MX2008000385A - Correccion automatica de errores pasados para rastreo de ubicación e inventario - Google Patents

Abstract

Se provee un sistema para rastrear y mantener un inventario de ubicación de contenedores que están almacenados en barcos de carga o en un patio de contenedores;el sistema incluye uno o más sensores tales como sensores GPS y INS para obtener la información de posición en tiempo real asícomo un procesador configurado para proveer automáticamente procedimientos posteriores para recuperar los datos perdidos y para corregir los datos erróneos tales como cuando las señales de posición en tiempo real se bloquean o se distorsionan, el procedimiento posterior realizado al calcular las trayectorias y corregir los errores de ubicación;las técnicas de colocación procesadas posteriores se aplican continuamente a los datos de posición almacenados para determinar iterativamente las ubicaciones de posición calibradas para proveer segundos segmentos de trayectoria calibrada en una manera en tiempo real;las segundas trayectorias calibradas se utilizan para identificar los errores en los datos de posición en tiempo real tan pronto como un segmento de la segunda trayectoria calibrada se vuelve estadísticamente confiable;las correcciones se pueden hacer automáticamente en ubicaciones de inventario almacenadas en bases de datos para corregir los errores de posición para los contenedores.

Description

CORRECCION AUTOMATICA DE ERRORES PASADOS PARA RASTREO DE UBICACION E INVENTARIO RECLAMO DE PRIORIDAD La Solicitud de Patente de E.U.A. provisional No. de Serie 60/696,619, titulada AUTOMATIC PAST ERROR CORRECTIONS FOR LOCATION AND INVENTORY TRACKING, de Hañ-Shue Tan, et al., presentada el 5 de julio del 2005 (Caso del Apoderado No. TRAC-010O0US0 TAW); y La Solicitud de Patente de E.U.A. No. 11/ , titulada AUTOMATIC PAST ERROR CORRECTIONS FOR LOCATION AND INVENTORY TRACKING, de Han-Shue Tan, et al., presentada el 29 de junio del 2006 (Caso del Apoderado No. TRAC-01000US1 TAW).

CAMPO DE LA INVENCION Campo técnico La presente invención se refiere al rastreo de ubicación de contenedores que son transportados en barcos, carros del ferrocarril o camiones, o son almacenados en patios de carga. Más particularmente, la presente invención se refiere a rastreo e inventario de contenedores utilizando un sistema de posicionamiento global (GPS) y un sistema de navegación por inercia (INS). El INS puede ser reemplazado o soportado mediante una combinación de sensores por inercia, sensores de velocidad, sensores de velocidad y sensores que indican la dirección de rotación o movimiento en combinación con el GPS.

TECNICA RELACIONADA El rastreo de posición o ubicación es un componente crucial de muchos sistemas de monitoreo y administración de inventarios y recursos. Los sistemas de rastreo de ubicación típicos emplean sensores de posicionamiento en tiempo real que proveen soluciones de posición para rastreo de ubicación en forma continua o periódica. Estos sensores o sistema adquieren comúnmente las ubicaciones de vehículos, equipo o inventario con base en los principios, ya sea de triangulación o de proximidad con respecto a las ubicaciones conocidas utilizando diversos medios de posicionamiento electrónicos, tales como el sistema de posicionamiento global (GPS), el sistema de posicionamiento global diferencial (DGPS), el sistema de posicionamiento global diferencial integrado y el sistema de navegación por inercia (DGPS/INS), el sistema de localización en tiempo real (RTLS), RTLS/GPS, RTLS/INS, repetidores de satélite, sistema de localización de banda ultra ancha o algunas combinaciones de los sistemas anteriores. Por ejemplo, la Patente de E.U.A. No. 6,577,921 , describe un sistema de rastreo de contenedores que rastrea las posiciones en tiempo real del equipo de manejo del contenedor utilizando GPS, INS y comunicación inalámbrica. La Patente de E.U.A. No. 6,657,586 describe un sistema de localización en tiempo real y un método para localizar un objeto con una etiqueta adjunta al objeto y lectores remotos, cada uno con un receptor GPS. La Patente de E.U.A. No. 6,266,008, describe un sistema y método para determinar la ubicación de contenedores de carga en un patio de carga adjuntando receptores GPS a cada contenedor. La Patente de E.U.A. No. "6~6117755 describe un método de control de cronometraje de un sistema de administración de flotas utilizando un sistema sensor de estado y posicionamiento de comunicación. La Patente de E.U.A. No. 6,876,326 describe un sistema de rastreo de ubicación utilizando técnicas de modo variable de búsqueda de comunicación. Sin embargo, las limitaciones en física, generalmente evita que los sistemas de posicionamiento en tiempo real logre el 100% de confiabilidad o precisión. Los ejemplos de esas limitaciones con respecto al posicionamiento de radio-onda son: obstáculos que bloquean la línea de vista de las señales de posición o señales reflejadas desde las superficies cercanas (trayectorias múltiples). Las limitaciones prácticas adicionales en las tecnologías de sensor incluyen las desviaciones en mediciones, o señal pobre a proporción de ruido como resultado de las fuentes ambientales. Estas limitaciones tienen como resultado los errores de posicionamiento comunes, tales como imprecisiones, pérdida de posición o derivaciones de ubicación que producen datos de posición erróneos.

