KR102652823B1 - 추적되는 모바일 오브젝트를 위한 충전 스테이션 - Google Patents

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줄리앙 콜라프랑세스코
시몬 체디키용
니콜라 쇼데트
스테판 조베르투
올리버 만딘
리오넬 마르티
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7헉스 랩스 에스에이에스
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Abstract

추적되는 모바일 오브젝트를 위한 충전 스테이션과 관련된 방법들 및 시스템들이 개시된다. 일 실시예에서, 충전 스테이션이 제공된다. 충전 스테이션은, 리모트 콘트롤(remote control)을 위한 충전 포트, 전원으로부터 충전 포트로 전력을 제공하는 레귤레이터, 아웃바운드 포지셔닝 신호를 리모트 콘트롤로 송신하는 트랜시버, 및 방법을 위한 명령들을 저장하는 비-일시적인 컴퓨터- 판독 가능 매체를 포함한다. 방법은 아웃바운드 포지셔닝 신호를 생성하는 단계 및 인바운드 포지셔닝 신호를 수신하는 단계 중 적어도 하나를 포함한다.

Description

추적되는 모바일 오브젝트를 위한 충전 스테이션{CHARGING STATION FOR TRACKED MOBILE OBJECT}
[0001] 특정 전자 디바이스들은 그것들의 지정된 기능을 서빙하기 위해 물리적 공간에서 추적될 필요가 있다. 추적되는 디바이스로부터 반사되거나 추적되는 디바이스에 의해 생성되는 무선 신호들을 수신하는 외부 센서들을 사용하여 디바이스들이 추적될 수 있다. 그 후 포지셔닝 시스템은 MLAT(multilateration) 또는 다른 기술들과 같은 접근법을 사용하여 무선 신호들의 특성을 분석함으로써 디바이스에 대한 포지션 값을 결정할 수 있다. 이러한 종류들의 디바이스들의 특정 예는 7hugs Labs에 의해 개발 및 판매되는 범용 리모트 콘트롤러(remote controller)이며, 이 범용 리모트 콘트롤러는 범용 리모트 콘트롤러의 포지션을 결정하는 외부 벽 장착 센서들을 갖는 UWB(ultrawide band) 포지셔닝 시스템을 사용하여 추적된다. 그 후, 시스템은 리모트 콘트롤러 상에 입력된 커맨드들이 적절한 디바이스로 전송되도록 리모트 콘트롤러가 가리키는 곳을 결정할 수 있다. 유사한 시스템들이, 특수 게임 콘트롤러들, 프레젠테이션 또는 디스플레이와 상호작용하기 위한 포인팅 디바이스들, 가상 태그를 위한 토이들 및 추적되는 전자 디바이스들과 연관된 다수의 다른 애플리케이션들의 포지션을 추적하는 데 사용될 수 있다.
[0002] 추적된 오브젝트들 및 연관된 방법들을 위한 특수 충전 디바이스들이 본원에서 개시된다. 충전 디바이스는, 충전 디바이스가 충전하도록 설계된 오브젝트의 포지션을 추적하는 것을 보조하기 위해 사용되는 무선 트랜시버를 포함하도록 보강될 수 있다. 충전 디바이스는, 추적된 오브젝트를 충전할 뿐만 아니라, 추적 액션을 수행하고 오브젝트의 위치를 결정하기 위해 무선 신호들을 송신하기 위한 도크(dock)를 제공하는 충전 스테이션일 수 있다. 충전 디바이스는 단독으로 또는 외부 센서들의 세트를 포함하는 포지셔닝 시스템과 조합하여 추적 액션을 수행할 수 있다.
[0003] 오브젝트를 충전하는 것과 오브젝트의 포지션을 추적하는 것의 결합된 기능을 나타내는 디바이스는 특정한 이점들을 제공한다. 추적될 필요가 있는 디바이스들은 모바일인 경향이 있어 이들은 배터리로 전력이 공급될 필요가 있을 것이기 때문에, 두 종류의 기능이 매력적인 시너지 효과를 보여준다. 따라서, 충전 및 추적 기능 둘 모두 제공하는 단일 디바이스는 추적되는 디바이스의 동작을 용이하게 하는 데 적합하다. 또한, 충전 스테이션은 일반적으로 유선 연결을 포함하므로, 신뢰할 수 있는 포지션 고정(tacking)을 지원하기 위해 많은 전력 예산이 필요하다. 게다가, 충전 스테이션이 벽 소켓에 연결되는 경우라면, 충전 스테이션은 이미 고정된 포지션에 로케이팅될 수 있으며, 이는 다수의 포지셔닝 시스템들에서 앵커들(anchors)에 적합한 특성이다. 본 발명의 특정 실시예들과 연관된 부가적인 이점들이 아래의 상세한 설명에서 개시된다.
[0004] 일 실시예에서, 충전 스테이션이 제공된다. 충전 스테이션은, 리모트 콘트롤을 위한 충전 포트, 전원으로부터 충전 포트로 전력을 제공하는 레귤레이터, 아웃바운드 포지셔닝 신호를 리모트 콘트롤로 송신하는 트랜시버, 및 방법을 위한 명령들을 저장하는 비-일시적인 컴퓨터- 판독 가능 매체를 포함한다. 방법은 아웃바운드 포지셔닝 신호를 생성하는 단계 및 인바운드 포지셔닝 신호를 수신하는 단계 중 적어도 하나를 포함한다.
[0005] 다른 실시예에서, 충전 스테이션이 제공된다. 충전 스테이션은, 리모트 콘트롤과 연결되도록 구성된 충전 포트, 전원으로부터 충전 포트로 전력을 제공하기 위한 레귤레이터, 및 리모트 콘트롤에 포지셔닝 신호들을 송신하고 리모트 콘트롤로부터 포지셔닝 신호들을 수신하는 트랜시버를 포함한다.
