專利名稱：用于定位塔吊上的負載的rfid的制作方法
用于定位塔吊上的負載的RFID技術領域
本發明大體涉及一種RFID，具體地，涉及一種用于定位塔吊上的負載的RFID。
背景技術：
塔吊被用在許多不同應用中。例如，在建筑現場，塔吊被用于將大和/或重的物體從某一位置搬運到另一處。發明內容
本發明至少主要公開了以下內容:公開了射頻識別(RFID)塔吊負載定位器。一個實例包括至少四個RFID部件，以在該至少四個RFID部件之間提供RFID距離測量。此外，負載位置確定器利用RFID距離測量結果來確定負載的位置。負載信息生成器提供適于用戶后續訪問的負載位置信息。


附圖被并入本申請且構成其一部分，以與說明書一起示例性說明并用于解釋實施方式的原理。除非注明，否則涉及本說明書的附圖不應被理解為按比例繪成。
圖1A是根據本技術的一實施方式的采用單個RFID讀取器來確定負載位置的RFID塔吊負載定位系統的圖示。
圖1B是根據本技術的一實施方式的采用兩個RFID讀取器來確定負載位置的RFID塔吊負載定位系統的圖示。
圖1C是根據本技術的一實施方式的采用三個RFID讀取器來確定負載位置的RFID塔吊負載定位系統的圖示。
圖2是根據本技術的一實施方式的RFID塔吊負載定位系統的框圖。
圖3是根據本技術的一實施方式的利用RFID來定位塔吊的負載的方法的流程圖。
圖4是根據本技術的一實施方式的利用RFID來定位塔吊的負載的方法的流程圖。
圖5是其上可實施本技術的實施方式的計算機系統實例的框圖。
圖6是可根據本技術的一實施方式來使用的全球導航衛星系統(GNSS)接收器實例的框圖。
具體實施方式
現將對本技術的各種實施方式進行詳細介紹，并在附圖中示出其實例。盡管將結合這些實施方式對本技術進行描述，但需要理解的是，這并不意味著將本技術限定于這些實施方式。相反，本技術意于涵蓋包括在由所附權利要求限定的本技術的思想和范圍內的變更、修改以及等價物。而且，在下文對本技術的描述中，為提供對本技術的全面理解，還對許多具體細節作了敘述。在其他實例中，對眾所周知的方法、過程、部件以及電路未作詳細描述，從而不給本技術的各方面造成不必要的模糊。
除非具體指出，否則從以下討論顯而易見地是，需要理解的是，在對本實施方式的通篇描述中，利用諸如“接收”、“存儲”、“產生”、“傳送”以及“推斷”等術語的討論，均涉及計算機系統或類似電子計算裝置的操作和處理。計算機系統或類似電子計算裝置操縱并轉換在計算機系統的寄存器內被表示為物理(電學)量的數據，且在計算機系統內存或寄存器或其他這種信息存儲、傳送或顯示的裝置內存入同樣被表示為物理量的其他數據。例如，本技術的實施方式也能夠很好地適于諸如移動通信裝置的其他計算機系統。
綜述
本發明的實施方式能夠確定塔吊的負載的位置。在下面的討論中，負載位置是指負載的實際或物理位置。在一實施方式中，負載位置相對于塔吊的一部分(諸如但不限于，底座、支架、操控室等)的相關位置來定義。此外，例如，負載位置信息被以用戶可訪問格式提供在諸如圖形用戶界面的用戶界面上。
通過在用戶界面上提供負載位置信息，本技術的實施方式能夠更安全且更有效地操作塔吊。這使得操作成本降低，并提高了安全性。例如，可將負載位置信息顯示給塔吊操作員看，從而允許操作員精確監測并控制負載位置。而且，該信息也可被傳送至其他用戶，包括項目經理、領班等。在此種方式中，能獲得其他層次的操作可視化以及塔吊的安全性。
現參照圖1A，示出了包括用于確定負載位置的RFID塔吊負載定位器系統的塔吊100的圖示。通常，RFID可涉及許多不同的RFID傳輸方法，包括但不限于，低頻(LF)、高頻(HF)、超高頻(UHF)以及超寬帶(UWB)。
塔吊100包括底座104、支架102以及懸臂(例如，工作臂)110。支架102可被固定在底座104上，或者可關于底座104旋轉。底座104可被螺栓固定在支撐吊車的混凝土臺上，或可被安裝在可移動平臺上。在一實施方式中，操作員130位于包括用戶界面137的操控室106中。
塔吊100還包括可在懸臂110上在操控室106與懸臂110的端部之間來回移動的臺車(trolley) 114。纜繩116將鉤122和鉤座(hook block) 120耦接至臺車114。平衡錘108在懸臂110上的與臺車114相反的一側上，以平衡吊車部件與被吊物體(下文中稱作負載118)的重量。
在圖1A所示的一實施方式中，塔吊100還包括RFID讀取器126和多個RFID標簽124。在一實施方式中，RFID讀取器126用電池供電，且可具有可再充電特性，其中包括太陽能充電性能。在另一實施方式中，RFID讀取器126與塔吊100用電線連接。
在圖1A中，RFID讀取器126被示出在臺車114上，而且RFID標簽124被安置在鉤座120、操控室106和負載118處。然而，在其他實施方式中，RFID讀取器126可被安置在不同位置，而且RFID標簽124也將被隨之調整。例如，若RFID讀取器126被安置在鉤座120處，則RFID標簽124可被安置在臺車114和操控室106處。在另一實例中，若RFID讀取器126被安置在操控室106處，則RFID標簽124可被安置在臺車114和鉤座120處。在又一實施方式中，例如，可存在大量被安置在塔吊100上和其他地方(例如，負載118上)的不同位置處的RFID標簽124。
塔吊100還包括懸臂方向確定器128。通常，懸臂方向確定器128確定懸臂110朝向的方向。在各種實施方式中，懸臂方向確定器128可以是羅盤、航向指不器(headingindicator)、偏離已知位置的衛星導航位置接收器、利用被安置在沿著懸臂的不同點處的兩個天線的衛星導航位置接收器、被安置在沿著懸臂的不同點處的至少兩個衛星導航位置裝置，或它們的組合。在一實施方式中，如圖1C所示，未使用懸臂方向確定器。
圖1A還包括與鉤座120耦接的擺動確定器133。在一實施方式中，擺動確定器133可以是加速度計、陀螺儀、GNSS和攝像機等。通常，擺動確定器133被用于確定負載118的擺動。盡管擺動確定器133被示為與鉤座120耦接，但在另一實施方式中，擺動確定器133可與負載118或鉤122耦接。
現參照圖1B，示出了包括RFID塔吊負載定位系統的塔吊145的圖示，該系統使用兩個RFID讀取器來確定負載位置。
為了使本討論清楚，這里不再對圖1B中的與圖1A相似并在前面作了描述的某些部件進行重復描述。
在一實施方式中，除圖1A所描述的部件以外，圖1B還包括安置在與第一 RFID讀取器126不同的位置處的第二 RFID讀取器126。此外，由于使用了多個RFID讀取器126，所以一個或多個部件可以同時具有與之耦接的RFID讀取器126和RFID標簽124。在另一實施方式中，RFID讀取器126可包括RFID標簽124。
例如，在圖1B中，帶有RFID標簽124的第一 RFID讀取器126被安置在臺車114上。帶有RFID標簽124的第二 RFID讀取器126被安置在操控室106處。盡管所示出的是這兩個位置，但本技術也能很好地適用于將RFID讀取器126置于各個其他位置處，諸如但不限于，鉤座120、負載118、支架102以及懸臂110等處。
測距路徑187、測距路徑188和測距路徑189也由圖1B示出。通常，測距路徑表示由RFID讀取器126發出并從相應的RFID標簽124返回的一個脈沖。正如本文對其更詳細地描述那樣，這些距離測量結果被用于確定距離。
圖1B還包括GNSS裝置140。通常，GNSS裝置140可以是完整的GNSS接收器或僅是GNSS天線。在一實施方式中，有兩個GNSS裝置140。一個被安置在懸臂110的前端，而另一個被安置在平衡錘108處。盡管示出的是兩個GNSS裝置140，但在另一實施方式中，圖1B可僅使用一個GNSS裝置140。例如，在懸臂方向確定器128確定懸臂110所朝向的方向的同時可由一個GNSS裝置140給出位置。在又一實施方式中，懸臂方向確定器128可以是使用了安置在沿著懸臂的不同點處的兩個GNSS天線(如由GNSS裝置140所標明的那種)的GNSS接收器。此外，GNSS裝置140的位置可以在不同區域，圖2B中所提供的兩個GNSS裝置140位置的圖示僅是為了清楚的目的。
現參照圖1C，示出了包括RFID塔吊負載定位系統的塔吊166的圖示，該系統使用至少四個RFID部件125以提供在該至少四個RFID部件125之間的RFID測距。
為了使本討論清楚，這里不再對圖1C的與圖1A和圖1B相似并在前面作了描述的某些部件進行重復描述。
在一實施方式中，圖1C包括至少四個RFID部件125。在一實施方式中，該至少四個RFID部件包括至少三個RFID讀取器126和至少一個RFID標簽124。在一實施方式中，至少一個RFID部件125與該塔吊的支架102和懸臂110不在同一平面內。例如，在一實施方式中，四個RFID部件125中的至少一個被安置為與塔吊166分離。在圖1C所示的實例中，塔外RFID部件125是手持裝置。在一實施方式中，塔外RFID部件125由用戶131攜帶。正如本文將更詳細描述的那樣，該用戶可以是領班、安檢員等。在另一實施方式中，用戶131可以是塔吊操作員而且這種操作員130不必在操縱室106內。
