专利名称：用于提供目标位置信息的系统和方法
技术领域：
本发明涉及用于简化在软件应用程序和各种不同位置传感器之间通信的系统和方法。本发明在使从具有不同的测量分辨率的各种不同位置传感器获得的目标(subject)位置信息翻译(translating)成可与一个或多个软件应用程序兼容的位置信息方面具有特殊的应用。
背景技术：
智能的家庭或办公室环境的系统可以根据在所说环境内所有者的位置和电子设备的位置提供许多操作。例如，用于操作电气设备如音频和/或视频部件的一个智能遥控设备，当用户在这个环境中移动遥控设备时能够自动调节到附近设备的运行要求。作为另一个例子，一个节目可以随着一个人从一个房间到另一个房间。此外，智能环境系统可以控制环境的条件，例如发光、加热、和冷却，以便当所有者在所说的环境中移动时环境的条件能够跟踪所有者在当前位置的特定期望。
这些智能环境系统在一般情况下使用软件应用程序，软件应用程序要求有关在这个环境内的所有者以及电子设备的位置信息。所说的位置信息是通过设置在整个环境内的传感器获得的。可以使用大量的不同类型的位置传感器来获取位置信息。
先前，软件应用程序必须与传感器进行通信才能接收到位置信息。然而，所用的许多不同类型的位置传感器中的每一个传感器都可能提供对于特定位置传感器具有特定形式的位置信息，这种位置信息在这里称之为特定传感器的位置信息。
通过不同的传感器(如在一个特定的房间内部或外部的传感器)可以按照不同的位置坐标相对于房间内的位置测量使用者和/或设备的位置。
在一般情况下，以大范围的特定传感器测量的空间分辨率和频率，可以获得来自不同位置传感器的大量位置信息。例如，计算机视觉系统可以测量人的位置，每秒测量25次，而其它的传感器可以不规则地测量，例如当人离开或者进入一个房间时测量。在一般情况下，每个软件应用程序都要与特定类型的传感器相匹配。
智能环境系统在相同的环境内可以同时运行许多应用程序。在这些应用程序和位置传感器之间的直接通信可能需要复杂的接口并且可能导致系统资源的无效使用。因此期望简化从位置传感器到软件应用程序的位置信息的通信，以便有效地共享来自许多不同类型传感器的信息。
发明内容
按照本发明，提供一种新的和改进的系统和方法，用于提供目标位置信息供一个或多个软件应用程序使用。
按照本发明的第一方面，所说的系统包括一个环境模型，用于存储环境的位置信息，环境位置信息包括由系统的位置坐标确定的环境子部分。环境模型与一个或多个软件应用程序通信，用于接收特定应用程序的位置请求，所说特定应用程序的位置请求包括感兴趣的区域和特定应用程序的系统坐标分辨率。所说的系统还包括至少一个位置传感器，用于以特定传感器的检测频率检测目标的位置，以提供特定传感器的目标位置信息。系统进一步还包括一个传感器翻译器(translator)，所说传感器翻译器与环境模型和位置传感器相连，以便把特定传感器的目标位置信息翻译成系统的位置坐标，所说的系统的位置坐标具有特定应用程序的系统坐标分辨率。
按照本发明的另一方面，所说的方法包括向具有环境位置信息的环境模型传递特定应用程序的位置请求，所说的环境位置信息包括由系统位置坐标确定的环境子部分，所说特定应用程序的位置请求包括感兴趣的区域和特定应用程序的系统坐标分辨率。所说的方法还包括以特定传感器的检测频率在具有至少一个位置传感器的感兴趣的区域内获取一个目标的特定传感器的目标位置信息。所说的方法还包括利用与环境模型通信的传感器翻译器将特定传感器的目标位置信息翻译成具有特定应用程序的系统坐标分辨率的系统位置坐标。
