CN110036579B - 用于确定人体信道传感器位置的方法和系统 - Google Patents

Abstract

描述了一种用于确定HBC(人体信道)传感器的位置的技术。示例方法可包括接收通过人体信道传输的来自第一发射HBC传感器的无线电信号的信号数据。可以使用从第一发射HBC传感器接收的信号数据来计算无线电信号的信号损失，其中信号损失可以是第一发射HBC传感器距接收器的距离的函数。然后可以部分地基于信号损失来确定第一发射HBC传感器距接收器的距离，并且可以部分地基于第一发射HBC传感器和接收器之间的距离来识别第一发射HBC传感器的相对位置。

Description

用于确定人体信道传感器位置的方法和系统

背景技术

无线体域网(WBAN)可以是可以佩戴在身体上、嵌入在身体内、或者(例如，通过手、在口袋中、在衣服上、或在袋子中)携带的计算设备的无线网络。传感器、低功率集成电路和无线通信的快速发展已经使得能够开发能够经由无线体域网彼此通信的无线传感器。许多传感器可以集成到可穿戴无线体域网中，其可以用于许多不同的目的。例如，WBAN的应用可以用于医疗保健领域，以连续监测患有慢性疾病的患者的健康参数。WBAN的其他示例应用可包括：运动应用、军事应用、游戏应用和安全应用、以及其他应用。

WBAN技术可以被扩展以促进个人之间或个人与机器之间的信息交换。例如，无线个人区域网络(WPAN)可以允许完全在人体内、在人体上或紧邻人体的通信。WBAN系统可以使用WPAN作为网关来达到更远的范围。例如，使用网关设备，可能可以将位于人体上的传感器连接到互联网。

附图说明

根据接下来的结合附图理解的具体实施方式，发明实施例的特征和优点将是显而易见的，附图通过示例的方式一起示出了发明特征；并且，其中：

图1是示出包括位于人体上的人体信道(HBC)传感器的示例系统的图；

图2是示出被配置为与接收HBC发射器进行通信的发射HBC传感器的示例配置的图；

图3是示出包括在系统中的各种示例组件的框图，该系统包括可以在其上执行对信号数据的处理的计算设备；

图4是示出包括接收HBC传感器的示例系统的组件的框图，该接收HBC传感器被配置为识别发射HBC传感器的相对位置；

图5是示出包括多个发射HBC传感器的示例系统的框图，这多个发射HBC传感器被配置为使用不同的无线电频率通过人体信道发射无线电信号；

图6是示出包括多个发射HBC传感器的示例系统的框图，这多个发射HBC传感器被配置为通过人体信道发射无线电信号；

图7是示出用于识别发射HBC传感器距接收器的距离的示例方法的流程图；

图8是示出用于确定HBC传感器的位置的示例方法的流程图；并且

图9是示出可用于执行用于确定HBC传感器的位置的方法的计算设备的示例的框图。

具体实施方式

在描述发明实施例之前，将会理解，本公开不限于本文公开的特定结构、过程步骤或材料，而是扩展到如相关领域的普通技术人员将认识到的其等同物。还应当理解，本文采用的术语仅用于描述特定示例或实施例的目的，并非旨在为限制性的。不同附图中的相同附图标记表示相同元素。在流程图和过程中提供的数字是为了例示步骤和操作时的清楚而提供的，并不一定指示特定的次序或顺序。

另外，所描述的特征、结构或特性可以在一个或多个实施例中以任何合适的方式进行组合。在以下描述中，提供了许多具体细节，诸如布局的示例、距离、网络示例等，以提供对各种发明实施例的透彻理解。然而，相关领域的技术人员将认识到，这样的详细实施例不限制本文清楚表述的总体发明构思，而仅仅是其代表。

如在本书面描述中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”包括对复数指示物的明确支持，除非上下文另有明确规定。因此，例如，对“一网络”的引用包括多个这样的网络。

贯穿本说明书对“一个示例”的引用意味着结合该示例描述的特定特征、结构或特性包括在至少一个发明实施例中。因此，短语“一个示例”或“一个实施例”在贯穿本说明书的各个地方的出现不一定都指代相同的实施例。

如本文所使用的，为了方便，可以在公共列表中呈现多个项目、结构元素、组成元素和/或材料。但是，这些列表应当被解释为好像将列表中的每个成员单独标识为单独且独特的成员。因此，在没有相反指示的情况下，这样的列表中的单独成员不应当仅基于它们在公共组中的呈现而被解释为于同一列表中的任何其他成员的实际等同物。此外，本发明的各种实施例和示例可以在本文中与其各种组件的替代物一起被提及。应该理解的是，这样的实施例、示例和替代物将不被解释为是彼此的实际等同物，而是将被视为在本公开下的单独且自主的表示。

另外，所描述的特征、结构或特性可以在一个或多个实施例中以任何合适的方式进行组合。在以下描述中，提供了许多具体细节，诸如布局的示例、距离、网络示例等，以提供对发明实施例的透彻理解。然而，相关领域的技术人员将认识到，可以在没有这些具体细节中的一个或多个的情况下实践本技术或者利用其他的方法、组件、布局等来实践本技术。在其他情况下，众所周知的结构、材料或操作可能未被详细示出或描述，以避免模糊本公开的各方面。

在该申请中，“包含”、“含有”和“具有”等可以具有美国专利法中赋予它们的含义并且可以表示“包括”等，并且通常被解释为开放式术语。术语“由...组成”是封闭的术语，并且仅包括结合这些术语具体列出的组件、结构、步骤等，以及根据美国专利法的那些。“基本上由...组成”具有美国专利法通常赋予它们的含义。具体而言，除了允许包含不会对与其关联使用的一个或多个项目的基本和新颖的特性或功能产生实质性影响的其他项目、材料、组件、步骤或元素之外，这些术语通常是封闭的术语。例如，如果在“基本上由...组成”语言下存在，则存在于组合物中但不影响组合物性质或特性的微量元素将是允许的，即使在这样的术语之后的项目列表中没有明确陈述。当在本书面描述中使用像“包含”或“包括”一样的开放式术语时，应当理解的是，对于“基本上由...组成”语言以及“由...组成”语言也应当提供直接支持，如同明确阐明一样，反之亦然。

