DE112018001883T5

DE112018001883T5 - Belegungsabschätzung mittels nichtparametrischen Online-Änderungspunkt-Erfassungsalgorithmus und Vorrichtungen, Systeme, und Software für Selbiges

Info

Publication number: DE112018001883T5
Application number: DE112018001883.0T
Authority: DE
Inventors: Sergio Bermudez; Yang Li; Mai Abdelhakim
Original assignee: Osram Sylvania Inc
Current assignee: Osram Sylvania Inc
Priority date: 2017-04-07
Filing date: 2018-04-03
Publication date: 2019-12-19
Also published as: US20180292520A1; US10605905B2; WO2018187266A1

Abstract

Systeme, Verfahren und Software zum Ermitteln, ob ein überwachter Raum von einem oder mehreren Menschen und/oder Tieren belegt ist oder nicht. In einigen Ausführungsformen überwachen ein oder mehrere Radiofrequenz-(RF)-Empfänger eine oder mehrere Radiofrequenzen auf Änderungen in empfangener Signalstärke, die auf Änderungen der Belegung des zu überwachenden Raumes zurückzuführen sein können. Die empfangene Signalstärke wird mittels einer nichtparametrischen Online-Änderungspunkt-Erfassungsanalyse analysiert zum Ermitteln von Änderungspunkten in dem/den empfangenen Signal(en). Ein oder mehrere statistische Maße des empfangenen Signals bzw. der empfangenen Signale, wie Mittelwert und Varianz, werden in Verbindung mit der Änderungspunkterfassung verwendet, um eine Wahrscheinlichkeit zu ermitteln, dass sich die Belegung des überwachten Raums geändert hat. In einigen Ausführungsformen können zusätzliche Sensoren und/oder Maschinenlernen verwendet werden, um die Performance der offenbarten Belegungserfassungsmethodologien zu verbessern.

Description

QUERVERWEIS AUF ZUGEHÖRIGE ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung ist eine internationale Anmeldung von, und beansprucht Priorität, der United States Patent Application No. 15/482,192 , die am 7. April 2017 eingereicht wurde und den Titel „Occupancy Estimation Using Nonparametric Online Change Point Detection, and Apparatuses, Systems, and Software for Same“ trägt, die hierin durch Verweis in ihrer Gesamtheit aufgenommen wird.
GEBIET DER ANMELDUNG
Die vorliegende Anmeldung bezieht sich allgemein auf das Gebiet der Belegungsabschätzung. Insbesondere ist die vorliegende Anmeldung auf die Belegungsabschätzung unter Verwendung von nichtparametrischer Online-Änderungspunkterfassung und Vorrichtungen, Systeme und Software für diese gerichtet.
HINTERGRUND
Die Fähigkeit, Belegung in einem überwachten Raum, wie beispielsweise einem Zimmer, zu erkennen, ist ein gemeinsames Merkmal mehrerer Aufgaben, von der Lichtsteuerung über die Energieoptimierung bis zur Sicherheitsüberwachung, unter anderem. Die heutigen Technologien zur Belegungserfassung weisen mehrere Nachteile auf, was ihre Fähigkeit betrifft, zuverlässig zu erkennen, wenn ein Zimmer oder anderer Raum von einer oder mehreren Personen und/oder Tieren belegt ist.
Konventionelle Belegungserfassung wird typischerweise mittels eines oder mehrerer von einer Vielfalt von Sensoren durchgeführt. Es gibt eine Vielzahl von Sensoren, die zur Belegungserfassung verwendet werden können, aufweisend Passiv-Infrarot-(PIR)-Sensoren, Ultraschallsensoren, Wärmebildkameras und Sichtbares-Licht-Kameras. Jeder dieser Sensoren hat gewisse Nachteile. Ein PIR-Sensor zum Beispiel ist zuverlässig zum Erkennen von Bewegung, aber wenn sich eine Person in einem Raum befindet und sich für einige Zeit nicht bewegt, dann wird der PIR-Sensor nicht in der Lage sein, die Anwesenheit dieser Person zu erkennen. Aufgrund dieses Nachteils werden PIR-Sensoren typischerweise in Verbindung mit Timern eingesetzt, um einen Raum in Lichtsteuerungsanwendungen beleuchtet zu halten. Ultraschallsensoren haben eine ähnliche Performance wie PIR-Sensoren, aber ihre Reichweite ist größer, sie haben einen größeren Formfaktor, benötigen mehr Energie zum Betrieben und sind teurer. Wärmeabbilder lösen das Problem der PIR-Sensoren zur Erkennung der Belegung mit einer unbeweglichen Person, haben aber die Nachteile, dass sie teurer und komplizierter zu verwenden sind. Darüber hinaus wird die Performance von Wärmeabbildern durch thermische Hintergrundänderungen beeinflusst, die eine falsch-positive Belegungserfassung auslösen können. Wenn sich beispielsweise ein Fenster (ein hochwärmeübertragendes Element) im Erfassungsbereich des Sensors befindet, kann das thermische Profil des Fensters den Sensor auslösen. Videokameras können ein sehr zuverlässiger Weg sein, um Belegung zu erfassen, aber sie erfordern eine große Recheninfrastruktur und direkte Sichtverbindung für die Bildverarbeitung, die zur Erkennung menschlicher und/oder tierischer Formen erforderlich ist. Darüber hinaus werfen Videokameras Bedenken hinsichtlich der Privatsphäre auf, wie beispielsweise bei der Verwendung in Badezimmern oder anderen Bereichen, in denen Privatsphäre erwartet wird.
ZUSAMMENGASSUNG DER OFFENBARUNG
In einer Implementierung ist die vorliegende Offenbarung auf eine Verfahren gerichtet. Das Verfahren weist Empfangen von Radiofrequenz-(RF)-Energie in einem überwachten Raum auf, Erzeugen eines Zeitreihen-RF-Signals basierend auf der empfangenen RF-Energie, Durchführen eines nichtparametrischen Online-Änderungspunkt-Erfassungsalgorithmus an dem Zeitreihen-RF-Signal zum Erfassen eines Änderungspunkts in dem RF-Signal, Ermitteln, ob eine Belegungsänderung des überwachten Raums stattgefunden hat oder nicht basierend auf dem Änderungspunkt; und Ausgeben eines Änderung-in-der-Belegung-Signals in Antwort auf Ermitteln, dass eine Belegungsänderung des überwachten Raums stattgefunden hat.
In einer anderen Implementierung ist die vorliegende Offenbarung auf ein nicht-flüchtiges, maschinenlesbares Speichermedium gerichtet, das maschinenlesbare Anweisungen enthält, die konfiguriert sind, um einen Prozessor zu veranlassen, Operationen durchzuführen, aufweisend Erzeugen eines Zeitreihen-Hochfrequenz-(RF)-signals basierend auf RF-Energie, die von einem RF-Empfänger in einem überwachten Raum empfangen wird, Durchführen eines nichtparametrischen Online-Änderungspunkt-Erfassungsalgorithmus auf das Zeitreihen-RF-Signal zum Erkennen eines Änderungspunkts in dem RF-Signal, Ermitteln, ob eine Belegungsänderung des überwachten Raums stattgefunden hat oder nicht basierend auf dem Änderungspunkt, und Erzeugen eines Änderung-in-der-Belegung-Signals in Antwort auf Ermitteln, dass eine Belegungsänderung des überwachten Raumes stattgefunden hat.
In noch einer anderen Implementierung ist die vorliegende Offenbarung auf ein System gerichtet. Das System weist einen Radiofrequenz-(RF)-Empfänger auf eingerichtet zum Empfangen von RF-Energie innerhalb eines überwachten Raumes, und einen RF-Belegungsanalysator eingerichtet zum Analysieren der RF-Energie mittels eines nichtparametrischen Online-Änderungspunkt-Erfassungsalgorithmus zum Ermitteln einer Belegungsänderung innerhalb des überwachten Raums und zum Ausgeben eines Änderung-in-der-Belegung-Signals korrespondierend zu der Belegungsänderung
Figurenliste
Zur Veranschaulichung der verschiedenen Ausführungsformen zeigen die Zeichnungen Aspekte einer oder mehrerer Ausführungsformen, wie hierin beschrieben. Es ist jedoch zu verstehen, dass sich die vorliegende Anmeldung nicht auf die in den Zeichnungen dargestellten genauen Anordnungen und Instrumentalitäten beschränkt, wobei:

1 ist ein Flussdiagramm, das ein exemplarisches Radiofrequenz-(RF)-Belegungserfassungsverfahren gemäß verschiedenen Ausführungsformen veranschaulicht;
2 ist ein Diagramm, das ein exemplarisches änderungspunkterfassungs-basiertes Belegungserfassungsszenario veranschaulicht aufweisend ein Zimmer und ein Belegungserfassungssystem, das mindestens einen relativ zu dem Zimmer festen RF-Sender und einen RF-Empfänger, der RF-Signale von dem/den RF-Sender(n) empfängt, aufweist;
3 ist ein Diagramm, das ein exemplarisches Belegungserfassungsszenario veranschaulicht mit einem Zimmer und einem Belegungserfassungssystem, das einen RF-Empfänger aufweist, der konfiguriert ist, auf mobile RF-Sender zu hören;
4 ist ein übergeordnetes Blockdiagramm eines exemplarischen Belegungserfassungssystems, das gemäß verschiedenen Ausführungsformen gemacht ist;
5A ist ein Diagramm, das ein Belegungserfassungsszenario, in dem eine Person ein Zimmer betritt, veranschaulicht, wobei das Zimmer einen einzelnen festen RF-Empfänger und einen einzelnen festen RF-Sender eines Belegungserfassungssystems der vorliegenden Offenbarung darin stationiert hat,
5B ist eine Grafik für das Belegungserfassungsszenario von 5A, welches die erfassten Änderungspunkte in Radiosignalstärkeanzeige-(RSSI)-Daten und entsprechenden Belegungsstatus und empfangene Signalinformationen veranschaulicht;
6A ist ein Diagramm, das ein Belegungserfassungsszenario veranschaulicht, in dem eine Person ein Zimmer betritt und in dem Zimmer an einem festen Ort bleibt, wobei das Zimmer zwei feste RF-Empfänger eines Belegungserfassungssystems der vorliegenden Offenbarung darin stationiert hat,
6B ist eine Grafik für das Belegungserfassungsszenario von 6A, welches die erfassten Änderungspunkte in RSSI-Daten und entsprechenden Belegungsstatus veranschaulicht;
7A ist ein Diagramm, das ein Belegungserfassungsszenario veranschaulicht, in welchem eine Person ein Zimmer betritt und dann verlässt, wobei das Zimmer zwei feste RF-Empfänger und zwei feste RF-Sender eines Belegungserfassungssystems der vorliegenden Offenbarung darin stationiert hat,
7B ist eine Grafik für das Belegungserfassungsszenario von 7A, welches die erfassten Änderungspunkte in RSSI-Daten und entsprechenden Belegungsstatus veranschaulicht;
8A ist ein Diagramm, das ein Belegungserfassungsszenario veranschaulicht, in dem eine erste Person in ein Zimmer eintritt und bleibt und eine zweite Person dann in das Zimmer hineingeht und dann aus dem Zimmer herausgeht, wobei das Zimmer zwei feste RF-Empfänger und zwei feste RF-Sender eines Belegungserfassungssystems der vorliegenden Offenbarung darin stationiert hat,
8B ist eine Grafik für das Belegungserfassungsszenario von 8A, welches die erfassten Änderungspunkte in RSSI-Daten und entsprechenden Belegungsstatus veranschaulicht;
9 ist ein übergeordnetes Blockdiagramm eines Computersystems, das in einer oder mehreren Rollen innerhalb eines Belegungserfassungssystems der vorliegenden Offenbarung verwendet werden kann.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
In einigen Aspekten ist die vorliegende Anmeldung auf Verfahren des Ermittelns von Belegungsänderungen eines definierten Raumes gerichtet basierend auf Erfassen von Änderungspunkten in einem oder mehreren Radiofrequenz-(RF)-signalen. Im Rahmen dieser Offenbarung und anhängender Ansprüche bedeutet der Begriff „Belegung“ die Anwesenheit oder das Fehlen von Anwesenheit einer oder mehrerer Personen und/oder eines oder mehrerer Tiere (z.B. Haustiere, Zootiere, Farmtiere, etc.) innerhalb eines überwachten Raums. „Belegung“ betrifft jedoch nicht Möbel, Einbauten und andere unbelebte Gegenstände. Eine „Belegungsänderung“ ist die Hinzufügung von einer oder mehreren Personen und/oder Tieren zu dem überwachten Raum und die Subtraktion von einer oder mehreren Personen und/oder Tieren zu dem überwachten Raum. Beispiele für Belegungsänderungen beinhalten, sind aber nicht darauf beschränkt, eine oder mehrere Personen oder Tiere, die in einen unbelegten überwachten Raum eintreten, eine oder mehrere Personen oder Tiere, die den überwachten Raum verlassen, so dass der überwachte Raum dann unbelegt ist, und eine Änderung in der Anzahl der in einem belegten überwachten Raum anwesenden Personen, unter anderem. Ein „überwachter Raum“ ist jeder Raum, der mit einem Verfahren der vorliegenden Offenbarung überwacht wird, wie beispielsweise ein Zimmer oder ein anderer Raum (z.B. ein Foyer, Flur, Treppenhaus, etc.) innerhalb eines Gebäudes, ein Innenbereich eines Stadions, ein Innenbereich einer Scheune und ein Außenbereich eines Gebäudes oder anderen Struktur, unter vielen anderen. Grundsätzlich gibt es keine Beschränkung an den Charakter und die Art eines überwachten Raums, außer dass er gemäß verschiedenen Ausführungsformen überwacht werden kann.
