ES2287471T3 - Sistema y metodo para deducir un a representacion electronica de un entorno. - Google Patents

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ES2287471T3 ES03721985T ES03721985T ES2287471T3 ES 2287471 T3 ES2287471 T3 ES 2287471T3 ES 03721985 T ES03721985 T ES 03721985T ES 03721985 T ES03721985 T ES 03721985T ES 2287471 T3 ES2287471 T3 ES 2287471T3
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Matthew R. Perkins
Robert J. O'dea
Mark J. Johnson
Neal K. Patwari
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Abstract

Un sistema para deducir una representación electrónica de un entorno que comprende: una pluralidad de dispositivos (341, 345), cuyas localizaciones se estiman, y en el que cada dispositivo (341, 345) es capaz de realizar al menos uno de lo siguiente: determinar un parámetro medioambiental del entorno, y determinar la localización en el entorno de un objeto (342, 344) distinto que la pluralidad de dispositivos, en el que la localización se determina por al menos uno de la pluralidad de dispositivos (341, 345) en términos de localización de al menos uno de la pluralidad de dispositivos (341, 345) caracterizando un entorno de propagación; y un dispositivo de procesamiento, en el que el dispositivo de procesamiento recoge información determinada de la pluralidad de dispositivos (341, 345), incluyendo la información la localización determinada de al menos un objeto en el entorno y deduce la representación electrónica del entorno en base a la información recogida.

Description

Sistema y método para deducir una representación electrónica de un entorno.
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Referencia a la solicitud relacionada
La presente solicitud está relacionada con la solicitud de Estados Unidos número de serie 10/145.253, archivada el 14 de Mayo de 2002, titulada "System and Method for Inferring a Set of Characteristics of an Environment with Location-Capable devices" de Johnson y otros (expediente del mandatario nº. CM05177G) comúnmente perteneciente junto con esta solicitud a Motorota, Inc.
Campo de la invención
La presente invención se refiere en general con un sistema y un método para deducir una representación electrónica de un entorno.
Antecedentes de la invención
Los sistemas de localización, bien conocidos en la técnica, han alcanzado un nivel de sofisticación en el que la cobertura precisa de localización en edificios y otras áreas confinadas se está haciendo práctica. Las tecnologías de espectro extendido y banda ultra-ancha ("UWB") han ofrecido mejoras dramáticas en la precisión de la temporización, los sistemas distribuidos han surgido para dirigir cuestiones de cobertura, y están surgiendo implementaciones flexibles de sistemas de navegación inercial portátiles ("PINS") que pueden dirigir la estabilidad a corto plazo y la cobertura de agujeros.
Los casos de uso para sistemas de localización en el interior de edificios generalmente se prevén junto con una infraestructura preinstalada para el sistema de localización, así como planos detallados del edificio que permitan que la información de localización se correlacione con la distribución del edificio o la proximidad del incidente. No obstante, hay varios casos en el mundo real en los que no está disponible esta información. Bomberos, policía y personal militar, por ejemplo, son requeridos para operar a menudo en entornos que no están caracterizados al primer contacto. En algunas zonas urbanas se están construyendo bases de datos que contienen planos de las plantas de los edificios, pero los planos de las plantas pueden cambiar frecuentemente, y pueden ocurrir muchos incidentes en estructuras más viejas y abandonadas por lo que estos datos no están disponibles. Las operaciones militares en suelo extranjero a menudo requerirán la operación en entornos para los que tales datos son desconocidos o intencionadamente ocultados por el adversario.
Este tema afecta particularmente a operaciones de emergencia, tales como la lucha contra incendios, ya que la falta de energía, el humo denso y otras condiciones pueden reducir la visibilidad a pulgadas. La caracterización del desarrollo de un incidente, la identificación de riesgos tales como materiales peligrosos, predicción de descargas eléctricas y condiciones de reactivación del incendio, las operaciones de rescate, y la planificación de rutas de escape son todos requisitos que se beneficiarían enormemente del conocimiento de la topología y del estado de la proximidad de un incidente. La recogida de información topológica a priori, tal como los planos de las plantas, a menudo no es práctica; la recogida de información de situación a priori, tal como rutas bloqueadas o intransitables, daños estructurales, temperaturas del entorno, presencia de adversarios, presencia de materiales peligrosos o despliegue de armas químicas o biológicas, es imposible por definición.
El documento "Ad hoc positioning system (APS)" de NICULESCU D y otros GLOBECOM '01. CONFERENCIA DE TELECOMUNICACIONES GLOBALES de IEEE 2001 en SAN ANTONIO, TX, del 25 al 29 de noviembre de 2001, CONFERENCIA DE TELECOMUNICACIONES GLOBALES de IEEE, en NUEVA YORK, NY: IEEE, US, volumen 5 de 6, del 25 de noviembre de 2001 (25-11-2001), páginas 2926 - 2931, XP010747393 ISBN: 0-7803-7206-9 describe un sistema de posicionamiento específico en el que los nodos dentro de una red determinan su distancia desde un nodo del punto de referencia en base a medidas de la fuerza de la señal realizadas sobre las señales recibidas desde el nodo del punto de referencia.