通常，由于使用了至少四個RFID部件125，所以可以利用獨立于吊車的任何其他方面的RFID測距來確定負載118的位置。例如，通過使用四個RFID部件125，而不用懸臂確定器128或擺動確定器133，該RFID負載定位器即能提供有關負載118的位置的信息。此外，由于該四個RFID部件不需要來自吊車或吊車操作員的另外的輸入即可提供負載位置信息，所以在一實施方式中，該部件可被配置成獨立的負載定位裝置，它可被添加至現有塔吊中，而不必對現有吊車部件進行任何更改或處理。
現參照圖2，根據本技術的實施方式示出了塔吊RFID負載定位器200。在一實施方式中，RFID負載定位器200包括RFID距離測量器210、負載位置確定器230以及負載信息生成器240。在一實施方式中，RFID負載定位器200還可包括懸臂方向確定器128。然而，在另一實施方式中，RFID負載定位器200可以可選地接收來自外部源的懸臂方向確定器128的信息。類似地，RFID負載定位器200可以可選地接收來自外部源的擺動確定器133的信息。
在一實施方式中，RFID距離測量器210提供在至少四個RFID部件125之間的RFID測距。負載位置確定器230利用這些距離測量結果，并使用或不使用本文所述的任何其他可選輸入，來確定負載118的位置。負載信息生成器240提供適于后續由用戶訪問的負載位置信息。在一實施方式中，負載位置信息以用戶可訪問格式250被輸出。例如，負載信息可被輸出到圖形用戶界面(GUI)，諸如GUI 137等。在另一實施方式中，以用戶可訪問格式250提供的負載位置信息可被發送至許多裝置，諸如手持裝置、GUI 137或其他裝置，或由這些裝置來訪問。在另一實施方式中，RFID距離測量器可位于第一位置的塔吊處，而且可將距離測量結果提供給遠程位置處的負載位置確定器230。在又一實施方式中，負載信息生成器240也可被遠程安裝或可由被授權的人員遠程訪問。例如，負載位置信息可在工作現場、遠離工作現場等處的當地辦公室里被處理，而且負載信息生成器240可被存儲成“云”的形式。
可選的懸臂方向確定器128確定懸臂所朝向的方向。可選的擺動確定器133用于確定負載118的擺動。盡管擺動確定器133被示為與鉤座120耦接在一起，但在另一實施方式中，擺動確定器133也可與負載118或鉤122耦接。
在一實施方式中，除了利用距離測量結果來確定負載位置之外，負載位置確定器230還可利用可選的懸臂方向信息或擺動確定器133的信息，或既利用懸臂方向信息又利用擺動確定器133的信息來確定負載118的位置。
圖3是根據本技術的一實施方式的利用RFID來定位塔吊的負載的方法的流程圖。
現參照圖3的302和圖1A，一實施方式生成從與塔吊耦接的RFID讀取器到與塔吊耦接的至少第一和第二 RFID標簽的距離測量結果。
換句話說，RFID讀取器126可結合RFID標簽124使用以確定距離。例如，RFID讀取器126將測量到安置在鉤座120上的RFID標簽124的距離。在此種方式中，可確定鉤座120與臺車114之間的距離188。
類似地，RFID讀取器126可測量到安置在操控室106上的RFID標簽124的距離。在此種方式中，可確定操控室106與臺車114之間的間距189的距離。
在另一實施方式中，如圖1B所示，RFID讀取器126被置于鉤座120或操控室106處，類似的測量可在RFID標簽之間進行，而且一旦三角形平面的兩邊已知，第三邊可被計算出來。例如，假設RFID讀取器126被置于操控室106處；可測量出間距189:操控室106與臺車114之間的距離。類似地，也可測量出間距187:操控室106與鉤座120之間的距離。那么，距離188可通過用諸如畢達哥拉斯定理的公式而被求解出。
現參照圖3的304和圖1A，一實施方式確定懸臂方向。如本文所述，懸臂方向可通過很多裝置，包括但不限于，羅盤(compass)、激光方向探測器、一個或多個GNSS接收器等被確定。在另一實施方式中，懸臂方向可通過與GNSS相關的其他元件被確定，它們包括:差分GPS、實時動態定位(RTK)和網絡RTK系統。這些系統的每一個都在圖6的描述中被更詳細地作了敘述。
現參照圖3的306和圖1A，一實施方式結合距離測量結果和懸臂方向來生成負載位置。例如，在一實施方式中，距離測量以相對于操控室106的給定距離189和高度188的形式提供了負載位置。然而，該信息不是定向性的，但卻定義了一條弧或一個圓的半徑。通過結合懸臂方向，弧或圓上的具體位置便可被確定。
現參照圖3的308和圖1A，一實施方式以用戶可訪問格式在用戶界面上提供了信息。即，該信息可被呈現在用戶界面上，諸如圖形用戶界面(⑶I)等。此外，該信息可重疊在諸如現場圖等的位置圖上而被呈現。
例如，現場圖被用于組織和監控工程現場的活動。該現場圖可指示塔吊與另一物體之間可能發生接觸的位置(或位置范圍)。使塔吊不進入可能發生事故的受限空間是重要的。因此，除了提供要被呈現在用戶界面上的信息之外，一實施方式還可以提供警告信息。在另一實施方式中，還可以利用自動停止或超馳(override)。
例如，負載位置信息當其在位置、速度、加速度、沖擊、載重量、抖動等方面處于非安全移動狀態時，可被用于向操作員報警。該信息還可被用于自動保持塔吊處在預定行程或路徑內。
圖4是根據本技術的一實施方式的利用RFID來定位塔吊負載的方法的流程圖。
現參照圖4的402以及圖1B和圖1C，一實施方式生成從多個RFID讀取器到與塔吊耦接的多個RFID標簽的距離測量結果。例如，在圖1B中，帶有RFID標簽124的第一 RFID讀取器126被置于臺車114處。帶有RFID標簽124的第二 RFID讀取器126被置于操控室106處。盡管示出的是這兩個位置，但本技術能很好地適于將RFID讀取器126置于各個其他位置，諸如但不限于，鉤座120、負載118、支架102和懸臂110等處。
此外，由于使用了多個RFID讀取器126，所以一個或多個部件可以同時具有與之耦接的RFID讀取器126和RFID標簽124。在另一實施方式中，RFID讀取器126可包括RFID標簽124。
如本文所述，這些距離測量結果被用于確定距離。
在一實施方式中，第三RFID讀取器126可被安置為與塔吊166分離。如圖1C所示，第三RFID讀取器126可以是手持裝置。由于使用了三個RFID讀取器126，所以可利用距離測量結果來確定位于平面外的負載118的位置。例如，第三RFID讀取器126將提供可被用于確定負載118的擺動的信息。
而且，在一實施方式中，第三RFID讀取器126由用戶131攜帶。用戶131可以是領班、安檢員、經理、所有人和開發者等。在另一實施方式中，用戶131可以是塔吊操作員而且這種操作員130不必在操縱室106內。
現參照圖4的304以及圖1B和圖1C，一實施方式確定懸臂方向。在一實施方式中，使用與塔吊耦接的一個或多個GNSS裝置140來確定懸臂方向。
通常，GNSS裝置140可以是完整的GNSS接收器或僅是GNSS天線。在一實施方式中，有兩個GNSS裝置140。一個被安置在懸臂110的前端，而另一個被安置在平衡錘108處。盡管示出的是兩個GNSS裝置140，但在另一實施方式中，可僅使用一個GNSS裝置140。例如，可在懸臂方向確定器128確定懸臂110所朝向的方向的同時由一個GNSS裝置140提供位置。在又一實施方式中，懸臂方向可由使用了安置在沿著懸臂的不同點處的兩個GNSS天線(如由圖1C中的GNSS裝置140所標明的那些)的GNSS接收器來確定。在另一實施方式中，GNSS裝置140的位置可以在塔吊上的不同位置處。
現參照圖4的405和圖1B，一實施方式將擺動確定器133與塔吊的鉤座固定地耦接，該擺動確定器133用于提供關于鉤座120的擺動信息。盡管描述了擺動確定器133與鉤座120耦接，但在另一實施方式中，擺動確定器133也可與負載118或鉤122耦接。
現參照圖4的406和圖1B，一實施方式結合距離測量結果、懸臂方向以及擺動確定器信息來生成負載位置。例如，通過以如圖3的302中所述的類似方式使用兩個RFID讀取器126，可針對間距187、間距188和間距189確定多個距離測量結果。
然而，當第二 RFID讀取器126被置于鉤座120或操控室106處時，盡管可在RFID標簽與三角形平面的兩邊的每一邊之間進行測量，但可加入擺動確定器信息以更精確計算第三邊。例如，假設RFID讀取器126中的一個被置于操控室106處，則可測量出間距187和間距189。通過包括擺動確定器133的信息，現可通過諸如余弦定理等更精確的方法對間距188的長度進行求解，其中，擺動確定器信息被用于確定角的余弦。
在另一實施方式中，諸如圖1C所示，可使用三個RFID讀取器來進行距離測量，而且利用這些測量結果通過諸如“三邊測量(trilateration)”等方法來提供定位。例如，為求解負載118的位置信息，來自被安置于臺車114、操控室106處的RFID讀取器126以及由用戶131持有的手持裝置的信息被用于列出諸如三個球面型方程，而后對三個未知量X，y和z求解這三個方程。之后，可在笛卡爾坐標系中利用該解來給出三維信息。
