多路径自动反弹位置确定的制作方法

多路径自动反弹位置确定


背景技术：

1.计算设备，尤其是便携式或手持设备，通常包括大量无线收发器，诸如用于gps(全球定位系统)、le(低能量)、le(低能量)、和的收发器。因此，安装在这些计算设备上的跟踪应用可以利用这些无线技术中的某些技术连同跟踪标签或附加的无线节点来提供一种方便的方式来跟踪和定位被标记的物品。该标签可以是有源的、半有源的或无源的。无源标签使用来自读取器的传入无线信号为标签响应的传输提供动力。半有源标签是中等范围标签，它使用它自己的电源(例如电池)向读取器传输信息，但在读取器发送激励信号以接通其电路之前保持休眠状态。有源标签是长范围标签，它有发射器和它自己的电源以运行标签的电路并向读取器广播信号。有源标签既可以作为信标连续传输，也可以在被读取器的信号激活时传输。


技术实现要素：

2.一般而言，本发明的技术涉及使用计算设备(例如，智能手机)的无线组件在无线信号(例如，(ultra-wideband，uwb))上广播加密的数据帧，以使用通过直接和间接路径中的一个或组合的来自相邻中间标签的响应来定位目标标签以确定目标标签距离和方向。来自每个间接路径的组合总范围信息及其各自的中间标签响应相对于仅使用到目标标签的单个直接路径，或者在某些情况下，当目标标签不可由计算设备到达时为目标标签提供了改进的范围和定位结果。如果目标标签是可达的(即，直接路径)，则计算设备可以使用目标标签响应连同一个或多个间接路径响应来确定可能更准确的目标标签距离和方向。可以将权重应用于损失函数算法中的一个或多个路径，以进一步细化结果。损失函数算法可以基于路径参数中的任何一个或组合，诸如中间标签的数量、到目标标签的跳的数量、间接路径的数量或者中间标签相对于目标标签和计算设备之一或两者的相对位置。
3.如果可达到，计算设备可以基于往返时间算法确定初始目标标签距离和对应于从计算设备到中间标签的至少一些的距离的每个第一跳距离，该往返时间算法确定与到计算设备和从计算设备到目标标签的广播数据帧和每个可到达中间标签相关联的无线信号的往返时间(rtt)。
4.因此，本发明的技术可以利用群体智慧——在这种情况下是相邻中间标签——的概念。从计算设备到每个中间标签或目标以及从每个中间标签到目标的每个路径，无论是直接的还是间接的，具有不同的噪声和多路径分布，并且因此当如本文所讨论的那样组合它们时，具有减轻噪声并提供相对于计算设备的目标标签距离和方向的更准确估计的影响。
5.在一个示例中，本公开描述了一种方法，该方法包括：由计算设备通过无线信号广播消息以定位目标标签；响应于广播消息，接收来自一个或多个中间标签的多个中间响应；由计算设备基于多个中间响应确定到一个或多个中间标签中的至少一个第一跳中间标签的第一跳方向和第一跳距离；以及，由计算设备基于每个第一跳方向和来自一个或多个中间标签中的每个的多个中间响应来确定从计算设备到目标标签的目标标签距离和目标标
签方向，其中，来自一个或多个中间标签的多个中间响应的至少一个包括与从中间标签到目标标签的目标跳距离相关联的范围数据。
6.在另一示例中，计算设备包括一个或多个处理器、存储器、无线收发器，无线收发器用于通过无线信号广播消息以定位目标标签；并且，一个或多个处理器可操作地耦合到存储器并被配置为：响应于广播消息，接收来自一个或多个中间标签的多个中间响应；基于多个中间响应确定到一个或多个中间标签中的至少一个第一跳中间标签的第一跳方向和第一跳距离；以及，基于每个第一跳方向和来自一个或多个中间标签中的每个的多个中间响应来确定从计算设备到目标标签的目标标签距离和目标标签方向，其中，来自一个或多个中间标签的多个中间响应的至少一个包括与从中间标签到目标标签的目标跳距离相关联的范围数据。
7.在另一示例中，一种计算机可读存储介质包括指令，指令在被执行时配置计算系统的一个或多个处理器以通过无线信号广播消息以定位目标标签；响应于广播消息，接收来自一个或多个中间标签的多个中间响应；基于多个中间响应确定到一个或多个中间标签中的至少一个第一跳中间标签的第一跳方向和第一跳距离；以及，基于每个第一跳方向和来自一个或多个中间标签中的每个的多个中间响应来确定从计算设备到目标标签的目标标签距离和目标标签方向，其中，来自一个或多个中间标签的多个中间响应的至少一个包括与从中间标签到目标标签的目标跳距离相关联的范围数据。
8.在另一示例中，一种计算设备包括用于执行下述方法：由计算设备通过无线信号广播消息以定位目标标签；响应于广播消息，接收来自一个或多个中间标签的多个中间响应；由计算设备基于多个中间响应确定到一个或多个中间标签中的至少一个第一跳中间标签的第一跳方向和第一跳距离；以及，由计算设备基于每个第一跳方向和来自一个或多个中间标签中的每个的多个中间响应来确定从计算设备到目标标签的目标标签距离和目标标签方向，其中，来自一个或多个中间标签的多个中间响应的至少一个包括与从中间标签到目标标签的目标跳距离相关联的范围数据。
9.在以下附图和描述中阐述了本公开的一个或多个示例的细节。从描述和附图以及从权利要求中，其他特征、目的和优点将是显而易见的。
附图说明
10.图1a是图示被配置为通过与接近目标标签的相邻中间标签通信来定位目标标签的计算设备的示例的概念图。
11.图1b是图示被配置为通过与接近目标标签的相邻中间标签和目标标签通信来定位目标标签的计算设备的另一个示例的概念图。
12.图2是图示根据本公开的一个或多个方面的示例计算设备的框图。
13.图3是图示根据本公开的一个或多个方面的包括计算设备、多个中间无线标签和无线目标标签的停车区的图。
14.图4是图示根据本公开的一个或多个方面的计算设备通过与目标标签附近的相邻中间标签通信来定位目标标签的示例操作模式的流程图。
具体实施方式
