Described herein are techniques for determining motion characteristics of trains traveling along a train track. In some embodiments, a processor may determine an estimated position of a train using an observed position obtained using one or more UWB antennas and an observed position obtained using one or more GNSS receivers. In some embodiments, a processor may access information specifying a geometry of a train track and determining the position of a train along the train track using an observed position determined using one or more UWB antennas and/or GNSS receiver(s) and the information specifying the geometry of the train track. In some embodiments, a processor may determine estimated positions of a train using the geometry of the train track and at least one observation of the train obtained using one or more positioning devices and select the position of the train from among the estimated positions.
Described herein are systems for radio-frequency (RF) localization. The systems developed by the inventors are designed to improve the accuracy of RF localization to millimeter and sub-millimeter ranges, and additionally, are designed to do so while also limiting manufacturing costs. The RF localization systems developed by the inventors leverage the relatively low costs associated with the manufacturing of printed circuit board assemblies (PCBAs). Manufacturing RF localization devices using PCBAs poses a number of challenges, including large minimum feature size and the presence of surface waves. Described herein are techniques for addressing challenges arising in connection with RF localization devices fabricated using PCBAs. One technique involves the use of slot-fed antennas, which makes the device efficient notwithstanding the large minimum feature size. Another technique involves the use of frequency selective surfaces for suppressing surface waves.
Systems and methods for facilitating interactions between a robotic arm and a movable platform using radio frequency (RF) co-localization are provided. The systems include target devices; an interrogator system comprising RF antennas, each of the RF antennas configured to transmit RF signals to the target devices and/or receive RF signals from the target devices; and a controller. The controller is configured to control at least one of the RF antennas to transmit one or more first RF signals to a target device coupled to a movable platform; control at least some of the RF antennas to receive second RF signals from at least the target device; determine a position of the movable platform using the received second RF signals; and determine, using the position of the movable platform, a target position to which to move an end effector of a robotic arm in order to perform a task.
H01Q 21/24 - Combinaisons d'unités d'antennes polarisées dans des directions différentes pour émettre ou recevoir des ondes polarisées circulairement ou elliptiquement ou des ondes polarisées linéairement dans n'importe quelle direction
4.
TECHNIQUES AND ASSOCIATED SYSTEMS AND METHODS FOR DETERMINING TRAIN MOTION CHARACTERISTICS
e.ge.g., position, velocity, acceleration, etc.) of one or more trains traveling along a train track, such that train control systems may have the information needed to safely operate the trains at higher speeds and with shorter separation between trains. In accordance with various embodiments, systems and methods described herein may be configured to determine a position, velocity, and/or acceleration of a train traveling along a train track. In some embodiments, the motion characteristics may be determined one or more radio frequency antennas onboard the train, such as in communication with one or more anchor nodes positioned adjacent the train track. Alternatively or additionally, in some embodiments motion characteristics may be determined using one or more one or more inertial measurement units (IMUs) onboard the train.
B61L 25/02 - Indication ou enregistrement de la position ou de l'identité de véhicules ou de trains
B61L 27/00 - Systèmes centraux de commande du trafic ferroviaire; Commande côté voie; Systèmes de communication spécialement adaptés à cet effet
B61L 15/00 - Indicateurs de signalisation sur le véhicule ou sur le train
B61L 3/00 - Dispositifs le long de la voie commandant des dispositifs sur le véhicule ou sur le train, p.ex. pour relâcher les freins, pour manœuvrer un signal avertisseur
A system, comprising: a plurality of wayside devices positioned along a train track, the plurality of wayside devices having known positions, each of the plurality of wayside devices comprising at least one first radio-frequency (RF) antenna; a work zone device positioned along the train track, the work zone device comprising at least one second RF antenna configured to transmit RF signals to and/or receive RF signals from the plurality of wayside devices; and at least one processor configured to determine a position of the work zone device using the known positions and using RF signals transmitted between the work zone device and the plurality of wayside devices.