在一實施方式中，可通過計算從讀取器發出脈沖的時間到其從標簽返回讀取器的時間的時間間隔并除以2，來進行距離測量。因此，對于來回所用的時間是60納秒的時間間隔，真正的單程所走的時間是30納秒，這相當于30英尺。這種所用時間的測量包括具有開始-停止觸發器功能的精密時鐘的使用。在一實施方式中，RFID讀取器配備有這種類型的距離測量器。進行距離測量的其他方法包括:包括信號強度(RSSI)的距離估計、類似實時動態定位(RTK)GPS方法的“瞬時相位(instantaneous phase) ”、以及像卷尺一樣的連續追蹤相位的綜合相位(integrated phase)。
在一實施方式中，附加的懸臂方向信息、擺動確定器信息、或這兩者也可被合并到三邊測量信息中，以生成有關負載位置、移動和旋轉等的其他有用信息。
現參照圖4的308以及圖1B和圖1C，一實施方式以用戶可訪問格式在用戶界面上提供信息。即，該信息可被呈現在諸如圖形用戶界面(GUI)等的用戶界面上。例如，該信息可被呈現為塔吊的平面和/或立體視圖，并在空間上示出與塔吊的圖示相關的負載位置。此外，該信息可被呈現為諸如現場圖的圖上的重疊部分。
例如，現場圖可指示塔吊與另一物體之間可能發生接觸的位置(或位置范圍)。因此，除了在用戶界面上提供所要呈現的信息之外，一實施方式還可以提供警告信息。在另一實施方式中，還可利用自動停止或超馳(override)。
例如，負載位置信息當其在位置、速度、加速度、沖擊、載重量、抖動等方面處于非安全移動狀態時，可被用于向操作員報警。該信息也可被用于自動防撞。
防撞
例如，負載118的位置可與其他裝置和/或其他物體的位置比較。而且，若安全區(例如，離其他裝置或物體具有預定距離的區域)被侵犯，則可生成潛在碰撞的警告。在一實施方式中，安全閾值距離被用于幫助防止碰撞。
在另一實施方式中，負載位置可與預定“禁區”作比較。在本實施方式中，預先的規劃建立了特定裝置不應當進入的區域或地帶。當確定負載118已進入，或即將進入“禁區”時，能夠生成警告并將其提供給操作員。該警告可幫助防止塔吊與其他物體之間的碰撞。
在又一實施方式中，除了提供警告，塔吊的工作可被自動停止或被操控以避免碰撞或邊界入侵的實際發生。例如，該系統可包括從物體或具有第一半徑的區域開始的第一警戒距離，而且也包括從物體或更小半徑的區域開始的第二自動超馳(override)距離。
如此，若負載正在接近另一物體，當警戒距離被入侵時，該系統將向用戶提供警告。然而，若負載入侵自動超馳(override)距離時，塔吊的操作可被自動停止、反轉等。在此種方式中，重大安全風險以及財產損失均可被自動避免。
可以理解的是，塔吊的自主定位可被用于生成工作現場的實時圖形化表示。在一實施方式中，塔吊的自主定位被報告至能夠監控此活動的遠程位置。
計算機系統
現參照圖5，例如，本技術用于提供通信的部分是由駐留在計算機系統的永久性計算機可用存儲介質中的計算機可讀以及計算機可執行指令構成的。即，圖5示出了可被用于實現本技術實施方式的一種計算機的一個實例。圖5代表可結合本技術的各方面而被使用的系統或部件。在一實施方式中，圖1或圖3的某些或所有部件可與圖5的某些或所有部件合并以實施本技術。
圖5示出了根據本技術實施方式使用的計算機系統實例500。需要理解的是，圖5的系統500僅是一個實例，而且本技術可運行在多個不同計算機系統上或內部，這些計算機系統包括通用網絡計算機系統、嵌入式計算機系統、路由器、交換機、服務器裝置、用戶裝置、各種中間裝置/設備、獨立計算機系統、手機、個人數字助理和電視等。如圖5所示，例如，圖5的計算機系統500良好地適于具有與其耦接的諸如軟盤、光盤等的外圍計算機可讀介質502。
圖5的系統500包括用于傳輸信息的地址/數據總線504，以及與總線504耦接的用于處理信息和指令的處理器506A。如圖5所不,系統500也能很好地適于存在多個處理器506A、506B和506C的多處理器環境。相反地，例如，系統500也能很好地適于具有諸如處理器506A的單個處理器。處理器506A、506B和506C可以是各種類型的微處理器中的任何一種。系統500還具有諸如計算機可用的易失性存儲器508 (例如，隨機存取存儲器(RAM))的數據存儲特征，該計算機可用的易失性存儲器508耦接至總線504以用于為處理器506A、506B和506C存儲信息和指令。
系統500還包括與總線504耦接的用于為處理器506A、506B和506C存儲靜態信息和指令的計算機可用的非易失性存儲器510，例如，只讀存儲器(ROM)。與總線504耦接的用于存儲信息和指令的數據存儲單元512也存在于系統500中(例如，磁盤或光盤以及磁盤驅動器)。系統500還包括與總線504耦接的用于傳輸信息和命令選項至處理器506A或處理器506A、506B和506C的、包括字母數字及功能鍵的可選的字母-數字輸入裝置514。系統500還包括與總線504稱接的用于傳輸用戶輸入信息和命令選項至處理器506A或處理器506A、506B和506C的可選的光標控制裝置516。本實施方式的系統500還包括與總線504耦接的用于顯示信息的可選的顯示裝置518。
仍參照圖5，圖5的可選顯示裝置518可以是液晶裝置、陰極射線管、等離子體顯示裝置或其他適于生成圖像及用戶可識別的字母-數字字符的顯示裝置。可選光標控制裝置516允許計算機用戶動態發出信號以控制顯示裝置518的顯示屏上的可視標記(光標)的移動。已知的光標控制裝置516的多種實現方式包括:能夠發出信號以控制給定的位移方向或方式的移動的跟蹤球、鼠標、觸摸墊、操縱桿或在字母-數字輸入裝置514上的專用鍵。作為選擇，可理解，光標可以經由來自字母-數字輸入裝置514的輸入通過使用專用鍵以及鍵序列命令而被導向和/或被激活。
例如，系統500也能很好地適于具有由諸如語音命令等其他手段來導向的光標。系統500還包括用于將系統500與外部實體相耦接的I/O裝置520。例如，在一實施方式中，I/O裝置520是用于能夠在系統500與外部網絡(諸如但不限于，因特網)之間進行有線或無線通信的調制解調器。后續將對本技術進行更詳細地討論。
仍參照圖5，示出了用于系統500的其他各種部件。具體地，當它們存在時，操作系統522、應用軟件524、模塊526以及數據528被示出為通常駐留在計算機可用易失性存儲器508 (例如，隨機存取存儲器(RAM))和數據存儲單元512的一種或多種組合中。然而，需要理解的是，在某些實施方式中，操作系統522可被存入其他位置，諸如在網絡上或在閃存驅動器上；而且，例如，操作系統522可從遠程位置通過與因特網的耦接而被訪問。在一實施方式中，例如，本技術作為應用軟件524或模塊526被存入RAM 508內的存儲位置中以及數據存儲單元512內的存儲區中。本技術可被應用到所述系統500的一個或多個元件中。例如，裝置115A的用戶界面225A的改進方法可被應用到操作系統522、應用軟件524、模塊526和/或數據528中。
系統500還包括與總線504耦接的用于使系統500與其他電子裝置和計算機系統連接的一個或多個信號生成和接收裝置530。本實施方式的信號生成和接收裝置530可包括有線串行適配器、調制解調器、網絡適配器、無線調制解調器和無線網絡適配器，以及其他這樣的通信技術。該信號生成和接收裝置530可與用于將信息發送至系統500和/或從系統500接收信息的一個或多個通信接口 532結合使用。通信接口 532可包括串行口、并行口、通用串行總線(USB)、以太網口、天線或其他輸入/輸出接口。接口 532可在物理上、電學上、光學上或無線地(例如，利用射頻)將系統500與另一裝置(諸如手機、收音機或計算機系統等)耦接。
該計算系統500僅是適當的計算環境的一個實例，并不意味著對本技術的使用范圍或功能性提出了任何限制。該計算環境500不應被解釋為對計算系統實例500所示出的部件中的任何一個或組合具有任何依賴性或需求。
本技術可被描述成由計算機來執行的計算機可執行指令(諸如程序模塊等)的一般形式。通常，程序模塊包括例程、程序、對象、成員、數據結構等，它們執行特定任務或實現特定的抽象數據類型。本技術也可在分布式計算環境中被實施，其中，由通過通信網絡連接的遠程處理裝置來執行任務。在分布式計算環境中，程序模塊可被放置于包括內存-存儲器的本地的以及遠程的計算機存儲介質中。
GNSS 接收器
現參照圖6，所示框圖是可根據本文所述的各種實施方式使用的GNSS接收器實例的一實施方式。具體地，圖6以能夠解調從一個或多個GPS衛星接收到的LI和/或L2信號的通用GPS接收器680的形式示出了 GNSS接收器的框圖。為了便于下面的討論，現將討論對LI和/或L2信號的解調。值得注意的是，L2信號的解調一般通過諸如用于軍事和某些民用領域的那些“高精度”GNSS接收器來進行。典型地，“商用”級GNSS接收器不訪問L2信號。而且，盡管所述的是LI和L2信號，但它們不應被解釋為是對信號類型的限制；相反，使用LI和L2信號僅是為了使本討論清楚才被提出來。
盡管本文描述了 GNSS接收器以及關于GPS的操作的實施方式，但本技術也很好地適于使用多個其他GNSS信號,包括但不限于，GPS信號、格洛納斯(Glonass)信號、伽利略信號和羅盤信號(Compass signal)。
