DE112019006202T5

DE112019006202T5 - System und Verfahren des Bestimmens eines Standortes in Echtzeit

Info

Publication number: DE112019006202T5
Application number: DE112019006202.6T
Authority: DE
Inventors: Eric J. Smith
Original assignee: Denso Corp; Denso International America Inc
Current assignee: Denso Corp; Denso International America Inc
Priority date: 2018-12-14
Filing date: 2019-12-13
Publication date: 2021-09-02
Also published as: US10869161B2; CN113196099A; WO2020123951A1; JP7092267B2; US20210185478A1; US20220386070A1; US11418911B2; JP2022515051A; CN113196099B; US20200196094A1

Abstract

Ein System und ein Verfahren zum Bestimmen von Standortinformationen einer tragbaren Einrichtung relativ zu einem Objekt basierend auf einer Umgebung des Objekts sind bereitgestellt. Das System und das Verfahren können eine Umgebung des Objekts basierend auf einer Empfangssignalcharakteristik von Kommunikationen, die von einer ersten Objekteinrichtung, die an dem Objekt angeordnet ist, übertragen werden, bestimmen. Basierend auf der bestimmten Art von Umgebung oder einer Charakteristik von dieser können ein Positionsgeber oder ein Adapter oder beide zum Bestimmen von Standortinformationen über eine tragbare Einrichtung relativ zu dem Objekt ausgewählt werden.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Anmeldung betrifft ein System und ein Verfahren zum Bestimmen von Standortinformationen mit Bezug auf eine tragbare Einrichtung und ein Objekt, wie etwa ein Fahrzeug.
HINTERGRUND
Standort- oder Positionsbestimmungen in Echtzeit für Objekte haben sich in einem breiten Spektrum von Anwendungen durchgesetzt. Echtzeit-Ortungssysteme (RTLS, „Real-Time Locating Systems“) werden für die Verfolgung von Objekten, wie etwa tragbaren Einrichtungen, in vielen Bereichen eingesetzt, inklusive zum Beispiel dem Automobilbereich im Speicherwesen bzw. Lagerwesen, im Einzelhandel, bei einem Sicherheitszugriff für eine Authentifizierung und bei einem Sicherheitszugriff für eine Autorisierung.
Ein herkömmliches RTLS-System im Automobilbereich umfasst einen Sender-Empfänger oder eine Mastersteuerung, die sich innerhalb eines Fahrzeugs befindet und dazu in der Lage ist, über eine Funkfrequenz bzw. Hochfrequenz (RF, „Radio Frequency“) mit einer tragbaren Einrichtung zu kommunizieren. Einer oder mehrere Aspekte der Kommunikationen zwischen der Mastersteuerung und der tragbaren Einrichtung, wie etwa eine Signalstärke der Kommunikationen, kann überwacht werden und als eine Basis zum Bestimmen eines Standorts der tragbaren Einrichtung relativ zu dem Fahrzeug verwendet werden. Wenn beispielsweise die Signalstärke der Kommunikationen niedrig ist, könnte die tragbare Einrichtung von dem Fahrzeug relativ zu Kommunikationen, in denen die Signalstärke hoch ist, weiter entfernt sein. Im Allgemeinen sinkt die Stärke der Kommunikationen, wenn sich die Entfernung zwischen der tragbaren Einrichtung und dem Fahrzeug erhöht.
Unter Verwendung einer Funktion basierend auf der Beziehung zwischen einer Signalstärke und einer Entfernung kann der Standort der tragbaren Einrichtung relativ zu dem Fahrzeug berechnet werden. Jedoch ist es wahrscheinlich, dass die Genauigkeit der Funktion von Anwendung zu Anwendung und unter unterschiedlichen Umgebungen signifikant variiert. Eine Funktion kann für ein System unter eingestellten Bedingungen als genau betrachtet werden, und könnte dann ein Ergebnis bereitstellen, das unter unterschiedlichen Bedingungen oder mit einem leicht unterschiedlichen System signifikant ungenau ist. Solche Ungenauigkeiten unter verschiedenen Bedingungen können die Benutzererfahrung negativ beeinflussen und zu der Verwendung von alternativen herkömmlichen Systemen basierend auf Schlüsselanhängern führen, die momentan mehr etabliert sind als Telefon-als-Schlüssel-Systeme (PaaK „Phone as a Key“) bzw. Paak-Systeme basierend auf einem RTLS-System.
KURZFASSUNG
Ein System und ein Verfahren zum Bestimmen von Standortinformationen einer tragbaren Einrichtung relativ zu einem Objekt basierend auf einer Umgebung des Objekts sind bereitgestellt. Das System und das Verfahren können eine Umgebung des Objekts basierend auf einer Empfangssignalcharakteristik von Kommunikationen, die von einer ersten Objekteinrichtung, die an dem Objekt angeordnet ist, übertragen werden, bestimmen. Als ein Beispiel kann die Empfangssignalcharakteristik durch eine zweite Objekteinrichtung, die an dem Objekt angebracht ist, wie etwa eine Sensoreinrichtung, die an dem Objekt angebracht ist und dazu konfiguriert ist, die drahtlosen Kommunikationen, die von der ersten Objekteinrichtung übertragen werden, zu empfangen, bestimmt werden. Als ein anderes Beispiel kann die Empfangssignalcharakteristik durch eine tragbare Einrichtung bestimmt werden, die von dem Objekt separat ist und dazu konfiguriert ist, die drahtlosen Kommunikationen, die von der ersten Objekteinrichtung übertragen werden, zu empfangen. Basierend auf der bestimmten Art der Umgebung oder einer Charakteristik von dieser können ein Positionsgeber oder ein Adapter oder beide zum Bestimmen von Standortinformationen über eine tragbare Einrichtung relativ zu dem Objekt ausgewählt werden.
In einem Ausführungsbeispiel ist ein System zum Bestimmen von Standortinformationen betreffend einen Standort einer tragbaren Einrichtung relativ zu einem Objekt bereitgestellt. Das System kann eine Einrichtung mit fester Position und eine Steuerung umfassen. Die Einrichtung mit fester Position kann an einer festen Position relativ zu dem Objekt angebracht sein und kann eine Antenne umfassen, die dazu konfiguriert ist, mit der tragbaren Einrichtung über eine Kommunikationsverbindung drahtlos zu kommunizieren. Die Steuerung kann dazu konfiguriert sein, Standortinformationen über die tragbare Einrichtung relativ zu dem Objekt zu bestimmen. Die Steuerung kann einen ersten Positionsgeber umfassen, der dazu konfiguriert ist, Standortinformationen über die tragbare Einrichtung relativ zu dem Objekt in einer ersten Umgebung bereitzustellen, wobei der erste Positionsgeber die Standortinformationen basierend auf einer Signalcharakteristik von Kommunikationen, die zwischen der tragbaren Einrichtung und der Einrichtung mit fester Position drahtlos übertragen werden, bestimmt. Die Steuerung kann einen zweiten Positionsgeber umfassen, der dazu konfiguriert ist, Standortinformationen über die tragbare Einrichtung relativ zu dem Objekt in einer zweiten Umgebung bereitzustellen, wobei der zweite Positionsgeber die Standortinformationen basierend auf einer Signalcharakteristik der Kommunikationen, die von der tragbaren Einrichtung an die Einrichtung mit fester Position drahtlos übertragen werden, bestimmt.
In einem Ausführungsbeispiel ist die Steuerung dazu konfiguriert, zumindest einen des ersten Positionsgebers und des zweiten Positionsgebers auszuwählen, um Standortinformationen basierend auf einer Umgebung des Objekts zu bestimmen, und die Umgebung des Objekts zu bestimmen, wobei die Umgebung des Objekts basierend auf einer Empfangssignalcharakteristik mit Bezug auf drahtlose Kommunikationen, die von der Einrichtung mit fester Position übertragen werden, bestimmt wird.
In einem Ausführungsbeispiel ist der zweite Positionsgeber ein Adapterpositionsgeber, der dazu konfiguriert ist, eine Ausgabe des ersten Positionsgebers basierend auf einem oder mehreren Adapterpositionsgeberparametern zu beeinflussen.
Ein Verfahren zum Bestimmen von Standortinformationen betreffend einen Standort einer tragbaren Einrichtung relativ zu einem Objekt ist in einem Ausführungsbeispiel bereitgestellt. Das Verfahren kann ein Bereitstellen einer Einrichtung mit fester Position an einer festen Position relativ zu dem Objekt und ein Übertragen, von der Einrichtung mit fester Position, von drahtlosen Kommunikationen umfassen. Eine Empfangssignalcharakteristik kann mit Bezug auf die drahtlosen Kommunikationen, die von der Einrichtung mit fester Position übertragen werden, erfasst werden, und eine Umgebung des Objekts kann basierend auf der Empfangssignalcharakteristik bestimmt werden. Das Verfahren kann ein Auswählen von zumindest einem eines ersten Positionsgebers und eines zweiten Positionsgebers basierend auf der bestimmten Umgebung des Objekts umfassen, wobei der erste Positionsgeber und der zweite Positionsgeber dazu konfiguriert sind, die Standortinformationen betreffend die tragbare Einrichtung relativ zu dem Objekt basierend auf drahtlosen Kommunikationen, die von der tragbaren Einrichtung übertragen werden, zu bestimmen.
In einem Ausführungsbeispiel kann das Verfahren ein Empfangen der drahtlosen Kommunikationen, die von der tragbaren Einrichtung übertragen werden, und ein Bestimmen, mit dem zumindest einen ausgewählten Positionsgeber, der Standortinformationen basierend auf den drahtlosen Kommunikationen, die von der drahtlosen Einrichtung übertragen werden, umfassen.
In einem Ausführungsbeispiel kann das Verfahren ein Auswählen des ersten Positionsgebers basierend auf der bestimmten Umgebung, die eine erste Umgebung ist, und ein Auswählen des zweiten Positionsgebers basierend auf der bestimmten Umgebung, die eine zweite Umgebung ist, umfassen. Der zweite Positionsgeber kann ein Adapterpositionsgeber sein, der dazu konfiguriert ist, eine Ausgabe des ersten Positionsgebers zu beeinflussen, sodass ein Auswählen des zweiten Positionsgebers ein Auswählen des ersten Positionsgebers umfasst.
Bevor die Ausführungsbeispiele der Erfindung detailliert erklärt werden, ist zu verstehen, dass die Erfindung nicht auf die Details des Betriebs oder auf die Details der Konstruktion und der Anordnung der Komponenten, die in der folgenden Beschreibung dargelegt sind oder in den Zeichnungen dargestellt sind, begrenzt ist. Die Erfindung kann in verschiedenen anderen Ausführungsbeispielen implementiert werden oder kann auf alternative Weisen, die hierin nicht ausdrücklich offenbart sind, umgesetzt oder ausgeführt werden. Ebenso ist zu verstehen, dass die Ausdrucksweise und Terminologie, die hierin zum Zweck der Beschreibung verwendet wird, nicht als beschränkend betrachtet werden sollte. Die Verwendung von „umfassend“ und „aufweisend“ und Variationen von diesen sind derart gedacht, dass die Elemente, die danach aufgelistet sind, und Äquivalente von diesen sowie zusätzliche Elemente und Äquivalente von diesen mit umfasst sind. Weiterhin kann eine Aufzählung in der Beschreibung von verschiedenen Ausführungsbeispielen verwendet werden. Soweit es nicht ausdrücklich dargelegt ist, sollte die Verwendung einer Aufzählung nicht derart ausgelegt werden, dass die Erfindung auf irgendeine spezifische Reihenfolge oder Anzahl von Komponenten begrenzt ist. Auch sollte die Verwendung einer Aufzählung nicht derart ausgelegt werden, dass irgendwelche zusätzlichen Schritte oder Komponenten, die mit den aufgezählten Schritten oder Komponenten kombiniert werden könnten, vom Umfang der Erfindung ausgeschlossen sind.
Figurenliste

1 zeigt eine repräsentative Ansicht eines Systems gemäß einem Ausführungsbeispiel.
2 stellt eine repräsentative Ansicht des Systems 1, das zumindest teilweise an einem Objekt angeordnet ist, dar.
3 zeigt eine Systemkomponente gemäß einem Ausführungsbeispiel.
4 zeigt einen Positionsgeber des Systems gemäß einem Ausführungsbeispiel.
5 stellt Werte zum Lokalisieren einer tragbaren Einrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel dar.
6 zeigt mehrere Beziehungen zwischen einer Signalcharakteristik und einer Metrik, wie etwa einer Entfernung, gemäß einem Ausführungsbeispiel.
7 zeigt ein Objekt, das in einem Bereich angeordnet ist, ohne dass andere Objekte in der Nähe sind.
8A zeigt ein Objekt, das in einer Garage angeordnet ist, wobei eine Garagentür in einer offenen Position ist.
8B ist ähnlich zu 8A, aber die Garagentür befindet sich in einer geschlossenen Position.
9 zeigt ein Objekt, das in einem Bereich angeordnet ist, wobei sich andere Objekte in der Nähe befinden.
10 zeigt eine Beziehung zwischen einer Art einer Umgebung und einer Empfangssignalcharakteristik gemäß einem Ausführungsbeispiel.
11 zeigt einen Adapterpositionsgeber gemäß einem Ausführungsbeispiel.
12 zeigt ein Verfahren des Auswählens eines Positionsgebers gemäß einem Ausführungsbeispiel.
13 zeigt ein Verfahren des Trainierens eines Adapterpositionsgebers gemäß einem Ausführungsbeispiel.
14 zeigt ein Verfahren des Bestimmens eines Standorts einer Einrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
15 zeigt ein System gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Ein System und ein Verfahren zum Bestimmen von Standortinformationen einer tragbaren Einrichtung relativ zu einem Objekt basierend auf einer Umgebung des Objekts sind bereitgestellt. Das System und Verfahren können eine Umgebung eines Objekts basierend auf einer Empfangssignalcharakteristik von Kommunikationen, die von einer ersten Objekteinrichtung, die an dem Objekt angeordnet ist, übertragen werden, bestimmen. Als ein Beispiel kann die Empfangssignalcharakteristik durch eine zweite Objekteinrichtung, die an dem Objekt angebracht ist, wie etwa eine Sensoreinrichtung, die an dem Objekt angebracht ist und dazu konfiguriert ist, die drahtlosen Kommunikationen, die von der ersten Objekteinrichtung übertragen werden, zu empfangen, bestimmt werden. Als ein anderes Beispiel kann die Empfangssignalcharakteristik durch eine tragbare Einrichtung, die von dem Objekt getrennt ist und dazu konfiguriert ist, die drahtlosen Kommunikationen, die von der ersten Objekteinrichtung übertragen werden, zu empfangen, bestimmt werden.
