改进利用多个位置技术的实时位置系统的方法、装置和计算机程序产品与流程

文档序号:11160481
改进利用多个位置技术的实时位置系统的方法、装置和计算机程序产品与制造工艺

本文中讨论的实施例涉及射频定位,并且更具体地涉及用于改进利用多个位置技术的实时位置系统(RTLS)的系统、方法、装置、计算机可读介质。



背景技术:

本文中标识了与RTLS定位相关联的很多缺陷和问题。通过所应用的努力、独创性和创新,对这些所标识的问题中的很多的示例性解决方案由本发明来体现,其将在下文详细描述。



技术实现要素:

公开了用于改进利用多个位置技术的实时位置系统(RTLS)的系统、方法、装置和计算机可读介质。在实施例中,提供了一种方法,其包括:在网格节点处从原始节点接收第一接近数据或第一方位数据;并且从网格节点传输:被配置成引起闪烁数据从位置标签的传输的信号,以及从原始节点接收的第一接近数据或第一方位数据。在示例实施例中,该方法还包括从网格节点传输第二接近数据或第二方位数据。

在示例实施例中,该方法还包括在网格节点处从原始节点接收遇险信号,以及基于接收到遇险信号来传输从原始节点接收的第一接近数据或第一方位数据。在示例实施例中,该方法还包括在网格节点处确定基于第一接近数据或第一方位数据生成的消息计数是否满足预定门限;传输第一接近数据或第一方位数据基于消息计数确定。在该方法的示例实施例中,基于数据传输数目来确定消息计数。在示例实施例中,消息计数包括时间计数。

在示例实施例中,该方法还包括在网格节点处接收消息路线;确定网格节点是否在消息路线中被指定。传输第一接近数据或第一位置数据基于确定网格节点在消息路线中被指定。在该方法的示例实施例中,通过网格网络接收第一接近数据或第一方位数据。在该方法的示例实施例中,第一接近数据的接收具有预定半径。

在该方法的示例实施例中,接近数据基于蓝牙低能量传输。在该方法的示例实施例中,接近数据基于Wi-Fi接收的信号强度指数。在该方法的示例实施例中,接近数据基于射频识别。在该方法的示例实施例中,方位数据基于全球定位。在该方法的示例实施例中,方位数据基于射频识别。

在实施例中,提供了一种方法,其包括:使用处理器确定传输可靠性信号的接收;以及基于传输可靠性信号的接收的确定来传输接近数据或方位数据。在示例实施例中,该方法还包括基于对传输可靠性信号的接收的确定来传输遇险信号。在示例实施例中,该方法还包括传输被配置成基于对传输可靠性信号的接收的确定来引起闪烁数据从位置标签的传输的信号。

在该方法的示例实施例中,被配置成引起闪烁数据的传输的信号还被配置成引起位置标签闪烁速率的变化。在该方法的示例实施例中,接近数据与预定半径相关联。在该方法的示例实施例中,通过网格网络来传输接近数据或方位数据。在该方法的示例实施例中,接近数据基于蓝牙低能量传输。

在该方法的示例实施例中,接近数据基于Wi-Fi接收的信号强度指数。在该方法的示例实施例中,接近数据基于射频识别。在该方法的示例实施例中,方位数据基于全球定位。在该方法的示例实施例中,方位数据基于射频识别。

在实施例中,提供了一种方法,其包括:从与第一传感器相关联的位置标签接收闪烁数据;接收基于第一传感器与第二传感器之间的通信生成的接近数据,其中接近数据包括标识符;使用处理器基于闪烁数据来计算与位置标签相关联的位置数据;以及基于接近数据确定与第一传感器相关联的传感器方位计算数据。

在该方法的示例实施例中,与第一传感器相关联的传感器方位计算数据基于与第二传感器相关联的预定传输半径。在示例实施例中,该方法还包括向位置数据指派第一优先级并且向传感器方位计算数据指派第二优先级;以及确定可用的最高优先级位置数据或传感器方位计算数据。在示例实施例中,该方法还包括引起最高优先级位置数据或传感器方位计算数据被显示在图形用户界面上。在示例实施例中,该方法还包括引起最高优先级位置数据或传感器方位计算数据被存储在存储器中。

在该方法的示例实施例中,传感器方位计算数据还基于位置数据。在示例实施例中,该方法还包括基于与位置标签或第二位置标签相关联的在先位置数据来确定与第二传感器相关联的传感器方位计算数据。在该方法的示例实施例中,确定与第二传感器相关联的传感器方位计算数据还基于与第一标签相关联的传感器方位计算数据。

在示例实施例中,该方法还包括基于传感器方位计算数据验证位置数据。在示例实施例中,该方法还包括基于:与传感器相关联的多个位置标签的位置数据或多个传感器的传感器方位计算数据来确定消息路线;以及在监测区域中传输消息路线。

在实施例中,提供了一种方法,其包括:接收由与第一传感器相关联的位置标签生成的闪烁数据;接收由第一传感器生成的方位数据,方位数据包括传感器标识符;使用处理器基于闪烁数据来计算与位置标签相关联的位置数据;以及确定与第一传感器相关联的传感器方位计算数据。在示例实施例中,该方法还包括基于与位置标签相关联的在先位置数据来确定与第一传感器相关联的传感器方位计算数据。在示例实施例中,该方法包括从与第二传感器相关联的第一传感器方位数据接收与第二传感器相关联的方位数据基于第一传感器与第二传感器之间的通信,以及基于与第一标签相关联的传感器方位计算数据来确定与第二传感器相关联的传感器方位计算数据。

在示例实施例中,该方法还包括向位置数据指派第一优先级并且向传感器方位计算数据指派第二优先级;以及确定可用的最高优先级位置数据或传感器方位计算数据。在示例实施例中,该方法还包括引起可用的最高优先级位置数据或传感器方位计算数据被显示在图形用户界面上。在示例实施例中,该方法还包括引起可用的最高优先级位置数据或传感器方位计算数据被存储在存储器中。在示例实施例中,该方法还包括基于与第一传感器相关联的传感器方位计算来验证位置数据。在示例实施例中,该方法还包括基于多个位置标签的位置数据或多个传感器的传感器方位计算数据来确定消息路线;以及在监测区域中传输消息路线。

在示例实施例中,提供了一种方法,其包括使用处理器基于从位置标签接收的闪烁数据来计算位置数据,基于从与位置标签相关联的传感器接收的位置数据或接近数据来确定传感器方位计算数据,以及基于位置数据、传感器方位计算数据和位置层级来确定超定位置。在该方法的示例实施例中,位置层级包括位置数据、基于与位置数据相关联的接近数据的传感器方位计算数据、全球定位、或与传感器相关联的接近数据。

在该方法的一些实施例中,确定超定位置基于包含至少两个位置数据或传感器方位计算数据的位置层级。在该方法的另外的示例实施例中,确定超定位置基于包括至少三个位置数据或传感器方位计算数据的位置层级。在该方法的示例实施例中,确定超定位置基于包括至少四个位置数据或传感器方位计算数据的位置层级。

在示例实施例中,该方法还包括引起超定位置被显示在用户界面上。在该方法的一些示例实施例中,引起超定位置被存储在存储器中。

在另外的示例实施例中,提供了一种方法,其包括使用处理器基于从位置标签接收的闪烁数据来计算位置数据,基于从与位置标签相关联的传感器接收的方位数据或接近数据来确定传感器方位计算数据,以及基于位置数据、传感器方位计算数据、第一监测区域位置层级和第二监测区域位置层级来确定超定位置。

在该方法的示例实施例中,第一监测区域或第二监测区域的位置层级包括位置数据、基于与位置数据相关联的接近数据的传感器方位计算数据、全球定位、或与传感器相关联的接近数据。在该方法的一些示例实施例中,确定超定位置基于包含至少两个位置数据或传感器方位计算数据的位置层级。在该方法的另外的示例实施例中,确定超定位置基于包括至少三个位置数据或传感器方位计算数据的位置层级。

在该方法的示例实施例中,确定超定位置是基于包括至少四个位置数据或传感器方位计算数据的位置层级。在一些示例实施例中,该方法还包括引起超定位置被显示在用户界面上。在另一示例实施例中,该方法还包括引起至少可用的最高优先级位置或传感器方位计算数据被存储在存储器中。

在示例实施例中,提供了一种装置,其包括至少一个处理器和包含计算机程序代码的至少一个存储器,至少一个存储器和计算机程序代码被配置成与处理器一起使得装置:在网格节点处从原始节点接收第一接近数据或第一方位数据;从网格节点传输:被配置成引起闪烁数据从位置标签的传输的数据信号;以及从原始节点接收的第一接近数据或第一方位数据。在示例实施例中,至少一个存储器和计算机程序代码还可以被配置成与处理器一起使得装置从网格节点传输第二接近数据或第二方位数据。

至少一个存储器和计算机程序代码还可以被配置成与处理器一起使得装置在网格节点处从原始节点接收遇险信号,并且基于接收遇险信号来传输从原始节点接收的第一接近数据或第一方位数据。

至少一个存储器和计算机程序代码还可以被配置成与处理器一起使得装置在网格节点处确定基于第一接近数据或第一方位数据生成的消息计数是否满足预定门限;并且传输第一接近数据或第一位置数据基于消息计数确定。在装置的示例实施例中,基于数据传输数目来确定消息计数。在装置的示例实施例中,消息计数包括时间计数。

至少一个存储器和计算机程序代码还可以被配置成与处理器一起使得装置在网格节点处接收消息路线;确定网格节点是否在消息路线中被指定;并且其中传输第一接近数据或第一方位数据基于确定网格节点在消息路线被指定。在装置的示例实施例中,通过网格网络接收第一接近数据或第一方位数据。在装置的示例实施例中,接近数据的接收具有预定半径。在装置的示例实施例中,接近数据基于蓝牙低能量传输。

在装置的示例实施例中,接近数据基于Wi-Fi接收的信号强度指数。在装置的示例实施例中,接近数据基于射频识别。在装置的示例实施例中,方位数据基于全球定位。在装置的示例实施例中,方位数据基于射频识别。

在示例实施例中,提供了一种装置,其包括至少一个处理器和包含计算机程序代码的至少一个存储器,至少一个存储器和计算机程序代码被配置成与处理器一起使得装置:确定传输可靠性信号的接收;以及基于对传输可靠性信号的接收的确定来传输接近数据或方位数据。至少一个存储器和计算机程序代码还可以被配置成与处理器一起使得装置基于对传输可靠性信号的接收的确定来传输遇险信号。

至少一个存储器和计算机程序代码还可以被配置成与处理器一起使得装置传输被配置成基于对传输可靠性信号的接收的确定来引起闪烁数据从位置标签的传输的信号。在装置的示例实施例中,被配置成引起闪烁数据的传输的信号还被配置成基于对传输可靠性信号的接收的确定来引起位置标签闪烁速率的变化。在装置的示例实施例中,接近数据与预定半径相关联。在该装置的示例实施例中,通过网格网络来传输接近数据或位置数据。

在装置的示例实施例中,接近数据基于蓝牙低能量传输。在装置的示例实施例中,接近数据基于Wi-Fi接收的信号强度指数。在装置的示例实施例中,接近数据基于射频识别。在装置的示例实施例中,方位数据基于全球定位。在装置的示例实施例中,方位数据基于射频识别。

在示例实施例中,提供了一种装置,其包括至少一个处理器和包含计算机程序代码的至少一个存储器,至少一个存储器和计算机程序代码被配置成与处理器一起使得装置:从与第一传感器相关联的位置标签接收闪烁数据;接收基于第一传感器与第二传感器之间的通信生成的接近数据,接近数据包括标识符;基于闪烁数据计算与位置标签相关联的位置数据;以及基于接近数据确定与第一传感器相关联的传感器方位计算数据。

在装置的示例实施例中,与第一传感器相关联的传感器方位计算数据基于与第二传感器相关联的预定传输半径。至少一个存储器和计算机程序代码还可以被配置成与处理器一起使得装置:向位置数据指派第一优先级并且向传感器方位计算数据指派第二优先级;并且确定可用的最高优先级位置数据或传感器方位计算数据。至少一个存储器和计算机程序代码还可以被配置成与处理器一起使得装置引起最高优先级位置数据或传感器方位计算数据被显示在图形用户界面上。至少一个存储器和计算机程序代码还可以被配置成与处理器一起使得装置引起最高优先级位置数据或传感器方位计算数据被存储在存储器中。在装置的示例实施例中,传感器方位计算数据还基于位置数据。

至少一个存储器和计算机程序代码还可以被配置成与处理器一起使得装置基于与位置标签或第二位置标签相关联的在先位置数据来确定与第二传感器相关联的传感器方位计算数据。在装置的示例实施例中,确定与第二传感器相关联的传感器方位计算数据还基于与第一传感器相关联的传感器方位计算数据。至少一个存储器和计算机程序代码还可以被配置成与处理器一起使得装置基于传感器方位计算数据来验证位置数据。至少一个存储器和计算机程序代码还可以被配置成与处理器一起使得装置基于与传感器相关联的多个位置标签的位置数据或者多个传感器的传感器方位计算数据来确定消息路线;并且在监测区域中传输消息路线。

在示例实施例中,提供了一种装置,其包括至少一个处理器和包含计算机程序代码的至少一个存储器,至少一个存储器和计算机程序代码被配置成与处理器一起使得装置:接收由与第一传感器相关联的位置标签生成的闪烁数据;接收由第一传感器生成的方位数据,其中方位数据包括传感器标识符;基于闪烁数据计算与位置标签相关联的位置数据;以及基于方位数据确定与第一传感器相关联的传感器方位计算数据。

至少一个存储器和计算机程序代码还可以被配置成与处理器一起使得装置基于与位置标签相关联的在先位置数据来确定与传感器相关联的传感器方位计算数据。在装置的示例实施例中,至少一个存储器和计算机程序代码还可以被配置成与处理器一起使得装置从第一传感器接收与第二传感器相关联的方位数据,其中与第二传感器相关联的方位数据基于第一传感器与第二传感器之间的通信,并且基于与第一传感器相关联的传感器方位计算数据来确定与第二传感器相关联的传感器方位计算数据。至少一个存储器和计算机程序代码还可以被配置成与处理器一起使得装置:向位置数据指派第一优先级并且向传感器方位计算数据指派第二优先级;并且确定最高可用的优先级位置数据或可用的传感器方位计算数据。至少一个存储器和计算机程序代码还可以被配置成与处理器一起使得装置引起可用的最高优先级位置数据或传感器方位计算数据被显示在图形用户界面上。至少一个存储器和计算机程序代码还可以被配置成与处理器一起使得装置引起可用的最高优先级位置数据或传感器方位计算数据被存储在存储器中。

至少一个存储器和计算机程序代码还可以被配置成与处理器一起使得装置基于与第一传感器相关联的传感器方位计算数据来验证位置数据。至少一个存储器和计算机程序代码还可以被配置成与处理器一起使得装置:基于与传感器相关联的多个位置标签的所计算的位置数据或者多个传感器的所确定的传感器方位计算数据来确定消息路线;并且在监测区域中传输消息路线。

在示例实施例中,提供了一种装置,其包括至少一个处理器和包含计算机程序代码的至少一个存储器,至少一个存储器和计算机程序代码被配置成与处理器一起使得装置:基于从位置标签接收的闪烁数据来计算位置数据,基于从与位置标签相关联的传感器接收的方位数据或接近数据来确定传感器方位计算数据,以及基于位置数据、传感器方位计算数据和位置层级来确定超定位置。在该方法的示例实施例中,位置层级包括位置数据、基于与位置数据相关联的接近数据的传感器方位计算数据、全球定位、或与传感器相关联接近数据。

在装置的一些实施例中,确定超定位置基于包含至少两个位置数据或传感器方位计算数据的位置层级。在装置的另外的示例实施例中,确定超定位置基于包括至少三个位置数据或传感器方位计算数据的位置层级。在装置的示例实施例中,确定超定位置基于包括至少四个位置数据或传感器方位计算数据的位置层级。

至少一个存储器和计算机程序代码还可以被配置成与处理器一起使得装置引起超定位置被显示在用户界面上。至少一个存储器和计算机程序代码还可以被配置成与处理器一起使得装置引起超定位置被存储在存储器中。

在示例实施例中,提供了一种装置,其包括至少一个处理器和包含计算机程序代码的至少一个存储器,至少一个存储器和计算机程序代码被配置成与处理器一起使得装置:基于从位置标签接收的闪烁数据计算位置数据,基于从与位置标签相关联的传感器接收的方位数据或接近数据来确定传感器方位计算数据,以及基于位置数据、传感器方位计算数据、第一监测区域位置层级和第二监测区域位置层级来确定超定位置。

在装置的示例实施例中,第一监测区域或第二监测区域的位置层级包括位置数据,基于与位置数据相关联的接近数据的传感器方位计算数据、全球定位、或与传感器相关联的接近数据。在装置的一些示例实施例中,确定超定位置基于包含至少两个位置数据或传感器方位计算数据的位置层级。在装置的另外的示例实施例中,确定超定位置基于包括至少三个位置数据或传感器方位计算数据的位置层级。

在装置的示例实施例中,确定超定位置基于包括至少四个位置数据或传感器方位计算数据的位置层级。至少一个存储器和计算机程序代码还可以被配置成与处理器一起使得装置引起超定位置被显示在用户界面上。至少一个存储器和计算机程序代码还可以被配置成与处理器一起使得装置引起超定位置被存储在存储器中。

在示例实施例中,提供了一种计算机程序产品,其包括具有在其上存储的程序代码部分的非暂态计算机可读介质,程序代码部分被配置成在执行时:在网格节点处从原始节点接收第一接近数据或第一方位数据;从网格节点传输:被配置成引起闪烁数据从位置标签的传输的信号;以及从原始标签接收的第一接近数据或第一方位数据。程序代码部分还可以被配置成在执行时从网格节点传输第二接近数据或第二方位数据。程序代码部分还可以被配置成在执行时:在网格节点处从原始节点接收遇险信号,并且基于接收遇险信号来传输从原始节点接收的第一接近数据或第一方位数据。

程序代码部分还可以被配置成在执行时:在网格节点处确定基于第一接近数据或第一方位数据生成的消息计数是否满足预定门限;并且其中传输第一接近或第一方位数据基于消息计数确定。在计算机程序产品的示例实施例中,基于数据传输数目确定消息计数。在计算机程序产品的示例实施例中,消息计数包括时间计数。

程序代码部分还可以被配置成在执行时:在网格节点处接收消息路线;确定网格节点是否在消息路线中被指定,其中传输第一接近数据或第一方位数据基于确定网格节点在消息路线中被指定。在计算机程序产品的示例实施例中,通过网格网络接收第一接近数据或第一方位数据。在计算机程序产品的示例实施例中,第一接近数据的接收具有预定半径。