本技術也能很好地適于使用區域導航衛星系統信號，包括但不限于，Omnistar信號、星火信號(StarFire signal)、中心點信號(Centerpoint signal)、北斗信號、星基多普勒軌道確定和無線電定位組合系統(DORIS)信號、印度區域導航衛星系統(IRNSS)信號以及準天頂衛星系統(QZSS)信號等。
而且，本技術可利用各種星基增強系統(SBAS)信號，諸如但不限于，廣域增強系統(WAAS)信號、歐洲地球同步導航覆蓋服務(EGNOS)信號、多功能衛星增強系統(MSAS)信號和GPS輔助型靜地軌道增強(GAGAN)信號等。
此外，本技術還可利用地基增強系統(GBAS)信號，諸如但不限于，局域增強系統(LAAS)信號、地基區域增強系統(GRAS)信號、差分GPS(DGPS)信號以及連續運行基準站(CORS)信號等。
盡管本文的實例中利用了 GPS，但本技術也可利用多種不同導航系統信號中的任一種。而且，本技術可利用兩種以上不同類型的導航系統信號生成位置信息。因此，盡管本文提供了 GPS操作實例，但它僅是為了清楚的目的。
在一實施方式中，可通過僅訪問LI信號或還結合了 L2信號的GNSS接收器來使用本技術。諸如GPS接收器680等的接收器功能的更詳細討論可參考美國專利第5，621，426號。由Gary R.Lennen所申請的題為“在衛星定位系統接收器中用于增強相互關聯的信號的最優處理”的美國專利第5，621，426號通過引用結合于此，其中包括與圖6的GPS接收器680非常相似的GPS接收器。
圖6中，所接收到的LI和L2信號是由至少一個GPS衛星生成的。每個GPS衛星生成不同的信號LI和L2信號，而且它們是由以彼此相同的方式工作的不同的數字信道處理器652來處理的。圖6示出了通過雙頻天線601進入GPS接收器680的GPS信號(LI =1575.42MHz, L2 = 1227.60MHz)。天線601可以是來自加利福尼亞桑尼維爾(Sunnyvale)的天寶(Trimble )導航公司的市售磁貼裝型，94085。主振蕩器648提供了驅動系統中所有其他時鐘的基準振蕩器。頻率合成器638獲取主振蕩器648的輸出，并生成遍及整個系統使用的重要的時鐘和本地振蕩器頻率。例如，在一實施方式中，頻率合成器638生成被該系統用作本地基準時間的度量的幾個定時信號，諸如第一LOl (本地振蕩器)信號1400MHz、第二 L02信號175MHz、(采樣時鐘)SCLK信號25MHz以及MSEC (毫秒)信號。
濾波器/LNA (低噪聲放大器)634對LI和L2信號進行濾波和低噪聲放大。GPS接收器680的噪聲圖由該濾波器/LNA組合的性能所決定。下變換器636 (downconverter,降頻變換器)將LI和L2信號混合并降頻至約175MHz，且輸出模擬LI和L2信號至IF (中頻)處理器30中。IF處理器650獲取約175MHz的模擬LI和L2信號，并分別以對于LI的420KHz的載波頻率和對于L2信號的2.6MHz來將它們轉換成數字采樣的LI和L2的同相(LlI和L2I)和正交信號(LlQ和L2Q)。
至少一個數字信道處理器652輸入數字采樣的LI和L2同相和正交信號。所有數字信道處理器652均典型地被設計為相同，且典型地對同樣的輸入采樣進行操作。各數字信道處理器652被設計為通過對碼和載波信號進行追蹤來數字追蹤由一衛星產生的LI和L2信號，并結合微處理器系統654形成碼和載波相位測量結果。一個數字信道處理器652能夠在LI和L2這兩個信道上追蹤一個衛星。
微處理器系統654是有助于追蹤和測量過程、為導航處理器658提供偽距及載波相位測量的通用計算裝置。在一實施方式中，微處理器654提供信號來控制一個或多個數字信道處理器652的操作。導航處理器658以對差分和測量功能生成位置、速度和時間信息的方式執行更高級的組合測量結果的功能。存儲器660與導航處理器658和微處理器系統654耦接。需要理解的是，存儲器660可包括易失性或非易失性存儲器，諸如RAM或R0M，或其他一些計算機可讀存儲裝置或介質。
GPS芯片組的一個實例是來自加利福尼亞桑尼維爾的天寶導航公司的市售麥克斯威爾(Maxwell )芯片組，94085，本技術的實施方式可基于此而被實現。
差分GPS
本發明的實施方式可使用差分GPS來確定關于塔吊的懸臂的位置信息。差分GPS(DGPS)利用被安置在測量位置處的基準站來收集數據，并導出對降低定位精度的各種誤差成分的校正。例如，當GNSS信號通過電離層和對流層時，可能發生傳輸延遲。其他降低定位精度的因素可包括衛星時鐘誤差、GNSS接收器時鐘誤差以及衛星位置誤差(衛星星歷)。
該基準站有必要接收與也可能正在該區域中運行的流動站(rover)相同的GNSS信號。然而，代替用來自GNSS衛星的定時信號來計算其位置，其使用其已知位置來計算定時。換句話說，該基準站確定來自GNSS衛星的定時信號應該是什么信號，以計算已知該基準站所處的位置。接收到的GNSS信號與它們應該是的最佳信號之間的差被用作該區域中的其他GNSS接收器的誤差校正因子。典型地，例如，該基準站將誤差校正發廣播至流動站，流動站用此數據來更精確地確定其位置。作為選擇，誤差校正可被存儲以利用后處理技術進行后續檢索和校正。
實時動態定位系統
對DGPS方法的改進被稱作實時動態定位(RTK)。像在DGPS方法中一樣，RTK方法利用了被安置于確定的或測量點處的基準站。該基準站收集來自由該區域中的流動站所看到的同一組衛星的數據。在該基準站處獲取GNSS信號誤差的測量結果(例如，雙頻碼和載波相位信號誤差)，并發廣播至在該區域中工作的一個或多個流動站。該流動站將基準站數據與本地收集到的位置測量結果相結合，以估算本地載波相位模糊度，從而允許對該流動站位置的更精確的確定。RTK方法不同于DGPS方法的地方在于確定了從基準站到流動站的矢量(例如，使用雙差法)。在DGPS方法中，基準站被用于為由基準站和流動站看到的給定衛星計算各偽距中所需的變化，以對各誤差成分進行校正。因此，DGPS系統為視野中的每個衛星廣播偽距校正數字，或為如上所述的后續檢索存儲數據。
在獲取數據時，RTK允許測量員實時確定真實的被測數據點。然而，利用單個基準站的有用校正范圍一般被限制為約70km，因為傳輸延遲中的變量(從衛星到流動站接收器的直視路徑長度的增量，或偽距)對于超過70km的分離距離的改變非常大。這是因為電離層的電子密度一般是非均勻的，而且還因為電子密度例如可基于太陽位置和由此引起的一天中的時間而改變。因此，對于必須跨較大區域工作的測量或其他定位系統，測量員必須或者在感興趣的區域安置另外的基站，或者從一處到另一處地移動其基站。該距離限制已引發了對取代上述正常RTK操作的更復雜改進的開發，并在某些情況下干脆消除了對基站GNSS接收器的需求。這一改進被稱作“網絡RTV”或“虛擬基準站”(VRS)系統和方法。
網絡RTK
網絡RTK —般使用三個以上的GNSS基準站在網絡覆蓋區域內收集GNSS數據并提取與影響信號的大氣和衛星星歷誤差有關的信息。來自所有各基準站的數據被傳送至中央處理設備，或用于網絡RTK的控制中心。控制中心處的適當軟件對基準站數據進行處理，以推斷出大氣和/或衛星星歷誤差在被網絡覆蓋的區域中是如何變化的。隨后，該控制中心的計算機處理器進行以下處理:在網絡覆蓋區域內任一給定點處插入大氣和/或衛星星歷誤差，并生成包括可被用于創建虛擬基準站的實際偽距的偽距校正。之后，該控制中心執行一系列計算并創建一組校正模型提供給流動站，意在估算來自于從流動站觀看到的各個衛星的電離層路徑延遲，而且為流動站所處位置考慮了那些同樣的衛星在當前時刻下的其他誤差成分。
流動站被構造為將數據功能型移動電話與其內部信號處理系統耦接。操作流動站的測量員確定他需要激活VRS處理，并且對控制中心發起呼叫以與處理計算機建立連接。流動站基于來自視野中的衛星的未經過任何校正的原始GNSS數據，發送其大致位置至控制中心。典型地，該大致位置精確到大約4米 7米。隨后，測量員為流動站的具體位置請求一組“模型化觀測(modeled observable)”。控制中心執行一系列計算并創建一組校正模型提供給流動站，意在估算來自于從流動站觀看到的各個衛星的電離層路徑延遲，而且為流動站所處位置考慮了那些同樣的衛星在當前時刻下的其他誤差成分。換句話說，具體位置處具體流動站的校正被控制中心處的中央處理器以命令方式確定，且從控制中心發送校正后的數據流至流動站。作為選擇，控制中心可發送作為替代的大氣和星歷校正至流動站，從而流動站使用該信息以更為精確地確定其位置。
現在，這些校正是足夠精確的，以致對任何任意的流動站位置，可實時確定2cm 3cm的高性能定位精度標準。因此，GNSS流動站的原始GNSS定位數據可被校正為能使其表現為像是被測基準位置那樣的程度；因此用術語“虛擬基準站”來命名。根據本發明實施方式的網絡RTK系統的一個實例在由Peter Loomis申請的并將其轉讓給本專利申請的受讓人的、題為“載波相位差分GPS校正網絡”的美國專利第5，899，957號中進行了描述，且其全部內容通過引用結合于此。
虛擬基準站方法擴大了從任一基準站到流動站的可允許距離。現在，基準站可被安置在相隔數百英里遠的位置，而且對由基準站所包圍的區域內的任一點均可生成校正。