15.贯穿本公开，描述了下述示例：其中，仅当计算设备从计算设备的用户接收到分析信息的许可时，计算设备和/或计算系统分析与计算设备和计算设备用户相关联的信息(例如，无线id标签和相应的信息、位置、场境、运动等)的示例。例如，在下面讨论的情况下，在计算设备或计算系统可以收集或可以利用与用户相关联的信息之前，可以向用户提供机会以提供输入来控制计算设备和/或计算系统的程序或特征是否可以收集和使用用户信息(例如，关于用户的或用户设备的当前位置的信息，诸如通过gps或无线id标签等)，或命令该设备和/或系统是否和/或如何可以接收可能与用户相关的内容。此外，某些数据在其被计算设备和/或计算系统存储或使用之前可能会一种或多种方式被处理，从而删除个人可识别信息。例如，可以处理用户的身份和图像，使得无法确定有关用户的个人可识别信息，或者可以在获取位置信息的地方概括用户的地理位置(诸如到城市、邮政编码或州级)，使得无法确定用户的特定位置。因此，用户可以控制如何收集关于用户的信息以及信息如何由计算设备和计算系统使用。
16.图1a是图示被配置为通过与接近目标标签的相邻中间标签通信来定位目标标签的计算设备的示例的概念图。在图1的示例中，计算设备102可以包括但不限于便携式或移动设备，诸如移动电话(包括智能电话)、膝上型计算机、平板计算机、可穿戴计算设备，诸如智能手表或计算机化眼镜等。
17.如图1a中所示，计算设备102包括显示器104、无线收发器105和定位器应用106。无线收发器105被配置为与诸如中间标签108-112和目标标签114的无线识别标签通信。中间标签108-112和目标标签114可以被配置为使用通用无线通信协议相互通信，该协议诸如是超宽带或其他无线通信协议，其可被配置为至少确定询问节点(例如，计算设备或标签)和标签之间的距离。例如，可以通过rtt算法、信号强度等来确定其间的距离。在示例中，询问器(例如，计算设备102和一些或所有中间标签)可以包括多个天线(未示出)，其可以确定来自被询问标签的响应的到达角(aoa)，以及因此确定响应相对于询问器的方向。根据标签和应用的配置，中间标签可以是有源、半有源或无源标签中的一个或组合。
18.计算设备102可以用一个或多个处理器(例如，图2的处理器208)执行定位器应用106，并且可以访问和利用计算设备102的各种组件，诸如显示器104、无线收发器105和在图1中未示出并且参考图2详细讨论的其他组件。在一个示例中，定位器应用106可以被配置为通过与周围区域中的一个或多个中间标签通信来定位与对象(例如，车辆、背包、另一计算设备等)相关联的目标标签114的位置。在本文讨论的各种技术和示例中，使用中间标签(例如，中间标签108-112)来建立到目标标签(例如，目标标签114)的路径减少了相对于当目标标签进一步远离试图跟踪目标标签的计算设备时获得用于远范围感测的增加的范围保真度而言的问题。随着测距和定位误差增加，估计可能不可靠。这些问题增加了实现远场应用的难度，远场应用诸如是准确定位、控制或启动来自对象的动作，诸如在停车区定位车辆、停车区管理、汽车自动驾驶至用户、预解锁等。
19.如图1a的示例所示，中间标签110和目标标签114可能离计算设备102太远以至于无法与无线收发器105通信。示例可以包括通过各种中间标签到目标标签(例如，目标标签114)的多个路径，用于增加用于远范围感测的范围保真度。每个路径可能包括多个跳。为了简单，此处所示的一个间接路径中的最大跳数量为三，包括目标跳，但是对应的跳和到目标
的路径的数量不限于此。在图1a的示例中，计算设备102使用分别到目标的两跳和三跳的两个中间标签路径以确定从计算设备102到目标标签114的方向和距离的改进估计。
20.例如，无线收发器105可以通过无线通信信道(例如，uwb)向中间标签108和112广播包括数据帧118和目标标识符120的消息122，以相对于计算设备102定位目标标签114。包括目标标识符120的数据帧118可以被加密，使得基于目标标识符仅目标标签114可以解码和响应于消息122。
21.在第一中间标签路径中，中间标签108在第一跳中接收消息122，并且因为计算设备102不能到达目标标签114，所以计算设备102在第二跳中向另一中间标签110传送消息122的至少一部分，包括目标标识符120。中间标签110基于其将包括目标标识符120的消息122的至少一部分向目标标签114的通信在目标跳中到达目标标签114。目标标识符120向目标标签114发信号通知目标标签114是消息122的预期的接收者。中间标签110接收包括范围数据的目标响应140，用于至少确定在中间标签110和目标标签114之间的目标跳距离。中间标签110发送包括与目标跳距离相关联的范围数据和与第二跳距离相关联的方向数据的中间响应142。中间标签108通过无线收发器105将中间响应144传送到定位器应用106。中间响应144可以包括与目标跳距离、第二跳距离相关联的范围数据和与从计算设备102到中间标签108的第一跳距离相关联的方向数据。在另一示例中，包括第一跳距离的范围数据的中间响应144在传输到中间标签110之前被传送到计算设备102，这意味着在接收到包括分别与目标跳距离和第二跳距离相关联的范围数据的中间响应142和目标响应140之后另一中间响应144可以被传送到计算设备102。
22.图1a的示例包括通过中间标签112到目标标签114的第二中间标签路径。中间标签112是第一跳节点并且从计算设备102接收消息122。中间标签112基于其将包括目标标识符120的消息122的至少一部分传送到目标标签114而在目标跳中到达目标标签114。中间标签112接收包括范围数据的目标响应146，用于至少确定在中间标签112和目标标签114之间的目标跳距离。中间标签112将包括与目标跳距离和第一跳距离相关联的范围数据的中间响应148传送到计算设备102，计算设备102使用定位器应用106来处理数据以计算出到目标标签114的方向和距离。
