DE102014009845A1

DE102014009845A1 - Bestimmung von Nähe unter Verwendung von mehreren Transpondern

Info

Publication number: DE102014009845A1
Application number: DE102014009845.1A
Authority: DE
Inventors: Simon Gibbs; Nicolas Graube; Ben Tarlow; Murray Robert Jarvis
Original assignee: Cambridge Silicon Radio Ltd
Current assignee: Qualcomm Technologies International Ltd
Priority date: 2013-10-04
Filing date: 2014-07-02
Publication date: 2015-04-09
Also published as: GB201407925D0; GB2518926A; US20150097653A1

Abstract

Vorrichtungen und Verfahren zur Bestimmung einer Nähe eines Empfängers zu einer Markierung in einem vorbestimmten Gebiet. Ein Signalmerkmal wird am Empfänger von der Markierung und von einer Hilfsmarkierung abgefühlt. Zonen sind definiert, die eine Nähe des Empfängers zu jeder Markierung darstellen. Ein Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor für den Empfänger und die Zonen jeder Markierung wird basierend auf dem Signalmerkmal geschätzt. Für die Hilfsmarkierung wird ein weiterer Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor für den Empfänger und die Zonen der Markierung geschätzt, ausgehend vom Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor für die Hilfsmarkierung, basierend auf einer räumlichen Beziehung zwischen der Markierung und der Hilfsmarkierung. Ein kombinierter Nähewahrscheinlichkeitsvektor für den Empfänger und die Zonen der Markierung wird unter Verwendung des Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektors für die Markierung und des weiteren Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektors über ein bayessches Netz berechnet. Die Nähe des Empfängers zur Markierung basiert auf dem kombinierten Vektor.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Näheempfindlichkeit (Proximity Awareness) im dreidimensionalen Raum und insbesondere Systeme und Verfahren zur Schätzung einer Nähe zu einem Transponder in einem dreidimensionalen Raum basierend auf Wechselwirkungen zwischen einer Kommunikationsvorrichtung und wenigstens zwei Nahbereichstranspondern.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Nahbereichsbaken (engl. beacons) unter Verwendung von Technologien wie Infrarot, Ultraschall, Nahfeldkommunikation (NFC) und Bluetooth^® wurden eingesetzt, um die Nähe zwischen einem mobilen Empfangsgerät und einem Baken zu bestimmen. In einem beispielhaften System sendet ein Bake ein Signal aus, das seine Kennung (ID) enthält, und eine mobile Vorrichtung, die sich nahe beim Baken befindet, empfängt das Signal und bestimmt die Nähe der mobilen Vorrichtung zum Baken basierend auf Merkmalen des empfangenen Signals. Die Baken-ID kann eine Bluetooth^®-Baken-ID sein, die von einer ersten Vorrichtung, beispielsweise von einem Mobiltelefon, ausgesendet wird, die wünschenswerterweise eine enge Nähebeziehung mit einer zweiten Vorrichtung, beispielsweise mit einem Bluetooth-Kopfhörer, aufrechterhält, auch wenn diese nicht in Verwendung ist. Wenn diese Vorrichtungen getrennt werden, beispielsweise weil der Benutzer das Telefon unbeabsichtigt auf einem Restauranttisch liegen gelassen hat, kann der Kopfhörer einen Alarm ausgeben.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist in Vorrichtungen und Verfahren zur Bestimmung einer Nähe eines Empfängers zu einer Markierung (engl. tag) in einem vorbestimmten Gebiet verwirklicht. Am Empfänger wird wenigstens ein Signalmerkmal von jeder aus der Markierung und einer Hilfsmarkierung nahe bei der Markierung abgefühlt. Für jede aus der Markierung und der Hilfsmarkierung im vordefinierten Gebiet werden eine oder mehrere Zonen definiert, wobei jede Zone für eine jeweilige Nähe des Empfängers zur Markierung und zur Hilfsmarkierung steht. Für jede aus der Markierung und der Hilfsmarkierung wird ein Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor für den Empfänger und jede Zone der entsprechenden Markierung basierend auf dem wenigstens einen abgefühlten Signalmerkmal geschätzt. Für die Hilfsmarkierung wird ein weiterer Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor für den Empfänger und jede Zone der Markierung anhand des für die Hilfsmarkierung geschätzten Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektors basierend auf einer vorbestimmten räumlichen Beziehung zwischen der Markierung und der Hilfsmarkierung geschätzt. Ein kombinierter Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor für den Empfänger und die entsprechenden Zonen der Markierung wird aus dem für die Markierung geschätzten Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor und dem zusätzlichen Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor über ein bayessches Netz berechnet. Die Nähe des Empfängers zur Markierung wird basierend auf dem kombinierten Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor bestimmt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung ergibt sich aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen. Es ist nachdrücklich darauf hingewiesen, dass verschiedene Merkmale der Zeichnungen gemäß herkömmlicher Praxis nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind. Im Gegenteil können die Abmessungen der verschiedenen Merkmale der Klarheit halber beliebig vergrößert oder verkleinert sein. Außerdem werden in den Zeichnungen gleiche Bezugszahlen zur Bezeichnung ähnlicher Merkmale verwendet. Die Zeichnungen umfassen die folgenden Figuren:
1 ist eine Darstellung von oben eines Systems zur Bestimmung von Zonennähe in einer Innenumgebung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2A ist ein funktionelles Blockschaltbild einer Client-Vorrichtung, wie sie in 1 dargestellt ist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2B ist ein funktionelles Blockschaltbild eines Servers, wie er in 1 dargestellt ist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2C ist ein funktionelles Blockschaltbild eines Transponders gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 ist ein funktionelles Blockschaltbild, das verschiedene Kommunikationsmodi des in 1 gezeigten Systems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
4A ist ein funktionelles Blockschaltbild, das einen Zonennäheschätzer mit mehreren Markierungen, der Näheinformationen aus wenigstens einer benachbarten Markierung umfasst, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
4B ist ein funktionelles Blockschaltbild eines Teils des in 4A gezeigten Zonennäheschätzers, das die Aufnahme vorheriger Schätzungen in eine aktuelle Näheschätzung zeigt, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Schätzung einer Nähe eines Empfängers zu einer Markierung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
6A–6E sind Darstellungen von oben eines Beispiels von Anordnungen von mehreren Markierungen in einer Innenumgebung, die verschiedene räumliche Beziehungen zwischen den mehreren Markierungen veranschaulichen, gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung; und
7 ist eine Darstellung von oben einer Markierung in einer kartierten Umgebung, die eine Schätzung einer Zonenwahrscheinlichkeit unter Verwendung eines vorbestimmten Konfidenzbereichs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Mit der Verbreitung von verbundenen mobilen Vorrichtungen und Sensoren kann es möglich sein, Informationen von Clients zu sammeln, die mobile Vorrichtungen in einem näheempfindlichen Innenbereich bei sich tragen, und ferner den Clients relevante Informationen in Bezug auf den Bereich bereitzustellen. Bisher war das Vorhandensein von Innennäheempfindlichkeit (engl. indoor proximity awareness) auf beispielsweise die Eingangstüren von Geschäften oder Kassen beschränkt. Außerdem können dichte und teure Infrastrukturen erforderlich sein, beispielsweise WiFi-Zugangspunkte, Videokameras, um näheempfindliche Systeme zu errichten, die ferner manuelle Eingriffe durch den Client benötigen, z. B. in Form von „Einchecken”, um mit dem System zu kommunizieren. Somit stellt Innennäheempfindlichkeit weiterhin eine Herausforderung dar, da derzeitige Navigations- und Positionsbestimmungssysteme für Verwendung im Freien optimiert sind.
Ausführungsformen der Erfindung überwinden die Einschränkungen durch eine Definition von Nähezonen in einem Gebiet (z. B. einem dreidimensionalen (3D) Volumen, einem zweidimensionalen (2D) Gebiet usw.), das Nahbereichskommunikationsvorrichtungen zugeordnet ist, wie z. B. Hochfrequenz-(HF-)Transponder und mobile Vorrichtungen, und durch Zuordnen dieses Raums zu Definitionen, gemäß denen Aktionen vom Client, der die mobile Vorrichtung oder Client-Vorrichtung besitzt, gesetzt werden können.
Ein Beispiel für ein Nähesystem gemäß der vorliegenden Erfindung nutzt mehrere Transponder (hier auch als Markierungen bezeichnet). Jeder Transponder kann ein Signal zu einer Client-Vorrichtung senden oder von einer solchen empfangen. Jeder Transponder kann einem Gebiet von Interesse zugeordnet sein. Ein Gebiet von Interesse kann ein bestimmtes Gebiet eines vom Transponder abgedeckten Bereichs sein, beispielsweise ein Teil einer Regaleinheit in einem Einzelhandelsgeschäft. Der dem Gebiet von Interesse zugeordnete Transponder kann verwendet werden, um eine oder mehrere Zonen zu definieren. Zonen werden wie nachstehend beschrieben in Bezug auf einen oder mehrere der Transponder definiert. Signalübertragung zwischen der Client-Vorrichtung und dem/n Transponder(n) kann wenigstens eine Wahrscheinlichkeit der Präsenz der Client-Vorrichtung in einer bestimmten Zone in Bezug auf den Transponder bereitstellen. Jede der Zonen kann als Gruppe von Positionen in Bezug auf jeden Transponder betrachtet werden, die beispielsweise jeweils unterschiedliche Grade von Nähe zwischen der Client-Vorrichtung und dem Gebiet von Interesse im abgedeckten Bereich anzeigt.
Das System kann auch eine oder mehrere Aktionen jeder der Zonen von jedem der Transponder zuordnen und kann außerdem Bedingungen zuordnen, welche die Aktionen auslösen. Um beispielsweise dem Benutzer ausreichend Zeit zum Nachdenken über ein Verkaufsangebot zu geben, kann es wünschenswert sein, dass eine Bedingung eine Aktion auslöst, die das Angebot präsentiert, wenn sich die Client-Vorrichtung der dem Produkt im Angebot entsprechenden Zone nähert. Dies kann beispielsweise eine benachbarte oder nahe Zone sein. Solch eine Bedingung kann auch abgefragte Daten über die Geschwindigkeit und Richtung des Clients umfassen.
