CN102239497A

CN102239497A - 基于电子标签的位置信息

Info

Publication number: CN102239497A
Application number: CN2009801484517A
Authority: CN
Inventors: 马塞尔·格雷戈里乌斯·安东尼乌斯·鲁伊泽纳; 赖因德·马蒂纳斯·内夫; 西蒙·阿德里安乌斯·范梅里恩博尔
Original assignee: Nederlandse Organisatie voor Toegepast Natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO
Current assignee: Nederlandse Organisatie voor Toegepast Natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO
Priority date: 2008-11-07
Filing date: 2009-11-09
Publication date: 2011-11-09
Anticipated expiration: 2029-11-09
Also published as: WO2010053371A1; EP2359319A1; CN102239497B; US8779897B2; EP2359319B1; US20110273275A1

Abstract

一种与设置有标签装置(1₀、1₁、1₂、...)的物品(例如9₀)相关的位置信息的产生方法，该方法包括以下步骤：在位于彼此附近时，标签装置(例如1₀)交换识别数据，并将交换的时间和日期与其他标签装置的标识数据一起存储，并且还存储与以前的交换相关的数据；当位于信息收集装置(例如2₀)附近时，标签装置将所存储的时间和日期以及所存储的标识数据传输至信息收集装置；信息收集装置(2₀)将从标签装置接收的时间和日期以及标识数据传输至中央处理装置；以及中央处理装置从时间和日期以及标识数据得出位置信息。在与其他标签装置(例如1₁)的每一次相遇期间，各标签装置(例如1₀)还交换和存储与以前的相遇相关的相遇数据，使得各标签装置传输至信息收集装置(例如2₀)的相遇数据能够与多个标签装置的相遇相关。

Description

基于电子标签的位置信息

技术领域

本发明涉及使用电子标签来生成位置信息。更具体地，本发明涉及一种与设置有标签装置的物品相关的位置信息的产生方法。此外，本发明涉及一种执行该方法的系统和装置。

背景技术

众所周知，使用电子标签来追踪各种物品，诸如衣服、食品、消费类电子产品、邮递品、集装箱以及甚至汽车。无源电子标签(也被称为转发器)例如被用在商店和仓库，以保持库存(keep inventory)和防止被盗。当具有(有源或无源的)标签的物品通过检测站(诸如RFID读取器)时，标签的标识被读取，从而获知相应物品的位置，因为这些检测站的位置是已知的(通常是固定的位置)。标签也可以被用来跟踪由船、飞机、卡车或火车运送的物品。通过在某些固定的点处读取标签，物品沿着其路线的进度可以被监控。在物品丢失的情况下，其最后已知的位置可被确定，因此，有助于物品的重获。

美国专利US 7484662公开了一种用于从一个或多个位置标识站发送位置事件信息至电子标签(如RFID(射频识别)标签)、以及从电子标签发送位置事件信息至一个或多个位置标识站的系统。当标签位于这样的站附近时，它可以与该站通信，并接收该站的标识。该标签可以将该标识与接收到该标识的时间和/或日期一起存储在其存储器中。以这种方式，标签本身可保存其到过的站的记录。该站可以是固定的，在这种情况下，它们具有已知的位置，从而能够通过使用站的标识来确定标签在特定时间和日期的位置。然而，该站也可以是移动的，被放置在飞机或者火车车厢内，在这种情况下无法得知它们的位置。在站移动的情况下，美国专利US7484662提出，站被放置的当前“位置”可以从查找表等来确定，但给读者留下了使用查找表来确定火车车厢的当前位置的方法的疑问。换句话说，美国专利US 7484662未清楚的揭示使用移动站所产生的位置标识信息来确定标签的位置的方法。此外，在路线中标签遇到的站的次数是有限的，因此必然提供的位置信息的数量有限。

美国专利US 5959568公开了一种电子标签系统，在该系统中，通过测量信号的往返时间来确定标签间的相对位置。多个符号从一个对象发送至另一对象，然后返回，从而可测量它们的往返时间。绝对位置可使用GPS(全球定位系统)装置确定。这种标签可存储它们邻近物的标识，以形成网络。

美国专利US 7234421公开了一种动物数据收集系统，特别是一种动物标签装置，该动物标签装置保存了动物的唯一标识符(unique identifier)以及该唯一标识符的记录，通过该动物标签装置可以以无线电方式接触该动物。数据信息可与唯一标识符一起存储。读取器可被用来访问信息。这种已知的标签装置可以还包含GPS电路以提供与该装置的地理位置相关的信息。

美国专利US 5959568和美国专利US 7234421的标签都需要GPS电路，以确定(绝对)的位置。然而，全球定位系统的电路相对昂贵，从而增加了标签的价格。此外，增加的GPS电路增加了标签的功耗，从而缩短了电池的使用寿命。