23.定位器应用106可以分别基于中间响应144和148来确定计算设备102与中间标签108和112之间的每个第一跳响应方向。在一个示例中，计算设备102包括多个天线(未示出)，该天线可以确定与中间响应144和中间响应148相关联的无线信号的到达角(aoa)。基于每个到达角，定位应用106可以确定每个响应相对于计算设备102的方向。在其他示例中，一些或所有中间标签可以包括多个天线，并且基于aoa提供每个中间响应的源相对于其他中间标签和/或目标标签的方向数据。位置应用106可以使用方向数据以及其他数据(例如，来自其他中间标签或目标标签的范围数据)来确定到目标标签114的方向和距离。返回到计算设备102，在一个示例中，基于中间响应144和148，定位器应用106可以确定目标标签114相对于计算设备102的距离和方向。在一个示例中，目标标签距离和目标标签方向基于每个中间路径的数据，该数据包括每个中间标签108和112第一跳方向(即，来自计算设备102的方向)和它们各自的中间响应144和148。中间响应144和148进一步可以分别包括从中间标签108到110的第二跳距离、从中间标签110到目标标签114的目标跳距离以及从中间标签112到目标标签114的目标跳。在一个示例中，基于与每个无线信号相关联的往返时间(rtt)
算法来确定目标标签距离和每个跳距离。例如，计算设备102到目标标签114(如果在范围内)之间的rtt以及用于每个第二跳和目标跳的rtt，诸如在中间标签108和中间标签110之间，以及在中间标签110和目标标签114之间。在一些示例中，来自每个中间标签的中间响应可以包括用于rtt算法的附加时序数据，诸如反映中间标签处理延迟的周转时间，以提高rtt确定的准确性。
24.为了进一步细化结果，定位器应用106可以使用诸如损失函数算法的算法来对两个中间路径中的每个应用单独的权重。在一个示例中，权重是与损失函数算法的每个项相乘的标量，其中，每个项在数学上表示到目标标签的路径。损失函数算法的每个项可以包括位置值，诸如基于距离测量的笛卡尔坐标(即第二跳和目标跳距离)和笛卡尔极坐标映射(即第一跳距离和aoa数据)。在一些示例中，可以对最准确的路径给予较高的权重，而对其他路径给予较小的权重。在图1a的示例中，不存在从计算设备102到目标标签114的直接路径，并且因此，给予表示直接路径的项的权重可以是“0”并且给予间接路径的权重为“1”。在其他示例中，不同的权重可以根据多个路径的路径参数分布在该多个路径中，如下所述。
25.在一个示例中，每个路径项的权重可以基于多个路径参数中的任何一个或组合，诸如到目标标签的可用路径的数量和类型(例如，直接和间接)、第一跳方向、在路径中到目标的中间标签的数量(即跳数)、在直接跳上到目标标签的距离或中间标签相对于目标标签和计算设备之一或两者的相对位置。在一个示例中，可以基于实验结果或模拟来确定各种路径组合和路径参数的权重，并且可以将该权重本地存储在计算设备102上或远程存储(即，在云中-未示出)，并且在一个示例中，由定位器应用106使用该权重来确定目标标签距离和方向，如本文所讨论的。
26.在一个示例中，定位器应用106可以将结果输出到显示器104。例如，定位器应用106可以包括映射或绘图功能以基于确定的目标距离和目标方向来向计算设备102的用户提供导航数据，诸如到对象(例如，车辆、背包或另一计算设备)的坐标、地图或网格，如本文所讨论的技术和示例中所阐述的。
27.图1b是图示被配置为通过与接近目标标签的相邻中间标签和目标标签通信来定位目标标签的计算设备的另一示例的概念图。在图1b的示例中，如图1a，计算设备102可以包括显示器104、无线收发器105和定位器应用106。本文参考图1b讨论的组件和技术，诸如由计算设备102传送的硬件、软件、协议(例如，uwb)无线数据和技术(例如，rtt的使用等)，与图1a中讨论的类似或相同，并且将为简洁起见在此不再重复。图1b的示例，与图1a的示例不同，不包括从一个中间标签到另一中间标签的第二跳(例如，参见图1a的第二跳)并且还包括直接到目标标签154的第一跳。虽然建立了到来自计算设备102的标签154的直接连接，由于噪声等，尤其是在长范围上，或者如果在尝试跟踪目标标签时在目标标签(例如，目标标签154)远离设备时主动移动计算设备(例如，带着移动设备一起行走)，则该连接可能具有关于范围保真度的准确性问题。因此，在本文讨论的各种技术和示例中使用中间标签减少了在跟踪目标标签的同时获得用于中长范围感测的增加的范围保真度的问题。
28.示例可以包括到目标标签的路径和通过各种中间标签到目标标签(例如，目标标签154)的多个路径，这些路径可以用于增加用于远范围感测的范围保真度。在图1b的示例中，计算设备102使用到目标标签154的一个直接路径和到目标标签154的两个中间标签路径来确定从计算设备102到目标标签154的方向和距离的改进估计。
29.例如，无线收发器105可以在消息132中通过无线通信信道(例如，uwb)向中间标签150和152以及目标标签154广播包括目标标识符120的数据帧118以相对于计算设备102定位目标标签154。可以对包括目标标识符120的数据帧118进行加密，使得基于目标标识符仅目标标签154可以解码并响应于消息132。换句话说，目标标签标识符120被配置为目标标签114发信号通知它是消息132的预期接收者。
30.在一个示例中，在第一跳中目标标签154接收消息132。作为响应，目标标签154通过无线收发器105将目标响应160传送到定位器应用106。目标响应160可以包括与从计算设备102到目标标签154的直接目标跳距离相关联的范围数据。因为直接目标跳是直接来自计算设备102的第一跳，所以也可以基于目标响应160来导出目标标签方向，如上文关于图1a所述(例如，使用rtt算法)
31.在第一中间标签路径中，在第一跳中中间标签150接收消息132并在目标跳中将包括目标标识符120的消息132的至少一部分传送到目标标签154。中间标签150接收目标响应162，包括用于至少确定中间标签150和目标标签154之间的目标跳距离的范围数据。中间标签150通过无线收发器105将中间响应164传送到定位器应用106。中间响应164可以包括与目标跳距离和从计算设备102到中间标签150的第一跳距离相关联的范围数据。在另一示例中，包括第一跳距离的范围数据的中间响应164，在目标跳的传输之前，被传送到计算设备102，这意味着在获取包括与目标跳距离相关联的范围数据的目标响应162之后，可以将另一中间响应164传送给计算设备102。
