DE10193220B3

DE10193220B3 - Verfahren und System zum Verteilen von Positionsdaten

Info

Publication number: DE10193220B3
Application number: DE10193220T
Authority: DE
Inventors: Merlin Smith; Mark Clayton; Rafael A. Saavedra
Original assignee: Motorola Solutions Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 2000-08-11
Filing date: 2001-08-10
Publication date: 2012-10-18
Anticipated expiration: 2021-08-11
Also published as: WO2002015513A2; US6380890B1; DE10193220T1; WO2002015513A3; AU2001284839A1

Abstract

Informationsgerätesystem (100), gekennzeichnet durch: eine Vielzahl von Navigationspositionsquellen (208), die Positionsdaten eines Anwenderknotens (”User Node”) zur Verfügung stellen, wobei die Positionsdaten verschiedene Eigenschaften haben; ein Positionsdienstmodul (202), das die Positionsdaten empfängt und die Positionsdaten vereinigt, um eine Zusammensetzung von Positionsdaten (240) zu bilden; ein Positionssitzungsmodul (204, 206), das von dem Positionsdienstmodul die Zusammensetzung von Positionsdaten empfängt; und eine Vielzahl von Anwendungen (210, 212, 214, 216), von denen jede, nachdem sie zuvor von dem Positionssitzungsmodul die Zusammensetzung von Positionsdaten angefordert hat, von dem Positionssitzungsmodul die Zusammensetzung von Positionsdaten empfängt, wobei jede der Anwendungen Positionsdatenkriterien einfügen kann, wenn die Anwendung von dem Positionssitzungsmodul die Zusammensetzung von Positionsdaten anfordert.

Description

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Informationsgerätesystem (”information appliance system”) und insbesondere auf ein Verfahren und ein System zum Verteilen von Positionsinformation.
Hintergrund der Erfindung
Navigationspositionsvorrichtungen werden derzeit in zahlreichen Vorrichtungen verwendet, um Positionsdaten für verschiedene Zwecke zur Verfügung zu stellen. Beispielsweise werden globale Positionierungssysteme (”global positioning systems” (GPS)) derzeit in Land-, See- und Luftfahrzeugen verwendet, um eine genaue dreidimensionale Lokalisierung überall in der Welt zur Verfügung zu stellen. Ebenso verwenden Anwendungen Positionsdaten zum Beispiel für Dinge, wie ortsspezifische Wetter- und Navigationshilfen in Automobilen.
Derzeit kann auf Positionsdaten von zahlreichen Navigationspositionsvorrichtungen durch eine Vorrichtung oder eine Anwendung zugegriffen werden, wobei die Vorrichtung oder die Anwendung direkt mit der Quelle der Positionsdaten kommuniziert. Dabei werden Ressourcen stark beansprucht, beispielsweise die Verarbeitungsleistung und der Speicher, damit Navigationspositionsvorrichtungen mit jeder Positionsvorrichtung direkt und simultan kommunizieren können. Ebenso kann eine Anwendung Positionsdaten empfangen, denen eine ausreichende Auflösung fehlt oder die für die Zwecke der Anwendung zu detailliert sind. Dies erzeugt weitere Ineffizienzen, wenn Information verarbeitet wird, die eventuell nicht nützlich ist.
Die Offenlegungsschrift WO 98/49577 beschäftigt sich mit dem Problem, dass eine allein auf GPS beruhende Positionsbestimmung insbesondere im städtischen Umfeld oft gestört ist. Als Lösung schlägt sie ein sogenanntes ”Dead Reckoning” vor, um Ausfälle zu vermeiden und die Genauigkeit zu erhöhen. Hierzu erhalt ein DR-Prozessor neben GPS-Daten von einem GPS-Empfänger auch Winkelraten von einem Kreisel (Gyro) sowie Geschwindigkeitsdaten von einer Odometerschnittstelle. Der DR-Prozessor ermittelt aus diesen einzelnen Positionsquellen integrierte Positionsdaten und gibt diese an eine anwendungsspezifische Vorrichtung weiter.
J. B. Alegiani et al., ”An In-Vehicle Navigation and Information System Utilizing Defined Software Services” IEEE Vehicle Navigation and Information Systems Conference, 11.–13. September 1989, Seiten A3 bis A8, beschreiben unter anderem eine hardwareunabhängige Verteilung von Positionsinformationen.
Entsprechend gibt es ein deutliches Bedürfnis nach einem Verfahren und einem System zum Überwinden der Mängel des oben beschriebenen Standes der Technik.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es wird auf die Zeichnungen Bezug genommen:
1 zeigt ein beispielhaftes Informationsgerätesystem;
2 zeigt eine Anwenderknotenvorrichtung eines beispielhaften Informationsgerätesystems;
3 zeigt einen lokalen Knoten eines beispielhaften Informationsgerätesystems;
4 zeigt einen regionalen Knoten eines beispielhaften Informationsgerätessystems;
5 zeigt ein Blockdiagramm eines Navigationspositionsgenerators;
6 zeigt eine beispielhafte Zusammenstellung von Positionsdaten; und
7 zeigt ein Leiterdiagramm für eine Ausführungsform der Erfindung.
Es sollte klar sein, dass im Sinne der Einfachheit und der Klarheit der Darstellung in der Zeichnung gezeigte Elemente nicht notwendigerweise maßstabsgetreu gezeichnet sind. Beispielsweise sind die Dimensionen von einigen der Elemente in Bezug auf alle anderen übertrieben. Weiterhin wurden Bezugszeichen in den Figuren wiederholt, wo dies geeignet erschien, um sich entsprechende Elemente zu bezeichnen.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
1 zeigt ein beispielhaftes Informationsgerätesystem 100. In 1 sind Beispiele von Komponenten eines Informationsgerätesystems 100 dargestellt, die eine Mehrzahl von Servern 102 umfassen, die mit einem regionalen Knoten 104 verbunden sind, und eine Mehrzahl von lokalen Knoten 106, die mit dem regionalen Knoten 104 verbunden sind. Es kann eine beliebige Anzahl von Servern 102, regionalen Knoten 104 und lokalen Knoten 106 innerhalb des Informationsgerätesystems 100 geben. Der regionale Knoten 104 kann mit einem Netzwerk verbunden sein, wie zum Beispiel dem Internet 114, sowie mit einer beliebigen Anzahl von Concierge-Diensten (”concierge services”) 112.
