CN117795372A - 基于用户输入和从无线信号导出的运动感测数据来确定空间地图 - Google Patents
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Abstract
在一般方面,基于在无线通信网络中的相应无线通信装置对之间所传送的无线信号来生成运动感测数据。生成相应无线通信装置的空间坐标,并且响应于无线通信装置的空间布置的图形表示来接收用户输入。用户输入指示共享共同特性的选定无线通信装置组。定义与空间相关联的运动检测系统中的运动区。各个运动区表示空间中的不同区域,并且运动区包括第一运动区,该第一运动区表示包括选定无线通信装置组的区域。
Description
相关申请的交叉引用
本专利申请要求2021年8月6日提交的美国临时专利申请63/230,413的优先权。上述优先权文件通过引用而被并入于此。
背景技术
以下说明涉及基于用户输入和从无线信号导出的运动感测数据来确定空间地图。
运动检测系统已被用于检测例如房间或室外区域中的对象的移动。在一些示例运动检测系统中,使用红外或光学传感器来检测传感器的视场中的对象的移动。运动检测系统已被用在安全系统、自动化控制系统和其他类型的系统中。
附图说明
图1是示出示例无线通信系统的图;
图2A至图2B是示出在无线通信装置之间通信的示例无线信号的图;
图2C是示出示例无线感测系统进行操作以检测空间中的运动的图;
图3是示出用户装置上的用户接口上的示例图形显示的图;
图4A是与无线通信网络相关联的示例空间的图;
图4B是基于图4A的示例空间的示例空间地图的图;
图5A是示出无线通信网络中相应无线通信装置的示例空间坐标的图;
图5B是示出图5A的示例空间坐标的示例生成树的图;
图6是指示根据共同特性选择的无线通信装置组的示例空间地图的图;
图7是示出例如由运动检测系统进行的示例处理700的流程图;
图8A是表示包括与运动感测系统交互的用户装置和无线网络的示例系统的框图;
图8B是表示可以在图8A所示的系统中进行的示例操作的信号传递和流程图;以及
图9是示出示例无线通信装置的框图。
具体实施方式
在这里所述的一些方面中,无线感测系统可以处理传送通过无线通信装置之间的空间的无线信号(例如,射频信号)以用于无线感测应用。示例无线感测应用包括检测运动,该检测运动可以包括以下项中的一个或多于一个:检测空间中的对象的运动、运动跟踪、空间中的运动的定位、呼吸检测、呼吸监测、存在检测、手势检测、手势识别、人类检测(例如,移动和静止人类检测)、人类跟踪、跌倒检测、速度估计、入侵检测、步行检测、计步、呼吸速率检测、睡眠模式检测、睡眠质量监测、呼吸暂停估计、姿态变化检测、活动识别、步态速率分类、手势解码、手语识别、手跟踪、心率估计、呼吸率估计、房间占用检测、人类动力学监测和其他类型的运动检测应用。无线感测应用的其他示例包括对象识别、说话识别、击键检测和识别、篡改检测、触摸检测、攻击检测、用户认证、驾驶员疲劳检测、交通监测、烟雾检测、学校暴力检测、人类计数、金属检测、人类识别、自行车定位、人类队列估计、Wi-Fi成像和其他类型的无线感测应用。例如,无线感测系统可以作为运动检测系统进行操作以基于Wi-Fi信号或其他类型的无线信号来检测运动的存在和地点。
本文所述的示例对于家庭监测可以是有用的。在一些实例中,使用这里所述的无线感测系统的家庭监测可以提供数个优势,这些优势包括透过壁并且处于黑暗的全家庭覆盖、无摄像头的谨慎检测、(例如,与不使用Wi-Fi信号感测传感器的环境的传感器相比)更高的准确度和有所减少的假警报、以及可调整的灵敏度。通过将Wi-Fi运动检测能力分层到路由器和网关中,可以提供鲁棒的运动检测系统。
本文所述的示例对于健康监测也可以是有用的。照护者想知道他们的亲人是安全的,而老年人和有特殊需求的人想有尊严地维护他们在家里的独立。在一些实例中,使用本文所述的无线感测系统的健康监测可以提供如下的解决方案,该解决方案在不使用摄像头或不侵犯隐私的情况下使用无线信号来检测运动,在检测到异常活动时生成警报,跟踪睡眠模式,并且生成预防性健康数据。例如,照护者可以监测运动、来自医疗保健专业人员的访问、以及诸如卧床时间比平时长等的异常行为。此外,在不需要可穿戴装置的情况下不显眼地监测运动,并且本文所述的无线感测系统为辅助生活设施以及其他安全和健康监测工具提供了更经济和方便的替代方案。
本文所述的示例对于设置智能家居也可以是有用的。在一些示例中,本文所述的无线感测系统使用预测分析和人工智能(AI),以相应地学习运动模式并触发智能家居功能。可以触发的智能家居功能的示例包括在人走过前门时调整恒温器、基于偏好来打开或关闭其他智能装置、自动调整照明、基于当前乘员调整HVAC系统、等等。
在这里所述的一些方面中,运动检测系统包括放置在诸如住宅、工作场所等的物理空间中的多个无线通信装置。多个无线通信装置是无线通信网络的一部分,并且可以包括客户端装置,诸如移动装置、智能电话、智能手表、平板电脑、膝上型计算机、智能恒温器、支持无线的照相机、智能TV、支持无线的扬声器、支持无线的电源插座等。多个无线通信装置还可以包括能够将客户端装置连接到无线通信网络的无线接入点(AP)。在一些变型中,多个无线接入点定义了无线网状网络。
在操作期间,多个无线通信装置可以与对于各个无线通信装置(或其中的无线通信接口)特有的相应介质接入控制(MAC)相关联。然而,MAC地址(通常由字母数字字符对表示)不指示位置信息,诸如无线通信装置在空间中的地点或无线通信装置相对于另一无线通信装置的距离。由此,运动检测系统的用户不能基于MAC地址感知一个或多于一个无线通信装置所在的空间。
然而,运动检测系统可以被配置为基于在多个无线通信装置之间交换的无线信号来生成运动感测数据。无线信号可以跨无线通信网络中的相应无线通信装置对所定义的无线链路来传送。此外,无线链路可以延伸通过空间的相应部分。由此,空间中对象或人的运动可能干扰一个或多于一个无线信号,从而允许运动检测系统生成运动感测数据。运动检测系统使用运动感测数据来定位空间中对象或人的运动。在许多实例中,运动检测系统通过识别最接近运动的一个或多于一个无线通信装置来向用户通知空间中运动在哪里发生。可以基于空间中无线通信装置的空间地图来进行这种识别。空间地图可以帮助用户感知空间和其中的运动。
运动检测系统可以在初始操作时段(例如,几个小时)期间生成空间地图。这样,运动检测系统可以收集运动感测数据,然后使用所收集的运动感测数据来确定多个通信装置相对于彼此的地点。地点可以对应于相应无线通信装置对之间的物理或逻辑距离。物理或逻辑距离可以分别基于空间地图的物理或逻辑坐标系。
运动检测系统还被配置为(例如,经由显示装置)向用户呈现空间地图以允许用户输入定义空间的附加特征的信息。例如,用户可以输入将共享共同特性的无线通信装置组(例如,在同一房间中的装置)相关联的信息。在接收到该输入之后,运动检测系统可以生成表示这些附加特征的配置数据(例如,运动区)。配置数据可以随后由运动检测系统用于在图形界面上显示信息,该信息表示空间地图及其附加特征。运动检测系统还可以使用配置数据来基于附加特征进行操作(例如,向用户发送通知)。
在一些实现中,运动检测系统被配置为从用户接收指令,以将空间地图上的一个或多于一个无线通信装置分配到空间中的运动区。运动区可以基于由一个或多于一个无线通信装置共同共享的区域。例如,空间可以是包括具有多个无线通信装置的起居室的房屋。如果运动发生在起居室中,用户可能偏向于知道运动发生在起居室中,而不是在起居室中的特定无线通信装置处。在这种情况下,用户可以指示运动检测系统创建标题为“起居室”的运动区,并将多个无线通信装置分配到该运动区。运动区及其相关房间可以与用户针对空间地图提供的附加特征相对应。如果需要,用户可以对房屋中的其他房间重复该处理,从而向空间地图添加其他特征。运动检测系统然后可以基于该信息生成配置数据,该配置数据稍后将帮助用户感知在房屋中检测到的运动。
在一些实例中,这里所述的系统和技术的方面提供了优于现有方法的技术改进和优势。例如,该系统和技术允许用户将表示多个无线通信装置的空间地图定制到包含多个无线通信装置的空间。所得到的空间地图向用户提供了更直观的空间表示,尤其是在识别空间的哪些区域经历运动时。作为另一示例,该系统和技术使用户不必手动构建空间地图。作为代替,运动检测系统基于运动感测数据代表用户构建空间地图。然后,运动感测数据允许用户将空间地图细化到其特定偏好。在无线感测系统用于运动检测的示例中实现的技术改进和优点也可以在无线感测系统用于其他无线感测应用的其他示例中实现。
在一些实例中,可以使用无线通信网络来实现无线感测系统。可以分析在无线通信网络中的一个或多于一个无线通信装置处接收到的无线信号以确定网络中的(各对无线通信装置之间的)不同通信链路的信道信息。信道信息可以表示将传递函数应用于穿过空间的无线信号的物理介质。在一些实例中,信道信息包括信道响应。信道响应可以表征物理通信路径,从而表示传送器和接收器之间的空间内的例如散射、衰落和功率衰减的组合效应。在一些实例中,信道信息包括由波束成形系统提供的波束成形状态信息(例如,反馈矩阵、引导矩阵、信道状态信息(CSI)等)。波束成形是在用于定向信号传送或接收的多天线(多输入/多输出(MIMO))无线电系统中经常使用的信号处理技术。波束成形可以通过以特定角度的信号经历相长干涉、而其他信号经历相消干涉的方式操作天线阵列中的元件来实现。