Das Objekt in einem Ausführungsbeispiel kann mobil sein, sodass sich dessen Umgebung in Abhängigkeit des Standorts des Objekts ändern kann. In dem Fall zum Beispiel, in dem das Objekt ein Fahrzeug ist, kann das Fahrzeug in einer geschlossenen Garage mit einer beweglichen Barriere in der Nacht abgestellt werden und dann zu einem offenen Parkplatz gefahren und auf diesem geparkt werden, wobei eines oder mehrere andere Fahrzeuge in der Nähe sind. Die Umgebungskonfiguration von diesen zwei unterschiedlichen Standorten kann relativ zu HF- oder drahtlosen Kommunikationen signifikant variieren. Der geschlossene Raum der Garage kann HF-Kommunikationen in unmittelbarer Nähe zu dem Fahrzeug reflektieren, was möglicherweise zu einer größeren Signalstärke der HF-Kommunikationen relativ zu dem Fahrzeug führt, als die, die anderweitig ohne die Reflektion auftreten würden, wie etwa in einem Fall eines freien Parkplatzes ohne andere Fahrzeuge in der Nähe des Fahrzeugs. Wenn eine Signalstärke von Kommunikationen als eine Basis zum Bestimmen eines Standorts einer tragbaren Einrichtung relativ zu dem Fahrzeug verwendet wird, kann eine Umgebungsänderung von einer Garage zu einem freien Parkplatz zu inkonsistenten Standortbestimmungen führen, solange die Bestimmung nicht auf der Umgebungsänderung oder dem Umgebungszustand basiert. Ein Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Offenbarung ist dazu konfiguriert, Standortinformationen über eine tragbare Einrichtung relativ zu einem Objekt basierend auf einem Umgebungszustand des Objekts zu bestimmen.
In einem Ausführungsbeispiel kann ein Positionsgeber bereitgestellt sein, um die Standortinformationen über die tragbare Einrichtung relativ zu dem Objekt basierend auf einer Signalcharakteristik von Kommunikationen mit der tragbaren Einrichtung zu bestimmen. Es ist zu verstehen, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf ein Bestimmen der Standortinformationen basierend auf einer Signalcharakteristik von Kommunikationen begrenzt ist; eine oder mehrere zusätzliche Signalcharakteristiken der Kommunikationen können als eine Basis durch den Positionsgeber verwendet werden, um die Standortinformationen zu bestimmen.
Der Positionsgeber kann eine Kernfunktion umfassen, die in Verbindung mit einem oder mehreren Parametern betriebsfähig ist, um die Standortinformationen basierend auf zumindest einer Signalcharakteristik von drahtlosen Kommunikationen zu bestimmen. Die Werte des einen oder der mehreren Parameter können ausgewählt werden, um Standortinformationen für die tragbare Einrichtung relativ zu dem Objekt mit einem Vertrauensgrad für eine bestimmte Umgebung zu ergeben. Zum Beispiel kann der Positionsgeber dazu konfiguriert sein, den Standort der tragbaren Einrichtung relativ zu dem Objekt auf einem Parkplatz im Freien, auf dem sich keine Fahrzeuge in der Nähe oder innerhalb von 4 Zoll befinden, mit einem Vertrauensgrad von 90 % oder besser zu bestimmen. In einem Ausführungsbeispiel kann ein Auswählen der Werte des einen oder der mehreren Parametern basierend auf einer empirischen Analyse basieren, inklusive eines Erhaltens von Wahrheitsdaten betreffend einen tatsächlichen Standort der tragbaren Einrichtung relativ zu dem Objekt zusammen mit, für jeden tatsächlichen Standort, zumindest einer Probe bzw. Abtastung von zumindest einer Signalcharakteristik. Wie hierin diskutiert kann das System eine Vielzahl von Sensoren umfassen, die an unterschiedlichen Orten an dem Objekt angebracht sind, sodass eine Vielzahl von Signalcharakteristiken der drahtlosen Kommunikationen mit Bezug auf unterschiedliche Positionen an einem Objekt erhalten werden kann. Die Vielzahl von Signalcharakteristiken kann mit Wahrheitsdaten betreffend einen tatsächlichen Standort der tragbaren Einrichtung relativ zu dem Objekt korreliert sein und einer oder mehrere Parameter in Verbindung mit der Kernstandortfunktion kann trainiert oder ausgewählt werden, um Informationen zu ergeben, die sich den Wahrheitsdaten innerhalb eines Vertrauensgrades annähern.
In einem Ausführungsbeispiel kann das System eine Vielzahl von Positionsgebern, einen für jede Art oder Klasse von Umgebung, verwenden. Ein erster Positionsgeber kann trainiert werden, um Standortinformationen basierend auf Wahrheitsdaten, die für eine erste Umgebung erhalten werden, zu ergeben, und ein zweiter Positionsgeber kann trainiert werden, um Standortdaten basierend auf Wahrheitsdaten, die für eine zweite Umgebung erhalten werden, zu ergeben. In einem Beispiel kann die erste Umgebung der Parkplatz im Freien sein und kann die zweite Umgebung eine geschlossene Garage sein.
Es sei angemerkt, dass eine Umgebung, für die ein Positionsgeber trainiert wird, nicht unbedingt statisch bleibt. Zum Beispiel wird allgemein eine Art eines Parkplatzes im Freien zu einem anderen Parkplatz im Freien ähnlich sein, unter der Annahme, dass keine Fahrzeuge in der Nähe des Fahrzeugs mit dem System gemäß einem Ausführungsbeispiel ausgestattet sind. Wie bereits angemerkt, kann das System jedoch auch trainiert werden, wenn sich keine anderen Fahrzeuge in der Nähe des Fahrzeugs befinden - dies wird in der Praxis wahrscheinlich nicht der Fall sein. Oft könnten eines oder mehrere andere Fahrzeuge neben oder in der Nähe des Fahrzeugs, das mit dem System ausgestattet ist, geparkt sein. In einem Ausführungsbeispiel kann der Positionsgeber dazu konfiguriert sein, Standortinformationen innerhalb eines akzeptablen Vertrauensgrades zu ergeben, trotz solcher Variationen in der Umgebung relativ zu der Umgebung bezüglich der der Positionsgeber zum Betrieb trainiert oder konfiguriert wurde. Alternativ arbeitet der Positionsgeber in Verbindung mit einem Adapterpositionsgeber, wie hierin diskutiert, um ein Ergeben von Standortinformationen innerhalb eines akzeptablen Vertrauensgrades zu ermöglichen bzw. zu erleichtern.
In einem Ausführungsbeispiel kann das System einen ersten Positionsgeber für eine erste Umgebung verwenden und den ersten Positionsgeber in Verbindung mit einem Adapterpositionsgeber für eine zweite Umgebung verwenden. Die erste Umgebung könnte in manchen Aspekten zu der zweiten Umgebung ähnlich sein, aber könnte eines oder mehrere Merkmale aufweisen, die HF-Kommunikationen auf unterschiedliche Weise beeinflussen können, als die der ersten Umgebung. Zum Beispiel kann die erste Umgebung ein Parkplatz im Freien sein ohne Fahrzeuge in der Nähe des Fahrzeugs, das mit dem System ausgestattet ist, und könnte die zweite Umgebung ein ähnlicher Parkplatz im Freien sein, aber mit einem oder mehreren Fahrzeugen in der Nähe des Fahrzeugs, die HF-Kommunikationen beeinflussen. Wie hierin diskutiert, können dieses eine oder die mehreren Fahrzeuge in der Nähe des Fahrzeugs HF-Kommunikationen reflektieren oder absorbieren oder beides, wodurch die HF-Kommunikationen auf eine Weise beeinflusst werden, die von einer Weise der ersten Umgebung ohne das eine oder die mehreren Fahrzeuge in der Nähe des Fahrzeugs verschieden sind.
Als ein anderes Beispiel könnte die zweite Umgebung weniger Ähnlichkeiten mit der ersten Umgebung aufweisen. Zum Beispiel könnte die zweite Umgebung eine geschlossene Garage mit einer beweglichen Barriere sein, während die erste Umgebung ein Parkplatz im Freien ohne Fahrzeuge in der Nähe des Fahrzeugs, das mit dem System ausgestattet ist, ist. Die zweite Umgebung in diesem Beispiel kann Wände oder andere Objekte oder beides, die HF-Kommunikationen (zum Beispiel durch Reflektion oder Absorption oder beides) auf eine Weise beeinflussen, die von den HF-Kommunikationen in der ersten Umgebung verschieden sind, aufweisen.
Das System gemäß einem Ausführungsbeispiel kann dazu konfiguriert sein, eine Positionsgeberkonfiguration zum Bestimmen eines Standorts der tragbaren Einrichtung basierend auf einer Empfangssignalcharakteristik von drahtlosen Kommunikationen oder HF-Kommunikationen, die von einer Einrichtung mit fester Position, die an dem Objekt angeordnet ist, übertragen werden, zu bestimmen. Zum Beispiel kann die Einrichtung mit fester Position die Objekteinrichtung oder eine Sensoreinrichtung sein, die an dem Objekt angebracht ist. Die HF-Kommunikationen können durch eine andere Einrichtung mit fester Position, wie etwa die Objekteinrichtung oder eine Sensoreinrichtung oder beide oder der tragbaren Einrichtung oder einer Kombination von diesen empfangen werden und die Empfangssignalcharakteristik kann mit Bezug auf solche empfangenen HF-Kommunikationen bestimmt werden.
Es sei angemerkt, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf ein Bestimmen der Positionsgeberkonfiguration basierend auf einer einzelnen Empfangssignalcharakteristik mit Bezug auf Kommunikationen, die von einer Einrichtung mit fester Position, die an einem Objekt angebracht ist, übertragen werden, begrenzt ist; mehrere Empfangssignalcharakteristiken, die optional durch unterschiedliche Einrichtungen erhalten werden, können die Basis zum Bestimmen der Positionsgeberkonfiguration bilden. Zum Beispiel kann eine Einrichtung mit fester Position eine Vielzahl von Empfangssignalcharakteristiken mit Bezug auf drahtlose Kommunikationen, die von einer anderen Einrichtung mit fester Position übertragen werden, bestimmen, und kann die tragbare Einrichtung ebenso eine Vielzahl von Empfangssignalcharakteristiken mit Bezug auf die gleichen drahtlosen Kommunikationen bestimmen.
Die Empfangssignalcharakteristik kann die Art der Umgebung, in der das Objekt angeordnet ist, angeben. Als ein Ergebnis kann das System eine Positionsgeberkonfiguration basierend auf der Empfangssignalcharakteristik bestimmen und deshalb eine Positionsgeberkonfiguration bestimmen, die der Art der Umgebung (oder einer Annäherung davon), in der das Objekt angeordnet ist, entspricht.
Die Positionsgeberkonfiguration, die basierend auf der Empfangssignalcharakteristik bestimmt ist, kann ein erster Positionsgeber sein, der zum Betrieb mit einer ersten Art von Umgebung trainiert oder konfiguriert ist. Alternativ kann die Positionsgeberkonfiguration ein zweiter Positionsgeber sein, der zum Betrieb mit einer zweiten Art von Umgebung trainiert oder konfiguriert ist. In einer anderen Alternative kann die Positionsgeberkonfiguration der erste Positionsgeber in Verbindung mit einem ersten Adapterpositionsgeber sein, der dazu konfiguriert ist, eine Ausgabe von dem ersten Positionsgeber zu beeinflussen, um Standortinformationen für eine dritte Umgebung, die von der ersten Umgebung, für die der erste Positionsgeber zum Betrieb konfiguriert ist, verschieden ist, zu ergeben. Um ein Beispiel bereitzustellen, kann der erste Positionsgeber zum Betrieb auf einen Parkplatz im Freien ohne Fahrzeuge in der Nähe konfiguriert sein und kann die dritte Umgebung eine geschlossene Garage oder ein Parkplatz im Freien mit Fahrzeugen in der Nähe sein.
In einem Ausführungsbeispiel kann der Adapterpositionsgeber basierend auf der Empfangssignalcharakteristik dynamisch bestimmt werden. Auf diese Weise kann das System angepasst werden, um in einer Vielzahl von Arten von Umgebungen zu arbeiten, inklusive denen, die vorher nicht entdeckt wurden, und für die der Positionsgeber, der durch den Adapterpositionsgeber beeinflusst wird, nicht speziell für den Betrieb trainiert oder konfiguriert wurde.
Systemübersicht
Ein System gemäß einem Ausführungsbeispiel ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel von 1 und 2 gezeigt und allgemein als 100 bezeichnet. Das System 100 kann eine oder mehrere Systemkomponenten umfassen, die hierin umschrieben sind. Eine Systemkomponente kann ein Benutzer 60 oder eine elektronische Systemkomponente sein, die die tragbare Einrichtung 20, ein Sensor 40, eine Objekteinrichtung 50, oder eine Komponente, die einen oder mehrere Aspekte dieser Einrichtungen umfasst, sein kann. Die zugrundeliegenden Komponenten der Objekteinrichtung 50, wie hierin diskutiert, können dazu konfiguriert sein, in Verbindung mit irgendeiner oder mehreren dieser Einrichtungen zu arbeiten. In diesem Sinne kann es in einem Ausführungsbeispiel mehrere Aspekte oder Merkmale geben, die unter der tragbaren Einrichtung 20, dem Sensor 40 und der Objekteinrichtung 50 gemeinsam sind. Die Merkmale, die in Verbindung mit der Objekteinrichtung 50, die in 3 beschrieben ist, beschrieben sind, können in der tragbaren Einrichtung 20 oder dem Sensor 40 oder beiden umfasst sein bzw. eingebaut sein. In einem Ausführungsbeispiel kann die Objekteinrichtung 50 eine Ausstattungskomponente bilden, die an einem Objekt 10, wie etwa einem Fahrzeug oder einem Gebäude, angeordnet ist. Die Objekteinrichtung 50 kann mit einem oder mehreren Systemen des Objekts 10 kommunikativ gekoppelt sein, um einen Betrieb des Objekts 10 zu steuern, um Informationen an das eine oder die mehreren Systeme des Objekts 10 zu übertragen, oder um Informationen von einem oder mehreren Systemen des Objekts 10 zu empfangen, oder eine Kombination von diesen. Zum Beispiel kann das Objekt 10 eine Objektsteuerung 12 umfassen, die dazu konfiguriert ist, einen Betrieb des Objekts 10 zu steuern. Das Objekt 10 kann eines oder mehrere Kommunikationsnetzwerke, drahtgebunden oder drahtlos, umfassen, die eine Kommunikation zwischen der Objektsteuerung 12 und der Objekteinrichtung 50 ermöglichen. Das Kommunikationsnetzwerk zum Ermöglichen von Kommunikationen zwischen der Objekteinrichtung 50 und der Objektsteuerung 12 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel von 2 als 150 bezeichnet und als ein CAN-Bus bereitgestellt; es ist jedoch zu verstehen, dass das Kommunikationsnetzwerk nicht derart begrenzt ist. Das Kommunikationsnetzwerk kann irgendeine Art von Netzwerk sein, inklusive eines drahtgebundenen oder drahtlosen Netzwerks, oder einer Kombination von zwei oder mehr Arten von Netzwerken.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel von 3 kann die Objekteinrichtung 50 ein Steuerungssystem oder eine Steuerung 58 umfassen, die dazu konfiguriert ist, einen Betrieb bzw. eine Operation der Objekteinrichtung 50 gemäß der einen oder den mehreren Funktionen und Algorithmen, die hierin beschrieben sind, oder Aspekten von diesen, zu steuern. Die Systemkomponenten, wie etwa die tragbare Einrichtung 20 oder der Sensor 40 oder beide, können auf ähnliche Weise eine Steuerung 58 umfassen.