[0006] 다른 실시예에서, 포지션 값을 생성하기 위한 포지셔닝 시스템이 제공된다. 시스템은, 포지셔닝 시스템이 포지션 값을 생성하는 리모트 콘트롤, 일 세트의 포지셔닝 신호들을 리모트 콘트롤로 송신하는 일 세트의 포지셔닝 디바이스들, 및 충전 스테이션을 포함한다. 충전 스테이션은, 리모트 콘트롤을 위한 충전 포트, 전원으로부터 충전 포트로 전력을 제공하는 레귤레이터, 및 아웃바운드 포지셔닝 신호를 리모트 콘트롤로 송신하는 트랜시버를 포함한다. 포지셔닝 시스템은, 일 세트의 포지셔닝 디바이스들로부터의 포지셔닝 신호들, 및 아웃바운드 포지셔닝 신호를 사용하여 포지셔닝 값을 생성한다.
[0007] 도 1은 2개의 상이한 상태들에서 오브젝트 및 연관된 충전 디바이스를 추적하기 위한 시스템을 예시한다. 제1 상태에서, 충전 디바이스는 오브젝트를 충전하고 있다. 제2 상태에서, 충전 디바이스는 오브젝트의 추적을 보조하고 있다. 도 1의 충전 디바이스 및 시스템은 본원에서 개시된 본 발명의 특정 실시예들에 따른다.
[0008] 도 2는 본원에서 개시된 본 발명의 특정 실시예들에 따르는 충전 디바이스의 일련의 사시도들 및 블록도를 포함한다.
[0009] 도 3은 본원에서 개시된 본 발명의 특정 실시예들에 따르는 충전 스테이션 상의 단일 트랜시버의 다수의 사용들을 예시한다.
[0010] 추적된 오브젝트들 및 연관된 시스템들 및 방법들을 위한 특수 충전 디바이스들이 아래에서 상세히 개시된다. 위에서 설명된 바와 같이, 특정 실시예들에서, 충전 디바이스는 오브젝트의 포지션을 추적하는 것을 보조하는 데 사용되는 무선 트랜시버를 포함하도록 보강될 수 있다. 그래서, 충전 디바이스는 오브젝트에 대한 전원을 공급할 뿐만 아니라 디바이스의 추적을 보조할 수 있다. 이러한 개념들의 특정 실시예들 및 변동들은 도 1 내지 도 3을 참조하여 아래에 개시된다. 이 섹션에서 개시된 바와 같은 이러한 개념들의 특정 실시예들은 설명 목적들로 제공되며 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않으며, 본 발명의 범위는 첨부된 청구항들에 의해 제공된다.
[0011] 본 발명의 특정 실시예들에서, 충전 스테이션은 오브젝트를 충전하는데 요구되는 기능을 나타낼 것이다. 충전 스테이션은 오브젝트를 위한 충전 포트 및 전원으로부터 충전 포트로 전력을 공급하는 레귤레이터를 포함할 수 있다. 전원은 220-240V 50Hz 또는 120V 60Hz 공급기와 같은 표준 전기 벽 소켓과 함께 제공되는 메인 전력 연결일 수 있다. 전원은 또한 리튬, 니켈 또는 납축 배터리 또는 울트라-커패시터와 같은 배터리일 수 있다. 배터리 또는 커패시터는 메인 전력 연결, 태양 전지 또는 일부 다른 형태의 에너지에 대한 주기적인 연결을 통해 충전될 수 있다. 충전 스테이션은 전원으로부터 수신된 전력을 오브젝트를 충전하는데 적합한 전력 특성(전압 및 전류)으로 컨디셔닝(condition)하는 데 사용되는 임의의 종류의 레귤레이터를 포함할 수 있다. 레귤레이터는 스위칭 또는 선형 레귤레이터일 수 있다. 전원으로부터 레귤레이터를 통해 충전 포트로 전력이 흐르고 궁극적으로 오브젝트 상의 배터리 또는 울트라커패시터를 충전하도록, 오브젝트가 충전 스테이션에 도킹된 때, 충전 포트를 통해 오브젝트가 충전될 수 있다.
[0012] 본 발명의 특정 실시예들에서, 충전 스테이션은 또한 오브젝트를 추적하기 위한 기능을 제공할 것이다. 충전 스테이션은 오브젝트에 의해 송신되거나 오브젝트로부터 반사된 무선 신호들을 감지하기 위한 무선 수신기를 포함할 수 있다. 충전 스테이션은 또한 포지셔닝 동작을 보조하기 위해 오브젝트에 무선 신호들을 송신하기 위한 무선 송신기를 포함할 수 있다. 하나의 접근법에서, 오브젝트는 가속도계 또는 다른 센서들을 포함할 수 있으며, 내부적으로 자신의 포지션을 지속적으로 추적할 수 있다. 그러면, 오브젝트는 그의 포지션을 보고하도록 무선 신호를 디바이스로 다시 전송한다. 다른 접근법에서, 충전 스테이션은 그의 포지션을 추적하기 위해 충전 스테이션에 의해 송신되고 디바이스로부터 반사된 신호들에 대해 TOA(time of arrival) 또는 AOA(angle of arrival) 분석을 수행할 수 있다. 다른 접근법에서, 충전 스테이션은 일 세트의 외부 포지셔닝 디바이스들과 결합하여 오브젝트의 포지션을 추적할 수 있다. 외부 포지셔닝 디바이스들은 오브젝트를 향해 무선 신호들을 송신할 수 있고, 그 후 이 신호들은 오브젝트로부터 반사되어 충전 스테이션 상의 무선 수신기에 의해 측정된다. 외부 포지셔닝 디바이스들은 또한, 무선 신호들을 충전 스테이션으로 송신하여 충전 스테이션이 포지셔닝 시스템 내에서 자동으로 위치를 찾을 수 있도록 한다. 또한, 외부 포지셔닝 디바이스들은, 충전 스테이션으로부터 바로 외부 포지셔닝 디바이스들로 송신되거나 오브젝트로부터 반사된 무선 신호들을 수신할 수 있다. 외부 포지셔닝 디바이스들은 실내 포지셔닝 시스템에서 벽에 장착된 비콘(beacon)들일 수 있다. 무선 신호들은 오브젝트를 추적하기 위해 MLAT를 사용하는 UWB(ultra-wideband) 포지셔닝 시스템의 부분일 수 있다.
