专利名称：3d红外线讯号源追踪装置的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种3D红外线讯号源追踪装置，特别是指一种利用3D红外线讯号 源追踪装置以侦测讯号源的水平方位角、仰角及距离的三个维度位置资讯。
背景技术：
在许多应用中，确认通讯中装置的彼此位置是相当重要的，目前常见的无线通讯 装置，无论是射频讯号或是红外线的通讯系统，在通讯的同时并无法对讯号来源的方位做 侦测的机制，此时，全球定位系统(GPS)的接收机就经常被使用，然而在近距离的应用场 合，GPS的位置无法十分精确且GPS的资料更新速率过慢，在车用或室内环境，往往无法发 挥GPS的功能。而一般常见的近距离感知器通过发射讯号及侦测反射讯号来辨识前方物 体，如超音波、雷达与雷射装置，然而此类距离感知器无法独立判别障碍物的方位，因此需 要在各个角度提高安装的密度以涵盖所要侦测的范围。由此可见，上述现有方式仍有诸多缺失，实非良好的设计，而亟待加以改良。

发明内容
本发明的目的即在于提供一种使用红外线通讯的同时，经由分析接收讯号以侦测 出红外线通讯装置的位置。因此，应用服务可以通讯装置的位置做为辅助资讯提供目前持 有的人员或搭载的车辆的适地性(Location-based)服务。此外，因为通讯装置可确认彼此 间的所在位置，因此在相同的通讯距离时，发射功率可以降低；或在相通的发射功率时，通 过讯号发射的方向角度控制，可以有更远的通讯距离。为实现上述发明目的，本发明采取了以下技术方案一种3D红外线讯号源追踪装置，包括2D红外线讯号源追踪装置，其输出为红外线讯号源所在位置的两个维度的位置资 讯，其包含水平方位角与垂直仰角；2D红外线讯号源追踪装置，其与前一个2D红外线讯号源追踪装置并列，并维持侧 向距离W，其输出亦为红外线讯号源所在位置的两个维度的位置资讯；及微处理器，其依据两个2D红外线讯号源追踪装置的输出，计算出红外线讯号源所 在位置的三个维度的位置资讯。本发明所提供的3D红外线讯号源追踪装置，与其他现有技术相互比较时，更具有 下列优点1.本发明可采用红外线通讯技术的讯号接收装置来加以实现，可以快速地整合通 讯资料与讯号源定位资讯。2.本发明可侦测讯号源在空间中的三个维度的位置资讯，除了可以提供以地点导 向的应用服务，亦可运用于通讯装置的发射讯号的角度与强度控制，除了通讯装置可以更 省电、通讯距离可以更远，且发射讯号因角度较小，通讯装置间的讯号干扰将会降低。


请参阅以下有关本发明较佳实施例的详细说明及其附图，将可进一步了解本发明 的技术内容及其目的功效；有关该实施例的附图为图1为本发明的3D红外线讯号源追踪方法示意图；图2为2D红外线讯号源追踪装置的红外线讯号接收模块的组成结构；图3为2D红外线讯号源追踪装置的电路架构；图4为ID红外线讯号源追踪装置的红外线讯号接收模块的组成结构；图5为ID红外线讯号源追踪装置的电路架构；图6为本发明的3D红外线讯号源追踪装置的电路架构一；图7为本发明的3D红外线讯号源追踪装置的电路架构二。附图标记31_33、红外线讯号接收模块；34-36、类比/数字讯号转换器；37、微处 理器；51-52、红外线讯号接收模块；53-54、类比/数字讯号转换器；55、微处理器；61-62、 2D红外线讯号源追踪装置；63、微处理器；71、第一组2D红外线讯号源追踪装置的红外线讯 号源追踪装置；72、第一组2D红外线讯号源追踪装置的类比/数字讯号转换器；73、第二组 2D红外线讯号源追踪装置的红外线讯号源追踪装置；74、第二组2D红外线讯号源追踪装置 的类比/数字讯号转换器；75、微处理器。