B61L 23/00 - Dispositifs de commande, d'avertissement ou autres dispositifs de sécurité le long de la voie ou entre les véhicules ou les trains
B61L 23/02 - Dispositifs de commande, d'avertissement ou autres dispositifs de sécurité le long de la voie ou entre les véhicules ou les trains pour indiquer la défaillance des freins
B61L 23/04 - Dispositifs de commande, d'avertissement ou autres dispositifs de sécurité le long de la voie ou entre les véhicules ou les trains pour contrôler l'état mécanique de la voie
B61L 23/06 - Dispositifs de commande, d'avertissement ou autres dispositifs de sécurité le long de la voie ou entre les véhicules ou les trains pour avertir des hommes travaillant sur la voie
A device comprising: a receive antenna configured to receive radio-frequency (RF) signals having a first center frequency; a transmit antenna configured to transmit radiofrequency (RF) signals having a second center frequency that is a harmonic of the first center frequency; and a processor. The processor is configured to: generate a plurality of wake-up signals at a respective plurality of random times; and for each one of the plurality of wake-up signals, in response to generating the each one wake-up signal, cause the transmit antenna to transmit an RF signal having the second center frequency and indicating a code associated with the device to an interrogator device different from the device.
G01S 5/14 - Localisation par coordination de plusieurs déterminations de direction ou de ligne de position; Localisation par coordination de plusieurs déterminations de distance utilisant les ondes radioélectriques déterminant des distances absolues à partir de plusieurs points espacés d'emplacement connu
H01Q 3/36 - Dispositifs pour changer ou faire varier l'orientation ou la forme du diagramme de directivité des ondes rayonnées par une antenne ou un système d'antenne faisant varier la distribution de l’énergie à travers une ouverture rayonnante faisant varier la phase par des moyens électriques avec des déphaseurs variables
7.
WIDE BAND RADIO-FREQUENCY LOCALIZATION DEVICES AND ASSOCIATED SYSTEMS AND METHODS
A device comprising: a radio frequency (RF) coupler comprising input, output, and coupled ports; an antenna capable of receiving RF signals having a first center frequency and transmitting RF signals having a second center frequency, the antenna connected to the RF coupler to provide received RF signals to the input port of the RF coupler and transmit RF signals received at the input port via coupling to signals received at the coupled port; and signal transformation circuitry having an input connected to the output port of the RF coupler to receive RF signals provided by the antenna to the input port and an output connected to the coupled port, the signal transformation circuitry configured to transform first RF signals having the first center frequency received from the output port to second RF signals having the second center frequency and to provide them to the coupled port.
G01S 5/14 - Localisation par coordination de plusieurs déterminations de direction ou de ligne de position; Localisation par coordination de plusieurs déterminations de distance utilisant les ondes radioélectriques déterminant des distances absolues à partir de plusieurs points espacés d'emplacement connu
H01Q 1/38 - Forme structurale pour éléments rayonnants, p.ex. cône, spirale, parapluie formés par une couche conductrice sur un support isolant
H01Q 1/52 - Moyens pour réduire le couplage entre les antennes; Moyens pour réduire le couplage entre une antenne et une autre structure
H01Q 3/36 - Dispositifs pour changer ou faire varier l'orientation ou la forme du diagramme de directivité des ondes rayonnées par une antenne ou un système d'antenne faisant varier la distribution de l’énergie à travers une ouverture rayonnante faisant varier la phase par des moyens électriques avec des déphaseurs variables
Gaining a time signal from a radio signal such as GPS, an ultra-wide band constellation can be synchronized. While the entirety of the constellation is synchronized to a nanosecond level of accuracy, local subsets of ultra-wide band nodes can establish even finer degrees of synchronization resulting in more accurate positional determination. These synchronization signals can be propagated to other nodes that are denied or incapable of receiving synchronizing radio (GPS) signals. Moreover, in cases in which a plurality of UPN nodes is unavailable to accurately determine an objects position, available UPN nodes can be combined with GPS pseudo ranges to achieve positional determination.
G01S 1/02 - Radiophares ou systèmes de balisage émettant des signaux ayant une ou des caractéristiques pouvant être détectées par des récepteurs non directionnels et définissant des directions, situations ou lignes de position déterminées par rapport aux émetteu; Récepteurs travaillant avec ces systèmes utilisant les ondes radioélectriques
G01S 1/24 - Systèmes pour déterminer une direction ou une ligne de position en comparant les temps de transit de signaux synchronisés provenant d'antennes non directionnelles ou de systèmes d'antennes séparés, c. à d. systèmes à différence de parcours les signaux synchronisés étant des impulsions ou des modulations équivalentes des ondes porteuses et les temps de transit étant comparés par mesure de la différence des temps d'arrivée d'une partie repérée des signaux de modulations
G01S 13/87 - Combinaisons de plusieurs systèmes radar, p.ex. d'un radar primaire et d'un radar secondaire
9.
