用于定位塔吊上的负载的rfid的制作方法

专利名称：用于定位塔吊上的负载的rfid的制作方法
用于定位塔吊上的负载的RFID技术领域
本发明大体涉及一种RFID，具体地，涉及一种用于定位塔吊上的负载的RFID。
背景技术：
塔吊被用在许多不同应用中。例如，在建筑现场，塔吊被用于将大和/或重的物体从某一位置搬运到另一处。发明内容
本发明至少主要公开了以下内容:公开了射频识别(RFID)塔吊负载定位器。一个实例包括至少四个RFID部件，以在该至少四个RFID部件之间提供RFID距离测量。此外，负载位置确定器利用RFID距离测量结果来确定负载的位置。负载信息生成器提供适于用户后续访问的负载位置信息。


附图被并入本申请且构成其一部分，以与说明书一起示例性说明并用于解释实施方式的原理。除非注明，否则涉及本说明书的附图不应被理解为按比例绘成。
图1A是根据本技术的一实施方式的采用单个RFID读取器来确定负载位置的RFID塔吊负载定位系统的图示。
图1B是根据本技术的一实施方式的采用两个RFID读取器来确定负载位置的RFID塔吊负载定位系统的图示。
图1C是根据本技术的一实施方式的采用三个RFID读取器来确定负载位置的RFID塔吊负载定位系统的图示。
图2是根据本技术的一实施方式的RFID塔吊负载定位系统的框图。
图3是根据本技术的一实施方式的利用RFID来定位塔吊的负载的方法的流程图。
图4是根据本技术的一实施方式的利用RFID来定位塔吊的负载的方法的流程图。
图5是其上可实施本技术的实施方式的计算机系统实例的框图。
图6是可根据本技术的一实施方式来使用的全球导航卫星系统(GNSS)接收器实例的框图。
具体实施方式
现将对本技术的各种实施方式进行详细介绍，并在附图中示出其实例。尽管将结合这些实施方式对本技术进行描述，但需要理解的是，这并不意味着将本技术限定于这些实施方式。相反，本技术意于涵盖包括在由所附权利要求限定的本技术的思想和范围内的变更、修改以及等价物。而且，在下文对本技术的描述中，为提供对本技术的全面理解，还对许多具体细节作了叙述。在其他实例中，对众所周知的方法、过程、部件以及电路未作详细描述，从而不给本技术的各方面造成不必要的模糊。
除非具体指出，否则从以下讨论显而易见地是，需要理解的是，在对本实施方式的通篇描述中，利用诸如“接收”、“存储”、“产生”、“传送”以及“推断”等术语的讨论，均涉及计算机系统或类似电子计算装置的操作和处理。计算机系统或类似电子计算装置操纵并转换在计算机系统的寄存器内被表示为物理(电学)量的数据，且在计算机系统内存或寄存器或其他这种信息存储、传送或显示的装置内存入同样被表示为物理量的其他数据。例如，本技术的实施方式也能够很好地适于诸如移动通信装置的其他计算机系统。
综述
本发明的实施方式能够确定塔吊的负载的位置。在下面的讨论中，负载位置是指负载的实际或物理位置。在一实施方式中，负载位置相对于塔吊的一部分(诸如但不限于，底座、支架、操控室等)的相关位置来定义。此外，例如，负载位置信息被以用户可访问格式提供在诸如图形用户界面的用户界面上。
通过在用户界面上提供负载位置信息，本技术的实施方式能够更安全且更有效地操作塔吊。这使得操作成本降低，并提高了安全性。例如，可将负载位置信息显示给塔吊操作员看，从而允许操作员精确监测并控制负载位置。而且，该信息也可被传送至其他用户，包括项目经理、领班等。在此种方式中，能获得其他层次的操作可视化以及塔吊的安全性。
现参照图1A，示出了包括用于确定负载位置的RFID塔吊负载定位器系统的塔吊100的图示。通常，RFID可涉及许多不同的RFID传输方法，包括但不限于，低频(LF)、高频(HF)、超高频(UHF)以及超宽带(UWB)。
塔吊100包括底座104、支架102以及悬臂(例如，工作臂)110。支架102可被固定在底座104上，或者可关于底座104旋转。底座104可被螺栓固定在支撑吊车的混凝土台上，或可被安装在可移动平台上。在一实施方式中，操作员130位于包括用户界面137的操控室106中。
塔吊100还包括可在悬臂110上在操控室106与悬臂110的端部之间来回移动的台车(trolley) 114。缆绳116将钩122和钩座(hook block) 120耦接至台车114。平衡锤108在悬臂110上的与台车114相反的一侧上，以平衡吊车部件与被吊物体(下文中称作负载118)的重量。
在图1A所示的一实施方式中，塔吊100还包括RFID读取器126和多个RFID标签124。在一实施方式中，RFID读取器126用电池供电，且可具有可再充电特性，其中包括太阳能充电性能。在另一实施方式中，RFID读取器126与塔吊100用电线连接。
在图1A中，RFID读取器126被示出在台车114上，而且RFID标签124被安置在钩座120、操控室106和负载118处。然而，在其他实施方式中，RFID读取器126可被安置在不同位置，而且RFID标签124也将被随之调整。例如，若RFID读取器126被安置在钩座120处，则RFID标签124可被安置在台车114和操控室106处。在另一实例中，若RFID读取器126被安置在操控室106处，则RFID标签124可被安置在台车114和钩座120处。在又一实施方式中，例如，可存在大量被安置在塔吊100上和其他地方(例如，负载118上)的不同位置处的RFID标签124。
塔吊100还包括悬臂方向确定器128。通常，悬臂方向确定器128确定悬臂110朝向的方向。在各种实施方式中，悬臂方向确定器128可以是罗盘、航向指不器(headingindicator)、偏离已知位置的卫星导航位置接收器、利用被安置在沿着悬臂的不同点处的两个天线的卫星导航位置接收器、被安置在沿着悬臂的不同点处的至少两个卫星导航位置装置，或它们的组合。在一实施方式中，如图1C所示，未使用悬臂方向确定器。
图1A还包括与钩座120耦接的摆动确定器133。在一实施方式中，摆动确定器133可以是加速度计、陀螺仪、GNSS和摄像机等。通常，摆动确定器133被用于确定负载118的摆动。尽管摆动确定器133被示为与钩座120耦接，但在另一实施方式中，摆动确定器133可与负载118或钩122耦接。
现参照图1B，示出了包括RFID塔吊负载定位系统的塔吊145的图示，该系统使用两个RFID读取器来确定负载位置。
为了使本讨论清楚，这里不再对图1B中的与图1A相似并在前面作了描述的某些部件进行重复描述。
在一实施方式中，除图1A所描述的部件以外，图1B还包括安置在与第一 RFID读取器126不同的位置处的第二 RFID读取器126。此外，由于使用了多个RFID读取器126，所以一个或多个部件可以同时具有与之耦接的RFID读取器126和RFID标签124。在另一实施方式中，RFID读取器126可包括RFID标签124。
例如，在图1B中，带有RFID标签124的第一 RFID读取器126被安置在台车114上。带有RFID标签124的第二 RFID读取器126被安置在操控室106处。尽管所示出的是这两个位置，但本技术也能很好地适用于将RFID读取器126置于各个其他位置处，诸如但不限于，钩座120、负载118、支架102以及悬臂110等处。
测距路径187、测距路径188和测距路径189也由图1B示出。通常，测距路径表示由RFID读取器126发出并从相应的RFID标签124返回的一个脉冲。正如本文对其更详细地描述那样，这些距离测量结果被用于确定距离。
图1B还包括GNSS装置140。通常，GNSS装置140可以是完整的GNSS接收器或仅是GNSS天线。在一实施方式中，有两个GNSS装置140。一个被安置在悬臂110的前端，而另一个被安置在平衡锤108处。尽管示出的是两个GNSS装置140，但在另一实施方式中，图1B可仅使用一个GNSS装置140。例如，在悬臂方向确定器128确定悬臂110所朝向的方向的同时可由一个GNSS装置140给出位置。在又一实施方式中，悬臂方向确定器128可以是使用了安置在沿着悬臂的不同点处的两个GNSS天线(如由GNSS装置140所标明的那种)的GNSS接收器。此外，GNSS装置140的位置可以在不同区域，图2B中所提供的两个GNSS装置140位置的图示仅是为了清楚的目的。
现参照图1C，示出了包括RFID塔吊负载定位系统的塔吊166的图示，该系统使用至少四个RFID部件125以提供在该至少四个RFID部件125之间的RFID测距。
为了使本讨论清楚，这里不再对图1C的与图1A和图1B相似并在前面作了描述的某些部件进行重复描述。
在一实施方式中，图1C包括至少四个RFID部件125。在一实施方式中，该至少四个RFID部件包括至少三个RFID读取器126和至少一个RFID标签124。在一实施方式中，至少一个RFID部件125与该塔吊的支架102和悬臂110不在同一平面内。例如，在一实施方式中，四个RFID部件125中的至少一个被安置为与塔吊166分离。在图1C所示的实例中，塔外RFID部件125是手持装置。在一实施方式中，塔外RFID部件125由用户131携带。正如本文将更详细描述的那样，该用户可以是领班、安检员等。在另一实施方式中，用户131可以是塔吊操作员而且这种操作员130不必在操纵室106内。