在计算机程序产品的示例实施例中,接近数据基于蓝牙低能量传输。在计算机程序产品的示例实施例中,接近数据基于Wi-Fi接收的信号强度指数。在计算机程序产品的示例实施例中,接近数据基于射频识别。在计算机程序产品的示例实施例中,方位数据基于全球定位。在计算机程序产品的示例实施例中,方位数据基于射频识别。

在示例实施例中,提供了一种计算机程序产品,其包括具有在其上存储的程序代码部分的非暂态计算机可读介质,程序代码部分被配置成在执行时:确定传输可靠性信号的接收;以及基于对传输可靠性信号的接收的确定来传输接近数据或方位数据。程序代码部分还可以被配置成在执行时基于对传输可靠性信号的接收的确定来传输遇险信号。程序代码部分还可以被配置成在执行时传输被配置成基于对传输可靠性信号的接收的确定来引起闪烁数据从位置标签的传输的信号。在计算机程序产品的示例实施例中,被配置成引起闪烁数据的传输的信号还被配置成引起位置标签闪烁速率的变化。

在计算机程序产品的示例实施例中,接近数据的传输具有预定半径。在计算机程序产品的示例实施例中,通过网格网络来传输接近数据或方位数据。在计算机程序产品的示例实施例中,接近数据基于蓝牙低能量传输。在计算机程序产品的示例实施例中,接近数据基于Wi-Fi接收的信号强度指数。在计算机程序产品的示例实施例中,接近数据基于射频识别。在计算机程序产品的示例实施例中,方位数据基于全球定位。在计算机程序产品的示例实施例中,方位数据基于射频识别。

在示例实施例中,提供了一种计算机程序产品,其包括具有在其上存储的程序代码部分的非暂态计算机可读介质,程序代码部分被配置成在执行时:从与第一传感器相关联的位置标签接收闪烁数据;接收基于第一传感器与第二传感器之间的通信生成的接近数据,其中接近数据包括标识符;基于闪烁数据计算与位置标签相关联的位置数据;以及基于接近数据确定与第一传感器相关联的传感器方位计算数据。在计算机程序产品的示例实施例中,与第一传感器相关联的传感器方位计算数据基于与第二传感器相关联的预定传输半径。

程序代码部分还可以被配置成在执行时:向位置数据指派第一优先级并且向传感器方位计算数据指派第二优先级;并且确定可用的最高优先级位置数据或传感器方位计算数据。程序代码部分还可以被配置成在执行时引起最高优先级位置数据或传感器方位计算数据被显示在图形用户界面上。程序代码部分还可以被配置成在执行时引起最高优先级位置数据或传感器方位计算数据被存储在存储器中。在计算机程序产品的示例实施例中,传感器方位计算数据还基于位置数据。

程序代码部分还可以被配置成在执行时基于与位置标签或第二位置标签相关联的在先位置数据来确定与第二传感器相关联的传感器方位计算数据。在计算机程序产品的示例实施例中,确定与第二传感器相关联的传感器方位计算数据还基于与第一传感器相关联的传感器方位计算数据。程序代码部分还可以被配置成在执行时基于传感器方位计算数据来验证位置数据。程序代码部分还可以被配置成在执行时:基于与传感器相关联的多个位置标签的所计算的位置数据或多个传感器的所确定的传感器方位计算数据来确定消息路线;并且在监测区域中传输消息路线。

在示例实施例中,提供了一种计算机程序产品,其包括具有在其上存储的程序代码部分的非暂态计算机可读介质,程序代码部分被配置成在执行时:接收由与第一传感器相关联的位置标签生成的闪烁数据;接收由第一传感器生成的方位数据,其中方位数据包括传感器标识符;基于闪烁数据计算与位置标签相关联的位置数据;以及基于方位数据确定与第一传感器相关联的传感器方位计算数据。程序代码部分还被配置成在执行时基于与位置标签相关联的在先位置数据来确定与传感器相关联的传感器方位计算数据。

在计算机程序产品的示例实施例中,程序代码部分还被配置成在执行时:从第一传感器接收与第二传感器相关联的方位数据,其中与第二传感器相关联的方位数据基于第一传感器与第二传感器之间的通信;以及基于与第一传感器相关联的传感器方位计算数据来确定与第二传感器相关联的传感器方位计算数据。程序代码部分还被配置成在执行时:向位置数据指派第一优先级并且向传感器方位计算数据指派第二优先级;并且确定最高可用的优先级位置数据或传感器方位计算数据。程序代码部分还可以被配置成在执行时引起最高可用的优先级位置数据或传感器方位计算数据被显示在图形用户界面上。程序代码部分还可以被配置成在执行时引起最高可用的优先级位置数据或传感器方位计算数据被存储在存储器中。程序代码部分还被配置成在执行时基于第一传感器方位计算数据来验证位置数据。程序代码部分还可以被配置成在执行时:基于多个位置标签的所计算的位置数据或多个传感器的所确定的传感器方位计算数据来确定消息路线;并且在监测区域中传输消息路线。

在示例实施例中,提供了一种计算机程序产品,其包括具有在其上存储的程序代码部分的非暂态计算机可读介质,程序代码部分被配置成在执行时:基于从位置标签接收的闪烁数据来计算位置数据,基于从与位置标签相关联的传感器接收的位置数据或接近数据来确定传感器方位计算数据,以及基于位置数据、传感器方位计算数据和位置层级来确定超定位置。在该方法的示例实施例中,位置层级包括位置数据、基于与位置数据相关联的接近数据的传感器方位计算数据、全球定位、或与传感器相关联的接近数据。

在计算机程序产品的一些实施例中,确定超定位置基于包含至少两个位置数据或传感器方位计算数据的位置层级。在计算机程序的另外的示例实施例中,确定超定位置基于包括至少三个位置数据或传感器方位计算数据的位置层级。在计算机程序产品的示例实施例中,确定超定位置基于包括至少四个位置数据或传感器方位计算数据的位置层级。

程序代码部分还可以被配置成在执行时引起超定位置被显示在用户界面上。程序代码部分还可以被配置成在执行时引起装置引起超定位置被存储在存储器中。

在示例实施例中,提供了一种计算机程序产品,其包括具有在其上存储的程序代码部分的非暂态计算机可读介质,程序代码部分被配置成在执行时:基于从位置标签接收的闪烁数据来计算位置数据,基于从与位置标签相关联的传感器接收的最高数据或接近数据来确定传感器方位计算数据,以及基于位置数据、传感器方位计算数据、第一监测区域层级和第二监测区域层级来确定超定位置。

在计算机程序产品的示例实施例中,第一或第二监测区域的位置层级包括位置数据、基于与位置数据相关联的接近数据的传感器方位计算数据、全球定位、或与传感器相关联的接近数据。在计算机程序产品的一些示例实施例中,确定超定位置基于包含至少两个位置数据或传感器方位计算数据的位置层级。在计算机程序产品的另外的示例实施例中,确定超定位置基于包括至少三个位置数据或传感器方位计算数据的位置层级。

在计算机程序产品的示例实施例中,确定超定位置基于包括至少四个位置数据或传感器方位计算数据的位置层级。程序代码部分还可以被配置成在执行时引起计算机程序产品引起超定位置被显示在用户界面上。程序代码部分还可以被配置成在执行时引起超定位置被存储在存储器中。

在示例实施例中,提供了一种方法,其包括:从与参与者相关联的位置标签接收标签闪烁数据,从与参与者相关联的传感器接收传感器数据,基于闪烁数据计算位置数据,基于传感器数据确定传感器方位计算数据,以及基于位置数据和传感器数据确定对象位置。在该方法的示例实施例中,通过网格网络接收传感器数据。

在示例实施例中,提供了一种装置,其包括至少一个处理器和包含计算机程序代码的至少一个存储器,至少一个存储器和计算机程序代码被配置成与处理器一起使得装置:从与参与者相关联的位置标签接收闪烁数据;从与参与者相关联的传感器接收传感器数据;基于闪烁数据计算位置数据;基于传感器数据确定传感器方位计算数据;以及基于位置数据和传感器数据确定对象位置。在装置的示例实施例中,通过网格网络接收传感器数据。

在示例实施例中,提供了一种计算机程序产品,其包括具有在其上存储的程序代码部分的非暂态计算机可读介质,程序代码部分被配置成在执行时:从与参与者相关联的位置标签接收标签闪烁数据,从与参与者相关联的传感器接收传感器数据,基于闪烁数据计算位置数据,基于传感器数据确定传感器方位计算数据,并且基于位置数据和传感器数据确定对象位置。在计算机程序产品的示例实施例中,通过网格网络接收传感器数据。

在另一示例实施例中,提供了一种方法,其包括从与参与者相关联的传感器接收第一传感器数据,从与参与者相关联的第二传感器接收第二传感器数据,基于第一传感器数据确定第一传感器方位计算数据,基于第二传感器数据确定第二传感器方位计算数据,并且基于第一传感器方位计算数据和第二传感器方位计算数据确定参与者方位。在该方法的示例实施例中,通过网格网络接收传感器数据。

在另一示例实施例中,提供了一种装置,其包括至少一个处理器和包含计算机程序代码的至少一个存储器,至少一个存储器和计算机程序代码被配置成与处理器一起使得装置:从与参与者相关联的传感器接收第一传感器数据;从与参与者相关联的第二传感器接收第二传感器数据;基于第一传感器数据确定第一传感器方位计算数据,基于第二传感器数据确定第二传感器方位计算数据;以及基于第一传感器方位计算数据和第二传感器方位计算数据确定参与者方位。在装置的示例实施例中,通过网格网络接收传感器数据。

在又一示例实施例中,提供了一种计算机程序产品,其包括具有在其上存储的程序代码部分的非暂态计算机可读介质,程序代码部分被配置成在执行时:从与参与者相关联的传感器接收第一传感器数据,从与参与者相关联的第二传感器接收第二传感器数据,基于第一传感器数据确定第一传感器方位计算数据,以及基于第二传感器数据确定第二传感器方位计算数据,并且基于第一传感器方位计算数据和第二传感器方位计算数据确定参与者方位。在计算机程序产品的示例实施例中,通过网格网络接收传感器数据。

在另一示例实施例中,提供了一种方法,其包括:从与参与者相关联的位置标签接收闪烁数据,从与参与者相关联的传感器接收传感器数据,基于闪烁数据计算位置数据,基于传感器数据确定传感器方位计算数据,以及当参与者在监测区域中时基于位置数据来确定参与者的位置,并且当参与者在监测区域外部时,基于传感器方位计算数据来确定参与者的方位。在该方法的示例实施例中,通过网格网络接收传感器数据。

在另外的示例实施例中,提供了一种装置,其包括至少一个处理器和包含计算机程序代码的至少一个存储器,至少一个存储器和计算机程序代码被配置成与处理器一起使得装置:从与参与者相关联的位置标签接收闪烁数据;从与参与者相关联的传感器接收传感器数据;基于闪烁数据计算位置数据;基于传感器数据确定传感器方位计算数据;以及当参与者在监测区域中时基于位置数据来确定参与者的方位,并且当参与者在监测区域外部时,基于传感器方位计算数据来确定参与者的方位。在装置的示例实施例中,通过网格网络接收传感器数据。

在另外的示例实施例中,提供了一种计算机程序产品,其包括具有在其上存储的程序代码部分的非暂态计算机可读介质,程序代码部分被配置成在执行时:从与参与者相关联的位置标签接收闪烁数据,从与参与者相关联的传感器接收传感器数据,基于闪烁数据计算位置数据,基于传感器数据确定传感器方位计算数据,以及当参与者在监测区域中时基于位置数据来确定参与者的位置,以及当参与者在监测区域外部时,基于传感器方位计算数据来确定参与者的方位。在计算机程序产品的示例实施例中,通过网格网络接收传感器数据。

在示例实施例中,提供了一种方法,其包括从第一传感器接收第一传感器数据并且从第二传感器接收第二传感器数据,其中第一传感器和第二传感器与参与者相关联,并且基于当参与者在第一监测区域中时基于第一传感器数据来来确定参与者的方位,以及当参与者在第二监测区域中时基于第二传感器数据来来确定参与者的方位,其中第一传感器和第二传感器是不同的方位技术。在该方法的一些示例实施例中,通过网格网络接收第一传感器或第二传感器数据。

在另一示例实施例中,提供了一种装置,其包括至少一个处理器和包含计算机程序代码的至少一个存储器,至少一个存储器和计算机程序代码被配置成与处理器一起使得装置:从第一传感器数据第一传感器并且从第二传感器接收第二传感器数据,其中第一传感器和第二传感器与参与者相关联,并且当参与者在第一监测区域中时基于第一传感器数据来确定参与者的方位,当参与者在第二监测区域中时基于第二传感器数据来确定参与者的方位,其中第一传感器和第二传感器是不同的方位技术。在装置的示例实施例中,通过网格网络接收第一传感器数据或第二传感器数据。

在另一示例实施例中,提供了一种计算机程序产品,其包括具有在其上存储的程序代码部分的非暂态计算机可读介质,程序代码部分被配置成在执行时:从第一传感器接收第一传感器数据并且从第二传感器接收第二传感器数据,其中第一传感器和第二传感器与参与者相关联,并且当参与者在第一监测区域中时基于第一传感器数据来确定参与者的方位,当参与者在第二监测区域中时基于第二传感器数据来确定参与者的方位,其中第一传感器和第二传感器是不同的方位技术。在计算机程序产品的示例实施例中,通过网格网络接收第一传感器数据或第二传感器数据。

在示例实施例中,提供了一种方法,其包括:在第一时间段期间以第一闪烁速率从位置标签接收闪烁数据,在第二时间段期间以第二闪烁速率从位置标签接收闪烁数据,其中第二闪烁速率不同于第一闪烁速率,其中第二闪烁速率指示位置标签在监测区域内,以及至少基于以第二闪烁速率接收的闪烁数据来确定参与者位置。

在其他示例实施例中,提供了一种装置,其包括至少一个处理器和包含计算机程序代码的至少一个存储器,至少一个存储器和计算机程序代码被配置成与处理器一起使得装置:在第一时间段期间以第一闪烁速率从位置标签接收闪烁数据,在第二时间段期间以第二闪烁速率从位置标签接收闪烁数据,其中第二闪烁速率不同于第一闪烁速率,其中第二闪烁速率指示位置标签在监测区域内,并且至少基于以第二闪烁速率接收的闪烁数据来确定参与者位置。

在又一示例实施例中,提供了一种计算机程序产品,其包括具有在其上存储的程序代码部分的非暂态计算机可读介质,程序代码部分被配置成在执行时:在第一时间段期间以第一闪烁速率从位置标签接收闪烁数据,在第二时间段期间以第二闪烁速率从位置标签接收闪烁数据,其中第二闪烁速率不同于第一闪烁速率,其中第二闪烁速率指示位置标签在监测区域内;并且至少基于以第二闪烁速率接收的闪烁数据来确定参与者位置。

在示例实施例中,提供了一种方法,其包括:以第一闪烁速率从位置标签传输闪烁数据,接收传输可靠性信号,以及响应于接收到传输可靠性信号以第二闪烁速率传输闪烁数据。在该方法的示例实施例中,以第二闪烁速率传输基于接收传输可靠性信号,以及传输可靠性信号的接收的故障引起位置标签以第一闪烁速率被传输。

在另一示例实施例中,提供了一种装置,其包括至少一个处理器和包含计算机程序代码的至少一个存储器,至少一个存储器和计算机程序代码被配置成与处理器一起使得装置:以第一闪烁速率从位置标签传输闪烁数据,接收传输可靠性信号,并且响应于接收到传输可靠性信号以第二闪烁速率传输闪烁数据。在装置的示例实施例中,以第二闪烁速率基于接收传输可靠性信号,以及传输可靠性信号的接收的故障引起位置标签以第一闪烁速率被传输。

在示例实施例中,提供了一种计算机程序产品,其包括具有在其上存储的程序代码部分的非暂态计算机可读介质,程序代码部分被配置成在执行时:以第一闪烁速率从位置标签传输闪烁数据,接收传输可靠性信号,并且响应于接收到传输可靠性信号以第二闪烁速率传输闪烁数据。在计算机程序产品的示例实施例中,以第二闪烁速率基于接收传输可靠性信号,以及传输可靠性信号的接收的故障引起位置标签以第一闪烁速率被传输。

在又一示例实施例中,提供了一种位置系统,其包括:被配置成传输传输可靠性信号的传输器;被配置成传输闪烁数据的位置标签,其中位置标签在传输可靠性信号已经被接收到的情况下以第一闪烁速率传输闪烁数据并且在传输可靠性信号没有被接收到的情况下以第二闪烁速率传输闪烁数据;以及接收器集线器,用于接收闪烁数据并且至少基于以第一闪烁速率接收的闪烁数据来计算标签位置。

在位置系统的示例实施例中,传输器被配置成重复地传输传输可靠性信号。

附图说明

已经用一般术语描述了本发明,现在将参考附图,附图不一定按比例绘制,并且其中:

图1图示了根据本发明的一些实施例的配备有用于确定参与者位置(location)或方位(position)的射频定位系统和传感器的示例性环境;

图2A-E图示了根据本发明的一些实施例的可以提供用于参与者位置或方位确定的信息的一些示例性标签和传感器配置;

图3A-3F是示出了根据本发明的一些实施例的接收器和传感器接收器的输入和输出的框图;

图4图示了根据本发明的一些示例实施例的可以利用多个定位技术的示例性超定定位系统;

图5A和5B图示了根据本发明的一些示例性实施例的示例性位置技术精度和接近传输半径;

图6图示了根据本发明的一些示例实施例的示例性接收器和传输可靠性信号路径;

图7图示了根据本发明的一些示例实施例的具有不同监测区域的示例性超定定位系统;

图8A-C图示了根据本发明的一些示例实施例的位置系统的处理部件的示例性框图;以及

图9图示了根据本发明的一些示例实施例的用于确定来自传感器的传输的示例性过程的流程图;

图10图示了根据本发明的一些示例实施例的用于确定来自网格节点的传输的示例性过程的流程图;以及

图11图示了根据本发明的一些示例实施例的示例性超定位置确定过程的流程图。

具体实施方式

现在将在下文中参照其中示出了本发明的一些而不是全部实施例的附图更全面地描述本发明。实际上,本发明可以以很多不同的形式来实施,而不应当被解释为限于本文中所阐述的实施例;相反,提供这些实施例使得本公开能够满足适用的法律要求。相似的附图标记始终指代相似的元件。