按照本发明的下一个方面，获取步骤包括利用多个位置传感器并且以对应的特定应用程序的位置请求的特定传感器的检测频率来获取特定传感器的目标位置信息，翻译步骤包括将特定传感器的目标位置信息翻译成系统位置坐标，每个系统位置坐标都具有对应的特定应用程序的位置请求的特定应用程序的系统坐标分辨率。
本发明的优点是使用传感器翻译器的一个有效接口简化了从多个不同位置传感器获得的位置信息向一个或多个软件应用程序的通信。在按照特定应用程序的位置请求翻译目标位置信息之后，通过把目标位置信息传送到软件应用程序，本发明简化了通信接口，并且减小了系统的带宽和处理的功率要求。
应该理解，在附图中表示的并且在随后的说明书中描述的特定的设备和方法都是在所附权利要求书中限定的本发明的构思的简单典型实施例。因此，与在这里公开的实施例有关的特定尺寸和其它物理特性都不被认为是限制性的。
本发明可以取某些部件和结构的形式，在附图中表示出本发明的优选实施例，其中图1是表示按照本发明的系统的方块图；图2是表示按照本发明的方法的步骤的流程图；图3是表示按照本发明的方法的另外的步骤的流程图。
具体实施例方式
现在参照附图1，总体上用标号10表示用于提供目标位置信息供一个或多个软件应用程序使用的一个系统。如这里所用的，所用的术语“目标”指的是一个人、一个动物如猫、或在这个环境中的一个电子设备。
系统10包括一个或多个软件应用程序12，用于完成任何合适的请求目标位置信息的任务，下面将提供这些任务的例子。每一个应用程序12都可以使用任何合适的计算机编程语言写出，并且适合于在任何合适的已知的计算机(未示出)上运行。在运行多个应用程序12……12`的系统内，这些应用程序可以同时运行。为了简化说明，除非另有说明，将要参照单个应用程序12来描述系统10的结构和操作。
系统10还包括一个环境模型14，环境模型14利用通用的系统空间坐标限定所说的环境。环境模型14模拟所说环境的结构，环境模型14所包括的信息例如有房间的位置、形成房间的墙壁的位置、连接各个房间的过道的位置、房间或建筑物的门和窗的位置。环境模型还可以包括由系统坐标确定的环境内电子设备的位置信息。
环境模型最好包括多个环境子部分，每个环境子部分都由系统坐标确定。子部分的例子包括(但不限于)建筑物内的房间或过道、建筑物外的位置。子部分还可以包括起居空间或办公室空间的多个区域，所说的区域是多个房间或者是单个房间内的多个区域，或者是由部分的或者虚拟的隔断分割的房间空间。
包含在环境模型内的信息的一部分包括静态信息，静态信息是在系统启动时装入环境模型内的。静态信息的例子包括(但不限于)空间坐标位置、确定房间和过道的墙壁位置的相互关系、和电子设备的位置。
应用程序12以任何合适的已知方式16连接到环境模型14，以便向环境模型传递位置请求。位置请求包括感兴趣的区域，应用程序希望接收所说的感兴趣的区域的位置信息并因此要调用特定应用程序的位置请求。可以按照特定应用程序的位置请求修改环境模型。以此方式，环境模型是其中均匀地收集了所有应用程序的要求的一种结构。
特定应用程序的位置请求还包括由应用程序使用的坐标分辨率，用于定位感兴趣的区域中的目标。坐标分辨率是使用系统坐标定义的，并且称之为特定应用程序的系统坐标分辨率。例如，如果应用程序12需要知道一个人或者设备是否进入厨房中的一个特定区域的时候，这个应用程序就要向环境模型14传递一个特定应用程序的位置请求，所说的环境模型14包括具有足够大分辨率的系统坐标以确定厨房中的这个特定区域。特定应用程序的位置请求是动态的，因为感兴趣的区域和坐标分辨率在应用程序12的运行期间是可能变化的。
系统10还包括设置在环境各处的多个位置传感器20。通常要同时使用各种不同类型的位置传感器。位置传感器20的例子包括(但不限于)计算机视觉设备、移动传感器、无线电转发器、表示门或窗是开还是闭的门或窗开关、表示某人是否通过过道移动的过道传感器、表示设备的这一块已被触摸的设备上的触摸传感器、或者用于检测目标的位置信息的任何合适的已知的传感器。