通常，由于使用了至少四个RFID部件125，所以可以利用独立于吊车的任何其他方面的RFID测距来确定负载118的位置。例如，通过使用四个RFID部件125，而不用悬臂确定器128或摆动确定器133，该RFID负载定位器即能提供有关负载118的位置的信息。此外，由于该四个RFID部件不需要来自吊车或吊车操作员的另外的输入即可提供负载位置信息，所以在一实施方式中，该部件可被配置成独立的负载定位装置，它可被添加至现有塔吊中，而不必对现有吊车部件进行任何更改或处理。
现参照图2，根据本技术的实施方式示出了塔吊RFID负载定位器200。在一实施方式中，RFID负载定位器200包括RFID距离测量器210、负载位置确定器230以及负载信息生成器240。在一实施方式中，RFID负载定位器200还可包括悬臂方向确定器128。然而，在另一实施方式中，RFID负载定位器200可以可选地接收来自外部源的悬臂方向确定器128的信息。类似地，RFID负载定位器200可以可选地接收来自外部源的摆动确定器133的信息。
在一实施方式中，RFID距离测量器210提供在至少四个RFID部件125之间的RFID测距。负载位置确定器230利用这些距离测量结果，并使用或不使用本文所述的任何其他可选输入，来确定负载118的位置。负载信息生成器240提供适于后续由用户访问的负载位置信息。在一实施方式中，负载位置信息以用户可访问格式250被输出。例如，负载信息可被输出到图形用户界面(GUI)，诸如GUI 137等。在另一实施方式中，以用户可访问格式250提供的负载位置信息可被发送至许多装置，诸如手持装置、GUI 137或其他装置，或由这些装置来访问。在另一实施方式中，RFID距离测量器可位于第一位置的塔吊处，而且可将距离测量结果提供给远程位置处的负载位置确定器230。在又一实施方式中，负载信息生成器240也可被远程安装或可由被授权的人员远程访问。例如，负载位置信息可在工作现场、远离工作现场等处的当地办公室里被处理，而且负载信息生成器240可被存储成“云”的形式。
可选的悬臂方向确定器128确定悬臂所朝向的方向。可选的摆动确定器133用于确定负载118的摆动。尽管摆动确定器133被示为与钩座120耦接在一起，但在另一实施方式中，摆动确定器133也可与负载118或钩122耦接。
在一实施方式中，除了利用距离测量结果来确定负载位置之外，负载位置确定器230还可利用可选的悬臂方向信息或摆动确定器133的信息，或既利用悬臂方向信息又利用摆动确定器133的信息来确定负载118的位置。
图3是根据本技术的一实施方式的利用RFID来定位塔吊的负载的方法的流程图。
现参照图3的302和图1A，一实施方式生成从与塔吊耦接的RFID读取器到与塔吊耦接的至少第一和第二 RFID标签的距离测量结果。
换句话说，RFID读取器126可结合RFID标签124使用以确定距离。例如，RFID读取器126将测量到安置在钩座120上的RFID标签124的距离。在此种方式中，可确定钩座120与台车114之间的距离188。
类似地，RFID读取器126可测量到安置在操控室106上的RFID标签124的距离。在此种方式中，可确定操控室106与台车114之间的间距189的距离。
在另一实施方式中，如图1B所示，RFID读取器126被置于钩座120或操控室106处，类似的测量可在RFID标签之间进行，而且一旦三角形平面的两边已知，第三边可被计算出来。例如，假设RFID读取器126被置于操控室106处；可测量出间距189:操控室106与台车114之间的距离。类似地，也可测量出间距187:操控室106与钩座120之间的距离。那么，距离188可通过用诸如毕达哥拉斯定理的公式而被求解出。
现参照图3的304和图1A，一实施方式确定悬臂方向。如本文所述，悬臂方向可通过很多装置，包括但不限于，罗盘(compass)、激光方向探测器、一个或多个GNSS接收器等被确定。在另一实施方式中，悬臂方向可通过与GNSS相关的其他元件被确定，它们包括:差分GPS、实时动态定位(RTK)和网络RTK系统。这些系统的每一个都在图6的描述中被更详细地作了叙述。
现参照图3的306和图1A，一实施方式结合距离测量结果和悬臂方向来生成负载位置。例如，在一实施方式中，距离测量以相对于操控室106的给定距离189和高度188的形式提供了负载位置。然而，该信息不是定向性的，但却定义了一条弧或一个圆的半径。通过结合悬臂方向，弧或圆上的具体位置便可被确定。
现参照图3的308和图1A，一实施方式以用户可访问格式在用户界面上提供了信息。即，该信息可被呈现在用户界面上，诸如图形用户界面(⑶I)等。此外，该信息可重叠在诸如现场图等的位置图上而被呈现。
例如，现场图被用于组织和监控工程现场的活动。该现场图可指示塔吊与另一物体之间可能发生接触的位置(或位置范围)。使塔吊不进入可能发生事故的受限空间是重要的。因此，除了提供要被呈现在用户界面上的信息之外，一实施方式还可以提供警告信息。在另一实施方式中，还可以利用自动停止或超驰(override)。
例如，负载位置信息当其在位置、速度、加速度、冲击、载重量、抖动等方面处于非安全移动状态时，可被用于向操作员报警。该信息还可被用于自动保持塔吊处在预定行程或路径内。
图4是根据本技术的一实施方式的利用RFID来定位塔吊负载的方法的流程图。
现参照图4的402以及图1B和图1C，一实施方式生成从多个RFID读取器到与塔吊耦接的多个RFID标签的距离测量结果。例如，在图1B中，带有RFID标签124的第一 RFID读取器126被置于台车114处。带有RFID标签124的第二 RFID读取器126被置于操控室106处。尽管示出的是这两个位置，但本技术能很好地适于将RFID读取器126置于各个其他位置，诸如但不限于，钩座120、负载118、支架102和悬臂110等处。
此外，由于使用了多个RFID读取器126，所以一个或多个部件可以同时具有与之耦接的RFID读取器126和RFID标签124。在另一实施方式中，RFID读取器126可包括RFID标签124。
如本文所述，这些距离测量结果被用于确定距离。
在一实施方式中，第三RFID读取器126可被安置为与塔吊166分离。如图1C所示，第三RFID读取器126可以是手持装置。由于使用了三个RFID读取器126，所以可利用距离测量结果来确定位于平面外的负载118的位置。例如，第三RFID读取器126将提供可被用于确定负载118的摆动的信息。
而且，在一实施方式中，第三RFID读取器126由用户131携带。用户131可以是领班、安检员、经理、所有人和开发者等。在另一实施方式中，用户131可以是塔吊操作员而且这种操作员130不必在操纵室106内。
现参照图4的304以及图1B和图1C，一实施方式确定悬臂方向。在一实施方式中，使用与塔吊耦接的一个或多个GNSS装置140来确定悬臂方向。
通常，GNSS装置140可以是完整的GNSS接收器或仅是GNSS天线。在一实施方式中，有两个GNSS装置140。一个被安置在悬臂110的前端，而另一个被安置在平衡锤108处。尽管示出的是两个GNSS装置140，但在另一实施方式中，可仅使用一个GNSS装置140。例如，可在悬臂方向确定器128确定悬臂110所朝向的方向的同时由一个GNSS装置140提供位置。在又一实施方式中，悬臂方向可由使用了安置在沿着悬臂的不同点处的两个GNSS天线(如由图1C中的GNSS装置140所标明的那些)的GNSS接收器来确定。在另一实施方式中，GNSS装置140的位置可以在塔吊上的不同位置处。
现参照图4的405和图1B，一实施方式将摆动确定器133与塔吊的钩座固定地耦接，该摆动确定器133用于提供关于钩座120的摆动信息。尽管描述了摆动确定器133与钩座120耦接，但在另一实施方式中，摆动确定器133也可与负载118或钩122耦接。
现参照图4的406和图1B，一实施方式结合距离测量结果、悬臂方向以及摆动确定器信息来生成负载位置。例如，通过以如图3的302中所述的类似方式使用两个RFID读取器126，可针对间距187、间距188和间距189确定多个距离测量结果。
然而，当第二 RFID读取器126被置于钩座120或操控室106处时，尽管可在RFID标签与三角形平面的两边的每一边之间进行测量，但可加入摆动确定器信息以更精确计算第三边。例如，假设RFID读取器126中的一个被置于操控室106处，则可测量出间距187和间距189。通过包括摆动确定器133的信息，现可通过诸如余弦定理等更精确的方法对间距188的长度进行求解，其中，摆动确定器信息被用于确定角的余弦。
在另一实施方式中，诸如图1C所示，可使用三个RFID读取器来进行距离测量，而且利用这些测量结果通过诸如“三边测量(trilateration)”等方法来提供定位。例如，为求解负载118的位置信息，来自被安置于台车114、操控室106处的RFID读取器126以及由用户131持有的手持装置的信息被用于列出诸如三个球面型方程，而后对三个未知量X，y和z求解这三个方程。之后，可在笛卡尔坐标系中利用该解来给出三维信息。