Ohne Beschränkung kann der lokale Knoten 106 eine Telefonzelle, ein Zellenort, ein lokales Netzwerk (”local area network” (LAN)), eine Telefongesellschaft, eine Kabelgesellschaft, ein Satellit oder ein beliebiger anderer Informationsdienst, eine Struktur oder eine Einheit sein, die Information senden, empfangen und übermitteln kann. Ein Informationsdienst kann ein beliebiger gewünschter Dienst sein, einschließlich, jedoch nicht ausschließlich, Telekommunikation, Breitbandkommunikation, Unterhaltung, Fernsehen, Radio, aufgezeichnete Musik, Filme, computerbasierte Spiele, Internet und andere Typen öffentlicher, privater, persönlicher, kommerzieller, der Regierung zugehöriger und militärischer Kommunikationen.
Der lokale Knoten 106 ist mit einer beliebiger Anzahl von Anwenderknoten 108 über eine Drahtleitung oder über drahtlose Schnittstellenmittel verbunden. In der Ausführungsform, die in 1 gezeigt ist, enthält der Anwenderknoten 108 eine Anwenderknotenkommunikationsvorrichtung 109 (in 2 gezeigt), die angeordnet ist, um Information unter Verwendung von drahtlosen Kommunikationsmitteln zu senden und zu empfangen. Der Anwenderknoten 108 kann ohne Beschränkung ein Auto, einen Lastwagen, einen Bus, ein Flugzeug, ein Boot, ein zellulares Handgerät, einen persönlichen digitalen Assistenten (”personal digital assistant” (PDA)), eine von Hand gehaltene (”hand-held”) tragbare Vorrichtung, einen Computer und dergleichen enthalten. Ohne Beschränkung kann die Anwenderknotenkommunikationsvorrichtung 109 ein integrierter Teil des Anwenderknotens 108, in einem Fahrzeug oder einer anderen mobilen Vorrichtung angebracht, von dem Anwender des Informationsgerätesystems 100 getragen und dergleichen sein. Der Anwenderknoten 108 kann mehr als eine Anwenderknotenkommunikationsvorrichtung 109 enthalten.
Der Anwenderknoten 108 kann über die Anwenderknotenkommunikationsvorrichtung 109 auch Daten von beziehungsweise zu Vorrichtungen und Diensten senden und empfangen, die von dem lokalen Knoten 106 verschieden sind. Beispielsweise kann die Anwenderknotenkommunikationsvorrichtung 109 Daten von beziehungsweise zu einem Satelliten 110, anderen Anwenderknoten 108, anderen Anwenderknotenkommunikationsvorrichtungen 109 und dergleichen senden und empfangen.
Das Informationsgerätesystem 100 einschließlich Anwenderknoten 108 und Anwenderknotenkommunikationsvorrichtung 109 sind geeignet, Audiodaten in einer beliebigen Anzahl von Kodierverfahren von einer beliebigen Anzahl von Quellen zu verwenden, die ADPCM, CD-DA, ITU G.711, G.722, G.723 & G.728, MPEG I, II & III, AC-3, AIFF, AIFC, AU, reine Stimme (”pure voice”), Echt-Audio (”real audio”) und WAV enthalten, jedoch nicht darauf beschränkt sind.
Das Informationsgerätesystem 100 einschließlich Anwenderknoten 108 und Anwenderknotenkommunikationsvorrichtung 109 sind geeignet, Videodaten in einer beliebigen Anzahl von Kodierverfahren von einer beliebigen Anzahl von Quellen zu verwenden, die ITU H.261 & H.263, Motion JPEG, MPEG-1, MPEG-2 und MPEG-4, Cinepak, ClearVideo, Sony DV, Indeo, Real Video, Sorensen und VDOLive enthalten, jedoch nicht darauf beschränkt sind.
Zusätzlich ist das Informationsgerätesystem 100 in der Lage, Audio- und Videodaten in einer beliebigen Anzahl von Formaten von einer beliebigen Anzahl von Quellen zu verwenden, die USB, IEEE 1394–1995 und IEEE 802.x enthalten jedoch nicht darauf beschränkt sind, und Protokolle verwenden, wie zum Beispiel HTTP, TCP/IP und UDP/IP.
2 zeigt eine Anwenderknotenkommunikationsvorrichtung 109 von einem beispielhaften Anwenderknoten 108 eines beispielhaften Informationsgerätesystems 100. Die Anwenderknotenkommunikationsvorrichtung 109 kann ohne Beschränkung innerhalb des Anwenderknotens 108 angeordnet, ein integrierter Teil eines Anwenderknotens und dergleichen sein. Beispielsweise kann die Anwenderknotenkommunikationsvorrichtung 109 in einem Fahrzeug, wie zum Beispiel einem Automobil, einem Boot oder einem Flugzeug angebracht sein, von einem Anwender getragen werden, an einem stationären Ort angeordnet sein und dergleichen. Wie in 2 gezeigt ist, umfasst die Anwenderknotenkommunikationsvorrichtung 109 einen Prozessor 120 mit zugeordneten Anwenderknotensteuerungsalgorithmen 126 und einem Anwenderknotenspeicher 128. Der Anwenderknotenspeicher 128 kann einen Random-Access-Speicher (RAM), einen Nur-Lese-Speicher (”read only memory” (ROM)) und anderer Speicher, wie zum Beispiel eine Festplatte, eine Floppy-Disk und/oder andere geeignete Speichertypen enthalten, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Der Prozessor 120 und der Anwenderknotensteuerungsalgorithmus 126 kann eine Kommunikation mit anderen in 1 gezeigten Knoten in Übereinstimmung mit geeigneten Programmen, die in dem Anwenderknotenspeicher 128 gespeichert sind, veranlassen und ausführen.