说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等，若有的话，用于区分类似的元素，而不一定用于描述特定的顺序次序或时间次序。将会理解的是，如此使用的任何术语在适当的情况下是可互换的，所以本文描述的实施例例如能够以除本文所示的顺序或本文以其他方式描述的顺序之外的顺序进行操作。类似地，如果本文将方法描述为包括一系列步骤，则如本文所给出的这样的步骤的顺序不一定是可以执行这样的步骤的唯一顺序，并且可能省略某些所述步骤和/或可能将本文未描述的某些其他步骤添加到该方法。

如本文所使用的，诸如“增加”、“减少”、“更好”、“更差”、“更高”、“更低”、“增强”等的比较术语是指与周围或相邻区域中的、单个设备或多个可比较设备中的、组或类别中的、多个组或类别中的其他设备、组件或活动明显不同或者与已知的最新技术相比明显不同的设备、组件或活动的属性。例如，具有“增加”的损坏风险的数据区域可以指存储器设备的如下区域，该区域比同一存储器设备中的其他区域更可能具有对其的写入错误。包括位置、制造工艺、应用于该区域的程序脉冲数等的许多因素都可以导致这种增加的风险。

在本文中可以以范围格式表达或呈现数值量和数据。将会理解的是，这样的范围格式仅仅是为了方便和简洁而使用，因此应当被灵活地解释为不仅包括明确叙述作为范围极限的数值，而且包括该范围内所包含的所有单独的数值或子范围，好像每个数值和子范围被明确地叙述。作为例示，“约1至约5”的数值范围应当被解释为不仅包括明确叙述的约1至约5的值，而且包括所指示的范围内的单独的值和子范围。因此，该数值范围中分别包括单独的值(诸如2、3和4)和子范围(诸如1-3、2-4和3-5等)，以及1、1.5、2、2.3、3、3.8、4、4.6、5和5.1。

该相同原理适用于将仅一个数值列为最小值或最大值的范围。另外，无论正在描述的特性或范围的广度如何，都应当应用这样的解释。

示例实施例

下面提供技术实施例的初始概述，然后稍后更详细地描述具体技术实施例。该初始概要旨在帮助读者更快地理解本技术，而非旨在标识关键或基本的技术特征，也不旨在限制所要求保护的主题的范围。

描述了用于确定HBC(人体信道)传感器的位置的技术。HBC传感器可包括无线电设备，该无线电设备被配置为通过用作无线电信号的传输介质的人体(或非人体)来发射和/或接收无线电信号。HBC传感器可以放置在皮肤上或紧邻皮肤(例如，在衣服上或在衣服中)放置，并且HBC传感器可以经由人体信道彼此无线地通信。可以分析在HBC传感器之间传输的无线电信号的信号数据，以确定佩戴和/或保持多个HBC传感器的人的身体位置。例如，可以分析HBC传感器之间的信道损失，并且可以使用信道损失来计算HBC传感器之间的距离。然后可以使用HBC传感器之间的距离来确定人体的位置和形状。

作为确定配备有HBC传感器的人的身体位置的一部分，可以获得关于身体状态的附加信息。例如，可以确定身体运动之间的频率和重复，其可以用于识别姿势和其他身体运动类型，以及身体运动的速率和速度。该信息可以用于许多不同的应用。作为一个示例，可以通过监视人的身体姿势的频率来跟踪佩戴HBC传感器的人的身体活动。例如，可以跟踪人所采取的步伐的数量和节奏，或者可以跟踪锻炼的重复次数。作为另一示例，可以识别佩戴HBC传感器的人的身体姿势，并且可以使用该身体姿势来控制设备。例如，身体姿势的速率和速度可以用于控制视频游戏，或控制扬声器的音量。

为了进一步描述该技术，现在参考附图提供示例。图1是示出包括位于人体上的HBC传感器108/110的系统的高级示例的图。在一个示例中，HBC传感器108/110可以是电池供电的设备，其具有可以放置在皮肤上或皮肤附近的电极。HBC传感器108/110可包括无线电发射器和/或无线电接收器。例如，HBC传感器108/110可以被配置为发射或接收无线电信号，或者HBC传感器108/110可以被配置为发射和接收无线电信号。HBC传感器108/110可包括用于将原始信号数据发送到另一设备(例如，远程服务器、移动设备等)的附加组件，以及用于处理信号数据并将处理后的信号数据发送到另一设备的组件，如稍后更详细地描述。

在所示的示例中，发射HBC传感器108和接收HBC传感器110可以放置在人体的臂区域(或人体的另一区域)上。或者，发射HBC传感器108和接收HBC传感器110可以由用户保持。发射HBC传感器108可被配置为通过人体信道106发射无线电信号。发射HBC传感器108所生成的无线电信号可以通过电极传输到人体上，并且人体可以提供人体信道106，以供无线电信号穿过到接收HBC传感器110的电极。除了穿过人体信道106之外，无线电信号还可以穿过位于发射HBC传感器108和接收HBC传感器110之间的空气空间120，其中无线电信号可以由接收HBC传感器110检测。

由接收HBC传感器110接收的无线电信号的信号强度可以根据发射HBC传感器108和接收HBC传感器110在人体上的地点和位置而变化。无线电信号的衰减可以用于确定HBC传感器108/110的位置。图1示出了人体的臂的第一位置102和第二位置104，HBC传感器108/110位于其上。第一位置102和第二位置104用于示出部分地基于臂的位置的在接收HBC传感器110处接收的无线电信号的信号强度的差异。信号强度可以是HBC传感器108/110在臂上的位置以及第一位置102和第二位置104之间的臂的位置的函数。例如，由于人体信道106和空气空间120的变化，与第一位置102中的无线电信号的信号强度112相比，在接收HBC传感器110处接收的无线电信号的信号强度114在第二位置104可能更低。如稍后说明的，可以使用AGC(自动增益控制)来检测无线电信号的衰减。

可以通过测量发射HBC传感器108和接收HBC传感器110之间的信号损失并将信号损失与距离相关联来确定HBC传感器108/110之间的距离。例如，在臂上位于第一位置102和第二位置104的HBC传感器108/110之间的距离可以通过测量在这两个位置中的每一个处发生的信号损失来确定。然后可以使用查找表或公式将信号损失转换为距离。例如，用于HBC传感器108/110配置的距离查找表(未示出)可包括链接到距离值的信号损失值。可以在距离查找表中查询对应于信号损失值的距离值。作为例示，可以测量在接收HBC传感器110处接收的无线电信号以确定该无线电信号中的信号损失，并且可以在距离查找表中查询对应于该信号损失值的距离值。