[0013] 본 발명의 특정 실시예들의 세트는 도 1 및 도 2를 참조하여 설명될 수 있다. 도 1은 본원에서 개시된 방법들 중 일부를 실행할 수 있는 시스템(120)의 묘사와 함께, 2개의 상태들(100 및 110)에서 동작하는 충전 스테이션(101)을 예시한다. 도 2는 충전 스테이션(101)의 내부 블록도와 함께 충전 스테이션(101)의 3개의 뷰들을 예시한다. 상태(100)는, 충전 스테이션(101)이 오브젝트(102)를 충전하는 동안 오브젝트(102)와 도킹된 충전 스테이션(101)에 의해 정의된다. 상태(110)는, 오브젝트(102)에 대한 포지션 값을 생성하기 위해 사용되는 충전 스테이션(101)에 의해 정의된다.
[0014] 상태(100)는, 충전 스테이션(101)이 오브젝트(102)의 충전에 참여하는 것을 수반한다. 예시된 케이스에서, 오브젝트(102)는 무선 배터리로 전원 공급되는 리모트 콘트롤이다. 리모트 콘트롤은 리모트 콘트롤에 대한 포지션 값을 제공하도록 시스템에 요구할 수 있어, 리모트 콘트롤이 가리키는 디바이스에 대한 적절한 제어들을 제공하고 그리고/또는 시스템이 리모트 컨트롤 상에서 수신된 커맨드들을 적절한 디바이스로 라우팅할 수 있다. 요컨대, 리모트 컨트롤이 임의의 주어진 시간에 가리키는 위치를 결정하기 위해 포지셔닝 시스템이 필요할 수 있다. 충전 스테이션(101)은 벽 소켓으로부터 충전 스테이션으로의 유선 연결을 통해 메인 전원(104)으로의 유선 연결을 포함한다. 충전 스테이션(101)은 전원(104)으로부터 유선 연결을 수신하기 위한 포트(202)를 포함할 수 있다. 충전 스테이션의 내부는, 오브젝트(102)를 충전하는데 최적화된 전력 특성에서 충전 포트(201)를 통해 오브젝트(102)로 전달하기 위해 메인 전원(104)으로부터 수신된 전력을 컨디셔닝하는 레귤레이터(206)를 포함한다. 예시된 케이스에서, 충전 스테이션(101)에 의해 전달된 전력은 오브젝트(102)의 배터리들을 충전하는 데 사용될 수 있다.
[0015] 특정 실시예들에서, 충전 스테이션은 충전 포트를 포함할 수 있고 충전 포트는 다양한 형태들을 취할 수 있다. 충전 포트는 오브젝트 상의 전력 저장 디바이스에 전원을 제공하기 위해 오브젝트와 연결되도록 구성될 수 있다. 특정 실시예들에서, 충전 포트는 또한 오브젝트에 대한 데이터 포트일 것이다. 충전 포트가 데이터 포트일 수도 있는 접근법들은, 오브젝트가 업데이트될 수 있는 소프트웨어 또는 펌웨어를 포함하거나, 외부 소스로부터의 데이터의 유선 전달을 요구하거나, 외부 소스로의 데이터의 유선 송신을 요구하는 접근법들을 포함한다. 예를 들어, 오브젝트는 범용 리모트일 수 있고, 리모트 컨트롤은 충전 스테이션에 도킹될 때 소프트웨어 업데이트들을 수신할 수 있다. 데이터의 어떠한 전송이든 이 데이터 포트를 통해 수행될 수 있다. 특히, 즉시 필요하지 않고 그렇지 않으면 오브젝트의 내부 전력 저장소에 과도한 부담을 줄 수 있는 데이터의 전송이 이 데이터 포트를 통해 송신될 수 있다. 충전 스테이션(101)의 경우에, 충전 포트(201)는 또한 오브젝트(102)에 대한 데이터 포트일 수 있다.
[0016] 충전 포트는, 충전 포트가 오브젝트를 제 자리에 고정하고 오브젝트에 전력을 제공한다는 점에서 오브젝트와 연결되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 포트는 USB, USB-B, USB-C, Thunderbolt, Lighting 또는 HDMI 포트일 수 있다. 충전 포트는, 오브젝트 상의 대응하는 인터페이스를 수용하도록 포지셔닝된 수(male) 또는 암(female) 인터페이스를 제시함으로써 오브젝트와 연결되도록 구성될 수 있다. 충전 디바이스는 또한 유도성 커플링을 통해 디바이스를 무선으로 충전하도록 구성될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 충전 디바이스는 유도성 커플링 안테나 위에 로케이팅된 타겟을 제시하거나, 그 전체 상부 표면이 충전 디바이스의 상부 EH는 그렇지 않으면 충전 디바이스 부근에 배치된 오브젝트를 유도 충전하도록 준비되게 설계될 수 있다. 유도성 커플링이 이용된 경우, 충전 디바이스는 근거리 통신 무선 프로토콜을 사용하거나 또는 Bluetooth, Zigbee, Z-wave, Wi-Fi 및 다른 변형들과 같은 다른 무선 프로토콜들을 통해 충전하는 동안 디바이스와 계속 통신할 수 있다.