Die Anwenderknotenkommunikationsvorrichtung 109 umfasst auch eine Anwenderschnittstellenvorrichtung 130, die ohne Beschränkung eine fühlbare Schnittstelle 134, ein Mikrophon 133, Lautsprecher 132, eine beliebige Anzahl von Anzeigen 131 und dergleichen enthalten kann.
Die Anwenderknotenkommunikationsvorrichtung 109 umfasst auch einen Sender/Empfänger 122 zum Senden und Empfangen von Kommunikationen über ein drahtloses Signal 144 zwischen den verschiedenen in 1 dargestellten Knoten. Der Sender/Empfänger 122 erleichtert auch die Kommunikation zwischen anderen Vorrichtungen über das drahtlose Signal 159, beispielsweise Satelliten 110 und dergleichen. Kommunikationen werden über eine oder mehrere Antennen 142 gesendet und empfangen, die eine beliebige einzelne oder eine Kombination aus einer festen, einer steuerbaren, einer ungerichteten oder einer phasengesteuerten Antenne enthalten kann. Eine steuerbare Antenne kann eine elektronisch steuerbare Antenne, eine physisch steuerbare Antenne und dergleichen enthalten, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Anwenderknotenkommunikationsvorrichtung 109 kann auch einen Navigationspositionsgenerator 200 enthalten, der unten genauer beschrieben wird.
Die Anwenderknotenkommunikationsvorrichtung 109 kann auch eine Intra-Fahrzeugschnittstelle 136 umfassen, die eine Antenne 160 enthält. Die Intra-Fahrzeugschnittstelle 136 ist für eine kurzreichweitige drahtlose Kommunikation über ein drahtloses Signal 161 mit anderen drahtlosen Vorrichtungen 138 und Sensoren 140 geeignet, beispielsweise zellularen Handgeräten, Computern, Pagern, PDAs, Spielen, Druckern, Faxgeräten, TV, Bluetooth, Fahrzeugzustandssensoren und dergleichen. Die drahtlose Vorrichtung 138 kann eine Antenne 162 aufweisen und über ein drahtloses Signal 163 kommunizieren. Der Sensor 140 kann eine Antenne 164 haben und über ein drahtloses Signal 165 kommunizieren.
Bei einer Ausführungsform können die verschiedenen Komponenten und Systeme in 2 miteinander über eine Leitungsverbindung 135 kommunizieren, beispielsweise einen Leistungs-/Daten-/Steuerungs-Bus und dergleichen. Bei einer anderen Ausführungsform können die verschiedenen Komponenten in 2 über eine drahtlose Verbindung kommunizieren.
3 zeigt einen lokalen Knoten 106 eines beispielhaften Informationsgerätesystems 100. Wie in 3 gezeigt ist, umfasst der lokale Knoten 106 einen Prozessor 121 mit zugeordneten Lokalknoten-Steuerungsalgorithmen 146 und Lokalknotenspeicher 148. Der Lokalknotenspeicher 148 kann einen Random-Access-Memory (RAM), einen Nur-Lese-Speicher (”read only memory” (ROM)) und andere Speicher umfassen, wie zum Beispiel eine Festplatte, eine Floppy-Disk und andere geeignete Speichertypen, wobei er jedoch nicht darauf beschränkt ist. Der Prozessor 121 und Lokalknotensteuerungsalgorithmen 146 können mit anderen in 1 gezeigten Knoten eine Kommunikation in Übereinstimmung mit geeigneten Programmen veranlassen und ausführen, die in dem Lokalknotenspeicher 148 gespeichert sind.
Der lokale Knoten 106 enthält auch eine beliebige Anzahl von Sendern/Empfängern 175 zum Senden und Empfangen von Kommunikationen über das drahtlose Signal 144 von einer beliebigen Anzahl von Anwenderknoten 108. Die Kommunikationen werden über Antennen 166 gesendet und empfangen.
Der lokale Knoten 106 enthält auch eine beliebige Anzahl von Sender/Empfängern 176 zum Senden und Empfangen von Kommunikationen über drahtlose Signale 168 von einer beliebigen Anzahl von regionalen Knoten 104. Die Kommunikationen werden über eine Antenne 167 gesendet und empfangen. Wie in 3 gezeigt ist, können die verschiedenen Komponenten und Systeme auch über erdgebundene Verbindungen, Leitungsverbindungen und dergleichen mit anderen lokalen Knoten 106 und regionalen Knoten 104 kommunizieren.
Bei einer Ausführungsform können die verschiedenen Komponenten und Systeme in 3 miteinander über eine Leitungsverbindung 135 kommunizieren, zum Beispiel über einen Leistungs-/Daten-/Steuerungs-Bus und dergleichen. Bei einer anderen Ausführungsform können die verschiedenen Komponenten und Systeme in 3 über eine drahtlose Verbindung kommunizieren.