Die Nähe der Client-Vorrichtung zu einer bestimmten Zone kann für jeden Transponder unabhängig bestimmt werden. Es kann jedoch Informationen von anderen Transpondern in der Nähe eines Transponders von Interesse geben, die bei der Schätzung der Nähe der Client-Vorrichtung zu einer bestimmten Zone nützlich sein können. Im Gegensatz dazu kann eine einzelne unabhängige Nähebeurteilung auf Transponder-zu-Transponder-Basis keine Informationen über Beziehungen zwischen einzelnen Transpondern umfassen.
Die nachstehend beschriebenen Ausführungsformen beziehen sich auf Nähesysteme und Verfahren zur Bestimmung der Nähe einer Empfängervorrichtung zu einem Transponder von Interesse. Ein Beispiel für ein Nähesystem umfasst Näheinformationen, die mehreren Transpondern in der Umgebung eines Transponders von Interesse zugeordnet sind, um die Näheschätzung für den Transponder von Interesse zu verfeinern. Außerdem kann in Gegenwart eines Positionsbestimmungssystems die Nähe verfeinert werden. Um Daten, die zusätzlichen Transpondern zugeordnet sind, in den Prozess der Ableitung der Nähe der Empfängervorrichtung zu einem bestimmten Transponder aufzunehmen, werden räumliche Beziehungen zwischen den Zonen für einen oder mehrere „Hilfs”-Transponder (hier auch als Hilfsmarkierung bezeichnet) und jenen des Transponders von Interesse (hier auch als Testmarkierung bezeichnet) verwendet. Die räumlichen Beziehungen können verwendet werden, um einen Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor für die Empfängervorrichtung in Zonen der Testmarkierung zu schätzen, unter der Bedingung der Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektoren für die Hilfsmarkierungen.
Diese Informationen und die Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektoren für jede der einzelnen Markierungen können jeweils zu einem bayesschen Datenfusionsprozess eines bayesschen Netzes beitragen. Die Datenfusionsausgabe kann die gleiche Form aufweisen wie die des Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektors, welcher der Testmarkierung zugeordnet ist. Die Ausgabe aus dem Fusionsprozess kann jedoch eine erhöhte Schätzgenauigkeit aufweisen, da sie mit dem zusätzlichen stützenden Beweis erstellt wurde, der von den Hilfsmarkierungen und ihren räumlichen Beziehungen zur Testmarkierung stammt.
Demgemäß kann durch Aufnahme von Informationen aus mehreren Markierungen die Zonenschätzungsausgabe von einer einzelnen Markierung verbessert werden. Verbesserte Leistung des gesamten Zonensystems kann in Einzelhandelsgeschäften wünschenswert sein, weil falsche Klassifikationen zu einer nicht zufriedenstellenden Benutzererfahrung und verpassten Gelegenheiten für das Geschäft führen können.
Im Gegensatz zu den hier beschriebenen beispielhaften Nähesystemen nutzen vorhandene Verfahren weder das Konzept von Zonen noch von geometrischen Beziehungen zwischen Sendern. Die meisten vorhandenen Verfahren geben eine Position in Bezug zu lokalen (oder globalen) Achsen aus, basierend auf einem gewichteten Mittel von Senderpositionen; eine Gruppe von Reichweiten, die von einer empfangenen Signalstärke oder Umlaufzeit abgeleitet ist; oder relative Entfernungen durch Messung des Zeitunterschiedes von Ankunftsmessungen.
Die beispielhaften Ausführungsformen sind in Bezug auf Nahbereichssender (z. B. Bluetooth^®-Sender) beschrieben, deren Signale von mobilen Client-Vorrichtungen empfangen werden, beispielsweise von einem Mobiltelephon mit einem Bluetooth-Sendeempfänger. Es ist jedoch vorgesehen, dass auch andere Arten von Sendern und Empfängern verwendet werden können, beispielsweise Infrarot (IR), Ultraschall, Nahfeldkommunikation (NFC) usw. Außerdem können die Transponder, wie nachstehend beschrieben, HF-Sendeempfänger sein, die keine Signale aussenden, sondern Signale abfühlen, die von den tragbaren mobilen Vorrichtungen ausgesendet werden. Außerdem ist, obwohl die Transponder als stationär beschrieben sind, auch vorgesehen, dass sie mobile Vorrichtungen sein können und dass die für diese Transponder definierten Zonen sich durch den Raum bewegen können.
Obwohl die Erfindung in Bezug auf eine Einzelhandelsumgebung beschrieben ist, ist vorgesehen, dass die zugrundeliegende Technologie breitere Anwendungsmöglichkeiten aufweist, einschließlich, nicht jedoch eingeschränkt auf, Sicherheit, Arbeitsablauf in Unternehmen, Spiele und soziale Interaktionen. Kurz gesagt kann sie in jeder beliebigen Umgebung nützlich sein, in der verschiedene Aktionen basierend auf unterschiedlichen Graden von Nähe zwischen Vorrichtungen ausgelöst werden können.
In 1 ist eine Zeichnung von oben eines Abschnitts eines Selbstbedienung-Einzelhandelorts 100, beispielsweise eines Lebensmittelgeschäfts, dargestellt. Der Einzelhandelsort 100 umfasst eine Regaleinheit 108, die zu verkaufende Produkte (nicht dargestellt) enthalten kann. Transponder (hier auch als Markierungen bezeichnet) 106-1, 106-2 und 106-3 sind mit der Regaleinheit 108 gekoppelt, sodass ihre Sendesignale von Client-Vorrichtungen 102 abgefühlt werden können. Client-Vorrichtungen 102 können ihre Nähe zu einem Transponder 106 am Einzelhandelsort 100 bestimmen. Eine oder mehrere Zonen (z. B. die Zonen Z1–Z7) können in Bezug auf die Transponder 106 definiert werden. Jede Zone stellt eine jeweilige Nähe der Client-Vorrichtung 102 zu einem Transponder dar (z. B. einem Transponder 106-1). Somit kann die Nähe als Anwesenheit innerhalb einer Zone definiert sein. Die Client-Vorrichtungen 102 können die Nähe basierend auf Signalen bestimmen, die sie von den Transpondern 106 empfangen, oder sie können Informationen über die von den Transpondern 106 empfangenen Signale an einen Server 104 senden, der die übertragenen Signale verwenden kann, um Zoneninformationen an die Client-Vorrichtungen 102 zu senden. Im Allgemeinen umfasst ein beispielhaftes näheempfindliches System mit mehreren Markierungen eine Client-Vorrichtung 102, mehrere Transponder 106 und einen Server 104.
In einer weiteren Ausführungsform können die Transponder 106 Empfangsvorrichtungen sein, die von den Client-Vorrichtungen 102 ausgesendete Signale abfühlen und identifizierende Informationen über die jeweilige Client-Vorrichtung 102 und gegebenenfalls abgefühlte Signalstärkemessungen an den Server 104 senden, sodass der Server 104 die Zone abschätzen kann, in der sich die Client-Vorrichtung 102 in Bezug auf den Transponder 106 befindet (und damit die Nähe der Client-Vorrichtung 102 zum Transponder 106), von dem er die Client-Informationen erhalten hat. Die gesendeten Signale können Hochfrequenz(HF)- oder Ultraschallsignale sein oder sie können Lichtsignale mit Wellenlängen im Infrarot(IR)-, sichtbaren oder Ultraviolett(UV)-Bereich sein. Beispielhafte Client-, Server- und Transponder-Vorrichtungen sind nachstehend in Bezug auf 2A, 2B und 2C beschrieben.
Obwohl in 1 nicht dargestellt, kann sich ein weiterer Transponder außerhalb des Einzelhandelsorts 100 befinden und kann Signale senden, die von einer Client-Vorrichtung abgefühlt werden können, wenn sie sich draußen bewegt. Eine Client-Vorrichtung 102-3 kann sich in einem Bereich eines Einzelhandelsorts 100 befinden, wo sie außerhalb der Reichweite der Transponder 106 liegt. Die Vorrichtung 102-3 kann jedoch mit anderen Client-Vorrichtungen 102-1 und 102-2 kommunizieren, beispielsweise über direkte Punkt-zu-Punkt-Kommunikation, um Informationen, wie z. B. Zonendefinitionen, auszutauschen und die Kommunikationslast am Server 104 zu verringern.
Es ist vorgesehen, dass die Bestimmung der Zonennähe von der Client-Vorrichtung 102, vom Server 104 oder von einer Kombination davon durchgeführt werden kann. Die Zonennäheverarbeitung kann zwischen Client-Vorrichtung 102 und Server 104 aufgeteilt sein. Beispielsweise können für einzelne (individuelle) Markierungen zonale Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektoren (nachstehend in Bezug auf 4A genauer beschrieben) von der Client-Vorrichtung 102 bestimmt werden, und der Server 104 kann eine bayessche Fusionsverarbeitung durchführen, um die Zonennähe für die Markierung von Interesse unter Verwendung von einem oder mehreren zonalen Hilfsmarkierung-Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektoren zu bestimmen. Der zonale Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor kann die Wahrscheinlichkeit angeben, mit welcher der Empfänger sich in einer einzelnen Zone befindet.
In einem serverzentrierten Beispiel überträgt die Client-Vorrichtung 102-1 nach dem Betreten des Einzelhandelsorts 100 Informationen über die abgefühlten Signalmerkmale der Transponder 106-1 und 106-2 an den Server 104, der die Informationen dazu verwenden kann, die Zone der Client-Vorrichtung zu bestimmen. Beispielsweise kann die Client-Vorrichtung 102-1, nachdem sie sich von Punkt A zu Punkt B bewegt hat und die Signalmerkmale der Transponder 106-1 und 106-2 an den Server 104 übertragen hat, Informationen über die Zone Z2 empfangen. Die Client-Vorrichtung 102-1 kann auch mit der Client-Vorrichtung 102-2 kommunizieren, um Informationen über die Zone Z1 zu senden und zu empfangen. Diese Operation kann sich wiederholen, wenn sich die Client-Vorrichtung von Zone zu Zone bewegt. Ein ähnlicher Austausch zwischen Client-Vorrichtung 102-1 und dem Server 104 kann stattfinden, wenn sich die Client-Vorrichtung 102-1 beispielsweise zu Punkt C in Zone Z4 bewegt.