De este modo, existe una necesidad de un método de construir dinámicamente una representación electrónica de un área determinada que permitirá a un usuario determinar su localización relativa a objetos u otros usuarios en un área determinada, así como las características/atributos de un área determinada.
Breve descripción de las figuras
A continuación se describe una realización preferida de la invención, sólo a modo de ejemplo, con referencia a las figuras que se acompañan en las que:
la Fig. 1 es una ilustración esquemática de un edificio de oficinas que está sometida a una representación electrónica de su exterior de acuerdo con la presente invención;
la Fig. 2 es una ilustración esquemática de un edificio de oficinas que se está atravesando por los bomberos que están equipados con dispositivos de comunicaciones sin hilos involucrados en la recogida de información de localización para producir una representación de todas las rutas recorridas de acuerdo con la presente invención.
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la Fig. 3 es un plano de la planta del interior de un edificio de oficinas, en el que están localizados varios dispositivos de comunicaciones sin hilos involucrados en determinar las características físicas del edificio de acuerdo con la presente invención;
la Fig. 4 es un plano de la planta del interior de un edificio de oficinas, en el que están localizados varios dispositivos de comunicación sin hilos involucrados en determinar las características medioambientales del edificio de acuerdo con la presente invención; y
la Fig. 5 es un diagrama de flujo del funcionamiento del sistema sin hilos de acuerdo con la presente invención.
Sumario de la invención
De acuerdo con un aspecto de la presente invención se proporciona un sistema y un método de acuerdo con las reivindicaciones que se acompañan.
Descripción detallada de la realización preferida
Aunque esta invención es susceptible de realizaciones de muchas formas diferentes, en las figuras se muestran y se describirán en este documento realizaciones detalladas específicas, entendiendo que la presente descripción debe considerarse como un ejemplo de los principios de la invención y no intenta limitar la invención a las realizaciones específicas mostradas y descritas. Además, los términos y palabras utilizadas en este documento no se deben considerar como limitantes, sino más bien como meramente descriptivas. En la descripción que sigue a continuación, se usan referencias numéricas iguales para describir las mismas partes, similares o correspondientes en las diversas vistas de las figuras.
Aunque la invención tiene aplicaciones en varias áreas, escenarios para operaciones a pie de fuego, y particularmente operaciones a pie de fuego dentro de edificios, son actualmente los mejor desarrollados. Como tal, estos escenarios se usan predominantemente en este documento a modo de ejemplo. Esto se hace por el bien de la claridad y la consistencia, y no se intenta implicar ninguna limitación correspondiente sobre el uso de la presente invención, que es igualmente aplicable a numerosas aplicaciones no relacionadas.
Refiriéndonos de nuevo a la Fig. 1, se ilustra un método para proporcionar una referencia de tierra significativa para un sistema de localización específico. Se despliegan los sitios de referencia 150, 152, 154 alrededor de un edificio 110. Estos sitios de referencia 150, 152, 154 pueden comprender una parte de la infraestructura de un sistema de localización, o puede usarse simplemente como una referencia, por ejemplo para inicializar modelos de velocidad de dispositivos de un sistema de navegación inercial portátil. Aunque este ejemplo muestra tales tres sitios de referencia, el número de sitios de referencia requeridos para localización variará de acuerdo con la tecnología y la arquitectura del sistema de localización. En la técnica anterior, los sitios de referencia 150, 152, 154 estarían referenciados a tierra (por ejemplo, determinando su latitud y longitud geocéntrica), por ejemplo usando dispositivos de localización del sistema de posicionamiento global, y esta referencia de tierra proporcionaría una referencia a los mapas referenciados a la tierra preexistentes de los edificios. No obstante, en muchos casos, no está disponible una localización referenciada a tierra precisa o un mapa referenciado a tierra o un plano de la planta del edificio.
Es típico en situaciones a pie de fuego para un comandante del incidente ("IC") 100 u otro personal inspeccionar el exterior del edificio 110 antes de montar un ataque interior. En la Fig. 1, el IC 100 se asume que lleva un dispositivo de localización que proporciona una localización relativa a los sitios 150, 152, 154. Esto puede conseguirse usando técnicas conocidas en la técnica, incluyendo pero no limitadas a variaciones, el ángulo de llegada, la diferencia del tiempo de llegada, la fuerza de la señal recibida, navegación inercial, o combinaciones de los mismos. El dispositivo puede estar equipado con un control manual que permita al IC 100 iniciar o grabar una localización estimada. Activando este control cerca de las esquinas 111, 112, 113, 114, 115, 116 del edificio 110 de modo que un sistema centralizado graba estas localizaciones, el IC 100 puede posibilitar el dibujo sobre una pantalla 160 del contorno 170 del edificio 110 conectando las localizaciones estimadas 171, 172, 173, 174, 175, 176 correspondientes a las esquinas 111, 112, 113, 114, 115, 116. Como se conoce la localización del IC 100 con relación a los sitios de referencia 150, 152, 154, el contorno 170 del edificio 110 es también conocido con relación a los sitios de referencia 150, 152, 154 y puede usarse como referencia para cualquier otra localización relativa a los sitios de referencia 150, 152, 154. Obsérvese que, de acuerdo con la presente invención, no se requiere la presentación en pantalla de la caracterización de las localizaciones de los sitios de referencia 150, 152, 154; estos simplemente proporcionan una referencia común para otras localizaciones.