发明内容

本发明的一个目的是克服现有技术中的这些以及其他问题，并提供一种生成位置信息的方法和系统，该方法和系统既不依赖于具有已知位置的固定的识别站，也不依赖于GPS电路。

本发明的另一目的在于提供一种生成位置信息的方法和系统，该方法和系统产生的位置信息的量可增加，从而更好地跟踪物品。

因此，本发明提供一种与设置有标签装置的物品相关的位置信息的产生方法，每个标签装置包括用于存储与各自的标签装置相关的唯一标识数据的存储单元、用于在其他标签装置位于附近时与该其他标签装置进行通信的第一通信单元、以及时钟单元，该方法包括以下步骤：

·在与另一标签装置相遇期间，标签装置交换标识数据并将交换的时间和日期与标识数据一起存储以作为相遇数据；

·当位于包括存储器和第二通信单元的信息收集装置附近时，标签装置将所存储的相遇数据传输至该信息收集装置；

·该信息收集装置将从标签装置接收的相遇数据传输至处理装置；以及

·该处理装置从相遇数据中得出位置信息，

其特征为，在与其他标签装置的每一次相遇期间，各标签装置还交换和存储与以前的相遇相关的相遇数据，使得各标签装置传输至信息收集装置的相遇数据可与多个标签装置的相遇相关。

通过当标签装置位于彼此的附近时、而不是仅当标签装置在标识站附近时存储相遇期间的相遇数据，相遇的次数将大幅增加，由此数据量也将大幅增加，从而增加了能够获知标签装置的位置的程度。通过经由信息收集装置传输所存储的相遇数据至处理装置，标签单元的发送功率可被限制而仍然能够将相遇数据传递至处理单元。通过从相遇数据得出位置信息，即使当相遇数据基于与其他标签装置相遇的标签装置、而不是基于与固定站相遇的标签装置时，也可以生成期望的位置信息。

通过还交换和存储与以前的相遇相关的相遇数据(这可能是与当前相遇并不涉及的另外的标签装置的相遇)，使得各标签装置所存储的相遇信息涉及与多个标签装置的相遇，实现了各标签装置承载的相遇数据的量的大幅增加。因此，确定标签装置的位置变得更加容易。此外，由单个标签装置传输至信息收集装置的相遇数据就可能已经足以产生期望的位置信息。

尽管标签装置可以在相遇期间仅交换(即，均发送和接收)各自存储器中所存储的相遇数据的一部分，但优选它们交换所有的所存储的相遇数据，从而充分利用了此交换。为了避免不必要的数据重复并节省存储空间，更优选各标签装置在每次遇到另一标签装置时，交换所有的所存储的相遇数据，但仅存储任何新的相遇数据。可通过比较所有接收到的相遇数据与所存储的相遇数据来挑选出新的相遇数据以存储至存储器中。

第一通信单元优选是短程通信单元，而第二通信单元优选是远程通信单元。应理解，术语“短程通信单元”和“远程通信单元”意味着是相对来说的。当标签装置之间、转发器和信息收集装置之间彼此相距较短距离(例如小于两米，或小于30厘米)时，短程通信单元适合于交换它们之间的信息。远程通信单元适于距离数米、数千米甚至数十千米的信息收集装置和(中央)处理单元之间交换信息。从这些非限制性的实例显而易见，“短”的范围和“长”的范围可以重叠。

相遇数据可包括表示交换时间点的时间数据、表示交换日期的日期数据以及表示该交换所涉及的标签装置的标识的标识数据。当被存储在标签装置中时，相遇数据仅需包括其他标签装置的标识数据，因为各标签装置会存储(可能在另一存储区)其自己的标识。当被存储在信息收集装置中时，相遇数据将包括标识数据对，其表示在每次交换时所涉及的每一对标签装置。

相遇数据不仅可以在标签装置遇到另一个标签装置时生成，也可以在标签装置和信息收集装置的通常的相遇期间生成。

信息收集装置(其在标签装置和处理装置间起到中介的作用)可以是静止的并且具有固定的(优选是已知的)位置。使用固定的信息收集装置的实施方式具有能够提供附加信息的优点，该附加信息包括信息收集装置的固定位置，可被用于生成涉及标签装置和信息收集装置的附加相遇数据。然而，信息收集装置不需要被固定，因此也可以是移动的。尽管移动的信息收集装置通常不能提供有关其确切位置的信息，但它们可以与标签装置更频繁地相遇，因此可更经常地收集信息。

在优选的实施方式中，信息收集装置由专用标签装置组成。也就是说，特定的标签装置也适合作为信息收集装置。在此实施方式中，这样的标签装置具有双重功能：它既收集信息又发送收到的信息。注意，原则上说来，只要能够与处理装置通信，任何标签装置都可以作为信息收集装置。