可以通过(例如,在无线通信网络中的枢纽装置、客户端装置或其它装置上、或者在通信地耦接到网络的远程装置上运行的)一个或多于一个运动检测算法分析各个通信链路的信道信息,以检测例如在空间中是否发生了运动、确定所检测到的运动的相对地点、或者这两者。在一些方面,可以分析各个通信链路的信道信息以检测例如在空间中未检测到运动的情况下对象是存在还是不存在。
在一些实例中,运动检测系统返回运动感测数据。在一些实现中,运动感测数据是指示空间中的运动程度、空间中的运动的地点、运动发生的时间或其组合的结果。在一些实例中,运动感测数据可以包括表示一个或多于一个无线通信装置相对于彼此的位置的数据。例如,数据感测可以表示无线通信网络中的无线通信装置对之间的距离。距离可以基于物理或逻辑坐标系。在后一情况下,逻辑坐标系可以用于指示除物理距离之外的距离。在一些实例中,运动感测数据可以包括运动得分,该运动得分可以包括或可以是以下项中的一个或多于一个:指示由无线信号接入的环境中的信号扰动的水平的标量;是否存在运动的指示;是否存在对象存在的指示;或者在由无线信号接入的环境中进行的手势的指示或分类。
在一些实现中,可以使用一个或多于一个运动检测算法来实现运动检测系统。可以用于基于无线信号来生成运动感测数据并检测运动的示例运动检测算法包括以下专利中所述的技术以及其他技术:标题为“Detecting Motion Based on Repeated WirelessTransmissions”的美国专利9,523,760;标题为“Detecting Motion Based on ReferenceSignal Transmissions”的美国专利9,584,974;标题为“Detecting Motion Based OnDecompositions Of Channel Response Variations”的美国专利10,051,414;标题为“Motion Detection Based on Groupings of Statistical Parameters of WirelessSignals”的美国专利10,048,350;标题为“Motion Detection Based on MachineLearning of Wireless Signal Properties”的美国专利10,108,903;标题为“MotionLocalization in aWireless Mesh Network Based on Motion Indicator Values”的美国专利10,109,167;标题为“Motion Localization Based on Channel ResponseCharacteristics”的美国专利10,109,168;标题为“Determining a Motion Zone for aLocation of Motion Detected by Wireless Signals”的美国专利10,743,143;标题为“Motion Detection Based on Beamforming Dynamic Information from WirelessStandard Client Devices”的美国专利10,605,908;标题为“Motion Detection by aCentral Controller Using Beamforming Dynamic Information”的美国专利10,605,907;标题为“Modifying Sensitivity Settings in a Motion Detection System”的美国专利10,600,314;标题为“Initializing Probability Vectors for Determining aLocation of Motion Detected from Wireless Signals”的美国专利10,567,914;标题为“Offline Tuning System for Detecting New Motion Zones in a Motion DetectionSystem”的美国专利10,565,860;标题为“Determining a Location of Motion Detectedfrom Wireless Signals Based on Prior Probability”的美国专利10,506,384;标题为“Identifying Static Leaf Nodes in a Motion Detection System”的美国专利10,499,364;标题为“Classifying Static Leaf Nodes in a Motion Detection System”的美国专利10,498,467;标题为“Determining a Confidence for a Motion Zone Identifiedas a Location of Motion for Motion Detected by Wireless Signals”的美国专利10,460,581;标题为“Motion Detection based on Beamforming Dynamic Information”的美国专利10,459,076;标题为“Determining a Location of Motion Detected fromWireless Signals Based on Wireless Link Counting”的美国专利10,459,074;标题为“Motion Localization in a Wireless Mesh Network Based on Motion IndicatorValues”的美国专利10,438,468;标题为“Determining Motion Zones in a SpaceTraversed by Wireless Signals”的美国专利10,404,387;标题为“Detecting PresenceBased on Wireless Signal Analysis”的美国专利10,393,866;标题为“MotionLocalization Based on Channel Response Characteristics”的美国专利10,380,856;标题为“Training Data for a Motion Detection System using Data from a SensorDevice”的美国专利10,318,890;标题为“Motion Detection in Mesh Networks”的美国专利10,264,405;标题为“Motion Detection Based on Filtered Statistical Parametersof Wireless Signals”的美国专利10,228,439;标题为“Operating a Motion DetectionChannel in a Wireless Communication Network”的美国专利10,129,853;标题为“Selecting Wireless Communication Channels Based on Signal Quality Metrics”的美国专利10,111,228。
图1示出示例无线通信系统100。无线通信系统100可以进行运动检测系统的一个或多于一个操作。从使用无线通信系统100来检测运动所实现的技术改进和优点在将无线通信系统100用于其他无线感测应用的示例中也是可应用的。
示例无线通信系统100包括三个无线通信装置102A、102B和102C。示例无线通信系统100可以包括附加的无线通信装置102和/或其他组件(例如,一个或多于一个网络服务器、网络路由器、网络交换机、线缆或其他通信链路等)。
示例无线通信装置102A、102B、102C可以例如根据无线网络标准或其他类型的无线通信协议在无线网络中进行操作。例如,无线网络可以被配置为作为无线局域网(WLAN)、个域网(PAN)、城域网(MAN)或其他类型的无线网络进行操作。WLAN的示例包括被配置为根据IEEE所开发的802.11标准族中的一个或多于一个进行操作的网络(例如,Wi-Fi网络)等。PAN的示例包括根据短距离通信标准(例如,蓝牙近场通信(NFC)、ZigBee)以及毫米波通信等进行操作的网络。
在一些实现中,无线通信装置102A、102B、102C可以被配置为例如根据蜂窝网络标准在蜂窝网络中进行通信。蜂窝网络的示例包括根据如下标准进行配置的网络:诸如全球移动系统(GSM)和GSM演进的增强数据率(EDGE)或EGPRS等的2G标准;诸如码分多址(CDMA)、宽带码分多址(WCDMA)、通用移动电信系统(UMTS)和时分同步码分多址(TD-SCDMA)等的3G标准;诸如长期演进(LTE)和高级LTE(LTE-A)等的4G标准;5G标准;等等。
在一些情况下,无线通信装置102中的一个或多于一个是Wi-Fi接入点或其他类型的无线接入点(WAP)。在一些情况下,无线通信装置102中的一个或多于一个是无线网状网络(例如,商业上可用的网状网络系统(例如,GOOGLE Wi-Fi、EERO网状网等)等)的接入点。在一些实例中,无线通信装置102中的一个或多于一个可以被实现为网状网络中的无线接入点(AP),而(一个或多于一个)其他无线通信装置102被实现为通过AP其中之一接入网状网络的叶装置(例如,移动装置、智能装置等)。在一些情况下,无线通信装置102中的一个或多于一个是移动装置(例如,智能电话、智能手表、平板电脑、膝上型计算机等)、支持无线的装置(例如,智能恒温器、支持Wi-Fi的摄像头、智能电视)、或者在无线网络中进行通信的其他类型的装置。