预先定义

“标签”、“位置标签”或“定位标签”是指传输包括突发(例如,突发速率为1Mb/s的72个脉冲)以及可选地具有标签数据分组的突发的信号的超宽带(UWB)传输器,标签数据分组可以包括标签数据元素,标签数据元素可以包括但不限于标签唯一标识号(标签UID)、其他标识信息、顺序突发计数、存储的标签数据、或者用于对象或人员识别、库存控制等的其他期望信息。被传输的标签信号在本文中被称为“闪烁数据”。

“传感器”是指可以收集和/或传输除闪烁数据之外的数据的任何设备。这样的设备可以包括但不限于位置三角测量设备,诸如全球定位系统(GPS)、接近检测器、加速度计、磁力计、飞行时间传感器、健康监测传感器(例如,血压传感器、心脏监测器、呼吸传感器、湿度传感器、温度传感器)、光传感器等。

标签和传感器可以是单独的单元或者可以被容纳在单个监测单元中。在一些情况下,标签被配置成与传感器进行数据通信。此外,标签可以被配置成与短程低频接收器进行通信。标签和传感器可以基于在参与者处的接近安装位置或通过标签-传感器相关因子而彼此相关联,这将在下文详细讨论。另外地或者替代地,标签和传感器可以(可能在注册步骤期间)通过接收器集线器或接收处理和分发系统来在数据库中被关联。

“网格网络”是指传感器的网络,其中网络中的每个传感器被配置成不仅传输其自身的传感器数据,而且还中继其他传感器的传感器数据。网格网络可以通过Wi-Fi协议、蓝牙低能量(BLE)协议、近场通信(NFC)协议等来传输传感器数据,Wi-Fi协议诸如IEEE 802.11、802.15或802.16)。

“原始节点”是指与特定标签相关联的传感器,其是网格网络中的传感器数据传输的原始点。

“网格节点”是与特定标签相关联的传感器,其从网格网络中的原始节点接收和/或传输传感器或标签数据。取决于其状态和传输有效载荷,传感器可以在被视为原始节点、网格节点或这二者之间切换。

术语“位置数据”或“定位数据”是指由位置系统基于接收器从位置标签接收的闪烁数据传输而确定的位置。

术语“方位数据”是指从传感器接收的数据,其可以用于确定传感器方位计算数据或传感器的方位,其不基于位置标签闪烁数据传输。示例可以包括三角测量定位数据,诸如全球定位、遥测数据等。

术语“接近数据”是指包括在传感器的特定范围或半径内的所感测的身份的数据。所感测的身份可以是固定位置或移动身份,诸如另一参与者。

术语“超定位置”是指标签、传感器或其组合的所计算的位置或方位,其中使用两个或更多个位置技术为所计算的位置或方位提供冗余和/或验证。在一些实施例中,可以基于位置层级从一个或多个位置或方位中确定或选择超定位置。

概述

由于依赖于单个位置技术,一些位置系统可能遭受位置数据的劣化或丢失。这些丢失可能是由于位置标签信号的阻塞或干扰。例如,标签可以移动到接收器网络的范围之外,可以在足球中被安装到堆(pile)的底部处的运动员、橄榄球中的混乱(scrum)、或者被定位成紧邻另一个体或其他RF限制身体。

本文中所讨论的位置系统的各种实施例可以通过利用多样的或超定定位系统来提高精度并且防止对象或参与者的位置或方位数据的劣化或丢失。超定定位系统可以包括多种位置技术,包括但不限于超宽带(UWB)、诸如全球定位系统(GPS)的方位三角测量、诸如Wi-Fi、BLE或NFC的接近度或三角测量定位等。

在一个实施例中,超定定位系统可以使用两个或更多个定位技术来提供位置数据的冗余和/或验证交叉检查,因此使得定位系统能够支持性能精度的层级。例如,可以使用基于UWB的定位生成位置层级,可以被认为是最高优先级,而对UWB设备的接近可以被认为是第二优先级,并且基于诸如GPS的三角测量的方位计算可以被认为是第三优先级。位置系统可以确定并且显示和/或存储超定位置或最高精度/优先级位置或可用的传感器方位计算数据。此外,位置系统可通过将各种位置和传感器方位计算数据值彼此和/或与先前接收的数据进行比较来过滤或验证位置数据或传感器方位计算数据。

在定位标签与一个或多个接收器之间使用视线信号的标签定位技术在标签由于阻塞而失去与一个或多个接收器的视线通信的情况下可能会生成劣化的标签定位数据(例如,足球场上的标记的运动员的堆积)。在标签不能被一个或多个接收器看到的情况下,相关联的传感器或原始节点可以向另一传感器或网格节点传输方位数据和/或接近数据。传感器可以通过蓝牙低能量(BLE)、NFC、Wi-Fi等传输方位或接近数据。与标签相关联的传感器可以具有特定的有限传输范围。

在示例实施例中,可以使用网格网络路由协议向收发器传输接近数据或方位数据,其中原始节点向网格节点传输接近数据和/或方位数据。然后,网格节点向另一网格节点传输,直到包括接近数据和方位数据的消息到达接收器。在一些示例实施例中,使用消息计数来限制标签消息的传输或中继的时间或持续时间。消息计数可以是传输计数(例如,已经从一个标签向另一标签传输消息的次数)、时间计数等。在示例实施例中,可以使用定向长距离接收器天线直接从网格节点拉取BLE消息,而不依赖于网格网络。

在一个示例实施例中,位置系统包括传输器,传输器被配置成向监测区域内的传感器发送传输可靠性信号。在传感器接收到传输可靠性信号的情况下,其可以确定没有对相关联的标签的障碍或干扰,并且引起标签传输闪烁数据。在传感器或者在这种情形下原始节点没有接收到传输可靠性信号的情况下,传感器可以确定标签闪烁数据可能被阻挡并且向网格节点传输接近/方位数据和/或向网格节点传输遇险信号和/或向标签发送用于终止或改变标签闪烁数据的信号。网格节点可以通过网格网络、通过定向天线回程等来接收和向接收器传输接近数据或方位数据。在示例实施例中,网格节点可以仅基于遇险信号的接收来传输原始节点方位或接近数据,这将在下文更详细地描述。

在示例实施例中,超定定位系统可以使用两种或更多种定位技术来过滤或验证可能被阻挡、超出范围、由于干扰而劣化、被弹回等的位置数据。定位系统可以基于所提供的每种技术来计算位置(基于标签闪烁数据)或方位(基于传感器数据),并且将它们进行比较以验证所计算的位置或方位)。在所计算的位置可能被认为不准确的情况下,任何相关联的位置数据可被认为是不准确的,并且因此不被考虑,有利于位置数据、接近数据或其某种组合。

不准确/故障位置数据的示例可以包括对于一个标签闪烁周期或几个标签闪烁周期看起来从网络消失(例如,没有接收到闪烁数据)的标签。这样的不闪烁的标签可以被假定为被阻挡。由于闪烁数据反射或其他问题,标签也可能看起来“弹出”或跳到远处位置。

一些位置技术对于特殊安装环境不太优选。例如,基于UWB的位置技术由于其对所监测的环境的充分的接收器覆盖范围的依赖而可能不适合于大的或无界的监测环境(例如,马拉松跑步路线等)。在另一示例中,GPS可能不适合于需要精确方位确定(例如,确定篮球运动员、足球运动员或棒球运动员的精确的、即亚英尺运动)的环境。

在一个实施例中,可以使用多个位置技术来在困难的、非常规的或甚至传统的环境中进行位置确定,其中可能期望冗余位置确定。超定位置系统可以指定两个或更多个监测区域,每个监测区域具有位置层级。例如,在一个实施例中,在赛车驾驶中,可以通过基于GPS的定位技术作为最高优先级定位技术来监测在赛道区域或第一监测区域周围移动的汽车,因为不需要用于汽车方位的精确亚英尺精确度。然而,可以通过UWB定位技术作为最高优先级定位技术来监测在维修区域周围移动的辅助(crew)成员,因为可能期望用于辅助成员位置的精确的亚英尺精确度以确保安全性并且监测辅助成员效率。在一些实施例中,两个或更多个位置技术的组合以及具有相关联的位置层级的多个监测区域的界定使得能够针对在所监测的比赛项目的每个区域中期望的类型的位置信息特别地设计精度和覆盖范围。

在一些实施例中,标签或传感器可以接收信号,该信号指示其在一个位置技术(例如,UWB定位技术)的监测区域内或已经离开该监测区域并且因此指示变换(shift)传输类型或频率。例如,在一些实施例中,传感器可以被配置成变换以仅传输位置数据;仅传输接近度、方位,和/或引起闪烁数据的传输;改变其闪烁速率等。在一个实施例中,标签可以通过来自过渡区处的激励器的信号或基于传感器对于传输可靠性信号的接收来接收对监测区域的边界的指示。在另一示例实施例中,传感器可以传输方位数据并且引起闪烁数据的传输,并且定位系统可以确定超定位置,在各种实施例中,超定位置可以包括已经基于精度、环境和信息要求而被计算的最高优先级位置或方位。

多个位置技术的使用可以提供更精确和可靠的定位系统。此外,多个位置技术的使用可以促进针对不同的环境和信息需求以不同的精度水平来跟踪位置和方位。

示例实时定位系统

图1图示了示例性定位系统100,其可用于通过在接收器集线器108处的位置数据或到达时间(TOA)的累积来计算位置,由此TOA表示来自在每个接收器106(例如,UWB读取器等)处记录的RTLS标签102的相对飞行时间(TOF)。在一些示例中,使用定时参考时钟,使得至少接收器106的子集可以在频率上同步,由此与每个RTLS标签102相关联的相对TOA数据可以由与至少接收器106的子集相关联的计数器来登记。在一些示例中,位于已知坐标处的参考标签104被用于确定与至少接收器106的子集相关联的计数器之间的相位偏移,参考标签104优选为UWB传输器。RTLS标签102和参考标签104驻留在活动RTLS字段中。本文中描述的系统可以被称为“多点定位”或“地理定位”系统,这些术语是指通过求解由在多个接收器106处接收的TOA信号之间到达时间差(DTOA)而被确定的位置估计的误差最小化函数来定位信号源的过程。

在一些示例中,包括至少标签102和接收器106的系统被配置成即使在存在多径干扰的情况下也提供二维和/或三维精确定位(例如,亚英尺分辨率),这部分地是由于使用短纳秒持续时间脉冲,其TOF可使用诸如在接收器106中的检测电(来精确地确定,检测电路可在所接收的波形的前沿上触发。在一些示例中,与被配置用于高数据速率通信的无线系统相比,该短脉冲特性允许系统以更高的峰值功率、但是更低的平均功率电平来传输必要的数据,但仍然在本地监管要求内操作。

在一些示例中,为了在遵守监管限制(例如FCC和ETSI规则)的交叠的同时提供优选的性能水平,标签102可以以大约400MHz的瞬时-3dB带宽和低于1毫秒间隔187个脉冲的平均传输来操作,只要分组速率足够低。在这样的示例中,在6.55GHz的中心频率下操作的系统的预测最大范围在其中在接收器处使用12dBi定向天线的情况下大约为200米,但是在其他示例中,规划范围将取决于接收器天线增益。替代地或另外地,系统的范围允许利用放置于职业足球背景中使用的足球场中的一个或多个接收器来检测一个或多个标签102。这样的配置有利地满足了由与峰值和平均功率密度(例如,有效各向同性辐射功率密度(“EIRP”))相关的监管体所施加的约束,同时仍优化与距离和干扰相关的系统性能。在另外的示例中,具有大约400MHz的-3dB带宽的标签传输在一些示例中产生大约2纳秒的瞬时脉冲宽度,其使得位置分辨率能够优于30厘米。

再次参考图1,要定位的对象附接有标签102,优选地是具有UWB传输器的标签,其传输突发(例如,突发速率为1Mb/s的多个脉冲,诸如速率为1Mb/s的112比特的开-关键控(OOK)),以及可选地传输包括利用OOK的信息分组的突发,信息分组可以包括但不限于ID信息、顺序突发计数、或用于对象或人员标识、库存控制等的其他期望信息。在一些示例中,可有利地提供来自每个标签102的顺序突发计数(例如,分组序列号),以便在接收器集线器108处准许来自各个接收器106的TOA测量数据的相关性。

在一些示例中,标签102可以采用UWB波形(例如,低数据速率波形)来实现极其精细的分辨率,这是因为它们的极短脉冲(即,亚纳秒到纳秒,诸如2nsec(1nsec上和1nsec下))持续时间。因此,信息分组可以具有短长度(例如在一些示例实施例中以1Mb/sec的速率的OOK的112比特),这有利地实现了更高的分组速率。如果每个信息分组是唯一的,则较高的分组速率导致较高的数据速率;如果每个信息分组被重复传输,则较高的分组速率导致较高的分组重复速率。在一些示例中,每个标签的较高分组重复速率(例如,12Hz)和/或较高数据速率(例如,1Mb/秒、2Mb/秒等)可以导致用于过滤以达到更加精确的位置估计的较大数据集。替代地或另外地,在一些示例中,信息分组的较短长度连同其它分组速率、数据速率和其它系统要求也可导致较长的电池寿命(例如,在一些目前实施例中,使用300mAh电池在传输速率为1Hz的情况下电池寿命为7年)。

标签信号可以在接收器处直接从RTLS标签接收,或者可以在路由反射之后接收。与直接信号相比,反射信号从RTLS标签到接收器经过更长的路径,因此与相应的直接信号相比,较晚地被接收。这一延迟称为回波延迟或多径延迟。如果反射信号足够强而足以被接收器检测到,则它们可能通过符号间干扰破坏数据传输。在一些示例中,标签102可以采用UWB波形来达到极其精细的分辨率,这是因为它们的极短脉冲(例如,2nsec)持续时间。此外,信号可以包括稍高的突发数据速率(在一些示例实施例中为1Mb/秒)的短信息分组(例如,OOK的112比特),其有利地使分组持续时间简短(例如112微秒),同时允许比预期的回波延迟充分更长的脉冲间时间(例如,998nsec),以避免数据损坏。

反射信号可以预期随着延迟由于更多的反射和所经过的更长的距离的增加而变弱。因此,超过对应于某个路径长度差(例如,299.4m)的脉冲间时间的某个值(例如,998nsec),针对任何给定的传输器功率电平,脉冲间时间的进一步增加(并且因此突发数据速率的降低)将没有优点。以这种方式,分组持续时间的最小化允许标签的电池寿命最大化,因为其数字电路仅需要短时间的有效。应当理解,不同的环境可以具有不同的预期回声延迟,从而使得不同的突发数据速率以及因此的分组持续时间可以根据环境在不同的情况下是适当的。

分组持续时间的最小化还允许标签在给定时间段中传输更多分组,尽管在实践中,规范管理的平均EIRP极限常常可能提供压倒一切的约束。然而,简短的分组持续时间还减少了来自多个标签的分组在时间上交叠从而导致数据冲突的可能性。因此,最小分组持续时间允许很多个标签每秒传输更高的聚合数目的分组,以使得能够跟踪最大数目的标签,或者以最高速率跟踪给定数目的标签。

在一个非限制性示例中,以1Mb/sec(1MHz)的数据速率传输的112比特的数据分组长度(例如,OOK编码)可以用每秒1次传输(1TX/sec)的传输标签重复速率来实现。这样的实现方式可以提供长达七年的电池寿命,其中电池本身可以是例如BR2335(Rayovac)系列的紧凑型3伏钮扣电池,电池充电额定值为300mAhr。替代实现方式可以是CR2032系列通用紧凑型3伏钮扣电池,电池充电额定值二220mAhr,由此,如可以理解的,后一种通用的钮扣电池可以提供更短的电池寿命。

替代地或另外地,一些应用可能需要较高的传输标签重复速率来跟踪动态环境。在一些示例中,传输标签重复速率可以是每秒12个传输(12TX/sec)。在这样的应用中,可以进一步理解,电池寿命可以更短。

与短数据分组长度(例如,112比特)和相对低的重复速率(例如,1TX/sec)耦合的高突发数据传输速率(例如,1MHz)在一些示例中提供两个不同的优点:(1)更多数目的标签可以独立于具有较低冲突概率的标签的字段来传输,和/或(2)可以在适当考虑电池寿命约束的情况下增加每个独立标签传输功率,从而使得单个数据分组的总能量小于给定时间间隔的规范管理的平均功率(例如,FCC规范管理传输的1毫秒时间间隔)。

替代地或另外地,可以从标签传输附加的传感器或遥测数据,以向接收器106提供关于标签的环境和/或操作条件的信息。例如,标签可以向接收器106传输温度。这样的信息例如在涉及易腐货物或其他制冷要求的系统中可能是有价值的。在本示例实施例中,温度可以由标签以比数据分组的其余部分的重复速率低的重复速率来传输。例如,可以以每分钟一次(例如,1TX/min)的速率从标签向接收器传输温度,或者在一些示例中,数据分组每被传输720次进行一次,由此在本示例中的数据分组以12TX/sec的示例速率传输。

替代地或另外地,标签102可以被编程为响应于来自磁性命令传输器(未示出)的信号而间歇地向接收器106传输数据。磁性命令传输器可以是便携式设备,其在一些示例性实施例中用于向一个或多个标签102传输具有大约15英尺或更小的范围的125kHz信号。在一些示例中,标签102可以至少配备有接收器和功能天线,接收器被调谐到磁性命令传输器传输频率(例如125kHz),功能天线用于促进由磁性命令传输器传输的信号的接收和解码。

在一些示例中,一个或多个其他标签(例如参考标签104)可以被放置于监测区域内和/或周围。在一些示例中,参考标签104可以被配置成传输被用于测量接收器106内的不可重置计数器的相对相位(例如,自由运行计数器的计数)的信号。

一个或多个(例如,优选地四个或更多个)接收器106也被放置在监测区域内的和/或周围的预定坐标处。在一些示例中,接收器106可以以“菊花链”方式连接,以有利地允许在重要的监测区域上互连大量接收器106,以便减少和简化布线,提供电力等。每个接收器106包括用于接收诸如UWB传输的传输的接收器以及优选地包括分组解码电路,分组解码电路提取到达时间(TOA)定时脉冲串、传输器ID、分组编号和/或已经被编码在标签传输信号(例如,材料描述、人员信息等)中的其他信息,并且被配置成感测由标签102以及一个或多个参考标签104传输的信号。

每个接收器106包括相对于其内部计数器来测量标签突发的到达时间(TOA)的时间测量电路。时间测量电路是相位锁定的(例如,相位差不改变,因此各个频率是相同的),其中公共数字参考时钟信号通过电缆连接从具有中心定时参考时钟发生器的接收器集线器108分发。参考时钟信号为接收器106建立公共定时参考。因此,各个接收器106的多个时间测量电路在频率上同步,但不一定在相位上同步。虽然在接收器106中的任何给定的接收器对之间通常可能存在相位偏移,但是通过使用参考标签104使得相位偏移被容易地确定。替代地或另外地,每个接收器可以经由虚拟同步来无线地同步而无需专用物理定时信道。

