NL9101615A - Positiemeting met radio-frequente transponders. - Google Patents

Positiemeting met radio-frequente transponders. Download PDF

Info

Publication number
NL9101615A
NL9101615A NL9101615A NL9101615A NL9101615A NL 9101615 A NL9101615 A NL 9101615A NL 9101615 A NL9101615 A NL 9101615A NL 9101615 A NL9101615 A NL 9101615A NL 9101615 A NL9101615 A NL 9101615A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
measuring
frequency
transponder
derived
distance
Prior art date
Application number
NL9101615A
Other languages
English (en)
Original Assignee
Ind Contractors Holland Bv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ind Contractors Holland Bv filed Critical Ind Contractors Holland Bv
Priority to NL9101615A priority Critical patent/NL9101615A/nl
Priority to PCT/NL1992/000163 priority patent/WO1993006433A1/en
Priority to AU26688/92A priority patent/AU2668892A/en
Publication of NL9101615A publication Critical patent/NL9101615A/nl

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/08Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices
    • G01V3/10Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices using induction coils
    • G01V3/104Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices using induction coils using several coupled or uncoupled coils
    • G01V3/105Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices using induction coils using several coupled or uncoupled coils forming directly coupled primary and secondary coils or loops
    • G01V3/107Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices using induction coils using several coupled or uncoupled coils forming directly coupled primary and secondary coils or loops using compensating coil or loop arrangements
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/004Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring coordinates of points
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/20Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
    • G01D5/22Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature differentially influencing two coils
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0259Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using magnetic or electromagnetic means
    • G05D1/0261Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using magnetic or electromagnetic means using magnetic plots