[0017] 특정 실시예들에서, 충전 포트는 유닛 전체의 외관을 개선하기 위해 또는 디바이스가 도킹될 때 오브젝트 상의 통합된 디스플레이가 유용한 정보를 디스플레이할 수 있게 하도록 하는 각도로 오브젝트를 유지할 수 있다. 충전 포트가 벽에 장착되는 것과 대조적으로 평평한 표면 상에 배치된 상황들에서, 충전 포트는 디스플레이가 충전 스테이션의 베이스에 수직이 되도록 도켓 디바이스를 수직으로 포지셔닝할 수 있다. 이렇게 충전 스테이션의 베이스에 수직하게 오브젝트를 포지셔닝하는 것은 충전하는 동안 오브젝트가 디스플레이되도록 한다는 점에서 유익하다. 또한, 디바이스에 통합된 디스플레이가 포함된 경우, 오브젝트는 도킹될 때 유용한 정보를 디스플레이하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이는 오브젝트가 완전히 충전되기까지 얼마나 가까운지, 또는 시간 또는 온도와 같은 기타 유용한 정보를 보여줄 수 있다.
[0018] 특정 실시예들에서, 충전 포트는 부착 및/또는 분리를 용이하게 하는 포지션에 오브젝트를 유지할 수 있다. 예를 들어, 오브젝트가 충전 스테이션 상의 크래들(cradle) 내로 떨어질 때 충전 디바이스 상의 충전 포트가 오브젝트의 상대물(counterpart)과 짝을 이루게 안내되도록 오브젝트가 크래들로 배치될 수 있다. 다른 예에서, 커넥터의 유지력(holding force)을 감소시키기 위해 표준 충전 포트를 수정함으로써, 디바이스의 용이한 분리를 여전히 허용하면서 이전 단락에서 언급된 이점들이 달성될 수 있다. 충전 포트는 디바이스가 충전 포트에 직접 배치될 수 있게 하고 충전 스테이션의 메인 표면 위에서 45도 초과의 각도로 유지되도록 구성될 수 있다. 이러한 상황들에서, 커넥터의 유지력은 충전 스테이션의 무게나 오브젝트의 무게 중 더 적은 무게보다 작게 세팅될 수 있다. 예시된 케이스에서, 충전 포트(201)는, 종래의 USB-C 커넥터의 유지력이 오브젝트의 무게보다 작도록 감소된, 수정된 USB-C 커넥터이다. 이와 유사한 실시예들에서, 충전 스테이션은 오브젝트보다 무겁도록 설계되었다. 이러한 접근법들에서, 오브젝트(102)는 오브젝트와 함께 전체 장치를 들어올릴 위험 없이 충전 포트(201)로부터 부드럽게 들어서 빼내질 수 있다.
[0019] 특정 실시예들에서, 충전 디바이스는 오브젝트에 대한 포지션 값을 무선으로 결정하기 위한 수단을 포함할 것이다. 오브젝트에 대한 포지션 값을 무선으로 결정하기 위한 수단은 충전 디바이스 상의 무선 수신기를 포함할 수 있다. 무선 수신기는 오브젝트의 포지션을 나타내는 신호를 수신할 수 있다. 무선 수신기는 또한 신호를 수신할 수 있고, 이 신호로부터, 신호에 대해 수행된 TOA 또는 AOA 분석을 통해 오브젝트의 위치가 유도될 수 있다. 오브젝트에 대한 포지션 값을 무선으로 결정하기 위한 수단은 또한 위에서 언급된 유도들을 수행하기 위한 명령들을 저장하는 컴퓨터-판독 가능 매체 및 프로세서를 포함할 수 있다. 특정 접근법들에서, 오브젝트에 대한 포지션 값을 무선으로 결정하기 위한 수단은 무선 포지셔닝 프로세스에 참여하기 위해 무선 신호들을 전송하는 데 사용되는 무선 송신기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 송신기는 아웃바운드 포지셔닝 신호를 오브젝트에 송신할 수 있다. 이러한 접근법들에서, 컴퓨터-판독 가능 매체는 아웃바운드 포지셔닝 신호를 생성하고, 인바운드 포지셔닝 신호를 수신하고, 오브젝트에 대한 포지션 값을 결정하기 위해 인바운드 포지셔닝 신호를 프로세싱하기 위한 명령들을 저장할 수 있다. 특정 접근법들에서, 충전 디바이스는 충전 디바이스 상의 단일 트랜시버를 사용하여 무선 신호들을 송신 및 수신 둘 모두를 할 수 있다. 특정 실시예들에서, 충전 디바이스는 포지션 값을 결정하기 위해 일 세트의 외부 디바이스들과 통신할 수 있다. 예를 들어, 충전 디바이스는 포지션 값을 생성하기 위해 전용 포지셔닝 디바이스들에 의해 생성된 포지셔닝 신호들에 의존하거나, 또는 충전 디바이스에 의해 관찰된 일 세트의 무선 신호들로부터 포지션 값을 유도하기 위해 중앙 외부 서버에 의존할 수 있다.
[0020] 특정 실시예들에서, 시스템은 충전 디바이스에 대한 포지션 값을 무선으로 결정하기 위한 수단을 포함할 것이다. 시스템은 충전 디바이스의 포지션 값을 사용하여 오브젝트에 대해 보다 유의미하거나 보다 정확한 포지션 값을 유도할 수 있다. 예를 들어, MLAT 시스템에서, 포지셔닝 디바이스들의 포지션들은 시스템 내의 모든 디바이스들의 유도된 포지션들과 일치하는 포지션 값을 유도하고 교차 확인하기 위해 모두 결정된다. 충전 디바이스에 대한 포지션 값을 무선으로 결정하기 위한 수단은 또한 일 세트의 외부 디바이스들과 통신할 수 있다. 충전 디바이스는 이러한 외부 디바이스들로부터 인바운드 자동-포지셔닝 신호를 수신할 수 있다. 충전 디바이스는 오브젝트로 송신되는 아웃바운드 포지셔닝 신호들을 생성하는 데에도 사용된 트랜시버를 사용하여 인바운드 자동-포지셔닝 신호를 수신할 수 있다. 충전 디바이스는, 단독으로 또는 외부 디바이스들과 조합하여 이러한 동작들을 실행하기 위한 컴퓨터-판독 가능 명령들을 포함할 수 있다. 오브젝트에 대한 포지션 값을 생성하는 데 필요한 유도들을 수행하기 위해 신호들을 프로세싱하는 데 사용되는 동일한 프로세서가 충전 디바이스에 대한 포지션 값을 생성하는 데 사용될 수 있다.