Serverzentrierte Systeme verringern die Rechenbelastung der Client-Vorrichtung 102, können aber die Kommunikationsbelastung im abgedeckten Bereich und somit die Verzögerungszeit der Zonenbestimmung stark erhöhen. Es ist vorgesehen, dass die Bestimmung der Zonen von der Client-Vorrichtung 102 anstatt vom Server 104 durchgeführt wird. In dieser Ausführungsform kann die Client-Vorrichtung 102 nur Transponder-IDs zum Server 104 senden. Der Server 104 kann mit Definitionen für Zonen antworten, die dem Transponder (z. B. Transponder 106-1) und anderen nahen Transpondern (z. B. Transponder 106-2) zugeordnet sind. Diese Zonen können basierend auf der Nähe zum Transponder definiert werden. Die Client-Vorrichtung 102 kann dann die abgefühlten Transpondersignale (die ein oder mehrere Transpondersignale für Hilfstransponder umfassen) gemäß diesen Zonendefinitionen analysieren, um ihre Nähe zum Transponder von Interesse und somit ihre Nähe zu einer Zone zu bestimmen. In einer Ausführungsform kann der Server 104 Informationen über alle Zonen im abgedeckten Bereich an die Client-Vorrichtung 102 senden, die diese Daten dann in einem internen Speicher speichern kann. Diese Informationen können beispielsweise übermittelt werden, wenn die Client-Vorrichtung 102 auf einen ersten Transponder trifft, wenn Client-Vorrichtung 102 den abgedeckten Bereich betritt oder sogar bevor die Client-Vorrichtung 102 den Bereich betritt, und zwar als Antwort auf einen Registrierungsvorgang.
Das System kann auch Kontextinformationen in Bezug auf die Client-Vorrichtung 102 berücksichtigen, beispielsweise, ohne Einschränkung, ihre Ausrichtung, Bewegungsgeschwindigkeit und Höhe. In einer beispielhaften Ausführungsform kann der Kontext der Client-Vorrichtung unter Verwendung von Sensoren, z. B. eines Beschleunigungsmessers, Schrittmessers, Kompasses und Höhenmessers, bestimmt werden. Es ist vorgesehen, dass diese Sensoren mikroelektromechanische Sensor(MEMS)-Vorrichtungen sind, die als Teil der Client-Vorrichtung 102 vorliegen.
Die Analyse kann beispielsweise ein Vergleichen der Signalmerkmale jedes Transponders von Interesse und wenigstens eines Hilfstransponders mit einer oder mehreren Wahrscheinlichkeitsverteilungen umfassen, um für jeden Transponder einen Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor zwischen Client-Vorrichtung 102 und jeder entsprechenden Markierung zu bestimmen. Die Analyse kann auch ein Aufnehmen des Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektors des (der) Hilfstransponder(s) in Berechnungen umfassen, die den Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor des Transponders von Interesse ergeben, basierend auf einer vorbestimmten räumlichen Beziehung zwischen dem Transponder von Interesse und dem Hilfstransponder, was einen kombinierten Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor ergibt. Die Zone (des Transponders von Interesse) mit der höchsten Wahrscheinlichkeit (aus dem kombinierten Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor) wird dann als Schätzung der Nähe der Client-Vorrichtung 102 zum Transponder von Interesse ausgewählt.
In Bezug auf 2A ist ein funktionelles Blockschaltbild einer beispielhaften Client-Vorrichtung 102 dargestellt. Die Client-Vorrichtung 102, die beispielsweise ein herkömmliches Smartphone sein kann, umfasst einen Empfänger (Rx) und/oder Sender (Tx) 206, ein Mobil/WLAN/Maschenkommunikationsmodul 212, einen Speicher 210, ein Sensormodul 202, einen Prozessor 208 und eine oder mehrere Antennen 204. Der Empfänger 206 fühlt die Niedrigenergiesignale ab, die von den Transpondern 106 ausgesendet werden, über eine der Antennen 204. Der Prozessor 208 kann die vom Empfänger 206 abgefühlten Signale verarbeiten, um die Merkmale der Signale zu bestimmen und ferner diese Merkmale in einem Speicher 210 zu speichern.
Beispielsweise können die Signalmerkmale vom Prozessor 208 weiter verarbeitet werden, um die Nähe der Client-Vorrichtung 102 zu einem Transponder von Interesse zu bestimmen. Die Signalmerkmale können über ein Kommunikationsmodul 212 an den Server 104 (2B) gesendet werden. Das Kommunikationsmodul 212, das beispielsweise einen Sendeempfänger IEEE 802.14 Zigbee^® oder einen Bluetooth-Sendeempfänger umfassen kann, kann mit anderen Client-Vorrichtungen 102 kommunizieren, beispielsweise um Zoneninformationen zu teilen, die vom Server 104 erhalten wurden. Die Kommunikation zwischen den Client-Vorrichtungen 102 kann unter Verwendung eines Kommunikationsmoduls 212 erfolgen, beispielsweise unter Verwendung eines Maschennetzes oder alternativ dazu unter Verwendung eines Nahbereichskommunikationsmoduls 206.
Die beispielhafte Client-Vorrichtung 102 umfasst ferner ein optionales Sensormodul 202, das eines oder mehrere aus einem Beschleunigungsmesser, einem Gyroskop, einem Kompass, einem Schrittmesser und/oder einem Barometer umfassen kann. Wie oben beschrieben kann das Sensormodul 202 verwendet werden, um Informationen über eine Bewegung der Client-Vorrichtung 102 zu sammeln. Diese Informationen können lokal vom Prozessor 208 verarbeitet werden oder an den Server 104 (2B) gesendet werden, zusätzlich zu Signalmerkmalen zur Bestimmung von Zoneninformationen und einer Definition der Zone. In einem Beispiel kann das Sensormodul 202 der Client-Vorrichtung 102 auch eine Kamera (nicht dargestellt) oder einen Strichcodescanner umfassen, den ein Benutzer verwenden kann, um Strichcodes oder QR-Codes der Produkte auf den Regalen 108 (1) einzulesen, beispielsweise in Reaktion auf eine Aufforderung von der Client-Vorrichtung 102, um die Bildung einer Definition der Zone zu unterstützen.
2B ist ein funktionelles Blockschaltbild einer beispielhaften Ausführungsform eines Servers 104. Der beispielhafte Server 104 umfasst einen Prozessor 220, einen Speicher 222, ein Mobil/WLAN/Maschenkommunikationsmodul 224 und eine oder mehrere Antennen 216. Der beispielhafte Server 104 ist ausgelegt, um mit den Client-Vorrichtungen 102 (2A) unter Verwendung des Kommunikationsmoduls 224 zu kommunizieren. Beispielsweise kann der Server 104 Transponder-IDs und/oder Transpondersignalmerkmale unter Verwendung des Kommunikationsmoduls 224 empfangen, und der Prozessor 220 kann die Daten verarbeiten, um Zoneninformationen und eine entsprechende Definition der Zonen zu bestimmen, was im Speicher 222 gespeichert werden kann. Das Kommunikationsmodul 224 kann die gespeicherten Daten auch an eine anfragende Client-Vorrichtung 102 (2A) senden. Wie oben beschrieben kann der Server 104 ausgelegt sein, um mit Transpondern 106 (2C) über das WLAN-Kommunikationsmodul 224 zu kommunizieren, das beispielsweise eine oder mehrere Antennen 216 zur Kommunikation mit den Client-Vorrichtungen 102 (26) und/oder Transpondervorrichtungen 106 (2C) verwenden kann.
2C ist ein Blockschaltbild einer Transpondervorrichtung 106, die zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung geeignet ist. Die Transpondervorrichtung 106 umfasst einen Sender 234, eine Antenne 232, einen optionalen Empfänger 238 und ein optionales Mobil/WLAN/Maschenkommunikationsmodul 236. Die Antenne 232 kann für beide Sender 234 und das Kommunikationsmodul 236 verwendet werden oder es können separate Antennen verwendet werden. In einer beispielhaften Ausführungsform ist der Sender 234 ein Bluetooth-Niedrigenergie(BLE)-Sender. Diese Vorrichtung 106 sendet Signale an die Client-Vorrichtungen 102 (2A), die sich in der Nähe des Transponders 106 befinden.
In einem Beispiel umfasst der Transponder 106 nur einen Sender 234 und eine Antenne 232. Obwohl nicht dargestellt umfasst der Transponder 106 auch eine Spannungsquelle, beispielsweise eine Lithiumbatterie. Da er regelmäßig ein Niedrigenergiesignal aussendet, kann der beispielhafte Transponder 106 mehrere Jahre lang mit der Batterie betrieben werden.
In einem weiteren Beispiel kann der Transponder 106 eine Antenne 232 und einen Empfänger 238 umfassen und kann ausgelegt sein, um Niedrigenergie(z. B. BLE)-Signale abzufühlen, die von den Client-Vorrichtungen 102 (2A) ausgesendet werden, und um seine Identität und Informationen über die detektierten Client-Vorrichtungen an den Server 104 (2B) zu senden, beispielsweise über das Kommunikationsmodul 236.
3 ist ein Blockschaltbild, das zur Beschreibung der verschiedenen Kommunikationsmodi von Client-Vorrichtungen 102, Transpondern 106 und Server 104 nützlich ist. In 3 zeigen die durchgehenden und gestrichelten Linien Kommunikationen zwischen den Vorrichtungen für verschiedene Ausführungsformen an.