4 zeigt einen regionalen Knoten 104 eines beispielhaften Informationsgerätesystems 100. Wie in 4 gezeigt ist, umfasst der regionale Knoten 104 einen Prozessor 123 mit zugeordneten Regionalknoten-Steuerungsalgorithmen 150 und Regionalknotenspeicher 152. Der Regionalknotenspeicher 152 kann einen Random-Access-Memory (RAM), einen Nur-Lese-Speicher (”read only memory” (ROM)) und andere Speicher, wie zum Beispiel eine Festplatte, eine Floppy-Disk und andere geeignete Speichertypen umfassen, wobei er jedoch nicht darauf beschränkt ist. Der Prozessor 123 und die Regionalknoten-Steuerungsalgorithmen 150 können Kommunikationen mit anderen in 1 gezeigten Knoten in Übereinstimmung mit den geeigneten Programmen veranlassen und ausführen, die im Regionalknotenspeicher 152 gespeichert sind.
Der regionale Knoten 104 enthält auch eine beliebige Anzahl von Sendern/Empfängern 177 zum Senden und Empfangen von Kommunikationen über das drahtlose Signal 171 von einer beliebigen Anzahl von lokalen Knoten 106. Die Kommunikationen werden über eine Antenne 170 gesendet und empfangen.
Der regionale Knoten 104 enthält auch eine beliebige Anzahl von Sendern/Empfängern 178 zum Senden und Empfangen von Kommunikationen über ein drahtloses Signal 168 von einer beliebigen Anzahl von regionalen Knoten 104, Servern 102 und dergleichen. Die Kommunikationen werden über die Antenne 169 gesendet und empfangen. Wie in 4 gezeigt ist, können die verschiedenen Komponenten und Systeme auch über erdgebundene Verbindungen, Leitungsverbindungen und dergleichen mit anderen lokalen Knoten 106 und regionalen Knoten 104 kommunizieren.
Bei einer Ausführungsform können die verschiedenen Komponenten und Systeme in 4 miteinander über eine Leitungsverbindung 135 kommunizieren, zum Beispiel einen Leistungs-/Daten-/Steuerungs-Bus und dergleichen. Bei einer anderen Ausführungsform können die verschiedenen Komponenten und Systeme in 4 über eine drahtlose Verbindung kommunizieren.
5 zeigt ein Blockdiagramm eines Navigationspositionsgenerators 200. Wie in 5 gezeigt ist, umfasst der Navigationspositionsgenerator 200 ein Positionsdienstmodul 202, das mit einem oder mehreren Positionssitzungsmodulen 204, 206 verbunden ist. Das Positionsdienstmodul 202 und die Positionssitzungsmodule 204, 206 können Softwaremodule, fest verdrahtete Module und dergleichen sein. Der Positionsgenerator 200 kann mit dem Anwenderknoten 108, der Anwenderknotenkommunikationsvorrichtung 109 und dergleichen gekoppelt sein und verwendet werden, um die Position eines Anwenderknotens 108 zu definieren.
Das Positionsdienstmodul 202 ist auch mit einer Vielzahl von Navigationspositionsquellen 208 verbunden. Wie in 5 gezeigt ist, kann die Vielzahl von Navigationspositionsquellen 208 eine oder mehrere Quellen, Vorrichtungen, Softwaremodule und dergleichen umfassen, die Positionsinformation oder eine beliebige Komponente einer Kommunikationsinformation zur Verfügung stellen. Ein Teil der Vielzahl von Navigationspositionsquellen 208 kann Quellen oder Vorrichtungen enthalten, die mit dem Anwenderknoten 108 verbunden sind oder ein integrierter Teil davon sind. Ebenfalls kann ein Teil der Vielzahl von Navigationspositionsquellen 208 Quellen oder Vorrichtungen enthalten, die außerhalb des Anwenderknotens 108 angeordnet sind.
Beispiele der Vielzahl von Navigationspositionsquellen 208, die mit dem Anwenderknoten 108 verbunden sind, sind, ohne Beschränkung, Geschwindigkeitsmesser 222, Kompass 224, Gissung (”dead reckoning”) 226, Gyroscope 228, Höhenmesser 230 und dergleichen. Die Vielzahl von Navigationspositionsquellen 208, die mit dem Anwenderknoten 108 verbunden sind, erzeugen intern Positionsdaten für das Positionsdienstmodul 202.
Beispiele von Quellen und Vorrichtungen, die außerhalb des Anwenderknotens 108 angeordnet sind, sind, ohne Beschränkung, Global-Positionsierungssystem-Einheit (”global positioning system (GPS) unit”) 220, differenzielles GPS 232, Telefonzellen 234 (Quelle mit fester Position) und SNAPTRACK^TM 236 (Snaptrack Inc., 4040 Moorpark Ave., Suite 250, San Jose, CA 95117) umfassend eine terrestrische zellulare Triangulation und dergleichen. Der Anwenderknoten 108 im Allgemeinen und insbesondere das Positionsdienstmodul 208 sind so angeordnet, dass sie Positionsdaten von der Vielzahl von Navigationspositionsquellen 208 empfangen können, die außerhalb des Anwenderknotens 108 angeordnet sind.
Die anderen Navigationspositionsquellen können ohne Beschränkung eine Luftgeschwindigkeitsvorrichtung, eine Dopplervorrichtung, ein Inklinometer, ein Beschleunigungsmesser, eine beliebige Kombination von optischen Sendern, Empfängern, Reflektoren, ein optisch lesbares Tag (”tag”) und dergleichen enthalten. Die festen Positionsquellen können auch Vorrichtungen enthalten, die tatsächlich nicht fest sind, jedoch eine relativ feste Position bezüglich des Anwenderknotens haben, beispielsweise ein Fährschiff, ein Untergrundfahrzeug und dergleichen.
