ES2605370T3 - Sistema de comunicación bidireccional para rastrear localizaciones y estados de vehículos con ruedas - Google Patents

Sistema de comunicación bidireccional para rastrear localizaciones y estados de vehículos con ruedas Download PDF

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ES2605370T3 ES06748454.3T ES06748454T ES2605370T3 ES 2605370 T3 ES2605370 T3 ES 2605370T3 ES 06748454 T ES06748454 T ES 06748454T ES 2605370 T3 ES2605370 T3 ES 2605370T3
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Stephen E. Hannah
Scott J. Carter
Jesse M. James
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Abstract

Un método de monitorización y control de movimientos de un carrito de la compra (30), comprendiendo el método: monitorizar una localización de un carrito de la compra (30) mediante comunicaciones de frecuencia de radio (RF) bidireccionales con un transceptor de carrito del carrito de la compra (30), dicho transceptor de carrito acoplado eléctricamente a un mecanismo de freno del carrito de la compra (30); y determinar automáticamente si activar el mecanismo de freno para inhibir que el carrito de la compra (30) salga de una tienda basándose, al menos en parte, en: (i) una ruta tomada por el carrito de la compra (30) antes de dirigirse a una salida de la tienda, según se determina a partir de dicha monitorización; y (ii) una velocidad con la que el carrito de la compra (30) ha pasado por una línea de caja.

Description

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DESCRIPCION
Sistema de comunicacion bidireccional para rastrear localizaciones y estados de vehnculos con ruedas
Antecedentes
Campo de la invencion
La presente invencion se refiere a sistemas para rastrear el movimiento y estados de vehnculos no motorizados, incluyendo pero sin limitacion carritos de la compra.
Descripcion de la tecnica relacionada
Existe una diversidad de sistemas de contencion de carrito disponibles comercialmente para disuadir el robo de carritos de la compra. Tfpicamente, estos sistemas incluyen un alambre que esta embebido en el pavimento de un aparcamiento de tienda para definir un lfmite exterior de area en la que se permite el uso del carrito de la compra. Cuando un carrito de la compra se empuja por encima de este alambre, un sensor en o cerca de una de las ruedas detecta una senal electromagnetica generada mediante el alambre, provocando que la rueda se bloquee. Para desbloquear la rueda, un ayudante tfpicamente usa un control remoto portatil para enviar una senal de desbloqueo a la rueda.
Aunque los sistemas de contencion de carrito existentes son utiles para disuadir el robo de carritos de la compra, generalmente no pueden detectar otros tipos de uso erroneo de carrito de la compra. Como un ejemplo, los sistemas existentes no pueden detectar que un carrito de la compra se esta usando para robar comestibles u otra mercanda. Aunque el robo de mercanda puede detectarse a menudo usando un sistema de Vigilancia Electronica de Artfculos (EAS), el coste y carga de fijar etiquetas de EAS a artfculos de mercanda a menudo es poco practico. Como otro ejemplo de uso erroneo, los comerciantes que usan unidades de recuperacion de carrito asistidas por alimentacion en ocasiones usan estas maquinas para recuperar demasiados carritos a la vez, o empujar un carrito que tiene una rueda bloqueada u orientada inapropiadamente.
El documento US 5 315 290 A se refiere a un mecanismo de inmovilizacion de carrito que responde a senales que prescriben un area de uso permitida para el carrito que esta contenido completamente dentro de una rueda del carrito.
El documento US 6 177 880 B1 se refiere a un mango de carrito de compra electronico con una barra manual y una unidad de visualizacion que tiene una pantalla de visualizacion de informacion para un directorio de productos y visualizacion periodica de anuncios, teniendo la unidad de visualizacion controles de operacion operables por los dedos de un usuario mientras mantiene un agarre manual en la barra manual para visualizar informacion de usuario seleccionada en la pantalla de visualizacion.
El documento US 2004/243262 A1 se refiere a un sistema y metodo para gestion de cancha de golf en tiempo real, comprendiendo el sistema una pluralidad de transceptores inalambricos estaticos localizados alrededor de una cancha de golf.
Esta seccion de antecedentes no se pretende para sugerir que la presente invencion esta limitada a carritos de la compra, o que la invencion requiere la deteccion de los tipos particulares de usos erroneos anteriormente descritos.
Sumario
Los aspectos de una invencion se exponen en las reivindicaciones.
La presente divulgacion comprende un sistema para rastrear las localizaciones y estados de vedculos, tales como carritos de la compra. Cada vedculo incluye una rueda o conjunto de rueda que incluye circuitena de sensor para detectar diversos tipos de eventos. Los tipos de sensores incluidos en el conjunto de rueda pueden variar ampliamente, pero pueden incluir, por ejemplo, uno cualquiera o mas de los siguientes: (1) un sensor de rotacion de rueda, (2) un sensor de vibracion para detectar eventos de derrape de rueda, (3) un detector de senal de VLF (Frecuencia Muy Baja) para detectar senales usadas por sistemas de contencion de carrito convencionales, (4) un detector de senal de EAS (Vigilancia Electronica de Adculos) que puede detectar torres de EAS convencionales, y/o (5) un sensor de campo magnetico que puede detectar marcadores magneticos codificados colocados sobre o bajo el suelo o pavimento de la tienda para marcar localizaciones espedficas. La rueda puede incluir tambien un mecanismo de frenado que puede accionarse para bloqueo de la rotacion de la rueda, aunque pueden omitirse mecanismos de frenado en algunos ejemplos.
La circuitena de sensor de la rueda esta acoplada a un sistema transceptor de frecuencia de radio (RP), que puede, pero sin limitacion, estar alojado en la rueda o conjunto de rueda. El sistema de transceptor de RF proporciona un enlace de datos bidireccional que puede usarse para recuperar informacion de estado desde, y enviar comandos a,
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vehmulos espedficos. El sistema de transceptor de RF puede preferentemente medir e informar las intensidades de senal o transmisiones que recibe, tales como transmisiones desde puntos de acceso inalambricos y/u otros vehmulos.
La informacion de estado recuperada puede usarse para rastrear localizaciones de los vehmulos en tiempo real o casi en tiempo real, y para tomar decisiones sobre si autorizar o bloquear acciones de vehmulo particulares. Por ejemplo, en el contexto de un carrito de la compra que esta saliendo de una tienda, los datos obtenidos mediante comunicaciones bidireccionales con el carrito pueden usarse para determinar si el carrito ha pasado a traves de una lmea de caja. Si no lo hizo, puede transmitirse un comando de bloqueo al carrito o un comando que deniegue la “salida autorizada”, para provocar que la rueda se bloquee. (Pueden tomarse adicionalmente o como alternativa diversos otros tipos de acciones, tales como hacer sonar una alarma o activar un sistema de vigilancia de video). La determinacion de si tratar el evento de salida como no autorizado puede basarse tambien en otros tipos de datos, tales como uno cualquiera o mas de los siguientes: (1) si el registro de caja/escaner correspondiente estaba activo, como puede determinarse, por ejemplo, a partir de un ordenador de tienda central o mediante un sensor conectado en red en la estacion de caja; (2) la velocidad promedio a la que paso el carrito a traves de la lmea de caja, como puede determinarse, por ejemplo, desde un sensor de rotacion en la rueda, (3) la cantidad de tiempo pasado en la tienda, (4) si el carrito paso a traves de un area que incluye mercanda con alto precio o frecuentemente robada.
Los datos de sensor o basados en sensor recopilados desde los vehmulos pueden usarse tambien para una diversidad de otras aplicaciones. Por ejemplo, en aplicaciones que implican recuperacion de carrito asistida por alimentacion, puede incluirse un sensor de vibracion en la rueda para detectar y generar informes de eventos de derrape de rueda. Tales eventos de derrape tienen lugar comunmente cuando una unidad de recuperacion recupera un carrito que tiene una rueda bloqueada u orientada inapropiadamente, y pueden producir dano a las ruedas y a la unidad de recuperacion. El mensaje de evento de derrape informado puede usarse para desactivar automaticamente la unidad de recuperacion de carrito y/o alertar a su operador.
Como otro ejemplo, pueden analizarse de manera colectiva las mediciones de intensidad de senal tomadas por los transceptores de RF del vehmulo, tal como usando un algoritmo de agrupacion, para estimar el numero de carritos actualmente en cola o agrupados de otra manera en una estacion de caja, en una lmea de recuperacion de carrito, en un area de aparcamiento de carritos o en otra parte. Esta informacion puede usarse para diversos fines, tal como para alertar al personal de la tienda de la necesidad de abrir una lmea de caja o para recuperar los carritos, o para desactivar automaticamente una unidad de recuperacion de carrito que esta intentando recuperar mas de un numero autorizado de carritos a la vez.
En algunos ejemplos basados en carritos de la compra, cada carrito puede proporcionarse con una unidad de visualizacion que contiene o esta acoplada al transceptor de RF del carrito, en estos ejemplos, los datos de localizacion obtenidos mediante comunicaciones bidireccionales con un carrito pueden usarse para seleccionar mensajes para presentar en la unidad de visualizacion a un cliente. Por ejemplo, cuando un carrito de la compra entra en un area particular de departamento de la tienda, puede visualizarse un anuncio u otro mensaje que es espedfico a esa area o departamento. Si la identidad del cliente es conocida (por ejemplo, como el resultado de que el cliente pase una tarjeta de fidelizacion de cliente mediante la unidad de visualizacion), el anuncio o mensaje pueden estar dirigidos y/o personalizados basandose, por ejemplo, en las actividades de compra anteriores del cliente.
Los datos obtenidos mediante comunicaciones bidireccionales con los carritos pueden analizarse tambien en una base agregada para fines de planificacion de tienda. Por ejemplo, las rutas seguidas por clientes, y las cantidades de tiempo pasado en areas o departamentos particulares, pueden analizarse colectivamente para identificar areas que son las mas o menos visitadas frecuentemente por los clientes. Como otro ejemplo, cuando se detecta un evento de caja, el sistema puede asociar la ruta del cliente/carrito en la tienda con el registro de transaccion asociado, que incluye identificadores de los productos comprados; estos datos pueden minarse en una base agregada mediante software de minena de datos para detectar, por ejemplo, que los clientes normalmente tienen dificultad al localizar productos particulares, o para detectar que los clientes comunmente se prolonguen en un area particular sin seleccionar un artmulo para compra.
La divulgacion comprende tambien una unidad de recuperacion de carrito mecanizado que puede ordenar a los carritos de la compra que esta empujando o tirando mantener sus ruedas en un estado desbloqueado. La unidad de recuperacion de carrito puede ordenar tambien a uno o mas carritos en la parte delantera de la anidacion que apliquen frenado debil o parcial de modo que los carritos no se desaniden durante la recuperacion. Ademas, la divulgacion comprende tecnicas para usar antenas direccionales para crear zonas de bloqueo y desbloqueo para contener vehuculos en un area definida.
Las diversas caractensticas inventivas descritas en el presente documento son aplicables a un amplio intervalo de diferentes tipos de vehmulos, incluyendo pero sin limitacion carritos de la compra, carritos de equipaje, sillas de ruedas, camas de hospital, camillas, carros de farmacia y carros usados para equipo medico y otro.
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La presente divulgacion por lo tanto comprende un sistema para monitorizar el uso de vetnculos. El sistema incluye una unidad de control acoplada a un sistema de comunicacion de frecuencia de radio (RF); y una pluralidad de vetnculos, incluyendo cada vehnculo un conjunto de rueda con circuitena de sensor para detectar al menos un tipo de condicion, y que incluye un sistema de transceptor de RF acoplado a la circuitena de sensor, dicho sistema de transceptor de RF configurado para comunicar de manera bidireccional con el sistema de comunicacion de RF a medida que el vehnculo se mueve en un area de monitorizacion de vehnculo, y configurado para informar eventos detectados mediante la circuitena de sensor. La unidad de control recibe y agrega estados del vehnculo recopilados mediante comunicaciones de RF bidireccionales con los sistemas de transceptor de RF de los vetnculos, incluyendo dichos datos de estado datos de localizacion de vehnculo.
La divulgacion tambien incluye un sistema para rastrear y controlar un vehnculo con ruedas, comprendiendo el sistema: una rueda adaptada para fijarse al vehnculo, la rueda que incluye un mecanismo de freno, y que incluye circuitena de sensor que puede detectar al menos un tipo de condicion; y un sistema de transceptor de Rf conectado a la circuitena de sensor y al mecanismo de freno, dicho sistema transceptor de RF configurado para comunicar de manera bidireccional a traves de un enlace inalambrico para informar eventos detectados mediante la circuitena de sensor y para recibir comandos. El sistema de transceptor de RF es sensible a comandos recibidos a traves del enlace inalambrico activando y desactivando el mecanismo de freno para controlar el movimiento del vehnculo.
La divulgacion tambien incluye un metodo de monitorizacion y control de movimiento de carrito de la compra. El metodo comprende monitorizar una localizacion de un carrito de la compra mediante comunicaciones de frecuencia de radio (RF) bidireccionales con un transceptor de carrito del carrito de la compra, dicho transceptor de carrito acoplado electricamente a un mecanismo de freno del carrito de la compra; y determinar automaticamente si activar el mecanismo de freno para inhibir que el carrito de la compra salga de una tienda basandose, al menos en parte, en una ruta tomada por el carrito de la compra antes de dirigirse a una salida de la tienda, como se determina a partir de la monitorizacion.
La divulgacion tambien incluye un metodo de control de un carrito. El metodo comprende comunicar de manera bidireccional con el carrito a traves de al menos un enlace inalambrico para obtener datos de evento, incluyendo datos de evento que reflejan una localizacion del carrito, en el que el carrito incluye un mecanismo de freno que puede participar para impedir movimiento del carrito. El metodo incluye adicionalmente analizar mediante programas los datos de eventos sustancialmente en tiempo real en un nodo que esta separado del carrito para evaluar si provocar que se enganche el mecanismo de freno.
La divulgacion tambien incluye un metodo de reduccion del dano de rueda para carritos recuperados mediante una unidad de recuperacion de carrito mecanizado. El metodo comprende detectar un evento de derrape de rueda mediante un sensor de vibracion incluido en un conjunto de rueda de un carrito que se esta recuperando mediante la unidad de recuperacion de carrito mecanizado; y en respuesta a detectar el evento de derrape de rueda, transmitir un mensaje a la unidad de recuperacion de carrito mecanizado a traves de un enlace de comunicacion inalambrica para provocar que la unidad de recuperacion de carrito mecanizado tome una accion correctiva.
La divulgacion tambien incluye un sistema para reducir el dano de la rueda. El sistema incluye una rueda configurada para uso en un carrito de la compra; un sensor de vibracion incluido en la rueda y que puede detectar vibracion provocada por el derrape de la rueda durante la recuperacion de carrito mecanizada; y un circuito de comunicacion conectado al sensor de vibracion. El circuito de comunicacion esta configurado para responder a deteccion de vibracion mediante el sensor de vibracion transmitiendo un mensaje de alerta mediante un enlace de comunicacion de RF.
La divulgacion tambien incluye un sistema para recuperar carritos de la compra. El sistema comprende una pluralidad de carritos de la compra, cada uno de los cuales incluye circuitena de comunicacion de RF acoplada a un mecanismo de frenado, la circuitena de comunicacion de RF puede recibir transmisiones de RF de comandos. El sistema incluye tambien una unidad de recuperacion de carrito mecanizado que empuja o tira de un grupo de carritos anidados para facilitar la recuperacion. La unidad de recuperacion de carrito mecanizado esta configurada para comunicar con la circuitena de comunicacion de RF de los carritos anidados para provocar que los mecanismos de frenado de los carritos anidados permanezcan desbloqueados durante la recuperacion de carrito mecanizada.