盡管用具體化到結構特征和/或方法操作的語言對本主題進行了描述，但需要理解的是，所附權利要求中限定的本主題不必局限于上述具體特征或操作。相反，公開上述具體特征和操作以作為實施權利要求的實例形式。
優選包括文中所述的所有元件、部分以及步驟。本領域技術人員可以理解，顯而易見的是，這些元件、部分和步驟中的任一個均可由其他元件、部分和步驟替代或完全被去除。
概念
本文至少公開了以下概念。
概念1.一種射頻識別(RFID)塔吊負載定位器，包括:
至少四個RFID部件，提供所述至少四個RFID部件之間的RFID距離測量結果；
負載位置確定器，利用所述RFID距離測量結果來確定負載的位置；以及
負載信息生成器，提供適于用戶后續訪問的負載位置信息。
概念2.根據概念I所述的RFID塔吊負載定位器，還包括:
用戶接口模塊，以用戶可訪問格式提供所述負載位置信息。
概念3.根據概念I所述的RFID塔吊負載定位器，其中，至少一個所述RFID部件與所述塔吊的支架和懸臂不在同一平面內。
概念4.根據概念I所述的RFID塔吊負載定位器，其中，
所述RFID部件選自由RFID讀取器和RFID標簽構成的組。
概念5.根據概念I所述的RFID塔吊負載定位器，其中，
所述四個RFID部件中的至少三個是RFID讀取器；并且
所述四個RFID部件中的至少一個是RFID標簽。
概念6.—種射頻識別(RFID)塔吊負載定位器，包括:
RFID距離測量器，提供一 RFID讀取器與多個RFID標簽中的每一個之間的RFID距離測量結果；
懸臂方向確定器，確定所述懸臂朝向的方向；
負載位置確定器，結合懸臂方向利用所述距離測量結果來確定負載位置；以及
用戶接口模塊，以用戶可訪問格式提供負載位置結果。
概念7.根據概念6所述的RFID塔吊負載定位器，其中，
所述RFID讀取器被安置在所述塔吊的臺車處；
所述多個RFID標簽中的第一個被安置在所述塔吊的操控室處；并且
所述多個RFID標簽中的第二個被安置在所述塔吊的鉤座處。
概念8.根據概念6所述的RFID塔吊負載定位器，其中，
所述RFID讀取器被安置在所述塔吊的操控室處；
所述多個RFID標簽中的第一個被安置在所述塔吊的臺車處；
并且
所述多個RFID標簽中的第二個被安置在所述塔吊的鉤座處。概念9.根據概念6所述的RFID塔吊負載定位器，其中，所述RFID讀取器被安置在所述塔吊的鉤座處；所述多個RFID標簽中的第一個被安置在所述塔吊的臺車處；并且所述多個RFID標簽中的第二個被安置在所述塔吊的操控室處。概念10.—種利用射頻識別(RFID)為塔吊定位負載的方法，所述方法包括:生成從與所述塔吊耦接的RFID讀取器到與所述塔吊耦接的至少第一和第二 RFID標簽的距離測量結果；確定懸臂方向；以及結合所述距離測量結果和所述懸臂方向，以生成負載位置；以及在用戶接口上以用戶可訪問格式提供負載位置信息。概念11.根據概念10所述的方法，還包括:將擺動確定器與所述塔吊的鉤座固定地耦接，所述擺動確定器提供關于所述鉤座的擺動信息；以及結合所述距離測量結果、所述懸臂方向和所述擺動信息，以確定所述負載位置。概念12.根據概念10所述的方法，還包括:生成從與所述塔吊耦接的第二 RFID讀取器到與所述塔吊耦接的至少第一和第二RFID標簽的第二組距離測量結果；以及結合所述距離測量結果、所述懸臂方向和所述第二組距離測量結果，以確定所述負載位置。概念13.根據概念10所述的方法，還包括:生成從第三RFID讀取器到與所述塔吊耦接的至少第一和第二 RFID標簽的第三組距離測量結果，所述第三RFID讀取器被安置為與所述塔吊分離；以及結合所述距離測量結果、所述懸臂方向、所述第二組距離測量結果和所述第三組距離測量結果，以確定所述負載位置。概念14.根據概念10所述的方法，其中，由選自以下各項構成的組的裝置來確定所述懸臂方向:羅盤、航向指示器、偏離已知位置的衛星導航位置接收器、利用被安置在沿著所述懸臂的不同點處的兩個天線的衛星導航位置接收器、以及被安置在沿著所述懸臂的不同點處的至少兩個衛星導航位置裝置。概念15.—種射頻識別(RFID)塔吊負載定位器和擺動指示器，包括:距離確定器，提供一 RFID讀取器與多個RFID標簽中的每一個之間的距離測量結果;擺動確定器，與所述塔吊的鉤座耦接，所述擺動確定器提供關于所述鉤座的擺動信息；懸臂方向確定器，確定所述塔吊的懸臂朝向的方向；以及負載信息接口，結合所述距離測量結果、所述擺動確定器和所述懸臂方向確定器，以生成所述負載關于所述塔吊的位置和擺動信息，并以用戶可訪問格式提供所述位置和擺動信息。
概念16.根據概念15所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，其中，所述RFID讀取器被安置在所述塔吊的臺車處；所述多個RFID標簽中的第一個被安置在所述塔吊的操控室處；并且所述多個RFID標簽中的第二個被安置在所述塔吊的所述鉤座處。概念17.根據概念15所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，其中，所述RFID讀取器被安置在所述塔吊的操控室處；所述多個RFID標簽中的第一個被安置在所述塔吊的臺車處；并且所述多個RFID標簽中的第二個被安置在所述塔吊的所述鉤座處。概念18.根據概念15所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，其中，所述RFID讀取器被安置在所述塔吊的所述鉤座處；所述多個RFID標簽中的第一個被安置在所述塔吊的臺車處；并且所述多個RFID標簽中的第二個被安置在所述塔吊的操控室處。概念19.一種射頻識別(RFID)塔吊負載定位器和擺動指示器，包括:距離確定器，提供RFID讀取器與多個RFID標簽中的每一個之間的距離測量結果;擺動確定器，與負載耦接，所述擺動確定器提供關于所述負載的擺動信息；導航衛星系統(NSS)位置接收器，與所述塔吊耦接，所述NSS位置接收器確定關于所述塔吊的懸臂的位置信息；以及負載信息接口，結合包括所述距離測量結果、所述擺動確定器和所述NSS位置接收器的信息，以生成所述負載關于所述塔吊的位置和擺動信息，并以用戶可訪問格式提供所述位置和擺動信息。概念20.根據概念19所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，其中，所述RFID讀取器與所述塔吊的臺車固定地耦接；所述多個RFID標簽中的第一個與所述塔吊的操控室固定地耦接；并且所述多個RFID標簽中的第二個與所述負載固定地耦接。概念21.根據概念19所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，其中，所述RFID讀取器與所述塔吊的操控室固定地耦接；所述多個RFID標簽中的第一個與所述塔吊的臺車固定地耦接；并且所述多個RFID標簽中的第二個與所述負載固定地耦接。概念22.根據概念19所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，其中，所述RFID讀取器與所述負載固定地耦接；所述多個RFID標簽中的第一個與所述塔吊的臺車固定地耦接；并且所述多個RFID標簽中的第二個與所述塔吊的操控室固定地耦接。概念23.根據概念19所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，其中，所述NSS位置接收器與所述塔吊的平衡錘固定地耦接。概念24.根據概念19所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，其中，所述NSS位置接收器與所述塔吊的懸臂的大致前端固定地耦接。
