基于對(duì)象行為測(cè)定和協(xié)作相對(duì)定位的沖突解決的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】基于對(duì)象行為測(cè)定和協(xié)作相對(duì)定位的沖突解決
[0001]相關(guān)申請(qǐng)
本申請(qǐng)涉及并要求下述專(zhuān)利的優(yōu)先權(quán)權(quán)益:于2013年4月30提交的美國(guó)非臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)N0.13/873.620、于2012年5月I日提交的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)N0.61/641,201、于2012年5月29日提交的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)N0.61/652，347以及于2013年3月5日提交的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)N0.61/773，063，出于所有目的，以上專(zhuān)利的全文均以引用的方式并入本文中，視為在此處進(jìn)行了完全的闡述。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明的實(shí)施例一般涉及確定對(duì)象的相對(duì)位置，并且更具體地，涉及利用了超寬帶識(shí)別標(biāo)簽的概率沖突確定和解決。
【背景技術(shù)】
[0003]傳感器融合是指將感知數(shù)據(jù)或者衍生自來(lái)源不同的感知數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行組合，使得所產(chǎn)生的信息在某種程度上優(yōu)于單獨(dú)使用這些源時(shí)可能獲得的信息。相比之下，數(shù)據(jù)融合是指將代表同一對(duì)象的多個(gè)數(shù)據(jù)和知識(shí)整合成一致、準(zhǔn)確且可用的表示的過(guò)程。在每種情況下，總體目標(biāo)都是提供更準(zhǔn)確、更完整或更可信/可靠的結(jié)果。
[0004]用于融合過(guò)程的數(shù)據(jù)源并未指定是源自相同的傳感器。事實(shí)上，人們可以認(rèn)為，與同一目標(biāo)相關(guān)的不同數(shù)據(jù)源可能會(huì)提供更準(zhǔn)確和更可靠的結(jié)果。盡管比較理想的是將多個(gè)感知數(shù)據(jù)融合以提供“更好的”數(shù)據(jù)，但是通常情況下，更好的數(shù)據(jù)本身是不充分的。對(duì)于空間數(shù)據(jù)或位置數(shù)據(jù)的行為使用來(lái)說(shuō)，尤其是如此。
[0005]從整個(gè)歷史來(lái)看，獲知一個(gè)人的精確位置一直是一項(xiàng)長(zhǎng)期進(jìn)行的探索。人們?cè)诮Y(jié)合精確的地圖掌握了位置信息之后，就會(huì)認(rèn)為，許多從A點(diǎn)到B點(diǎn)的挑戰(zhàn)都將迎刃而解。然而，盡管GPS系統(tǒng)已經(jīng)無(wú)處不在，人們卻仍然不斷在迷路，交通擁堵也不斷在發(fā)生，并且碰撞事故仍然是一個(gè)威脅。事實(shí)上，人們可能會(huì)認(rèn)為這類(lèi)系統(tǒng)會(huì)讓這些問(wèn)題變得更糟?，F(xiàn)有技術(shù)中所缺乏的是將不同位置測(cè)定資源進(jìn)行融合，這種融合不僅為用戶提供了地理空間數(shù)據(jù)/空間數(shù)據(jù)，而且還提供了能夠形成行為改變的基礎(chǔ)的關(guān)系信息。具體來(lái)說(shuō)，所缺乏的是一種能通過(guò)多種定位技術(shù)的適當(dāng)組合來(lái)同時(shí)獲得絕對(duì)定位和相對(duì)定位的理想好處的裝置。
[0006]GPS作為絕對(duì)定位的一種例子，其優(yōu)點(diǎn)是支持路徑規(guī)劃，從而有助于涉及到長(zhǎng)距離定位的交通，并且還能不斷獲知事物在世界上所處的位置。相對(duì)定位的優(yōu)勢(shì)在于穩(wěn)健、更精確，且不需要連接至外部源(即，衛(wèi)星)。現(xiàn)有的技術(shù)啟示尚未提供能同時(shí)獲取兩種方式的裝置?，F(xiàn)有技術(shù)的這些和其他缺點(diǎn)通過(guò)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例來(lái)解決。