在一实施方式中，可通过计算从读取器发出脉冲的时间到其从标签返回读取器的时间的时间间隔并除以2，来进行距离测量。因此，对于来回所用的时间是60纳秒的时间间隔，真正的单程所走的时间是30纳秒，这相当于30英尺。这种所用时间的测量包括具有开始-停止触发器功能的精密时钟的使用。在一实施方式中，RFID读取器配备有这种类型的距离测量器。进行距离测量的其他方法包括:包括信号强度(RSSI)的距离估计、类似实时动态定位(RTK)GPS方法的“瞬时相位(instantaneous phase) ”、以及像卷尺一样的连续追踪相位的综合相位(integrated phase)。
在一实施方式中，附加的悬臂方向信息、摆动确定器信息、或这两者也可被合并到三边测量信息中，以生成有关负载位置、移动和旋转等的其他有用信息。
现参照图4的308以及图1B和图1C，一实施方式以用户可访问格式在用户界面上提供信息。即，该信息可被呈现在诸如图形用户界面(GUI)等的用户界面上。例如，该信息可被呈现为塔吊的平面和/或立体视图，并在空间上示出与塔吊的图示相关的负载位置。此外，该信息可被呈现为诸如现场图的图上的重叠部分。
例如，现场图可指示塔吊与另一物体之间可能发生接触的位置(或位置范围)。因此，除了在用户界面上提供所要呈现的信息之外，一实施方式还可以提供警告信息。在另一实施方式中，还可利用自动停止或超驰(override)。
例如，负载位置信息当其在位置、速度、加速度、冲击、载重量、抖动等方面处于非安全移动状态时，可被用于向操作员报警。该信息也可被用于自动防撞。
防撞
例如，负载118的位置可与其他装置和/或其他物体的位置比较。而且，若安全区(例如，离其他装置或物体具有预定距离的区域)被侵犯，则可生成潜在碰撞的警告。在一实施方式中，安全阈值距离被用于帮助防止碰撞。
在另一实施方式中，负载位置可与预定“禁区”作比较。在本实施方式中，预先的规划建立了特定装置不应当进入的区域或地带。当确定负载118已进入，或即将进入“禁区”时，能够生成警告并将其提供给操作员。该警告可帮助防止塔吊与其他物体之间的碰撞。
在又一实施方式中，除了提供警告，塔吊的工作可被自动停止或被操控以避免碰撞或边界入侵的实际发生。例如，该系统可包括从物体或具有第一半径的区域开始的第一警戒距离，而且也包括从物体或更小半径的区域开始的第二自动超驰(override)距离。
如此，若负载正在接近另一物体，当警戒距离被入侵时，该系统将向用户提供警告。然而，若负载入侵自动超驰(override)距离时，塔吊的操作可被自动停止、反转等。在此种方式中，重大安全风险以及财产损失均可被自动避免。
可以理解的是，塔吊的自主定位可被用于生成工作现场的实时图形化表示。在一实施方式中，塔吊的自主定位被报告至能够监控此活动的远程位置。
计算机系统
现参照图5，例如，本技术用于提供通信的部分是由驻留在计算机系统的永久性计算机可用存储介质中的计算机可读以及计算机可执行指令构成的。即，图5示出了可被用于实现本技术实施方式的一种计算机的一个实例。图5代表可结合本技术的各方面而被使用的系统或部件。在一实施方式中，图1或图3的某些或所有部件可与图5的某些或所有部件合并以实施本技术。
图5示出了根据本技术实施方式使用的计算机系统实例500。需要理解的是，图5的系统500仅是一个实例，而且本技术可运行在多个不同计算机系统上或内部，这些计算机系统包括通用网络计算机系统、嵌入式计算机系统、路由器、交换机、服务器装置、用户装置、各种中间装置/设备、独立计算机系统、手机、个人数字助理和电视等。如图5所示，例如，图5的计算机系统500良好地适于具有与其耦接的诸如软盘、光盘等的外围计算机可读介质502。
图5的系统500包括用于传输信息的地址/数据总线504，以及与总线504耦接的用于处理信息和指令的处理器506A。如图5所不,系统500也能很好地适于存在多个处理器506A、506B和506C的多处理器环境。相反地，例如，系统500也能很好地适于具有诸如处理器506A的单个处理器。处理器506A、506B和506C可以是各种类型的微处理器中的任何一种。系统500还具有诸如计算机可用的易失性存储器508 (例如，随机存取存储器(RAM))的数据存储特征，该计算机可用的易失性存储器508耦接至总线504以用于为处理器506A、506B和506C存储信息和指令。
系统500还包括与总线504耦接的用于为处理器506A、506B和506C存储静态信息和指令的计算机可用的非易失性存储器510，例如，只读存储器(ROM)。与总线504耦接的用于存储信息和指令的数据存储单元512也存在于系统500中(例如，磁盘或光盘以及磁盘驱动器)。系统500还包括与总线504耦接的用于传输信息和命令选项至处理器506A或处理器506A、506B和506C的、包括字母数字及功能键的可选的字母-数字输入装置514。系统500还包括与总线504稱接的用于传输用户输入信息和命令选项至处理器506A或处理器506A、506B和506C的可选的光标控制装置516。本实施方式的系统500还包括与总线504耦接的用于显示信息的可选的显示装置518。
仍参照图5，图5的可选显示装置518可以是液晶装置、阴极射线管、等离子体显示装置或其他适于生成图像及用户可识别的字母-数字字符的显示装置。可选光标控制装置516允许计算机用户动态发出信号以控制显示装置518的显示屏上的可视标记(光标)的移动。已知的光标控制装置516的多种实现方式包括:能够发出信号以控制给定的位移方向或方式的移动的跟踪球、鼠标、触摸垫、操纵杆或在字母-数字输入装置514上的专用键。作为选择，可理解，光标可以经由来自字母-数字输入装置514的输入通过使用专用键以及键序列命令而被导向和/或被激活。
例如，系统500也能很好地适于具有由诸如语音命令等其他手段来导向的光标。系统500还包括用于将系统500与外部实体相耦接的I/O装置520。例如，在一实施方式中，I/O装置520是用于能够在系统500与外部网络(诸如但不限于，因特网)之间进行有线或无线通信的调制解调器。后续将对本技术进行更详细地讨论。
仍参照图5，示出了用于系统500的其他各种部件。具体地，当它们存在时，操作系统522、应用软件524、模块526以及数据528被示出为通常驻留在计算机可用易失性存储器508 (例如，随机存取存储器(RAM))和数据存储单元512的一种或多种组合中。然而，需要理解的是，在某些实施方式中，操作系统522可被存入其他位置，诸如在网络上或在闪存驱动器上；而且，例如，操作系统522可从远程位置通过与因特网的耦接而被访问。在一实施方式中，例如，本技术作为应用软件524或模块526被存入RAM 508内的存储位置中以及数据存储单元512内的存储区中。本技术可被应用到所述系统500的一个或多个元件中。例如，装置115A的用户界面225A的改进方法可被应用到操作系统522、应用软件524、模块526和/或数据528中。
系统500还包括与总线504耦接的用于使系统500与其他电子装置和计算机系统连接的一个或多个信号生成和接收装置530。本实施方式的信号生成和接收装置530可包括有线串行适配器、调制解调器、网络适配器、无线调制解调器和无线网络适配器，以及其他这样的通信技术。该信号生成和接收装置530可与用于将信息发送至系统500和/或从系统500接收信息的一个或多个通信接口 532结合使用。通信接口 532可包括串行口、并行口、通用串行总线(USB)、以太网口、天线或其他输入/输出接口。接口 532可在物理上、电学上、光学上或无线地(例如，利用射频)将系统500与另一装置(诸如手机、收音机或计算机系统等)耦接。
该计算系统500仅是适当的计算环境的一个实例，并不意味着对本技术的使用范围或功能性提出了任何限制。该计算环境500不应被解释为对计算系统实例500所示出的部件中的任何一个或组合具有任何依赖性或需求。
本技术可被描述成由计算机来执行的计算机可执行指令(诸如程序模块等)的一般形式。通常，程序模块包括例程、程序、对象、成员、数据结构等，它们执行特定任务或实现特定的抽象数据类型。本技术也可在分布式计算环境中被实施，其中，由通过通信网络连接的远程处理装置来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可被放置于包括内存-存储器的本地的以及远程的计算机存储介质中。
GNSS 接收器
现参照图6，所示框图是可根据本文所述的各种实施方式使用的GNSS接收器实例的一实施方式。具体地，图6以能够解调从一个或多个GPS卫星接收到的LI和/或L2信号的通用GPS接收器680的形式示出了 GNSS接收器的框图。为了便于下面的讨论，现将讨论对LI和/或L2信号的解调。值得注意的是，L2信号的解调一般通过诸如用于军事和某些民用领域的那些“高精度”GNSS接收器来进行。典型地，“商用”级GNSS接收器不访问L2信号。而且，尽管所述的是LI和L2信号，但它们不应被解释为是对信号类型的限制；相反，使用LI和L2信号仅是为了使本讨论清楚才被提出来。
尽管本文描述了 GNSS接收器以及关于GPS的操作的实施方式，但本技术也很好地适于使用多个其他GNSS信号,包括但不限于，GPS信号、格洛纳斯(Glonass)信号、伽利略信号和罗盘信号(Compass signal)。