1 veranschaulicht ein exemplarisches Belegungserfassungsverfahren 100 gemäß verschiedener Ausführungsformen. Das Verfahren 100 kann von einem Belegungserfassungssystem, wie hierin beschrieben ist, durchgeführt werden, das einen oder mehrere Prozessoren, RF-Empfänger und RF-Sender aufweist. In Schritt 105 werden ein oder mehrere RF-Signale empfangen. Die RF-Signale werden von einem oder mehreren RF-Empfängern auf einer oder mehreren Zielfrequenzen empfangen. Das empfangene RF-Signal bzw. die empfangenen RF-Signale können von einem oder mehreren der unterschiedlichsten Typen sein. Als Beispiel und wie im Folgenden ausführlich beschrieben ist, stammt in einigen Ausführungsformen mindestens eines der empfangenen RF-Signale von einem oder mehreren RF-Sendern, an welche der/die RF-Empfänger absichtlich angepasst ist/sind. Ein Beispielszenario unter Verwendung eines einzelnen RF-Empfängers 200 und eines einzelnen angepassten RF-Senders 204 ist in 2 dargestellt. In 2 befinden sich RF-Empfänger und Sender 200 bzw. 204 innerhalb eines Zimmers 208 (d.h. überwachten Raum) eines Gebäudes (nicht dargestellt), das auf Belegung überwacht wird. Das Belegungserfassungsverfahren 100 kann beispielsweise verwendet werden, um Leuchten 212 innerhalb des Zimmers 208 zu steuern, basierend darauf, ob das Zimmer 208 belegt ist. Eine Beleuchtungscontroller 216 kann beispielsweise bereitgestellt sein, um die Leuchten 212 einzuschalten, wenn das Zimmer 208 anfänglich belegt ist, und die Leuchten 212 auszuschalten, wenn das Zimmer 208 unbelegt wird. In diesem Szenario sind RF-Sender 204 und RF-Empfänger 200 auf die gleiche(n) RF-Frequenz(en) abgestimmt und der RF-Sender sendet ein oder mehrere RF-Signale kontinuierlich oder intermittierend, während der RF-Empfänger solch(e) Signal(e) empfängt.
Wie Fachmänner leicht verstehen werden, kann jede Person oder jedes Tier in Zimmer 208 die Intensität des RF-Signals bzw. der RF-Signale wie zum Beispiel von RF-Empfänger 200 empfangen beeinflussen. Beispielsweise kann jede Person oder jedes Tier einen Teil des RF-Signals bzw. der RF-Signale absorbieren, einen Teil des RF-Signals bzw. der RF-Signale, die Empfänger 200 erreichen, verdecken und kann zusätzliche Reflexionen des RF-Signals bzw. der RF-Signale innerhalb des Zimmers verursachen, und jedes davon kann die Stärke des RF-Signals bzw. der RF-Signale, die der RF-Empfänger 200 empfängt, messbar beeinflussen. Wie im Folgenden detaillierte beschrieben wird, Verwendet Verfahren 100 Änderungen der Signalstärke des RF-Signals bzw. der RF-Signale, die es empfängt, als Grundlage für Ermitteln der Belegung von Zimmer 208. Es wird darauf hingewiesen, dass RF-Empfänger und Sender 200 bzw. 204 an festen Stellen im Zimmer 208 platziert sein können, die dazu neigen, dass eine Person oder ein Tier, wenn sie/es in dem Zimmer anwesend ist, die größte Änderung der Signalstärke des empfangenen RF-Signals bzw. der empfangenen RF-Signale bewirkt im Verhältnis zu der Signalstärke des empfangenen RF-Signals bzw. der empfangenen RF-Signale, wenn der Raum unbesetzt ist.
RF-Sender 204 muss nicht unbedingt ausschließlich zum Zwecke des Ermöglichens von Verfahren 100 bereitgestellt sein. Vielmehr kann RF-Sender 204 ein Sender sein, der für einen anderen Zweck vorgesehen ist, wie beispielsweise ein Sender, der einem drahtlosen Knoten in einem Netzwerk zugeordnet ist, wie beispielsweise ein Sensornetzwerk (z.B. ZIGBEE® (IEEE 802.15.4 Standard) Netzwerk oder ein WI-FI® (IEEE 802-11 Standard) Router in einem Computernetzwerk, unter anderem. Es wird ferner darauf hingewiesen, dass anstelle des einzelnen RF-Senders 204 mehrere RF-Sender (nicht dargestellt) verwendet werden können. Solche RF-Sender können alle so eingestellt sein, dass sie mit derselben Frequenz bzw. mit denselben Frequenzen senden, oder einige oder alle können so eingestellt werden, dass sie mit einer oder mehreren Frequenzen senden, die sich von der Frequenz bzw. den Frequenzen von anderen der RF-Sender unterscheiden. Gleichermaßen kann der einzelne RF-Empfänger 200 durch mehrere RF-Empfänger ersetzt werden (nicht dargestellt), und solche RF-Empfänger können alle so eingestellt sein, dass sie Signale derselben Frequenz(en) empfangen oder einige oder alle können so eingestellt sein, dass sie Signale einer oder mehrerer Frequenzen empfangen, die sich von der Frequenz bzw. den Frequenzen von anderen der RF-Empfänger unterscheiden. Wie Fachmänner bei Lesen dieser gesamten Offenbarung verstehen werden, sind die in Belegungserfassungsverfahren 100 verwendeten Methodologien nicht auf irgendeine Begrenzung der Anzahl der verwendeten RF-Sender und RF-Empfänger beschränkt.
3 veranschaulicht ein weiteres Szenario, in welchem RF-Empfänger 200 nicht auf einen festen RF-Sender angepasst und abgestimmt ist, wie beispielsweise RF-Sender 204 in 2, sondern auf eine oder mehrere Frequenzen abgestimmt ist, die für persönliche Geräte 300 spezifisch sind (z.B. Mobiltelefone, Smartphones, Pieper usw.), die von Personen getragen werden, die dazu neigen, Zimmer 208 zu belegen. In einem solchen Szenario sind die Methodologien des Belegungserfassungsverfahrens 100 eingerichtet, Änderungen der Signalstärke zu erkennen, die durch RF-Signale verursacht werden, die von allen in Zimmer 208 vorhandenen persönlichen Geräten 300 ausgesendet werden.
Wieder bezugnehmend auf 1; nach dem Empfangen des RF-Signale bzw. der RF-Signale in Schritt 105, wird in Schritt 110 die Signalstärke des RF-Signale bzw. der RF-Signale abgetastet, z.B. unter Verwendung von Received-Signal-Strength-Indicator (RSSI). Belegungserfassungsverfahren 100 kann mittels der abgetasteten Signalstärke ein oder mehrere statistische Maße des empfangenen RF-Signals bzw. der empfangenen RF-Signale in Schritt 115 aktualisieren. Beispiele für nützliche statistische Maße weisen den Mittelwert und die Varianz des empfangenen RF-Signals bzw. der empfangenen RF-Signale auf. Die Aktualisierung des statistischen Maßes bzw. der statistischen Maße kann in jeder geeigneten Weise erfolgen, wie beispielsweise regelmäßig und/oder an den Proben, die aufgenommen wurden, nachdem Belegungserfassungsverfahren 100 den letzten Änderungspunkt (siehe Schritt 120) in dem empfangene RF-Signal bzw. den empfangenen RF-Signalen erfasst hat. Wie im Folgenden beschrieben wird, verwendet Belegungserfassungsverfahren 100 das aktualisierte statistische Maß bzw. die aktualisierten statistischen Maße bei einer Ermittlung von Belegung.
In Schritt 120 führt Belegungserfassungsverfahren 100 eine Änderungspunkt-Erfassungsanalyse der abgetasteten Signalstärke durch, um festzustellen, ob das/die empfangene(n) RF-Signal(e) zeigt, dass ein Änderungspunkt aufgetreten ist oder nicht. Wie leicht zu erkennen ist, führt Belegungserfassungsverfahren 100 die Änderungspunkt-Erfassungsanalyse in einer sequentiellen, oder online, Weise durch, so dass das Verfahren ständig versucht, Änderungspunkte in dem/den abgetasteten empfangenen RF-Signale(n) zu erkennen. Zeitreihen-Sequenzielle-Änderungspunkt-Erfassungsalgorithmen sind in einer Vielzahl von Bereichen bekannt, und Fachmänner werden leicht in der Lage sein, alle geeigneten dieser Algorithmen an die Zeitreihencharakteristik der kontinuierlichen Abtastung der Signalstärke des empfangenen RF-Signals bzw. der empfangenen RF-Signale anzupassen. Leser, die mit Änderungspunkt-Erfassungsalgorithmen nicht vertraut sind, können sich für detaillierte Diskussionen über solche Algorithmen auf eine Vielzahl von Publikationen stützen. Leser, die mit Änderungspunkt-Erfassungsalgorithmen nicht vertraut sind, können sich für detaillierte Diskussionen solcher Algorithmen auf eine Vielzahl von Publikationen beziehen. Beispiele für diese Publikationen beinhalten Mark Holland et al., „A nonparametric change point model for multivariate phase-II statistical process control“, University of Minnesota School of Statistics (24. Mai 2011) (http://www.mbswonline.com/upload/Präsentation_6-2-2011-8-20-20-36.pdf) und Paul Sharkey, „Nonparametric Methods for Online Changepoint Detection“, STOR-I, Lancaster University (18. Mai 2014) (http://www.lancaster.ac.uk/pg/sharkeyp/PaulRT2.pdf), die hierin jeweils per Referenz für deren Lehren der online nichtparametrischen Änderungspunkterfassung aufgenommen sind. Nichtsdestoweniger ist das Folgende eine Beschreibung von Änderungspunkterfassung im vorliegenden Kontext, um den Leser zu unterstützen.
Störungen in einem RF-Signal werden durch einen Wechsel des Drahtloskanals zwischen einem RF-Sender und einem RF-Empfänger verursacht. In Indoor-Umgebungen werden typischerweise komplexe Mehrwege-Drahtloskanäle erwartet. Das bedeutet, dass die empfangene Signalstärke nicht nur vom Sichtliniensignal abhängt, sondern dass es auch von einer Reihe anderer Reflexionswege abhängt. Wenn ein menschlicher Körper oder Tierkörper einen überwachten Raum betritt, verursacht der Körper eine Blockade, Absorption, Reflexion, etc., der RF-Signale zwischen dem RF-Sender und dem RF-Empfänger. Diese Effekte können auf dem Sichtlinienpfad und/oder Reflexionspfaden auftreten.