[0007]本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)和新穎特征將在后面的描述中部分地進(jìn)行闡述，并且在審查以下說(shuō)明書(shū)時(shí)對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將變得部分顯而易見(jiàn)的，或者可通過(guò)實(shí)施本發(fā)明得知。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)可以通過(guò)所附權(quán)利要求中特別指出的手段、組合、組成和方法來(lái)實(shí)現(xiàn)和達(dá)到。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]以下通過(guò)示例的方式提出了一種用于在一組對(duì)象之間進(jìn)行分布式定位、協(xié)作行為測(cè)定和概率沖突解決的系統(tǒng)及其關(guān)聯(lián)方法。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，交互標(biāo)簽與多個(gè)對(duì)象中的每一個(gè)相關(guān)聯(lián)，這些對(duì)象向每個(gè)標(biāo)簽提供了關(guān)于其它鄰近對(duì)象的相對(duì)位置數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息。借助該信息，每個(gè)對(duì)象在環(huán)境中形成最近鄰的空間感知，包括鄰近對(duì)象的位置和動(dòng)作，以便在必要時(shí)修改其行為來(lái)更有效地達(dá)到目的。
[0009]本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例包括一種用于通過(guò)對(duì)象進(jìn)行行為測(cè)定和沖突解決的方法，該方法包括識(shí)別一個(gè)或多個(gè)鄰近對(duì)象的存在，并且之后，形成包括這些對(duì)象的環(huán)境的本地空間感知。該本地空間感知(類(lèi)似于關(guān)聯(lián)地圖)包括一個(gè)或多個(gè)鄰近對(duì)象中的每一個(gè)的相對(duì)間距、方位和運(yùn)動(dòng)。該方法還包括使本地環(huán)境的空間感知與每個(gè)對(duì)象的主要?jiǎng)幼髀肪€相關(guān)聯(lián)，并且隨后確定一個(gè)或多個(gè)概率沖突是否存在于本地空間感知與主要?jiǎng)幼髀肪€之間。當(dāng)沖突存在時(shí)，本發(fā)明的該實(shí)施例還包括修改一個(gè)或多個(gè)對(duì)象的行為，以便在一個(gè)版本中解決或消除該沖突。這些沖突可包括會(huì)妨礙達(dá)成任務(wù)目標(biāo)的概率碰撞或動(dòng)作。其它沖突可包括識(shí)別非關(guān)聯(lián)對(duì)象，這種識(shí)別表明了，對(duì)象處于特定環(huán)境內(nèi)可能是未經(jīng)過(guò)授權(quán)的。同樣，沖突可能表明的是，一個(gè)或多個(gè)對(duì)象處于另一個(gè)對(duì)象的特定范圍內(nèi)或者處于已知危險(xiǎn)源的特定范圍內(nèi)。
[0010]本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例包括一種用于通過(guò)對(duì)象進(jìn)行行為測(cè)定和沖突解決的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括探測(cè)模塊、空間感知引擎、行為引擎和防護(hù)運(yùn)動(dòng)模塊。探測(cè)模塊可操作來(lái)探測(cè)一個(gè)或多個(gè)鄰近對(duì)象的存在，而空間感知引擎形成多個(gè)鄰近對(duì)象的空間表示。在本發(fā)明的一個(gè)版本中，空間表示以對(duì)象為中心，并且提供了關(guān)于一個(gè)或多個(gè)鄰近對(duì)象中的每一個(gè)的相對(duì)位置信息和移動(dòng)信息。防護(hù)運(yùn)動(dòng)模塊通信地聯(lián)接至空間感知引擎并且可操作來(lái)識(shí)別一個(gè)或多個(gè)概率沖突。最后，行為引擎與防護(hù)運(yùn)動(dòng)模塊通信，并且在需要時(shí)，可操作來(lái)響應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)概率沖突的識(shí)別而修改對(duì)象行為。
[0011]本發(fā)明的另一個(gè)方面包括一種用于行為測(cè)定和沖突解決的方法，該方法開(kāi)始于識(shí)別一個(gè)或多個(gè)鄰近對(duì)象的存在，然后再測(cè)定一個(gè)或多個(gè)鄰近對(duì)象中的每一個(gè)的關(guān)聯(lián)位置。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，通過(guò)其來(lái)產(chǎn)生這種關(guān)系位置的裝置取決于是否存在有感測(cè)基礎(chǔ)設(shè)施(諸如放置在已知位置處的定位模塊或檢測(cè)模塊)。