Refiriéndonos de nuevo a la Fig. 2, se ilustra una solución de mapeo más sofisticada. Un primer usuario entra al edificio (representado en la figura como un plano de la planta del área 270) viajando a lo largo del camino 240, encontrando y entrando en la habitación 272 a través de la puerta 280, descubriendo la puerta 281 en el lado opuesto, y llegando finalmente al punto de localización 241. Un segundo usuario entra en el edificio viajando a lo largo del camino 242, viajando hacia arriba y alrededor de la habitación 274, y llegando finalmente al punto de localización 243. Un tercer usuario entra en el edificio viajando a lo largo del camino 244 e inmediatamente gira a la izquierda, llegando a la posición 245. Un cuarto usuario entra en el edificio viajando a lo largo del camino 246 intentando volver a trazar el camino 240, pero encuentra que la nave ya no es transitable; el cuarto usuario, viajando a lo largo del camino 246, va alrededor de la habitación 272, encuentra la puerta 282, y sale del edificio, llegando finalmente al punto de localización 247.
Debido a la baja visibilidad, estos usuarios se desorientan a menudo y no tienen consciencia de su posición absoluta y relativa. El resultado es a menudo el fallo en la evacuación cuando el peligro de la estructura, la salud personal, o el bajo suministro de aire lo demanda. La realización preferida de la presente invención asume que cada usuario está equipado con un equipamiento de localización similar al descrito como usado por el IC 100. Como tal, pueden seguirse sus localizaciones sobre la pantalla 160, sobre la cual se puede haber dibujado el contorno del edificio 170 como se ha descrito previamente. En la técnica de los sistemas de localización actuales, el IC 100 observaría que el punto de localización 243 del usuario afectado está próximo a la entrada principal 283 donde comienzan todos los caminos 240, 242, 244, 246; no obstante ni el IC 100 ni el segundo usuario en la posición 243 pueden asegurarse que exista un camino de salida directa desde la posición 243 a la entrada principal 283.
De acuerdo con la presente invención, la pantalla 160 puede indicar opcionalmente no sólo los puntos de localización 241, 243, 245, 247 de los usuarios, sino la historia de la localización que representan los caminos 240, 242, 244, 246 de esos usuarios. Observando que el camino 244 conduce directamente desde la entrada principal 283 a un punto muy próximo al punto de localización 243 del segundo usuario, el IC 100 puede deducir que existe un camino directo entre el punto de localización 243 y la entrada principal 283. Aunque la Fig. 2, por motivos de claridad, intenta minimizar el solapamiento entre los caminos, en un escenario de la vida real los caminos se solaparían por rutina, dando al IC 100 una mayor certidumbre de que no hay obstáculo entre el punto 243 y camino de salida más corto 244.
Esta mejora se ilustra más drásticamente en el lado derecho de la Fig. 2. En este escenario, el primer usuario en el punto de localización 241 es el que requiere evacuación. En la técnica actual de los sistemas de localización, el IC 100 típicamente dirigiría al primer usuario al punto de localización 241 para evacuar a través de la puerta 283 sin ayuda adicional, ya que sólo se presentarían en pantalla los puntos 241, 243, 245 y 247. Entonces sería competencia del primer usuario negociar una ruta de salida; si ese usuario no estaba desorientado y recordaba su camino de entrada, una salida a través de la puerta 280 y el recorrido inverso del camino de entrada parecería la mejor opción. No obstante, los datos históricos del camino 246 capturados por la presente invención indican que el cuarto usuario (ahora en el punto de localización 247) intentó usar este paso un tiempo más tarde y lo encontró intransitable; indicando anticipadamente que debe usarse una ruta de salida alternativa. Observando la proximidad del camino 246 al camino 240 próximo a la puerta 280, el IC 100 puede ahora no sólo dirigir al primer usuario en el punto de localización 241 por un camino alternativo, sino que puede deducir claramente la existencia de una salida alternativa a través de la puerta 282 usada por el cuarto usuario actualmente en el punto de localización 247, que representa una ruta de escape incluso más corta que la ruta de entrada del usuario afectado.
Aunque los ejemplos anteriores están muy simplificados, por el bien de la simplicidad, y asumen que el IC 100 interpreta los datos manualmente, estará claro para los especialistas en la técnica que una situación realista ofrecerá bastantes más datos, y que la correlación de caminos y la deducción de obstáculos puede automatizarse a una gran extensión por software.
Una mejora adicional de la presente invención es la integración de capacidades adicionales de detección más allá de la mera localización. La Fig. 3 ilustra el uso de los dispositivos de imagen, tales como los descritos en el documento de Estados Unidos número de serie 09/845.467, archivado el 20 de abril de 2001, titulado "Intra-Piconet Location Determination and Tomography", de Callaway y otros (expediente del mandatario número CM03372J), pertenecientes comúnmente junto con esta solicitud a Motorota, Inc.
