用於提供目標位置信息的系統和方法
2023-05-29 21:05:46 1
專利名稱：用於提供目標位置信息的系統和方法
技術領域：
本發明涉及用於簡化在軟體應用程式和各種不同位置傳感器之間通信的系統和方法。本發明在使從具有不同的測量解析度的各種不同位置傳感器獲得的目標(subject)位置信息翻譯(translating)成可與一個或多個軟體應用程式兼容的位置信息方面具有特殊的應用。
背景技術：
智能的家庭或辦公室環境的系統可以根據在所說環境內所有者的位置和電子設備的位置提供許多操作。例如，用於操作電氣設備如音頻和/或視頻部件的一個智能遙控設備，當用戶在這個環境中移動遙控設備時能夠自動調節到附近設備的運行要求。作為另一個例子，一個節目可以隨著一個人從一個房間到另一個房間。此外，智能環境系統可以控制環境的條件，例如發光、加熱、和冷卻，以便當所有者在所說的環境中移動時環境的條件能夠跟蹤所有者在當前位置的特定期望。
這些智能環境系統在一般情況下使用軟體應用程式，軟體應用程式要求有關在這個環境內的所有者以及電子設備的位置信息。所說的位置信息是通過設置在整個環境內的傳感器獲得的。可以使用大量的不同類型的位置傳感器來獲取位置信息。
先前，軟體應用程式必須與傳感器進行通信才能接收到位置信息。然而，所用的許多不同類型的位置傳感器中的每一個傳感器都可能提供對於特定位置傳感器具有特定形式的位置信息，這種位置信息在這裡稱之為特定傳感器的位置信息。
通過不同的傳感器(如在一個特定的房間內部或外部的傳感器)可以按照不同的位置坐標相對於房間內的位置測量使用者和/或設備的位置。
在一般情況下，以大範圍的特定傳感器測量的空間解析度和頻率，可以獲得來自不同位置傳感器的大量位置信息。例如，計算機視覺系統可以測量人的位置，每秒測量25次，而其它的傳感器可以不規則地測量，例如當人離開或者進入一個房間時測量。在一般情況下，每個軟體應用程式都要與特定類型的傳感器相匹配。
智能環境系統在相同的環境內可以同時運行許多應用程式。在這些應用程式和位置傳感器之間的直接通信可能需要複雜的接口並且可能導致系統資源的無效使用。因此期望簡化從位置傳感器到軟體應用程式的位置信息的通信，以便有效地共享來自許多不同類型傳感器的信息。
發明內容
按照本發明，提供一種新的和改進的系統和方法，用於提供目標位置信息供一個或多個軟體應用程式使用。
按照本發明的第一方面，所說的系統包括一個環境模型，用於存儲環境的位置信息，環境位置信息包括由系統的位置坐標確定的環境子部分。環境模型與一個或多個軟體應用程式通信，用於接收特定應用程式的位置請求，所說特定應用程式的位置請求包括感興趣的區域和特定應用程式的系統坐標解析度。所說的系統還包括至少一個位置傳感器，用於以特定傳感器的檢測頻率檢測目標的位置，以提供特定傳感器的目標位置信息。系統進一步還包括一個傳感器翻譯器(translator)，所說傳感器翻譯器與環境模型和位置傳感器相連，以便把特定傳感器的目標位置信息翻譯成系統的位置坐標，所說的系統的位置坐標具有特定應用程式的系統坐標解析度。
按照本發明的另一方面，所說的方法包括向具有環境位置信息的環境模型傳遞特定應用程式的位置請求，所說的環境位置信息包括由系統位置坐標確定的環境子部分，所說特定應用程式的位置請求包括感興趣的區域和特定應用程式的系統坐標解析度。所說的方法還包括以特定傳感器的檢測頻率在具有至少一個位置傳感器的感興趣的區域內獲取一個目標的特定傳感器的目標位置信息。所說的方法還包括利用與環境模型通信的傳感器翻譯器將特定傳感器的目標位置信息翻譯成具有特定應用程式的系統坐標解析度的系統位置坐標。
