EP1537439B1

System and method for near-field electromagnetic ranging

Abstract

A system for measuring distance between a first locus and a second locus includes: (a) at least one beacon device; a respective beacon device of the at least one beacon device being situated at the first locus and transmitting a respective electromagnetic signal; and (b) at least one locator device; a respective locator device of the at least one locator device being situated at the second locus and receiving the respective electromagnetic signal. The respective locator device is situated at a distance from the respective beacon device within near-field range of the respective electromagnetic signal. The respective locator device distinguishes at least two characteristics of the respective electromagnetic signal. The respective locator device employs the at least two characteristics to effect the measuring.

EP1537439B1, drawing sheet 1
Sheet 1 of 27

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Expired 30 July 2023, 3.2 years ago.

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12 claims: 12 independent, 0 dependent

  1. 1
    A system (500) for measuring the distance between a first locus and a second locus, the system comprising:a beacon device (510) situated at said first locus, for transmitting a individual electromagnetic signal (515);anda locator device (520) situated at said second locus for receiving said individual electromagnetic signal (515), said locator device (520) being situated at a distance from said beacon device (510) within the near-field range of said individual electromagnetic signal (515);andsaid locator device (520) being arranged to distinguish two characteristics of said individual electromagnetic signal (515) sensed at said locus;characterized by: said locator device (520) being arranged to compare said two characteristics of said individual electromagnetic signal (515) to effect said measuring. System (500) zum Messen des Abstands zwischen einem ersten geometrischen Ort und einem zweiten geometrischen Ort, wobei das System folgendes aufweist: eine Funkfeuervorrichtung (510), die beim ersten geometrischen Ort angeordnet ist, zum Senden eine individuellen elektromagnetischen Signals (515);undeine Ortungsvorrichtung (520), die beim zweiten geometrischen Ort angeordnet ist, zum Empfangen des individuellen elektromagnetischen Signals (515), wobei die Ortungsvorrichtung (520) mit einem Abstand von der Funkfeuervorrichtung (510) innerhalb des Nahfeldbereichs des individuellen elektromagnetischen Signals (515) angeordnet ist;undwobei die Ortungsvorrichtung (520) angeordnet und eingerichtet ist, um zwei Charakteristiken des beim geometrischen Ort erfassten individuellen elektromagnetischen Signals (515) zu unterscheiden;dadurch gekennzeichnet, dassdie Ortungsvorrichtung (520) angeordnet und eingerichtet ist, um die zwei Charakteristiken des individuellen elektromagnetischen Signals (515) zu vergleichen, um die Messung zu bewirken. Système (500) destiné à mesurer la distance entre un premier lieu et un second lieu, le système comportant : un dispositif à répondeur (510) situé audit premier lieu, pour l'émission d'un signal électromagnétique individuel (515) ;etun dispositif à localisateur (520) situé audit second lieu pour la réception dudit signal électromagnétique individuel (515), ledit dispositif à localisateur (520) étant situé à une distance dudit dispositif à répondeur (510) dans la zone de champ proche dudit signal électromagnétique individuel (515) ;etledit dispositif à localisateur (520) étant agencé de façon à distinguer deux caractéristiques dudit signal électromagnétique individuel (515) capté audit lieu;caractérisé en ce que ledit dispositif à localisateur (520) est agencé pour comparer lesdites deux caractéristiques dudit signal électromagnétique individuel (515) afin d'effectuer ladite mesure.
  2. 2
    A system (500) according to claim 1 in which the comparison is the difference between said two characteristics of said electromagnetic signal (515). System (500) nach Anspruch 1, wobei der Vergleich der Unterschied zwischen den zwei Charakteristiken des elektromagnetischen Signals (515) ist. Système (500) selon la revendication 1, dans lequel la comparaison est la différence entre lesdites deux caractéristiques dudit signal électromagnétique individuel (515).
  3. 3