Die Steuerung 58 kann elektrische Schaltkreise und Komponenten umfassen, um die Funktionen und Algorithmen, die hierin beschrieben sind, auszuführen. Allgemein gesagt kann die Steuerung 58 eine oder mehrere Mikrosteuerungen, Mikroprozessoren und/oder andere programmierbare Elektroniken umfassen, die programmiert sind, um die hierin beschriebenen Funktionen auszuführen. Die Steuerung 58 kann zusätzlich oder alternativ andere elektronische Komponenten umfassen, die programmiert sind, um die hierin beschriebenen Funktionen auszuführen, oder die die Mikrosteuerungen, Mikroprozessoren und/oder andere Elektroniken unterstützen. Die anderen elektronischen Komponenten umfassen, aber sind nicht begrenzt auf, einen oder mehrere feldprogrammierbare Gate-Arrays, Systems-on-a-Chip, flüchtige oder nichtflüchtige Speicher, diskrete Schaltkreise, integrierte Schaltkreise, anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs, „application specific integrated circuits“) und/oder andere Hardware, Software oder Firmware. Solche Komponenten können physisch auf irgendeine geeignete Weise konfiguriert sein, wie etwa durch Montieren von diesen auf eine oder mehrere Schaltungsplatinen, oder Anordnen von diesen auf andere Weisen, entweder kombiniert in eine einzelne Einheit oder verteilt über mehrere Einheiten. Solche Komponenten können an verschiedenen Positionen in der Objekteinrichtung 50 physisch verteilt sein oder diese können an einem gemeinsamen Ort innerhalb der Objekteinrichtung 50 untergebracht sein. Wenn diese physisch verteilt sind, können die Komponenten unter Verwendung von irgendeinem geeigneten seriellen oder parallelen Kommunikationsprotokoll kommunizieren, wie etwa, aber nicht begrenzt auf, CAN, LIN, Fahrzeugbereichsnetzwerk (VAN, „Vehicle Area Network“), FireWire, I2C, RS-232, RS-485 und Universal Serial Bus (USB).
Wie hierin beschrieben bezeichnen die Ausdrücke Positionsgeber, Modul, Modell und Generator Teile der Steuerung 58. Ein Modell oder ein Positionsgeber in einem Ausführungsbeispiel ist zum Beispiel derart beschrieben, dass dieser eine oder mehrere Kernfunktionen und einen oder mehrere Parameter, die die Ausgabe von der einen oder den mehreren Kernfunktionen beeinflussen, aufweist. Aspekte des Modells oder des Positionsgebers können in einem Speicher der Steuerung 58 gespeichert sein und können ebenso einen Teil der Steuerungskonfiguration bilden, so dass das Modell Teil der Steuerung 58 ist, die dazu konfiguriert ist, um zu arbeiten, um eine oder mehrere Eingaben zu empfangen und zu übersetzen und um eine oder mehrere Ausgaben auszugeben. Auf ähnliche Weise ist ein Modul oder ein Generator Teil der Steuerung 58, so dass die Steuerung 58 dazu konfiguriert ist, eine Eingabe zu empfangen, die in Verbindung mit einem Modul oder einem Generator beschrieben ist, und eine Ausgabe bereitzustellen, die einem Algorithmus entspricht, der mit dem Modul oder dem Generator verknüpft ist.
Die Steuerung 58 der Objekteinrichtung 50 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel von 3 kann einen oder mehrere Prozessoren 51, die eine oder mehrere Anwendungen 57 (Software und/oder Firmware) ausführen, eine oder mehrere Speichereinheiten 52 (zum Beispiel RAM und/oder ROM) und eine oder mehrere Kommunikationsschnittstellen 53 umfassen, zusätzlich zu weiterer elektronischer Hardware. Die Objekteinrichtung 50 kann, muss aber nicht, ein Betriebssystem 56 aufweisen, das einen Zugriff auf Einrichtungen/Elektroniken eines niedrigeren Levels über eine Kommunikationsschnittstelle 53 steuert. Die Objekteinrichtung 50 kann, aber muss nicht, hardwarebasierte Verschlüsselungseinheiten 55 aufweisen - in deren Abwesenheit könnten kryptographische Funktionen in Software durchgeführt werden. Die Objekteinrichtung 50 kann, muss aber nicht, sichere Speichereinheiten 54 aufweisen (oder Zugriff darauf haben) (zum Beispiel ein sicheres Element oder ein Hardwaresicherheitsmodul (HSM, „Hardware Security Module“)). Optionale Komponenten und Kommunikationswege sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel in gestrichelten Linien gezeigt
Die Steuerung 58 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel von 3 hängt nicht vom dem Vorhandensein einer sicheren Speichereinheit 54 in irgendeiner Komponente ab. Bei dem optionalen Nichtvorhandensein einer sicheren Speichereinheit 54 könnten Daten, die ansonsten in der sicheren Speichereinheit 54 gespeichert werden würden (zum Beispiel private und/oder geheime Schlüssel) im Ruhezustand verschlüsselt sein. Sowohl softwarebasierte als auch hardwarebasierte Schutzmaßnahmen könnten verwendet werden, um einen Zugriff auf solche Daten im Wesentlichen zu verhindern, sowie eine Gesamtsystemkomponentengefährdung im Wesentlichen zu verhindern, zu erfassen oder beides. Beispiele von solchen Schutzmaßnahmen sind eine Implementierung von physischen Hindernissen oder Abschirmungen, eine Deaktivierung von JTAG oder anderen Anschlüssen, die Härtung von Softwareschnittstellen zur Eliminierung von Angriffsvektoren, ein Verwenden von vertrauenswürdigen Ausführungsumgebungen (zum Beispiel Hardware oder Software oder beides) und Erfassen eines Betriebssystem-Root-Zugriffs oder -gefährdung.
Zum Zweck der Offenbarung wird „sicher“ im Allgemeinen als vertraulich (verschlüsselt), authentifiziert und integritätsverifiziert angesehen. Es ist jedoch zu verstehen, dass die vorliegende Offenbarung nicht derart begrenzt ist und dass der Ausdruck „sicher“ eine Teilmenge dieser Aspekte sein kann oder zusätzliche Aspekte in Bezug auf die Datensicherheit umfassen kann.
Die Kommunikationsschnittstelle 53 kann irgendeine Art einer Kommunikationsverbindung inklusive irgendeiner der Arten der Kommunikationsverbindungen, die hierin beschrieben sind, inklusive drahtlos oder drahtgebunden sein. Die Kommunikationsschnittstelle 53 kann externe Kommunikationen, interne Kommunikationen oder beide ermöglichen. Zum Beispiel kann die Kommunikationsschnittstelle 53 mit dem Antennenfeld 30 gekoppelt sein oder dieses umfassen. Das Antennenfeld 30 kann eine oder mehrere Antennen umfassen, die dazu konfiguriert sind, drahtlose Kommunikationen inklusive Bluetooth-Low-Energy-Kommunikationen (BTLE, „Bluetooth Low Energy“) zu ermöglichen.
Als ein anderes Beispiel kann die Kommunikationsschnittstelle 53 eine drahtlose Kommunikationsverbindung mit einer anderen Systemkomponente in der Form der tragbaren Einrichtung 20 bereitstellen, wie etwa drahtlose Kommunikationen gemäß dem Wi-Fi-Standard. In einem anderen Beispiel kann die Kommunikationsschnittstelle 53 dazu konfiguriert sein, mit einer Objektsteuerung 12 eines Fahrzeugs (zum Beispiel einer Fahrzeugkomponente) über eine drahtgebundene Verbindung wie etwa ein CAN-basiertes drahtgebundenes Netzwerk, das eine Kommunikation zwischen einer Vielzahl von Einrichtungen ermöglicht, zu kommunizieren. Die Kommunikationsschnittstelle 53 in einem Ausführungsbeispiel kann eine Anzeige und/oder eine Eingabeschnittstelle zum Kommunizieren von Informationen an und/oder zum Empfangen von Informationen von dem Benutzer 60 umfassen.
In einem Ausführungsbeispiel, das in 4 gezeugt ist, kann die Objekteinrichtung 50 dazu konfiguriert sein, mit einer oder mehreren Hilfseinrichtungen, die von der anderen Objekteinrichtung 50 verschieden sind, oder einem Benutzer zu kommunizieren. Die Hilfseinrichtung kann auf unterschiedliche Weise als die Objekteinrichtung 50 konfiguriert sein - zum Beispiel könnte die Hilfseinrichtung einen Prozessor 51 nicht umfassen und könnte stattdessen zumindest eine direkte Verbindung und/oder eine Kommunikationsschnittstelle zur Übertragung oder zum Empfang oder beides von Informationen mit der Objekteinrichtung 50 umfassen. Zum Beispiel könnte die Hilfseinrichtung ein Solenoid sein, das eine Eingabe von der Objekteinrichtung 50 annimmt, oder die Hilfseinrichtung könnte ein Sensor (zum Beispiel ein Annäherungssensor) sein, der eine analoge und/oder digitale Rückmeldung an die Objekteinrichtung 50 bereitstellt.
Das System 100 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann dazu konfiguriert sein, Standortinformationen in Echtzeit mit Bezug auf die tragbare Einrichtung 20 zu bestimmen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel von 1 und 2 kann der Benutzer 60 die tragbare Einrichtung 20 (zum Beispiel ein Smartphone) tragen. Das System 100 kann ein Lokalisieren der tragbaren Einrichtung 20 mit Bezug auf das Objekt 10 (zum Beispiel ein Fahrzeug) in Echtzeit mit einer ausreichenden Genauigkeit ermöglichen, um zu bestimmen, ob sich der Benutzer 60 an einer Position befindet, an der ein Zugriff auf das Objekt 10 oder eine Erlaubnis für einen Objektbefehl gewährt werden sollte.
In einem Ausführungsbeispiel zum Beispiel, in dem das Objekt 10 ein Fahrzeug ist, kann das System 100 ein Bestimmen ermöglichen, ob sich die tragbare Einrichtung 20 außerhalb des Fahrzeugs, aber in unmittelbarer Nähe, wie etwa innerhalb von 5 Fuß, 3 Fuß oder 2 Fuß oder weniger zu der fahrerseitigen Tür 15 befindet. Diese Bestimmung kann die Basis zum Identifizieren bilden, ob das System 100 das Fahrzeug entriegeln sollte. Andererseits, wenn das System 100 bestimmt, dass sich die tragbare Einrichtung 20 außerhalb des Fahrzeugs und nicht in unmittelbarer Nähe zu der fahrerseitigen Tür (zum Beispiel außerhalb des Bereichs von 2 Fuß, 3 Fuß oder 5 Fuß) befindet, kann das System 100 bestimmen, die fahrerseitige Tür zu verriegeln. Als ein anderes Beispiel, wenn das System 100 bestimmt, dass sich die tragbare Einrichtung 20 in unmittelbarer Nähe zu der fahrerseitigen Tür aber nicht in der Nähe des Beifahrersitzes oder des Rücksitzes befindet, könnte das System 100 bestimmen, eine Mobilisierung des Fahrzeugs zu ermöglichen. Umgekehrt, wenn bestimmt ist, dass die tragbare Einrichtung 20 sich außerhalb einer unmittelbaren Nähe zu dem fahrerseitigen Sitz befindet, könnte das System 100 bestimmen, das Fahrzeug zu immobilisieren oder eine Immobilisierung beizubehalten.
Das Objekt 10 kann gemäß einem oder mehreren hierin beschriebenen Ausführungsbeispielen mehrere Objekteinrichtungen 50 oder Varianten von diesen, wie etwa eine Objekteinrichtung 50 inklusive eines Sensors 40, der mit einem Antennenfeld 30 gekoppelt ist, umfassen.
Ein Mikrostandort der tragbaren Einrichtung 20 kann auf verschiedene Weisen, wie etwa unter Verwendung von Informationen, die von einem globalen Positionierungssystem erhalten werden, einer oder mehreren Signalcharakteristiken von Kommunikationen von der tragbaren Einrichtung 20 und einem oder mehreren Sensoren (zum Beispiel einem Annäherungssensor, einem Begrenzungssensor oder einem visuellen Sensor) oder einer Kombination von diesen bestimmt werden. Ein Beispiel der Mikrostandorttechniken, für das das System 100 konfiguriert sein kann, sind in der Nichtprovisorischen U.S. Patentanmeldung Nr. 15/488,136 von Raymond Michael Stitt et al., mit dem Titel SYSTEM AND METHOD FOR ESTABLISHING REAL-TIME LOCATION, eingereicht am 14. April 2017, deren Offenbarung hierin durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit miteingeschlossen ist, offenbart.
In einem Ausführungsbeispiel, in dem dargestellten Ausführungsbeispiel von 1 bis 3, kann die Objekteinrichtung 50 (zum Beispiel ein Systemsteuerungsmodul (SCM, „System Control Module“)) und eine Vielzahl von Sensoren 40 (mit dem Antennenfeld 30 gekoppelt, wie in 3 gezeigt ist) an oder in einer festen Position relativ zu dem Objekt 10 angeordnet sein. Beispielhafte Verwendungsfälle des Objekts 10 umfassen das Fahrzeug, das in dem vorhergehenden Beispiel identifiziert ist, oder ein Gebäude, für das ein Zugang durch die Objekteinrichtung 50 gesteuert wird.
Die tragbare Einrichtung 20 kann mit der Objekteinrichtung 50 über eine Kommunikationsverbindung 140 drahtlos kommunizieren. Die Vielzahl von Sensoren 40 können dazu konfiguriert sein, die Kommunikationen der Kommunikationsverbindung 140 zwischen der tragbaren Einrichtung 20 und der Objekteinrichtung 50 abzuhören, um eine oder mehrere Signalcharakteristiken der Kommunikationen, wie etwa Signalstärke, Ankunftszeit, Laufzeit bzw. Flugzeit oder Ankunftswinkel oder eine Kombination von diesen, zu bestimmen. Die bestimmten Signalcharakteristiken können kommuniziert und analysiert werden und können dann an die Objekteinrichtung 50 über eine Kommunikationsverbindung 130, die von der Kommunikationsverbindung zwischen den tragbaren Einrichtungen 20 und der Objekteinrichtung 50 separat ist, kommuniziert werden.
