協(xié)作空間定位的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】協(xié)作空間定位
[0001]相關(guān)申請(qǐng)
本申請(qǐng)涉及并要求以下專(zhuān)利的優(yōu)先權(quán)權(quán)益:于2013年4月30提交的美國(guó)非臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)N0.13/873606、于2012年5月I日提交的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)N0.61/641，201、于2012年5月29日提交的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)N0.61/652, 347以及于2013年3月5日提交的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)N0.61/773，063，出于所有目的，以上專(zhuān)利的全文均以引用的方式并入本文中，視為在此處進(jìn)行了完全的闡述。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明的實(shí)施例一般涉及測(cè)定對(duì)象的相對(duì)位置，并且更具體地，涉及利用了多個(gè)獨(dú)立位置數(shù)據(jù)源的協(xié)作空間定位。
【背景技術(shù)】
[0003]傳感器融合是指將感知數(shù)據(jù)或者衍生自來(lái)源不同的感知數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行組合，使得所產(chǎn)生的信息在某種程度上優(yōu)于單獨(dú)使用這些源時(shí)可能獲得的信息。相比之下，數(shù)據(jù)融合是指將代表同一對(duì)象的多個(gè)數(shù)據(jù)和知識(shí)整合成一致、準(zhǔn)確且可用的表示的過(guò)程。在每種情況下，總體目標(biāo)都是提供更準(zhǔn)確、更完整或更可信/可靠的結(jié)果。
[0004]用于融合過(guò)程的數(shù)據(jù)源并未指定是源自相同的傳感器。事實(shí)上，人們可以認(rèn)為，與同一目標(biāo)相關(guān)的不同數(shù)據(jù)源可能會(huì)提供更準(zhǔn)確和更可靠的結(jié)果。盡管比較理想的是將多個(gè)感知數(shù)據(jù)融合以提供“更好的”數(shù)據(jù)，但是通常情況下，更好的數(shù)據(jù)本身是不充分的。對(duì)于空間數(shù)據(jù)或位置數(shù)據(jù)的行為使用來(lái)說(shuō)，尤其是如此。
[0005]從整個(gè)歷史來(lái)看，獲知一個(gè)人的精確位置一直是一項(xiàng)長(zhǎng)期進(jìn)行的探索。人們?cè)诮Y(jié)合精確的地圖掌握了位置信息之后，就會(huì)認(rèn)為，許多從A點(diǎn)到B點(diǎn)的挑戰(zhàn)都將迎刃而解。然而，盡管GPS系統(tǒng)已經(jīng)無(wú)處不在，人們卻仍然不斷在迷路，交通擁堵也不斷在發(fā)生，并且碰撞事故仍然是一個(gè)威脅。事實(shí)上，人們可能會(huì)認(rèn)為這類(lèi)系統(tǒng)會(huì)讓這些問(wèn)題變得更糟?，F(xiàn)有技術(shù)中所缺乏的是將不同位置測(cè)定資源進(jìn)行融合，這種融合不僅為用戶(hù)提供了地理空間數(shù)據(jù)/空間數(shù)據(jù)，而且還提供了能夠形成行為改變的基礎(chǔ)的關(guān)聯(lián)信息。具體來(lái)說(shuō)，所缺乏的是一種能通過(guò)多種定位技術(shù)的適當(dāng)組合來(lái)同時(shí)獲得絕對(duì)定位和相對(duì)定位的理想好處的裝置。
[0006]GPS作為絕對(duì)定位的一種例子，其優(yōu)點(diǎn)是支持路徑規(guī)劃，從而有助于涉及到長(zhǎng)距離定位的交通，并且還能不斷獲知事物在世界上所處的位置。相對(duì)定位的優(yōu)勢(shì)在于穩(wěn)健、更精確，且不需要連接至外部源(即，衛(wèi)星)。現(xiàn)有的技術(shù)啟示尚未提供能同時(shí)獲取兩種方式的裝置?，F(xiàn)有技術(shù)的這些和其他缺點(diǎn)通過(guò)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例來(lái)解決。