在某些实施方式中，信息收集装置分批传输相遇数据。也就是说，信息收集装置从数个标签装置收集交换的信息，并且仅在满足某条件时发送此信息，例如，当收集到来自预定数目的标签装置(例如5、10或20)的信息时、当存储器已满时、或经过一定时间段时发送此信息。因此，一旦所存储的相遇数据被转移至处理装置，信息收集装置可以删除所存储的相遇数据，从而清空其存储器。类似地，一旦相遇数据被转移至信息收集装置，标签装置可删除相遇数据。

在根据本发明的方法的优选实施方式中，得出位置信息的步骤包括以下子步骤：

·使用标识数据来选择与特定标签装置相关的相遇数据；

·使用涉及同一标签装置的交换的时间和日期来生成在那些时间和日期的可能位置的集合；

·使用相同的相遇数据来识别由该相遇数据表示的交换所涉及的其他标签装置；以及

·使用该标签装置和其他标签装置的任何已知的初始位置来减小可能位置的集合，并且生成在那些时间和日期的最可能位置。

通过使用标识数据来选择相遇数据，可生成关于与该标识数据相关的标签装置的相遇的数据集合。相遇数据包括日期、时间以及其他标签装置的标识数据。通过使用标签装置的任意的已知初始位置和初始时间，可以确定在包含在标签数据中的时间和日期处的可能位置。将这些可能位置与从所选择的相遇数据中得出的其他标签装置的可能位置相结合，可确定各个时间和日期的最可能位置。

在另一优选实施方式中，为最早的第一时间和日期确定最可能位置，该最可能位置然后被用于确定下一时间和日期的最可能位置。通过使用连续的处理，如果能够从一个已知的位置开始的话，则可以生成位置估计。然而，如果没有初始位置是已知的，该方法也可生成位置估计。

得出位置信息的步骤优选包括贝叶斯信念网络(Bayesian beliefnetworks)和用于这样的网络的推理方法。具体来说，贝叶斯信念网络可以被定义并可以使用相遇数据来更新。换句话说，得出位置信息的步骤优选包括以下子步骤：

·为各标签装置和各时间点定义变量，该变量代表特定标签装置在特定时间点上位于某位置的概率；以及

·通过使用相遇数据更新该变量。

通过使用贝叶斯信念网络，并利用相遇数据更新此网络，可获得越来越精确的位置估计。优选重复更新步骤。

本发明还提供了一种用于执行上述方法(特别地但不排他地，从相遇数据得出位置信息的步骤)的计算机程序产品。计算机程序产品可以包括存储在数据载体(如CD或DVD)上的一组计算机可执行指令。这组计算机可执行指令允许可编程的计算机执行上述方法，这组计算机可执行指令也可从远程服务器下载，例如经由互联网。

本发明还提供了一种用于生成与物品相关的位置信息的系统，该系统包括：

·标签装置，包括用于存储与各自的标签装置相关的唯一标识数据的存储单元；第一通信单元，用于与其他标签装置进行通信；以及时钟单元，

·至少一个信息收集装置，包括存储器和第二通信单元；以及

·处理装置，包括存储器单元和处理单元，用于处理从标签装置接收到的相遇数据，并用于从相遇数据得出位置数据，

其中，至少一个信息收集装置被配置为用于将从标签装置接收到的相遇数据传输至处理装置，

其特征为，各标签装置被配置为在与另一标签装置的每一次相遇期间，还交换和存储与以前的相遇相关的相遇数据，使得各标签装置传输至信息收集装置的相遇数据可涉及多个标签装置的相遇。

该系统中的处理装置优选被配置为使用贝叶斯信念网络，并通过以下步骤得出位置信息：

·通过使用相遇数据更新所述变量。

本发明还提供了一种上述方法和/或系统中所使用的标签装置，该标签装置包括：

·存储单元，用于存储与该标签装置相关的标识数据；

·通信单元，用于与其他标签装置进行通信；以及

·时钟单元，

该标签装置被配置为当位于信息收集装置附近时将所存储的相遇数据传输至信息收集装置，

其特征为，该标签装置被配置为在与其他标签装置的每一次相遇期间，还交换和存储与以前的相遇相关的相遇数据，使得各标签装置传输至信息收集装置的相遇数据可涉及多个标签装置的相遇。

本发明还提供了一种上述方法和/或系统中所使用的信息收集装置，该信息收集装置包括存储器和通信单元，并被配置为用于接收和存储相遇数据，并将所存储的相遇数据传输至处理装置。如上所述，根据本发明的信息收集装置也可具有标签装置的所有功能。

本发明还提供了一种上述方法和/或系统中所使用的处理装置，该处理装置包括存储器单元和处理单元，并被配置为用于处理从标签装置接收的相遇数据，并如上述方法中所述的那样从相遇数据中得出位置数据。