在图1所示的示例中,无线通信装置通过无线通信链路(例如,根据无线网络标准或非标准无线通信协议)向彼此传送无线信号,并且在这些装置之间通信的无线信号可以用作运动探测器以检测这些装置之间的信号路径中的对象的运动。在一些实现中,标准信号(例如,信道探测信号、信标信号)、非标准参考信号或其他类型的无线信号可以用作运动探测器。
在图1所示的示例中,无线通信装置102A、102C之间的无线通信链路可以用于探测第一运动检测区110A,无线通信装置102B、102C之间的无线通信链路可以用于探测第二运动检测区110B,并且无线通信装置102A、102B之间的无线通信链路可以用于探测第三运动检测区110C。在一些实例中,运动检测区110可以包括例如空气、固体材料、液体、或者无线电磁信号可以传播所通过的其他介质。
在图1所示的示例中,当对象在任何运动检测区110中移动时,运动检测系统可以基于通过该相关的运动检测区110传送的信号来检测运动。通常,对象可以是任何类型的静态或可移动对象,并且可以是有生命的或无生命的。例如,对象可以是人类(例如,图1所示的人106)、动物、无机对象、或者其他装置、设备或组装件、限定空间的边界的全部或一部分的对象(例如,壁、门、窗等)、或者其他类型的对象。
在一些示例中,无线信号在与移动对象交互之前或之后传播通过构造物(例如,壁),这可以使得能够在移动对象与传送或接收硬件之间不存在光视线的情况下检测到对象的运动。在一些实例中,运动检测系统可以将运动检测事件通信到诸如安全系统或控制中心等的其他装置或系统。
在一些情况下,无线通信装置102自身被配置为例如通过在无线通信装置上执行计算机可读指令(例如,软件或固件)来进行运动检测系统的一个或多于一个操作。例如,各装置可以处理接收到的无线信号以基于通信信道中的变化来检测运动。在一些情况下,其他装置(例如,远程服务器、基于云的计算机系统、网络附接装置等)被配置为进行运动检测系统的一个或多于一个操作。例如,各无线通信装置102可以向进行运动检测系统的操作的指定装置、系统或服务发送信道信息。
在操作的示例方面,无线通信装置102A、102B可以将无线信号广播到或将无线信号寻址到其他无线通信装置102C,并且无线通信装置102C(以及可能的其他装置)接收由无线通信装置102A、102B传送的无线信号。然后,无线通信装置102C(或其他系统或装置)处理接收到的无线信号以检测由无线信号接入的空间中(例如,在区110A、110B中)的对象的运动。在一些实例中,无线通信装置102C(或其他系统或装置)可以进行运动检测系统的一个或多于一个操作。
图2A和图2B是示出在无线通信装置204A、204B、204C之间通信的示例无线信号的图。无线通信装置204A、204B、204C例如可以是图1所示的无线通信装置102A、102B、102C,或者可以是其他类型的无线通信装置。
在一些情况下,无线通信装置204A、204B、204C中的一个或多于一个的组合可以是运动检测系统的一部分,或者可以由该运动检测系统使用。示例无线通信装置204A、204B、204C可以将无线信号传送通过空间200。示例空间200可以在空间200的一个或多于一个边界处完全或部分封闭或开放。空间200可以是或可以包括房间的内部、多个房间、建筑物、室内区域或室外区域等。在所示示例中,第一壁202A、第二壁202B和第三壁202C至少部分地包围空间200。
在图2A和图2B所示的示例中,第一无线通信装置204A重复地(例如,定期地、间歇地、按调度的、非调度的或随机间隔等)传送无线运动探测信号。第二无线通信装置204B和第三无线通信装置204C基于无线通信装置204A所传送的运动探测信号来接收信号。
如图所示,在图2A中的初始时间(t0),对象在第一位置214A,并且在图2B中的后续时间(t1),该对象已移动到第二位置214B。在图2A和图2B中,空间200中的移动对象被表示为人类,但移动对象可以是其他类型的对象。例如,移动对象可以是动物、无机对象(例如,系统、装置、设备或组装件)、限定空间200的边界的全部或一部分的对象(例如,壁、门、窗等)、或者其他类型的对象。在图2A和图2B所示的示例中,无线通信装置204A、204B、204C是静止的,因此在初始时间t0和后续时间t1在相同位置处。然而,在其他示例中,无线通信装置204A、204B、204C中的一个或多于一个是移动的,并且可以在初始时间t0和后续时间t1之间移动。
如图2A和图2B所示,从第一无线通信装置204A传送的无线信号的多个示例路径由虚线示出。沿着第一信号路径216,无线信号从第一无线通信装置204A传送并且从第一壁202A朝向第二无线通信装置204B反射。沿着第二信号路径218,无线信号从第一无线通信装置204A传送并且从第二壁202B和第一壁202A朝向第三无线通信装置204C反射。沿着第三信号路径220,无线信号从第一无线通信装置204A传送并且从第二壁202B朝向第三无线通信装置204C反射。沿着第四信号路径222,无线信号从第一无线通信装置204A传送并且从第三壁202C朝向第二无线通信装置204B反射。
在图2A中,沿着第五信号路径224A,无线信号从第一无线通信装置204A传送并且从第一位置214A处的对象朝向第三无线通信装置204C反射。在图2A的时间t0和图2B的时间t1之间,对象在空间200中从第一位置214A移动到第二位置214B(例如,离第一位置214A一段距离)。在图2B中,沿着第六信号路径224B,无线信号从第一无线通信装置204A传送并且从第二位置214B处的对象朝向第三无线通信装置204C反射。由于对象从第一位置214A移动到第二位置214B,因此图2B所示的第六信号路径224B比图2A所示的第五信号路径224A长。在一些示例中,由于对象在空间中的移动,因此可以添加、移除或以其他方式修改信号路径。
图2A和图2B所示的示例无线信号可能通过它们各自的路径经历衰减、频移、相移或其他效应,并且可能具有例如通过壁202A、202B和202C在其他方向上传播的部分。在一些示例中,无线信号是射频(RF)信号。无线信号可以包括其他类型的信号。
传送信号可以在频率带宽中具有多个频率分量,并且传送信号可以包括频率带宽内的一个或多于一个频带。传送信号可以以全向方式、以定向方式或以其他方式从第一无线通信装置204A传送。在所示示例中,无线信号穿过空间200中的多个相应路径,并且沿着各路径的信号可能由于路径损耗、散射或反射等而变得衰减,并且可能具有相位偏移或频率偏移。
如图2A和图2B所示,来自各种路径216、218、220、222、224A和224B的信号在第三无线通信装置204C和第二无线通信装置204B处组合以形成接收信号。由于空间200中的多个路径对传送信号的影响,空间200可被表示为输入传送信号并输出接收信号的传递函数(例如,过滤器)。在对象在空间200中移动的情况下,沿着信号路径施加到无线信号的衰减或相位偏移可以改变,因此空间200的传递函数可以改变。在从第一无线通信装置204A传送相同的无线信号时,如果空间200的传递函数改变,则该传递函数的输出(例如,接收信号)也可以改变。接收信号的变化可用于检测对象的运动。相反,在一些情况下,如果空间的传递函数不改变,则传递函数的输出(接收信号)可以不改变。
图2C是示出示例无线感测系统进行操作以检测空间201中的运动的图。图2C所示的示例空间201是包括多个不同的空间区域或区的家。在所示示例中,无线运动检测系统使用多AP家庭网络拓扑结构(例如,网状网络或自组织网络(SON)),其包括中央接入点226和两个扩展接入点228A、228B这三个接入点(AP)。在典型的多AP家庭网络中,各AP通常支持多个频带(2.4G、5G、6G),并且可以同时启用多个频带。各AP可以使用不同的Wi-Fi信道来服务其客户端,因为这可以允许更好的频谱效率。
在图2C所示的示例中,无线通信网络包括中央接入点226。在多AP家庭Wi-Fi网络中,可以将一个AP表示为中央AP。经常通过在各AP上运行的制造商软件来管理的该选择通常是具有有线因特网连接236的AP。其他AP 228A、228B通过相应的无线回程连接230A、230B无线地连接到中央AP 226。中央AP 226可以选择与扩展AP不同的无线信道来服务其连接的客户端。
在图2C所示的示例中,扩展AP 228A、228B通过使得装置能够连接到潜在更近的AP或不同的信道来扩展中央AP 226的范围。终端用户无需知晓装置已连接到哪个AP,因为所有服务和连接性通常都是相同的。除了服务所有连接的客户端之外,扩展AP 228A、228B还使用无线回程连接230A、230B连接到中央AP 226,以使网络业务在其他AP之间移动并提供针对因特网的网关。各扩展AP 228A、228B可以选择不同的信道来服务其连接的客户端。
在图2C所示的示例中,客户端装置(例如,Wi-Fi客户端装置)232A、232B、232C、232D、232E、232F、232G使用相应的无线链路234A、234B、234C、234D、234E、234F、234G与扩展AP 228其中之一或中央AP 226相关联。连接到多AP网络的客户端装置232可以作为多AP网络中的叶节点进行操作。在一些实现中,客户端装置232可以包括支持无线的装置(例如,移动装置、智能电话、智能手表、平板电脑、膝上型计算机、智能恒温器、支持无线的摄像头、智能电视、支持无线的扬声器、支持无线的电源插座等)。