在一些示例实施例中,接收器106被配置成确定接收信号的各种属性。由于在每个接收器106处以数字格式而不是在某些示例中的模拟格式来确定测量,所以信号可传输给接收器集线器108。有利地,因为分组数据和测量结果可以高速传送给接收器存储器,所以接收器106可以在几乎连续的基础上接收和处理标签(和对应的对象)定位信号。因此,在一些示例中,接收器存储器允许捕获高突发速率的标签比赛项目(即,信息分组)。

数据电缆或无线传输可以将测量数据从接收器106传输给接收器集线器108(例如,数据电缆可以实现2Mbps的传送速度)。在一些示例中,测量数据以规律的轮询间隔被传送给中央处理器/集线器。

因此,接收器集线器108通过相对于由接收器106检测到的多个数据分组处理TOA测量来确定或否则的话计算标签位置(即,对象位置)。在一些示例实施例中,接收器集线器108可以被配置成使用非线性优化技术来求解标签的坐标。

在一些示例中,来自多个接收器106的TOA测量由接收器集线器108处理,以通过多个TOA的差分到达时间(DTOA)分析来确定传输标签102的位置。DTOA分析包括标签传输时间t0的确定,由此作为从估计的标签传输时间t0到相应的TOA所经过的时间而被测量的飞行时间(TOF)以图形方式表示以各个接收器106为中心的球体的半径。各个球的表面与传输标签102的估计的位置坐标(x0,y0,z0)之间的距离表示每个相应TOA的测量误差,并且来自参与DTOA位置估计的每个接收器的TOA测量误差的平方和的最小化提供传输标签的位置坐标(x0,y0,z0)和该标签的传输时间t0

在一些示例中,本文中描述的系统可以被称为“超规(over-specified)”或“超定”系统。因此,接收器集线器108可以基于一组测量和/或一个或多个不正确(即,较不正确)的位置来计算一个或多个有效(即,最正确)的位置。例如,可以计算由于物理定律而不可能的位置,或者当与其他计算的位置相比时可以是离群值的位置。因此,可以应用一个或多个算法或试探法来最小化这样的误差。

可以通过首先在由用户定义的区域上的x、y和z的粗网格上进行区域搜索,然后进行局部最速下降搜索来获得用于最小化的起始点。在一些示例中,该算法的起始位置固定在所有活动接收器的平均位置。不需要初始区域搜索,并且在一些示例中继续通过使用Davidon-Fletcher-Powell(DFP)准牛顿算法来进行优化。在其他示例中,可以使用最速下降算法。

可以被称为时间误差最小化算法的一种用于误差最小化的这样的算法可以在等式1中描述:

其中N是接收器的数目,c是光速,(xj,yj,zj)是第j个接收器的坐标,tj是第j个接收器处的到达时间,t0是标签传输时间。变量t0表示传输时间。由于t0最初未知,所以到达时间tj以及t0也与公共时基相关,在一些示例中,公共时基从到达时间导出。结果,不同到达时间之间的差异对于确定位置以及t0是重要的。

使等式1中的误差ε最小化的优化算法可以是例如Davidon-Fletcher-Powell(DFP)准牛顿算法。在一些示例中,使等式1中的误差ε最小化的优化算法可以是最速下降算法。在每种情况下,算法可以使用表示参与标签位置确定的接收器106的位置的二维(2D)或三维(3D)平均值的初始位置估计(x,y,z)作为种子。

在一些示例中,RTLS系统包括接收器网格,其中接收器网格中的每个接收器106保持与其他接收器时钟同步的接收器时钟,接收器时钟具有初始未知的相位偏移。任何接收器之间的相位偏移可以通过使用被放置在已知坐标位置(xT,yT,zT)处的参考标签来确定。相位偏移用于求解各种接收器106内的计数器之间的恒定偏移,如下文描述的。

在另外的示例实施例中,N个接收器106{Rj:j=1,...,N}被放置在已知坐标处,其分别被放置在距离参考标签104的距离处,诸如等式2中给出的:

每个接收器Rj利用例如从诸如时钟发生器的公共频率时基得到的同步时钟信号。由于接收器不是同步复位,对于每个接收器的内部自由运行计数器存在未知的、但是恒定的偏移Oj。依据细分辨率计数增量的数目(例如,对于一纳秒分辨率系统的纳秒数)来测量恒定偏移Oj的值。

在一些示例中,使用参考标签如下来校准射频定位系统。参考标签在未知时间τR发出信号突发。在从参考标签接收到信号突发时,在接收器Rj处测量的计数在等式3中由下式给出:

其中c是光速,β是每单位时间的精细分辨率计数增量的数目(例如,每纳秒一个)。类似地,要定位的每个对象的每个对象标签Ti在未知时间τi传输信号以产生计数如等式4中给出的:

在接收器Rj处,其中dij是对象标签Ti与接收器106Rj之间的距离。注意,τi未知,但对于所有接收器具有相同的常数值。基于上面针对接收器Rj和Rk表示的等式并且给定参考标签104信息,表示为差分计数值的相位偏移被确定为如等式5a-b中给出的:

其中只要保持恒定,则Δjk保持不变,(这意味着接收器和参考标签是固定的,并且没有多径情况),并且β对于每个接收器是相同的。注意,Δjk是已知量,因为,β、和是已知的。也就是说,接收器Rj与Rk之间的相位偏移可以容易地基于参考标签104传输来确定。因此,同样根据上述等式,对于到达接收器Rj和Rk的标签102(Ti)传输,可以推导出以下等式6a-b:

每个到达时间tj可以参考特定接收器(接收器“1”),如等式7中给出的:

然后可以对变量(x,y,z,t0)执行等式1中描述的最小化以得到解(x′,y′,z′,t0′)。

在一些示例实施例中,标签102的位置然后可以被输出到接收器处理和分发系统110,用于进一步处理位置数据,以有利地提供可视化、预测分析、统计等。

示例标签/传感器定位和参与者相关性

图1示出了监测区域100。监测区域100包括在一个或多个时间历元(epochs)的多个方位。多个方位可以被划分为一个或多个区(region),称为分区(zone)。每个分区可以由一个或多个坐标系统来描述,诸如本地NED(北-东-下)系统、纬度-经度系统、或甚至如可以用于美式足球比赛的码线系统。位置是对监测区域内的方位或多个方位的描述。例如,在北卡罗来纳州夏洛特市的美国银行体育场的南球门线和西边线的交叉处的场标记可以在本地NED系统中被描述为{0,0,0},或者在纬度经度系统上被描述为35.225336N 80.85273W经度751英尺高度,或者在码线系统中简称为“Panthers Goal Line”。因为不同类型的定位系统或单个定位系统内的不同分区可以使用不同的坐标系统,所以可以使用地理信息系统(GIS)或类似的监测区域数据库来关联位置数据。在一些实施例中,全球坐标系(诸如纬度-经度系统)可以描述包括在由实时定位系统监测的区域外部的一个或多个区以及在监测区域内的一个或多个分区的多个方位。在这样的实施例中,可以当在监测区域内时经由位置并且在监测区域外部时经由坐标来跟踪参与者,或者在两种区域的任一区域中通过使用由地理信息系统定义的坐标来跟踪参与者。

示例标签/传感器定位和参与者相关性

图2a-e图示了根据本发明的一些实施例的可以向位置系统或超定位置系统提供信息的一些示例性标签和传感器配置。参与者是已经附接标签和/或传感器的任何人、位置或对象。图2a图示了根据一些实施例的参与者202,其是佩戴附接有标签102的设备的足球运动员。特别地,所描绘的参与者202穿着肩垫,肩垫具有固定到其相对侧的标签102。这种定位有利地为每个标签102提供提升的广播位置,从而增加其通信有效性。附加传感器203可以附接到由参与者202佩戴的设备,附加传感器203诸如加速度计、磁力计、罗盘、陀螺仪、飞行时间传感器、健康监测传感器(例如,血压传感器、心脏监测器、呼吸传感器、湿度传感器、温度传感器)、光传感器等。附加的传感器204可以附加到肩垫、头盔、鞋,肋垫、肘垫、运动衫、裤子、连体衣服装、内衣、手套、手臂带、腕带等。在一些情况下,附加的传感器可以紧固到或植入在运动员的皮肤下面、被吞咽或以其它方式在运动员的身体内部携带。传感器204可以被配置成直接或间接地通过标签102或其他传输器来与接收器(例如,图1的接收器106)通信。例如,在一个实施例中,传感器203可以有线(例如,可能通过缝合到运动衫或连体衣服装中的线)或无线地连接到标签102,以向标签102提供传感器数据,传感器数据然后被传输给接收器106。在另一实施例中,多个传感器(未示出)可以连接到可能放置在头盔中的专用天线或传输器,其可以将传感器数据传输给一个或多个接收器。

在示例实施例中,标签102的阵列可以附接到运动员,例如在头部、肩部、手腕、臀部、膝盖、肘部、脚等上面,其可以用于确定运动员的身体的各部分相对于彼此的位置。

图2b图示了根据一些实施例的参与者206,参与者206被描绘为佩戴附接有标签102和传感器203的设备的比赛裁判员。在所描述的实施例中,标签102附接到参与者的紧邻相对肩部的运动衫。传感器203放置于佩戴在裁判员手腕上的腕带中,如图所示。如上面结合图2a所讨论的,传感器203可以被配置成直接地或间接地通过标签102或其它传输器来与接收器(例如,图1的接收器106)通信。

如下文更详细讨论的,靠近参与者的手腕的传感器204(这里是加速度计)的定位可以允许接收器处理和分发系统110确定裁判员206的特定运动、移动或活动,以用于确定比赛项目(例如,游戏时钟的走动、一攻、达阵得分等)。参与者206还可携带其他设备,诸如惩罚旗208,其还可附接有标签102(以及可选的一个或多个传感器)以向接收器处理和分发系统110提供附加数据。例如,接收器处理和分发系统110可以使用来自惩罚旗208的标签位置数据来确定裁判员何时仅携带惩罚旗208,而当裁判员何时正在使用惩罚旗208来指示比赛项目,诸如惩罚(例如,通过投掷惩罚旗208)。

图2c图示了根据一些实施例的参与者210的示例,参与者210的示例被描绘为附接或嵌入有标签102的比赛用球。另外,传感器203可以附接至或嵌入球210,诸如加速度计、飞行时间传感器等。在一些实施例中,传感器204可以有线或无线地连接到标签102以向标签102提供传感器数据,传感器数据然后被传输给接收器106。在一些实施例中,传感器203可以独立于标签102将传感器数据传输给接收器标签102,诸如上面结合图2a所描述的。

图2d图示了包括标签102和传感器203的监测单元205。标签和传感器可以在单个壳体或监测单元205中实施。标签和传感器可以独立操作或者可以进行有线或无线通信。传感器203可以被配置成向标签102传输信号以开始、终止或改变闪烁数据传输的速率。传感器203可以发送信号,信号被配置成通过使用具有基于监测单元205的大小的范围的低频收发器来控制标签闪烁数据传输。

图2e图示了标签103和传感器203配置,其中标签和传感器是分离的单元。标签102可以与传感器203相关联但独立地操作,或者可以进行有线或无线通信。在标签102与传感器203无线通信的情况下,传感器可以发送控制信号以控制标签闪烁数据传输,如上文在图3d中所讨论的。传感器低频传输的有效范围可以是12英寸、18英寸、24英寸、36英寸或任何其它距离值。低频传输的有效范围基于标签102和传感器203的接近安装位置。在标签102和传感器203安装得非常接近的情况下,低频传输可以具有较低范围和功率。例如,在标签102和传感器203安装在头盔背部上彼此相距2英寸的情况下。类似地,如果标签102和传感器位于彼此远离的位置,则可以增加低频传输的范围和功率。例如,在传感器在腰部水平安装到参与者的腰带并且标签安装在肩垫中的情况下。

根据本公开内容,对于本领域普通技术人员将显而易见的是,一旦图2a-e的标签102和传感器203被放置在参与者上,它们可以与这些参与者和/或彼此相关。例如,在一些实施例中,唯一标签或传感器标识符(“唯一ID”)可以与参与者简档(例如,约翰·史密斯——跑回、弗雷德·约翰逊——司线裁判员或ID 027——几个比赛用球之一等)相关并且被存储到性能分析系统可访问的远程数据库,如下文更详细讨论的。每个参与者简档还可以包括或者与多种数据相关,包括但不限于生物测定数据(例如,身高、体重、健康数据等)、角色数据、团队ID、表现统计、以及对于本领域技术人员来说根据前面的描述可以显而易见的其他数据。

在一些实施例中,这样的参与者简档或角色数据可以与唯一标签或传感器标识符相关联地预定义和存储。在其他实施例中,参与者简档或角色数据也可以作为接收的标签或传感器数据、阵式数据、比赛数据、比赛项目数据等的结果由系统“学习”。例如,在一些实施例中,系统可以确定标签或传感器不与参与者简档相关,并且可以分析从标签和/或传感器接收的数据以确定可能的参与者角色等,其可以被排名然后由系统选择/确认或由系统显示之后由用户选择/确认。在一些实施例中,系统可以基于确定的参与者方位数据(例如,运动模式、对准位置等)确定可能的参与者角色(即,参与者角色数据)。

在一些实施例中,如下文更详细地描述的,作为接收到标签或传感器数据、阵式数据、比赛数据、比赛项目数据等的结果,参与者简档或角色数据也可以由系统更新(即,生成比在初始注册时建立的参数健壮得多的参与者的数据集)。在一些实施例中,参与者简档和/或角色数据可以用在性能分析系统中,以在分析期间加权参与者的动作,以帮助量化正在发生的事情,诸如帮助确定阵式、比赛、比赛项目等。

标签ID和传感器数据传输架构

图3A、3B、3C、3D、3E、和3F示出了根据发明实施例的可用于将信号从一个或多个标签和传感器传输给超定位置系统的一个或多个接收器的各种不同架构的框图。在一些实施例中,所描绘的架构可以结合图1的接收器处理和分析系统110来使用。这些架构中多于一个的架构可以在单个系统中一起使用。

图3A示出了诸如图1所示的位置标签102,其可以被配置成向一个或多个接收器106传输标签信号。一个或多个接收器106可以向接收器集线器108传输接收器信号。

如所示出的,所描绘的位置标签102可以生成或存储标签唯一标识符(“标签UID”)和/或标签数据。标签数据可以包括有用信息,诸如安装的固件版本、最后标签维护日期、配置信息和/或标签个体相关因子。标签个体相关因子可以包括指示被监测的个体(例如,参与者)与位置标签102相关联的数据(例如,姓名、统一号码和团队、生物测定数据、个体上的标签位置,即右手腕)。如本领域技术人员根据本公开将显而易见的,当标签被注册或以其他方式与个体相关联时,标签个体相关因子可被存储到位置标签102。虽然为了说明的目的被示出为单独的字段,但是本领域普通技术人员可以容易地理解,标签个体相关因子可以是任何标签数据的部分或者甚至从标签中省略。

从位置标签102传输给接收器106的标签信号可以包括“闪烁数据”,因为它以经选择的间隔被传输。该“闪烁速率”可以由标签设计者或系统设计者设置以满足应用要求。在一些实施例中,它对于一个或所有标签是一致的;在一些实施例中,它可以依赖于数据。闪烁数据包括标签信号的特性,其允许标签信号被接收器106识别,因此位置标签102的位置可以由定位系统确定。闪烁数据还可以包括一个或多个标签数据分组。这样的标签数据分组可以包括来自标签102的旨在用于传输的任何数据,例如在所描述的实施例中的标签UID、标签数据和标签个体相关因子。在TDOA系统的情况下,闪烁数据可以是或包括接收器106(或下游接收器处理和分析系统)检测以标识传输来自位置标签102(例如,UWB标签)的特定模式、代码或触发器。

所描绘的接收器106接收标签信号,标签信号包括如上文所讨论的闪烁数据和标签数据分组。在一个实施例中,接收器106可以将接收的标签信号直接传递给接收集线器/定位引擎108作为其接收器信号的部分。在另一实施例中,接收器106可以对接收的标签信号执行一些基本处理。例如,接收器可以从标签信号提取闪烁数据并且将闪烁数据传输给接收集线器/定位引擎108。接收器可以向接收集线器/定位引擎108传输时间测量,诸如TOA测量和/或TDOA测量。时间测量可以基于在接收器中生成或计算的时钟时间,其可以基于接收器偏移值,其可以基于系统时间,和/或其可以基于位置标签102的标签信号与RF参考标签(例如,图1的标签104)的标签信号之间的到达的时间差。接收器106可以另外地或者替代地根据标签信号确定信号测量(诸如接收信号强度指示(RSSI)、信号方向、信号极性或信号相位),并且将信号测量传输给接收集线器/定位引擎108。

图3B示出了位置标签202和传感器203,诸如如图2所示的佩戴在个体的人身上的位置标签202和传感器203,其可以被配置成分别向一个或多个接收器106、166传输标签信号和传感器信号。一个或多个接收器106、166然后可以将接收器信号传输给接收器集线器108。一个或多个接收器106、166可以共享物理部件,例如壳体或天线。

所描绘的位置标签202可以包括标签UID和标签数据(诸如标签个体相关因子),并且传输如上文结合图3A所讨论的包括闪烁数据的标签信号。所描绘的传感器203可以生成和/或存储传感器UID、附加的存储的传感器数据(例如传感器个体相关因子、传感器类型、传感器固件版本、最后维护日期、传输环境测量的单位等)和环境测量。传感器203的“附加的存储的传感器数据”可以包括旨在用于传输的任何数据,包括但不限于位置标签202、参考标签(例如,图1的104)、传感器接收器、接收器106、和/或接收器/集线器定位引擎108。

传感器个体相关因子可以包括指示被监测个体与传感器203相关联的数据(例如,姓名、统一号码和团队、生物测定数据、个体上的传感器位置,即右手腕)。如本领域技术人员根据本公开内容将显而易见的,当传感器被注册或以其他方式与个体相关联时,传感器个体相关因子可被存储到传感器203。虽然为了说明的目的被示出为单独的字段,但是本领域普通技术人员可以容易地理解,传感器个体相关因子可以是任何附加的存储的传感器数据的部分或者完全从传感器中省略。