32.图1b的示例中的第二中间标签路径是通过中间标签152到目标标签154。在第一跳中中间标签152接收消息132。中间标签112基于其将包括目标标识符120的消息132的至少一部分传送到目标标签154在目标跳中到达目标标签154。中间标签152接收包括范围数据的目标响应166，用于至少确定在中间标签152和目标标签154之间的目标跳距离。中间标签152通过无线收发器105将包括与目标跳距离和第一跳距离相关联的范围数据的中间响应168传送到定位器应用106。
33.定位器应用106可以基于直接来自目标标签154的中间响应164、中间响应168和目标响应160来确定计算设备102和中间标签150、中间标签152和目标标签154之间的每个第一跳响应方向。如上面关于图1a所讨论的，计算设备102以及在一些示例中的一个或多个中间标签可以确定每个第一跳响应和直接目标跳响应相对于计算设备102的方向(例如，经由aoa)。
34.计算设备102的定位器应用106可以基于接收的中间响应、目标响应160、确定的第一跳响应方向和直接目标跳跃方向确定从计算设备102到目标标签154的修订的目标标签距离和目标标签方向。此外，如上面关于图1a所讨论的，确定目标标签距离和目标标签方向可以包括定位器应用106应用损失函数算法，该算法将权重应用于每个路径项以改进准确性。
35.在一个示例中，定位器应用106可以将结果输出到显示器104。例如，定位器应用106可以包括映射或绘图功能，以使用基于目标标签154与中间标签150和152确定的目标距离和目标方向来向计算设备102的用户提供导航数据，诸如到对象(例如，车辆、背包或另一计算设备)的坐标、地图或网格，如本文所讨论的技术和示例中所阐述的。
36.图2是图示根据本公开的一个或多个方面的示例计算设备的框图。图2仅图示了计
算设备102的一个示例，如图1a和1b所示。计算设备102的许多其他示例可以用于其他实例中并且可以包括示例计算设备202中包括的组件的子集，或者可以包括图2中未示出的附加组件。
37.如图2的示例所示，计算设备202包括一个或多个处理器208、一个或多个输入/输出组件——诸如用户界面组件(uic)203、一个或多个通信单元210以及一个或多个存储设备207。计算设备202的存储设备207可以包括定位器应用206应用和操作系统214。uic 203可以包括显示器204和i/o(输入/输出)设备212，并且通信单元210可以包括无线收发器205。例如，计算设备202的一个或多个通信单元210可以通过在计算设备202处诸如向和从定位器应用206传输和/或接收数据以及中间标签和目标标签(例如，中间标签150和目标标签154)来与外部设备通信。计算设备202可以使用通信单元210在诸如蜂窝网络的无线电网络上传输和/或接收包括数据的无线电信号，或者传输和接收包括数据帧和分组的无线信号。示例通信单元210包括网络接口卡(例如诸如，以太网卡)、光收发器、射频收发器、gps接收器或可以发送和/或接收信息的任何其他类型的设备。通信单元210的其他示例可以是被配置为传输和接收gps、3g、4g和等的设备，这些设备可以在诸如移动设备等的计算设备中找到。
38.如图2的示例所示，通信信道232可以互连如所示的组件中的每个，以用于组件间通信(物理上、通信上和/或操作上)。在一些示例中，通信通道232可以包括系统总线、网络连接(例如，到如上所述的无线连接)、一个或多个进程间通信数据结构或用于在硬件和/或软件之间本地或远程传送数据的任何其他组件。
39.计算设备202内的一个或多个存储设备207可以存储信息，诸如与本文讨论的中间响应和目标响应相关联的数据，用于在计算设备202的操作期间进行处理。在一些示例中，存储设备207的一个或多个存储设备可以是易失性或临时存储器。易失性存储器的示例包括随机存取存储器(ram)、动态随机存取存储器(dram)、静态随机存取存储器(sram)以及本领域中已知的其他形式的易失性存储器。在一些示例中，存储设备207还可以包括一个或多个计算机可读存储介质。与易失性存储器相比，存储设备207可以被配置为在非易失性存储器中将更大量信息存储更长时间。非易失性存储器的示例包括磁性硬盘、光盘、软盘、闪存或电可编程存储器(eprom)或电可擦可编程(eeprom)存储器的形式。存储设备207可以存储与操作系统214和定位器应用206相关联的程序指令和/或数据。
40.计算设备202的uic 203的一个或多个i/o设备212和显示器204可以接收输入并生成输出。输入的示例是触觉、音频、动力学和光学输入，仅举几个示例。在一个示例中，i/o设备212的输入设备可以包括触摸屏、触摸板、鼠标、键盘、语音响应系统、摄像机、按钮、控制板、麦克风或任何其他类型的用于检测来自人或机器的输入的设备。除了显示器204之外，i/o设备212的输出设备还可以包括声卡、视频图形适配卡、扬声器或任何其他类型的用于向人或机器生成输出的设备。
41.定位器应用206可以使用驻留在计算设备202或一个或多个其他远程计算设备(例如云基于应用——未显示)并且在计算设备202或一个或多个其他远程计算设备(例如云基于应用——未显示)上执行的软件、硬件、固件或软件、硬件、固件的混合物执行在此所述的操作。计算设备202可以用一个或多个处理器208来执行定位器应用206，或者可以作为在底层硬件上执行的虚拟机或在底层硬件上执行的虚拟机内执行定位器应用206的任何或部
分。定位器应用206可以以各种方式实现，例如，定位器应用206可以被实现为可下载或预安装的应用或“app”。在另一示例中，定位器应用206可以被实现为计算设备202的操作系统214的一部分。实现本公开的技术的计算设备202的其他示例可以包括未在图1a和1b中示出的附加组件。
42.一个或多个处理器208可以在计算设备202内实现功能和/或执行指令。例如，一个或多个处理器208可以接收和执行指令，该指令提供功能定位器应用206以执行在此描述的一个或多个操作和各种功能，以通过无线信号(例如，uwb)广播加密消息以使用来自相邻中间标签通过间接路径的响应来定位目标标签以确定目标标签距离和范围。
