MX2014013273A

MX2014013273A - Resolucion de conflictos a base de determinacion del comportamiento de objetos y posicionamiento relativo de colaboracion.

Info

Publication number: MX2014013273A
Application number: MX2014013273A
Authority: MX
Inventors: David J Bruemmer; Benjamin C Hardin; Curtis W Nielsen
Original assignee: 5D Robotics Inc
Priority date: 2012-05-01
Filing date: 2013-05-01
Publication date: 2015-06-17
Also published as: CA2872419A1; WO2013166093A1; AU2013256372A1; CN104685431A; IN2014DN09691A; JP2015522797A; US20140052293A1; CN104685431B; US20160202702A1; AU2013256372B2; KR20150040796A; EP2845069A1; WO2013166093A4; MX341062B; US9235212B2

Abstract

Usando posicionamiento distribuido, determinación de comportamiento de colaboración y resolución de conflictos probabilísticos, objetos pueden independientemente identificar y resolver posibles conflictos antes de que se produzcan. En una modalidad de la invención, etiquetas interactivas y otros recursos sensores asociados con cada uno de una pluralidad de objetos proporcionan entre los objetos datos de posición relativa e información de estado. Usando esta información cada objeto se desarrolla una conciencia espacial de su entorno, incluyendo la posición y la acción de los objetos cercanos a fin de, en su caso, modificar su comportamiento para alcanzar con mayor eficacia un objetivo y resolver los posibles conflictos.

Description

RESOLUCION DE CONFLICTOS A BASE DE DETERMINACION DEL COMPORTAMIENTO DE OBJETOS Y POSICIONAMIENTO RELATIVO DE COLABORACION Campo de la Invención Las modalidades de la presente invención se refieren, en general, a determinar la posición relativa de un objeto y, más en particular, a la determinación y resolución de conflictos probabilísticos usando, entre otras cosas, etiquetas de identificación de banda ultra ancha.

Antecedentes de la Invención La fusión de sensores es la combinación de datos sensoriales o datos derivados de los datos sensoriales de fuentes dispares de tal manera que la información resultante es, en cierto sentido, mejor de lo que sería posible cuando estas fuentes fueran usadas de forma individual. En comparación, la fusión de datos es el proceso de integración de múltiples datos y conocimientos que representan el mismo objeto en una representación consistente, precisa y útil. En cada caso, el objetivo general es proporcionar un resultado más preciso, más completo, o más confiable/fiable.

Las fuentes de datos para un proceso de fusión no se especifican para originarse de sensores idénticos. De hecho, se podría argumentar que las fuentes de datos dispares relacionadas con el mismo objetivo pueden proporcionar un Ref.252232 producto más preciso y más fiable. Si bien la fusión de múltiples datos sensoriales con el fin de proporcionar "mejores" datos es admirable, mejores datos por sí mismos son a menudo insuficientes. Esto es particularmente cierto con respecto al uso conductual de datos espaciales o posicionales La comprensión de la ubicación precisa de uno ha sido una larga búsqueda a lo largo de la historia. Al poseer el conocimiento posicional combinado con un mapa exacto, uno podría pensar que muchos de los retos de ir del punto A al B se resolverían. Sin embargo, a pesar de la naturaleza ubicua de los sistemas de GPS, la gente sigue perdiéndose, los atascos de tráfico se siguen produciendo, y los choques siguen siendo una amenaza. De hecho, se podría argumentar que tales sistemas han agravado los problemas. La téenica anterior adolece de una fusión de recursos determinantes posicionales dispares que proporcione a un usuario no sólo información espacial, sino también relacional que puedan formar la base para una modificación de la conducta. Particularmente está ausente un medio para obtener los beneficios ideales de posicionamiento tanto absoluto como relativo al mismo tiempo, combinando apropiadamente múltiples técnicas de posicionamiento.

El GPS es un ejemplo de posicionamiento absoluto y ofrece el beneficio de apoyar la planeación de trayectorias, facilitar la comunicación sobre el posicionamiento a través de grandes distancias, y proporcionar un entendimiento persistente de dónde están las cosas en el mundo. El posicionamiento relativo tiene la ventaja de ser robusto, más preciso y no requiere conexión a una fuente externa (es decir, satélite). Enseñanzas anteriores no han proporcionado un medio para obtener los beneficios de ambos enfoques de manera simultánea. Estas y otras deficiencias de la téenica anterior son resueltas por una o más modalidades de la presente invención.

Las ventajas adicionales y nuevas características de esta invención se expondrán en parte en la descripción que sigue, y en parte serán evidentes para los expertos en la técnica tras el examen de la descripción siguiente o pueden aprenderse por la práctica de la invención. Las ventajas de la invención se pueden realizar y alcanzar por medio de las instrumentalidades, combinaciones, composiciones, y métodos particularmente señalados en las reivindicaciones adjuntas.

Breve Descripción de la Invención En adelante se presenta a modo de ejemplo un sistema y su metodología asociada para el posicionamiento distribuido, la determinación del comportamiento de colaboración y resolución de conflictos probabilísticos entre un grupo de objetos. En una modalidad de la invención, etiquetas interactivas se asocian con cada uno de una pluralidad de objetos y/o lugares que proporcionan a cada etiqueta datos de posición relativos e información de estado relativa con otros objetos cercanos. Con esta información, cada objeto desarrolla una conciencia espacial de su entorno, incluyendo la posición y la acción de los objetos cercanos a fin de, en su caso, modificar su comportamiento para alcanzar con mayor eficacia un objetivo y resolver los posibles conflictos.

Una modalidad de la presente invención incluye un método para la determinación del comportamiento y la resolución de conflictos por un objeto que comprende la identificación de una presencia de uno o más objetos cercanos y desarrollar a partir de entonces una conciencia espacial local de un entorno que incluya estos objetos. El conocimiento espacial local (similar a un mapa relacional) incluye alcance relativo, apoyo y movimiento de cada uno del uno o más objetos cercanos. El método continúa mediante la correlación de la conciencia espacial del entorno local con un curso de acción principal de cada objeto y luego determinar si existen uno o más conflictos probabilísticos entre el conocimiento espacial local y el curso de acción primario. Cuando existen conflictos, esta modalidad de la presente invención continúa por la modificación de un comportamiento de un objeto u objetos que, en una versión, resuelve o elimina el conflicto. Los conflictos pueden incluir choques probabilísticos o acciones que impedirían a un objetivo de misión ser una realidad. Otros conflictos pueden incluir la identificación de los objetos no correlacionados que indique que un objeto no puede ser autorizado a estar dentro de un determinado entorno. Del mismo modo, un conflicto puede indicar que uno o más de los objetos está dentro de un cierto alcance de otro objeto o dentro de un cierto alcance de un peligro conocido.

Otra modalidad de la presente invención incluye un sistema para la determinación del comportamiento y la resolución de conflictos por un objeto que comprende un módulo de detección, un motor de percepción espacial, un motor de comportamiento y un módulo de movimiento vigilado. El módulo de detección es operable para detectar una presencia de uno o más objetos cercanos, mientras que el motor de la conciencia espacial crea una representación espacial de la pluralidad de objetos cercanos. En una versión de la presente invención, la representación espacial es centrada en el objeto y proporciona información posicional y traslacional relativa sobre cada uno del uno o más objetos cercanos. El módulo de movimiento vigilado está acoplado en comunicación con el motor de conciencia espacial y es operable para identificar uno o más conflictos probabilísticos. Por último, el motor de comportamiento se comunica con el módulo de movimiento vigilado y, cuando sea necesario, es operable para modificar el comportamiento de objeto en respuesta a la identificación de uno o más conflictos probabilísticos.

Otro aspecto de la presente invención incluye un método para la determinación del comportamiento y la resolución de conflictos que se inicia mediante la identificación de la presencia de uno o más objetos cercanos y, posteriormente, determinar una ubicación relacional de cada uno del uno o más objetos cercanos. El medio por el cual se desarrolla una ubicación relacional de este tipo, de acuerdo con una modalidad, depende de la presencia de la infraestructura de detección tal como módulos de posicionamiento o detección colocados en lugares conocidos.

En una modalidad en la que existe infraestructura, módulos de posicionamiento o detección están incrustados en el entorno y cada uno se programa para conocer su propia ubicación espacial sobre la base de, por ejemplo, una posición GPS o coordenadas de mapa. Otros objetos cercanos pueden no conocer su ubicación geoespacial precisa. Sin embargo, siempre y cuando haya suficientes módulos de posición u objetos que conozcan su propia ubicación, éstos pueden ser usados para calcular la posición absoluta de los demás objetos cercanos por referencia a la ubicación conocida de los módulos de posición.

Cada objeto en una ubicación conocida (un módulo de posición o módulo cercano una vez que determina su posición con base en uno o más módulos de posición) es capaz de medir la distancia a los demás objetos cercanos. Algunos de estos objetos incluyen además un medio de comunicación de datos que usa una transmisión sin línea de visión directa para compartir estos datos a distancia. De acuerdo con una modalidad de la presente invención, estos objetos pueden entonces transmitir mediciones de distancia a los otros objetos, incluyendo la identificación única de cada objeto y la posición conocida de los módulos de posición.

Usando triangulación (asumiendo múltiples módulos de posición) cada objeto puede calcular a partir de entonces la posición de sí mismo y de los demás objetos cercanos. Al hacerlo, cada objeto posee su posición relativa y absoluta. Además, cada objeto puede comunicar a un procesador central códigos de identificación únicos. En una modalidad de la presente invención, la ubicación de cada código de identificación se correlaciona con la ubicación de cada objeto detectado. El código también se compara con una lista de códigos autorizados. En caso de que la posición de un objeto detectado no se correlacione con la de un código de identificación autorizado, la presente invención puede identificar la presencia de una infracción de seguridad o protección. La actividad del objeto no autorizado puede ser monitoreada y rastreada y el comportamiento de los otros objetos modificado con base en la presencia de una entidad desconocida.

Las características y ventajas descritas en esta descripción y en la siguiente descripción detallada no incluyen todo. Muchas características y ventajas adicionales serán evidentes para un experto normal en la téenica pertinente en vista de las figuras, descripción y reivindicaciones de la misma. Por otra parte, cabe señalar que el lenguaje usado en la descripción se ha seleccionado principalmente para propósitos de legibilidad y de instrucción y puede no haber sido seleccionado para delinear o circunscribir el contenido de la invención; es necesaria referencia a las reivindicaciones para determinar tal contenido de la invención.

Breve Descripción de las Figuras Las características y objetos de la presente invención mencionados anteriormente y otros, así como la manera de conseguirlos serán más evidentes, y la propia invención se entenderá mejor, por referencia a la siguiente descripción de una o más modalidades tomada en conjunto con las figuras adjuntas, en donde: La figura 1 presenta un diagrama de bloques de alto nivel de un sistema para el posicionamiento espacial de colaboración de acuerdo con una modalidad de la presente invención.

La figura 2 muestra un entorno urbano improvisado en el que puede implementarse el posicionamiento espacial de colaboración de acuerdo con una modalidad de la presente invención.

La figura 3 muestra una representación de alto nivel de una interacción por red de malla de una pluralidad de objetos que poseen teenología de posicionamiento espacial de colaboración.

La figura 4 es un diagrama de flujo que representa un ejemplo de la metodología que puede ser usada para colaborar información de posición de acuerdo con la presente invención.

La figura 5 es una representación gráfica de alto nivel de una pluralidad de objetos de colaboración usando la determinación de la posición y la modificación del comportamiento de colaboración de acuerdo con una modalidad de la presente invención.

La figura 6 es una representación relacional céntrica de objeto de una pluralidad de objetos cercanos que se muestran en la figura 5, como se puede determinar de acuerdo con una modalidad de la presente invención.

La figura 7 es otra representación relacional céntrica de objeto de una pluralidad de objetos cercanos que se muestran en las figuras 5 y 6, que muestra una modalidad de modificación del comportamiento de acuerdo con una modalidad de la presente invención.

La figura 8 es un diagrama de bloques de alto nivel de un sistema para el posicionamiento distribuido y la determinación del comportamiento de colaboración de acuerdo con una modalidad de la presente invención.

La figura 9 es un diagrama de flujo para una modalidad del método para el posicionamiento distribuido, la determinación del comportamiento de colaboración y resolución de conflictos probabilísticos de acuerdo con la presente invención.

Las figuras representan modalidades de la presente invención con fines de ilustración solamente. Un experto en la téenica reconocerá fácilmente a partir de la siguiente discusión que las modalidades alternativas de las estructuras y métodos ilustrados en la presente se pueden emplear sin apartarse de los principios de la invención descrita en la presente.

Descripción Detallada de la Invención Los datos posicionales dispares derivados de uno o más recursos determinantes de posición se fusionan con datos relaciónales de igual a igual para proporcionar un objeto con una conciencia posicional de colaboración de su entorno. De acuerdo con una modalidad de la presente invención, un objeto colecta información determinante de posición de uno o más recursos de posición con el fin de determinar de forma independiente su ubicación espacial, así como su posición relacional con respecto a otros objetos cercanos. Conociendo la posición relativa y el movimiento de las entidades cercanas, un objeto a partir de entonces determina si existen conflictos probabilísticos. Es decir, si el objeto actual mantiene su curso de acción actual, si ese curso de acción estaría en conflicto con los de los objetos cercanos detectados. En caso de ser reconocido un conflicto, el comportamiento del objeto puede ser modificado para resolver (eliminar) ese conflicto. Estas y otras aplicaciones de un sistema y metodología asociada para la resolución de conflictos basado en determinación del comportamiento de objeto y posicionamiento relativo de colaboración son posibles y se contemplan por una o más modalidades de la presente invención.

Las modalidades de la presente invención se describen a continuación en detalle con referencia a las figuras adjuntas. Aunque la invención ha sido descrita e ilustrada con un cierto grado de particularidad, se entiende que la presente descripción se ha hecho solamente a modo de ejemplo y que numerosos cambios en la combinación y disposición de las partes puede recurrir a los expertos en la téenica sin apartarse del espíritu y alcance de la invención.

La siguiente descripción con referencia a las figuras adjuntas se proporciona para ayudar en una comprensión global de las modalidades ejemplares de la presente invención como se define por las reivindicaciones y sus equivalentes. Incluye varios detalles específicos para ayudar en esa comprensión pero éstos han de considerarse como meramente ejemplares. En consecuencia, los expertos en la téenica reconocerán que varios cambios y modificaciones de las modalidades descritas en este documento pueden realizarse sin apartarse del alcance y espíritu de la invención. Además, las descripciones de las funciones y construcciones bien conocidas se omiten por razones de claridad y concisión.