附图说明

以下参照附图所示的示例性实施方式对本发明做进一步地说明，在附图中：

图1示意性示出根据本发明的位置信息系统；

图2示意性示出根据本发明的电子标签装置的路线图；

图3A和图3B示意性示出根据本发明的一组相遇数据的示例性实施方式；

图4示意性示出可用于本发明的贝叶斯信念网络的实例；

图5示意性示出根据本发明的位置概率分布的实例；

图6示意性示出根据本发明的标签装置的示例性实施方式；

图7示意性示出根据本发明的信息收集装置的示例性实施方式；

图8示意性示出根据本发明的处理装置的示例性实施方式。

具体实施方式

图1中仅以非限制性实例的方式示出的位置信息系统包括标签装置(TD)1₀、1₁、...，信息收集装置(ICD)2₀和2₁，以及处理装置(PD)3。如下将详述的，标签装置1_i(其中i＝0，1，2，...)可附于物品9_i(如包裹、衣物、机械零件或车辆)，当它们位于彼此附近时，标签装置1_i交换数据。标签装置在什么距离上交换数据取决于特定的实施方式，范围可从几毫米到几米或更多。在设置有标签装置1_i的物品9_i的每一次相遇期间，标签装置交换标识数据，并且记录相遇(即，交换)的时间和日期。因此在此交换中涉及的数据通常包括标识数据、时间数据和日期数据，并可被统称为相遇数据。这些相遇数据可还包括其他数据，诸如传感器数据、视频数据以及其他对本发明来说不是必不可少的数据。

标签装置1₀、1₁、...存储并且从而收集与其他标签装置相遇的相遇数据。依照本发明，标签装置在每次相遇期间还交换和存储标签装置可能已经存储的以前的相遇的有效相遇数据。这样，各标签装置不仅存储与其自己的相遇相关的相遇数据，还存储其遇到的标签装置以前收集的相遇数据。由此可见，本发明的标签装置存储两种相遇数据：直接相遇数据，其与特定标签装置参与的相遇相关，以及间接相遇数据，其与特定标签装置未参与、相遇数据是通过其他标签装置所接收的相遇相关。换句话说，在本发明中，标签装置也收集它们没有参与的相遇的相遇数据，从而收集可能从未遇到过的标签装置的相遇数据。

优选标签装置在相遇期间仅存储任何新的相遇数据，从而避免重复和节省存储空间。因此，任何所交换的相遇数据优选与标签装置的存储内容进行比较，且只有新的相遇数据被添加至存储内容。

当标签装置(例如1₀)在信息收集装置(例如2₀)附近时，前者将所存储的所有相遇数据发送给后者。之后标签装置可以(可选地)从其存储器中清除已发送的相遇数据。信息收集装置2从一个或多个标签装置收集相遇数据，并发送相遇数据给处理装置3。尽管优选在单次传输(分批)中收集和发送来自数个标签装置的相遇数据，但也可以在接收来自另一标签装置的相遇数据之前，单独地发送各标签装置的相遇数据。

一个或多个信息收集装置2发送相遇数据至处理装置3，处理装置3被配置为用于处理相遇数据以生成位置数据，稍后将做详细介绍。

图2示意性示出了标签装置1的路线50。在时间点T0和日期D0，物品及与其相关的标签装置1₀具有标识ID₀和初始位置S。在本示例中，此初始位置S是具有标识的已知位置(图3A中的IDX)。然而，这并不是必须的，提供标签装置1₀的一组可能的起始位置即已足够，只要已知其中每个可能的起始位置的概率。

值得注意的是，时间和日期可被统称为时间(例如T0)。但在本示例中，时间数据和日期数据分开表示，例如，T0和D0。

在时间T1(和日期D1)，物品及其标签装置1₀遇到带有标签装置1₁的另一物品，该物品具有标识ID₁。该另一物品(例如图1中的9₁)遵循路线51，它与标签装置1₀的路线50相交。在时间点T1，标签装置1₀和1₁交换它们的标识数据ID₀和ID₁。然后，标签装置1₀在其存储器中存储相遇数据，该相遇数据由另一标签装置1₁的标识ID₁、交换的时间T1和日期D1、以及优选地还有其自身的标识ID₀组成。反过来，另一标签装置1₁在其存储器中存储相遇数据，该相遇数据包括T1和D1以及标签装置1₀的标识ID₀，并且优选地还包括其自身的标识ID₁。由此可见，在相遇期间生成的相遇数据通常对两个标签装置来说是相同的。然而，根据本发明的一个重要方面，在相遇期间，以前相遇的相遇数据也会被交换，稍后将会更详细说明。

图3A以非限制性示例的方式示出了标签装置1₀沿路线50移动期间所生成的相遇数据(ED)表。每个条目由时间、日期、所遇到的实体(标签装置或其他装置)的标识以及其自身的标识组成。例如，条目61包含数据项目T1、D1、ID₁和ID₀，其与标签装置1₀的第一次相遇有关。在本示例中，在T0和D0生成的第一个条目60包含初始位置S处的固定站的标识IDX。