Zusätzlich oder alternativ kann die tragbare Einrichtung 20 eine direkte Kommunikationsverbindung mit einem oder mehreren der Sensoren 40 herstellen und die eine oder die mehreren Signalcharakteristiken können basierend auf dieser direkten Kommunikationsverbindung bestimmt werden.
Zum Beispiel ist eine alternative Konfiguration des Systems 100 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel von 15 gezeigt. Das System 100 kann eine tragbare Einrichtung 20, einen Benutzer 60 und ein Objekt 10 umfassen, ähnlich zu dem System, das in Verbindung mit 1 beschrieben ist. Das Objekt 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel kann eine Objekteinrichtung 50, eine Objektsteuerung 12 und eine Vielzahl von Sensoren umfassen, die ähnlich zu den Sensoren 40 sind, die hierin beschrieben sind.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann die tragbare Einrichtung 20 sowohl Ultrabreitband-Kommunikations-Fähigkeiten (UWB, „Ultra Wideband“) als auch BTLE-Kommunikationsfähigkeiten umfassen. Zum Beispiel kann die tragbare Einrichtung 20 eine tragbare Einrichtung in der Form eines Smartphones sein, das sowohl UWB-Funk als auch BLE-Funk umfasst.
Das System 100 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel von 15 kann einen oder mehrere Sensoren 40 (welche ebenso als Anker beschrieben sein können) umfassen, die an dem Objekt 10 angeordnet sind. Der eine oder die mehreren Sensoren 40 können in einer Vielzahl von Positionen an dem Objekt 10, wie etwa den hierin beschriebenen Positionen, angeordnet sein, inklusive zum Beispiel einem oder mehreren Sensoren 40 in dem Türpaneel und einem oder mehreren Sensoren in der B-Säule, wie in 2 gezeigt und in Verbindung mit 2 beschrieben ist.
Einer oder mehrere Sensoren 40 können betriebsfähig sein, um über zumindest eine Kommunikationsverbindung gemäß einem Kommunikationsprotokoll zu kommunizieren. Die Kommunikationsverbindung kann über einen oder mehrere Kanäle hergestellt werden. Wie in Verbindung mit 1 und 2 beschrieben ist, kann der Sensor 40 betriebsfähig sein, um durch Abhören oder Empfangen von Kommunikationen über zumindest eine Kommunikationsverbindung 140, die zwischen der Objekteinrichtung 50 und der tragbaren Einrichtung 20 hergestellt ist, zu kommunizieren, so dass der Sensor 40 Kommunikationen über die Kommunikationsverbindung 140 nicht überträgt. Diese Art von Kommunikation für den Sensor 40 ist in 15 durch gestrichelte Linien dargestellt.
Jedoch können einer oder mehrere Sensoren 40 in dem System 100 von 15 betriebsfähig sein, um durch Übertragen und Empfangen von Kommunikationen über zumindest eine Kommunikationsverbindung 170, die direkt mit der tragbaren Einrichtung 20 hergestellt ist, zu kommunizieren. Auf diese Weise kann der Sensor 40 direkt mit der tragbaren Einrichtung 20 kommunizieren. Die zumindest eine Kommunikationsverbindung 170 kann Kommunikationen gemäß mehr als einem Protokoll (zum Beispiel BTLE und UWB) umfassen.
Der eine oder die mehreren Sensoren 40 des Systems 100 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel von 15 können betriebsfähig sein, um a) Kommunikationen mit Bezug auf die Kommunikationsverbindung 140 zwischen der tragbaren Einrichtung 20 und der Objekteinrichtung 50 abzuhören, oder b) direkt mit der tragbaren Einrichtung 20 über die zumindest eine Kommunikationsverbindung 170 zu kommunizieren. Die Kommunikationsfähigkeiten des einen oder der mehreren Sensoren 40 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind in der Figur identifiziert und durch eine Buchstabenbezeichnung U für UWB und B für BTLE bezeichnet. Zum Beispiel ist der Sensor 40U ein Ultrabreitbandanker, der auf UWB-Signale reagiert; der Sensor 40U+B reagiert sowohl auf UWB- als auch auf BTLE-Kommunikationen; und der Sensor 40B ist ein BTLE-Anker.
Es ist zu verstehen, dass ein Objekt 10, wie etwa ein Fahrzeug, mehr Sensoren 40 umfassen kann, als in dem dargestellten Ausführungsbeispiel von 15 gezeigt ist. In Abhängigkeit von der Implementierung kann eine gewisse Anzahl von Ankern in einem Fahrzeug integriert sein. Zum Beispiel können 3 bis 10 Anker mit sowohl UWB- als auch BTLE-Fähigkeiten bereitgestellt sein.
In einem Ausführungsbeispiel ist UWB, ähnlich zu BTLE, ein standardisiertes Kommunikationsprotokoll (siehe IEEE 802.15.4a/z). Eine Weise, in der UWB sich von BTLE unterscheiden kann, ist in Bezug auf Entfernungsmessanwendungen. UWB kann das Senden von Impulsen mit kurzer Dauer umfassen, die es ermöglichen, Laufzeitinformationen zu verwenden, um die Entfernung von der tragbaren Einrichtung 20 zu einem oder mehreren Sensoren 40U, 40U+B (zum Beispiel Ankern) zu bestimmen. Dann kann die Objekteinrichtung 50 eine Laterationsfunktion und/oder eine Multilaterationsfunktion verwenden, um eine Lokalisierung in Bezug auf die tragbare Einrichtung 20 zu bestimmen (zum Beispiel den Standort der tragbaren Einrichtung 20 relativ zu dem Objekt 10). Die Lateration und/oder die Multilateration kann eine Verarbeitung eines Satzes von Entfernungen von der tragbaren Einrichtung 20 zu jedem Sensor 40 umfassen, um eine Positionsschätzung der tragbaren Einrichtung 20 relativ zu dem Objekt 10 auszugeben. Die tragbare Einrichtung 20 und die UWB-fähigen Sensoren 40U, 40UB können Datenpakete hin und her übertragen und empfangen, was eine Laufzeit- bzw. Flugzeitbestimmung mit Bezug auf solche Kommunikationen ermöglicht.
Das System 100 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel von 15 kann zumindest zwei unterschiedliche Kommunikationsverbindungen zum Bestimmen einer Lokalisierung umfassen. Zum Beispiel kann die Kommunikationsverbindung 140 eine BTLE-basierte Lokalisierung verwenden und kann die Kommunikationsverbindung 170 eine UWB-basierte Lokalisierung verwenden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Kommunikationsverbindung 170 mit Bezug auf jeden der Sensoren 40U, 40U+B designiert; jedoch ist zu verstehen, dass jede dieser Kommunikationsverbindungen 170 nicht die gleiche sein könnte. Zum Beispiel könnte jede der Kommunikationsverbindungen 170 getrennt sein (zum Beispiel ein separater Kanal oder ein separates Band).
Eine Verwendung von mehreren Kommunikationsverbindungen zur Lokalisierung könnte eine Reihe von Vorteilen bieten.
In einer Konfiguration zum Beispiel, in der sowohl BTLE- als auch UWB-Informationen erhalten werden, können diese Informationen kombiniert werden, um eine Lokalisierungsschätzung zu verbessern und zu stabilisieren. Die BTLE- und UWB-Kanäle, die bei der Lokalisierung verwendet werden, können unterschiedliche Frequenzen umfassen und die Signalcharakteristiken, die zur Entfernungsmessung zu verwenden sind, sind unterschiedlich (RSSI für BTLE und Laufzeit für UWB).
Die Kalibrierung der RSSI-Entfernungsmessung kann mit der Laufzeit von UWB-Kommunikationen erweitert oder ergänzt werden. Diese Erweiterung oder zusätzliche Verwendung der Laufzeit kann in Echtzeit durch das System 100 durchgeführt werden oder in einer Weise durchgeführt werden, um ein Modell anzupassen, das erfasste Informationen verwendet, die nicht auf UWB-Kommunikationen basieren (zum Beispiel nur erfasste Informationen mit Bezug auf BTLE-Kommunikationen).
Zum Beispiel kann ein Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Offenbarung auf eine Kalibrierung der Varianz von RSSI- oder Entfernungsberechnungen ausgerichtet sein. BTLE- und UWB-fähige tragbare Einrichtungen 20 können getestet werden, um eine Übersicht von BTLE-Kommunikationscharakteristiken, UWB-Kommunikationscharakteristiken und Entfernungsmessungs- oder Lokalisierungsdaten zu erstellen. Eine tragbare Einrichtung 20, die nur BLTE-fähig ist, kann betriebsfähig sein, um solche Übersichten zu verarbeiten, jedoch ohne UWB-Kommunikationscharakteristiken, um Entfernungsschätzungen, die nur auf RSSI basieren, zu verfeinern. Zum Beispiel kann der Positionsgeber 210 auf sowohl BTLE- als auch UWB-Kommunikationscharakteristiken basieren; in der Praxis kann der Positionsgeber 210 jedoch Standortinformationen basierend auf BTLE-Kommunikationscharakteristiken ohne die UWB-Kommunikationscharakteristiken erzeugen. Alternativ kann der Positionsgeber 210 auf BTLE-Kommunikationscharakteristiken basieren und kann in der Praxis betriebsfähig sein, um Standortinformationen basierend sowohl auf UWB- als auch BTLE-Kommunikationscharakteristiken zu erzeugen. Es ist zu verstehen, dass BTLE oder UWB oder beide durch eine andere Art eines Kommunikationsprotokolls ersetzt werden könnten.
Die tragbare Einrichtung 20 kann in einem Ausführungsbeispiel eine direkte Kommunikationsverbindung 170 mit einem oder mehreren der Sensoren 40U, 40U+B herstellen und die eine oder die mehreren Signalcharakteristiken (zum Beispiel Laufzeit) können basierend auf dieser direkten Kommunikationsverbindung 170 bestimmt werden.
Wie hierin beschrieben können die eine oder die mehreren Signalcharakteristiken, wie etwa eine Signalstärke, Ankunftszeit, Laufzeit und ein Ankunftswinkel, analysiert werden, um Standortinformationen über die tragbare Einrichtung 20 relativ zu dem Objekt 10, einen Aspekt des Objekts 10 oder die Objekteinrichtung 50 oder eine Kombination von diesen zu bestimmen. Zum Beispiel können eine Ankunftszeitdifferenz oder der Ankunftswinkel oder beide unter den Sensoren 40 und der Objekteinrichtung 50 verarbeitet werden, um eine relative Position der tragbaren Einrichtung 20 zu bestimmen. Die Positionen des einen oder der mehreren Antennenfelder 30 relativ zu der Objekteinrichtung 50 können bekannt sein, so dass die relative Position der tragbaren Einrichtung 20 zu einer absoluten Position mit Bezug auf das Antennenfeld 30 und die Objekteinrichtung 50 übersetzt werden kann.
Zusätzliche oder alternative Beispiele von Signalcharakteristiken können erhalten werden, um ein Bestimmen einer Position gemäß einem oder mehreren Algorithmen zu ermöglichen, inklusive einer Entfernungsfunktion, einer Trilaterationsfunktion, einer Triangulationsfunktion, einer Laterationsfunktion, einer Multilaterationsfunktion, einer Fingerabdruckfunktion, einer Differentialfunktion, einer Laufzeitfunktion, einer Ankunftszeitfunktion, einer Ankunftszeitdifferenzfunktion, einer Abflugwinkelfunktion, einer geometrischen Funktion, und so weiter, oder irgendeiner Kombination von diesen.
Positionsgeber
Das System 100 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel von 1 bis 3 kann dazu konfiguriert sein, Standardinformationen über die tragbare Einrichtung 20 relativ zu dem Objekt 10 zu bestimmen. Die Standortinformationen können einen äußeren Standort der tragbaren Einrichtung 20 relativ zu dem Objekt 10 angeben oder die Standortinformationen können einen inneren Standort der tragbaren Einrichtung 20 innerhalb des Objekts 10 angeben, oder beides. In einem Ausführungsbeispiel kann ein Positionsgeber dazu konfiguriert sein, diese Standortinformationen zu bestimmen. Ein Positionsgeber gemäß einem Ausführungsbeispiel ist in 4 dargestellt und allgemein mit 210 bezeichnet. Der Positionsgeber 210 kann dazu konfiguriert sein, eine oder mehrere Eingaben 216, wie etwa eine oder mehrere Signalcharakteristiken von drahtlosen Kommunikationen, die durch die tragbare Einrichtung 20 übertragen werden und durch einen oder mehrere Sensoren 40 empfangen werden, zu empfangen. Die Eingaben können in eine oder mehrere Ausgaben 218 entsprechend den Standortinformationen übersetzt werden.
Es ist zu verstehen, dass die Eingaben 216 nicht auf Signalcharakteristiken von drahtlosen Kommunikationen begrenzt sind. Die Eingaben 216 können eine oder mehrere Messungen von Charakteristiken oder Parametern, die von drahtlosen Kommunikationen verschieden sind, wie etwa einen Objektzustand (zum Beispiel eine Tür ist offen) oder eine vorhergehende Standort- oder Zonenbestimmung oder irgendeine Kombination von diesen umfassen. Zusätzlich oder alternativ können die Eingaben 216 einen Zustand des Objekts 10 oder einer anderen Einrichtung in dem System 100 angeben. Im Zusammenhang mit einem Fahrzeug zum Beispiel können die eine oder die mehreren Eingaben 216 angeben, dass eine oder mehrere Fahrzeugtüren geöffnet oder geschlossen ist/sind, oder ob ein Fenster geöffnet oder geschlossen ist.
Der Positionsgeber 210 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann in der Objekteinrichtung 50 umfasst bzw. eingebaut sein. Zum Beispiel kann die Steuerung 58 der Objekteinrichtung 50 den Positionsgeber 210 umfassen und mit einem oder mehreren Sensoren 40 über die Kommunikationsschnittstelle 53 kommunikativ gekoppelt sein.
Der Positionsgeber 210 kann eine Kernfunktion oder einen Positionsgeberalgorithmus 212 umfassen, der dazu konfiguriert ist, die eine oder mehreren Eingaben 216 zu empfangen und die eine oder mehreren Ausgaben 218 zu erzeugen, die einen Ort der tragbaren Einrichtung 20 relativ zu dem Objekt 10 angeben. Wie hierin diskutiert, können die eine oder die mehreren Eingaben 216 von Anwendung zu Anwendung variieren. Beispiele von Eingaben 216 umfassen eine oder mehrere Signalcharakteristiken von Kommunikationen, wie etwa eine Signalstärke (RSSI), ein Ankunftswinkel (AOA, „Angle of Arrival“) und eine Laufzeit bzw. Flugzeit (TOF, „Time of Light“).