La divulgacion tambien incluye un metodo de estimacion de un numero de carritos agrupados juntos en un area que comprende una pluralidad de carritos. El metodo comprende provocar que cada uno de la pluralidad de carritos genere una transmision de RF mediante un respectivo transceptor de RF; en cada carrito respectivo, generar valores de RSSI (Indicacion de Intensidad de Senal Recibida) para las transmisiones recibidas desde los otros carritos; y analizar de manera colectiva los valores de RSSI generados en los carritos para estimar cuantos de los carritos estan agrupados juntos.
La divulgacion tambien incluye un sistema para detectar grupos de carritos. El sistema comprende una pluralidad de ruedas que estan adaptadas para fijarse a los respectivos carritos, incluyendo cada rueda un transceptor de RF; y un nodo configurado para comunicar de manera bidireccional con la pluralidad de ruedas. Las ruedas estan
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configuradas para medir intensidades de senales o transmisiones desde otras ruedas y para informar dichas intensidades de senal a dicho nodo, y el nodo esta programado para analizar de manera colectiva las intensidades de senal informadas para identificar carritos que estan agrupados juntos.
La divulgacion tambien incluye un sistema para controlar el uso de carritos de la compra en las cercamas de un aparcamiento. El sistema comprende un dispositivo que transmite de manera repetitiva un comando de bloqueo desde una antena direccional, la antena direccional montada sobre el suelo y en angulo hacia abajo para crear una zona de bloqueo en la que esta restringido el uso del carrito de la compra. La zona de bloqueo abarca un area de salida asociada con el aparcamiento. El sistema comprende tambien una pluralidad de carritos de la compra, comprendiendo cada carrito de la compra un mecanismo de freno, y comprendiendo un circuito de comunicacion de RF que es sensible al comando de bloqueo activando el mecanismo de freno.
La divulgacion tambien incluye un sistema para controlar el uso de vetnculo. El sistema incluye un dispositivo que transmite de manera repetitiva un comando de bloqueo desde una antena direccional, la antena direccional montada por encima del suelo y en angulo hacia abajo para crear una zona de bloqueo en la que esta restringido el uso del vetnculo. El sistema incluye tambien una pluralidad de vehnculos, comprendiendo cada vetnculo un mecanismo de freno, y comprendiendo un circuito de comunicacion de RF que es sensible al comando de bloqueo activando el mecanismo de freno.
La divulgacion tambien comprende un sistema de un carrito de la compra. El sistema de carrito de la compra comprende un carrito de la compra que tiene un transceptor de RF y una unidad de visualizacion. El transceptor de RF esta configurado para comunicar de manera bidireccional con uno o mas nodos de una red inalambrica para posibilitar que se monitorice una localizacion del carrito de la compra. El sistema incluye tambien un modulo de seleccion de contenido que selecciona contenido para visualizacion en la unidad de visualizacion basandose, al menos en parte, en una localizacion actual del carrito de la compra.
Breve descripcion de los dibujos
Se describiran ahora ejemplos espedficos de la divulgacion con referencia a los dibujos resumidos a continuacion. Estos ejemplos espedficos se pretenden para ilustrar, y no limitar, la invencion. La invencion se define mediante las reivindicaciones.
La Figura 1 ilustra diversos tipos de componentes de sistema que pueden desplegarse en y alrededor de una tienda para fines de rastreo de carritos de la compra.
La Figura 2 ilustra una posible configuracion que puede usarse para detectar si un cliente que esta saliendo de la tienda ha pagado.
La Figura 3 ilustra un ejemplo de la logica de decision que puede usarse para evaluar si un cliente que sale ha pagado.
La Figura 4 ilustra la electronica que puede incluirse en una rueda de carrito de la compra de acuerdo con un ejemplo de la divulgacion.
La Figura 5 ilustra un ejemplo de un tipo de sensor de vibracion que puede incluirse en la rueda para detectar eventos de derrape.
La Figura 6 ilustra como una antena usada para comunicaciones bidireccionales puede configurarse y situarse en una rueda de carrito de la compra en una implementacion de 2,4 GHz.
La Figura 7 es una vista superior que ilustra el patron de radiacion no ocluido producido por la antena de la Figura 6.
La Figura 8 ilustra como pueden disponerse otros componentes electricos y mecanicos en la rueda de acuerdo con un ejemplo.
La Figura 9 ilustra una realizacion en la que el carrito incluye una unidad de visualizacion montada en la mano que incluye la circuitena de transceptor de RF usada para comunicaciones bidireccionales.
La Figura 10 es un diagrama de bloques de un circuito que puede usarse para implementar los puntos de acceso.
La Figura 11 ilustra, en formato de ejemplo, un protocolo de comunicaciones que puede usarse para comunicaciones entre puntos de acceso y carritos de la compra.
La Figura 12 ilustra un bucle de programa que puede ejecutarse mediante los transceptores de carrito para implementar el protocolo de la Figura 11.
La Figura 13 ilustra logica adicional que puede usarse para implementar el bloque de decision “responder a un comando” en la Figura 12.
La Figura 14 ilustra una realizacion de una CCU que almacena y analiza datos de eventos capturados mediante comunicaciones bidireccionales con los carritos.
La Figura 15 ilustra una configuracion en la que se usa un unico punto de acceso para crear una zona de bloqueo y una zona de desbloqueo adyacente en un area de aparcamiento de una tienda.
Las Figuras 16 y 17 ilustran otros ejemplos de como pueden usarse zonas de bloqueo y desbloqueo para contener carritos de la compra.
La Figura 18 ilustra un proceso por el que puede estimarse el numero de carritos que estan puestos en cola o agrupados de otra manera en un area espedfica.
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La Figura 19 ilustra una disposicion de carritos de la compra que puede analizarse mediante el proceso de la Figura 18.
La Figura 20 ilustra un ejemplo de logica que puede incorporarse en un transceptor de carrito o rueda para facilitar operaciones de recuperacion de carrito.
Descripcion detallada de realizaciones preferidas
I. Vista general (Figuras 1 y 2)
La Figura 1 ilustra un sistema de rastreo de vedculo de acuerdo con una realizacion de la invencion. El sistema de rastreo de vedculo se muestra desplegado en una tienda para fines de rastreo y control de los movimientos de carritos de la compra 30. Sin embargo, los componentes y metodos inventivos del sistema de rastreo de vedculo pueden usarse para otras aplicaciones, tales como rastrear carritos de equipaje en un aeropuerto, camillas en un hospital, o carritos en un almacen.
El sistema incluye un conjunto de transceptores de carrito (CT) que comunican de manera bidireccional con un conjunto de puntos de acceso (AP) inalambricos para crear enlaces de comunicaciones bidireccionales con los carritos de la compra 30. En una realizacion, cada transceptor de carrito (CT) esta completamente contenido en una de las ruedas 32 (tfpicamente una rueda delantera) de tamano convencional (12,70 centimetros de diametro (5 pulgadas)) de un carrito de la compra 30 respectivo, junto con una unidad de frenado que puede accionarse por el transceptor de carrito para bloquear la rueda. Un ejemplo de una unidad de frenado que puede usarse para este fin se describe en la Patente de Estados Unidos N. ° 6.362.728, la divulgacion de la cual se incorpora por la presente por referencia. (Para fines de esta descripcion detallada, la expresion “transceptor de carrito” se refiere de manera colectiva al transceptor de RF del carrito y la circuitena de sensor asociada). Como alternativa, puede usarse una unidad de frenado progresiva o parcial que puede adicionalmente inhibir la rotacion de la rueda sin poner la rueda en un estado bloqueado.
Alguna de la circuitena de los transceptores de carrito (CT) puede proporcionarse como alternativa en cualquier otra parte en los carritos de la compra 30. Por ejemplo, como se describe a continuacion, alguna de la circuitena de transceptor puede incluirse como alternativa en una unidad de visualizacion que se fija al mango del carrito de la compra (vease la Figura 9, analizada a continuacion). Como otro ejemplo, alguna o toda la circuitena, incluyendo
circuitena de sensor, podna alojarse en el conjunto de rueda (por ejemplo, en el pivote u horquilla de la rueda) sin
estar incluida en la propia rueda.
Los puntos de acceso (AP) son en general responsables de comunicar con los transceptores de carrito (CT) para fines de recuperacion y generacion de informacion de estado de carrito, que incluye informacion indicativa o que
refleja la localizacion del carrito. Los tipos de informacion de estado de carrito que pueden recuperarse y
monitorizarse incluyen, por ejemplo, si la rueda 32 esta en un estado bloqueado frente a desbloqueado, si el carrito se esta moviendo; la velocidad de rotacion promedio de la rueda (como puede detectarse usando un sensor de rotacion en la rueda 32); si el carrito ha detectado un tipo particular de senal dependiente de la localizacion tal como una senal de VLF, EAS o magnetica (analizadas a continuacion); si la rueda 32 esta derrapando; el nivel de batena del CT y una “salud” de la rueda general; y el numero de ciclos de bloqueo/desbloqueo experimentados por el carrito desde algun tiempo de referencia. (El termino “rueda 32” se usa en el presente documento para hacer referencia espedficamente a una rueda que incluye electronica como se describe en el presente documento, a diferencia de las otras ruedas del carrito de la compra.) Los puntos de acceso (AP) tambien pueden generar y/o reenviar comandos a los transceptores de carrito (CT), incluyendo comandos de bloqueo y desbloqueo que se envfan a carritos de la compra espedficos.
En la realizacion mostrada en la Figura 1, todos los puntos de acceso (AP) comunican inalambricamente con una unidad de control central (CCU), directamente o mediante puntos de acceso intermedios. La unidad de control central puede implementarse como un ordenador personal que incluye una tarjeta de transceptor inalambrico o que esta conectada de manera alambrica a una unidad de transceptor externo. La CCU es responsable en general de recopilar, almacenar y analizar informacion de estado de carrito, incluyendo informacion de localizacion, recogida por los puntos de acceso (AP). Ademas de los datos recuperados desde los transceptores de carrito (CT), la CCU puede recopilar datos generados mediante los puntos de acceso, tal como mediciones de intensidad de senal de transmisiones de carrito detectadas. Algunos o todos los datos recopilados se almacenan preferentemente por la CCU junto con indicaciones de tiempo de eventos asociadas.
La CCU puede analizar los datos recopilados en tiempo real para fines de tomar decisiones, tales como si enviar un comando de bloque a un carrito particular 30 o si enviar un mensaje de alerta al personal. Por ejemplo, cuando un carrito se esta acercando o pasando a traves de la salida de la tienda, la CCU puede analizar el historial reciente del carrito (por ejemplo, ruta y velocidad) y evaluar si un cliente esta intentando abandonar la tienda sin pagar. (Los puntos de acceso pueden ser responsables adicionalmente o como alternativa de tomar tales determinaciones). Basandose en el resultado de esta determinacion, la CCU puede enviar un comando de bloqueo al carrito (tfpicamente mediante un punto de acceso), o puede abstenerse de emitir un comando que autorice al carrito salir. Como otro ejemplo, si la CCU detecta un rapido aumento en el numero de carritos activos, la CCU puede alertar al
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personal (por ejemplo, a traves de una LAN de la tienda) con respecto a la posible necesidad de abrir una estacion de caja adicional.
La CCU puede ejecutar tambien minena de datos y software de generacion de informes que analiza los datos recuperados durante el tiempo para fines de deteccion de patrones y tendencias de trafico significativas. Por ejemplo, la CCU puede generar informes que muestran como los clientes tfpicamente progresan a traves de la tienda, y cuanto tiempo gastan en cada pasillo u otra area de compra. Esta informacion puede usarse para, por ejemplo, ajustar la distribucion de la tienda.
La CCU puede transportar adicionalmente o como alternativa los datos que recopila a traves de una red celular o internet a un nodo remoto que maneja analisis y tareas de generacion de informes. Por ejemplo, la CCU (y posiblemente uno o mas puntos de acceso) pueden tener un enlace WAN autonomo que usa un servicio de datos celular tal como GPRS para transportar los datos recopilados a un nodo remoto para analisis y generacion de informes. Estas caractensticas pueden usarse para monitorizar la salud del sistema desde una instalacion remota. El sistema tambien puede probarse y configurarse mediante el enlace WAN desde la instalacion remota.
Como se representa en la Figura 1, la CCU puede conectar a diversos otros tipos de sistemas que existen en la tienda. Por ejemplo, la CCU puede conectar a un sistema de alarma y/o sistema de vigilancia de video preexistente, caso en el que la CCU puede configurarse para activar una alarma audible o una camara de video tras la deteccion de un evento de salida no autorizado. Como otro ejemplo, la CCU puede conectar a un ordenador de tienda central preexistente que mantiene informacion con respecto a los estados del registro de cajas de la tienda; como se describe a continuacion, esta informacion puede recuperarse y usarse mediante la CCU para evaluar si un cliente ha pasado a traves de una lmea de caja activa.
En algunas implementaciones del sistema, la CCU puede omitirse. En estas implementaciones, los puntos de acceso (AP) pueden implementar toda la funcionalidad de analisis en tiempo real que puede manejarse de otra manera mediante la CCU. Por ejemplo, un punto de acceso montado en las cercamas de la salida de la tienda puede detectar que un cliente esta intentando salir de la tienda sin pagar, y decidir si enviar un comando de bloqueo al carrito. Para adaptar tanto instalaciones centralizadas como distribuidas, cada punto de acceso puede operar tanto con como sin una CCU. Son posibles tambien implementaciones en las que se omiten los puntos de acceso, de manera que la CCU comunica directamente con los transceptores de carrito.
Los transceptores de carrito (CT), puntos de acceso (AP), y la unidad de control central (CCU) operan todos como nodos direccionables de manera inequvoca en una red de rastreo inalambrica. Como se muestra en la Figura 1, otro tipo de nodo que puede incluirse en la red es una unidad de control movil portatil (MCU). La unidad de control movil esta disenada para posibilitar que el personal de la tienda desbloquee carritos individuales mediante la pulsacion de un boton, como es conocido en la tecnica. La unidad de control movil puede incluir tambien funcionalidad para recuperar y visualizar diversos tipos de informacion de estado de carrito, para configurar las ruedas/transceptor de carrito y actualizar su firmware, y para controlar una unidad de recuperacion de carrito motorizada 40 (vease el analisis del recuperador de carrito 40 a continuacion).
Los diversos tipos de nodos (por ejemplo, transceptor de carrito, puntos de acceso, unidad de control central y unidad de control movil) comunican entre sf usando un protocolo de comunicaciones inalambricas no convencional que posibilita que los transceptores de carrito operen a ciclos de trabajo muy bajos, sin la necesidad de mantener sincronizacion con los puntos de acceso cuando estan inactivos. En consecuencia, los transceptores de carrito pueden operar durante periodos de tiempo extendidos (por ejemplo, aproximadamente 3 anos con una media de 0,7 eventos de bloqueo/desbloqueo por dfa) usando una batena relativamente pequena, tal como una batena CR123A (LiMnO2) o dos batenas L91 (LiFeS2) montadas en la rueda 32. Los detalles de un protocolo de comunicaciones particular que puede usarse se describen a continuacion bajo el tftulo “Protocolo de comunicaciones”.