In einer Ausführungsform (dargestellt durch Linie 302) sind die Transponder 106 nur zum Senden fähige Vorrichtungen, die Signale asynchron und in regelmäßigen Intervallen aussenden, die Signalmerkmale aufweisen und ein Transponderkennzeichen umfassen. Diese Signale werden von einer oder mehreren Client-Vorrichtungen 102 abgefühlt, die sich nahe bei den Transpondern 106 befinden. Jede Client-Vorrichtung 102 fühlt Signale von den Transpondern 106 ab, die innerhalb ihrer Reichweite liegen, und kann keine, ein oder mehrere Signalmerkmale über einen Zeitraum sammeln. Außerdem kann die Client-Vorrichtung 102 (ein) Transpondersignal(e) empfangen und das Transponderkennzeichen aus dem entsprechenden Transpondersignal entschlüsseln. Wie in 2A dargestellt fühlt beispielsweise die Client-Vorrichtung 102 die Niedrigenergiesignale ab, die von den Transpondern 106 über eine der Antennen 204 ausgesendet werden. Informationen über die abgefühlten Signale, z. B. empfangene Signalstärkeangaben (RSSI), Umlaufzeit (RTT), Ankunftszeit, Signalqualität und Signalphase, werden digitalisiert, beispielsweise von einem internen ADC (nicht dargestellt), und im Speicher 210 gespeichert. Außerdem wird das Transponderkennzeichen aus dem empfangenen Signal entschlüsselt. In einer beispielhaften Ausführungsform können die digitalen Werte vom Prozessor 208 (2A) analysiert werden (d. h. mit Zonendefinitionen verglichen werden, die vom Server 104 empfangen werden), um die Nähe der Client-Vorrichtung 102 zu einem Transponder 106 von Interesse zu bestimmen.
In einer weitere Ausführungsform können die Transponder 106, wie durch die gestrichelte Linie 304 dargestellt, ausgelegt sein, um Niedrigenergie(z. B. BLE)-Signale abzufühlen, die von den Client-Vorrichtungen 102 ausgesendet werden, und um ihre Identitäten und Informationen über die detektierten Client-Vorrichtungen an den Server 104 zu senden, wie beispielsweise durch die gestrichelte Linie 306 dargestellt. Die gesendeten Informationen können eine Client-Vorrichtungsidentifikation und Merkmale des abgefühlten Signals umfassen. Der Server 104 kann dann die Zone, die der Transponder-ID und den Client-Vorrichtung-Signalmerkmalen und auch den Definitionen der Zonen entspricht, bestimmen. Dann kann der Server 104 die Zoneninformationen zur identifizierten Client-Vorrichtung 102 senden, wie beispielsweise durch die Linie 308 dargestellt.
Die Client-Vorrichtung 102 kann auch ausgelegt sein, um eine bidirektionale Kommunikation mit dem Server 104 aufzuweisen und ferner Signalmerkmale zu übertragen, wobei die Bestimmung der Nähe der Client-Vorrichtung zu einem Transponder von Interesse für eine vorbestimmte Dauer vom Server 104 durchgeführt werden kann. Während der Kommunikation kann die Client-Vorrichtung 102 beispielsweise auch Definitionen der Zonen vom Server 104 empfangen. Alternativ dazu kann die Client-Vorrichtung 102 solche Informationen dem Server 104 bereitstellen.
Wie durch die gestrichelte Linie 310 angezeigt kann auch eine Kommunikation zwischen Client-Vorrichtungen stattfinden. In einem solchen Szenario können die Client-Vorrichtungen 102 beispielsweise untereinander Informationen über ihre jeweiligen Zonen und Definitionen der Zonen austauschen.
Als Nächstes ist unter Bezugnahme auf 4A ein funktionelles Blockschaltbild eines beispielhaften Zonennäheschätzers mit mehreren Markierungen 400 dargestellt. Der Schätzer 400 umfasst Näheinformationen von einer Testmarkierung und wenigstens einer benachbarten Markierung, um die Nähe einer Client-Vorrichtung zur Testmarkierung zu bestimmen. Der Schätzer 400 kann einen Einzelmarkierung-Näheschätzer 402, eine Datenbank 404, ein räumlich-zeitliches Übergangsmatrixmodul 406 und ein bayessches Netz 408 umfassen. Wie oben in Bezug auf 1 erläutert können Bauteile des Schätzers 400 in der Client-Vorrichtung 102 (1), im Server 104 oder einer Kombination davon enthalten sein.
Die Architektur des Schätzers 400 ist hier für den Fall eines Einsatzraums beschrieben, der aus zwei miteinander kooperierenden Markierungen besteht (z. B. den Markierungen 106-1, 106-2 in 1). Die Architektur kann allgemein auf eine beliebige Anzahl von Markierungen umgelegt werden, obwohl mehr Komplexität in die vorbestimmten räumlichen Beziehungen zwischen Markierungen eingeführt werden kann, wie nachstehend beschrieben ist. Im Allgemeinen kann der Schätzer 400 Informationen von einer beliebigen geeigneten Anzahl von Hilfsmarkierungen nahe bei einer Testmarkierung (hier auch als erste Markierung bezeichnet) umfassen.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann, wenn eine möglicherweise große Anzahl von Hilfsmarkierungen vorhanden ist, die Hilfsmarkierung in kleine (nicht gegenseitig) ausschließende Zustände gruppiert werden, um die Besetzungskomplexität der räumlichen Beziehungen zu reduzieren. Auf diese Weise kann jede einzelne (Test-)Markierung einer kleinen Anzahl von Hilfsmarkierungen (z. B. seinen nächsten Nachbarn) zugeordnet werden.
Gemäß einem weiteren Beispiel kann der Schätzer 400 separate Näheschätzungen (hier auch als Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektoren bezeichnet) für eine Reihe von unterschiedlichen Gruppen von Hilfsmarkierungen, die nahe bei einer Testmarkierung sind, erzeugen. Der Schätzer 400 kann dann eine zusätzliche bayessche Datenverschmelzung jeder Schätzung durchführen, um eine endgültige Näheschätzung für die Testmarkierung zu erhalten. Beispielsweise können, falls es 9 Hilfsmarkierungen nahe bei einer Testmarkierung gibt, die 9 Hilfsmarkierungen in 3 Gruppen von Hilfsmarkierungen unterteilt werden, wobei für jede Gruppe separate Näheschätzungen bestimmt werden. Die drei Näheschätzungen (eine für jede Gruppe) können auf ein bayessches Netz 408 angewendet werden, um eine endgültige fusionierte Näheschätzung für alle der Gruppen zu erzeugen.
In 4A sind der Einfachheit halber Einzelmarkierung-Näheschätzer 402-r, Modul 406-r und ein bayessches Netz 408-r als der Markierung r (wobei r = 1 oder 2 ist) zugeordnet dargestellt. In der Praxis können das Modul 406 und das bayessche Netz 408 ausgelegt sein, um Informationen für mehrere Markierungen zu verarbeiten.
Der Einzelmarkierung-Näheschätzer 402-r empfängt wenigstens ein Signalmerkmal 410-r von der Markierung r und kann einen zonalen Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor 412-r für die Markierung r schätzen. Das Signalmerkmal kann, ohne Einschränkung, wenigstens eines aus einer Signalstärke, einer Signalumlaufzeit, einer Signalankunftszeit, einer Signalqualität oder einer Signalphase umfassen. Der Schätzer 402-r kann auch Kontextinformationen bezüglich der Client-Vorrichtung 102 (1) verwenden, beispielsweise ihre Ausrichtung, Bewegungsgeschwindigkeit und Höhe, um den zonalen Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor 412-r zu schätzen. Im Allgemeinen kann/können das/die Signalmerkmal/e mit einer oder mehreren Wahrscheinlichkeitsverteilungen verglichen werden, um die jeweiligen Wahrscheinlichkeiten zu bestimmen, mit denen die Client-Vorrichtung nahe bei der Markierung r ist. Die Wahrscheinlichkeitsverteilungen können durch Anwendung von empirischen Messungen auf eine vorbestimmte Verteilung oder durch Modellierung einer Frequenzverteilung, die durch mehrere Messungen erhalten wurde, erzeugt werden. Die Schätzung kann durch einen bayesschen Inferenzvorgang bestimmt werden. Die Bewegung der Client-Vorrichtung 102 kann als Markov-Kette modelliert werden und über eine Übergangsmatrix auf den zonalen Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor angewendet werden. Zonale Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektoren und Übergangsmatrizen sind in der US-Anmeldung Nr. 13/763,899 von Gibbs et al. mit dem Titel „METHODS FOR SHORTRANGE PROXIMITY DERIVATION AND TRACKING” beschrieben, deren Beschreibung hier aufgenommen ist.
Die Datenbank 404 kann vorbestimmte räumliche Beziehungen zwischen Zonen, die unterschiedlichen Markierungen zugeordnet sind, speichern. Diese räumlichen Beziehungen können durch präzise geometrische Angaben über die Bereiche oder das Schnittvolumen zwischen allen Zonen der beiden Markierungen sowie dem gesamten Bereich oder das gesamte Volumen, das jeder Zone der Hilfsmarkierung zugeordnet ist, bereitgestellt werden. Beispiele für räumliche Beziehungen zwischen Markierungen für verschiedene Markierungsanordnungen sind beispielsweise nachstehend in Bezug auf 6A–6E beschrieben. Die vorbestimmten räumlichen Beziehungen können auf zonale Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektoren 412 in einem räumlich-zeitlichen Übergangsmatrixmodul 406 angewendet werden.
Im Allgemeinen ist die Wahrscheinlichkeit, dass eine Position in Zone ,a' der Testmarkierung (der ersten Markierung) liegt, unter der Annahme, dass sie in Zone ,b' der Hilfsmarkierung (der zweiten Markierung) liegt, (unter der Annahme einer gleichmäßigen Wahrscheinlichkeitsdichte innerhalb einer bestimmten Zone) der Bereich, der auf beiden Zonen liegt (der Schnitt), dividiert durch den Bereich der Zone ,b' der Hilfsmarkierung. Diese idealen geometrischen Angaben können beliebige Gebiete umfassen, die durch die Gegenwart von undurchdringbaren Hindernissen, wie z. B. Regale, ausgeschlossen sind. Es sei darauf hingewiesen, dass in manchen Fällen umfassendere Definitionen für diese Beziehungen bereitgestellt werden können und dass die resultierende Berechnung von bedingten Wahrscheinlichkeiten (basierend auf zonalen Schnitten) angemessene Näherungen sind.