本技术也能很好地适于使用区域导航卫星系统信号，包括但不限于，Omnistar信号、星火信号(StarFire signal)、中心点信号(Centerpoint signal)、北斗信号、星基多普勒轨道确定和无线电定位组合系统(DORIS)信号、印度区域导航卫星系统(IRNSS)信号以及准天顶卫星系统(QZSS)信号等。
而且，本技术可利用各种星基增强系统(SBAS)信号，诸如但不限于，广域增强系统(WAAS)信号、欧洲地球同步导航覆盖服务(EGNOS)信号、多功能卫星增强系统(MSAS)信号和GPS辅助型静地轨道增强(GAGAN)信号等。
此外，本技术还可利用地基增强系统(GBAS)信号，诸如但不限于，局域增强系统(LAAS)信号、地基区域增强系统(GRAS)信号、差分GPS(DGPS)信号以及连续运行基准站(CORS)信号等。
尽管本文的实例中利用了 GPS，但本技术也可利用多种不同导航系统信号中的任一种。而且，本技术可利用两种以上不同类型的导航系统信号生成位置信息。因此，尽管本文提供了 GPS操作实例，但它仅是为了清楚的目的。
在一实施方式中，可通过仅访问LI信号或还结合了 L2信号的GNSS接收器来使用本技术。诸如GPS接收器680等的接收器功能的更详细讨论可参考美国专利第5，621，426号。由Gary R.Lennen所申请的题为“在卫星定位系统接收器中用于增强相互关联的信号的最优处理”的美国专利第5，621，426号通过引用结合于此，其中包括与图6的GPS接收器680非常相似的GPS接收器。
图6中，所接收到的LI和L2信号是由至少一个GPS卫星生成的。每个GPS卫星生成不同的信号LI和L2信号，而且它们是由以彼此相同的方式工作的不同的数字信道处理器652来处理的。图6示出了通过双频天线601进入GPS接收器680的GPS信号(LI =1575.42MHz, L2 = 1227.60MHz)。天线601可以是来自加利福尼亚桑尼维尔(Sunnyvale)的天宝(Trimble )导航公司的市售磁贴装型，94085。主振荡器648提供了驱动系统中所有其他时钟的基准振荡器。频率合成器638获取主振荡器648的输出，并生成遍及整个系统使用的重要的时钟和本地振荡器频率。例如，在一实施方式中，频率合成器638生成被该系统用作本地基准时间的度量的几个定时信号，诸如第一LOl (本地振荡器)信号1400MHz、第二 L02信号175MHz、(采样时钟)SCLK信号25MHz以及MSEC (毫秒)信号。
滤波器/LNA (低噪声放大器)634对LI和L2信号进行滤波和低噪声放大。GPS接收器680的噪声图由该滤波器/LNA组合的性能所决定。下变换器636 (downconverter,降频变换器)将LI和L2信号混合并降频至约175MHz，且输出模拟LI和L2信号至IF (中频)处理器30中。IF处理器650获取约175MHz的模拟LI和L2信号，并分别以对于LI的420KHz的载波频率和对于L2信号的2.6MHz来将它们转换成数字采样的LI和L2的同相(LlI和L2I)和正交信号(LlQ和L2Q)。
至少一个数字信道处理器652输入数字采样的LI和L2同相和正交信号。所有数字信道处理器652均典型地被设计为相同，且典型地对同样的输入采样进行操作。各数字信道处理器652被设计为通过对码和载波信号进行追踪来数字追踪由一卫星产生的LI和L2信号，并结合微处理器系统654形成码和载波相位测量结果。一个数字信道处理器652能够在LI和L2这两个信道上追踪一个卫星。
微处理器系统654是有助于追踪和测量过程、为导航处理器658提供伪距及载波相位测量的通用计算装置。在一实施方式中，微处理器654提供信号来控制一个或多个数字信道处理器652的操作。导航处理器658以对差分和测量功能生成位置、速度和时间信息的方式执行更高级的组合测量结果的功能。存储器660与导航处理器658和微处理器系统654耦接。需要理解的是，存储器660可包括易失性或非易失性存储器，诸如RAM或R0M，或其他一些计算机可读存储装置或介质。
GPS芯片组的一个实例是来自加利福尼亚桑尼维尔的天宝导航公司的市售麦克斯威尔(Maxwell )芯片组，94085，本技术的实施方式可基于此而被实现。
差分GPS
本发明的实施方式可使用差分GPS来确定关于塔吊的悬臂的位置信息。差分GPS(DGPS)利用被安置在测量位置处的基准站来收集数据，并导出对降低定位精度的各种误差成分的校正。例如，当GNSS信号通过电离层和对流层时，可能发生传输延迟。其他降低定位精度的因素可包括卫星时钟误差、GNSS接收器时钟误差以及卫星位置误差(卫星星历)。
该基准站有必要接收与也可能正在该区域中运行的流动站(rover)相同的GNSS信号。然而，代替用来自GNSS卫星的定时信号来计算其位置，其使用其已知位置来计算定时。换句话说，该基准站确定来自GNSS卫星的定时信号应该是什么信号，以计算已知该基准站所处的位置。接收到的GNSS信号与它们应该是的最佳信号之间的差被用作该区域中的其他GNSS接收器的误差校正因子。典型地，例如，该基准站将误差校正发广播至流动站，流动站用此数据来更精确地确定其位置。作为选择，误差校正可被存储以利用后处理技术进行后续检索和校正。
实时动态定位系统
对DGPS方法的改进被称作实时动态定位(RTK)。像在DGPS方法中一样，RTK方法利用了被安置于确定的或测量点处的基准站。该基准站收集来自由该区域中的流动站所看到的同一组卫星的数据。在该基准站处获取GNSS信号误差的测量结果(例如，双频码和载波相位信号误差)，并发广播至在该区域中工作的一个或多个流动站。该流动站将基准站数据与本地收集到的位置测量结果相结合，以估算本地载波相位模糊度，从而允许对该流动站位置的更精确的确定。RTK方法不同于DGPS方法的地方在于确定了从基准站到流动站的矢量(例如，使用双差法)。在DGPS方法中，基准站被用于为由基准站和流动站看到的给定卫星计算各伪距中所需的变化，以对各误差成分进行校正。因此，DGPS系统为视野中的每个卫星广播伪距校正数字，或为如上所述的后续检索存储数据。
在获取数据时，RTK允许测量员实时确定真实的被测数据点。然而，利用单个基准站的有用校正范围一般被限制为约70km，因为传输延迟中的变量(从卫星到流动站接收器的直视路径长度的增量，或伪距)对于超过70km的分离距离的改变非常大。这是因为电离层的电子密度一般是非均匀的，而且还因为电子密度例如可基于太阳位置和由此引起的一天中的时间而改变。因此，对于必须跨较大区域工作的测量或其他定位系统，测量员必须或者在感兴趣的区域安置另外的基站，或者从一处到另一处地移动其基站。该距离限制已引发了对取代上述正常RTK操作的更复杂改进的开发，并在某些情况下干脆消除了对基站GNSS接收器的需求。这一改进被称作“网络RTV”或“虚拟基准站”(VRS)系统和方法。
网络RTK
网络RTK —般使用三个以上的GNSS基准站在网络覆盖区域内收集GNSS数据并提取与影响信号的大气和卫星星历误差有关的信息。来自所有各基准站的数据被传送至中央处理设备，或用于网络RTK的控制中心。控制中心处的适当软件对基准站数据进行处理，以推断出大气和/或卫星星历误差在被网络覆盖的区域中是如何变化的。随后，该控制中心的计算机处理器进行以下处理:在网络覆盖区域内任一给定点处插入大气和/或卫星星历误差，并生成包括可被用于创建虚拟基准站的实际伪距的伪距校正。之后，该控制中心执行一系列计算并创建一组校正模型提供给流动站，意在估算来自于从流动站观看到的各个卫星的电离层路径延迟，而且为流动站所处位置考虑了那些同样的卫星在当前时刻下的其他误差成分。
流动站被构造为将数据功能型移动电话与其内部信号处理系统耦接。操作流动站的测量员确定他需要激活VRS处理，并且对控制中心发起呼叫以与处理计算机建立连接。流动站基于来自视野中的卫星的未经过任何校正的原始GNSS数据，发送其大致位置至控制中心。典型地，该大致位置精确到大约4米 7米。随后，测量员为流动站的具体位置请求一组“模型化观测(modeled observable)”。控制中心执行一系列计算并创建一组校正模型提供给流动站，意在估算来自于从流动站观看到的各个卫星的电离层路径延迟，而且为流动站所处位置考虑了那些同样的卫星在当前时刻下的其他误差成分。换句话说，具体位置处具体流动站的校正被控制中心处的中央处理器以命令方式确定，且从控制中心发送校正后的数据流至流动站。作为选择，控制中心可发送作为替代的大气和星历校正至流动站，从而流动站使用该信息以更为精确地确定其位置。
现在，这些校正是足够精确的，以致对任何任意的流动站位置，可实时确定2cm 3cm的高性能定位精度标准。因此，GNSS流动站的原始GNSS定位数据可被校正为能使其表现为像是被测基准位置那样的程度；因此用术语“虚拟基准站”来命名。根据本发明实施方式的网络RTK系统的一个实例在由Peter Loomis申请的并将其转让给本专利申请的受让人的、题为“载波相位差分GPS校正网络”的美国专利第5，899，957号中进行了描述，且其全部内容通过引用结合于此。