Los términos y las palabras que se usan en la siguiente descripción y las reivindicaciones no se limitan a los significados bibliográficos, sino que simplemente se usan por el inventor para permitir una comprensión clara y consistente de la invención. Por consiguiente, debería ser evidente para los expertos en la técnica que la siguiente descripción de modalidades ejemplares de la presente invención se proporciona para fines de ilustración solamente y no con el propósito de limitar la invención como se define por las reivindicaciones adjuntas y sus equivalentes.

Tal como se usa en la presente, cualquier referencia a "una modalidad" significa que un elemento, función, estructura o característica particular descrito en conexión con la modalidad se incluye en al menos una modalidad. Las apariciones de la frase "en una modalidad" en diversos lugares de la descripción no son necesariamente todo lo referente a la misma modalidad.

El término "sustancialmente", quiere decir que la característica, parámetro o valor recitado no tiene que lograrse con exactitud, pero que desviaciones o variaciones, incluyendo, por ejemplo, tolerancias, error de medición, limitaciones de precisión de medición, y de otros factores conocidos por los expertos en la téenica, puede ocurrir en cantidades que no impidan el efecto de la característica que estaba destinado a proporcionar.

Los números iguales se refieren a elementos similares. En las figuras, los tamaños de ciertas líneas, capas, componentes, elementos o características pueden estar exagerados para mayor claridad.

La terminología usada en la presente es para el propósito de describir modalidades particulares solamente y no se pretende que sea limitativa de la invención. Según se usa en la presente, las formas singulares "un", "uno", "una", "la" y "el" se pretende que incluyan las formas plurales también, a menos que el contexto indique claramente lo contrario. Así, por ejemplo, la referencia a "una superficie del componente" incluye la referencia a uno o más de tales superficies.

Tal como se usa en este documento, los términos "comprende", "que comprende", "incluye", "que incluye", "tiene", "tener" o cualquier otra variación de los mismos, están destinados a cubrir una inclusión no exclusiva. Por ejemplo, un proceso, método, artículo o aparato que comprenda una lista de elementos no está necesariamente limitado sólo a aquellos elementos, sino que puede incluir otros elementos no enumerados expresamente o inherentes a tal proceso, método, artículo, o aparato. Además, a menos que se indique expresamente lo contrario, "o" se refiere a una o inclusivo y no a una o exclusivo. Por ejemplo, una condición A o B se satisface por cualquiera de los siguientes: A es verdadero (o presente) y B es falso (o no presente), A es falso (o no presente) y B es verdadero (o presente) y tanto A como B son verdaderos (o presentes).

A menos que se defina lo contrario, todos los términos (incluyendo términos téenicos y científicos) usados aquí tienen el mismo significado que se entiende comúnmente por un experto ordinario en la técnica a la que esta invención pertenece. Se entenderá además que términos, tales como los definidos en los diccionarios usados comúnmente, deberían interpretarse como teniendo un significado que es consistente con su significado en el contexto de la descripción y técnica relevante y no debe ser interpretado en un sentido idealizado o demasiado formal a menos que así se defina expresamente en este documento. Las funciones o construcciones bien conocidas podrían no ser descritas en detalle por razones de brevedad y/o claridad.

Se entiende también que cuando un elemento se conoce como estando "en", "unido" a, "conectado" a, "acoplado" con, "en contacto", "montado", etc., otro elemento, puede estar directamente en, unido a, conectado a, junto con o en contacto con el otro elemento o elementos intermedios también pueden estar presentes. Por el contrario, cuando un elemento se conoce como estando, por ejemplo, "directamente en", "unido directamente" a, "directamente conectado" a, "directamente acoplado" con o "en contacto directamente con" otro elemento, no hay elementos que intervienen presentes. También será apreciado por los expertos en la téenica que las referencias a una estructura o característica que esté dispuesta "adyacente" a otra característica pueden tener porciones que se superpongan o subyazcan a la característica adyacente.

Los términos espacialmente relativos, tales como "bajo", "abajo", "inferior", "encima", "superior", y similares, pueden usarse en este documento para facilitar la descripción para describir uno las relación de un elemento o característica con otro elemento o característica como se ilustra en las figuras. Se entenderá que los términos espacialmente relativos pretenden abarcar diferentes orientaciones de un dispositivo en uso u operación además de la orientación representada en las figuras. Por ejemplo, si un dispositivo en las figuras se invierte, elementos descritos como "bajo" o "por debajo" de otros elementos o características serían entonces orientados "sobre" los otros elementos o características. Así, el término ejemplar "bajo" puede abarcar tanto una orientación de "sobre" y "bajo". El dispositivo puede estar orientado de otra manera (rotado 90 grados o en otras orientaciones) y los descriptores espacialmente relativos usados en este documento interpretarse en consecuencia. Del mismo modo, los términos "hacia arriba", "hacia abajo", "vertical", "horizontal" y similares se usan en este documento para el propósito de explicación solamente, a menos que se indique específicamente lo contrario.

De acuerdo con una modalidad de la presente invención, un enfoque de determinación de posición de colaboración proporciona posicionamiento preciso y confiable, incluyendo un balance bien estructurado de datos de posición obtenidos a partir de, por ejemplo, Sistema de Posicionamiento Global (GPS, por sus siglas en inglés), localización basada en láser, navegación a estima mejorada y una teenología de seguimiento (clasificación) de etiqueta activa que ofrece dirección y distancia relativa de área local. En una implementación de la presente invención descrita anteriormente, GPS proporciona un posicionamiento de largo alcance y une el posicionamiento relativo al marco de referencia global, mientras que la localización por láser permite una comprensión de terreno local coherente usando una estrategia de mapeo láser. La navegación a estima mejorada maneja deslizamientos y mejora la detección de peligros mediante el seguimiento de los movimientos minutos del robot en intervalos cortos y la capacidad de seguimiento de etiqueta garantiza un límite puede ajustarse en caso de error (menos de +/- 15 centímetros) y permite una capacidad posición sin línea de visión y reactiva. Aunque el ejemplo anterior describe cuatro medios para obtener datos de posición, un experto razonable en la téenica pertinente reconocerá que otros recursos determinantes de posición son igualmente aplicables a la presente invención y de hecho se contemplan en su aplicación e implementación. Por ejemplo LIDaR (siglas en inglés para Detección y Clasificación de Luz o Detección y Clasificación de Proyección de Imágenes por Láser) se pueden emplear, al igual que sistemas de detección de visión, y similares.

Una ventaja clave del enfoque de la presente invención es que ofrece redundancia en el sentido de que cada capacidad complementa las otras. Una de las aplicaciones más inmediatas de la tecnología es para ampliar y mejorar el GPS en las zonas donde el GPS no esté disponible o sea inexacto a fin de resolver los posibles conflictos entre objetos.

La sabiduría convencional es que el GPS puede ser usado como la solución de posicionamiento, pero existe error suficiente tal que el GPS no puede ser usado como el principal medio para coordinar una variedad de capacidades críticas tales como el movimiento de cerca, coordinación multi-vehículos, o la necesidad para el marcado y la manipulación precisa. Incluso con soluciones GPS diferenciales, el sistema no es generalmente robusto y fiable bajo cubierta de árboles, en cuevas, búnkeres, edificios y muchas otras situaciones. Para comprender mejor las limitaciones de GPS considérese lo siguiente.

El GPS es un sistema de localización y navegación que permite a los usuarios determinar un lugar en la Tierra con una precisión razonable. El sistema GPS actual hace uso de las señales transmitidas por algunos de los 24 satélites dedicados que circundan el globo en órbitas definidas con precisión. Usando los satélites como puntos de referencia, los receptores GPS calculan sus posiciones sobre la base de la diferencia en tiempo de llegada de las señales de los diferentes satélites. Aunque el GPS fue desarrollado inicialmente para el ejército de Estados Unidos para guiar misiles a objetivos, ahora se usa de manera rutinaria para los sistemas de control del tráfico aéreo, barcos, camiones y coches, la agricultura mecanizada, búsqueda y rescate, seguimiento de los cambios ambientales, y más.

Como se mencionó anteriormente, el GPS es un sistema de navegación por satélite basado en el espacio que proporciona información de ubicación y en todo tipo de clima y en cualquier lugar en o cerca de la Tierra, donde haya una línea de visión sin obstáculos a cuatro o más satélites GPS. (En algunos casos, una determinación de la ubicación se puede hacer con tres satélites). El programa GPS proporciona capacidades críticas a usuarios militares, civiles y comerciales en todo el mundo y es la columna vertebral para la modernización del sistema de tráfico aéreo mundial, pero no está exento de limitaciones.

Para determinar un lugar en la tierra, un receptor GPS calcula su posición con precisión de sincronización de las señales enviadas por los satélites GPS de altura sobre la Tierra. Cada satélite transmite continuamente mensajes que incluyen la hora en que el mensaje fue transmitido y la posición del satélite en el momento de la transmisión del mensaje.

El receptor usa los mensajes que recibe para determinar el tiempo de tránsito de cada mensaje y calcula la distancia o el alcance para cada satélite. Estas distancias, junto con las ubicaciones de los satélites, se usan para calcular la posición del receptor. La posición y alcance de un satélite definen una esfera, centrada en el satélite, con un radio igual al alcance. La posición del receptor está en algún lugar en la superficie de esta esfera. Así, con cuatro satélites, la posición indicada del receptor GPS se encuentra en o cerca de la intersección de las superficies de cuatro esferas. En el caso ideal que no haya errores, el receptor GPS estaría en una intersección precisa de las cuatro superficies.

Una de las fuentes de error más significativas es el reloj del receptor GPS. Debido al valor muy grande de la velocidad de la luz, c, las distancias estimadas del receptor GPS a los satélites, el alcance, son muy sensibles a errores en el reloj del receptor GPS; por ejemplo, un error de un microsegundo (0.000001 segundo) corresponde a un error de 300 metros (91 metros). Esto sugiere que se requiere un reloj extremadamente preciso y caro para que el receptor GPS funcione; sin embargo, los fabricantes prefieren construir receptores GPS de bajo costo para mercados de masas. Este dilema se resuelve tomando ventaja del hecho de que hay cuatro alcances.

Es probable que las superficies de las tres esferas se crucen, porque el círculo de intersección de las dos primeras esferas es normalmente bastante grande, y por lo tanto, la superficie de la tercera esfera es probable que cruce este círculo grande. Si el reloj está mal, es muy poco probable que la superficie de la esfera correspondiente al cuarto satélite inicialmente interseque cualquiera de los dos puntos de intersección de los tres primeros, porque cualquier error de reloj podría provocar que pierda su intersección en un punto. Por otro lado, si se ha encontrado una solución tal que todas las cuatro superficies esféricas se crucen al menos aproximadamente con una pequeña desviación de una intersección perfecta, entonces es muy probable que se haya encontrado una estimación precisa de la posición del receptor y que el reloj sea bastante preciso.

El sistema GPS actual se compone de tres segmentos; el segmento espacial, el segmento de control y el segmento de usuario. El segmento espacial (SS) está como se podría imaginar, integrado por los satélites GPS que orbitan. Las órbitas se centran en la Tierra, no giran con la Tierra, sino que en su lugar se fijan con respecto a las estrellas distantes. Las órbitas están dispuestas de manera que por lo menos seis satélites estén siempre dentro de la línea de visión desde casi todas partes en la superficie de la Tierra. El resultado de este objetivo es que los cuatro satélites no están espaciados de manera uniforme (90 grados) aparte dentro de cada órbita. En términos generales, la diferencia angular entre los satélites en cada órbita es de 30, 105, 120, y 105 grados de separación, que, por supuesto, suma 360 grados.

El segmento de control se compone de una estación de control maestro (MCS, por sus siglas en inglés), una estación de control maestro alternativa, cuatro antenas terrestres dedicadas, y seis estaciones de monitor dedicadas. Las trayectorias de vuelo de los satélites son seguidas por estaciones de monitoreo reservadas. A continuación, el organismo encargado de los satélites contacta cada satélite GPS regularmente con actualizaciones de navegación usando antenas de tierra dedicadas o compartidas. Estas actualizaciones sincronizan los relojes atómicos a bordo de los satélites a dentro de unos pocos nanosegundos unos de otros, y ajustar las efemérides del modelo orbital interno de cada satélite.

El segmento de usuario se compone de cientos de miles de usuarios estadounidenses y militares aliados del Servicio de Posicionamiento Preciso de GPS seguro, y decenas de millones de usuarios civiles, comerciales y científicos del Servicio de Posicionamiento Estándar. En general, los receptores GPS están compuestos de una antena, sintonizados a las frecuencias transmitidas por los satélites, receptor-procesadores, y un reloj muy estable (a menudo un oscilador de cristal). También pueden incluir una pantalla para proporcionar información de ubicación y velocidad al usuario. Cada segmento presenta error en la ecuación y, mientras que el GPS proporciona información confiable acerca de la ubicación general de un objeto, no puede proporcionar información de precisión. Por otra parte, se limita fundamentalmente en que requiere una línea de visión sin obstáculos a cada uno de al menos 4 satélites.

Para abordar algunas de las limitaciones de GPS, se ha determinado que la localización sobre la base de información de alcance (es decir, datos de video, radar, sonar o láser) puede proporcionar mejoras de posición, especialmente en situaciones urbanas o zonas al aire libre con características visibles. De acuerdo con una modalidad de la presente invención, la teenología GPS se integra perfectamente con la localización y mapeo simultáneos para proporcionar una mayor navegación, búsqueda y detección. Características claras y persistentes que pueden ser vistas por el láser u otro aparato de determinación de alcance pueden proporcionar datos muy robustos en relación con el entorno circundante. En situaciones en las que hay lugares de objetos persistentes conocidos, un láser (u otro visor de alcance) se puede integrar con los datos del GPS para reducir las variaciones en la conciencia posicional. Por ejemplo, si una señal de GPS proporciona una ubicación dentro de un número de metros y con base en esa ubicación el dispositivo debe ser capaz de identificar dos o más objetos influyentes de un lugar conocido, la información de alcance se puede usar para mejorar la precisión de la posición del GPS. Sin embargo, esta tecnología tiene limitaciones definidas, sobre todo si no hay obstáculos persistentes para que el sistema los localice una y de nuevo, la tecnología láser o de alcance en general requiere una línea de visión sin obstáculos a los objetos persistentes, así como que los objetos identificados deben estar en una ubicación conocida.