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Description

Korte aanduiding: Positiemeting met radio-frequente transponders .
De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en inrichting voor het bepalen van een coördinaat (x) in een vlak van de afstand tussen enerzijds een transponder die op een bepaalde hoogte (h) boven dit vlak is gelegen, met straling met een primaire frequentie (fp) wordt bestraald en in responsie daarop straling met een secundaire frequentie (fs) uitzendt, en anderzijds een in dit vlak gelegen lichaam, samenwerkend met een frequentiebron en zendspoel voor de primaire frequentie (fp) en dat ten minste een met het lichaam verbonden eerste meetspoel en een op vaste afstand daarvan opgestelde tweede meetspoel voor de secundaire frequentie (fs) draagt.
Door de verdergaande automatisering verschijnen er steeds meer systemen waarbij een bewegend of mobiel voorwerp een of andere vorm van interactie heeft met een vast opgestelde inrichting zonder dat de mens het proces bestuurt. Bij een dergelijke interactie is het van belang dat het mobiele voorwerp en de vaste inrichting goed gepositioneerd zijn ten opzichte van elkaar. Dit positioneren kan op twee verschillende wijzen plaatsvinden: öf het mobiele voorwerp positioneert zich zodanig t.o.v. de vast opgestelde inrichting dat de interactie veilig kan plaatsvinden, öf de vast opgestelde inrichting 'past zich aan' aan het mobiele voorwerp doordat deze inrichting is voorzien beweegbare middelen om de interactie veilig te laten verlopen. In beide gevallen moet de relatieve positie van mobiel voorwerp en vaste inrichting t.o.v. elkaar bekend zijn.
In het eerste geval moet het mobiele voorwerp (hierna te noemen 'voertuig') de positie van de vaste inrichting t.o.v. zichzelf kennen. Dit is bijvoorbeeld het geval wanneer het voertuig zijn plaats in de (2D) ruimte steeds kent met voldoende nauwkeurigheid en tevens de plaats van de vaste inrichting in ruimte kent. Dit impliceert dat het voertuig over een 'plattegrond' van het werkterrein, en daarnaast over navigatiemiddelen om zijn positie op het werkterrein bij te houden, beschikt. Als het navigatiesysteem, en dus de positiemeetmiddelen, voldoende nauwkeurig zijn, dan is er geen apart positiemeetsysteem nodig op het voertuig om het voertuig correct te laten positioneren.
In het tweede geval wordt het voertuig in de buurt van de vaste inrichting geplaatst. Men kan hierbij denken aan een automatisch voertuig dat navigeert, maar zijn positie onvoldoende nauwkeurig kent voor de betreffende interactie, of aan een bemand voertuig, waarvan de positioneernauwkeu-righeid beperkt is. De vaste inrichting zal dan de positie van voertuig t.o.v. zichzelf moeten bepalen en aan de hand daarvan zijn bewegingsmiddelen zo sturen dat een goede en veilige interactie mogelijk is. Afhankelijk van de aard van de interactie zal het positioneersysteem meer of minder nauwkeurig moeten zijn.
In beide gevallen is een positie-meetsysteem vereist dat over een beperkte afstand (bv 0,5 m of minder) met een zo hoog mogelijke nauwkeurigheid (orde 1 mm) een relatieve positie kan bepalen. Afhankelijk van de toepassing zal een meting in twee of drie dimensies gewenst zijn.
De uitvinding heeft betrekking op die toepassingen waarbij meetnauwkeurigheden in de orde van 1 cm of beter zijn vereist. Een dergelijke toepassing is bijvoorbeeld een geautomatiseerd tankstation voor personenauto's. Daarbij wordt het openen van de tankdop en het vullen van de tank door een robotarm uitgevoerd. Daarvoor is het nodig dat de tankinstallatie nauwkeurig de positie van de tankdop kan bepalen. Een ander voorbeeld is het op een werkstuk dat op een onbemand voertuig is aangebracht uitvoeren van een bewerking (bv een onderdeel monteren) door een vast station. In deze gevallen is het vaste station uitgerust met een positie-meetsysteem. Ook is het mogelijk dat het meetsysteem op het voertuig is gemonteerd. Dit zal bijvoorbeeld het geval kunnen zijn als werkstuk en machine uit het vorige voorbeeld zijn omgedraaid: het werkstuk is vast opgesteld en de machine staat op het voertuig. Een ander voorbeeld is het ophalen van een pallet uit een hoogbouwma-gazijn. Daarbij is de positie van de pallet in de stelling niet exact bekend. Als het voertuig de relatieve positie van de pallet kan bepalen kunnen de vorken nauwkeurig worden gestuurd. In dit voorbeeld zit het meetsysteem in het mobiele deel i.p.v. de stationaire installatie.