Para superar las limitaciones físicas y prácticas, cualesquiera sistemas de posicionamiento en tiempo real emplean sensores complementarios, o mapas digitales para mejorar la precisión y confiabilidad. Como un ejemplo, la naturaleza complementaria del sistema de navegación por inercia (INS) y el sistema de posicionamiento global (GPS) son las razones principales por las cuales el sistema GPS/INS integrado se está volviendo popular de manera creciente. La precisión alta, a largo plazo del GPS se puede combinar con el índice de salida alta, robustez y confiabilidad del INS para entregar desempeño de posicionamiento superior. Dependiendo de cuánta información se comparte y es procesada entre el GPS, INS y la computadora de integración, la arquitectura del sistema integrado puede ser clasificada en tres categorías, sistema acoplado en forma holgada, el sistema acoplado en forma estrecha y el sistema acoplado profundamente (acoplado ultra-estrecho). Todos estos métodos de integración mejoran el desempeño de posicionamiento en tiempo real. Además de los sistemas INS para complementar el GPS, otros componentes han sido utilizados para la navegación de vehículos o aeronaves para proveer mediciones o estimaciones mejores de las posiciones actuales. Por ejemplo, las Patentes de E.U.A. Nos. 6,731 ,237; 6,697,736; 6,694,260; 6,516,272; 6,427,122 y 6,317,688 describe diversas técnicas para integrar los sistemas GPS con sensores o unidades por inercia (giroscopios y acelerometros), altímetros, brújulas o magnetómetros utilizando diversos filtros lineales y no lineales para mejorar ya sea la confiabilidad o la precisión del posicionamiento en tiempo real. Las Patentes de E.U.A. Nos. 6,826,478; 6,801 ,159 y 6,615,136 describen diversas técnicas para incrementar el posicionamiento INS en tiempo real preciso o corregir el error en tiempo real incorporando el mapa almacenado y la información de ubicación, el segundo sensor de datos, o el umbral perímetro previamente determinado. La Patente de E.U.A. No. 6,810,324 incrementa la precisión de posicionamiento en tiempo real sustituyendo las mediciones de posición de alta calidad con la medición de posición de calidad baja mejorada cuando la medición de calidad alta no está disponible. La Patente de E.U.A. No. 6,853,687, describe un método para mejorar el desempeño en tiempo real del RTLS incorporando emisores de sonido basados en proximidad de campo magnético dentro de las etiquetas RFID. Las Patentes de E.U.A. Nos. 6,766,247; 6,728,637 y 6,615,135 describe diversos métodos específicos para incrementar la precisión de posicionamiento incorporando información de mapa o ruta en un GPS u otro sensor. Aunque estas soluciones no resuelven uno de los problemas importantes en el inventario y el ambiente de rastreo de recursos: lo que sucede cuando la solución de posición en tiempo real es imprecisa, ausente o está perdida. Y qué sucede después de que dicha información errónea es reportada o ingresada en una base de datos de inventario. Como un ejemplo simple, un sistema de posicionamiento en tiempo real basado en una solución GPS/INS integrado de manera estrecho expansivo puede derivar lejos de las posiciones reales cuando el sistema ingresa a un área con menos de cuatro coberturas de satélite GPS para un período de tiempo largo. En un inventario típico o ambiente de rastreo de recursos, las mediciones de ubicación imprecisas, si no son corregidas en tiempo, pueden generar y propagarse en errores dispersos de inventario o base de datos. Esto ocurre especialmente cuando se rastrea la posición de los contenedores o vehículos en un almacén, patio de contenedores o patio de vagones, en donde se pueden bloquear las señales de rastreo. Los errores resultantes con frecuencia requieren de corrección manual. La base de datos del inventario corrupto crea de esta manera demoras y con frecuencia las medidas correctivas costosas en el manejo de recursos y el control de inventarios. Para corregir los errores encontrados aún cuando el GPS es combinado con otro sistema, tal como INS, las técnicas de posicionamiento post-procesadas han sido utilizadas para aplicar información geográfica para obtener soluciones de posición de planimetría precisa. Por ejemplo, la Patente de E.U.A. No. 6,804,621 , describe los métodos post-procesados para alinear los datos de rastreo medidos con ubicaciones sobre un mapa digital para corregir las ubicaciones de mapa geográficos. El procesamiento posterior de la información de posición puede identificar los parámetros incrustados desconocidos y los ruidos, y resolver las soluciones de posición pasadas. Sería deseable proveer un sistema que monitorea los datos de posición en tiempo real de un objeto tal como un contenedor de carga y realizar el procesamiento posterior automático para corregir los datos de posición cuando las señales son bloqueadas o distorsionadas en una forma oportuna para proveer datos de posición con un nivel de confianza alto.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION Las modalidades de la presente invención proveen un método y sistema de posicionamiento mejorado que, además de obtener y reportar datos en tiempo real, también proveen corrección de procesamiento posterior en forma automática en un modo de tiempo real a medida que las señales son recibidas. El sistema emplea uno o más sistemas de posicionamiento, tales como GPS, para detectar los primeros datos de posición en tiempo real. Los sensores secundarios, tales como INS o sensores de velocidad o ruedas, también son utilizados en algunas modalidades para mejorar la precisión de los datos GPS y proveer datos de movimiento. Una primera trayectoria de movimiento en tiempo real es entonces determinada, y reportada cuando es solicitada. Los primeros datos de posición en cualquier caso se almacenan en una base de datos de inventario. Para proveer procesamiento posterior de corrección de error automático en una forma oportuna, se determina en forma continua un segmento de una segunda trayectoria calibrada utilizando los primeros datos de posición aplicando un algoritmo matemático que incluye un filtro para los datos de posición que remueve las imprecisiones basadas en los modelos de ruido y propagación de error, y las propiedades estadísticas de señal de las señales en los primeros datos de posición. El filtro aplica las técnicas de repetición y procesamiento posterior para identificar y remover el ruido, desviaciones y otros términos desconocidos que tienen como resultado una trayectoria calibrada que provee un nivel de confianza significativamente más alto a un usuario que el provisto por una solución en tiempo real convencional. Los errores en los primeros datos de posición en tiempo real son identificados comparando lá primera trayectoria en tiempo real con la segunda trayectoria calibrada para identificar los segmentos de la primera trayectoria que muestran un error inaceptable. En una modalidad, los errores son determinados