Wie in 5 gezeigt ist, können die Positionssitzungsmodule 204, 206 mit einer oder mehreren Anwendungen 210 bis 216 verbunden sein, die ohne Beschränkung Softwareanwendungen, Anwendungen innerhalb des Anwenderknotens 108 oder der Anwenderknotenkommunikationsvorrichtung 109, Anwendungen außerhalb des Anwenderknotens 108 oder der Anwenderknotenkommunikationsvorrichtung 109, Nicht-Software-Anwendungen, wie zum Beispiel fest verdrahtete Vorrichtungen, Navigationsanwendungen, Werbungsanwendungen, Unterhaltungsanwendungen, kommerzielle Dienste (Treibstoff, Filme, Restaurants und dergleichen), Sicherheitsanwendungen, Sicherungsanwendungen, Verkehrsanwendungen und dergleichen enthalten. Ohne Beschränkung kann jede Vorrichtung, jedes Softwaremodul, jedes Programm und dergleichen, die oder das Positions- oder Navigationsinformation benötigt, als eine Anwendung enthalten sein.
Im Betrieb ist die Vielzahl von Navigationspositionsquellen 208 angeordnet, um Positionsdaten wenigstens einem Positionsdienstmodul 202 zur Verfügung zu stellen. Das Positionsdienstmodul 202 ist angeordnet, um Positionsdaten und angesammelte Positionsdaten von jeder der Vielzahl von Navigationspositionsquellen 208 zu erhalten, um eine Zusammensetzung von Positionsdaten 240 zu bilden. Die Zusammensetzung von Positionsdaten 240 wird dann an eine oder mehrere anfragende Anwendungen über das Positionssitzungsmodul 204 gesendet.
Das Positionsdienstmodul 202 arbeitet auch zum Identifizieren von fehlerhaften Positionsdaten von einer oder mehreren der Mehrzahl von Navigationspositionsquellen 208 und zum Eliminieren solcher fehlerhaften Positionsdaten von der Zusammensetzung von Positionsdaten 240. Das Positionsdienstmodul 202 kann auch eine ”Gesundheitsprüfung” (”sanity checking”) bezüglich Positionsdaten von der Vielzahl von Navigationspositionsquellen 208 durchführen, wobei Diskrepanzen zwischen Positionsdaten aufgelöst werden und, wenn erforderlich, gewisse Positionsdaten verworfen werden. Beispielsweise ist Steuerkursinformation (”heading information”) von der GPS-Einheit 220 in signifikanter Weise genauer, wenn sich die GPS-Einheit bewegt, als wenn sie stationär ist. Wenn die Geschwindigkeit des Anwenderknotens 108 auf ”0” absinkt, sollte daher das Positionsdienstmodul 202 dazu übergehen, Steuerkurspositionsdaten (”heading position data”) abzumessen (”compass”) 224, da Steuerkurspositionsdaten der GPS-Einheit 220 fehlerhaft sein können. Andererseits sind bei höheren Geschwindigkeiten die Steuerkurspositionsdaten der GPS-Einheit 220 in signifikanter Weise genauer als die Steuerkurspositionsdaten vom Abmessen 224.
Die Vielzahl von Navigationspositionsquellen kann auch ihre eigene Fehlerinformation erzeugen, die den Grad der Zuverlässigkeit, der Auflösung, der Genauigkeit und dergleichen enthalten kann, jedoch nicht darauf beschränkt ist.
6 zeigt eine beispielhafte Zusammensetzung von Positionsdaten 240. Wie in 6 gezeigt ist, umfasst die Zusammensetzung von Positionsdaten 240 verschiedene Komponenten von Positionsdaten, einschließlich und ohne Beschränkung die Höhe 242, die zweidimensionale (2-D) Position 244, die Geschwindigkeit 246, den Steuerkurs (”heading”) 248, den Zeitstempel (”timestamp”) 250 und dergleichen. Die Zusammensetzung der Positionsdaten 240 kann ohne Einschränkung eine oder mehrere der Komponenten von Positionsdaten enthalten, die in 6 gezeigt sind, zusätzlich zu anderen Komponenten von Positionsdaten, zum Beispiel Luftfahrtdaten, wie Luftgeschwindigkeit, nautische Daten, wie Relativgeschwindigkeit bezüglich einer Wasseroberfläche und dergleichen. Beliebige Komponenten von Positionsdaten, die eine Position, eine Orientierung und dergleichen des Anwenderknotens 108 anzeigen, können in der Zusammensetzung von Positionsdaten 240 enthalten sein. Bei einer Ausführungsform kann die Zusammensetzung von Positionsdaten 240 Positionsdaten von einer oder mehreren der Mehrzahl von Navigationspositionsquellen 208 umfassen.
Der Zeitstempel 250 zeigt die Zeit an, zu der die Positionsdaten aufgenommen wurden. Beispielsweise stellt GPS eine Zeit zur Verfügung, zu der die GPS-Position aufgenommen wurde. Der Zeitstempel 250 gestattet dem Positionsdienstmodul 202, Latenzzeiten bei ”End-to-end”-Kommunikationen von Positionsdaten von der Mehrzahl von Navigationspositionsquellen 208 zu Anwendungen 210 bis 216 zu eliminieren oder zu kompensieren. Unter Verwendung des Zeitstempels 250 kann das Positionsdienstmodul 202 die Zusammensetzung von Positionsdaten 240 zur Verfügung stellen, die Positionsdaten von jeder der Mehrzahl von Navigationspositionsquellen 208 widerspiegelt, die zu demselben Zeitpunkt aufgenommen wurden.
Das Positionssitzungsmodul 204, 206 ist angeordnet, um die Zusammensetzung von Positionsdaten 240 zu empfangen und die Zusammensetzung von Positionsdaten an eine beliebige der Vielzahl von Anwendungen 210 bis 216 zu senden. Bei einer Ausführungsform verwendet eine Anwendung die Zusammensetzung von Positionsdaten 240, um eine Position des Anwenderknotens 108 zu definieren. Die Position des Anwenderknotens 108 kann eine Relative bezüglich eines festen Punktes sein, beispielsweise einer Tankstelle, eines Regierungsgebäudes, einer Sehenswürdigkeit und dergleichen. Ebenfalls kann die Position des Anwenderknotens als Koordinaten vorliegen, beispielsweise geographische Länge, geographische Breite, Höhe, geographische Meereshöhe und dergleichen.