Die Datenbank 404 kann auch vorbestimmte zeitliche Übergangswarscheinlichkeitswerte speichern, welche die Wahrscheinlichkeit einer Bewegung von einer beliebigen Zone im abgedeckten Bereich zu einer beliebigen anderen Zone definieren können. Die Übergangswahrscheinlichkeitswerte können von einer Definition der Zonen, der Dauer zwischen Aktualisierungen (von einem vorherigen Zustand zu einem aktuellen Zustand) und von Schätzungen der Wahrscheinlichkeitsverteilung für die Geschwindigkeit der Bewegung der Client-Vorrichtung 102 abhängen. Die zeitlichen Übergangswahrscheinlichkeitswerte können auf zonale Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektoren 412 in Übergangsmatrizen eines räumlich-zeitlichen Übergangsmatrixmoduls 406 angewendet werden. Beispielsweise kann eine Übergangsmatrix einer Markov-Kette Schätzungen von bedingten Wahrscheinlichkeiten einschließen, mit der sich eine Client-Vorrichtung 102 zwischen jedem möglichen Zonenpaar (keine Zonenänderung umfassend) von einem vorherigen Zustand zu einem aktuellen Zustand bewegt.
Das Problem des Fusionierens der zonalen Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektorschätzungen für ein Paar von Markierungen konzentriert sich zuerst auf nur einen Teil des Paars (z. B. der Markierung 1, d. h. die Testmarkierung). Zu einem bestimmten Zeitpunkt wird, wie angenommen, ein Wahrscheinlichkeitsspaltenvektor (dessen Elemente den Zonen der Markierung 1 zugeordnet sind) als Ausgabe des Hidden Markov Model (HMM) für die Markierung 1 verfügbar. Ein ähnlicher Spaltenvektor, der den Zonen der Hilfsmarkierung (Markierung 2) entspricht, ist aus der Ausgabe des HMM für Markierung 2 verfügbar.
Ein Problem bei der Verwendung von Daten aus Hilfsmarkierungen ist, dass sie asynchron mit Daten von der Testmarkierung sind. Dies kann gelöst werden, indem die zeitliche Übergangsmatrix verwendet wird. Ein weiteres Problem bei der Verwendung von Daten von Hilfsmarkierungen (z. B. Markierung 2) ist, dass sich die Hilfsmarkierungsausgabe auf Wahrscheinlichkeiten von Zonennähe für die Markierung 2 bezieht. Dies kann durch die Anwendung von bedingten Wahrscheinlichkeiten basierend auf den räumlichen Beziehungen zwischen den Zonen der beiden Markierungen wie hier beschrieben gelöst werden.
Das räumlich-zeitliche Übergangsmatrixmodul 406-r empfängt einen Zeitstempel des aktuell geschätzten zonalen Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektors (Zeitstempel von (412-r)) für die zugeordnete Markierung r sowie (den) zuletzt geschätzte(n) Zeitstempel und Zonennähewahrscheinlichkeiten für die andere Markierung (412, aber nicht r) und wendet eine zeitliche Übergangsmatrix und eine räumliche Beziehungsmatrix auf den Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor für die Hilfsmarkierung (nicht r) an.
Beispielsweise empfängt das Modul 406-1 einen (vorher geschätzten) zeitgestempelten zonalen Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor 412-2 (für die Markierung 2) und wendet eine zeitliche Übergangsmatrix auf diesen Wahrscheinlichkeitsvektor an, um die Zeit, zu der die Schätzung zutrifft, mit dem Zeitstempel von 412-1 zu synchronisieren. Das Modul 406-1 wendet ebenfalls eine räumliche Beziehungsmatrix auf den Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor von 412-2 an (über räumliche Beziehungswahrscheinlichkeitswerte in Datenbank 404). Die Ausgabe von 406-1 bildet dann zusammen mit 412-1 ein statistisch unabhängiges Paar von Schätzungen für die zonalen Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektorwerte für die Markierung 1 beim Zeitstempel von 412-1.
Auf diese Weise können die Daten von der Hilfsmarkierung (z. B. Markierung 2) verwendet werden, um zonale Wahrscheinlichkeiten abzuleiten, die der Markierung 1 zugeordnet sind (über Übergangswahrscheinlichkeiten 414-1), und zusammen mit der Ausgabe für die Markierung 1 (zonaler Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor 412-1) gibt es nun zwei unabhängige Schätzungen des zonalen Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektors, die jeder der Testmarkierungen zugeordnet sind. Diese Schätzungen 412-1 und 414-1 werden als Eingaben für ein bayessches Netz 408-1 bereitgestellt. Die Situation für die Markierung 2 ist vollkommen symmetrisch. Die Rolle der Testmarkierung und der Hilfsmarkierung ist nämlich einfach umgekehrt.
Das bayessche Netz 408 umfasst einen bayesschen Fusionsalgorithmus. Der bayessche Fusionsalgorithmus für ein Paar von Markierungen kann von einer bayesschen Analyse abgeleitet sein. Es wird angenommen, ein System kann zu jedem gegebenen Zeitpunkt in einer beliebigen einer separaten Gruppe von Zuständen sein (im vorliegenden Fall ist der Zustand die wahre Zone der Testmarkierung, in der sich der Empfänger befindet). Weiterhin wird angenommen, dass zu separaten Zeitpunkten zwei statistisch unabhängige Messungen verfügbar sind, deren Werte zufällige Variablen sind, die jeweils von einer unterschiedlichen Klasse von Verteilungen abgeleitet sind, die nur vom aktuellen Zustand des Systems abhängen (diese Messungen entsprechen in dem vorliegenden Fall Signalstärkemessungen von den zwei unterschiedlichen Markierungen).
Die statistische Unabhängigkeit der Messungen ergibt sich aus einer Bedingung des Zustands des Systems im vorliegenden Fall unter schwachen Annahmen. Beispielsweise kann der Empfänger in der Zone j einer Markierung m zu einem Zeitpunkt k durch x m / kj bezeichnet werden und eine einzelne Messung (z. B. Signalmerkmal) zu einem Zeitpunkt k aus Markierung m durch y m / k bezeichnet werden.
Die Gruppe aller Messungen bis einschließlich zum Zeitpunkt k von der Markierung m sei Y m / k = {y m / 1, y m / 2, ... y m / k} . Die Wahrscheinlichkeit, dass zu einem Zeitpunkt k der Empfänger sich in der Zone j der Markierung 1 (der Testmarkierung) befindet unter der Bedingung, dass er alle Messungen von beiden Markierungen bis zum Zeitpunkt k erhalten hat, wird als (x 1 / kj|Y 1 / k, Y 2 / k) angegeben.
Nach Herausstreichung der neuesten Messungen (Zeitpunkt k) kann die Wahrscheinlichkeit wie folgt geschrieben werden: (x 1 / kj|Y 1 / k, Y 2 / k) = (x 1 / kj|Y 1 / k, Y 2 / k, Y 1 / k-1, Y 2 / k-1). (1)
Nach Anwendung der Bayes-Regel und unter der Annahme einer statistischen Unabhängigkeit kann Gl. (1) wie folgt ausgedrückt werden:
wobei D = (y 1 / k|Y 1 / k-1)(y 2 / k|Y 2 / k-1) und E = (y 1 / k, y 2 / k|Y 1 / k-1, Y 2 / k-1) .
In Gl. (2) ist der 1. Faktor die Wahrscheinlichkeit, mit welcher der Empfänger sich in der Zone j der Markierung 1 befindet unter der Bedingung aller Messungen von der Markierung 1. Dies ist die Ausgabe 412-1 des Einzelmarkierung-Näheschätzers 402-1 (für Markierung 1).
Der 2. Faktor ist die Wahrscheinlichkeit, mit welcher der Empfänger sich in der Zone j der Markierung 1 befindet, unter der Bedingung aller Messungen von der Markierung 2. Dies wird aus der Ausgabe 412-2 vom Einzelmarkierung-Näheschätzer 402-2 (für Markierung 2) erhalten, unter Verwendung von vorbestimmten räumlichen Beziehungen (aus Datenbank 404) angewendet über das Modul 406-1.
Der 3. Faktor ist die Wahrscheinlichkeit des Befindens in der Zone j der Markierung 1 unter der Bedingung aller vorherigen Messungen von beiden Markierungen. Dies ist die vorherige Ausgabe des bayesschen Netzes 408-1, aber vorhergesagt für den Zeitpunkt k unter Verwendung der geeigneten Zonenübergangsmatrix. Dieser Vorgang ist in 4B dargestellt. In dieser Figur wird die vorherige Ausgabe 416' im Puffer 402 gespeichert und im Fusionsblock 422 angewendet. Der Fusionsblock 422 umfasst ein Modul 406 (zur Anwendung einer zeitlichen Übergangsmatrix (zur Weiterführung der vorherigen Ausgabe 416' zum Zeitpunkt k) und ein bayessches Netz 408. 4B ist ein Abschnitt eines allgemeineren Schätzers 400 für eine Anzahl n von Markierungen (umfassend Testmarkierung 1 und eine r = 2, ..., n Anzahl von Hilfsmarkierungen).
Zu 4A zurückkehrend ist der 4. Faktor die Wahrscheinlichkeit des Befindens in der Zone j der Markierung 1 unter der Bedingung aller vorherigen Messungen der Markierung 1. Es ist die vorherige Ausgabe 412-1 für Markierung 1, aber vorhergesagt für den Zeitpunkt k unter Verwendung der geeigneten Zonenübergangsmatrix des Moduls 406-1.