在已经确定HBC传感器108/110之间的距离之后，可以使用该距离确定HBC传感器108/110的相对位置。可以使用查找表或公式将该距离转换为相对位置。在一个示例中，可以通过向位置查找表(未示出)查询对应于该距离的位置来确定发射HBC传感器108的相对位置。位置查找表可包括基于HBC传感器108/110的配置而链接到相对位置值的距离值。

在确定HBC传感器108/110的位置之后，可以将该位置提供给部分地基于HBC传感器108/110的位置来执行动作的设备和/或应用程序。作为一个示例，HBC传感器108/110的位置信息可以用于识别身体姿势(例如，手势)，并且位置信息可以被提供给被配置为由身体姿势控制的设备。作为另一示例，HBC传感器108/110的位置信息可以用于识别重复的身体运动(例如，行走、跑步、或上举)，并且位置信息可以被提供给被配置为跟踪身体运动的设备。

虽然图1示出了位于人体的臂区域上的两个HBC传感器108/110，但是将会认识到，可以将任何数量的HBC传感器放置在人体的不同区域上并且可以使用本文描述的方法来确定HBC传感器的位置。而且，设想了定位在人体上的HBC传感器的各种配置。例如，HBC传感器108/110可被配置为成对通信，或者如图2所示，多个发射HBC传感器202可以被放置在身体上并且发射HBC传感器202可被配置为与担当发射HBC传感器的集线(hub)节点的接收HBC传感器/发射器204通信，如联系图6和图7更详细描述的。接收HBC传感器204可以将信号数据(或位置数据)提供给被配置为利用信号数据的设备206(例如，计算机、移动设备、远程服务器等)。

图3-6示出了可以用于确定位于人体上的HBC传感器的相对位置的示例系统配置的组件。图3示出了示例系统300的组件，该示例系统300包括计算设备302，在该计算设备302上可以执行对无线电信号的信号数据的处理。计算设备302可以包括远程计算设备，诸如移动设备、计算机或包括在计算服务环境(例如，云计算环境)中的远程服务器。系统300还可包括多个HBC传感器308/310，其被配置为经由人体信道和位于HBC传感器308/310之间的空气空间来发射和接收无线电信号。

如图所示，发射HBC传感器308可被配置为发射无线电信号，如在上面关于图1描述的。无线电信号可由接收HBC传感器310接收，该接收HBC传感器310被配置为将无线电信号的信号数据发送到计算设备302。在一个示例中，接收HBC传感器310可包括网络接口，该网络接口使得接收HBC传感器310能够经由网络316将信号数据发送到计算设备302。说明性地，网络接口可被配置为使用包括但不限于以下各项的无线协议：蓝牙、BLE(蓝牙低功耗)、WI-FI、ZIGBEE、NFC(近场通信)、和/或蜂窝网络(例如，3G、4G、LTE(长期演进)、或5G)。同样，网络316可包括任何上述无线协议，包括内联网、互联网、局域网、广域网、无线数据网络或任何其他这样的网络或其组合。用于这样的网络的组件可以至少部分地取决于所选择的网络和/或环境的类型。

计算设备302可包括传感器位置模块304，其被配置为使用由接收HBC传感器310发送到计算设备302的传感器数据来识别HBC传感器308/310的相对位置。在一个示例中，原始信号数据可被发送到传感器位置模块304，传感器位置模块304可被配置为使用从发射HBC传感器310接收的信号数据来计算无线电信号的信号损失。信号损失可以是发射HBC传感器308距接收HBC传感器310的距离的函数。该距离可包括人体信道距离和发射HBC传感器308与接收HBC传感器310之间的空气空间距离。该距离可以引起无线电信号的衰减，无线电信号的衰减基于距离而变化。在另一示例中，接收HBC传感器310可被配置为计算在接收HBC传感器310处接收的无线电信号的信号损失并将信号损失数据提供给计算设备302，并且信号损失数据可被提供给传感器位置模块304。

在一个示例中，可以通过将无线电信号(或无线电信号数据)提供给AGC(自动增益控制)电路(未示出)来计算无线电信号的信号损失，该AGC电路被配置为检测无线电信号的衰减。在一个示例中，接收HBC传感器310可被配置为包括AGC电路。在另一示例中，计算设备302可包括AGC电路。AGC电路可以用硬件或软件来实现。AGC电路可被配置为对由发射HBC传感器310发射的无线电信号进行滤波，并将无线电信号放大到定义的信号强度。更具体而言，信号强度检测器(SSD)可以用于测量无线电信号并校准AGC，从而使AGC电路放大无线电信号，直到达到定义的信号强度为止。然后可以部分地基于无线电信号的信号强度和定义的信号强度之间的差异来确定无线电信号的信号损失。

作为具体示例，发射HBC传感器308可以以预定频率发送-10dBm的无线电信号(窦波(sinus wave))。无线电信号可以穿过人体信道并通过空气空间以到达接收HBC传感器310。无线电信号可以由AGC滤波和放大并由SSD测量。SSD可以校准AGC，直到产生-10dBm信号为止。AGC状态可以表示在将无线电信号从发射HBC传感器308发射到接收HBC传感器310时发生的无线电信号的信号损失。

传感器位置模块304可被配置为部分地基于如在上面计算的信号损失来确定发射HBC传感器308距接收HBC传感器310的距离。在一个示例中，可以从距离查找表312中获得该距离。距离查找表312可包含信号损失值和距离值的矩阵。距离查找表312矩阵中的信号损失值和距离值的矩阵可以特定于HBC传感器308/310的配置。例如，可以收集HBC传感器配置的信号损失数据，并且可以将信号损失数据与各种位置的HBC传感器之间的距离相关联。作为例示，当用户将用户的臂放置在各种位置时，可以收集与位于用户手腕上的发射HBC传感器308和接收HBC传感器310相关联的信号损失数据。可以针对每个位置记录发射HBC传感器308和接收HBC传感器310之间的距离，并且可以将距离与针对每个位置记录的信号损失数据相关联。因为身体类型(例如，年龄、体重和身高)可能影响信号损失和距离之间的相关性，所以可以针对许多不同的身体类型创建距离查找表312。