Das Vereinigen und das Zusammenziehen der Positionsdaten von einer Vielzahl von Navigationspositionsquellen 208 hat den Vorteil, dass das Erfordernis entfällt, dass individuelle Anwendungen direkt mit Positionsdaten kommunizieren und mit diesen umgehen. Dies hat den weiteren Vorteil, dass erforderliche Verarbeitungsleistung und erforderlicher Speicher verringert werden, um den Anwendungen 210 bis 216 Positionsdaten zur Verfügung zu stellen. Noch ein weiterer Vorteil besteht in der Verringerung der Zeitverzögerung beim Bereitstellen genauer Positionsdaten für Anwendungen 210 bis 216, indem das Erfordernis entfällt, dass Anwendungen 210 bis 216 individuell mit Positionsdaten umgehen.
7 zeigt ein Leiterdiagramm 300 für eine Ausführungsform der Erfindung. Signale zwischen Anwendungen, dem Positionssitzungsmodul 204, dem Positionsdienstmodul 202 und individuellen Navigationspositionsquellen 320, 321, 322 werden mit der Zeit auf der vertikalen Achse dargestellt.
Wie in 7 gezeigt ist, registriert sich eine Anwendung 212 bei dem Positionsdienstmodul 202, wenn sie in einen On-line-Zustand gebracht wird oder aktiviert wird, indem ein Anfragepositionssitzungsmodulsignal 302 zu dem Positionsdienstmodul 202 gesendet wird. Als Wirkung erfolgt eine Anfrage durch die Anwendung 212 nach der Zusammensetzung von Positionsdaten 240 von dem Positionsdienstmodul 202. In das Anfragepositionssitzungsmodulsignal 302 kann die Anwendung 212 Positionsdatenkriterien (das heißt ”spezielle Bedürfnisse”) einfügen, zum Beispiel eine durch die Anwendung spezifizierte Frequenz zum Aktualisieren von Positionsdaten, eine durch die Anwendung spezifizierte Genauigkeit von Positionsdaten, einen Typ von Positionsdaten, eine oder mehrere Komponenten der Zusammensetzung von Positionsdaten, eine Auflösung der Zusammensetzung von Positionsdaten, Positionsdaten von einer oder mehreren spezieller Navigationspositionsquellen 208 und dergleichen.
Wenn eine Anwendung keine Positionsdatenkriterien spezifiziert, so wird die Anwendung die Zusammensetzung von Positionsdaten 240 von einer oder mehreren Navigationspositionsquellen 208 ohne die Garantie erhalten, dass Positionsdaten von irgendeiner speziellen Navigationspositionsquelle oder Vorrichtung kommen. Bei der Abwesenheit von Positionsdatenkriterien wird die Anwendung 212 die ”besten Positionsdaten” empfangen, die verfügbar sind. Die ”besten Positionsdaten” können die genauesten verfügbaren Positionsdaten, die kostengünstigsten verfügbaren Positionsdaten und dergleichen enthalten, sind jedoch nicht darauf beschränkt.
Ohne Beschränkung kann die Anwendung 212 anfragen, dass die Zusammensetzung von Positionsdaten 240 mit einer durch die Anwendung spezifizierten Frequenz von dem Positionssitzungsmodul 204 zur Anwendung 212 gesendet werden. Bei einem anderen Beispiel kann die Anwendung 212 anfragen, dass die Zusammensetzung von Positionsdaten 240 mit einer durch die Anwendung spezifizierten Genauigkeit von dem Positionssitzungsmodul 204 zu der Anwendung 212 gesendet werden. Bei noch einem anderen Beispiel kann die Anwendung 212 anfragen, dass Daten von einer oder mehreren individuellen Navigationspositionsquellen 320, 321, 322 von dem Positionssitzungsmodul 204 zur Anwendung 212 gesendet werden.
Bei einer anderen Ausführungsform kann die Anwendung 212 die Zusammensetzung von Positionsdaten 240 vom Positionssitzungsmodul 204 anfordern. Bei einer weiteren Ausführungsform kann die Anwendung 212 die Zusammensetzung von Positionsdaten 240 von einem oder mehreren der Vielzahl von Navigationspositionsquellen 208 anfordern.
Nachfolgend wird das Positionsdienstmodul 202 das Signal 304 senden, um die Anwendung 212 zu informieren, dass das Positionssitzungsmodul 204 erzeugt wird. Das Positionssitzungsmodul 204 kann so konfiguriert werden, dass es die Zusammensetzung von Positionsdaten in Übereinstimmung mit den Positionsdatenkriterien empfängt und sendet, die durch die Anwendung 212 spezifiziert sind. Die Anwendung 212 wird dann als ein ”Zuhörer” (”listener”) über das Signal 306 zu dem Positionssitzungsmodul 204 zugefügt, was bedeutet, dass die Anwendung 212 so konfiguriert wird, dass sie die Zusammensetzung von Positionsdaten 240 von dem Positionssitzungsmodul 204 empfängt. Das Positionssitzungsmodul 204 kann die Zusammensetzung von Positionsdaten 240 zu einer oder mehreren Anwendungen 210 bis 216 verteilen.
Da das Positionssitzungsmodul 204 wenigstens eine Anwendung 212 aufweist, die eine Zusammensetzung von Positionsdaten anfordert, wird das Positionssitzungsmodul 204 ein Signal 308 zu dem Positionsdienstmodul 202 senden, wobei die Zusammensetzung von Positionsdaten 240 angefordert wird. Das Signal 308 kann periodisch oder kontinuierlich gesendet werden, abhängig von den Positionsdatenkriterien, die durch die bezüglich des Positionssitzungsmoduls 204 teilnehmenden ”zuhörenden” (”listening”) Anwendungen 212 spezifiziert sind. Das Positionsdienstmodul 202 wird dann das Signal 310 umfassend die Zusammensetzung von Positionsdaten 240 in Übereinstimmung mit dem Signal 308 von dem Positionssitzungsmodul 204 senden.
