询问)标签。天线有时是被视为RFID系统的一个独立部分。然而，将其视为读取器和标签中的一个整体特征更为妥当，其原因在于，天线对于读取器和标签之间的通信是必不可少的。读取器和标签之间进行通信有两种方法:感应耦合和电磁波。在前一种情况下，读取器的天线线圈感应出标签的天线线圈中的磁场。然后，标签利用感应磁场能量将数据通信回读取器。由于这个原因，感应耦合仅应用于几十厘米远的通信。在后一种情况下，读取器以电磁波的形式辐射能量，而电磁波具有实现更远距离通信的条件。一部分能量由标签吸收，用以开启标签的电路。在标签唤醒之后，一些能量被反射回读取器。所反射的能量可进行调制，以传输标签中所包含的数据。
[0050]在本发明的一个实施方式中，来自RFID或UWB标签等装置的测距信息不仅仅与已知精确位置的一个静止基础设施相关联，而且还提供了对象之间的有源相对定位。此外，标签可连接至集中式追踪系统，以输送交互数据。由于移动对象与位置已知的标签进行交互，所以，可以对对象位置数据中的差异进行精确。同样，标签可在对象之间传递相对位置和相对运动。这类标签具有低可探测性，并且不会受视线限制，也不容易受到干扰。另外，根据安装的方式和实施标签的地形，标签及追踪系统可在任何距精确定位的半径的200英尺至2英里内实现用户/标签交互。目前，标签为配备有标签的各交互对象提供了大约+/-12cm的相对位置精度。如相关领域的技术人员将会理解的，术语对象的使用并非旨在以任何形式加以限制。尽管本发明以示例(其中，对象可由车辆或移动电话来表示)的方式进行了描述，但是，对象应理解为可实现本文给出的发明概念的任意实体。例如，对象可为机器人、车辆、飞机、轮船、自行车、或者相对于另一装置或实体移动的其他装置或实体。本文所述的协作和通信可包括跨越多种介质的多种通信模态。
[0051]如前所述，传统的传感器融合方式涉及连续地接收和发送需要高带宽通信系统的详细原始数据。高带宽通信系统非常昂贵，并且在设法得到即使是几种针对地理位置不同用户的模态的本地相关见解时，这种方式常常也会给用户或分析人员造成较大的工作量。此外，现有策略不会及时地回答问题“我从这去(或不去)哪里？ ”或“什么正向我移动过来？ ”。
[0052]图1呈现了根据本发明的一个实施例的用于协作空间定位的系统100的高级框图。根据本发明的一个实施例，对象110可通过接收一个或多个位置测定资源150的位置信息来使用协作空间定位。在本发明的一个实施例中，这些资源可包括全球定位卫星120、路径整合130、惯性导航系统140、超宽带标签定位160以及测距定位170。
[0053]如本文所述，本发明将各种形式的位置数据进行组合，以得出对象在其环境中的空间表示。在一个实例中，该表示可在全球范围内基于地理空间数据，然而，在其他实例中，该表示可基于一个不同的参照指标组，或者，对象可生成其自己的参照系。事实上，本发明考虑了以下情景:一个或多个对象或者对象组能够操作或生成被无缝整合的不同参照系(空间感知)。
[0054]在本发明的一个实施方式中，对象110接收帮助对象测定其空间位置的来自各种位置测定资源150的位置信息或数据。如相关领域的技术人员将会理解的，并且如上所述，每个位置测定资源150都具有优点和缺点。例如，GPS120要求观察(最佳)4颗沿轨道运行的卫星的视线不会受到阻挡，而每颗卫星传送单独信号和时间识别信号。基于所接收信号的接收延迟，接收器可计算出一个概率性位置。如果对象110进入建筑物或者进入这些卫星之间的视线将会受到阻挡或变得模糊的区域，那么，位置测定就变得不再可靠。此外，尽管全世界都认可GPS用来确定大体的位置，但是，GPS无法为精确移动提供足够的精度。
