专利名称：用于追踪移动实体的方法
技术领域：
本发明一般涉及对诸如交通工具(汽车、飞机)、移动电话或其它设
备或甚至是人员的实体的追踪。众多应用使用地理定位服务车队管理、 交通监控/调节、广告、安全等等。
背景技术：
诸如交通监控/调节的基于定位的服务(LSB) —般使用GPS (全球定 位系统)来在地理区域中定位和追踪交通工具。在US 5 450 329 (Tanner) 中公开了一种4吏用GPS以避免碰撞的车辆定位方法和系统。在 US2006/0129309 (Alewine)中公开了 一种基于GPS服务采取取决于上下 文的动作的方法。
然而，因为都基于精密复杂的和精确的定位系统(通常是GPS)，已 知的用于追踪移动实体的技术需要强大的处理能力和大型的网络体系结
说通常^Mt过大。
另外，已知的追踪技术一般是被动的，即简单地周期性地要求移动实 体指定诸如地理坐标(以及可能是速度)的可变参数，以便(例如在连接 至定位服务器的服务器上实现的)核心程序计算每个实体的预计路径。
发明人的意见是已知的追踪技术未能有效地追踪一群实体，因此减少 了追踪系统积极作用于上下文的能力。
发明内容
本发明的目的是提供一种改进的允许节约处理能力和/或网络资源的 追踪方法。本发明的另 一 目的是提供一种改进的具有增强的能力来追踪和管理一 群实体的追踪方法。
本发明提供用于追踪在具有度量标准(metrics)的监控区中活动的实 体的方法，所述度量标准具有至少一个预定的粒度。所述方法包括重复以 下操作
- 根据所述度量标准，确定在所述空间内的所述实体的当前的空间和
/或时间状态， -检查与所述状态有关的触发事件的发生，
-所述触发事件一发生，就为至少一个实体改变所述监控区的粒度。 本发明还提供一种追踪系统、 一种计算机程序和在权利要求中进一步
定义的所述追踪方法的一种应用。
通过结合附图考虑的优先实施例的详细描述，本发明以上的以及其它
的目的和优势将变得显而易见。
图l和图2是示出了根据本发明实施例的应用于陆地车辆的交通调节 的系统的示意图，其示出了两个不同的车辆位置。 图3是示出了使用一个粒度的监控区的示意图。 图4是示出了 ^^用另 一粒度的监控区的示意图。 图5是根据本发明实施例的追踪方法的流程图。
具体实施例方式
图l和图2上示出用于追踪在预定监控区中活动的实体2的系统1。 应当注意的是监控区可以是各种拓朴结构并且包括空间的和/或时间
的维度。其可能是一维的，诸如铁路或公路，二维的，诸如道路网，三维
的，诸如空中，或如果还考虑时间的话甚至是四维的。
还应当注意的是本发明可以应用于任何类型的实体，包括了机器(诸
如汽车、厢式货车、卡车、火车、飞机，等等)、作为一个整体(例如被
视作步行者的动物、人类)或作为一部分(诸如生物细胞)的活体。
在所示出的例子中，监控区是地理上的两维区域或表面，其可以是平
面的或非平面的。实体2是在该表面上移动的陆地车辆。 系统1包括
-应用服务器5，其中存储了监控区的计算机化模型4，以及 -通信服务器3，其连接至应用服务器5并被配置为管理与移动实体 2的通信。
所述空间的计算机化模型4具有度量标准，可根据所述度量标准确定 在所述空间内的每个实体2的(地理上的和/或时间上的)状态。
所述度量标准基于以预定大小的小区对所述空间进行细分，该大小定 义所述空间的粒度，该粒度可以响应于与所述空间内的实体2的状态相关 的触发事件进行或者本地调整或者全局调整(即增大或降低)，这将在下 文中^^开。
取决于监控区的拓朴结构，小区可以具有 -预定的长度(在一维的或1-D拓朴结构中)， -预定的表面(在二维的或2-D拓朴结构中)， -预定的体积(在三维的或3-D拓朴结构中)，