Otro tipo de sensor de posición que se contempla por la presente invención es un sensor inercial. Junto con balizas de radio y GPS, los sensores inerciales forman la base para la 'mayoría de los sistemas de navegación en aeronaves. Los sistemas inerciales funcionan con base en percepciones de movimiento; es decir, las mediciones de la aceleración y el desplazamiento desde una posición conocida. Si un objeto conoce su punto de partida, a partir de datos que proporcionen la aceleración tanto lineal como angular y las lcyes de movimiento, el desplazamiento de un objeto desde esa ubicación conocida se puede determinar. Giroscopios, tanto mecánicos como ópticos, se pueden usar para medir movimiento lineal y angular a través de aplicaciones de la ley de conservación del momento. A diferencia del GPS o la localización de alcance, los sistemas de navegación inerciales son autónomos. Es decir, que no dependen de cualquier otra fuente de información para determinar una posición de objetos. Por ejemplo, si un dispositivo equipado con un sistema de navegación inercial fue instruido a proceder desde su ubicación actual a otra ubicación medida desde su punto de origen, el dispositivo sabría cuando llegó a ese lugar, así como su posición en cualquier momento durante el movimiento, en relación a su origen. No importaría si estaba en un campo abierto o en el sótano de un edificio o en una cueva. Sin embargo, los sistemas de navegación inerciales son sólo tan buenos como los datos iniciales que se introdujeron en el sistema (su ubicación inicial) y cualquier precesión en el equipo a través del tiempo. Todos los sistemas de navegación inercial sufren de la deriva de la integración: pequeños errores en la medición de la aceleración y la velocidad angular se integran en errores progresivamente más grandes en la velocidad, que se combinan en aún mayores errores en la posición. Dado que la nueva posición se calcula a partir de la posición calculada anterior y la aceleración y la velocidad angular medidas, estos errores se acumulan más o menos proporcionalmente al momento desde que la posición inicial fue ingresada. Por lo tanto, la posición debe ser corregida periódicamente por la entrada de algún otro tipo de sistema de navegación. La precisión de la localización de un objeto varía en función de la exactitud de los datos iniciales y un punto en el que se actualizó la posición real del objeto.

Un medio relacionado para determinar la posición, y uno contemplado por la presente invención, es la navegación por estima o integración de trayectorias. En la navegación, la integración de trayectorias es el proceso de calcular la posición actual de uno mediante el uso de una posición previamente determinada, o fija, y el avance de esa posición con base en las velocidades conocidas o estimadas a través del tiempo y el curso transcurridos. Los animales y los seres humanos instintivamente practican integración de trayectorias. Por ejemplo, cuando usted se levanta de un escritorio y va por el pasillo hasta la habitación de café, usted registra la distancia de viaje, se vuelve y se detiene. Si usted quisiera hacer el mismo viaje con los ojos cerrados, la exactitud seguramente sufriría, pero la mayoría de las personas sería capaz de recrear su trayectoria y/o entender su posición.

La integración de trayectorias está sujeta a errores acumulados. Mientras que el uso de GPS y otros recursos posicionales han hecho la sencilla navegación a estima aparentemente obsoleta, para la mayoría de los propósitos, la navegación a estima puede proporcionar información direccional e información posicional muy precisas La navegación a estima puede dar la mejor información disponible sobre la posición, pero está sujeta a errores significativos debido a muchos factores, ya que tanto la velocidad como la dirección deben ser conocidas con precisión en todos los instantes para que la posición se determine con precisión. Por ejemplo, si el desplazamiento se mide por el número de rotaciones de una rueda, cualquier discrepancia entre el diámetro real y asumido, debido tal vez al grado de inflación y desgaste, será una fuente de error. Como cada estimación de posición es relativa a la anterior, los errores son acumulativos.

La navegación a estima se puede implementar para superar las limitaciones de la teenología GPS. Señales de microondas por satélite no están disponibles en estacionamientos y túneles, y, a menudo son severamente degradadas en cañones urbanos y cerca de los árboles debido a las líneas de visión bloqueadas a los satélites o la propagación multi-trayectorias. En un sistema de navegación a estima, el sistema está equipado con sensores que conocen el diámetro de la rueda y graban las rotaciones de las ruedas y la dirección de la dirección. El sistema de navegación usa después un filtro de Kalman, que es un algoritmo que usa una serie de mediciones observadas a través del tiempo, que contiene ruido (variaciones aleatorias) y otras inexactitudes, y produce estimaciones de las variables desconocidas que tienden a ser más precisas que las basadas en una sola medición, para integrar los datos de los sensores disponibles con la información de posición de vez en cuando no disponible en una posición fija combinada. Usando este método, un sistema de navegación en un coche, por ejemplo, puede tolerar entrar en un túnel o viajar entre grandes edificios que de otra manera oscurecerían la señal GPS.

Otro componente del enfoque de posicionamiento de colaboración de la presente invención implica el uso de tecnología de clasificación activa, tal como una etiqueta de identificación (ID) por radiofrecuencia (RF) de banda ultra ancha (UWB) (colectivamente RFID). Un sistema RFID consiste en etiquetas, un lector con una antena, y software como un controlador y iddleware. La función principal del sistema RFID es recuperar información (ID) de una etiqueta (también conocido como un transpondedor) . Las etiquetas son generalmente fijadas a objetos tales como bienes o animales de modo que se haga posible ubicar el lugar donde los bienes y los animales no tienen línea de visión directa. Una etiqueta puede incluir información adicional a la ID. Como se apreciará por un experto razonable en la téenica relevante, otra tecnología de clasificación activa es igualmente aplicable a la presente invención y se contempla en su uso. El uso del término "etiquetas" o "etiquetas de RFID", o similares, es meramente ejemplar y no debe considerarse como limitante del alcance de la presente invención.

Un lector de RFID junto con una antena lee (o interroga) las etiquetas. Una antena es a veces tratada como una parte separada de un sistema RFID. Sin embargo, es más apropiado considerarla como una característica integral tanto en lectores como en etiquetas ya que es esencial para la comunicación entre ellos. Hay dos métodos para comunicarse entre los lectores y las etiquetas; acoplamiento inductivo y ondas electromagnéticas. En el primer caso, la bobina de antena del lector induce un campo magnético en la bobina de antena de la etiqueta. La etiqueta usa después la energía de campo inducida para comunicar datos de vuelta al lector. Debido a esta razón, el acoplamiento inductivo sólo se aplica en comunicación de unas pocas decenas de centímetro. En el segundo caso, el lector irradia la energía en forma de ondas electromagnéticas que poseen oportunidades de alcance mucho más largo. Una parte de la energía es absorbida por la etiqueta para activar el circuito de la etiqueta. Después de que la etiqueta se despierta, parte de la energía se refleja de vuelta al lector. La energía reflejada se puede modular para transferir los datos contenidos en la etiqueta.

En una implementación de la presente invención, una etiqueta RFID o UWB puede no sólo estar asociada con un elemento de infraestructura estacionario con una posición precisa y conocida, sino que también puede proporcionar el posicionamiento relativo activo entre objetos. Por otra parte, la etiqueta puede ser conectada a un sistema de seguimiento centralizado para transmitir datos de interacción Cuando un objeto móvil interactúa con la etiqueta de una posición conocida, las variaciones en los datos de posición del objeto pueden ser refinadas. Del mismo modo, una etiqueta puede transmitir entre los objetos posición relativa y movimiento relativo. Tales etiquetas poseen baja detectabilidad y no se limitan a la línea de visión ni son vulnerables a la interferencia. Y, dependiendo de cómo se monte y el terreno en el que se implemente, un sistema de etiqueta y seguimiento pueden permitir la interacción etiqueta/usuario en cualquier lugar de un radio de 61 metros a 3 kilómetros de posicionamiento preciso. En la actualidad, las etiquetas ofrecen precisión de posición relativa de aproximadamente +/- 12 cm para cada objeto interactivo equipado con una etiqueta. Como se apreciará por alguien de habilidad razonable en la téenica pertinente, el uso del término objeto no se pretende que sea limitante de ninguna manera. Aunque la presente invención se describe a modo de ejemplos en los que los objetos pueden ser representados por vehículos o teléfonos celulares, un objeto debe interpretarse como una entidad arbitraria que puede implementar los conceptos inventivos presentados en el presente documento. Por ejemplo, un objeto puede ser un robot, vehículo, avión, barco, bicicleta, u otro dispositivo o entidad que se mueva en relación a otro. La colaboración y la comunicación descritas en la presente pueden involucrar múltiples modalidades de comunicación a través de una pluralidad de medios.

Como se discutió previamente, los enfoques de fusión de sensores convencionales implican la recepción y transmisión continuas de datos en bruto detallados que requiere sistemas de comunicaciones de banda ancha. Los sistemas de comunicaciones de banda ancha son muy caros y este enfoque a menudo impone una alta carga de trabajo en los usuarios o analistas para extraer ideas relevantes a nivel local a través de incluso unas pocas modalidades a usuarios geográficamente separados. Por otra parte, las estrategias existentes no responden a las preguntas "¿A dónde voy (o no voy) a partir de aquí?" o "¿Qué se está moviendo hacia mí?" en el momento oportuno.

La figura 1 presenta un diagrama de bloques de alto nivel de un sistema 100 para el posicionamiento espacial de colaboración de acuerdo con una modalidad de la presente invención. De acuerdo con una modalidad de la presente invención, un objeto 110 puede emplear posicionamiento espacial de colaboración mediante la recepción de información de posición a partir de uno o más recursos de determinación de posición 150. Estos recursos pueden, en una modalidad de la presente invención, incluir satélites de posicionamiento global 120, integración de rutas 130, sistemas de navegación inercial 140, localización de etiquetas de banda ultra ancha 160 y localización de alcance 170.

Como se describe en la presente, la presente invención combina las diversas formas de datos de posición para llegar a una representación espacial de un objeto en su entorno. En un caso esa representación puede basarse globalmente o espacialmente, sin embargo, en otros casos, la representación puede basarse en un conjunto diferente de indicadores de referencia o un objeto puede generar su propio marco de referencia. De hecho, la presente invención contempla escenarios en los que uno o más objetos o grupos de objetos, puede funcionar o generar diferentes marcos de referencia (la conciencia espacial) que se integren a la perfección.

En una implementación de la presente invención, el objeto 110 recibe información o datos de posición de varios recursos de determinación de posición 150 que ayuda en la determinación del objeto de su localización espacial. Como un experto razonable en la téenica relativa apreciará, y como se discutió anteriormente, cada recurso de determinación de posición 150 posee ventajas y desventajas. GPS 120, por ejemplo, requiere una línea de visión sin obstáculos a (óptimamente) 4 satélites en órbita que cada uno transmiten señales de identificación separadas y en tiempo. Con base en el retardo de la recepción de las señales recibidas, el receptor puede calcular una ubicación probabilística. Pero, si el objeto 110 entrara en un edificio o región en la que la línea de visión entre estos satélites fuera obstruida o ofuscada, la determinación de posición se vuelve poco fiable. Por otra parte, a pesar de la aceptación mundial del GPS para los servicios de localización generales, no proporciona una precisión adecuada para los movimientos de precisión.

De manera similar, el objeto 110 puede recibir información de posición desde un sistema de navegación inercial 140. A diferencia del GPS 120, un sistema de navegación inercial mide aceleraciones y tiempo para determinar el desplazamiento relativo del objeto 110 desde una posición de partida inicial. Por lo tanto, entrar en un edificio, cueva o bajo un dosel de árboles no afecta a la operación de un sistema de este tipo. Sin embargo, el sistema está limitado no sólo por la exactitud de su punto de partida, sino también por su capacidad para mantener una plataforma estable. Si la ubicación de su punto de iniciación está en error, entonces su determinación del movimiento basado en la posición desplazada también está en error. Estas plataformas también son conocidas la precesión, lo que significa que con el tiempo el sistema es cada vez menos preciso. Esta precesión se magnifica si la precisión del punto de partida es cuestionable. Si el sistema, durante el funcionamiento, se actualiza para proporcionar parámetros para su variación, se puede asumir que la actualización es precisa y por lo tanto la diferencia desde donde está, con base en la actualización, y dónde se cree que debería ser, se basa en la deriva en el sistema. El sistema puede entonces continuar para ajustar tal deriva. Sin embargo, si la ubicación inicial fue inexacta, una actualización puede introducir errores en lugar de eliminar el error, haciendo que el sistema sea más inexacto que si simplemente se dejara solo. Como un experto razonable en la téenica apreciará, como con GPS, los sistemas de navegación inercial también tienen sus limitaciones.

La presente invención integra información de posición desde una pluralidad de fuentes para determinar la localización espacial 110 del objeto. GPS 120, sistemas de navegaciones inerciales 140, integración de trayectorias 130, localización de alcance 170, y otros recursos determinantes de posición 150 son sintetizados por el proceso de posicionamiento espacial de colaboración para llegar a una posición óptima, fiable y precisa. Esta síntesis incluye ponderar cada fuente en función de su exactitud percibida y la variación histórica. Al hacerlo, la determinación y la precisión de la posición de un objeto se pueden mantener a pesar de diversos grados de exactitud y fiabilidad de cualquier recurso de determinación de posición. De acuerdo con otra modalidad de la presente invención, el proceso por el cual se combinan los recursos determinantes de posición 150 también puede basarse en un acuerdo o desacuerdo entre los recursos en cuanto a la ubicación del objeto. Por ejemplo, si tres de los cuatro recursos posicionales están de acuerdo en cuanto a la ubicación del objeto, la cuarta determinación puede descartarse como probablemente siendo un error. Sin embargo, la determinación de en qué recurso confiar se hace más difícil cuando hay múltiples conflictos o múltiples acuerdos en cuanto a una ubicación diferente del objeto. De acuerdo con una modalidad de la presente invención, los recursos determinantes de posición se priorizan con base en una pluralidad de factores. Con el uso de este tipo de programa de prioridad, se puede hacer una determinación en cuanto a en qué recurso (o combinación de recursos) confiar si existiera un conflicto entre las determinaciones de posición individuales. Por ejemplo, una determinación por GPS de la posición de un objeto (aunque imprecisa) generalmente puede estar de acuerdo con una determinación de sistemas de detección de la visión. Pero ambos están en desacuerdo con la producida por un sistema láser que, si bien es muy precisa, posee ambigüedad en cuanto a qué objetivo está midiendo. Por lo tanto, una o más modalidades de la presente invención asignan y evalúan un valor en cada recurso de determinación de posición y luego equilibran estas determinaciones para llegar a la ubicación más alta probable. Mediante la combinación de recursos de determinación de posición, de tal manera esos sensores que proporcionan informes inequívocos tales como etiquetas de UWB, RFID, GPS y similares, puede ser demandados para proporcionar una ubicación 'bruta' de un objetivo y luego los recursos que posean más precisión (aunque a veces ambigua) se pueden usar para refinar la información de localización.