[0055]同样，对象110可接收来自惯性导航系统140的位置信息。惯性导航系统不同于GPS120，是对加速度和时间进行测量，以确定对象110从初始起始位置开始的相对位移。因此，进入建筑物、洞穴或树冠下方不会影响此类系统的运作。但是，该系统不仅受到其起始点精度的限制，而且还受到其维持稳定平台的能力的限制。如果系统初始点的位置存在有误差，那么系统基于移位运动的位置测定也会产生误差。另外还知道的是，这类平台会产生进动，意味着该系统随着时间推移会变得越来越不准确。如果起始点的精度不可靠，则该进动会被放大。如果在系统运作期间将其更新来提供其差异参数，则可假定该更新为准确的，并且因此，与系统位置的差别是基于该更新的，以及与系统认为应处于的位置的差别是基于该系统的偏移。之后，系统继续调整该偏移。然而，如果初始位置不准确，那么，更新会引入误差，而不是消除误差，从而使得该系统比起简单地放其不管来说变得更加不准确。如本领域的技术人员将会理解的，由于利用了 GPS，惯性导航系统也有其局限性。
[0056]本发明整合了来自多个源的位置信息，以测定对象110的空间位置。GPS120、惯性导航系统140、路径整合130、测距定位170以及其他位置测定资源150通过协作空间定位过程来合成，从而得出最佳的、可靠的和准确的位置。这种合成包括基于每个源所感知的精度和历史差异，对其进行加权。尽管任何一个位置测定资源的精确程度和可靠性程度都是变化的，但是，这样做可以维持对象位置的测定和精度。根据本发明的另一个实施例，组合位置测定资源150的过程还可以是基于资源之间关于对象位置的认同或不认同。例如，如果四个位置资源中的三个认同对象的位置，则第四个测定可被当作为可能存在有误差。然而，当关于对象的不同位置存在有多种冲突或多种认同时，要确定依靠哪个资源就变得更困难。根据本发明的一个实施例，基于多个因子，将位置测定资源优先。如果在个体位置测定之间存在有冲突，那么，可以利用这种优先级计划来确定出依靠哪种资源(或资源的组合)。例如，对象位置的GPS测定(尽管不准确)通常会认同视觉探测系统的测定。但这两个系统并不认同激光系统所做出的测定，激光系统的测定虽然非常准确，但是对于其测量哪个目标是含糊不清的。因此，本发明的一个或多个实施例分配和评估各位置测定资源上的值，然后平衡这些测定，以得出最可能的位置。通过以这种方式来组合位置测定资源，那些进行了明确上报的传感器(诸如UWB标签、RFID标签、GPS等)就可用来提供目标的“大致”位置，然后，精度更高的资源(尽管有时不太明确)可用来精确位置信息。
[0057]例如，一个对象可利用UWB标签或GPS测定2米内另一个邻近对象或目标的位置。借助该信息，可将激光测距仪瞄向该大体位置，以将位置信息的精度缩小至毫米级。但是，如果独立地使用激光，则激光仅可识别左侧3米处的另一个目标，这是因为激光的视野非常窄。关于位置测定资源的协作，可以制定和建立规则。
[0058]本发明的位置测定技术平衡了不同传感器平台的比较差异以及这些传感器平台的子设备的优势和劣势，进而达成对对象位置的实时最佳测定。因此，可以忽略看似存在有误差的资源，支持其他“认同”报告。基于每个资源的差异，持续地对这些平衡算法进行更新。此外，本发明融合了来自不同感知资源的位置数据，这些感知资源都报告了相同的结论(数据)，但是却具有不同的精度水平。在本发明的一个实施例中，如果出现两个资源都在识另IJ (而不是选择其中一个资源而放弃另一个资源)相同的位置(尽管精度不同)，则本发明对它们的贡献度进行权衡，以提供最佳结果。
[0059]本发明还获取并利用了系统100中其他对象的位置感知，这样便超出了感官数据融合的范畴。这种对等网络通信使得隔离对象不但能基于内部感知数据，而且还能基于一个或多个其他对象或节点的位置测定和数据，来对位置测定进行确定和/或精确。其他位置或状态数据也可在对象之间通信。例如，目的地可在整个网络中传递并存储在各对象上，犹如各对象自身维持了可能的目的地以及到达这些目的地的路线的整个存储库。目的地可在整个网络以及与各位置相关的资源中传递。