En la realización preferida, se despliegan un gran número de dispositivos (representados como puntos negros en la Fig. 3). La pluralidad de dispositivos puede desplegarse dentro del entorno mediante una de las técnicas siguientes: disparando los dispositivos dentro del entorno con un dispositivo proyectil, rociando los dispositivos dentro del entorno con una manguera, dejando caer los dispositivos en el entorno a medida que se atraviesa un área determinada, y dejando caer los dispositivos en el entorno desde arriba. Además del conocimiento de la localización, estos dispositivos son capaces de caracterizar un entorno de propagación. Los especialistas en la materia usualmente se darán cuenta de que esta lista de técnicas de despliegue no es exhaustiva. Aunque un único dispositivo puede caracterizar teóricamente el entorno de propagación local detectando imágenes de su propia señal, la realización preferida mide las características de propagación entre un dispositivo que transmite y un dispositivo que recibe. La solicitud de patente que tiene el número de serie de Estados Unidos 09/845.467 referenciada anteriormente describe cómo los dos dispositivos pueden estimar un intervalo entre los mismos y generar un modelo de las obstrucciones detectadas en relación con los dispositivos en base a su distancia y los efectos de propagación medidos; no obstante, la presente invención posibilita además al conjunto de dos o más dispositivos involucrados en las medidas de propagación dirigir sus resultados a un modelo centralizado o distribuido del entorno en términos de su localización en relación con los dispositivos de referencia. Por ejemplo, se ve que el grupo de dispositivos 345 puede caracterizar los obstáculos oscurecidos 344, que son segmentos de las paredes de la habitación 274 y los muros exteriores del edificio. De forma similar, el grupo de dispositivos 341 puede caracterizar los obstáculos obscurecidos 342, que son segmentos de las paredes de las habitaciones 272, 276. Aunque esta información puede ser de alguna utilidad a los usuarios de los dispositivos en esos grupos, la presente invención permite una gran mejora en su valor para otros usuarios permitiendo el mapeo de las localizaciones relativas de los dispositivos con una referencia común. Se apreciará por los especialistas en la técnica que con los resultados de la tomografía desde los dispositivos 345, 341, más todos los pequeños dispositivos que hacen todo esto posible, las representaciones 372, 374, 376 de las habitaciones 272, 274, 276 pueden reconstruirse en relación con el contorno establecido del edificio 170 y como tal integrarse dentro de un mapa coherente del entorno como se muestra sobre la pantalla 160. Esto serviría para impedir las colisiones con obstáculos en la proximidad.
Resultará evidente para los especialistas en la técnica que la función de la multiplicidad de los dispositivos de detección de propagación descritos anteriormente puede realizarse bien por un dispositivo único detectando las imágenes reflejadas de su propia señal, o por al menos dos dispositivos que reciben las imágenes de las señales de cada uno de los otros, siempre que los dispositivos ocupen un número estadísticamente significativo de localizaciones en el área objetivo durante un intervalo de tiempo en el cual no cambian significativamente las características del área objetivo.
Refiriéndonos ahora a la Fig. 4, se ilustra una extensión adicional del sistema en la que se integran otros parámetros medioambientales en la base de datos del sistema. En bien de la simplicidad, se usa la temperatura como ejemplo de un parámetro medioambiental relevante debido a su simplicidad y facilidad de representación. La Fig. 4 ilustra el mismo escenario de ataque que se ha descrito anteriormente, pero con unas lecturas periódicas de temperatura representadas por barras tales como las etiquetadas en la serie 490. Las lecturas de temperatura están asociadas con las localizaciones de los sensores en el instante en el que se tomaron las lecturas, y pueden representar los resultados de diferentes sensores o del mismo sensor en diferentes instantes. Barras más largas representan temperaturas más altas.
A lo largo de la pared noreste de la habitación 274, pueden verse que las lecturas correspondientes a las estimaciones de localización 452, 454, 458 indican las lecturas de temperaturas más altas 492, 494, 498 que las de los otros dispositivos en el área 270 lo cual indicaría que una fuente de calor estaría localizada más cerca de la esquina noreste de la habitación 274, representada por la representación 374 sobre la pantalla 160. El apoyo adicional para este cálculo procede de la lectura de temperatura 491 del dispositivo en la localización 451 que está localizado en el interior de la habitación 374 y que muestra en pantalla las temperaturas más altas que cualquier dispositivo de detección en el área 270. Puede deducirse razonablemente en base a los datos de localización correlacionados con los datos de imagen que la fuente de calor está en el interior de la habitación 274 cerca de la esquina noreste. Además, las lecturas de temperatura 497, 498, 499, que se han obtenido en un instante sustancialmente más tarde que las lecturas de temperatura 492, 495 respectivamente, que se obtuvieron en las mismas localizaciones sustancialmente pero en un instante sustancialmente anterior. La diferencia entre las lecturas más tempranas 492 y 495 y las lecturas de temperaturas posteriores 497, 498, 499 respectivamente pueden usarse para deducir la tasa y la dirección de progreso del fuego.