Por ejemplo, un objeto puede ser capaz de determinar la ubicación de otro objeto o destino cercano usando etiquetas UWB o GPS a menos de 2 metros. Usando esa información, un telémetro láser puede ser entrenado a esa ubicación general para reducir la exactitud de la información de localización a milímetros. Sin embargo, si el láser se usa de forma independiente podría tan solo identificar otro objetivo tres metros a la izquierda porque el campo de visión del láser es muy estrecho. Pueden desarrollarse y establecerse reglas en cuanto a la colaboración de los recursos determinantes posicionales.

La presente invención va más allá de la fusión de los datos sensoriales al también capturar y usar de la conciencia posicional de otros objetos en el sistema 100. Esta comunicación de igual a igual permite que los objetos de otra manera aislados determinen una determinación de posición precisa con base no sólo en datos sensoriales internos, sino la determinación de posición y datos de uno o más de otros objetos o nodos.

De acuerdo con una modalidad de la presente invención, y como se muestra en la figura 1, se establece un enlace de comunicación entre otros de posicionamiento espacial de colaboración 110, 180. En una implementación de la presente invención, una etiqueta UWB 160 proporciona un medio mediante el cual es posible el intercambio de datos y la conciencia posicional entre dos o más objetos dentro del sistema 100. La naturaleza colaborativa del intercambio de datos entre los objetos permite a cada objeto no sólo determinar su posición relativa de forma independiente, sino aumentar recursos y exactitud adicionales mediante la vinculación a la de otro objeto. Por otra parte, cada objeto puede proporcionar al otro no sólo su posición en un sentido espacial, sino su posición local relativa. Por ejemplo, dos objetos vinculados pueden saber dentro de una certeza su ubicación espacial dentro de un metro, pero al mismo tiempo ser capaces de proporcionar una posición relativa con una precisión de unos pocos centímetros. Además, la vinculación a objetos adicionales puede permitir a un solo objeto determinar su posición relativa y, en algunos casos, su posición espacial. En otros casos de la presente invención, tal enlace de comunicación entre otros objetos se puede usar para proporcionar datos adicionales para mejorar las capacidades internas de determinación posicionales. Por otra parte, los datos que se transmitan pueden estar en diversos niveles de especificidad. Por ejemplo, en una modalidad de la presente invención, cada objeto puede determinar independientemente su posición espacial. Ese objeto puede entonces transmitir su determinación de su posición en el espacio a otros objetos dentro del mismo marco de referencia. Alternativamente, y de acuerdo con otra modalidad de la presente invención, los objetos pueden transmitir datos de posición específicos acerca de su posición espacial que luego se pueden usar discrecionalmente por otros objetos. Por ejemplo, un objeto puede transmitir que, dentro de un marco de referencia determinado, su ubicación sea X con un cierto grado de variación. Alternativamente, o además, también puede transmitir información de GPS, información de inercia, información de triangulación de alcance, etc., de modo que la entidad receptora pueda entonces usar o descartar la información específica con base en la precisión o los datos que requiera para mejorar su propia conciencia espacial. Esta combinación de los datos de posición relativa precisos combinados con una determinación de la posición espacial de colaboración permite a modalidades de la presente invención integrar con precisión movimiento y actividades combinados, incluyendo comportamiento predictivo e interacciones.

Cabe recordar que, si bien la invención ha sido, y será, mostrada y descrita particularmente con referencia a modalidades, se entenderá por los expertos en la téenica que otros diversos cambios en la forma y detalles pueden hacerse sin apartarse del espíritu y alcance de la invención.

Para comprender mejor las complejidades del sistema de posicionamiento espacial de colaboración y de resolución de conflictos probabilísticos de la presente invención, consideremos el siguiente ejemplo simplificado. La figura 2 muestra un entorno urbano improvisado en el que la resolución de conflictos basada en la determinación del comportamiento del objeto y posicionamiento relativo de colaboración de acuerdo con una modalidad de la presente invención pueden ser implementados.

Supongamos que una pluralidad de objetos 210, 220, 240, 250, 260, 270 existe en la que cada uno posee internamente la capacidad de usar uno o más recursos de posición para determinar su localización espacial. Por ejemplo, cada objeto puede poseer un receptor GPS, sistemas inerciales, localización láser, teenología de navegación a estima, y similares, y además estar equipado con una etiqueta de UWB para la comunicación interactiva. Cada uno, sin embargo, tiene diferentes capacidades para utiliza cada uno de sus recursos. Por ejemplo, dos de los objetos 210, 220 pueden estar en un lugar, un edificio, por ejemplo, donde la señal GPS no esté disponible o donde haya oportunidades de localización de alcance limitadas, pero cada uno posee datos precisos con respecto al entorno local. En esencia, no pueden determinar de forma independiente su posición en el espacio. Es decir, pueden tener un mapa del entorno, pero no saben, con ninguna exactitud, dónde están en el mapa. Un tercer y cuarto objetos 240, 250 poseen una ubicación GPS, pero teniendo en cuenta la intensidad de la señal y la interferencia, su precisión es cuestionable. Sin embargo, estos dos objetos 240, 250 se encuentran dentro del alcance de marcadores de posición 230, 235 conocidos. Los marcadores poseen una localización espacial conocida, y usando teenología de localización relativa, los objetos cercanos a la etiqueta, a pesar de tener una mala recepción GPS, pueden determinar con precisión su ubicación.

Como apreciará un experto razonable en la técnica relativa, determinar una posición espacial sobre la base de información de alcance requiere tres fuentes independientes. Un objeto que reciba una señal desde un transmisor puede determinar que es de un cierto alcance a partir de ese transmisor. Conociendo la ubicación del transmisor, el receptor puede concluir que su posición está en la superficie de una esfera cuyo radio es el alcance de transmisión y cuyo origen es la ubicación del transmisor. Recibir información de dos de tales fuentes proporciona la intersección de dos esferas que forma un círculo. Por lo tanto, el receptor en este ejemplo reside en algún lugar en el círculo de intersección. Idealmente, tres esferas de intersección identifica el punto en el que reside el receptor. Sin embargo, es posible usar la determinación independiente de un objeto de su ubicación espacial para reducir el locus de los puntos de donde se encuentra. Un objeto que reciba información de alcance a partir de dos posiciones conocidas 230, 235 sabe que existe en un círculo definido por la intersección de dos esferas. Pero en sí posee información sobre su ubicación espacial que se puede integrar con la información recibida para refinar su ubicación espacial.

Siguiendo con el ejemplo mostrado en la figura 2, supóngase además que dos objetos cercanos 240, 250 estén en comunicación uno con el otro y ambos estén en comunicación con marcadores fijos (farolas) 230, 235. Sin embargo, como se ha indicado anteriormente, los recursos geoespaciales independientes (GPS) de los dos objetos 240, 250 no son fiable. Sin embargo, cada uno puede actuar como una tercera fuente de datos de posición para ayudar al otro a llegar a una ubicación geoespacial más refinada y precisa. Como se ha mencionado, los datos recibidos desde los marcadores de ubicación fija 230, 235 proporcionan una ubicación de intersección de un círculo. Desde la perspectiva del primer objeto 230, información de alcance del otro objeto 250 puede resultar en una ubicación geoespacial definitiva. Esa información, combinada con sus variaciones internas puede proporcionar a ese objeto 230 una mejor y más refinada determinación de su ubicación. Este tipo de localización espacial de igual a igual se puede usar para determinar la ubicación de un objeto ausente de cualquier comunicación a un marcador fijo. Entre mayor interacción entre objetos, más exacta es la ubicación.

De acuerdo con una modalidad de la presente invención, la información de posición de un objeto 240 determinada en parte por los marcadores 230, 235 y su GPS (o interacción con otros objetos) puede transmitirse a través de una comunicación de igual a igual a otros objetos 270, 250, 220. El coche 250 junto a los marcadores 230, 235 también poseerá datos de posición precisos determinados a partir de los marcadores 230, 235 y otros objetos cercanos. Sin embargo, el coche en la intersección 270, y más importantemente el objeto dentro del edificio 220, puede encontrar los datos de posición poseídos por otro objeto muy valioso. Con estos datos posicionales relativos, los demás objetos 220 pueden determinar su ubicación espacial que sea a partir de entonces complementada con sus sistemas internos para ayudar en la conciencia posicional. Además, un objeto que esté más aislado en el edificio 210 puede usar la información que se transmita a través de una cadena de margarita o una red de malla para obtener información posicional exacta.

De la misma manera, una persona que no pueda determinar de forma independiente su posición a partir de GPS u otras fuentes puede aprovechar el espacio conocido de los objetos cercanos. La persona en el vestíbulo del edificio puede, de acuerdo con una modalidad de la presente invención, determinar su ubicación a pesar de su incapacidad para recibir ningún dato de GPS, ya que puede recibir datos de otros objetos 270, 290, 240, 230, 235 cercanos cuya posición se conozca. Con su posición conocida y poscyendo un mapa de su entorno local, puede navegar con una gran cantidad de precisión a las zonas sin ningún apoyo espacial tradicional. Y a medida que la persona en el vestíbulo 220 ahora sabe su ubicación geoespacial puede transmitir esa información a otros objetos aislados 210. Si, por ejemplo, la persona en el tercer piso 210 puede recibir datos de la persona en el vestíbulo 220 y otras dos personas, también puede determinar su ubicación geoespacial. Este proceso se puede conectarse en cadena con el fin de proporcionar la ubicación geoespacial basada en fuentes que a su vez hayan determinado su ubicación espacial a partir de fuentes indirectas.

Los datos de posición espacial y relativa pueden ser transmitidos desde y entre otros objetos aislados. Por ejemplo, un coche situado en un garaje de estacionamiento 260 puede incluir un aparato o sistema de posicionamiento espacial de colaboración, al igual que un teléfono celular portado por su conductor. Mientras es conducido, el coche puede obtener señales de GPS y, al entrar en el garaje, el coche puede usar la integración de trayectorias de navegación inercial para en general determinar su posición dentro del garaje. Usando los datos de los objetos cercanos ya sea fijos o de otro tipo, estos objetos pueden determinar y perfeccionar su localización espacial. Por otra parte, el individuo dentro del edificio 210 también puede establecer los datos de localización relativa con el coche 260 en caso de que tengan que reunirse al final del día.

De acuerdo con una modalidad de la presente invención, cada uno de los objetos representados en la figura 2 posee la capacidad de crear y poseer una representación de conciencia espacial orientada céntrica del entorno local. Cuando un objeto posee una representación tal de la ubicación relativa y el movimiento de los objetos a su alrededor, ese objeto puede determinar de forma autónoma si existe un conflicto probabilístico que justifique la modificación del comportamiento. Para los efectos de la solicitud, un conflicto probabilístico es una determinación algorítmica de que dos objetos dentro de la representación espacial interactuarán/chocarán/entrarán en conflicto. Una persona con experiencia razonable en la materia relevante apreciará que la recopilación y el análisis de los datos en una base de tiempo real rendirán probabilidades estadísticas en lugar de las determinaciones del evento de línea brillante. Por otra parte, la determinación de lo que es estadísticamente significativo para un objeto o una acción puede ser diferente de otro. Por ejemplo, la velocidad a la que el objeto está viajando y la velocidad de reacción del objeto pueden necesitar considerar y reaccionar a más conflictos potenciales, mientras que un objeto que se mueva más lento o con la capacidad de eliminarse rápidamente del entorno puede tener un nivel mucho más alto de verosimilitud de conflicto antes de que se tomen medidas.

Con el uso de protocolos predeterminados, la presente invención examina continuamente los resultados contradictorios probables y, una vez que un resultado o interacción cumple o excede un nivel de probabilidad, la presente invención inicia un proceso por el cual se modifica el comportamiento de uno o más de los objetos implicados.

Por ejemplo, volviendo a la figura 2, considérese que una persona que lleve un teléfono celular 240 esté caminando por la acera y se proyecte para cruzar la calle en la intersección. Al mismo tiempo, un automóvil 290 se desplaza hacia la intersección. Ambos objetos poseen diversos recursos que determinan la posición y están equipados con etiquetas UWB por lo que no sólo actualizan y verifican su exactitud posicional, sino que transmiten uno o otro su ubicación y movimiento relativo. Ambos objetos 240, 290 crean su propia representación de la conciencia espacial centrada de objeto, que incluye la posición y el movimiento de desplazamiento del otro. De acuerdo con una modalidad de la presente invención, ambos objetos determinan independientemente que existe una alta probabilidad de que un conflicto entre los dos objetos 240, 290 se produzca. De acuerdo con una modalidad de la presente invención, una vez que un conflicto se reconozca y alcance cierto umbral de probabilidad de que se produzca un conflicto, cada objeto, independientemente, puede modificar su comportamiento para resolver, prevenir o mitigar el conflicto. En este caso, el teléfono celular podría emitir algún tipo de alerta para ayudar al individuo a no entrar en la intersección. El automóvil también puede emitir al conductor una alerta para reducir la velocidad o ceder el paso. Por otra parte, si el conflicto persiste, el automóvil puede iniciar un proceso por el cual se ralentice o se detenga para evitar una colisión con independencia de las acciones de su conductor. Si un objeto actúa antes que el otro y resuelve o elimina el conflicto, el otro objeto puede llegar a la conclusión de que no hay que tomar más medidas.