Niet alleen voor interactie tussen vast en mobiel voorwerp is een positie-meetsysteem van belang, ook bij onbemande voertuigen kan een dergelijk systeem van nut zijn. Een voorbeeld daarvan is een intelligent onbemand voertuigsysteem, dat navigeert over een raster van markeer-elementen in een vloer. Nauwkeurige meting van de relatieve positie van de markeerelementen t.o.v. het voertuig maakt het mogelijk dat het voertuig nauwkeurig en betrouwbaar een eerder geplande route kan uitvoeren.
Deze opsomming is niet uitputtend, er zijn tal van andere voorbeelden te geven waar het meten van een relatieve positie voordelen biedt.
Een contactloos locaal positie-meetsysteem, dat is gebaseerd op het detecteren en localiseren van een transponder, overeenkomstig de inrichting volgens de onderhavige uitvinding, is uit de praktijk bekend. Hierbij vangt een transponder magnetische energie op, die is uitgezonden door de primaire antenne van het meetsysteem. De technologie is gebaseerd op identificatie-systemen, zoals die door verschillende fabrikanten worden vervaardigd. Daarbij wordt een (passieve) transponder 'bekrachtigd' door een elektromagnetisch veld (radiofrequentie, orde 100 kHz) en doordat de transponder de veldsterkte op een gecodeerde wijze moduleert kan de transpondercode worden uitgelezen. Op deze wijze is het bijvoorbeeld mogelijk om goederen die gemerkt zijn met een transponder te identificeren. Een belangrijk voordeel van een transponder t.o.v. bv een barcode is het feit dat het uitlezen ongevoelig is voor vuil of slijtage. Ook kan er een redelijke afstand bestaan tussen transponder en leeseenheid (bv 1 m). Door toevoeging van meetspoelen aan het systeem werd een verdere ontwikkeling van de RF-transpondertechnologie gerealiseerd van identificeren naar localiseren. Daartoe wordt een gemodificeerde transponder gebruikt die is voorzien van een tweede spoel en een fre-quentiedeler, waardoor een signaal wordt 'teruggezonden' op een lagere frequentie die voldoende afwijkt van de primaire frequentie waarmee de zendantenne wordt gevoed. Als primaire frequentie wordt bijvoorbeeld 120 kHz gebruikt waarbij de transponder een signaal van 30 kHz terugzendt. Op deze wijze is het mogelijk om selectief middels filtering het 30 kHz signaal op te vangen in de meetspoelen zonder dat het signaal onbruikbaar wordt door het (veel sterkere) 120 kHz veld van de primaire antenne. Voor metingen in één dimensie (x) worden dan de door de transponder geïnduceerde spanningen over twee in tegenfase gekoppelde meetspoelen gebruikt als maat voor de relatieve positie van de transponder in de x-richting (zie fig. 1). Door een tweede set spoelen te gebruiken kan ook een y-meting worden verkregen.
Het grootste bezwaar van dit bekende systeem is de hoogteafhankelijkheid van de x- en y-metingen. Bij toenemende hoogte h tussen transponder en meet- en zendspoelen neemt de in de spoelen geïnduceerde spanning snel af. De verschilspanning tussen de meetspoelen, die een maat is voor de relatieve positie, neemt dus ook af. Naast het in de meetspoelen opgewekte meetsignaal wordt ook in een zendspoel een meetsignaal opgewekt door de transponder. Dit neemt ook af met toenemende hoogte, Door nu dit 'hoogte-signaal' als compensatie te gebruiken voor de versterking van de x- en y-signalen ('automatic gain control') kan de hoogteafhankelijkheid enigszins worden gereduceerd. Omdat het h-signaal en de x- en y-signalen echter niet op dezelfde wijze van h afhangen, zal de nauwkeurigheid van x en y bij grotere variaties in h beperkt blijven (zie fig. 2). Dit is een fundamentele beperking van het bestaande locali-seersysteem.