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel von 5 ist das System 100 in Verbindung mit einem Objekt 10, das ein Fahrzeug ist, bereitgestellt. Das Objekt 10 kann in anderen Anwendungen unterschiedlich sein. Das System 100 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst eine Objekteinrichtung 50 und eine Vielzahl von Sensoren 40 A - D, die an einer festen Position an dem Objekt 10 angeordnet sind, sodass diese Einrichtungen ortsfeste Einrichtungen bzw. Einrichtungen mit fester Position umfassen. Die Standorte der Sensoren 40 A - D und der Objekteinrichtung 50 können von Anwendung zu Anwendung variieren; zum Zweck der Offenbarung ist die Objekteinrichtung 50 jedoch allgemein in der Mitte des Fahrzeugs angeordnet und sind die Sensoren 40 A - D an den vier Ecken des Fahrzeugs angeordnet. Ein Raster ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel gezeigt, um eine Diskussion in Verbindung mit dem Positionsgeber 210 zu ermöglichen bzw. zu erleichtern.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel von 5 ist die tragbare Einrichtung 20 an X-, Y-Koordinaten mit 270 cm, 450 cm, relativ zu dem Ursprung (0 cm, 0 cm), der in der Mitte einer Fahrzeugkabine des Objekts 10 bereitgestellt ist, angeordnet. Der Ursprung ist an dieser Position zum Zweck der Offenbarung bereitgestellt; es ist jedoch zu verstehen, dass der Ursprung irgendwo mit Bezug auf das Objekt 10 bereitgestellt sein kann, inklusive der Mitte des Objekts 10. Die Sensoren 40A, 40B, 40D sind entsprechend bei 258 cm, 648 cm und 442 cm relativ zu der tragbaren Einrichtung 20 positioniert. In einem Ausführungsbeispiel kann eine Signalcharakteristik von Kommunikationen (zum Beispiel RSSI), die von der tragbaren Einrichtung 20 übertragen wird und durch jeden der Sensoren 40A, 40B, 40D und der Objekteinrichtung 50 empfangen wird, durch den Positionsgeber 210 in eine Entfernung relativ zu jedem entsprechenden Sensor 40A, 40B, 40D übersetzt werden. (Der Sensor 40C ist gezeigt und von dieser Bestimmung in dem dargestellten Ausführungsbeispiel weggelassen, weil ein Abschnitt des Fahrzeugs die Sichtlinie zwischen der tragbaren Einrichtung 20 und dem Sensor 40C verdeckt, was möglicherweise eine gültige Messung einer Signalcharakteristik von Kommunikationen verhindern könnte).
Der Positionsgeber 210 in einem Ausführungsbeispiel kann die Signalcharakteristik, die von einem Sensor 40 oder der Objekteinrichtung 50 erhalten wird, in eine Entfernungsmetrik oder einen anderen Parameter auf eine Vielzahl von Weisen übersetzen, inklusive zum Beispiel einer Übersetzungstabelle für jede Einrichtung mit fester Position oder Art von Einrichtungen mit fester Position, einem Fingerabdruck, oder einer Heuristik (zum Beispiel einen durch eine Maschine angelernten Übersetzter). Ein Beispiel einer Übersetzungstabelle ist in einer Diagrammform in dem dargestellten Ausführungsbeispiel von 6 gezeigt und allgemein mit 600 bezeichnet. Die Übersetzungstabelle stellt drei Übersetzungstabellen für unterschiedliche Umgebungen vor, wie hierin diskutiert. Zum Zweck dieses Beispiels wird der Positionsgeber 210 in Verbindung damit beschrieben, dass dieser zum Übersetzen eines RSSI in einer Entfernung in einer Außenumgebung konfiguriert ist, basierend auf der Außenübersetzungstabelle 610, bei der sich keine Fahrzeuge in der Nähe des Fahrzeugs befinden.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel von 6 ist die Außenübersetzungstabelle 610 betriebsfähig, um einen RSSI in eine Entfernung für jeden der Sensoren 40A, 40B, 40D zu übersetzen. Zurück zu dem dargestellten Ausführungsbeispiel von 5 entsprechen Messungen des RSSI für die Sensoren 40A, 40B, 40D allgemein jeweils -68dBm, -87dBm und -75dBm. Diese RSSI-Messungen für jeden Sensor 40A, 40B, 40D können basierend auf der Außenübersetzungstabelle 610 direkt in Entfernungsmessungen übersetzt werden. Alternativ kann der Positionsgeber 210 die RSSI-Messungen verwenden, um eine Entfernung in weiteren Berechnungen darzustellen, um die Position der tragbaren Einrichtung 20 relativ zu dem Objekt 10 zu bestimmen.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann der Positionsgeber 210 mit den drei Entfernungen, die relativ zu jedem der Sensoren 40A, 40B, 40D basierend auf der Außenübersetzungstabelle 610 bestimmt sind, einen Standort der tragbaren Einrichtung durch eine Trilateration der drei Entfernungen bestimmen, vorausgesetzt, dass die Positionen der Sensoren 40A, 40B, 40D bekannt sind. Es sei angemerkt, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf eine Trilateration als einen Teil des Positionsgeberalgorithmus 212 begrenzt ist; eine Vielzahl von zusätzlichen oder alternativen Funktionen kann einen Teil des Positionsgeberalgorithmus 212, wie hierin diskutiert, bilden, inklusive einer Entfernungsfunktion, einer Triangulationsfunktion, einer Lateration, einer Multilaterationsfunktion, einer Fingerabdruckfunktion, einer Differentialfunktion, einer Laufzeitfunktion, einer Ankunftszeitfunktion, einer Ankunftszeitdifferenzfunktion, einer Abflugwinkelfunktion, einer geometrischen Funktion, usw., oder irgendeiner Kombination von diesen.
Umgebungsvariationen
Wie hierin diskutiert kann die Beziehung zwischen einer Signalcharakteristik von drahtlosen Kommunikationen, die von der tragbaren Einrichtung 20 empfangen werden, und einer Entfernung oder einem Standort in Abhängigkeit der Art der Umgebung, in der sich das Objekt 10 befindet, variieren. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel von 6 zum Beispiel ist eine Beziehung zwischen dem RSSI und einer Entfernung für jede der drei Arten von Umgebungen verschieden: 1) außen (Außenübersetzungstabelle 610); 2) außen mit anderen Objekten in der Nähe des Objekts 10 (Übersetzungstabelle 630 für Außen mit anderen Objekten); und 3) innen (Innenübersetzungstabelle 620). Wenn sich andere Objekte oder Hindernisse näher zu dem Objekt 10 befinden, können Reflektionen von diesen anderen Objekten oder Hindernissen die Beziehung zwischen der Signalcharakteristik der drahtlosen Kommunikationen, die von der tragbaren Einrichtung 20 empfangen werden, und der Entfernung oder dem Standort ändern. Diese Änderung in der Beziehung kann in den Unterschieden zwischen der Außenübersetzungstabelle 610 und der Innenübersetzungstabelle 620 gesehen werden.
Genauer sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel von 7 und 9 entgegengesetzte Umgebungen gezeigt, in denen das Objekt 10 angeordnet ist. Das Objekt 10 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel von 7 ist in einer Außenumgebung (zum Beispiel einem Parkplatz im Freien) ohne andere Objekte (zum Beispiel andere Fahrzeuge) in der Nähe des Objekts 10 angeordnet. Wie in 7 gezeigt ist, verbreiten sich HF-Kommunikationen 41, die von dem Objekt 10 ausgehen, im Wesentlichen ohne von nahegelegenen Objekten in der Umgebung des Objekts 10 und der tragbaren Einrichtung 20 reflektiert zu werden. Das Objekt 10 ist in 9 mit anderen Objekten 14 in der Nähe des Objekts 10 und der tragbaren Einrichtung 20 gezeigt. Diese anderen Objekte 14 reflektieren die HF-Kommunikationen 41, die von dem Objekt 10 ausgehen, sodass die Reflektionen 141 einen gemessenen Wert der Signalcharakteristik der drahtlosen Kommunikationen anders beeinflussen, als wenn die anderen Objekte 14 nicht vorhanden wären, wie in 7 dargestellt ist. Die anderen Objekte 14, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel von 9 vorhanden sind, und die sich hieraus ergebenen Reflektionen 141 können eine funktionale Beziehung zwischen dem RSSI und einer Entfernung gemäß der Übersetzungstabelle 630 für außen mit anderen Objekten ergeben, wohingegen diese funktionelle Beziehung zwischen dem RSSI und der Entfernung ohne Vorhandensein dieser anderen Objekte 14, wie in 7 gezeigt ist, entsprechend der Außenübersetzungstabelle 610 sein kann.
Es sei angemerkt, dass in dem dargestellten Ausführungsbeispiel von 7 bis 9, in denen verschiedene Ausführungsbeispiele und Umgebungen dargestellt sind, die HF-Kommunikationen 140 derart gezeigt sind, dass sie von dem Objekt 10 ausgehen. Es sei angemerkt, dass HF-Kommunikationen 140 von der tragbaren Einrichtung 20 oder einem Sensor 40 oder beiden ausgehen können und dass diese HF-Kommunikationen 140 von anderen Objekten 14, die in der Nähe des Objekts 10 vorhanden sind, reflektiert werden können. Eine Nähe für ein anderes Objekt 14, wie hierin verwendet, bedeutet eine ausreichende Nähe, um Reflektionen 141 zu verursachen, die eine funktionale Beziehung zwischen einer Entfernung oder einem Standort und der Signalcharakteristik der Kommunikationen, die durch eine Einrichtung mit fester Position (zum Beispiel die Objekteinrichtung 50 oder den Sensor 40 oder beide) gemessen wird, merklich beeinflussen.
Wie hierin diskutiert können eine oder mehrere Empfangssignalcharakteristiken der HF-Kommunikationen 140, die von dem Objekt 10 übertragen werden, die Basis für eine Bestimmung der Art der Umgebung bilden, wodurch ein Auswählen der Art der funktionalen Beziehung zur Verwendung in dem Positionsgeber 210 für die eine oder mehreren Signalcharakteristiken der HF-Kommunikationen, die durch die tragbare Einrichtung 20 übertragen werden, und eine Bestimmung von Standortinformationen basierend auf der einen oder den mehreren Signalcharakteristiken der HF-Kommunikationen, die durch die tragbare Einrichtung 20 übertragen werden, ermöglicht wird.
Die Umgebung, in der das Objekt 10 angeordnet ist, kann dynamisch variieren. Andere Objekte 14 können in der Nähe zu dem Objekt 10 anwesend oder abwesend werden und die Reflektionen 141 hervorrufen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel von 8A-B, ist das Objekt 10 in einer Innengarage 16 mit einer beweglichen Barriere 17, die ein Einfahren und ein Ausfahren über einen Eingang in den Innenraum der Innengarage 16 ermöglicht, sowie ein Blockieren des Eingangs, um einen Zugang zu dem Innenraum zu verhindern, angeordnet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel von 8 befindet sich die bewegliche Barriere 17 in der geöffneten Position, sodass Reflektionen 141 der HF-Kommunikationen 140 von den Innenwänden der Innengarage 16 aber nicht von der beweglichen Barriere 17 in der Nähe des Eingangs erzeugt werden. Die bewegliche Barriere 17 befindet sich in dem dargestellten Ausführungsbeispiel von 8B in der geschlossenen Position und es ist gezeigt, dass sich solche Reflektionen 141 in der Nähe des Eingangs der Innengarage 16 ergeben. Unterschiede in der Umgebung, wie etwa diese, können den Positionsgeber 212 unterschiedlich beeinflussen.
Ein Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Offenbarung kann die Art der Umgebung oder eine oder mehrere Umgebungscharakteristiken basierend auf einer oder mehreren Empfangssignalcharakteristiken von Kommunikationen, die von einer Einrichtung mit fester Position, die an dem Objekt 10 angeordnet ist, übertragen werden, wie etwa der Objekteinrichtung 50 oder dem Sensor 40 oder beiden bestimmt werden. Die eine oder die mehreren Empfangssignalcharakteristiken können basierend auf Kommunikationen, die zumindest von einer Einrichtung mit fester Position, die an dem Objekt 10 angeordnet ist, oder der tragbaren Einrichtung 20 oder einer Kombination von diesen, empfangen wird, bestimmt werden. Basierend auf der Art der Umgebung, der einen oder der mehreren Umgebungscharakteristiken oder einer Kombination von diesen kann, das System 100 einen Positionsgeberalgorithmus 212 auswählen oder den Positionsgeber 212 anpassen, um die Ausgabe von diesen zu beeinflussen.
Es sei angemerkt, dass Umgebungsvariationen Unterschiede in der Beziehung zwischen der Signalcharakteristik und einer Entfernung verursachen können, wie etwa die Beziehungen, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel von 6 gezeigt sind. Die Beziehung für eine Umgebung kann mit der Beziehung für eine andere Umgebung funktional korreliert sein. In manchen Fällen könnte die Beziehung für eine Umgebung nicht einfach auf die Beziehung für eine andere Umgebung abgebildet werden. Es könnte keine funktionale Korrelation zwischen der Beziehung für eine Umgebung und der Beziehung für eine andere Umgebung geben. Beispielhafte funktionelle Korrelationen zwischen den Beziehungen der zwei unterschiedlichen Umgebungen umfassen einen proportionalen Versatz bzw. Offset (zum Beispiel eine Steigung), die ein Untersatz einer Differenz ist, die als eine Funktion des Wertes der Signalcharakteristik definiert ist (zum Beispiel Steigung * Wert + initialer Versatz). Andere Beispiele von funktionalen Korrelationen, die sich von Änderungen in der Umgebung ergeben, könnten komplexer sein. Als ein Beispiel, kann das System, anstatt des Bestimmens einer bestimmten Umgebung, einen oder mehrere Parameter eines Positionsgebers basierend auf einer Rückkopplung von einem oder mehreren erfassten Parametern dynamisch versetzen oder anpassen, wodurch sich zumindest zwei unterschiedliche Positionsgeber oder Positionsgeberkonfigurationen ergeben. Parameter des Positionsgebers können variiert werden oder eine Vorverarbeitung von Signalen, die in den Positionsgeber eingegeben werden, kann variiert werden, oder eine Kombination von diesen, um die Umgebungsvariationen zu berücksichtigen.