在确定发射HBC传感器308距接收HBC传感器310的距离之后，可以部分地基于该距离来确定发射HBC传感器308的相对位置。在一个示例中，可以从位置查找表314中获得该相对位置。位置查找表314可包含链接到相对位置的距离值的矩阵。相对位置可以是第一HBC传感器相对于第二HBC传感器的位置。类似于上述距离表312，相对位置和距离值的矩阵可以特定于HBC传感器308/310的配置，使得距离值可以与根据HBC传感器308/310在用户上的放置的相对位置相关联。

在一个示例中，传感器位置模块304可被配置为将HBC传感器308/310的相对位置提供给应用程序306、计算过程、服务或被配置为出于某种目的利用相对位置的其他设备。作为示例，计算设备302可以容宿应用程序306，该应用程序306被配置为跟踪HBC传感器308/310的相对位置并将相对位置与特定身体运动和/或身体姿势相关联。

在一个示例中，应用程序306可被配置为部分地基于由传感器位置模块304提供的HBC传感器308/310的第一位置和第二位置来识别身体姿势。作为示例，应用程序306可以在身体姿势查找表(未示出)中查询包括与第一位置和第二位置的序列相对应的位置序列的身体姿势记录。而且，应用程序306可被配置为识别与身体姿势相关联的重复模式(例如，挥手、原地跑、或者上下点头)。可以计算一时间段内与身体姿势相关联的变化率。应用程序306可被配置为执行与身体姿势相对应的动作，或者应用程序306可以将指派给身体姿势的身体姿势标识符提供给被配置为使用身体姿势标识符来控制的设备(例如，视频游戏系统或音频系统)。如将认识到，存在与如本文所述的HBC传感器308/310相关联的位置数据的许多用例，并且这些用例在本公开的范围内。

在一些示例中，HBC传感器308/310可以配置有附加的传感器和/或模块，其可以用于提供补充从无线电信号获得的位置信息的信息。例如，HBC传感器308/310可以包括但不限于：加速度计、陀螺仪、磁力计、接近度传感器、气压计、温度计、计步器、心率监测器、和/或GPS(全球定位系统)模块。

系统300内包含的各种过程和/或其他功能可以在与一个或多个存储器模块通信的一个或多个处理器上执行。系统300可包括例如布置在一个或多个服务器库或计算机库或其他布置中的许多计算设备。这些计算设备可以使用管理程序、虚拟机监视器(VMM)和其他虚拟化软件来支持计算环境。

可以使用数据存储来存储上述查找表。术语“数据存储”可以指能够存储、访问、组织和/或检索数据的任何设备或设备组合，其可包括任何集中式、分布式或集群环境中的任何组合和数量的数据服务器、关系数据库、面向对象的数据库、集群存储系统、数据存储设备、数据仓库、平面文件和数据存储配置。数据存储的存储系统组件可包括诸如SAN(存储区域网络)、云存储网络、易失性或非易失性RAM、光学介质或硬盘驱动器型介质的存储系统。如可以认识到，数据存储可以代表多个数据存储。

图3示出了可以结合该技术讨论某些处理模块，并且这些处理模块可被实现为计算服务。在一个示例配置中，模块可被认为是具有在服务器或其他计算机硬件上执行的一个或多个进程的服务。这样的服务可以是集中托管的功能或者可以接收请求并向其他服务或消费者设备提供输出的服务应用程序。例如，提供服务的模块可被认为是托管在服务器、虚拟化服务环境、网格或集群计算系统中的按需计算。可以为每个模块提供API以使第二模块能够向第一模块发送请求和从第一模块接收输出。这样的API还可以允许第三方与模块接口连接并提出请求和从模块接收输出。虽然图3示出了可以实现上述技术的系统的示例，但是许多其他类似或不同的环境是可能的。以上讨论和例示的示例环境仅仅是代表性的而非限制性的。

现在转到图4，框图示出了示例系统400的组件，示例系统400包括接收HBC传感器410，其被配置为识别发射HBC传感器408的相对位置。如图所示，接收HBC传感器410可以包括配备有小型微处理器的控制器404，该小型微处理器被配置为计算发射HBC传感器408的相对位置并使用无线链路(例如，BLE)将该相对位置发送到另一设备(例如，移动设备)。

在一个示例中，控制器404可包括传感器位置模块和查找表，如上面联系图3描述。因此，控制器404可被配置为计算由发射HBC传感器408发射的无线电信号的信号损失，并部分地基于该信号损失来确定发射HBC传感器408和接收HBC传感器410之间的距离。然后可以部分地基于发射HBC传感器408和接收HBC传感器410之间的距离来确定发射HBC传感器408相对于接收HBC传感器的相对位置。然后可以使用无线链路将发射HBC传感器408的相对位置提供给计算设备402。

在另一示例中，控制器404可被配置为部分地基于信号损失来识别发射HBC传感器408和接收HBC传感器410之间的距离，并将该距离发送到计算设备402，计算设备402可被配置为使用由控制器404提供的距离来确定发射HBC传感器408的相对位置。计算设备402可以容宿应用程序406，应用程序406用于跟踪发射HBC传感器408的相对位置并将相对位置与特定身体运动和/或身体姿势相关联，如前所述。

图5是示出包括多个发射HBC传感器502/504的示例系统500的框图，这多个发射HBC传感器502/504被配置为使用不同的无线电频率通过人体信道来发射无线电信号。例如，第一HBC传感器502可以使用第一频率来发射无线电信号，并且第二发射HBC传感器504可以使用第二频率来发射无线电信号。系统500可包括接收HBC传感器506，其被配置为检测由发射HBC传感器502/504发射的无线电信号并基于发射HBC传感器502/504所使用的频率来识别发射HBC传感器502/504。多个发射HBC传感器502/504可以用于部分地基于第一发射HBC传感器和第二发射HBC传感器关于接收HBC传感器506的相对位置来确定发射HBC传感器502/504的3-D(三维)位置。