按照本發明的下一個方面，獲取步驟包括利用多個位置傳感器並且以對應的特定應用程式的位置請求的特定傳感器的檢測頻率來獲取特定傳感器的目標位置信息，翻譯步驟包括將特定傳感器的目標位置信息翻譯成系統位置坐標，每個系統位置坐標都具有對應的特定應用程式的位置請求的特定應用程式的系統坐標解析度。
本發明的優點是使用傳感器翻譯器的一個有效接口簡化了從多個不同位置傳感器獲得的位置信息向一個或多個軟體應用程式的通信。在按照特定應用程式的位置請求翻譯目標位置信息之後，通過把目標位置信息傳送到軟體應用程式，本發明簡化了通信接口，並且減小了系統的帶寬和處理的功率要求。
應該理解，在附圖中表示的並且在隨後的說明書中描述的特定的設備和方法都是在所附權利要求書中限定的本發明的構思的簡單典型實施例。因此，與在這裡公開的實施例有關的特定尺寸和其它物理特性都不被認為是限制性的。
本發明可以取某些部件和結構的形式，在附圖中表示出本發明的優選實施例，其中圖1是表示按照本發明的系統的方塊圖；圖2是表示按照本發明的方法的步驟的流程圖；圖3是表示按照本發明的方法的另外的步驟的流程圖。
具體實施例方式
現在參照附圖1，總體上用標號10表示用於提供目標位置信息供一個或多個軟體應用程式使用的一個系統。如這裡所用的，所用的術語「目標」指的是一個人、一個動物如貓、或在這個環境中的一個電子設備。
系統10包括一個或多個軟體應用程式12，用於完成任何合適的請求目標位置信息的任務，下面將提供這些任務的例子。每一個應用程式12都可以使用任何合適的計算機程式語言寫出，並且適合於在任何合適的已知的計算機(未示出)上運行。在運行多個應用程式12……12`的系統內，這些應用程式可以同時運行。為了簡化說明，除非另有說明，將要參照單個應用程式12來描述系統10的結構和操作。
系統10還包括一個環境模型14，環境模型14利用通用的系統空間坐標限定所說的環境。環境模型14模擬所說環境的結構，環境模型14所包括的信息例如有房間的位置、形成房間的牆壁的位置、連接各個房間的過道的位置、房間或建築物的門和窗的位置。環境模型還可以包括由系統坐標確定的環境內電子設備的位置信息。
環境模型最好包括多個環境子部分，每個環境子部分都由系統坐標確定。子部分的例子包括(但不限於)建築物內的房間或過道、建築物外的位置。子部分還可以包括起居空間或辦公室空間的多個區域，所說的區域是多個房間或者是單個房間內的多個區域，或者是由部分的或者虛擬的隔斷分割的房間空間。
包含在環境模型內的信息的一部分包括靜態信息，靜態信息是在系統啟動時裝入環境模型內的。靜態信息的例子包括(但不限於)空間坐標位置、確定房間和過道的牆壁位置的相互關係、和電子設備的位置。
應用程式12以任何合適的已知方式16連接到環境模型14，以便向環境模型傳遞位置請求。位置請求包括感興趣的區域，應用程式希望接收所說的感興趣的區域的位置信息並因此要調用特定應用程式的位置請求。可以按照特定應用程式的位置請求修改環境模型。以此方式，環境模型是其中均勻地收集了所有應用程式的要求的一種結構。
特定應用程式的位置請求還包括由應用程式使用的坐標解析度，用於定位感興趣的區域中的目標。坐標解析度是使用系統坐標定義的，並且稱之為特定應用程式的系統坐標解析度。例如，如果應用程式12需要知道一個人或者設備是否進入廚房中的一個特定區域的時候，這個應用程式就要向環境模型14傳遞一個特定應用程式的位置請求，所說的環境模型14包括具有足夠大解析度的系統坐標以確定廚房中的這個特定區域。特定應用程式的位置請求是動態的，因為感興趣的區域和坐標解析度在應用程式12的運行期間是可能變化的。