In einem Ausführungsbeispiel kann die funktionale Korrelation für die Beziehung zwischen der Signalcharakteristik und einer Entfernung für zwei Umgebungen durch einen Adapterpositionsgeber 310 verwendet werden, um einen Positionsgeber 212 anzupassen, der für eine Umgebung konfiguriert ist, um eine Ausgabe betreffend die andere Umgebung zu erzeugen. Wie hierin diskutiert kann der Adapterpositionsgeber 310, inklusive der funktionalen Korrelation, basierend auf einer Bestimmung der Art der Umgebung, in der das Objekt 10 angeordnet ist, ausgewählt werden. Zum Beispiel kann der Adapterpositionsgeber 310 einen oder mehrere Parameter 214 des Positionsgeberalgorithmus 212 des Positionsgebers 210 basierend auf der bestimmten Art der Umgebung variieren, was einen Adapterpositionsgeber 310 ergibt, der für die bestimmte Art der Umgebung konfiguriert ist, anstatt für die Umgebung, für die der Positionsgeber 210 speziell konfiguriert ist. Zusätzlich oder alternativ kann ein umgebungsspezifischer Positionsgeber 210 basierend auf der Bestimmung der Art der Umgebung, in der sich das Objekt 10 befindet, ausgewählt werden.
Ein Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel kann einen Adapterpositionsgeber 310 dynamisch bestimmen, sodass einer oder mehrere Parameter für den Adapterpositionsgeber 310 durch das System 100 basierend auf einer oder mehreren Signalcharakteristiken, die in der Umgebung erhalten werden, bestimmt werden kann oder können. Das System 100 kann dazu konfiguriert sein, drahtlose Übertragungen von einer Einrichtung mit fester Position (zum Beispiel einem Sensor 40 oder einer Objekteinrichtung 50 oder beiden), die an dem Objekt 10 angeordnet ist, zu übertragen. Diese drahtlosen Kommunikationen können durch eine andere Einrichtung mit fester Position oder die tragbare Einrichtung 20 oder beide empfangen werden, um eine oder mehrere Empfangssignalcharakteristiken betreffend die drahtlosen Kommunikationen zu erzeugen. Basierend auf dieser einen oder diesen mehreren Empfangssignalcharakteristiken kann das System 100 eine Art der Umgebung, in der das Objekt 10 angeordnet ist, oder eine oder mehrere Charakteristiken der Umgebung, oder beide, bestimmen. Und basierend auf der Art der Umgebung oder der einen oder der mehreren Charakteristiken in der Umgebung oder beiden kann das System 100 einen vordefinierten Positionsgeber 210 auswählen, einen vordefinierten Adapterpositionsgeber 310 für einen Positionsgeber 210 auswählen oder einen oder mehrere Parameter für einen Adapterpositionsgeber 310 zum Anpassen eines Positionsgebers 210 für die Umgebung bestimmen.
Positionsgeberalgorithmus
Der Positionsgeberalgorithmus 212 des Referenzpositionsgebers 210 kann gemäß einer Vielzahl von Parametern 214 des Referenzpositionsgebers 210 einstellbar sein. Beispiele von Parametern umfassen die folgenden:

Sensorversätze bzw. Sensor-Offsets (zum Beispiel RSSI- oder AOA-Versätze, oder beide), Zonenversätze (zum Beispiel Schwellenwerte und Hysterese-Parameter), und eine Entfernungsumwandlung (zum Beispiel Konstanten oder Gleichungen oder beides). Basierend auf der einen oder den mehreren Eingaben 216 und den Werten der Vielzahl von Parametern 214 kann die Positionsgeberfunktion 212 eine Ausgabe 218 bereitstellen, die einen Standort der Referenzeinrichtung 200 relativ zu dem Objekt 10 angibt. Der Positionsgeberalgorithmus 212 kann von Anwendung zu Anwendung variieren.

Ein Verfahren des Bestimmens eines Standorts gemäß einem Ausführungsbeispiel des Positionsgeberalgorithmus 212 ist in 14 dargestellt und allgemein als 4000 bezeichnet. Das Verfahren von 14 kann ein Empfangen von Daten von der Einrichtung oder von Eingaben 216, ein Erhalten von Versätzen für die Einrichtung (zum Beispiel Referenzpositionsgeberversätze und/oder Adapterpositionsgeberversätze), ein Anwenden der Versätze auf die empfangenen Daten, und ein Bestimmen der Zone als eine Ausgabe 218 umfassen. Schritte 4010, 4012, 4014, 4016, 4018. Die Zonenbestimmung kann ein Erhalten von einem oder mehreren Schwellenwerten basierend auf der Art der Einrichtung und einen vorhergehenden Zustand, welcher zum Beispiel eine vorhergehende Zonenbestimmung sein kann, umfassen. Schritt 4020. Das Verfahren kann ein Bestimmen, ob es ausreichend Daten gibt, und, wenn nicht, ein Erzeugen einer Ausgabe, die angibt, dass die Zone unbekannt ist, umfassen. Schritt 4022, 4033. Wenn es ausreichend Daten gibt, kann der Positionsgeber basierend auf den Daten, den Schwellenwerten, den Versätzen, den Variabilitätsindikatoren, den Hysterese-Einstellungen, oder einem anderen Parameter oder einer anderen Messung oder irgendeiner Kombination von diesen bestimmen, ob sich die Einrichtung in Zone 1 (zum Beispiel innen) und nicht in Zone 0 (zum Beispiel weit entfernt) oder 2 (zum Beispiel in der Nähe) befindet. Schritt 4024, Schritt 4031. Ein alternativer Satz von Zonen kann auf der Fahrerseite (0), innen (1) oder auf der Beifahrerseite (2) sein - obwohl zu verstehen ist, dass die vorliegende Offenbarung nicht derart begrenzt ist. Basierend auf einer ähnlichen Bestimmung wie in Schritt 4024 kann der Positionsgeber bestimmen, ob sich die Einrichtung in Zone 2 befindet, und wenn das so ist, eine dementsprechende Ausgabe bereitstellen. Schritte 4026, 4032. Wenn bestimmt ist, dass sich die Einrichtung nicht in Zone 2 befindet, kann der Positionsgeber eine Ausgabe vornehmen, dass sich die Einrichtung in der Zone 0 befindet. Schritt 4026, 4030.
In einem anderen Beispiel kann der Positionsgeberalgorithmus 212 ein neuronales Netzwerk (zum Beispiel ein neuronales Faltungsnetzwerk mit einer oder mehreren Schichten) sein, und kann der eine oder die mehreren Parameter Gewichtungen von Knoten innerhalb des neuronalen Netzwerks umfassen. Die Gewichtungen können während des Trainierens des Positionsgebers 210 mit Proben, die für eine tragbare Einrichtung 20 und das Objekts 10 erhalten werden, und Wahrheitsinformationen, die mit Bezug auf die Proben erhalten werden, angepasst werden.
In einem Fahrzeug kann es gemäß einem Ausführungsbeispiel des Systems 100 viele Antennen geben, wobei sich jede dieser Antennen an einem unterschiedlichen Ort mit einer unterschiedlichen Orientierung befinden kann. Alle oder ein Untersatz der Antennen und der zugehörigen Einrichtungen, wie etwa die Objekteinrichtung 50 oder der Sensor 40, könen/kann gleichzeitig RSSI-Messungen erhalten.
Weil eine Vielzahl von Faktoren eine oder mehrere Signalcharakteristiken der Kommunikationen zwischen dem Sender und dem Empfänger beeinflussen kann, können Proben für die eine oder die mehreren Signalcharakteristiken unter einer Vielzahl von Bedingungen erhalten werden, um ein Einstellen des Positionsgebers 210 und des Positionsgeberalgorithmus 212 zu ermöglichen bzw. zu erleichtern.
Beispielhafte Variationen in Bedingungen können das zielgerichtete Drehen der tragbaren Einrichtung 20 in alle Richtungen, sowie ein Erhalten von Testproben bei unterschiedlichen Höhen über dem Boden umfassen, um ein Testen zu erzwingen oder um Proben zu erhalten, um eine große Prozentzahl von möglichen Winkeln/Orientierungen abzudecken.
Umgebungsbestimmung
Ein Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zum Bestimmen einer Art einer Umgebung oder einer Charakteristik von dieser oder beiden, in der das Objekt 10 angeordnet ist, ist in 12 gezeigt und allgemein als 1000 bezeichnet. Das Verfahren 1000 umfasst ein Erhalten einer Vielzahl von Proben mit Bezug auf HF-Kommunikationen, die von einer Einrichtung mit fester Position (zum Beispiel einer Objekteinrichtung 50 oder einem Sensor 40), die an einer bekannten Position an dem Objekt 10 angebracht ist, übertragen werden. Es sei angemerkt, dass die Einrichtung mit fester Position in einem alternativen Ausführungsbeispiel nicht an dem Objekt 10 angeordnet sein könnte; stattdessen könnte die Position der Einrichtung mit fester Position in diesem alternativen Ausführungsbeispiel relativ zu dem Objekt 10 bekannt sein, aber nicht an dem Objekt 10 angeordnet sein.
Die HF-Kommunikationen, die von einer ersten Einrichtung mit fester Position übertragen werden, könnten durch eine zweite Einrichtung, wie etwa eine zweite Einrichtung mit fester Position oder der tragbaren Einrichtung 20, oder beiden empfangen werden. Schritt 1002, 1004. Die erste Einrichtung mit fester Position kann irgendeine Art einer Einrichtung sein, die hierin beschrieben ist, inklusive eines Sensors 40 und einer Objekteinrichtung 50 oder der tragbaren Einrichtung 20. Diese HF-Kommunikationen, die durch die zweite Einrichtung empfangen werden, können abgetastet und analysiert werden, um eine oder mehrere Empfangssignalcharakteristiken mit Bezug auf die HF-Kommunikationen, die von der Einrichtung mit fester Position übertragen werden, zu ergeben. Zum Zweck der Offenbarung werden die HF-Kommunikationen, die von der ersten Einrichtung mit fester Position übertragen werden, in Verbindung damit beschrieben, dass diese durch die zweite Einrichtung empfangen werden, aber die vorliegende Offenbarung ist nicht derart begrenzt - mehrere Einrichtungen können die HF-Kommunikationen empfangen und die eine oder die mehreren Empfangssignalcharakteristiken mit Bezug auf die empfangenen HF-Kommunikationen bestimmen. In einem Ausführungsbeispiel werden die HF-Kommunikationen, die von der Einrichtung mit fester Position übertragen werden, von der tragbaren Einrichtung 20 empfangen, und, wie hierin diskutiert, kann die tragbare Einrichtung 20 erfasste Informationen betreffend die HF-Kommunikationen, die von der Einrichtung mit fester Position empfangen werden, kommunizieren. Einer oder mehrere Sensoren 40 können ebenso die HF-Kommunikationen von der Einrichtung mit fester Position empfangen und erfasste Informationen an die Einrichtung mit fester Position kommunizieren, die die empfangenen HF-Kommunikationen betreffen. Die Einrichtung mit fester Position (zum Beispiel die erste Einrichtung mit fester Position) kann einen Umgebungsbestimmer umfassen, der eine Art der Umgebung (und/oder eine Charakteristik der Umgebung), in der die Einrichtung mit fester Position und/oder das Objekt 10 angeordnet ist, bestimmt. Die Einrichtung mit fester Position kann die Ausgabe von solch einer Bestimmung an eine andere Einrichtung, wie etwa die Objekteinrichtung 50 oder die tragbare Einrichtung 20, kommunizieren.
Zusätzlich oder alternativ kann die Einrichtung mit fester Position ein Sensor sein und kann die zweite Einrichtung ein anderer Sensor sein. Die zweite Einrichtung kann die HF-Kommunikationen empfangen und erfasste Informationen betreffend die HF-Kommunikationen an die Objekteinrichtung 50 übertragen (zum Beispiel einen Hub).
Die eine oder die mehreren Empfangssignalcharakteristiken können analysiert werden, zum Beispiel durch einen Umgebungsbestimmer, um die Art der Umgebung, in der das Objekt 10 angeordnet ist, oder eine Charakteristik der Umgebung, oder eine Kombination von diesen zu bestimmen. Schritt 1006. Zum Beispiel kann die eine oder die mehreren Empfangssignalcharakteristiken angeben, dass sich das Objekt 10 in einer geschlossenen Garage mit einer beweglichen Barriere in der geschlossenen Position befindet. Als ein anderes Beispiel kann die eine oder die mehreren Empfangssignalcharakteristiken angeben, dass sich das Objekt 10 auf einem Parkplatz im Freien ohne andere ähnliche Objekte in der Nähe befindet.
Die eine oder die mehreren Empfangssignalcharakteristiken können ähnlich sein zu den einen oder den mehreren der Signalcharakteristiken, die als Eingaben an den Positionsgeber 210 zum Bestimmen der Standortinformationen über die tragbare Einrichtung 20 relativ zu dem Objekt 10 bereitgestellt sind.
Zum Beispiel können die einen oder die mehreren Empfangssignalcharakteristiken einen RSSI, einen AOA und eine TOF umfassen.
Der Algorithmus zum Bestimmen der Art einer Umgebung oder der Charakteristik der Umgebung kann von Anwendung zu Anwendung variieren. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann der Algorithmus ein Bestimmen einer Umgebung basierend auf einem oder mehreren Parametern, die eine bestimmte Umgebung angeben, umfassen. In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann die Umgebung oder eine Charakteristik davon basierend auf einer Ähnlichkeit der Empfangssignalcharakteristik zu Wahrheitsdaten für die gleiche Signalcharakteristik und eine ähnliche oder die gleiche Umgebung (oder Charakteristik davon) identifiziert werden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel von 10 sind solche Wahrheitsdaten gemäß einem Ausführungsbeispiel in Verbindung mit RSSI und HF-Kommunikationen, die gemäß einem Satz von HF-Kommunikationsparametern übertragen werden, gezeigt. Die HF-Kommunikationsparameter sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel konstant, aber einer oder mehrere dieser Parameter können variiert werden. Wie gezeigt ist, variiert der RSSI (die Empfangssignalcharakteristik) in Abhängigkeit der Art der Umgebung, in der das Objekt 10 angeordnet ist. Zum Beispiel, wie hierin diskutiert ist, können Reflektionen 141, die durch Objekte in der Nähe des Objekts 10 verursacht werden, HF-Kommunikationen in der Nähe des Objekts 10 beeinflusst. Die Reflektionen 141 können mit Bezug auf die HF-Kommunikationen, die von der Einrichtung mit fester Position, die an dem Objekt 10 angeordnet ist, übertragen werden, sowie mit Bezug auf HF-Kommunikationen, die von der tragbaren Einrichtung 20 übertragen werden, auftreten. Aus zumindest diesem Grund kann ein Messen des Effekts einer Umgebung auf HF-Kommunikationen, die von dem Objekt 10 übertragen werden, die Basis zum Berücksichtigen dieser Effekte auf HF-Kommunikationen, die von der tragbaren Einrichtung 20 übertragen werden, bilden (zum Beispiel ein Auswählen eines Positionsgebers 210 und/oder eines Adapterpositionsgebers 310).