cuando las diferencias de datos exceden un umbral definido que está asociado con un nivel de confianza o credibilidad especificado. Los primeros datos de posición, en algunas modalidades, son entonces actualizados y corregidos en forma continua para proveer los segundos datos de posición revisados. El sistema puede detectar e identificar en forma continua y automática la ubicación de almacenamiento de inventario de los errores generados por los primeros datos de posición en tiempo real. El sistema puede, de esta manera, proveer una lista de datos de corrección de error para un inventario o base de datos, y reportar los errores de ubicación o estado de inventario o simplemente actualizar el inventario. A continuación está un ejemplo de las modalidades de la presente invención. Aunque un sistema GPS/INS integrado en forma estrecha normalmente reporta sus soluciones de posición en tiempo real cuando ingresa a un área con menos de cuatro satélites GPS de cobertura durante un período de tiempo largo, las soluciones pueden derivarse lejos de las posiciones verdaderas. Al proporcionar el procesamiento posterior en tiempo real de acuerdo con la presente invención se puede corregir el ruido o los errores encontrados. El sistema de procesamiento posterior puede identificar claramente el ruido equivalente y los términos de derivación en el INS después de que el sistema GPS ha recuperado la cobertura suficiente durante un período de tiempo. El sistema de posicionamiento procesador posteriormente puede ajustar las soluciones de posición INS con respecto a los segmentos de los datos GPS "buenos" antes y después de las áreas de cobertura GPS "malas", y resolver de manera veraz las trayectorias pasadas en áreas entre estos segmentos de cobertura GPS "buenos". Repitiendo las técnicas de ajuste de trayectoria utilizando los segmentos de datos que se pueden ajustar hasta que se logra un ajuste estadísticamente bueno entre la trayectoria pasada calibrada y los segmentos de trayectoria GPS "buenos", las modalidades de la presente invención pueden descubrir y corregir los errores de posición en tiempo real con altas probabilidades mientras que reportan en forma continua las soluciones de posición en tiempo real.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS Los detalles adicionales de la presente invención son explicados con la ayuda de los dibujos anexos, en los cuales: La Figura 1 , es un diagrama de flujo que ilustra la operación básica de un método para rastrear posiciones en tiempo real y corregir la trayectoria pasada de un objeto móvil en un modo en tiempo real; La Figura 2, es un diagrama de flujo para un método para rastrear las posiciones en tiempo real como son modificadas en la Figura 1 para incluir dos sensores, así como también para describir los detalles adicionales de la calibración y corrección de error; La Figura*3,~muéstra un diagrama d bloque de los componentes de un sistema de la presente invención utilizado para corregir y rastrear posiciones pasadas de un objeto móvil; La Figura 4, muestra modificaciones al sistema de la Figura 3, que incluye dos sensores y muestra más detalles de los componentes para proveer la determinación de trayectoria pasada; La Figura 5, es un diagrama de flujo que provee modificaciones a la Figura 1 , para proveer correcciones de error para los eventos que ocurren después de los datos en tiempo real adquiridos que pueden afectar la información de posición; La Figura 6, muestra el sistema de la Figura 4 modificado para proveer eventos de corrección de error como los descritos en los pasos de método de la Figura 5; y La Figura 7, muestra un diagrama de bloques de una arquitectura del sistema para rastrear artículos móviles múltiples y corregir los errores de posición de acuerdo con la presente invención.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION La Figura 1 , es un diagrama de flujo que ilustra la operación básica de un método para rastrear posiciones en tiempo real y corregir la trayectoria pasada de un objeto móvil en un modo en tiempo real. Inicialmente, en la Figura 1 , los datos en tiempo real son obtenidos en el paso 100 a partir del sensor de posición. El sensor de posición normalmente incluye una combinación de un sensor de posicionamiento tal como un sensor GPS, y un sensor que indica el movimiento tal como un sensor INS o de velocidad. En una modalidad, los datos de posición incluyen una indicación de parámetro de nivel de confianza del sensor de posición. Los datos de posición obtenidos son provistos a un inventario 101 para almacenamiento. Los datos de posición en tiempo real son provistos adicionalmente al paso 02 para determinar las trayectorias pasadas que son almacenadas en una base de datos de trayectoria pasada 104. Idealmente, la trayectoria pasada en el paso 102 incluye las soluciones de posición disponibles que han sido obtenidas o reportadas en tiempo real. La información de posición en tiempo real del paso 102 también es provista a los pasos para determinar los errores de trayectoria que empiezan con el paso 106. En una modalidad, el paso 102 y el paso 106, incluyen la determinación del nivel de confianza de trayectoria o datos cuando están disponibles dichas determinaciones. Para proveer una trayectoria calibrada para posteriormente permitir determinar si ocurrieron errores de trayectoria, en el paso 106 se determinó una trayectoria con base en los datos de posición en tiempo real después de que los datos son filtrados utilizando filtros matemáticos o fórmulas de estimación que determinan mejor las posiciones subsiguientes en que ocurren los errores potencialmente. En una modalidad, las fórmulas de estimación incluyen los términos o parámetros matemáticos que cuentan para los efectos acumulados del ruido y errores en los datos de posición. En una modalidad adicional, las fórmulas de estimación incluyen adicionalmente los modelos de ruido y error que describen la propagación del ruido y error en los procedimientos de calibración de trayectoria. En el paso 106, la trayectoria puede ser procesada posteriormente estimando y calibrando los términos de ruido y error para tener como resultado una trayectoria pasada más confiable. En una modalidad adicional, el paso 106 incluye ajustar la trayectoria procesada posteriormente calibrando los parámetros para coincidir con los segmentos seleccionados de la trayectoria en tiempo real pasada de modo confiable. En el paso 108, la trayectoria calculada es evaluada y si la trayectoria es determinada inaceptable es enviada de regreso a través de una regresión repetitiva o procedimiento de ajuste para calcular nuevamente los datos de posición filtrados de manera más precisa en el paso 106 antes de evaluarlos nuevamente en el paso 108. Una vez que la trayectoria o un segmento de la trayectoria pasa la evaluación en el paso 108, el procedimiento procede al paso 110 para determinar una trayectoria calibrada con base en los datos de posición filtrados.