Como se ha mencionado, un aspecto de la presente invención es su capacidad para compartir y usar datos espaciales y de relación de manera colaborativa con el fin de identificar y resolver los posibles conflictos. Para entender mejor cómo la presente invención identifica y resuelve estos conceptos, considérese lo siguiente. La figura 3 muestra un alto nivel de representación de una interacción red de malla de una pluralidad de objetos que poseen teenología de posicionamiento espacial de colaboración En la parte superior de la figura 3, cuatro objetos 310, 320, 330, 340 están dentro del alcance de colaboración entre sí y están cada uno comunicativamente enlazados formando lo que una persona con experiencia razonable en la materia reconocería como una red de malla.

Alrededor de cada objeto 310, 320, 330, 340 está un anillo 315, 325, 335, 345 que representa la variación, o error, de la determinación independiente de cada objeto de su posición espacial. Además, cada objeto incluye una flecha 350, 360, 370, 380 que representa el movimiento relativo de cada objeto. Cuando los objetos entran dentro del alcance de comunicación de cada otro, nuevos objetos son unidos a una malla existente mientras que otros salen de la red. Mientras que uno abstractamente podría ver una red de malla como un número infinito de nodos, es poco probable que una red de este tipo sea factible. Un escenario más probable es una red de malla basada en un nodo de control central o regional o malla autónoma con un número limitado de nodos. En el ejemplo más adelante, un nodo se establece como un nodo de control, mientras que un número finito de nodos cliente o esclavo forman la malla. A medida que nuevos nodos entran o salen de la relación, el control de la malla se vuelve a evaluar al igual que la interacción y la superposición de redes de malla. Además, pueden existir nodos en dos o más redes de malla que resulten en una superposición de transferencia de datos. Obviamente, colisiones de paquetes y datos dentro de las redes de este tipo deben ser resueltas y están más allá del alcance de esta discusión. Para los fines de la presente invención, supóngase que los objetos que se muestran en la figura 3 puedan formar y mantener una red de malla operable para apoyar la interacción de datos entre los nodos de la red.

De este modo, los datos espaciales y traslacionales relevantes pueden ser transmitidos de un objeto a otro. La representación inferior de la red de malla de la figura 3 muestra las variaciones modificadas 315, 325, 335, 345 para cada objeto 310, 320, 330, 340 sobre la base de los datos espaciales y relaciónales recién adquiridos. Por ejemplo, la variación 315 de un objeto 310 puede disminuir para formar una nueva variación 317 basándose en la información recién adquirida. Al cambiar la red, las variaciones pueden aumentar también 337. Cuando nuevos nodos 390 (y sus variaciones 395) entran en la red, el intercambio de datos relaciónales y espaciales permite una modificación continua de la capacidad de cada objeto para determinar su posición en espacial colaborativa y, en una modalidad, afectar a su comportamiento.

La figura 4 es un diagrama de flujo que representa un ejemplo de la metodología que puede ser usada para colaborar información de posición de acuerdo con la presente invención. Se entenderá por un experto razonable en la téenica relevante que cada bloque de las ilustraciones del diagrama de flujo, y las combinaciones de bloques en las ilustraciones del diagrama de flujo (y otras ilustraciones de diagrama de flujo en esta solicitud), puede ser implementado por instrucciones de programa de computadora. Estas instrucciones de programa de computadora pueden ser cargados en una computadora u otro aparato programable para producir una máquina de tal manera que las instrucciones que se ejecuten en la computadora u otro aparato programable creen medios para implementar las funciones especificadas en el bloque o bloques del diagrama de flujo. Estas instrucciones de programa de computadora también pueden almacenarse en una memoria legible por computadora que puede dirigir una computadora u otro aparato programable para funcionar de una manera particular de forma que las instrucciones almacenadas en la memoria legible por computadora produzcan un artículo de fabricación, incluyendo medios de instrucción que implementen la función especificada en el bloque o bloques del diagrama de flujo. Las instrucciones de programa de computadora también pueden ser cargadas en una computadora u otro aparato programable para provocar una serie de pasos operacionales a realizarse en la computadora o en otro aparato programable para producir un proceso implementado por computadora tal que las instrucciones que se ejecuten en la computadora u otro aparato programable proporcionen pasos para implementar las funciones especificadas en el bloque o bloques del diagrama de flujo.

En consecuencia, los bloques de las ilustraciones del diagrama de flujo soportan combinaciones de medios para realizar las funciones y combinaciones de pasos especificadas para llevar a cabo las funciones especificadas. También se entenderá que cada bloque de las ilustraciones del diagrama de flujo, y las combinaciones de bloques en las ilustraciones del diagrama de flujo, puede ser implementadas por hardware de propósito especial o sistemas informáticos basados en firmware que realicen las funciones o pasos especificadas, o combinaciones de hardware de propósito especial e instrucciones de computadora.

Algunas partes de esta descripción se presentan en términos de algoritmos o representaciones simbólicas de operaciones sobre datos almacenados como bits o señales digitales binarias dentro de una memoria de máquina (por ejemplo, una memoria de computadora). Estos algoritmos o representaciones simbólicas son ejemplos de téenicas usadas por los expertos normales en las técnicas de procesamiento de datos para transmitir la sustancia de su trabajo a otros expertos en la técnica. En la presente memoria, un "algoritmo" es una secuencia auto-consistente de las operaciones o procesamiento similar que conducen a un resultado deseado. En este contexto, algoritmos y operaciones implican la manipulación de elementos de información. Típicamente, pero no necesariamente, los elementos pueden tomar la forma de señales eléctricas, magnéticas u ópticas capaces de ser almacenadas, visitadas, transferidas, combinadas, comparadas o manipuladas de otra manera por una máquina. Es conveniente, a veces, principalmente por razones de uso común, referirse a este tipo de señales usando palabras como "datos", "contenido", "bits", "valores", "elementos", "símbolos", "caracteres" "términos", "números", "numerales", "palabras", o similares. Estas palabras específicas, sin embargo, son meramente etiquetas convenientes y deben ser asociadas con elementos de información adecuados.

A menos que se especifique lo contrario, las discusiones en el presente documento usando palabras como "procesamiento", "computación", "cálculo", "determinación", "presentación", "muestra", o similares, puede referirse a acciones o procesos de un máquina (por ejemplo, un computadora) que manipule o transforme los datos representados como cantidades físicas (por ejemplo, electrónicas, magnéticas u ópticas) dentro de una o más memorias (por ejemplo, memoria volátil, memoria no volátil o una combinación de las mismas) , registros, u otros componentes de la máquina que reciban, almacenen, transmitan o muestren información.

Un proceso ejemplar para el posicionamiento espacial de colaboración de acuerdo con la presente invención comienza 405 con la colección 410 de información de posición de una o más téenicas o recursos de determinación de posición dispares. Estos recursos pueden incluir sistemas inerciales, GPS, integración de trayectorias, localización de alcance, y similares. Para un objeto, variaciones de posición para cada uno de los recursos de información de posición se determinan 430 de modo que la información proporcionada por cada uno de los recursos pueda ser ponderada y valorada por el objeto. Aquellas con un alto grado de precisión y fiabilidad se suelen ponderar y valorar más que aquellas con menor precisión y menor fiabilidad. Estas variaciones se controlan y actualizan continuamente de manera que la posición espacial calculada se optimice.

La información sobre la posición, una vez evaluada y ponderada, se combina posteriormente 450 para determinar para un objeto su posición en el espacio. Además de las variaciones individuales de cada fuente de información, la determinación global de la posición está limitada a fin de transmitir a los demás objetos el grado de precisión por el cual un objeto está transmitiendo su posición.

Los objetos se acoplan comunicativamente 470 con el fin de intercambiar 490 información sobre la posición espacial y relacional que puede ser luego usada para refinar cada la localización espacial y conciencia espacial de cada objeto. La precisión y la fiabilidad de esta información también se transmiten de manera que el objeto receptor pueda determinar el valor de la información transmitida.

La presente invención se integra datos de posición relacional localizada con datos de sensores fusionados relativos a posicionamiento espacial. Al hacerlo, los objetos no sólo son capaces de determinar con mayor precisión su localización espacial y movimiento relativo en una variedad de entornos, sino que, cuando sea necesario, modificar su comportamiento basado en la ubicación y el movimiento relativo de los objetos cercanos.

La figura 5 es una representación de alto nivel de una pluralidad de objetos usando resolución de conflictos basada en determinación del comportamiento objeto y posicionamiento relativo de colaboración de acuerdo con una modalidad de la presente invención. En la representación de la figura 5 seis (6) objetos 510, 520, 530, 540, 550, 560 están operando en la misma ubicación geográfica. Un experto en la téenica relativa apreciará que la ubicación geográfica "local" está, para el propósito de la presente invención, sólo limitada por la tecnología comunicativa. En un caso los objetos pueden estar a pocos metros el uno del otro y en otros casos a kilómetros de distancia.

La figura 5 indica además que cada objeto posee un cierto rango de conciencia centrada alrededor de ese objeto. Por ejemplo, supóngase que el objeto central 510 esté de forma independiente al tanto de cada uno de los objetos restantes 520, 530, 540, 550, 560 mientras que el objeto 560 en el cuadrante inferior izquierdo posea un rango de conciencia 580 de que sólo sea suficiente para capturar el conocimiento de tres objetos cercanos 510, 540, 550. De acuerdo con una modalidad de la presente invención, estos objetos cercanos 510, 540, 550 pueden transmitir información a un objeto distante 560 para mejorar la capacidad de ese objeto para determinar su conciencia espacial. De esa manera, un objeto 560 puede saber y entender la posición y el movimiento relativo de un objeto distante 520. Después puede determinar de forma independiente si esa pista es de importancia o si debe ser ignorada. Es decir, que a través de la comunicación de igual a igual un objeto 560 puede llegar a ser consciente de otro 520 a pesar de que no se pueda detectar ese objeto 520 de manera independiente. Por otra parte, si ese objeto y su movimiento relativo es de ninguna consecuencia, puede ser ignorado o retirado de la representación espacial. Sin embargo, si la posición relativa, dirección y velocidad de ese objeto 520 son de un alcance que, en caso de que continúe en su trayectoria actual, se convertirá en un conflicto, la presente invención permite que cada objeto 520, 560 reaccione, a pesar de que ninguno de ellos pueda detectar al otro de forma independiente. Por ejemplo, un objeto puede estar viajando tan rápido que para el momento en que sea localmente independientemente identificado por el otro objeto 520 una colisión pueda ser demasiado impredecible.

La detección y la interacción con los objetos cercanos permite a cada objeto desarrollar una representación espacial de su entorno y reaccionar en consecuencia. Como se muestra en la figura 5 y de acuerdo con una modalidad de la presente invención, la conciencia de cada objeto de los objetos cercanos no sólo incluye su posición relativa, sino también el estado del objeto. Es decir el movimiento relativo, velocidad, objetivo de la misión, tiempo de reacción, capacidades del objeto, y similares. El movimiento de cada objeto se muestra en la representación de la figura 5 como una gran flecha 515, 525, 535, 545, 555, 565. A medida que los objetos interactúan y refinan su posición espacial, recogen además información tal como la velocidad y dirección de desplazamiento de objetos cercanos. Esto permite a cada objeto crear una representación espacial local o conciencia de su entorno y la búsqueda de conflictos probabilísticos.

La figura 6 es una representación relacional céntrica de objeto de la pluralidad de objetos cercanos que se muestran en la figura 5, como se puede determinar de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La representación que se muestra en la figura 6 es céntrica de objeto sobre el objeto más a la izquierda 540 en la figura 5.

Es decir, que la representación de la figura 6 proporciona información relacional respecto a los objetos cercanos desde el punto de vista de un objeto 540. Si bien la representación espacial de cada objeto puede representar los mismos datos, cada uno sería diferente e independiente. Además, cada uno puede tener diferentes variaciones en la fiabilidad y exactitud posicional. Pasando a la figura 6, el objeto central 540 detecta cinco (5) otros objetos cercanos. Desde su punto de vista, tres objetos 510, 520, 530 están en su lado izquierdo y dos 550, 560 están a su derecha. Todos los objetos están o bien al tanto de su posición o por delante de su posición. Por lo tanto, la representación espacial proporciona al objeto centrado en 540 datos de posición relacional con respecto a cada objeto cercano.

La representación de cada objeto cercano 510, 520 530, 550, 560 incluye además atributos de los objetos, incluyendo movimiento del objeto. En esta modalidad de la presente invención, el movimiento relativo de cada objeto cercano se muestra por una flecha 615, 625, 635, 655, 665 en donde la longitud de la flecha representa la velocidad relativa a la velocidad y dirección del objeto central 645. Por ejemplo, el movimiento del objeto más a la izquierda 530 y el del objeto del centro 540 son esencialmente paralelos. Sin embargo, el objeto más a la izquierda 530 se mueve considerablemente más lento que el objeto central 540 como se ve por una comparación del tamaño de las dos flechas de dirección 635, 645. Del mismo modo, la velocidad del objeto central 540 y el objeto inferior derecho 560 son similares, pero cada uno está orientado en una dirección diferente. En otra modalidad de la presente invención, la representación espacial que se muestra en la figura 6 puede ser puramente céntrica de objeto mientras que en otra, puede usar un marco de referencia común.

La representación espacial que se muestra en la figura 6 puede también, en otras modalidades de la presente invención, incluir información adicional, tal como una indicación de la fiabilidad de posición de cada objeto o si un objeto tiene una prioridad de misión más alta que otro. Por ejemplo, un objeto puede ser mostrado como un punto dentro de un círculo en donde el punto represente la posición espacial determinada del objeto y el tamaño del círculo la variación de esa determinación. Un pequeño círculo que rodea a un punto indica que la ubicación es muy fiable y precisa, mientras que un círculo más grande significa que la posición real, aunque sea representada como estando en el centro del círculo, puede estar en cualquier lugar dentro del círculo.

La figura 7 es otra representación relacional céntrica de objeto de una pluralidad de objetos cercanos que se muestran en las figuras 5 y 6, la cual muestra una modalidad de la modificación del comportamiento de acuerdo con una modalidad de la presente invención. En este caso, la representación espacial que se muestra se basa en el objeto central 510 de la figura 5. En consecuencia, tres objetos 540, 550, 560 están detrás del objeto central 510 y dos objetos 520, 530 se encuentran en frente del objeto 510. La figura 7 incluye vectores de movimiento consistentes con la figura 6, aunque en una representación relacional a un objeto 510 diferente.