Der 5. Faktor ist die Wahrscheinlichkeit des Befindens in der Zone j der Markierung 1, bedingt nach allen vorherigen Messungen der Markierung 2. Er kann aus der vorherigen (räumlich korrigierten) Ausgabe 402-2 für die Markierung 2 erhalten werden (über die räumlichen Beziehungen, die vom Modul 406-1 angewendet werden), aber vorhergesagt für den Zeitpunkt k unter Verwendung der geeigneten Zonenübergangsmatrix (durch Modul 406-1).
Es sei darauf hingewiesen, dass mit diesen Interpretationen der Schätzer 400 ein rekursives Verfahren anwendet, in dem aktuelle Messungen von beiden Markierungen sowie die vorherige Ausgabe 416 des Schätzers 400 mit vorherigen Messungen von beiden Markierungen fusioniert werden, um die erforderliche aktuelle fusionierte Ausgabe 416-1 (für Markierung 1) zu erhalten.
Die beiden Markierungsschätzungen können auf mehr als zwei Markierungen propagiert werden (d. h. eine Testmarkierung und zwei oder mehr Hilfsmarkierungen). Die Erfinder haben bestimmt, dass die Wahrscheinlichkeitsschätzung für (n – 1) Hilfsmarkierungen (nummeriert von 2 bis n), wobei n eine ganze Zahl ist, wie folgt dargestellt werden kann:
falls die räumlichen Beziehungen zwischen den einzelnen Hilfsmarkierungen und der Testmarkierung verbunden sind. Falls die räumlichen Beziehungen zwischen den Hilfsmarkierungen und der Testmarkierung entkoppelt sind, kann Gl. (3) wie folgt durch Gl. (4) dargestellt sein:
Während des Betriebs kann es wünschenswert sein, davon auszugehen, dass die Markierungen voneinander räumlich entkoppelt sind, und Gl. (4) anzuwenden, weil dies leichter skalierbar ist, wenn die Anzahl an Hilfsmarkierungen zunimmt.
Zu 4B zurückkehrend wird in dieser Figur ein funktionelles Blockschaltbild eines Abschnitts des Zonennäheschätzers 400 für n Markierungen gezeigt. Im Allgemeinen gibt es eine Anzahl n von Zonennähewahrscheinlichkeiten 412 (vom entsprechenden Einzelmarkierung-Zonennäheschätzer 402), die dem Fusionsblock 422 bereitgestellt werden. Eine für die Testmarkierung (r = 1) und n – 1 (i. e., r = 2, ..., n) für die Hilfsmarkierungen, die durch eine spezielle Geometrie mit der Markierung 1 in Beziehung stehen.
Der Fusionsvorgang läuft zu Zeiten k. Um die Abhängigkeit des Schätzers 400 von der Zeit weiter zu betonen, kann jeder zonale Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor 412 als (x r / τ(r,k),j|Y r / τ(r,k)) dargestellt sein. Diese Ausgabe 412 stellt die Ausgabe zum Zeitpunkt τ für die Markierung r bei Fusionsepoche k dar. Der Fusionskasten 422 nutzt eine zeitliche Übergangsmatrix (aus Modul 406 in 4A), um die Einzelmarkierungsausgabe mit dem Fusionsvorgang zu synchronisieren und die vorherige Schätzung auf eine aktuelle Zeit fortzuführen.
In 5 ist ein Flussdiagramm dargestellt, das ein Verfahren zur Schätzung der Nähe eines Empfängers zu einer Markierung von Interesse zeigt. Wie oben erläutert kann das Verfahren von der Client-Vorrichtung 102 (1), dem Server 104 oder einer Kombination davon ausgeführt werden.
Bei Schritt 500 wird der Zeitindex initialisiert. Bei Schritt 502 wird von einem Empfänger wenigstens ein Signalmerkmal von einer Markierung (einer Testmarkierung) abgefühlt. Beispielsweise kann die Client-Vorrichtung 102-1 (1) (ein) Signalmerkmal(e) von einer ersten Markierung 106-1 abfühlen. Bei Schritt 504 wird vom Empfänger wenigstens ein Signalmerkmal von wenigstens einer Hilfsmarkierung abgefühlt. Beispielsweise kann die Client-Vorrichtung 102-1 (1) (ein) Signalmerkmal(e) von der zweiten Markierung 106-2 abfühlen. In dem Beispiel stellt die erste Markierung 106-1 eine Testmarkierung dar und die zweite Markierung 106-2 stellt wenigstens eine Hilfsmarkierung dar, die sich nahe bei der ersten Markierung 106-1 befindet.
Beispielsweise können die Transponder 106-1, 106-2 zugeordnete BLE-Signale aussenden. Die Client-Vorrichtung 102-1 kann die BLE-Signale empfangen, die zugeordneten Nutzinformationsdaten entschlüsseln, z. B. einen Vorwärtsfehlerkorrektur(FEC)-Code, der in den BLE-Signalen eingebettet ist, um ein Maß für die Signalqualität zu erhalten. In einem weiteren Beispiel können die Signalstärke und/oder das Signal-Rausch-Verhältnis als Maß für die Signalqualität verwendet werden. Die Client-Vorrichtung 102-1 schätzt Signalmerkmale von jeder abgefühlten Markierung 106-1, 106-2.
Bei Schritt 506 wird für jede aus der Markierung (z. B. Markierung 106-1) und der (den) Hilfsmarkierung(en) (z. B. Markierung 106-2) ein aktueller Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor für den Empfänger und jede der einen oder mehreren Zonen der entsprechenden Markierung basierend auf dem (den) Signalmerkmal(en) geschätzt, beispielsweise von Einzelmarkierung-Näheschätzern 402-1, 402-2 (4A). Jeder aktuelle Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor (Schritt 506) stellt Einzelmarkierungswahrscheinlichkeiten dar, die keine Beziehungen zwischen einzelnen Markierungen berücksichtigen.
Bei Schritt 508 wird für jede Hilfsmarkierung (z. B. Markierung 106-2) ein weiterer aktueller Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor geschätzt. Der weitere Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor ist eine Nähe für den Empfänger und jede Zone der Markierung, ausgehend vom Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor, der für die Hilfsmarkierung geschätzt wurde. Der weitere Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor wird aus dem Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor der Hilfsmarkierung geschätzt (z. B. zonaler Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor 412-2 der Markierung 2 wie in 4A gezeigt), basierend auf einer vorbestimmten räumlichen Beziehung zwischen der Markierung und der Hilfsmarkierung, beispielsweise durch Anwendung einer räumlichen Übergangsmatrix (über das Modul 406-1) auf den zonalen Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor 412-2.
Die vorbestimmte Beziehung kann verwendet werden, um die Terme im Verhältnis der Gl. (4) zu bestimmen. Die Einzelmarkierungsausgabe für die Markierung r ≠ 1 weist die Form (x r / kj|Y r / k) auf. Für Gl. (4) ist jedoch die Form (x 1 / kj|Y r / k) erforderlich. Um die Markierungsausgabe in die geeignete Form umzuwandeln, wird eine räumliche Übergangsmatrix auf die Einzelmarkierungsausgabe wie folgt angewendet:
Bei Schritt 510 werden vorher geschätzte Mengen basierend auf der zeitlichen Übergangsmatrix auf die aktuelle Zeit k propagiert, beispielsweise über das Modul 406 (4A). Die vorher geschätzten Mengen können den kombinierten Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor (z. B. Ausgabe 416', wie in 4B gezeigt), einen Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor der Markierung (d. h. eine vorherige Schätzung des zonalen Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektors 412-1, wie in 4A gezeigt) und einen weiteren Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor der Hilfsmarkierung(en) (d. h. eine vorherige Schätzung eines zonalen Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektors 412-2, wie in 4A gezeigt) umfassen.
Bei Schritt 512 wird ein aktueller kombinierter Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor aus den propagierten Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektoren (Schritt 510), dem aktuellen Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor der Markierung (Schritt 506) und dem aktuellen weiteren Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor der Hilfsmarkierung (Schritt 508) über eine Anwendung auf ein bayessches Netz (z. B. Netz 408-1, wie in 4A gezeigt) berechnet.
Bei Schritt 514 wird die Nähe des Empfängers zur Markierung basierend auf dem aktuellen kombinierten Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor bestimmt, beispielsweise vom Server 104 (1) oder von der Client-Vorrichtung 102-1.
Bei Schritt 516 wird der Zeitindex aktualisiert und Schritt 516 geht weiter zu Schritt 502. Die Schritte 502–516 können für jeden Zeitindex k wiederholt werden.
Als Nächstes wird in 6A–6E eine Darstellung von oben einer beispielhaften Anordnung mit mehreren Markierungen in einer Innenumgebung gezeigt. Die Anordnungen veranschaulichen verschiedene räumliche Beziehungen zwischen zwei Markierungen mit wenigstens einer überlappenden Zone. Insbesondere veranschaulicht 6A einen Freiraumschnitt von Zonen der Markierungen 106-1, 106-2; 6B veranschaulicht Markierungen 106-1, 106-2, die einander gegenüberliegend auf entsprechenden Regaleinheiten 108-1, 108-2 angeordnet sind; 6C veranschaulicht Markierungen 106-1, 106-2, die nebeneinander auf einer einzelnen Regaleinheit 108 angeordnet sind; 6D veranschaulicht Markierungen 106-1, 106-2, die nebeneinander auf einer einzelnen Regaleinheit 108-2 angeordnet sind, in Anwesenheit des Ausschlussbereichs 108-2; und 6E veranschaulicht zwei Markierungen 106 mit mehreren überlappenden Zonen.
Nachstehend sind zwei beispielhafte Verfahren zum Erhalt von Termen, die zu räumlichen Beziehungen zwischen Zonen gehören, die verschiedenen Markierungen zugeordnet sind, beschrieben. Im ersten beispielhaften Verfahren werden mehrere vereinfachte räumliche Konfigurationen definiert, um diese Terme zu berechnen (welche die Form (x p / km|x q / kj) aufweisen). Diese räumlichen Konfigurationen umfassen freien Raum (6A), gegenüberliegend (6B) und nebeneinander (6C). In den in 6A–6E gezeigten Beispielen sind die Zonen als konzentrische Ringe definiert. Im Allgemeinen können Zonen um ihre Markierungsposition verformte Ringe sein.