当客户端装置232试图连接到它们各自的AP 226、228并与这两者相关联时,客户端装置232可能经历与它们各自的AP 226、228的认证和关联阶段。除其他事项外,关联阶段将地址信息(例如,关联ID或其他类型的唯一标识符)指派给各个客户端装置232。例如,在Wi-Fi的IEEE 802.11标准族内,各个客户端装置232可以使用唯一地址(例如,48位地址,示例是MAC地址)来识别自身,尽管可以使用嵌入在消息的一个或多于一个字段内的其他类型的标识符来识别客户端装置232。地址信息(例如,MAC地址或其他类型的唯一标识符)可以是硬编码和固定的,或者可以是在关联处理开始时根据网络地址规则随机生成的。一旦客户端装置232与它们各自的AP 226、228相关联,它们各自的地址信息就可以保持固定。随后,利用AP 226、228或客户端装置232的传送通常包括传送无线装置的地址信息(例如,MAC地址)和接收装置的地址信息(例如,MAC地址)。
在图2C所示的示例中,无线回程连接230A、230B在AP之间承载数据并且还可以用于运动检测。各个无线回程信道(或频带)可以不同于用于服务所连接的Wi-Fi装置的信道(或频带)。
在图2C所示的示例中,无线链路234A、234B、234C、234D、234E、234F、234G可以包括由客户端装置232A、232B、232C、232D、232E、232F、232G使用以与它们各自的AP 226、228进行通信的频率信道。各AP可以独立地选择自身的信道来服务它们各自的客户端装置,并且无线链路234可以用于数据通信以及运动检测。
运动检测系统(其可以包括在客户端装置232中的一个或多于一个客户端装置上或者在AP 226、228中的一个或多于一个AP上运行的一个或多于一个运动检测或定位处理)可以收集并处理与参与无线感测系统的操作的本地链路相对应的数据(例如,信道信息)。运动检测系统可以作为软件或固件应用安装在客户端装置232上或安装在AP 226、228上,或者可以是客户端装置232或AP 226、228的操作系统的一部分。
在一些实现中,AP 226、228不包含运动检测软件,并且没有以其他方式被配置为在空间201中进行运动检测。作为代替,在这样的实现中,在客户端装置232中的一个或多于一个上执行运动检测系统的操作。在一些实现中,可以由客户端装置232通过从AP 226、228(或者可能地从其他客户端装置232)接收无线信号并处理无线信号以获得信道信息,来获得信道信息。例如,在客户端装置232上运行的运动检测系统可以利用由客户端装置的无线电固件(例如,Wi-Fi无线电固件)提供的信道信息,从而可以收集并处理信道信息。
在一些实现中,客户端装置232向它们相应的AP 226、228发送请求以传送无线信号,这些无线信号可以由客户端装置作为运动探测器使用以检测空间301中的对象的运动。发送到相应的AP 226、228的请求可以是空数据包帧、波束成形请求、ping、标准数据业务或其组合。在一些实现中,客户端装置232在空间201中进行运动检测时是静止的。在其他示例中,客户端装置232中的一个或多于一个可以是移动的,并且在进行运动检测期间可以在空间201内移动。
在数学上,可以根据式(1)来描述从无线通信装置(例如,图2A和图2B中的无线通信装置204A或者图2C中的AP 226、228)传送的信号f(t):
其中,ωn表示传送信号的第n个频率分量的频率,cn表示第n个频率分量的复系数,并且t表示时间。在传送信号f(t)正被传送的情况下,可以根据式(2)描述来自路径k的输出信号rk(t):
其中,αn,k表示沿着路径k的第n个频率分量的衰减因子(或者信道响应;例如由于散射、反射和路径损耗引起),并且φn,k表示沿着路径k的第n个频率分量的信号的相位。然后,无线通信装置处的接收信号R可被描述为从所有路径向该无线通信装置的所有输出信号rk(t)的总和,其在式(3)中示出:
将式(2)代入式(3)得到下式(4):
然后,可以(例如,使用一个或多于一个运动检测算法)分析无线通信装置(例如,图2A和图2B中的无线通信装置204B、204C或者图2C中的客户端装置232或AP 226、228)处的接收信号R以检测运动。例如,使用快速傅立叶变换(FFT)或其他类型的算法,可以将无线通信装置处的接收信号R变换到频域。变换后的信号可以将接收信号R表示为一系列n个复数值,其中一个复数值用于相应频率分量(n个频率ωn处)中的各频率分量。对于频率ωn处的频率分量,可以在式(5)中按照如下表示复数值Yn:
给定频率分量ωn的复数值Yn指示该频率分量ωn处的接收信号的相对大小和相位偏移。可以在某时间段内重复地发送信号f(t),并且可以针对各发送信号f(t)获得复数值Yn。当对象在空间中移动时,由于空间的信道响应αn,k不断变化,因此复数值Yn在该时间段内改变。因此,在信道响应中检测到的变化(以及由此复数值Yn)可以指示对象在通信信道内的运动。相反,稳定的信道响应可以指示缺少运动。因此,在一些实现中,可以处理无线网络中的多个装置中的各装置的复数值Yn,以检测在传送信号f(t)所穿过的空间中是否发生了运动。信道响应可以在时域或频域中表示,并且傅立叶变换或逆傅立叶变换可以用于在信道响应的时域表达和信道响应的频域表达之间切换。
在图2A、图2B、图2C的另一方面中,可以使用波束成形状态信息来检测在由传送信号f(t)穿过的空间中是否发生了运动。例如,可以基于通信信道的一些知识(例如,通过接收器所生成的反馈属性)在装置之间进行波束成形,该波束成形可用于生成由传送器装置为了使传送波束/信号在一个或多于一个特定方向上成形所施加的一个或多于一个引导属性(例如,引导矩阵)。在一些实例中,在波束成形处理中使用的引导或反馈属性的变化指示在由无线信号接入的空间中可能由移动对象引起的改变。例如,可以通过识别一段时间内的通信信道的显著变化(如由信道响应、引导或反馈属性、或者其任意组合所示)来检测运动。
在一些实现中,例如,可以基于由接收器装置(波束成形接收端)基于信道探测所提供的反馈矩阵来在传送器装置(波束成形发送端)处生成引导矩阵。由于引导矩阵和反馈矩阵与信道的传播特性有关,因此这些波束成形矩阵随着对象在信道内移动而改变。信道特性的变化相应地反映在这些矩阵中,并且通过分析矩阵,可以检测运动,并且可以确定所检测到的运动的不同特性。在一些实现中,可以基于一个或多于一个波束成形矩阵来生成空间图。空间图可以指示空间中的对象相对于无线通信装置的一般方向。在一些情况下,可以使用波束成形矩阵(例如,反馈矩阵或引导矩阵)的“模式”来生成空间图。空间图可用于检测空间中的运动的存在或者检测所检测到的运动的地点。
在一些实现中,可以将运动检测系统的输出作为用户装置上的用户接口上的图形显示的通知来提供。图3是示出用户装置上的用户接口300上的示例图形显示的图。在一些实现中,用户装置是用于检测运动的客户端装置232、指定给空间200、201中的个人的照护者或紧急联系人的用户装置、或者通信地耦接到运动检测系统以从运动检测系统接收通知的任何其他用户装置。
图3所示的示例用户接口300包括显示由运动检测系统生成的运动数据的元素302。如图3所示,元素302包括包含时间段304(其包括一系列时间点306)的水平时间线以及运动数据的标绘图,该运动数据的标绘图指示由运动检测系统针对一系列时间点306中的各时间点检测到的运动程度。在所示示例中,向用户通知所检测到的运动在特定时间(例如,9:04)在特定地点(例如,厨房)附近开始,并且所检测到的相对运动程度由各时间点处的曲线的高度指示。
图3所示的示例用户接口300还包括显示在运动检测系统的各运动区中检测的相对运动程度的元素308。特别地,元素308指示8%的运动是在“入口”区检测到,而62%的运动是在“厨房”区检测到。元素302、308中提供的数据可以帮助用户确定响应于运动检测事件而采取的适当动作,将运动检测事件与用户的观察或知识相关,确定运动检测事件为真还是假,等等。
在一些实现中,可以实时地(例如,向终端用户)提供运动检测系统的输出。附加地或可替代地,运动检测系统的输出可以被存储(例如,本地存储在无线通信装置204、客户端装置232、AP 226、228上或基于云的存储服务上)并被分析以揭示某时间帧(例如,数小时、数天或数月)内的统计信息。可以存储并分析运动检测系统的输出以揭示某时间帧内的统计信息的示例是处于健康监测、生命体征监测、睡眠监测,等等。在一些实现中,可以基于运动检测系统的输出来提供警报(例如,通知、音频警报或视频警报)。例如,可以基于运动检测系统的输出将运动检测事件通信到其他装置或系统(例如,安全系统或控制中心)、指定的照护者或指定的紧急联系人。
现在参考图4A,呈现了与无线通信网络402相关联的示例空间400的图。示例空间400可以是由一个或多于一个物理壁404分区以限定各种区域406(诸如公共区域406a、入口406b、起居室406c和厨房406d等)的住宅。无线通信网络402可以包括通过无线链路410连接的无线通信装置408。在图4A中,无线通信装置408被标记为Di,其中i=第i无线通信装置408。类似地,无线链路410由Li标记,其中i=第i无线链路410。无线通信装置408可以包括无线AP 408a(其可以用作无线通信网络402中的集线器)以及无线客户端408b(诸如移动装置、智能电话、智能手表、平板电脑、膝上型计算机、智能恒温器、支持无线的照相机、智能TV、支持无线的扬声器、支持无线的电源插座等)。无线链路410可以由无线通信网络402中的相应无线通信装置408对来定义。无线通信网络402可以是运动检测系统的一部分或全部,在许多变型中,该运动检测系统基于在无线链路410上传送的无线信号生成运动感测数据。