在时间T2，标签装置1₀的路线50穿过又一标签装置1₂的路线52。结果，标签装置1₀存储标识ID₂(由相应的标识数据代表)、时间T2和日期D1(假设这发生在与第一次相遇相同的日期)、以及其自身的标识ID₀作为相遇数据(图3A中的条目62)。类似地，在时间T3和日期D2，路线50穿过标签装置1₃的路线53，获得相应的相遇数据(图3A中的条目63)。在本示例中，标签装置1₀在时间T4到达其目的地D。

如图3A所示，生成的相遇数据存储在标签装置1₀的存储器中。如上文所述，仅作为示例的表6包括多个条目60、61、62、...，这些条目与相遇数据相对应并且分别在时间点T0、T1、T2、...交换。每一条目由一次相遇的一组相遇数据(ED)组成。例如，条目61包括第一次相遇的数据T1、D1、ID₁和ID₀。条目60被示出为包括对应于起始位置(图2中的S)的相遇数据：起始时间T0、起始日期D0以及用于确定起始位置的标识站的标识IDX。

根据本发明，标签装置不仅交换和存储标识，也交换和存储相遇数据。也就是说，在每一次相遇期间，标签装置从其他装置接收该其他装置的所有以前相遇的(直接或间接的)相遇数据。参照图2，在时间T3，标签装置1₀发送迄今(图3A中的条目60、61、62)存储的相遇数据至标签装置1₃。在同一相遇期间，标签装置1₀从标签装置1₃接收其存储的相遇数据，例如关于在T4时与标签装置1₄的相遇以及在T5时与标签装置1₅的相遇的相遇数据。这些接收到的相遇数据与在当前相遇期间所生成的相遇数据一起被存储在标签装置1₀的存储器中，获得增广组6。如图3B所示，条目64和条目65是从标签装置1₃接收到的。以这种方式，各标签装置所收集的相遇数据的量将显著增加。

也可以看出，标签装置用作通信手段：通过相对短程的传输以及物理运动的方式，它们能够携带并因此传送数据(在本示例情况下为相遇数据)。因此，也可以说本发明可提供一种使用标签装置的信息传输系统。通过使用标签装置的短程通信功能以及物理运动，信息可以从任何标签装置或位置被传送至其他任何标签装置或位置。

存储在表6中的、与在其他标签装置中汇编的类似表格中的相遇数据相组合的相遇数据ED被用于确定在不同时间点的标签装置1₀的位置。在图2的路线50上，只有T0时标签装置的位置是确定已知的。然而，本发明允许以适当的(较好的)精度确定标签装置在路线的其他所有时间点的位置。

使用T0和T1之间、T2和T1之间等的时间差，使用先验数据(诸如预期速度、预期的停止、轨迹以及其他可能的数据)，可对沿着路线50的标签装置1₀的可能位置进行估计。根据本发明，这些估计优选被表示为可使用贝叶斯信念网络(如图4示意性示出的)以及这种网络的推理方法来计算的概率，如图5所示。

参照图5的示例，从已知路线50、(平均)速度的概率分布、以及在T1时的第一次相遇所对应的一组相遇数据(图3A中的条目61)可以推断，在T1时的标签装置1₀的位置的概率分布以距离初始位置S约70km处为中心。也就是说，在本示例中，在时间T1，与初始位置S之间最可能的距离为70km，概率分布如曲线Pa(x)所示，其中，x为与初始位置S之间的距离(以km为单位)。在本示例中，概率具有高斯分布。

使用标签装置11的类似数据，可以推断，在时间T1标签装置1₁的位置的概率分布以距离其路线51上的初始位置约75km处为中心，如曲线Pb(x)所示。由于标签装置1₀和1₁在时间T1相遇，因此在时间T1它们位于相同的位置，由此可推断在T1这两个标签装置的位置(在路线50和51的交叉点处)距离初始位置S约73km，如概率分布Pab(x)所示。

以类似的方式，可以确定在T2和T3的最可能位置。通过使用前面的结果(例如，在T1的最可能位置)，以确定进一步的地点(例如在T2、T3、...)，估计的精度得以提高。

上文提到的推理优选(但不是必须地)通过使用贝叶斯信念网络以及用于这种网络的推理方法来执行。仅为示例的贝叶斯信念网络的一部分如图4所示。应注意，贝叶斯信念网络实质上是公知的。

图4中的一部分贝叶斯信念网络由变量Q组成，每一个变量Q均代表在特定时间点(诸如相遇的时间)的标签的位置。各变量包括一组数字，分别代表标签装置在特定位置的概率，后面将做解释。

图4示出了三个标签装置1₀、1₁和1₂在时间点T0、T1和T2的变量，它们对应于图2中的标签装置和时间点。在T0，变量Q0₀描述标签装置1₀。在T1，变量Q1₀描述标签装置1₀遇到标签装置1₁的状态，其反过来具有相关变量Q1₁。该相遇本身获得了证据变量E1。证据变量通常由两个数字组成，每个数字代表两个可能的证据值(TRUE或FALSE，分别代表相遇和不相遇)的概率。由于在T1发生了相遇，因此相遇的概率等于1，而不相遇的概率等于0。

