ES2992436T3 - Sistema inalámbrico de guiado de zona asistido por localización que incorpora la transmisión segura de la localización - Google Patents

Abstract

Un dispositivo de seguimiento de ubicación portátil totalmente autónomo compara de manera autónoma una ubicación actual con un mapa de latitud y longitud almacenado en la memoria. El mapa de latitud y longitud almacena valores de zona de guía que indican una zona segura predeterminada, zonas de alerta progresiva y un punto de referencia predeterminado. Los valores de zona de guía representan acciones que se deben tomar en función de la ubicación actual. Cuando se inicia mediante alguna combinación de ubicación actual o valor de zona, historial de ubicación y hora, o cuando se consulta de otra manera, el dispositivo de seguimiento transmite la diferencia con respecto a la ubicación de referencia, en lugar de los datos de ubicación actual real, a al menos un aparato de monitoreo de comunicaciones inalámbricas. El aparato de monitoreo también almacena una copia del mapa de latitud y longitud y del punto de referencia. Utilizando la diferencia recibida, el aparato de monitoreo conoce tanto la ubicación del dispositivo de seguimiento de ubicación como las acciones que se deben tomar en función de la ubicación actual. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema inalámbrico de guiado de zona asistido por localización que incorpora la transmisión segura de la localización

Campo Técnico

Esta invención se refiere generalmente a las comunicaciones eléctricas, y más particularmente a sistemas indicadores sensibles a la condición con un enlace de comunicaciones inalámbricas, al menos un aparato de monitoreo de comunicaciones inalámbricas, y al menos un dispositivo portátil de seguimiento de localización. En una manifestación preferida, un dispositivo portátil de seguimiento de localización completamente autónomo diseñado de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención monitorea la localización con relación tanto a un área predeterminada como a un punto de referencia predeterminado, y comunica de manera segura el estado al menos a un aparato de monitoreo de comunicaciones inalámbricas.

Antecedentes de la técnica

Con la llegada y el avance sustancial de los Sistemas de posicionamiento global (G PS), que actualmente se usan principalmente para la navegación, los expertos han reconocido la oportunidad de incorporar la tecnología G PS en el seguimiento del personal y la contención de mascotas. Varios sistemas se han propuesto en la literatura durante varias décadas, pero estos sistemas aún no se han vuelto comercialmente viables.

Una limitación significativa de los sistemas G PS de la técnica anterior es la precisión del sistema. La precisión puede depender de variables tales como variaciones atmosféricas, reflexiones de señales y pérdida de señales debido a obstáculos y variabilidad introducida intencionalmente en el sistema. Una variabilidad similar se encuentra en varios sistemas de localización de radio y celular.

Un sistema de navegación G PS o similar que sea preciso a más o menos diez metros es muy adecuado para propósitos de navegación, por ejemplo, para guiar a una persona a un edificio comercial para una reunión u otro comercio. Sin embargo, este nivel de precisión es completamente inaceptable para la contención de mascotas, el seguimiento del personal y el monitoreo de la maquinaria. A efectos ilustrativos, muchos jardines residenciales tienen un ancho de 40 pies o diez metros aproximadamente. Un sistema que solo es preciso a más o menos diez metros podría intentar indicar que un dispositivo portátil de seguimiento de localización está en el patio del vecino en cualquier día o en cualquier momento, en dependencia de variables impredecibles e incontrolables tales como las condiciones atmosféricas. Como se apreciará fácilmente, este localizador impredecible conducirá a acciones y alertas incorrectas, cuando, de hecho, el dispositivo portátil de seguimiento de localización esté dentro de la localización adecuada. A su vez, esto erosionará seriamente la confianza en el sistema, y puede conducir a un desprecio muy indeseable por las alertas emitidas por el aparato.

Otra limitación es la cantidad de cálculo requerido para determinar si el dispositivo portátil de seguimiento de localización está dentro de un área seleccionada. La mayoría de los sistemas g Ps de la técnica anterior usan nodos para definir el perímetro y luego calculan matemáticamente dónde está el dispositivo portátil de seguimiento de localización con relación a los nodos. Desafortunadamente, esto requiere una cantidad sustancial de cálculo, que aumenta en gran medida a medida que aumenta el número de nodos. Como resultado, estos sistemas se basan comúnmente en un sistema de procesamiento primario que es remoto del dispositivo portátil de seguimiento de localización, al cual el dispositivo portátil de seguimiento de localización se acopla por medio de ondas de radio o similares. Esto permite que el sistema de procesamiento primario realice cálculos y luego retransmita los resultados o señales de control de regreso al dispositivo portátil de seguimiento de localización. Indeseablemente, esto también drena la preciosa energía de la batería, limitando el tiempo útil entre los ciclos de recarga de la batería, y nuevamente hace que el dispositivo portátil de seguimiento de localización dependa de la comunicación con un aparato de monitoreo. Además, la necesidad de una segunda estación base hace que el sistema sea mucho menos portátil. Para un propósito ilustrativo y no limitante, esto significa que sacar el dispositivo portátil de seguimiento de localización de una base de operaciones a un parque puede ser poco práctico o imposible.

Una limitación adicional de la técnica anterior es la duración de la batería. Un dispositivo portátil de seguimiento de localización que debe retirarse y recargarse cada pocas horas no es aceptable para la mayoría de los propósitos. Desafortunadamente, los cálculos intensivos requeridos por los sistemas de la técnica anterior requieren ya sea una unidad de procesador rápida y, en consecuencia, de mayor potencia, o un enlace de comunicaciones de alta potencia y continuo tal como un enlace de radio a una estación base. Mientras que el dispositivo portátil de seguimiento de localización puede transmitir datos de vuelta a la unidad base para evitar la necesidad de una capacidad de cálculo compleja, incluso la transmisión de información de posición y la recepción de acciones del dispositivo portátil de seguimiento de localización requieren un radio razonablemente alimentado. Sería evidente que los walkie-talkies, los teléfonos celulares y otros dispositivos de radio portátiles tienen todas baterías muy grandes para proporcionar una vida de transmisión y recepción adecuada, y aun así estos dispositivos a menudo solo soportan varias horas de comunicaciones. Como puede apreciarse, el tamaño y el peso se restringen severamente para un dispositivo de seguimiento de localización pequeño y portátil, y la inclusión de una batería grande es indeseable.

Aún otra limitación de la técnica anterior es el bloqueo o la pérdida involuntaria de las señales de GPS. Existen una serie de condiciones que pueden provocar la pérdida de las señales de GPS. Uno es el clima desfavorable, que puede provocar una señal de satélite gravemente atenuada y relaciones de señal a ruido (SNR) mucho más altas. Otra condición es un edificio adyacente, pared del cañón u otro obstáculo que bloquea las señales del satélite. Tal señal pudiera, a manera de ejemplo, bloquear todas las señales tales como ocurre comúnmente dentro de un edificio, o en su lugar solamente pudieran bloquear señales de una única dirección. Sin embargo, los sistemas G PS requieren múltiples satélites para obtener una corrección de posición, e incluso si solo uno de los satélites se bloquea, entonces puede perderse la capacidad de corregir la posición con precisión. Otra situación que puede provocar la pérdida de la señal es cuando el propio dispositivo portátil de seguimiento de localización se cubre. En tal caso, entonces las señales de satélite pueden bloquearse o atenuarse demasiado.

En cualquiera de estas situaciones en las que la señal de G PS está parcialmente o completamente bloqueada o atenuada, la precisión de la posición latitudinal y longitudinal será inadecuada o puede perderse completamente. En tales casos, un dispositivo portátil de seguimiento de localización de la técnica anterior puede volverse completamente no funcional. Peor aún, esta pérdida de función puede producirse sin previo aviso de manera errática, lo que provoca daños graves o una interrupción o pérdida completa de la función prevista.