系統10還包括設置在環境各處的多個位置傳感器20。通常要同時使用各種不同類型的位置傳感器。位置傳感器20的例子包括(但不限於)計算機視覺設備、移動傳感器、無線電轉發器、表示門或窗是開還是閉的門或窗開關、表示某人是否通過過道移動的過道傳感器、表示設備的這一塊已被觸摸的設備上的觸摸傳感器、或者用於檢測目標的位置信息的任何合適的已知的傳感器。
由不同的位置傳感器提供的目標位置信息是由大量不同的位置坐標系統確定的，每個位置坐標系統對於特定的傳感器來說都是特定的，例如在整個環境內的x、y坐標、在一個房間內的x、y坐標位置、在跨過門檻的房間或區域內的任何位置、以及類似位置。進而，各種不同的位置傳感器20通常以各種不同的採樣頻率(以下稱之為特定傳感器的檢測頻率)獲取位置信息。例如，計算機視覺設備獲取位置信息的頻率可以是每秒25次或更大些；而移動傳感器獲取位置信息的頻率可以是每秒2-5次。觸摸敏感的檢測器或者閾值檢測器不規則地獲取信息。因此，由不同的位置傳感器20提供的目標位置信息稱之為特定傳感器的目標位置信息。
為了使以不同的可利用的檢測頻率獲取的大量的多種位置信息能由一個或多個應用程式12使用，系統10還包括一個傳感器翻譯器22，傳感器翻譯器22在24處與環境模型14通信並且在30處與位置傳感器20通信。傳感器翻譯器22使用特定應用程式的位置請求和由系統坐標確定的環境模型以便把特定傳感器的目標位置信息翻譯成具有合適的特定應用程式系統坐標解析度的系統位置坐標。這就是說，傳感器翻譯器使用環境模型作為翻譯密鑰(translation key)來翻譯傳感器的輸出，使之成為應用程式所需的輸入格式。傳感器翻譯器使用具有特定應用程式的位置請求的環境模型的自適應功能來濾波所說的信息。以此方式，傳感器翻譯器22提供在系統坐標中的目標位置信息，並且以最適合於應用程式12需要的合適的坐標解析度提供系統坐標。
特定應用程式的位置請求還可以包括特定應用程式的更新頻率，該更新頻率提供應該更新翻譯的系統位置坐標的頻率。傳感器翻譯器22從環境模型12接收特定應用程式的更新頻率，並且按照這個更新頻率更新由位置傳感器20獲取的位置信息。以此方式，按照應用程式的需要相應地更新由傳感器翻譯器22提供的經過翻譯的位置信息，藉此最有效地利用了可利用的通信帶寬和處理功率。例如，可以使用計算機視頻設備以每秒25次的本地檢測頻率獲取目標位置信息。然而，應用程式12可能只要求這個位置信息每秒鐘更新2次。為了最有效地利用系統資源，傳感器翻譯器22以每秒2次的特定應用程式的更新頻率更新翻譯成系統位置坐標的位置信息。。
系統10還包括一個環境認識(context awareness)子系統34，環境認識子系統34在36處連接到傳感器翻譯器22，用於接收翻譯的目標位置系統坐標。環境認識應用程式34從幾個不同的位置傳感器20收集幾條經過翻譯的目標位置信息，並且使用邏輯方法確定這個目標的位置。例如，環境認識子系統可以從一個傳感器接收位置信息，該位置信息表示一個人正在使用一個電子設備，並且這個電子設備定位在距另一個傳感器的特定位置，從而得出結論這個人定位在這個電子設備的位置。作為另一個例子，通過計算機視覺識別出一個特定的人，他正在一個房間內。從指示某人進入或離開那個房間的門檻交叉指示器和在鄰接位置的一個移動檢測器，從環境認識可以知道所識別的這個人現在在相鄰的房間內。環境認識子系統34在40處與應用程式12通信，以便向這個應用程式提供目標位置信息。環境認識子系統還具有(單個的)應用程式要求，以便識別出哪一個導出的位置信息應該送到這個應用程式。
現在參照附圖2和3，其中描述的是從多個位置傳感器向一個或多個軟體應用程式提供目標位置信息的方法，總體用標號50表示之。
所說的方法包括提供具有由系統位置坐標確定的位置信息的一個環境模型(52)。環境位置信息最好包括由如以上所述的系統位置坐標確定的環境子部分。