[0021] 상태(110)는 오브젝트(102)의 추적에 참여하는 충전 스테이션(101)을 포함한다. 충전 스테이션(101)은 그 자체로 또는 외부 디바이스들과 조합하여, 오브젝트(102)에 대한 포지션 값을 결정하는 데 사용되는 프로세서(205)를 포함할 수 있다. 무선 트랜시버(207)는 아웃바운드 포지셔닝 신호를 오브젝트로 송신할 수 있다. 그런 다음, 해당 신호의 반사들 또는 해당 신호에 대한 응답들이 오브젝트의 포지션을 유도하기 위해 프로세서에 의해 사용될 수 있다. 프로세서는 또한 이러한 유도들에서 오브젝트의 포지션 값을 결정할 때 아웃바운드 신호의 특성들을 고려할 수 있다. 반사들은 무선 트랜시버(207)에 의해 또는 다른 디바이스들에 의해 측정될 수 있다. 예시된 케이스에서, 충전 스테이션(101)은 오브젝트(102)의 추적에 참여하고 있으며, 오브젝트를 독립적으로 추적하지 않는다. 대신에, 충전 스테이션(101)은 오브젝트(102)에 대한 포지션 값을 생성하기 위한 포지셔닝 시스템과 함께 동작한다. 오브젝트에 대한 포지션 값을 생성하기 위한 시스템은 시스템(120)일 수 있고 오브젝트(102) 자체에 프로세서들 및 컴퓨터-판독 가능 매체들을 포함할 수 있다. 시스템(120)은 벽 장착 비콘(103)의 형태의 일 세트의 외부 포지셔닝 디바이스들을 포함한다. 벽 장착 비콘들(103)의 세트는 제1 비콘(1) 및 제2 비콘(2)을 포함한다. 상태(110)의 묘사에서 점선로 예시된 바와 같이, 비콘(1), 비콘(2) 및 충전 스테이션(101) 각각은 오브젝트(102)에 대한 포지션 값을 생성하는데 참여하기 위해 오브젝트(102)로부터 반사되는 신호들을 수신한다.
[0022] 예시된 케이스에서, 프로세서는 일 세트의 외부 포지셔닝 디바이스들(103)의 협력에 의존한다. 충전 스테이션은 또한 본원에서 개시된 방법들을 수행하기 위해 원격 서버(121)로부터의 데이터 또는 원격 서버(121)에 대한 명령들의 실행과 조합하여 포지셔닝 값을 생성할 수 있다. 프로세서는 무선 수신기에 의해 이를테면, 무선 트랜시버(207)를 통해 수신된 신호들을 분석한 후에 포지션 값을 생성할 수 있다.
[0023] 충전 디바이스가 외부 디바이스들과 조합하여 동작하는 특정 실시예들에서, 이러한 외부 디바이스들에 대한 충전 디바이스의 고유한 각도는 포지셔닝 값의 보다 정확한 유도에 기여할 수 있다. 이는, 충전 디바이스의 위치에 대한 요건들이 외부 포지셔닝 디바이스의 위치에 대한 요건들과 다를 수 있기 때문이다. 예를 들어, 충전 디바이스는 실내에서 사용하다록 의도된 모바일 오브젝트용 충전 스테이션일 수 있다. 보다 구체적으로, 충전 디바이스는 커피 테이블 또는 캐비닛 상단과 같은 평평한 표면 상에 배치하도록 구성된 충전 스테이션일 수 있는 반면, 외부 포지셔닝 디바이스는 벽 장착 비콘들이다. 충전 스테이션은 충전 스테이션을 지지하기 위한 베이스를 포함할 수 있다. 이러한 접근법들에서, 충전 스테이션은, 시스템에 부가적인 디바이스를 추가하지 않고 추적되는 오브젝트에 대한 상이한 시야각을 제공하는 방식으로 추적 시스템의 성능을 개선할 수 있다. 충전 스테이션은 베이스 위에서 일정 각도로 포지셔닝 신호들을 송신 및 수신하도록 포지셔닝된 트랜시버를 더 포함할 수 있다. 이러한 접근법들은, 오브젝트가 충전 스테이션 위에 있지만 외부 포지셔닝 디바이스 아래에 있는 평면에 있을 가능성이 높다는 점에서 특정 이점들을 제공한다. 따라서, 전체 시스템은 오브젝트에 대한 헤딩 벡터(heading vector)의 극성이 보다 쉽게 유도될 수 있기 때문에, 더 정확한 판독값을 제공할 수 있다.