Se cree que las siguientes patentes y solicitudes de patente publicadas son ilustrativas de la técnica anterior más relevante, y las enseñanzas y contenidos de cada una se incorporan en la presente descripción como referencia: 4,393,448 por Dunn y otros, titulada "Navigational plotting system"; 4,590,569 por Rogoff y otros, titulada "Navigation system including an integrated electronic chart display"; 4,611,209 por Lemelson y otros, titulada "Navigation warning system and method"; 4,817,000 por Eberhardt, titulada "Automatic guided vehicle system"; 4,999,782 por BeVan, titulada "Fixed curved path waypoint transition for aircraft"; 5,067,441 por Weinstein, titulada "Electronic assembly for restricting animals to defined areas"; 5,191,341 por Gouard y otros, titulada "System for sea navigation or traffic control/assistance"; 5,351,653 por Marischen y otros, titulada "Animal training method using positive and negative audio stimuli"; 5,353,744 por Custer, titulada "Animal control apparatus"; 5,355,511 por Hatano y otros, titulada "Position monitoring for communicable and uncommunicable mobile stations"; 5,381,129 por Boardman, titulada "Wireless pet containment system"; 5,389,934 por Kass, titulada "Portable locating system"; 5,408,956 por Quigley, titulada "Method and apparatus for controlling animals with electronic fencing"; 5,450,329 por Tanner, titulada "Vehicle location method and system"; 5,568,119 por Schipper y otros, titulada "Arrestee monitoring with variable site boundaries"; 5,587,904 por Ben-Yair y otros, titulada "Air combat monitoring system and methods and apparatus useful therefor"; 5,594,425 por Ladner y otros, titulada "Locator device"; 5,751,612 por Donovan y otros, titulada "System and method for accurate and efficient geodetic database retrieval"; 5,791,294 por Manning, titulada "Position and physiological data monitoring and control system for animal herding"; 5,857,433 por Files, titulada "Animal training and tracking device having global positioning satellite unit"; 5,868,100 por Marsh, titulada "Fenceless animal control system using G PS location information"; 5,911,199 por Farkas y otros, titulada "Pressure sensitive animal training device"; 5,949,350 por Girard y otros, titulada "Location method and apparatus"; 6,043,748 por Touchton y otros, titulada "Satellite relay collar and programmable electronic boundary system for the containment of animals"; 6,114,957 por Westrick y otros, titulada "Pet locator system"; 6,172,640 por Durst y otros, titulada "Pet locator"; 6,232,880 por Anderson y otros, titulada "Animal control system using global positioning and instrumental animal conditioning"; 6,232,916 por Grillo y otros, titulada "GPS restraint system and method for confining a subject within a defined area"; 6,236,358 por Durst y otros, titulada "Mobile object locator"; 6,263,836 por Hollis, titulada "Dog behavior monitoring and training apparatus"; 6,271,757 por Touchton y otros, titulada "Satellite animal containment system with programmable Boundaries"; 6,313,791 por Klanke, titulada "Automotive G PS control system"; 6,421,001 por Durst y otros, titulada "Object locator"; 6,441,778 por Durst y otros, titulada "Pet locator"; 6,480,147 por Durst y otros, titulada "Portable position determining device"; 6,487,992 por Hollis, titulada "Dog behavior monitoring and training apparatus"; 6,518,919 por Durst y otros, titulada "Mobile object locator"; 6,561,137 por Oakman, titulada "Portable electronic multisensory animal containment and tracking device"; 6,581,546 por Dalland y otros, titulada "Animal containment system having a dynamically changing perimeter"; 6,700,492 por Touchton y otros, titulada "Satellite animal containment system with programmable boundaries"; 6,748,902 por Boesch y otros, titulada "System and method for training of animals"; 6,903,682 por Maddox, titulada "DGPS animal containment system"; 6,923,146 por Kobitz y otros, titulada "Method and apparatus for training and for constraining a subject to a specific area"; 7,034,695 por Troxler, titulada "Large area position/proximity correction device with alarms using (D)GPS technology"; 7,259,718 por Patterson y otros, titulada "Apparatus and method for keeping pets in a defined boundary having exclusion areas"; 7,328,671 por Kates, titulada "System and method for computer-controlled animal toy"; 7,677,204 por James, titulada "Dog training device"; 8,155,871 por Lohi y otros, titulada "Method, device, device arrangement and computer program for tracking a moving object"; 8,115,642 por Thompson y otros, titulada "Traveling invisible electronic containment perimeter -method and apparatus"; 8,624,723 por Troxler, titulada "Position and proximity detection systems and methods"; 8,757,098 por So y otros, titulada "Remote animal training system using voltage-to-frequency conversion"; 8,797,141 por Best y otros, titulada "Reverse RFID location system"; 8,839,744 por Bianchi y otros, titulada "Mobile telephone dog training tool and method"; 8,851,019 por Jesurum, titulada "Pet restraint system"; 2007/0204804 por Swanson y otros, titulada "GPS pet containment system and method"; 2008/0252527 por Garcia, titulada "Method and apparatus for acquiring local position and overlaying information"; 2011/0193706 por Dickerson, titulada "Sensor collar system"; 2012/0000431 por Khoshkish, titulada "Electronic pet containment system"; 2013/0127658 por McFarland y otros, titulada "Method and apparatus to determine actionable position and speed in GNSS applications"; and EP 0699330 and WO 94/27268 por Taylor, titulada "GPS Explorer".

Otras solicitudes de patentes publicadas de Estados Unidos, las enseñanzas y el contenido de las cuales se incorporan en la presente descripción como referencia, incluyen: 4,967,696 por Tobías, titulada "Dog collar"; 5,491,486 por Welles y otros, titulada "Mobile tracking units employing motion sensors for reducing power consumption therein"; 6,079,367 por Stapelfeld y otros, titulada "Animal training apparatus and method"; 6,415,742 por Lee y otros, titulada "Dual transmitter pet confinement and training system"; 7,764,228 por Durst y otros, titulada "Portable position determining device"; 7,786,876 por Troxler, titulada "Large area position/proximity correction device with alarms using (D)GPS technology"; 7,856,947 por Giunta, titulada "Wireless fencing system"; 7,920,066 por Troxler, titulada "Large area position/proximity correction device with alarms using (D)g Ps technology"; 8,065,074 por Liccardo, titulada "Configurable inertial navigation system with dual extended kalman filter modes"; 8,149,110 por Troxler, titulada "Large area position/proximity correction device with alarms using (D )GPS technology"; 8,155,871 por Lohi y otros, titulada "Method, device, device arrangement and computer program for tracking a moving object"; 8,955,462 por Golden, titulada "System and Method for Remote Guidance of an Animal to and from a Target Destination"; 8,957,812 por Hill y otros, titulada "Position Tracking System and Method Using Radio Signals and Inertial Sensing"; 2001/0026240 por Neher, titulada "Personal Locations Detection System"; 2004/0108939 por Giunta, titulada "Wireless Fencing System with Tetherless Leash"; 2004/0196182 por Unnold, Titulada "Intelligent Mobile Asset Management System"; 2005/0034683 por Giunta, titulada "Wireless Fencing System"; 2005/0066912 por Korbitz y otros, titulada "Method and Apparatus for Training and for Constraining a subject to a specific area"; 2006/0061469 por Jaeger y otros, titulada "Positioning system that uses signals from a point source"; 2006/0197672 por Talamas y otros, titulada "Virtual fence"; 2008/0036610 por Hokuf y otros, titulada "Animal Tracking Apparatus and Method"; 2008/0162034 por Breen, titulada "System and Method for automatically generating sets of geo-fences"; 2008/0246656 por Ghazarian, titulada "Automatic G PS tracking system with passive battery circuitry"; 2009/0267832 por Hymel, titulada "Systems and methods for dynamically determining position"; 2009/0289844 por Palsgrave y otros, titulada "Position monitoring system"; 2009/0292426 por Nelson y otros, titulada "System and method for controlling a planter"; 2009/0325594 por Lan y otros, titulada "Using base-station location to assist mobile-device system acquisition"; 2010/0139576 por Kim y otros, titulada "Electronic Fence System"; 2011/0163873 por Mclntosh, titulada "Determination of time zone andDST participation"; 2011/0172916 por Pakzad y otros, titulada "mobile device positioning in a constrained environment"; 2012/0312250 por Jesurum, titulada "Pet Restraint System"; 2013/0141237 por Goetzl y otros, titulada "docking system and apparatus to track and stimulate an animal"; 2013/0157628 por kirn y otros, titulada "Smart phone based electronic fence system"; 2013/0307688 por Hoffman y otros, titulada "Personal security and tracking system"; 2013/0324166 por Mian y otros, titulada "Method and apparatus using geofence to track individual group members"; 2014/0230755 byTrenkle y otros, titulada "Animal Indicator Apparatus"; 2015/0016730 por Miller y otros, titulada "Methods, apparatus, and articles of manufacture to measure geographical features using an image of a geographical location"; 2015/0020750 por Jesurum, titulada "Pet restraint System"; 2015/0107531 por Golden, titulada "System and method for remote guidance of an animal to and from a target destination".