根据本发明的实施例构造的诸如传感器203的传感器可以感测或确定一个或多个环境条件(例如温度、压力、脉搏、心跳、旋转、速度、加速度、辐射、位置、化学浓度、电压)并且存储或传输指示这样的条件的“环境测量”。为了阐明,术语“环境测量”包括关于接近传感器的环境的测量,包括但不限于周围环境信息(例如,温度、方位、湿度等)和关于个体的健康、身体健康、操作和/性能的信息。环境测量可以以模拟或数字形式存储或传输,并且可以作为单独测量、作为一组单独测量和/或作为概要统计来传输。例如,摄氏温度可以作为{31}或作为{33,32,27,22,20,23,27,30,34,31}或作为{27.9}来传输。在一些实施例中,可以至少部分地根据环境测量来确定传感器个体相关因子。

在图3B所示的实施例中,位置标签202将标签信号传输给接收器106,并且传感器203将传感器信号传输给传感器接收器166。传感器信号可包括一个或多个传感器信息分组。这样的传感器信息分组可以包括来自传感器203的旨在用于传输的任何数据或信息,例如在所描绘的实施例中的传感器UID、附加的存储的传感器数据、传感器个体相关因子和环境测量。来自接收器106的接收器信号和来自传感器接收器166的传感器接收器信号可以经由有线或无线通信被传输给接收器集线器108,如图所示。

图3C描绘了根据各种实施例的通过位置标签202进行通信的传感器203。在一个实施例中,传感器203可以是位置标签202的部分(即,位于相同的壳体或组装结构中)。在另一实施例中,传感器203可以不同于(即,不驻留在相同的壳体或组装结构)位置标签202,但是被配置成无线地或经由有线通信与位置标签202进行通信。

在一个实施例中,位置标签202、传感器203或这两者可以生成和/或存储指示位置标签202与传感器203之间的关联的标签-传感器相关因子(例如,标签UID/传感器UID、在特定击球姿势从标签到传感器的距离、与一组标签相关联的传感器组、与标签相关联的传感器类型等)。在所描绘的实施例中,位置标签202和传感器203都存储标签-传感器相关因子。

在所描绘的实施例中,传感器203将传感器信号传输给位置标签202。传感器信号可包括如上文所讨论的一个或多个传感器信息分组。传感器信息分组可以包括传感器UID、传感器个体相关因子、附加的存储的传感器数据、标签-传感器相关因子和/或环境测量。位置标签202可以在本地存储传感器信息分组的一些部分或全部,并且可以将传感器信息分组打包成一个或多个标签数据分组,用于作为标签信号的部分传输给接收器106,或者简单地将它们作为它的标签信号的部分来传递。

图3D图示了根据一个实施例的用于参考标签104(例如,图1的参考标签104)、位置标签202、传感器203和两个接收器106的示例通信结构。所描绘的参考标签104是位置标签,并且因此可以包括标签数据、标签UID,并且能够传输标签数据分组。在一些实施例中,参考标签104可以形成传感器的部分,并且因此能够传输传感器信息分组。

所描绘的传感器203将传感器信号传输给RF参考标签104。RF参考标签104可以本地存储传感器信息分组的一些部分或一些或全部,并且可以将传感器信息分组封装成一个或多个标签数据分组,用于作为标签信号的部分传输给接收器106,或者简单地将它们作为它的标签信号的部分来传递。

如上文结合图1所述,图3D的接收器106被配置成从位置标签202和参考标签104接收标签信号。这些标签信号中的每个可以包括闪烁数据,闪烁数据可以包括标签UID、标签数据分组和/或传感器信息分组。接收器106各自经由有线或无线通信将接收器信号传输给接收器集线器108,如图所示。

图3E图示了根据各种实施例的位置标签202、多个接收器106与各种传感器类型之间的示例通信结构,各种传感器类型包括但不限于传感器203、诊断设备233、三角定位器243、接近定位器253和接近标记263。在所描绘的实施例中,传感器203、233、243、253中没有一个形成位置标签202或参考标签104的部分。然而,每个传感器可以包括传感器UID和附加的存储的传感器数据。所描绘的传感器203、233、243、253中的每个传输包括传感器信息分组的传感器信号。

在所描绘的实施例中,接收器106被配置成从位置标签202接收标签信号,并且直接从传感器203接收传感器信号。在这样的实施例中,传感器203可以被配置成以与位置标签202共同的通信协议来通信,这对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。

图3F图示了位置标签202、原始节点传感器203a、网格节点传感器203b、接收器106、收发器107与接收器集线器108之间的示例通信结构。诸如图1所示的位置标签202可以被配置成向一个或多个接收器106传输标签信号。一个或多个接收器106可以向接收器集线器108传输接收器信号。传感器203可以与标签202分开地被容纳或者可以被容纳在单个壳体单元中。传感器203可以与标签202有线或无线通信以用于标签信号控制,诸如开始、终止或改变标签信号闪烁速率。传感器203可以直接向传感器接收器166传输传感器数据、传感器UID、标签-传感器相关因子等。在示例实施例中,传感器接收器166可以是长距离定向收发器天线,被配置成直接从网格节点回传传感器数据而不使用网格网络。

在传感器数据通过网格网络传输的实施例中,传感器可以被指定为原始节点传感器203a和网格节点传感器203b。发起传感器数据传输的传感器203a可以被称为原始节点203a。从原始节点接收传感器数据并且将其传输给传感器接收器166的一个或多个传感器203b可以被称为网格节点202b。原始节点202a和网格节点202b可以使用Wi-Fi、BLE或NFC通过网格网络将传感器数据传输给下一网格节点或传感器接收器166。

图3E/F描绘了在本文中称为“接近询问器”的一种类型的传感器。接近询问器223可以包括可操作用于生成由位置标签202可检测的磁场、电磁场或其他场的电路。尽管在图3E/F中未示出,接近询问器223可以包括传感器UID和其他标签和传感器导出数据或信息,如以上文所讨论的。

在一些实施例中,接近询问器223操作为接近通信设备,其可以触发位置标签202(例如,当位置标签202检测到由接近询问器223生成的场)以在替代闪烁模式或者闪烁速率下传输闪烁数据。位置标签可以启动预编程(通常更快)的闪烁速率,以允许用于跟踪个体的更多的位置点。在一些实施例中,位置标签可以不传输标签信号,直到被接近询问器223触发。在一些实施例中,位置标签202可以在位置标签202移动到接近询问器223附近(例如,在通信接近内)时被触发。在一些实施例中,当接近询问器223移动到位置标签202附近时,可以触发位置标签。

在其他实施例中,当按压按钮或在接近询问器223上或在位置标签本身上激活开关时,可以触发位置标签202。例如,接近询问器223可以放置在跑道的起始线处。每次汽车通过起动线时,车载位置标签202感测来自接近询问器的信号,并且被触发以传输指示一圈已经完成的标签信号。作为另一示例,接近询问器223可以放置在佳得乐冷饮处。每次运动员或其他参与者从器冷饮注满杯子时,参与者安装的位置标签202感测来自接近询问器的信号,并且被触发以传输指示佳得乐已被消耗的标签信号。作为另一示例,接近询问器223可以放置在医疗车上。当医护人员使用医疗车来抬起参与者(例如,运动员)并且将他/她移动到更衣室时,参与者安装的位置标签202感测来自接近询问器的信号,并且被触发以传输指示他们已经从比赛中被移出的信号。如所解释的,根据所传输的标签信号的模拟和/或数字属性的任何方面,这些后触发标签信号中的任一个可以与预触发标签信号不同。

图3E描绘了通常不由个体佩戴但在本文中称为“诊断设备”的另一类型的传感器。然而,像其他传感器一样,诊断设备可以测量一个或多个环境条件并且以模拟或数字形式存储相应的环境测量。

虽然所描绘的诊断装置233不是由个体佩戴,但是其可以生成和存储传感器个体相关因子,用于与结合特定个体进行的环境测量相关联。例如,在一个实施例中,诊断设备233可以是血压计,其被配置成存储各种个体的血压数据作为环境测量。每组环境测量(例如,血压数据)可以被存储并且与传感器-个体相关因子相关联。

所描绘的诊断设备233被配置成将包括传感器信息分组的传感器信号以传输给传感器接收器166。传感器信息分组可以包括传感器UID、附加的存储数据、环境测量和/或传感器-个体相关因子中的一个或多个。传感器接收器166可以将来自传感器信息分组的数据中的一些或全部与传感器接收器166中的其他存储数据或与从其他传感器、诊断设备、位置标签102或参考标签存储或接收的数据相关联。传感器接收器166将传感器接收器信号传输给接收器集线器108。

图3E/F中所示的另一类型的传感器是三角定位器243。“三角定位器”是感测方位的一种类型的传感器。所描绘的三角定位器243包括传感器UID、附加的存储的传感器数据和环境测量,如上文所讨论的。

在一些实施例中,诸如全球定位系统(GPS)的三角定位器接收器接收方位数据,诸如由一个或多个对地静止卫星(处于已知或可知位置的卫星)和/或一个或多个地面传输器(也在已知或可知的位置)传输的时钟数据,比较接收到的时钟数据,并且计算“方位计算”。方位计算可以被包括在一个或多个传感器信息分组中作为环境测量,并且被传输给接收器集线器108,接收器集线器108可以基于方位数据来确定方位计算。在示例实施例中,三角定位器243可以比较方位数据时钟数据和计算方位计算,其可以被包括在一个或多个传感器信息分组中作为环境测量并且被传输给接收器集线器108。其他三角定位器可以包括到达公共定时时间差系统、到达系统、接收信号强度系统等。

在另一实施例中,三角定位器包括接收方位数据(诸如被发射或反射的光或热)的一个或多个相机或图像分析器。方位数据可以被传输给接收器集线器108,接收器集线器108可以分析所接收的例如图像的方位数据以确定个体或传感器的位置。虽然三角定位器可以无线地传输数据,但是它不是位置标签,因为它不传输闪烁数据或可以由接收器集线器108使用以计算位置的标签信号。相反,三角定位器感测方位数据和/或计算方位计算,其因此可被接收器集线器108用作环境测量以确定传感器的位置。

在示例实施例中,三角定位器包括基于ISO-2系统或WhereNetTM的RFID。ISO-2系统可以具有有源RFID芯片,其可以在靠近芯片时被传感器读取或者在接收到预定信号或传感器方位数据时被强制传输。接收器集线器108可以基于RFID强制传输的到达时间差来确定传感器位置计算。

在一个实施例中,三角定位器可以与位置标签或参考标签(未示出)组合。在这样的实施例中,三角定位器可以计算并且经由位置标签将其方位计算传输给一个或多个接收器。然而,接收器集线器将基于作为标签信号的部分而接收的闪烁数据而不仅仅基于方位计算来计算标签位置。方位计算将被认为是环境测量,并且可以被包括在相关联的传感器信息分组中。

对于本领域普通技术人员显而易见的是,方位计算(例如,GPS接收器方位计算)不如由根据本发明的各种实施例构造的接收器集线器/定位引擎执行的位置计算(例如,基于UWB波形的位置计算)精确。这不是说,使用已知技术不能改进方位计算。例如,包括大气条件的多种影响可以导致GPS精度随时间变化。控制这一点的一种方式是使用差分全球定位系统(DGPS),该差分全球定位系统包括放置于已知方位的一个固定三角定位器或固定三角定位器的网络,并且已知方位的坐标作为附加的存储的传感器数据存储在存储器中。这些三角定位器从对地静止卫星接收时钟数据,确定方位计算,并且广播方位计算与存储的坐标之间的差异。该DGPS校正信号可以用于校正这些影响并且显着减少位置估计误差。

图3E/F中所示的另一类型的传感器是接近检测器253。“接近检测器”是一种传感器,其感测在相对于图1的监测区域100小的区域(例如,局部区域)内的标识。鉴于本公开内容,很多不同的感测标识(例如,感测对象或个体的唯一ID或其它标识符)的方式对于本领域普通技术人员将是显而易见的,包括但不限于读取线性条形码,读取二维条形码,读取近场通信(NFC)标签,读取RFID标签,诸如无源UHF标签、无源HF标签或低频标签、光学字符识别设备、生物测定扫描器、或面部识别系统。由接近检测器253感测的标识和与标识相关联的范围或半径可以被称为接近数据。

在示例实施例中,接近检测器253可以是射频识别(RFID)芯片。当RFID传感器在预定范围内时,RFID芯片可以被RFID传感器感测。

在示例实施例中,接近检测器253可以感测标识传感器的蓝牙低能量(BLE)信号。BLE传输可以具有预定的半径,并且传输可以包括用于接近传感器的传感器或相关联的标签UID。接收器集线器108可以基于相关联的标签和预定的传输半径来确定每个经标识的接近传感器的位置。BLE接近方位计算可以被确定为接近半径相交的位置或区域,如图5a所描绘的。

在示例实施例中,接近检测器253可以是Wi-Fi收发器。Wi-Fi收发器可以向在传输范围内的传感器传输和从其接收Wi-Fi接近或标识信号。Wi-Fi收发器可以具有预定范围或使用RSSI来确定接近度。在Wi-Fi收发器具有预定广播或接收器范围的情况下,以基本上类似于上文所讨论的BLE传输器的方式计算标签接近方位。在Wi-Fi收发器不具有预定范围的情况下,使用Wi-Fi RSSI基于信号强度来确定与传感器最接近和最远的经标识的传感器。另外,可以从RSSI和以基本上类似于上文的BLE传输器的方式计算的接近方位导出传输半径的近似。

在一些示例实施例中,可以基于标签或传感器之间的预定关系来确定接近度。在标签或传感器朝向彼此或远离彼此移动的情况下,接收器集线器108或接收器处理和分发系统110可以确定与该关系相关联的接近状态的变化。例如,如果裁判具有与他的身体的一部分诸如他的肩膀相关联的标签102或传感器203,并且存在与保持在他的制服的口袋中的旗相关联的标签或传感器,则可以在旗与裁判的肩膀之间存在预定关系。在旗被抛出的情况下,接近关系将改变,并且接收器集线器108或接收器处理和分发系统110可以更新接近关系的状态。

在一些实施例中,接近检测器感测个体(或个体的腕带、标签、标记、卡片、徽章、衣服、制服、服装、电话、票据等)的属性。例如由接近检测器感测的标识的接近数据可以如所示出的被本地存储在接近检测器253处,并且作为接近数据经由一个或多个传感器信息分组传输给传感器接收器166。

在一些实施例中,接近检测器253可以具有经定义的位置,其通常是静止的,并且可以与图1的监测区域100中的位置相关联。例如,接近检测器253可以位于赛道的终点线、体育场的入口大门、具有诊断设备、在足球场的球门线或球门柱、在棒球内野的垒或本垒板处、或类似的固定位置。在接近检测器静止的这样的实施例中,接近检测器和传感器UID的方位坐标可以存储到由接收器106、166、接收器集线器108、和/或接收器处理和分析系统110的其它部件中的一个或多个可访问的监测区域数据库(未示出)。在接近检测器可移动的实施例中,可以利用三角测位器来确定方位计算,或者接近检测器可以与位置标签组合,并且由接收器集线器108定位。虽然在图3E/F中用于说明目的示出为单独的字段,但是身份信息和方位数据可以包括附加的存储的传感器数据、环境测量或这两者的部分。

在一个实施例中,接近检测器可以与其方位被记录在监测区域数据库中的参考标签(例如,图1的标签104)相关联。在其他实施例中,接近检测器是可移动的,使得其可以被运输到需要它的地方。例如,接近检测器253可以位于医疗车、一攻标记器、诊断设备、球门柱上,或由医务人员或保安人员携带。在接近检测器253是可移动的实施例中,其通常将与位置标签或三角定位器相关联,使得可以在感测到身份时确定位置(针对位置标签)或方位(针对三角定位器)。

在接近检测器包括位置标签的实施例中,接收器集线器108将定位相关联的位置标签,并且标签数据/传感器数据过滤器将相关联的位置标签的位置数据关联作为接近检测器的位置,同时根据任何接收的传感器信息分组确定相关联的个体的身份。在接近检测器包括三角定位器的替代实施例中,三角定位器计算可以被存储为附加的存储的传感器数据和/或环境测量值的方位计算,并且将其作为一个或多个传感器信息分组来传输。在一个实施例中,接近检测器的传感器信息分组可以包括感测到的身份信息和方位计算二者。

图3E中所示的另一类型的传感器是接近标记263。接近标记具有方位位置和标识码(例如,传感器UID)。接近标记263还可以包括附加的存储的传感器数据,如所示出的。所描绘的接近标记263被配置成由接近检测器253读取。在一些实施例中,接近检测器253还可以被配置成将信息写入接近标记263。

接近标记263可以是贴纸、卡片、标签、无源RFID标签、有源RFID标签、NFC标签、票据、金属板、电子显示器、电子纸、墨迹表面、日晷或其他可见或机器可读识别设备,如在本领域中已知的。存储接近标记263的方位的坐标,使得它们由接收集线器/定位引擎108可访问。例如,在一个实施例中,接近标记263的方位坐标可以存储在经由网络可访问的字段数据库或监测区域数据库中,或者作为附加的存储的数据本地存储在接近检测器253中。

在一些实施例中,接近标记263的方位被编码到接近标记263本身中。例如,接近标记263的方位的坐标可以被编码到被放置在该方位的无源RFID标签中。作为另一示例,接近标记263的方位的坐标可以被编码到被放置在该方位的打印的条形码中。作为另一示例,包括NFC标签的接近标记263可以用位置“球门区”来编码,并且NFC标签可以放置在美国银行体育场的球门区处或其附近。在一些实施例中,接近标记263的存储的坐标可以从接近标记263的实际坐标偏移已知或可确定的量。

在一个实施例中,诸如NFC标签的接近标记263可以用方位来编码。当诸如接近检测器的传感器接近NFC标签时,其可以读取方位,然后将传感器信息分组中的方位传输给传感器接收器166',并且最终传输给接收器集线器108。在另一实施例中,诸如条形码标签的接近标记263可以用标识码来编码。当具有接近检测器(诸如条形码成像器)和三角定位器(诸如GPS芯片,GPS应用或类似设备)的智能手机接近条形码标记时,智能手机可以从条形码读取标识码,根据所接收的时钟数据来确定方位计算,然后将身份和方位计算传输给传感器接收器166',并且最终传输给接收器集线器106作为一个或多个传感器信息分组的部分。

在所描绘的实施例中,三角定位器243和接近检测器253均被配置成将承载传感器信息分组的传感器信号传输给传感器接收器166'。所描绘的传感器243、253,如本文中所讨论的任何传感器,可以经由有线或无线通信协议来传输传感器信号。例如,任何专有或标准无线协议(例如,802.11、Zigbee、ISO/IEC 802.15.4、ISO/IEC 18000、IrDA、蓝牙、CDMA或任何其它协议)可以被用于传感器信号。替代地或另外地,可以使用任何标准或专有的有线通信协议(例如,以太网、并行、串行、RS-232、RS-422、USB、火线、I2C等)。类似地,传感器接收器166'和本文中所讨论的任何接收器可以使用类似的有线和无线协议来向接收器集线器/定位引擎传输接收器信号。