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel von 10 ist der RSSI (die Empfangssignalcharakteristik), der in Abhängigkeit der Art der Umgebung unterschiedliche Werte aufweist, und sind die Effekte (zum Beispiel Reflektionen 141) auf HF-Kommunikationen von der Einrichtung mit fester Position gezeigt. Es sei angemerkt, dass die Übertragungsparameter und der RSSI von Anwendung zu Anwendung variieren können und eine Art der Umgebung innerhalb eines Vertrauensgrades für einen RSSI, der als die Empfangssignalcharakteristik bereitgestellt wird, bestimmt werden kann. Der Vertrauensgrad ist durch die gestrichelten Linien, die einen Wahrheitsdatenpunkt für einen RSSI für eine bestimmte Art von Umgebung umgeben, angegeben. Zum Beispiel ist der Wahrheitsdatenpunkt für eine Umgebung entsprechend einer geschlossenen Innengarage gleich -36 dBm. In der Praxis, wenn bestimmt ist, dass der RSSI innerhalb von 5 dBm dieses Wertes ist, kann das System 100 bestimmen, dass die Art der Umgebung eine geschlossene Innengarage ist (oder eine Umgebung, die HF-Kommunikationen auf eine ähnliche Weise beeinflusst, wie die geschlossene Innengarage). Ebenso kann, wenn bei der Verwendung festgestellt wird, dass der RSSI in die Bereiche fällt, die durch Umgebungen identifiziert werden, die dem Objekt 10 entsprechen, dass sich draußen auf einem unbesetzten Parkplatz oder einem solchen Parkplatz mit Objekten in der Nähe zu dem Objekt 10 befindet, kann das System 100 dementsprechend bestimmen, dass sich das Objekt 10 in dieser Art der Umgebung befindet (oder einer Umgebung, die die gleichen Effekte auf HF-Kommunikationen aufweist). Schritt 1008. In einem Sinn zeigt das dargestellte Ausführungsbeispiel von 10 einen Fingerabdruck für unterschiedliche Arten von Umgebungen. Der RSSI in dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird mit Bezug auf HF-Kommunikationen von einer ersten Einrichtung mit fester Position zu einer zweiten Einrichtung mit fester Position an dem Objekt 10 erhalten. Ähnliche Fingerabdrücke können für einen Empfang der HF-Kommunikationen in zumindest einer dritten Einrichtung mit fester Position bestimmt werden, sodass mehrere RSSIs für mehrere Fingerabdrücke und zugehörige Vertrauenslevel als eine Basis zum Identifizieren der Umgebung oder einer Charakteristik davon verwendet werden können. Ebenso kann ein Empfang von HF-Kommunikationen in der tragbaren Einrichtung 20 mit Fingerabdrücken für verschiedene Arten von Umgebungen oder Charakteristiken von diesen verglichen werden.
Nach einem Bestimmen der Art der Umgebung oder einer Charakteristik davon kann das Verfahren 1000 einen Positionsgeber 210 entsprechend der Art der Umgebung oder einen Adapterpositionsgeber 310, wie hierin diskutiert, auswählen, der eine Bestimmung von Standortinformationen für die Art von Umgebung ermöglicht bzw. erleichtert. Schritt 1010. Mit der Auswahl des Positionsgebers 210 und/oder eines Adapterpositionsgebers 310 kann das System 100 dazu übergehen, Standardinformationen basierend auf HF-Kommunikationen, die von der tragbaren Einrichtung 20 empfangen werden, zu bestimmen, wobei die Bestimmung gemäß der Art der Umgebung, in der sich das Objekt 10 befindet, zugeschnitten ist.
Es sei angemerkt, dass in einem Ausführungsbeispiel die Wahrheitsdaten, die als eine Basis zum Bestimmen der Art der Umgebung, in der das Objekt 10 angeordnet ist, verwendet werden, basierend auf einer Benutzerrückmeldung oder anderen Parametern, die eine Umgebung angeben, in der Praxis bestimmt werden können. Zum Beispiel kann das System bestimmen, dass das Objekt 10 in einer geschlossenen Garage angeordnet ist, basierend auf einem oder mehreren Kriterien, wie etwa einer Aktivierung einer Öffnung der Barriere, und der Tatsache, dass die Zündung ausgeschaltet ist (in diesem Beispiel kann sich die Barriere von der geöffneten Position zu der geschlossenen Position bewegen, und RSSI-Werte können sich dementsprechend über die Zeit ändern). Wie hierin diskutiert kann das System 100 einen Adapterpositionsgeber 310 basierend auf den Wahrheitsdaten, die in der Praxis bestimmt werden, bestimmen.
Adapterpositionsgeber
Das System 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel kann dazu konfiguriert sein, einen Adapterpositionsgeber 310 zum Bestimmen von Standortinformationen mit Bezug auf eine tragbare Einrichtung 20 zu verwenden. In einem Ausführungsbeispiel kann der Adapterpositionsgeber 310 für eine Art einer Umgebung, eine Charakteristik einer Umgebung, oder einer Umgebung, die ähnlich zu der Umgebung ist, für die der Adapterpositionsgeber 310 bezüglich eines Betriebs vorbestimmt ist, vorbestimmt sein.
Alternativ kann der Adapterpositionsgeber 310 durch das System 100 basierend auf einer oder mehreren Proben, die in einer Verwendung erhalten werden, inklusive Wahrheitsdaten für das Objekt 10 und deren Umgebung bestimmt werden. Die Wahrheitsdaten über die Umgebung können durch einen Benutzer bereitgestellt werden oder können basierend auf einem oder mehreren Kriterien bestimmt werden, wie etwa GPS-Standortinformationen, einer Konnektivität mit einer Bluetooth-Einrichtung (zum Beispiel der tragbaren Einrichtung 20), und einer Abfolge von Ereignissen (zum Beispiel einer Öffnung der Barriere, einer Abschaltung der Zündung, und einer Trennung der Bluetooth-Einrichtung) oder einer Kombination davon.
In einem Ausführungsbeispiel kann der Adapterpositionsgeber 310 trainiert werden, um sich an die Umgebung, in der sich das Objekt 10 befindet, anzupassen, basierend auf HF-Kommunikationen, die von einer ersten Einrichtung mit fester Position übertragen werden, die an dem Objekt 10 angeordnet ist oder sich an einem bekannten Standort relativ zu dem Objekt 10 befindet. Die HF-Kommunikationen, die von der ersten Einrichtung mit fester Position von der tragbaren Einrichtung oder einer zweiten Einrichtung mit fester Position empfangen werden, können mit einer Art der Einrichtung, in der sich das Objekt 10 befindet, korreliert werden, um Wahrheitsinformationen zu bilden. Diese Wahrheitsinformationen können die Basis zum Erzeugen eines Adapterpositionsgebers 310 für einen Positionsgeber 210 des Systems 100 bilden. Es sei angemerkt, dass in einem Ausführungsbeispiel der Effekt der Umgebung auf HF-Kommunikationen, die von einer tragbaren Einrichtung 20 übertragen werden, ähnlich zu den Effekten von HF-Kommunikationen ist, die von der ersten Einrichtung mit fester Position übertragen werden. Der Adapterpositionsgeber 310 kann trainiert werden, um eine Ausgabe des Positionsgebers 210 zu beeinflussen, um Standardinformationen zu ergeben, die innerhalb eines Vertrauensgrades für die Umgebung genau sind.
Ein Verfahren des Trainierens des Adapterpositionsgebers 310 gemäß einem Ausführungsbeispiel ist in 13 gezeigt und allgemein als 3000 bezeichnet. Das Verfahren kann ein Erhalten von Probedaten und Wahrheitsdaten für HF-Kommunikationen von der ersten Einrichtung mit fester Position umfassen. Die Wahrheitsinformationen können eine oder mehrere Empfangssignalcharakteristiken mit Bezug auf die HF-Kommunikationen umfassen, die durch eine zweite Einrichtung mit fester Position empfangen werden. Die absoluten oder relativen Positionen der ersten und zweiten Einrichtungen mit fester Position können bekannt sein und als Teil der Wahrheitsdaten bereitgestellt werden. Schritt 3002.
Das Verfahren 3000 kann ein Erzeugen von Standortinformationen von dem Positionsgeber 210 für die ersten und zweiten Einrichtungen mit fester Position umfassen. Schritt 3002. Einer oder mehrere Parameter des Positionsgebers 210 können in diesem Schritt angepasst werden, um die Unterschiede beim Bestimmen einer Position der ersten Einrichtung mit fester Position relativ zu dem Objekt 10 anstatt einer Position der tragbaren Einrichtung 20 relativ zu dem Objekt 10 zu berücksichtigen. Wenn die Umgebung, in der das Objekt 10 angeordnet ist, einen Effekt auf eine Genauigkeit der Standortinformationen hat, die von dem Positionsgeber 210 für die erste Einrichtung mit fester Position erzeugt werden, können einer oder mehrere Parameter des Adapterpositionsgebers 310 angepasst werden, um die Ausgabe des Positionsgebers 210 zu beeinflussen, sodass eine Genauigkeit der Standortinformationen innerhalb eines akzeptablen Vertrauensgrades liegt. Schritte 3006, 3008. Dieser Prozess kann wiederholt werden, bis die Genauigkeit akzeptabel ist.
Nachdem der Adapterpositionsgeber 310 trainiert wurde, kann dieser in Verbindung mit dem Positionsgeber 210 verwendet werden, um Standortinformationen mit Bezug auf die HF-Kommunikationen von der tragbaren Einrichtung 20 innerhalb der Umgebung, für die der Adapterpositionsgeber 310 trainiert wurde, oder einer Umgebung, die HF-Kommunikationen auf eine ähnliche Weise beeinflusst, zu bestimmen. Die Empfangssignalcharakteristik oder -charakteristiken, die die Art der Umgebung angeben, kann/können in einem Speicher gespeichert sein und in Verbindung mit dem Verfahren 1000 verwendet werden, um die Art der Umgebung zu bestimmen und zur Auswahl des trainierten Adapterpositionsgebers 310 als Reaktion auf die Erfassung des Objekts 10 in der Art der Umgebung, für die der Adapterpositionsgeber 310 trainiert ist, verwendet werden. Es sei angemerkt, dass der eine oder die mehreren Parameter, die zum Bestimmen von Standortinformationen für die erste Einrichtung mit fester Position anstatt er tragbaren Einrichtung 20 angepasst sind, auf deren entsprechenden Wert zum Bestimmen von Standortinformationen für die tragbare Einrichtung 20 zurückgeändert werden können, wenn der Adapterpositionsgeber 310 entsprechend verwendet wird.
Ein Adapterpositionsgeber 310 gemäß einem Ausführungsbeispiel ist in 11 gezeigt. Der Adapterpositionsgeber 310 kann dazu konfiguriert sein, Eingabedaten 320 zu empfangen, wie etwa eine oder mehrere Signalcharakteristiken von Kommunikationen zwischen einer tragbaren Einrichtung 20 und der Objekteinrichtung 50 oder dem Sensor 40 oder einer Kombination von diesen. Die Eingabedaten 320 können im Wesentlichen ähnlich zu der Art von Daten sein, die in den Proben während des Trainierens des Adapterpositionsgebers 310 gesammelt werden, oder als Eingabedaten eines Positionsgebers 310 bereitgestellt sind. Der Adapterpositionsgeber 310 kann dazu konfiguriert sein, eine Adapterpositionsgeberausgabe 330 bereitzustellen, die einen Standort der tragbaren Einrichtung 20 relativ zu dem Objekt 10, an dem die Objekteinrichtung 50 und/oder der Sensor 40, die in einer festen Beziehung angeordnet sind, angibt, bereitzustellen.
In einem Ausführungsbeispiel kann der Adapterpositionsgeber 310 eine Parameterkonfiguration 316 umfassen, die in einem Speicher gespeichert ist. Die Parameterkonfiguration 316 kann einen oder mehrere Parameter umfassen, die während eines Trainings des Adapterpositionsgebers 310 gemäß den Trainingsdaten inklusive der Vielzahl von Proben und zugehörigen Wahrheitsdaten, angepasst werden. Der eine oder die mehreren Parameter des Adapterpositionsgebers 310 können gemäß dem Gradientenabstiegsoptimierungsalgorithmus zum Maximieren einer Bewertung des Adapterpositionsgebers 310 angepasst werden, sodass die Adapterpositionsgeberausgabe 330 mit den Wahrheitsdaten innerhalb eines Vertrauensgrades übereinstimmt. In einem Ausführungsbeispiel kann der Adapterpositionsgeber 310 auf einem separaten System vordefiniert oder trainiert sein, sodass das System 100 den Adapterpositionsgeber 310 in der Praxis, für eine Art einer Umgebung, die mit Bezug auf das Verfahren 1000 bestimmt ist, nicht trainieren muss.
Optional kann zumindest einer oder mehrere Parameter der Parameterkonfiguration 316 zumindest einem der Parameter 214 des Positionsgebers 210 entsprechen, wie mit gestrichelten Linien in 11 gezeigt ist. Zum Beispiel kann ein erster Parameter des Positionsgebers 210 ein globaler Versatzwert von Signalstärken von Kommunikationen mit Bezug auf die tragbare Einrichtung 20 sein und kann der Positionsgeber 210 konfiguriert sein, sodass der globale Versatzwert im Wesentlichen Null ist. Während eines Trainierens des Adapterpositionsgebers 310 kann der globale Versatzwert angepasst werden, um eine Bewertung für den Adapterpositionsgeber 310 zu erreichen, die als akzeptabel betrachtet wird, oder um eine Adapterpositionsgeberausgabe 330 zu erreichen, die innerhalb eines Schwellenwertes eines Vertrauensgrades liegt.
Es sei angemerkt, dass die Anzahl von Parametern, die durch den Adapterpositionsgeber 310 gesteuert wird (zum Beispiel die Anzahl von Trainingsparametern) signifikant kleiner sein kann als die Anzahl von Parametern, die durch den Positionsgeber 210 oder beim Trainieren des Positionsgebers 210 verwendet wird. Als ein Ergebnis ist es möglich, dass sich der Adapterpositionsgeber 310 in manchen Umständen oder Umgebungen im Wesentlichen ähnlich zu dem Positionsgeber 210 verhält, aber in anderen Umständen oder Umgebungen nicht ähnlich verhält. Der Trainingsprozess kann derart konfiguriert sein, dass Umstände, die als einflussreicher für das Erreichen eines akzeptablen Systems 100 als Ganzes angesehen werden, im Vergleich zu Umständen, die als weniger einflussreich angesehen werden, stärker gewichtet werden. Zum Beispiel kann die Genauigkeit bei großen Entfernungen weniger gewichtet werden als eine Genauigkeit im Nahbereich zu dem Objekt.