Aunque por claridad este ejemplo describe la presente invención, y particularmente la interpretación de los resultados en la forma de un proceso heurístico y manual, estará claro para los especialistas en la técnica que puede aplicarse a la interpretación cualquier número de técnicas numéricas y algorítmicas conocidas en la técnica a los autómatas parcialmente o totalmente sin detraer de la presente invención. Además, las medidas que pueden beneficiarse de las técnicas de correlación de localización descritas en este documento están fuertemente limitadas a los datos de imagen y temperatura descritos anteriormente, pero pueden incluir datos tales como: detección de materiales peligrosos, explosivos, volátiles, marcadores químicos, u otros datos químicos; medidas de humedad, presión barométrica, niveles de oxígeno, monóxido de carbono, dióxido de carbono, radón, y otros datos atmosféricos; niveles de oxígeno, monóxido de carbono, dióxido de carbono, radón, y otros gases en el aire; detección de materiales específicos (por ejemplo, hierro, metal, pólvora, etc.); medición de vibraciones mecánicas, alteraciones sísmicas, datos de las actividades de sondeo iniciadas activamente, y otro movimiento, detección de señales vitales externas indicando la presencia de una víctima o un adversario; detección o interpretación de señales electromagnéticas y acústicas; lecturas de las señales vitales asociadas al usuario y del estado del equipo (por ejemplo, para correlacionar tiempo de supervivencia restante con las rutas de salidas conocidas o para identificar áreas de efectos medioambientales inductores de tensiones no detectadas por otro equipo); y otras demasiado numerosas para mencionarlas en este documento.
Refiriéndonos de nuevo a la Fig. 5, un diagrama de flujo ilustra el funcionamiento de la presente invención dentro de una red establecida en la etapa 500, la red incluye dispositivos tales como dispositivos detectores de localización portados por el IC 100 y por los otros usuarios que viajan por los caminos 240, 242, 244, 246 y cualquier otro desplegado en la escena, así como la unidad asociada con la pantalla 160, una base de datos centralizada, y una unidad de procesamiento central asociada con la base de datos. Estas funciones pueden distribuirse o combinarse sobre un dispositivo único.
En la realización preferida, sólo los dispositivos de comunicación sin hilos han determinado sus posiciones 502 con relación a los sitios de referencia 150, 152, 154, puede determinarse el conjunto de características medioambientales 504, por ejemplo la presencia y/o la localización de objetos o de obstáculos en el entorno. Una vez que se han identificado los objetos en relación con el dispositivo portátil, y la posición del dispositivo portátil es conocida, un procesador central crea una representación de los objetos (es decir, un bosquejo, mapa, etc.) de los objetos en el entorno; como los dispositivos que transmiten y reciben son conocidos y la distancia en la que el objeto está reflejando señales, puede estimarse la posición del objeto. Por el bien de la claridad, la representación se describe en este documento como una pantalla gráfica de los resultados; no obstante la representación real comprende la asociación de objetos o las condiciones medioambientales en el entorno con las localizaciones estimadas de loa objetos o condiciones medioambientales. La representación puede expresarse en una diversidad de formas, siempre que contengan información acerca del entorno que está asociado con la estimación de la localización.
De forma similar, los dispositivos sin hilos determinan un conjunto de parámetros del entorno en el que están desplegados 506. Preferiblemente, cada dispositivo de comunicación sin hilos está equipado con al menos un sensor. El tipo de sensor usado es dependiente de la aplicación determinada. Por ejemplo, en el entorno de a pie de fuego, el sensor puede medir la temperatura, humedad, toxinas, humedad, movimiento, o similares. Una vez que el sensor recoge sus datos del entorno (por ejemplo, la localización de puntos "calientes"/áreas peligrosas o similares), transmite los datos directamente o indirectamente a una base de datos centralizada.
Una unidad de procesamiento central con acceso a la base de datos centralizada recoge los diversos tipos de información recibida desde la pluralidad de dispositivos (por ejemplo, las localizaciones de los dispositivos 502, las características del entorno 504, y los atributos del entorno 506) 508. La unidad de procesamiento central aplica las técnicas relativas a la localización/distancia y algoritmos de mapeo, como es conocido en la técnica, y crea una representación 510 del entorno sobre la pantalla 160 con los diversos tipos de información trazados sobre la representación. Una vez que se combinan los diversos tipos de información, la representación del entorno con los diversos tipos de información trazados sobre la pantalla 160 que puede comprender un monitor, una pantalla transparente, un asistente digital personal, o similares.
La unidad de procesamiento central continúa recogiendo los diversos tipos de información desde los otros dispositivos y actualiza la representación del entorno consecuentemente 512 hasta que se termina la operación.