6A veranschaulicht einen Freiraumzonenschnitt. In der Freiraumkonfiguration aus 6A ist (x 1 / k2|x 2 / k2) der Bereich, den sich die Zone Z2 der beiden Markierungen 106 teilt (d. h. Bereich_gemein) dividiert durch den Bereich der Zone Z2 der Markierung 106-2. 6B veranschaulicht eine weitere Konfiguration, bei der zwei Markierungen 106 in gegenüberliegender Konfiguration vorliegen. In dieser Konfiguration führt der Ausschluss von undurchdringlichen Bereichen 108-1, 108-2 zu einem größeren Wert für (x 1 / k2|x 2 / k2) als bei der Freiraumkonfiguration (6A), weil das Bedingungsgebiet (Zone Z2 der Markierung 106-2) halbiert ist. 6C veranschaulicht zwei Markierungen 106, die nebeneinander sowie neben einem undurchdringbaren Bereich 108 liegen. In dieser Konfiguration führt der Ausschluss eines undurchdringbaren Bereichs 108 zum gleichen Wert für (x 1 / k2|x 2 / k2) wie bei der Freiraumkonfiguration, weil das Schnittgebiet und das Bedingungsgebiet (Zone Z2 der Markierung 106-2) beide halbiert sind.
Die obigen Fälle aus 6B und 6C dienen lediglich der Veranschaulichung. 6D veranschaulicht ein Beispiel, bei dem die zusätzliche Präsenz eines Ausschlussgebiets 108-2 parallel zum Gebiet 108-1 die Menge (x 1 / k2|x 2 / k2) weiter beeinflusst, indem weitere Abschnitte der Zone Z2 der Markierung 106-2 und möglicherweise der Schnittbereich (d. h. Bereich_gemein) ausgeschlossen sind. Die Nähewahrscheinlichkeit in Zone Z2 der Markierung 106-1, bedingt von der Nähe in Zone Z2 der Markierung 106-2, kann wie folgt dargestellt sein: (x 1 / k2|x 2 / k2) = A1/A2 , wobei A1 der Bereich_gemein ist und A2 der nicht ausgeschlossene Bereich der Zone Z2 der Markierung 106-2 ist.
Obwohl 6A–6D eine einzelne überlappende Zone zeigen, können, wie in 6E dargestellt, auch mehrere Zonen überlappen. In diesem Beispiel umfasst der Bereich_gemein die Zonen Z1 der Markierungen 106-1 und 106-2. Im Allgemeinen kann die Nähewahrscheinlichkeit in Zone 2 der Markierung 1 unter der Bedingung der Nähe in Zone 2 der Markierung 2 bestimmt werden, indem der Bereich_gemein durch den Bereich der Zone Z2 der Markierung 2 dividiert wird. Die Bereiche können anhand von Basisgeometrie bestimmt werden.
Gemäß einem zweiten beispielhaften Verfahren zur Bestimmung von Termen, die zu räumlichen Beziehungen zwischen Zonen gehören, die verschiedenen Markierungen zugeordnet sind, kann eine kartierte Umgebung verwendet werden, um die Terme in (Gl. (3) oder (4)) zu bestimmen, welche die räumlichen Beziehungen darstellen. Die Karte kann als Gruppe von Kartesischen Koordinaten betrachtet werden, die ihren Bildpixeln zugeordnet sind. Jeder Punkt in der Karte liegt in einer einzelnen Zone einer gewählten Markierung, außerhalb der Reichweite der Markierung oder in einem Gebiet, das durch die Gegenwart von Hindernissen von der Benutzerpenetration ausgeschlossen ist. Die Menge (x p / km|x q / kj) kann aus der Anzahl von Pixeln im Schnittbereich der Zone m der Markierung p mit der Zone j der Markierung q dividiert durch die Gesamtzahl an Pixeln in letzterer erhalten werden.
Als Nächstes wird in 7 eine Darstellung von oben der Markierung 106 in einer kartierten Umgebung 700 gezeigt, die einen zonalen Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor unter Verwendung eines vorbestimmten Konfidenzbereichs veranschaulicht. In der Umgebung 700 kann einer Markierung 106 Zonen Z1–Z3 zugeordnet werden. Die Umgebung 700 kann auch einen Ausschlussbereich 702 umfassen. Eine geschätzte Position einer Client-Vorrichtung (nicht dargestellt) kann durch eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion dargestellt sein und kann einem Konfidenzbereich 704 zugeordnet sein.
In einer beispielhaften Ausführungsform können Nähedaten aus der Ausgabe eines Positionsbestimmungssystems (z. B. einer Client-Vorrichtung) in einer kartierten Umgebung verwendet werden. Dem System kann eine geschätzte Kartenposition zusammen mit einem Konfidenzwert oder -bereich 704 oder ein Mechanismus zur Spezifizierung der Wahrscheinlichkeit, mit der die Position sich an einer gegebenen Kartenkoordinate befindet, bereitgestellt werden. Unter Verwendung der Karte kann eine geschätzte Position einer einzelnen Zone von jedem von einer Reihe von Markierungen zugeordnet werden. Falls ein Konfidenzbereich 704 (Gruppe von Kartenkoordinaten) verfügbar ist, kann dieser Bereich mit einer oder mehreren Zonen von mehreren Markierungen überlappen. Jeder Punkt im Konfidenzbereich 704 kann einer Wahrscheinlichkeit zugeordnet sein, oder es kann davon ausgegangen werden, dass die Wahrscheinlichkeit gleichmäßig im Konfidenzbereich 704 verteilt ist.
In jedem Fall kann ein zonaler Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor für eine Markierung 106 berechnet werden, indem die Wahrscheinlichkeiten in sowohl dem Konfidenzbereich 704 als auch in der Zone von Interesse der Markierung von Interesse summiert werden. Falls beispielsweise ein Konfidenzbereich 704 als Gruppe von Koordinaten (Pixeln) mit beispielsweise einer Konfidenz von 70% bereitgestellt ist, dann würde die Gruppe von Pixeln innerhalb des Vertrauensbereichs jeweils einer Wahrscheinlichkeit von 0,7 dividiert durch die Anzahl an Pixeln in dem Gebiet zugeordnet werden. Das Komplement des Konfidenzbereichs würde seine Koordinaten (Pixel) 0,3 dividiert durch seine Anzahl an Pixeln zugeordnet haben.
Die Wahrscheinlichkeit jeder Zone kann durch Integration der spezifizierten Wahrscheinlichkeitsverteilung für jede Position über den Bereich mit einer Selektorfunktion für jede Zone wie folgt dargestellt werden: P(x 1 / j) = ∫P(r)δ(Z¹(r) – j)dr wobei P(R) die Wahrscheinlichkeitsverteilung für die Position ist, r die Kartenposition ist, Z¹(R) die Zone für die Markierung 1 an der Position r ist, das Integral über dem 2D-Raum, der durch die Karte abgedeckt wird, verläuft und
Um beispielsweise die Wahrscheinlichkeit für die Nähe in Zone Z3 für die Markierung 1 (Markierung 106) herauszufinden, kann die Anzahl an Pixeln in Zone Z3 gezählt und mit der Wahrscheinlichkeitsdichte gewichtet werden, der sie zugeordnet sind. Die Summierung über die Pixel (gewichtet durch eine Wahrscheinlichkeit) kann wie folgt ausgedrückt werden:
Somit kann die Nähewahrscheinlichkeit in Zone 3 für die Markierung 1 (d. h. der zonale Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor) bestimmt werden, indem der Konfidenzbereich 704 berücksichtigt wird, der der Position der Client-Vorrichtung zugeordnet ist.
Die Erfindung ist hier zwar unter Bezugnahme auf spezifische Ausführungsformen veranschaulicht und beschrieben, aber die Erfindung ist nicht so zu verstehen, dass sie auf die dargestellten Details eingeschränkt ist. Innerhalb des Schutzumfangs und Bereichs von Äquivalenten der Ansprüche und ohne Abweichung von der Erfindung können verschiedene Modifikationen an den Details vorgenommen werden.