ULTRA-WIDE BAND RADAR AND POSITIONAL NODE INTEGRATION
A constellation of Ultra-Wide Band (UWB) nodes, each with an UWB transceiver operating both as a monostatic/bi-static Radar, provide precise positional determination of both participating and nonparticipating movable objects. The UWB constellation identifies and locates objects within a geographic area using multipath signal analysis forming an occupancy grid. The resulting occupancy grid can identify parked cars, pedestrians, obstructions, and the like to facilitate autonomous vehicle operations, safety protocols, traffic management, emergency vehicle prioritization, collisions avoidance and the like.
G01S 5/02 - Localisation par coordination de plusieurs déterminations de direction ou de ligne de position; Localisation par coordination de plusieurs déterminations de distance utilisant les ondes radioélectriques
G01S 13/00 - Systèmes utilisant la réflexion ou la reradiation d'ondes radio, p.ex. systèmes radar; Systèmes analogues utilisant la réflexion ou la reradiation d'ondes dont la nature ou la longueur d'onde sont sans importance ou non spécifiées
G01S 13/87 - Combinaisons de plusieurs systèmes radar, p.ex. d'un radar primaire et d'un radar secondaire
Coherent radar returns gained from Ultra-Wideband Radars are correlated with features extracted from a georeferenced map to refine positional information and pose of an object. Data collected from one or more UWB Radars and other real time sensors affixed on an object can be processed to identify discrete edges or characteristic returns such as a pole, building or the like. These coherent returns can be correlated with features extracted from a georeferenced map. As the UWB Radar(s) location and orientation with respect to the object is (are) known the precise location and pose of the object on the georeferenced map can be determined by matching features found in the map or imagery with those of the coherent return. Moreover the configuration of the UWB Radars can be modified based on a perception of the local environment.
A device comprising: a substrate; a semiconductor die mounted on the substrate; a transmit antenna fabricated on the substrate and configured to transmit radio-frequency (RF) signals at least at a first center frequency; a receive antenna fabricated on the substrate and configured to receive RF signals at least at a second center frequency different than the first center frequency; and circuitry integrated with the semiconductor die and configured to provide RF signals to the transmit antenna and to receive RF signals from the receive antenna.
H01Q 1/44 - ANTENNES, c. à d. ANTENNES RADIO - Détails de dispositifs associés aux antennes utilisant un équipement ayant une autre fonction principale servant en outre d'antenne
12.
MOBILE LOCALIZATION IN VEHICLE-TO-VEHICLE ENVIRONMENTS
Recursive constellations of Ultra-Wide Band ("UWB") transceivers are optimized based on a desired functionality or objective. By structuring transceivers of an UWB network into a plurality of subsets or constellations of UWB nodes each constellation can be optimized for a particular purpose while maintaining connectivity and cohesiveness within the overarching network. Implementatoins of specific functionality can be applied to Intra-Vehicle, Inter-Vehicle and Vehicle-to-Infrastructure constellations resulting in localized optimizations while maintaining a cohesive and coherent UWB network.
G01S 5/00 - Localisation par coordination de plusieurs déterminations de direction ou de ligne de position; Localisation par coordination de plusieurs déterminations de distance
G01S 5/02 - Localisation par coordination de plusieurs déterminations de direction ou de ligne de position; Localisation par coordination de plusieurs déterminations de distance utilisant les ondes radioélectriques
H04W 64/00 - Localisation d'utilisateurs ou de terminaux pour la gestion du réseau, p.ex. gestion de la mobilité
G01S 1/08 - Systèmes pour déterminer une direction ou une ligne de position
G01S 1/02 - Radiophares ou systèmes de balisage émettant des signaux ayant une ou des caractéristiques pouvant être détectées par des récepteurs non directionnels et définissant des directions, situations ou lignes de position déterminées par rapport aux émetteu; Récepteurs travaillant avec ces systèmes utilisant les ondes radioélectriques
G01S 1/00 - Radiophares ou systèmes de balisage émettant des signaux ayant une ou des caractéristiques pouvant être détectées par des récepteurs non directionnels et définissant des directions, situations ou lignes de position déterminées par rapport aux émetteu; Récepteurs travaillant avec ces systèmes
13.