在某些情况下,示例空间400可以包括在其中移动的对象或人。这种对象或人的运动可能干扰无线链路410,特别是彼此相邻的无线链路410对。(如图4A中的pij所示的)概率或似然可以与在时间上顺次受运动干扰的无线链路对相关联。这里,值pij被称为概率,因为它们是标准化值的集合;在一些情况下,可以以等效的方式使用似然值(其不必一定是标准化的)。可以基于在一时间段内收集的运动感测数据来生成概率或似然值。例如,可以根据表示在某时间段内在无线链路410上检测到的干扰的运动感测数据来计算概率值pij。在一些示例中,通过在运动检测系统操作的数个小时内观察链路干扰来计数概率或似然。概率值pij可以在大小上与定义无线链路对的无线通信装置408之间的距离成反比。例如,概率可以与第一无线通信装置和第二无线通信装置之间的距离成反比,其中,第一无线通信装置与受运动干扰的无线链路对中的第一个相关联,第二无线通信装置与该无线链路对中的第二个相关联。无线链路对可以共同地共享根无线通信装置(例如,无线AP 408a)。图4A描绘了与相应无线客户端408b相关联的无线链路对。然而,其他类型的无线通信装置408也是可能的(例如,AP)。
顺次干扰的概率可以受示例空间400中的因素的影响,诸如定义无线链路对的无线通信装置408的相对地点和它们之间的物理对象(例如,一个或多于一个物理壁404)。例如,彼此靠近的无线通信装置408(诸如无线通信装置D1和D3等)可以定义与由彼此远离的无线通信装置408(诸如无线通信装置D2和D5等)定义的无线链路对(例如L1和L2)相比具有更高顺次干扰概率的无线链路对(例如L3和L4)。物理壁404的存在可能阻碍对象或人的运动,从而减少对象或人从物理壁404的一侧到另一侧的转变。例如,示例空间400中的无线链路对L2和L3被物理壁404隔开,由此,相对于物理壁404不存在的情形,该无线链路对的顺次干扰的概率可能减少。
在一些实现中,示例空间400对应于分区成不同生活空间的房屋。入口406b和起居室406c可以具有将其隔开的大的壁,因此进入入口406b的人在不经过无线AP 408a所位于的公共区域406a的情况下不能进入起居室406c。由于人不能在入口406b和起居室406c之间直接穿过,因此运动感测数据将仅微弱地表示无线链路410的入口和起居室覆盖区之间(例如,L4和L5之间)的转变。由此,运动感测数据可以针对将入口406b和起居室406c放置得彼此远离的房屋的地图提供基础。此外,厨房406d位于与入口406b相对的房屋的角落上。入口406b到厨房406d之间的运动甚至比入口406b和起居室406c之间的运动更不可能。由此,运动感测数据将非常微弱地表示(如果存在)无线链路410的入口和厨房覆盖区之间(例如,L2和L5之间)的转变。在这种情况下,运动感测数据可以针对将入口406b和厨房406d放置得比入口406b和起居室406c彼此更远离的房屋的地图提供基础。然而,厨房406d和起居室406c被部分壁隔开。这种配置可能类似于“开放式概念”房屋,因而厨房406d和起居室406c之间的运动可能是常见的。因此,运动感测数据将更强烈地表示无线链路410的厨房和起居室覆盖区(例如,L2和L3)之间的转变。因此,运动感测数据可以针对将厨房406d和起居室406c放置得彼此靠近(例如,彼此相邻)的房屋的地图提供基础。
如图4A所示,房屋的不同生活空间可以与一个或多于一个无线通信装置相关联。公共区域406a、入口406b和厨房406d例如与相应的无线通信装置D5、D4和D2相关联。起居室406c与两个无线通信装置D1和D3相关联。在一些实例中,一个或多于一个无线通信装置允许两个无线链路410的顺次干扰与不同生活空间之间的对象或人的运动有关。例如,无线链路L2和L3的顺次干扰可以与起居室406c和厨房406d之间的运动有关。在一些实例中,一个或多于一个无线通信装置允许两个无线链路410的顺次干扰与单个生活空间内的运动有关。例如,无线链路L3和L4的顺次干扰可以与起居室406c内的运动有关。
如上所述,干扰房屋中的无线链路410对的概率可以与同该无线链路410对相关联的两个无线通信装置之间的距离有关。例如,无线通信装置D1和D3比无线通信装置D2和D5更彼此靠近。由此,无线链路L3和L4被顺次干扰的概率高于无线链路L1和L2被顺次干扰的概率。因此,房屋的运动感测数据可以指示相对于无线链路L1和L2的无线链路L3和L4的高频率干扰。因此,该运动感测数据可以用于确定相对于无线链路L1和L2的无线链路L3和L4的顺次干扰的概率。概率继而允许确定无线通信装置D1和D3之间的距离以及无线通信装置D2和D5之间的距离。通常,房屋中的无线链路410对的运动感测数据可以用于确定无线通信装置408对之间的距离,这继而可以用于确定无线通信装置408的空间地图。
图4B是基于图4A的示例空间400的示例空间地图450的图。示例空间地图450表示示例空间400中的无线通信装置408的空间布置。空间布置可以基于各个无线通信装置408在示例空间地图450的坐标系中的空间坐标(例如,x-y坐标),并且空间坐标可以是基于运动感测数据生成的。在一些实例中,坐标系是物理坐标系(例如,使用物理坐标)。在其他实例中,坐标系是逻辑坐标系(例如,使用任意坐标)。为了生成空间坐标,计算装置可以处理运动感测数据以确定无线通信装置408对之间的距离,并且根据该距离计算空间坐标。在许多实现中,无线通信装置408的空间布置包括选定无线通信装置408对之间的空间路径452。计算装置可以通过根据空间坐标进行生成树的生成来确定空间路径452。例如,计算装置可以执行生成树算法来确定连接无线通信装置408的空间路径452的最小数量。因此,生成树包括连接到各个无线通信装置的至少一个空间路径。在一些实例中,最小数量对应于具有相应长度(当求和时,具有最小长度)的空间路径452的数量。空间路径452表示无线通信装置之间的估计运动路程。由此,空间路径452不同于无线通信装置之间的无线链路410。例如,无线链路410(由无线信号穿过)可以通过空间中的壁和物理屏障,而空间路径452(由人或其他移动对象穿过)通常将避开壁和其他物理屏障。
在一些实现中,计算装置通过根据初始空间坐标集生成最终空间坐标集来确定空间坐标。例如,计算装置可以执行定义初始空间坐标集的优化处理的程序指令。在这些实现中,计算装置可以根据包括各个无线链路410对的概率值的运动感测数据产生第一数据结构(例如,第一矩阵)。概率值可以表示无线链路410对被顺次干扰的概率。计算装置还产生第二数据结构(例如,第二矩阵),其包括定义无线链路410的各个无线通信装置408对的距离值。距离值可以基于概率值(例如,其倒数)并且表示无线通信装置408对之间的距离。例如,两个装置之间的距离dij可以与同这两个装置相关联的概率pij有关,如dij∝1/pij或另外情况。然后,计算装置将距离值转换成初始空间坐标集。初始空间坐标集指示无线通信装置408在二维坐标系(例如,x-y坐标系)中的地点。二维坐标系可以是物理或逻辑坐标系。在一些实例中,计算装置产生包括初始空间坐标集的第三数据结构(例如,第三矩阵)。
在使用优化处理的实现中,计算装置然后针对定义无线链路410的无线通信装置408对选择任意坐标。计算装置随后基于该任意坐标确定该无线通信装置对408之间的测试距离。从第二数据结构中的该无线通信装置408对的距离值中减去该测试距离。然后所得差被平方。例如,并参考图4A,第二数据结构可以具有距离值该距离值表示无线通信装置D1和D2之间的距离。距离值基于无线链路L2和L3被顺次干扰的概率p23。计算装置在二维坐标系中针对无线通信装置D1和D2选择由矢量表示的任意坐标。基于这些坐标,计算装置确定无线通信装置D1和D2的测试距离并且从测试距离中减去距离值差随后被平方,例如
作为优化处理的一部分,计算装置确定定义无线链路410的各个无线通信装置408对的平方差(例如,如上所述)。然后,计算装置将所有平方差求和以产生残差值,该残差值表征针对该无线通信装置408对所选择的任意坐标。计算装置随后以迭代方式改变该任意坐标以找到最小残差值。与最小残差值相关联的任意坐标对应于最终空间坐标集,并且可以聚集成第三数据结构(例如,第三矩阵)。在一些情况下,优化处理可以使用以下目标:
其中X是各装置的坐标的矢量;D(X)是来自坐标的距离矩阵生成子,并且Dp是来自逆概率的距离矩阵生成子。
图5A是示出无线通信网络中相应无线通信装置的示例空间坐标的图500。无线通信装置可以类似于关于图4A-图4B所述的无线通信装置。图500包括针对示例空间坐标的二维坐标系。二维坐标系可以基于定义物理空间的维度方面的物理单元,或者替代地,基于表示维度方面的逻辑单元。在许多变型中,逻辑单元是从运动感测数据导出的,该运动感测数据表征无线通信装置所占据的空间中的运动(或运动的不存在)。图5A示出具有以下坐标值对的七个空间坐标:
然而,其他数量的空间坐标是可能的,并且这些空间坐标可以具有与上面所示不同的相应坐标值对。
图5B是示出针对图5A的示例空间坐标的示例生成树的图500。示例生成树可以使用诸如上面关于图4B所述的优化处理来确定。示例生成树包括连接无线通信装置504(或节点)的空间路径502。此外,无线通信装置504与二维坐标系中的距离相关联如下:
