[发明专利]多传感器定位和识别

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2009年12月8日提交的第12/633,672号美国专利申请的利益，该专利申请的公开通过引用被完整地并入本文。

技术领域

本发明通常涉及用于定位和识别无线设备例如在模拟或数字蜂窝系统、个人通信系统(PCS)、增强型专用移动无线电设备(ESMR)和其它类型的无线语音和数据通信系统中使用的无线设备的方法和装置。更具体地但非排他地，本发明涉及用于将来自多个传感器类型的信息进行组合以识别和定位无线设备用户的方法。

背景

因为闭路摄像机的发明，安全区域和公共区域的实时监视已经用于提高警卫人员的效率。卡式录像机(VCR)的出现实现了视频新闻报道的存档。在20世纪70年代中期，视频技术变得对于公共安全功能例如法律实施、人群监视和高速公路交通控制是成本有效的。

数码摄像机的引入允许对视频图像的软件分析，并且在20世纪90年代期间，面部识别技术已经变得足够准确以被更广泛地使用。在2001年11月11日的袭击以后，对通过自动化视频系统识别在安全位置上的人的需要已经被视为公共需要。在2002年5月，美国公园管理局在自由女神像和埃利斯岛处的计算机化的视频视照相机上安装了面部识别软件。

除了面部识别以外，视频系统还可以使用其它识别技术，其实例也包括步态识别、服装识别以及使用模式识别的二维(2-D)或三维(3-D)图像映射。使用静物照相机、摄像机或其它成像系统的这些图像识别技术可一般地称作“视频度量(videometric)”系统。视频度量系统可以将一个图像或一系列图像减小为数字签名标签。视频度量系统可以对未识别的对象加标签或编索引以检测重复的访问者。然而，对个人的识别和跟踪通常限于在视频网络数据库中存储的已经识别出的那些人。此外，视频度量系统受到由安装的成像系统提供的视场的限制。视频度量签名是对允许识别对象的特征的识别。与指纹很像，视频度量签名对于个人是唯一的，但是在一段较长的持续时间期间更容易改变。

响应于美国通信委员会(FCC)的增强9-1-1阶段II命令，用于以高准确度定位无线设备(例如，蜂窝电话)的技术开始被广泛地使用。无线定位技术包括基于网络的技术和基于手机的技术。基于网络的高准确度的技术使用利用到达时间(TOA)、到达时间差(TDOA)和/或到达角(AoA)技术的手机的上行链路(移动台到基站)无线电信令来定位移动设备。高准确度的定位技术可以包括使用定时信标系统，例如全球导航卫星系统(GNSS)，最好的实例是NAVSTAR全球定位系统(GPS)。来自无线通信网络的GNSS信号和信令的使用考虑辅助GNSS(A-GNSS)，该A-GNSS降低了通过传统的GPS生成定位所需的时间并且可以增加接收机灵敏度。

中等准确度的定位技术有时作为回退方法或者与高准确度的定位技术结合来用于发射机的定位。这些技术包括基于网络的小区ID定位技术，并且可以包括使用校准的RF指纹识别(模式匹配技术)的定时或功率测距信号强度测量(SSM)的增添。基于手机的中等准确度的技术包括下行链路无线电信号技术，例如增强型观测时间差(E-OTD)、高级前向链路三边测量(AFLT)和观测到达时间差(OTDOA)。

还可以使用定位技术的混合。已经成功地实施了U-TDOA、AoA、AFLT、A-GPS、TOA、SSM和OTDOA的各种组合，并且已经提出了高或高/中等准确度的手机和网络定位技术的其它组合。

使用基于网络的无线定位技术的无源定位依赖于对无线电空中接口或WCN链路的监控以及等待移动设备在控制信道或业务信道上执行网络事务。这些网络事务包括定期的重新注册以及诸如与呼叫或数据连接有关的事件(发起、终止、切换)的特殊事件和诸如位置更新的漫游事件。

使用基于网络的无线定位技术的有源定位依赖于无线定位系统的合作或指派(co-opting)。合作约定包括经由系统报文发送(messaging)来轮询或审核，报文发送的实例包括身份认证请求、Any_Time_Interrogation(ATI)(作为移动终止定位请求过程的一部分)、空SMS pinging或者简单地呼叫考虑中的移动台或向考虑中的移动台发送报文。WCN的指派包括仅空闲移动设备被立即重新注册的仅控制信道IMSI收集器基站、通话(会话)中的两个移动设备被捕获、询问和识别的蜜罐技术(honey-pot)基站的使用，或者在具有局部寻呼区域(定位区域)的特定区域中放置较小的WCN小区以迫使移动台进行重新注册。