[0024] 본원에서 개시된 포지셔닝 시스템들에 의해 추적되는 오브젝트는 높은 정도의 정확도로 자동화된 시스템에 의해 포지션이 결정될 필요가 있는 임의의 오브젝트일 수 있다. 오브젝트는 리모트 콘트롤, 프레젠테이션 포인터, 재고 관리 디바이스 또는 무선 태그에 사용되는 토이(toy)와 같은 포인팅 디바이스일 수 있다. 포인팅 디바이스는, 사용자가 포인팅할 때 타겟을 정렬하는 표제와 관련된 정의된 포인팅 방향을 가질 것이다. 다른 실시예들에서, 오브젝트는 드론, 스마트 폰, 태블릿 컴퓨터, 웨어러블 컴퓨팅 디바이스 또는 임의의 다른 컴퓨팅 디바이스일 수 있다. 도 1의 특정 예에서, 오브젝트(102)는 범용 콘트롤러로서 동작하는 전용 디바이스이다. 콘트롤러는 하나 이상의 전자 디바이스들을 제어하도록 동작할 수 있고 임의의 형태의 무선 송신기를 사용하여 이러한 디바이스들에 신호들을 송신할 수 있다. 추적 시스템은 임의의 주어진 시간에 콘트롤러가 포인팅하는 디바이스를 결정하는 데 사용될 수 있다.
[0025] 특정 실시예들에서, 충전 디바이스 상의 단일 무선 트랜시버는 다수의 목적들을 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 트랜시버는 오브젝트를 추적하는 데 사용되는 포지셔닝 신호들뿐만 아니라, 오브젝트에 커맨드를 전송하는 것, 오브젝트로부터 커맨드를 수신하는 것, 오브젝트에 의해 측정된 데이터를 수신하는 것, 또는 오브젝트에 로케이팅-보조 신호를 송신하는 것과 같은 다른 목적들을 위한 신호들을 송신 및 수신하는 데 사용될 수 있다. 다수의 용도들은 오브젝트의 특성들에 따라 다르다. 도 3은 오브젝트가 리모트 콘트롤인 경우 단일 트랜시버에 대한 다수의 용도들의 예를 제공한다.
[0026] 도 3은 하향식 관점에서 충전 스테이션(301)을 예시한다. 충전 스테이션은 무선 트랜시버(303), 프로세서(305) 및 간단한 누름 버튼 형태의 사용자 인터페이스(304)를 포함한다. 충전 스테이션은 트랜시버(303)의 다수의 용도들을 예시하기 위해 3개의 상이한 상태들(300, 310 및 320)로 도시된다. 상태(310)에서, 트랜시버(303)는 포지셔닝 신호들(311)을 오브젝트(302)로 송신하고 오브젝트(302)로부터 포지셔닝 신호들(312)을 수신하는 데 사용된다. 수신된 신호들은 그 후 오브젝트(302)에 대한 포지션 값을 유도하기 위해 프로세서(305)에 의해 사용된다. 상태들(300 및 320)은 동일한 트랜시버가 다른 목적들을 위해 어떻게 사용될 수 있는지를 예시한다.
[0027] 위에서 언급된 바와 같이, 오브젝트에 대한 포지션 값을 송신 및 수신하는 데 사용되는 동일한 트랜시버가 로케이팅-보조 신호를 오브젝트에 송신하는 데 사용될 수 있다. 모든 오브젝트들은 잘못 배치될 가능성이 있다. 리모트 콘트롤이 내부 환경에서 사용되는 경우에, 리모트 콘트롤이 가구 뒤에 떨어져 신속하게 찾기 어려울 수 있다. 특정 실시예들에서, 충전 디바이스 상의 사용자 인터페이스가 연결(engage)되었을 때, 누군가 오브젝트의 위치를 쉽게 찾을 수 있도록 하는 사이렌과 같은 가청 신호를 오브젝트가 생성하게 하기 위해 무선 신호가 오브젝트로 전송될 수 있도록, 오브젝트는 로케이팅-보조 특징을 포함한다. 충전 디바이스는 추적 시스템으로 오브젝트를 포지셔닝하고 그러한 로케이팅-보조 신호를 오브젝트에 송신하기 위해 신호들을 송신하는 데 사용되는 단일 트랜시버를 포함할 수 있다. 특정 접근법들에서, 동일한 무선 프로토콜 및/또는 송신기가 충전 디바이스로부터의 아웃바운드 포지셔닝 신호 및 로케이팅-보조 신호를 송신하는 데 사용될 수 있다. 무선 프로토콜은 UWB 프로토콜일 수 있다. 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 사용자 인터페이스(304)는 사용자로부터 프레스 입력을 수신할 수 있고, 트랜시버(303)는 이 입력에 대한 응답으로 로케이팅-보조 신호를 송신할 수 있다. 로케이팅-보조 신호의 수신하면, 오브젝트(302)는 찾는 것을 보다 용이하게 하는 액션을 수행할 수 있다. 예를 들어, 오브젝트(302)는 사용자가 사운드를 따라 오브젝트(302)를 신속하게 찾을 수 있도록 경보 벨(307)로 묘사된 내부 알람이 울리도록 트리거할 수 있다.
[0028] 위에서 언급된 바와 같이, 오브젝트에 대한 포지션 값을 송신 및 수신하는 데 사용되는 동일한 트랜시버가 오브젝트로부터 커맨드 신호들을 수신하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 오브젝트가 사용자로부터 콘트롤러 입력들을 수신하도록 설계된 리모트 콘트롤인 경우, 충전 디바이스의 포지셔닝 신호들에 대해 사용되는 단일 무선 트랜시버가 리모트 콘트롤로부터 콘트롤러 입력 신호들을 수신하는데 또한 사용될 수 있다. 오브젝트는 콘트롤러 입력 신호를 통해 무선으로 그러한 콘트롤러 입력들을 충전 스테이션으로 송신하도록 설계될 수 있어서, 시스템이 콘트롤러 입력들을 적절히 프로세싱할 수 있다. 특정 접근법들에서, 동일한 무선 프로토콜 및/또는 송신기가 충전 디바이스로부터의 아웃바운드 포지셔닝 신호를 송신하고 오브젝트로부터 콘트롤러 입력 신호들을 수신하는 데 사용될 수 있다. 무선 프로토콜은 UWB 프로토콜일 수 있다. 충전 스테이션은, 콘트롤러 입력들을 외부 서버로 또는 커맨드가 지향되는 디바이스로 직접 전송하기 위해, 유선 연결을 포함하거나, 리모트 컨트롤과 통신하는데 사용되는 것보다 보다 리소스 집약적인 무선 연결을 포함할 수 있다. 충전 스테이션 상의 프로세서는 커맨드 입력들을 프로세싱하고 이에 대한 응답으로 적절한 액션을 취하는 데 사용될 수 있다. 충전 스테이션으로부터 다른 디바이스들로 커맨드들을 라우팅하기 위해 상이한 무선 프로토콜이 사용된 접근법들에서는, 충전 스테이션은 이 목적에 전용인 다른 트랜시버를 포함할 수 있다. 예를 들어, 콘트롤러는 UWB 트랜시버 상에서 콘트롤러 입력 신호를 수신한 다음 전용 Zig-bee 또는 Z-파 트랜시버를 사용하여 커맨드들을 다른 디바이스로 송신할 수 있다. 데이터를 수집하는 데 오브젝트가 사용된 경우, 유사한 접근법들이 사용될 수 있으며 여기서 콘트롤러 입력 신호들이 데이터 신호들로 대체된다.