Cada transceptor de carrito (CT) puede medir preferentemente la intensidad de senal recibida, en terminos de un valor de RSSI (indicacion de intensidad de senal recibida), de las transmisiones que recibe en la red de rastreo inalambrica. El sistema puede usar estas mediciones de RSSI de diversas maneras. Por ejemplo, un transceptor de carrito puede comparar el valor de RSSI de una transmision del punto de acceso a un valor umbral para determinar si responder a la transmision. El transceptor de carrito puede informar tambien este valor de RSSI al punto de acceso (junto con el ID unico del transceptor de carrito) para posibilitar que el sistema estime la localizacion de, o distancia, al carrito de la compra. Como otro ejemplo, los transceptores de carrito pueden programarse para generar e informar valores de RSSI de transmisiones desde otros transceptores de carrito cercanos; esta informacion puede usarse a su vez para estimar el numero de carritos que estan puestos en cola en una lmea de caja, en una estructura de almacenamiento de carritos, en una pila de carritos que se esta recuperando con una unidad de recuperacion de carrito mecanizado 40, o en cualquier otro lugar. Un ejemplo de un metodo que puede usarse para estimar el numero de carritos puestos en cola o agrupados en un area particular se describe a continuacion bajo el tftulo “Estimacion de recuento puesto en cola”.
Se muestran tres estaciones de caja 34 en la Figura 1, cada una de las cuales incluye un registro de caja (REG), que tfpicamente incluye un escaner de mercandas. Cada estacion de caja 34 en este ejemplo particular incluye un
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punto de acceso (AP), que puede montarse en el poste preexistente (si esta presente) que indica el numero de la lmea de caja. Cada punto de acceso de este tipo puede incluir una conexion o sensor que le posibilita determinar si la respectiva estacion de caja esta actualmente activa. Esta informacion es util para evaluar si un cliente que pasa a traves de la lmea de caja ha pagado. Se describen a continuacion varios metodos diferentes que pueden usarse para detectar el estado activo/inactivo de una estacion de caja. Cada punto de acceso que esta situado en una estacion de caja 34 puede usar una antena direccional para comunicar con carritos de la compra/transceptores de carrito cercanos, tales como aquellos que estan puestos en cola en la lmea de caja correspondiente (vease la Figura 2, analizada a continuacion).
Los puntos de acceso pueden montarse adicionalmente o como alternativa en diversas otras estructuras fijas y/o moviles en las cercamas de la tienda. Por ejemplo, como se muestra en la Figura 1, los puntos de acceso pueden montarse a una estructura de almacenamiento de carrito de la compra 36 (se muestran dos) en el aparcamiento de la tienda. Estos puntos de acceso montados en estructura de aparcamiento pueden usarse para detectar e informar el numero de carritos almacenados en sus respectivas areas, y pueden usarse tambien para posibilitar que los puntos de acceso en la tienda o la CCU comuniquen con carritos que de otra manera estanan fuera de alcance.
Como se ilustra en la Figura 1, un punto de acceso (AP) puede montarse tambien en una unidad o remolque de recuperacion de carrito 40 (mecanizado) asistido por alimentacion, que puede ser cualquiera de un empujador de carrito o tirador de carrito. Un ejemplo de una unidad de recuperacion 40 de este tipo es el producto CartManager™ de Gatekeeper Systems, Inc. El punto de acceso montado en el recuperador puede servir diversas funciones relacionadas con la recuperacion de carrito, incluyendo una o mas de las siguientes: (1) enviar comandos de desbloqueo a una anidacion 41 de carritos 30 que se esta recuperando, de manera que las ruedas 32 de estos carritos no se danen recuperandose mientras estan en un estado bloqueado, (2) detectar si el recuperador de carrito 40 se esta usando para empujar o tirar mas de un numero autorizado (por ejemplo, 15) de carritos a la vez, y desactivar el recuperador de carrito 40, y/o informar el evento, si se detecta tal uso erroneo, (3) en las realizaciones en las que la rueda 32 o conjunto de rueda soporta frenado parcial, ordenar que el carrito o carritos en la parte delantera de la anidacion 41 (particularmente en el caso de un empujador de carrito) apliquen un frenado debil de modo que los carritos no se queden sin anidar, aplicandose el grado de frenado opcionalmente siendo dependiente de la pendiente del suelo detectada; y (4) en las realizaciones en las que las ruedas 32 incluyen sensores de vibracion para detectar eventos de derrape de rueda, responder a mensajes de evento de derrape desde los carritos que se estan recuperando desactivando el recuperador de carrito 40 y/o alertando a un operador. Debena observarse que en muchos casos los eventos de derrape de rueda tienen lugar debido a que un carrito que se esta recuperando esta anidado erroneamente de manera que la rueda que derrapa no puede girar para apuntar en la direccion correcta. Se proporciona un diagrama de flujo que ilustra logica que puede implementarse mediante los transceptores de carrito (CT) para facilitar las operaciones de recuperacion como en la Figura 20 y se analiza a continuacion.
En una realizacion, la unidad de recuperacion de carrito 40 es un empujador de carrito alimentado por batena que esta adaptado para situarse en la parte trasera de una pila de carritos a recuperar. El operador orienta manualmente la pila de carritos sujetando el carrito frontal con una mano mientras soporta la MCU en la otra mano. Mediante un conjunto de botones en la MCU, el operador puede controlar la direccion hacia delante y hacia detras y la velocidad del recuperador 40. Puede presentarse diversos tipos de informacion de estado al operador en una pantalla de la MCU, tal como el numero estimado de carritos que se esta recuperando (segun se determina usando los metodos de analisis de agrupacion descritos a continuacion). Si el punto de acceso montado en el recuperador detecta una condicion de uso erroneo (por ejemplo, un evento de derrape o demasiados carritos que se estan empujando), puede desactivar el recuperador 40 de diversas maneras, tales como “falsificar” una interfaz de acelerador manual, o si el recuperador 40 contiene un controlador de motor con una interfaz de control externa digital, emitiendo un comando de detencion mediante esta interfaz.
En el ejemplo particular mostrado en la Figura 1, la tienda incluye un par de torres de EAS (Vigilancia Electronica de Artmulos) convencionales en la salida de la tienda, y tambien al final de cada lmea de caja. Aunque las torres de EAS no son necesarias para implementar las diversas funciones descritas en el presente documento, el sistema puede aprovecharse de su presencia comun en tiendas minoristas. Por ejemplo, cada transceptor de carrito (CT) puede incluir un receptor de EAS (vease la Figura 4) para detectar que esta pasando entre un par de torres de EAS, y puede configurarse para informar eventos de deteccion de EAS en la red de rastreo inalambrica; esta informacion puede tenerse en cuenta a su vez al evaluar si un cliente que sale ha pagado.
La configuracion de tienda de ejemplo en la Figura 1 se muestra tambien como tendiendo una lmea de senal de VLF 44 embebida en el pavimento a lo largo de un penmetro exterior del aparcamiento. Tales lmeas de senal se usan comunmente en sistemas de la tecnica anterior para definir el lfmite exterior del area en la que se permiten los carritos de la compra. En tales sistemas de la tecnica anterior, la rueda 32 de cada carrito de la compra incluye un receptor de VLF que detecta la senal de VLF, y engancha el freno, cuando el carrito se empuja sobre la lmea de la senal 44. Aunque no se muestra en la Figura 1, puede proporcionarse tambien una lmea de VLF en la salida de la tienda de manera que todos los carritos que pasan a traves de la salida tienen que cruzar sobre esta lmea, y/o en otras localizaciones de interes.
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Aunque el presente sistema no requiere el uso de una lmea de senal de VLF 44, el sistema puede preferentemente usar una o mas lmeas de VLF como un mecanismo para monitorizar localizacion de carritos. Espedficamente, el transceptor de carrito (CT) incluye preferentemente un receptor de VLF. El receptor de VLF puede detectar un codigo transmitido en una lmea de VLF, de modo que pueden usarse diferentes lmeas para identificar de manera inequvoca diferentes areas o lfmites. Cuando se detecta la senal de VLF, el transceptor de carrito puede tomar diversas acciones, dependiendo de las circunstancias. Por ejemplo, el transceptor de carrito puede intentar informar el evento de deteccion de VLF en la red de rastreo inalambrica y a continuacion esperar un comando que indique si enganchar el freno. Si no se recibe comando dentro de un periodo de tiempo preprogramado en este ejemplo (por ejemplo, 2 segundos), el transceptor de carrito puede enganchar automaticamente el freno.
Con referencia adicional a la Figura 1, puede proporcionarse uno o mas marcadores magneticos o bandas (MAG) sobre o bajo el suelo de la tienda para proporcionar un mecanismo de rastreo de localizacion adicional o alternativo. Como se ilustra, estos marcadores magneticos pueden proporcionarse en localizaciones estrategicas, tales como en cada lmea de caja y en la salida de la tienda. Aunque no se muestra en la Figura 1, puede proporcionarse tambien uno o mas marcadores magneticos en el aparcamiento y/o en pasillos de compra. Cada banda magnetica tiene un patron magnetico unico que puede detectarse mediante un sensor magnetico opcional incluido en cada rueda 32. Los marcadores magneticos por lo tanto sirven como codigos de barras magneticos que identifican localizaciones espedficas. Cuando un carrito 30 cruza un marcador magnetico en una realizacion, el transceptor de carrito (CT) transmite el codigo magnetico detectado, o puede derivarse informacion desde este, en la red de rastreo inalambrica. Se describen a continuacion detalles adicionales de como pueden detectarse y usarse los marcadores magneticos, y se describen tambien en la Solicitud de Patente Provisional anterior, la divulgacion de la cual se incorpora por referencia en el presente documento.
Como sera evidente a partir del analisis anterior, muchos de los componentes mostrados en la Figura 1 son componentes opcionales que pueden o pueden no incluirse en una instalacion de sistema dada. Por ejemplo, los marcadores magneticos, las torres de EAS y/o la lmea de senal de VLF pueden omitirse. Ademas, cualquiera de los puntos de acceso o la CCU puede omitirse. Ademas, los componentes ilustrados pueden disponerse de manera diferente a la ilustrada. Por ejemplo, las lmeas de senal de VLF podnan proporcionarse en la lmea de cajas y/o en la salida/entrada de la tienda (por ejemplo, en lugar de los marcadores magneticos y las torres de EAS mostradas) para posibilitar que los carritos detecten eventos de caja y eventos de salida/entrada. Ademas, podnan usarse otros tipos de transmisores de senal y detectores/receptores para monitorizar localizaciones de carrito.
II. Detectar eventos de salida no autorizados (Figuras 2 y 3)
El sistema soporta una diversidad de diferentes metodos para evaluar si un cliente esta saliendo de la tienda sin pagar. El metodo o metodos particulares usados pueden variar ampliamente basandose en los tipos y localizaciones de los componentes de sistema incluidos en una instalacion dada. Por ejemplo, si la tienda no incluye ninguna torre de Vigilancia Electronica de Artmulos (EAS), marcadores magneticos (MAG), o lmeas de VLF, la determinacion puede hacerse basandose unicamente o principalmente en informacion de localizacion/ruta de carrito determinada desde comunicaciones CT-AP, teniendo en cuenta opcionalmente el historial de la velocidad de la rueda como un factor adicional. Si se proporcionan las torres de eAs, marcadores magneticos, y/o las lmeas de senal de VLF, pueden usarse como fuentes adicionales o alternativas de informacion desde las que puede tomarse la decision.
La Figura 2 ilustra tres estaciones de caja 34 representativas, y se usara para describir como pueden usarse opcionalmente las “zonas” de punto de acceso para monitorizar localizaciones de carrito y para evaluar si un cliente existente ha pagado. Cada estacion de caja 34 en este ejemplo incluye un respectivo punto de acceso (AP) con una antena direccional (no mostrada), como se ha descrito anteriormente. Las antenas direccionales estan orientadas de manera que cada punto de acceso crea una respectiva zona 46 que se extiende hacia fuera desde el area de entrada del carrito de la lmea de caja. Cada zona 46 en la realizacion preferida representa el area en la que la RSSI de las transmisiones del respectivo punto de acceso, segun se mide por los transceptores de carrito, superan un umbral seleccionado. Los intervalos de transmision de los puntos de acceso tfpicamente se extienden bien mas alla de sus respectivas zonas. Las zonas 46 en este ejemplo se situan de manera que un carrito que entra en la lmea de caja correspondiente normalmente pasara a traves de la zona correspondiente. Puede tener lugar algun solapamiento entre zonas adyacentes, como se muestra en este ejemplo.
En el ejemplo mostrado en la Figura 2, los puntos de acceso (AP) situados cerca de la salida/entrada de la tienda crean dos zonas adicionales 48 que pueden usarse para detectar eventos de salida y entrada de carrito. Los puntos de acceso en otras areas (no mostrados) pueden crear zonas adicionales usadas para otros fines. La salida/entrada de la tienda en la configuracion ilustrada de la Figura 2 incluye tambien una lmea de senal de VLF 49. El codigo transmitido en esta lmea 49 puede corresponder de manera inequvoca a la entrada/salida de la tienda. En esta configuracion, los eventos de salida de carrito pueden distinguirse de eventos de entrada de carrito evaluando la temporizacion con la que el transceptor de carrito detecta este codigo de VLF con relacion a la temporizacion que observa diversos niveles de RSSI desde los puntos de acceso montados en la salida. Por ejemplo, si las intensidades de las transmisiones desde los puntos de acceso montados en la salida hacen pico y a continuacion se desvanecen antes de que la rueda detecte la senal de VLF, es probable que el carrito este saliendo de la tienda.
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En una realizacion, cuando un carrito de la compra 30 (es decir, su transceptor de carrito) detecta que ha entrado en una zona 46, 48 (segun se determina monitorizando los valores de RSSI de las transmisiones de punto de acceso correspondientes), registra con el punto de acceso (AP) respondiendo a una transmision periodica desde el punto de acceso. Si este punto de acceso esta localizado en una estacion de caja 34, el punto de acceso puede ordenar al transceptor de carrito entrar en un modo de recogida de datos en el que monitoriza e informa un intervalo mas amplio de eventos y condiciones a lo habitual. Por ejemplo, si el transceptor de carrito incluye un receptor de EAS, puede alimentar este receptor para fines de detectar el paso entre un par de torres de EAS. Ademas, si la rueda 32 incluye un sensor de rotacion, el transceptor de carrito puede monitorizar la rotacion de la rueda, tal como contando el numero de interrupciones de rotacion que tienen lugar. El transceptor de carrito tambien puede generar y almacenar periodicamente valores de RSSI para las transmisiones del punto de acceso que escucha.
Tras el paso a traves de un conjunto de torres de EAS (si se usan) o la entrada en una zona de salida 48, el transceptor de carrito puede enviar los datos recopilados (historial de velocidad de la rueda, valores de RSSI, marcador magnetico o eventos de deteccion de EAS, etc.) a un punto de acceso para analisis para determinar si ha tenido lugar un evento de pago. Puede considerarse tambien estado activo/inactivo de la estacion/registro de caja 34 que corresponde a la ruta del carrito.