在一个实施例中,在从三角定位器243和接近检测器253接收到传感器信号时,传感器接收器166'可以将来自所接收的传感器信息分组的数据中的一些或全部与存储到传感器接收器166'的其他数据相关联,或者与从其他传感器(例如,传感器203、音频传感器105)、诊断设备233、位置标签102或RF参考标签104存储或接收的数据相关联。这样的相关联的数据在本文中被称为“关联的传感器数据”。在所描绘的实施例中,传感器接收器166'被配置成将接收到的传感器信息分组和任何相关联的传感器数据中的一些或全部传输给接收器集线器108作为传感器接收器信号的部分。

在一个实施例中,包括接近检测器(诸如条形码成像器)和三角定位器(诸如GPS芯片)的智能电话可以将从条形码确定的标识码与来自所接收的时钟数据的方位计算相关联作为相关联的传感器数据,以及将包括这样的相关联的传感器数据的传感器信息分组传输给接收器集线器108。在另一实施例中,智能电话可以向另一传感器接收器传输包括标识码和智能电话的唯一标识符的第一传感器信息分组,智能电话可以向传感器接收器传输包括方位计算和智能电话的唯一标识符的第二传感器信息分组,并且传感器接收器可以基于公共智能电话唯一标识符将方位计算与标识码相关联,并且将这样的相关联的传感器数据传输给接收器集线器108。在另一实施例中,传感器接收器可以确定与第一传感器信息分组相关联的第一时间测量和与第二传感器信息分组相关联的第二时间测量,这些测量可以由接收器集线器108与传感器UID结合使用以将所述第一传感器信息分组与第二传感器信息分组相关联。

在一个实施例中,接收器集线器108从接收器106接收接收器信号并且从传感器接收器166、166'接收传感器接收器信号。在所描绘的实施例中,接收器106可以从位置标签102接收闪烁数据,并且向接收器集线器108传输闪烁数据中的一些或全部,可能具有附加的时间测量或信号测量。在一些实施例中,时间测量或信号测量可以基于从RF参考标签(例如,图1的参考标签104)接收的标签信号。接收器集线器108从接收器106收集闪烁数据、时间测量(例如,到达时间、到达时间差、相位)和/或信号测量(例如,信号强度、信号方向、信号极化、信号相位),并且计算标签102的位置数据,如上文结合图1所讨论的。在一些实施例中,接收器106可以被配置成具有适当的RF滤波器,以便滤除接近比赛场地或其他监测区域的潜在的干扰信号或反射。

接收器集线器108还可以从本地存储器和从网络位置访问存储的数据或时钟数据。接收器集线器108使用该信息来确定每个位置标签的位置数据。它还可以将标签信号导出或提取的数据与传感器信号导出或提取的信息或数据相关联,标签信号从一个或多个位置标签传输,传感器信号从一个或多个传感器传输。

除了先前描述的TOA或TDOA系统之外,其他实时位置系统(RTLS)、诸如基于接收信号强度指示的系统可以潜在地由接收器集线器108实现。使用位置标签的任何RTLS系统(包括本文所描述的那些)可能需要接收器集线器108的相当多的处理以根据从标签接收的闪烁数据来确定位置数据。这些可能需要除了闪烁数据之外的时间测量和/或信号测量,闪烁数据优选地包括标签UID。相比之下,在诸如全球定位系统(GPS)系统的其它系统中,当确定或存储方位计算时,基于从GPS传输器(也称为GPS接收器或GPS标签)传输的方位计算来确定位置数据,其包括关于放置标签(即,通过卫星信号三角测量在标签处确定的坐标等)的位置的所计算的信息。因此,GPS信息通常指的是在传感器接收器接收到传输之前与GPS传输器ID一起传输的附加信息。

GPS主机设备或后端服务器可以接收GPS信息,并且简单地将方位计算(而不是在主机设备处计算方位信息)和GPS传输器ID解析成数据记录。该数据记录可以用作GPS方位计算,或者可以将其转换到不同的坐标系以用作GPS方位计算,或者可以进一步利用DGPS信息对其进行处理以用作GPS方位计算。

返回图3C,所描绘的位置标签202用于将(有时称为回程)传感器信息分组传输给接收器106。在一些实施例中,尽管未示出,但是多个传感器203可以将携带传感器信息分组的传感器信号传输给位置标签202。这样的所接收的传感器信息分组可以与传输给接收器106的闪烁数据相关联。

在一个实施例中,接收器集线器108可以从接收到的标签数据分组中解析出传感器信息分组,并且将该传感器信息分组与传输传感器信息分组的位置标签202相关联。因此,接收器集线器108可以能够确定位置数据,该位置数据可以包括来自一个或多个标签或传感器的位置和其他数据(例如,标签数据、标签UID、标签-个体相关因子、传感器-个体相关因子、附加的存储的传感器数据、环境测量(例如,音频数据)、标签传感器相关因子、身份信息、方位计算等)。这样的数据和信息可以被传输给接收器处理和分析系统110。

在一些实施例中,一旦接收器集线器108在标签信号的时间历元处确定位置标签102的位置估计,接收器集线器108也可将位置估计与被包括在该标签信号的闪烁数据中的标签数据分组相关联。在一些实施例中,标签信号的位置估计可以用作针对标签数据分组的位置数据。在一些实施例中,接收集线器/定位引擎108可以使用地理信息系统(GIS)来细化位置估计,或者将一个坐标系中的位置估计映射到不同坐标系中的位置估计,以提供针对标签数据分组的位置估计。

在一个实施例中,针对标签数据分组估计的位置可以与标签数据分组中的任何数据相关联,包括标签UID、其他标签数据以及(如果包括的话)一个或多个传感器信息分组,包括传感器UID、附加的存储的传感器数据和环境测量。由于环境测量可以包括来自三角定位器(例如,GPS设备)的方位计算,所以接收器集线器108可以解析方位计算并且使用它来细化标签数据分组的位置估计。

优选地,接收器集线器108可以访问单个数据库以确定标签-个体相关因子或传感器-个体相关因子。个体数据(例如,个体简档)可以存储在服务器中、标签存储器中、传感器存储器中、或经由网络或通信系统可访问的其他存储器中,包括如先前所解释的标签数据或附加的存储的传感器数据。

在一些实施例中,通过比较使用传感器-个体相关因子访问的数据,接收器集线器108可以将个体与从传感器接收的传感器信息分组相关联,和/或可以将个体与这样的传感器相关联。因为接收器集线器108可以将传感器位置估计与传感器信息分组相关联,所以接收器集线器108还可以估计相关联的个体的个体位置。

在另一实施例中,通过比较使用标签-传感器相关因子访问的数据,接收器集线器108可以将传感器与从位置标签102接收的标签数据分组相关联。因为接收器集线器108可以将位置估计与标签数据分组相关联,所以接收器集线器108还可以为相关联的传感器创建传感器位置估计。通过将位置标签的位置估计与传感器位置估计或传感器方位估计进行比较,接收器集线器108可以将位置标签与传感器相关联,或者可以将标签数据分组与传感器信息分组相关联。接收器集线器108还可以基于该关联来确定新的或细化的标签-传感器相关因子。

在又一实施例中,通过将位置标签的位置估计与个体位置估计或个体方位估计进行比较,接收器集线器108可以将位置标签与个体相关联,或者可以将标签数据分组与个体相关联。接收器集线器108还可以基于该关联来确定新的或细化的标签-个体相关因子。

在一个实施例中,通过将传感器的位置估计与个体位置估计或个体方位估计进行比较,接收器集线器108可以将传感器与个体相关联,或者可以将传感器信息分组与个体相关联。接收器集线器108还可以基于该关联来确定新的或细化的传感器-个体相关因子。

从一个或多个位置标签传输的标签信号导出或提取的数据在本文中被称为“标签导出数据”,并且将包括但不限于标签数据、标签UID、标签-个体相关因子、标签-传感器相关因子、标签数据分组、闪烁数据、时间测量(例如到达时间、到达时间差、相位)、信号测量(例如,信号强度、信号方向、信号极化、信号相位)和位置数据(例如,包括标签位置估计)。标签导出数据不是由位置标签导出的,而是从由位置标签所传输的信息中导出的。从一个或多个传感器传输的传感器信号导出或提取的信息或数据在本文中称为“传感器导出数据”,并且应包括但不限于传感器UID、附加的存储的传感器数据、传感器-个体相关因子、环境测量、传感器信息分组、方位计算(包括传感器方位估计)、位置信息、身份信息、标签-传感器相关因子和相关联的传感器数据。从一个或多个音频传感器传输的音频传感器信号导出或提取的信息或数据在本文中被称为“音频数据”,并且包括但不限于音频传感器UID、附加的存储的音频传感器数据、音频传感器-个体相关因子、音频传感器信息分组、标签-音频传感器相关因子和相关联的音频传感器数据。从存储的个体数据导出或提取的数据在本文中被称为“个体简档信息”、“参与者简档信息”或简称为“简档信息”,并且包括但不限于标签-个体相关因子、传感器-个体相关因子、姓名、制服号码和团队、生物测定数据、个体上的标签方位。在各种实施例中,接收器集线器108可以将来自GIS、场数据库、监测区域数据库和个体数据库的标签导出数据、传感器导出数据、个体简档信息、其各种组合和/或任何信息传输给接收器处理和分析系统110。

使用多个位置技术的示例性超定位置系统

图4图示了使用多个位置技术的超定位置系统的图。位置系统可以包括参与者402a-e、标签102、传感器203、监测单元510、接收器106、收发器107和107a、接收器集线器108、接收器处理器和分发系统110以及激励器112。参与者402a-e可以携带标签102和传感器203或监测单元510,如参与者402突破(breakouts)中所描绘的。标签102和传感器203的以下描述可以包括容纳在监测单元510内或单独安装的标签和传感器。标签102和传感器203可以由它们的相关联的参与者指示符来引用。例如,参与者402a可携带标签102a和传感器102a。每个标签102a-e可以如上文在图1中所述地传输闪烁数据。如图3所示,传感器203a-e可以传输接近和/或方位数据或者接收和传输来自其他传感器的接近和/或方位数据。收发器107可以用作传感器接收器,诸如图3E/F的传感器接收器166。

接近数据可以包括BLE、NFC、Wi-Fi或其他通信传输,包括在范围内的每个传感器的标签UID或传感器UID。接近数据可以是接近传感器的接近检测器标识,诸如具有预定范围或接近半径的传感器或标签UID,诸如Wi-Fi RSSI。方位数据可以包括但不限于三角测量方位数据,诸如GPS或ISO-2、遥测数据或可以用于确定传感器方位的其它数据。传感器203a-e可以通过NFC、Wi-Fi、BLE等来传输接近数据或方位数据。

在传感器是用于传输接近数据或方位数据的原始点的情况下,传感器可以被称为原始节点。在传感器接收和/或传输原始节点的接近数据或方位数据的情况下,传感器可以被称为网格节点。如下文所述,传感器可以基于传输来自另一传感器的传感器数据、其自身的传感器数据或两者而在原始节点、网格节点或两者之间动态地切换,如下文所描述的。

原始节点203a可以向网格节点203b、203c或203d传输接近数据或方位数据。网格节点203b、203c、203d可以被配置成使用网格网络协议将接近数据或方位数据中继到收发器107。在示例实施例中,当从传感器203a传输接近数据或方位数据并且传输其自身的接近数据或方位数据时,传感器203b可以是原始节点和网格节点。类似地,当向网格节点203c传输接近数据或方位数据时,传感器203b可以是原始节点。

在示例实施例中,定向长距离收发器天线107a可以直接从原始节点203a或网格节点203b拉取接近数据或方位数据,而不使用网格网络。在示例实施例中,网格网络可以用于在干扰区域之外传输位置或接近数据,并且通过定向长距离收发器天线107a进行回程,干扰诸如运动员堆积的物理干扰。

在示例实施例中,原始节点203a和后续网格节点203b-e将它们的相关联的标签UID或传感器UID附加到传感器接近数据或方位数据的传输。标签/传感器UID可以由网格节点203b-e使用以确定传输计数,如下所述。另外,接收器集线器108或接收器处理和分发系统110可以使用标签/传感器UID用于系统分析或诊断。例如,接收器集线器108或接收器处理和分发系统110可以确定接近或位置数据通过网格网络的路线。

在示例实施例中,通过网格网络的接近数据或方位数据消息的中继传输的持续时间可以由消息计数限制。消息传输持续时间的限制防止消息无限地循环遍及网格网络,或者在消息已经被收发器107接收之后继续传输。消息计数可以是从传感器到传感器的多个传输(例如,传输计数),诸如三个传输、四个传输、五个传输或任何其它数目的传输。消息计数可以是时间计数,诸如3秒、2秒、1秒、1/2秒或任何其它时间值。

在消息计数不满足预定门限(例如,4次传输或3秒)的情况下,网格节点203b-e可以传输接收的原始节点203a接近数据或方位数据。在消息计数满足预定门限(例如,4个传输或3秒)的情况下,网格节点203b-e可以不传输接收的原始节点203a接近数据或方位数据。

例如,原始节点203a可以向网格节点203b传输接近或方位数据,并且网格节点203b可以向网格节点203c-d传输。在消息计数门限是四次传输的情况下,网格节点203d是消息的最后一次传输。消息可以由收发器107接收,收发器107将消息发送给接收器集线器108用于处理,或者由另一网格节点203e接收。在网格节点203e接收到消息并且网格节点忽略该消息的情况下满足消息计数门限,从而终止消息路线。

在另一示例中,原始节点203a可以用时间符号向网格节点203b传输接近或方位数据,并且网格节点203b可以向网格节点203c-d传输。在消息计数门限为3秒的情况下,网格节点203b-d中的每个网格节点验证时间记号小于3秒。在到网格节点203d的传输发生在3秒之前并且随后的传输将超过3秒的情况下,来自203d的传输是消息的最后一次传输。消息可以由收发器107接收,收发器107将消息发送给接收器集线器108用于处理,或者由另一网格节点203e接收。在网格节点203e接收到消息并且网格节点忽略该消息的情况下满足3秒的消息计数门限,从而终止消息路线。

在示例实施例中,接收器集线器108或接收器处理和分发系统110可以确定接近或方位数据消息的最佳路线。接收器集线器108或接收器处理和分发系统110可以确定针对指定标签尚未接收到闪烁数据。接收器集线器108或接收器处理和分发系统110可以使用标签102a的最后已知位置和/或参与者402a的位置计算以及监测区域中的其他参与者402b-e的位置或方位计算来确定消息到达收发器107的最佳路线(例如,最小数目的传输)。接收器集线器108或接收器处理和分发系统110可以引起收发器107将消息路线传输给监测区域。传感器203可以配置有收发器以从接收器集线器108或处理和分发系统110接收消息路线或其它控制信号。在网格节点203b-d接收到接近或方位数据消息的情况下,网格节点可以确定网格节点是否在消息路线中被指定。如果指定了传感器,则网格节点203b-e可以与其自己的数据一起传输接近和方位数据消息。在网格节点203b-e未被指定的情况下,网格节点不考虑所接收的接近数据或位置数据。

在示例实施例中,监测区域100可以具有放置在监测区域的边界处的传输器,诸如激励器112。激励器112可以传输短距离LF信号或传输可靠性信号。激励器112可以重复地、诸如连续地或接近连续地传输传输可靠性信号。标签102a-e和/或传感器可以包括用于设置标签闪烁速率的短距离LF接收器。激励器112可以是一系列地面安装的激励器,当参与者经过激励器时,标签或传感器可以接收传输可靠性信号。在示例实施例中,激励器112可以安装在参与者必须通过以进入或离开监测区域的环中。

来自激励器112的传输可靠性信号可以由标签103接收器接收并且改变闪烁数据传输的状态。另外地或者替代地,传输可靠性信号可以由传感器203接收,传感器进而可以传输被配置成引起标签102改变闪烁数据传输状态的信号。传输可靠性信号可以用于基于在监测区域内部还是外部进行标签闪烁数据传输的转换。例如,标签102a-e可以当它们在监测区域内时传输闪烁数据,或者当它们离开监测区域时停止传输闪烁数据,如由穿过激励器112的传输可靠性信号所指示的。另外,激励器112可以是用于向传感器203发信号以在处于监测区域内时传输接近数据或方位数据,或者当不在监测区域内时以类似于标签的方式停止传输接近或方位数据,如所描述的。

在示例实施例中,标签基于传输可靠性信号的接收来改变其闪烁速率。例如,当在监测区域内时,标签可以以56Hz闪烁,而当在监测区域外部时,标签可以以1Hz闪烁。在其他实施例中,标签102和相关联的传感器203可以在监测区域内通过一种或多种位置方法进行传输,并且当在监测区域外部时以不同的或单一的位置方法进行传输。例如,在监测区域内传输来自标签102的闪烁数据和来自传感器203的接近数据,并且在监测区域外仅传输位置数据。标签102当在监测区域外部时终止传输或高闪烁速率传输可以增加标签102的电池寿命并且降低接收器集线器108上的处理器负载。

在示例实施例中,传输器107可以向所监测的区域传输传输可靠性信号。传输可靠性信号可以由传感器203a接收。在203a接收到传输可靠性信号的情况下,其可以传输接近数据和方位数据,或者如果被配置成仅当不能计算标签102位置时才传输,则其可以不传输接近数据和位置数据。如果传感器203a未能接收到传输可靠性信号,则传感器可以假设标签闪烁数据例如由于足球中的运动员的堆积而被阻挡。图6中示出了示例性障碍物的图示,由于参与者402b阻挡标签信号或对标签信号的任何其他物理障碍物,标签102a和相关联的传感器203(未示出)不具有到接收器106的直接视线标签信号。在传感器203a未接收到传输可靠性信号的情况下,传感器可以向网格节点203b传输接近数据和/或方位数据。网格节点203b可以传输其自己的闪烁数据、接近数据和/或方位数据,并且原始节点203a可以传输方位数据和/或接近数据。另外,传感器203可以向标签102传输信号,该信号被配置成引起闪烁数据传输的终止或降低闪烁速率。当在传感器203a处接收到传输可靠性信号时,传感器可以传输被配置成引起标签102a重新开始闪烁数据传输或增加闪烁速率的信号。

在示例实施例中,如果传感器203a未能接收到传输可靠性信号,则其也可以传输遇险信号。遇险信号可以指示标签或传感器信号阻塞。遇险信号可以由网格节点传感器203b接收。在网格节点203b接收到遇险信号和接近或方位数据的情况下,网格节点可以传输其自己的接近数据和/或方位数据以及原始节点203a方位数据和/或接近数据。在网格节点203b没有接收到遇险信号的情况下,其可以仅传输其自己的接近数据和/或方位数据,并且在确定原始节点未被阻挡的情况下不传输原始节点203a的方位数据或接近数据。