Bovendien is het hoogtesignaal niet constant bij vaste h, maar afhankelijk van x en y. Zoals fig. 2 aantoont, neemt de onnauwkeurigheid van de meetwaarde toe bij toename van de meetwaarde zelf, hetgeen het bruikbare bereik beperkt. Al deze eigenschappen van het bestaande localisatie-systeem maken dat correctie van de x- en y-meting d.m.v. de zgn. 'automatic gain control' middels een van de zendspoel afgeleid h-signaal niet echt geschikt is als meetsysteem, maar hooguit als globaal localiseersysteem met nauwkeurigheid van enkele centimeters.
De onderhavige uitvinding beoogt deze beperkingen te ondervangen door expliciet rekening te houden met de bovengenoemde niet-lineariteiten en afhankelijkheden en heeft daartoe als kenmerk dat men vanuit de eerste meetspoel een eerste meetsignaal (Ux) afleidt dat volgens een eerste stel bekende wetmatigheden Cf (x, hj”} afhankelijk is van de co-ordinaatafstand (x) en de transponderhoogte (h) , dat men uit de tweede meetspoel een tweede meetsignaal (Uh) afleidt dat volgens een tweede stel wetmatighedenCg (x, h)3 afhankelijk is van de coördinaatafstand (x) en transponderhoogte (h) en dat men, gebruikmakend van in één of meer geheugens opgeslagen ijktabellen waarin deze stellen wetmatigheden zijn vastgelegd uit de verkregen meetwaarden de coördinaataf stand (x) in het vlak afleidt.
Enige gunstige uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding zullen blijken uit de volgconclusies.
De onderhavige uitvinding zal nu voor de positiemeting in één richting nader worden toegelicht aan de hand van de bijgaande tekening. Hierin toont:
Fig. 1 een schematische weergave van de uit de praktijk bekende opstelling van een zendspoel en in tegenfase gekoppelde meetspoelen ten behoeve van de afstandmeting in één richting;
Fig. 2 grafisch het uit de praktijk bekende verband tussen de horizontale verplaatsing x en het volgens de configuratie uit fig. 1 aan de uitgang van de meetspoelen waargenomen meetsignaal Ux;
Fig. 3 grafisch het verband, voor verschillende trans-ponderhoogten, tussen de horizontale verplaatsing x en het aan de uitgang van de meetspoelen waargenomen meetsignaal en het aan de uitgang van de zendspoel waargenomen meetsignaal Cg(x,h)J;
Fig. 4 het eerste kwadrant uit fig. 3, waarin voorts schematisch de werkwijze volgens de uitvinding is toegelicht;
Fig. 5 een blokschema van een inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding; en
Fig. 6 een doorsnede van een van een metalen behuizing voorziene transponder.
In de navolgende toelichting wordt uitgegaan van de bekende in fig. 1 schematisch weergegeven configuratie. Hierin zijn te onderscheiden een zendspoel 1, meetspoelen 2a en 2b en een transponder 3.
Het positie-meetsysteem volgens de uitvinding gebruikt - evenals het bekende localisatiesysteem - twee signalen voor een 1-dimensionale plaatsbepaling (x-meting); de amplitude van het door de zendspoel 1 opgevangen meetsignaal en de amplitude van het meetsignaal op de meetspoelen 2 voor de x-richting. De amplitude Uh van het meetsignaal op de zendspoel 1 is in eerste benadering een maat voor de afstand (h) tussen deze spoel en transponder 3, terwijl evenzo de waarde van het signaal Ux op de meetspoelen 2 in eerste benadering een maat voor x is. In werkelijkheid is de afhankelijkheid van h niet gelijk voor Ux en Uh. Bovendien is Uh ook nog afhankelijk van x (dus geen constante bij gegeven h voor alle relevante waarden van x) . Ux en Uh zijn dus beide afhankelijk van zowel x als h:
Ux = f(x,h)
Uh = g(x,h)
Door de afhankelijkheid van x van Uh kan uit Uh niet direct h afgeleid worden. In dat geval zou het probleem reduceren tot invullen van h in f(x,h), waarna met Ux direct x te bepalen zou zijn. Maar, aangenomen dat f(x,h) en g(x,h) bekend zijn, is er nog steeds sprake van twee vergelijkingen met twee onbekenden, zodat het mogelijk moet zijn om x (en h) met behoorlijke nauwkeurigheid vast te stellen.