- 和/或在时间相关的拓朴结构中预定的时间值或时间相关的值(诸 如速度)
在图1和图2中示出的二维例子中，# :控的2-D区域的计算机化模 型4被划分成预定表面的小区6。
每个小区6通过诸如数字或地址的唯一标识符进行标识。在图l和图 2示出的例子中，每个2-D小区6可以通过X.Y类型的数字的組合来标识， 其中X是横坐标，Y是纵坐标。
为了在通信服务器3和移动实体2之间建立通信，每个实体2拥有通 信代理，其适于通过空中接口，例如至/从位于地理区域上的以及连接至通 信服务器3的基站7或基站网M输/接收信息，如在普通移动电话系统中 一样。更特定地，通信代理可以在具有到移动电话网络的接入的、并且除
了语音外还能交换数据的移动电话中实现。
每个实体2还拥有被配置为在步骤100感知在所述空间内的实体2的 状态的转变的定位控制器。
在图1和图2上示出的2-D实施例中，该转变当实体ii7v新的小区6 时被感知，定位控制器被配置用于随着实体2移动感知实体2当前存在的 或正在iiyV的小区6的标识符。
可以物理实现对小区6的标识符的感知，例如借助在实体2中实施的 传感器和安装在每个小区6内或边界处的固定站之间的准时(punctual) 无线通信。
然而，在优选实施例中，通过计算实现对小区6的标识符的感知。更 精确地，连接至实体2的通信设备的或在其中实现的计算器可以
-感知实体2的当前位置，例如借助基于从移动通信网络内的若千基
站接收的数据的三角法或借助于安装在实体2内的GPS接收器。 -从而，将所感知的实体2的位置映射入监控区的计算机化模型4内 (考虑当前的粒度)，并因此标识实体2当前存在的或正在进入的 小区6。
每次实体2 iiX监控区的新的小区6，实体2标识新的小区6 (例如上 文中公开的在2-D拓朴结构中的)并且在步骤200将与实体2的当前的空 间和/或时间状态相关的信息发送至通信服务器3。在示出的2-D实施例中， 实体2将实体标识符和该小区标识符均发送至通信服务器3。该信息被中 继至应用服务器5。
图l和图2示出了这样的情形，其中监控区简单示意为方格网4,它 被划分成16个正方形小区6，对应于最低的图比例尺从1.1 (底部左端) 至4.4 (上部右端)标识。在监控区中存在三个车辆2a、 2b、 2c，分别在 小区1.1、 2.3和4.4中。车辆2a最初出现在小区1.1，然后移动至小区1.2， 如箭头A所示。在图2上，车辆2a已经从小区l.l移动至小区1.2。
一旦被告知与初始被追踪实体2有关的新的小区标识符，应用服务器 5就访问一个或多个包括了一列被追踪实体2和对应的监控区4的当前粒
度的数据库，粒度对每个实体2是特有的。
每次应用服务器5在步骤300接收与被追踪实体2的状态有关的信息， 应用服务器5在步骤400和500根据监控区的度量标准检查与实体2的状 态有关的触发事件的发生。
或者单独考虑，或者成组或全局考虑，触发事件是实体2的当前状态 转变至近于或远于预定的目标状态的另一状态。在一个实施例中，触发事 件可以是当前状态转变至预定目标状态，或相反，当前状态转变至不同于 预定目标状态的状态。
实体的目标状态可以是实体在监控区内的预定位置。它还可以是这样
的配置，其中实体具有预定的线速或转速或预定的方向。它还可以是这样 的配置，其中在相同小区中同时存在预定的数量的实体。目标状态进一步 可以是在其中特定小区为空的配置。在本发明的范围内可以想像其它配置。