在一个示例中，接收器506可以是用于检测由多个发射HBC传感器502/504发射的无线电信号并基于发射HBC传感器502/504所使用的频率来识别发射HBC传感器502/504的专用设备(例如，集线设备)。例如，接收HBC传感器506可以位于身体上，如图2所示。接收HBC传感器506可以使用频率查找表来识别与特定频率相关联的发射HBC传感器502/504，并且要么部分地基于接收器506所检测到的信号损失来确定发射HBC传感器502/504的相对位置，要么或将信号数据发送到远程计算设备，该远程计算设备被配置为确定发射HBC传感器502/504的相对位置。

图6示出了系统600的示例，系统600包括多个发射HBC传感器602/604，这多个发射HBC传感器602/604被配置为通过人体信道来发射无线电信号。可以为发射HBC传感器602/604指派时隙，在时隙期间发射HBC传感器602/604可以发射无线电信号。可以使用相同的频率来发射无线电信号。接收HBC传感器606可被配置为部分地基于接收到无线电信号时的时间来识别发射HBC传感器602。例如，在接收到无线电信号时，接收HBC传感器606可以将接收到无线电信号的时间与指派给发射HBC传感器602/604的时隙相关联。在识别出发射HBC传感器602/604之后，可以如先前所述确定发射HBC传感器602/604的相对位置。

图7是示出用于识别发射HBC传感器距接收器的距离的示例方法700的流程图。所识别的距离可以用于确定发射HBC传感器相对于接收器的位置。如在块705中，由HBC传感器发射的无线电信号可以由接收器检测。可以通过WBAN(无线体域网)并通过发射HBC传感器和接收器之间的空气空间来传输无线电信号。在一个示例中，接收器可以是接收HBC传感器，其配置有用于识别无线电信号和识别发射HBC传感器距接收器的距离的组件。接收器可包括AGC电路。

如在块710中，可以识别与无线电信号相关联的发射HBC传感器。在一个示例中，可以对无线电信号进行滤波以识别无线电频率和与该无线电频率相关联的发射HBC传感器。例如，在包括多个发射HBC传感器的配置中，可以为每个发射HBC传感器指派可以用于识别该发射HBC传感器的频率。接收HBC传感器中包括的AGC电路可用于对无线电信号进行滤波。

在识别出发射HBC传感器之后，可以确定无线电信号的信号强度。该信号强度可用于确定在通过WBAN将无线电信号发送到接收器时发生的信号损失。在一个示例中，接收器中包括的SSD和AGC电路可以用于测量无线电信号的信号强度。如在块715中，可以确定无线电信号的信号强度是否等于定义的信号强度。定义的信号强度可以是发射HBC传感器用于发射无线电信号的信号强度。可以使用SSD来测量信号强度。在信号强度不等于定义的信号强度的情况下，那么如在块720中，可以增加AGC电路的增益，这增加了信号强度，然后可以测量增加后的信号强度以确定信号强度现在是否等于定义的信号强度。可以重复该过程，直到信号强度等于定义的信号强度为止。

将信号强度增加到定义的信号强度的信号强度之后，那么如在块725中，可以测量无线电信号的信号损失。信号损失可以是用于将信号强度增加到定义的信号强度的增益量。信号损失可以用于识别查找表中与信号损失相对应的距离，如在块730中。查找表可包括与发射HBC传感器和接收器相关联的距离值和信号损失值的矩阵。识别出发射HBC传感器距接收器的距离之后，该距离可以用于确定发射HBC传感器关于接收器的位置。

图8是示出用于确定HBC传感器的位置的示例方法800的流程图。如在块810中，可以从第一发射HBC传感器接收通过人体信道传输的无线电信号的信号数据。人体信道可用于创建HBC传感器用于发送和接收无线电信号的WBAN。还可以通过位于第一发射HBC传感器和接收HBC传感器之间的空气空间来传输无线电信号。

如在块820中，可以使用从第一发射HBC传感器接收的信号数据来计算无线电信号的信号损失，其中信号损失可以是第一发射HBC传感器距接收器的距离的函数。如在块830中，可以部分地基于信号损失来确定第一发射HBC传感器距接收器的距离。如在块840中，可以部分地基于距离来确定第一发射HBC传感器的相对位置。

如在块850中，可以提供第一发射HBC传感器的相对位置。在一个示例中，接收HBC传感器可以被配置为将信号数据发送到远程计算设备，诸如移动设备、附近的计算机或计算服务环境中包括的远程服务器。接收HBC传感器可以被配置为使用无线网络将信号数据发送到远程计算设备。

图9示出了可以在其上执行该技术的模块的计算设备910。示出了计算设备910，在该计算设备910上可以执行本技术的高级示例。计算设备910可包括与存储器设备920通信的一个或多个处理器912。计算设备910可包括用于计算设备中的组件的本地通信接口918。例如，本地通信接口918可以是本地数据总线和/或可能需要的任何相关的地址或控制总线。

存储器设备920可包含可由一个或多个处理器912执行的模块924和用于模块924的数据。例如，存储器设备920可以包括传感器位置模块和关联的模块。模块924可以执行先前描述的功能。数据存储922也可以位于存储器设备920中，用于存储与模块924和其他应用程序有关的数据以及可由一个或多个处理器912执行的操作系统。

其他应用程序也可以存储在存储器设备920中并且可以由一个或多个处理器912执行。本说明书中讨论的组件或模块可以使用编译、解释或使用这些方法的混合来执行的高级编程语言以软件的形式实现。

计算设备910还可以访问可由计算设备910使用的I/O(输入/输出)设备914。I/O设备的示例是可用于显示来自计算设备910的输出的显示屏630。可以根据需要将其他已知的I/O设备与计算设备910一起使用。联网设备916和类似的通信设备可被包括在计算设备中。联网设备916可以是连接到互联网、LAN、WAN或其他计算网络的有线联网设备或无线联网设备。

被示出为存储在存储器设备920中的组件或模块可以由一个或多个处理器912执行。术语“可执行”可以表示具有可以由处理器912执行的形式的程序文件。例如，高级语言的程序可被编译成具有可以加载到存储器设备920的随机存取部分中并由处理器912执行的格式的机器代码，或者源代码可以由另一可执行程序加载并被解释以在存储器的随机存取部分中生成要由处理器执行的指令。可执行程序可以存储在存储器设备920的任何部分或组件中。例如，存储器设备920可以是随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪存、固态驱动器、存储卡、硬盘驱动器、光盘、软盘、磁带、或者任何其他存储器组件。