El presente inventor también ha desarrollado anteriormente varios aparatos y métodos que han disminuido los requisitos computacionales y la RAM requerida lo suficiente como para proporcionar un aparato completamente autónomo que puede tanto rastrear la localización como tomar las acciones apropiadas en respuesta a zonas predeterminadas almacenadas dentro de la RAM. El aparato y los métodos asociados se describen en Patente de Estados Unidos 9,795,118 y la solicitud publicada 2015/0216142, así como también un número de otras solicitudes pendientes que incluyen US2017156294 que describe un sistema inalámbrico de guiado de zona asistido por localización. Las enseñanzas y el contenido relevantes que se incorporan en la presente descripción como referencia.

Mientras que cada una de las patentes y solicitudes publicadas anteriores han ofrecido características y beneficios tangibles, ha continuado existiendo la necesidad de métodos y aparatos mejorados para monitorear de manera segura y confiable la localización de un dispositivo portátil de seguimiento de localización. Mediante el uso de la tecnología mencionada anteriormente, un progenitor es ahora capaz de rastrear y monitorear la localización de un niño, un amigo puede monitorear y rastrear la localización de otro amigo, y un paciente anciano con demencia puede rastrearse y monitorearse, con la intención de mantenerlo seguro. Estos objetivos son por supuesto convenientes y muy beneficiosos.

Sin embargo, con la introducción de los diversos aparatos de seguimiento de localización ha venido un efecto secundario a veces muy indeseable. No solo un padre puede rastrear la localización del niño, sino también un posible secuestrador. Un paquete valioso puede rastrearse no solo por el propietario, sino también por un ladrón. Para reducir la posibilidad de esta corrupción de un conjunto de aparatos de seguimiento muy beneficioso de otra manera, un sistema puede proporcionarse con cifrado. Desafortunadamente, no solo ha mejorado el cifrado, sino también todo el campo de la criptografía, que incluye la descifrado. Aunque un aparato puede hoy proporcionarse con un código de cifrado o aparato que puede ser difícil o que consume tiempo romper, en solo cuestión de unos pocos meses o años, el hardware y software usado para la criptografía puede avanzar lo suficiente como para hacer que estos cifrados sean inútiles contra incluso un hacker poco hábil. Además, este cifrado y descifrado requiere una vez más una operación intensa del procesador, que como ya se mencionó en la presente descripción es bastante perjudicial tanto para la duración de la batería como para los costos del hardware.

Como puede ser evidente entonces, a pesar de los enormes avances y la investigación y el desarrollo sustanciales que se han realizado, todavía permanece la necesidad de un aparato mejorado que funcione de manera autosuficiente, y que pueda comunicarse de manera segura y confiable con un aparato de monitoreo.

Además de lo anterior, Webster's New Universal Unabridged Dictionary, Second Edition copyright 1983, se incorpora en la presente descripción como referencia en su totalidad para las definiciones de las palabras y términos usados en la presente descripción.

Divulgación de la invención

La invención se define en las reivindicaciones independientes. Las modalidades ventajosas se establecen en las reivindicaciones dependientes.

La presente invención y las modalidades preferidas y alternativas se han desarrollado con una serie de objetivos en mente. Aunque no todos estos objetivos se encuentran en o se requieren de cada modalidad, estos objetivos proporcionan no obstante una sensación de la intención general y los muchos beneficios posibles que están disponibles a partir de las diversas modalidades de la presente invención.

Un primer objeto de la invención es proporcionar un aparato seguro y seguro para monitorear la localización de un dispositivo portátil de seguimiento de localización. A partir de las descripciones proporcionadas en la presente descripción y las enseñanzas incorporadas como referencia en la presente descripción anteriormente, será evidente que la presente invención puede aplicarse en ciertos casos a seres humanos, ganado, mascotas u otros animales, maquinaria y otros aparatos diversos. Un segundo objeto de la invención es proporcionar un aparato completamente autónomo que determinará la localización y tomará diversas acciones o inacciones apropiadas en base a esa localización durante períodos prolongados de operación. Como corolario, el dispositivo portátil de seguimiento de localización completamente autónomo es preferentemente operativo con sistemas de localización disponibles universalmente, que incluyen, pero no se limitan a, G PS satelital, sistemas de triangulación de teléfonos celulares y sistemas de triangulación de radio tales como Loran, pero alternativamente puede proporcionarse con un sistema de localización personalizado si se desea. Mediante el uso de sistemas de localización universalmente disponibles, no existe un límite en las ubicaciones donde puede usarse el aparato. Otro objetivo de la presente invención es permitir que una persona configure y opere de manera simple y eficiente. Un objeto adicional de la invención es aplicar eficiente y rápidamente un dispositivo portátil de seguimiento de localización a un sujeto a rastrear, ya sea que el sujeto sea animado o inanimado, con un tiempo y conocimiento mínimos requeridos para un uso adecuado y efectivo del aparato. Aún otro objeto de la presente invención es permitir el establecimiento de un área aceptable o "zona segura" que puede tener una geometría muy compleja mediante el uso solo del dispositivo portátil de seguimiento de localización autónomo, y ajustar o redefinir el área nuevamente mediante la simple manipulación del dispositivo portátil de seguimiento de localización autónomo. Un objetivo adicional de la invención es permitir que el dispositivo portátil de seguimiento de localización autónomo genere automáticamente un número de zonas que facilitan el uso y la generación deseados de la acción, que incluye cuando se desea un conjunto de zonas progresivas que pueden compartir una acción común que se intensifica a medida que las zonas se penetran progresivamente. Un objetivo aún más de la invención es facilitar una comunicación muy segura y de muy bajo consumo desde un dispositivo portátil de seguimiento de localización a un aparato de monitoreo sobre una base de “según sea necesario” que puede incluir a título de ejemplo y sin limitación uno de estado, zona actual, o desplazamiento desde un punto de referencia.

Breve descripción de las figuras

Los objetos, las ventajas y las características novedosas de la presente invención pueden entenderse y apreciarse con referencia a la siguiente descripción detallada que se toma junto con los dibujos adjuntos, en los que:

La Figura 1 ilustra un mapa de valores numéricos que se superponen visualmente y se asocian electrónicamente con una propiedad ilustrativa tal como podría representarse de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención.

La Figura 2 ilustra puntos de referencia alternativos y movimiento ilustrativo de un dispositivo portátil de seguimiento de localización autocontenido de una modalidad preferida alrededor de la propiedad ilustrativa de la Figura 1 como se representa en el mapa de valores numéricos de la Figura 2.

La Figura 3 ilustra la modalidad preferida del dispositivo portátil de seguimiento de localización autónomo en combinación adicional con una pluralidad de satélites y un aparato de monitoreo de comunicaciones inalámbricas.

Descripción detallada

En una modalidad preferida del sistema inalámbrico de guiado de zona asistido por localización 100 diseñado de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención, una persona podría querer monitorear un niño, una mascota, una máquina u otro objeto inanimado o animado localizado dentro de una propiedad de ejemplo 1 tal como la que se ilustra en la Figura 1. Un límite externo de la propiedad 2 puede abarcar uno o más edificios 3, una entrada de vehículos 4 y un buzón 5. A manera de ejemplo, un buzón puede localizarse en una pequeña península 6 que podría extenderse más allá de los límites de la localización de la propiedad en particular.

