[发明专利]用于飞行时间指纹采集和地理定位的方法和装置

说明书

技术领域

本公开涉及用于室内地理定位的方法和装置。更具体地，本公开涉及 用于根据室内环境的指纹和(一个或多个)实时飞行时间(Time-of- Flight，ToF)测量确定室内位置的方法和装置。

背景技术

定位结构内部的人、动物和移动终端变得越来越重要。该结构可以是 传统全球定位系统(GPS)不可访问的覆盖结构。传统室内地理定位技术 依赖于包括以下各项的信息：接收的信号强度指示(RSSI)、到达的角度 (AOA)、到达的时间(TOA)、以及到达的时间差(TDOA)。该信号 信息然后被操纵以确定结构内部的发射器位置或者编译所谓的结构指纹。

传统的技术仅提供有限的定位准确性，因为它们极大地依赖于视线 (LineofSight，LOS)来确保准确性。复杂结构包括多层结构，这些多层 结构产生回波和过量多路径传播，从而使得传统LOS测量不准确。因为周 所周知LOS在室内环境中是不可用的，所以传统技术遭受高度的不准确 性。

RSSI指纹采集(fingerprint)的主要缺点是对以下各项的敏感度：接 入点(AP)的发射器功率、发射器设备的方位和高度以及快速衰落，所有 这些能够引起指纹图谱的变化。为克服不准确性，通过提供更多的AP位 置和/或创建更大的不同结构点的数据库来提高RSSI指纹采集准确度。因 此，存在对于准确地确定室内环境内的设备的位置的方法和装置的需求。

附图说明

将参考以下示例性和非限制说明来讨论本公开的这些和其他实施例， 其中相似的元件被类似地编号，并且其中：

图1示出了示例性ToF指纹图谱；

图2示出了具有AP和多个STA的通信系统；

图3A示出了示例性环境的主要视线的累积分布函数；

图3B示出了示例性环境的非主要视线的累积分布函数；

图4是根据本公开的一个实施例的用于确定STA的位置的流程图；

图5示出了STA的示例性粗略位置；

图6示出了用于实现本公开的实施例的示例性设备；以及

图7示意性地示出本公开的用于确定设备位置的实施例。

具体实施方式

本公开的实施例涉及用于检测封闭环境中的设备位置的方法。封闭环 境可以是被覆盖或未被覆盖的空间。位置确定可以通过移动设备(正在寻 找其位置的移动设备)来实现，或者它可以被发送到另一设备(另一移动 设备、服务器、或接入点)以进行确认。

在本公开的一个实施例中，移动设备进行实施飞行时间(ToF)测 量。ToF被定义为信号从用户传播到AP又返回到用户的总时间。该值能 够通过使时间除以二并乘以光速来转换为距离。该方法能够在移动设备处 或者在外部位置处实现。一旦获得了实时ToF测量结果，它就能够被匹配 到现有ToF指纹图谱。能够通过调查感兴趣的区域和收集信号/距离测量结 果来创建ToF指纹图谱。ToF还能够通过众包来创建。对确定其位置感兴 趣的设备能够在ToF指纹图谱上搜索最佳匹配(例如，最接近的位置)。 最后，该移动设备的位置能够被添加到ToF指纹图谱以进一步开放该图 谱。该图谱能够被存储在移动设备处、外部资源处、或两者处。可选地， 移动设备能够最初确定粗略位置并然后进行到确定大体准确的位置。

图1示出了示例性ToF指纹图谱。具体地，图1示出了具有多个房 间、走廊105和其他结构特征(包括门、桌子、槽等)的结构100。在走 廊105上标识来多个点。为便于引用，前三个点被标识为110、112和 114。每个点表示结构图谱100上的位置，从结构图谱100获得信号指 纹。图谱中的每个点还由该点的坐标、AP的MAC电子、和距每个AP的 平均距离来表示。