43.在图2的示例中，一个或多个处理器208可以在计算设备202内实现功能和/或执行指令。例如，一个或多个处理器208可以接收和执行指令，该指令提供uic 203、通信单元210和一个或多个存储器207的功能，该一个或多个存储器207包括定位器应用206和操作系统214，以执行如本文所述的一个或多个操作。一个或多个处理器208包括中央处理单元(cpu)218和图形处理单元(gpu)220。gpu 220可以是处理单元，该处理单元被配置为执行图形相关功能，诸如生成和输出图形数据以在显示器上呈现，以及执行利用gpu 220提供的大规模处理并行性的非图形相关功能。cpu 218和gpu 220的示例包括但不限于：数字信号处理器(dsp)、通用用途微处理器，张量处理单元(tpu)；神经处理单元(npu)；神经处理引擎；cpu、vpu、gpu、tpu、npu或其他处理设备的核心、专用集成电路(asic)、现场可编程逻辑阵列(fpga)或其他等效集成或分立逻辑电路或其他等效集成或分立逻辑电路。
44.计算设备202的uic 203可以用作计算设备202的输入设备和输出设备以例如接收与定位器应用206的执行相关联的输入和显示输出。例如，uic 203的显示器204可以用作使用电阻式触摸屏、表面声波触摸屏、电容式触摸屏、投射电容式触摸屏、压力敏感屏、声脉冲识别触摸屏或其他存在敏感屏技术的输入设备。此外，uic 203的显示器204可以用作输出设备，该输出设备使用液晶显示器(lcd)、点阵显示器、发光二极管(led)显示器、微型led、有机发光二极管(oled)显示器、电子墨水或能够向计算设备202的用户输出可见信息的类似的单色或彩色显示器中的任何一个或多个。
45.在一些示例中，显示器204可以是可以从计算设备202的用户接收触觉用户输入的存在敏感屏。uic 203可以通过检测来自计算设备202的用户的一个或多个轻击和/或手势(例如，用户用手指或触控笔触摸或指向uic 203的一个或多个位置)来接收触觉用户输入。uic 203的存在敏感屏可以向用户呈现输出。uic 203可以将输出呈现为用户界面，该用户界面可能与计算设备202提供的功能有关。例如，uic 203可以呈现在计算设备202上执行的各种功能和应用，诸如电子消息应用、消息传递应用、地图应用等。
46.在一个示例中，定位器应用206可以将在uic 203的显示器204处检测到的输入数据(例如，当用户在显示器204上的位置处提供一个或多个手势时)解释为对定位器应用206定位与对象关联的目标标签的请求。作为响应，例如，无线收发器205可以通过无线通信信道(例如，uwb)向中间标签和潜在的目标标签广播包括数据帧和目标标识符的消息。定位器应用206然后可以通过无线收发器205接收以中间响应和目标响应(如果在范围内)的形式的中间标签和/或目标标签数据，如以上关于图1a和1b所详述的。
47.定位器应用206可以如果在范围基于接收到的中间响应和目标响应来确定计算设备与每个中间标签和目标标签之间的每个第一跳响应方向。如上面关于图1a和1b所讨论
的，计算设备202以及在一些示例中的一个或多个中间标签可以确定每个第一跳响应和直接目标跳响应相对于计算设备202的方向(例如，经由aoa)。
48.计算设备202的定位器应用206可以基于接收到的中间响应、目标响应、确定的第一跳响应方向和直接目标跳方向来确定从计算设备202到目标标签的目标标签距离和目标标签方向(如果目标标签在无线收发器205的范围内)。
49.在一个示例中，定位器应用206可以将结果输出到显示器204。例如，定位器应用206可以包括映射或绘图功能，以使用基于目标标签和中间标签确定的目标距离和目标方向来向计算设备202的用户提供导航数据，诸如到对象(例如，车辆、背包或另一计算设备)的坐标、地图或网格，如本文所讨论的技术和示例中所阐述的。
50.在本文讨论的系统可以收集关于用户的个人信息(即数据)达到它包括并且可以利用用户的个人信息——诸如中间标签的使用和位置数据——的程度的情况下，可以向用户提供机会来控制程序或特征是否以及在何种程度上收集用户的信息(例如，有关用户当前位置的信息)。此外，在存储或使用某些数据之前，可能以一种或多种方式对其进行处理，从而删除个人可识别信息。例如，用户的身份可能被处理，因此无法确定用户的个人可识别信息，或者用户的地理位置可能会在获取位置信息的地方被上位化(诸如到城市、邮政编码或州的级别)，从而无法确定用户的特定位置。因此，用户可以控制如何收集关于用户的信息以及如何由计算设备102使用该信息，如这里所描述的。
51.图3是图示根据本公开的一个或多个方面的包括手持设备形式的计算设备302以及多个中间无线标签和无线目标标签的停车区的图。在该示例中，计算设备302包括如关于上面的图1b、1b和图2所描述的计算设备102和202的所有组件，包括显示器304。
52.如图3的示例所示，该图包含包括目标标签314的用户汽车376、包括中间标签312的汽车374、包括中间标签308的汽车370、包括中间标签311的汽车378和包括中间标签310的汽车372。在一个示例中，计算设备302可以如上所述接收输入，该输入开始执行定位器应用(例如，定位器应用106)以定位与用户汽车376相关联的目标标签314。在一个示例中，设备302执行操作和功能以通过通过无线通信信道(例如，uwb)向中间标签和潜在地如果在范围内向目标标签广播包括数据帧和目标标识符的消息来定位目标标签314。定位器应用106(未示出)然后可以通过无线收发器205接收以中间响应和目标响应(如果在范围内)的形式的中间标签和/或目标标签数据，如上文关于图1a和1b所详述的并且在这里显示为第一跳、第二跳、目标跳和直接目标跳(如果在范围内)。
53.如上所述，计算设备302的定位器应用106可以确定计算设备302与每个中间标签312-320和目标标签314之间的每个第一跳响应方向(如果在范围内)。每个第一跳方向分别基于所接收的来自中间标签308-212的中间响应和来自目标标签314的目标响应。