概念25.根據概念19所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，其中，所述NSS位置接收器還包括:第一天線，與所述塔吊的平衡錘固定地耦接；以及第二天線，與所述塔吊的懸臂的大致前端固定地耦接。概念26.根據概念19所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，還包括:第一 NSS位置接收器，與所述塔吊的平衡錘固定地耦接；以及第二 NSS位置接收器，與所述塔吊的懸臂的大致前端固定地耦接。概念27.根據概念19所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，其中，來自所述NSS位置接收器的位置信息從由以下各項構成的位置信號組獲得:全球導航衛星系統(GNSS)信號、區域導航衛星系統信號、星基增強系統(SBAS)信號以及地基增強系統(GBAS)信號。概念28.—種射頻識別(RFID)塔吊負載定位器和擺動指示器，包括:多個RFID標簽，位于所述塔吊上的或所述塔吊附近的不同位置處；至少兩個RFID讀取器，位于所述塔吊上的不同位置處，所述RFID讀取器包括:距離確定器，提供所述RFID讀取器中的每一個與所述多個RFID標簽中的每一個之間的距離測量結果；擺動確定器，與所述塔吊的鉤座耦接，所述擺動確定器提供關于所述負載的擺動信息；導航衛星系統(NSS)位置接收器，與所述塔吊耦接，所述NSS位置接收器確定關于所述塔吊的懸臂的位置信息；以及負載信息接口，結合來自所述距離測量結果、所述擺動確定器和所述NSS位置接收器的信息，以生成所述負載關于所述塔吊的位置和擺動信息，并以用戶可訪問格式提供所述位置和擺動信息。概念29.根據概念28所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，其中，第一 RFID讀取器和至少所述多個RFID標簽中的第一個被安置在所述塔吊的臺車處；第二 RFID讀取器和至少所述多個RFID標簽中的第二個被安置在所述塔吊的操控室處；并且至少所述多個RFID標簽中的第三個被安置在所述塔吊的所述鉤座處。概念30.根據概念28所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，其中，第一 RFID讀取器和至少所述多個RFID標簽中的第一個被安置在所述塔吊的臺車處；第二 RFID讀取器和至少所述多個RFID標簽中的第二個被安置在所述塔吊的所述鉤座處；并且至少所述多個RFID標簽中的第三個被安置在所述塔吊的操控室處。概念31.根據概念28所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，其中， 第一 RFID讀取器和至少所述多個RFID標簽中的第一個被安置在所述塔吊的所述鉤座處；第二 RFID讀取器和至少所述多個RFID標簽中的第二個被安置在所述塔吊的操控室處；并且至少所述多個RFID標簽中的第三個被安置在所述塔吊的臺車處。概念32.根據概念28所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，還包括:懸臂方向確定器，確定所述塔吊的懸臂朝向的方向；并且其中，所述負載信息接口結合所述距離測量結果、所述擺動確定器、所述NSS位置接收器和所述懸臂方向確定器，以生成所述負載的位置和擺動信息。概念33.根據概念28所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，其中，所述NSS位置接收器與所述塔吊的平衡錘固定地耦接。概念34.根據概念28所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，其中，所述NSS位置接收器與所述塔吊的懸臂的大致前端固定地耦接。概念35.根據概念28所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，其中，所述NSS位置接收器還包括:第一天線，與所述塔吊的平衡錘固定地耦接；以及第二天線，與所述塔吊的懸臂的大致前端固定地耦接。概念36.根據概念28所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，還包括:第一 NSS位置接收器，與所述塔吊的平衡錘固定地耦接；以及第二 NSS位置接收器，與所述塔吊的懸臂的大致前端固定地耦接。概念37.根據概念28所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，其中，來自所述NSS位置接收器的位置信息從由以下各項構成的位置信號組獲得:全球導航衛星系統(GNSS)信號、區域導航衛星系統信號、星基增強系統(SBAS)信號以及地基增強系統(GBAS)信號。概念38.—種射頻識別(RFID)塔吊負載定位器和擺動指示器，包括:多個RFID標簽，位于所述塔吊上的或所述塔吊附近的不同位置處；至少兩個RFID讀取器，固定地耦接在所述塔吊上的不同位置處，以及手持RFID讀取器，位于不在所述塔吊上的位置處，所述RFID讀取器包括:距離確定器，提供所述RFID讀取器與所述多個RFID標簽中的每一個之間的距離
測量結果；導航衛星系統(NSS)位置接收器，與所述塔吊耦接，所述NSS位置接收器確定關于所述塔吊的懸臂的位置信息；以及負載信息接口，結合來自所述距離測量結果和所述NSS位置接收器的信息，以生成所述負載關于所述塔吊的位置和擺動信息，并以用戶可訪問格式提供所述位置和擺動信
肩、O概念39.根據概念38所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，還包括:擺動確定器，與所述塔吊的鉤座耦接，所述擺動確定器提供關于所述負載的擺動信息。概念40.根據概念38所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，其中，第一 RFID讀取器和至少所述多個RFID標簽中的第一個被安置在所述塔吊的臺車處；第二 RFID讀取器和至少所述多個RFID標簽中的第二個被安置在所述塔吊的操控室處；并且至少所述多個RFID標簽中的第三個被安置在所述塔吊的所述鉤座處。概念41.根據概念38所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，其中，第一 RFID讀取器和至少所述多個RFID標簽中的第一個被安置在所述塔吊的臺車處；第二 RFID讀取器和至少所述多個RFID標簽中的第二個被安置在所述塔吊的所述鉤座處；并且至少所述多個RFID標簽中的第三個被安置在所述塔吊的操控室處。概念42.根據概念38所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，其中，第一 RFID讀取器和至少所述多個RFID標簽中的第一個被安置在所述塔吊的所述鉤座處；第二 RFID讀取器和至少所述多個RFID標簽中的第二個被安置在所述塔吊的操控室處；并且至少所述多個RFID標簽中的第三個被安置在所述塔吊的臺車處。概念43.根據概念38所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，還包括:懸臂方向確定器，確定所述塔吊的懸臂朝向的方向；并且其中，所述負載信息接口結合所述距離測量結果、所述擺動確定器、所述NSS位置接收器和所述懸臂方向確定器，以生成所述負載的位置和擺動信息。概念44.根據概念38所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，其中，所述NSS位置接收器與所述塔吊的平衡錘固定地耦接。概念45.根據概念38所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，其中，所述NSS位置接收器與所述塔吊的懸臂的大致前端固定地耦接。概念46.根據概念38所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，其中，所述NSS位置接收器還包括:第一天線，與所述塔吊的平衡錘固定地耦接；以及第二天線，與所述塔吊的懸臂的大致前端固定地耦接。概念47.根據概念38所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，還包括:第一 NSS位置接收器，與所述塔吊的平衡錘固定地耦接；以及第二 NSS位置接收器，與所述塔吊的懸臂的大致前端固定地耦接。概念48.根據概念38所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，其中，來自所述NSS位置接收器的位置信息從由以下各項構成的位置信號組獲得:全球導航衛星系統(GNSS)信號、區域導航衛星系統信號、星基增強系統(SBAS)信號以及地基增強系統(GBAS)信號。概念49.根據概念48所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，其中，所述GNSS信號選自由以下各項構成的組:GPS信號、格洛納斯信號、伽利略信號和羅盤信號。概念50.根據概念48所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，其中，所述區域導航衛星系統信號選自由以下各項構成的組=Omnistar信號、星火信號、中心點信號、北斗信號、星基多普勒軌道確定和無線電定位結合系統(DORIS)信號、印度區域導航衛星系統(IRNSS)信號以及準天頂衛星系統(QZSS)信號。
概念51.根據概念48所述的RFID塔吊裝載定位器和擺動指示器，其中，所述SBAS信號選自由以下各項構成的組:廣域增強系統(WAAS)信號、歐洲地球同步導航覆蓋服務(EGNOS)信號、多功能衛星增強系統(MSAS)信號和GPS輔助型靜地軌道增強(GAGAN)信號。概念52.根據概念48所述的RFID塔吊裝載定位器和擺動指示器，其中，所述GBAS信號選自由以下各項構成的組:局域增強系統(LAAS)信號、地基區域增強系統(GRAS)信號、差分GPS(DGPS)信號以及連續運行基準站(CORS)信號。
權利要求
1.一種射頻識別(RFID)塔吊負載定位器，包括: 至少四個RFID部件，提供所述至少四個RFID部件之間的RFID距離測量結果； 負載位置確定器，利用所述RFID距離測量結果來確定負載的位置；以及 負載信息生成器，提供適于用戶后續訪問的負載位置信息。