[0007]本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)和新穎特征將在后面的描述中部分地進(jìn)行闡述，并且在審查以下說(shuō)明書(shū)時(shí)對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將變得部分顯而易見(jiàn)的，或者可通過(guò)實(shí)施本發(fā)明得知。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)可以通過(guò)所附權(quán)利要求中特別指出的手段、組合、組成和方法來(lái)實(shí)現(xiàn)和達(dá)到。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例提出一種將識(shí)別數(shù)據(jù)和實(shí)體屬性嵌入至實(shí)體中并利用移動(dòng)接收器/天線(xiàn)提供相對(duì)距離和方位的多方面位置方式。此外，這種能力借助地理參考接收器/天線(xiàn)與全球定位資源聯(lián)系起來(lái)，從而提供當(dāng)前系統(tǒng)能力之外的準(zhǔn)確且實(shí)時(shí)的位置感知。
[0009]本發(fā)明的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)在于基于多個(gè)資源提供了準(zhǔn)確、持續(xù)的位置信息。本發(fā)明通過(guò)利用多個(gè)獨(dú)立組件來(lái)實(shí)現(xiàn)該操作，而每個(gè)組件提供了獨(dú)特的空間特質(zhì)。另外，每個(gè)組件的實(shí)用性是有局限性的，所以，通過(guò)獨(dú)特地組合不同的組件能測(cè)定并維持一個(gè)可靠的位置。應(yīng)清楚的是，GPS在許多情況下都無(wú)法使用(室內(nèi)、樹(shù)冠下、地下、洞穴、掩體和隧道)。這并不是意味著GPS是一種不理想的工具，而是意味著GPS自身不能在需要移動(dòng)車(chē)輛和其他對(duì)象進(jìn)行導(dǎo)航的地形范圍內(nèi)提供可靠定位。
[0010]因此，本發(fā)明的實(shí)施例包括一種用于過(guò)濾和融合多個(gè)組件的位置數(shù)據(jù)的新方法。在下文描述的這種方法還允許整個(gè)系統(tǒng)基于各組件的輸入來(lái)概率性地推論出車(chē)輛(或?qū)ο?的真實(shí)位置。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)固定的接收器基礎(chǔ)設(shè)施不可用時(shí)，相對(duì)位置方案中的有源測(cè)距資源(如超寬帶(UWB)射頻識(shí)別(RFID)標(biāo)簽)提供了對(duì)本地最近的相鄰位置的獲取，并且當(dāng)固定接收器基礎(chǔ)設(shè)施可用來(lái)提供位置感知時(shí)，可對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的位置數(shù)據(jù)加以利用。本發(fā)明的這種方式獨(dú)特地平衡了位置信息的不同組件。
[0012]用于對(duì)象之間的協(xié)作空間位置測(cè)定的一個(gè)方法實(shí)施例包括接收得自一種或多種不同位置測(cè)定技術(shù)的第一對(duì)象的位置信息，并且隨后為第一對(duì)象測(cè)定用于一種或多種不同位置測(cè)定技術(shù)中的每一種的位置信息差異。該過(guò)程按照如下方式繼續(xù)進(jìn)行:將得自一種或多種不同位置測(cè)定技術(shù)的位置信息進(jìn)行組合，以測(cè)定第一對(duì)象空間位置，同時(shí)將第一對(duì)象通信地聯(lián)接至第二對(duì)象。一旦實(shí)現(xiàn)了通信聯(lián)接，則每個(gè)對(duì)象就進(jìn)行位置信息的交換，其中，第二對(duì)象部分地基于第一對(duì)象空間位置來(lái)精確第二對(duì)象空間位置。
[0013]在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，一種用于協(xié)作測(cè)定空間位置的系統(tǒng)包括第一對(duì)象、第二對(duì)象、可操作來(lái)為第一對(duì)象測(cè)定第一對(duì)象空間位置的一種或多種不同位置測(cè)定資源，以及第一對(duì)象與第二對(duì)象之間的通信鏈接，其中，第二對(duì)象可操作來(lái)至少部分地基于從第一對(duì)象接收的第一對(duì)象空間位置，為第二對(duì)象精確第二對(duì)象空間位置。
[0014]在另一個(gè)實(shí)施例中，一種用于協(xié)作測(cè)定空間位置的系統(tǒng)可包括第一收發(fā)器、存儲(chǔ)器、第二收發(fā)器、處理器和多個(gè)軟件部分；該第一收發(fā)器可操作來(lái)接收得自一種或多種不同位置測(cè)定技術(shù)的第一對(duì)象的位置信息；該存儲(chǔ)器可操作來(lái)存儲(chǔ)從一種或多種不同位置測(cè)定技術(shù)接收的位置信息；該第二收發(fā)器可操作來(lái)將第一對(duì)象通信地鏈接至第二對(duì)象；處理器通信地聯(lián)接至存儲(chǔ)器并且能夠執(zhí)行呈現(xiàn)為軟件的指令。
[0015]軟件部分可配置為測(cè)定從一種或多種不同位置測(cè)定技術(shù)中的每一種接收的位置信息中的差異、組合從一種或多種不同位置測(cè)定技術(shù)接收的位置信息以測(cè)定第一對(duì)象空間位置、以及交換第一對(duì)象與第二對(duì)象之間的位置信息，以使第二對(duì)象能夠部分地基于第一對(duì)象的空間位置來(lái)精確第二對(duì)象空間位置。