[0012]在存在有基礎(chǔ)設(shè)施的實(shí)施例中，定位模塊或檢測(cè)模塊嵌入到了環(huán)境中，并且，分別對(duì)這些模塊進(jìn)行編程，以基于(例如)GPS位置獲知自己的地理空間位置或獲知自己在地圖中的地理空間位置。其它鄰近對(duì)象可能不知道它們的精確地理空間位置。然而，只要存在有獲知了自己位置的定位模塊，這些模塊就可以用來(lái)通過(guò)參考定位模塊的已知位置來(lái)計(jì)算其它鄰近對(duì)象的絕對(duì)位置。
[0013]已知位置處的每個(gè)對(duì)象(定位模塊或鄰近模塊，一旦它基于定位模塊測(cè)定了其位置)能夠測(cè)量離范圍內(nèi)的其它鄰近對(duì)象的距離。這些對(duì)象中的每一個(gè)對(duì)象還包括數(shù)據(jù)通信裝置，其采用非視距傳輸來(lái)共享該距離數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，每個(gè)對(duì)象隨后可以向其它對(duì)象傳播距離測(cè)量值，其中包括每個(gè)對(duì)象的唯一標(biāo)識(shí)和定位模塊的已知位置。
[0014]采用三角測(cè)量(假定多個(gè)位置模塊)，每個(gè)對(duì)象隨后可以計(jì)算自身的和其它鄰近對(duì)象的位置。這樣做使得每個(gè)對(duì)象都掌握了其相對(duì)和絕對(duì)位置。此外，每個(gè)對(duì)象可將唯一的識(shí)別代碼通信至中央處理器。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)識(shí)別代碼的位置與每個(gè)探測(cè)到的對(duì)象的位置相關(guān)聯(lián)。該代碼還與一系列授權(quán)代碼進(jìn)行對(duì)比。在所探測(cè)到的對(duì)象的位置與經(jīng)授權(quán)的識(shí)別代碼的位置不相關(guān)聯(lián)的實(shí)例中，本發(fā)明可識(shí)別出存在有違反安全的行為或安全漏洞?？蓪?duì)未授權(quán)對(duì)象的活動(dòng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并且基于未知實(shí)體的存在，修改其它對(duì)象的行為。
[0015]本公開(kāi)內(nèi)容中和下述詳細(xì)說(shuō)明中所描述的特征和優(yōu)點(diǎn)并不是詳盡的。結(jié)合附圖、說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求來(lái)看，許多其他特征和優(yōu)點(diǎn)對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的。此外，應(yīng)注意的是，說(shuō)明書(shū)中所采用的語(yǔ)言主要是出于可讀性和指導(dǎo)目的來(lái)選擇的，并且不可選擇來(lái)對(duì)發(fā)明主題造成約束或限制；必須參考權(quán)利要求才能確定該發(fā)明主題。
【附圖說(shuō)明】
[0016]結(jié)合附圖參考以下一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的描述，本發(fā)明的上述和其他特征和目的以及獲得這些特征和目的的方式將變得更加顯而易見(jiàn)，并且本發(fā)明自身將得到最好的理解。
[0017]其中:
圖1呈現(xiàn)了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于協(xié)作空間定位的系統(tǒng)的高級(jí)框圖。
[0018]圖2示出了一種臨時(shí)城市環(huán)境，其中可實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的協(xié)作空間定位。
[0019]圖3示出了對(duì)具有協(xié)作空間定位技術(shù)的多個(gè)對(duì)象的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)交互所進(jìn)行的高級(jí)描述。
[0020]圖4為一流程圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的可用于協(xié)作位置信息的方法的一個(gè)實(shí)例。
[0021]圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的采用位置測(cè)定和協(xié)作行為修改的多個(gè)協(xié)作對(duì)象的高級(jí)圖形化描述。
[0022]圖6是可根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例來(lái)確定的，如圖5所示的多個(gè)鄰近對(duì)象的一種以對(duì)象為中心的關(guān)系表示。
[0023]圖7是圖5和圖6所示的多個(gè)鄰近對(duì)象的另一種以對(duì)象為中心的關(guān)系表示，其示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的行為修改的一個(gè)實(shí)施例。