在上面的矩阵中,各元素Dij表示无线通信装置对(即第i无线通信装置和第j无线通信装置)之间的距离。矩阵是对称的,指示正向方向上的距离与反向方向上的距离相同,并且同一无线通信装置之间的距离为零。例如,从第一无线通信装置到第三无线通信装置的距离(即D13=21.16)与从第三无线通信装置到第一无线通信装置的距离(即D31=21.16)相同。第二无线通信装置之间的距离(即D22=0.00)为零。
示例生成树可以允许用户感知无线通信装置504之间的空间关系和连接距离。例如,图500包括虚线506,以指示其间具有最长距离的无线通信装置对。该无线通信装置对对应于节点1和4。与该指示一致,矩阵的最大值(即94.69)与元素D14和D41相关联。作为另一示例,图500包括虚线508,以指示其间具有短距离的无线通信装置对。与该指示一致,矩阵的较小值(即20.67)与元素D27和D72相关联。该较小值接近矩阵的最小值(19.06)。
现在参考图6,呈现了指示根据共同特性选择的无线通信装置组602、604的示例空间地图600。示例空间地图600可以类似于关于图4B描述的示例空间地图450,并且与图4B和图6这两者类似的特征经由增量相差200的附图标记相关。示例空间地图600可以显示在显示装置(诸如图形用户接口的一部分等)上以接收与共享共同特性的无线通信装置有关的用户输入。例如,用户可以向显示装置输入信息,从而选择与空间的第一区域(例如,图4A的公共区域406a)相关联的第一无线通信装置组602和与空间的第二区域(例如,图4A的起居室406c)相关联的第二无线通信装置组604。显示装置可以将用户输入通信到运动检测系统,运动检测系统继而可以将第一运动区和第二运动区分别分配给第一无线通信装置组602和第二无线通信装置组604。
图7是示出例如由运动检测系统进行的示例处理700的流程图。运动检测系统可以处理基于(例如,在无线通信装置之间的无线链路上)传送通过空间的无线信号的信息,以检测空间中对象的运动(例如,如关于图1和图2A、图2B、图2C或其他所述)。示例处理700的操作可以由远程计算机系统(例如,云中的服务器)、无线通信装置(例如,一个或多于一个无线通信装置)或其他类型的系统来进行。例如,示例处理700中的一个或多于一个操作可以由图1中的示例无线通信装置102A、102B、102C、图2C中的客户端装置232或AP 226、228、图4A-图4B中的无线通信装置408中的一个或多于一个、或者由基于云的计算机系统来进行。
示例处理700可以包括附加的或不同的操作,并且这些操作可以按所示的顺序或其他顺序进行。在一些情况下,图7所示的一个或多于一个操作可以被实现为包括多个操作、子处理或其他类型的例程的处理。在某些情况下,操作可以组合、以其他顺序进行、并行进行、迭代或以其他方式重复进行,或者以其他方式进行。
在710,基于在无线网络中通信的无线信号来感测运动。例如,可以基于在第一时间段期间通过无线通信网络中的相应无线通信装置对所定义的无线链路传送的第一无线信号来生成运动感测数据。运动感测数据可以表示由与无线通信网络相关联的空间中的运动引起的无线链路的信道变化或干扰。
在720,确定无线网络中的无线通信装置的空间坐标。例如,可以基于运动感测数据生成相应无线通信装置的空间坐标。相应无线通信装置的空间坐标可以表示无线通信装置在空间中的地点。
在730,诸如通过显示装置上的图形界面等,将空间地图呈现给用户。例如,可以响应于显示装置上显示无线通信装置的空间布置(或空间地图)的图形表示来接收用户输入。空间布置的图形表示向用户示出无线通信装置在空间中如何相对于彼此物理定位,并且可以提供关于空间内的不同区域或区如何彼此连接的信息。空间布置可以包括二维空间信息(例如,楼层平面图)、三维空间信息(例如,平面图、立面图或透视图的组合)或其他空间信息。可以基于空间坐标生成空间布置,并且用户输入可以指示共享共同特性的选定无线通信装置组。
在740,基于响应于呈现空间地图所接收到的用户输入来定义一个或多于一个运动区。例如,可以在与空间相关联的运动检测系统中定义运动区。各运动区可以表示空间中的不同区域;例如,运动区可以表示不同的房间、区段、象限、水平或这些和其他类型区域的组合。运动区可以包括表示第一区域的第一运动区,该第一区域包括选定无线通信装置组。运动区可以包括附加运动区,各附加运动区包括一个或多于一个其他无线通信装置。
在750,修改运动检测系统中的设置。例如,730处接收到的用户输入可以包括运动区的名称或标签,并且运动检测系统设置可以在750处被修改,以将新的名称或标签与相应的运动区相关联。作为另一示例,运动检测系统设置可以被修改以指定当系统检测到运动时要执行的动作。例如,运动检测系统可以被编程为当在一个或多于一个运动区中检测到运动时向特定装置发送指令、命令或通知。
在760,由运动检测系统感测运动,诸如一个或多于一个运动区中的运动等。例如,运动检测系统可以基于在第二时间段期间通过一个或多于一个无线链路传送的第二无线信号来检测空间中对象的运动。
在770,可以根据设置(或修改后的设置)通知用户装置,或者指示物联网(IoT)装置。例如,响应于将选定无线通信装置组中的无线通信装置之一识别为运动的地点,可以生成指示在第一运动区中检测到运动的消息。在生成该消息之后,该消息可以被发送到与运动检测系统相关联的装置,诸如IoT装置或用户装置。在一些情况下,当消息被发送到用户装置时,用户装置生成向用户通知运动(例如,何时以及在哪里检测到运动)的图形显示(诸如图3所示的示例等)。作为另一示例,响应于将选定无线通信装置组中的无线通信装置之一识别为运动的地点,可以向与运动检测系统相关联的装置发送指令以改变装置的状态。在一些实例中,状态可以是电源状态,诸如开-关状态等。
图8A是示意性表示示例系统800的框图,该示例系统800包括与运动感测系统804交互的用户装置806和无线网络802。无线网络802可以例如是关于图1和图2C描述的任何类型的无线通信网络、或其他类型的无线网络。用户装置806可以是例如智能电话、膝上型计算机、平板电脑、智能手表、智能电视或包括显示器并从用户接收反馈或其他输入的其他类型的装置。例如如关于图1、图2A、图2B、图2C或其他所述,运动感测系统804可以是基于无线网络802中交换的信号感测运动的计算机实现的系统(例如,软件、硬件、固件或其组合)。系统800还包括存储概率数据结构810和运动区812的数据存储装置808。数据存储装置808可以包括(在无线网络802本地的)本地装置、远程装置、基于云的系统上的任何形式的数据存储装置或其他类型的数据存储装置。系统800可以包括附加的或不同的特征,并且系统800的特征可以以其他方式配置。
图8B是表示可以在图8A所示的系统800中进行的示例操作的信号传递和流程图。如图8B所示,无线网络802向运动感测系统804发送无线感测数据。运动感测系统803然后可以基于运动感测数据推断无线网络802中的装置的地点(例如,如上文关于图4A、图4B、图5A、图5B或其他所述)。所推断的地点信息然后被发送到用户装置806,用户装置806向用户显示装置的空间布置的图形表示。用户装置806然后响应于图形表示获得用户输入。用户输入可以例如作为用户与触摸屏、触控笔、键盘、指示装置或其他类型的用户接口交互的结果而获得。用户输入包括对共享共同特性的装置的选择(例如,如关于图6所述)。例如,用户可以选择都在同一房间中的装置组,并且用户还可以提供房间的名称(例如,“起居室”)。用户装置806然后基于用户输入向运动感测系统804发送信息,并且运动感测系统804基于来自用户装置806的信息定义(或更新)运动区。例如,运动感测系统804可以更新概率数据结构810、运动区812或存储在数据存储装置808上的其他信息。随后,无线网络802向运动感测系统804发送无线感测数据,运动感测系统804基于无线感测数据检测对象的运动。运动感测系统804然后可以向用户装置806、向无线网络802、向其他系统或装置、或者向多个系统或装置发送消息。例如,消息可以向用户装置806通知在运动区中检测到运动,并且通知可以包括由用户提供的名称(例如,“起居室”)。作为另一示例,消息可以包括针对无线网络802中智能装置的指令或命令。例如,该指令可以修改灯光设置、温度设置,激活或停用装置,或者进行其他动作。
图9是示出示例无线通信装置900的框图。如图9所示,示例无线通信装置900包括接口930、处理器910、存储器920和电源单元940。无线通信装置(例如,图1中的无线通信装置102A、102B、102C中的任何无线通信装置)可以包括附加的或不同的组件,并且无线通信装置900可以被配置为如针对以上示例所述进行操作。在一些实现中,无线通信装置的接口930、处理器910、存储器920和电源单元940一起容纳在共同壳体或其他组装件中。在一些实现中,无线通信装置的组件中的一个或多于一个可以单独地容纳在例如单独壳体或其他组装件中。
示例接口930可以通信(接收、传送或这两者)无线信号。例如,接口930可以被配置为对根据无线通信标准(例如,Wi-Fi、4G、5G、蓝牙等)格式化的射频(RF)信号进行通信。在一些实现中,示例接口930包括无线电子系统和基带子系统。无线电子系统例如可以包括一个或多于一个天线和射频电路。无线电子系统可以被配置为在无线通信信道上通信射频无线信号。作为示例,无线电子系统可以包括无线电芯片、RF前端和一个或多于一个天线。基带子系统例如可以包括被配置为处理数字基带数据的数字电子器件。在一些情况下,基带子系统可以包括数字信号处理器(DSP)装置或其他类型的处理器装置。在一些情况下,基带系统包括数字处理逻辑,以操作无线电子系统、通过无线电子系统通信无线网络业务或进行其他类型的处理。