    A system (500) according to claim 2 in which said two characteristics are a first signal characteristic proportional to a magnetic field component of said electromagnetic signal (515), and a second signal characteristic proportional to an electric field component of said electromagnetic signal (515). System (500) nach Anspruch 2, wobei die zwei Charakteristiken eine erste Signalcharakteristik proportional zu einer Komponente eines magnetischen Felds des elektromagnetischen Signals (515) und eine zweite Signalcharakteristik proportional zu einer Komponente eines elektrischen Felds des elektromagnetischen Signals (515) sind. Système (500) selon la revendication 2, dans lequel lesdites deux caractéristiques sont une première caractéristique de signal proportionnelle à une composante de champ magnétique dudit signal électromagnétique individuel (515), et une seconde caractéristique de signal proportionnelle à une composante de champ électrique dudit signal électromagnétique individuel (515).
  4. 4
    A system according to claim 3 wherein said locator device (520) is arranged to effect said measuring by measuring a phase difference between said magnetic field component and said electric field component of said electromagnetic signal (515) and employing said phase difference to determine said distance. System nach Anspruch 3, wobei die Ortungsvorrichtung (520) angeordnet und eingerichtet ist, um die Messung durch Messen einer Phasendifferenz zwischen der Komponente des magnetischen Felds und der Komponente des elektrischen Felds des elektromagnetischen Signals (515) und durch Verwenden der Phasendifferenz zum Bestimmen des Abstands zu bewirken. Système selon la revendication 3, dans lequel ledit dispositif à localisateur (520) est agencé de façon à effectuer ladite mesure en mesurant une différence de phase entre ladite composante de champ magnétique et ladite composante de champ électrique dudit signal électromagnétique (515) et en utilisant ladite différence de phase pour déterminer ladite distance.
  5. 5
    A system according to claims 1 to 3 wherein said beacon device (710) and said locator device (720) are coupled in a unitary assembly (700). System nach den Ansprüchen 1 bis 3, wobei die Funkfeuervorrichtung (710) und die Ortungsvorrichtung (720) in einer Einheitsanordnung (700) gekoppelt sind. Système selon les revendications 1 à 3, dans lequel ledit dispositif à répondeur (710) et ledit dispositif à localisateur (720) sont couplés dans un ensemble monobloc (700).
  6. 6
    A system according to any preceding claim in which said beacon device is arranged to transmit said electromagnetic signal (1617) in response to receiving an interrogating signal (1616) from said locator device (1620). System nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Funkfeuervorrichtung angeordnet und eingerichtet ist, um das elektromagnetische Signal (1617) in Reaktion auf ein Empfangen eines Abfragesignals (1616) von der Ortungsvorrichtung (1620) zu senden. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel dispositif à répondeur est agencé pour émettre ledit signal électromagnétique (1617) en réponse à la réception d'un signal d'interrogation (1616) provenant dudit dispositif à localisateur (1620).
  7. 7
    A system (1400) according to any preceding claim including at least n locator devices (1420, 1422, 1424, 1426) for effecting said measuring to said beacon device (1410) for ascertaining the location of said beacon device (1410) in n dimensions. System (1400) nach einem der vorangehenden Ansprüche, das wenigstens n Ortungsvorrichtungen (1420, 1422, 1424, 1426) zum Bewirken der Messung zu der Funkfeuervorrichtung (1410) zum Feststellen der Lokalisierung der Funkfeuervorrichtung (1410) in n Dimensionen enthält. Système (1400) selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant au moins n dispositifs à localisateurs (1420, 1422, 1424, 1426) destinés à effectuer ladite mesure sur ledit dispositif à répondeur (1410) pour établir la localisation dudit dispositif à répondeur (1410) dans n dimensions.
  8. 8