由不同的位置传感器提供的目标位置信息是由大量不同的位置坐标系统确定的，每个位置坐标系统对于特定的传感器来说都是特定的，例如在整个环境内的x、y坐标、在一个房间内的x、y坐标位置、在跨过门槛的房间或区域内的任何位置、以及类似位置。进而，各种不同的位置传感器20通常以各种不同的采样频率(以下称之为特定传感器的检测频率)获取位置信息。例如，计算机视觉设备获取位置信息的频率可以是每秒25次或更大些；而移动传感器获取位置信息的频率可以是每秒2-5次。触摸敏感的检测器或者阈值检测器不规则地获取信息。因此，由不同的位置传感器20提供的目标位置信息称之为特定传感器的目标位置信息。
为了使以不同的可利用的检测频率获取的大量的多种位置信息能由一个或多个应用程序12使用，系统10还包括一个传感器翻译器22，传感器翻译器22在24处与环境模型14通信并且在30处与位置传感器20通信。传感器翻译器22使用特定应用程序的位置请求和由系统坐标确定的环境模型以便把特定传感器的目标位置信息翻译成具有合适的特定应用程序系统坐标分辨率的系统位置坐标。这就是说，传感器翻译器使用环境模型作为翻译密钥(translation key)来翻译传感器的输出，使之成为应用程序所需的输入格式。传感器翻译器使用具有特定应用程序的位置请求的环境模型的自适应功能来滤波所说的信息。以此方式，传感器翻译器22提供在系统坐标中的目标位置信息，并且以最适合于应用程序12需要的合适的坐标分辨率提供系统坐标。
特定应用程序的位置请求还可以包括特定应用程序的更新频率，该更新频率提供应该更新翻译的系统位置坐标的频率。传感器翻译器22从环境模型12接收特定应用程序的更新频率，并且按照这个更新频率更新由位置传感器20获取的位置信息。以此方式，按照应用程序的需要相应地更新由传感器翻译器22提供的经过翻译的位置信息，借此最有效地利用了可利用的通信带宽和处理功率。例如，可以使用计算机视频设备以每秒25次的本地检测频率获取目标位置信息。然而，应用程序12可能只要求这个位置信息每秒钟更新2次。为了最有效地利用系统资源，传感器翻译器22以每秒2次的特定应用程序的更新频率更新翻译成系统位置坐标的位置信息。。
系统10还包括一个环境认识(context awareness)子系统34，环境认识子系统34在36处连接到传感器翻译器22，用于接收翻译的目标位置系统坐标。环境认识应用程序34从几个不同的位置传感器20收集几条经过翻译的目标位置信息，并且使用逻辑方法确定这个目标的位置。例如，环境认识子系统可以从一个传感器接收位置信息，该位置信息表示一个人正在使用一个电子设备，并且这个电子设备定位在距另一个传感器的特定位置，从而得出结论这个人定位在这个电子设备的位置。作为另一个例子，通过计算机视觉识别出一个特定的人，他正在一个房间内。从指示某人进入或离开那个房间的门槛交叉指示器和在邻接位置的一个移动检测器，从环境认识可以知道所识别的这个人现在在相邻的房间内。环境认识子系统34在40处与应用程序12通信，以便向这个应用程序提供目标位置信息。环境认识子系统还具有(单个的)应用程序要求，以便识别出哪一个导出的位置信息应该送到这个应用程序。
现在参照附图2和3，其中描述的是从多个位置传感器向一个或多个软件应用程序提供目标位置信息的方法，总体用标号50表示之。
所说的方法包括提供具有由系统位置坐标确定的位置信息的一个环境模型(52)。环境位置信息最好包括由如以上所述的系统位置坐标确定的环境子部分。