更精确地，在每个实体2的状态包括实体2正在进入的新小区6的标 识符的例子中，应用服务器5可以计算新小区6和其它小区6之间的距离， 取决于对每个被追踪实体2特有的粒度，在其它小区6的每一个中认为存 在至少一个正在进入的被追踪实体2。在该特定例子中，触发事件可以是 该计算出的距离变得比预定的距离小或大。
在图2上示出的例子中，应用服务器5计算小区1.2(它是实体刚刚进 入的)、2.3和4.4之间的距离。
触发事件一发生，应用服务器5就在步骤600为至少一个被追踪实体 2改变空间的粒度。取决于需求，可以为所选择的一组实体2或甚至是为 所有的实体2改变粒度。
在一个实施例中， 一旦计算出的距离比预定的距离小，意p未着至少本 地需要更高的监控精确性，就为被追踪实体2增大监控区的粒度(其在图 1至图4上示出的例子中是比例尺)。换言之，应用服务器5放大(zoom in ) 被追踪实体2当前存在的或正在^的小区6。相反， 一旦所计算出的距 离比预定的距离大，意味着不再需要高精确性，就为被追踪实体2降^^ 控区的粒度。换言之，应用服务器5缩小(zoom out)被追踪实体2当前存在的或正在进入的小区。在相应的数据库中存储被追踪实体2或至少其 中一组所特有的新粒度。
在第一种配置中，粒度改变仅应用于刚刚报告了小区改变的实体2 。 在图3上示出了这样的配置，其中假定小区1.2和2.3被比触发距离小的距 离分隔开。车辆2a已经报告了已移动至其中的小区1.2，被细分成更小表 面区域的子小区8 ，而当车辆2a已报告了小区改变的时候，认为另一车 辆2b存在的小区2.3不进行粒度改变。
在第二种配置中，图比例尺改变应用于一组实体或应用于在触发事件 中所涉及的所有实体，即在小区之间距离比预定的距离小(相应地较大) 的小区中存在的实体。图4上示出了这样的配置。车辆2a已经报告了已移 动至其中的小区1.2，被细分成更小表面区域的子小区8 ，以及当车辆2a 已才艮告了小区改变的时候，认为另一车辆2b存在的小区2.3被同样处理。
如图3和图4上示出的，可以通过递推空间划分才支术(recursive spatial division technique)实施诸如在示出的例子中的小区细分的粒度改变，意 味着
-每个子小区8与其从中衍生的初始小区6 (也称为超级小区)是在 比例上是相同的，
- 并且每个小区或超级小区6包含整数个随后产生的子小区8。
无论哪个粒度，定义粒度的参数(例如相应的小区6或子小区8的大 小)在步骤700被应用服务器5经由通信服务器3返回至实体2，因此将 粒度改变通知有关的实体2。
应当注意的是，可以将新的参数或者经由对已报告了小区改变的每个 移动实体2特有的单播消息或者经由所发送的广播消息发送至被认为在相 同小区6中或者在属于相同超级小区6的任何子小区8中存在的所有实体 2，并且为其应用相同的粒度改变。
新的粒度被每个实体2或在其内部予以存储，因此实体追踪过程根据 所迷粒度或多个粒度重新开始，该过程包括重复在上文中为每个实体2公 开的100-700步骤。追踪方法的若干步骤可以实现为在应用服务器5的处理单元上实现的 计算机程序，所述程序包括了用于执行相应的指令的代码段，即 -确定在监控区内活动的实体2的当前的空间和/或时间状态， -检查与所述状态有关的触发事件的发生，
-触发事件一发生，就为至少一个实体2，也可能是一组实体2或甚
至全部实体2，改变监控区的粒度， -形成将要发送至有关的实体或多个实体2的消息，所述消息包括新
的粒度参数。 可以同时为所有被追踪实体2应用追踪过程。 应当注意的是在上文中公开的追踪方法和系统可以;故成功应用于 曙道路、铁路、海上或空中运输或其组合中的交通监控和/或调节， -人员监视，