2.根據權利要求1所述的RFID塔吊負載定位器，還包括: 用戶接口模塊，以用戶可訪問格式提供所述負載位置信息。
3.根據權利要求1所述的RFID塔吊負載定位器，其中，至少一個所述RFID部件與所述塔吊的支架和懸臂不在同一平面內。
4.根據權利要求1所述的RFID塔吊負載定位器，其中， 所述RFID部件選自由RFID讀取器和RFID標簽構成的組。
5.根據權利要求1所述的RFID塔吊負載定位器，其中， 所述四個RFID部件中的至少三個是RFID讀取器；并且 所述四個RFID部件中的至少一個是RFID標簽。
6.一種射頻識別(RFID)塔吊負載定位器，包括: RFID距離測量器，提供一 RFID讀取器與多個RFID標簽中的每一個之間的RFID距離測量結果； 懸臂方向確定器，確定所述懸臂朝向的方向； 負載位置確定器，結合懸臂方向利用所述距離測量結果來確定負載位置；以及 用戶接口模塊，以用戶可訪問格式提供負載位置結果。
7.根據權利要求6所述的RFID塔吊負載定位器，其中， 所述RFID讀取器被安置在所述塔吊的臺車處； 所述多個RFID標簽中的第一個被安置在所述塔吊的操控室處；并且 所述多個RFID標簽中的第二個被安置在所述塔吊的鉤座處。
8.根據權利要求6所述的RFID塔吊負載定位器，其中， 所述RFID讀取器被安置在所述塔吊的操控室處； 所述多個RFID標簽中的第一個被安置在所述塔吊的臺車處； 并且 所述多個RFID標簽中的第二個被安置在所述塔吊的鉤座處。
9.根據權利要求6所述 的RFID塔吊負載定位器，其中， 所述RFID讀取器被安置在所述塔吊的鉤座處； 所述多個RFID標簽中的第一個被安置在所述塔吊的臺車處； 并且 所述多個RFID標簽中的第二個被安置在所述塔吊的操控室處。
10.一種利用射頻識別(RFID)為塔吊定位負載的方法，所述方法包括: 生成從與所述塔吊耦接的RFID讀取器到與所述塔吊耦接的至少第一和第二 RFID標簽的距離測量結果； 確定懸臂方向；以及 結合所述距離測量結果和所述懸臂方向，以生成負載位置；以及 在用戶接口上以用戶可訪問格式提供負載位置信息。
11.根據權利要求10所述的方法，還包括: 將擺動確定器與所述塔吊的鉤座固定地耦接，所述擺動確定器提供關于所述鉤座的擺動信息；以及 結合所述距離測量結果、所述懸臂方向和所述擺動信息，以確定所述負載位置。
12.根據權利要求10所述的方法，還包括: 生成從與所述塔吊耦接的第二 RFID讀取器到與所述塔吊耦接的至少第一和第二 RFID標簽的第二組距離測量結果；以及 結合所述距離測量結果、所述懸臂方向和所述第二組距離測量結果，以確定所述負載位置。
13.根據權利要求10所述的方法，還包括: 生成從第三RFID讀取器到與所述塔吊耦接的至少第一和第二 RFID標簽的第三組距離測量結果，所述第三RFID讀取器被安置為與所述塔吊分離；以及 結合所述距離測量結果、所述懸臂方向、所述第二組距離測量結果和所述第三組距離測量結果，以確定所述負載位置。
14.根據權利要求10所述的方法，其中，由選自以下各項構成的組的裝置來確定所述懸臂方向:羅盤、航向指示器、偏離已知位置的衛星導航位置接收器、利用被安置在沿著所述懸臂的不同點處的兩個天線的衛星導航位置接收器、以及被安置在沿著所述懸臂的不同點處的至少兩個衛星導航位置裝置。
15.一種射頻識別(RFID)塔吊負載定位器和擺動指示器，包括: 距離確定器，提供一 RFID讀取器與多個RFID標簽中的每一個之間的距離測量結果； 擺動確定器，與所述塔吊的鉤座耦接，所述擺動確定器提供關于所述鉤座的擺動信息； 懸臂方向確定器，確定所述塔吊的懸臂朝向的方向；以及 負載信息接口，結合所述距離測量結果、所述擺動確定器和所述懸臂方向確定器，以生成所述負載關于所述塔吊的位置和擺動信息，并以用戶可訪問格式提供所述位置和擺動信息；
16.根據權利要求15所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，其中， 所述RFID讀取器被安置在所述塔吊的臺車處； 所述多個RFID標簽中的第一個被安置在所述塔吊的操控室處；并且 所述多個RFID標簽中的第二個被安置在所述塔吊的所述鉤座處。
17.根據權利要求15所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，其中， 所述RFID讀取器被安置在所述塔吊的操控室處； 所述多個RFID標簽中的第一個被安置在所述塔吊的臺車處； 并且 所述多個RFID標簽中的第二個被安置在所述塔吊的所述鉤座處。
18.根據權利要求15所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，其中， 所述RFID讀取器被安置在所述塔吊的所述鉤座處； 所述多個RFID標簽中的第一個被安置在所述塔吊的臺車處； 并且所述多個RFID標簽中的第二個被安置在所述塔吊的操控室處。
19.一種射頻識別(RFID)塔吊負載定位器和擺動指示器，包括: 距離確定器，提供RFID讀取器與多個RFID標簽中的每一個之間的距離測量結果； 擺動確定器，與負載耦接，所述擺動確定器提供關于所述負載的擺動信息； 導航衛星系統(NSS)位置接收器，與所述塔吊耦接，所述NSS位置接收器確定關于所述塔吊的懸臂的位置信息；以及 負載信息接口，結合包括所述距離測量結果、所述擺動確定器和所述NSS位置接收器的信息，以生成所述負載關于所述塔吊的位置和擺動信息，并以用戶可訪問格式提供所述位置和擺動信息。
20.根據權利要求19所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，其中， 所述RFID讀取器與所述塔吊的臺車固定地耦接； 所述多個RFID標簽中的第一個與所述塔吊的操控室固定地耦接；并且 所述多個RFID標簽中的第二個與所述負載固定地耦接。
21.根據權利要求19所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，其中， 所述RFID讀取器與所述塔吊的操控室固定地耦接； 所述多個RFID標簽中的第一個與所述塔吊的臺車固定地耦接；并且 所述多個RFID標簽中的第二個與所述負載固定地耦接。
22.根據權利要求19所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，其中， 所述RFID讀取器與所述負載固定地耦接； 所述多個RFID標簽中的第一個與所述塔吊的臺車固定地耦接；并且 所述多個RFID標簽中的第二個與所述塔吊的操控室固定地耦接。
23.根據權利要求19所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，其中， 所述NSS位置接收器與所述 塔吊的平衡錘固定地耦接。
24.根據權利要求19所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，其中， 所述NSS位置接收器與所述塔吊的懸臂的大致前端固定地耦接。
25.根據權利要求19所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，其中， 所述NSS位置接收器還包括: 第一天線，與所述塔吊的平衡錘固定地耦接；以及 第二天線，與所述塔吊的懸臂的大致前端固定地耦接。
26.根據權利要求19所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，還包括: 第一 NSS位置接收器，與所述塔吊的平衡錘固定地耦接；以及 第二 NSS位置接收器，與所述塔吊的懸臂的大致前端固定地耦接。
27.根據權利要求19所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，其中，來自所述NSS位置接收器的位置信息從由以下各項構成的位置信號組獲得:全球導航衛星系統(GNSS)信號、區域導航衛星系統信號、星基增強系統(SBAS)信號以及地基增強系統(GBAS)信號。
28.一種射頻識別(RFID)塔吊負載定位器和擺動指示器，包括: 多個RFID標簽，位于所述塔吊上的或所述塔吊附近的不同位置處； 至少兩個RFID讀取器，位于所述塔吊上的不同位置處，所述RFID讀取器包括: 距離確定器，提供所述RFID讀取器中的每一個與所述多個RFID標簽中的每一個之間的距離測量結果； 擺動確定器，與所述塔吊的鉤座耦接，所述擺動確定器提供關于所述負載的擺動信息； 導航衛星系統(NSS)位置接收器，與所述塔吊耦接，所述NSS位置接收器確定關于所述塔吊的懸臂的位置信息；以及 負載信息接口，結合來自所述距離測量結果、所述擺動確定器和所述NSS位置接收器的信息，以生成所述負載關于所述塔吊的位置和擺動信息，并以用戶可訪問格式提供所述位置和擺動信息。