[0060]根据本发明的一个实施例，并且如图1所示，可在其他协作空间定位对象110、180之间建立通信链接。在本发明的一个实施方式中，UWB标签160提供了一种通过其对系统100内两个或多个对象之间的数据和位置感知进行交换的手段。对象之间的数据交换的协作性质使得每个对象不仅独立地测定其相对位置，而且还通过链接至另一个对象的资源来获取其他资源和精度。此外，每个对象不仅可向另一对象提供其空间意义上的位置，而且还可提供其相对本地位置。例如，两个链接的对象可确定地知道它们I米范围内的空间位置，但是同时也能够提供精确到几厘米的相对位置。另外，链接至其他对象可使得单个对象能够测定其相对位置以及其地理空间位置(在一些实例中)。在本发明的其他实例中，其他对象之间的这种通信链接可用于提供其他数据，以增强内部的位置测定能力。此外，被输送的数据可以是各种特定性水平。例如，在本发明的一个实施例中，每个对象可独立地测定其空间位置。然后，该对象可将其空间位置的测定输送至相同参照系内的其他对象。另选地且根据本发明的另一个实施例，对象可输送关于其空间位置的具体位置数据，之后，该位置数据可由其他对象随意地使用。例如，一个对象可传达的是，在某个参照系内，其位置为具有一定差异程度的X。另选地，或另外，对象还可输送GPS信息、惯性信息、间距三角测量信息等，这样使得接收实体随后能够基于其需要来增强其自有空间感知的精度或数据，来使用或放弃这类具体信息。结合协作空间位置测定，对准确的相对位置数据进行组合，使得本发明的实施例能够准确地整合所组合的运动和活动，其中包括预测行为和交互。
[0061]尽管本发明已经且将会参考实施例进行特别地示出和描述，但是，本领域的技术人员应当理解的是，可在形式和细节上作出各种其他变化而不脱离本发明的精神和范围。
[0062]为了更好地理解本发明的协作空间定位系统的复杂性，将对以下的简化实例加以考虑。图2示出了一种临时城市环境，其中可实施根据本发明的一个实施例的协作空间定位。
[0063]假设存在多个对象210、220、240、250、260、270，其中每个对象内部具有利用一个或多个位置资源来测定其空间位置的能力。例如，每个对象可具有GPS接收器、惯性系统、激光定位、航位推算技术等，并且配备有UWB标签进行交互通信。然而，每个对象利用其每一种资源的能力不同。例如，两个对象210、220可处于一位置(例如，建筑物中)，在该位置处，GPS信号无法使用或者进行测距定位的条件有限，但是，每个对象相对于本地环境都具有准确的数据。本质上，他们不能独立地测定其地理空间位置。换言之，它们可能掌握有环境地图，但是它们并不知道它们在地图上的位置。第三和第四对象240、250都掌握了 GPS位置，但是，考虑到信号强度和干扰，其精度还尚待确定。然而，这两个对象240、250都在已知位置标记物230、235的范围内。这些标记物的地理空间是已知的，并且利用相对定位技术，靠近该标签的对象(尽管GPS的接收欠佳)可准确地测定它们的位置。
[0064]如相关领域的技术人员将会理解的，基于间距信息测定空间位置需要三个独立的源。接收发射器的信号的对象可确定其与该发射器之间存在有一定间距。知晓发射器的位置之后，接收器可推断出其位置是在球体的表面上，该球体的半径为传输的范围并且该球体的原点为发射器的位置。接收两个此类源的信息实现了两个球体的相交，而这样的相交形成了一个圆。因此，本实例中的接收器驻留在相交圆的某处。理想情况下，三个相交的球体识别处接收器所驻留的点。但是，利用对对象空间位置的独立测定来减少其所在点的轨迹是可能的。接收两个已知位置230、235的间距信息的对象知道其处于由两个球体的交集所限定的圆上。但是，该对象自身掌握了关于其空间位置的信息，而该信息可与所接收的信息整合以精确其空间位置。
[0065]继续参见图2所示的实例，另外假设两个邻近对象240、