虚拟基准站方法扩大了从任一基准站到流动站的可允许距离。现在，基准站可被安置在相隔数百英里远的位置，而且对由基准站所包围的区域内的任一点均可生成校正。
尽管用具体化到结构特征和/或方法操作的语言对本主题进行了描述，但需要理解的是，所附权利要求中限定的本主题不必局限于上述具体特征或操作。相反，公开上述具体特征和操作以作为实施权利要求的实例形式。
优选包括文中所述的所有元件、部分以及步骤。本领域技术人员可以理解，显而易见的是，这些元件、部分和步骤中的任一个均可由其他元件、部分和步骤替代或完全被去除。
概念
本文至少公开了以下概念。
概念1.一种射频识别(RFID)塔吊负载定位器，包括:
至少四个RFID部件，提供所述至少四个RFID部件之间的RFID距离测量结果；
负载位置确定器，利用所述RFID距离测量结果来确定负载的位置；以及
负载信息生成器，提供适于用户后续访问的负载位置信息。
概念2.根据概念I所述的RFID塔吊负载定位器，还包括:
用户接口模块，以用户可访问格式提供所述负载位置信息。
概念3.根据概念I所述的RFID塔吊负载定位器，其中，至少一个所述RFID部件与所述塔吊的支架和悬臂不在同一平面内。
概念4.根据概念I所述的RFID塔吊负载定位器，其中，
所述RFID部件选自由RFID读取器和RFID标签构成的组。
概念5.根据概念I所述的RFID塔吊负载定位器，其中，
所述四个RFID部件中的至少三个是RFID读取器；并且
所述四个RFID部件中的至少一个是RFID标签。
概念6.—种射频识别(RFID)塔吊负载定位器，包括:
RFID距离测量器，提供一 RFID读取器与多个RFID标签中的每一个之间的RFID距离测量结果；
悬臂方向确定器，确定所述悬臂朝向的方向；
负载位置确定器，结合悬臂方向利用所述距离测量结果来确定负载位置；以及
用户接口模块，以用户可访问格式提供负载位置结果。
概念7.根据概念6所述的RFID塔吊负载定位器，其中，
所述RFID读取器被安置在所述塔吊的台车处；
所述多个RFID标签中的第一个被安置在所述塔吊的操控室处；并且
所述多个RFID标签中的第二个被安置在所述塔吊的钩座处。
概念8.根据概念6所述的RFID塔吊负载定位器，其中，
所述RFID读取器被安置在所述塔吊的操控室处；
所述多个RFID标签中的第一个被安置在所述塔吊的台车处；
并且
所述多个RFID标签中的第二个被安置在所述塔吊的钩座处。概念9.根据概念6所述的RFID塔吊负载定位器，其中，所述RFID读取器被安置在所述塔吊的钩座处；所述多个RFID标签中的第一个被安置在所述塔吊的台车处；并且所述多个RFID标签中的第二个被安置在所述塔吊的操控室处。概念10.—种利用射频识别(RFID)为塔吊定位负载的方法，所述方法包括:生成从与所述塔吊耦接的RFID读取器到与所述塔吊耦接的至少第一和第二 RFID标签的距离测量结果；确定悬臂方向；以及结合所述距离测量结果和所述悬臂方向，以生成负载位置；以及在用户接口上以用户可访问格式提供负载位置信息。概念11.根据概念10所述的方法，还包括:将摆动确定器与所述塔吊的钩座固定地耦接，所述摆动确定器提供关于所述钩座的摆动信息；以及结合所述距离测量结果、所述悬臂方向和所述摆动信息，以确定所述负载位置。概念12.根据概念10所述的方法，还包括:生成从与所述塔吊耦接的第二 RFID读取器到与所述塔吊耦接的至少第一和第二RFID标签的第二组距离测量结果；以及结合所述距离测量结果、所述悬臂方向和所述第二组距离测量结果，以确定所述负载位置。概念13.根据概念10所述的方法，还包括:生成从第三RFID读取器到与所述塔吊耦接的至少第一和第二 RFID标签的第三组距离测量结果，所述第三RFID读取器被安置为与所述塔吊分离；以及结合所述距离测量结果、所述悬臂方向、所述第二组距离测量结果和所述第三组距离测量结果，以确定所述负载位置。概念14.根据概念10所述的方法，其中，由选自以下各项构成的组的装置来确定所述悬臂方向:罗盘、航向指示器、偏离已知位置的卫星导航位置接收器、利用被安置在沿着所述悬臂的不同点处的两个天线的卫星导航位置接收器、以及被安置在沿着所述悬臂的不同点处的至少两个卫星导航位置装置。概念15.—种射频识别(RFID)塔吊负载定位器和摆动指示器，包括:距离确定器，提供一 RFID读取器与多个RFID标签中的每一个之间的距离测量结果;摆动确定器，与所述塔吊的钩座耦接，所述摆动确定器提供关于所述钩座的摆动信息；悬臂方向确定器，确定所述塔吊的悬臂朝向的方向；以及负载信息接口，结合所述距离测量结果、所述摆动确定器和所述悬臂方向确定器，以生成所述负载关于所述塔吊的位置和摆动信息，并以用户可访问格式提供所述位置和摆动信息。
概念16.根据概念15所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，其中，所述RFID读取器被安置在所述塔吊的台车处；所述多个RFID标签中的第一个被安置在所述塔吊的操控室处；并且所述多个RFID标签中的第二个被安置在所述塔吊的所述钩座处。概念17.根据概念15所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，其中，所述RFID读取器被安置在所述塔吊的操控室处；所述多个RFID标签中的第一个被安置在所述塔吊的台车处；并且所述多个RFID标签中的第二个被安置在所述塔吊的所述钩座处。概念18.根据概念15所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，其中，所述RFID读取器被安置在所述塔吊的所述钩座处；所述多个RFID标签中的第一个被安置在所述塔吊的台车处；并且所述多个RFID标签中的第二个被安置在所述塔吊的操控室处。概念19.一种射频识别(RFID)塔吊负载定位器和摆动指示器，包括:距离确定器，提供RFID读取器与多个RFID标签中的每一个之间的距离测量结果;摆动确定器，与负载耦接，所述摆动确定器提供关于所述负载的摆动信息；导航卫星系统(NSS)位置接收器，与所述塔吊耦接，所述NSS位置接收器确定关于所述塔吊的悬臂的位置信息；以及负载信息接口，结合包括所述距离测量结果、所述摆动确定器和所述NSS位置接收器的信息，以生成所述负载关于所述塔吊的位置和摆动信息，并以用户可访问格式提供所述位置和摆动信息。概念20.根据概念19所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，其中，所述RFID读取器与所述塔吊的台车固定地耦接；所述多个RFID标签中的第一个与所述塔吊的操控室固定地耦接；并且所述多个RFID标签中的第二个与所述负载固定地耦接。概念21.根据概念19所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，其中，所述RFID读取器与所述塔吊的操控室固定地耦接；所述多个RFID标签中的第一个与所述塔吊的台车固定地耦接；并且所述多个RFID标签中的第二个与所述负载固定地耦接。概念22.根据概念19所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，其中，所述RFID读取器与所述负载固定地耦接；所述多个RFID标签中的第一个与所述塔吊的台车固定地耦接；并且所述多个RFID标签中的第二个与所述塔吊的操控室固定地耦接。概念23.根据概念19所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，其中，所述NSS位置接收器与所述塔吊的平衡锤固定地耦接。概念24.根据概念19所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，其中，所述NSS位置接收器与所述塔吊的悬臂的大致前端固定地耦接。