Ein Änderungspunkt-Erfassungsalgorithmus, wie beispielsweise ein Änderungspunkt-Erfassungsalgorithmus, der in Schritt 120 des Verfahrens 100 der 1 durchgeführt wird, erkennt Änderungen der eigentlichen Zufallsprozess-Verteilung über die Zeit. Insbesondere wird die empfangene Signalstärke an dem Empfänger als Funktion der Zeit berücksichtigt und kann als ein Zufallsprozess modelliert werden. Die RSSI-Werte ändern sich im Laufe der Zeit aufgrund von Umweltveränderungen, welche alle sich bewegenden Menschen, Tiere, Objekte und Feuchtigkeitsschwankungen, etc., beinhalten, innerhalb eines 3D-Raums, der viel größer ist als der 3D-Raum des überwachten Raums selbst. So können beispielsweise Personen, die 10 Meter vom überwachter Raum entfernt laufen, das Empfangssignal und dessen Stärke noch beeinflussen. Wenn ein Mensch oder Tier den überwachten Raum betritt, erzeugt das signifikantere Auswirkungen auf die empfangene Signalstärke verglichen mit Aktivitäten außerhalb des überwachten Raums. Dieser Beobachtung folgend wird dieser zufällige Prozess (empfangene Signalstärke im Laufe der Zeit) nach zwei voneinander verschiedenen Verteilungen modelliert - raumbelegt und raumunbelegt. Obwohl die beiden Verteilungen eine Anzahl von Unterschieden aufweisen können, ist es nicht notwendig, die exakten Verteilungen zu ermitteln, um ein robustes Belegungserfassungsschema zu implementieren.
Dies ist so, weil die Art des gewählten Änderungspunkt-Erfassungsalgorithmus nicht auf spezifische Kenntnis irgendeiner der beiden Verteilungen beruht; er ist nicht-parametrisch. Ein solcher Änderungspunkt-Erfassungsalgorithmus nutzt Gegenüberstellung der Verteilungen vor und nach dem Änderungspunkt. Mit anderen Worten befasst sich der Algorithmus mit relativen Veränderungen in der Verteilung, nicht mit absoluten Werten der Verteilung. In einigen Ausführungsformen ist die spezielle Gegenüberstellung, die betrachtet wird, eine Teststatistik, die auf dem Konzept des „directional rank“ (einer Verallgemeinerung des Rankings/Ordnung/Permutation im eindimensionalen Fall) basiert. Wie auch immer, Belegungserfassungssysteme müssen auch komplexere Szenarien erfassen als die Einzelpersonenverfolgung. Beispielsweise können eine oder mehrere Personen gleichzeitig oder nacheinander ein Zimmer betreten oder verlassen, oder einige Personen sitzen weiterhin in dem Zimmer, während andere das Zimmer betreten oder verlassen. Daher sollte der Erfassungsalgorithmus, der entwickelt wurde, einen einzelnen Änderungspunkt von zwei verschiedenen Verteilungen zu erfassen, angepasst werden, um viele verschiedene Änderungspunkte zu erfassen.
Um dieses komplexe reale Problem zu lösen, können ein oder mehrere statistische Maße, wie beispielsweise die Varianz und der Mittelwert, für den zufälligen Prozess über Zeitabschnitte berechnet und die Ergebnisse analysiert werden. Das/die statistische(n) Maß(e) kann/können für jede 100 ms von aufeinanderfolgenden Zeitfenstern berechnet werden. Innerhalb jedes 100 ms-Zeitfensters kann es beispielsweise 10 Datenpunkte geben. Die Varianz und der Mittelwert innerhalb dieses 100 ms-Zeitfensters können berechnet werden, und diese Werte können zwischen beliebigen zwei aufeinanderfolgenden Zeitfenstern verglichen werden. Wenn sich der Drahtloskanal dramatischer verändert, sollte die Verteilung des Zufallsprozesses eine größerwertige Varianz besitzen. Der Mittelwert spielt auch eine Rolle, zum Beispiel, wenn ein niedrigerer Mittelwert beobachtet wird, ist die Erklärung eine Blockade zwischen Sender und Empfänger. Mit diesen Beobachtungen kann der Änderungspunkt-Erfassungsalgorithmus angewendet werden, um die Änderungspunkte unter vielen aufeinanderfolgenden Ereignissen/Szenarien zu erfassen. Mittels Analysierens von Varianzen und Mittelwerten kann das Verfahren 100 zwischen dem belegten überwachten Raum und dem nicht belegten überwachten Raum unterscheiden, wie nachfolgend beschrieben wird.
Das Algorithmusgerüst der Änderungspunkt-Erfassungsanalyse in Schritt 120 kann multivariate Eingaben (multidimensionale Daten) verarbeiten. So können mehrere Paare von RF-Sendern und Empfängern in einem überwachten Raum installiert werden, um beispielsweise den Raum in Zonen zu unterteilen und individuelle Erfassungen der Belegung der entsprechenden Zonen durchzuführen. Eine gemeinsame Erfassung kann auf der Grundlage der einzelnen Erfassungsergebnisse durchgeführt werden, und die Performance der gemeinsamen Erfassung kann verbessert sein. Als ein anderes Beispiel; anstatt den Raum in Zonen zu unterteilen, kann der Algorithmus beispielsweise auch multivariate Eingaben (multidimensionale Daten) als Ganzes aufnehmen und eine Gemeinsam-Erfassung der Belegung des gesamten Raumes vornehmen. Ein oder mehrere zusätzliche Sensoren, wie beispielsweise Kohlendioxid-Sensoren, Temperatursensoren und/oder Luftturbulenzsensoren, können ebenfalls oder alternativ in ein Belegungserfassungssystem der vorliegenden Offenbarung integriert werden für bessere Performance. Der Änderungspunkt-Erfassungsalgorithmus kann problemlos so konzipiert sein, dass er multidimensionale/multivariate Eingaben berücksichtigt, ohne zu wissen, was tatsächlich erfasst wird. Im Wesentlichen ist alles was gebraucht wird ein Kontrast, der mit Belegungsereignisveränderungen korreliert werden kann.
Wieder bezüglich auf 1; in Schritt 125 ermittelt das Belegungserfassungsverfahren 100, ob ein Änderungspunkt in den abgetasteten Signalstärke-Zeitreihen aufgetreten ist oder nicht. Wenn nicht, führt Belegungserfassungsverfahren 100 über Schleife 130 effektiv zu Schritt 105 zurück. Abgesehen davon werden Fachmänner einfach erkennen, dass das, was geschieht, nicht unbedingt eine Schleife ist, da dies eine strikte Abfolge der Schritte von Belegungserfassungsverfahren 100 impliziert. Vielmehr kann eine der Schritte 105 bis 125 in einer anderen Reihenfolge und/oder gleichzeitig miteinander durchgeführt werden. Beispielsweise können die Schritte 115 und 120 in umgekehrter Reihenfolge oder gleichzeitig miteinander durchgeführt werden. Als weiteres Beispiel kann Schritt 105 gleichzeitig mit Schritten 115 und 120 durchgeführt werden, abhängig von der Geschwindigkeit der Ausführung dieser Schritte. Schleife 130 dient allgemein dazu, bei der Darstellung der allgemeinen Grundsätze der Aspekte des Belegungserfassungsverfahrens 100 zu unterstützen.
Wenn in Schritt 125 Belegungserfassungsverfahren 100 einen Änderungspunkt in der abgetasteten Signalstärke-Zeitreihe detektiert, schreitet das Belegungserfassungsverfahren zu Schritt 135 fort, bei dem es die Wahrscheinlichkeit bewertet, dass eine Belegungsänderung stattgefunden hat. In einigen Ausführungsformen kann diese Bewertung auch die Verwendung des/der in Schritt 115 aktualisierten statistischen Maß(e) aufweisen, wie beispielsweise mittels Vergleichens eines oder mehrerer der statistischen Maße mit gespeicherten Werten, die mit bekannten oder erlernten Belegungsereignissen korrespondieren. In Schritt 140 ermittelt Belegungserfassungsverfahren 100, ob die Wahrscheinlichkeit einer in Schritt 135 bewerteten Belegungsänderung größer ist als eine Schwellenwahrscheinlichkeit eines Auftretens einer Belegungsänderung. Dieser Schwellenwert kann auf jeden unter den gegebenen Umständen sinnvollen Wert gesetzt sein. So kann beispielsweise der Schwellenwert relativ niedrig angesetzt sein, so dass sich Belegungserfassungsverfahren 100 auf der konservativen Seite irrt, wenn die Wahrscheinlichkeitsbewertungsalgorithmen möglicherweise noch nicht den Nutzen des Maschinenlemens haben (siehe Schritt 150). Bei Verwendung des oben in Bezug auf 2 genannten Lichtsteuerungsszenarios könnte auf einen relativ niedrigen Schwellenwert vertraut werden, um zu verursachen, dass der Beleuchtungscontroller 216 die Leuchten 212 einschaltet, wenn das/die statistische(n) Maß(e) relativ unklar ist/sind, ob eine Person gerade Zimmer 208 betreten hat. In diesem Fall kann es besser sein, die Leuchten 212 einzuschalten statt nicht. Gleichwohl kann entschieden werden, dass eine höherer Schwellenwert wünschenswert ist. Ein höherer Schwellenwert kann beispielsweise wünschenswert sein, wenn Maschinenlernen (siehe Schritt 150) genutzt wird und ein oder mehrere zusätzliche Inputs, wie beispielsweise ein Beleger, der einen Lichtschalter in dem Beispiel von 2 einschaltet, verwendet werden können, um zu bestätigen, dass der erkannte Änderungspunkt tatsächlich durch eine Belegungsänderung verursacht wurde.
Wenn Belegungserfassungsverfahren 100 in Schritt 140 ermittelt, dass die Wahrscheinlichkeit einer Belegungsänderung höher als der Schwellenwert ist, gibt das Belegungserfassungsverfahren in Schritt 145 ein Änderung-in-der-Belegung-Signal aus, das eine vermutete Belegungsänderung anzeigt. Dieses Änderung-in-der-Belegung-Signal kann jede einer Vielzahl von analogen oder digitalen Formen annehmen in Abhängigkeit von der Anwendung und Konfiguration eines Gesamtsystems, welches ein Belegungserfassungsverfahren 100 nutzt. Als einfaches Beispiel im Rahmen des Lichtsteuerungsszenarios von 2 kann das Änderung-in-der-Belegung-Signal einfach ein analoger Puls, welcher zu dem Beleuchtungscontroller 216 bereitgestellt wird, sein, welchen die Lichtsteuerung einfach als Indikation nimmt, den Zustand eines oder mehrerer Lichtschalter zu ändern zum Ein- oder Ausschalten von Leuchten 212. Andere mit dem Belegungserfassungssystem kommunikativ gekoppelte Vorrichtungen können ebenfalls ein- oder ausgeschaltet werden, wie beispielsweise Heizung oder Klimaanlage, Sicherheitssensoren oder Kameras. Als ein weiteres Beispiel für das gleiche Szenario kann das Änderung-in-der-Belegung-Signal entweder ein eindeutiges Zimmerbelegt-Signal oder ein eindeutiges Zimmer-nichtbelegt-Signal sein, je nachdem, ob die Belegungsänderung den Zustand von Zimmer 208 von unbelegt auf belegt oder umgekehrt geändert hat. Als ein differenzierteres Beispiel im Kontext des Belegungserfassungsverfahrens 100 eingerichtet für die Fähigkeit zum Erfassen oder Vorhersagen der Anzahl der Beleger kann das Änderung-in-der-Belegung-Signal eine Angabe über die Anzahl der vorhergesagten Beleger enthalten.
Nach dem Erstellen eines Änderung-in-der-Belegung-Signals in Schritt 145 kann Belegungserfassungsverfahren 100 zu dem optionalen Schritt 150 fortschreiten, bei dem das Belegungserfassungsverfahren Maschinenlernen durchführen kann, um den in Schritt 135 stattfindenden Wahrscheinlichkeitsbewertungsprozess zu aktualisieren. Die in Schritt 150 verwendeten Maschinenlemen-Algorithmen können beliebige geeignete Maschinenlemen-Algorithmen sein, welche die in Schritt 135 auftretende Wahrscheinlichkeitsbewertung verbessern können. Solche Maschinenlemen-Algorithmen können eine Funktion der/des im Rahmen des Wahrscheinlichkeitsbewertungsprozesses verwendeten statistischen Maße(s) und anderer Input(s) sein, die selbst bekannt sind oder dazu zur Indikation neigen, dass ein erfasster Änderungspunkt und der/die entsprechende(n) Wert(e) der/des statistischen Maße(s) einer tatsächlichen Wahrscheinlichkeit der Belegung entspricht.