[0024]圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的一種用于分布式定位和協(xié)作行為測(cè)定的系統(tǒng)的高級(jí)框圖。
[0025]和
圖9是根據(jù)本發(fā)明的用于分布式定位、協(xié)作行為測(cè)定和概率沖突解決的一個(gè)方法實(shí)施例的流程圖。
[0026]這些附圖僅僅出于說(shuō)明目的來(lái)描述本發(fā)明的實(shí)施例。本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)下文論述將容易地認(rèn)識(shí)到，在不脫離本文所述的本發(fā)明原理的情況下，可以采用本文所說(shuō)明的結(jié)構(gòu)和方法的替代實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0027]得自一個(gè)或多個(gè)位置測(cè)定資源的不同位置數(shù)據(jù)與對(duì)等網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)信息相融合，以向?qū)ο筇峁﹨f(xié)作位置感知。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，對(duì)象從一個(gè)或多個(gè)位置資源處收集位置測(cè)定信息，從而獨(dú)立地測(cè)定其空間位置，以及其相對(duì)于其它鄰近對(duì)象的關(guān)系位置。在知曉了鄰近實(shí)體的相對(duì)位置和運(yùn)動(dòng)之后，對(duì)象隨后確定是否存在又任何概率沖突。也就是說(shuō)，如果當(dāng)前對(duì)象保持其當(dāng)前動(dòng)作方向，則該動(dòng)作方向?qū)?huì)與所探測(cè)的鄰近對(duì)象的動(dòng)作方向產(chǎn)生沖突。如果識(shí)別出了沖突，則能夠?qū)?duì)象的行為進(jìn)行修改以解決(消除)該沖突。用于基于對(duì)象行為測(cè)定和協(xié)作相對(duì)定位的沖突解決的系統(tǒng)及相關(guān)方法的這些和其他應(yīng)用是可能的，并且通過(guò)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例來(lái)進(jìn)行了考慮。
[0028]以下參考附圖，詳細(xì)描述了本發(fā)明的實(shí)施例。雖然本發(fā)明已以一定程度的特殊性進(jìn)行了描述和說(shuō)明，但應(yīng)理解的是，本公開(kāi)僅以示例的方式給出，并且，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)部件的組合和布置作出許多改變。
[0029]結(jié)合附圖進(jìn)行如下描述是為了幫助實(shí)現(xiàn)對(duì)權(quán)利要求及其等同所限定的本發(fā)明的示例性實(shí)施例的全面理解。以下描述包括各種幫助實(shí)現(xiàn)這種理解的具體細(xì)節(jié)，但是，這些具體細(xì)節(jié)應(yīng)僅視為示例性的。因此，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，可在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的前提下，對(duì)本文所述的實(shí)施例作出各種變化和修改。另外，為清楚和簡(jiǎn)明起見(jiàn)，省略了公知功能和構(gòu)造的描述。
[0030]下述說(shuō)明和權(quán)利要求中所使用的術(shù)語(yǔ)和詞語(yǔ)不限于字面意義，而僅是發(fā)明人用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)本發(fā)明的清楚且一致的理解。因此，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)應(yīng)顯而易見(jiàn)的是，以下對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的描述僅用于說(shuō)明目的，而非用于限制由所附權(quán)利要求及其等同所限定的本發(fā)明。
[0031]如本文所用，對(duì)“一個(gè)實(shí)施例”或“實(shí)施例”的任何引用是指結(jié)合該實(shí)施例進(jìn)行描述的具體元素、特征、結(jié)構(gòu)或特性包括在至少一個(gè)實(shí)施例中。在說(shuō)明書(shū)中各處出現(xiàn)的短語(yǔ)“在一個(gè)實(shí)施例”中不一定都是指同一實(shí)施例。