La tarea de evaluar los datos recopilados se maneja principalmente mediante los puntos de acceso y/o la CCU, pero podna manejarse como alternativa parcialmente o en su totalidad por los transceptores de carrito (CT). Los datos recopilados mediante dos o mas puntos de acceso diferentes, incluyendo potencialmente puntos de acceso que no estan cerca de la estacion de cajas 34, pueden analizarse en combinacion para fines de evaluar si ha tenido lugar un evento de pago. Por ejemplo, a medida que un carrito se mueve de una zona a otra, puede comunicar con un numero de diferentes puntos de acceso. El historial de estas comunicaciones puede agregarse (por ejemplo, mediante la CCU) y analizarse para estimar la ruta de navegacion del carrito durante el tiempo, y esta ruta estimada a su vez puede considerarse al evaluar si el cliente ha pagado.
En algunas configuraciones, la actividad de caja puede monitorizarse sin proporcionar puntos de acceso (AP) en la estacion de cajas 34. En estas configuraciones, el sistema puede detectar que un carrito ha pasado o esta pasando a traves de una lmea de caja basandose en uno o mas de lo siguiente: (1) deteccion mediante la rueda 32 de un marcador magnetico que identifica de manera ineqrnvoca una lmea de caja particular; (2) si la tienda tiene lmeas de senal de VLF o torres de EAS en la lmea de cajas, deteccion mediante el transceptor de carrito (CT) de una senal de VLF o EAS, opcionalmente en conjunto con informacion de historial de localizacion que indica que el carrito esta en las cercamas generales de una lmea de caja.
La Figura 3 ilustra un ejemplo de la logica de decision que puede usarse para determinar si posibilitar que un carrito 30 salga de la tienda. Esta logica puede realizarse en software ejecutado mediante la CCU, un punto de acceso, y/o un transceptor de carrito, y puede ejecutarse tras detectar que un carrito esta intentando salir de la tienda. Esta logica usa datos obtenidos mediante comunicaciones bidireccionales con el carrito para inferir si el carrito se esta usando para robar mercanda (denominado como un evento de “robo inferido” o “empujon”).
Como se representa mediante los bloques 60 y 62, si se determina que el carrito no paso recientemente a traves de una lmea de caja, se provoca que la rueda 32 se bloquee. De otra manera, se realiza una determinacion de si la estacion de caja 34 detectada como que se esta usando por el carrito estaba en un estado inactivo en el momento (bloque 64). Esta determinacion puede hacerse en una diversidad de maneras. Por ejemplo, en algunas tiendas, la CCU puede obtener esta informacion sustancialmente en tiempo real desde un sistema informatico de tienda centralizado que conecta a los registros de POS individuales. Por lo tanto, por ejemplo, si se proporcionan marcadores magneticos (MAG) en la lmea de cajas, la rueda 32 puede detectar el codigo magnetico unico de su lmea de caja y retransmitir esta informacion a la CCU mediante un punto de acceso; la CCU puede a continuacion consultar el sistema informatico de tienda central para determinar el estado del registro. La determinacion activa/inactiva puede realizarse como alternativa mediante un punto de acceso (AP) montado en la estacion de caja; por ejemplo, el punto de acceso puede incluir o estar conectado localmente a un sensor acustico que detecta el sonido de pitido producido por los escaneres de mercanda, o puede incluir un sensor basado en luz o de suelo sensible a presion que detecta si un cajero esta presente en la estacion.
Si la estacion de caja 34 estaba inactiva en el ejemplo mostrado en la Figura 3, se provoca que la rueda se bloquee a menos que la velocidad promedio de la rueda a traves del area de caja sea suficientemente baja para indicar un evento probable de pago (bloque 66). Si la estacion de caja estaba activa, se permite que el carrito salga a menos que, en algunas realizaciones, la velocidad de la rueda promedio sea suficientemente alta para indicar que el cliente no se detuvo para pagar (bloques 68-72).
Como sera evidente, la logica de decision mostrada en la Figura 3 puede variarse en un numero de maneras. Por ejemplo, la determinacion de si permitir que el carrito salga puede realizarse sin considerar la identidad de la lmea de caja usada; por ejemplo, puede autorizarse que el carrito salga siempre que pase a traves de alguna lmea de caja con una velocidad de rueda promedio que cae por debajo de un umbral seleccionado. Como otro ejemplo, la determinacion de si autorizar la salida puede realizarse sin considerar la velocidad de la rueda; por ejemplo, el evento de salida puede autorizarse siempre que el carrito pase a traves de una lmea de caja que estaba activa.
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Otros criterios que pueden considerarse incluyen los siguientes: (1) la cantidad total de tiempo que paso el carrito en la tienda desde su ultima entrada, (2) si el carrito paso a traves de un area que incluye mercanda de precio elevado y/o frecuentemente robada, segun se determina, por ejemplo, basandose en si el carrito comunico (o supero una RSSI umbral espedfica con) un punto de acceso (AP) particular o detecto un marcador magnetico (MAG) particular o codigo de VLF.
Adicionalmente, ademas de o como una alternativa a bloquear la rueda 32 como se muestra en la Figura 3, puede tomarse alguna otra accion en respuesta al evento de robo inferido. Ejemplos incluyen activar una alarma visual y/o de audio, y generar un evento de captura a un grabador de video digital.
III. Transceptor de carrito y electronica de rueda (Figuras 4 y 5)
La Figura 4 ilustra algunos de los diferentes tipos de componentes que pueden proporcionarse en o conjuntamente con el transceptor de carrito (CT) de acuerdo con una realizacion de la invencion. En esta realizacion, todos los componentes mostrados en la Figura 4 se montan dentro de la rueda 32 del carrito de la compra. Como se analiza a continuacion, algunos de los componentes mostrados en la Figura 4 pueden proporcionarse como alternativa en cualquier otro lugar en el carrito 20, tal como en una unidad de visualizacion montada en el carrito de la compra, o en otra porcion del conjunto de rueda (por ejemplo, en el pivote). El diseno ilustrado en la Figura 4 y descrito a continuacion puede variarse ampliamente sin alejarse del alcance de la invencion.
Como se ilustra en la Figura 4, el transceptor de carrito (CT) incluye un microcontrolador 80 que comunica con un transceptor de RF 82. El microcontrolador es preferentemente un dispositivo de baja alimentacion que incluye una memoria flash auto-programable, RAM, y un conjunto de circuitos perifericos integrados tales como un Convertidor de Analogico a Digital (ADC) y un Contador/Temporizador de Circuito (CTC) multicanal. Un Atmel ATMegal 68V- 10MI es un ejemplo de un microcontrolador que es adecuado para su uso. El microcontrolador 80 y el transceptor de RF 82 actuan colectivamente como un sistema transceptor de RF programable. El sistema transceptor de RF puede implementarse como alternativa sin el uso de un microcontrolador separado; por ejemplo, puede usarse un dispositivo de CI que incluye tanto un transceptor de RF como un procesador, tal como un TI/Chipcon cc2510. Como otro ejemplo, el microcontrolador 80 podna sustituirse por otro tipo de dispositivo controlador, tal como un ASIC (Circuito Integrado Espedfico de la Aplicacion) personalizado.
El transceptor de RF 82 es preferentemente cualquiera de un transceptor de 2,4 GHz o 5,7-5,8 GHz, aunque pueden usarse otras bandas de frecuencia tales como UHF. El transceptor de RF 82 preferentemente tiene los siguientes atributos: (1) muy baja alimentacion para reactivacion y recepcion periodica, (2) modulacion que es insensible a la inversion de fase (por ejemplo, Modulacion por Desplazamiento de Frecuencia o FSK), (3) medicion de RSSI lineal logantmica, (4) soporte de hardware para Evaluacion de Canal Libre (CCA). Un ejemplo de un transceptor de RF que puede usarse es un TI/Chipcon cc2500. Una caractenstica util de este dispositivo transceptor de RF es que puede recibir transmisiones mientras el microcontrolador 80 esta en un estado inactivo, y reactivar el microcontrolador si la transmision recibida coincide con un criterio pre-programado. El transceptor de RF 82 esta acoplado a una antena 84, que preferentemente tiene un puerto de antena con fin diferencial de modo que no es necesario transformador simetrico asimetrico cuando se usa una antena diferencial preferida 84.
Como se ilustra en la Figura 4, el transceptor de carrito (CT) incluye tambien opcionalmente un receptor de VLF 88 para detectar lmeas de senal de VLF 44. El receptor de VLF 88 puede ser, por ejemplo, un receptor de 8 kHz que es compatible con sistemas de contencion de carritos de compra existentes, y que puede detectar un codigo transmitido mediante una lmea de VLF. El transceptor de carrito incluye tambien un receptor 90 de Vigilancia Electronica de Artfculos (EAS) opcional para detectar interrogaciones de torre de EAS como se ha descrito anteriormente. Para conservar la alimentacion, el microcontrolador 82 preferentemente mantiene el receptor de EAS 90 en un estado inactivo excepto cuando se detectan ciertos tipos de eventos, tales como eventos que evidencian un posible evento de caja o salida de tienda. El receptor de EAS 90 es sintonizable preferentemente mediante el microcontrolador 80 a las diversas frecuencias comunmente usadas para EAS.
Como se muestra en la Figura 4, el microcontrolador 80 esta conectado a un sensor de rotacion 92, un sensor de vibracion 94 y un sensor magnetico 96. Como alternativa uno o mas de estos sensores puede omitirse. El sensor de rotacion 92 posibilita que el microcontrolador 80 detecte eventos de rotacion de la rueda, y puede implementarse usando componentes mecanicos, opticos y/o electromagneticos. Midiendo el numero de rotaciones que pueden tener lugar durante un periodo de tiempo, el microcontrolador 80 y/o un punto de acceso o la CCU, pueden determinar la velocidad de rotacion promedio de la rueda y la velocidad promedio del carrito.
El sensor de vibracion 94, si esta presente, posibilita que el microcontrolador 80 detecte eventos de vibracion/derrape de la rueda producidos comunmente cuando un recuperador de carrito de la compra motorizado 40 empuja o tira de un carrito cuya rueda esta bloqueada o tiene una orientacion inapropiada. Un ejemplo de un diseno de sensor de vibracion que puede usarse se muestra en la Figura 5 y se analiza a continuacion. Tras detectar un evento de derrape, el transceptor de carrito puede transmitir un mensaje de alerta a un punto de acceso cercano, que en algunos casos puede ser un punto de acceso montado a un recuperador de carrito motorizado 40. El punto de acceso montado en el recuperador puede responder a un mensaje de alerta de este tipo generando una senal
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que desactiva el recuperador de carrito 40 y/o provoca que se active una alarma en el recuperador de carrito 40. Esta caractenstica de la invencion puede implementarse, en algunas realizaciones, sin comunicaciones bidireccionales con los carritos; por ejemplo, el transceptor de RF de la rueda 82 podna sustituirse por un transmisor de RF, de manera que la rueda 32 transmita mensajes de alerta de derrape pero no reciba ningun dato.
El sensor de campo magnetico 96, si esta presente, posibilita que el microcontrolador 80 detecte marcadores magneticos (MAG) del tipo anteriormente descrito. El sensor magnetico 96 puede ser, por ejemplo, uno de los siguientes: (1) un sensor magnetico de dos ejes que puede medir el valor de los dos componentes de campo magnetico en un plano de movimiento del objeto; (2) un sensor de “2 ejes y 1^” que puede medir dos componentes de campo magnetico y el signo algebraico de un tercer componente, o (3) un sensor de tres ejes de campo magnetico que mide cada uno de los tres componentes de campo magnetico independientes. Cuando el sensor de campo magnetico 96 detecta inicialmente un marcador magnetico probable en una realizacion, el microcontrolador empieza a almacenar en memoria intermedia la salida del sensor de campo magnetico, y continua tal almacenamiento en memoria intermedia hasta que el microcontrolador determina que la rueda 32 igualmente ha finalizado de pasar a traves del marcador. El transceptor de carrito (CT) a continuacion transmite los datos almacenados en memoria intermedia a un punto de acceso (AP) para analisis junto con los datos de sensor de rotacion de la rueda. El punto de acceso o la CCU a continuacion analiza estos datos para determinar si se cruzo realmente un marcador magnetico, y si es asf, identificar el codigo unico de este marcador. Este analisis podna realizarse como alternativa mediante el transceptor de carrito (CT), y transmitirse el resultado a un punto de acceso.
Un tipo adicional de sensor que puede incluirse en la rueda 32 es un sensor de rumbo (no mostrado en la Figura 4) que detecta la orientacion de la rueda 32, y por lo tanto la direccion de recorrido del carrito 30. Si se proporciona un sensor de rumbo, los datos recopilados mediante los sensores de rotacion y rumbo pueden usarse en combinacion mediante el transceptor de carrito, un punto de acceso, o la CCU para calcular la localizacion del carrito con relacion a uno o mas puntos de referencia conocidos. Ejemplos de algoritmos que pueden usarse para este fin se describen en la Solicitud de Patente Provisional anteriormente referenciada.
Diversos otros tipos de sensores y receptores pueden incluirse adicionalmente o como alternativa en la rueda 32 o conjunto de rueda. Por ejemplo, en algunas aplicaciones, puede ser factible incluir un receptor de GPS (Sistema de Posicionamiento Global) en la rueda o conjunto de rueda, o incluir otro tipo de dispositivo electronico que pueda calcular su posicion basandose en senales de RF, opticas o ultrasonicas recibidas. Ademas, la rueda 32 podna transmitir una senal que se usa mediante un nodo o sistema externo para detectar la localizacion de la rueda, y la rueda podna entonces notificarse de su localizacion mediante un punto de acceso.
Como se ilustra en la Figura 4, el microcontrolador 80 genera una senal de accionamiento que controla el estado de la unidad de frenado de la rueda 100, tal como accionando un motor de freno, para cambiar el estado bloqueado/desbloqueado de la rueda. Las decisiones para bloquear el freno pueden realizarse mediante el microcontrolador 80, un punto de acceso (AP), y/o la CCU, dependiendo de la configuracion del sistema y del escenario implicado. Por ejemplo, el microcontrolador 80 puede programarse para bloquear automaticamente la rueda, en ausencia de un comando de lo contrario, cada vez que se detecte una senal de VLF o EAS. Como otro ejemplo, pueden realizarse decisiones de bloqueo que no son sensibles a deteccion de una senal de VLF o EAS mediante an punto de acceso o la CCU. Como se ha mencionado anteriormente, en algunas realizaciones puede usarse una unidad de frenado 100 que soporta frenado parcial; en tales realizaciones, el microcontrolador puede enganchar gradualmente el freno cada vez que se realice una decision de bloqueo de modo que el carrito no se detenga repentinamente.
Como se ilustra en la Figura 4, el transceptor de carrito (CT) y la unidad de frenado 100 se alimentan mediante un subsistema de alimentacion 104. El subsistema de alimentacion 104 incluye preferentemente cualquiera de una batena, o un generador de alimentacion que genera una senal de alimentacion desde la rotacion de la rueda 32. Si se usa un generador de alimentacion, la senal de alimentacion preferentemente se proporciona a un condensador, u otro deposito de energfa, de modo que la alimentacion continua suministrandose a los componentes activos de la rueda cuando la rueda se detiene. Ejemplos de disenos de generador de alimentacion que pueden usarse en la rueda 32 se describen en la Solicitud de Patente de Generacion de Alimentacion anteriormente referenciada, la divulgacion de la cual se incorpora por referencia en el presente documento.
En algunas realizaciones de la invencion, la unidad de frenado 100 puede omitirse de las ruedas 32. En estas realizaciones, el sistema puede rastrear e informar las localizaciones y estados de los carritos 30 u otros vehfculos sin intentar detener su movimiento.