Aunque la invención se ha descrito junto con realizaciones específicas de la misma, se ocurrirán fácilmente ventajas adicionales y modificaciones a los especialistas en la técnica. La invención, en sus aspectos más amplios, no esta limitada por lo tanto a los detalles específicos, aparatos representativos, y ejemplos ilustrativos mostrados y descritos. Diversas alteraciones, modificaciones y variaciones serán evidentes para los especialistas en la técnica a la luz de la descripción precedente. De este modo, se entenderá que la invención no está limitada por la descripción precedente, sino que abarca todas las alteraciones, modificaciones y variaciones dichas de acuerdo con el alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (8)

1. Un sistema para deducir una representación electrónica de un entorno que comprende:
una pluralidad de dispositivos (341, 345), cuyas localizaciones se estiman, y en el que cada dispositivo (341, 345) es capaz de realizar al menos uno de lo siguiente:
determinar un parámetro medioambiental del entorno, y determinar la localización en el entorno de un objeto (342, 344) distinto que la pluralidad de dispositivos, en el que la localización se determina por al menos uno de la pluralidad de dispositivos (341, 345) en términos de localización de al menos uno de la pluralidad de dispositivos (341, 345) caracterizando un entorno de propagación; y
un dispositivo de procesamiento, en el que el dispositivo de procesamiento recoge información determinada de la pluralidad de dispositivos (341, 345), incluyendo la información la localización determinada de al menos un objeto en el entorno y deduce la representación electrónica del entorno en base a la información recogida.
2. El sistema de la reivindicación 1 en el que el dispositivo de procesamiento presenta en pantalla la representación electrónica sobre al menos una de las siguientes pantallas (160): una pantalla transparente, un monitor, un asistente digital personal, y un dispositivo de mano.
3. El sistema de la reivindicación 1 en el que el parámetro medioambiental del entorno está basado en al menos uno de los siguientes: temperatura, humedad, gas, fuego, hidrocarburos, humedad, virus y movimiento.
4. El sistema de la reivindicación 1 en el que al menos dos de la pluralidad de dispositivos (341, 345) forman al menos una red.
5. El sistema de la reivindicación 1 en el que al menos un subconjunto de la pluralidad de dispositivos (341, 345) se despliega en el entorno mediante una de las siguientes técnicas: disparando los dispositivos (341, 345) dentro del entorno con un dispositivo proyectil, rociando los dispositivos (341, 345) dentro del entorno con una manguera, dejando caer los dispositivos (341, 345) en el entorno a medida que se atraviesa un área determinada, y dejando caer los dispositivos (341, 345) en el entorno desde arriba.
6. El sistema de la reivindicación 1 en el que al menos un dispositivo (341, 345) determina periódicamente la distancia entre el mismo y al menos un dispositivo vecino, y determina periódicamente al menos uno de los siguientes; un parámetro medioambiental del entorno, y la localización de un objeto en el entorno.
7. Un método para inferir una representación electrónica de un entorno que comprende las etapas de:
desplegar una pluralidad de dispositivos (341, 345) dentro del entorno, en el que al menos algunos de los dispositivo (341, 345) es capaz de determinar la distancia al dispositivo próximo (341, 345), y en el que cada dispositivo (341, 345) es capaz de realizar al menos una de las siguientes funciones:
determinar un parámetro medioambiental del entorno, y determinar la localización en el entorno de un objeto (342, 344) distinto que la pluralidad de dispositivos, en el que la localización se determina por al menos uno de la pluralidad de dispositivos (341, 345) en términos de la localización de al menos uno de la pluralidad de dispositivos (341, 345) caracterizando un entorno de propagación; y
deducir la representación electrónica del entorno en base a al menos uno de lo siguiente:
al menos un parámetro medioambiental del entorno, y al menos una localización de un objeto (342, 344) en el entorno.
8. El método de la reivindicación 7 que comprende además la etapa de deducir un conjunto de características del entorno en base a al menos uno de lo siguiente: al menos un parámetro medioambiental del entorno, y al menos una localización de un objeto (342, 344) en el entorno.
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Families Citing this family (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7257414B2 (en) * 1998-09-22 2007-08-14 Polaris Wireless, Inc. Estimating the Location of a Wireless Terminal Based on Non-Uniform Probabilities of Movement
US6393294B1 (en) * 1998-09-22 2002-05-21 Polaris Wireless, Inc. Location determination using RF fingerprinting
US7167715B2 (en) * 2002-05-17 2007-01-23 Meshnetworks, Inc. System and method for determining relative positioning in AD-HOC networks
US7263379B1 (en) * 2002-12-23 2007-08-28 Sti Licensing Corp. Communications network for emergency services personnel