处理器912可以表示多个处理器，并且存储器920可以表示与处理电路并行操作的多个存储器单元。这可以为系统中的数据和过程提供并行处理通道。本地接口918可以用作网络以促进任何多个处理器和多个存储器之间的通信。本地接口918可以使用设计用于协调通信的附加系统，诸如负载平衡、批量数据传送和类似的系统。

虽然针对该技术呈现的流程图可能暗示特定的执行顺序，但是执行顺序可能与所示的不同。例如，可以相对于所示的顺序重新排列两个或更多个块的顺序。另外，连续示出的两个或更多个块可以并行执行或部分并行地执行。在一些配置中，可以省略或跳过流程图中所示的一个或多个块。可以出于增强的实用性、记帐、性能、测量、故障排除的目的或出于类似的原因将任意数量的计数器、状态变量、警告信号量或消息添加到逻辑流中。

本说明书中描述的一些功能单元已被标记为模块，以便更具体地强调其实现独立性。例如，模块可被实现为包括定制VLSI电路或门阵列的硬件电路，诸如逻辑芯片、晶体管或其他分立元件的现成半导体。模块还可以在可编程硬件设备(诸如现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑器件等)中实现。

模块也可以用软件来实现，以便由各种类型的处理器执行。所标识的可执行代码的模块可以例如包括一个或多个计算机指令块，其可被组织为对象、过程或函数。然而，所标识的模块的可执行文件不需要物理地位于一起，而是可以包括存储在包括该模块的不同位置的不同指令，并且当逻辑地连接在一起时实现该模块的宣称目的。

的确，可执行代码的模块可以是单个指令或许多指令，甚至可以分布在若干不同的代码段上、分布在不同的程序中以及分布在若干存储器设备之间。类似地，本文中可以在模块内标识和示出操作数据，并且可以以任何合适的形式体现操作数据和将其组织在任何合适类型的数据结构内。操作数据可以作为单个数据集被收集，或者可以将操作数据分布在不同位置上，包括在不同存储设备上。模块可以是无源的或有源的，包括可操作来执行所需功能的代理。

本文描述的技术还可以存储在计算机可读存储介质上，该计算机可读存储介质包括利用用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据之类的信息的任何技术实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动的介质。计算机可读存储介质包括但不限于非暂态介质，诸如RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术，CD-ROM、数字通用盘(DVD)或其他光存储、磁带盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储设备，或者可用于存储所需信息和所述技术的任何其他计算机存储介质。

本文描述的设备还可以包含允许设备与其他设备进行通信的通信连接或联网装置和联网连接。通信连接是通信介质的一个示例。通信介质通常以诸如载波之类的调制数据信号或其他传输机制来体现计算机可读指令、数据结构、程序模块和其他数据，并且包括任何信息传递介质。“调制数据信号”表示以将信息编码在信号中的方式设置或改变其一个或多个特性的信号。作为示例而非限制，通信介质包括诸如有线网络或直接有线连接之类的有线介质，以及诸如声学、射频、红外和其他无线介质之类的无线介质。本文所使用的术语计算机可读介质包括通信介质。

参考了附图中示出的示例，并且本文使用特定语言来描述这些示例。然而将会理解，不因此意图限制本技术的范围。本文所示特征的变更和进一步修改以及如本文所示的实施例的其他应用被认为在本说明书的范围内。

另外，所描述的特征、结构或特性可以在一个或多个示例中以任何合适的方式组合。在前面的描述中，提供了许多具体细节，诸如各种配置的示例，以提供对所描述技术的示例的透彻理解。然而，将认识到，可以在没有这些具体细节中的一个或多个的情况下实现本技术，或者可以利用其他方法、组件、设备等来实践本技术。在其他情况下，未详细示出或描述众所周知的结构或操作，以避免使本技术的各方面模糊。

示例

以下示例涉及具体的发明实施例，并指出可以在实现这样的实施例时使用或以其他方式组合的具体特征、元素或步骤。

在一个示例中，提供了用于确定HBC传感器的位置的系统，包括：

至少一个处理器；

存储器设备，其包括指令，这些指令当由所述至少一个处理器执行时使所述系统：

接收通过人体信道和位于第一发射HBC传感器和接收器之间的空气空间传输的来自第一发射HBC传感器的无线电信号的信号数据；

使用从第一发射HBC传感器接收的信号数据来计算所述无线电信号的信号损失，其中所述信号损失是第一发射HBC传感器距所述接收器的距离的函数；

部分地基于所述信号损失来确定第一发射HBC传感器距所述接收器的距离；

部分地基于所述距离来确定第一发射HBC传感器的相对位置；和

提供第一发射HBC传感器的相对位置。

在用于确定HBC传感器的位置的系统的一个示例中，所述存储器设备包括指令，这些指令当由所述处理器执行时使所述系统：

接收通过所述人体信道传输的来自第二发射HBC传感器的第二无线电信号的信号数据；和

部分地基于第二发射HBC传感器距所述接收器的距离来确定第二发射HBC传感器的相对位置。

在用于确定HBC传感器的位置的系统的一个示例中，第一发射HBC传感器使用第一无线电频率，并且第二发射HBC传感器使用第二无线电频率。

在用于确定HBC传感器的位置的系统的一个示例中，第一发射HBC传感器使用第一时隙并且第二发射HBC传感器使用第二时隙，以使用同一无线电频率将无线电信号发射到所述接收器。

在用于确定HBC传感器的位置的系统的一个示例中，所述存储器设备包括指令，这些指令当由所述处理器执行时使所述系统部分地基于第一发射HBC传感器和第二发射HBC传感器关于所述接收器的相对位置来确定发射HBC传感器的3-D(三维)位置。

在用于确定HBC传感器的位置的系统的一个示例中，HBC传感器包括以下各项中的任意项：加速度计、陀螺仪、磁力计、接近度传感器、气压计、温度计、计步器、心率监测器、或者GPS(全球定位系统)模块。

