tif 000006
【図５】
2018522233.tif 000007
【図６】
2018522233.tif 000008
【図７】
2018522233.tif 000009
【図８】
2018522233.tif 000010
【図９】
2018522233.tif 000011
【図１０】
2018522233.tif 000012
【図１１】
2018522233.tif 000013
【図１２】
2018522233.tif 000014
【図１３】
2018522233.tif 000015
【図１４】
2018522233.tif 000016
【図１５】
2018522233.tif 000017
【図１６】
2018522233.tif 000018
【図１７】
2018522233.tif 000019
【図１８】
2018522233.tif 000020
【国際調査報告】
2018522233.tif 000021