[0029] 도 3에서 도시된 바와 같이, 콘트롤러(302)는 콘트롤러 입력을 수신하고 콘트롤러 입력 신호(321)를 통해 충전 스테이션(301)으로 콘트롤러 입력을 송신할 수 있다. 이 신호는 그 후, 트랜시버(303)에 의해 수신되어 프로세서(305)에 의해 프로세싱될 수 있다. 그 후, 프로세서는 콘트롤러 입력 신호로부터 커맨드(322)를 유도하고 커맨드를 적절한 시스템으로 라우팅할 수 있을 것이다. 예시된 케이스에서, 충전 스테이션(301)은, "on" 커맨드가 의도된 디바이스가 "디바이스 1"이 었다는 것을 자체적으로 결정할 수 있을 수 있다. 이러한 결정을 내리기 위해, 프로세서(305)는 오브젝트(302)에 대한 포지션 값 및 리모트 컨트롤에 대한 어떠한 위치에 어떤 디바이스들이 대응했는지에 대한 이해를 가질 필요가 있을 것이다. 충전 스테이션(301)이 이 정보를 갖지 않는 경우, 충전 스테이션은 콘트롤러 입력을 외부 서버와 같은 외부 디바이스(여기서 커맨드가 유도되어 궁극적으로 "디바이스 1"로 라우팅됨)로 전달할 수 있다.
[0030] 본 명세서가 본 발명의 특정 실시예들에 관하여 상세히 설명되었지만, 당업자들은, 전술한 것에 대한 이해를 달성할 시, 이들 실시예들에 대한 변경들, 변동들, 및 등가물들을 용이하게 고려할 수 있다는 것을 인식할 것이다. 예를 들어, 전원에 플러깅하기 위한 코드를 갖는 모바일 충전 스테이션의 예가 본 개시내용 전반에 걸쳐 예시적인 환경으로 사용되었지만, 가정의 벽들이나 실외 환경에서 고정된 구조물들에 내장된 영구적으로 설치된 충전 디바이스들에도 유사한 접근법들이 적용될 수 있다. 본 발명의 이들 및 다른 수정들 및 변형들은, 첨부된 청구항들에서 보다 구체적으로 기술되는 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않으면서 당업자들에 의해 실시될 수 있다.

Claims (20)

  1. 포인팅 디바이스에 대한 포지션 값을 결정하고 사용하기 위한 포지셔닝 시스템으로서,
    상기 포인팅 디바이스; 및
    충전 디바이스
    를 포함하며,
    상기 충전 디바이스는,
    상기 포인팅 디바이스를 위한 충전 포트;
    전원으로부터 상기 충전 포트로 전력을 제공하는 레귤레이터(regulator); 및
    아웃바운드 포지셔닝 신호를 상기 포인팅 디바이스로 전송하고 그리고 적어도 하나의 커맨드(command) 신호를 상기 포인팅 디바이스로부터 수신하는 적어도 하나의 트랜시버
    를 포함하고,
    상기 포지셔닝 시스템은 상기 아웃바운드 포지셔닝 신호를 사용하여 상기 포지션 값을 결정하며,
    상기 포지셔닝 시스템은, 상기 포지션 값에 기초하여 상기 적어도 하나의 커맨드 신호가 의도된 장치를 결정하고 그리고 상기 적어도 하나의 커맨드 신호를 상기 충전 디바이스로부터 상기 적어도 하나의 커맨드 신호가 의도된 상기 장치로 라우팅하는,
    포지셔닝 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 충전 디바이스는 상기 포인팅 디바이스를 무선으로 충전하도록 구성되는,
    포지셔닝 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 충전 디바이스는,
    유도성 커플링 안테나; 및
    상기 유도성 커플링 안테나 위에 로케이팅된(located) 타겟
    을 더 포함하는,
    포지셔닝 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 충전 디바이스는 상기 유도성 커플링 안테나를 사용하여 상기 포인팅 디바이스와 통신하고 충전하도록 구성되는,
    포지셔닝 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 트랜시버는 인바운드 자동-포지셔닝 신호를 수신하고,
    상기 포지셔닝 시스템은 상기 아웃바운드 포지셔닝 신호 및 상기 인바운드 자동-포지셔닝 신호를 사용하여 상기 포지션 값을 결정하는,
    포지셔닝 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 포지셔닝 시스템은:
    상기 아웃바운드 포지셔닝 신호가 상기 포인팅 디바이스에서 반사된 후에 상기 포지션 값을 결정하는 것; 및
    상기 포인팅 디바이스 상의 수신기가 상기 아웃바운드 포지셔닝 신호를 수신하고 그리고 상기 포인팅 디바이스가 상기 아웃바운드 포지셔닝 신호에 응답한 후에 상기 포지션 값을 결정하는 것
    중 하나를 하는,
    포지셔닝 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 충전 포트는 USB-C 포트인,
    포지셔닝 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 충전 포트는 또한 상기 포인팅 디바이스를 위한 데이터 포트인,
    포지셔닝 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 충전 디바이스는 사용자 인터페이스를 더 포함하고,
    상기 충전 디바이스는 상기 사용자 인터페이스로부터의 커맨드에 응답하여 로케이팅-보조 신호를 생성하고,
    상기 트랜시버는 상기 로케이팅-보조 신호를 상기 포인팅 디바이스로 송신하며,
    상기 로케이팅-보조 신호 및 상기 아웃바운드 포지셔닝 신호는 동일한 무선 프로토콜을 사용하여 무선으로 송신되는,