概念25.根据概念19所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，其中，所述NSS位置接收器还包括:第一天线，与所述塔吊的平衡锤固定地耦接；以及第二天线，与所述塔吊的悬臂的大致前端固定地耦接。概念26.根据概念19所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，还包括:第一 NSS位置接收器，与所述塔吊的平衡锤固定地耦接；以及第二 NSS位置接收器，与所述塔吊的悬臂的大致前端固定地耦接。概念27.根据概念19所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，其中，来自所述NSS位置接收器的位置信息从由以下各项构成的位置信号组获得:全球导航卫星系统(GNSS)信号、区域导航卫星系统信号、星基增强系统(SBAS)信号以及地基增强系统(GBAS)信号。概念28.—种射频识别(RFID)塔吊负载定位器和摆动指示器，包括:多个RFID标签，位于所述塔吊上的或所述塔吊附近的不同位置处；至少两个RFID读取器，位于所述塔吊上的不同位置处，所述RFID读取器包括:距离确定器，提供所述RFID读取器中的每一个与所述多个RFID标签中的每一个之间的距离测量结果；摆动确定器，与所述塔吊的钩座耦接，所述摆动确定器提供关于所述负载的摆动信息；导航卫星系统(NSS)位置接收器，与所述塔吊耦接，所述NSS位置接收器确定关于所述塔吊的悬臂的位置信息；以及负载信息接口，结合来自所述距离测量结果、所述摆动确定器和所述NSS位置接收器的信息，以生成所述负载关于所述塔吊的位置和摆动信息，并以用户可访问格式提供所述位置和摆动信息。概念29.根据概念28所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，其中，第一 RFID读取器和至少所述多个RFID标签中的第一个被安置在所述塔吊的台车处；第二 RFID读取器和至少所述多个RFID标签中的第二个被安置在所述塔吊的操控室处；并且至少所述多个RFID标签中的第三个被安置在所述塔吊的所述钩座处。概念30.根据概念28所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，其中，第一 RFID读取器和至少所述多个RFID标签中的第一个被安置在所述塔吊的台车处；第二 RFID读取器和至少所述多个RFID标签中的第二个被安置在所述塔吊的所述钩座处；并且至少所述多个RFID标签中的第三个被安置在所述塔吊的操控室处。概念31.根据概念28所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，其中， 第一 RFID读取器和至少所述多个RFID标签中的第一个被安置在所述塔吊的所述钩座处；第二 RFID读取器和至少所述多个RFID标签中的第二个被安置在所述塔吊的操控室处；并且至少所述多个RFID标签中的第三个被安置在所述塔吊的台车处。概念32.根据概念28所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，还包括:悬臂方向确定器，确定所述塔吊的悬臂朝向的方向；并且其中，所述负载信息接口结合所述距离测量结果、所述摆动确定器、所述NSS位置接收器和所述悬臂方向确定器，以生成所述负载的位置和摆动信息。概念33.根据概念28所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，其中，所述NSS位置接收器与所述塔吊的平衡锤固定地耦接。概念34.根据概念28所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，其中，所述NSS位置接收器与所述塔吊的悬臂的大致前端固定地耦接。概念35.根据概念28所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，其中，所述NSS位置接收器还包括:第一天线，与所述塔吊的平衡锤固定地耦接；以及第二天线，与所述塔吊的悬臂的大致前端固定地耦接。概念36.根据概念28所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，还包括:第一 NSS位置接收器，与所述塔吊的平衡锤固定地耦接；以及第二 NSS位置接收器，与所述塔吊的悬臂的大致前端固定地耦接。概念37.根据概念28所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，其中，来自所述NSS位置接收器的位置信息从由以下各项构成的位置信号组获得:全球导航卫星系统(GNSS)信号、区域导航卫星系统信号、星基增强系统(SBAS)信号以及地基增强系统(GBAS)信号。概念38.—种射频识别(RFID)塔吊负载定位器和摆动指示器，包括:多个RFID标签，位于所述塔吊上的或所述塔吊附近的不同位置处；至少两个RFID读取器，固定地耦接在所述塔吊上的不同位置处，以及手持RFID读取器，位于不在所述塔吊上的位置处，所述RFID读取器包括:距离确定器，提供所述RFID读取器与所述多个RFID标签中的每一个之间的距离
测量结果；导航卫星系统(NSS)位置接收器，与所述塔吊耦接，所述NSS位置接收器确定关于所述塔吊的悬臂的位置信息；以及负载信息接口，结合来自所述距离测量结果和所述NSS位置接收器的信息，以生成所述负载关于所述塔吊的位置和摆动信息，并以用户可访问格式提供所述位置和摆动信
肩、O概念39.根据概念38所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，还包括:摆动确定器，与所述塔吊的钩座耦接，所述摆动确定器提供关于所述负载的摆动信息。概念40.根据概念38所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，其中，第一 RFID读取器和至少所述多个RFID标签中的第一个被安置在所述塔吊的台车处；第二 RFID读取器和至少所述多个RFID标签中的第二个被安置在所述塔吊的操控室处；并且至少所述多个RFID标签中的第三个被安置在所述塔吊的所述钩座处。概念41.根据概念38所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，其中，第一 RFID读取器和至少所述多个RFID标签中的第一个被安置在所述塔吊的台车处；第二 RFID读取器和至少所述多个RFID标签中的第二个被安置在所述塔吊的所述钩座处；并且至少所述多个RFID标签中的第三个被安置在所述塔吊的操控室处。概念42.根据概念38所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，其中，第一 RFID读取器和至少所述多个RFID标签中的第一个被安置在所述塔吊的所述钩座处；第二 RFID读取器和至少所述多个RFID标签中的第二个被安置在所述塔吊的操控室处；并且至少所述多个RFID标签中的第三个被安置在所述塔吊的台车处。概念43.根据概念38所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，还包括:悬臂方向确定器，确定所述塔吊的悬臂朝向的方向；并且其中，所述负载信息接口结合所述距离测量结果、所述摆动确定器、所述NSS位置接收器和所述悬臂方向确定器，以生成所述负载的位置和摆动信息。概念44.根据概念38所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，其中，所述NSS位置接收器与所述塔吊的平衡锤固定地耦接。概念45.根据概念38所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，其中，所述NSS位置接收器与所述塔吊的悬臂的大致前端固定地耦接。概念46.根据概念38所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，其中，所述NSS位置接收器还包括:第一天线，与所述塔吊的平衡锤固定地耦接；以及第二天线，与所述塔吊的悬臂的大致前端固定地耦接。概念47.根据概念38所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，还包括:第一 NSS位置接收器，与所述塔吊的平衡锤固定地耦接；以及第二 NSS位置接收器，与所述塔吊的悬臂的大致前端固定地耦接。概念48.根据概念38所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，其中，来自所述NSS位置接收器的位置信息从由以下各项构成的位置信号组获得:全球导航卫星系统(GNSS)信号、区域导航卫星系统信号、星基增强系统(SBAS)信号以及地基增强系统(GBAS)信号。概念49.根据概念48所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，其中，所述GNSS信号选自由以下各项构成的组:GPS信号、格洛纳斯信号、伽利略信号和罗盘信号。概念50.根据概念48所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，其中，所述区域导航卫星系统信号选自由以下各项构成的组=Omnistar信号、星火信号、中心点信号、北斗信号、星基多普勒轨道确定和无线电定位结合系统(DORIS)信号、印度区域导航卫星系统(IRNSS)信号以及准天顶卫星系统(QZSS)信号。
概念51.根据概念48所述的RFID塔吊装载定位器和摆动指示器，其中，所述SBAS信号选自由以下各项构成的组:广域增强系统(WAAS)信号、欧洲地球同步导航覆盖服务(EGNOS)信号、多功能卫星增强系统(MSAS)信号和GPS辅助型静地轨道增强(GAGAN)信号。概念52.根据概念48所述的RFID塔吊装载定位器和摆动指示器，其中，所述GBAS信号选自由以下各项构成的组:局域增强系统(LAAS)信号、地基区域增强系统(GRAS)信号、差分GPS(DGPS)信号以及连续运行基准站(CORS)信号。
权利要求
1.一种射频识别(RFID)塔吊负载定位器，包括: 至少四个RFID部件，提供所述至少四个RFID部件之间的RFID距离测量结果； 负载位置确定器，利用所述RFID距离测量结果来确定负载的位置；以及 负载信息生成器，提供适于用户后续访问的负载位置信息。