[0032]關(guān)于術(shù)語(yǔ)“大體地”，其是指所敘述的特性、參數(shù)或數(shù)值無(wú)需精確地達(dá)到，而是可能會(huì)大量地出現(xiàn)偏差和變化(例如，包括公差、測(cè)量誤差、測(cè)量精度限制以及本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其他因子)，而這些偏差和變化并不會(huì)對(duì)特性旨在提供的效果造成阻礙。
[0033]在全文中，相同的數(shù)字指代相同的元素。在附圖中，出于清楚的目的，可增大某些線、層、組件、元素或特征的尺寸。
[0034]本文所用的術(shù)語(yǔ)僅出于描述具體實(shí)施例的目的，并非旨在限制本發(fā)明。如本文所用，單數(shù)形式“一個(gè)”、“一種”和“該”意圖還包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文另有明確說(shuō)明。因此，例如，對(duì)“一個(gè)組件表面”的引用包括對(duì)一個(gè)或多個(gè)此類(lèi)表面的引用。
[0035]如本文所用，術(shù)語(yǔ)“包含(comprises) ”、“包含(comprising) ”、“包括(includes) ”、“包括(including)，，、“具有(has) ”、“具有(having) ”或其任何其他變型旨在涵蓋非排他性包括。例如，包括元素列表的過(guò)程、方法、制品或設(shè)備不一定只限于這些元素，而是可以包括未明確列出的其他元素或者此類(lèi)過(guò)程、方法、制品或設(shè)備固有的其他元素。另夕卜，除非明確作出相反的說(shuō)明，“或”是指包容性“或”，而不是非排他性“或”。例如，條件A或B在以下任一種情況下都得到滿足:A是真實(shí)的(或存在的)且B是虛假的(或不存在的)、A是虛假的(或不存在的)且B是真實(shí)的(或存在的)、以及A和B都是真實(shí)的(或存在的)。
[0036]除非另有限定，本文所用的所有術(shù)語(yǔ)(包括技術(shù)術(shù)語(yǔ)和科學(xué)術(shù)語(yǔ))具有如本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同意義。還應(yīng)當(dāng)理解的是，術(shù)語(yǔ)(諸如常用詞典所限定的術(shù)語(yǔ))應(yīng)解釋為具有與其在說(shuō)明書(shū)上下文中和相關(guān)領(lǐng)域中的意義一致的意義，并且不應(yīng)以理想化或過(guò)于正式的含義來(lái)進(jìn)行解釋?zhuān)潜疚拿鞔_地進(jìn)行了如此的限定。為簡(jiǎn)潔和/或清楚起見(jiàn)，對(duì)公知功能或構(gòu)造可以不進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0037]還將理解的是，當(dāng)把元件稱為“處于”、“附接至”、“連接至”、“聯(lián)接至”、“接觸”、“安裝于”另一個(gè)元件上時(shí)，該元件可直接地處于、附接至、連接至、聯(lián)接至或接觸另一元件，或者，還可能存在有中間元件。與此相反，當(dāng)把元件稱為(例如)“直接處于”、“直接附接至”、“直接連接至”、“直接聯(lián)接至”或“直接接觸”另一個(gè)元件時(shí)，就不存在中間元件。本領(lǐng)域的技術(shù)人員還將理解的是，對(duì)“鄰近”另一個(gè)特征放置的結(jié)構(gòu)或特征的引用可具有與該相鄰特征相重合或作為其基礎(chǔ)的部分。
[0038]為了便于描述，可在本文中使用空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)，諸如“之下”、“下方”、“下”、“之上”、“上”等，以描述如附圖所示的一個(gè)元素或特征相對(duì)于另一個(gè)元素或特征的關(guān)系。將會(huì)理解的是，這些空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)旨在包含使用中或操作中的裝置除了附圖所示的方向之外的不同方向。例如，如果將圖中的裝置倒置，那么，描述為在其他元素或特征“之下”或“下方”的元素的方向?qū)?huì)在其他元素或特征“之上”。因此，示例性術(shù)語(yǔ)“之下”可包含“之上”和“之下”的方向。裝置還可以以其他方式來(lái)改變方向(旋轉(zhuǎn)90度或位于其他方向上)并且相應(yīng)地解釋了本文所用的空間相對(duì)描述詞。同樣地，除非另有明確說(shuō)明，本文中僅出于解釋的目的采用了 “向上”、“向下”、“垂直”、“水平”等術(shù)語(yǔ)。
[0039]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，協(xié)作位置測(cè)定方式提供了準(zhǔn)確、可靠的定位，其中包括位置數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)良好的平衡，位置數(shù)據(jù)是得自(例如)全球定位系統(tǒng)(GPS)、基于激光的定位、增強(qiáng)型