Als ein einfaches Beispiel in dem Lichtsteuerungsszenario von 2 kann Zimmer 208 mit einem Sensor 220 ausgestattet sein, welcher erfasst, wenn Lichtschalter 224 von jemandem, der das Zimmer betritt oder verlässt, betätigt wird. Belegungserfassungsverfahren 100 kann ein Signal von Sensor 220 in dem Maschinenlernen in Schritt 150 verwenden zum Ändern des Wahrscheinlichkeitsbewertungsprozesses in Schritt 135, um die in diesem Schritt ermittelte Wahrscheinlichkeit für einen anderen erfassten Änderungspunkt, der ein statistisches Maß bzw. statistische Maße aufweist, welche gleich wie die oder nahe zu den statistischen Maßen sind, die der Belegungsänderung entsprechen, die dazu führt, dass eine Person den Lichtschalter manuell betätigt hat, wenn Belegungserfassungsverfahren 100 kein Änderung-in-der-Belegung-Signal in Schritt 145 ausgegeben hat. Zur Veranschaulichung sage man, dass das beim ersten Betreten einer Person von Zimmer 208 (2) nachdem Belegungserfassungsverfahren 100 gestartet wurde, das Belegungserfassungsverfahren einen Änderungspunkt in Schritt 120 erfasst, aber die Wahrscheinlichkeit, dass das/die statistische(n) Maß(e) zu einer in Schritt 135 ermittelten Belegungsänderung korrespondieren, nicht größer als der Schwellenwert in Schritt 140 ist, so dass das Verfahren kein Änderung-in-der-Belegung-Signal in Schritt 145 erstellt. Als Konsequenz schaltet der Beleuchtungscontroller 216 die Leuchten 212 nicht ein. Infolgedessen betätigt die Person, die das Zimmer 208 betritt, manuell Lichtschalter 224, um Leuchten 212 einzuschalten, und Belegungserfassungsverfahren 100 verwendet das resultierende Signal des Sensors 220 beim Maschinenlernen in Schritt 150, um die Wahrscheinlichkeitsbewertung in Schritt 135 zu veranlassen, eine höhere Wahrscheinlichkeit zu dem/den statistischen Maß(en) zuzuweisen, das/die mit dem Änderungspunkt korreliert ist/sind, verursacht durch die Person, die den Lichtschalter betätigt. Dann, wenn das Belegungserfassungsverfahren 100 das nächste Mal einen Änderungspunkt und entsprechende statistische Maß(e) erkennt, die gleich oder nahe an dem/den statistischen Maß(en) liegen, in denen die manuelle Betätigung von Lichtschalters 224 verwendet wurde, weist die Wahrscheinlichkeitsbewertung in Schritt 135 eine Schwellenwert-überschreitende Wahrscheinlichkeit zu, welche das Belegungserfassungsverfahren verursacht ein Änderung-in-der-Belegung-Signal in Schritt 145 auszugeben.
Nach jedem Maschinenlernen in Schritt 150 führt Belegungserfassungsverfahren 100 zu Schritt 105 zurück, mit den oben genannten Einschränkungen in Bezug auf Schleife 130. Wenn Schritt 150 nicht vorhanden ist, führt Belegungserfassungsverfahren 100 einfach nach Schritt 145 zu Schritt 105 zurück. Wenn in Schritt 140 Belegungserfassungsverfahren 100 in Schritt 140 ermittelt, dass die Wahrscheinlichkeit aus Schritt 135 den Schwellenwert nicht überschreitet, kann das Belegungserfassungsverfahren mit dem optionalen Schritt 150 fortfahren, falls vorhanden, oder, falls nicht, mit Schritt 105, erneut mit den oben genannten Einschränkungen in Bezug auf Schleife 130. Fachmänner wird leicht verstehen, dass Belegungserfassungsverfahren 100 lediglich ein Beispiel ist und dass verschiedene Änderungen, einschließlich der Entfernung bestimmter Schritte, der Hinzufügung anderer Schritte, der Neuordnung von Schritten und/oder der Ersetzung von Schritten, vorgenommen werden können, um einer bestimmten Anwendung Rechnung zu tragen, während sie dennoch unter die übergreifenden Prinzipien der verschiedenen Ausführungsformen fallen.
Ein Beispiel für den Änderung-in-Belegungswahrscheinlichkeit-Bewertungsalgorithmus ist das Folgende: Man kann die Mittelwerte des RSSI-Signals über die beiden aufeinanderfolgenden Zeitfenster vor und nach dem erfassten Änderungspunkt jeweils berechnen. Man kann dann die Differenz der beiden Mittelwerte berechnen, basierend auf der erhaltenen Wertdifferenz kann man eine geeignete Funktion zuweisen, um die Wertdifferenz auf einen Wahrscheinlichkeitswert, dass der Raum belegt oder unbelegt wird, abzubilden. Als weiteres Beispiel kann man die Varianzwerte des RSSI-Signals über die beiden aufeinanderfolgenden Zeitfenster vor und nach dem erfassten Änderungspunkt jeweils berechnen. Man kann dann die Differenz der beiden Varianzwerte berechnen, basierend auf der erhaltenen Wertdifferenz kann man eine geeignete Funktion zuweisen, um die Wertdifferenz auf einen Wahrscheinlichkeitswert, dass der Raum belegt oder unbelegt wird, abzubilden. Als weiteres Beispiel kann man die beiden obigen Beispiele kombinieren und eine entsprechende Funktion zuweisen, um die Unterschiede des Mittelwerts und der Varianz in einen Wahrscheinlichkeitswert als Ganzes abzubilden. Die Auswahlen der oben genannten Funktionen (Wahrscheinlichkeitsmaße) kann flexibel sein um verschiedene Szenarien Rechnung zu tragen. Die Auswahlen der Funktionen kann auch dynamisch durch geeignete Maschinenlemen-Algorithmen ermittelt werden. Darüber hinaus könnten auch höhere Momente des Zufallssignals für den Erfassungsalgorithmus verwendet werden.
Ein Beispiel für einen potenziell geeigneten Maschinenlemen-Algorithmus ist Q-Learning. Q-Learning ist eine Zeitdifferenz-Verstärkung-Lernmethode. In Q-Learning und verwandten Algorithmen versucht ein Agent, die optimale Richtlinie aus seiner Geschichte der Interaktion mit der Umgebung zu lernen. (Siehe beispielsweise R. S. Sutton und A. G. Barto, Reinforcement Learning: An Introduction, MIT Press, 1998, die hierin als Referenz für ihre Lehren über Verstärkung-Lerntechniken aufgenommen wird.) Dies kann Entscheidungsaktionen (Beurteilung der Raumbelegung und/oder das Ein- und/oder Ausschalten der Lichter basierend auf der Beurteilung) basierend auf einer vordefinierten Wahrscheinlichkeitsverteilung in Abhängigkeit von der aktuellen Situation beinhalten und die Ergebnisse der Aktionen beobachten. Die Ergebnisse der Handlungen lassen sich in zwei verschiedene Kategorien einteilen: Belohnung und Bestrafung. In einem Fall, wenn der Algorithmus beschließt, die Beleuchtung für einen Raum auszuschalten, und keine Beleger die Beleuchtung innerhalb eines kurzen Zeitraums mit einem manuellen Schalter wieder einschalten würden, kann dies als eine Form der Belohnung für die Aktion im Zustand/Situation des Systems betrachtet/modelliert werden, wenn der Algorithmus beschlossen hat, die Lichter auszuschalten. In einem anderen Fall, wenn der Algorithmus beschließt, die Lichter auszuschalten, und die Lichter wieder eingeschaltet werden, kann dies als eine Form der Bestrafung für die Aktion im Zustand/Situation des Systems angesehen werden, wenn der Algorithmus beschlossen hat, die Lichter auszuschalten. Basierend auf den beobachteten Belohnungen und Bestrafungen würde der Algorithmus die oben genannte Wahrscheinlichkeitsverteilung (Reduzierung der Unsicherheiten von Handlungen unter bestimmten Zuständen) sowie einige andere Parameter (z.B. Schwellenwerte) des Systems entsprechend anpassen, um die Belohnungen zukünftiger Handlungen zu maximieren. Die anfängliche Wahrscheinlichkeitsverteilung von Aktionen wird adaptiert, um sicherzustellen, dass das System einer Vielzahl von Kombinationen aus Systemzustand, ergriffenen Maßnahmen und entsprechenden Ergebnissen ausgesetzt wird.
4 veranschaulicht ein exemplarisches Gesamtsystem 400, das ein RF-basiertes Belegungserfassungssystem 404, 404' aufweist, das konzipiert und konfiguriert ist, ein Belegungserfassungsverfahren der vorliegenden Offenbarung anzuführen, wie beispielsweise das Belegungserfassungsverfahren 100 aus 1, welches Online-Änderungspunkterfassung nutzt, um eine Wechsel-in-Belegung-Bewertung auszulösen. In diesem Beispiel weist Belegungserfassungssystem 404, 404' einen oder mehrere RF-Empfänger auf, hier einen einzelnen RF-Empfänger 408, der auf den Empfang eines oder mehrerer RF-Signale 412 abgestimmt ist, die von einem oder mehreren RF-Sendern gesendet werden, hier einem einzige RF-Sender 416 aus Gründen der einfachen Erklärung, von denen jeder allein als Teil des Belegungserfassungssystems bereitgestellt sein kann oder nicht. In 4 zeigt das Belegungserfassungssystem 404 den RF-Sender 416 als Teil des Belegungserfassungssystems, wie beispielsweise, wenn der RF-Sender 416 in Bezug auf den überwachten Raum (nicht dargestellt) fixiert ist und in Kombination mit RF-Empfänger 408 bereitgestellt ist. Im Gegensatz dazu zeigt das Belegungserfassungssystem 404' den RF-Sender 416 nicht als Teil des Belegungserfassungssystems, wie beispielsweise, wenn der RF-Empfänger 408 separat vom RF-Sender 416 bereitgestellt ist. So kann sich beispielsweise der RF-Sender 416 an Bord einer mobilen Vorrichtung befinden, die von einem Beleger des überwachten Raums getragen wird, oder der RF-Sender 416 kann vor der Aufstellung des Belegungserfassungssystems vorhanden sein, beispielsweise ein drahtloser Router oder ein oder mehrere drahtlose Sensorknoten, die bereits innerhalb des oder in der Nähe des überwachten Raums vorhanden sind. Wie vorstehend in Bezug auf das Belegungserfassungsverfahren 100 der 1 erwähnt ist, kann der RF-Sender 416 jeder geeignete RF-Sender sein, wie beispielsweise ein RF-Sender eines WI-FI®-Routers, ein drahtloser Sensornetzwerkknoten, ein Mobiltelefon, ein Smartphone oder eine dem Belegungserfassungssystem 404 zugeordnete Vorrichtung, unter anderem. Grundsätzlich gibt es keine Einschränkung an den RF-Sender 416, außer dass er ein oder mehrere RF-Signale sendet, die eine Belegungserfassung gemäß den hierin beschriebenen allgemeinen Prinzipien ermöglichen. Entsprechend kann RF-Empfänger 408 jeder RF-Empfänger sein, der in der Lage ist, mindestens eines der RF-Signal(e) 412 zu empfangen.
Das Belegungserfassungssystem 404, 404' weist auch eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 420 auf, die entwickelt und konfiguriert ist, um maschinenausführbare Anweisungen zu verarbeiten, die das Belegungserfassungssystem mit seinen verschiedenen Funktionalitäten, einschließlich der hierin beschriebenen Funktionalitäten, ausstatten. Die CPU 420 kann unter anderen Dingen einen allgemeinen Prozessor aufweisen (z.B. einen Prozessor an Bord eines Desktop-Computers, eines Laptop-Computers, einen Tablet-Computers, etc.) oder Teil eines eingebetteten Systems sein, einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung oder System-on-Chip. Es wird darauf hingewiesen, dass in anderen Ausführungsformen CPU 420 mittels einer Vielzahl von Verarbeitungseinheiten ersetzt werden kann, die auf ein externes Netzwerk verteilt sein können oder nicht. RF-Empfänger 408 befindet sich in operativer Kommunikation mit CPU 420 über geeignete Mittel, wie beispielsweise einen Kommunikationsbus 424.