Nachfolgend wird das Positionssitzungsmodul 204 das Signal 312 mit der Zusammensetzung von Positionsdaten 240 an die Anwendung 212 senden. Bei einer anderen Ausführungsform kann eine zusätzliche Anwendung 214 bezüglich des Positionssitzungsmoduls 204 teilnehmen. Jede beliebige Anzahl von Anwendungen kann bezüglich des Positionssitzungsmoduls 204 teilnehmen, wodurch die Zusammensetzung von Positionsdaten 240 empfangen wird. Im Allgemeinen spezifizieren Anwendungen, die bezüglich des Positionssitzungsmoduls 204 teilnehmen, im Wesentlichen dieselben Positionsdatenkriterien. Signale 308, 310 und 312 treten wiederholt wie benötigt auf, um die Anwendungen 212 mit der Zusammensetzung von Positionsdaten 240 zu versorgen. Bei einer anderen Ausführungsform kann das Positionsdienstmodul 202 ein oder mehrere Positionssitzungsmodule bezüglich ihrer Existenz aufrechterhalten, die konfiguriert sind, um die Zusammensetzung von Positionsdaten mit beliebigen speziellen Positionsdatenkriterien zu senden und zu empfangen, zum Beispiel häufig angeforderte Positionsdatenkriterien und dergleichen, selbst wenn keine Anwendungen derzeit als ”Zuhörer” teilnehmen.
Das Verteilen von zusammengesetzten Positionsdaten 240 von dem Positionssitzungsmodul 204 zu den Anwendungen 210 bis 216 hat zahlreiche Vorteile einschließlich der Fähigkeit, geeignete zusammengesetzte Positionsdaten 240 für eine Vorrichtung oder Anwendung zu sortieren und zu liefern, während Positionsdaten herausgefiltert werden, die für die Anwendung nicht relevant sind. Auf diese Weise werden Rechen-Ressourcen, wie zum Beispiel Verarbeitungsleistung und Speicher, effizienter genutzt, indem nicht relevante Positionsdaten nicht wiedergewonnen und zu den Anwendungen 210 bis 216 gesendet werden. Ein anderer Vorteil ist der, dass Anwendungen, die ähnliche Typen von Positionsdaten benötigen, Zusammensetzungen von Positionsdaten von einem einzigen Positionssitzungsmodul 204 empfangen können, wodurch Rechen-Ressourcen erhalten bleiben und unnötige Positionsdaten für jene Anwendungen herausgefiltert werden. Das Positionssitzungsmodul 204 stellt auch ein Sicherheitsniveau zur Verfügung. Wenn sich beispielsweise eine Anwendung ”falsch verhält”, kümmert sich das Positionssitzungsmodul 204 um die fehlerhafte Anwendung, womit die Belastung von dem Positionsdienstmodul 202 genommen wird.
Wenn die Anwendung 212 in einen Schlafzustand übergeht oder inaktiv wird, kann sie ein Signal 314 senden, das das Positionssitzungsmodul 204 anweist, die Anwendung 212 als einen ”Zuhörer” zu entfernen. Dies kann beispielsweise auftreten, wenn ein Anwender eine Anwendung deaktiviert oder wenn sich ein Anwenderknoten 108 aus dem Bereich einer Telefonzelle oder eines festen Positionsdienstes, der eine bestimmte Anwendung zur Verfügung stellt, herausbewegt, wobei der Anwenderknoten 108 nachfolgend nicht länger in der Lage ist, diese spezielle Anwendung zu verwenden.
Wie in 7 gezeigt ist, wird das Signal 316 von dem Positionsdienstmodul 202 zu dem Positionssitzungsmodul 204 gesendet, um Zustandsänderungen der Navigationspositionsquelle anzuzeigen. Diese können ohne Beschränkung das Beenden des Dienstes von einer oder mehreren individuellen Navigationspositionsquellen 320, 321, 322, das Zufügen von einer oder mehreren individuellen Navigationspositionsquellen 320, 321, 322 und dergleichen beinhalten. Unter Verwendung des Signals 316 wird das Positionssitzungsmodul 204 bezüglich Änderungen in den Positionsdaten benachrichtigt, die für das Positionsdienstmodul 202 verfügbar sind. Wenn zum Beispiel die GPS-Einheit 220 nicht mehr verfügbar ist, werden beliebige Anwendungen, die Positionsdaten spezifiziert haben, die von der GPS-Einheit 220 stammen, nicht in der Lage sein, GPS-Positionsdaten mit ihrer zugeordneten Genauigkeit und Frequenz der Aktualisierung zu erhalten.
Positionsdatensignale 325, 326, 327 repräsentieren Positionsdaten von individuellen Navigationspositionsquellen 320, 321 beziehungsweise 322. Wenn ein Anwender den Anwenderknoten 108 und/oder die Anwenderknotenkommunikationsvorrichtung 109 einschaltet, können die verfügbaren individuellen Navigationspositionsquellen 320, 321, 322 identifiziert werden und sich mit dem Positionsdienstmodul 202 in einer Weise registrieren, die im Wesentlichen ähnlich zu der ist, die oben für das Positionssitzungsmodul 204 und die Anwendungen 210 bis 216 beschrieben wurde.