Fig. 3 toont dat f(x,h) bestaat uit een waaier van grafieken in het (x,U) vlak - er is immers voor elke h een bijpassende grafiek, f(x,hl), f(x,h2) etc. Al deze grafieken gaan - in theorie althans - door de oorsprong, omdat de meetantennes voor x=0 de waarde Ux=0 moeten geven ongeacht de waarde van h. Hoe kleiner h, des te steiler loopt de grafiek f(x). Op vergelijkbare wijze bestaat g(x,h) uit een verzameling grafieken in het (x,U) vlak. Hoe groter h, des te lager de grafiek g(x) ligt. Omdat een algebraïsche oplossing van het stelsel vergelijkingen niet mogelijk is, moet een numerieke methode gebruikt worden. Een methode wordt in het volgende beschreven aan de hand van fig. 4. Als uitgangspunt wordt gehanteerd dat er bijvoorbeeld vier krommen van f(x) opgemeten zijn, f(x,hl), ..., f(x,h4) en eveneens vier krommen g(x), nl g(x,hl), .., g(x,h4). Deze krommen zijn in tabelvorm opgeslagen in het geheugen van de microprocessor. Hierbij is hl=hmin, en h4=hmax, waarbij hmin en hmax de grenzen zijn waarbinnen de hoogte kan variëren. Bepaling van x(en h) aan de hand van twee gegeven meetwaarden Uh(=g(x,h)) en Ux (=f(x,h)) kan nu als volgt geschieden. Meetwaarde Uh levert m.b.v. de tabellen voor g(x,hmin) en g(x,hmax) een maximale en een minimale x op: resp. xmax en xmin. Daarbij correspondeert dus xmax met hmin, en xmin met hmax. Met behulp van de tabellen f(x,hmin) en f(x,hmax) kunnen nu de bij resp. de waarden xmax en xmin behorende functiewaarden worden bepaald. Deze zijn in het (x,U)-vlak van fig. 4 aangeduid met resp. verwijzingscijfer 4 en 5. De punten vormen de uiterste waarden van de oplossingsverzameling in het (x,U) vlak, gevormd door de combinaties (xmax, hmin) en (xmin, hmax). Tussenliggende x-waarden (met daarbijbehorende tussenliggende h-waarden) kunnen op overeenkomstige wijze bepaald worden door gebruik te maken van de tabellen g(x,h2) en g(x,h3) en vervolgens de gevonden x-waarden met f(x,h2) en f(x,h3) te combineren, die resp. met 6 en 7 zijn aangeduid. Op deze wijze zijn nu vier punten van de 'oplossingskromme' k(x,Uh), behorend bij de gemeten Uh, bepaald. De kromme kan nu bijvoorbeeld worden benaderd door een interpolatie van de orde n-1 als er n punten van de krommen zijn gevonden. De werkelijke x-waarde moet liggen op de gevonden kromme 8, maar moet tevens voldoen aan de meetwaarde Ux. Het snijpunt van de horizontale lijn U=Ux met de eerder gevonden kromme levert dus gezochte werkelijke x uit de verzameling van mogelijke x-waarden. Vervolgens kan, nu x bepaald is, d.m.v. een of andere interpolatiemethode h bepaald worden.
Deze methode kan uitgebreid worden voor het driedimensionale geval waarbij de opstelling wordt uitgebreid met meetspoelen voor de y-richting. Daarbij ontstaat een stelsel van drie vergelijkingen met drie onbekenden x, y en h.
Naast deze sofwarematige bepaling van de meetwaarden, die een veel grotere nauwkeurigheid geeft dan met het bestaande hardwarematige systeem mogelijk is, wordt ook het verkrijgen van de metingen (de data-acquisitie) essentieel verbeterd, terwijl de elektronica vereenvoudigd is. Het signaal behoeft nl niet meer te worden gelijkgericht en de fase-detectieschakeling die nodig was voor bepaling van het teken (van x- of y-waarde) komt te vervallen. Deze voordelen zijn het gevolg van het gebruik van de eigenschappen van Discrete Fourier sommen voor periodiek bemonsterde signalen ter bepaling van signaalamplituden U: N-1 U(kf) = y ' u(n) . exp(-j2ltnk/N) n=0
Het aantal samples u(n) en de sampletijd zijn zodanig aan de bekende meetfrequentie aangepast dat k=l in de bovenstaande formule. Omdat de frequentie bekend is, komt de meetmethode in wezen neer op een bepaling van de amplitude Uf) uit gewogen middeling van een aantal samples. Met deze methode wordt uit de samples naast de amplitude tevens de fase bepaald t.o.v. het begintijdstip van de meting. Afhankelijk van de gebruikte configuratie van meetspoelen is de fase al of niet van belang, maar hij is in ieder geval beschikbaar als resultaat van de amplitudebepaling d.m.v.