US7398097B2 (en) 2002-12-23 2008-07-08 Scott Technologies, Inc. Dual-mesh network and communication system for emergency services personnel
US7203497B2 (en) * 2003-06-06 2007-04-10 Meshnetworks, Inc. System and method for accurately computing the position of wireless devices inside high-rise buildings
DE102004011693A1 (de) * 2004-03-10 2005-09-29 Siemens Ag Sensorknoten und sich daraus selbst organisierendes Sensornetzwerk
US7325734B2 (en) * 2004-05-13 2008-02-05 Cisco Technology, Inc. Methods and devices for assigning RFID device personality
US8249953B2 (en) * 2004-05-13 2012-08-21 Cisco Technology, Inc. Methods and apparatus for determining the status of a device
US7322523B2 (en) * 2004-05-13 2008-01-29 Cisco Technology, Inc. Methods and devices for uniquely provisioning RFID devices
US8113418B2 (en) 2004-05-13 2012-02-14 Cisco Technology, Inc. Virtual readers for scalable RFID infrastructures
US7422152B2 (en) 2004-05-13 2008-09-09 Cisco Technology, Inc. Methods and devices for providing scalable RFID networks
US7336175B2 (en) * 2004-05-13 2008-02-26 Cisco Technology, Inc. Methods and devices for locating and uniquely provisioning RFID devices
US7789308B2 (en) * 2004-05-13 2010-09-07 Cisco Technology, Inc. Locating and provisioning devices in a network
US8604910B2 (en) * 2004-07-13 2013-12-10 Cisco Technology, Inc. Using syslog and SNMP for scalable monitoring of networked devices
US7408839B2 (en) * 2004-09-09 2008-08-05 Siemens Building Technologies, Inc. Distance measurement for wireless building automation devices
US20060063523A1 (en) * 2004-09-21 2006-03-23 Mcfarland Norman R Portable wireless sensor for building control
US7378980B2 (en) * 2004-09-29 2008-05-27 Siemens Building Technologies, Inc. Triangulation of position for automated building control components
US7382271B2 (en) * 2004-09-29 2008-06-03 Siemens Building Technologies, Inc. Automated position detection for wireless building automation devices
US7987272B2 (en) 2004-12-06 2011-07-26 Cisco Technology, Inc. Performing message payload processing functions in a network element on behalf of an application
US8279119B2 (en) * 2005-01-19 2012-10-02 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Systems and methods for transparency mapping using multipath signals
US20060187889A1 (en) * 2005-02-19 2006-08-24 Mr. Chand Mehta System to mine information from data generated by Location Enabled Devices
US7242303B2 (en) * 2005-03-04 2007-07-10 Cisco Technology, Inc. Navigation and coordination during emergencies
US7213768B2 (en) 2005-03-16 2007-05-08 Cisco Technology, Inc. Multiple device and/or user association
US8065079B2 (en) * 2005-03-31 2011-11-22 Qualcomm Incorporated System and method for indicating reminders via a portable computing device
US7953826B2 (en) * 2005-07-14 2011-05-31 Cisco Technology, Inc. Provisioning and redundancy for RFID middleware servers
US7345585B2 (en) 2005-08-01 2008-03-18 Cisco Technology, Inc. Network based device for providing RFID middleware functionality
US7300281B2 (en) * 2005-08-02 2007-11-27 Giuseppe Cantatore Endodontic file having bi-directional scraping edges
US7378963B1 (en) * 2005-09-20 2008-05-27 Begault Durand R Reconfigurable auditory-visual display
US7965178B1 (en) 2005-09-26 2011-06-21 Schmutter Bruce E System and method for integrated facility and fireground management
US8698603B2 (en) * 2005-11-15 2014-04-15 Cisco Technology, Inc. Methods and systems for automatic device provisioning in an RFID network using IP multicast
US8140261B2 (en) 2005-11-23 2012-03-20 Alcatel Lucent Locating sensor nodes through correlations
US7633387B2 (en) * 2005-11-29 2009-12-15 Ert Systems, Llc Method for tracking personnel and equipment in chaotic environments
EP1997085A4 (en) * 2006-02-27 2011-04-27 Inc Createasoft SYSTEM AND METHOD FOR DYNAMICALLY CONTINUING MARKED ENTITIES AND PRESCRIBING THEIR STATE
US20100225447A1 (en) * 2006-02-27 2010-09-09 Adra Hosni I System and method for dynamically tracking and state forecasting tagged entities
US7652571B2 (en) 2006-07-10 2010-01-26 Scott Technologies, Inc. Graphical user interface for emergency apparatus and method for operating same
US7738456B2 (en) * 2006-08-07 2010-06-15 Cisco Technology, Inc. Techniques to map switch and router ports to physical locations
US20080082263A1 (en) * 2006-08-30 2008-04-03 Harris Corporation Position estimation method and related device
US7567098B2 (en) * 2006-08-31 2009-07-28 Atmel Corporation Multi-threshold reset circuit
US7688198B2 (en) * 2006-11-29 2010-03-30 Honeywell International Inc. Apparatus and method for monitoring hazardous materials in a processing or other environment
US20090120651A1 (en) * 2007-05-07 2009-05-14 Schmutter Bruce E Water powered firefighting vehicle and methods for use
US8989764B2 (en) * 2007-09-05 2015-03-24 The University Of Utah Research Foundation Robust location distinction using temporal link signatures
US9068836B2 (en) * 2007-10-18 2015-06-30 Carlos Arteaga Real-time location information system using multiple positioning technologies