Para determinar los errores de trayectoria, la trayectoria calibrada del paso 10 es comparada con la trayectoria pasada de la base de datos 104 para identificar los errores de posición en el paso 112. Si los errores de trayectoria exceden un intervalo previamente determinado como fue determinado en el paso 112, en un paso adicional 116, se envía un mensaje de corrección de error para actualizar el inventario 101. En una modalidad, la información de corrección de error es enviada adicionalmente para actualizar la base de datos de trayectoria pasada 104. Los pasos anteriores son realizados de modo repetido para corregir los errores en las posiciones en tiempo real pasadas ya que los datos nuevos son provistos en forma continua por el sensor de posición. La Figura 2, es un diagrama de flujo para un método para rastrear posiciones en tiempo real como modificadas a partir de la Figura 1 , para incluir dos tipos de sensores, así como también para escribir los detalles adicionales de la calibración y corrección de error. Los pasos realizados a partir de la Figura 1 , son etiquetados de modo similar, como serán los pasos o componentes realizados en los dibujos subsiguientes. Inicialmente, en la Figura 2, las señales del sensor son obtenidas en el paso 200 desde un primer sensor de posición, tal como un sensor GPS y son procesados en el paso 202 para proveer datos de posición en tiempo real. En una modalidad, los datos de posición incluyen los parámetros de nivel de confianza a partir del sensor de posición. Los datos de posición en tiempo real son entonces provistos a una base de datos 101 para su almacenamiento en el paso 204.