Das Belegungserfassungssystem 404, 404' beinhaltet weiterhin Speicher 428, der funktionsfähig zu CPU 420 verbunden ist, um der CPU 420 unter anderen Dingen zu ermöglichen, Anweisungen und Daten aus dem Speicher abzurufen und der CPU 420 zu ermöglichen, Daten in dem Speicher zu speichern. Der Einfachheit halber kann Speicher 428 die Gesamtheit des von Belegungserfassungssystem 404, 404' verwendeten Speichers darstellen, einschließlich nichtflüchtiger und flüchtiger physikalischer Speicher an Bord CPU 420, lokal zur CPU und/oder verfügbar über jedes geeignete Netzwerk. Beispielsweise kann der Speicher 428 einen oder mehrere Direktzugriffsspeicher (RAM), Nur-Lese-Speicher (ROM), FLASH-Speicher und Prozessor-Caches aufweisen. Grundsätzlich gibt es keine Beschränkung der Art und des Ortes von Speicher 428.
In diesem Beispiel weist Speicher 428 alle der maschinenausführbaren Anweisungen auf, um Belegungserfassungssystems 404, 404' zu betreiben, sowie andere maschinenausführbare Anweisungen, die andere nicht speziell hierin behandelte Funktionen implementieren können, wie beispielsweise Bereitstellen einer oder mehrerer Benutzeroberflächen (nicht dargestellt), die es einem Benutzer ermöglichen können, das Belegungserfassungssystem 404, 404' zu initialisieren, zu konfigurieren und anzupassen, um alle Nicht-Belegungserfassungsfunktionen bereitzustellen, die die CPU 420 ebenfalls bereitstellen kann. Beispielsweise weist Speicher 428 maschinenausführbare Anweisungen 432 auf zum Veranlassen, dass Belegungserfassungssystem 404, 404' ein Belegungserfassungsverfahren der vorliegenden Offenbarung durchführt, wie beispielsweise änderungspunkterfassungsbasierte Belegungserfassungsverfahren 100 der 1. Fachmänner werden leicht verstehen, dass maschinenausführbaren Anweisungen 432 unter anderen Dingen maschinenausführbare Anweisungen zum Ausführen der Algorithmen eines Belegungserfassungsverfahrens aufweisen, wie beispielsweise eine Online-Änderungspunkt-Erfassungsalgorithmen (beispielsweise einen Online-Änderungspunkt-Erfassungsalgorithmus, der in Schritt 120 von 1 durchgeführt wird), einen Änderung-in-Belegung-Bewertungsalgorithmus (z.B. einen Änderung-in-Belegung-Bewertungsalgorithmus, der in Schritt 135 von 1 durchgeführt wird), und optional einen Maschinenlemen-Algorithmus (z.B. ein Maschinenlernen-Algorithmus, der in Schritt 150 von 1 durchgeführt wird), unter anderem. Es wird darauf hingewiesen, dass der Singular-Begriff „Algorithmus“ mehrere Algorithmen aufweist, die als Subalgorithmen vorliegen können. Fachmänner werden leicht verstehen, wie maschinenausführbare Anweisungen 432 zu kodieren sind, indem man die vorliegende Offenbarung als Leitfaden verwendet und die in der Technik bekannten Programmiertechniken verwendet.
Speicher 428 enthält auch Informationen 436, die von Belegungserfassungssystem 404, 404' verwendet werden, um maschinenausführbare Anweisungen 432 ordnungsgemäß auszuführen und die darin kodierten Belegungserfassungsfunktionen bereitzustellen. Beispiele für Elemente, die in Information 436 enthalten sind, beinhalten, sind aber nicht darauf beschränkt, irgendwelche Parameter für den Online-Änderungspunkt-Erfassungsalgorithmus, irgendwelche Parameter für den Änderungspunkt-Bewertungsalgorithmus, Vergleichsdaten (z.B. historische oder gelernte), die für den Änderungspunkt-Bewertungsalgorithmus verwendet werden (wie beispielsweise in Verbindung mit Schritt 140 von 1 verwendet), irgendwelche Parameter für den Maschinenlemen-Algorithmus und irgendwelche Parameter und/oder andere Information, die in Verbindung mit Schritt 145 von 1 verwendet werden, unter anderen Sachen. Speicher 428 kann auch Daten 440 aufweisen, die in irgendeinem Schritt des von Belegungserfassungssystem 404, 404' ausgeführten Belegungserfassungsverfahrens erzeugt werden, unter anderem Daten (nicht dargestellt).
In diesem Beispiel wird das Belegungserfassungssystem 404, 404' verwendet, um ein oder mehrere externe Geräte und/oder externe Systeme (zusammen und separat dargestellt in Element 444 in 4) zu steuern und/oder anderweitig mit diesen zu kommunizieren. Beispiele von Geräten und Systemen, für welche Belegungserfassungssystem 404, 404' zum Steuern und/oder anderweitig kommunizieren verwendet werden kann, beinhalten, sind aber nicht darauf limitiert, eine Leuchte oder ein System von Leuchten, ein HVAC-Gerät (z.B. Thermostat/Controller) oder ein HVAC-System, ein Einbruchalarm oder Alarmsystem, ein Gebäudemanagementsystem oder eine andere Datenbank, die Ereignisse aufzeichnet, ein Feedbacksystem für Personen in dem überwachten Raum und irgendeine logische Kombination davon, unter anderem. Grundsätzlich gibt es keine Einschränkung der Art(en) von Geräten und/oder Systemen, die Belegungserfassungssystem 404, 404' steuern kann. Zur Kommunikation mit Vorrichtung(en) und/oder System(en) 444 kann das Belegungserfassungssystem 404, 404' eine Eingabe/Ausgabe-(I/O)-Vorrichtung 448 aufweisen, die irgendeine geeignete I/O-Vorrichtung sein kann, wie beispielsweise einen kabelgebundenen oder drahtlosen Port.
Wie vorstehend in Verbindung mit 1 beschrieben ist, kann Belegungserfassungsverfahren 100 optional Maschinenlernen (siehe Schritt 150) beinhalten, welches Informationen aus einer oder mehreren externen Quellen als Input verwendet. In dem vorstehend genannten Beispiel können die Zusatzinformationen ein Signal sein, dass der Lichtschalter 224 betätigt wurde. Beispiele für andere nicht-RF-Sender externe Geräte, die für das Maschinenlernen verwendet werden können und Informationen an das Belegungserfassungssystem 404, 404' kommunizieren können, weisen unter anderem Bewegungssensoren, Türaktivierte-Schalter, thermische Sensoren, CO₂-Sensoren, VOC-Sensoren, Auralsensoren, Relative-Feuchte-Sensoren, Differentialrucksensoren, Luftstromsensoren, kapazitive Sensoren und Auslösesensoren. Um solche Signale und/oder andere(s) Signal(e) für Maschinenlernen zu empfangen, kann Belegungserfassungssystem 404, 404' eine oder mehrere zusätzliche I/O-Vorrichtungen 452 aufweisen, von denen jede eine geeignete Drahtgebunden oder Drahtlos-Portvorrichtung sein kann. Es wird darauf hingewiesen, dass Belegungserfassungssystem 404' beispielsweise als jedes der im Folgenden beschriebenen Belegungserfassungssysteme 508 (5A) und 604 (6A, 7A und 8A) im Rahmen einiger exemplarischer Belegungserfassungsszenarien eingesetzt werden kann.
5A bis 8B veranschaulichen vier exemplarische Belegungserfassungsszenarien 500, 600, 700, und 800. In diesen Figuren werden die folgenden Notationen verwendet: „Rx(i)“ bezeichnet den i-ten RF-Empfänger; „Tx(i)“ bezeichnet den i-ten RF-Sender; and „RSSI(ij)“ bezeichnet empfangene RSSI-Werte des RF-Signals von dem j-ten RF-Sender an den i-ten RF-Empfänger.
Um nun auf 5A zurückzukommen, diese Figur veranschaulicht Belegungserfassungsszenario 500, in dem ein Zimmer 504 der überwachte Raum ist, der von einem Belegungserfassungssystem 508 der vorliegenden Offenbarung überwacht wird. Ein Türdurchgang 512 stellt den einzigen Zugang zu Zimmer 504 bereit, und Belegungserfassungssystem 508 verwendet ein einzelnes Tx(1) und ein angepasstes einzelnes Rx(1) auf beiden Seiten des Türdurchgangs. Mit „angepasst“ ist gemeint, dass Tx(1) mit einer bestimmten RF-Frequenz sendet und Rx(1) so eingestellt ist, dass es Signale mit dieser RF-Frequenz empfängt. Es wird darauf hingewiesen, dass andere Komponenten des Belegungserfassungssystems 508 aus Gründen der Einfachheit nicht dargestellt werden, aber diese Komponenten können gleich wie oder ähnlich zu Komponenten anderer hierin beschriebener Belegungserfassungssysteme sein, wie beispielsweise das Belegungserfassungssystem 404' von 4. In Belegungserfassungsszenario 500 betritt eine einzelne Person 516 Zimmer 504 mittels Türdurchgang 512.
5B beinhaltet ein Zeitreihenplot 520 von RSSI-Werten RSSI(1,1) des von Rx(1) empfangenen Signals von einer Zeit, bevor Person 516 Zimmer 504 betritt (5A), bis zu einer Zeit, nachdem die Person Türdurchgang 512 durchlaufen hat und weiter in das Zimmer vorgedrungen ist. Wie in Zeitreihenplot 520 (5B) zu sehen ist, haben RSSI-Werte RSSI(1,1) des empfangenen Signals, bevor Person 516 in das Zimmer 504 läuft, einen Basisliniencharakter, wie in Zeitabschnitt 520(1) des Zeitreihenplots angegeben ist. Dieser Basisliniencharakter ist zumindest teilweise auf das von Tx(1) übertragene RF-Signal zurückzuführen und vielleicht auch auf irgendein/irgendwelche Hintergrundsignal(e), das/die auf der gleichen Frequenz wie Rx(1) liegen kann/können. Beispiele für Hintergrundsignale, die zu dem Basisliniencharakter des von Rx(1) in der Zeitspanne 520(1) empfangenen RF-Signals beitragen können, weisen auf, sind aber nicht darauf beschränkt, Signale von anderen RF-Sendern (nicht dargestellt), die sich in Zimmer 504 oder in dem gleichen Gebäude wie das Zimmer befinden können, Geräte im Zimmer oder Gebäude, die Rauschen auf dem empfangenen Signal verursachen, und RF-Sender und/oder störende Geräte, die außerhalb des Gebäudes, in dem sich Zimmer 504 befindet, betrieben werden können. Wie man sehen kann, hat, in diesem Beispiel, RSSI-Werte RSSI(1,1) des Basissignals in Zeitspanne 520(1) eine relativ geringe Varianz über einen konstanten Wert.
Wenn Person 516 Zimmer 504 durch Türdurchgang 512 betritt und wie in Zeitabschnitt 520(2) von Zeitreihenplot 520 von 5B zu sehen ist, wirkt sich die Anwesenheit dieser Person zwischen Tx(1) und Rx(1) auf das RF-Signal, das Rx(1) empfängt, aus, in diesem Fall, verursachend, dass RSSI-Werte RSSI(1,1) des Signals eine größere Varianz aufweisen. Nachdem Person 516 aus zwischen Tx(1) und Rx(1) austritt (z.B. das Zimmer 504 verlässt oder außerhalb oder Reichweite von Rx(1) und Tx(1) bewegt), kehrt RSSI-Werte RSSI(1,1) des Signals, das der Rx(1) empfängt, zu dem in Zeitabschnitt 520(1) vorhandenen Basisliniencharakter zurück, wie in Zeitabschnitt 520(3) in 5B dargestellt ist. Die Art der für Tx(1) und Rx(1) gewählten Frequenz und der Charakter des Zimmers 504 können zu Änderungen zu RSSI-Werte RSSI(1,1) des empfangenen Signals führen, wenn eine Person, wie beispielsweise Person 516, zwischen Tx(1) und Rx(1) passiert.