La Figura 4 representa tambien un indicador de LED opcional 110 que puede proporcionarse en una porcion visible de la rueda 32 o conjunto de rueda. Este indicador de LED puede hacerse destellar mediante el microcontrolador 80 para indicar visualmente que el carrito 30 esta en un estado particular. Por ejemplo, si la rueda esta actualmente bloqueada, y se recibe un tipo particular de comando desde la unidad de control movil (MCU), el microcontrolador puede hacer destellar el LED a un ciclo de trabajo bajo durante varios segundos; esta caractenstica puede usarse para posibilitar que el personal de la tienda identifique de manera eficaz carritos cuyas ruedas estan bloqueadas. Como alternativa, el indicador puede ser electromecanico, por ejemplo una caractenstica altamente visible, tal como
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una pieza naranja brillante de un material adecuado, y puede hacerse visible e invisible mediante un dispositivo electromecanico controlado mediante el microcontrolador 80.
La Figura 5 ilustra un ejemplo de un sensor de vibracion 94 que puede usarse en la rueda 32. El sensor de vibracion 94 incluye una masa delantera 114 fijada al extremo de un resorte de palanca de frenos 116. Cuando tiene lugar vibracion de una amplitud suficiente a lo largo del eje vertical, la masa delantera 114 golpea un cristal piezoelectrico 118, que provoca que el cristal piezoelectrico genere una tension. La senal de salida opcionalmente se almacena en memoria intermedia mediante un amplificador operacional 120 antes de alimentarse a una entrada de contador del microcontrolador 80. El microcontrolador cuenta el numero de pulsos generados mediante el sensor de vibracion por unidad de tiempo para evaluar si la vibracion coincide con el perfil de derrape de una rueda 32, y genera un mensaje de alerta de derrape en la red de rastreo inalambrica si lo hace. La respuesta de frecuencia del sensor de vibracion 94 puede sintonizarse variando las caractensticas de la masa delantera 114, el resorte 116 y un amortiguador elastomerico 122.
Pueden usarse como alternativa diversos otros tipos de sensores de vibracion. Por ejemplo, puede usarse un conmutador de perturbacion, tal como un conmutador de perturbacion 10651-X-000 de Aerodyne Controls.
El sensor de rotacion, si se incluye, puede ser similar al detector de vibracion mostrado en la Figura 5, pero sin la masa delantera 114 libre sustituida por uno mas topes moldeados dentro de la rueda. Estos topes estan dispuestos para empujar una delantera contra el cristal piezoelectrico durante las rotaciones de la rueda. Los topes pueden espaciarse de manera no equitativa de modo que la rotacion hacia delante pueda distinguirse de la rotacion inversa. Pueden usarse como alternativa diversos otros tipos de sensores de rotacion, incluyendo aquellos que usan imanes tales como sensores de efecto Hall.
IV. Configuracion de rueda y patron de radiacion de antena (Figuras 6-8)
La Figura 6 es una vista en despiece de una rueda 32 fijada a un pivote de metal 134 (tambien denominado comunmente como una “horquilla”). La rueda 32 y el pivote 134 forman de manera colectiva un conjunto de rueda que esta adaptado para fijarse (atornillarse) a un carrito de la compra en lugar de un conjunto de rueda de carrito de la compra de tamano convencional. El dibujo ilustra como la antena de RF 84 del transceptor puede configurarse y situarse en la rueda 32 en una implementacion de 2,4 GHz. De manera ideal, una antena recta con una longitud de 4,06 centimetros (1,6 pulgadas) podna usarse para implementaciones de 2,4 GHz. Puesto que una antena de este tipo no se adapta facilmente, una localizacion adecuada es en una rueda de 12,70 cm (5 pulgadas) convencional, se usa una antena mas corta, con la antena en curva para coincidir con la curvatura de la superficie interna de la porcion rotatoria de la rueda. Tfpicamente se usanan diferentes configuraciones de antena para disenos que usen otras bandas de frecuencia, tales como UHF o 5,7-5,8 GHz.
La antena 84 se forma preferentemente en una placa de circuito impreso 85 que permanece fija a medida que la rueda rota. Esta misma placa de circuito impreso incluye tambien los diversos componentes electronicos mostrados en la Figura 4. Para compensar que es mas corta que la longitud ideal, la antena 84 esta acoplada a un par de inductores espirales 130, cada uno de los cuales tiene una inductancia de aproximadamente 1,25 nanohenrios. Cada inductor 130 de este tipo esta conectado preferentemente mediante un condensador de 1,3 pF respectivo (no mostrado) a una salida diferencial del transceptor de RF 82. La flecha en la Figura 6 ilustra la direccion de la radiacion de la antena mas intensa, que es preferentemente ligeramente hacia arriba puesto que las antenas de punto de acceso tfpicamente residen a una elevacion mas alta que las ruedas 32.
Como se ilustra en la Figura 7, la configuracion de antena mostrada en la Figura 6 produce un patron de radiacion no ocluido 132 que se extiende horizontalmente hacia fuera desde la parte trasera y los laterales de la rueda. Las transmisiones de senal en la direccion del movimiento de la rueda tienden a atenuarse hasta un grado mucho mayor que el resultado del pivote de metal 134. En algunas realizaciones el pivote puede ser no conductor, caso en el que la atenuacion de la senal en la direccion hacia delante es mucho menos severa.
La Figura 8 es otra vista que ilustra como pueden disponerse diversos otros componentes dentro de la rueda 32. En este ejemplo, la rueda se alimenta mediante una batena 104, aunque la batena puede sustituirse por un generador de alimentacion como se ha descrito anteriormente. Los otros componentes ilustrados incluyen la placa de circuito impreso 85; un motor de freno 142 que acciona un mecanismo de accionamiento 144 (conjunto de marchas) para controlar el estado bloqueado/desbloqueado de la rueda 32; y una banda accionadora 148 que se expande y contrae bajo el control del motor para entrar en contacto y salir con la porcion rotatoria de la rueda 32. Todos los componentes internos anteriormente mencionados estan totalmente contenidos y encerrados dentro de la rueda (detras de una placa de cubierta que no se muestra en la Figura 8) de manera que no pueden observarse por el usuario del carrito de la compra, y no pueden manipularse facilmente.
En otras realizaciones, algunos o todos los componentes electronicos y de frenado pueden residir fuera de la rueda 32, tal como en una alojamiento de plastico encerrado que forma parte del pivote.
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V. Realizacion con circuiteria de transceptor de RF en unidad de visualizacion (Figura 9)
La Figura 9 ilustra una realizacion en la que se incluye alguna de la circuitena del transceptor de carrito (CT) en una unidad de visualizacion montada en mango 150, en lugar de la rueda 32. La unidad de visualizacion montada en mango 150 incluye una pantalla de visualizacion 152, tal como una pantalla tactil, que es visible por el cliente mientras empuja el carrito de la compra 30. La pantalla de visualizacion 152 esta conectada a un microcontrolador maestro 80A, que esta conectado a un transceptor de RF 82. El microcontrolador maestro 80A y el transceptor de RF 82 pueden ser el mismo que el microcontrolador 80 y el transceptor de RF 82 usados en la realizacion de la Figura 4. La rueda 32 incluye un microcontrolador esclavo 80B, que puede ser un dispositivo mas basico (funcionalidad inferior) al microcontrolador maestro 80A. La rueda 32 incluye tambien un subsistema generador de alimentacion 104 que incluye un generador y deposito de alimentacion.
La electronica de la rueda y la unidad de visualizacion 150 estan conectadas mediante un par de alambres 154, que pueden encaminarse a traves de o sobre la estructura del carrito de la compra. Estos alambres se usan para suministrar alimentacion desde el subsistema generador de alimentacion 104 de la rueda a la unidad de visualizacion 150, y se usan tambien para comunicaciones bidireccionales entre los dos microcontroladores 80A, 80B. La unidad de visualizacion 150 puede incluir tambien una batena para posibilitar que la unidad de visualizacion continue operando cuando el deposito de alimentacion de la rueda esta profundamente descargado. La conexion de dos alambres se realiza mediante un par de transformadores de acoplamiento 156A, 156B. Un ejemplo de un acoplamiento mecanico que puede usarse para pasar las senales acopladas de transformador desde la PCB de la rueda a la estructura del carrito y a continuacion a la unidad de visualizacion 150 se describe en la Solicitud de Patente de Generacion de Alimentacion anteriormente referenciada.
Los dos microcontroladores 80A, 80B comunican en modo semiduplex usando un protocolo de un alambre. Son conocidos en la tecnica una diversidad de protocolos de un alambre adecuados. Un ejemplo es el protocolo definido por la especificacion de la ISO 11898-1 Red de Area de Controlador (CAN). Para transmitir datos desde la unidad de visualizacion 150 a la rueda 32, el microcontrolador maestro 80A establece el puerto de E/S que esta conectado al transformador de acoplamiento 156A a la “salida”, y el microcontrolador esclavo 80B establece su puerto de E/S a “entrada”. El microcontrolador maestro a continuacion alterna su salida de puerto de E/S activada y desactivada en una de dos frecuencias para generar una senal de FSK. El componente de CA de esa senal se acopla en la lmea de alimentacion a traves del transformador de acoplamiento 156A y pasa a traves del otro transformador de acoplamiento 156B. El microcontrolador esclavo 80B puede distinguir entre dos frecuencias de FSK contando el numero de cruzamientos por unidad de tiempo. Las transmisiones en la direccion opuesta tienen lugar de la misma manera. Los dos microcontroladores 80A y 80B pueden programarse de manera que alguno o todos los eventos detectados mediante el receptor de VLF 88, el sensor de vibracion 94 y el sensor de rotacion 92 (y/u otros sensores incluidos en la rueda) se informen al microcontrolador maestro 80a de modo que puedan informarse, si es apropiado, a un punto de acceso.
El acoplamiento electrico entre la rueda 32 y la unidad de visualizacion 150 puede variarse en un numero de maneras. Por ejemplo, puede anadirse un tercer alambre para conectar directamente los dos puertos de E/S, de modo que puedan omitirse los dos transformadores de acoplamiento 156A, 156B. Como otro ejemplo, el generador de alimentacion puede omitirse de la rueda 32, y la electronica de la rueda puede alimentarse mediante una batena en la unidad de visualizacion. En otra realizacion mas, la conexion cableada se omite, y la rueda 32 y la unidad de visualizacion 150 comunican entre sf unicamente mediante RF y se alimentan por sus propias respectivas fuentes de alimentacion.
En algunas implementaciones, la unidad de visualizacion 150 puede tener un lector de tarjetas 160, tal como un lector de tarjetas magnetico o un escaner de codigo de barras, que posibilita que un cliente pase una tarjeta de fidelizacion de cliente u otro tipo de tarjeta que identifica al cliente. En estas implementaciones, el transceptor de carrito puede configurarse para transportar el identificador de cliente a un punto de acceso de manera que este identificador pueda asociarse con los otros eventos de carrito detectados durante la sesion de compra del cliente.
La unidad de visualizacion 150 puede incluir adicionalmente o como alternativa o estar conectada a un lector de ID de mercanda 162, que puede ser un escaner de codigo de barras o lector de RFID. En el caso de un lector de RFID, el CT puede usar los datos de movimiento del carrito (por ejemplo, segun se determinan usando un sensor de rotacion de la rueda) en combinacion con datos desde el lector de RFID para identificar productos que estan en el carrito. Por ejemplo, si el carrito se ha movido hacia delante en una distancia seleccionada (por ejemplo 6,10 metros (20 pies)) y el lector de RFID aun esta detectando la presencia de un producto particular, el producto puede tratarse como que esta en el carrito (a diferencia, por ejemplo, de estar en un carrito cercano o en una estantena cercana).
Si se proporciona un lector de ID de mercanda y se usa por el cliente, la unidad de visualizacion 150 puede visualizar, por ejemplo, los nombres y precios de los artfculos seleccionados el cliente para compra, y puede transportar esta informacion a un punto de acceso (AP). La unidad de visualizacion puede visualizar tambien recomendaciones de productos relacionados. En algunas implementaciones, un unico escaner o dispositivo lector tal como un escaner de codigo de barras puede servir tanto como un escaner de mercanda 162 como un lector de tarjeta de fidelizacion 160. La unidad de visualizacion 150 puede incluir tambien un emisor de tonos, zumbador u
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otro generador de senal de audio (no mostrado) que emite una senal de audio cuando se esta visualizando inicialmente un nuevo mensaje, o cuando se desea de otra manera la atencion del cliente.
VI. Diseno de punto de acceso (Figura 10)
La Figura 10 muestra el diseno de un punto de acceso (AP) de acuerdo con una realizacion de la invencion. El punto de acceso incluye una fuente de alimentacion 170 que recibe alimentacion desde una fuente de alimentacion. Para instalaciones de interior, se usara tipicamente una fuente de alimentacion CA, mientras que para instalaciones en exterior, puede usarse una celula solar y/o una batena para aquellas localizaciones de exterior donde proporcionar alimentacion CA o CC no es factible. El punto de acceso incluye opcionalmente o esta acolado a un sensor de actividad de registro 172 que puede detectar si un registro de caja esta actualmente activo. Un sensor de este tipo puede usarse, como se ha descrito anteriormente, cuando el punto de acceso esta montado en una estacion de caja 34.
En una realizacion, el sensor de actividad de registro 172 es un sensor acustico que se entrena o puede entrenarse para detectar el pitido audible generado por escaneres de mercanda convencionales. Cuando se usa este tipo de sensor, el punto de acceso (AP) trata el registro como activo cuando se estan detectando las senales de pitido de suficiente amplitud y/o contenido de frecuencia espedfico a intervalos regulares. Las senales de pitido de registradores/escaneres adyacentes pueden filtrarse tfpicamente e ignorarse basandose en su volumen inferior en la localizacion del punto de acceso. El sensor acustico de actividad de registro puede montarse dentro del alojamiento del punto de acceso, o puede conectarse al punto de acceso mediante un par de pequenos alambres.
Pueden usarse como alternativa diversos otros tipos de sensor de actividad de registros 172. Por ejemplo, puede usarse un sensor de infrarrojos o LED, o un sensor de peso situado bajo una alfombrilla, para detectar si esta presente un cajero en el registro. Como otro ejemplo, el punto de acceso puede monitorizar de manera pasiva la interfaz cableada del registrador (tfpicamente una interfaz duplex completa diferencial RS-422) al sistema central del punto de venta de la tienda, y puede inferir que el registrador esta activo cuando se detectan senales que reflejan patrones de actividad comunes. Ademas, en algunas instalaciones, puede obtenerse informacion acerca de los estados activo/inactivo de los registradores/estaciones de caja consultando un ordenador de tienda preexistente que mantiene tal informacion, y por lo tanto sin el uso de un sensor de actividad de registro 172.
Como se ilustra en la Figura 10, el punto de acceso (AP) incluye un microcontrolador 180 y un transceptor de RF 182, ambos de los cuales pueden ser el mismo como en los transceptores de carrito (CT). Un conjunto de conmutadores 186A y 186B posibilitan que la salida de RF del transceptor se amplifique de manera selectiva mediante un amplificador de alimentacion de RF 188. Un ejemplo de un amplificador de alimentacion que puede usarse es un dispositivo Tyco M/A-COM MAAPS0066.