接收器集线器108可以通过向位置系统所配备的位置和方位方法中的每个方法指派优先级值来生成位置层级。例如,可以向UWB位置指派优先级值1;基于UWB位置的接近位置计算可以具有优先级值2;通过Wi-Fi或ISO-2回程的GPS方位计算可以具有优先级值3;ISO-2、Wi-Fi RSSI和基于GPS方位的接近方位计算可以具有优先级值4;其中1表示最高优先级值,4表示最低优先级值。

闪烁数据、接近数据和方位数据可以在接收器集线器108或接收器处理和分发系统110处从接收器106和/或收发器107接收。接收器集线器108或接收器处理和分发系统110可以基于闪烁数据计算标签位置,如图1所讨论的。接收器集线器可以确定传感器接近数据和/或传感器方位数据。接收器集线器108或接收器处理和分发系统110可以使用方位数据、接近数据和/或方位数据基于来自网格节点的可用位置和传感器方位计算数据来确定原始节点方位计算。

在实施例中,接收器集线器108或接收器处理和分发系统110可以接收传感器203a的接近数据。接近数据可以包括标识接近特定的原始节点203a的一个或多个网格节点203b的数据,诸如标签或传感器UID。原始节点203a可以具有用于传输接近数据的预定范围,以将接近数据的接收限制到特定的半径。例如,该范围可以是10英尺、4英尺、2英尺或任何其它径向距离值。接收器集线器108或接收器处理和分发系统110可以基于每个网格节点的闪烁数据和接近半径来计算网格节点102b的位置,以确定用于原始节点102a的方位计算,如图5a所示。

在示例实施例中,接收器集线器108或接收器处理和分发系统110可以接收原始节点203a的方位数据。方位数据可以包括诸如Wi-Fi的遥测数据或诸如GPS的三角测量方位(。接收器集线器108或接收器处理和分发系统110可以基于可用的遥测数据或三角测量方位数据来确定方位计算,如图3E/F中所讨论的。

接收器集线器108或接收器处理和分发系统110可以使用确定的诸如Wi-Fi数据和/或先前的位置/诸如Wi-Fi数据来验证所计算的标签位置。验证可以减少导致标签位置确定中的不准确的位置或其他异常的弹回的闪烁数据的发生。接收器集线器108或接收器处理和分发系统110可将当前位置数据与在先位置数据进行比较。在先位置数据可以包括在被验证的位置数据之前计算的最后的2、5、10、20个或另一数目的位置数据。在位置数据的改变满足诸如2英尺、5英尺、20英尺、30英尺、100英尺或任何其它距离值的预定门限的情况下,接收器集线器108或接收器处理和分发系统110可以确定标签102无法在闪烁之间移动确定的距离,并且不考虑位置数据。例如,在位置数据改变35英尺并且预定门限为20英尺的情况下,接收器集线器108或接收器处理和分发系统110可以不考虑位置数据。

在示例实施例中,接收器集线器108可以将参与者402a的位置数据与已经接收到原始节点203a接近数据的参与者402b的位置数据进行比较。接收器集线器108或接收器处理和分发系统110可以确定标签102a位置数据在网格节点203b接近半径内并且因此是有效的,如图5a所示。接收器集线器108或接收器处理和分发系统可以确定标签102a位置数据在网格节点102b接近半径之外,因此位置数据是无效的,并且认为位置数据不可用。

在示例实施例中,接收器集线器108或接收器处理和分发系统110可以基于从传感器203a接收的方位数据将标签102位置数据与所确定的方位进行比较。接收器集线器108或接收器处理和分发系统110可以确定位置数据在位置计算精确度半径或半径内,如图5b所示,因此位置数据是有效的。接收器集线器108或接收器处理和分发系统110可以确定位置数据在所确定的传感器位置计算精度之外,并且认为位置数据不可用。

接收器集线器108或接收器处理和分发系统110可以基于参与者402的最后位置数据以及其他参与者的位置数据和位置计算来确定消息路线。接收器集线器108或接收器处理和分发系统110可以确定最短路线,例如,通过网格网络到收发器107的传输的最小数目,并且指定网格节点203b-e。接收器集线器108或接收器处理和分发系统110可以引起收发器107将消息路线传输给监测区域,以便由传感器203a-e接收。

接收器集线器108或处理和分发系统110可以确定可用的最高优先级位置或方位数据,或超定位置。接收器集线器108或接收器处理和分发系统110可以确定哪些位置方法可用(例如,提供精确或有效的位置或方位)。接收器集线器108或接收器处理和分发系统110可以在位置层级中选择具有最高指派的优先级值的可用位置或传感器方位计算数据。例如,如果UWB位置优先级1和GPS方位计算优先级2可用,则接收器集线器108或接收器处理和分发系统110可以选择UWB位置。在接收器集线器108或接收器处理和分发系统110确定UWB接近方位计算优先级2和Wi-Fi优先级3可用的情况下,可以选择UWB接近方位计算。在两个或更多个位置方法可用并且具有相同优先级值的情况下,所确定的位置可以是所选择的位置或方位的平均值。

接收器集线器108或接收器处理和分发系统可以引起在图形用户界面(GUI)上显示所选择的位置或传感器方位计算数据。在示例实施例中,所选择的位置或传感器方位计算数据被显示在与其他可用位置或方位数据交叠的GUI上。另外,接收器集线器108或接收器处理和分发系统可以引起所有或至少所选择的位置和传感器方位计算数据被存储在存储器中,用于稍后分析或显示。

具有不同的监测区域的示例超定定位系统

图7图示了利用多个位置技术的超定位置系统的图。位置系统包括标记的参与者402/402a、接收器106、收发器107、接收器集线器108、接收器处理和分发系统110、激励器112、Wi-Fi接收器113和蜂窝(3G)接收器114。在比赛项目位置,诸如赛道、交叉县域(county filed)或自行车路线,单个位置技术可能不适合于在比赛项目地形或区域的范围上传递精确的位置。位置系统可以利用多个位置技术来递送在比赛项目的不同区域所需的类型的信息。例如,在赛道上,可能期望位置,但是亚英尺位置可能是不必要的。然而,在维修区域中的相同比赛项目内,为了安全和分析,可能需要工具、人员、汽车等的高精度位置。在另一示例中,在比赛项目的终点线处,UWB位置可能是非常期望的,作为确定比赛的胜者的方法,但是对于比赛项目的其余部分,亚英尺精度可能不是必需的。

接收器集线器108或接收器处理和分发系统110可以为比赛项目的每个监测区域生成位置层级。例如,在第一监测区域中,诸如维修区、过渡点或维修区,接收器集线器108或接收器处理和分发系统110可以通过向UWB位置分配优先级1并且向方位计算分配优先级2来建立位置层级,诸如GPS。在第二监测区域、诸如跑道,赛道等中,接收器集线器108或接收器处理和分发系统可以通过向方位计算(诸如GPS)指派优先级1并且向UWB位置数据指派优先级2来建立位置层级,其可能或可能不可用。接收器集线器108或接收器处理和分发系统110可以基于位置数据、传感器方位计算数据和第一或第二监测区域的位置层级来确定超定位置。

继续该示例,参与者402/402a可以携带如图2和图4中所讨论的标签102、传感器203或监测单元510。在参与者402在比赛项目的UWB监测区域外部的情况下,这里是维修区,标签可以利用DGPS或其他三角测量定位,并且通过Wi-Fi 113或3G接收器114将位置数据传输给接收器集线器。当参与者402a进入监测区域(例如赛道的维修区)时,UWB闪烁数据可以由接收器106接收,以及如上面在图1中所讨论地计算的位置数据。维修区工作人员可以使用维修区域中的高精度位置数据来进行分析,诸如确定最佳凹坑工作人员部署以减少维修区停止时间并且确定工作人员位置以防止伤害。

标签102a可以从激励器112接收传输可靠性信号。标签102a可以在接收到传输可靠性信号时开始传输,并且当离开传输可靠性信号区域时可以停止传输,如图4所讨论的。在示例性实施例中,传感器203a可以从传输器107或激励器112接收传输可靠性信号。传感器203a可以基于接收或不接收如上文在图4中所讨论的传输可靠性信号来传输接近数据或位置数据。此外,传感器可以传输被配置成引起标签102a基于如上文在图4中所讨论的传输可靠性信号的接收来转变标签闪烁速率的信号。在一些示例实施例中,维修区可以是监测区域的第一区域,比赛项目区域在监测区域的第一区外部,例如,赛道可以是监测区域的第二区域。

示例处理模块

图8a示出了可以被包括在处理模块800中的部件的框图。处理模块800可以包括诸如处理器802的一个或多个处理器、诸如存储器804的一个或多个存储器和通信电路806。处理器802可以是例如被配置成执行软件指令和/或其他类型的代码部分的微处理器,软件指令和/或其他类型的代码部分用于执行定义的步骤,本文讨论了这些步骤中的一些。处理器802可以使用例如数据总线在内部通信,数据总线可以用于在处理器802与存储器804之间传送包括程序指令的数据。

存储器804可以包括一个或多个非暂态存储介质,诸如例如可以是固定的或可移动的易失性和/或非易失性存储器。存储器804可以被配置成存储信息、数据、应用、指令等用于使处理模块800能够执行根据本发明的示例实施例的各种功能。例如,存储器804可以被配置成缓冲输入数据用于由处理器802处理。另外地或者替代地,存储器804可以被配置成存储由处理器802执行的指令。存储器804可以被认为是主存储器并且被包括在例如以RAM或其他形式的易失性存储装置中,易失性存储装置仅在操作期间保持其内容,和/或存储器804可以被包括在非易失性存储装置中,诸如ROM、EPROM、EEPROM、FLASH或其他类型的存储装置,非易失性存储装置独立于处理模块800的电源状态保持存储器内容。存储器804还可以被包括在存储大量数据的辅助存储设备、诸如外部磁盘存储器中。在一些实施例中,盘存储器可以使用输入/输出部件经由数据总线或其它路由部件与处理器802通信。辅助存储器可以包括硬盘、紧致盘、DVD、存储卡或本领域技术人员已知的任何其它类型的大容量存储类型。

在一些实施例中,处理器802可以被配置成使用通信电路806与外部通信网络和设备通信,并且可以使用各种接口,诸如面向数据通信的协议,包括X.25、ISDN、DSL等等。通信电路806还可以包括用于与标准电话线、以太网接口、电缆系统和/或任何其它类型的通信系统接口连接和通信的调制解调器。另外,处理器802可以经由可操作地连接到通信电路806的无线接口进行通信,以使用例如IEEE 802.11协议、802.15协议(包括蓝牙、Zigbee等)、蜂窝协议(高级移动电话服务或“AMPS”)、个体通信服务(PCS)或标准3G无线电信协议中的一项与其他设备无线地通信,标准3G无线电信协议诸如CDMA2000 1x EV-DO、GPRS、W-CDMA、LTE和/或任何其它协议。

示例传感器

图8b示出了可以被包括在传感器820中的部件的框图。传感器820可以包括处理模块800和传输模块822。传感器820可以包括传输模块822,传输模块822又可以与处理器802或处理模块800通信。传输模块822可以被配置成引起处理器802确定传输可靠性信号的接收;并且基于传输可靠性信号的确定来引起传感器接近数据或方位数据的传输。在实施例中,传输模块822可以被配置成引起处理器802基于对传输可靠性信号的接收的确定来引起遇险信号或闪烁数据的传输。在示例实施例中,传输模块822可以被配置成使得处理器802引起从原始节点接收接近数据和/或方位数据,并且传输被配置成引起闪烁数据、传感器接近数据或传感器方位数据的传输的信号、和原始节点方位和/或接近数据。传输模块822还可以被配置成引起处理器802从原始节点接收遇险信号,并且基于对遇险信号的接收,引起原始节点接近和/或位置数据的传输。传输模块822还可以被配置成引起处理器802确定消息计数是否满足预定门限,并且原始节点接近和/或方位数据的传输基于消息计数确定。

示例装置

图8c示出了可以被包括在诸如图1的接收器集线器108或接收器处理和分发系统110的装置830中的部件的框图。装置830可以包括处理模块800、位置模块832或用户界面808。

用户界面808可以与处理模块800的处理器802通信,以向用户提供输出并且接收输入。例如,用户界面可以包括显示器,并且在一些实施例中,还可以包括键盘、鼠标、操纵杆、触摸屏、触摸区域、软键、麦克风、扬声器或其他输入/输出机制。处理器可以包括被配置成控制一个或多个用户接口元件的至少一些功能的用户接口电路,用户接口元件诸如显示器,并且在一些实施例中为扬声器、振铃器、麦克风等。包括处理器的处理器和/或用户接口电路可以被配置成通过存储在处理器可访问的存储器上的计算机程序指令(例如,软件和/或固件)来控制一个或多个用户接口元件的一个或多个功能(例如,存储器204等)。

装置830可以包括定位模块832,定位模块832又可以与处理模块800的处理器802通信,并且被配置成引起处理器从与第一传感器相关联的位置标签接收闪烁数据,接收基于第一传感器与第二传感器之间的通信生成的接近和/或方位数据,接近数据包括第二传感器标识符;基于闪烁数据计算位置标签位置数据;以及基于接近和/或方位数据确定第一传感器方位计算。位置模块832还可以被配置成引起处理器802向位置数据和传感器方位计算数据指派优先级值,并且确定可用的最高优先级位置数据或传感器方位计算数据。在示例实施例中,位置模块832可以引起最高优先级位置数据或传感器方位计算数据被显示在图形用户界面808上或被存储在存储器804中。在示例实施例中,位置模块832可以被配置成引起处理器802基于与位置标签相关联的在先位置数据来确定与位置标签相关联的传感器方位计算数据。在示例实施例中,定位模块832可以被配置成引起处理器802基于所计算的位置数据和所确定的传感器方位计算数据来验证位置数据。在示例实施例中,位置模块832可以被配置成基于多个位置标签的所计算的位置数据或多个传感器的所确定的位置计算来确定消息路线,并且在监测区域中传输消息路线。

图9、图10和图11图示了根据本发明的示例实施例的由诸如图8c的装置830和图8b的传感器820的装置执行的操作的示例流程图。将理解,流程图的每个块以及流程图中的块的组合可以通过各种部件来实现,诸如硬件、固件、一个或多个处理器、电路和/或与软件的执行相关联的其他设备,其包括一个或更多的计算机程序指令。例如,上文描述的一个或多个过程可以由计算机程序指令来实施。在这点上,实施上文描述过程的计算机程序指令可以由采用本发明实施例的处理模块800的存储器804存储,并且由处理模块中的处理器802执行。如将理解的,任何这样的计算机程序指令可以被加载到计算机或其他可编程装置(例如硬件)上以生成机器,从而使得所得到的计算机或其他可编程装置提供流程图的块中规定的功能的实现。这些计算机程序指令还可以存储在非暂态计算机可读存储存储器中,其可以指示计算机或其他可编程装置以特定方式工作,使得存储在计算机可读存储存储器中的指令生成制造品,其执行实现在流程图的框中指定的功能。计算机程序指令还可以加载到计算机或其他可编程装置上,以引起在计算机或其他可编程装置上执行一系列操作,以生成计算机实现的过程,使得在计算机或其他可编程装置上执行的指令提供流程图的框中指定的功能的操作的实现。因此,图9、10和11的操作在被执行时将计算机或处理电路转换成被配置成执行本发明的示例实施例的特定机器。因此,图9、10和11的操作定义了用于配置计算机或处理器以执行示例实施例的算法。在一些情况下,通用计算机可以设置有执行图9、10和11的算法的处理器的实例,以将通用计算机变换为被配置成执行示例实施例的特定机器。

因此,流程图的框支持用于执行指定功能的部件的组合和用于执行指定功能的操作的组合。还将理解,流程图的一个或多个块以及流程图中的块的组合可以由执行指定功能的基于专用硬件的计算机系统或专用硬件和计算机指令的组合来实现。

在一些示例实施例中,本文中的操作中的某些操作可以被修改或另外详述,如下文所描述的。另外,在一些实施例中,也可以包括附加可选操作(其一些示例在图9、10和11中用虚线示出)。应当理解,本文中描述的每个修改、可选添加或详述可以单独地或者与本文中描述的特征中的任何特征组合地使用操作来被包括。

示例传感器传输过程

图9图示了用于确定来自传感器的传输的示例性过程的流程图。在902,可以提供传感器820,传感器820包括传输模块822和处理模块820。传输模块822可以被配置成引起处理器802确定传输可靠性信号的接收。通信电路806可以从激励器(例如,如图4所示的激励器112)接收传输可靠性信号,其指示传感器203和相关联的标签102在监测区域内或穿过监测区域的边界。另外或替代地,通信电路806可从收发器(例如,如图4所示的收发器107)接收传输可靠性信号,传输可靠性信号指示到接收器106的相关联的标签102信号没有被阻挡。在处理器802接收到传输可靠性的情况下,处理器802可以引起通信电路806传输被配置成引起标签在904传输闪烁数据或引起标签闪烁数据906的传输的信号并且在908传输接近或方位数据。在处理器802确定尚未接收到传输可靠性信号的情况下,处理器可以引起通信电路传输被配置成终止闪烁数据传输909的信号并且传输接近或方位数据910,或终止闪烁数据传输911,传输遇险信号912,以及传输接近或方位数据914。

在904和906,传输模块可以被配置成使得处理器802引起传输闪烁数据。处理器802可以引起通信电路806向相关联的标签102传输信号,该信号被配置成基于在902的传输可靠性信号的接收的确定,引起标签开始(commence)传输标签闪烁数据。开始传输信号可以是短距离低频信号,如图4所讨论的,或者在传感器和标签被容纳在诸如监测单元510的监测单元中的情况下通过有线通信。在图1中讨论了闪烁数据的传输。

在909和911,传输模块可以被配置成使得处理器802引起闪烁数据传输的终止。处理器802可以引起通信电路806向相关联的标签102传输信号,该信号被配置成基于在902处的对接收传输可靠性信号的故障的确定,引起标签开始终止传输标签闪烁数据。终止传输信号可以是如图4中讨论的短程低频信号,或者在传感器和标签被容纳在诸如监控单元510的监控单元中的情况下通过有线通信。

在示例实施例中,处理器802可以引起通信电路806向标签102传输信号,该信号被配置成基于传输可靠性信号的接收来改变标签闪烁速率。例如,传感器820可以引起标签102在监测区域内或未被阻挡时以56Hz闪烁并且在监测区域外部或被阻挡时以1Hz闪烁。