在用于确定HBC传感器的位置的系统的一个示例中，所述接收器还包括接收HBC传感器，该接收HBC传感器被配置为将所述信号数据发送到远程计算设备。

在用于确定HBC传感器的位置的系统的一个示例中，所述远程计算设备是移动设备。

在用于确定HBC传感器的位置的系统的一个示例中，所述远程计算设备是包括在计算服务环境中的远程服务器。

在用于确定HBC传感器的位置的系统的一个示例中，所述接收HBC传感器被配置为使用无线网络将所述信号数据发送到所述远程计算设备。

在用于确定HBC传感器的位置的系统的一个示例中，所述无线网络包括以下各项中的任意项：蓝牙、BLE(蓝牙低功耗)、WI-FI、ZIGBEE、NFC(近场通信)、以及蜂窝。

在一个示例中，提供了一种用于确定HBC(人体信道)传感器的位置的计算机实现的方法，包括：

接收由发射HBC传感器向接收HBC传感器发射的无线电信号，其中所述发射HBC传感器和所述接收HBC传感器接近人体表皮，该人体表皮部分地提供用于所述无线电信号的人体信道；

计算由所述发射HBC传感器向所述接收HBC传感器发射的无线电信号的信号损失，其中所述信号损失是所述发射HBC传感器和所述接收HBC传感器之间的距离的函数；

部分地基于所述信号损失来确定所述发射HBC传感器和所述接收HBC传感器之间的距离；和

部分地基于所述发射HBC传感器和所述接收HBC传感器之间的距离来确定所述发射HBC传感器相对于所述接收HBC传感器的位置。

在用于确定HBC传感器的位置的计算机实现的方法的一个示例中，计算所述无线电信号的信号损失还包括将所述无线电信号提供给AGC(自动增益控制)电路，该AGC电路被配置为检测所述无线电信号的衰减。

在用于确定HBC传感器的位置的计算机实现的方法的一个示例中，所述接收HBC传感器被配置为包括所述AGC电路。

在用于确定HBC传感器的位置的计算机实现的方法的一个示例中，计算所述无线电信号的信号损失还包括：

将所述无线电信号提供给AGC电路，该AGC电路被配置为：

对由所述发射HBC传感器发射的无线电信号进行滤波；

将所述无线电信号放大到定义的信号强度；

使用SSD(信号强度检测器)电路来测量所述无线电信号的信号强度，所述SSD电路被配置为校准所述AGC以生成定义的信号强度；和

部分地基于所述无线电信号的信号强度和所述定义的信号强度之间的差异来确定所述无线电信号的信号损失。

在用于确定HBC传感器的位置的计算机实现的方法的一个示例中，确定所述发射HBC传感器和所述接收HBC传感器之间的距离还包括在查找表中查询对应于所述信号损失的距离。

在用于确定HBC传感器的位置的计算机实现的方法的一个示例中，所述查找表包括与信号损失值相对应的所述发射HBC传感器和所述接收HBC传感器之间的距离的矩阵。

在用于确定HBC传感器的位置的计算机实现的方法的一个示例中，所述方法还包括将所述发射HBC传感器的位置提供给计算设备，该计算设备被配置为部分地基于该位置来执行动作。

在用于确定HBC传感器的位置的计算机实现的方法的一个示例中，所述方法还包括部分地基于所述发射HBC传感器的第一位置和第二位置来识别身体姿势。

在用于确定HBC传感器的位置的计算机实现的方法的一个示例中，识别所述身体姿势还包括在查找表中查询具有与第一位置和第二位置的序列相对应的位置序列的身体姿势记录。

在用于确定HBC传感器的位置的计算机实现的方法的一个示例中，所述方法还包括将指派给所述身体姿势的身体姿势标识符提供给被配置为使用身体姿势标识符来控制的设备。

在用于确定HBC传感器的位置的计算机实现的方法的一个示例中，所述方法还包括确定与所述身体姿势相关联的重复模式。

在用于确定HBC传感器的位置的计算机实现的方法的一个示例中，确定与所述身体姿势相关联的重复模式还包括计算所述身体姿势在一时间段内的变化率。

在一种其上包含指令的非暂态机器可读存储介质的一个示例中，所述指令当由处理器执行时：

接收通过人体信道传输的与发射HBC传感器相关联的无线电信号的信号数据；

使用所述信号数据来计算与所述发射HBC传感器相关联的无线电信号的信号损失，其中所述信号损失是所述发射HBC传感器距接收器的距离的函数；

使用所述信号损失和距离查找表来确定所述发射HBC传感器距所述接收器的距离，其中所述距离查找表包括链接到距离值的信号损失值；

使用所述距离和位置查找表来确定所述发射HBC传感器的相对位置，其中所述位置查找表包括链接到相对位置值的距离值；和

提供所述发射HBC传感器的相对位置。

在其上包含指令的非暂态机器可读存储介质的一个示例中，从所述接收器接收所述信号数据，并且所述接收器附着到人体。

在其上包含指令的非暂态机器可读存储介质的一个示例中，所述发射HBC传感器附着到人类附肢(appendage)，并且所述发射HBC传感器接近人体表皮，该人体表皮部分地提供用于所述无线电信号的人体信道。

在其上包含指令的非暂态机器可读存储介质的一个示例中，所述发射HBC传感器通过WBAN(无线体域网)并通过所述发射HBC传感器和所述接收器之间的空气空间来发射所述无线电信号。

在其上包含指令的非暂态机器可读存储介质的一个示例中，在所述接收器处经由所述WBAN和位于所述发射HBC传感器和所述接收器之间的空气空间来接收所述无线电信号。

Claims (23)

1.一种用于确定HBC(人体信道)传感器的位置的系统，包括：

至少一个处理器；

存储器设备，其包括指令，所述指令当由所述至少一个处理器执行时使所述系统：

在接收HBC传感器处接收通过位于第一发射HBC传感器和所述接收HBC传感器之间的空气空间和人体信道传输的、从所述第一发射HBC传感器发送的无线电信号的信号数据，其中所述第一发射HBC传感器通过第一电极发射所述无线电信号，并且所述接收HBC传感器通过第二电极接收所述无线电信号，所述第一电极和所述第二电极在提供所述人体信道的人体上或附近；