    포지셔닝 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 전원은 배터리 또는 울트라-커패시터인,
    포지셔닝 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 충전 디바이스는 충전 스테이션인,
    포지셔닝 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 포인팅 디바이스는 스마트 폰인,
    포지셔닝 시스템.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 포인팅 디바이스로 포지셔닝 신호를 송신하는 포지셔닝 디바이스를 더 포함하며,
    상기 포지셔닝 시스템은 (i) 상기 포지셔닝 디바이스로부터의 상기 포지셔닝 신호 및 (ii) 상기 아웃바운드 포지셔닝 신호를 사용하여 상기 포지션 값을 결정하는,
    포지셔닝 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 포지셔닝 시스템은 MLAT(multilateration) 분석을 사용하여 상기 포지션 값을 결정하는,
    포지셔닝 시스템.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 트랜시버는 상기 포인팅 디바이스로부터 콘트롤러 입력 신호를 수신하고,
    상기 콘트롤러 입력 신호는 콘트롤러 입력을 포함하며, 상기 충전 디바이스는 상기 포인팅 디바이스로부터의 상기 콘트롤러 입력을 처리하고,
    상기 콘트롤러 입력 및 상기 아웃바운드 포지셔닝 신호는 동일한 무선 프로토콜을 사용하여 무선으로 송신되는,
    포지셔닝 시스템.
  16. 포인팅 디바이스에 대한 포지션 값을 결정하고 사용하기 위한 방법으로서,
    충전 디바이스가 상기 포인팅 디바이스를 상기 충전 디바이스 상의 충전 포트를 통해 충전하는 단계;
    (i) 상기 충전 디바이스에 의해 송신된 포지셔닝 신호를 상기 포인팅 디바이스가 수신하는 단계, 또는 (ii) 상기 충전 디바이스에 의해 송신된 상기 포지셔닝 신호를 상기 포인팅 디바이스가 반사시키는 단계 중 하나의 단계 ― 상기 포지션 값은, (A) 상기 포인팅 디바이스의 상기 포지셔닝 신호의 반사, 및 (B) 상기 포인팅 디바이스 상에서 상기 포지셔닝 신호에 응답하여 생성된 응답적 송신 중 하나를 사용하여 결정됨 ―;
    상기 충전 디바이스가 상기 포인팅 디바이스로부터 적어도 하나의 커맨드 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 충전 디바이스가, 상기 포지션 값에 기초하여 상기 적어도 하나의 커맨드 신호가 의도된 장치를 결정하고 그리고 상기 적어도 하나의 커맨드 신호를 상기 적어도 하나의 커맨드 신호가 의도된 상기 장치로 라우팅하는 단계
    를 포함하는,
    포인팅 디바이스에 대한 포지션 값을 결정하고 사용하기 위한 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 포인팅 디바이스의 충전은 무선으로 수행되는,
    포인팅 디바이스에 대한 포지션 값을 결정하고 사용하기 위한 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 포인팅 디바이스를 상기 충전 디바이스 상의 타겟 상에 배치시키는 단계를 더 포함하며,
    상기 포인팅 디바이스의 충전은, 상기 타겟 아래에 로케이팅된 유도성 커플링 안테나를 사용하여 수행되는,
    포인팅 디바이스에 대한 포지션 값을 결정하고 사용하기 위한 방법.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 포인팅 디바이스는 스마트 폰인,
    포인팅 디바이스에 대한 포지션 값을 결정하고 사용하기 위한 방법.
  20. 명령들을 저장하는 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터 판독가능 매체로서,
    상기 명령들은, 시스템 내의 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 상기 시스템으로 하여금 포인팅 디바이스에 대한 포지션 값을 결정하고 사용하기 위한 방법을 실행하도록 하고,
    상기 방법은:
    충전 디바이스가 상기 포인팅 디바이스를 상기 충전 디바이스 상의 충전 포트를 통해 충전하는 단계;
    상기 충전 디바이스가 아웃바운드 포지셔닝 신호를 상기 포인팅 디바이스로 송신하는 단계;
    (i) 상기 포인팅 디바이스의 상기 아웃바운드 포지셔닝 신호의 반사, 및 (ii) 상기 아웃바운드 포지셔닝 신호에 응답하여 상기 포인팅 디바이스 상에서 생성된, 상기 포인팅 디바이스에 의한 응답적 송신 중 하나를 사용하여, 상기 포인팅 디바이스가 상기 포지션 값을 결정하는 단계;
    상기 충전 디바이스가, 상기 포인팅 디바이스로부터 적어도 하나의 커맨드 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 충전 디바이스가, 상기 포지션 값에 기초하여 상기 적어도 하나의 커맨드 신호가 의도된 장치를 결정하고 그리고 상기 적어도 하나의 커맨드 신호를 상기 적어도 하나의 커맨드 신호가 의도된 상기 장치로 라우팅하는 단계
    를 포함하는,
    하나 이상의 비-일시적 컴퓨터 판독가능 매체.
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