所说的方法还包括向环境模型传递一个或多个特定应用程序的位置请求(54)。特定应用程序的位置请求包括感兴趣的区域、特定应用程序的系统坐标分辨率、和可能存在的如以上所述的特定应用程序的更新频率。
所说的方法还包括如以上所述在感兴趣的区域内以特定传感器检测频率获取特定传感器的目标位置信息(56)。所说的方法还包括如以上所述把特定传感器的位置信息翻译成具有特定应用程序的坐标分辨率的系统位置坐标(58)。所说的方法还包括如下步骤以特定应用程序的更新频率更新经过翻译的系统位置坐标(60)。
所说的方法还包括向环境认识装置发送目标位置(62)，并且使用环境认识装置从经过翻译的系统位置坐标中确定目标位置(64)。所说的方法还包括向应用程序发送目标位置(66)。
已经参照优选实施例描述了本发明。显然，在阅读并理解了上述的说明书之后，还可以进行修改和改变。我们的期望是可以认为本发明包括所有的这样的修改和变化，因为这样的修改和变化都落在所附的权利要求书或其等效物的范围之内。
权利要求
1.一种用于提供目标位置信息供一个或多个软件应用程序(12)使用的系统，包括一个环境模型(14)，用于存储环境的位置信息，环境位置信息包括由系统的位置坐标确定的环境子部分，所说的环境模型(14)与一个或多个软件应用程序(12)通信，用于接收特定应用程序的位置请求，所说特定应用程序的位置请求包括具有特定应用程序的系统坐标分辨率的感兴趣的区域；至少一个位置传感器(20)，用于在感兴趣的区域内以特定传感器的检测频率和分辨率检测目标的位置，以提供特定传感器的目标位置信息；一个传感器翻译器(22)，所说传感器翻译器与环境模型(14)和位置传感器(20)相连，以便把特定传感器的目标位置信息翻译成系统的位置坐标，所说的系统的位置坐标具有特定应用程序的系统坐标分辨率。
2.根据权利要求1所述的系统，其中特定应用程序的位置请求还包括特定应用程序的更新频率，传感器翻译器(22)以特定应用程序的更新频率更新经过翻译的系统位置坐标。
3.根据权利要求2所述的系统，进一步还包括多个位置传感器(20)，接收多个特定应用程序的位置请求的环境模型(14)，每个特定应用程序的位置请求都包括感兴趣的区域、特定应用程序的系统坐标分辨率、和特定应用程序的更新频率中的至少一个，以便翻译来自所说多个位置传感器(20)的目标位置信息。
4.根据权利要求1所述的系统，其中按照每个特定应用程序的位置请求更新环境模型。
5.根据权利要求1所述的系统，进一步还包括一个环境认识子系统(34)，用于确定来自经过翻译的位置坐标的目标位置。
6.根据权利要求1所述的系统，其中环境子部分包括以下所列之一建筑物内的房间；建筑物内的过道；建筑物外的位置；起居空间区域；和办公室建筑物区域。
7.根据权利要求1所述的系统，其中位置传感器(20)包括以下所列之一计算机视觉设备；触摸传感器；门槛跨越检测器；移动检测器；和无线电频率转发器。
8.一种用于提供目标位置信息供一个或多个软件应用程序使用的系统，包括环境模型装置(14)，用于与一个或多个软件应用程序通信，用于接收特定应用程序的位置请求，所说特定应用程序的位置请求包括感兴趣的区域和特定应用程序的系统坐标分辨率，所说环境模型装置模拟环境位置信息，所说环境位置信息包括由系统位置坐标确定的环境子部分；位置检测装置(20)，用于在感兴趣的区域内以特定传感器的检测频率检测目标的位置，以提供特定传感器的目标位置信息；传感器翻译装置(22)，所说传感器翻译装置与环境模型装置和位置检测装置(20)相连，以便把特定传感器的目标位置信息翻译成系统的位置坐标，所说的系统位置坐标具有特定应用程序的系统坐标分辨率。
9.根据权利要求8所述的系统，其中特定应用程序的位置请求还包括特定应用程序的更新频率，传感器翻译装置(22)以特定应用程序的更新频率更新经过翻译的系统位置坐标。