示例处理器910可以执行指令,以例如基于数据输入生成输出数据。指令可以包括存储在存储器920中的程序、代码、脚本、模块或其他类型的数据。附加地或可替代地,指令可以被编码为预编程或可重新编程的逻辑电路、逻辑门或其他类型的硬件或固件组件或模块。处理器910可以是或包括通用微处理器作为专用协处理器或其他类型的数据处理设备。在一些情况下,处理器910进行无线通信装置900的高级操作。例如,处理器910可以被配置为执行或解释存储在存储器920中的软件、脚本、程序、函数、可执行文件或其他指令。在一些实现中,处理器910可以包括在无线通信装置900的接口930或其他组件中。
示例存储器920可以包括计算机可读存储介质,例如易失性存储器装置、非易失性存储器装置或这两者。存储器920可以包括一个或多于一个只读存储器装置、随机存取存储器装置、缓冲存储器装置或这些和其他类型的存储器装置的组合。在一些实例中,存储器的一个或多于一个组件可以与无线通信装置900的其他组件集成或以其他方式相关联。存储器920可以存储可由处理器910执行的指令。例如,这些指令可以包括用于进行图7所示的示例处理700中的操作的一个或多于一个的指令。
示例电源单元940向无线通信装置900的其他组件提供电力。例如,其他组件可以基于由电源单元940通过电压总线或其他连接所提供的电力来操作。在一些实现中,电源单元940包括电池或电池系统,例如可再充电电池。在一些实现中,电源单元940包括适配器(例如,AC适配器),该适配器接收(来自外部源的)外部电力信号并将该外部电力信号转换为针对无线通信装置900的组件所调节的内部电力信号。电源单元940可以包括其他组件或以其他方式进行操作。
本说明书中所描述的一些主题和操作可以在数字电子电路中、或者在计算机软件、固件或硬件中实现,包括本说明书中所公开的结构及其结构等同物、或者这些结构中的一个或多于一个的组合。本说明书中所描述的一些主题可以被实现为一个或多于一个计算机程序(即计算机程序指令的一个或多于一个模块),该计算机程序被编码在计算机存储介质上以供数据处理设备执行或用于控制数据处理设备的操作。计算机存储介质可以是或者可以被包括在如下之中:计算机可读存储装置、计算机可读存储基板、随机或串行存取存储器阵列或装置、或者它们中的一个或多于一个的组合。此外,虽然计算机存储介质不是传播信号,但是计算机存储介质可以是编码在人工生成的传播信号中的计算机程序指令的源或目的地。计算机存储介质也可以是或者被包括在如下之中:一个或多于一个单独的物理组件或介质(例如,多个CD、盘或其他存储装置)。
本说明书中所描述的操作的一部分可被实现为由数据处理设备对一个或多于一个计算机可读存储装置上所存储的或从其他源接收到的数据进行的操作。
术语“数据处理设备”涵盖了用于处理数据的所有种类的设备、装置和机器,其例如包括可编程处理器、计算机、片上系统、或者前述中的多个或组合。该设备可以包括专用逻辑电路,例如FPGA (现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)。该设备除了包括硬件之外,还可以包括用于创建所讨论的计算机程序的执行环境的代码,例如构成处理器固件、协议栈、数据库管理系统、操作系统、跨平台运行时环境、虚拟机、或者它们中的一个或多于一个的组合的代码。
计算机程序(也已知为程序、软件、软件应用、脚本或代码)可以以包括编译语言或解释语言、声明语言或过程语言的任何形式的编程语言来编写,并且其可以以任何形式进行部署,包括被部署为独立程序或者被部署为模块、组件、子例程、对象或者适合在计算环境中使用的其他单元。计算机程序可以但不需要与文件系统中的文件相对应。程序可以存储在文件的一部分中,其中该文件用于将其他程序或数据(例如,标记语言文档中所存储的一个或多于一个脚本)保持在专用于程序的单个文件中、或者保持在多个协调文件(例如,用于存储一个或多于一个模块、子程序或代码的一部分的文件)中。计算机程序可以被部署为在一个计算机上执行,或者在位于一个站点处或跨多个站点分布并且通过通信网络互连的多个计算机上执行。
本说明书中所描述的处理和逻辑流中的一些可以通过以下来进行:由一个或多于一个可编程处理器执行一个或多于一个计算机程序以通过对输入数据进行操作并生成输出来进行动作。这些处理和逻辑流还可以由专用逻辑电路进行,并且设备也可被实现为专用逻辑电路,其中所述专用逻辑电路例如是FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)。
为了提供与用户的交互,操作可以在计算机上实现,其中该计算机具有用于向用户显示信息的显示装置(例如,监测器或其他类型的显示装置)、以及用户可以向计算机提供输入所通过的键盘和指示装置(例如,鼠标、追踪球、平板电脑、触敏屏幕或其他类型的指示装置)。其他种类的装置也可以用于提供与用户的交互;例如,被提供至用户的反馈可以是任何形式的感觉反馈,例如视觉反馈、听觉反馈或触觉反馈;并且来自用户的输入可以以任何形式来接收,包括声音、语音或触觉输入。另外,计算机可以通过相对于用户所使用的装置发送和接收文档(例如,通过响应于从用户的客户端装置上的web浏览器接收到的请求而向该web浏览器发送web页面)来与该用户进行交互。
在一般方面,这里描述的系统和技术允许基于用户输入和从无线信号导出的运动感测数据来确定空间地图。
在第一示例中,一种方法包括基于在第一时间段期间通过无线通信网络中的相应无线通信装置对所定义的无线链路传送的第一无线信号来生成运动感测数据。运动感测数据表示由与无线通信网络相关联的空间中的运动引起的无线链路的干扰。该方法还包括基于运动感测数据来生成相应无线通信装置的空间坐标。各个无线通信装置的空间坐标表示该无线通信装置在空间中的地点。该方法附加地包括响应于在显示装置上显示无线通信装置的空间布置的图形表示来接收用户输入。空间布置是基于空间坐标生成的,并且用户输入指示共享共同特性的选定无线通信装置组。
该方法还包括在与空间相关联的运动检测系统中定义多个运动区。多个运动区中的各个运动区表示空间中的不同区域,并且多个运动区包括第一运动区,该第一运动区表示包括选定无线通信装置组的空间。此外,该方法包括通过运动检测系统的操作,基于在第二时间段期间通过一个或多于一个无线链路传送的第二无线信号来检测空间中对象的运动。该方法还包括响应于将选定无线通信装置组中的无线通信装置之一识别为运动的地点,生成指示在第一运动区中检测到运动的消息。该方法还包括将消息发送到与运动检测系统相关联的装置。
第一示例的实现可以包括以下特征中的一个或多于一个。例如,该方法可以包括基于空间坐标识别无线通信装置之间的空间路径。在该示例中,空间布置的图形表示指示空间路径。在一些实例中,通过根据空间坐标进行生成树的生成来识别空间路径。
第一示例的实现还可以包括以下特征中的一个或多于一个。例如,用户输入可以指示与选定无线通信装置组相关联的名称。在该示例中,定义第一运动区包括将名称与第一运动区相关联。此外,该消息指示与第一运动区相关联的名称。另外在该示例中,将消息发送到与运动检测系统相关联的装置包括将通知发送到用户装置。在一些实例中,用户输入指示选定无线通信装置组与空间中的同一房间相关联,并且由用户输入指示的名称是房间的名称。
第一示例的实现另外可以包括以下特征中的一个或多于一个。例如,将消息发送到与运动检测系统相关联的装置可以包括响应于在第一运动区中检测到运动来指示与运动检测系统相关联的装置进行操作。
第一示例的实现可以还包括以下特征中的一个或多于一个。例如,生成空间坐标可以包括基于第一运动感测数据生成无线通信装置对的似然值。各个无线通信装置对的似然值表示时间上顺次在该无线通信装置对处感测到运动的似然。在该示例中,生成空间坐标还包括基于似然值生成相应无线通信装置对的距离值。各个无线通信装置对的距离值表示这两个无线通信装置之间的距离。还在该示例中,生成空间坐标包括基于距离值生成空间坐标。在某些实例中,距离值由优化处理生成。
第一示例的实现又可以包括以下特征中的一个或多于一个。例如,生成相应无线通信装置的空间坐标可以包括针对无线通信网络中的各个MAC地址生成空间坐标。
第一示例的实现还可以包括以下特征中的一个或多于一个。例如,可以针对二维坐标系生成空间坐标,并且空间布置的图形表示可以包括无线通信装置的二维地图。
在第二示例中,一种非暂态计算机可读介质存储指令,该指令在由数据处理设备执行时可操作地进行第一示例的一个或多于一个操作。在第三示例中,系统包括多个无线通信装置、以及被配置为进行第一示例的一个或多于一个操作的计算机装置。
尽管本说明书包含很多细节,但这些细节不应被理解为对可以要求保护的范围的限制,而应被解释为特定于特定示例的特征的描述。还可以组合在单独实现的上下文中在本说明书所描述的或在附图中所示的特定特征。相反,在单个实现的上下文中所描述的或所示的各种特征还可以在多个实施例中单独实现或者以任何适合的子组合实现。
类似地,尽管按特定顺序在附图中描绘了这些操作,但这不应当被理解成为了实现期望结果就需要按所示特定顺序或顺次进行这些操作、或者进行全部所示操作。在特定情形下,多任务和并行处理可能是有利的。此外,以上所述的实现中的各种系统组件的分离不应当被理解为所有实现中均需要这些分离,并且应当理解,所述的程序组件和系统通常可以一起集成到单个产品中或者封装到多个产品中。