HIGH PRECISION SUBSURFACE IMAGING AND LOCATION MAPPING WITH TIME OF FLIGHT MEASUREMENT SYSTEMS
A system for tracking a ground imaging apparatus includes a plurality of fixed devices and at least one tracked device. The fixed devices are positioned at fixed locations and the tracked device is affixable to the ground imaging apparatus. The fixed devices and the tracked device are configured to transmit and/or receive signals used for time of flight measurements. A processor is configured to determine one or more positions of the tracked device relative to one or more of the fixed devices based upon one or more time of flight measurements between the tracked device and one or more of the fixed devices.
G06F 17/00 - TRAITEMENT ÉLECTRIQUE DE DONNÉES NUMÉRIQUES Équipement ou méthodes de traitement de données ou de calcul numérique, spécialement adaptés à des fonctions spécifiques
14.
HIGH PRECISION MOTION TRACKING WITH TIME OF FLIGHT MEASUREMENT SYSTEMS
A system for tracking an object includes a plurality of fixed devices and at least one tracked device. The fixed devices are positioned at fixed locations and the tracked device is affixable to the object. The fixed devices and the tracked device are configured to transmit and/or receive signals used for time of flight measurements. A processor is configured to determine one or more positions of the tracked device relative to one or more of the fixed devices based upon one or more time of flight measurements between the tracked device and one or more of the fixed devices.
G01S 5/00 - Localisation par coordination de plusieurs déterminations de direction ou de ligne de position; Localisation par coordination de plusieurs déterminations de distance
G01S 5/14 - Localisation par coordination de plusieurs déterminations de direction ou de ligne de position; Localisation par coordination de plusieurs déterminations de distance utilisant les ondes radioélectriques déterminant des distances absolues à partir de plusieurs points espacés d'emplacement connu
G01S 5/30 - Détermination de distances absolues à partir de plusieurs points espacés d'emplacement connu
H04W 64/00 - Localisation d'utilisateurs ou de terminaux pour la gestion du réseau, p.ex. gestion de la mobilité
A system and method is disclosed for measuring time of flight to an object. A transmitter transmits an electromagnetic signal and provides a reference signal corresponding to the electromagnetic signal. A receiver receives the electromagnetic signal and provides a response signal corresponding to the received electromagnetic signal. A detection circuit is configured to determine a time of flight between the transmitter and the receiver based upon the reference signal and the response signal.
G01B 11/14 - Dispositions pour la mesure caractérisées par l'utilisation de techniques optiques pour mesurer la distance ou la marge entre des objets ou des ouvertures espacés
G01C 3/00 - Mesure des distances dans la ligne de visée; Télémètres optiques
G01R 25/00 - Dispositions pour procéder aux mesures de l'angle de phase entre une tension et un courant ou entre des tensions ou des courants
G01S 13/00 - Systèmes utilisant la réflexion ou la reradiation d'ondes radio, p.ex. systèmes radar; Systèmes analogues utilisant la réflexion ou la reradiation d'ondes dont la nature ou la longueur d'onde sont sans importance ou non spécifiées
G01S 13/08 - Systèmes pour mesurer la distance uniquement
G08B 1/08 - Systèmes de signalisation caractérisés seulement par la forme de transmission du signal utilisant une transmission électrique
16.
HIGH PRECISION TIME OF FLIGHT MEASUREMENT SYSTEM FOR INDUSTRIAL AUTOMATION
A system for tracking position of objects in an industrial environment includes an interrogator, a transponder, and a processor. The interrogator transmits a signal and provides a first reference signal corresponding to the transmitted signal. The transponder provides a response signal. The interrogator receives the response signal and provides a second reference signal corresponding to the response signal. The processor determines a location of either the interrogator or the transponder, relative to the other, based on the two reference signals.
A01G 23/02 - Transplantation, déracinage, abattage ou ébranchage des arbres
G08B 1/08 - Systèmes de signalisation caractérisés seulement par la forme de transmission du signal utilisant une transmission électrique
G08B 5/22 - Systèmes de signalisation optique, p.ex. systèmes d'appel de personnes, indication à distance de l'occupation de sièges utilisant une transmission électromécanique
brevets