El punto de acceso incluye tambien un conmutador de tres vfas 190 que posibilita que el transceptor de RF 182 este conectado a una antena interna, un primer puerto de antena externa o un segundo puerto de antena externa. La antena interna se usa preferentemente de manera principal o exclusiva para comunicaciones con otros puntos de acceso y/o la CCU. Los puertos de antena externa pueden usarse para conectar una o dos antenas direccionales al punto de acceso. Estas antenas direccionales pueden usarse para crear zonas para comunicar con y rastrear las localizaciones del transceptor de carrito, como se ha descrito anteriormente. Un ejemplo de como un punto de acceso puede usar las dos antenas externas para crear dos zonas de control diferentes se muestra en la Figura 15 y se analiza a continuacion. Una antena direccional puede usarse tambien para proporcionar conectividad cuando un punto de acceso esta montado en una localizacion relativamente remota, tal como en un area distante del aparcamiento de la tienda, donde la ganancia de la antena interna es insuficiente para conseguir comunicacion fiable. En realizaciones alternativas, los puntos de acceso pueden soportar un numero mayor de antenas externas, y/o pueden incluir dos o mas subsistemas de RF completos (vease la Figura 17, analizada a continuacion).
El punto de acceso incluye tambien una interfaz 192 para posibilitar que el microcontrolador 180 comunique con un sistema de seguridad de la tienda. Esta interfaz 192 puede usarse para diversos fines, tales como los siguientes: (1) notificar al sistema de seguridad de la tienda de si el AP esta recibiendo alimentacion de CA o ha experimentado un fallo interno; (2) posibilitar que el sistema de seguridad coloque los AP en un “modo seguro” en el que los AP ordenan a todos los transceptores de carrito que permanezcan desbloqueados en las salidas de los edificios; este modulo puede usarse cuando, por ejemplo, tiene lugar una alarma de fuego; (3) activar una alarma de sistema de seguridad, o generar un evento de captura de vigilancia de video, en respuesta a un evento de robo inferido.
Los diversos componentes del punto de acceso pueden alojarse en un alojamiento de plastico u otro que esta adaptado para montarse en una estructura fija o movil. El alojamiento puede ser de aproximadamente, por ejemplo, el tamano de un borrador de pizarra convencional.
Cuando se desea rastreo de grano fino del cliente en la tienda, los puntos de acceso pueden situarse estrategicamente a lo largo de toda la tienda, tal como en cada departamento, pasillo, area de caja, etc. Cada punto de acceso de este tipo puede configurarse para identificar periodicamente (por ejemplo, una vez cada 5 segundos), e informar a la CCU, todos los transceptores de carrito en su zona respectiva.
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El diseno del transceptor usado en la CCU puede ser el mismo o similar al del diseno del punto de acceso mostrado en la Figura 10.
VII. Protocolo de comunicaciones (Figuras 11-13)
Un ejemplo de un protocolo que puede usarse para comunicaciones inalambricas entre “controladores” (dispositivos que inician transmisiones) y “objetivos” (dispositivos que responden a comunicaciones de un controlador) se describira ahora con referencia a la Figuras 11-13. En la realizacion preferida, los transceptores de carrito y la CCU actuan unicamente como objetivos, lo que significa que no inician transmisiones en la red inalambrica. Los puntos de acceso (AP) y las unidades de control movil (MCU), por otra parte, pueden actuar como un controlador o un objetivo. En otras realizaciones, la CCU puede actuar como un controlador. Para fines de ilustracion, el protocolo se describira en el presente documento en el contexto de comunicaciones entre los puntos de acceso (que actuan como controladores) y los transceptores de carrito, aunque la descripcion es tambien aplicable a otros tipos de nodos.
El protocolo permite ventajosamente que los transceptores de carrito permanezcan en un estado de alimentacion muy baja la mayona del tiempo. Por ejemplo, en una realizacion, cada transceptor de carrito (CT) se reactiva aproximadamente cada 1,8 segundos para escuchar una transmision desde un punto de acceso, y a continuacion vuelve a su estado de baja alimentacion despues de un milisegundo si no recibe una transmision que requiere una respuesta u otra accion. Si el transceptor de carrito detecta una transmision de AP que requiere una respuesta, permanece activo hasta que tiene lugar una ventana de respuesta, y a continuacion transmite su respuesta al punto de acceso.
El transceptor de carrito (CT) puede ajustar la frecuencia con la que se reactiva bajo condiciones espedficas donde es deseable latencia de comunicacion inferior y donde es aceptable el consumo de alimentacion adicional, por ejemplo cuando se pasa a traves de una zona de salida muy estrecha o por un punto de pago potencial. Como un ejemplo, un punto de acceso que tiene una huella o zona de antena pequena puede ordenar a los CT cercanos que se reactiven mas frecuentemente cuando detecta niveles de RSSI por encima de un umbral especificado.
Los puntos de acceso preferentemente usan tanto direccionamiento de unidifusion (espedfico de objetivo) como multi-difusion para enviar mensajes a los transceptores de carrito. Un ejemplo de un mensaje de multi-difusion es un mensaje direccionado para que “todos los transceptores de carrito esten bloqueados” o “todos los transceptores de carrito de carritos esten en movimiento”. Puesto que pueden responder multiples transceptores de carrito a una transmision de multidifusion, la ventana de respuesta se divide en multiples intervalos de respuesta, y los transceptores de carrito seleccionan pseudo-aleatoriamente entre los intervalos de respuesta disponibles. El punto de acceso realiza acuse de recibo a las respuestas que recibe, posibilitando que los transceptores de carrito detecten y vuelvan a intentar respuestas insatisfactorias (por ejemplo, aquellas que produjeron colisiones).
La Figura 11 ilustra un escenario en el que un punto de acceso AP envfa un mensaje de multidifusion que es aplicable a cuatro dispositivos de transceptor de carrito (CT). Los cuadros rectos en la Figura 11 representan transmisiones de paquetes, y los cuadros discontinuos representan recepciones de paquetes o intervalos de recepcion. El punto de acceso (AP) inicialmente envfa una secuencia de paquetes de reactivacion. Como se ilustra, cada paquete de reactivacion incluye lo siguiente: (1) un patron de sincronizacion, (2) una direccion de origen (es decir, la direccion unica del punto de acceso de transmision), (3) una direccion de destino (por ejemplo, “todos los carritos”, “todos los carritos en la categona X”, o “el carrito 12345”), (4) un comando, (5) un umbral de RSSI (es decir, un valor de RSSI mmimo que necesita detectarse por el transceptor de carrito para que el transceptor de carrito responda), (5) un tiempo de comienzo de ventana que indica una longitud de tiempo antes de que comience la ventana de respuesta, (6) el tamano de la ventana de respuesta, (7) el numero de intervalos en la ventana de respuesta, y (8) un valor de CRC.
En una realizacion, el umbral de RSSI se refiere a un valor de RSSI filtrado, de modo que un transceptor de carrito no respondera a un AP cuando el transceptor de carrito no este en la huella o zona de la antena del AP, incluso si la propagacion de RF anomala provocara una unica medicion de RSSI que sea anomalamente alta. El metodo de filtrado de RSSI puede ser similar al metodo descrito a continuacion en la seccion sobre estimacion de recuento de cola, aunque los parametros del metodo pueden ajustarse para reflejar que este calculo de filtro se realiza preferentemente mediante el transceptor de carrito de alimentacion relativamente baja en lugar de los AP. Un CT puede generar un valor de RSSI filtrada para un AP dado desde valores de RSSi espedficos de paquete de reactivacion generados por el CT durante la secuencia de reactivacion, y/o desde valores de RSSI generados desde retransmisiones recientes del AP.
La longitud de intervalo se especifica implfcitamente por la combinacion del tamano de ventana de respuesta y el numero de intervalos. Tfpicamente, el Ap seleccionara un tamano de intervalo que corresponde al tamano de respuesta esperado dado el tipo de comando que se esta emitiendo.
En casos donde el comando que incluye sus parametros es demasiado largo para ajustarse en el espacio asignado en el formato de mensaje de reactivacion, el campo de comando presente en el paquete de reactivacion indica la
naturaleza de un comando futuro. El tiempo de comienzo de ventana de respuesta se interpreta a continuacion por el CT como el comienzo de una transmision adicional desde el punto de acceso que contiene el resto del comando. La ventana de respuesta a continuacion sigue inmediatamente despues de la informacion de comando adicional. Cualquier CT que recibe la reactivacion y que es un destinatario potencial del comando basandose en la informacion 5 presente en el mensaje de reactivacion se reactivara a continuacion como si el CT tuviera una respuesta, recibe la informacion de comando adicional, y a continuacion determina si se requiere una respuesta.
La tabla 1 enumera algunos de los comandos que pueden emitirse a un transceptor de carrito. En general, estos comandos pueden emitirse desde cualquiera de un AP o una MCU, aunque es poco probable que ciertos comandos 10 se emitieran desde una MCU, por ejemplo Informar entrada de zona.
TABLA 1 - COMANDOS DE EJEMPLO EMITIDOS A CARRITOS
Comando
Description
Entrada de zona de informe
Un CT que es un objetivo de este comando responde si esta en la zona del AP, segun se determina midiendo la RSSI filtrada de la transmision del AP, y si el CT no se ha informado anteriormente que esta en la zona del AP en un periodo de tiempo especificado por el comando. Como una optimizacion de consumo de energfa y uso de espectro de RF, los CT informan una vez cuando entran en una zona, a continuacion reestablecen su presencia en la zona a un intervalo configurable que se establece en el comando desde el AP
Bloqueo incondicional
Un CT que es un objetivo de este comando inmediatamente bloquea su rueda si no esta ya bloqueada. Un comando de este tipo puede transmitirse continuamente, por ejemplo, mediante un AP situado cerca de la entrada/salida de un aparcamiento que esta rodeado por una valla, de manera que puede evitarse la instalacion de una lmea de VLF.
Desbloqueo incondicional
Un CT que es un objetivo de este comando inmediatamente desbloquea su rueda si esta bloqueada. Un comando de este tipo puede transmitirse continuamente, por ejemplo, mediante un AP que define un area de aparcamiento en la que el uso de carrito esta permitido (por ejemplo, un area adyacente a una zona de bloqueo incondicional). Veanse las Figuras 15-17, analizadas a continuacion, para ejemplos de como los comandos de bloqueo y desbloqueo incondicional pueden usarse para crear zonas de bloqueo y desbloqueo basadas en RSSI.
Estas siendo recuperado
Un AP montado en una unidad de recuperacion de carrito 40 puede transmitir este comando continuamente a todos los carritos que caen en su zona, segun se crea mediante una antena direccional. Un CT que recibe este comando puede hacer uno o mas de lo siguiente: (1) entrar en un estado desbloqueado si esta actualmente bloqueado, (2) abstenerse de bloquearse si se detecta una senal de VLF, (3) posibilitar la deteccion de derrape, o cambiar los parametros usados para deteccion de derrape.
Iniciar recuento de cola
Todos los CT que son objetivos de este comando inician un procedimiento de recuento de cola en el que transmiten mensajes en secuencia, y miden e informan los valores de RSSI resultantes de las transmisiones que escuchan. Estos datos se usan a continuacion por el AP de inicio u otro nodo (por ejemplo, la CCU), para estimar el numero de carritos que se ponen en cola.
Solicitar estado
Un CT que es el objetivo de este comando devuelve informacion de estado predefinida, que puede incluir nivel de batena, estado de bloqueo/desbloqueo, numero de ciclos de bloqueo/desbloqueo realizados, resultado de cualquier operacion de diagnostico o fallos detectados, y diversos otros tipos de informacion.
Calibracion de consulta, configuracion y constantes de modo
Un CT que es el objetivo de este comando devuelve uno o mas valores de constantes de calibracion, informacion de configuracion o valores casi constantes que afectan el comportamiento de la rueda. Este comando se distingue de “Solicitud de estado” en que los valores devueltos por esta consulta no pueden cambiar como resultado de eventos externos, sino unicamente como resultado de que se establecen explfcitamente mediante un comando “Establecer calibracion, configuracion y constantes de modo”.
Establecer calibracion, configuracion y constantes de modo
Un CT que es el objetivo de este comando cambia uno o mas valores de constantes de calibracion, informacion de configuracion o valores casi constantes que afectan el comportamiento de la rueda de acuerdo con el contenido del comando.
Descargar programa
Este comando se emite en modo de unidifusion unicamente, y se usa para actualizar el codigo de programa ejecutado por el CT objetivo
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Con referencia adicional a la Figura 11, puesto que la secuencia de reactivacion supera el ciclo de trabajo de los transceptores de carrito, los cuatro transceptores de carrito detectan un paquete de reactivacion y responden durante uno de los cuatro intervalos de respuesta. Cada respuesta es en forma de un paquete de acuse de recibo (ACK) que incluye lo siguiente: (1) un patron de sincronizacion, (2) una direccion de origen (es decir, la direccion unica del transceptor de carrito que responde), (3) una direccion de destino (es decir, la direccion unica del punto de acceso), (4) un mensaje de respuesta, el contenido del cual depende del comando desde el punto de acceso, (5) una solicitud asmcrona (analizada a continuacion), (6) un valor de RSSI filtrado medido por el transceptor de carrito durante la secuencia de reactivacion anterior, y (7) un valor de CRC.
El campo asmcrono proporciona un mecanismo para que un transceptor de carrito notifique al punto de acceso que tiene algun dato no solicitado para informar. El transceptor de carrito puede tener tales datos para informar cuando, por ejemplo, detecta un codigo de campo de senal de VLF, EAS, marcador magnetico, o evento de derrape. En una realizacion, el transceptor de carrito usa el campo asmcrono para notificar al punto de acceso del tipo de los datos no solicitados; el punto de acceso posteriormente planifica una interrogacion de unidifusion del transceptor de carrito para recuperar estos datos. Puesto que los puntos de acceso normalmente transmiten comandos, tales como comandos de “entrada de zona de informe”, en una base regular (por ejemplo, cada pocos segundos), la caractenstica asmcrona proporciona un mecanismo para todos los tipos de informacion de estado de carrito a recuperar sustancialmente en tiempo real.
En el ejemplo mostrado en la Figura 11, los paquetes de ACK desde CT1 y CT2 se reciben satisfactoriamente y se realiza acuse de recibo mediante el punto de acceso. Los paquetes de ACK desde CT3 y CT4, por otra parte, colisionan entre sf y no se realiza acuse de recibo. CT3 y Ct4 determinan que sus respuestas no se recibieron satisfactoriamente por la ausencia de un acuse de recibo. CT3 y CT4 por lo tanto reintentaron satisfactoriamente sus transmisiones de paquetes de ACK, dando como resultado en el acuse de recibo del punto de acceso de ambos.
La Figura 12 ilustra un bucle de programa que puede ejecutarse mediante cada transceptor de carrito para implementar el protocolo anteriormente descrito. La Figura 13 ilustra etapas realizadas para implementar el bloque de decision “comando requiere respuesta” en la Figura 12.
Debido a que los puntos de acceso (AP) pueden transmitir a niveles de alimentacion significativamente superiores que los transceptores de carrito (CT), se usa preferentemente una tasa de bits significativamente superior para el enlace descendente a los carritos que para el enlace ascendente a los puntos de acceso. Esto reduce la disparidad que dana como resultado de otra manera entre los alcances de transmision de los dos tipos de dispositivos. La tasa de bits relativamente alta en el enlace descendente tambien permite a los puntos de acceso enviar paquetes de reactivacion a una tasa razonablemente alta (por ejemplo, uno cada dos milisegundos); en consecuencia, los transceptores de carrito unicamente tienen que escuchar un paquete de reactivacion durante un muy corto tiempo antes de volver a entrar en un estado de baja alimentacion.