Un dispositivo portátil de seguimiento de localización autónomo 120, que podría ser únicamente ilustrativo y no limitarse exclusivamente a ello, similar al que se ilustra en la Figura 3, contendrá preferentemente los componentes electrónicos necesarios para realizar una serie de tareas como se describe en la presente descripción. Algunos componentes ilustrativos incluyen: componentes para recibir y descifrar señales de determinación de localización a través del aparato de determinación de localización G PS 121; un microprocesador, un controlador lógico programable, o cualquier otro aparato equivalente o adecuado 123; un aparato de intercambio de datos 125 que podría comprender una radio u otro hardware de comunicaciones; y también preferentemente tanto memoria volátil como no volátil tal como RAM 127 y almacenamiento no volátil 129.

En la modalidad preferida del sistema de guía de zona asistida de localización inalámbrico 100 como se ilustra en la Figura 3, una pluralidad de satélites 110 transmiten señales G PS, que luego pueden recibirse y convertirse en referencias de latitud y longitud por el aparato de determinación de localización G PS 121. Estas referencias de latitud y longitud se comunican entonces desde el aparato de determinación de localización de G PS 121 al microprocesador 123. Aunque se prefieren las referencias de latitud y longitud, en modalidades alternativas puede usarse cualquier referencia de coordenadas adecuada representativa de un área geográfica.

Una nueva área puede establecerse como se describe en más detalle en la Patente de Estados Unidos 9,795,118 y la solicitud publicada 2015/0216142 incorporada en la presente descripción como referencia, o por cualquier otra técnica adecuada. En una modalidad descrita en la presente descripción, se atraviesa el límite externo 2, mientras que el aparato de determinación de localización G PS 121 y el microprocesador 123 rastrean estas ubicaciones y las almacenan en la RAM 127 y/o el almacenamiento no volátil 129. En una modalidad alternativa, los mapas creados sobre o almacenados dentro de varios dispositivos de computación pueden transferirse a través del intercambio de datos 125 y el microprocesador 123 a uno o ambos de la<r>A<m>127 y el almacenamiento no volátil 129.

A continuación, el microprocesador 123 u otro procesador adecuado convertirá preferentemente este límite externo 2 en una tabla 10 de valores tal como se ilustra a modo de ejemplo en la Figura 1. Las modalidades descritas en la presente descripción pueden implementarse con un procesador de propósito general, un procesador de señales digitales (DSP), un circuito integrado de aplicación específica (ASIC), una matriz de puertas programable de campo (FPGA) u otro dispositivo lógico programable, lógica de puerta o transistor discreto, componentes de hardware discretos, o cualquier combinación de los mismos diseñada para realizar las funciones descritas en la presente descripción. Un procesador de propósito general puede ser un microprocesador, pero alternativamente, el procesador puede ser cualquier procesador convencional, controlador, microcontrolador o máquina de estados. Un procesador también puede implementarse como una combinación de dispositivos de computación.

Mientras que los números 0-3 ilustrados en la tabla 10 se usan en los mismos para los propósitos de la presente ilustración, pueden usarse cualquier designación adecuada, ya sea numérica o no. Como único ejemplo, los números 0-3 representan cuatro opciones, y por lo tanto pueden representarse fácilmente por dos bits de datos. En tal caso, las posibles combinaciones son binarias 00, 01, 10 y 11. Además, la presente invención no se limita únicamente a cuatro opciones, y cualquier número de opciones, que incluyen tanto más como menos de cuatro, determinadas por un diseñador como apropiadas para el aparato que de cualquier otra manera generalmente cumple con el resto de la presente descripción se entenderá que se incorpora en la presente descripción.

Mientras que la Figura 1 ilustra un contorno ilustrativo de un área, que es un subconjunto de la propiedad total, el área puede tener cualquier geometría, y en el ejemplo es algo irregular.

En la modalidad preferida del sistema de guía de zona asistida de localización inalámbrica 100, se define un número de zonas diferentes en base a la travesía del límite externo 2 durante la configuración inicial. El área más allá del límite externo 2 se define por una zona "fuera de límites" 11 representada por un valor numérico de cero en cada localización de tabla de datos discreta. Inmediatamente dentro de las localizaciones de valor cero hay una zona de localizaciones asignadas un valor numérico de uno. En la presente descripción se denominará a esto como la "segunda zona de alerta" 12. Entre la zona "fuera de límites" 11 y la "segunda zona de alerta" 12 en la Figura 1, se ha trazado una línea discontinua 13 con fines ilustrativos. Esta línea no existe realmente en la tabla de datos almacenada 10, pero en su lugar ayuda a ilustrar mejor las diversas zonas que se definen por los diversos valores de localización.

Una pluralidad de ubicaciones discretas relativamente hacia dentro desde la segunda zona de alerta 12 se les asigna un valor numérico de dos y representan una "primera zona de alerta" 14. De nuevo, para el propósito de ilustración solamente, se muestra una línea discontinua 15 que separa la primera zona de alerta 14 de la segunda zona de alerta 12. De nuevo, y como la línea 13, esta línea 15 no existe realmente en la tabla de datos almacenada, y se proporciona únicamente con fines ilustrativos.

Finalmente, una "zona segura" 16 innata abarca preferentemente la mayor área de todas las zonas y se puebla con valores de localización discretos asignados para igualar el valor numérico de tres. La línea discontinua 17, como las líneas 13 y 15, indica las zonas separadas, pero no existe en la tabla de datos almacenada.

Como es evidente al revisar la Figura 1, la línea 13 corresponde aproximadamente al límite externo 2 y por lo tanto se comparte por ambos números de referencia. Debido a la naturaleza discreta de la resolución del sistema de determinación de posición particular, tal como un sistema G PS en la modalidad preferida del sistema de guía de zona asistida de localización inalámbrica 100, los puntos definidos durante el recorrido del límite externo 2 pueden o no corresponder exactamente a la localización terrestre. Además, dado que el límite externo 2 puede no ser lineal, y en su lugar puede incluir una serie de irregularidades tales como la península 21 y las esquinas ligeramente recortadas 23 y 26 mencionadas en la Figura 2, los puntos de datos más interiores, pero generalmente adyacentes a estas irregularidades tendrán variabilidad en sus geometrías asociadas con las del límite externo 2. Por lo tanto, y de nuevo con propósitos ilustrativos, la península 21 es demasiado estrecha para proporcionar el ancho de dos puntos de datos ilustrativo proporcionado para cada zona. Sin embargo, hay un único punto de datos de valor numérico 2 que sobresale en el número de referencia 22 ilustrado en la Figura 2. En consecuencia, a medida que se atravesó el límite externo 2 durante la configuración, un dispositivo portátil de seguimiento de localización autónomo 120 puede alcanzar la base de la caja de correo 5, que se ubica en este único punto de datos de valor numérico 2 en el número de referencia 22, sin pasar a la segunda zona de alerta. Sin embargo, el dispositivo portátil de seguimiento de localización autónomo 120 aún pasará a la primera zona de alerta, y se iniciará y llevará a cabo una acción asociada con la primera zona de alerta. De manera similar, las complejidades de la esquina con muesca 26 se pierden a medida que la esquina se convierte en una esquina cuadrada simple en el número de referencia 27 de la Figura 2. Igualmente, el elaborado de la esquina recortada 23 se desvanece algo a una esquina más simple 24, y se convierte en una única curva muy simple en una esquina más interior 25.

Además, estrictamente con el propósito de ilustración, y sin limitar la invención únicamente a la misma, se utilizan dos puntos de localización G PS como el ancho de cada una de la primera zona de alerta y la segunda zona de alerta. En consecuencia, en la modalidad como se ilustra, se calcula que cada una de estas primeras zonas de alerta y segundas zonas de alerta tienen aproximadamente dos puntos G PS de ancho. Se entenderá en la presente descripción que el ancho de las zonas de alerta puede predeterminarse para que sea más o menos de los dos puntos de datos ilustrativos y ejemplares. Además, el número de zonas de alerta puede variar de las dos zonas que se ilustran.