Optional kann der Adapterpositionsgeber 310 eines oder mehrere der folgenden umfassen: Einen Adapter-Gateway 312, der dazu konfiguriert ist, die Eingabedaten 320, die dem Positionsgeber 210 bereitgestellt werden, zu modifizieren oder anzupassen, und ein Adaptermodifizierer 314, der dazu konfiguriert ist, die Ausgabe, die von dem Positionsgeber 210 empfangen wird, zu modifizieren oder anzupassen. Die Parameterkonfiguration 316, die in dem Speicher gespeichert ist und mit dem Adapterpositionsgeber 310 verknüpft ist, kann einen oder mehrere Parameter umfassen, die mit dem Adapter-Gateway 312 und mit dem Adaptermodifizierer 314 verknüpft sind. Ein Trainieren des Adapterpositionsgebers 310 kann ein Anpassen des einen oder der mehreren Parameter umfassen, um eine Performanz-Bewertung für den Adapterpositionsgeber 310 relativ zu den Wahrheitsdaten für die Testeinrichtung 300 zu erreichen. Der Adapter-Gateway 312 kann eine Signalverarbeitung und/oder eine Datensammlung bezüglich der Sensordaten, die durch den Adapterpositionsgeber 312 empfangen werden, durchführen. Parameter können diese Signalverarbeitung und/oder Datensammlung beeinflussen. Der Adaptermodifizierer 340 kann ein Post-Prozessor sein, der dazu konfiguriert ist, eine Ausgabe des Positionsgebers zu beeinflussen. Der Adapter-Gateway 312 und/oder der Adaptermodifizierer 314 kann/können in den Positionsgeber integriert sein oder von diesem abwesend sein.
Der Adapterpositionsgeber 310, wie trainiert, gemäß einem Ausführungsbeispiel, kann das System 100 beeinflussen, um Standortinformationen innerhalb des Vertrauensgrades für die tragbare Einrichtung 20 zu bestimmen. Der Adapterpositionsgeber 310, wie trainiert, in einem Ausführungsbeispiel, kann ein Versetzen einer Signalstärkecharakteristik von Kommunikationen für eine Art von Umgebung relativ zu einer Ausgabe von dem Positionsgeber 210 für eine andere Art von Umgebung ermöglichen bzw. erleichtern.
Direktionale Ausdrücke, wie etwa „vertikal“, „horizontal“, „oben“, „unten“, „oberer“, „unterer“, „innerer“, „innen gelegen“, „äußerer“, und „außen gelegen“ werden verwendet, um beim Beschreiben der Erfindung basierend auf der Orientierung bzw. Ausrichtung der Ausführungsbeispiele, die in den Darstellungen gezeigt sind, zu unterstützen. Die Verwendung der direktionalen Ausdrücke sollte nicht derart interpretiert werden, dass die Erfindung auf eine spezifische Orientierung beschränkt ist.
Die vorstehende Beschreibung ist die von momentanen Ausführungsbeispielen der Erfindung. Verschiedene Abwandlungen und Änderungen können vorgenommen werden, ohne sich von dem Geist und den breiteren Aspekten der Erfindung zu entfernen, wie sie in den anhängigen Ansprüchen definiert sind, die in Übereinstimmung mit den Prinzipien des Patentrechts einschließlich der Äquivalenzlehre auszulegen sind. Diese Offenbarung dient illustrativen Zwecken und sollte nicht als eine erschöpfende Beschreibung aller Ausführungsbeispiele der Erfindung interpretiert werden, oder derart, dass diese den Umfang der Ansprüche auf die spezifischen Elemente, die in Verbindung mit diesen Ausführungsbeispielen dargestellt oder beschrieben sind, begrenzen. Zum Beispiel, und ohne Beschränkung, kann jedes einzelne oder können mehrere Elemente der beschriebenen Erfindung durch alternative Elemente ersetzt werden, die im Wesentlichen eine ähnliche Funktionalität bereitstellen oder anderweitig einen adäquaten Betrieb bereitstellen. Dies umfasst zum Beispiel gegenwärtig bekannte alternative Elemente, wie die, die dem Fachmann momentan bekannt sind, und alternative Elemente, die in der Zukunft entwickelt werden, wie etwa die, die der Fachmann nach deren Entwicklung als eine Alternative erkennen kann. Weiterhin umfassen die offenbarten Ausführungsbeispiele eine Vielzahl von Merkmalen, die zusammen beschrieben sind, und die zusammenwirkend eine Sammlung von Vorteilen bieten. Die vorliegende Erfindung ist nicht nur auf diese Ausführungsbeispiele, die alle diese Merkmale umfassen oder alle diese dargelegten Vorteile bereitstellen, begrenzt, sofern es in den erteilten Ansprüchen nicht ausdrücklich anders angegeben ist. Jede Bezugnahme auf Anspruchselemente in der Einzahl, zum Beispiel unter Verwendung der Artikel „ein“, „der“ oder „der genannte“ ist nicht als eine Beschränkung auf das Element auf die Einzahl zu verstehen. Jede Bezugnahme auf Anspruchselemente wie „zumindest eines von X, Y und Z“ soll jedes von X, Y oder Z einzeln und jede Kombination von X, Y und Z einschließen, zum Beispiel X, Y, Z; X, Y; X, Z; und Y, Z.
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 15/488136 [0039]

Claims

System zum Bestimmen von Standortinformationen betreffend einen Standort einer tragbaren Einrichtung relativ zu einem Objekt, wobei das System aufweist: eine Einrichtung mit fester Position, die an einer festen Position relativ zu dem Objekt angeordnet ist, wobei die Einrichtung mit fester Position eine Antenne aufweist, die dazu konfiguriert ist, mit der tragbaren Einrichtung über eine Kommunikationsverbindung drahtlos zu kommunizieren; eine Steuerung, die dazu konfiguriert ist, Standortinformationen über die tragbare Einrichtung relativ zu dem Objekt zu bestimmen; wobei die Steuerung einen ersten Positionsgeber umfasst, der dazu konfiguriert ist, Standortinformationen der tragbaren Einrichtung relativ zu dem Objekt in einer ersten Umgebung bereitzustellen, wobei der erste Positionsgeber die Standortinformationen basierend auf einer Signalcharakteristik von Kommunikationen, die zwischen der tragbaren Einrichtung und der Einrichtung mit fester Position drahtlos übertragen werden, bestimmt; wobei die Steuerung einen zweiten Positionsgeber umfasst, der dazu konfiguriert ist, Standortinformationen der tragbaren Einrichtung relativ zu dem Objekt in einer zweiten Umgebung bereitzustellen, wobei der zweite Positionsgeber die Standortinformationen basierend auf einer Signalcharakteristik von Kommunikationen, die von der tragbaren Einrichtung an die Einrichtung mit fester Position drahtlos übertragen werden, bestimmt; wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, zumindest einen des ersten Positionsgebers und des zweiten Positionsgebers auszuwählen, um Standortinformationen basierend auf einer Umgebung des Objekts zu bestimmen; und wobei die Steuerung einen Umgebungsidentifizierer umfasst, der dazu konfiguriert ist, die Umgebung des Objekts zu bestimmen, wobei die Umgebung des Objekts basierend auf einer Empfangssignalcharakteristik mit Bezug auf drahtlose Kommunikationen, die von der Einrichtung mit fester Position übertragen werden, bestimmt wird.
System gemäß Anspruch 1, wobei die Einrichtung mit fester Position eine Objekteinrichtung ist, die die Steuerung umfasst, wobei die Objekteinrichtung dazu konfiguriert ist, die Standortinformationen der tragbaren Einrichtung relativ zu dem Objekt zu bestimmen.
System gemäß Anspruch 2, mit einer Sensoreinrichtung, die dazu konfiguriert ist, Kommunikationen, die drahtlos übertragen werden, zu empfangen, wobei die Sensoreinrichtung dazu konfiguriert ist, die drahtlosen Kommunikationen, die von der Objekteinrichtung übertragen werden, zu empfangen, wobei die Sensoreinrichtung an die Steuerung die Empfangssignalcharakteristik mit Bezug auf drahtlose Kommunikationen, die von der Objekteinrichtung übertragen werden, kommuniziert.
System gemäß Anspruch 1, weiterhin mit einer Objekteinrichtung, die die Steuerung umfasst und dazu konfiguriert ist, die Standortinformationen der tragbaren Einrichtung relativ zum Objekt zu bestimmen, wobei die Einrichtung mit fester Position eine Sensoreinrichtung ist, die dazu konfiguriert ist, Kommunikationen, die von der tragbaren Einrichtung drahtlos übertragen werden, zu empfangen.
System gemäß Anspruch 4, wobei die Sensoreinrichtung dazu konfiguriert ist, drahtlos Kommunikationen zu übertragen, und wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, die Umgebung des Objekts basierend auf der Empfangssignalcharakteristik mit Bezug auf die drahtlosen Kommunikationen, die von der Sensoreinrichtung übertragen werden, zu bestimmen.
System gemäß Anspruch 5, wobei die Sensoreinrichtung eine erste Sensoreinrichtung ist, und mit einer zweiten Sensoreinrichtung, die dazu konfiguriert ist, die drahtlosen Kommunikationen, die von der ersten Sensoreinrichtung übertragen werden, zu empfangen, wobei die zweite Sensoreinrichtung dazu konfiguriert ist, die Empfangssignalcharakteristik mit Bezug auf die drahtlosen Übertragungen, die von der Sensoreinrichtung übertragen werden, zu kommunizieren.
System gemäß Anspruch 5, mit einer Vielzahl der Sensoreinrichtungen, wobei jede der Sensoreinrichtungen an einer festen Position relativ zu dem Objekt angeordnet ist.
System gemäß Anspruch 1, wobei die erste Umgebung ein Parkplatz im Freien ist und wobei die zweite Umgebung eine geschlossene Garage mit einer beweglichen Barriere ist.
System gemäß Anspruch 1, wobei der zweite Positionsgeber ein Adapterpositionsgeber ist, der dazu konfiguriert ist, eine Ausgabe des ersten Positionsgebers basierend auf einem oder mehreren Adapterpositionsgeberparametern zu beeinflussen.
System gemäß Anspruch 1, wobei die Signalcharakteristik eine Signalstärke von Kommunikationen von der tragbaren Einrichtung zu der Antenne der Einrichtung mit fester Position ist.
System gemäß Anspruch 1, wobei die Signalcharakteristik eine Laufzeit von Kommunikationen ist, die zwischen der tragbaren Einrichtung und der Einrichtung mit fester Position drahtlos übertragen werden.
System gemäß Anspruch 1, wobei die Kommunikationsverbindung eine Hauptkommunikationsverbindung ist, und wobei das System eine Sensoreinrichtung umfasst, die dazu konfiguriert ist, eine Signalcharakteristik von Kommunikationen zwischen der tragbaren Einrichtung und der Einrichtung mit fester Position zu überwachen, wobei die Sensoreinrichtung dazu konfiguriert ist, Signalinformationen, die die überwachte Signalcharakteristik angeben, an die Einrichtung mit fester Position über eine Hilfskommunikationsverbindung, die von der Hauptkommunikationsverbindung separat ist, zu kommunizieren.
System gemäß Anspruch 1, wobei der erste und zweite Positionsgeber auf der gleichen Positionsgeberfunktion basieren und sich darin unterscheiden, dass zumindest ein Parameter des ersten Positionsgebers von einem entsprechenden Parameter des zweiten Positionsgebers verschieden ist.
Verfahren des Bestimmens von Standortinformationen betreffend einen Standort einer tragbaren Einrichtung relativ zu einem Objekt, wobei das Verfahren aufweist: Bereitstellen einer Einrichtung mit fester Position an einer festen Position relativ zu dem Objekt; Übertragen von drahtlosen Kommunikationen von der Einrichtung mit fester Position; Erfassen einer Empfangssignalcharakteristik mit Bezug auf die drahtlosen Kommunikationen, die von der Einrichtung mit fester Position übertragen werden; Bestimmen einer Umgebung des Objekts basierend auf der Empfangssignalcharakteristik; Auswählen von zumindest einem eines ersten Positionsgebers und eines zweiten Positionsgebers basierend auf der bestimmten Umgebung des Objekts, wobei der erste Positionsgeber und der zweite Positionsgeber dazu konfiguriert sind, die Standortinformationen betreffend die tragbare Einrichtung relativ zu dem Objekt basierend auf drahtlosen Kommunikationen, die von der tragbaren Einrichtung übertragen werden, zu bestimmen; Empfangen der drahtlosen Kommunikationen, die von der tragbaren Einrichtung übertragen werden; und Bestimmen, mit dem zumindest einen ausgewählten Positionsgeber, der Standortinformationen basierend auf den drahtlosen Kommunikationen, die von der tragbaren Einrichtung übertragen werden.
Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei die Einrichtung mit fester Position eine Objekteinrichtung ist; und mit einem Bestimmen der Standardinformationen in der Objekteinrichtung.
Verfahren gemäß Anspruch 15, mit: Empfangen der drahtlosen Kommunikationen von der Objekteinrichtung in einer Sensoreinrichtung; und Kommunizieren, von der Sensoreinrichtung an die Objekteinrichtung, der Empfangssignalcharakteristik mit Bezug auf die drahtlosen Kommunikationen, die von der Objekteinrichtung empfangen werden.
Verfahren gemäß Anspruch 14, mit: Übertragen der drahtlosen Kommunikationen von der Einrichtung mit fester Position an die tragbare Einrichtung; und Empfangen, von der tragbaren Einrichtung, der Empfangssignalcharakteristik mit Bezug auf die drahtlosen Kommunikationen, die von der Einrichtung mit fester Position übertragen werden.
Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei die Einrichtung mit fester Position eine Sensoreinrichtung ist und wobei die Standortinformationen in einer Objekteinrichtung, die von der Sensoreinrichtung separat ist, bestimmt werden.
Verfahren gemäß Anspruch 14, mit einem Auswählen des ersten Positionsgebers basierend darauf, dass die bestimmte Umgebung eine erste Umgebung ist, und Auswählen des zweiten Positionsgebers basierend darauf, dass die bestimmte Umgebung eine zweite Umgebung ist.
Verfahren gemäß Anspruch 19, wobei der zweite Positionsgeber ein Adapterpositionsgeber ist, der dazu konfiguriert ist, eine Ausgabe des ersten Positionsgebers zu beeinflussen und wobei ein Auswählen des zweiten Positionsgebers ein Auswählen des ersten Positionsgebers umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei der erste und der zweite Positionsgeber auf der gleichen Positionsgeberfunktion basieren und sich darin unterscheiden, dass zumindest ein Parameter des ersten Positionsgebers von einem entsprechenden Parameter des zweiten Positionsgebers verschieden ist.