10.根据权利要求8所述的系统，其中按照特定应用程序的位置请求更新环境模型。
11.根据权利要求8所述的系统，进一步还包括一个环境认识子系统(34)，用于确定来自经过翻译的位置坐标的目标位置。
12.根据权利要求8所述的系统，其中位置检测装置(20)包括以下所列之一计算机视觉设备、触摸传感器、门槛跨越检测器、移动检测器、无线电频率转发器。
13.根据权利要求8所述的系统，其中环境子部分包括以下所列之一建筑物内的房间、建筑物内的过道、建筑物外的位置、起居空间区域、办公室建筑物区域。
14.根据权利要求8所述的系统，其中目标是以下所列之一人、动物、和电子设备。
15一种用于从多个位置传感器向一个或多个软件应用程序提供目标位置信息的方法，所说的方法包括向具有环境位置信息的环境模型传递包含感兴趣区域的特定应用程序的位置请求和特定应用程序的系统坐标分辨率，所说的环境位置信息包括由系统位置坐标确定的环境子部分；以特定传感器的检测频率在具有至少一个位置传感器的感兴趣的区域内获取目标的特定传感器的目标位置信息；利用环境模型作为翻译密钥将特定传感器的目标位置信息翻译成具有特定应用程序的系统坐标分辨率的系统位置坐标。
16.根据权利要求15所述的方法，进一步还包括向环境模型传递多个特定应用程序的位置请求，每个请求对应于相同的软件应用程序。
17.根据权利要求15所述的方法，进一步还包括向对应于不同的软件应用程序的环境模型传递多个特定应用程序的位置请求。
18.根据权利要求17所述的方法，其中按照对应于不同软件应用程序的特定应用程序的位置请求修改环境模型。
19.根据权利要求15所述的方法，其中的获取步骤还包括利用多个位置传感器以对应的特定应用程序的位置请求的特定传感器的检测频率获取特定传感器的目标位置信息；翻译步骤包括将特定传感器的目标位置信息翻译成系统位置坐标，每个系统位置坐标都具有对应的特定应用程序的位置请求的特定应用程序的系统坐标分辨率。
20.根据权利要求15所述的方法，其中通信步骤包括应用程序向环境模型动态地传递特定应用程序的位置请求。
21.根据权利要求15所述的方法，其中特定应用程序的位置请求包括特定应用程序的更新频率，并且进一步还包括以特定应用程序的更新频率更新已翻译的系统位置坐标。
22.根据权利要求15所述的方法，进一步还包括从所接收的经过翻译的系统位置坐标确定目标位置。
23.根据权利要求15所述的方法，其中目标是以下所列中的至少一个一个人；一个动物；一个电子设备。
全文摘要
一种用于提供目标位置信息供一个或多个软件应用程序使用的系统，包括一个环境模型(14)，用于存储环境的位置信息，环境位置信息包括由系统的位置坐标确定的环境子部分。环境模型与一个或多个软件应用程序(12)通信，用于接收特定应用程序的位置请求，所说特定应用程序的位置请求包括感兴趣的区域、特定应用程序的系统坐标分辨率、特定应用程序的更新频率。至少一个位置传感器(20)用于在感兴趣的区域内以特定传感器的检测频率检测目标的位置，以提供特定传感器的目标位置信息。一个传感器翻译器(22)把特定传感器的目标位置信息翻译成系统位置坐标，所说的系统位置坐标具有特定应用程序的系统坐标分辨率，并且以特定应用程序的更新频率更新经过翻译的系统位置坐标。
文档编号G01S5/00GK1739039SQ200480002282
公开日2006年2月22日 申请日期2004年1月5日 优先权日2003年1月15日
发明者M·H·费尔伯克特, E·W·哈内格拉夫 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司