Además de la información posicional relativa (alcance y demora) y velocidad de desplazamiento, la figura 7 incluye además información de comportamiento. En este caso, el objetivo de misión (llegar a un destino) del objeto central 510 se representa como una estrella 720 y su ruta propuesta al objetivo 770 está representada por una línea de trazos 710. Junto a la ruta primaria propuesta 710 está el vector de movimiento 715 del objeto central que indica su velocidad instantánea relativa y dirección relativa de viaje. La figura 7 representa además el objetivo de misión de un objeto cercano 520 como un pentágono 780 y el vector de movimiento de ese objeto 725.

Según una modalidad de la presente invención, cada objeto prioriza la información de estado recibida desde cada uno de los objetos cercanos y determina si hay un conflicto probabilístico entre objetos cercanos. De acuerdo con una modalidad de la presente invención, el motor de comportamiento en coordinación con el motor de conciencia espacial y módulo de movimiento vigilado en cada objeto determina independientemente que, si los objetos mantienen su rumbo y velocidad actuales, un conflicto, tal como una colisión entre los objetos, es probable. Sobre la base de la interacción de los objetos y la información de estado transmitida, cada objeto prioriza sus respectivos objetivos 770, 780. El objeto central que se muestra en la figura 7 es consciente de que una colisión es probable y de que su objetivo tiene un menor grado de prioridad que el objeto en conflicto. Por lo tanto, el motor de comportamiento modifica el curso propuesto a una ruta secundaria 750 o, alternativamente, se detiene (o reduce su velocidad) hasta que se evite la potencial colisión. El otro objeto cercano 520, que tiene un objetivo de mayor prioridad, mantiene su ruta propuesta a su objetivo 780. Cabe destacar que esta determinación, aunque coordinada, se hace de forma independiente por cada objeto. El intercambio de información de estado entre los objetos hacia el objetivo de dar prioridad a las modificaciones de comportamiento puede estar basado en una amplia variedad de factores. Por ejemplo, un coche que se acerque a un cruce de ferrocarril al mismo tiempo que un tren que se aproxime puede reaccionar de manera diferente que si el conflicto fuese con una bicicleta en un carril para bicicletas. Quizás en ambos casos el automóvil posee una prioridad objetivo más alta, pero el tren, en función de su masa, velocidad y capacidad par modificar su movimiento, es simplemente incapaz de alterar su curso o de manera significativa, en el corto plazo, modificar su velocidad. Conociendo estos factores, el automóvil puede modificar su enfoque para resolver el conflicto. Una modalidad más de la presente invención, teniendo entonces en cuenta factores tales como las características y capacidad de los demás objetos cercanos y objetos con los que exista un conflicto, en la elaboración de una respuesta adecuada. Los factores pueden incluir impulso, fragilidad, maniobrabilidad, valor, importancia de la carga útil, tiempo de sensibilidad y similares. Tales características pueden ser transmitidas a otros objetos cercanos.

Un experto en la téenica relevante apreciará que cuando objetos se mueven y su relación espacial cambia, la priorización individual y modificaciones de comportamiento deben cambiar también. Si bien cada uno de los objetos proporciona integración de datos de igual a igual, cada objeto hace determinaciones de comportamiento independientes.

La figura 8 presenta un diagrama de bloques de alto nivel de un sistema para el posicionamiento distribuido y la determinación del comportamiento de colaboración de acuerdo con una modalidad de la presente invención. De acuerdo con una modalidad de la presente invención, uno o más objetos pueden poseer cada uno un módulo de detección 810 que esté acoplado comunicativamente a un motor de percepción espacial 820 y un motor de comportamiento 850. El módulo de detección es operable para detectar la presencia de uno o más objetos cercanos y determinar a partir de esos objetos no sólo una posición relacional (distancia y demora) del objeto, sino cierta información de estado. Esa información puede incluir el movimiento relativo del objeto (velocidad y dirección), así como las capacidades del objeto, atributos físicos del objeto, parámetros de misión, y similares. El módulo de detección también puede obtener información espacial del objeto y usar esa información para establecer no sólo la ubicación relativa del objeto, sino también para mejorar los propios datos espaciales del objeto receptor. La detección de un objeto y la determinación de datos relaciónales se puede obtener, en una modalidad, por etiquetas de identificación por radiofrecuencia de banda ultra ancha (también denominadas en este documento etiquetas RFID) y otros medios como será conocido para un experto razonable en la téenica correspondiente. La interacción y la integración de estas etiquetas pueden usarse para comunicar datos de información entre los diversos objetos.

La información obtenida por el motor de detección se transmite, en una modalidad, a un motor de percepción espacial 820. El motor de percepción espacial 820 desarrolla una representación relacional del entorno en el que opera el objeto. En una modalidad, la representación espacial es céntrica de objeto, proporcionando al objeto información continua sobre otros objetos en su vecindad inmediata. Cada objeto produce y mantiene su propia representación o mapa espacial, así como su propio sistema de posicionamiento. Y aunque no es necesario fusionar las representaciones entre varios objetos a un mapa común, la representación puede contener artefactos comunes o marcadores de referencia que ayuden en la correlación de los mapas y la posición de cada objeto. Por ejemplo, la ubicación de un punto de referencia fijo se puede representar en mapas de varios objetos y luego usada por cada uno como un punto de referencia común.

El motor de percepción espacial puede, en una modalidad de la presente invención, abstraer datos de alcance y demora con el fin de ser usados en un algoritmo de seguimiento que pueda extraer representaciones simbólicas en el tiempo que representen cambios en el entorno coherentes con las definiciones de entidad ingresadas el sistema. Por ejemplo, la presente invención puede reaccionar de manera diferente en función de si un objeto es un vehículo grande en movimiento rápido o una persona que camine lentamente. La salida de la representación incluye las trayectorias de movimiento que incluyen marcas de tiempo y una indicación de la degradación de los datos. Por ejemplo, al envejecer los datos, la representación puede llegar a ser más y más confiable modificando así la respuesta. Estas representaciones simbólicas pueden ser independientes de las determinadas por el uso de etiquetas de UWB que transmitan los datos de identificación y estatales. Por lo tanto, cuando un dato simbólico o bruto se correlaciona con información de la etiqueta, la fiabilidad del curso y objetivo de esa entidad se ven reforzadas. Del mismo modo, el sistema puede identificar entidades no correlacionadas o no participantes.

Tanto el motor de conciencia espacial 820 como el módulo de detección 810 transmiten datos y están acoplados comunicativamente al motor de comportamiento 850. El motor de comportamiento 850 y el motor de conciencia espacial 820 también están acoplados comunicativamente a un módulo de movimiento vigilado 830. El módulo de movimiento vigilado 830 evalúa la posición relativa y el estado de cada objeto cercano detectado junto con los atributos de comportamiento del objeto anfitrión para determinar si existe algún conflicto probabilístico . Por ejemplo, el módulo de movimiento vigilado 830 puede determinar, sobre la base de la representación espacial, que uno de los objetos cercanos, a diferencia de otro, entrará en conflicto con la trayectoria actual del objeto anfitrión. En otras modalidades, el módulo de movimiento vigilado 830 puede determinar que con base en la trayectoria actual el objeto anfitrión se encontrará con un peligro conocido que puede poner en peligro la capacidad del anfitrión para llevar a cabo su misión. En este caso, un peligro puede incluir otro objeto, un límite de perímetro, un obstáculo fijo y factor ambiental, o similares. El módulo de movimiento vigilado puede ser equipado con una pluralidad de algoritmos probabilísticos para determinar si el movimiento de los objetos cercanos u otros riesgos conocidos puede desafiar la capacidad del objeto para llevar a cabo su misión o poner en peligro la salud y el bienestar del propio objeto.

El motor de comportamiento 850 puede usar esa información para coordinar las acciones del objeto anfitrión y/o cercano para lograr tareas comunes. El motor de comportamiento puede coordinar más selectivamente actividades entre los objetos cercanos con base en los objetivos de misión conocidos y conflictos percibidos. El motor de comportamiento también puede reaccionar sobre la base de la conciencia de que uno o más de los objetos cercanos puede ser una entidad no participante. Sobre la base de los datos espaciales o de sensor recogidos, puede ser posible determinar la presencia de un objeto cercano. Pero aunque el movimiento del objeto puede ser rastreado y los conflictos prelos, su estado como un sistema no correlacionado puede conducir una respuesta diferente por el motor de comportamiento.

Por ejemplo, y de acuerdo con una modalidad de la presente invención, un módulo puede montarse en una instalación o entorno de interés (patio o estacionamiento) que interactúe con otros objetos cercanos. Como el objeto montado permanece en una posición fija su representación de percepción espacial es consistente con las características geográficas o arquitectónicas del entorno. Por otra parte, el módulo montado puede ser equipado con diferentes sensores de alcanee/demora incluyendo rayos láser, ultrasonidos, visión estéreo, radares, y similares. Estos sistemas permiten que el módulo montado detecte y realice un seguimiento de los objetos dentro de su vecindad en términos de un sistema de coordenadas fijas en la creación de su representación de conciencia espacial. Los módulos también pueden incluir la capacidad de interactuar con otros objetos usando etiquetas de identificación por radiofrecuencia (RFID) UWB que puedan proporcionar información de estado adicional.

Esta información de estado puede incluir datos de identificación que cuando se comparen con una lista predefinida, puedan identificar objetos no listados específicos. Por ejemplo, el módulo montado se puede colocar en un lugar seguro al que se conceda acceso limitado. Aunque la entrada en el área puede ser controlada por otros medios, la presente invención tiene la capacidad de supervisar sobre una base en tiempo real todos los objetos en el entorno para verificar la autenticidad de cada objeto. Por otra parte, si se detecta un objeto no listado o no autorizado en un entorno, la presente invención puede realizar un seguimiento de su ubicación y alertar a las autoridades con respecto a su ubicación y acción.

Para ello, los módulos montados de la presente invención, de acuerdo con una modalidad, pueden incluir además la capacidad de comunicación para transmitir los datos recogidos a una computadora o procesador central. Un motor de correlación (no mostrado) puede triangular información de alcance y demora y coordinar datos de múltiples módulos montados para correlacionar y rastrear de forma precisa cada ubicación de los objetos.

De este modo, por ejemplo, en una habitación en la que tres módulos montados se encuentren en posiciones geográficamente dispares en la habitación y en la que existan ocho objetos, la presente invención puede rastrear y correlacionar cada objeto. Supóngase que de los ocho objetos, siete incluyan una etiqueta UWB que identifique esos siete objetos como entidades autorizadas. El otro objeto o bien no posee o etiqueta o el código en la etiqueta no está asociado con la lista de autorizaciones. Cada módulo montado recopila información sensorial independiente para cada objeto e información sensorial en relación con cada una de las etiquetas autorizados. Esta información se correlaciona y se compara por un procesador central para hacer coincidir los datos sensoriales con los datos de UWB. Cualquier objeto cuya ubicación se identifique por los datos sensoriales pero no se correlacione con un dato de UWB autorizado puede considerarse no autorizado. La presente invención puede realizar un seguimiento a partir de entonces el objeto no autorizado, alertar a las autoridades con respecto a la violación, y/o hacer sonar una alarma. Y usando de datos históricos y algoritmos predictivos, la presente invención puede predecir el movimiento del objeto.

Una o más modalidades de la presente invención es operable para rastrear continuamente entidades dentro de un entorno supervisado. Monitores de teenología actual ingresan y egresan a las instalaciones aseguradas. Detectores de movimiento y una tecnología similar pueden identificar la presencia de un objeto o movimiento de un objeto, pero no la posición del objeto. La presente invención permite la monitorización continua de la posición de una pluralidad de objetos dentro de un marco o referencia definido. Esta tecnología posicional se puede combinar con los datos de identidad para determinar si cada objeto dentro de un marco de referencia posee las credenciales correctas. Como alternativa, la presente invención puede alertar a los individuos dentro de una determinada región que la entidad ha llegado al entorno local que no posee las credenciales correctas.

De la misma manera, el seguimiento de la información de los objetos puede ocurrir pasivamente para adquirir otros datos útiles. Por ejemplo, en un mercado equipado con tres o más recursos variables, la ubicación y el movimiento de cada entidad dentro de ese mercado pueden ser rastreados. Esos datos solos pueden indicar qué elementos en el mercado están ganando mayor interés o, por el contrario, están ganando interés pero no ventas. Del mismo modo, si la entidad posee algún tipo de capacidad de transmisión que pueda proporcionar información de estado, tal como el género, la edad u otras características, la recogida de datos de posición se puede clasificar aún más. En situaciones en las que un individuo se pueda identificar específicamente, a ese individuo puede se le puede enviar información sobre la base de sus acciones. Por ejemplo, si una persona parece estar haciendo una pausa repetida en un mostrador de venta de relojes, los anuncios dirigidos pueden ser canalizados a ese individuo u familia. Recordemos que la presente invención no se basa en GPS o teenología similar, sino que puede basar la determinación de posición a partir de un equilibrio de los recursos posicionales.

Otro aspecto de la presente invención es su capacidad para modificar un comportamiento de objetos con base en un conocimiento espacial y el movimiento relativo de los objetos cercanos. Como se muestra en la figura 8, el motor de comportamiento 850 está acoplado a un módulo de control 870 que inicia comandos a un objeto anfitrión que resultan en diversas acciones. Estos comandos y acciones también se transmiten al módulo de detección a fin de ser transmitidos, en su caso, a otros objetos con fines predictivos. El módulo de movimiento vigilado 830 también está acoplado a un módulo de alerta que puede proporcionar un medio por el cual alertar a otros objetos o un usuario de un conflicto potencial. Por ejemplo, si el objeto era un teléfono celular y con basa en su movimiento del anfitrión que lleve el teléfono celular tendría poca capacidad para modificar directamente el comportamiento del usuario. Sin embargo, el teléfono celular o dispositivo similar puede ser capaz de transmitir una alerta al usuario de que un conflicto ha sido identificado garantizando una atención inmediata. Del mismo modo, el módulo de movimiento vigilado podría alertar a otros objetos cercanos de un conflicto que haya reconocido. Si bien cada otro objeto está haciendo determinaciones independientes similares, es posible que la determinación de otro objeto del mismo conflicto pueda ser mejorada por una de alerta de ese tipo. El módulo de alerta 860 puede también presentar datos de conflicto y conciencia espacial a un terminal de usuario que se puedan combinar con otros datos de los sensores para proporcionar a un usuario en una estación de control una representación que abarque el entorno. En tal modo, un usuario puede modificar los objetivos de misión o comportamientos de uno o más objetos con base en una percepción mayor del entorno en general y/o los objetivos estratégicos.