54.计算设备302可以至少基于中间标签311的方向或距离之一来确定中间标签311将不用于确定目标标签314的位置。在如图3所示的示例中，计算设备302确定中间标签311相对于目标标签314处于相反方向，并且因此在确定到目标标签314的距离和方向时排除中间标签311。在另一示例中，计算设备302可以确定从中间标签(例如，中间标签311)到目标标签314或计算设备302中的至少一个的距离超过阈值距离。作为响应，计算设备302可以在确定到目标标签114的距离和方向时排除中间标签。
55.计算设备302可以基于从中间标签316和318(经由第一跳)、中间标签310(经由第
二跳通过中间标签308)接收到的中间响应、来自目标标签314的目标响应(如果在范围内)、确定的第一跳响应方向和直接目标跳方向(如果在范围内)来确定从计算设备302到目标标签314的目标标签距离和目标标签方向。如上面关于图1a所讨论的，作为确定目标标签距离和目标标签方向的一部分，计算设备302可以应用向每个路径项应用权重以改进准确性的损失函数算法。
56.在一个示例中，在计算设备302处执行的定位器应用可以使计算设备302的显示器显示定位过程的结果。例如，计算设备302可以在显示器304上显示图形用户界面，其包括映射或绘图功能以向计算设备302的用户提供导航数据，诸如到用户汽车376的坐标、地图或网格。
57.图4是图示计算设备通过与目标标签附近的相邻中间标签通信来定位目标标签的示例操作模式的流程图。下面在图1a和1b、图2的计算设备202和图3的计算设备302的场境中描述图4。如图4所示，计算设备202可以通过无线信号广播消息(例如，消息122)以定位目标标签(例如，目标标签114)(402)。响应于广播消息，计算设备202可以从一个或多个中间标签接收多个中间响应(例如，中间响应144和148)(404)。计算设备可以基于多个中间响应确定到一个或多个中间标签中的至少一个第一跳中间标签(例如，中间标签108和112)的第一跳方向和第一跳距离(406)。计算设备可以基于每个第一跳方向和来自一个或多个中间标签中的每个的多个中间响应来确定从计算设备到目标标签的目标标签距离和目标标签方向，其中，来自一个或多个中间标签的多个中间响应中的至少一个包括与从中间标签到目标标签的目标跳距离相关联的范围数据(408)。
58.本公开包括以下示例。
59.示例1：一种方法，包括：由计算设备通过无线信号广播消息以定位目标标签；响应于所述广播消息，接收来自一个或多个中间标签的多个中间响应；由所述计算设备基于所述多个中间响应确定到所述一个或多个中间标签中的至少一个第一跳中间标签的第一跳方向和第一跳距离；以及，由所述计算设备基于每个第一跳方向和来自所述一个或多个中间标签中的每个的所述多个中间响应来确定从所述计算设备到所述目标标签的目标标签距离和目标标签方向，其中，来自所述一个或多个中间标签的所述多个中间响应中的至少一个包括与从所述中间标签到所述目标标签的目标跳距离相关联的范围数据。
60.示例2：示例1的方法，还包括：响应于所述消息，接收包括相对于所述目标标签的范围数据的目标响应；以及，由所述计算设备基于所述目标响应和来自所述一个或多个中间标签中的每个的所述多个中间响应来确定从所述计算设备到所述目标标签的所述目标标签距离和所述目标标签方向。
61.示例3：示例1至2中任一项的方法，还包括：由所述计算设备基于到所述计算设备和从所述计算设备到所述目标标签和每个第一跳中间标签的所述无线信号的对应往返时间(rtt)来确定距所述计算设备的所述目标标签距离和每个第一跳距离。
62.示例4：示例1至3中任一项的方法，还包括：由所述计算设备用所述范围数据基于从每个中间标签到所述目标标签的第二无线信号的往返时间(rtt)来确定从每个中间标签到所述目标标签的所述目标跳距离。
63.示例5：示例1至4中任一项的方法，其中，所述无线信号是第一无线信号，所述方法还包括：对所述消息进行加密，所加密的消息包括目标标签标识符，所述目标标签标识符由
每个中间标签使用以通过第二无线信号传输第二消息，并且所述目标标签标识符被配置为仅与所述目标标签通信。
64.示例6：示例1至5中任一项的方法，还包括：从所述多个中间标签中选择两个或更多个中间标签，以用于基于从所述目标标签到所述多个中间标签中的每个的阈值距离或从所述计算设备到所述多个中间标签中的每个的方向中的至少一个来确定所述目标标签距离。
65.示例7：示例1至6中任一项的方法，其中，所述中间标签中的一个或多个的所述中间响应还包括与从每个第一跳中间标签到第二跳中间标签的第三跳距离以及从所述第二中间标签到所述目标标签的所述目标跳距离相关联的范围数据。
66.示例8：示例1至7中任一项的方法，其中，确定所述目标标签距离和所述目标标签方向还包括：基于来自所述一个或多个中间标签中的每个的所述多个中间响应来确定从所述计算设备到所述目标标签的所述目标标签距离和所述目标标签方向，其中，所述中间响应包括从一个或多个中间标签到另一中间标签和所述目标标签的方向。
67.示例9：示例1至9中任一项的方法，其中，所述无线信号和所述第二无线信号是超宽带(uwb)信号。
68.示例10：示例1至9中任一项的方法，其中，一个或多个中间路径包括在所述计算设备和所述目标标签之间的一个或多个中间标签以及从所述计算设备到所述目标标签的直接路径，其中，确定从所述计算设备到所述目标标签的所述目标标签距离和所述目标标签方向还包括：由所述计算设备应用损失函数算法，所述损失函数算法将权重应用于方程损失函数算法的每一项以确定所述目标标签距离和所述目标标签方向，其中，所述方程的每一项代表到所述目标标签的所述一个或多个中间路径中的每个中间路径或到所述目标标签的所述直接路径中的至少一个。
69.示例11：一种计算设备，包括：无线收发器，所述无线收发器用于通过无线信号广播消息以定位目标标签；存储器；以及，一个或多个处理器，所述一个或多个处理器能够操作操作地耦合到所述存储器并被配置为：响应于所述广播消息，接收来自一个或多个中间标签的多个中间响应；基于所述多个中间响应确定到所述一个或多个中间标签中的至少一个第一跳中间标签的第一跳方向和第一跳距离；以及，基于每个第一跳方向和来自所述一个或多个中间标签中的每个的所述多个中间响应来确定从所述计算设备到所述目标标签的目标标签距离和目标标签方向，其中，来自所述一个或多个中间标签的所述多个中间响应中的至少一个包括与从所述中间标签到所述目标标签的目标跳距离相关联的范围数据。