En una modalidad, los datos de posición pueden ser reportados como se ilustra adicionalmente en el componente 101. En el paso 212, los datos de posición en tiempo real del primer sensor de posición son procesados para crear una trayectoria de movimiento primaria que es almacenada en la base de datos de trayectoria pasada 104. Además, en el paso 208, se utiliza un segundo sensor de posición para recolectar los datos de movimiento. Los datos de movimiento recolectados pueden estar, ya sea en la forma de una trayectoria, o ser utilizados en el paso 214 para calcular la trayectoria. En una modalidad, el segundo sensor de posición es un sensor INS. En otra modalidad, el segundo sensor de posición incluye sensores por inercia y sensores de velocidad o rueda. Con el segundo sensor del sistema INS, los datos de posición ininterrumpida pueden ser provistos cuando los primeros datos del sensor son bloqueados o distorsionados, en el paso 210. Los datos de posición perdidos por el primer sensor de posición pueden ser calculados a partir de los datos del segundo sensor de posición y posteriormente ser provistos para determinar las posiciones en el paso 204. En otras modalidades, los datos de movimiento del paso 208 son utilizados también para la solución de posición en tiempo real en el paso 202. Una vez que se determina la trayectoria pasada, ya sea en el paso 212 o en el paso 214, se almacenan los datos de trayectoria pasada en la base de datos 104. La información de posición en tiempo real de trayectoria puede adicionalmente ser provista desde los pasos 212 ó 214 al paso 218 para permitir la calibración para establecer los datos de trayectoria procesados posteriormente dentro de los estándares aceptables. En una modalidad, los datos de trayectoria almacenados en el paso 104 también son utilizados en el paso 218. En el paso 218 se determina una trayectoria pasada utilizando los datos de trayectoria descritos anteriormente después de que los datos son filtrados utilizando filtros matemáticos o fórmulas de estimación que determinan mejor las posiciones subsiguientes cuando potencialmente ocurren los errores de posición. En una modalidad, las fórmulas de estimación incluyen términos o parámetros matemáticos que cuentan para los efectos de los ruidos y errores en los datos de posición. En las modalidades adicionales, las fórmulas de estimación también incluyen modelos de ruido y error que describen la propagación de los efectos de ruido en la calibración de la trayectoria. En el paso 218, la trayectoria es procesada posteriormente estimando y calibrando los términos de ruido y error para tener como resultado una trayectoria pasada más confiable. En la modalidad adicional, el paso 218 incluye el ajuste de la trayectoria procesada posteriormente calibrando los parámetros para coincidir mejor con la trayectoria calibrada para los segmentos seleccionados de trayectorias en tiempo real pasadas de modo confiable. Los criterios de calibración, tales como longitud de datos de calibración para los segmentos de trayectorias confiables pueden determinarse en el paso 216 utilizando la primera posición en tiempo real y los valores de trayectoria provistos a partir de los pasos 212 y Los datos comparados son verificados en el paso 220 para determinar si están dentro de una región de confiabilidad aceptable, y si no es así, los datos son provistos de regreso para ser calibrados nuevamente en el paso 216, y posteriormente para ser comparados nuevamente en el paso 218. Si los datos están dentro de un área de confiabilidad aceptable después de un número de repeticiones, los datos se utilizan para generar una segunda trayectoria procesada posteriormente en el paso 1 0. La segunda trayectoria calibrada a partir del paso 1 10, es entonces utilizada para crear datos de posición nuevos que son comparados en el paso 12 con los primeros datos de posición pasados de la base de datos 104 para actualizar o corregir los errores de posición pasados. Si se encuentra que los errores están fuera de los límites aceptables en el paso 116, la base de datos de historial es actualizada con los errores de posición corregidos. En una modalidad adicional, se generan mensajes de reporte para proveer a un usuario el despliegue que identifica los errores en los datos de posición en tiempo real pasados. El método de la Figura 2, de este modo, provee un rastreo y corrección de posiciones y trayectoria pasada en forma continua de un objeto móvil utilizando algoritmos de posicionamiento en tiempo real y procesados posteriormente. Aunque se describe con determinados pasos y base de datos, en la Figura 2 se deberá comprender que se pueden proveer las combinaciones o variaciones de los pasos. Por ejemplo, en una modalidad adicional, la base de datos 101 puede incluir segundos datos de posición además de los primeros datos de posición, los segundos datos de posición incluyen las correcciones de posición. En otra modalidad, la base de datos 101 se utiliza para almacenar trayectorias en tiempo real, así como también trayectorias calibradas procesadas posteriormente y se combinan con la base de datos de trayectorias 104. Con el almacenamiento de toda la información de trayectoria, las trayectorias pasadas pueden ser calibradas en forma continua utilizando algoritmos de posicionamiento procesados posteriormente y cualesquiera segmentos confiables de dichas posiciones pasadas calibradas serán actualizados en la base de datos de trayectorias pasadas. La Figura 3, muestra un diagrama de bloque de los componentes de un sistema de la presente invención utilizado para corregir y rastrear posiciones pasadas de un objeto móvil. En esta modalidad, la información de posición en tiempo real es obtenida desde un primer sistema sensor 301 mostrado como un sistema DGPS 301 , y un segundo sistema sensor, mostrado como un sistema INS 302. Aunque el primer sensor 301 se muestra como un sistema DGPS y el segundo sensor 301 se muestra como un sistema INS, se debe comprender que se podrían utilizar otros sensores de movimiento para las modalidades de la presente invención. Adicionalmente, se contempla que un sistema único, tal como el sistema DGPS podría utilizarse solo. Las figuras subsiguientes a la Figura 3, harán referencia I primer sensor 301 y al segundo sensor 302 de manera general. El sistema DGPS 301 y el sistema INS 302 pueden estar localizados sobre un artículo rastreado 300 (por ejemplo, un vehículo, un contenedor, etc.), o estar localizados en forma remota con sensores que detectan la posición del artículo rastreado 300. La unidad GPS diferencial 301 y la unidad INS 302 se muestran como un sistema DGPS/INS acoplado de forma estrecha, con posiciones y trayectorias determinadas en un procesador combinado 304. Como una alternativa, la unidad GPS 301 y la unidad INS 302 pueden ser acopladas de manera holgada con procesadores que interactúan por separado. Las soluciones de posición en tiempo real, también pueden ser soportadas por un mapa digital adicional 305, como el que se muestra, u otros sensores tales como un sensor de velocidad o un sensor de rueda, y brújula. El sistema de la Figura 3, incluye adicionalmente un inventario de posición 101 que puede ser un solo un dispositivo de memoria, o incluir adicionalmente un despliegue para reportar los datos de posición y la información de error. Un módulo de comunicaciones 306, el cual puede ser simplemente un controlador de memoria, o un procesador más complejo, se utiliza para proveer datos a y desde el inventario de posición 101. El módulo de comunicaciones 306, recibe los datos de posición del procesador DGPS/INS 304, y provee los datos al procesador DGPS/INS 304 para permitir el cálculo de las trayectorias desde el inventario de posición 101. Un módulo de corrección de error 310 es provisto para corregir los errores en los datos de posición, especialmente para aquellos que ya fueron enviados al inventario 101. El modulo de corrección de error 310 puede ser formado a partir de un procesador, o lógica configurada para realizar las tareas necesarias, tales como un FPGA o un ASIC. El módulo de corrección de error 310 puede ser combinado con el procesador 304 en una modalidad de la presente invención. El módulo de corrección de error internamente incluye una memoria y módulos para realizar las tareas para corregir los errores de posición como se describe a continuación. El módulo de corrección de error de posición 310, inicia Imente incluye una base de datos de trayectoria 104 que recibe información de posición desde el procesador 304. La información de trayectoria pasada es enviada desde la base de datos 104 a un módulo de análisis de trayectoria 314. El módulo de análisis de trayectoria 314 determina si cualquier error de trayectoria se encuentra dentro de los límites aceptables. Si no es así, un paso de calibración 216 se utiliza para modificar los criterios y segmentos de datos para el ajuste de trayectoria procesada posteriormente antes de realizar nuevamente el análisis de trayectoria 314. En el paso 318 se puede determinar una trayectoria utilizando filtros matemáticos o fórmulas de estimación que determinan mejor las posiciones subsiguientes cuando potencialmente ocurren los errores de posición, como se describió anteriormente. Una vez que el módulo de análisis de trayectoria 314 determina que los datos están dentro de los límites aceptables, se genera una trayectoria calibrada en el módulo 110 (si no se generó anteriormente como parte del análisis de trayectoria), y se utiliza un comparador 112 para comparar la trayectoria calibrada con la trayectoria pasada de la base de datos 104. Si la comparación indica que la trayectoria