2.根据权利要求1所述的RFID塔吊负载定位器，还包括: 用户接口模块，以用户可访问格式提供所述负载位置信息。
3.根据权利要求1所述的RFID塔吊负载定位器，其中，至少一个所述RFID部件与所述塔吊的支架和悬臂不在同一平面内。
4.根据权利要求1所述的RFID塔吊负载定位器，其中， 所述RFID部件选自由RFID读取器和RFID标签构成的组。
5.根据权利要求1所述的RFID塔吊负载定位器，其中， 所述四个RFID部件中的至少三个是RFID读取器；并且 所述四个RFID部件中的至少一个是RFID标签。
6.一种射频识别(RFID)塔吊负载定位器，包括: RFID距离测量器，提供一 RFID读取器与多个RFID标签中的每一个之间的RFID距离测量结果； 悬臂方向确定器，确定所述悬臂朝向的方向； 负载位置确定器，结合悬臂方向利用所述距离测量结果来确定负载位置；以及 用户接口模块，以用户可访问格式提供负载位置结果。
7.根据权利要求6所述的RFID塔吊负载定位器，其中， 所述RFID读取器被安置在所述塔吊的台车处； 所述多个RFID标签中的第一个被安置在所述塔吊的操控室处；并且 所述多个RFID标签中的第二个被安置在所述塔吊的钩座处。
8.根据权利要求6所述的RFID塔吊负载定位器，其中， 所述RFID读取器被安置在所述塔吊的操控室处； 所述多个RFID标签中的第一个被安置在所述塔吊的台车处； 并且 所述多个RFID标签中的第二个被安置在所述塔吊的钩座处。
9.根据权利要求6所述 的RFID塔吊负载定位器，其中， 所述RFID读取器被安置在所述塔吊的钩座处； 所述多个RFID标签中的第一个被安置在所述塔吊的台车处； 并且 所述多个RFID标签中的第二个被安置在所述塔吊的操控室处。
10.一种利用射频识别(RFID)为塔吊定位负载的方法，所述方法包括: 生成从与所述塔吊耦接的RFID读取器到与所述塔吊耦接的至少第一和第二 RFID标签的距离测量结果； 确定悬臂方向；以及 结合所述距离测量结果和所述悬臂方向，以生成负载位置；以及 在用户接口上以用户可访问格式提供负载位置信息。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括: 将摆动确定器与所述塔吊的钩座固定地耦接，所述摆动确定器提供关于所述钩座的摆动信息；以及 结合所述距离测量结果、所述悬臂方向和所述摆动信息，以确定所述负载位置。
12.根据权利要求10所述的方法，还包括: 生成从与所述塔吊耦接的第二 RFID读取器到与所述塔吊耦接的至少第一和第二 RFID标签的第二组距离测量结果；以及 结合所述距离测量结果、所述悬臂方向和所述第二组距离测量结果，以确定所述负载位置。
13.根据权利要求10所述的方法，还包括: 生成从第三RFID读取器到与所述塔吊耦接的至少第一和第二 RFID标签的第三组距离测量结果，所述第三RFID读取器被安置为与所述塔吊分离；以及 结合所述距离测量结果、所述悬臂方向、所述第二组距离测量结果和所述第三组距离测量结果，以确定所述负载位置。
14.根据权利要求10所述的方法，其中，由选自以下各项构成的组的装置来确定所述悬臂方向:罗盘、航向指示器、偏离已知位置的卫星导航位置接收器、利用被安置在沿着所述悬臂的不同点处的两个天线的卫星导航位置接收器、以及被安置在沿着所述悬臂的不同点处的至少两个卫星导航位置装置。
15.一种射频识别(RFID)塔吊负载定位器和摆动指示器，包括: 距离确定器，提供一 RFID读取器与多个RFID标签中的每一个之间的距离测量结果； 摆动确定器，与所述塔吊的钩座耦接，所述摆动确定器提供关于所述钩座的摆动信息； 悬臂方向确定器，确定所述塔吊的悬臂朝向的方向；以及 负载信息接口，结合所述距离测量结果、所述摆动确定器和所述悬臂方向确定器，以生成所述负载关于所述塔吊的位置和摆动信息，并以用户可访问格式提供所述位置和摆动信息；
16.根据权利要求15所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，其中， 所述RFID读取器被安置在所述塔吊的台车处； 所述多个RFID标签中的第一个被安置在所述塔吊的操控室处；并且 所述多个RFID标签中的第二个被安置在所述塔吊的所述钩座处。
17.根据权利要求15所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，其中， 所述RFID读取器被安置在所述塔吊的操控室处； 所述多个RFID标签中的第一个被安置在所述塔吊的台车处； 并且 所述多个RFID标签中的第二个被安置在所述塔吊的所述钩座处。
18.根据权利要求15所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，其中， 所述RFID读取器被安置在所述塔吊的所述钩座处； 所述多个RFID标签中的第一个被安置在所述塔吊的台车处； 并且所述多个RFID标签中的第二个被安置在所述塔吊的操控室处。
19.一种射频识别(RFID)塔吊负载定位器和摆动指示器，包括: 距离确定器，提供RFID读取器与多个RFID标签中的每一个之间的距离测量结果； 摆动确定器，与负载耦接，所述摆动确定器提供关于所述负载的摆动信息； 导航卫星系统(NSS)位置接收器，与所述塔吊耦接，所述NSS位置接收器确定关于所述塔吊的悬臂的位置信息；以及 负载信息接口，结合包括所述距离测量结果、所述摆动确定器和所述NSS位置接收器的信息，以生成所述负载关于所述塔吊的位置和摆动信息，并以用户可访问格式提供所述位置和摆动信息。
20.根据权利要求19所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，其中， 所述RFID读取器与所述塔吊的台车固定地耦接； 所述多个RFID标签中的第一个与所述塔吊的操控室固定地耦接；并且 所述多个RFID标签中的第二个与所述负载固定地耦接。
21.根据权利要求19所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，其中， 所述RFID读取器与所述塔吊的操控室固定地耦接； 所述多个RFID标签中的第一个与所述塔吊的台车固定地耦接；并且 所述多个RFID标签中的第二个与所述负载固定地耦接。
22.根据权利要求19所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，其中， 所述RFID读取器与所述负载固定地耦接； 所述多个RFID标签中的第一个与所述塔吊的台车固定地耦接；并且 所述多个RFID标签中的第二个与所述塔吊的操控室固定地耦接。
23.根据权利要求19所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，其中， 所述NSS位置接收器与所述 塔吊的平衡锤固定地耦接。
24.根据权利要求19所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，其中， 所述NSS位置接收器与所述塔吊的悬臂的大致前端固定地耦接。
25.根据权利要求19所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，其中， 所述NSS位置接收器还包括: 第一天线，与所述塔吊的平衡锤固定地耦接；以及 第二天线，与所述塔吊的悬臂的大致前端固定地耦接。
26.根据权利要求19所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，还包括: 第一 NSS位置接收器，与所述塔吊的平衡锤固定地耦接；以及 第二 NSS位置接收器，与所述塔吊的悬臂的大致前端固定地耦接。
27.根据权利要求19所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，其中，来自所述NSS位置接收器的位置信息从由以下各项构成的位置信号组获得:全球导航卫星系统(GNSS)信号、区域导航卫星系统信号、星基增强系统(SBAS)信号以及地基增强系统(GBAS)信号。
28.一种射频识别(RFID)塔吊负载定位器和摆动指示器，包括: 多个RFID标签，位于所述塔吊上的或所述塔吊附近的不同位置处； 至少两个RFID读取器，位于所述塔吊上的不同位置处，所述RFID读取器包括: 距离确定器，提供所述RFID读取器中的每一个与所述多个RFID标签中的每一个之间的距离测量结果； 摆动确定器，与所述塔吊的钩座耦接，所述摆动确定器提供关于所述负载的摆动信息； 导航卫星系统(NSS)位置接收器，与所述塔吊耦接，所述NSS位置接收器确定关于所述塔吊的悬臂的位置信息；以及 负载信息接口，结合来自所述距离测量结果、所述摆动确定器和所述NSS位置接收器的信息，以生成所述负载关于所述塔吊的位置和摆动信息，并以用户可访问格式提供所述位置和摆动信息。