具体实施例方式请参阅图1所示，为本发明的3D红外线讯号源追踪方法的示意图，达成上述发明 目的的3D红外线讯号源追踪方法，使用两个2D红外线讯号源追踪装置，分别位于图Iy轴 上的O1与O2，两个2D红外线讯号源追踪装置的侦测方向均平行χ轴且两者间的距离为W。2D红外线讯号追踪装置的组成，可由方法(一)由三个红外线讯号接收模块以夹 角α所组成如图2所示的立体结构，而位于Ps的红外线讯号源可由此三个红外线讯号接 收模块的输出电器讯号振福，以二维的方式表示其水平方位角…与垂直仰角9S: ψ8 = tan"
λ/3 cot α
r\
V2~V3
V1 + V2 + V3 θ8 二 tan
-ι
cot or
2 ·ν, -V2 -V3 V1 + V2 + V3
(1)
(2)其中，Vl、V2与V3分别为红外线讯号接收模块1、2及3的输出电气讯号振福。硬 件实现时所对应的电路架构如图3所示，红外线讯号接收模块31-33的模拟输出讯号，经由 三个模拟/数字讯号转换器(Analog-to-Digital Converter) 34-36转换成数字数值，再经 由微处理器依据公式(1)与(2)计算出红外线讯号源所在位置的水平方位角Vs与垂直仰
角 ^so2D红外线讯号追踪装置亦可由方法(二)由两个分别侦测红外线讯号源的水平 方位角与垂直仰角的ID红外线讯号源追踪装置所组成，该ID红外线讯号源追踪装置是由 两个红外线讯号接收模块以夹角α的方式所并列组成的立体结构，如图4所示。而位于Ps 的红外线讯号源可由此二个红外线讯号接收模块的输出电器讯号振福，以一维的方式表示 其入射角
权利要求
一种3D红外线讯号源追踪装置，其特征在于，包括2D红外线讯号源追踪装置，其输出为红外线讯号源所在位置的两个维度的位置资讯，其包含水平方位角与垂直仰角；2D红外线讯号源追踪装置，其与前一个2D红外线讯号源追踪装置并列，并维持侧向距离W，其输出亦为红外线讯号源所在位置的两个维度的位置资讯；及微处理器，其依据两个2D红外线讯号源追踪装置的输出，计算出红外线讯号源所在位置的三个维度的位置资讯。
2.如权利要求1所述的3D红外线讯号源追踪装置，其特征在于，所述输出以球面座标 系统的(Vs，θ s, Ls)表示，其中Vs为水平方位角、θ s为垂直仰角与Ls为追踪装置与讯号 源间的直线距离，或以卡式座标系统的(xs，ys，zs)表示，其中xs为纵向距离、ys为侧向距 离、zs为垂直距离。
3.如权利要求1所述的3D红外线讯号源追踪装置，其特征在于，所述2D红外线讯号源 追踪装置是由多个红外线讯号接收模块以立体结构所组成，该红外线讯号接收模块的输出 讯号亦可做为通讯使用。
全文摘要
本发明公开了一种3D红外线讯号源追踪装置，其能提供表示立体空间所需的三个维度的位置资讯，该装置是利用两个2D红外线讯号源追踪装置所构成，该2D红外线讯号源追踪装置仅能提供红外线通讯系统讯号源的两个维度的位置资讯，包含水平方位角与垂直仰角。将两个2D红外线讯号源追踪装置并列建构成3D讯号源追踪装置，再由微处理器分析两个2D红外线讯号源追踪装置的输出角度差，可得到3D红外线讯号源追踪装置原点与讯号发射源间的距离。
文档编号G01S5/16GK101943750SQ20101026374
公开日2011年1月12日 申请日期2010年8月18日 优先权日2010年8月18日
发明者吕柏文 申请人:中华电信股份有限公司