使用从所述第一发射HBC传感器接收的所述信号数据来计算所述无线电信号的信号损失，其中所述信号损失是所述第一发射HBC传感器距所述接收HBC传感器的距离的函数；

部分地基于所述信号损失来确定所述第一发射HBC传感器距所述接收HBC传感器的距离；

部分地基于所述距离来确定所述第一发射HBC传感器的相对位置；和

提供所述第一发射HBC传感器的所述相对位置。

2.如权利要求1所述的系统，其中所述存储器设备包括指令，所述指令当由所述处理器执行时使所述系统：

接收通过所述人体信道传输的来自第二发射HBC传感器的第二无线电信号的信号数据；和

部分地基于所述第二发射HBC传感器距所述接收HBC传感器的距离来确定所述第二发射HBC传感器的相对位置。

3.如权利要求2所述的系统，其中所述第一发射HBC传感器使用第一无线电频率，并且所述第二发射HBC传感器使用第二无线电频率。

4.如权利要求2所述的系统，其中，所述第一发射HBC传感器使用第一时隙并且所述第二发射HBC传感器使用第二时隙，以使用同一无线电频率将无线电信号发射到所述接收HBC传感器。

5.如权利要求2所述的系统，其中所述存储器设备包括指令，所述指令当由所述处理器执行时使所述系统：部分地基于所述第一发射HBC传感器和所述第二发射HBC传感器关于所述接收HBC传感器的相对位置来确定第一和第二发射HBC传感器的3-D(三维)位置。

6.如权利要求1所述的系统，其中HBC传感器包括以下各项中的任意项：加速度计、陀螺仪、磁力计、接近度传感器、气压计、温度计、计步器、心率监测器、或者GPS(全球定位系统)模块。

7.如权利要求1所述的系统，其中所述接收HBC传感器被配置为将所述信号数据发送到远程计算设备。

8.如权利要求7所述的系统，其中所述接收HBC传感器被配置为使用无线网络将所述信号数据发送到所述远程计算设备。

9.一种用于确定HBC(人体信道)传感器的位置的计算机实现的方法，包括：

接收由发射HBC传感器通过所述发射HBC传感器和接收HBC传感器之间的空气空间和人体信道向所述接收HBC传感器发射的无线电信号，其中所述发射HBC传感器和所述接收HBC传感器具有接近人体表皮的电极，所述人体表皮提供用于所述无线电信号的人体信道；

计算由所述发射HBC传感器向所述接收HBC传感器发射的无线电信号的信号损失，其中所述信号损失是所述发射HBC传感器和所述接收HBC传感器之间的距离的函数；

部分地基于所述信号损失来确定所述发射HBC传感器和所述接收HBC传感器之间的距离；和

部分地基于所述发射HBC传感器和所述接收HBC传感器之间的距离来确定所述发射HBC传感器相对于所述接收HBC传感器的位置。

10.如权利要求9所述的方法，其中计算所述无线电信号的信号损失还包括：将所述无线电信号提供给被配置为检测所述无线电信号的衰减的AGC(自动增益控制)电路。

11.如权利要求9所述的方法，其中计算所述无线电信号的信号损失还包括：

将所述无线电信号提供给AGC电路，所述AGC电路被配置为：

对由所述发射HBC传感器发射的无线电信号进行滤波；

将所述无线电信号放大到定义的信号强度；

使用SSD(信号强度检测器)电路来测量所述无线电信号的信号强度，所述SSD电路被配置为校准所述AGC以生成定义的信号强度；和

部分地基于所述无线电信号的信号强度和所述定义的信号强度之间的差异来确定所述无线电信号的信号损失。

12.如权利要求9所述的方法，其中确定所述发射HBC传感器和所述接收HBC传感器之间的距离还包括：在查找表中查询对应于所述信号损失的距离。

13.如权利要求12所述的方法，其中所述查找表包括与信号损失值相对应的所述发射HBC传感器和所述接收HBC传感器之间的距离的矩阵。

14.如权利要求9所述的方法，还包括：将所述发射HBC传感器的位置提供给计算设备，所述计算设备被配置为部分地基于所述位置来执行动作。

15.如权利要求9所述的方法，还包括：部分地基于所述发射HBC传感器的第一位置和第二位置来识别身体姿势。

16.如权利要求15所述的方法，其中识别所述身体姿势还包括：在查找表中查询具有与所述第一位置和所述第二位置的序列相对应的位置序列的身体姿势记录。

17.如权利要求15所述的方法，还包括：将指派给所述身体姿势的身体姿势标识符提供给被配置为使用身体姿势标识符来控制的设备。

18.如权利要求15所述的方法，还包括：确定与所述身体姿势相关联的重复模式。

19.如权利要求18所述的方法，其中确定与所述身体姿势相关联的所述重复模式还包括：计算所述身体姿势在一时间段内的变化率。

20.一种非暂态机器可读存储介质，其上包含指令，所述指令当由处理器执行时用于：

接收通过发射HBC传感器和接收HBC传感器之间的空气空间和人体信道从所述发射HBC传感器传输到所述接收HBC传感器的无线电信号的信号数据；

其中所述发射HBC传感器通过第一电极发射所述无线电信号，并且所述接收HBC传感器通过第二电极接收所述无线电信号，所述第一电极和所述第二电极在提供所述人体信道的人体上或附近；

使用所述信号数据来计算与所述发射HBC传感器相关联的所述无线电信号的信号损失，其中所述信号损失是所述发射HBC传感器距所述接收HBC传感器的距离的函数；

使用所述信号损失和距离查找表来确定所述发射HBC传感器距所述接收HBC传感器的距离，其中所述距离查找表包括链接到距离值的信号损失值；

使用所述距离和位置查找表来确定所述发射HBC传感器的相对位置，其中所述位置查找表包括链接到相对位置值的距离值；和

提供所述发射HBC传感器的所述相对位置。

21.如权利要求20所述的非暂态机器可读存储介质，其中所述信号数据是从所述接收HSB传感器接收的。

22.如权利要求20所述的非暂态机器可读存储介质，其中所述发射HBC传感器通过WBAN(无线体域网)并通过所述发射HBC传感器和所述接收HBC传感器之间的空气空间来发射所述无线电信号。

23.如权利要求22所述的非暂态机器可读存储介质，其中所述无线电信号是经由所述WBAN和位于所述发射HBC传感器和所述接收HBC传感器之间的空气空间在所述接收HBC传感器处被接收的。

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