70.示例12：示例11的计算设备，其中，所述一个或多个处理器进一步被配置为：响应于所述消息，接收包括相对于所述目标标签的范围数据的目标响应；以及，基于所述目标响应和来自所述一个或多个中间标签中的每个的所述多个中间响应来确定从所述计算设备到所述目标标签的所述目标标签距离和所述目标标签方向。
71.示例13：示例12的计算设备，其中，所述一个或多个处理器还被配置为：基于到所述计算设备和从所述计算设备到所述目标标签和每个第一跳中间标签的所述无线信号的对应往返时间(rtt)，确定距所述计算设备的所述目标标签距离和每个第一跳距离。
72.示例14：示例12的计算设备，其中，所述一个或多个处理器还被配置为：用所述范围数据，基于从每个中间标签到所述目标标签的第二无线信号的往返时间(rtt)，确定从每
个中间标签到所述目标标签的所述目标跳距离。
73.示例15：示例12的计算设备，其中，所述一个或多个处理器还被配置为：对所述消息进行加密，所加密的消息包括目标标签标识符，所述目标标签标识符由每个中间标签使用以通过第二无线信号传输第二消息，并且所述目标标签标识符被配置为仅与所述目标标签通信。
74.示例16：根据示例12至15中任一项的计算设备，其中，所述一个或多个处理器还被配置为：从所述多个中间标签中选择两个或更多个中间标签，以用于至少基于从所述目标标签到所述多个中间标签中的每个的阈值距离或从所述计算设备到所述多个中间标签中的每个的方向中的一个来确定所述目标标签距离。
75.示例17：示例12至16中任一项的计算设备，其中，所述中间标签中的一个或多个的所述中间响应还包括与从每个第一跳中间标签到第二跳中间标签的第三跳距离以及从所述第二中间标签到所述目标标签的所述目标跳距离相关联的范围数据。
76.示例18：示例12至16中任一项的计算设备，其中，为了确定所述目标标签距离和所述目标标签方向，所述一个或多个处理器还被配置为：基于来自所述一个或多个中间标签中的每个的所述多个中间响应来确定从所述计算设备到所述目标标签的所述目标标签距离和所述目标标签方向，其中，所述中间响应包括从一个或多个中间标签到另一个中间标签和所述目标标签的方向。
77.示例19：根据示例11至18中任一项的计算设备，其中，所述无线信号和所述第二无线信号是超宽带(uwb)信号。
78.示例20：示例19的计算设备，其中，一个或多个中间路径包括在所述计算设备和所述目标标签之间的一个或多个中间标签以及从所述计算设备到所述目标标签的直接路径，其中，确定从所述计算设备到所述目标标签的所述目标标签距离和所述目标标签方向，所述一个或多个处理器还被配置为：应用损失函数算法，所述损失函数算法将权重应用于方程损失函数算法的每一项以确定所述目标标签距离和所述目标标签方向，其中，所述方程的每一项代表到所述目标标签的所述一个或多个中间路径中的每个中间路径或到所述目标标签的所述直接路径中的至少一个。
79.示例21：一种计算机可读存储介质，其编码有使计算设备的一个或多个处理器执行根据示例1至10中的任一个所述的方法的指令。
80.示例22：一种包括用于执行示例1至10中的任一项所述的方法的装置的计算设备。
81.作为示例而非限制，这样的计算机可读存储介质可以包括ram、rom、eeprom、cd-rom或其它光盘存储器、磁盘存储器或其他磁存储设备、闪存或可用于以指令或数据结构的形式存储所需程序代码并可由计算机访问的任何其他介质。而且，任何连接都被适当地称为计算机可读介质。例如，如果使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字用户线路(dsl)或诸如红外线、无线电和微波的无线技术从网站、服务器或其他远程源传输指令，则同轴电缆、光纤电缆、双绞线、dsl或诸如红外、无线电和微波的无线技术都被包含在介质的定义中。然而，应该理解的是，计算机可读存储介质和数据存储介质不包括连接、载波、信号或其它暂时性介质，而是相反针对非暂时性有形存储介质。本文使用的磁盘和光盘包括致密盘(cd)、激光光盘、光盘、数字多功能光盘(dvd)、软盘和蓝光光盘，其中，磁盘通常磁性第再现数据，而光盘通过激光光学地再现数据。上述的组合也应该被包括在计算机可读介质的范围内。
82.本公开中描述的技术可以至少部分地以硬件、软件、固件或其任何组合来实现。例如，所描述技术的各个方面可以在一个或多个处理器内实现，该一个或多个处理器包括一个或多个微处理器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或任何其他等效的集成或分立逻辑电路以及此类组件的任何组合。术语“处理器”或“处理电路”通常指任何前述逻辑电路，单独或与其他逻辑电路组合，或任何其他等效电路。包括硬件的控制单元也可以执行本公开的技术中的一种或多种。
83.这样的硬件、软件和固件可以在相同的设备内或在单独的设备内实现以支持本公开中描述的各种技术。此外，任何所描述的单元、模块或组件可以一起或单独被实现为分立但可互操作的逻辑设备。将不同特征描述为模块或单元旨在突出不同的功能方面，并不一定暗示此类模块或单元必须由单独的硬件、固件或软件组件来实现。相反，与一个或多个模块或单元相关联的功能可以由单独的硬件、固件或软件组件执行，或者集成在公共或单独的硬件、固件或软件组件内。
84.已经描述了本发明的各种示例。这些和其他示例在所附权利要求的范围内。

技术特征：