Fouriersommen. Een bijkomend voordeel van deze meetmethode is het feit dat de (gewogen) sommatie van een aantal meetwaarden automatisch de meetruis reduceert t.o.v. één enkele meting.
De onderhavige uitvinding kent naast de grotere nauwkeurigheid nog andere voordelen boven bestaande locali-satiesysternen. Een in fig. 5 weergegeven gunstige hardwareconfiguratie van een inrichting volgens de uitvinding is ten opzichte van de bekende localisatiesystemen vereenvoudigd doordat toepassing van een snelle A/D converter 9, microprocessor 10 en software de mogelijkheid heeft geschapen rechtstreeks het secundaire signaal te bemonsteren zonder dat gelijkrichting plaatsvindt. Verder vervalt de fase-detectieschakeling die het teken bepaalt van de meetwaarde in het bestaande systeem. In het bestaande systeem heeft de microcontroller slechts tot taak de kant-en klare meetwaarde op te vangen en te bufferen, en door te geven aan de besturing van voertuig of machine. Uitgangspunt van het systeem van de uitvinding is geweest het actief gebruiken van de mogelijkheden die door software worden geschapen, waardoor een systeem is ontstaan dat 'intelligent' met de meetwaarden om kan gaan. De belangrijkste voordelen daarvan zijn al hierboven besproken. Andere voorbeelden zijn eenvoudiger afregeling door toepassing van programmeerbare versterkers 11, waarmee automatisch (softwa-re-gestuurd) afregelen van de voorversterkers mogelijk wordt 'zelf-instellende' filters 12 om verloop t.g.v. fluctuaties in omgevingstemperatuur tegen te gaan: softwarematig wordt het filter zo afgesteld dat de overdracht maximaal is flexibiliteit: alle bovenbeschreven methoden van filtering, middeling, interpolatie, kunnen verder aangepast cq verfijnd worden wanneer daar behoeft aan bestaat of wanneer nieuwe inzichten daartoe aanleiding geven.
Door het gebruik van een andere transponder met andere eigenschappen dient het geheugen van de microprocessor van nieuwe, bij deze transponder behorende ijkkrommen te worden voorzien. Hetzelfde dient te geschieden, indien men een 'bekende' transponder van een metalen, bv. stalen behuizing voorziet (fig. 6), teneinde de invloeden van metaal in de nabije omgeving van de transponder op de meetresultaten zo gering mogelijk te doen zijn.
Naast de hier beschreven antenneconfiguratie (fig. 1) waarbij per richting een set meetspoelen wordt gebruikt zijn ook andere configuraties mogelijk. In plaats van twee in tegenfase gekoppelde spoelen kunnen ook twee losse \ meetspoelen per dimensie worden gebruikt. Met name voor vergroting van het bereik in een richting kan gebruik worden gemaakt van een array van losse meetspoelen, die één voor één worden afgetast via de analoge multiplexer 13 (fig. 5) . De karakteristieken van de meetwaarden Ux als functie van de afstand x hebben in het geval van een array van losse meetspoelen dezelfde vorm als die van g(x,h) uit fig. 3. Een belangrijk voordeel van losse spoelen is dat twee losse spoelen twee meetwaarden opleveren, Uxl(x,h) en Ux2(x,h), die meer informatie bevatten dan het gecombineerde verschilsignaal van de in tegenfase gekoppelde spoelen. Dit biedt de mogelijkheid om uit deze twee x-signalen zonder Uh(x,h) de transponderhoogte en (x) te bepalen. De betekenis van de fase van de signalen vervalt hierbij zodat deze niet bepaald hoeft te worden. Variatie van antennecon-figuraties met meetspoelen, die met het systeem van de uitvinding realiseerbaar worden, en die daarmee meting van meer onbekenden (x,y,h, transponderoriëntaties, temperatuur, rendement an transponder) mogelijk maken doordat er meer vergelijkingen beschikbaar zijn, kunnen op basis van het bovenstaande eenvoudig worden afgeleid.