Puede usarse salto de frecuencia para transmisiones en ambas direcciones. Los puntos de acceso preferentemente mantienen sincronizacion entre sf monitorizando transmisiones desde la CCU o entre sf.
VIII. Analisis y almacenamiento de datos historicos de carrito (Figura 14)
La Figura 14 ilustra una realizacion de una CCU configurada para analizar datos de eventos de carrito obtenidos mediante comunicaciones bidireccionales con los transceptores de carrito (CT). Como se ilustra, la CCU recibe datos de eventos de carrito sustancialmente en tiempo real a medida que se recuperan tales datos o se generan mediante los puntos de acceso. Cada evento de este tipo puede incluir, por ejemplo un tipo de evento, una indicacion de tiempo de evento, el ID del punto de acceso (AP) que informa el evento, el ID del transceptor de carrito (CT) al que se aplica el evento (si es aplicable), y cualquier dato asociado. Por ejemplo, un evento puede especificar que el AP N. ° 1 detecto el CT N. ° 2 en su zona a un tiempo particular, y que el CT N. ° 2 informo un valor de RSSI de X.
La CCU almacena el dato de evento en una base de datos de historiales de eventos 210, que puede ser una base de datos relacional. Cada registro de sesion de carrito 212 mostrado en la base de datos de historiales de eventos corresponde a un carrito particular y sesion de compra, y contiene los datos de eventos asociados con esa sesion de compra. En una realizacion, la CCU trata una entrada del carrito en la tienda como el comienzo de una sesion de compra, y trata la salida posterior del carrito de la tienda como el final de una sesion de compra; sin embargo, pueden usarse diferentes criterios para diferentes configuraciones y aplicaciones de tienda. Los ID de carrito pueden ser los ID unicos o direcciones del correspondiente transceptor de carrito.
La CCU tambien preferentemente accede a una base de datos 220 de datos de transaccion de compra y datos de perfil de cliente mantenidos por u obtenidos desde el ordenador central de la tienda. Como se ilustra, esta base de datos 220 puede contener registros 222 de transacciones de compra espedficas de clientes espedficos, incluyendo identificadores de los artfculos comprados.
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Como se ilustra, un registro de sesion dado 212 puede incluir, en algunos casos, un ID de transaccion de tienda ID y/o un numero de cliente. El ID de transaccion de tienda identifica la transaccion de caja, si es conocida, segun se produce mediante un sistema de punto de venta convencional y se registra en la base de datos 220. Los ID de transaccion se anexan a los registros de sesion correspondientes 212 mediante un componente de correlacion de historial de evento/transaccion que se ejecuta en la cCu. En una realizacion, este componente 214 compara los datos de transaccion de compra almacenados en la base de datos 220 con los datos de evento de carrito para coincidir de manera inequvoca registros de transaccion espedficos 222 con registros de sesion de carrito espedficos 212. Esto puede conseguirse, por ejemplo, comparando la indicacion de fecha/hora e informacion de ID de registro contenida en un registro de transaccion de tienda 222 al dato de evento de carrito que refleja un evento de caja. Si existe un grado de correspondencia suficiente entre hora y localizacion, puede coincidirse un registro de sesion dado 212 a un registro de transaccion dado 222.
Si la fecha y e informacion de localizacion registradas son insuficientes para coincidir la sesion de carrito bajo consideracion a una transaccion particular, el componente de correlacion 214 puede comparar los identificadores de artmulos contenidos en los registros de transaccion potencialmente coincidentes 222 a la ruta tomada por el carrito. Una base de datos 230 de datos de configuracion de tienda y punto de acceso puede usarse para este fin. Si, por ejemplo, una transaccion particular incluye artfculos (y especialmente artfculos voluminosos) que no estan disponibles a lo largo de la ruta seguida por el carrito, la transaccion puede ejecutarse como un candidato. Si, por otra parte, los artmulos comprados coinciden estrechamente con la ruta del carrito, puede considerarse que existe una coincidencia.
El campo de numero de cliente en los registros de sesion de carrito 212 puede usarse para almacenar un numero de fidelizacion de cliente, si se conoce. Este numero puede obtenerse a partir del registro de transaccion coincidente 222, o en las realizaciones en las que el carrito incluye una unidad de visualizacion 150 con un lector de tarjetas 160 (Figura 9), desde los datos de eventos recuperados desde el transceptor de carrito. Si el numero de fidelizacion de cliente se obtiene mediante un lector de tarjetas en el carrito, el numero obtenido puede usarse tambien para coincidir el registro de sesion de carrito 212 a un registro de transaccion correspondiente 222.
Los componentes de analisis que se ejecutan en la CCU en la realizacion de ejemplo de la Figura 14 incluyen un componente de analisis en tiempo real 240 y un componente de analisis estadfstico fuera de lmea 250. El componente de analisis en tiempo real 240 analiza datos de eventos a medida que se obtienen para fines de identificar acciones a tomar en tiempo real. Ejemplos de acciones que pueden tomarse incluyen transmitir un comando particular (por ejemplo, un comando de bloqueo) a un carrito particular, activar un sistema de alarma o camara de vigilancia de video, alertar al personal de la necesidad de recuperar carritos del aparcamiento, o alertar al personal de la necesidad de abrir una lmea de caja adicional.
En las realizaciones en las que los carritos 30 incluyen unidades de visualizacion, el componente de analisis en tiempo real 240 puede seleccionar tambien anuncios dependientes de la localizacion u otros mensajes para presentar a los usuarios. Por ejemplo, tras la entrada en un departamento de la tienda particular, la CCU puede ordenar al carrito visualizar un anuncio particular, promocion, oferta u otro mensaje que sea espedfico a ese departamento. Si el numero de fidelizacion del cliente es conocido en el momento (por ejemplo, como el resultado de entrada mediante un lector de tarjetas 160 en la unidad de visualizacion 130), el anuncio o mensaje puede basarse tambien en las acciones tomadas por este cliente en sesiones o visitas anteriores. Por ejemplo, si el cliente compra de manera regular leche en las visitas a la tienda, y ha entrado en el area de caja sin entrar en primer lugar en el area donde se vende leche, puede visualizarse un mensaje recordando al usuario hacer esto. El contenido que esta disponible para visualizacion puede seleccionarse a partir de una base de datos de contenido 260 y descargarse inalambricamente a los transceptores de carrito, y/o puede almacenarse en cache en las unidades de visualizacion.
El componente 250 etiquetado “analisis estadfstico fuera de lmea” en la Figura 14 es responsable de analizar los registros de historial de eventos de carrito 212, opcionalmente en conjunto con los correspondientes registros de transaccion 222, para minar diversos tipos de informacion. Un tipo de informacion que puede minarse es informacion con respecto a la efectividad de la distribucion de la tienda, incluyendo localizaciones de productos. Por ejemplo, analizando de manera colectiva historiales de carrito y registros de transaccion de muchos clientes diferentes, puede realizarse una determinacion de que los clientes se prolongan de manera frecuente en un area particular sin seleccionar un producto para comprar, o que miran frecuentemente en la localizacion erronea antes de encontrar un producto deseado. El componente de analisis estadfstico fuera de lmea 250 puede generar tambien datos que pueden usarse para mensajena dirigida o personalizada en las unidades de visualizacion. Adicionalmente, el componente de analisis estadfstico fuera de lmea 250 puede usarse para determinar estadfsticas relacionadas con el inventario de la tienda de carritos de la compra, por ejemplo, el numero total de carritos ffsicamente presentes en las instalaciones, el numero de carritos en uso activo durante periodos de tiempo espedficos, que revisiones de firmware (y funcionalidad asociada) estan presentes en el inventario de carritos de la tienda, etc.
IX. Uso de zonas de bloqueo y desbloqueo para establecer limites (Figuras 15-17)
La Figura 15 ilustra un ejemplo de configuracion de tienda en la que la tienda esta rodeada por una valla 280 que sirve como una barrera para retirada de carritos de la compra. La unica apertura en la valla 280 que es
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suficientemente relativamente grande para la retirada de carritos es una salida de coches y peatones. Para inhibir los robos mediante esta salida sin la necesidad de una lmea de senal de VLF relativamente cara, se monta un unico punto de acceso (AP) con dos antenas direccionales 282 y 284 a una pared exterior de la tienda. El AP transmite de manera repetitiva un comando “bloqueo incondicional” en la primera antena 282 para crear una zona de bloqueo 286, y transmite de manera repetitiva un comando de “desbloqueo incondicional” en la segunda antena 284 para crear una zona de desbloqueo. Para crear estas dos zonas adyacentes pero no solapantes, las antenas direccionales pueden espaciarse entre sf mediante una distancia apropiada (por ejemplo, 3,05 metros (10 pies)) y elevarse desde el suelo, y pueden apuntarse ligeramente hacia fuera y hacia abajo para formar correspondientes lobulos o zonas basadas en RSSI a nivel del suelo. Cada zona de este tipo 286, 288 se extiende desde la pared de la tienda y mas alla de la valla 280.
Con esta configuracion, un cliente que intenta empujar un carrito 30 a traves de la salida del aparcamiento tendra que pasar a traves de la zona de bloqueo 286, provocando que se bloquee la rueda 32. Tras encontrar el evento de bloqueo, el cliente puede intentar arrastrar el carrito hacia atras a la parte delantera de la tienda, tal como para recuperar un deposito monetario colocado en el carrito. Si el cliente lo hace, el carrito entrara en la zona de desbloqueo 288, provocando que se desbloquee la rueda 32. Por lo tanto, se evita el dano a la rueda que tendna lugar de otra manera de arrastrar la rueda bloqueada.
Puede usarse una disposicion similar para controlar el movimiento de carritos a traves de una salida de edificio. Tfpicamente la zona de bloqueo 286 se colocana en el exterior de la salida del edificio y la zona de desbloqueo 288 en el interior. Como alternativa, la zona de bloqueo 286 podna colocarse inmediatamente en el interior de la salida y la zona de desbloqueo alguna distancia mayor dentro del edificio.
La Figura 16 ilustra otro ejemplo de como pueden usarse zonas de bloqueo y desbloqueo generadas por AP como se ha descrito anteriormente para controlar el uso de carritos de la compra en un aparcamiento de la tienda. Como en los ejemplos anteriores, cada zona con forma de hoja representa el area al nivel del suelo en la que una rueda del carrito 32 debena ver una RSSI filtrada que supera el umbral especificado por el correspondiente AP. Las dos zonas 290, 292 localizadas en la entrada/salida de coches son zonas de bloqueo creadas por dos respectivos AP, 294 y 296. Estos AP 294 y 296 pueden montarse en postes (no mostrados) en la valla perimetral 295 que rodea el aparcamiento, con sus antenas direccionales en angulo hacia el suelo. Debido a que las areas inmediatamente “por encima” de estos dos AP en el dibujo son areas de aparcamiento validas donde debena permitirse los carritos, las antenas se elevan y se colocan en angulo de manera que estas areas de aparcamiento validas no formen parte de las zonas de bloqueo. Las dos zonas de bloqueo 290 y 292 juntas proporcionan una buena aproximacion de la zona de bloqueo ideal 297 representada mediante el area sombreada en la Figura 16.
Con referencia adicional a la Figura 16, una zona de bloqueo adicional 299 cubre una entrada/salida de peatones. Ademas, se crea una zona de desbloqueo relativamente grande 298 mediante un AP montado cerca del area de almacenamiento de carritos. Esta zona de desbloqueo 298 esta situada con relacion a las zonas de bloqueo 290, 292, y 299 de manera que los clientes que intentan devolver un carrito bloqueado al area de almacenamiento de carritos desde una zona de bloqueo no necesitan recorrer muy lejos antes de que se desbloquee la rueda.
La Figura 17 ilustra un ejemplo de como pueden usarse zonas de bloqueo y desbloqueo en relacion con un centro comercial. En este ejemplo, la tienda central es el usuario del sistema. El comportamiento deseado es: (1) los carritos no escapan pasado la acera en la calle, (2) los carritos no pueden pasar a las otras tiendas, y (3) los carritos no pueden pasar mas lejos del aparcamiento inmediatamente delante de la tienda central. Para conseguir estos objetivos, se situan dos AP cerca del area de la acera, tal como en respectivos postes. Cada AP crea dos zonas de bloqueo, una que se extiende desde la acera hasta una de las tiendas que no usa contencion de carrito, y una que se extiende a lo largo de la acera.
Cada AP tambien crea opcionalmente una zona de desbloqueo relativamente grande que cubre la mayona del area en el aparcamiento desde la tienda central. Para proporcionar esta tercera zona, cada AP puede proporcionarse con una tercera antena externa/direccional. Puede usarse segmentacion de tiempo para alternar entre las tres antenas, o puede incluirse dos transceptores de RF separados en cada AP, uno que transmite el comando de desbloqueo incondicional y el otro que transmite el comando de bloqueo incondicional. Como otra opcion, podna proporcionarse un AP separado o par de AP para crear la zona de desbloqueo.
Como sera evidente, las zonas de bloqueo y desbloqueo como se describe en esta seccion pueden implementarse usando receptores, en lugar de transceptores, en los carritos de la compra 30. Por lo tanto, por ejemplo, en algunas realizaciones de la invencion, los transceptores de RF incluidos en las ruedas de bloqueo 32 pueden sustituirse por receptores de RF. Ademas, las zonas de bloqueo y desbloqueo que se crean como se describe en el presente documento pueden usarse tambien para la contencion de otros tipos de carritos y vehfculos, incluyendo pero sin limitacion sillas de ruedas, camas de hospital, camillas, carritos de farmacia y carritos de equipaje.
En las realizaciones en las que los carritos de la compra incluyen unidades de visualizacion 150, la unidad de visualizacion de un carrito 30 que se esta acercando a una zona de bloqueo puede ordenarse que visualice un mensaje de advertencia. Ademas, una vez que el carrito ha entrado en una zona de bloqueo y la rueda 32 se vuelve
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bloqueada, la unidad de visualizacion puede instruir al usuario sobre como restaurar la rueda a un estado desbloqueado, incluyendo la localizacion de la zona de desbloqueo mas cercana.
X. Estimacion de recuento de la cola (Figuras 18 y 19)
La Figura 18 ilustra un proceso que puede implementarse de manera colectiva mediante un punto de acceso (AP) y un conjunto de transceptores de carrito cercanos (CT) para estimar el numero de carritos 30 actualmente puestos en cola o agrupados juntos de otra manera cerca del punto de acceso. Esta caractenstica tiene varias aplicaciones, incluyendo las siguientes:
1. Estimar el numero de carritos 30 puestos en cola en una estacion de caja 34. El sistema puede usar el resultado de este calculo/estimacion para alertar automaticamente al personal con respecto a la posible necesidad de abrir una estacion de caja adicional. Tambien, el sistema puede generar e informar estadfsticas con respecto a la distribucion de longitudes de cola durante el tiempo (por ejemplo, como una funcion de hora del dfa, dfa de la semana, numero de registros abiertos, etc.).
2. Estimar el numero de carritos 30 presentes en un area de almacenamiento definida, tal como un area de almacenamiento de “corral de carritos” 36 en un aparcamiento de tienda (vease la Figura 1). En el caso de aplicaciones de aparcamiento de tienda, el sistema puede usar los resultados de tales calculos para alertar automaticamente al personal de la necesidad de recuperar carritos del aparcamiento.