Mientras que las áreas de la zona de alerta son, de hecho, de dos puntos de datos de ancho, el ancho de las zonas de alerta en puntos de transición agudos, tales como las esquinas, puede ser mayor o menor que dos puntos de datos de ancho. Las decisiones particulares sobre cómo conformar las zonas interiores se determinarán mediante algoritmos elegidos o escritos por un diseñador en el tiempo de diseño. Además, puede haber momentos en los que las zonas de guía asistida puedan adoptar una forma muy irregular. Esto puede ocurrir, a modo de ejemplo, cuando hay una península estrecha entre dos zonas de seguridad más grandes. Cuando no hay suficiente espacio para el número predeterminado de puntos de localización de la zona de alerta, tal como dentro de la península 21 de la Figura 1, en la modalidad preferida los cálculos de puntos de datos aún comienzan con el segundo valor de la zona de alerta adyacente al área de "fuera de límites". Esto presenta un funcionamiento consistente cerca de los bordes, y proporciona un comportamiento del sistema más consistente, que en algunos casos puede ser muy importante.

Como puede ser evidente, una persona puede elegir dónde atravesar para controlar la formación de diversas zonas. Como ejemplo, una persona que intenta crear un tampón más grande adyacente a una carretera de alto tráfico, al establecer las zonas, simplemente caminaría a un límite externo más lejos del borde de la carretera. Esto mantiene anchos de zona de alerta más consistentes, lo que se cree que ofrece una mejor comunicación y entrenamiento para los seres animados que variar el ancho de las zonas de alerta. Sin embargo, y alternativamente, en la presente descripción se contempla permitir que una persona, el sistema, o el dispositivo portátil de seguimiento de localización autoconstruido 120 varíe el ancho de las zonas de alerta para que correspondan a diversos objetos o peligros tales como cercas, jardines y carreteras.

La Figura 2 ilustra la representación de la tabla de datos 10 del área terrestre de la Figura 1, pero sin los elementos de terreno mostrados. Un mapa terrestre de latitud y longitud se convierte y se guarda como un gráfico de X-Y o tabla de puntos, donde un eje (en este caso las hileras, también denominadas la abscisa) representa la latitud y el otro eje (en este caso, como se ilustra, las columnas, también denominadas la ordenada) representa la longitud. Cada punto se asigna entonces un valor numérico que es representativo de una zona dentro de la región de guía asistida.

Estos puntos pueden ser a efectos ilustrativos y de acuerdo con la modalidad preferida, y corresponder a puntos específicos de latitud y longitud geográficas determinados con un grado particular de resolución. El grado de resolución puede ser típicamente el límite de precisión disponible para un sistema de localización particular, tal como seis decimales de precisión en un sistema G PS. Por lo tanto, como se representa en la Figura 2, las representaciones de latitud y longitud se presentan con seis decimales de precisión, aunque se consideran incorporados en la presente descripción otros niveles adecuados de precisión.

Es notable en la presente descripción el hecho de que los puntos de datos no corresponden a una medida exacta en pies o pulgadas. En su lugar, y como se conoce en la industria de la cartografía, un único segundo de longitud en el ecuador es el equivalente a aproximadamente 30,48 metros (101 pies). Por el contrario, un único segundo de longitud a sesenta grados de latitud norte, que es aproximadamente la localización de Oslo, Noruega; Helsinki, Finlandia; y Anchorage, Alaska; es solamente aproximadamente 15,54 metros (51 pies). Llevado al extremo, en los polos norte y sur, un segundo de longitud es cero metros (cero pies). Para los sistemas de la técnica anterior que intentan calcular las distancias en pies o pulgadas, esta desviación de la distancia longitudinal a medida que el collar se aleja del ecuador aumenta drásticamente la complejidad de los cálculos requeridos. A diferencia de esto, el presente ejemplo asocia directamente los puntos de datos de G PS con zonas y no tiene en cuenta la distancia en pies o pulgadas que esto puede equivaler.

El almacenamiento de la tabla de datos 10 requiere memoria, y un sistema electrónico adecuado dentro del dispositivo portátil de seguimiento autónomo 120 no se proporcionará con memoria ilimitada dentro de la cual almacenar puntos de datos. El tipo particular de memoria seleccionada está muy por debajo del nivel de habilidad de un diseñador de dispositivos portátiles que utilizan microprocesadores, microcontroladores y similares, y la invención no se limita a un único o un tipo particular de memoria. De acuerdo con una modalidad preferida del sistema, la memoria se dividirá en alguna combinación de almacenamiento no volátil más lento 129 y RAM volátil relativamente más rápida 127. La memoria más lenta, no volátil, para propósitos ilustrativos, pero no limitantes podría comprender una memoria flash bien conocida.

Se determinará una localización de referencia dentro de la tabla 10. Esta localización de referencia puede ser cualquier posición dentro de la tabla. Para propósitos ilustrativos y no limitantes, se seleccionará una localización de referencia desde el centroide de la zona segura prevista como se indica en la Figura 2, la latitud y longitud mínimas de la zona o tabla de datos, o incluso alguna otra localización en su totalidad. Para los propósitos de ilustrar la presente modalidad preferida del sistema inalámbrico de guiado de zona asistido por localización 100, la esquina inferior izquierda puede entenderse como la localización de referencia, identificada como punto de referencia 42 en la ilustración de la Figura 2.

La tabla de datos 10 poblada con valores de zona como se ilustra en las Figuras 1 y 2 necesita almacenarse tanto dentro del dispositivo portátil de seguimiento de localización autónomo 120 como dentro del aparato de monitoreo 130. Esto puede lograrse a través de cualquier comunicación adecuada, tal como a través de una comunicación invocada entre el intercambio de datos del dispositivo de seguimiento 125 y el intercambio de datos del aparato de monitoreo 135. Mientras que cualquier medio de comunicación puede invocarse, se prefieren las alternativas al método de comunicación de operación de campo. Para un propósito ilustrativo y no limitante, la comunicación de campo cercano (NFC), la conexión directa por cable, u otro canal de comunicaciones alternativo pueden usarse para proporcionar una iniciación de ambos dispositivos 120, 130, tal como una transferencia del punto de referencia y el mapa de zonas. En otra modalidad, puede usarse una comunicación encriptada para transferir tal información. Al invocar esta transferencia inicial mediante el uso de un modo de comunicación alternativo, particularmente uno tal como la conexión directa por cable o NFC que es mucho menos susceptible a ser hackeada externamente, una tercera parte no tendrá acceso a la tabla de datos 10 o al punto de referencia tal como el centroide de la zona segura o el punto de referencia 42.

Una vez que la tabla de datos 10 y un punto de referencia adecuado tal como el punto de referencia 42 se han compartido entre el dispositivo portátil de seguimiento de localización autónomo 120 y el aparato de monitoreo 130, el sistema inalámbrico de guiado de zona asistido por localización 100 de la modalidad preferida puede comenzar a funcionar.

Cuando está en funcionamiento, el dispositivo portátil de seguimiento de localización autónomo 120 recibirá transmisiones de señal G PS desde una pluralidad de satélites 110, típicamente tres o más satélites. Las señales recibidas se convierten por el aparato de determinación de localización de G PS 121 en referencias de latitud y longitud, que luego se reenvían y se reciben por el microprocesador 123. El microprocesador 123 usará la señal de latitud y longitud actuales enviada desde el aparato de determinación de localización G PS 121 para encontrar la localización dentro de la tabla de datos 10 que corresponde a la localización actual.

La determinación del desplazamiento puede ser tan simple como una simple sustracción de la localización de referencia, tal como el punto de referencia 42 de la Figura 2, de la localización actualmente determinada. Luego, esta diferencia se usa como índice de la tabla, para dirigirse directamente a la localización particular de la tabla. En la modalidad preferida, cada punto de datos se almacena en la memoria mediante el uso de una matriz de doble índice, con cada uno de los dos índices de la matriz que representan de manera única uno de los desplazamientos latitudinal o longitudinal desde el punto de referencia. Para propósitos ilustrativos, esto puede escribirse como ArrayName[latitude-offset][longitude-offset]. Cada [desplazamiento de latitud] [desplazamiento de longitud] único puede apuntar a una localización única en la memoria donde se almacena el valor de zona asociado con esa localización geográfica.