Claims (15)

1. Werkwijze voor het bepalen van een coördinaat (x) in een vlak van de afstand tussen enerzijds een transponder, welke op een bepaalde hoogte (h) boven dit vlak is gelegen, met straling met een primaire frequentie (fp) wordt bestraald en in responsie daarop straling met een secundaire frequentie (fs) uitzendt, en anderzijds een in dit vlak gelegen lichaam, samenwerkend met een frequentiebron en zendspoel voor de primaire frequentie (fp) en dat ten minste een met het lichaam verbonden eerste meetspoel en een op vaste afstand daarvan opgestelde tweede meetspoel voor de secundaire frequentie (fs) draagt, met het kenmerk, dat men vanuit de eerste meetspoel een eerste meetsignaal (Ux) afleidt dat volgens een eerste stel bekende wetmatigheden [f (x, h)3 afhankelijk is van de coördinaatafstand (x) en de transponderhoogte (h), dat men uit de tweede meetspoel een tweede meetsignaal (Uh) afleidt dat volgens een tweede stel wetmatigheden Cg (x, h)3 afhankelijk is van de coördinaatafstand (x) en transponderhoogte (h) en dat men, gebruikmakend van in één of meer geheugens opgeslagen ijktabellen waarin deze stellen wetmatigheden zijn vastgelegd uit de verkregen meetwaarden de coördinaatafstand (x) in het vlak afleidt.
2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat men eveneens de transponderhoogte (h) afleidt.
3. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat men, uitgaande van het tweede meetsignaal (Uh), voor elke met een ijktabel overeenkomende waarde van de transponderhoogte (h) , uit de bij de betreffende waarde (h) behorende ijktabel van lg(x,h)3 / de bij deze waarde (h) behorende waarde van de afstand (x) bepaalt, dat men vervolgens de bij deze combinaties van waarden voor (x) en (h) behorende waarden van £,f(x,h)l uit de betreffende ijktabellen bepaalt, dat men, uitgaande van de gevonden waarden van [f (x,h)3 , door middel van interpolatie een kromme ^k(x,Uh^] bepaalt, welke behoort bij het betreffende tweede meetsig-naal (Uh) , en dat men uit de aldus gevonden kromme voor de waarde (Ux) van jjc(x,Uh)3 de bijbehorende waarde van x afleidt.
4. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat men n waarden van £k(x,Uh)3 bepaalt en ten behoeve van de interpolatie tussen deze waarden van ^k(x,Uh)3, ter bepaling van de kromme voor x, Uh)], een interpolatie van de orde n-1 uitvoert.
5. Werkwijze volgens conclusies 2-4, met het kenmerk, dat men, uitgaande van de reeds bepaalde afstand (x) en de meetwaarde (Uh) door interpolatie in de ijktabellen voor [g(x,h)J de transponderhoogte (h) afleidt.
6. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk,dat men uitgaande van de gevonden afstand (x), m waarden van [g( x,h)] uit de betreffende ijktabellen af leidt, en dat men ten behoeve van de interpolatie tussen de waarden (h) een interpolatie van de orde m-1 uitvoert.
7. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat men de amplituden van (Ux) en (Uh) door middel van Fouriersommen bepaalt.
8. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat men eveneens een afstandbepaling in een tweede richting (y) verricht op basis van een derde meetsignaal (Uy).
9. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de eerste en tweede meetspoel in tegenfase zijn gekoppeld, van waaruit men het eerste meetsignaal (Ux) afleidt, en dat men de zendspoel van de primaire frequentie (fp) gebruikt als meetspoel voor de secundaire frequentie (fs), waaruit men het tweede meetsignaal (Uh) afleidt.
10. Inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens conclusies 1-9, omvattende een transponder, die met een straling met primaire frequentie (fp) bestraald in responsie daarop een straling met een secundaire frequentie (fs) uitzendt, een lichaam met een frequentiebron en zendspoel voor het uitzenden van straling met de primaire frequentie (fp) en ten minste een met het lichaam verbonden eerste meetspoel en een op een vaste afstand daarvan opgestelde tweede meetspoel voor de secundaire frequentie (fs), waarbij het lichaam voorts banddoorlaatfilters, versterkers, een multiplexer, een analoog-digitaalomzetter, en een centraal verwerkingsorgaan met geheugen omvat, waarbij de eerste meetspoel en de tweede meetspoel elk zijn verbonden met een banddoorlaatfilter, welke filters uit de ontvangen straling een smalle om de secundaire frequentie gelegen frequentieband doorlaten, en zijn verbonden met de ingangen van versterkers, waarvan de uitgangen zijn gekoppeld aan de ingangen van een multiplexer, waarbij het uitgangssignaal van de multiplexer als ingangssignaal van de analoog-digitaalomzetter fungeert, waarvan de digitale uitgangssignalen aan de ingangen van de centrale verwerkingseenheid worden toegevoerd.
11. Inrichting volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de versterkers programmeerbaar zijn en ingangen bezitten die met de centrale verwerkingseenheid zijn verbonden teneinde door de centrale verwerkingseenheid gestuurd de voorversterkers af te kunnen regelen.
12. Inrichting volgens conclusie 10 of 11, met het kenmerk, dat de filters voorts een ingang bezitten die met de centrale verwerkingseenheid is verbonden, teneinde door de centrale verwerkingseenheid zodanig te kunnen worden ingesteld dat de overdracht van het filter maximaal is.
13. Inrichting volgens één van de conclusies 10-12, met het kenmerk, dat de primaire frequentie en de secundaire frequentie een frequentiebereik hebben van resp. 100-140 kHz en 20-40 kHz.
14. Inrichting volgens één van de conclusies 10-13 voor het uitvoeren van de werkwijze volgens conclusies 1-9, met het kenmerk, dat het lichaam een derde meetspoel voor de meting van (Uy) draagt, die zodanig is aangebracht dat deze een hoek maakt ten opzichte van de eerst meetspoel voor de meting van (Ux).
15. Inrichting volgens één van de conclusies 10-14, met het kenmerk, dat de eerste en tweede meetspoel in tegenfase zijn gekoppeld en dat de zendspoel voor de straling met primaire frequentie (fp) tevens als meetspoel voor de secundaire frequentie (fs) fungeert.
NL9101615A 1991-09-24 1991-09-24 Positiemeting met radio-frequente transponders. NL9101615A (nl)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL9101615A NL9101615A (nl) 1991-09-24 1991-09-24 Positiemeting met radio-frequente transponders.
PCT/NL1992/000163 WO1993006433A1 (en) 1991-09-24 1992-09-24 Position measurement by radio frequency transponders
AU26688/92A AU2668892A (en) 1991-09-24 1992-09-24 Position measurement by radio frequency transponders