类似地，在T2，标签装置1₀和标签装置1₂的相遇获得了证据变量E2。很明显，标签装置在后面的时间点将具有进一步的状态。

如上所述，贝叶斯信念网络中的各变量代表一组概率，每一个概率对应于在特定时间点的位置。例如，标签装置1₀的变量Q0₀可如下所示：

.....	.....	.....	.....	.....	.....
						P(x0，y4)	P(x1，y4)	P(x2，y4)	P(x3，y4)	P(x4，y4)	.....
P(x0，y3)	P(x1，y3)	P(x2，y3)	P(x3，y3)	P(x4，y3)	.....
						P(x0，y2)	P(x1，y2)	P(x2，y2)	P(x3，y2)	P(x4，y2)	.....
P(x0，y1)	P(x1，y1)	P(x2，y1)	P(x3，y1)	P(x4，y1)	.....
						P(x0，y0)	P(x1，y0)	P(x2，y0)	P(x3，y0)	P(x4，y0)	.....

在此表中，每一个条目代表特定的标签装置(在此示例中为标签装置10)在位置(xi，yi)的概率，其中，xi和yi可为图(地图)上的坐标。表中所有条目的总和等于1，因此可以肯定的是(在本示例中)标签装置10位于该图上的某处。该表基于先前的假定，各条目反映出与标签装置的位置有关的信念。

类似地，可以为变量间的转换和它们的概率绘制表格。该转换如图4中箭头所示，并且所谓的条件概率表(CPT)可以以概率描述转换：假设标签位于特定的当前位置，则CPT的各元素为标签将位于特定的将来位置的概率。例如，CPT中的与变量Q0₀和Q1₀间的转换(图4中的箭头)相关的一个具体的概率可为P(x4，y3|x2，y2)，其代表在假设标签装置1₀在T0位于位置(x2，y2)情况下该标签装置1₀在T1位于位置(x4，y3)的概率。这些条件概率至少在初始时也是基于以前的假设，即信念。

这些信念被作为前景信息π从一个变量传播至下一个变量(例如在图4中，从Q0₀到Q1₀)：下一个变量(例如Q1₀)基于当前变量(例如Q0₀)。每一次相遇产生证据λ，证据λ被反向传播(例如，从变量E1至变量Q1₀和Q1₁)，从而还更新概率表。以此方式，证据E1间接影响(将来)变量Q2₀的状态，且通过(将来)证据E2间接影响(将来)变量Q2₂的状态。

由此可见，在相遇期间生成和交换的信息(即，相遇数据)通过贝叶斯信念网络传播以更新概率表。即使表最初是基于假设的，它们也被逐渐转化为反映基于相遇数据的概率的表。也就是说，随着相遇次数增加，表的精度增加。由此可见，相遇数据被用于生成精度逐渐增加的标签装置在各时间点的位置的估计。

图6示意性示出了根据本发明的标签装置的仅为示例的实施方式。图6中的标签装置1包括存储器(Mem)单元11、短程通信(SRC)单元12、时钟(Clk)单元14和处理(Proc)单元15。可选地，标签装置1可包括接近探测单元(未示出)。

存储器单元11能够存储相遇数据，例如图3B所示的相遇数据。存储器单元还(持久或半持久地)存储标签单元的标识。另外，存储器单元11可存储用于执行交换的适当的程序代码(软件)。时钟单元14提供交换的时间和日期。处理单元能够执行程序代码，从而控制交换。短程通信单元12用于与其他标签装置进行通信。

在一些实施方式中，标签装置1可包括接近探测单元(未示出)，用于探测与另一标签装置或者信息收集装置的接近。在另一些实施方式中，接近探测由短程通信单元12连同处理单元15来执行。

标签装置1优选是小的并且是坚固的，从而能够被放置于诸如盒子、信封(包裹)、衣物、塑料箱、移动电话、电脑、汽车等各种物品上或物品中。

图7示意性示出了根据本发明的信息收集装置的仅为示例的实施方式。图7中的信息收集装置2包括存储器(Mem)单元21、短程通信(SRC)单元22、远程通信(LRC)单元23和处理(Proc)单元25。短程通信单元22用于与标签装置进行通信，远程通信单元23用于与处理装置进行通信。需要注意的是，术语“短程”和“远程”并不意味着定义互相排他的通信范围，在一些实施方式中，“短程”和“远程”可重叠。然而，在大多数实施方式中，标签装置间的“短程”通信将发生在小于1米的范围内，而信息收集装置和处理装置间的“远程”通信可涉及数米的范围，或者甚至是几百米或几千米的范围。

信息收集装置2可由专用标签装置构成。也就是说，信息收集装置可为设置有附加组件(诸如远程通信单元23)和程序指令(信息收集和传输软件)的标签装置。以这种方式，信息收集装置也生成相遇数据。