-m有前途的医疗技术，诸如在人体内移动的纳米机械的监控。 因为监控区的粒度可以在需要的时候予以调整，所公开的追踪方法和 系统提供可观的处理能力节约，例如取决于移动实体2的相互接近度，仅 当实体2足够接近于另一实体2时增加图比例尺，而当实体彼此间足够远 时减小比例尺。在道路交通应用中，这样的系统和方法提供有效的和经济 的交通拥塞检测，以及如果实体2被适当通知交通密度或拥有其它像可以 跨监控区的空闲小区计算出的可替代路由的有用信息，还可以提供对交通 拥塞和/或事故的预防。
权利要求
1.一种用于追踪在具有度量标准的监控区中活动的实体(2)的方法，所述度量标准具有至少一个预定的粒度，所述方法包括重复以下操作-根据所述度量标准，确定在所述空间内的所述实体(2)的当前的空间和/或时间状态，-检查与所述状态有关的触发事件的发生，-所述触发事件一发生，就为至少一个实体(2)改变所述监控区的粒度。
2. 根据权利要求l所述的方法，其中所述触发事件是根据所述度量标 状态的另一状态。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其中所述监控区包括被细分成小 区的空间区域，并且其中确定实体的当前状态包括标识认为所述实体当前 存在或正在进入的小区。
4. 根据权利要求3所述的方法，其中检查触发事件的发生包括根据所 述度量标准计算在所标识的小区(6)和认为至少一个实体(2)当前存在 的或正在进入的另 一小区之间的距离。
5. 根据权利要求4所述的方法，其中所述触发事件是所计算出的距离 比预定的距离小或大。
6. 根据权利要求5所述的方法，其中如果所计算出的距离比预定的距 离小或大，则相应地增大或减小粒度。
7. 根据权利要求3-6的任一个所述的方法，其中通过所述小区的递推 空间划分技术实施粒度改变。
8. —种用于追踪在具有度量标准的监控区中活动的实体(2)的系统， 所述度量标准具有至少一个预定的粒度，所述系统包括应用服务器(5)，被配置为执行以下功能-才艮据所述度量标准，确定在所述空间内的所述实体(2)的当 前的空间和/或时间状态， -检查与所述状态有关的触发事件的发生，-所述触发事件一发生，就为至少一个实体(2)改变所述监控 区的并立度。通信服务器(3)，连接至所述应用服务器(5)并且被配置为管理与 所述移动实体(2)的通信，所述通信包括-根据所述度量标准，由所述实体(2)发送的与其在所述监控 区内的当前的空间和/或时间状态有关的上下文4言,I:，-由所述通信服务器(3 )发送的粒度参数。
9. 在计算机的处理单元上实现的计算机程序，所述程序包括了用于执 行以下指令的代码段-确定在具有带有至少一个预定的粒度的度量标准的监控区内活动的实体(2)的当前的空间和/或时间状态， -检查与所述状态有关的触发事件的发生，-所述触发事件一发生，就为至少一个实体(2)改变所述监控区的 粒度，-形成将要发送至所述至少一个实体(2)的消息，所述消息包括新 的粒度参数。
10. 如权利要求1-7的任一个所述的方法对于交通监控和/或调节的 应用。
全文摘要
本发明涉及用于追踪移动实体的方法。该方法用于追踪在具有度量标准的监控区中活动的实体(2)，所述度量标准具有至少一个预定的粒度。所述方法包括以下操作的重复根据所述度量标准，确定在所述空间内的所述实体(2)的当前的空间和/或时间状态；检查与所述状态有关的触发事件的发生；所述触发事件一发生，就为至少一个实体(2)改变所述监控区的粒度。
文档编号G01C21/00GK101344583SQ200810130338
公开日2009年1月14日 申请日期2008年7月11日 优先权日2007年7月11日
发明者A·苏利耶, F·皮诺特 申请人:阿尔卡特朗讯公司