En una modalidad alternativa, el desplazamiento puede convertirse adicionalmente en un cálculo proporcional o escalar, donde se sabe que un número particular de grados de latitud, por ejemplo, es igual a un desplazamiento de un punto de datos a la derecha en la tabla 10. Esto requiere almacenar la conversión escalar y un cálculo escalar adicional para buscar el valor de datos para una localización, lo cual puede ser indeseable para algunas aplicaciones.

Una vez que se calcula el desplazamiento, el microprocesador 123 consultará la localización de la memoria y el contenido de la memoria se devuelve en forma de un valor numérico de 0-3, lo que significa que el dispositivo portátil de seguimiento de localización autocontenido 120 está cómodamente dentro de la zona segura ("3" en la modalidad preferida), o está en la primera alerta ("2" en la modalidad preferida), segunda alerta ("1" en la modalidad preferida), o en las zonas fuera de límites. Después de que se determina la localización de G PS, el único cálculo requerido durante la operación del dispositivo portátil de seguimiento de localización autónomo 120 para determinar si el dispositivo 120 está dentro de una zona de guiado asistida es el cálculo del desplazamiento en latitud y longitud desde el punto de referencia, tal como el punto de referencia 42 en la esquina inferior izquierda de la tabla 10. Este es un cálculo muy rápido y fácil, seguido de una lectura casi instantánea del contenido de la memoria. En la modalidad preferida, el sistema de guía de zona asistida 100 de localización inalámbrica, luego, todos los cálculos de representación numérica se realizan en el momento en que se define el límite externo, y luego se guardan estos azulejos de representación numérica, preferentemente en almacenamiento no volátil 129 tal como dentro de EEPROM, memoria flash, o almacenamiento equivalente. El almacenamiento en almacenamiento no volátil 129 permite que el mapa almacenado se use en una fecha posterior, incluso si la batería falla en el ínterin.

El procedimiento usado para borrar un mapa del almacenamiento no volátil 129 también es bastante simple en la modalidad preferida. Una vez que el usuario selecciona eliminar el mapa, las ubicaciones de memoria asociadas se reescriben simplemente a valores numéricos de cero; o se eliminan simplemente de un directorio de memoria o una tabla de asignación de archivos; o se eliminan de cualquier otra manera como se conoce en el campo de la computación.

Cuando se desea guardar más de un mapa, las tablas de datos que contienen los valores de la zona pueden intercambiarse en la memoria activa según se requiera. Esto significa que el almacenamiento de diversas ubicaciones no requiere el almacenamiento de cada localización entre ellas. Por lo tanto, por ejemplo, el almacenamiento de dos mapas de una acre distintos en lados opuestos de la tierra no requiere almacenar millones de acres de mapas. En su lugar, solo se requiere que la tabla de datos asociada con una latitud y longitud realmente necesarias se almacene en la memoria. Si bien el uso de estas tablas de datos más pequeñas no es esencial para el funcionamiento de la presente invención, la capacidad de crear estas significa que, con solo cantidades muy modestas de memoria y capacidad de procesamiento, la presente invención puede usarse para mapear una o una pluralidad de regiones de guía asistida literalmente en cualquier lugar de la tierra.

Mediante el uso de las enseñanzas de la presente invención, el dispositivo portátil de seguimiento de localización autónomo 120 puede diseñarse para contener un sistema de guía de zona asistida de localización inalámbrica completo e independiente. En otras palabras, no se necesitaría comprar ni adquirir componentes adicionales, ni se necesita ningún otro dispositivo externo distinto de la pluralidad de satélites G PS 110. El dispositivo portátil de seguimiento de localización autónomo 120 interactuará preferentemente directamente con las señales de G PS recibidas de los satélites G PS 110, y puede usar para su habilitación un conjunto de componentes comercialmente disponible para determinar la latitud y la longitud.

Un número de otras características también pueden incorporarse convenientemente u opcionalmente en un sistema inalámbrico de guiado de zona asistido por localización 100 de una modalidad preferida. Algunas de estas se describen y establecen en la Patente de Estados Unidos 9,795,118 y la solicitud publicada 2015/0216142 incorporada en la presente descripción como referencia.

Además, de acuerdo con la presente modalidad preferida del sistema inalámbrico de guiado de zona asistido por localización 100, se proporcionará también un aparato de monitoreo 130. El aparato de monitoreo 130 en la modalidad preferida del sistema de guía de zona asistida de localización inalámbrica 100 puede tener, a modo de ejemplo y sin limitación, un aparato de determinación de localización G PS 131; un microprocesador 133; un aparato de intercambio de datos 135; RAM 137; y almacenamiento no volátil 139. El aparato de determinación de localización G PS 131 es opcional y no se requiere para las características esenciales de la invención, pero puede ofrecer beneficios en algunas situaciones, tales como el seguimiento físico del dispositivo portátil de seguimiento de localización autónomo 120 con un aparato de monitoreo portátil 130.

Como se indicó anteriormente en la presente descripción, la provisión de aparatos de intercambio de datos 125, 135 permite que los mapas de la región de guía asistida y el punto de referencia se comuniquen desde un dispositivo de computación externo. Esto puede proceder de otro dispositivo portátil de seguimiento de localización autónomo 120, un aparato de monitoreo 130, o de un teléfono celular o de diversos otros dispositivos de computación móviles o fijos. Para facilitar tal transferencia, el dispositivo portátil de seguimiento de localización autónomo 120 y el aparato de monitoreo 130 se proporcionarán preferentemente con una interfaz local, tal como a través del aparato de intercambio de datos 125, 135. La interfaz local puede ser de cualquier tipo adecuado, que incluyen, pero no se limitan a, inalámbrica Bluetooth™, NFC, celular u otro tipo de radio o enlace de comunicaciones alternativo, o canal de comunicaciones cableado.

Una vez que se ha transferido un punto de referencia y una tabla de datos entre o a ambos dispositivos de seguimiento de localización portátiles autónomos 120 y aparato de monitoreo 130, los únicos datos requeridos para ser transferidos desde un dispositivo portátil de seguimiento de localización autónomo 120 a un aparato de monitoreo de comunicaciones inalámbricas 130 son el número de puntos de mapa desplazados desde el punto de referencia que representa la localización actual del dispositivo portátil de seguimiento de localización 120. En otras palabras, si el dispositivo portátil de seguimiento de localización está en la posición 41 en la Figura 2, esta localización se desplaza desde el punto de referencia 42 por tres puntos a lo largo del eje X o abscisa, y seis puntos a lo largo del eje Y u ordenada. El dispositivo portátil de seguimiento de localización 120 puede simplemente transmitir el desplazamiento de referencia como los dos enteros "3" y "6" secuencialmente. Al recibir "3 6", el aparato de monitoreo de comunicaciones inalámbricas 130 a través del microprocesador 133 calculará los desplazamientos de "36" mediante el uso de la tabla de datos 10 para determinar la localización exacta del dispositivo portátil de seguimiento de localización 120, y puede evaluar adicionalmente inmediatamente que el dispositivo portátil de seguimiento de localización autónomo 120 se ubica en la primera zona de alerta. Si esta localización se destina a iniciar alguna acción, evento o secuencia de eventos dentro del aparato de monitoreo de comunicaciones inalámbricas 130, entonces a través del control del microprocesador 133 se iniciará tal acción, evento o secuencia. Como ejemplo adicional, la posición 43 podría representarse por desplazamientos de cuatro y tres, o simplemente "43".

A medida que el dispositivo portátil de seguimiento de localización 120 se mueve de una localización a otra, la determinación de localización G PS 121 continúa proporcionando información de localización al microprocesador 123. Como resultado, el dispositivo portátil de seguimiento de localización 120 es consciente de la localización, y con los cambios ya sea en el tiempo o en la localización, el dispositivo portátil de seguimiento de localización 120 verificará autónomamente el mapa embarcado para determinar un valor de zona, y actuará, si es necesario.

Dado que el procesamiento de estado ocurre localmente dentro del dispositivo portátil de seguimiento de localización 120, el dispositivo solo necesita comunicarse cuando haya un problema o se requiera una acción en el aparato de monitoreo 130, o para proporcionar actualizaciones basadas en intervalos de tiempo poco frecuentes para confirmar el funcionamiento adecuado y señalar la falta de problema o acción requerida. Además, puede haber momentos en los que una acción se inicie mediante alguna combinación de localización actual, historial de ubicaciones y tiempo.