图8示意性示出了根据本发明的处理装置的仅为示例的实施方式。图8中的处理装置3包括存储器(Mem)单元31、远程通信(LRC)单元33、处理(Proc)单元35和输入/输出(I/O)单元37。存储器单元31用于存储适当的程序指令(软件)，以及从信息收集装置接收的相遇数据、从相遇数据得出的任何位置数据、以及任何附加信息(诸如(街道)地图和/或车辆参数)。远程通信单元33用于与信息收集装置进行通信以及从信息收集装置接收相遇数据。输入/输出单元37用于接收适当的指令以及输出位置数据。

应注意，在一些实施方式中，信息收集装置可省略。在这样的实施方式中，优选通过使用适当的远程通信单元，标签装置直接与处理装置通信。

在一些实施方式中，处理装置3可由设置有通信工具(诸如远程通信单元)的适当的已编程通用计算机构成。尽管上述远程通信单元优选例如使用射频辐射的无线电磁单元，但使用诸如红外线通信或者是经由线缆或物理载体(诸如U盘)的通信的其他实施方式也是可能的。无线通信可包括无线电通信和/或卫星通信。

在本发明的系统中，多个标签装置的存储器用作用于存储相遇数据的集合存储器：它们每一个存储与多次相遇(涉及其他标签装置)相关的相遇数据。

本发明在跟踪和追查(tracking and tracing)的应用方面特别有用，例如，但不限于，跟踪和追查邮寄物品、运载的货物、板条箱、货盘、工厂的部件、车辆、办公室的文件，还有家畜、狗、小孩和其他生物。本发明也可用于跟踪在游乐场的或者在会议期间的访客，并且对于确定访客是否彼此相遇特别有用。

本发明基于对以下内容的洞悉(insight)：两个物品(诸如标签装置)的相遇生成可被用于确定相遇位置的有用信息。本发明得益于进一步的洞悉：标签装置可被用于传送信息，特别是通过在相遇期间交换存储器内容。

因此，本发明使用了三个发明构思：(1)标签交换信息以收集关于相遇的数据；(2)信息收集装置从标签装置收集信息，并且传递此信息至处理装置；以及(3)相遇数据被用于得出位置信息。

应注意，本文中使用的任何术语不应被解释为限制本发明的范围。具体地，词语“包括(comprise(s))”和“包括(comprising)”并不意味着排除其他没有具体陈述的任何元素。单个(电路)元件可被多个(电路)元件或它们的等同物所替代。还需注意，词语“数据(data)”在语法上为复数(与词语“汽车(cars)”和“小孩(children)”在语法上是复数的方式相同)，然而，词语“数据(data)”也可指代一个或多个数据项。

本领域技术人员应理解，本发明不限于上述列举的实施方式，在不背离如所附权利要求所限定的本发明的范围的情况下，可进行各种修改和添加。

Claims

1.一种与设置有标签装置(1₀、1₁、...)的物品(9₀、9₁、...)相关的位置信息的产生方法，每个所述标签装置包括用于存储与各自的标签装置相关的唯一识别数据(ID₀、ID₁、...)的存储单元(11)、用于在其他标签装置位于附近时与所述其他标签装置进行通信的第一通信单元(12)、以及时钟单元(13)，所述方法包括以下步骤：

在与另一标签装置(例如1₁)相遇期间，标签装置(例如1₀)交换识别数据(ID₀、ID₁)，并将所述交换的时间和日期(例如T1、D1)与所述标识数据一起存储以作为相遇数据(ED)；

当位于包括存储器(21)和第二通信单元(23)的信息收集装置(例如2₀)附近时，标签装置(例如1₁)将所存储的所述相遇数据(ED)传输至所述信息收集装置；

所述信息收集装置(2₀)将从标签装置接收的所述相遇数据(ED)传输至处理装置；以及

所述处理装置(3)从所述相遇数据(ED)得出位置信息，

其特征在于，在与另一标签装置(例如1₁)的每一次相遇期间，各标签装置(例如1₀)还交换和存储与以前的相遇相关的相遇数据(ED)，使得各标签装置(例如1₀)传输至信息收集装置(例如2₀)的相遇数据(ED)能够与多个标签装置(1₀、1₁、1₂、...)的相遇相关。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在与另一标签装置(例如1₁)的每一次相遇期间，各标签装置(例如1₀)交换所存储的所有相遇数据(ED)，但仅存储任何新的相遇数据。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述信息收集装置(2)由固定站构成。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述信息收集装置(例如2₀)由专用的标签装置构成。