3. Estimar el numero de carritos que se empuja o recuperan de otra manera mediante un recuperador de carritos electrico 40 (Figura 1). Como se ha mencionado anteriormente, los resultados de tales calculos/estimaciones pueden usarse para evaluar automaticamente si el recuperador de carrito se esta usando inapropiadamente para recuperar de manera concurrente mas de un numero autorizado de carritos. Si se detecta tal uso inapropiado, el sistema puede desactivar automaticamente el recuperador de carrito 40.
Como se ilustra en el bloque 300 de la Figura 18, un punto de acceso (AP) inicia el proceso de recuento difundiendo un comando de “recuento de cola” junto con un valor de RSSI umbral que controla el tamano de una zona de respuesta. El punto de acceso preferentemente transmite este comando desde una antena direccional que esta situada y configurada de manera que la zona de respuesta abarca, y es mayor que, el area en la que se espera que se forme la cola. Las zonas pueden ser en general similares en configuracion a las zonas 46 y 48 mostradas en la Figura 2. En el caso de estaciones de caja 34, el AP que transmite el comando esta montado tfpicamente en o cerca de una estacion de caja particular 34, y la zona 46 abarca el area de puesta en cola de los carritos de la estacion de caja (vease la Figura 2). En el caso de las areas de almacenamiento de carritos 34, el AP esta tfpicamente montado en, y la zona abarca, un area de almacenamiento de carritos particular. En el caso de una unidad de recuperacion de carrito electrica 40, el AP esta preferentemente montado en la unidad de recuperacion de carrito, y la zona abarca el area en la que tfpicamente residen los carritos que se estan recuperando.
Como se ilustra en el bloque 302 de la Figura 18, cada transceptor de carrito (CT) dentro del alcance de transmision del AP mide la RSSI de la transmision del AP, y si este valor supera el umbral de RSSI, responde para indicar su participacion en el proceso de estimacion de tamano de cola. (Observese que la Figura 18 unicamente muestra las acciones de uno unico de los muchos CT/carritos que pueden participar, y que cada CT/carrito participante puede realizar las etapas mostradas). En el bloque 304, el AP identifica los N CT participates desde las respuestas que recibe.
En el bloque 306, el AP asigna un conjunto de k unicos intervalos de tiempo de transmision a cada CT participante, e inicia un proceso en el que cada CT usa sus intervalos de tiempo asignados para generar k transmisiones, cada una de las cuales preferentemente tiene lugar a una frecuencia diferente. El uso de multiples frecuencias de transmision proporciona un mecanismo para reducir errores producidos por efectos de frecuencia selectiva tales como distorsion multi-trayectoria y hacer sombra a la antena. Como se representa en los bloques 308 y 310, cuando un CT transmite, los otros CT participates (asf como el AP) miden la RSSI de la transmision. Por lo tanto, durante este proceso, cada CT participante genera k(N-1) valores de RSSI. Aunque las k transmisiones desde un CT dado no necesitan ser consecutivas (por ejemplo, las transmisiones desde diferentes CT pueden intercalarse), estan preferentemente suficientemente cercanas en tiempo de manera que un movimiento de carrito significativo no tenga lugar entre la primera y ultima transmisiones. En los bloques 312 y 314, el AP recupera los k(N-1) valores de RSSI generadas mediante cada CT participante.
En el bloque 316, el AP genera un valor de RSSI filtrado desde cada conjunto de k valores de RSSI. En una realizacion, k = 8, y el valor de RSSI filtrado se genera descartando los dos valores de RSSI mas altos y los mas bajos, y a continuacion tomando la media aritmetica de los restantes cuatro. Por lo tanto, por ejemplo, si CT1 y CT2 ambos participan, CT1 generana un valor de RSSI separado para cada una de las ocho transmisiones de CT2, y estos ocho valores de RSSI se convertinan en un unico valor de RSSI filtrado. Puesto que los valores de RSSI son preferentemente lineales logantmicos, la media aritmetica de las lecturas de RSSI es el logaritmo de la media geometrica de los cuatro valores de alimentacion de RF recibidos medios. La tarea de generar los valores de RSSI filtrados (denominados en lo sucesivo por la notacion RSSI*) puede realizarse como alternativa mediante el CT que tomo las correspondientes mediciones de RSSI, o mediante algun otro nodo tal como la CCU. Aunque se usan valores de RSSI filtrados en la realizacion preferida, su uso no se requiere.
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El resultado del bloque 316 es un conjunto de N(N-1) valores de RSSI*^j, donde RSSI*^j es la RSSI filtrada del i- esimo CT segun se mide en el y-esimo CT. (Observese que el termino “CT” en este analisis puede sustituirse por “rueda 32” en las realizaciones en las que el CT esta contenido en la rueda).
En el bloque 318, el AP (o algun otro nodo) calcula una metrica de distancia a nivel de par para cada par de CT i^j. El metodo preferido para calcular metricas de distancia se aprovecha de, pero no requiere, estabilidad temporal del grupo de carritos/CT. La n-esima metrica de distancia de iteracion d(ij,n) puede definirse mediante las siguientes relaciones de recurrencia:
d(ij,n) ^RSSIVj, RSSI Vi» d(ij,n-l)) y d(i j,0) =/0(RSSIVj , RSSI Vi)
Pueden usarse varias funciones diferentes f y f0 en el calculo anterior. Sobre un conjunto estadfstico, RSSI* es una funcion monotonica invertible de distancia que puede determinarse mediante experimentacion directa. Una metrica de distancia AP-CT puede calcularse tambien para cada uno de los N transceptores de carrito.
En el bloque 320 de la Figura 18, el AP u otro nodo aplica un algoritmo de agrupacion a las metricas de distancia calculada para identificar cualquier CT/carrito que estan agrupados juntos. Dado N(N-1)/2 d(i,j,n) valores para la n actual, la formacion de grupo puede realizarse localizando el CT que tiene la RSSI* mas alta (que es el CT/carrito que esta probablemente mas cercano al AP), y formando un grupo mediante el algoritmo conocido de agrupacion jerarquica de unico enlace (o unica vinculacion). Esto puede conseguirse como sigue. Considerando cada CT como un grupo de sf mismo. La metrica de distancia entre dos grupos se define como la minima metrica de distancia a nivel de pares entre los dos grupos. Unir en cada etapa los dos grupos cuyos miembros mas cercanos tengan la metrica de distancia mas pequena. La union continua hasta que dos grupos no tengan una metrica de distancia menor que un umbral programable. El grupo que contiene el Ct probablemente mas cercano al AP (como se ha especificado anteriormente) se toma para que este en la cola, y el numero de elementos en esa cola se toma para que sea la longitud de la cola. Como alternativa puede usarse cualquiera de una diversidad de otros algoritmos de agrupacion conocidos. El proceso mostrado en la Figura 18 puede ejecutarse por separado para cada estacion de caja 34, y los resultados pueden combinarse para evaluar que carritos pertenecen a que colas.
En algunas aplicaciones, el proceso anterior puede realizarse simplemente para estimar el numero total de carritos que estan agrupados juntos, sin considerar como o si estos carritos estan puestos en cola. Este puede ser el caso donde, por ejemplo, se esta estimando el numero de carritos en un area de almacenamiento de carritos 36.
La Figura 19 ilustra un escenario de ejemplo que implica tres registros, n. ° 1-3, y ocho carritos de la compra, C1-C8. El registro 2 en este ejemplo esta cerrado. Una persona puede observar facilmente que hay cuatro carritos (C2-C5) puestos en cola en el registro 3. El proceso de agrupacion empezara en la formacion del grupo del registro 3 con C2. Como resultado de las metricas de distancia dentro de los carritos calculadas determinadas usando valores de RSSI filtrados, C3-C5 se agruparan a continuacion con C2 como parte de la cola del registro 3, incluso aunque C4 y C5 esten mas cercanos al registro 2 que al registro 3. De manera similar, C7 forma una cola aislada de uno en el registro 1. C8, que una persona puede observar esta probablemente justo pasando a traves, no es parte de cualquiera de la cola del registro 1 o de la cola del registro 2 puesto que su metrica de distancia al otro miembro de grupo mas cercano (probablemente C7, posiblemente C5 dependiendo de los angulos de las ruedas) esta por encima del umbral.
XI. Mantener caritos en estado desbloqueado durante recuperacion (Figura 20)
Como se ha mencionado anteriormente, el sistema puede incluir una unidad de recuperacion de carrito mecanizado 40 (Figura 1), que puede ser un empujador de carrito o tirador de carrito, que aplica una fuerza a una anidacion 41 de carritos para facilitar la recuperacion. En una realizacion, a medida que la unidad de recuperacion de carrito 40 recupera una anidacion 41 de carritos 30, ordena a cada uno de los carritos/CT, mediante su punto de acceso (AP) u otro tipo de transmisor, permanecer desbloqueados. Como resultado, si la anidacion 41 se empuja a traves de una lmea de senal de VLF que normalmente provocana que los mecanismos de frenado de los carritos se bloquearan, o se tira a traves de una zona de bloqueo creada mediante un punto de acceso, los mecanismos de freno de los carritos recuperados permaneceran desbloqueados. Los comandos pueden enviarse mediante una antena direccional que esta montada y situada en la unidad de recuperacion de carrito 40 para limitar sustancialmente sus transmisiones de comandos a la anidacion de carritos.
La Figura 20 ilustra logica que puede incorporarse en los transceptores de carrito (CT) para facilitar operaciones de recuperacion de carritos mecanizadas. Como se representa mediante el bloque 400, un tipo de comando que puede transmitirse opcionalmente mediante el AP montado en el recuperador es un comando “Eres parte de un grupo recuperador” Por ejemplo, cuando el operador inicialmente presiona un boton para iniciar la recuperacion de una anidacion de carritos 41, el AP montado en el recuperador puede usar los metodos de identificacion de grupo/cola descritos en la seccion anterior para identificar los carritos en la anidacion 41, y puede a continuacion notificar a estos carritos (por ejemplo, mediante transmisiones de comandos de unidifusion) que son parte de un grupo o anidacion que se esta recuperando. Tras recibir el comando “Eres parte de un grupo recuperador”, el CT establece
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una bandera de modo de recuperacion (bloque 402) que provoca que el CT ignore condiciones de bloqueo, tales como aquellas provocadas normalmente por lmeas de senal de VLF y/o zonas de bloqueo generadas por AP. El CT a continuacion permanece en un bucle hasta que se recibe cualquiera de un comando de “fin de recuperacion” desde el AP montado en el recuperador o tiene lugar un evento de lfmite de tiempo (bloques 404 y 406), y a continuacion libera la bandera de modo de recuperacion (bloque 408).
Como se representa mediante el bloque 410, el AP montado en el recuperador 40 puede adicionalmente o como alternativa configurarse para difundir un comando “Siendo recuperado” cuando se inicia la operacion de recuperacion. Este comando preferentemente incluye un campo que indica si se esta enviando desde una antena direccional. En respuesta a recibir este comando, el CT determina si (1) la RSSI asociada con la transmision del comando supera el umbral especificado para el AP, o (2) el comando se transmitio mediante una antena direccional (bloque 412). Si ninguna condicion se cumple, no se toma accion adicional (bloque 414).
Si cualquiera de las condiciones en el bloque 412 se cumple, el CT desbloquea la rueda si esta actualmente bloqueada (bloques 416 y 418) y establece una bandera “recuperacion probable” (bloque 422). El CT a continuacion entra en un bucle que detecta movimiento de rueda o derrape, o lfmite de tiempo (bloques 424 y 426). Si se detecta movimiento de la rueda o derrape, el CT sigue la secuencia representada mediante los bloques 402-408, analizados anteriormente. (Si se detecta un evento de derrape, el CT puede enviar tambien un mensaje de evento de derrape a la unidad de recuperacion, como se ha descrito anteriormente). Si tiene lugar un evento de lfmite de tiempo en el bloque 426, la bandera de recuperacion probable se libera y el proceso finaliza.
XII. Conclusion
Las diversas funciones anteriormente descritas como que se realizan mediante un punto de acceso, transceptor de carrito, CCU o MCU pueden realizarse en o controlarse mediante codigo de software ejecutable que se almacena en una memoria informatica u otro dispositivo de almacenamiento informatico. Algunas de las funciones pueden realizarse como alternativa en circuitena espedfica de la aplicacion. Cualquier combinacion factible de las diversas caractensticas y funciones descritas en el presente documento puede realizarse en un sistema dado, y se contemplan todas tales combinaciones.
Como se reconocera, el mecanismo de frenado de la rueda descrito en el presente documento puede sustituirse por otro tipo de mecanismo electromagnetico para inhibir el movimiento del carrito, incluyendo mecanismos que provocan que una o mas de las ruedas del carrito 30 se eleven del suelo.
Aunque esta invencion se ha descrito en terminos de ciertas realizaciones y aplicaciones, otras realizaciones y aplicaciones que son evidentes para los expertos en la materia, incluyendo realizaciones que no proporcionan todas las caractensticas y ventajas expuestas en el presente documento, estan tambien dentro del alcance de esta invencion. Por consiguiente, el alcance de la presente invencion se pretende que este definido unicamente por referencia a las reivindicaciones.

Claims (7)

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    REIVINDICACIONES
    1. Un metodo de monitorizacion y control de movimientos de un carrito de la compra (30), comprendiendo el metodo:
    monitorizar una localizacion de un carrito de la compra (30) mediante comunicaciones de frecuencia de radio (RF) bidireccionales con un transceptor de carrito del carrito de la compra (30), dicho transceptor de carrito acoplado electricamente a un mecanismo de freno del carrito de la compra (30); y
    determinar automaticamente si activar el mecanismo de freno para inhibir que el carrito de la compra (30) salga de una tienda basandose, al menos en parte, en:
    (i) una ruta tomada por el carrito de la compra (30) antes de dirigirse a una salida de la tienda, segun se determina a partir de dicha monitorizacion; y
    (ii) una velocidad con la que el carrito de la compra (30) ha pasado por una lmea de caja.
  2. 2. El metodo de la reivindicacion 1, en el que determinar automaticamente si activar el mecanismo de freno comprende evaluar si el carrito de la compra (30) ha pasado a traves de una lmea de caja antes de dirigirse a la salida.
  3. 3. El metodo de la reivindicacion 1, en el que determinar automaticamente si activar el mecanismo de freno
    comprende adicionalmente identificar una lmea de caja usada por el carrito de la compra (30), y evaluar si un
    registro en la lmea de caja estaba activo cuando el carrito de la compra (30) paso por la lmea de caja.
  4. 4. El metodo de la reivindicacion 1, en el que determinar automaticamente si activar el mecanismo de freno
    comprende adicionalmente determinar si la compra paso a traves de un area de mercanda con un elevado riesgo de
    robo.
  5. 5. El metodo de la reivindicacion 1, en el que monitorizar la localizacion del carrito de la compra (30) comprende monitorizar eventos de deteccion de senal comunicados por el transceptor de carrito.
  6. 6. El metodo de la reivindicacion 1, en el que monitorizar la localizacion del carrito de la compra (30) comprende comunicar con el transceptor de carrito mediante cada una de una pluralidad de antenas direccionales montadas en la tienda.
  7. 7. Un sistema configurado para realizar el procedimiento de cualquier reivindicacion anterior.
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