已经描述了许多实施例。然而,应当理解,可以进行各种修改。因此,其他实施例在所附权利要求的范围内。
Claims (30)
1.一种方法,包括:
基于在第一时间段期间在无线通信网络中的无线通信装置对之间所传送的第一无线信号来生成运动感测数据,所述运动感测数据表示与所述无线通信网络相关联的空间中的运动;
基于所述运动感测数据,生成相应无线通信装置的空间坐标,各个无线通信装置的空间坐标表示该无线通信装置在所述空间中的地点;
响应于在显示装置上显示所述无线通信装置的空间布置的图形表示来接收用户输入,所述空间布置是基于所述空间坐标生成的,所述用户输入指示共享共同特性的选定无线通信装置组;以及
在与所述空间相关联的运动检测系统中定义多个运动区,所述多个运动区中的各个运动区表示所述空间中的不同区域,所述多个运动区包括第一运动区,所述第一运动区表示包括所述选定无线通信装置组的第一区域。
2.根据权利要求1所述的方法,包括:
基于所述空间坐标,识别所述无线通信装置之间的空间路径,所述空间布置的图形表示指示所述空间路径。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其中,所述空间路径是通过根据所述空间坐标进行生成树的生成来识别的。
4.根据权利要求1或2所述的方法,还包括:
通过所述运动检测系统的操作,基于在第二时间段期间在一个或多于一个无线通信装置对之间所传送的第二无线信号来检测所述空间中的对象的运动;
响应于将所述选定无线通信装置组中的无线通信装置之一识别为所检测到的所述对象的运动的地点,来生成指示在所述第一运动区中检测到运动的消息;以及
将所述消息发送到与所述运动检测系统相关联的装置。
5.根据权利要求4所述的方法,
其中,所述用户输入指示与所述选定无线通信装置组相关联的名称;
其中,定义所述第一运动区包括将所述名称与所述第一运动区相关联;
其中,所述消息指示与所述第一运动区相关联的名称;以及
其中,将所述消息发送到与所述运动检测系统相关联的装置包括将通知发送到用户装置。
6.根据权利要求5所述的方法,其中,所述用户输入指示所述选定无线通信装置组与所述空间中的同一房间相关联,并且所述用户输入所指示的名称是所述房间的名称。
7.根据权利要求4所述的方法,其中,将所述消息发送到与所述运动检测系统相关联的装置包括响应于在所述第一运动区中检测到运动来指示与所述运动检测系统相关联的装置进行操作。
8.根据权利要求1所述的方法,其中,生成所述空间坐标包括:
基于第一运动感测数据,生成所述无线通信装置对的似然值,各个无线通信装置对的似然值表示时间上顺次在该无线通信装置对处感测到运动的似然;
基于所述似然值,生成相应无线通信装置对的距离值,各个无线通信装置对的距离值表示这两个无线通信装置之间的距离;以及
基于所述距离值来生成所述空间坐标。
9.根据权利要求8所述的方法,其中,所述距离值是通过优化处理生成的。
10.根据权利要求1或2所述的方法,其中,生成相应无线通信装置的空间坐标包括针对所述无线通信网络中的各个MAC地址生成空间坐标。
11.根据权利要求1或2所述的方法,其中,所述空间坐标是针对二维坐标系生成的,以及所述空间布置的图形表示包括所述无线通信装置的二维地图。
12.一种包括指令的非暂态计算机可读介质,所述指令在由数据处理设备执行时能够动作以进行操作,所述操作包括:
基于在第一时间段期间在无线通信网络中的无线通信装置对之间所传送的第一无线信号来生成运动感测数据,所述运动感测数据表示与所述无线通信网络相关联的空间中的运动;
基于所述运动感测数据,生成相应无线通信装置的空间坐标,各个无线通信装置的空间坐标表示该无线通信装置在所述空间中的地点;
响应于在显示装置上显示所述无线通信装置的空间布置的图形表示来接收用户输入,所述空间布置是基于所述空间坐标生成的,所述用户输入指示共享共同特性的选定无线通信装置组;以及
在与所述空间相关联的运动检测系统中定义多个运动区,所述多个运动区中的各个运动区表示所述空间中的不同区域,所述多个运动区包括第一运动区,所述第一运动区表示包括所述选定无线通信装置组的第一区域。
13.根据权利要求12所述的计算机可读介质,包括:
基于所述空间坐标,识别所述无线通信装置之间的空间路径,所述空间布置的图形表示指示所述空间路径。
14.根据权利要求12或13所述的计算机可读介质,其中,所述空间路径是通过根据所述空间坐标进行生成树的生成来识别的。
15.根据权利要求12或13所述的计算机可读介质,所述操作还包括:
基于在第二时间段期间在一个或多于一个无线通信装置对之间所传送的第二无线信号来检测所述空间中的对象的运动;
响应于将所述选定无线通信装置组中的无线通信装置之一识别为所检测到的所述对象的运动的地点,来生成指示在所述第一运动区中检测到运动的消息;以及
将所述消息发送到与所述运动检测系统相关联的装置。
16.根据权利要求15所述的计算机可读介质,
其中,所述用户输入指示与所述选定无线通信装置组相关联的名称;
其中,定义所述第一运动区包括将所述名称与所述第一运动区相关联;
其中,所述消息指示与所述第一运动区相关联的名称;以及
其中,将所述消息发送到与所述运动检测系统相关联的装置包括将通知发送到用户装置。
17.根据权利要求16所述的计算机可读介质,其中,所述用户输入指示所述选定无线通信装置组与所述空间中的同一房间相关联,并且所述用户输入所指示的名称是所述房间的名称。
18.根据权利要求15所述的计算机可读介质,其中,将所述消息发送到与所述运动检测系统相关联的装置包括响应于在所述第一运动区中检测到运动来指示与所述运动检测系统相关联的装置进行操作。
19.根据权利要求12或13所述的计算机可读介质,其中,生成所述空间坐标包括:
基于第一运动感测数据,生成所述无线通信装置对的似然值,各个无线通信装置对的似然值表示时间上顺次在该无线通信装置对处感测到运动的似然;
基于所述似然值,生成相应无线通信装置对的距离值,各个无线通信装置对的距离值表示这两个无线通信装置之间的距离;以及
基于所述距离值来生成所述空间坐标。
20.根据权利要求12或13所述的计算机可读介质,其中,生成相应无线通信装置的空间坐标包括针对所述无线通信网络中的各个MAC地址生成空间坐标。
21.根据权利要求12或13所述的计算机可读介质,其中,所述空间坐标是针对二维坐标系生成的,以及所述空间布置的图形表示包括所述无线通信装置的二维地图。
22.一种系统,包括:
无线通信网络中的多个无线通信装置;以及
包括一个或多于一个处理器的计算机装置,所述一个或多于一个处理器能够动作以进行操作,所述操作包括:
基于在第一时间段期间在无线通信网络中的无线通信装置对之间所传送的第一无线信号来生成运动感测数据,所述运动感测数据表示与所述无线通信网络相关联的空间中的运动;
基于所述运动感测数据,生成相应无线通信装置的空间坐标,各个无线通信装置的空间坐标表示该无线通信装置在所述空间中的地点;
响应于在显示装置上显示所述无线通信装置的空间布置的图形表示来接收用户输入,所述空间布置是基于所述空间坐标生成的,所述用户输入指示共享共同特性的选定无线通信装置组;以及
在与所述空间相关联的运动检测系统中定义多个运动区,所述多个运动区中的各个运动区表示所述空间中的不同区域,所述多个运动区包括第一运动区,所述第一运动区表示包括所述选定无线通信装置组的第一区域。
23.根据权利要求22所述的系统,所述操作包括:
基于所述空间坐标,识别所述无线通信装置之间的空间路径,所述空间布置的图形表示指示所述空间路径。
24.根据权利要求22或23所述的方法,其中,所述空间路径是通过根据所述空间坐标进行生成树的生成来识别的。
25.根据权利要求22或23所述的系统,所述操作还包括:
基于在第二时间段期间在一个或多于一个无线通信装置对之间所传送的第二无线信号来检测所述空间中的对象的运动;
响应于将所述选定无线通信装置组中的无线通信装置之一识别为所检测到的所述对象的运动的地点,来生成指示在所述第一运动区中检测到运动的消息;以及
将所述消息发送到与所述运动检测系统相关联的装置。
26.根据权利要求25所述的系统,
其中,所述用户输入指示与所述选定无线通信装置组相关联的名称;
其中,定义所述第一运动区包括将所述名称与所述第一运动区相关联;
其中,所述消息指示与所述第一运动区相关联的名称;以及
其中,将所述消息发送到与所述运动检测系统相关联的装置包括将通知发送到用户装置。
27.根据权利要求26所述的系统,其中,所述用户输入指示所述选定无线通信装置组与所述空间中的同一房间相关联,并且所述用户输入所指示的名称是所述房间的名称。
28.根据权利要求25所述的系统,其中,将所述消息发送到与所述运动检测系统相关联的装置包括响应于在所述第一运动区中检测到运动来指示与所述运动检测系统相关联的装置进行操作。
29.根据权利要求22或23所述的系统,其中,生成所述空间坐标包括:
基于第一运动感测数据,生成所述无线通信装置对的似然值,各个无线通信装置对的似然值表示时间上顺次在该无线通信装置对处感测到运动的似然;
基于所述似然值,生成相应无线通信装置对的距离值,各个无线通信装置对的距离值表示这两个无线通信装置之间的距离;以及
基于所述距离值来生成所述空间坐标。
30.根据权利要求22或23所述的系统,其中,生成相应无线通信装置的空间坐标包括针对所述无线通信网络中的各个MAC地址生成空间坐标。
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