La figura 9 es un diagrama de flujo para una modalidad de método para la resolución de conflictos con base en determinación del comportamiento de objetos y, cuando sea necesario, el posicionamiento relativo de colaboración de acuerdo con la presente invención. Tal proceso comienza 905 con la identificación 910 de la presencia de objetos cercanos Usando varias téenicas como se describe aquí y conocidas por un experto razonable en la técnica pertinente, cada objeto detecta la presencia y la posición relativa de los objetos cercanos. Con estos datos, una ubicación relacional de cada objeto cercano se desarrolla 920. Además, la información de posición espacial y estado se recibe 930 de los objetos cercanos. Por ejemplo, un anfitrión puede determinar que existe un objeto que demora 120 grados con respecto a 10 metros. Ese objeto puede transmitir a partir de entonces al objeto anfitrión su ubicación espacial y movimiento precisos. Con base en esto, el anfitrión puede ser capaz de actualizar su ubicación espacial y determinar si sus trayectorias están a punto de cruzarse y conflictuarse.

Una conciencia espacial del entorno local es por lo tanto desarrollada 940 que puede incluir referencias comunes y datos relaciónales con respecto a una pluralidad de objetos cercanos. La representación de conciencia espacial a partir de entonces se puede correlacionar 960 con un curso de acción principal de un objeto para determinar 970 si existe algún conflicto probabilístico. En caso de existir tal conflicto, el motor de comportamiento puede modificar el comportamiento del objeto 980 para resolver/evitar el conflicto. La capacidad de movimiento vigilado de la presente invención se puede usar para coordinar y modificar movimientos tales como proceder a la localización espacial deseada, seguir otro objeto situado a una distancia prescrita o buscar/recorrer una región particular y reducir al mínimo la interacción con otros objetos que tengan el mismo objetivo de misión maximizando de ese modo la cobertura de suelo. El sistema de la presente invención también se puede usar para realizar un seguimiento de la posición de las entidades etiquetadas y alertar a un usuario cuando esas entidades entren (o dejen) un área restringida. Por ejemplo, un niño que deje la seguridad de un parque infantil, la entrada no autorizada a una región de área restringida de un centro de trabajo. El sistema puede también alertar a peatones y coches por igual de los choques pendientes en torno a una esquina ciega, advertir a los conductores de una zona escolar próxima, e incluso impedir la capacidad de los automóviles para superar determinados límites de velocidad en esa zona.

De acuerdo con otra modalidad de la presente invención, un objeto puede incluir múltiples etiquetas o sensores para proporcionar determinación de la precisa de distancia y alcance no sólo del objeto sino de ciertas partes de ese objeto. Por ejemplo, un vehículo grande puede poseer una pluralidad de etiquetas y antenas orientadas de manera que su orientación y ubicación precisa con respecto a un peligro o conflicto se pueda determinar. De esa manera, un motor de usuario o comportamiento en ese vehículo puede determinar que una cierta porción del objeto está en conflicto no sólo todo el objeto. Considérese, por ejemplo, un camión que entre en reversa en un muelle de carga estrecho El muelle de carga incluye etiquetas de peligro que señalan los obstáculos en el muelle mientras que el camión incluye etiquetas y antenas en cada esquina del vehículo.

Mientras el camión maniobra dentro del muelle el sistema de la presente invención puede manipular el movimiento del objeto para evitar colisiones de cualquier porción particular del vehículo. La presente invención aplica las habilidades cognitivas usadas por los organismos vivos a dispositivos mecánicos. Considérese, por ejemplo, una persona que camine por una calle concurrida en la ciudad de Nueva York. Usando sus propios sentidos, la persona recoge datos espaciales con respecto a su ubicación geoespacial pero también su conciencia relacional con respecto a otros objetos que se muevan en sus inmediaciones. La persona puede tener el objetivo de viajar del punto A al B, un total de cuatro cuadras de la ciudad. Para ello la persona puede haber establecido una ruta primaria de viaje iniciada caminando por la calle. Una vez en la acera, el individuo debe evaluar rápidamente el movimiento y posición de otras personas, coches, objetos en la acera y evitarlos. En una tarde típica, sería imposible caminar por la acera en una línea recta sin tener que ajustar para otras personas que viajen cerca.

Y cuando el individuo llega a una intersección esa persona volvería a usar los datos sensoriales y de información auxiliar tales como una señal de paso de peatones para determinar si deben aventurarse en el paso de peatones, a la vez que se escudriña la topografía del paisaje local para conflictos. Las personas son muy capaces de maniobrar en un ambiente lleno de gente, o después de otro individuo sin acercarse demasiado, o de modificar una ruta de viaje si se determina que la ruta principal no está disponible. Las modalidades de la presente invención aplican la lógica de resolución de conflictos basada en la determinación del comportamiento y posicionamiento relativo de colaboración de un objeto para mejorar la capacidad de un usuario u objeto para lograr objetivos de misión mientras resuelven conflictos probabilísticos.

Un aspecto de la presente invención es la fusión de datos sensoriales para proporcionar determinación de posición óptima y de colaboración y, cuando sea necesario, la resolución de conflictos. Esto se hace no sólo mediante el uso de plataformas sensoriales altamente precisas, sino mediante la fusión de datos con plataformas que proporcionan menos ambigüedad. Por ejemplo, enfoques iniciales para establecer un "siguiente" comportamiento se basaban en el concepto de que cualquier objeto debe proceder a la posición reportada de otro objeto. A medida que el primer objeto se mueve y reporta una nueva posición, el objeto siguiente modificaría su curso en consecuencia. Los grandes errores en la determinación posicional y retrasos de tiempo hacen a este enfoque infructuoso. La presente invención resuelve esta y otras fallas similares mediante el equilibrio de plataformas sensoriales dispares. Por ejemplo, una determinación de posición GPS menos precisa de un objeto cercano (el objeto de destino) se puede usar para eliminar la ambigüedad entre una variedad de objetivos precisos y estables que parezcan ambiguos.

Aunque la invención se ha descrito e ilustrado con un cierto grado de particularidad, se entiende que la presente descripción se ha hecho solamente a modo de ejemplo y que se puede recurrir a numerosos cambios en la combinación y disposición de las partes por aquellos expertos en la téenica sin apartarse del espíritu y alcance de la invención.

Las modalidades preferidas de la presente invención se describen a continuación. Una modalidad de método para la determinación del comportamiento y la resolución de conflictos por un objeto comprende: • identificar una presencia de uno o más objetos cercanos; • desarrollar una conciencia espacial local de un entorno que incluya al uno o más objetos cercanos en donde el conocimiento espacial local incluye alcance relativo, demora y movimiento de cada uno del uno o más objetos cercanos; • correlacionar el conocimiento espacial local del entorno local con un curso de acción principal del objeto; • determinar uno o más conflictos probabilísticos entre el conocimiento espacial local y el curso de acción principal del objeto; y • en respuesta a la determinación de uno o más conflictos probabilísticos, modificar un comportamiento del objeto.

Otras características preferidas de una modalidad de método para la determinación del comportamiento y la resolución de conflictos por un objeto incluyen: • en donde la modificación incluye alterar el curso de acción primario para resolver los uno o más conflictos probabilísticos; • en donde la modificación incluye reemplazar el curso de acción primario con un curso de acción secundario para resolver los uno o más conflictos probabilísticos; • en donde el curso de acción principal está asociado con un objetivo de misión y la modificación incluye alterar el objetivo de misión para resolver los uno o más conflictos probabilísticos; • en donde el uno o más conflictos probabilístico es determinado por un protocolo de movimiento vigilado predeterminado; • en donde el protocolo de movimiento vigilado predeterminado incluye mantener una distancia de separación de seguridad mínima entre los objetos; • en donde el uno o más conflictos probabilísticos es una colisión entre el objeto y uno o más objetos cercanos; • en donde el uno o más conflictos probabilísticos es una colisión entre el objeto y un peligro conocido; • en donde el conocimiento espacial local incluye seguimiento basado en alcance de cada uno del uno o más objetos cercanos; • en donde la presencia de uno o más objetos cercanos se determina por la interacción de etiquetas de identificación de radiofrecuencia de banda ultra ancha; • comprende además recibir datos de estado de cada uno del uno o más objetos cercanos; • en donde los datos de estado incluyen identificación de objetos; • en donde desarrollar incluye correlacionar identificación de objetos de cada uno del uno o más objetos cercanos identificados con una lista de autorización predeterminada de los objetos cercanos; • en donde el uno o más conflictos probabilísticos incluye la identificación de una presencia no autorizada de uno o más objetos cercanos; • en donde en respuesta a determinar uno o más conflictos probabilísticos iniciar un sistema de alerta de usuario.

En otra modalidad preferida de la presente invención, un sistema para la determinación del comportamiento y la resolución de conflictos por un objeto incluye: • un módulo de detección que puede funcionar para detectar una presencia de uno o más objetos cercanos; • un motor de percepción espacial acoplado comunicativamente al módulo de detección y que puede funcionar para crear una representación espacial del uno o más objetos cercanos, y en donde la representación espacial proporciona información posicional y traslacional relativa sobre cada uno del uno o más objetos cercanos; • uunn mmóódduulloo ddee mmoovviimmiieennttoo vigilado comunicativamente acoplado al motor de conciencia espacial y operable para identificar uno o más conflictos probabilísticos; y • un motor de comportamiento acoplado comunicativamente al módulo de movimiento vigilado y operable para modificar el comportamiento de objeto en respuesta a la identificación de uno o más conflictos probabilísticos.

Otras características de un sistema para la determinación del comportamiento y la resolución de conflictos por un objeto pueden incluir: • en donde el módulo de detección recibe información de posición desde un recurso de fluctuación activa; • en donde el módulo de detección recibe información de posición colectiva del uno o más objetos cercanos; • en donde el uno o más conflictos probabilísticos existe entre el objeto y el uno o más objetos cercanos detectados; • en donde el módulo de movimiento vigilado incluye uno o más protocolos de movimiento vigilado predeterminados; • en donde uno o más protocolos de movimiento vigilado predeterminados incluye mantener una separación mínima entre objetos; • en donde el uno o más conflictos probabilísticos es una colisión entre el objeto y el uno o más objetos cercanos; • en donde el uno o más conflictos probabilísticos es una colisión entre el objeto y un peligro conocido; • en donde el uno o más conflictos probabilísticos es la detección de un objeto no autorizado en la representación espacial; • en donde el comportamiento es un curso de acción principal para lograr un objetivo de misión; • en donde el motor de comportamiento modifica un objetivo de misión colectiva del objeto y al menos uno del uno o más objetos cercanos; • en donde la representación espacial es céntrica de objeto.

Otra modalidad preferida de la presente invención para la identificación y resolución de conflictos incluye: • una pluralidad de módulos de detección cada uno operable para detectar una presencia de uno o más objetos cercanos, en donde cada uno de la pluralidad de módulos de detección incluye un receptor operable para recibir información de estado del uno o más objetos cercanos; • un motor de percepción espacial acoplado comunicativamente a cada uno de la pluralidad de módulos de detección y que puede funcionar para crear una representación espacial del uno o más objetos cercanos, y en donde la representación espacial proporciona información posicional y traslacional relativa sobre cada uno del uno o más objetos cercanos; • un motor de correlación acoplado al motor de conciencia espacial y operable para correlacionar la información posicional y traslacional relativa con información de estado recibida; • un módulo de movimiento vigilado acoplado comunicativamente al motor de conciencia espacial y el motor de correlación que puede funcionar para identificar uno o más conflictos; y • un motor de comportamiento acoplado comunicativamente al módulo de movimiento vigilado y operable para modificar un comportamiento en respuesta a la identificación de uno o más conflictos.

Características adicionales de un sistema para la identificación y resolución de conflictos incluyen: • en donde cada uno de la pluralidad de módulos de detección es operable para recoger independientemente información de alcance a cada uno del uno o más objetos cercanos; • en donde la información de estado incluye datos de identificación; • en donde el uno conflictos más incluye la no correlación entre los objetos detectados por la pluralidad de módulos de detección y la información de estado recibida.

Al leer esta descripción, los expertos en la téenica apreciarán todavía más diseños estructurales y funcionales alternativos para un sistema y un proceso para la colocación espacial de colaboración a través de los principios descritos en este documento. Por lo tanto, aunque modalidades y aplicaciones particulares se han ilustrado y descrito, se ha de entender que las modalidades descritas no se limitan a la construcción precisa y componentes descritos en este documento. Diversas modificaciones, cambios y variaciones, que serán evidentes para los expertos en la técnica, se pueden hacer en la disposición, funcionamiento y detalles del método y aparato descritos en este documento sin apartarse del espíritu y alcance definido en las reivindicaciones adjuntas.

También será entendido por los expertos en la materia, que la invención puede realizarse en otras formas específicas sin apartarse del espíritu o características esenciales de la misma. Del mismo modo, la denominación y división particulares de los módulos, administradores, funciones, sistemas, motores, capas, características, atributos, metodologías y otros aspectos no son obligatorias o significativas, y los mecanismos que implementan la invención o sus características pueden tener diferentes nombres, divisiones y/o formatos. Además, como será evidente para un experto normal en la téenica pertinente, los módulos, administradores, funciones, sistemas, motores, capas, características, atributos, metodologías y otros aspectos de la invención se pueden implementar como software, hardware, firmware o cualquier combinación de los tres. Por supuesto, siempre que un componente de la presente invención se implemente como software, el componente puede ser implementado como una secuencia de comandos, como un programa independiente, como parte de un programa más grande, como una pluralidad de secuencias de comandos y/o programas separados, como una biblioteca enlazada estáticamente o dinámicamente, como un módulo cargable del núcleo, como un controlador de dispositivo, y/o en cada y cualquier otra forma conocida ahora o en el futuro por los expertos en la técnica de la programación de computadoras. Adicionalmente, la presente invención no está en modo alguno limitada a la implementación en cualquier lenguaje de programación específico, o para cualquier sistema operativo o entorno específico. En consecuencia, la descripción de la presente invención está destinada a ser ilustrativa, pero no limitativa, del alcance de la invención, que se expone en las siguientes reivindicaciones.

