[发明专利]使用状态空间估计器进行位置确定

说明书

技术领域

本公开整体涉及位置确定。

背景技术

一些移动设备具有用于确定地理位置的特征部。例如，移动设备可包括用于从全球卫星系统(例如，全球定位系统或GPS)接收信号的接收器。移动设备可使用所接收的GPS信号来确定包括纬度和经度的地理位置。在许多地方，GPS信号可能不存在、微弱或受到干扰，使得无法使用移动设备的GPS功能来准确地确定位置。例如，常规的移动设备在位于建筑物或隧道内部时经常不能基于GPS信号来确定位置。

发明内容

本发明描述了用于使用位置指纹数据库来确定移动设备的位置的方法、程序产品和系统。在GPS信号不可用的情况下，移动设备可使用通过外推和内插生成的位置指纹数据库来应用统计分类以确定位置。

在一个方面，服务器可生成用于数据库的位置指纹数据。服务器可使用众包、使用信号源的已知位置或这两者来生成位置指纹数据。服务器可从采样设备接收环境变量的测量，例如来自一个或多个采样点处的信号源的信号。服务器可从所接收的测量外推和内插地点中的一个或多个位置处的估计测量。服务器可存储作为位置指纹数据的外推或内插的测量。当移动设备在该地点处时，服务器可将位置指纹数据发送到移动设备以用于确定移动设备的位置。

在一个方面，移动设备可使用从服务器接收的位置指纹数据来确定移动设备在该地点处的位置。移动设备可从移动设备的传感器获取传感器读数的向量，每个传感器读数可测量环境变量，例如由传感器从信号源所接收的信号。移动设备可执行向量和位置指纹数据之间的统计匹配。然后，移动设备可基于该统计匹配来估计移动设备的当前位置。

在一个方面，移动设备可使用位置指纹数据和传感器的读数来获取位置观测值。移动设备可在粒子滤波器中使用位置观测值以用于确定移动设备在地点中的位置。移动设备可进行初始观测。该初始观测可包括测量环境变量，例如由传感器检测的信号，并且将测量与位置指纹数据进行比较。然后，移动设备可使用运动传感器来确定设备的移动状态(例如，方向和速度)。使用移动状态和地点的地图或通道信息，移动设备可确定设备的一个或多个候选位置。然后，移动设备可使用下一个观测值来更新候选位置，并且基于该候选位置来确定概率密度函数。然后，移动设备可向用户呈现作为设备在地点中的当前位置的最可能的位置。

可实施位置指纹技术以实现以下优点。即使当GPS信号不可用时以及当常规位置确定功能失效时，移动设备也能够确定位置。例如，当移动设备位于其无法检测GPS信号的建筑物或隧道内部时，移动设备可确定移动设备位于何处。

与使用常规位置估计技术的移动设备相比，使用位置指纹数据的移动设备可确定具有较高分辨率的位置。例如，当移动设备在室内时，常规设备可使用蜂窝信号以用于三角测量。三角测量可具有几个街区的分辨率。相比而言，使用位置指纹数据的移动设备可确定携带设备的用户是正在沿着走廊步行、进入自助餐厅或正进入建筑物中的办公室。移动设备可确定用户位于哪个楼层，用户已通过哪道门。

移动设备可根据需要来获取位置指纹数据。例如，移动设备可仅在移动设备快要进入建筑物时获取该建筑物的位置指纹数据。因此，可将用于位置确定的内存占用、网络带宽使用和处理器负荷最小化。

在附图和以下描述中示出了使用位置指纹数据库的位置确定的一个或多个具体实施的细节。根据具体实施方式、附图和权利要求书，使用位置指纹数据库的位置确定的其他特征、方面和优点将变得显而易见。

附图说明

图1是提供使用位置指纹数据的位置确定的概述的框图。

图2示出了用于生成位置指纹数据的示例性调查技术。

图3是用于生成位置指纹数据的示例性指纹引擎的框图。

图4A示出了用于调查地点的示例性内插和外推技术。

图4B示出了用于基于预测来生成位置指纹数据的示例性技术。

图5示出了位置指纹数据中的示例性特征向量。

图6示出了位置指纹数据库的示例性逻辑结构。

图7示出了使用统计分类来估计当前位置的示例性技术。

图8是使用核估计来生成位置观测值的示例性过程的流程图。

图9是示出使用粒子滤波器来估计当前位置的示例性移动设备的框图。

图10示出了对粒子滤波器的约束的示例性应用。

图11A-图11C示出了使用来自移动设备的传感器的读数来配置粒子滤波器的示例性技术。

图12是生成位置指纹数据的示例性过程的流程图。