所說的方法還包括向環境模型傳遞一個或多個特定應用程式的位置請求(54)。特定應用程式的位置請求包括感興趣的區域、特定應用程式的系統坐標解析度、和可能存在的如以上所述的特定應用程式的更新頻率。
所說的方法還包括如以上所述在感興趣的區域內以特定傳感器檢測頻率獲取特定傳感器的目標位置信息(56)。所說的方法還包括如以上所述把特定傳感器的位置信息翻譯成具有特定應用程式的坐標解析度的系統位置坐標(58)。所說的方法還包括如下步驟以特定應用程式的更新頻率更新經過翻譯的系統位置坐標(60)。
所說的方法還包括向環境認識裝置發送目標位置(62)，並且使用環境認識裝置從經過翻譯的系統位置坐標中確定目標位置(64)。所說的方法還包括向應用程式發送目標位置(66)。
已經參照優選實施例描述了本發明。顯然，在閱讀並理解了上述的說明書之後，還可以進行修改和改變。我們的期望是可以認為本發明包括所有的這樣的修改和變化，因為這樣的修改和變化都落在所附的權利要求書或其等效物的範圍之內。
權利要求
1.一種用於提供目標位置信息供一個或多個軟體應用程式(12)使用的系統，包括一個環境模型(14)，用於存儲環境的位置信息，環境位置信息包括由系統的位置坐標確定的環境子部分，所說的環境模型(14)與一個或多個軟體應用程式(12)通信，用於接收特定應用程式的位置請求，所說特定應用程式的位置請求包括具有特定應用程式的系統坐標解析度的感興趣的區域；至少一個位置傳感器(20)，用於在感興趣的區域內以特定傳感器的檢測頻率和解析度檢測目標的位置，以提供特定傳感器的目標位置信息；一個傳感器翻譯器(22)，所說傳感器翻譯器與環境模型(14)和位置傳感器(20)相連，以便把特定傳感器的目標位置信息翻譯成系統的位置坐標，所說的系統的位置坐標具有特定應用程式的系統坐標解析度。
2.根據權利要求1所述的系統，其中特定應用程式的位置請求還包括特定應用程式的更新頻率，傳感器翻譯器(22)以特定應用程式的更新頻率更新經過翻譯的系統位置坐標。
3.根據權利要求2所述的系統，進一步還包括多個位置傳感器(20)，接收多個特定應用程式的位置請求的環境模型(14)，每個特定應用程式的位置請求都包括感興趣的區域、特定應用程式的系統坐標解析度、和特定應用程式的更新頻率中的至少一個，以便翻譯來自所說多個位置傳感器(20)的目標位置信息。
4.根據權利要求1所述的系統，其中按照每個特定應用程式的位置請求更新環境模型。
5.根據權利要求1所述的系統，進一步還包括一個環境認識子系統(34)，用於確定來自經過翻譯的位置坐標的目標位置。
6.根據權利要求1所述的系統，其中環境子部分包括以下所列之一建築物內的房間；建築物內的過道；建築物外的位置；起居空間區域；和辦公室建築物區域。
7.根據權利要求1所述的系統，其中位置傳感器(20)包括以下所列之一計算機視覺設備；觸摸傳感器；門檻跨越檢測器；移動檢測器；和無線電頻率轉發器。
8.一種用於提供目標位置信息供一個或多個軟體應用程式使用的系統，包括環境模型裝置(14)，用於與一個或多個軟體應用程式通信，用於接收特定應用程式的位置請求，所說特定應用程式的位置請求包括感興趣的區域和特定應用程式的系統坐標解析度，所說環境模型裝置模擬環境位置信息，所說環境位置信息包括由系統位置坐標確定的環境子部分；位置檢測裝置(20)，用於在感興趣的區域內以特定傳感器的檢測頻率檢測目標的位置，以提供特定傳感器的目標位置信息；傳感器翻譯裝置(22)，所說傳感器翻譯裝置與環境模型裝置和位置檢測裝置(20)相連，以便把特定傳感器的目標位置信息翻譯成系統的位置坐標，所說的系統位置坐標具有特定應用程式的系統坐標解析度。
9.根據權利要求8所述的系統，其中特定應用程式的位置請求還包括特定應用程式的更新頻率，傳感器翻譯裝置(22)以特定應用程式的更新頻率更新經過翻譯的系統位置坐標。