Belegungserfassungssystem 508 in Belegungserfassungsszenario 500 kann ein geeignetes Belegungserfassungsverfahren, wie beispielsweise Belegungserfassungsverfahren 100 von 1, implementieren, um die relevanten Änderungspunkts, hier Änderungspunkte 520A und 520B, in RSSI-Werten RSSI(1,1) des empfangenen Signals zu ermitteln. Solches Belegungserfassungsverfahr kann beispielsweise auch das/die relevante(n) statistische(n) Maß(e) von RSSI-Werten RSSI(1,1) des empfangenen Signals ermitteln, das/die statistische(n) Maß(e) mit gespeicherten Werten vergleichen, die bekanntermaßen mit Belegungsereignissen korrelieren, wie zweite eine Person, die Zimmer 504 betritt und Zimmer 504 verlässt, und/oder andere Analysen verwenden, um zu ermitteln, ob Zimmer 504 belegt bleibt oder nicht, unter anderen Dingen.
6A veranschaulicht ein Belegungserfassungsszenario 600, welches das gleiche Zimmer 504, Tx(1) und Rx(1) des Belegungserfassungsszenarios 500 von 5A involviert, aber einen zweiten RF-Sender, Tx(2), und einen passenden zweiten RF-Empfänger, Rx(2), hinzufügt, um ein Belegungserfassungssystem 604 zu bilden, das robuster ist als Belegungserfassungssystem 508 von 5A. Wie vorstehend erwähnt ist, sind Tx(1) und Rx(1) auf eine Frequenz abgestimmt, bei der das von dem Rx(1) empfangene Signal weitgehend durch die Anwesenheit einer Person, wie beispielsweise Person 516, die sich zwischen Tx(1) und Rx(1) befindet, beeinflusst wird, so dass, wenn die Person in Zimmer 504 ist, sich aber zu einer Position weg von Tx(1) und Rx(1) bewegt, z.B. Position 608, diese Person das bei Rx(1) empfangene Signal nicht länger beeinflusst, und Belegungserfassungssystem 604 nicht wissen kann, ob die Person gerade das Zimmer betreten oder gerade das Zimmer verlassen hat. Das Hinzufügen von Tx(2) und Rx(2) in diesem Beispiel löst dieses Problem.
In Belegungserfassungsszenario 600 befinden sich Tx(2) und passendes Rx(2) auf gegenüberliegenden Seiten von Zimmer 504 und weg von Tx(1) und Rx(1). Wie Tx(1) und Rx(1) kann die Art der für Tx(2) und Rx(2) gewählten Frequenz so sein, dass das von Rx(2) empfangene Signal durch die Anwesenheit einer Person, wie beispielsweise Person 516, zwischen Tx(2) und Rx(2) weitgehend signifikant gestört wird. 6B zeigt zwei Zeitreihenplots, einen Zeitreihenplot 612 beinhaltend RSSI-Werte RSSI(1,1) des Signals, das Rx(1) empfängt, und einen weiteren Zeitreihenplot 616 beinhaltend RSSI-Werte RSSI(2,2) des Signals, das Rx(2) während Belegungserfassungsszenario 600 empfängt.
Wie in 6B zu sehen ist, ist Zeitreihenplot 612 darin ähnlich zu Zeitreihenplot 520 der 5B, dass es einen Zeitabschnitt 612(1) hat, in der ein Basisliniencharakter von RSSI-Werten RSSI(1,1) zu sehen ist, einen Zeitabschnitt 612(2), in der eine Person 516 Zimmer 504 durch Türdurchgang 512 und zwischen Tx(1) und Rx(1) betritt, und einen Zeitabschnitt 612(3), in der sich die Person 516 aus der Reichweite von Tx(1) und Tx(1) heraus bewegt hat und die RSSI-Werte RSSI(1,1) zu dem Basisliniencharakter zurückkehren. Wo oben angemerkt, da RSSI-Werte RSSI(1,1) in Zeitabschnitt 612(3) zu ihrem Basisliniencharakter zurückkehren, weiß das Belegungserfassungssystem nicht, ob sich Person 516 in Zimmer 504 befindet oder ob die Person sofort das Zimmer verlassen hat, nachdem sie das bei Rx(1) empfangene Signal gestört hat. Allerdings löst das Vorhandensein von Tx(2) und Rx(2) dieses Problem, wie in Zeitreihenplot 616 von 6B dargestellt ist.
Wie in Zeitreihenplot 616 zu sehen ist, haben RSSI-Werte RSSI(2,2) in Zeitabschnitt 616(1) einen Basisliniencharakter, bevor Person 516 Position 608 (6A) erreicht oder nahekommt. Allerdings, wenn Person 516 nahe an Position 608 kommt und dies erreicht, stört die Anwesenheit der Person dort das Signal, das RF-Empfänger Rx(2) empfängt. Die entsprechenden RSSI-Werte RSSI(2,2), in Zeitabschnitt 616(2) werden ebenfalls gestört, was in einem Änderungspunkt 616A resultiert, welchen Belegungserfassungssystem 604 erfassen kann, wie beispielsweise mittels Verwendens von Belegungserfassungsverfahren 100, oben. Wie in Plot 616 zu sehen ist, ändern sich sowohl der Mittelwert als auch die Varianz von RSSI-Werten RSSI(2,2) in Zeitabschnitt 616(2) gegenüber ihren jeweiligen Werten in Zeitabschnitt 616(1), und das Belegungserfassungssystem kann einen oder beide dieser statistischen Werte verwenden, um die Wahrscheinlichkeit der Belegung von Zimmer 504 zu ermitteln. Belegungserfassungssystem 604 kann beispielsweise Verfahren 100 der 1 durchführen, um auch Änderungspunkte 612A und 612B des Zeitreihenplots 612, und Änderungspunkt 616A des Zeitreihenplots 612 zu ermitteln, unter anderen Dingen.
7A veranschaulicht ein weiteres Szenario 700 mit Zimmer 504 und Belegungserfassungssystem 604 aus 6A. In Szenario 700 betritt Person 516 Zimmer 504 über Türdurchgang 512 zwischen Tx(1) und Rx(1), geht in den Raum zu Position 608 zwischen Tx(2) und Rx(2), und die dreht sich um und verlässt das Zimmer durch Türdurchgang 512.
7B zeigt Zeitreihenplots 704 und 708, die jeweils RSSI-Werte RSSI(1,1) und RSSI(2,2) der von den entsprechenden Rx(1) und Rx(2) während Belegungserfassungsszenario 700 von 7A empfangenen Signale beinhalten. Wie in Zeitreihenplot 704 zu sehen ist, haben RSSI-Werte RSSI(1,1) in den Zeitabschnitten 704(1), 704(2) und 704(3) einen Basisliniencharakter, wenn Person 516 nicht zwischen Tx(1) und Rx(1) passiert, und haben einen gestörten Charakter in Zeitabschnitten 704(4) und 704(5), wenn die Person zwischen Tx(1) und Rx(1) passiert, so dass das von Tx(1) zu Rx(1) herübergehende Signal gestört wird. Wie in Zeitreihenplot 708 zu sehen ist, haben RSSI-Werte RSSI(2,2) in Zeitabschnitten 708(1) und 708(2) einen Basisliniencharakter, wenn Person 516 nicht nahe oder an Position 608 zwischen Tx(2) und Rx(2) ist, und haben einen gestörten Charakter in Zeitabschnitt 708(3), wenn die Person nahe oder an Position 608 zwischen Tx(2) und Rx(2) ist, so dass das von Tx(2) zu Rx(2) herübergehende Signal gestört wird. Belegungserfassungssystem 604 kann beispielsweise Verfahren 100 der 1 durchführen, um Änderungspunkte 704A, 704B, 704C, 704D, 708A und 708B zu ermitteln, unter anderem, relevante statistische Maße von RSSI-Werten RSSI(1,1) und RSSI(2,2) zu ermitteln und Belegungswahrscheinlichkeiten basierend auf solchen statistischen Maßen zu ermitteln, wie vorstehend beschrieben ist.
8A veranschaulicht ein Belegungserfassungsszenario 800 mit Zimmer 504 und Belegungserfassungssystem 604 der 6A und 7A. Belegungserfassungsszenario 800 ist im Wesentlichen eine Kombination aus Belegungserfassungsszenarien 600 und 700 der 6A bzw. 7A, aber jedoch mit zwei verschiedenen Personen 516 und 804, die ihre jeweiligen Handlungen etwa zur gleichen Zeit ausführen. In Belegungserfassungsszenario 800 von 8A betritt Person 516 Zimmer 504 durch Türdurchgang 512 und schreitet zu Position 608 fort und bleibt dort, während Person 804 das Zimmer durch den Türdurchgang betritt und zu einer Position 808 in der Nähe von Position 608 fortschreitet, wo sich Person 516 aufhält und dann umdreht und das Zimmer durch Türdurchgang 512 verlässt.
8B zeigt Zeitreihenplots812 und 816, die jeweils RSSI-Werte RSSI(1,1) und RSSI(2,2) der mittels der entsprechenden RF-Empfänger Rx(1) und Rx(2) empfangenen Signale während Belegungserfassungsszenario 800 der 8A beinhalten. Wie in Zeitreihenplot 812 zu sehen ist, haben RSSI-Werte RSSI(1,1) in Zeitabschnitten 812(1), 812(2), 812(3) und 812(4) einen Basisliniencharakter, wenn keine von Person 516 und 804 zwischen Tx(1) und Rx(1) durchgeht, und haben in Zeitabschnitten 812(5), 812(6) und 812(7) einen gestörten Charakter, wenn irgendeine der beiden Personen zwischen Tx(1) und Rx(1) durchgeht, so dass das von Tx(1) zu Rx(1) übergehende Signal gestört wird. Wie in Zeitreihenplot 816 zu sehen ist, haben RSSI-Werte RSSI(2,2) in dem Zeitabschnitt 816(1) einen Basisliniencharakter, wenn keine von beiden Person 516, 804 in der Nähe von oder an Position 608 zwischen Tx(2) und Rx(2) ist, haben einen ersten gestörten Charakter in Zeitabschnitten 816(2) und 816(3), wenn Person 516 in der Nähe und an der Position 608 zwischen Tx(2) und Rx(2) ist, so dass das von Tx(2) nach Rx(2) übergehende Signal gestört wird, und haben einen zweiten gestörten Charakter in Zeitabschnitt 816(4), wenn Person 516 in der Nähe von und an Position 608 ist und Person 804 in der Nähe ist, an Position 808, beide zwischen Tx(2) und Rx(2), so dass beide Personen das von Tx(2) zu Rx(2) übergehende Signal stören. Belegungserfassungssystem 604 kann beispielsweise das Verfahren 100 der 1 durchführen, um unter anderem Änderungspunkte 812A bis 812F und 816A bis 816C zu ermitteln, relevante statistische Maße von RSSI-Werten RSSI(1,1) und RSSI(2,2) während Zeitabschnitten 812(1) bis 812(7) und 816(1) bis 812(7) und 816(1) bis 816(4) zu ermitteln und Belegungswahrscheinlichkeiten basierend auf solchen statistischen Maßen zu ermitteln, wie vorstehend beschrieben ist.
Fachmänner werden leicht verstehen, dass die vorgenannten Belegungserfassungsszenarien 500, 600, 700 und 800 nur Beispiele sind und dass viele andere Szenarien existieren. Unter Verwendung der grundlegenden Lehren der vorliegenden Offenbarung werden Fachmänner jedoch in der Lage sein, Verfahren und Systeme zum Ermitteln von Belegung für diese Szenarien zu entwickeln.