pasada de 104 está fuera de los límites aceptables, se provee la información de corrección desde el módulo 116 de regreso al módulo de comunicación 306. El módulo de comunicaciones 306 actualiza entonces los datos de posición en el inventario de posición 101 , y/o provoca de manera alternativa que se reporten los errores. La Figura 4, muestra modificaciones para el sistema de la Figura 3, que ilustran dos sensores generales 301 y 302 junto con más detalles de componentes para proveer la determinación de trayectoria pasada. La Figura 4, muestra adicionalmente cómo los componentes pueden estar distribuidos, con una trayectoria calibrada determinada utilizando la computadora de navegación 400, y con la corrección de error realizada en un módulo de corrección de error separado 420. El módulo de corrección de error 420 puede ser, de esta manera, localizado separado de la computadora de navegación 400 y potencialmente no reside sobre el artículo rastreado 300, sino que en una ubicación estacionaria separada. Para determinar las trayectorias, la computadora de navegación 400 incluye un generador de trayectoria primaria 402 conectado para recibir datos desde el primer sensor de posición 301 y posiblemente desde el inventario de posición 101 a través del módulo de comunicación 306, permitiendo el cálculo de una trayectoria de movimiento para el artículo rastreado 300. De manera similar, la computadora de navegación incluye un generador de trayectoria secundario 404 conectado al segundo sensor de posición 302. El generador de trayectoria secundario también es conectado al inventario de posición 101 a través del módulo de comunicaciones 306 si el segundo sensor 302 no provee datos de movimiento. Los generadores de trayectoria 402 y 404 están sincronizados con el sincronizador 405, y proveen datos para el generador de trayectoria pasado 406. El generador de trayectoria pasada 406 determina si son precisos los datos de trayectoria primaria desde el 402, y si no hay recursos para incluir el generador de trayectoria secundaria 404 para proveer las trayectorias. El generador de trayectoria pasada 406 también provee por lo menos una trayectoria pasada a la base de datos de trayectorias pasadas 104. En una modalidad, la trayectoria pasada incluye los datos de posición pasados enviados al inventario de posición 101. El generador de trayectoria pasada 406, también provee una salida a un módulo de determinación de trayectoria calibrada 408. El módulo 408 provee la función combinada de los módulos 314, 216 y 318 de la Figura 3, y se puede separa en módulos separados. La salida del módulo 408 se provee entonces a un generador de trayectoria calibrado 110 si todavía no se genera una trayectoria calibrada. Los módulos de corrección de error incluyen el identificador de error de trayectoria 1 12 que recibe datos de trayectoria calibrados desde el generador 1 10, así como también una trayectoria pasada desde la base de datos 104, y determina si los errores están dentro de los límites aceptables. Si no es así, un corrector de error pasado 116 envía un mensaje al módulo de comunicación 306, y también envía una actualización corregida a la base de datos de trayectoria pasada 104. El módulo de comunicaciones 306 funciona entonces para actualizar el inventario de posición 101 , y provee información de error a un módulo de reporte 422 y un módulo de advertencia 424. Se debe observar que aunque se utiliza el módulo de comunicaciones 306, la comunicación puede ser realizada directamente, tal como entre el corrector de error pasado 116 y el módulo de advertencia 424. Adicionalmente, un dispositivo, tal como un dispositivo de comunicaciones inalámbrico puede estar incluido en unamos para transferir los datos entre la computadora de navegación 400 y el módufcrde-corrección de~error 420. En una modalidad, se pueden combinar la computadora de navegación 400 y el módulo de corrección de error 420. Adicionalmente, el inventario de posición puede ser conectado a una inferíase de usuario para permitir ver los datos como se describió anteriormente. La Figura 5, es un diagrama de flujo que provee modificaciones a la Figura 1 , para proveer correcciones de error para los eventos que ocurre durante y después de que los datos son adquiridos en tiempo real. La grabación de eventos en una base de datos puede ser susceptible a las precisiones de posición, especialmente cuando dichos eventos indican las transacciones de inventario, por ejemplo, la recolección de un contenedor desde una ubicación determinada en un momento determinado, o mover varios inventarios alrededor de diferentes ubicaciones. También puede ocurrir un evento para proveer datos erróneos en un número de formas. Por ejemplo, si el artículo rastreado tiene un sensor GPS como un primer sensor de posición 301 y se desplaza a través de una recepción GPS de bloqueo de túnel, el segundo sensor de posición 302, tal como un sensor INS, provee los datos de posición. Los datos INS, sin embargo, pueden variar de manera significativa a partir de una ubicación actual, particularmente entre más se utilice el sistema INS sin hacer referencia a los datos de posición GPS. Un evento similar puede ocurrir si algunos de los satélites que proveen datos GPS en una ubicación se vuelven inactivos, por ejemplo, debido al bloqueo o reflexión, que reduce de manera significativa la precisión de los datos que están siendo recibidos, aunque después vuelven a estar en línea para proveer datos extremadamente precisos. Para corregir los errores cuando ocurre un evento, inicialmente se incluye un sensor de estado 500 para alertar a una interfase o controlador de usuario, provistos con un inventario de posición 101 para indicar cuando ocurre un evento, ya sea que afecta o está enlazado con los datos de posición obtenidos anteriormente. El sensor de estado 500 puede ser unido al artículo que está siendo rastreado, o unido en donde está localizado el primer sensor de posición 301 o en donde se puede observar el evento. El inventario de posición y el sistema de administración de eventos 101 responden al sensor de estado 500 proporcionando datos de posición a una base de datos de trayectoria de evento 504, permitiendo la determinación de las trayectorias durante el mismo tiempo en que ocurrió el evento que pude ya sea crear o ser enlazado a los datos pasados erróneos. En una modalidad, la base de datos de trayectoria de evento 504 se combina con la base de datos de trayectoria pasada 104, aunque se separan en la Figura 5 para los propósitos de ilustración. Adicionalmente, el inventario de posición y el sistema de administración de evento 101 envía datos con el propósito de calibración para proveer un procesamiento posterior de la trayectoria para el paso 106 cuando ocurre el evento. Los datos de posición calibrados son generados entonces en un procedimiento repetitivo o de regresión en los pasos 106 y 108, y una trayectoria calibrada para los datos de evento se genera en el paso 110. En la Figura 5, se proveen los pasos 502 y 506 para la evaluación de la trayectoria de evento calibrada. En una modalidad, los pasos 502 y 506 son combinados con los pasos 112 y 116 respectivos, que realizan la misma función para los datos en tiempo real que están siendo reunidos, los pasos operan en forma simultánea. En el paso 502, las trayectorias pasadas de la base de datos 504 son comparadas con las trayectorias de evento calibradas desde el paso 110. Si las trayectorias pasadas son determinadas para tener errores mayores que los límites aceptables en el paso 502, la trayectoria calibrada desde el paso 110 se utiliza en el paso 506 para proveer datos corregidos para el inventario de posición 101 y para la base de datos de trayectoria de evento 504. El inventario de posición y el sistema de administración de evento 101 continúan enviando datos de evento para la calibración hasta que todos los eventos de datos han sido verificados nuevamente y se determinó se encuentran dentro de los límites aceptables. En una modalidad, las reglas y lógica para rastrea nuevamente el evento se utilizan en el paso 01 para optimizar la nueva verificación de datos de evento cuando ocurre la propagación potencial de los errores de inventario. La Figura 6, muestra el sistema de la Figura 4 modificado para proveer corrección de error de evento como se describió en los pasos del método de la Figura 5. El sistema de la Figura 4 es modificado para incluir un sensor de estado 500 para detectar eventos, y para incluir un rastreador de evento y recurso 604 para permitir la corrección de los datos de evento. La base de datos de trayectoria pasada 104 provee la función combinada de la base de datos de trayectoria de evento 504 y la base de datos de trayectoria pasada 104 de la Figura 5, aunque podrían ser separados. De manera similar, el identificador de error de trayectoria 1 12 sirve para identificar los errores entre los datos calibrados y pasados, aunque podría utilizarse un identificador de error de evento separado. Durante la operación, una vez que se detecta un evento mediante el sensor de estado 500, el inventario de posición y el administración de eventos 101 opera el rastreador de eventos y recursos 604 para procesar nuevamente los datos recibidos durante el evento. El rastreador de evento y recurso 604 provee los datos para calibración al módulo 408, y los errores resultantes son detectados y los datos de corrección son devueltos al módulo de comunicaciones. En una modalidad, el rastreador de evento y recurso 604 también programa un procedimiento de nuevo rastreo de evento cuando ya se ha propagado un error pasado para crear errores de inventario adicionales.