[0016]本公開(kāi)內(nèi)容中和下述詳細(xì)說(shuō)明中所描述的特征和優(yōu)點(diǎn)并不是詳盡的。結(jié)合附圖、說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求來(lái)看，許多其他特征和優(yōu)點(diǎn)對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的。此外，應(yīng)注意的是，說(shuō)明書(shū)中所采用的語(yǔ)言主要是出于可讀性和指導(dǎo)目的來(lái)選擇的，并且不可選擇來(lái)對(duì)發(fā)明主題造成約束或限制；必須參考權(quán)利要求才能確定該發(fā)明主題。
【附圖說(shuō)明】
[0017]結(jié)合附圖參考以下一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的描述，本發(fā)明的上述和其他特征和目的以及獲得這些特征和目的的方式將變得更加顯而易見(jiàn)，并且本發(fā)明自身將得到最好的理解，其中:
圖1呈現(xiàn)了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于協(xié)作空間定位的系統(tǒng)的高級(jí)框圖；
圖2示出了一種臨時(shí)城市環(huán)境，其中可實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的協(xié)作空間定位；
圖3示出了對(duì)具有協(xié)作空間定位技術(shù)的多個(gè)對(duì)象的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)交互所進(jìn)行的高級(jí)描述；圖4為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的單個(gè)對(duì)象利用多根天線(xiàn)進(jìn)行協(xié)作位置測(cè)定的效果圖；以及
圖5為一流程圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的可用于協(xié)作位置信息的方法的一個(gè)實(shí)例。
[0018]這些附圖僅僅出于說(shuō)明目的來(lái)描述本發(fā)明的實(shí)施例。本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)下文論述將容易地認(rèn)識(shí)到，在不脫離本文所述的本發(fā)明原理的情況下，可以采用本文所說(shuō)明的結(jié)構(gòu)和方法的替代實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0019]得自一個(gè)或多個(gè)位置測(cè)定資源的不同位置數(shù)據(jù)與對(duì)等網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)信息相融合，以向?qū)ο筇峁﹨f(xié)作位置感知。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，對(duì)象從一個(gè)或多個(gè)位置資源處收集位置測(cè)定信息，從而獨(dú)立地測(cè)定其空間位置。這種測(cè)定并不是分層次的，而是基于可能不時(shí)發(fā)生變化的多個(gè)因素進(jìn)行平衡。一旦測(cè)定了空間位置，該空間位置隨后就可通過(guò)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)信息來(lái)增強(qiáng)，而該對(duì)等網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)信息可用于增強(qiáng)位置測(cè)定和修改行為結(jié)果。用于協(xié)作空間定位的系統(tǒng)及相關(guān)方法的這些和其他應(yīng)用是可能的，并且通過(guò)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例來(lái)進(jìn)行了考慮。
[0020]以下參考附圖，詳細(xì)描述了本發(fā)明的實(shí)施例。雖然本發(fā)明已以一定程度的特殊性進(jìn)行了描述和說(shuō)明，但應(yīng)理解的是，本公開(kāi)僅以示例的方式給出，并且，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)部件的組合和布置作出許多改變。