5.根据上述任一项权利要求所述的方法，其中，所述信息收集装置(例如2₀)分批传输相遇数据(ED)。

6.根据上述任一项权利要求所述的方法，其中，一旦相遇数据(ED)被传输至信息收集装置(例如2₀)，标签装置(例如1₀)删除所存储的相遇数据(ED)。

7.根据上述任一项权利要求所述的方法，其中，一旦相遇数据被传输至处理装置(3)，信息收集装置(例如2₀)删除所存储的相遇数据。

8.根据上述任一项权利要求所述的方法，其中，得出位置信息的步骤包括以下子步骤：

使用标识数据(例如ID₀)来选择与特定标签装置(例如1₀)相关的相遇数据(ED)；

使用涉及同一标签装置的交换的时间和日期来生成在那些时间和日期的可能位置的集合；

使用相同的相遇数据(ED)来识别由该相遇数据表示的交换所涉及的其他标签装置；以及

使用该标签装置和其他标签装置的任何已知的初始位置来减小可能位置的集合，并且生成在那些时间和日期的最可能位置。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，为最早的第一时间和日期确定最可能位置，该最可能位置然后被用于确定下一时间和日期的最可能位置。

10.根据上述任一项权利要求所述的方法，其中，得出位置信息的步骤涉及贝叶斯信念网络。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，得出位置信息的步骤包括以下子步骤：

为各标签装置(例如1₀)和各时间点(T0、T1、...)定义变量(Q0₀、Q0₁、...、Q1₀、Q1₁、...)，所述变量代表特定标签装置在特定时间点位于某位置的概率；以及

通过使用相遇数据(ED)更新所述变量。

12.一种计算机程序产品，用于执行根据权利要求1至11中任一项所述的方法。

13.一种用于生成与物品(例如9₀)相关的位置信息的系统，所述系统包括：

标签装置(1₀、1₁、1₂...)，包括用于存储与各自的标签装置相关的唯一标识数据(ID)的存储单元(11)、用于与其他标签装置进行通信的第一通信单元(12)、以及时钟单元(13)；

至少一个信息收集装置(例如2₀)，包括存储器(21)和第二通信单元(23)；以及

处理装置(3)，包括存储器单元(31)和处理单元(35)，所述处理装置用于处理从所述标签装置(1₀、1₁、1₂、...)接收到的相遇数据(ED)，并用于从所述相遇数据得出位置数据，

其中，所述至少一个信息收集装置(例如2₀)被配置为用于将从所述标签装置接收到的所述相遇数据(ED)传输至所述处理装置(3)，

其特征在于，各标签装置(例如1₀)被配置为在与另一标签装置(例如1₁)的每一次相遇期间，还交换和存储与以前的相遇相关的相遇数据(ED)，使得各标签装置(例如1₀)传输至信息收集装置(例如2₀)的相遇数据(ED)能够与多个标签装置(1₀、1₁、1₂、...)的相遇相关。

14.根据权利要求13所述的系统，其中，在与另一标签装置(例如1₁)的每一次相遇期间，各标签装置(例如1₀)交换所存储的所有相遇数据(ED)，但仅存储任何新的相遇数据。

15.根据权利要求13或14所述的系统，其中，至少一个信息收集装置(2₀)由固定站构成。

16.根据权利要求13、14或15所述的系统，其中，所述至少一个信息收集装置(例如2₀)由专用的标签装置构成。

17.根据权利要求13至16中任一项所述的系统，其中，所述处理装置(3)被配置为：

18.根据权利要求13至17中任一项所述的系统，其中，得出位置信息的步骤涉及贝叶斯信念网络。

19.根据权利要求18所述的系统，其中，所述处理装置(3)被配置为：

通过使用相遇数据(ED)更新所述变量。

20.一种用于根据权利要求1至11中任一项所述的方法和/或根据权利要求13至19中任一项所述的系统的标签装置(例如1₀)，所述标签装置包括：

存储单元(11)，用于存储与所述标签装置相关的标识数据；

通信单元(12)，用于与其他标签装置进行通信；以及

时钟单元(13)，

所述标签装置被配置为当位于信息收集装置(例如2₀)附近时，将所存储的相遇数据(ED)传输至信息收集装置，

其特征在于，所述标签装置被配置为：在与另一标签装置(例如1₁)的每一次相遇期间，还交换和存储与以前的相遇相关的相遇数据(ED)，使得各标签装置(例如1₀)传输至信息收集装置(例如2₀)的相遇数据(ED)能够与多个标签装置(1₀、1₁、1₂、...)的相遇相关。

21.一种用于根据权利要求1至11中任一项所述的方法和/或根据权利要求13至19中任一项所述的系统的信息收集装置(例如2₀)，所述信息收集装置包括存储器(21)、第一通信单元(22)以及第二通信单元(23)，所述信息收集装置被配置为接收和存储来自标签装置(1₀、1₁、1₂、...)的相遇数据(ED)，并将所存储的相遇数据(ED)传输至处理装置(3)。

22.一种用于根据权利要求1至11中任一项所述的方法和/或根据权利要求13至19中任一项所述的系统的处理装置(3)，所述处理装置包括存储器单元(31)、通信单元(33)和处理单元(35)，且被配置为用于处理从标签装置(1₀、1₁、...)接收的相遇数据(ED)，并从所述相遇数据得出位置数据。