Como en el caso de la Figura 4, en la Figura 6, los componentes en la computadora de navegación 400 y el módulo de corrección de evento 429 puede ser combinado en una unidad única o distribuido para servir mejor a los requerimientos de diseño particulares. La Figura 7, muestra un diagrama de bloque de una arquitectura de sistema para rastrear artículos móviles múltiples 700I-700N, y corregir los errores de posición de acuerdo con la presente invención. Los artículos móviles 700 700N incluyen cada uno los componentes mostrados en la Figura 6, aunque se debe comprender que algunos componentes, tales como las computadoras de navegación 400I-400N, se pueden combinar y mover lejos de los artículos móviles 700r700N dentro de una unidad estacionaria separada. De manera similar, los componentes estacionarios mostrados en la Figura 7, tales como el módulo de inventario y corrección de error de evento 420 pueden separarse y estar incluidos en cada uno de los artículos móviles 700 700N. En la Figura 7, los componentes de rastreo y corrección de error se muestran en el diagrama de bloque de la Figura 6, aunque se debe comprender que se podrían utilizar componentes más limitados, tales como aquellos de la Figura 1. Aunque la presente invención ha sido descrita anteriormente con particularidad, ésta únicamente tuvo la intención de enseñar a un experto en la materia como elaborar y utilizar la presente invención. Muchas modificaciones adicionales se encontrarán dentro del alcance de la presente invención, como ese alcance es definido mediante las siguientes reivindicaciones.