BEISPIEL-COMPUTER SYSTEM
Es ist zu beachten, dass einer oder mehrere der hierin beschriebenen Aspekte und Ausführungsformen praktischerweise mit einer oder mehreren Maschinen (z.B. einem oder mehreren Computergeräten, die als Benutzer-Computergerät für ein elektronisches Dokument verwendet werden, einem oder mehreren Servergeräten, wie beispielsweise einem Dokumentenserver, etc.) implementiert werden können, die nach den Lehren der vorliegenden Beschreibung programmiert sind, wie es für Fachmänner in der Computertechnik ersichtlich ist. Geeignete Softwarekodierungen können von erfahrenen Programmierern auf der Grundlage der Lehren der vorliegenden Offenbarung leicht erstellt werden, wie es für diejenigen mit gewöhnlichen Fähigkeiten in der Softwaretechnik ersichtlich ist. Aspekte und Implementierungen, wie vorstehend beschrieben, unter Verwendung von Software und/oder Softwaremodulen können auch geeignete Hardware zur Unterstützung bei der Implementierung der maschinenausführbaren Anweisungen der Software und/oder des Softwaremoduls beinhalten.
Solche Software kann ein Computerprogrammprodukt sein, das ein maschinenlesbares Speichermedium verwendet. Ein maschinenlesbares Speichermedium kann irgendein Medium sein, das in der Lage ist, eine Folge von Anweisungen zur Ausführung durch eine Maschine (z.B. eine Computervorrichtung) zu speichern und/oder zu kodieren, und das die Maschine veranlasst, irgendeine der hierin beschriebenen Methodologien und/oder Ausführungsformen auszuführen. Beispiele für ein maschinenlesbares Speichermedium beinhalten, aber sind nicht darauf beschränkt, eine Magnetplatte, eine optische Platte (z.B. CD, CD-R, DVD, DVD-R, etc.), eine magneto-optische Platte, eine Nur-Lese-Speicher-„ROM“-Vorrichtung, eine Direktzugriffsspeicher-„RAM“-Vorrichtung, eine Magnetkarte, eine optische Karte, eine Solid-State-Speichervorrichtung, ein EPROM, ein EEPROM und irgendeine Kombination davon. Ein maschinenlesbares Medium, wie es hierin verwendet wird, soll sowohl ein einzelnes Medium als auch eine Sammlung physikalisch getrennter Medien beinhalten, wie beispielsweise eine Sammlung von Compact Discs oder ein oder mehrere Festplattenlaufwerke in Kombination mit einem Computerspeicher. Wie hierin verwendet, beinhaltet ein maschinenlesbares Speichermedium nicht vorübergehende Formen der Signalübertragung.
Eine solche Software kann auch Informationen (z.B. Daten) aufweisen, die als Datensignal auf einem Datenträger getragen werden, wie beispielsweise eine Trägerwelle. So können beispielsweise maschinenausführbare Informationen aufgenommen sein als datentragendes Signal, das in einem Datenträger verkörpert ist, in dem das Signal eine Folge von Anweisungen oder einen Teil davon kodiert, zur Ausführung mittels einer Maschine (z.B. einer Computervorrichtung) und irgendwelche damit zusammenhängenden Informationen (z.B. Datenstrukturen und Daten), die die Maschine veranlassen, eine der hierin beschriebenen Methodologien und/oder Ausführungsformen auszuführen.
Beispiele für eine Computervorrichtung beinhalten, aber sind nicht darauf beschränkt, eine elektronische Buchlesevorrichtung, eine Computerarbeitsstation, ein Terminalcomputer, ein Servercomputer, eine Handheld-Vorrichtung (z.B. ein Tablet-Computer, ein Smartphone, etc.), eine Smartwatch oder andere tragbare Computervorrichtung, eine Web-Appliance, ein Netzwerkrouter, ein Netzwerk-Switch, eine Netzwerkbrücke, irgendeine Maschine, die in der Lage ist, eine Folge von Anweisungen auszuführen, die eine von dieser Maschine auszuführende Aktion spezifizieren, und irgendeine Kombinationen davon. In einem Beispiel kann eine Computervorrichtung einen Kiosk beinhalten und/oder in einen Kiosk integriert werden.
9 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Computervorrichtung in der Beispielform eines Computersystems 900, innerhalb dessen eine Menge von Anweisungen ausgeführt werden kann zum Verursachen eines Systems, wie beispielsweise irgendeine oder mehrere von Belegungserfassungssystemen 404, 404', 508 und 604 und/oder Teil(e) und/oder Kombinationen davon, der 4, 5A, 6A, 7A und 8A, um irgendeinen oder mehrere der Aspekte und/oder Methodologien der vorliegenden Offenbarung durchzuführen, wie beispielsweise Belegungserfassungsverfahren 100 der 1. Es wird auch erwogen, dass mehrere Computervorrichtungen verwendet werden können, um einen speziell konfigurierten Satz von Anweisungen zu implementieren, um eine oder mehrere der Vorrichtungen zu veranlassen, einen oder mehrere der Aspekte und/oder Methodologien der vorliegenden Offenbarung auszuführen. Computersystem 900 weist einen Prozessor 904 und einen Speicher 908 auf, die über einen Bus 912 miteinander und mit anderen Komponenten kommunizieren. Bus 912 kann irgendeinen von verschiedenen Arten von Busstrukturen aufweisen, einschließlich, aber nicht darauf beschränkt, einen Speicherbus, eine Speichersteuerung, einen Peripheriebus, einen lokalen Bus und irgendwelche beliebigen Kombinationen davon, unter Verwendung irgendeiner einer Vielzahl von Busarchitekturen.
Speicher 908 kann verschiedene Komponenten (z.B. maschinenlesbare Medien) aufweisen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, eine Direktzugriffsspeicherkomponente, eine Nur-Lese-Komponente und beliebige Kombinationen davon. In einem Beispiel kann ein grundlegendes Ein-/Ausgabesystem 916 (BIOS), einschließlich Basisroutinen, die helfen, Informationen zwischen Elementen innerhalb des Computersystems 900 zu übertragen, wie beispielsweise während des Startens, in Speicher 908 gespeichert werden. Speicher 908 kann auch (z.B. auf einem oder mehreren maschinenlesbaren Medien gespeichert) Anweisungen (z.B. Software) 920 aufweisen, die einen oder mehrere der Aspekte und/oder Methodologien der vorliegenden Offenbarung verkörpern. In einem weiteren Beispiel kann Speicher 908 ferner eine beliebige Anzahl von Programmmodulen aufweisen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, ein Betriebssystem, ein oder mehrere Anwendungsprogramme, andere Programmmodule, Programmdaten und beliebige Kombinationen davon.
Computersystem 900 kann auch eine Speichervorrichtung 924 aufweisen. Beispiele für eine Speichervorrichtung (z.B. Speichervorrichtung 924) beinhalten, sind aber nicht darauf beschränkt, ein Festplattenlaufwerk, ein Magnetplattenlaufwerk, ein optisches Plattenlaufwerk in Kombination mit einem optischen Medium, eine Solid-State-Speichervorrichtung und beliebige Kombinationen davon. Speichervorrichtung 924 kann über eine geeignete Schnittstelle (nicht dargestellt) an Bus 912 angeschlossen sein. Beispielschnittstellen beinhalten, sind aber nicht darauf beschränkt, SCSI, Advanced-Technology-Attachment (ATA), Serial ATA, Universal Serial Bus (USB), IEEE 1394 (FIREWIRE) und beliebige Kombinationen davon. In einem Beispiel kann Speichervorrichtung 924 (oder eine oder mehrere Komponenten davon) abnehmbar mit Computersystem 900 verbunden sein (z.B. über einen externen Portanschluss (nicht dargestellt)). Insbesondere können Speichervorrichtung 924 und ein zugehöriges maschinenlesbares Medium 928 eine nichtflüchtige und/oder flüchtige Speicherung von maschinenlesbaren Anweisungen, Datenstrukturen, Programmmodulen und/oder anderen Daten für Computersystem 900 bereitstellen. In einem Beispiel können sich die Softwareanweisungen 920 ganz oder teilweise im maschinenlesbaren Medium 928 befinden. In einem weiteren Beispiel können sich die Softwareanweisungen 920 ganz oder teilweise in Prozessor 904 befinden.
Computersystem 900 kann auch eine oder mehrere Eingabevorrichtungen 932 aufweisen. In einem Beispiel kann ein Benutzer von Computersystems 900 Befehle und/oder andere Informationen über Eingabevorrichtungen 932 in Computersystem 900 eingeben. Beispiele für Eingabevorrichtungen 932 beinhalten, sind aber nicht darauf beschränkt, eine alphanumerische Eingabevorrichtung (z.B. eine Tastatur), eine Zeigevorrichtung, ein Joystick, ein Gamepad, eine Audioeingabevorrichtung (z.B. ein Mikrofon, ein Sprachdialogsystem usw.), eine Cursorsteuervorrichtung (z.B. eine Maus), ein Touchpad, ein optischer Scanner, eine Videoaufnahmevorrichtung (z.B. eine Fotokamera, eine Videokamera), ein Touchscreen und beliebige Kombinationen davon. Eingabevorrichtungen 932 können mittels jeder einer Vielzahl von Schnittstellen mit Bus 912 verbunden sein (nicht dargestellt), einschließlich, aber nicht beschränkt auf, eine serielle Schnittstelle, eine parallele Schnittstelle, einen Game-Port, eine USB-Schnittstelle, eine FIREWIRE-Schnittstelle, eine direkte Schnittstelle zu Bus 912 und beliebige Kombinationen davon. Eingabevorrichtungen 932 können eine Touchscreen-Schnittstelle beinhalten, die Teil von Anzeige 936 oder getrennt davon sein kann, wie im Folgenden näher erläutert. Eingabevorrichtungen 932 können als Benutzerauswahlvorrichtung zum Auswählen einer oder mehrerer grafischer Darstellungen in einer grafischen Oberfläche verwendet werden, wie vorstehend beschrieben.
Ein Benutzer kann auch Befehle und/oder andere Informationen in Computersystem 900 mittels Speichervorrichtung 924 (z.B. eines Wechselfestplattenlaufwerks, eines Flash-Laufwerks, etc.) und/oder Netzwerkschnittstellenvorrichtung 940 eingeben. Eine Netzwerkschnittstellenvorrichtung, wie beispielsweise die Netzwerkschnittstellenvorrichtung 940, kann zum Verbinden des Computersystems 900 mit einem oder mehreren aus einer Vielzahl von Netzwerken, wie beispielsweise Netzwerk 944, und einer oder mehreren damit verbundenen Remote-Vorrichtungen 948 verwendet werden. Beispiele für eine Netzwerkschnittstellenvorrichtung beinhalten, sind aber nicht darauf beschränkt, eine Netzwerkschnittstellenkarte (z.B. eine mobile Netzwerkschnittstellenkarte, eine LAN-Karte), ein Modem und eine beliebige Kombination davon. Beispiele für ein Netzwerk beinhalten, sind aber nicht darauf beschränkt, ein Weitverkehrsnetz (z.B. das Internet, ein Unternehmensnetz), ein lokales Netz (z.B. ein Netz, das einem Büro, einem Gebäude, einem Campus oder einem anderen relativ kleinen geografischen Raum zugeordnet ist), ein Telefonnetz, ein Datennetz, das einem Telefon-/Sprachanbieter zugeordnet ist (z.B. ein Daten- und/oder Sprachnetzwerk eines Mobilfunkanbieters), eine direkte Verbindung zwischen zwei Computervorrichtungen und beliebige Kombinationen davon. Ein Netzwerk, wie beispielsweise Netzwerk 944, kann einen drahtgebundenen und/oder einen drahtlosen Kommunikationsmodus verwenden. Im Allgemeinen kann jede beliebige Netzwerktopologie verwendet werden. Informationen (z.B. Daten, Software 920 etc.) können mittels Netzwerkschnittstellenvorrichtung 940 an und/oder von Computersystem 900 übermittelt werden.