    A method of measuring the distance between a first locus and a second locus; the method comprising the steps of:transmitting individual electromagnetic signal (515) from said first locus;receiving said individual electromagnetic signal (515) at said second locus, said second locus being at a distance from the first locus within the near Held range of said individual electromagnetic signal (515);detecting a first characteristic of said individual electromagnetic signal (515) at said second locus;detecting a second characteristic of said individual electromagnetic signal (515) at said second locus, characterized by: comparing said first and second characteristics of said electromagnetic signal (515) to effect said measuring. Procédé de mesure de la distance entre un premier lieu et un second lieu ;le procédé comprenant les étapes qui consistent : à émettre un signal électromagnétique individuel (515) depuis ledit premier lieu ;à recevoir ledit signal électromagnétique individuel (515) audit second lieu, ledit second lieu étant à une distance du premier lieu dans la zone de champ proche dudit signal électromagnétique individuel (515) ;à détecter une première caractéristique dudit signal électromagnétique individuel (515) audit second lieu ;à détecter une seconde caractéristique dudit signal électromagnétique individuel (515) audit second lieu ;caractérisé par : la comparaison desdites première et seconde caractéristiques dudit signal électromagnétique individuel (515) pour effectuer ladite mesure. Verfahren zum Messen des Abstands zwischen einem ersten geometrischen Ort und einem zweiten geometrischen Ort;wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Senden eines individuellen elektromagnetischen Signals (515) vom ersten geometrischen Ort;Empfangen des individuellen elektromagnetischen Signals (515) beim zweiten geometrischen Ort, wobei der zweite geometrische Ort mit einem Abstand vom ersten geometrischen Ort innerhalb des Nahfeldbereichs des individuellen elektromagnetischen Signals (515) ist;Erfassen einer ersten Charakteristik des individuellen elektromagnetischen Signals (515) beim zweiten geometrischen Ort;Erfassen einer zweiten Charakteristik des individuellen elektromagnetischen Signals (515) beim zweiten geometrischen Ort;gekennzeichnet durchVergleichen der ersten und der zweiten Charakteristik des elektromagnetischen Signals (515), um die Messung zu bewirken.
  9. 9
    A method according to clam 8 in which the difference between said first and second characteristics is measured in said comparison step. Procédé selon la revendication 8, dans lequel la différence entre lesdites première et seconde caractéristiques est mesurée dans ladite étape de comparaison. Verfahren nach Anspruch 8, wobei im Vergleichsschritt der Unterschied zwischen der ersten und der zweiten Charakteristik gemessen wird.
  10. 10
    A method according to claim 8 in which said first characteristic is a signal proportional to a magnetic field component of said electromagnetic signal (515);and said second characteristic is a signal proportional to an electric field component of said electromagnetic signal (515). Procédé selon la revendication 8, dans lequel ladite première caractéristique est un signal proportionnel à une composante de champ magnétique dudit signal électromagnétique (515) ;et ladite seconde caractéristique est un signal proportionnel à une composante de champ électrique dudit signal électromagnétique (515). Verfahren nach Anspruch 8, wobei die erste Charakteristik ein Signal proportional zu einer Komponente eines magnetischen Felds des elektromagnetischen Signals (515) ist;und die zweite Charakteristik ein Signal proportional zu einer Komponente eines elektrischen Felds des elektromagnetischen Signals (515) ist.
  11. 11
    A method according to claim 10 in which the difference between the first and second characteristics is a phase difference between said magnetic field component and said electric field component. Procédé selon la revendication 10, dans lequel la différence entre les première et seconde caractéristiques est une différence de phase entre ladite composante de champ magnétique et ladite composante de champ électrique. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Unterschied zwischen der ersten und der zweiten Charakteristik eine Phasendifferenz zwischen der Komponente des magnetischen Felds und der Komponente des elektrischen Felds ist.
  12. 12
    A method according to any of claims 7 to 9 in which the electromagnetic signal (1617) is transmitted in response to receiving an interrogating signal (1616). Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, dans lequel le signal électromagnétique (1617) est émis en réponse à la réception d'un signal d'interrogation (1616). Verfahren einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei das elektromagnetische Signal (1617) in Reaktion auf ein Empfangen eines Abfragesignals (1616) gesendet wird.