En una modalidad preferida, la totalidad o una parte de la presente invención se puede implementar en software. Código de programación de software que incorpore la presente invención se accede normalmente por un microprocesador desde medios de almacenamiento persistentes y a largo plazo de algún tipo, como una unidad flash o disco duro. El código de programación de software se puede incorporar en cualquiera de una variedad de medios conocidos para su uso con un sistema de procesamiento de datos, tal como un disquete, disco duro, CD-ROM o similar. El código puede ser distribuido en los medios de comunicación, o puede ser distribuido desde la memoria o el almacenamiento de un sistema de computadora a través de una red de algún tipo a otros sistemas informáticos para su uso por tales otros sistemas. Alternativamente, el código de programación puede ser incorporado en la memoria del dispositivo y accedido por un microprocesador usando un bus interno. Las téenicas y métodos para incorporar código de programación de software en la memoria, en medios físicos y/o la distribución de código de software a través de redes son bien conocidos y no serán discutidos más adelante.

En general, los módulos de programa incluyen rutinas, programas, objetos, componentes, estructuras de datos y similares que realizan tareas particulares o implementan tipos de datos abstractos particulares. Además, los expertos en la técnica apreciarán que la invención puede ponerse en práctica con otras configuraciones de sistema informático, incluyendo dispositivos de mano, sistemas multiprocesadores, electrónica basada en microprocesadores o programable de consumo, PCs de red, inicomputadoraes, computadoras centrales, y similares. La invención también puede ponerse en práctica en entornos informáticos distribuidos donde las tareas sean realizadas por dispositivos de procesamiento remoto que estén enlazados a través de una red de comunicaciones. En un entorno informático distribuido, los módulos de programa pueden estar situados tanto en dispositivos de almacenamiento de memoria locales como remotos.

Un sistema ejemplar para implementar la invención incluye un dispositivo de computación de propósito general, tal como la forma de una computadora personal convencional, un dispositivo de comunicación personal o similar, incluyendo una unidad de procesamiento, una memoria de sistema, y un bus de sistema que acople diversos los componentes del sistema, incluyendo la memoria del sistema a la unidad de procesamiento. El bus de sistema puede ser cualquiera de varios tipos de estructuras de bus incluyendo un bus de memoria o controlador de memoria, un bus periférico, y un bus local usando cualquiera de una variedad de arquitecturas de bus. La memoria del sistema generalmente incluye memoria de sólo lectura (ROM, por sus siglas en inglés) y memoria de acceso aleatorio (RAM, por sus siglas en inglés). Un sistema básico de entrada/salida (BIOS, por sus siglas en inglés), que contiene las rutinas básicas que ayudan a transferir información entre elementos dentro de la computadora personal, tales como durante el arranque, se almacena en la ROM. La computadora personal puede incluir además una unidad de disco duro para la lectura y escritura de y en un disco duro, una unidad de disco magnético para leer o escribir de y en un disco magnético extraíble. La unidad de disco duro y la unidad de disco magnético están conectadas al bus de sistema por una interfaz de unidad de disco duro y una interfaz de unidad de disco magnético, respectivamente. Las unidades y sus medios legibles por computadora asociados proporcionan almacenamiento no volátil de instrucciones legibles por computadora, estructuras de datos, módulos de programa y otros datos para la computadora personal. Aunque el entorno ejemplar descrito en este documento emplea un disco duro y un disco magnético extraíble, debe ser apreciado por los expertos en la téenica que otros tipos de medios legibles por computadora que puedan almacenar datos que sean accesibles por una computadora también se pueden usar en el entorno operativo ejemplar.

Las modalidades de la presente invención como se han descrito en el presente documento pueden implementarse con referencia a diversas redes inalámbricas y sus dispositivos de comunicación asociados. Las redes también pueden incluir computadoras o servidores centrales, tales como una computadora de puerta de enlace o servidor de aplicaciones (que puede acceder a un repositorio de datos). Una computadora de puerta de enlace actúa como un punto de entrada en cada red. La puerta de enlace puede estar acoplada a otra red por medio de un enlace de comunicaciones. La puerta de enlace también puede ser acoplada directamente a uno o más dispositivos mediante un enlace de comunicaciones. Además, la puerta de enlace puede estar acoplada indirectamente a uno o más dispositivos. La computadora de puerta de enlace también puede ser acoplada a un dispositivo de almacenamiento tal como repositorio de datos.

Una implementación de la presente invención también puede ser ejecutada en un entorno de Web, donde los paquetes de instalación de software se descarguen usando un protocolo como el protocolo de transferencia de hipertexto (HTTP, por sus siglas en inglés) desde un servidor Web a uno o más equipos de destino (dispositivos, objetos) que estén conectados a través de Internet. Como alternativa, una aplicación de la presente invención puede ser la ejecución en otros entornos de red no Web (usando el Internet, una intranet corporativa o extranet, o cualquier otra red) donde los paquetes de software se distribuyan para su instalación usando téenicas tales como Invocación de Métodos Remota (RMI, por sus siglas en inglés) o Arquitectura de Intermediarios de Solicitud de Objetos Comunes (CORBA, por sus siglas en inglés). Configuraciones para el entorno incluyen una red cliente/servidor, así como un entorno de varios niveles. Además, puede suceder que el cliente y el servidor de una instalación en particular residan ambos en el mismo dispositivo físico, en cuyo caso no se requiera una conexión de red. (Por lo tanto, un sistema objetivo potencial siendo interrogado puede ser el dispositivo local en donde se implemente una aplicación de la presente invención).

Aunque se han descrito anteriormente los principios de la presente invención en combinación con una téenica para el posicionamiento espacial de colaboración, se ha de entender claramente que la descripción anterior se hace sólo a modo de ejemplo y no como una limitación al alcance de la invención. En particular, se reconoce que las enseñanzas de la descripción anterior sugerirán otras modificaciones para los expertos en la técnica relevante. Tales modificaciones pueden implicar otras características que ya se conozcan de por sí y que pueden ser usadas en lugar de o además de las características ya descritas en el presente documento. Aunque se han formulado reivindicaciones en esta solicitud para combinaciones particulares de características, debe entenderse que el alcance de la descripción en este documento también incluye cualquier característica novedosa o cualquier combinación novedosa de características dadas a conocer, ya sea explícita o implícitamente o cualquier generalización o modificación de la misma que sea evidente para los expertos en la téenica relevante, ya sea que la misma se refiera o no a la misma invención tal como se reivindica en cualquier reivindicación y si mitiga o no cualquiera o todos los mismos problemas técnicos que los confrontados por la presente invención. El solicitante se reserva el derecho de formular nuevas reivindicaciones de tales características y/o combinaciones de esas características durante la tramitación de la presente solicitud o de cualquier solicitud adicional derivada de la misma.

Se hace constar que, con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la presente invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:

1. Un método para la determinación del comportamiento y la resolución de conflictos por un objeto, caracterizado porque comprende: identificar una presencia de uno o más objetos cercanos; desarrollar una conciencia espacial local de un entorno que incluya al uno o más objetos cercanos en donde el conocimiento espacial local incluye alcance relativo, demora y movimiento de cada uno del uno o más objetos cercanos; establecer un enlace de comunicación entre el objeto y cada uno del uno o más objetos cercanos, en donde cada objeto comparte con cada otro objeto datos relaciónales de igual a igual; correlacionar el conocimiento espacial local del entorno local con un curso de acción principal del objeto; determinar uno o más conflictos probabilísticos entre el conocimiento espacial local y el curso de acción principal del objeto; y en respuesta a la determinación de uno o más conflictos probabilísticos, modificar un comportamiento del objeto.

2. El método para la determinación del comportamiento y la resolución de conflictos por un objeto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la modificación incluye alterar el curso de acción primario para resolver los uno o más conflictos probabilísticos.

3. El método para la determinación del comportamiento y la resolución de conflictos por un objeto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la modificación incluye reemplazar el curso de acción primario con un curso de acción secundario para resolver los uno o más conflictos probabilísticos.

4. El método para la determinación del comportamiento y la resolución de conflictos por un objeto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el curso de acción principal está asociado con un objetivo de misión y la modificación incluye alterar el objetivo de misión para resolver los uno o más conflictos probabilísticos

5. El método para la determinación del comportamiento y la resolución de conflictos por un objeto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el uno o más conflictos probabilístico es determinado por un protocolo predeterminado.

6. El método para la determinación del comportamiento y la resolución de conflictos por un objeto de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el protocolo predeterminado incluye mantener una distancia de separación de seguridad mínima entre los objetos.

7. El método para la determinación del comportamiento y la resolución de conflictos por un objeto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el uno o más conflictos probabilísticos es una colisión entre el objeto y uno o más objetos cercanos.

8. El método para la determinación del comportamiento y la resolución de conflictos por un objeto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el uno o más conflictos probabilísticos es una colisión entre el objeto y un peligro conocido.

9. El método para la determinación del comportamiento y la resolución de conflictos por un objeto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el conocimiento espacial local incluye seguimiento basado en alcance de cada uno del uno o más objetos cercanos.

10. El método para la determinación del comportamiento y la resolución de conflictos por un objeto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la presencia de uno o más objetos cercanos se determina por la interacción de etiquetas de identificación de radiofrecuencia de banda ultra ancha.

11. El método para la determinación del comportamiento y la resolución de conflictos por un objeto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además recibir datos de estado de cada uno del uno o más objetos cercanos a través de un enlace de comunicación

12. El método para la determinación del comportamiento y la resolución de conflictos por un objeto de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque los datos de estado incluyen identificación de objetos.

13. El método para la determinación del comportamiento y la resolución de conflictos por un objeto de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque desarrollar incluye correlacionar identificación de objetos de cada uno del uno o más objetos cercanos identificados con una lista de autorización predeterminada de los objetos cercanos.

14. El método para la determinación del comportamiento y la resolución de conflictos por un objeto de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el uno o más conflictos probabilísticos incluye la identificación de una presencia no autorizada de uno o más objetos cercanos.

15. El método para la determinación del comportamiento y la resolución de conflictos por un objeto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque en respuesta a determinar uno o más conflictos probabilísticos iniciar un sistema de alerta de usuario.

16. Un sistema para la determinación del comportamiento y la resolución de conflictos por un objeto, caracterizado porque comprende: un módulo de detección que puede funcionar para detectar una presencia de uno o más objetos cercanos; un motor de percepción espacial acoplado comunicativamente al módulo de detección y que puede funcionar para crear una representación espacial del uno o más objetos cercanos, y en donde la representación espacial proporciona información posicional y traslacional relativa sobre cada uno del uno o más objetos cercanos; un motor de comunicación que puede funcionar para establecer un enlace de comunicación entre el objeto y cada uno del uno o más objetos cercanos, en donde cada objeto comparte con cada otro objeto datos relaciónales de igual a igual; un módulo de movimiento vigilado comunicativamente acoplado al motor de conciencia espacial y operable para identificar uno o más conflictos probabilísticos; y un motor de comportamiento acoplado comunicativamente al módulo de movimiento vigilado y operable para modificar el comportamiento de objeto en respuesta a la identificación de uno o más conflictos probabilísticos.

17. El sistema para la determinación del comportamiento y la resolución de conflictos por un objeto de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el módulo de detección recibe información de posición desde un recurso de fluctuación activa.

18. El sistema para la determinación del comportamiento y la resolución de conflictos por un objeto de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el módulo de detección recibe información de posición colectiva del uno o más objetos cercanos.

19. El sistema para la determinación del comportamiento y la resolución de conflictos por un objeto de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el uno o más conflictos probabilísticos existe entre el objeto y el uno o más objetos cercanos detectados.

20. El sistema para la determinación del comportamiento y la resolución de conflictos por un objeto de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el módulo de movimiento vigilado incluye uno o más protocolos predeterminados.

21. El sistema para la determinación del comportamiento y la resolución de conflictos por un objeto de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque uno o más protocolos predeterminados incluye mantener una separación mínima entre objetos.

22. El sistema para la determinación del comportamiento y la resolución de conflictos por un objeto de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el uno o más conflictos probabilísticos es una colisión entre el objeto y el uno o más objetos cercanos.

23. El sistema para la determinación del comportamiento y la resolución de conflictos por un objeto de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el uno o más conflictos probabilísticos es una colisión entre el objeto y un peligro conocido.

24. El sistema para la determinación del comportamiento y la resolución de conflictos por un objeto de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el uno o más conflictos probabilísticos es la detección de un objeto no autorizado en la representación espacial.

25. El sistema para la determinación del comportamiento y la resolución de conflictos por un objeto de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el comportamiento es un curso de acción principal para lograr un objetivo de misión.

26. El sistema para la determinación del comportamiento y la resolución de conflictos por un objeto de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el motor de comportamiento modifica un objetivo de misión colectiva del objeto y al menos uno del uno o más objetos cercanos.

27. El sistema para la determinación del comportamiento y la resolución de conflictos por un objeto de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque la representación espacial es céntrica de objeto.

28. Un sistema para la identificación y resolución de conflictos, caracterizado porque comprende: una pluralidad de módulos de detección cada uno operable para detectar una presencia de uno o más objetos cercanos, en donde cada uno de la pluralidad de módulos de detección incluye un receptor operable para recibir información de estado y posición de igual a igual desde el uno o más objetos cercanos; un motor de percepción espacial acoplado comunicativamente a cada uno de la pluralidad de módulos de detección y que puede funcionar para crear una representación espacial del uno o más objetos cercanos, y en donde la representación espacial proporciona información posicional y traslacional relativa sobre cada uno del uno o más objetos cercanos; un motor de correlación acoplado al motor de conciencia espacial y operable para correlacionar la información posicional y traslacional relativa con información de estado recibida; un módulo de movimiento vigilado acoplado comunicativamente al motor de conciencia espacial y el motor de correlación que puede funcionar para identificar uno o más conflictos; y un motor de comportamiento acoplado comunicativamente al módulo de movimiento vigilado y operable para modificar un comportamiento en respuesta a la identificación de uno o más conflictos.

29. El sistema para la identificación y resolución de conflictos de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque cada uno de la pluralidad de módulos de detección es operable para recoger independientemente información de alcance a cada uno del uno o más objetos cercanos.

30. El sistema para la identificación y resolución de conflictos de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque la información de estado incluye datos de identificación.

31. El sistema para la identificación y resolución de conflictos de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque el uno conflictos más incluye la no correlación entre los objetos detectados por la pluralidad de módulos de detección y la información de estado recibida.