29.根据权利要求28所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，其中， 第一 RFID读取器和至少所述多个RFID标签中的第一个被安置在所述塔吊的台车处；第二 RFID读取器和至少所述多个RFID标签中的第二个被安置在所述塔吊的操控室处；并且 至少所述多个RFID标签中的第三个被安置在所述塔吊的所述钩座处。
30.根据权利要求28所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，其中， 第一 RFID读取器和至少所述多个RFID标签中的第一个被安置在所述塔吊的台车处；第二 RFID读取器和至少所述多个RFID标签中的第二个被安置在所述塔吊的所述钩座处；并且 至少所述多个RFID标签中的第三个被安置在所述塔吊的操控室处。
31.根据权利要求28所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，其中， 第一 RFID读取器和至少所述多个RFID标签中的第一个被安置在所述塔吊的所述钩座处； 第二 RFID读取器和至少所述多个RFID标签中的第二个被安置在所述塔吊的操控室处；并且 至少所述多个RFID标签中的第三个被安置在所述塔吊的台车处。
32.根据权利要求28所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，还包括: 悬臂方向确定器，确定所述塔吊的悬臂朝向的方向；并且 其中，所述负载信息接口结合所述距离测量结果、所述摆动确定器、所述NSS位置接收器和所述悬臂方向确定器，以生成所述负载的位置和摆动信息。
33.根据权利要 求28所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，其中，所述NSS位置接收器与所述塔吊的平衡锤固定地耦接。
34.根据权利要求28所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，其中，所述NSS位置接收器与所述塔吊的悬臂的大致前端固定地耦接。
35.根据权利要求28所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，其中，所述NSS位置接收器还包括: 第一天线，与所述塔吊的平衡锤固定地耦接；以及 第二天线，与所述塔吊的悬臂的大致前端固定地耦接。
36.根据权利要求28所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，还包括: 第一 NSS位置接收器，与所述塔吊的平衡锤固定地耦接；以及 第二 NSS位置接收器，与所述塔吊的悬臂的大致前端固定地耦接。
37.根据权利要求28所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，其中，来自所述NSS位置接收器的位置信息从由以下各项构成的位置信号组获得:全球导航卫星系统(GNSS)信号、区域导航卫星系统信号、星基增强系统(SBAS)信号以及地基增强系统(GBAS)信号。
38.一种射频识别(RFID)塔吊负载定位器和摆动指示器，包括: 多个RFID标签，位于所述塔吊上的或所述塔吊附近的不同位置处； 至少两个RFID读取器，固定地耦接在所述塔吊上的不同位置处，以及手持RFID读取器，位于不在所述塔吊上的位置处，所述RFID读取器包括: 距离确定器，提供所述RFID读取器与所述多个RFID标签中的每一个之间的距离测量结果; 导航卫星系统(NSS)位置接收器，与所述塔吊耦接，所述NSS位置接收器确定关于所述塔吊的悬臂的位置信息；以及 负载信息接口，结合来自所述距离测量结果和所述NSS位置接收器的信息，以生成所述负载关于所述塔吊的位置和摆动信息，并以用户可访问格式提供所述位置和摆动信息。
39.根据权利要求38所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，还包括: 摆动确定器，与所述塔吊的钩座耦接，所述摆动确定器提供关于所述负载的摆动信息。
40.根据权利要求38所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，其中， 第一 RFID读取器和至少所述多个RFID标签中的第一个被安置在所述塔吊的台车处； 第二 RFID读取器和至少所述多个RFID标签中的第二个被安置在所述塔吊的操控室处；并且 至少所述多个RFID标签中的第三个被安置在所述塔吊的所述钩座处。
41.根据权利要求38所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，其中， 第一 RFID读取器和至少所述多个RFID标签中的第一个被安置在所述塔吊的台车处； 第二 RFID读取器和至少所述多个RFID标签中的第二个被安置在所述塔吊的所述钩座处；并且 至少所述多个RFID标签中的第三个被安置在所述塔吊的操控室处。
42.根据权利要求38所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，其中， 第一 RFID读取器和至少所述多个RFID标签中的第一个被安置在所述塔吊的所述钩座处； 第二 RFID读取器和至少所述多个RFID标签中的第二个被安置在所述塔吊的操控室处；并且 至少所述多个RFID标签中的第三个被安置在所述塔吊的台车处。
43.根据权利要求38所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，还包括: 悬臂方向确定器，确定所述塔吊的悬臂朝向的方向；并且 其中，所述负载信息接口结合所述距离测量结果、所述摆动确定器、所述NSS位置接收器和所述悬臂方向确定器，以生成所述负载的位置和摆动信息。
44.根据权利要求38 所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，其中，所述NSS位置接收器与所述塔吊的平衡锤固定地耦接。
45.根据权利要求38所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，其中，所述NSS位置接收器与所述塔吊的悬臂的大致前端固定地耦接。
46.根据权利要求38所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，其中，所述NSS位置接收器还包括: 第一天线，与所述塔吊的平衡锤固定地耦接；以及 第二天线，与所述塔吊的悬臂的大致前端固定地耦接。
47.根据权利要求38所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，还包括: 第一 NSS位置接收器，与所述塔吊的平衡锤固定地耦接；以及 第二 NSS位置接收器，与所述塔吊的悬臂的大致前端固定地耦接。
48.根据权利要求38所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，其中，来自所述NSS位置接收器的位置信息从由以下各项构成的位置信号组获得:全球导航卫星系统(GNSS)信号、区域导航卫星系统信号、星基增强系统(SBAS)信号以及地基增强系统(GBAS)信号。
49.根据权利要求48所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，其中，所述GNSS信号选自由以下各项构成的组=GPS信号、格洛纳斯信号、伽利略信号和罗盘信号。
50.根据权利要求48所述的RFID塔吊负载定位器和摆动指示器，其中，所述区域导航卫星系统信号选自由以下各项构成的组=Omnistar信号、星火信号、中心点信号、北斗信号、星基多普勒轨道确定和无线电定位结合系统(DORIS)信号、印度区域导航卫星系统(IRNSS)信号以及准天顶卫星系统(QZSS)信号。
51.根据权利要求48所述的RFID塔吊装载定位器和摆动指示器，其中，所述SBAS信号选自由以下各项构成的组:广域增强系统(WAAS)信号、欧洲地球同步导航覆盖服务(EGNOS)信号、多功能卫星增强系统(MSAS)信号和GPS辅助型静地轨道增强(GAGAN)信号。
52.根据权利要 求48所述的RFID塔吊装载定位器和摆动指示器，其中，所述GBAS信号选自由以下各项构成的组:局域增强系统(LAAS)信号、地基区域增强系统(GRAS)信号、差分GPS (DGPS)信号以及连续运行基准站(CORS)信号。
全文摘要
本文公开了一种用于定位塔吊上的负载的RFID。射频识别(RFID)塔吊负载定位器的一个实例包括至少四个RFID部件，用于提供该至少四个RFID部件之间的RFID距离测量结果。此外，负载位置确定器利用RFID距离测量结果来确定负载位置。负载信息生成器提供适于用户后续访问的负载位置信息。
文档编号G01C1/00GK103164678SQ20121000909
公开日2013年6月19日 申请日期2012年1月12日 优先权日2011年12月13日
发明者约翰·F·卡梅伦, 库尔特·梅纳德, 库特·康奎斯特, 格雷戈里·C·贝斯特 申请人:天宝导航有限公司