[发明专利]使用水平角的位置确定

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求提交于2011年1月11日的题为“Position Determination Using Horizontal Angles（使用水平角的位置确定）”的美国临时申请No.61/431,732的权益，该临时申请的全文出于所有用途通过援引包括于此。

背景

无线通信系统被广泛部署以向移动用户提供各种通信服务和位置服务。系统中的用户依靠位置确定功能性提供位置服务，包括导航、基于位置的服务、和兴趣点应用。

存在数种确定无线通信系统中接入终端的位置的技术，包括全球定位系统（GPS）技术、辅助GPS（A-GPS）、以及基于蜂窝小区的定位方法，诸如源蜂窝小区（COO）、抵达时间（TOA）、以及抵达角（AOA）。这些技术具有变化的精确度，可能不能提供当今许多基于位置的服务所需要的准确度。例如，GPS定位在城市环境中可能尤其不准确，在城市环境中高且密集的建筑物会限制卫星视野并且建筑物的反射表面会导致多径效应。

一种改善城市环境中GPS准确度的技术使用计算机视觉方法来确定装备有相机的接入终端的位置。这些方法目的在于通过例如使用非线性最小二乘最小化使对象点的投影与相机图像上所标识的相应点之间的二次投影误差最小化来解决寻找外部相机参数（即，位置和方位）的三维问题。最小二乘法可通过迭代数值法进行优化，但是在接入终端中实现迭代数值法在计算上代价很高且成本惊人。

概述

根据本公开的无线通信系统的接入终端的示例包括：收发机，其被配置成无线地接收多个参考关键点以及每个相应参考关键点的地理位置，每个地理位置是靠近所述接入终端的估计位置的位置；至少一台相机，其通信地耦合至该收发机并被配置成捕捉图像；以及处理器，其通信地耦合至该至少一台相机并被配置成使用被确定为各自对应由该至少一台相机捕捉的图像内所标识的相应图像关键点的相应第一和第二对参考关键点的地理位置之间的第一和第二水平角来演算该接入终端的比估计位置更为准确的精细位置。

这样的接入终端的实施例可包括以下特征中的一个或多个。收发机还被配置成无线地传送接入终端的估计位置以作为对多个参考关键点和地理位置的请求。处理器还被配置成演算该精细位置作为各自由相应第一和第二水平角定义的第一和第二位置圆的交集。处理器还被配置成演算第一和第二位置圆的每一个的中心；演算第一和第二位置圆的每一个的半径平方；使用相应演算出的中心和半径平方来定义第一和第二位置圆的每一个的方程；以及通过求解第一和第二位置圆的方程来演算第一和第二位置圆的交集。处理器还被配置成选择第一和第二对的每一对的所确定关键点以使得第一和第二水平角的每一个介于30度到120度之间。收发机还被配置成无线地接收附加参考关键点和每个相应附加参考关键点的附加地理位置，每个附加地理位置是靠近接入终端的所估计将来位置的位置。处理器还被配置成跟踪接入终端的运动以估计接入终端的将来位置。该至少一台相机被配置成捕捉多幅图像；以及处理器还被配置成将这多幅图像组合为合成图像。该至少一台相机是以类似扇形的图案布置在接入终端上的、具有至少80度的组合有效水平视角的多台相机。

配置成确定无线通信系统的接入终端的位置的设备的示例包括：用于在接入终端处无线地接收多个参考关键点和每个相应参考关键点的地理位置的装置，每个地理位置是靠近该接入终端的估计位置的位置；用于确定这些参考关键点中的各自对应由接入终端捕捉的图像内的相应图像关键点的至少三个参考关键点的装置；以及用于使用相应第一和第二对所确定关键点的地理位置之间的第一和第二水平角来演算接入终端的比估计位置更准确的精细位置的装置。