US20090107212A1 (en) * 2007-10-30 2009-04-30 Honeywell International Inc. Process field instrument with integrated sensor unit and related system and method
WO2010030927A2 (en) 2008-09-11 2010-03-18 University Of Utah Research Foundation Method and system for secret key exchange using wireless link characteristics and random device movement
US8515061B2 (en) * 2008-09-11 2013-08-20 The University Of Utah Research Foundation Method and system for high rate uncorrelated shared secret bit extraction from wireless link characteristics
US9049225B2 (en) 2008-09-12 2015-06-02 University Of Utah Research Foundation Method and system for detecting unauthorized wireless access points using clock skews
US8502728B2 (en) * 2008-09-12 2013-08-06 University Of Utah Research Foundation Method and system for tracking objects using radio tomographic imaging
US8990049B2 (en) * 2010-05-03 2015-03-24 Honeywell International Inc. Building structure discovery and display from various data artifacts at scene
US8818288B2 (en) 2010-07-09 2014-08-26 University Of Utah Research Foundation Statistical inversion method and system for device-free localization in RF sensor networks
JP2014202690A (ja) * 2013-04-09 2014-10-27 ソニー株式会社 ナビゲーション装置及び記憶媒体
WO2021209529A1 (en) * 2020-04-17 2021-10-21 Teijin Aramid B.V. Method and system for aiding emergency responders in retrieving a path

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4468656A (en) * 1981-06-24 1984-08-28 Clifford Thomas J Emergency signalling unit and alarm system for rescuing endangered workers
JPS6081698A (ja) * 1983-10-07 1985-05-09 東京電力株式会社 電磁波を用いた監視および指令誘導システム
CA1254628A (en) * 1985-04-19 1989-05-23 Akira Iihoshi Device for displying travel path of motor vehicle
SE459539B (sv) * 1987-04-08 1989-07-10 Jan Lennart Johansson Saekerhetssystem innefattande en signalsaendare foer oeverfoering av tillstaandsinformation via en telekommunikationskanal
US4884067A (en) * 1987-08-13 1989-11-28 Talkie Tooter (Canada) Ltd. Motion and position sensing alarm
JPH06501858A (ja) * 1990-08-31 1994-03-03 ザ ジェネラル ホスピタル コーポレーション ポータブル患者モニター装置のためのネットワーク(回路網)
US5654690A (en) * 1993-12-13 1997-08-05 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Fire alarm system
US6181253B1 (en) * 1993-12-21 2001-01-30 Trimble Navigation Limited Flexible monitoring of location and motion
US5646629A (en) * 1994-05-16 1997-07-08 Trimble Navigation Limited Memory cartridge for a handheld electronic video game
US5528248A (en) * 1994-08-19 1996-06-18 Trimble Navigation, Ltd. Personal digital location assistant including a memory cartridge, a GPS smart antenna and a personal computing device
US5793882A (en) * 1995-03-23 1998-08-11 Portable Data Technologies, Inc. System and method for accounting for personnel at a site and system and method for providing personnel with information about an emergency site
JP3425276B2 (ja) * 1995-08-11 2003-07-14 株式会社日立製作所 情報通知システム
US5774824A (en) * 1995-08-24 1998-06-30 The Penn State Research Foundation Map-matching navigation system
US6700493B1 (en) * 1996-12-02 2004-03-02 William A. Robinson Method, apparatus and system for tracking, locating and monitoring an object or individual
AUPO609897A0 (en) * 1997-04-09 1997-05-01 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Vital signs monitoring system
US6317029B1 (en) * 1998-08-07 2001-11-13 Aeroastro, Llc In situ remote sensing
WO2000021053A1 (en) * 1998-10-06 2000-04-13 Slc Technologies, Inc. Wireless home fire and security alarm system
DE69934247T2 (de) * 1998-10-14 2007-05-10 Gary J. Morgantown Morris Gefahrenmeldeanlage mit stimmenalarm
US6182497B1 (en) * 1999-08-20 2001-02-06 Neodym Systems Inc Gas detection system and method
JP4467709B2 (ja) * 2000-03-29 2010-05-26 本田技研工業株式会社 移動体用ナビゲーション装置
US6480783B1 (en) * 2000-03-17 2002-11-12 Makor Issues And Rights Ltd. Real time vehicle guidance and forecasting system under traffic jam conditions
CA2403854C (en) * 2000-03-22 2005-06-07 Summit Industries, Inc. A tracking, safety and navigation system for firefighters
US6809642B1 (en) * 2000-04-10 2004-10-26 Robert Harry Brenner Evacuation warning system for computer local area networks
US6317042B1 (en) * 2000-05-01 2001-11-13 Lucent Technologies Inc. Automated emergency announcement system
US6580979B2 (en) * 2000-07-10 2003-06-17 Hrl Laboratories, Llc Method and apparatus for terrain reasoning with distributed embedded processing elements
GB0027863D0 (en) * 2000-11-15 2000-12-27 Bligh Maurice Emergency floor lighting system
US6772071B2 (en) * 2001-04-18 2004-08-03 Techtrac Systems, Llc Estimation of toxic substance release
DE20117446U1 (de) * 2001-10-25 2002-01-24 Dräger Safety AG & Co. KGaA, 23560 Lübeck Überwachungsvorrichtung mit drahtloser Datenkommunikation
US6737967B2 (en) * 2002-05-10 2004-05-18 Simplexgrinnell, Lp Wireless walk through test system

Also Published As

Publication number Publication date
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EP1504430A4 (en) 2005-10-26
DE60314514T2 (de) 2008-02-28
US20030214397A1 (en) 2003-11-20

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