在908、910和914,传输模块822可以被配置成使得处理器802引起通信电路806在908传输接近数据或方位数据。通信电路806可以通过NFC、Wi-Fi、BLE等传输接近数据或方位数据。接近数据或方位数据可以由诸如图4的网格节点203b-e的网格节点或诸如图4的收发器107的收发器来接收。传感器接近数据可以包括相关联的标签或传感器UID、接近传输半径、或指示传感器的接近位置的其它数据。传感器方位数据可以包括三角测量方位、诸如GPS或ISO-2、或遥测数据。在示例实施例中,传感器UID或相关联的标签UID被附加到接近数据或方位数据,以便稍后用于确定传输数目或系统诊断。

在示例实施例中,传输模块822可以被配置成使得处理器802引起通信电路806当在监测区域内时经由一个或多个位置方法进行传输,并且当在监测区域外时基于传输可靠性信号在不同或单个位置方法上进行传输。例如,通信电路806可以在908在监测区域内传输接近和方位数据。在监测区域外部,处理器802可以在910或914引起通信电路806仅传输接近数据或方位数据。

在处理器802未能接收到传输可靠性信号的情况下,传输模块822可以假设标签闪烁数据传输将例如由于足球、橄榄球场或橄榄球场中的运动员的堆积或者运动员抱着另一运动员而被阻碍。传输模块822可以被配置成在912引起处理器802引起通信电路806传输遇险信号。该请求信号可以由网格节点203b-e接收。

在示例实施例中,传输模块822被配置成使得处理器802引起通信电路806进而引起闪烁数据的传输和传输接近和/或方位数据而不确定传输可靠性信号的接收。例如,使用冗余位置方法的位置系统可以具有传输模块822,传输模块822被配置成使得处理器802引起通信电路806传输接近和位置数据以用于位置和方位计算的验证和/或作为辅助位置/方位确定。

示例网格节点传输过程

图10图示了用于确定来自网格节点的传输的示例性过程的流程图。网格节点可以是包括传输模块822和处理模块800的传感器820。传输模块可以与处理器模块800的处理器802通信。在1002,传输模块822可以被配置成使得处理器802从通信电路806接收来自原始节点、诸如图4的原始节点203a的第一接近数据或方位数据。处理器802可以被配置成通过NFC、Wi-Fi、BLE等通过网格网络协议接收原始节点203a接近数据或方位数据。网格节点820可以根据传感器配置在数据路径A、B、C、D、E或F处继续该过程。在1004,在数据路径A中,传输模块822可以被配置成使得处理器802引起通信电路806传输被配置成引起标签闪烁数据从相关联的标签102的传输的信号,如图9的904处所描述的,忽略所接收的原始节点203a接近数据或方位数据。网格节点820可以被配置成不传输原始节点203a数据,或者可以已经确定不应当在数据路径D、E或F中执行原始节点数据的传输。

在数据路径B中,传输模块822可以被配置成使得处理器802引起通信电路806传输被配置成引起由与网格节点820相关联的标签在1006处传输闪烁数据的信号,如图9的在904处所讨论的,并且在1008处传输网格节点接近数据或方位数据。通信电路可以通过NFC、Wi-Fi、BLE等通过网格网络协议传输方位数据的网格节点接近度,以便由传感器收发器107使用网格节点203c-e来接收。在示例实施例中,网格节点820接近和/或方位数据可以被传输以由诸如107a的定向长距离收发器天线来接收。

原始节点接近数据可以包括原始节点UID、接近传输半径或指示原始节点的接近方位的其它数据。原始节点方位数据可以包括三角测量方位、诸如GPS或ISO-2、或遥测数据。在示例实施例中,网格节点UID被附加到接近数据或方位数据,以便稍后用于确定传输数目或系统诊断。在示例实施例中,通过将所有标签/传感器的相关标签或传感器UID(包括接近数据被接收到的原始节点)附加到网格节点接近数据中,使用原始节点接近数据生成网格节点接近数据或方位数据。网格节点102b可以被配置成不传输原始节点203a数据,或者可以确定原始节点数据的传输不应当在数据路径D、E或F中执行。原始节点方位数据可以包括三角测量方位、诸如GPS或ISO-2、或遥测数据。

在数据路径C中,传输模块822可以被配置成使得处理器802引起通信电路806引起相关联的标签在1010处传输闪烁数据,如在图9的904中所讨论的,在1012处传输网格节点接近数据或方位数据,如在1008处所讨论的,以及在1014处传输原始节点接近或方位标签数据。该过程可以在1002处重复,直到节点和/或原始节点数据到达收发器107。

在1014,传输模块822可以被配置成使得处理器802除了原始节点相关联的标签或传感器UID之外,还将网格节点820相关联的标签或传感器UID附加到接近数据或方位数据,以便稍后用于确定传输数目或系统诊断。另外,网格节点标签/传感器UID可以用于系统分析和诊断,以确定消息通过网格网络的路线。然后,处理器802可以以基本上类似于在1008处传输网格节点数据的方式,引起通信电路806传输原始节点203a接近或方位数据。

数据路径D可以在通过网格网络传输原始节点接近数据或方位数据的情况下应用,传输模块822可以使得处理器802限制传输,以防止消息在整个监测区域中永久传输。在1016,传输模块822可以使得处理器802确定消息计数是否满足预定门限。消息计数可以包括传输计数,诸如3、4或5个传输;或时间计数,诸如3秒、2秒或1秒。传输的数目可以由消息数据中的增量计数或者已经附加到消息数据的标签UID的数目来确定。如果处理器802确定消息计数满足预定门限,则传输模块822可以使得处理器802如在数据路径A或B中所讨论的来传输数据。在处理器802确定消息计数未满足门限的情况下,处理器可以引起通信电路806如在数据路径C中讨论的来传输数据,从而发送接近和方位数据给网格网络中的下一网格节点203b或给收发器107。

例如,如果消息计数是4次传输并且网格节点820接收具有3个递增计数或3个标签/传感器UID的原始节点203a接近数据或方位数据,则网格节点可以确定消息计数未被满足,并且继续在数据路径C处理。在数据路径C,网格节点820的处理器802可以引起通信电路806传输被配置成引起由相关联的标签102传输闪烁数据的信号,传输网格节点820接近数据或方位数据,并且传输原始节点203a接近数据或方位数据。在增量计数是4或者存在4个标签/传感器UID的情况下,处理器802可以确定消息计数已被满足并且忽略数据路径A或B中的原始节点数据。处理器802可以引起通信电路传输被配置成引起在数据路径A中传输相关联的标签102的闪烁数据的信号,或者传输被配置成引起从相关联的标签102传输闪烁数据并且在数据路径B中传输网格标签820接近数据或方位数据的信号。

数据路径E可以在传感器接近数据或方位数据通过网格网络传输的情况下应用,接收器集线器108或接收器处理和分发系统110可以确定用于消息的最佳路线(例如,到达收发器107的最小传输数目),并且将该路线传输给监测区域中的传感器。在数据路径E中,传输模块822可以使得处理器802在1018从通信电路806接收消息路线。通信电路806可以从收发器107接收消息路线。在1020,传输模块822可以使得处理器802确定网格节点820是否在接收的消息路线中被指定(designated)。如果处理器802确定网格节点102b没有在消息路线中被指定,则处理器802可以引起通信电路806引起从相关联的标签102传输闪烁数据,或者引起从相关联的标签102传输闪烁数据并且传输网格节点接近数据或方位数据,如数据路径A或B中所讨论的。如果处理器802确定网格节点820在消息路线中被指定,则处理器802可以引起通信电路806引起从相关联的标签102传输闪烁数据并且传输网格节点820以及原始节点203a方位或接近数据,如数据路径C中所讨论的。

数据路径F可以在原始节点被配置成响应于未能接收传输可靠性信号而传输遇险信号的情况下应用,如图9所讨论的。遇险信号可以指示标签或传感器数据传输受阻。在1022,传输模块822可以被配置成使得处理器802确定从通信电路806接收到遇险信号。通信电路806可以从原始节点203a接收遇险信号。在处理器802未能从原始节点203a接收到遇险信号的指示的情况下,处理器802可以假设标签102或传感器数据未被阻塞,并且引起数据的传输,如在数据路径A或B中讨论的。在处理器802确实从原始节点203a接收到遇险信号的接收的指示的情况下,处理器可以确定标签和/或原始节点被阻塞,并且如在数据路径D或E中所讨论的继续数据处理,或者如数据路径C中所讨论的传输数据。

示例超定位置确定过程

图11图示了用于确定超定参与者位置的示例性过程。装置830、诸如接收器集线器108或接收器处理和分发系统110可以包括位置模块832、处理模块800和用户界面808。位置模块832可以被配置成使得处理器802通过向位置系统可以使用的每个位置和方位方法指派优先级值来生成位置层级。例如,可以向UWB位置数据指派优先级值1;基于UWB位置的接近方位计算可以具有优先级值2;例如通过Wi-Fi或ISO-2回程的GPS的三角测量方位计算可以具有优先级值3;ISO-2、Wi-Fi RSSI和基于三角测量方位计算的接近方位可以具有优先级值4;其中1表示最高优先级值,4表示最低优先级值。

在示例实施例中,处理器可以生成用于两个或更多个监测区域的位置层级。例如,第一监测区域可以是赛道或路线,其中位置层级包括具有优先级值1的Wi-Fi或ISO-2回程的GPS、UWB位置数据优先级值2、Wi-Fi RSSI以及基于三角测量方位计算的接近位置可以具有优先级值3。第二监测区域可以是具有包括以下各项的位置层级的比赛的维修区或传输点:优先级值为1的UWB位置数据;具有优先级值为3的三角测量方位计算,诸如通过Wi-Fi或ISO-2回程的GPS;ISO-2、Wi-Fi RSSI以及基于三角测量方位计算的接近方位可以具有优先级值3。

在1102,位置模块832可以被配置成使得处理器802从通信电路806接收闪烁数据。通信电路806可以从接收器106接收闪烁数据。在1108,位置模块832可以被配置成使得处理器802基于所接收的闪烁数据来计算位置数据,如图1中所讨论的。

在1104,位置模块832可以被配置成使得处理器802从通信电路806接收网格节点203b接近数据或方位数据。

通信电路806可以从收发器107接收传感器820或网格节点203b接近或方位数据。接近数据可以包括标识接近指定的原始节点203a的一个或多个网格节点203b的数据,诸如原始节点和网格节点UID或其相关联的标签UID。另外,接近数据可以包括指示接近半径的数据,诸如Wi-Fi RSSI。方位数据可以包括遥测数据或三角测量方位置数据,诸如DGPS或ISO-2。

收发器107可以通过在NFC、BLE或Wi-Fi中传输的网格节点203b-e通过网格网络协议接收传感器820或网格节点203b接近数据或方位数据。或者,收发器107a可使用定向长距离收发器天线107a来指示来自传感器820或网格节点203b的回程接近数据或方位数据。可以以基本类似的方式在1106接收原始节点203a接近数据或方位数据。

在1110,位置模块832可以被配置成使得处理器802确定传感器820或网格节点203b接近方位数据。每个传感器可以具有用于传输接近数据的预定范围,以将接近数据的接收限制到指定的半径。例如,该范围可以是10英尺、4英尺、2英尺或任何其它径向距离值。处理器802可以计算从相关联的传感器203接收到其接近数据的每个标签的位置数据和接近半径,如图5a所示。

在1120,位置模块832可以被配置成使得处理器802基于传感器接近数据确定传感器820或参与者402方位计算。处理器802可以将传感器820方位计算确定为传感器接近半径相交的位置或区域,如图5a所示。

在示例实施例中,处理器可以基于Wi-Fi RSSI对所定位的传感器方位加权和/或基于Wi-Fi RSSI确定传输范围。处理器802可以基于所确定的传输范围半径交叉和/或基于每个接近传感器203的RSSI对区域或方位进行加权来确定接近方位。

在1114,位置模块832可以被配置成引起处理器802以基本上类似于1110的方式确定原始节点203a接近方位数据。处理器802可以以基本上类似于1120的方式基于接近方位数据来确定原始节点203a位置计算。

在1112,位置模块832可以被配置成使得处理器802确定传感器820或网格节点203b方位数据。处理器802可以编译从各种传感器203接收的三角测位方位数据或遥测数据。处理器802可以被配置成以基本类似的方式在1116确定原始节点203a的方位数据。

位置模块832可以被配置成使得处理器802在1120基于传感器方位数据来确定原始节点203a位置计算,如图3E/F中所讨论的。处理器802可以通过以下方式基于在1112或1116处确定的方位数据来确定传感器方位计算:将三角测量方位与传感器203相关联,或者使用如图3E/F中所讨论的遥测数据计算传感器方位。

在1118,位置模块832可以被配置成使得处理器802验证位置数据。处理器802可以通过将所确定的接近传感器方位计算数据与位置数据进行比较来验证位置数据,如图5b所示。如果计算的位置数据在接近度传感器方位计算数据的精确度半径的预定门限内,则处理器802可以确定位置数据被验证。在位置数据未满足预定的精度门限、落在传感器接近位置方位精度半径之外的情况下,处理器802可以确定位置数据无效并且认为被丢失。丢失的位置数据可被认为不可用于确定可用的最高优先级位置数据或方位计算,1122,并且不用于显示或分析,但是可以存储用于稍后的系统诊断。

在示例实施例中,位置模块832可以被配置成引起处理器802通过将位置数据与所确定的传感器方位计算进行比较来验证位置数据,如图5b所示。在所计算的位置数据落在传感器方位计算数据的精确半径的预定门限内的情况下,处理器802可以确定位置数据有效。在位置数据落在预定的传感器方位计算数据半径之外的情况下,处理器802可以确定位置数据是无效的并且认为丢失。

在示例实施例中,位置模块832可以被配置成使得处理器802通过将当前位置数据与先前计算的位置数据进行比较来验证位置数据。先前计算的位置数据可以包括在被验证的位置数据之前计算的最后2、5、10、20个或另一数目的位置数据。在位置数据的变化满足诸如2英尺、5英尺、20英尺、30英尺、100英尺或任何其它距离值的预定门限的情况下,处理器802可以确定标签102不能在闪烁之间行进上述距离并且位置数据无效并且认为丢失。例如,如果位置数据的差异是35英尺并且预定门限是25英尺,则处理器可以确定位置数据是无效的。丢失的位置数据被认为是不可用的,并且可能不用于进一步的确定。在位置数据的改变不能满足预定门限的情况下,处理器802可以确定位置数据有效并且可用于进一步确定。

在1122,位置模块可以被配置成使得处理器802确定消息路线。在未接收到原始节点203a接近数据或方位数据或与原始节点相关联的标签102的闪烁数据的情况下,处理器802可以通过网格网络确定原始数据的消息路线。处理器802可以使用参与者402a和网格节点203b-e的最后位置数据和方位计算来确定到收发器107的最短路线,例如最小数目的传输。处理器802可以通过传感器UID、相关联的标签UID或其他标识来确定和指定网格节点。处理器802可以生成包括指定的网格节点标识符的消息路线。

在1123,位置模块可以使得处理器802引起通信电路806传输消息路线。通信电路806可以将消息路线传输给收发器107,以便传输给监测区域内的传感器820。

在1124,位置模块832可以被配置成使得处理器802确定每个参与者402可用的最高优先级位置或传感器方位计算数据或超定位置。处理器802可以确定每个参与者402的可用的位置数据和传感器方位计算数据。处理器802可以基于在1101处从参与者402的可用的位置和传感器方位计算数据中指派的具有最高优先级值的位置层次来选择位置数据或传感器方位计算数据。例如,如果UWB位置数据优先级1和GPS传感器方位计算数据优先级-2可用,则处理器802可以选择UWB位置数据。在处理器802确定UWB接近方位计算优先级2和Wi-Fi方位计算优先级3可用的情况下,可以选择UWB接近方位计算。在两个或更多个位置/方位方法可用并且具有相同优先级值的情况下,所确定的方位计算可以是所选择的位置或传感器方位计算数据的平均值。

在监测区域包括均具有位置层级的两个或更多个区域的示例实施例中,处理器1202可以确定与位置数据或传感器方位计算数据相关联的监测区域。处理器1202可以基于与位置数据和传感器方位计算数据相关联的监测区域的位置层级来确定最高优先级位置数据或传感器方位计算数据或超定位置。例如,其中位置数据或传感器方位计算数据与第一监测区域和位置层级相关联,如果GPS传感器方位计算数据优先级1和UWB位置数据优先级2可用,则处理器802可以选择GPS传感器方位计算数据作为超定位置。在位置数据或位置计算数据与第二监测区域和位置层级相关联的情况下,如果UWB位置数据优先级1和GPS传感器方位计算数据优先级2可用,则处理器802可以选择UWB位置数据作为超定位置。

在1125,位置模块832可以被配置成使得处理器802引起至少最高优先级位置或传感器方位计算数据或超定位置被存储在存储器804中。处理器802还可以将任何其它位置数据或传感器方位计算数据、位置数据或接近数据存储在存储器804中用于稍后的分析或系统诊断。例如,如果UWB位置数据优先级1、UWB接近方位计算优先级2和GPS方位计算优先级3可用;处理器可以仅引起存储UWB位置数据,或者存储UWB位置数据和UWB接近传感器方位计算数据,或者存储UWB位置、UWB接近传感器方位计算数据和GPS传感器方位计算数据。

在1126,位置模块832可以使得处理器802引起最高优先级位置或传感器方位计算数据或超定位置被显示在用户界面808上。例如,在UWB位置数据是最高优先级的情况下,处理器802可以引起显示UWB位置数据。在UWB位置数据不可用但UWB接近传感器方位计算数据可用的情况下,处理器802可以引起用户界面808显示UWB接近计算数据。在示例实施例中,显示最高优先级位置或方位,并且可以覆盖较低优先级位置或多个方位,类似于图5b中所示的径向准确度门限的描绘。

在一些实施例中,可以如下所述修改或进一步详述上述操作中的某些操作。此外,在一些实施例中,还可以包括附加的可选操作。应当理解,下文的修改、可选添加或扩展中的每个可以单独地或与本文中描述的特征中的任何其他组合地被包括在上文的操作中。

受益于在前面的描述和相关附图中呈现的教导的本发明所属领域的技术人员将想到本文所阐述的本发明的很多修改和其它实施例。因此,应当理解,本发明不限于所公开的具体实施例,并且修改和其他实施例旨在被包括在所附权利要求的范围内。此外,尽管前述描述和相关附图在元件和/或功能的某些示例组合的上下文中描述了示例实施例,但是应当理解,元件和/或功能的不同组合可以在不脱离所附权利要求的范围的情况下由替代实施例提供。在这方面,例如,还可以设想与上文明确描述的那些不同的元件和/或功能的组合,如可以在一些所附权利要求中阐述的。尽管本文采用了特定术语,但是它们仅在一般和描述性意义上使用,而不是为了限制的目的。

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