29.根據權利要求28所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，其中， 第一 RFID讀取器和至少所述多個RFID標簽中的第一個被安置在所述塔吊的臺車處；第二 RFID讀取器和至少所述多個RFID標簽中的第二個被安置在所述塔吊的操控室處；并且 至少所述多個RFID標簽中的第三個被安置在所述塔吊的所述鉤座處。
30.根據權利要求28所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，其中， 第一 RFID讀取器和至少所述多個RFID標簽中的第一個被安置在所述塔吊的臺車處；第二 RFID讀取器和至少所述多個RFID標簽中的第二個被安置在所述塔吊的所述鉤座處；并且 至少所述多個RFID標簽中的第三個被安置在所述塔吊的操控室處。
31.根據權利要求28所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，其中， 第一 RFID讀取器和至少所述多個RFID標簽中的第一個被安置在所述塔吊的所述鉤座處； 第二 RFID讀取器和至少所述多個RFID標簽中的第二個被安置在所述塔吊的操控室處；并且 至少所述多個RFID標簽中的第三個被安置在所述塔吊的臺車處。
32.根據權利要求28所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，還包括: 懸臂方向確定器，確定所述塔吊的懸臂朝向的方向；并且 其中，所述負載信息接口結合所述距離測量結果、所述擺動確定器、所述NSS位置接收器和所述懸臂方向確定器，以生成所述負載的位置和擺動信息。
33.根據權利要 求28所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，其中，所述NSS位置接收器與所述塔吊的平衡錘固定地耦接。
34.根據權利要求28所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，其中，所述NSS位置接收器與所述塔吊的懸臂的大致前端固定地耦接。
35.根據權利要求28所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，其中，所述NSS位置接收器還包括: 第一天線，與所述塔吊的平衡錘固定地耦接；以及 第二天線，與所述塔吊的懸臂的大致前端固定地耦接。
36.根據權利要求28所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，還包括: 第一 NSS位置接收器，與所述塔吊的平衡錘固定地耦接；以及 第二 NSS位置接收器，與所述塔吊的懸臂的大致前端固定地耦接。
37.根據權利要求28所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，其中，來自所述NSS位置接收器的位置信息從由以下各項構成的位置信號組獲得:全球導航衛星系統(GNSS)信號、區域導航衛星系統信號、星基增強系統(SBAS)信號以及地基增強系統(GBAS)信號。
38.一種射頻識別(RFID)塔吊負載定位器和擺動指示器，包括: 多個RFID標簽，位于所述塔吊上的或所述塔吊附近的不同位置處； 至少兩個RFID讀取器，固定地耦接在所述塔吊上的不同位置處，以及手持RFID讀取器，位于不在所述塔吊上的位置處，所述RFID讀取器包括: 距離確定器，提供所述RFID讀取器與所述多個RFID標簽中的每一個之間的距離測量結果; 導航衛星系統(NSS)位置接收器，與所述塔吊耦接，所述NSS位置接收器確定關于所述塔吊的懸臂的位置信息；以及 負載信息接口，結合來自所述距離測量結果和所述NSS位置接收器的信息，以生成所述負載關于所述塔吊的位置和擺動信息，并以用戶可訪問格式提供所述位置和擺動信息。
39.根據權利要求38所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，還包括: 擺動確定器，與所述塔吊的鉤座耦接，所述擺動確定器提供關于所述負載的擺動信息。
40.根據權利要求38所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，其中， 第一 RFID讀取器和至少所述多個RFID標簽中的第一個被安置在所述塔吊的臺車處； 第二 RFID讀取器和至少所述多個RFID標簽中的第二個被安置在所述塔吊的操控室處；并且 至少所述多個RFID標簽中的第三個被安置在所述塔吊的所述鉤座處。
41.根據權利要求38所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，其中， 第一 RFID讀取器和至少所述多個RFID標簽中的第一個被安置在所述塔吊的臺車處； 第二 RFID讀取器和至少所述多個RFID標簽中的第二個被安置在所述塔吊的所述鉤座處；并且 至少所述多個RFID標簽中的第三個被安置在所述塔吊的操控室處。
42.根據權利要求38所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，其中， 第一 RFID讀取器和至少所述多個RFID標簽中的第一個被安置在所述塔吊的所述鉤座處； 第二 RFID讀取器和至少所述多個RFID標簽中的第二個被安置在所述塔吊的操控室處；并且 至少所述多個RFID標簽中的第三個被安置在所述塔吊的臺車處。
43.根據權利要求38所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，還包括: 懸臂方向確定器，確定所述塔吊的懸臂朝向的方向；并且 其中，所述負載信息接口結合所述距離測量結果、所述擺動確定器、所述NSS位置接收器和所述懸臂方向確定器，以生成所述負載的位置和擺動信息。
44.根據權利要求38 所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，其中，所述NSS位置接收器與所述塔吊的平衡錘固定地耦接。
45.根據權利要求38所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，其中，所述NSS位置接收器與所述塔吊的懸臂的大致前端固定地耦接。
46.根據權利要求38所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，其中，所述NSS位置接收器還包括: 第一天線，與所述塔吊的平衡錘固定地耦接；以及 第二天線，與所述塔吊的懸臂的大致前端固定地耦接。
47.根據權利要求38所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，還包括: 第一 NSS位置接收器，與所述塔吊的平衡錘固定地耦接；以及 第二 NSS位置接收器，與所述塔吊的懸臂的大致前端固定地耦接。
48.根據權利要求38所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，其中，來自所述NSS位置接收器的位置信息從由以下各項構成的位置信號組獲得:全球導航衛星系統(GNSS)信號、區域導航衛星系統信號、星基增強系統(SBAS)信號以及地基增強系統(GBAS)信號。
49.根據權利要求48所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，其中，所述GNSS信號選自由以下各項構成的組=GPS信號、格洛納斯信號、伽利略信號和羅盤信號。
50.根據權利要求48所述的RFID塔吊負載定位器和擺動指示器，其中，所述區域導航衛星系統信號選自由以下各項構成的組=Omnistar信號、星火信號、中心點信號、北斗信號、星基多普勒軌道確定和無線電定位結合系統(DORIS)信號、印度區域導航衛星系統(IRNSS)信號以及準天頂衛星系統(QZSS)信號。
51.根據權利要求48所述的RFID塔吊裝載定位器和擺動指示器，其中，所述SBAS信號選自由以下各項構成的組:廣域增強系統(WAAS)信號、歐洲地球同步導航覆蓋服務(EGNOS)信號、多功能衛星增強系統(MSAS)信號和GPS輔助型靜地軌道增強(GAGAN)信號。
52.根據權利要 求48所述的RFID塔吊裝載定位器和擺動指示器，其中，所述GBAS信號選自由以下各項構成的組:局域增強系統(LAAS)信號、地基區域增強系統(GRAS)信號、差分GPS (DGPS)信號以及連續運行基準站(CORS)信號。
全文摘要
本文公開了一種用于定位塔吊上的負載的RFID。射頻識別(RFID)塔吊負載定位器的一個實例包括至少四個RFID部件，用于提供該至少四個RFID部件之間的RFID距離測量結果。此外，負載位置確定器利用RFID距離測量結果來確定負載位置。負載信息生成器提供適于用戶后續訪問的負載位置信息。
文檔編號G01C1/00GK103164678SQ20121000909
公開日2013年6月19日 申請日期2012年1月12日 優先權日2011年12月13日
發明者約翰·F·卡梅倫, 庫爾特·梅納德, 庫特·康奎斯特, 格雷戈里·C·貝斯特 申請人:天寶導航有限公司