1.一种方法，包括：由计算设备通过无线信号广播消息以定位目标标签；响应于所述广播消息，接收来自一个或多个中间标签的多个中间响应；由所述计算设备基于所述多个中间响应确定到所述一个或多个中间标签中的至少一个第一跳中间标签的第一跳方向和第一跳距离；以及由所述计算设备基于每个第一跳方向和来自所述一个或多个中间标签中的每个的所述多个中间响应来确定从所述计算设备到所述目标标签的目标标签距离和目标标签方向，其中，来自所述一个或多个中间标签的所述多个中间响应中的至少一个包括与从所述中间标签到所述目标标签的目标跳距离相关联的范围数据。2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：响应于所述消息，接收包括相对于所述目标标签的范围数据的目标响应；以及由所述计算设备基于所述目标响应和来自所述一个或多个中间标签中的每个的所述多个中间响应来确定从所述计算设备到所述目标标签的所述目标标签距离和所述目标标签方向。3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，进一步包括：由所述计算设备基于到所述计算设备和从所述计算设备到所述目标标签和每个第一跳中间标签的所述无线信号的对应往返时间来确定距所述计算设备的所述目标标签距离和每个第一跳距离。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，进一步包括：由所述计算设备用所述范围数据基于从每个中间标签到所述目标标签的第二无线信号的往返时间来确定从每个中间标签到所述目标标签的所述目标跳距离。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其中，所述无线信号是第一无线信号，所述方法进一步包括：对所述消息进行加密，所加密的消息包括目标标签标识符，所述目标标签标识符由每个中间标签使用以通过第二无线信号传输第二消息，并且所述目标标签标识符被配置为仅与所述目标标签通信。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的方法，进一步包括：从所述多个中间标签中选择两个或更多个中间标签，以用于至少基于从所述目标标签到所述多个中间标签中的每个的阈值距离或从所述计算设备到所述多个中间标签中的每个的方向中的一个来确定所述目标标签距离。7.根据权利要求1至6中的任一项所述的方法，其中，所述中间标签中的一个或多个的所述中间响应进一步包括与从每个第一跳中间标签到第二跳中间标签的第三跳距离以及从所述第二中间标签到所述目标标签的所述目标跳距离相关联的范围数据。8.根据权利要求1至7中的任一项所述的方法，其中，确定所述目标标签距离和所述目标标签方向进一步包括：基于来自所述一个或多个中间标签中的每个的所述多个中间响应来确定从所述计算设备到所述目标标签的所述目标标签距离和所述目标标签方向，其中，所述中间响应包括从一个或多个中间标签到另一中间标签和所述目标标签的方向。9.根据权利要求1至8中的任一项所述的方法，其中，所述无线信号和所述第二无线信
号是超宽带信号。10.根据权利要求1至9中的任一项所述的方法，其中，一个或多个中间路径包括在所述计算设备和所述目标标签之间的一个或多个中间标签以及从所述计算设备到所述目标标签的直接路径，其中，确定从所述计算设备到所述目标标签的所述目标标签距离和所述目标标签方向还包括：由所述计算设备应用损失函数算法，所述损失函数算法将权重应用于方程损失函数算法的每一项以确定所述目标标签距离和所述目标标签方向，其中，所述方程的每一项代表到所述目标标签的所述一个或多个中间路径中的每个中间路径或到所述目标标签的所述直接路径中的至少一个。11.一种计算设备，包括：无线收发器，所述无线收发器用于通过无线信号广播消息以定位目标标签；存储器；以及一个或多个处理器，所述一个或多个处理器能够操作地耦合到所述存储器并被配置为：响应于广播所述消息，接收来自一个或多个中间标签的多个中间响应；基于所述多个中间响应确定到所述一个或多个中间标签中的至少一个第一跳中间标签的第一跳方向和第一跳距离；以及基于每个第一跳方向和来自所述一个或多个中间标签中的每个的所述多个中间响应来确定从所述计算设备到所述目标标签的目标标签距离和目标标签方向，其中，来自所述一个或多个中间标签的所述多个中间响应中的至少一个包括与从所述中间标签到所述目标标签的目标跳距离相关联的范围数据。12.根据权利要求11所述的计算设备，其中，所述一个或多个处理器进一步被配置为：响应于所述消息，接收包括相对于所述目标标签的范围数据的目标响应；以及基于所述目标响应和来自所述一个或多个中间标签中的每个的所述多个中间响应来确定从所述计算设备到所述目标标签的所述目标标签距离和所述目标标签方向。13.根据权利要求11至12中的任一项所述的计算设备，其中，所述一个或多个处理器进一步被配置为：基于到所述计算设备和从所述计算设备到所述目标标签和每个第一跳中间标签的所述无线信号的对应往返时间rtt，确定距所述计算设备的所述目标标签距离和每个第一跳距离；以及用所述范围数据，基于从每个中间标签到所述目标标签的第二无线信号的往返时间rtt，确定从每个中间标签到所述目标标签的所述目标跳距离。14.根据权利要求12至15中的任一项所述的计算设备，其中，所述中间标签中的一个或多个的所述中间响应进一步包括与从每个第一跳中间标签到第二跳中间标签的第三跳距离以及从所述第二中间标签到所述目标标签的所述目标跳距离相关联的范围数据。15.一种存储指令的非暂时性计算机可读存储介质，所述指令在被执行时使计算设备的一个或多个处理器执行根据权利要求1至10中的任一项所述的方法。

技术总结
描述了一种计算设备，其包括一个或多个处理器、通过无线信号广播消息以定位目标标签的无线收发器以及定位器应用。定位器应用可由一个或多个处理器操作，以响应于广播消息从一个或多个中间标签接收多个中间响应，基于多个中间响应确定到至少一个第一跳中间标签的第一跳方向和第一跳距离，并基于每个第一跳方向和来自每个中间标签的中间响应确定从计算设备到目标标签的目标标签距离和目标标签方向，其中，来自一个或多个中间标签的多个中间响应至少一个包括与从中间标签到目标标签的目标跳距离相关联的范围数据。距离相关联的范围数据。距离相关联的范围数据。


技术研发人员：东吉克
受保护的技术使用者：谷歌有限责任公司
技术研发日：2021.12.07
技术公布日：2023/8/9