La transmisión por el dispositivo portátil de seguimiento de localización 120 puede ser simplemente una señal representativa de los dos números desplazados. Existen varios beneficios de esta transmisión extremadamente compacta de los dos números, que incluyen la conservación de la batería y la seguridad de la localización.

Una transmisión corta y compacta requiere muy poca energía, por lo que las baterías durarán más tiempo. Esto es muy complementario al dispositivo portátil de seguimiento de localización 120 que es autónomo y consciente de la localización, y por lo tanto también requiere muy pocas transmisiones. Esta combinación de pocas y compactas transmisiones proporciona un drenaje muy pequeño en las baterías.

Otro beneficio de la transmisión compacta de los dos números desplazados es que una tercera parte que recibe la transmisión no tendrá suficiente información para revelar la localización del dispositivo portátil de seguimiento sin también conocer el punto de referencia. Por lo tanto, la seguridad de la localización se conserva incluso si terceros pueden interceptar la transmisión desde el dispositivo portátil de seguimiento de localización 120. Además, una transmisión corta y compacta también es mucho más difícil de localizar a través de la triangulación u otra técnica, lo que significa que la localización del dispositivo portátil de seguimiento de localización 120 es extremadamente difícil de discernir por terceros no confiables. Por lo tanto, una transmisión de “explosión” corta a intervalos poco frecuentes mejora tanto la vida de la batería como también el sistema inalámbrico de guiado de zona asistido por localización de la modalidad preferida 100.

Como se describió anteriormente, en una modalidad alternativa, el desplazamiento puede convertirse adicionalmente en un cálculo proporcional o escalar, donde se conoce que un número particular de grados de latitud, por ejemplo, son iguales a un desplazamiento de un punto de datos a la derecha en la tabla 10. Esto requiere almacenar la conversión escalar y un cálculo escalar adicional para buscar el valor de datos para una localización. En una modalidad alternativa adicional, este factor de escala puede aprovecharse para mejorar la seguridad y la vida útil de la batería aún más.

En esta modalidad, el factor de escala se transfiere entre o a cada dispositivo portátil de seguimiento de localización autónomo 120 y el aparato de monitoreo 130 en o alrededor del mismo tiempo en que se proporciona la tabla de datos 10 y el punto de referencia. Este factor de escala ocultará aún más la localización del dispositivo portátil de seguimiento de localización 120. A efectos ilustrativos, si el factor de escala es 16, la precisión de la localización sería de aproximadamente 1 metro a 45 grados de latitud. Sin embargo, si el factor de escala es mayor, entonces la precisión sería menor. Esto tiene dos beneficios. Primero, un destinatario de terceros del desplazamiento transmitido no tendría idea de cuál sería el factor de escala, por lo que incluso si supieran la localización de referencia compartida previamente, aún no sabrían la localización real de la persona. En segundo lugar, a medida que aumenta el factor de escala, la cantidad de veces que un dispositivo portátil de seguimiento de localización 120 necesitaría transmitir disminuye, lo que ahorra batería.

Mientras que la segunda transmisión (desplazamiento Lat-Lon) descrita anteriormente es la más compacta, enviar los dos desplazamientos en secuencia y sin ningún separador corre el riesgo de confusión. Si, por ejemplo, hay un total de tres dígitos, existe la incertidumbre de si el dígito medio se aplica al desplazamiento de latitud o al desplazamiento de longitud. En consecuencia, preferentemente habrá un breve espacio de tiempo en la transmisión u otra señal o carácter de separador predeterminado entre los dos desplazamientos. Además, una señal de "terminada" o "fin de la transmisión" predeterminada puede evitar el riesgo de mala interpretación de los datos si una señal se pierde o se trunca antes de la transmisión completa.

En situaciones en las que puede haber más de un dispositivo portátil de seguimiento de localización 120 que opere dentro de un canal de comunicación asignado, y en donde estos dispositivos de seguimiento pueden potencialmente solaparse en la localización, también se transmitirá preferentemente un "identificador de estación" que es único para cada dispositivo portátil de seguimiento de localización 120. Esto evita la confusión sobre cuál dispositivo portátil de seguimiento de localización 120 está transmitiendo. Sin embargo, en aquellas modalidades en las que los canales de comunicación pueden mantenerse separados, o las ubicaciones de los dispositivos portátiles de seguimiento de localización 120 serán únicas para un dispositivo en particular y no se compartirán por dos dispositivos, entonces no se requerirá el identificador de estación.

En una modalidad preferida del sistema inalámbrico de guiado de zona asistido por localización 100, las señales se transmiten unidireccionalmente desde un dispositivo portátil de seguimiento de localización 120 a cualquier dispositivo equipado para recibir la señal. Como se describió anteriormente en la presente descripción, esto preserva una explosión de transmisión corta y mejora la seguridad del sistema.

Sin embargo, en modalidades alternativas, puede desearse una transmisión bidireccional. Cuando se desea, un reconocimiento o similar pueden transmitirse desde el aparato de monitoreo de comunicaciones inalámbricas 130 al dispositivo portátil de seguimiento de localización 120 para confirmar la recepción de una transmisión completa. Además, las comunicaciones bidireccionales permiten que el aparato de monitoreo 130 consulte el dispositivo portátil de seguimiento de localización 120 sobre el estado o la localización cuando así se desee. Para muchas aplicaciones, esta capacidad de consulta puede ser muy conveniente.

Sin embargo, cualquier beneficio de la comunicación bidireccional aún debe sopesarse con respecto a la posible pérdida de seguridad. Un vector de ataque es "hacer ping" al dispositivo portátil de seguimiento de localización 120, para provocar transmisiones repetidas que pueden usarse para triangular la localización del dispositivo portátil de seguimiento de localización 120. El riesgo de este tipo de ataque en algunas modalidades se mitiga al limitar con qué frecuencia se permite que el dispositivo portátil de seguimiento de localización 120 responda a tales consultas a través de límites que, a modo de ejemplo y sin limitación, pueden establecerse en el software y hacerse cumplir por el microprocesador 123. Además, en una implementación de comunicaciones bidireccionales del sistema de guía de zona asistida por localización inalámbrico 100 de la modalidad preferida, se proporcionará con la máxima preferencia un cifrado o "identificación de estación" adicional, en algunas modalidades con una validación adicional de contraseña o clave u otras técnicas de seguridad conocidas, lo que hace que sea mucho más difícil y que consuma mucho tiempo el acceso y la determinación de la localización adversarios.

Como se mencionó anteriormente, preferentemente habrá múltiples zonas en la región de guía asistida. Para propósitos ilustrativos y no limitantes, en la modalidad preferida del sistema inalámbrico de guiado de zona asistido por localización 100 se ilustran en las Figuras 1 y 2 como las zonas "segura", "primera alerta", "segunda alerta", y "fuera de límites" o "fuera" zonas, aunque puede haber más o menos zonas, y pueden usarse títulos alternativos para proporcionar una mejor descripción para una aplicación particular pretendida de la modalidad preferida del sistema inalámbrico de guiado de zona asistido por localización 100. Cada una de estas zonas puede usarse para iniciar una acción, secuencia o la falta de esta.

Aplicabilidad industrial

Existen muchas aplicaciones potenciales para un sistema inalámbrico de guiado de zona asistido por localización diseñado de acuerdo con las enseñanzas de la invención. Para propósitos ilustrativos y no limitantes, en una modalidad, un sistema de alerta de "zona segura" portátil monitorea a los niños y adultos vulnerables. De manera similar a lo ya descrito en la presente descripción con respecto a la propiedad de la Figura 1, y como se ilustra a modo de ejemplo también en la Figura 2, se identifica una región, y luego se establecen una o más zonas de alerta progresivas durante la construcción de una tabla de datos tal como la tabla de datos 10. La tabla de datos resultante y un punto de referencia predefinido se comunican a al menos un dispositivo portátil de seguimiento de localización autoconstruido 120 y al menos un aparato de monitoreo 130. Como también se describió anteriormente en la presente descripción, el dispositivo portátil de seguimiento de localización autónomo 120 es capaz de funcionar de manera completamente autónoma. Como resultado, no se requieren comunicaciones mientras la persona monitoreada se mueve dentro de la zona segura. Esto se ilustra en la Figura 2 como el movimiento desde la localización A hasta la localización B. No se inician transmisiones y se conserva la energía de la batería. Cuando se desea, y si se proporcionan comunicaciones bidireccionales, el aparato de monitoreo 130 también puede consultar la localización de la persona cuando se necesita o se desea.