Während spezielle Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben wurden, werden weitere Modifikationen und Verbesserungen für Fachleute deutlich werden. Beispielsweise kann ein Navigationspositionsgenerator in einer beliebigen Kombination von Fahrzeugen, Vorrichtungen mit fester Position oder persönlichen handgehaltenen Vorrichtungen zum Bereitstellen von Positionsinformation verwendet werden.
Es sollte daher klar sein, dass diese Erfindung nicht auf die speziell gezeigten Ausführungsformen beschränkt ist, und es ist beabsichtigt, durch die beigefügten Ansprüche alle Modifikationen abzudecken, die nicht von dem Sinn und Umfang dieser Erfindung abweichen.

Claims

Informationsgerätesystem (100), gekennzeichnet durch: eine Vielzahl von Navigationspositionsquellen (208), die Positionsdaten eines Anwenderknotens (”User Node”) zur Verfügung stellen, wobei die Positionsdaten verschiedene Eigenschaften haben; ein Positionsdienstmodul (202), das die Positionsdaten empfängt und die Positionsdaten vereinigt, um eine Zusammensetzung von Positionsdaten (240) zu bilden; ein Positionssitzungsmodul (204, 206), das von dem Positionsdienstmodul die Zusammensetzung von Positionsdaten empfängt; und eine Vielzahl von Anwendungen (210, 212, 214, 216), von denen jede, nachdem sie zuvor von dem Positionssitzungsmodul die Zusammensetzung von Positionsdaten angefordert hat, von dem Positionssitzungsmodul die Zusammensetzung von Positionsdaten empfängt, wobei jede der Anwendungen Positionsdatenkriterien einfügen kann, wenn die Anwendung von dem Positionssitzungsmodul die Zusammensetzung von Positionsdaten anfordert.
Informationsgerätesystem nach Anspruch 1, wobei das Positionsdienstmodul (202) fehlerhafte Positionsdaten von den Navigationspositionsquellen (208) identifiziert und die fehlerhaften Positionsdaten aus der Zusammensetzung von Positionsdaten (240) eliminiert, bevor die Zusammensetzung von Positionsdaten (240) an das Positionssitzungsmodul (204) gesendet wird.
Informationsgerätesystem nach Anspruch 2, wobei jede von zumindest einigen der Navigationspositionsquellen ihre eigene Fehlerinformation erzeugt, die einen Grad der Zuverlässigkeit, der Auflösung und/oder der Genauigkeit enthält.
Informationsgerätesystem nach Anspruch 1, wobei das Positionsdienstmodul (202) Diskrepanzen zwischen den Positionsdaten von verschiedenen Navigationspositionsquellen (208) auflöst, bevor die Zusammensetzung von Positionsdaten (240) an das Positionssitzungsmodul (204) gesendet wird.
Informationsgerätesystem nach Anspruch 4, wobei das Positionsdienstmodul (202), wenn Diskrepanzen zwischen den Positionsdaten von den verschiedenen Navigationspositionsquellen identifiziert werden, weniger genaue Positionsdaten verwirft, wobei die Genauigkeit der Positionsdaten von einer Geschwindigkeit des Anwenderknotens abhängt.
Informationsgerätesystem nach Anspruch 1, wobei die Zusammensetzung von Positionsdaten einen Zeitstempel (250) für jede der Positionsdaten enthält, der die Zeit anzeigt, zu der die Positionsdaten aufgenommen wurden, und wobei das Positionsdienstmodul den Zeitstempel (250) verwendet, um Latenzzeiten bei „End-to-end”-Kommunikationen der Positionsdaten von den Navigationspositionsquellen (208) zu den Anwendungen (210 bis 216) zu kompensieren, so dass die Zusammensetzung von Positionsdaten (240) die Positionsdaten von jeder der Navigationspositionsquellen (208) wiederspiegelt, die zu demselben Zeitpunkt aufgenommen wurden.
Informationsgerätesystem nach Anspruch 1, wobei, wenn jede der Anwendungen die Zusammensetzung von Positionsdaten anfordert, die Anwendung aber keine Positionsdatenkriterien spezifiziert, die Anwendung die Zusammensetzung von Positionsdaten (240) von einer oder mehr Navigationspositionsquellen (208) ohne die Garantie erhält, dass die Positionsdaten von irgendeiner speziellen Navigationspositionsquelle kommen.
Informationsgerätesystem nach Anspruch 1, weiter umfassend ein oder mehrere Positionssitzungsmodule, die konfiguriert sind, eine unterschiedliche Zusammensetzung von Positionsdaten (240) in Abhängigkeit von unterschiedlichen Positionsdatenkriterien zu empfangen und zu senden, selbst wenn keine Anwendungen derzeit als Zuhörer teilnehmen.
Informationsgerätesystem nach Anspruch 1, weiter umfassend ein oder mehrere Positionssitzungsmodule, die konfiguriert sind, eine unterschiedliche Zusammensetzung von Positionsdaten (240) in Abhängigkeit von unterschiedlichen Positionsdatenkriterien zu empfangen und zu senden, wobei eine Verteilung von zusammengesetzten Positionsdaten (240) von den Positionssitzungsmodulen (204) an die Anwendungen (210 bis 216) es ermöglicht, geeignete zusammengesetzte Positionsdaten (240) für jede der Anwendungen zu sortieren und zu liefern, während Positionsdaten herausgefiltert werden, die nicht für jede der Anwendungen relevant sind.
Informationsgerätesystem nach Anspruch 1, wobei das Positionsdienstmodul (202) dem Positionssitzungsmodul (204) ein Signal (316) sendet, um Zustandsänderungen der Navigationspositionsquellen anzuzeigen, einschließlich des Beendens oder Hinzufügens eines Dienstes von einer individuellen Navigationspositionsquelle (320; 321; 322), wodurch das Positionssitzungsmodul (204) bezüglich Änderungen in den Positionsdaten, die für das Positionsdienstmodul (202) verfügbar sind, benachrichtigt wird.