10.根據權利要求8所述的系統，其中按照特定應用程式的位置請求更新環境模型。
11.根據權利要求8所述的系統，進一步還包括一個環境認識子系統(34)，用於確定來自經過翻譯的位置坐標的目標位置。
12.根據權利要求8所述的系統，其中位置檢測裝置(20)包括以下所列之一計算機視覺設備、觸摸傳感器、門檻跨越檢測器、移動檢測器、無線電頻率轉發器。
13.根據權利要求8所述的系統，其中環境子部分包括以下所列之一建築物內的房間、建築物內的過道、建築物外的位置、起居空間區域、辦公室建築物區域。
14.根據權利要求8所述的系統，其中目標是以下所列之一人、動物、和電子設備。
15一種用於從多個位置傳感器向一個或多個軟體應用程式提供目標位置信息的方法，所說的方法包括向具有環境位置信息的環境模型傳遞包含感興趣區域的特定應用程式的位置請求和特定應用程式的系統坐標解析度，所說的環境位置信息包括由系統位置坐標確定的環境子部分；以特定傳感器的檢測頻率在具有至少一個位置傳感器的感興趣的區域內獲取目標的特定傳感器的目標位置信息；利用環境模型作為翻譯密鑰將特定傳感器的目標位置信息翻譯成具有特定應用程式的系統坐標解析度的系統位置坐標。
16.根據權利要求15所述的方法，進一步還包括向環境模型傳遞多個特定應用程式的位置請求，每個請求對應於相同的軟體應用程式。
17.根據權利要求15所述的方法，進一步還包括向對應於不同的軟體應用程式的環境模型傳遞多個特定應用程式的位置請求。
18.根據權利要求17所述的方法，其中按照對應於不同軟體應用程式的特定應用程式的位置請求修改環境模型。
19.根據權利要求15所述的方法，其中的獲取步驟還包括利用多個位置傳感器以對應的特定應用程式的位置請求的特定傳感器的檢測頻率獲取特定傳感器的目標位置信息；翻譯步驟包括將特定傳感器的目標位置信息翻譯成系統位置坐標，每個系統位置坐標都具有對應的特定應用程式的位置請求的特定應用程式的系統坐標解析度。
20.根據權利要求15所述的方法，其中通信步驟包括應用程式向環境模型動態地傳遞特定應用程式的位置請求。
21.根據權利要求15所述的方法，其中特定應用程式的位置請求包括特定應用程式的更新頻率，並且進一步還包括以特定應用程式的更新頻率更新已翻譯的系統位置坐標。
22.根據權利要求15所述的方法，進一步還包括從所接收的經過翻譯的系統位置坐標確定目標位置。
23.根據權利要求15所述的方法，其中目標是以下所列中的至少一個一個人；一個動物；一個電子設備。
全文摘要
一種用於提供目標位置信息供一個或多個軟體應用程式使用的系統，包括一個環境模型(14)，用於存儲環境的位置信息，環境位置信息包括由系統的位置坐標確定的環境子部分。環境模型與一個或多個軟體應用程式(12)通信，用於接收特定應用程式的位置請求，所說特定應用程式的位置請求包括感興趣的區域、特定應用程式的系統坐標解析度、特定應用程式的更新頻率。至少一個位置傳感器(20)用於在感興趣的區域內以特定傳感器的檢測頻率檢測目標的位置，以提供特定傳感器的目標位置信息。一個傳感器翻譯器(22)把特定傳感器的目標位置信息翻譯成系統位置坐標，所說的系統位置坐標具有特定應用程式的系統坐標解析度，並且以特定應用程式的更新頻率更新經過翻譯的系統位置坐標。
文檔編號G01S5/00GK1739039SQ200480002282
公開日2006年2月22日 申請日期2004年1月5日 優先權日2003年1月15日
發明者M·H·費爾伯克特, E·W·哈內格拉夫 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司