Continuando con los casos ilustrativos de aplicación a la seguridad personal de los niños o ancianos, si la persona monitoreada sale de un área definida por la tabla de datos 10 como segura, que a efectos ilustrativos puede ser un área dentro del edificio o terrenos donde reside, puede notificársele opcionalmente con un mensaje de voz, tono, vibración u otro recordatorio suave que se encuentra fuera de su camino. Este movimiento se ilustra en la Figura 2 como el movimiento de localización B a la localización C.

Al mismo tiempo, el dispositivo portátil de seguimiento de localización 120 se configura preferentemente para proporcionar una transmisión de estallido corto que contiene los desplazamientos de posición Lat-Lon a al menos un aparato de monitoreo 130. Esto proporciona una notificación inmediata a la familia o al personal médico de que la persona ha abandonado la zona segura. Si la persona continuara a la segunda zona de alerta o más allá, podrían generarse otras alarmas o notificaciones por uno o ambos dispositivos portátiles de seguimiento de localización 120 y al menos un aparato de monitoreo 130.

Si la persona regresa entonces a la zona segura en la localización D, entonces el dispositivo portátil de seguimiento de localización 120 puede comunicarse una vez más con al menos un aparato de monitoreo 130 con la información de desplazamiento, que puede usarse entonces dentro del aparato de monitoreo 130 para actualizar tanto el estado como la localización.

Como puede ser evidente, el sistema de guía de zona asistida de localización inalámbrico 100 de la modalidad preferida es igualmente aplicable para su uso dentro de un jardín cercado o incluso sin cercar, para un niño en un carrito en el mercado, en el parque, en el campo de fútbol local, para el camino a casa desde la escuela, o incluso cuando se visita a amigos fuera de la ciudad. En cualquiera de estas situaciones, se notificará inmediatamente a un padre, tutor o personal si la persona monitoreada se aleja de la zona segura.

El sistema de guía de zona asistido por localización inalámbrico 100 de la modalidad preferida es también muy aplicable para su uso por personas capacitadas. Una persona que corre sola por una ruta predeterminada y porta un dispositivo portátil de seguimiento de localización autónomo 120 será notificada si toma un giro equivocado. Además, un ser querido o amigo se notificará inmediatamente a través del aparato de monitoreo 130.

Otras modalidades de la invención son aplicables a y pueden personalizarse para otros objetos animados e inanimados, que incluyen, pero no se limitan a, ganado, mascotas u otros animales, maquinaria y otros aparatos diversos.

El sistema inalámbrico de guiado de zona asistido por localización 100 de la modalidad preferida se ilustra como que tiene una zona segura y tres zonas de alerta progresivas subsecuentes. Sin embargo, la presente invención no se limita únicamente a un número particular de zonas dentro de una región de guía asistida, o una forma particular de representar esas zonas. Se prefieren las representaciones numéricas de cero a tres, pero se contemplan en la presente descripción cualquier otra representación que pueda almacenarse en máquina.

Mientras que la tabla 10 de la modalidad preferida se ha descrito en la presente descripción y se ha ilustrado en las Figuras 2 - 4 para los propósitos de habilitación como cooperativa con un aparato particular autónomo, debe ser evidente que la tabla 10 que incorpora valores discretos representativos de varias zonas puede usarse con otro aparato tal como se encuentra en muchas otras patentes incorporadas en la presente descripción como referencia anterior y otros sistemas, como los entenderán y apreciarán los expertos en la técnica.

Mientras que lo anterior detalla lo que se considera las modalidades alternativas preferidas y adicionales, no se pretende ninguna limitación material al alcance de la invención reivindicada. Las variantes que serían posibles a partir de una lectura de la presente descripción son demasiado numerosas para enumerarlas individualmente.

El alcance de la invención se establece y se describe particularmente en las reivindicaciones adjuntas.

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES

   En combinación, un dispositivo portátil de seguimiento de localización (120) y un aparato de monitoreo, dicho dispositivo portátil de seguimiento de localización que tiene:

   un aparato de determinación de localización (121) configurado para determinar una localización instantánea de latitud-longitud de dicho dispositivo portátil de seguimiento de localización a partir de señales G PS recibidas o de otro sistema de localización;

   memoria (127; 129) que contiene una matriz bidimensional que corresponde a la longitud y la latitud; un procesador configurado para encontrar una localización dentro de la matriz bidimensional que corresponde a la localización instantánea;

   un punto de referencia secreto dentro de dicha matriz bidimensional, el punto de referencia secreto y la matriz bidimensional se comparten de manera privada con dicho aparato de monitoreo; y

   un aparato de intercambio de datos (125) configurado para transmitir un desplazamiento entre dicha localización dentro de la matriz bidimensional y dicho punto de referencia secreto;

   dicho aparato de monitoreo (130) que tiene:

   un aparato de intercambio de datos (135) configurado para recibir dicho desplazamiento entre dicha localización dentro de la matriz bidimensional y dicho punto de referencia secreto desde dicho aparato de intercambio de datos del dispositivo portátil de seguimiento de localización (125); y

   memoria (137; 139) que contiene una matriz de datos bidimensional que corresponde a dicha matriz bidimensional del dispositivo portátil de seguimiento de localización y dicho punto de referencia secreto compartido de manera privada dentro de dicha matriz bidimensional del aparato de monitoreo que corresponde a dicho punto de referencia secreto de dispositivo portátil de seguimiento de localización; y

   dicho aparato de monitoreo (130) configurado para aplicar dicho desplazamiento recibido a dicho punto de referencia compartido de manera privada dentro de dicha matriz bidimensional del aparato de monitoreo y de esta manera determinar dicha localización instantánea de latitud-longitud de dicho dispositivo portátil de seguimiento de localización (120).

   El dispositivo portátil de seguimiento de localización (120) y el aparato de monitoreo (130) de acuerdo con la reivindicación 1,

   en donde cada valor de datos almacenado en dicha matriz bidimensional identifica uno de una pluralidad de zonas de guía.

   Un método para transmitir de manera segura una localización instantánea de un dispositivo portátil de seguimiento de localización (120) a un aparato de monitoreo (130), que comprende las etapas de:

   generar una matriz de datos bidimensional que representa la longitud y la latitud dentro de dicho dispositivo portátil de seguimiento de localización;

   almacenar un punto de referencia privado dentro de dicha matriz de datos bidimensional generada; compartir de manera privada el punto de referencia secreto y la matriz bidimensional con dicho aparato de monitoreo;

   determinar, por el dispositivo portátil de seguimiento, una localización instantánea de latitud-longitud de dicho dispositivo portátil de seguimiento a partir de las señales G PS recibidas o de otro sistema de localización;

   transmitir un desplazamiento entre una representación de la tabla de datos de la localización instantánea del dispositivo portátil de seguimiento de localización (120) y dicho punto de referencia privado desde dicho dispositivo portátil de seguimiento (120) a dicho aparato de monitoreo (130); y

   dicho aparato de monitoreo (130) que aplica el desplazamiento recibido a dicho punto de referencia de la matriz de datos bidimensional del aparato de monitoreo (130) para localizar dicha representación de la tabla de datos de una localización instantánea de dicho dispositivo portátil de seguimiento de localización (120).

   El método de transmitir de manera segura una localización instantánea de un dispositivo portátil de seguimiento de localización (120) a un aparato de monitoreo (130) de acuerdo con la reivindicación 3, que comprende además las etapas de:

   almacenar un valor en cada localización de matriz de datos bidimensional individual que representa una única zona de guiado conductual seleccionada de una pluralidad de zonas de guiado conductuales distintas.