[0021]結(jié)合附圖進(jìn)行如下描述是為了幫助實(shí)現(xiàn)對(duì)權(quán)利要求及其等同所限定的本發(fā)明的示例性實(shí)施例的全面理解。以下描述包括各種幫助實(shí)現(xiàn)這種理解的具體細(xì)節(jié)，但是，這些具體細(xì)節(jié)應(yīng)僅視為示例性的。因此，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，可在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的前提下，對(duì)本文所述的實(shí)施例作出各種變化和修改。另外，為清楚和簡(jiǎn)明起見(jiàn)，省略了公知功能和構(gòu)造的描述。
[0022]下述說(shuō)明和權(quán)利要求中所使用的術(shù)語(yǔ)和詞語(yǔ)不限于字面意義，而僅是發(fā)明人用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)本發(fā)明的清楚且一致的理解。因此，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)應(yīng)顯而易見(jiàn)的是，以下對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的描述僅用于說(shuō)明目的，而非用于限制由所附權(quán)利要求及其等同所限定的本發(fā)明。
[0023]如本文所用，對(duì)“一個(gè)實(shí)施例”或“實(shí)施例”的任何引用是指結(jié)合該實(shí)施例進(jìn)行描述的具體元素、特征、結(jié)構(gòu)或特性包括在至少一個(gè)實(shí)施例中。在說(shuō)明書(shū)中各處出現(xiàn)的短語(yǔ)“在一個(gè)實(shí)施例”中不一定都是指同一實(shí)施例。
[0024]關(guān)于術(shù)語(yǔ)“大體地”，其是指所敘述的特性、參數(shù)或數(shù)值無(wú)需精確地達(dá)到，而是可能會(huì)大量地出現(xiàn)偏差和變化(例如，包括公差、測(cè)量誤差、測(cè)量精度限制以及本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其他因子)，而這些偏差和變化并不會(huì)對(duì)特性旨在提供的效果造成阻礙。
[0025]在全文中，相同的數(shù)字指代相同的元素。在附圖中，出于清楚的目的，可增大某些線(xiàn)、層、組件、元素或特征的尺寸。
[0026]本文所用的術(shù)語(yǔ)僅出于描述具體實(shí)施例的目的，并非旨在限制本發(fā)明。如本文所用，單數(shù)形式“一個(gè)”、“一種”和“該”意圖還包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文另有明確說(shuō)明。因此，例如，對(duì)“一個(gè)組件表面”的引用包括對(duì)一個(gè)或多個(gè)此類(lèi)表面的引用。
[0027]如本文所用，術(shù)語(yǔ)“包含(comprises) ”、“包含(comprising) ”、“包括(includes) ”、“包括(including)，，、“具有(has) ”、“具有(having) ”或其任何其他變型旨在涵蓋非排他性包括。例如，包括元素列表的過(guò)程、方法、制品或設(shè)備不一定只限于這些元素，而是可以包括未明確列出的其他元素或者此類(lèi)過(guò)程、方法、制品或設(shè)備固有的其他元素。另夕卜，除非明確作出相反的說(shuō)明，“或”是指包容性“或”，而不是非排他性“或”。例如，條件A或B在以下任一種情況下都得到滿(mǎn)足:A是真實(shí)的(或存在的)且B是虛假的(或不存在的)、A是虛假的(或不存在的)且B是真實(shí)的(或存在的)、以及A和B都是真實(shí)的(或存在的)。
[0028]除非另有限定，本文所用的所有術(shù)語(yǔ)(包括技術(shù)術(shù)語(yǔ)和科學(xué)術(shù)語(yǔ))具有如本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同意義。還應(yīng)當(dāng)理解的是，術(shù)語(yǔ)(諸如常用詞典所限定的術(shù)語(yǔ))應(yīng)解釋為具有與其在說(shuō)明書(shū)上下文中和相關(guān)領(lǐng)域中的意義一致的意義，并且不應(yīng)以理想化或過(guò)于正式的含義來(lái)進(jìn)行解釋?zhuān)潜疚拿鞔_地進(jìn)行了如此的限定。為簡(jiǎn)潔和/或清楚起見(jiàn)，對(duì)公知功能或構(gòu)造可以不進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0029]還將理解的是，當(dāng)把元件稱(chēng)為“處于”、“附接至”、“連接至”、“聯(lián)接至”、“接觸”、“安裝于”另一個(gè)元件上時(shí)，該元件可直接地處于、附接至、連接至、聯(lián)接至或接觸另一元件，或者，還可能存在有中間元件。與此相反，當(dāng)把元件稱(chēng)為(例如)“直接處于”、“直接附接至”、“直接連接至”、“直接聯(lián)接至”或“直接接觸”另一個(gè)元件時(shí)，就不存在中間元件。本領(lǐng)域的技術(shù)人員還將理解的是，對(duì)“鄰近”另一個(gè)特征放置的