Claims

Verfahren zur Bestimmung einer Nähe eines Empfängers zu einer Markierung in einem vorbestimmten Gebiet, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Abfühlen am Empfänger von wenigstens einem Signalmerkmal von jedem aus einer Markierung und einer Hilfsmarkierung nahe bei der Markierung, wobei eine oder mehrere Zonen für jede aus der Markierung und der Hilfsmarkierung in dem vorbestimmten Gebiet definiert sind, wobei jede Zone eine jeweilige Nähe des Empfängers zur Markierung und zur Hilfsmarkierung darstellt; für jede aus der Markierung und der Hilfsmarkierung, Schätzen eines Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektors für den Empfänger und jede Zone der entsprechenden Markierung durch einen Prozessor, basierend auf dem wenigstens einen abgefühlten Signalmerkmal; für die Hilfsmarkierung, Schätzen eines weiteren Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektors für den Empfänger und jede Zone der Markierung, ausgehend von der Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektorschätzung für die Hilfsmarkierung, basierend auf einer vorbestimmten räumlichen Beziehung zwischen der Markierung und der Hilfsmarkierung; Berechnen eines kombinierten Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektors für den Empfänger und die entsprechenden Zonen der Markierung aus der Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektorschätzung für die Markierung und dem weiteren Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor über ein bayessches Netz; und Bestimmen der Nähe des Empfängers zur Markierung basierend auf dem kombinierten Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die vorbestimmte räumliche Beziehung auf einem Schnittgebiet wenigstens einer Zone der Markierung, die mit wenigstens einer Zone der Hilfsmarkierung überlappt, basiert.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die vorbestimmte räumliche Beziehung auf einem Verhältnis zwischen dem Schnittgebiet und einem Gesamtgebiet, das jeder Zone der Hilfsmarkierung zugeordnet ist, basiert.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die vorbestimmte räumliche Beziehung auf wenigstens einem aus einer vorbestimmten räumlichen Konfiguration jeder Zone oder einer vorbestimmten Karte jeder Zone basiert.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Berechnung des kombinierten Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektors umfasst: Verarbeiten der Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektorschätzung für die Markierung und des weiteren Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektors gemäß einem rekursiven bayesschen Fusionsalgorithmus.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Hilfsmarkierung wenigstens zwei Hilfsmarkierungen umfasst und der rekursive bayessches Fusionsalgorithmus darauf basiert, dass die wenigstens zwei Hilfsmarkierungen räumlich entkoppelt sind.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Hilfsmarkierung wenigstens zwei Hilfsmarkierungen umfasst und der rekursive bayessche Fusionsalgorithmus darauf basiert, dass die wenigstens zwei Hilfsmarkierungen räumlich gekoppelt sind.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der für die Markierung geschätzte Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor und der weitere Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor jeweils für einen aktuellen Zustand bestimmt werden, wobei die Berechnung des kombinierten Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektors umfasst: Propagieren eines vorher geschätzten Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektors für die Markierung von einem vergangenen Zustand auf den aktuellen Zustand, um einen ersten propagierten Vektor zu bilden; für die Hilfsmarkierung Propagieren eines vorher geschätzten weiteren Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektors des vergangenen Zustands auf den aktuellen Zustand, um einen zweiten propagierten Vektor zu bilden; Propagieren eines vorher bestimmten kombinierten Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektors des vergangenen Zustands auf den aktuellen Zustand, um einen dritten propagierten Vektor zu bilden; und Anwenden des ersten propagierten Vektors, des zweiten propagierten Vektors, des dritten propagierten Vektors, des für die Markierung geschätzten Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektors und des weiteren Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektors für das bayessche Netz, um den kombinierten Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor für den aktuellen Zustand zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der erste propagierte Vektor, der zweite propagierte Vektor und der dritte propagierte Vektor unter Verwendung einer zeitlichen Übergangsmatrix bestimmt werden, das eine Bewegung des Empfängers modelliert.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das wenigstens eine Signalmerkmal wenigstens eines aus Signalstärke, Signalumlaufzeit, Signalankunftszeit, Signalqualität oder Signalphase umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Schätzung des Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektors für jede aus der Markierung und der Hilfsmarkierung umfasst: Modifizieren des Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektors durch einen vorbestimmten Vertrauenswert, der einer Wahrscheinlichkeitsverteilung einer Position des Empfängers zugeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Schätzung des Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektors für jede aus der Markierung und der Hilfsmarkierung umfasst: Bestimmen einer Wahrscheinlichkeitsverteilung des Empfängers in Bezug auf die entsprechende Markierung basierend auf dem entsprechenden wenigstens einen abgefühlten Signalmerkmal; und Schätzen des Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektors zwischen dem Empfänger und der entsprechenden Markierung aus der Wahrscheinlichkeitsverteilung.
Nichtflüchtiges computerlesbares Medium, auf dem computerlesbare Programmieranweisungen gespeichert sind, die eine Client-Vorrichtung veranlassen, Funktionen auszuführen, die umfassen: Abfühlen an einem Empfänger von wenigstens einem Signalmerkmal von jeder aus einer Markierung und einer Hilfsmarkierung nahe bei der Markierung, wobei eine oder mehrere Zonen für jede aus der Markierung und der Hilfsmarkierung in dem vorbestimmten Gebiet definiert sind, wobei jede Zone eine jeweilige Nähe der Client-Vorrichtung zur Markierung und zur Hilfsmarkierung darstellt; für jede aus der Markierung und der Hilfsmarkierung, Schätzen eines Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektors für die Client-Vorrichtung und jede Zone der entsprechenden Markierung basierend auf dem wenigstens einen abgefühlten Signalmerkmal; für die Hilfsmarkierung Schätzen eines weiteren Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektors für die Client-Vorrichtung und jede Zone der Markierung, ausgehend von dem für die Hilfsmarkierung geschätzten Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor, basierend auf einer vorbestimmten räumlichen Beziehung zwischen der Markierung und der Hilfsmarkierung; Berechnen eines kombinierten Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektors für die Client-Vorrichtung und die entsprechenden Zonen der Markierung aus dem für die Markierung geschätzten Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor und dem weiteren Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor über ein bayessches Netz; und Bestimmen der Nähe der Client-Vorrichtung zur Markierung basierend auf dem kombinierten Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor.
Nichtflüchtiges computerlesbares Medium nach Anspruch 13, wobei das wenigstens eine Signalmerkmal wenigstens eines aus Signalstärke, Signalumlaufzeit, Signalankunftszeit, Signalqualität oder Signalphase umfasst.
Nichtflüchtiges computerlesbares Medium nach Anspruch 13, wobei die vorbestimmte räumliche Beziehung auf einem Verhältnis zwischen einem Schnittgebiet und einem Gesamtgebiet, das jeder Zone der Hilfsmarkierung zugeordnet ist, basiert, wobei das Schnittgebiet wenigstens eine Zone der Markierung umfasst, die mit wenigstens einer Zone der Hilfsmarkierung überlappt.
Nichtflüchtiges computerlesbares Medium nach Anspruch 15, wobei die vorbestimmte räumliche Beziehung auf wenigstens einer vorbestimmten räumlichen Konfiguration jeder Zone oder einer vorbestimmten Karte jeder Zone basiert.
Nichtflüchtiges computerlesbares Medium nach Anspruch 13, wobei das bayessche Netz ausgelegt ist, um den für die Markierung geschätzten Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor und den weiteren Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor gemäß einem rekursiven bayesschen Fusionsalgorithmus zu verarbeiten, wobei der rekursive bayessches Fusionsalgorithmus vorherige Schätzungen für einen vergangenen Zustand von jedem aus dem Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor für die Markierung, dem weiteren Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor für die Hilfsmarkierung und dem kombinierten Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor verwendet, um einen aktuellen Zustand des kombinierten Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektors zu bestimmen.
Nichtflüchtiges computerlesbares Medium nach Anspruch 17, wobei jede vorherige Schätzung auf den aktuellen Zustand propagiert wird, indem eine zeitliche Übergangsmatrix verwendet wird, welche eine Bewegung der Client-Vorrichtung modelliert.
Nichtflüchtiges computerlesbares Medium nach Anspruch 13, wobei jeder Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor durch einen vorbestimmten Konfidenzwert modifiziert ist, der einer Wahrscheinlichkeitsverteilung einer Position der Client-Vorrichtung zugeordnet ist.
Server zur Bestimmung einer Nähe einer Client-Vorrichtung zu einer Markierung in einem vorbestimmten Gebiet, wobei der Server umfasst: einen Sendeempfänger zum Senden und Empfangen von Daten an und von eine(r) Client-Vorrichtung, wobei der Sendeempfänger von der Client-Vorrichtung wenigstens ein Signalmerkmal von jeder aus einer Markierung und einer Hilfsmarkierung nahe bei der ersten Markierung empfängt, wobei eine oder mehrere Zonen für jede aus der Markierung und der Hilfsmarkierung in dem vorbestimmten Gebiet definiert sind, wobei jede Zone eine jeweilige Nähe der Client-Vorrichtung zur Markierung und zur Hilfsmarkierung darstellt; eine Datenbank, die Daten enthält, die eine vorbestimmte räumliche Beziehung zwischen der Markierung und der Hilfsmarkierung darstellen; und einen Prozessor, der mit der Datenbank verbunden ist, und Software, die ausgelegt ist, den Prozessor zu veranlassen: für jede aus der Markierung und der Hilfsmarkierung einen Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor für die Client-Vorrichtung und jede Zone der entsprechenden Markierung basierend auf dem wenigstens einen abgefühlten Signalmerkmal zu schätzen; für die Hilfsmarkierung einen weiteren Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor für die Client-Vorrichtung und jede Zone der Markierung, ausgehend vom für die Hilfsmarkierung geschätzten Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor, basierend auf der vorbestimmten räumlichen Beziehung, die in der Datenbank gespeichert ist, zwischen der Markierung und der Hilfsmarkierung zu schätzen; aus dem für die Markierung geschätzten Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor und dem weiteren Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor über ein bayessches Netz einen kombinierten Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor für die Client-Vorrichtung und die entsprechenden Zonen der Markierung zu berechnen; die Nähe der Client-Vorrichtung zur Markierung basierend auf dem kombinierten Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor zu bestimmen; und über den Sendeempfänger die bestimmte Nähe zur Client-Vorrichtung zu übertragen.
Server nach Anspruch 20, wobei die vorbestimmte räumliche Beziehung auf einem Verhältnis zwischen einem Schnittgebiet und einem Gesamtgebiet, das jeder Zone der Hilfsmarkierung zugeordnet ist, basiert, wobei das Schnittgebiet wenigstens eine Zone der Markierung umfasst, die mit wenigstens einer Zone der Hilfsmarkierung überlappt.
Server nach Anspruch 21, wobei die vorbestimmte räumliche Beziehung auf wenigstens einer vorbestimmten räumlichen Konfiguration jeder Zone oder einer vorbestimmten Karte jeder Zone basiert.
Server nach Anspruch 20, wobei das bayessche Netz ausgelegt ist, um den für die Markierung geschätzten Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor und den weiteren Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor gemäß einem rekursiven bayesschen Fusionsalgorithmus zu verarbeiten, wobei der rekursive bayessche Fusionsalgorithmus vorherige Schätzungen für einen vergangenen Zustand für jeden aus dem Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor für die Markierung, dem weiteren Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor für die Hilfsmarkierung und dem kombinierten Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor verwendet, um einen aktuellen Zustand des kombinierten Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor zu bestimmen.
Server nach Anspruch 23, wobei der Prozessor ausgelegt ist, um jede vorherige Schätzung unter Verwendung einer zeitlichen Übergangsmatrix, welche die Bewegung der Client-Vorrichtung modelliert, auf den aktuellen Zustand zu propagieren.
Server nach Anspruch 20, wobei der Prozessor ausgelegt ist, jeden Anwesenheitswahrscheinlichkeitsvektor durch einen vorbestimmten Vertrauenswert, der einer Wahrscheinlichkeitsverteilung einer Position der Client-Vorrichtung zugeordnet ist, zu modifizieren.