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL9101615A NL9101615A (nl) 1991-09-24 1991-09-24 Positiemeting met radio-frequente transponders.
NL9101615 1991-09-24

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL9101615A true NL9101615A (nl) 1993-04-16

Family

ID=19859740

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL9101615A NL9101615A (nl) 1991-09-24 1991-09-24 Positiemeting met radio-frequente transponders.

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU2668892A (nl)
NL (1) NL9101615A (nl)
WO (1) WO1993006433A1 (nl)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2278199B (en) * 1993-05-08 1997-07-23 Roke Manor Research Improvements in or relating to conductive object detectors
AU1102795A (en) * 1993-11-26 1995-06-13 Magellan Technology Pty Limited Location apparatus and method
GB0201465D0 (en) * 2002-01-23 2002-03-13 Roke Manor Research Pre-mri metal detector
GB2395627B (en) * 2002-11-21 2006-05-10 Hewlett Packard Co Detector
US7977936B2 (en) * 2008-10-16 2011-07-12 Hamilton Sundstrand Corporation Resolver interface and signal conditioner

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2133660B (en) * 1982-11-09 1986-07-30 Tag Radionics Ltd Transponder detection systems
US4642786A (en) * 1984-05-25 1987-02-10 Position Orientation Systems, Ltd. Method and apparatus for position and orientation measurement using a magnetic field and retransmission

Also Published As

Publication number Publication date
WO1993006433A1 (en) 1993-04-01
AU2668892A (en) 1993-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5619207A (en) Highly accurate RE-ID positioning system
US10542219B2 (en) Information collecting apparatus, information collecting system and information collecting method
US9704002B2 (en) Utilization of motion and spatial identification in RFID systems
AU753607B2 (en) Detection of metal disturbance
CA2382032C (en) Method and apparatus for detecting the position of a vehicle in a predetermined area
US20090015380A1 (en) Reading out of information using an optoelectronic sensor and an RFID reader
JPH085731A (ja) Rf−idトランスポンダの位置の決定
US20100182133A1 (en) Reader/writer and article sorting system
EP3904188B1 (en) Travel control method for vehicle and vehicle control system
JPS6394185A (ja) 電磁波式識別位置決め装置
EP3508822B1 (en) Learning system and learning method for vehicle
KR20150103048A (ko) 패시브 인터로게이터를 갖는 액티브 rfid 태그
WO2011095244A1 (de) Mobiles lesegerät und verfahren zum auffinden eines mit einem aktiven transponder markierten objekts
NL9101615A (nl) Positiemeting met radio-frequente transponders.
CN103679087B (zh) 基于射频技术的定位方法
CN109190426A (zh) 一种基于rfid的图书自动检测和定位方法
CN104350358A (zh) 表面形状测定方法及表面形状测定装置
CN107357290A (zh) 一种基于磁导航机器人行走***
US10585162B2 (en) Position determination apparatus
EP2533173B1 (en) Method for determining the location of a moving RFID tag
US20180039802A1 (en) RFID Apparatus for Communicating with RFID Transponders and Method of Associating RFID Transponders
EP2778713A1 (en) Utilization of motion and spatial identification in rfid systems
JP6789144B2 (ja) 物品位置管理システム
JP2014052196A (ja) 移動経路検出方法および移動経路検出システム
EP3824768A1 (en) Wireless tag reading device and wireless tag information processing system

Legal Events

Date Code Title Description
A1B A search report has been drawn up
BV The patent application has lapsed