Computersystem 900 kann ferner einen Videoanzeigeadapter 952 zum Übertragen eines darstellbaren Bildes an eine Anzeigevorrichtung, wie beispielsweise Anzeigevorrichtung 936, aufweisen. Beispiele für eine Anzeigevorrichtung beinhalten, sind aber nicht darauf beschränkt, eine Flüssigkristallanzeige (LCD), eine Kathodenstrahlröhre (CRT), eine Plasmaanzeige, eine Leuchtdioden-(LED)-Anzeige und beliebige Kombinationen davon. Anzeigeadapter 952 und Anzeigevorrichtung 936 können in Kombination mit Prozessor 904 verwendet werden, um grafische Darstellungen von Aspekten der vorliegenden Offenbarung bereitzustellen. Zusätzlich zu einer Anzeigevorrichtung kann Computersystem 900 eine oder mehrere andere periphere Ausgabevorrichtungen aufweisen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, einen Audio-Lautsprecher, einen Drucker und beliebige Kombinationen davon. Solche peripheren Ausgabegeräte können über eine periphere Schnittstelle 956 an Bus 912 angeschlossen sein. Beispiele für eine periphere Schnittstelle beinhalten, sind aber nicht darauf beschränkt, eine serielle Schnittstelle, eine USB-Verbindung, eine FIREWIRE-Verbindung, eine Parallelverbindung und beliebige Kombinationen davon.
Das Vorstehende war eine detaillierte Beschreibung verschiedener illustrativer Ausführungsformen. Es wird darauf hingewiesen, dass in der vorliegenden Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen eine konjunktive Sprache, wie beispielsweise in den Sätzen „mindestens einer von X, Y und Z“ und „einer oder mehrere von X, Y und Z“ verwendet, soweit nicht explizit genannt oder anders angezeigt, so verstanden wird, dass jeder Punkt in der konjunktiven Liste in beliebiger Anzahl ohne jeden anderen Punkt in der Liste oder in beliebiger Anzahl in Kombination mit irgendeinem oder allen anderen Punkt(en) in der konjunktiven Liste vorhanden sein kann, von denen jeder auch in beliebiger Anzahl vorhanden sein kann. Unter Anwendung dieser allgemeinen Regel umfassen die Konjunktivsätze in den vorstehenden Beispielen, in denen die Konjunktivliste aus X, Y und Z besteht, jeweils: einen oder mehrere von X; einen oder mehrere von Y; einen oder mehrere von Z; einen oder mehrere von X und einen oder mehrere von Y; einen oder mehrere von Y und einen oder mehrere von Z; einen oder mehrere von X und einen oder mehrere von Z; und einen oder mehrere von X, einen oder mehrere von Y und einen oder mehrere von Z.
Verschiedene Änderungen und Ergänzungen können vorgenommen werden, ohne vom Ziel und Umfang dieser Anmeldung abzuweichen. Merkmale jeder der verschiedenen vorstehend beschriebenen Ausführungsformen können gegebenenfalls mit Merkmalen anderer beschriebener Ausführungsformen kombiniert werden, um eine Vielzahl von Merkmalskombinationen in zugehörigen neuen Ausführungsformen bereitzustellen. Darüber hinaus ist, obwohl das Vorstehende eine Reihe von einzelnen Ausführungsformen beschreibt, das hierin Beschriebene lediglich ein Beispiel für die Anwendung der Prinzipien der verschiedenen Ausführungsformen. Zusätzlich, obwohl bestimmte Verfahren hierin veranschaulicht und/oder als in einer bestimmten Reihenfolge ausgeführt beschrieben sein können, ist die Reihenfolge innerhalb des gewöhnlichen Fachkönnens sehr variabel, um Aspekte der vorliegenden Offenbarung zu erreichen. Dementsprechend soll diese Beschreibung nur als Beispiel dienen und den Umfang dieser Anmeldung nicht anderweitig einschränken.
Beispielausführungen wurden oben offenbart und in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht. Den Fachmännern ist klar, dass verschiedene Änderungen, Auslassungen und Ergänzungen an dem, was hierin ausdrücklich offenbart wird, vorgenommen werden können, ohne vom Ziel und Umfang der vorliegenden Anmeldung abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 15482192 [0001]

Claims

Verfahren zur Belegungserfassung, aufweisend: Empfangen von Radiofrequenz-(RF)-Energie in einem überwachten Raum; Erzeugen eines Zeitreihen-RF-Signals basierend auf der empfangenen RF-Energie; Durchführen eines nichtparametrischen Online-Änderungspunkt-Erfassungsalgorithmus an dem Zeitreihen-RF-Signal zum Erfassen eines Änderungspunkts in dem RF-Signal; Ermitteln, ob eine Belegungsänderung des überwachten Raums stattgefunden hat oder nicht basierend auf dem Änderungspunkt; und Ausgeben eines Änderung-in-der-Belegung-Signals als Reaktion auf Ermitteln, dass eine Belegungsänderung des überwachten Raums stattgefunden hat.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die RF-Energie von einem RF-Sender gesendet wird und von einem RF-Empfänger in einer ersten festen Position innerhalb des überwachten Raums empfangen wird, wobei der RF-Sender absichtlich an den RF-Empfänger angepasst und in einer zweiten festen Position innerhalb des überwachten Raums angeordnet ist.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Ermitteln, ob eine Belegungsänderung des überwachten Raums stattgefunden hat oder nicht basierend auf dem Änderungspunkt, aufweist: Ermitteln eines statistischen Maßes des Zeitreihen-RF-Signals; und Vergleichen des statistischen Maßes mit einem Schwellenwert, wobei der Schwellenwert auf gespeicherten statistischen Daten basiert.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1, ferner aufweisend: Implementieren eines Maschinenlernen-Algorithmus zum Verbessern der Korrelation des Änderungspunkts zu einem Belegungsereignis.
Das Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei der Maschinenlemen-Algorithmus Sensordaten von mindestens einem Sensor verwendet, der zum Erfassen einer Änderung innerhalb des überwachten Raums eingesetzt wird.
Das Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei der mindestens eine Sensor mindestens einen von einem Bewegungssensor, einem Türaktivierten-Schalter, einem Lichtschaltersensor, einem Thermosensor, einem CO2-Sensor, einem VOC-Sensor, einem Auralsensor, einem Relativfeuchtesensor, einem Differentialrucksensor, einem Luftstromsensor, einem kapazitiven Sensor und einem Auslösesensor aufweist.
Das Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei der Maschinenlemen-Algorithmus RF-Energie verwendet, die von einer persönlichen Vorrichtung ausgestrahlt wird, die von einer Person getragen wird zum Erfassen einer Änderung innerhalb des überwachten Raumes.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1, ferner aufweisend: Ausgeben des Änderung-in-der-Belegung-Signals als Eingang zu einem System; und Steuern eines oder mehrerer Vorrichtungen innerhalb des Systems in Abhängigkeit von dem Änderung-in-der-Belegung-Signal.
Das Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei die eine oder mehrere Vorrichtungen mindestens eine von einer HVAC-Vorrichtung, einer Beleuchtungsvorrichtung und einer Sicherheitssystem-Vorrichtung aufweisen.
Das Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei das System eine Datenbank aufweist, die Ereignisse aufzeichnet, und das Änderung-in-der-Belegung-Signal das System auffordert, ein Ereignis in der Datenbank aufzuzeichnen.
Ein nicht-flüchtiges, maschinenlesbares Speichermedium, das maschinenlesbare Anweisungen enthält, die konfiguriert sind, um einen Prozessor eines Belegungserfassungssystems zu veranlassen, Operationen durchzuführen, aufweisend: Erzeugen eines Zeitreihen-Hochfrequenz-(RF)-signals basierend auf RF-Energie, die von einem RF-Empfänger in einem überwachten Raum empfangen wird; Durchführen eines nichtparametrischen Online-Änderungspunkt-Erfassungsalgorithmus auf das Zeitreihen-RF-Signal zum Erkennen eines Änderungspunkts in dem RF-Signal; Ermitteln, ob eine Belegungsänderung des überwachten Raums stattgefunden hat oder nicht basierend auf dem Änderungspunkt; und Erzeugen eines Änderung-in-der-Belegung-Signals als Reaktion auf Ermitteln, dass eine Belegungsänderung des überwachten Raumes stattgefunden hat.
Das nicht-flüchtige, maschinenlesbare Speichermedium gemäß Anspruch 11, wobei die gespeicherten maschinenlesbaren Anweisungen ferner so eingerichtet sind, dass Ermitteln, ob eine Belegungsänderung des überwachten Raums basierend auf dem Änderungspunkt stattgefunden hat oder nicht, aufweist: Ermitteln eines statistischen Maßes des Zeitreihen-RF-Signals; und Vergleichen des statistischen Maßes mit einem Schwellenwert, wobei der Schwellenwert auf gespeicherten statistischen Daten basiert.
Das nicht-flüchtige, maschinenlesbare Speichermedium gemäß Anspruch 11, wobei die gespeicherten maschinenlesbaren Anweisungen ferner eingerichtet sind, den Prozessor zu veranlassen, Operationen durchzuführen aufweisend Implementieren eines Maschinenlernen-Algorithmus zum Verbessern der Korrelation des Änderungspunkts zu einem Belegungsereignis.
Das nicht-flüchtige, maschinenlesbare Speichermedium gemäß Anspruch 13, wobei der Maschinenlernen-Algorithmus zumindest eines von Sensordaten von mindestens einem Sensor und RF-Energie, die von einer persönlichen Vorrichtung ausgestrahlt wird, die von einer Person getragen wird zum Erfassen einer Änderung innerhalb des überwachten Raumes, verwendet.
Das nicht-flüchtige, maschinenlesbare Speichermedium gemäß Anspruch 11, wobei die gespeicherten maschinenlesbaren Anweisungen ferner eingerichtet sind, den Prozessor zu veranlassen, Operationen durchzuführen aufweisend: Ausgeben des Änderung-in-der-Belegung-Signals als Eingang zu einem System; und Steuern eines oder mehrerer Vorrichtungen innerhalb des Systems in Abhängigkeit von dem Änderung-in-der-Belegung-Signal.
Ein System aufweisend: einen Radiofrequenz-(RF)-Empfänger eingerichtet zum Empfangen von RF-Energie innerhalb eines überwachten Raumes; und einen RF-Belegungsanalysator eingerichtet zum Analysieren der RF-Energie mittels eines nichtparametrischen Online-Änderungspunkt-Erfassungsalgorithmus zum Ermitteln einer Belegungsänderung innerhalb des überwachten Raums und zum Ausgeben eines Änderung-in-der-Belegung-Signals korrespondierend zu der Belegungsänderung.
Das System gemäß Anspruch 16, ferner aufweisend einen RF-Sender eingerichtet zum Ausgeben der RF-Energie, wobei der RF-Belegungsanalysator ferner eingerichtet ist zum Analysieren von Änderungen in der RF-Energie aufgrund von Absorption der RF-Energie von ein oder mehreren Belegern des überwachten Raums.
Das System gemäß Anspruch 16, ferner aufweisend ein zweites System, welches das Änderung-in-der-Belegung-Signal als Eingang empfängt und der RF-Belegungsanalysator ferner eingerichtet ist, ein oder mehrere Vorrichtungen in dem zweiten System zu steuern in Abhängigkeit des Änderung-in-der-Belegung-Signals.
Das System gemäß Anspruch 18, wobei die eine oder mehrere Vorrichtungen mindestens eine von einer HVAC-Vorrichtung, einer Beleuchtungsvorrichtung und einer Sicherheitssystem-Vorrichtung aufweisen.
Das System gemäß Anspruch 16, wobei das zweite System eine Datenbank aufweist, die Ereignisse aufzeichnet, und das Änderung-in-der-Belegung-Signal das zweite System auffordert, ein Ereignis in der Datenbank aufzuzeichnen.
Das System gemäß Anspruch 16, ferner aufweisend einen nicht-RF-Sensor, wobei der RF-Belegungsanalysator ferner eingerichtet ist, eine Ermittlung der Belegung zu machen in Abhängigkeit von dem Änderung-in-der-Belegung-Signal und einem Belegungssignal von dem nicht-RF-Sensor.
Das System gemäß Anspruch 16, wobei die RF-Energie RF-Energie von einer persönlichen Vorrichtung aufweist der RF-Belegungsanalysator ferner eingerichtet ist zum Ermitteln der Belegungsänderung in Abhängigkeit von der RF-Energie von der persönlichen Vorrichtung.
Das System gemäß Anspruch 16, ferner aufweisend einen Sensor der eine Änderung in dem überwachten Raum erfasst, der RF-Belegungsanalysator weist einen Maschinenlernen-Algorithmus auf, der Input von dem Sensor nutzt zum Erhöhen der Genauigkeit des nichtparametrischen Online-Änderungspunkt-Erfassungsalgorithmus.