Claims (16)

NOVEDAD DE LA INVENCION REIVINDICACIONES

1.- Un sistema de rastreo de posición, que comprende: una unidad de posicionamiento asociada con un objeto móvil para proveer primeros datos de posición del objeto móvil que permiten proporcionar una primera trayectoria en tiempo real que indica el movimiento del objeto; una unidad de almacenamiento de datos para almacenar los primeros datos de posición; un módulo de procesamiento de navegación para generar los segundos datos de trayectoria calibrados a partir de los primeros datos de posición; y un módulo de cálculo de corrección de error para comparar los segundos datos de trayectoria calibrados desde el módulo de procesamiento de navegación con los primeros datos de trayectoria y generar los datos de corrección que indican las correcciones en los primeros datos de posición.

2. - El sistema de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque comprende adicionalmente un módulo de reporte conectado al módulo de corrección de error para proveer los mensajes que indican una ubicación de errores de datos en el primer error de posición como está almacenado en la unidad de almacenamiento de datos.

3. - El sistema de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la unidad de posicionamiento comprende: un primer sensor de posición para proveer datos de posición en tiempo real del objeto móvil para la determinación de los primeros datos de posición; y un segundo sensor para proveer por lo menos una de la siguiente información que soporta la determinación de la primera trayectoria del objeto móvil: datos de movimiento lineal, datos de movimiento angular, datos de velocidad lineal, datos de velocidad angular, datos de aceleración lineal y datos de aceleración angular.

4. - El sistema de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque, el primer sensor de posición incluye un receptor del sistema de posicionamiento global (GPS); y el segundo sensor incluye por lo menos un componente de un sistema de navegación por inercia (INS).

5. - El sistema de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la unidad de posicionamiento incluye por lo menos un sensor para proveer los primeros datos de posición en tiempo real y un procesador que determina la primera trayectoria; y en donde el módulo de navegación utiliza por lo menos una salida desde la unidad de posicionamiento para generar los segundos datos de trayectoria a partir de los primeros datos de posición en tiempo real utilizando un algoritmo para filtrar los primeros datos de posición almacenados para proveer por lo menos un segmento de la segunda trayectoria con mayor precisión que la primera trayectoria.

6. - El sistema de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el módulo de navegación genera un segmento la segunda trayectoria utilizando fórmulas matemáticas un número de veces hasta que el segmentos es estadísticamente confiable con base en un estándar previamente determinado.

7. - El sistema de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el módulo de cálculo de corrección de error actualiza los primeros datos de posición con los datos corregidos almacenando los datos corregidos en lugar de algunos de los primeros datos de posición en la unidad de almacenamiento de datos.

8. - El sistema de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el módulo de cálculo de corrección de error actualiza los primeros datos de posición con los datos corregidos para proveer los segundos datos de posición y almacena los segundos datos de posición en la unidad de almacenamiento de datos.

9. - El sistema de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el módulo de cálculo de corrección de error reporta los datos corregidos a una interfase de usuario.

10. - El sistema de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la unidad de posicionamiento comprende: sensores para recibir los datos de posición; y un mapa digital para correlacionarlo con los datos de posición de los sensores para proveer los primeros datos de posición y la primera trayectoria en tiempo real.

11. - El sistema de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la unidad de posicionamiento reside en el objeto móvil, y en donde el módulo de procesamiento de navegación y el módulo de cálculo de corrección de error residen lejos del objeto móvil y están enlazados en forma inalámbrica a la unidad de posicionamiento.

12.- El sistema de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la unidad de posicionamiento y el módulo de procesamiento de navegación residen en el objeto móvil, y en donde el módulo de cálculo de corrección de error reside lejos del objeto móvil y está enlazado en forma inalámbrica a la unidad de posicionamiento y el módulo de procesamiento de navegación.

13.- El sistema de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la unidad de posicionamiento, el módulo de procesamiento de navegación y el módulo de cálculo de corrección de error residen en el objeto móvil.

14.- Un método para proporcionar datos de posición para un objeto móvil que comprende los pasos de: obtener primeros datos de posición del objeto móvil en un modo en tiempo real; almacenar los primeros datos de posición en por lo menos una secuencia temporizada; determinar una primera trayectoria con base en parte en los primeros datos de posición; calcular el movimiento de los datos de posición del objeto móvil empleando un filtro de estimación posterior al procesamiento para proveer una segunda trayectoria de manera más precisa representando el movimiento del objeto en lugar de la primera trayectoria; correlacionar la primera trayectoria con la segunda trayectoria para identificar los segmentos de los primeros datos de posición que requieren corrección; y generar datos de corrección que indican las correcciones en los primeros datos de posición.

15. - Un sistema de inventarios de rastreo de recursos que comprende un procesador con un medio de almacenamiento legible, el medio de almacenamiento almacena los datos de inventario para permitir el rastreo de un objeto móvil mediante el procesador, el medio de almacenamiento: almacena primeros datos de posición del objeto móvil en por lo menos una secuencia temporizada; almacenar una primera trayectoria que indica el movimiento del objeto móvil con base en parte en los primeros datos de posición; almacenar una segunda trayectoria que indica el movimiento del objeto móvil, la segunda trayectoria obtenida de los primeros datos de posición utilizando un filtro que incluye algoritmos de estimación de procesamiento posterior de tal manera que la segunda trayectoria predice de manera más precisa el movimiento del objeto en lugar de la primera trayectoria; y almacenar los datos de posición revisados que indican las revisiones a los primeros datos de posición con base en una comparación de la primera trayectoria con la segunda trayectoria.

16. - El sistema de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado además porque el medio de almacenamiento almacena adicionalmente los datos de evento del objeto móvil en una base de datos, y en donde el procesador adicionalmente revisa los datos de evento trazando nuevamente la secuencia de evento con base en los datos de posición revisados del objeto móvil.