[发明专利]用于地理定位的系统、方法和设备

说明书

根据本文提供的实施例，用于地理定位的轨迹确定设备可以包括一个或多个相对位置传感器、一个或多个处理器和存储器。该一个或多个处理器可以执行机器可读指令，以从一个或多个相对位置传感器接收相对位置信号。相对位置信号可以转换成一系列相对轨迹。每一个相对轨迹可以包括指示轨迹确定设备的取向变化的距离和方向信息。可以根据一系列相对轨迹创建渐进拓扑；这个渐进拓扑可以与地图数据进行比较。可以确定轨迹确定设备的地理位置。

政府许可的权利

本发明是在National Geospatial Intelligence Agency(美国国家地理空间情报局)授予的合同号GRT00030666和资助文件号NIB8G13150AS02的政府支持下完成的。政府拥有本发明某些权限。

背景技术

本说明书总体涉及用于地理定位的系统、方法和设备，并且更具体地，涉及用于基于拓扑的地理定位的系统、方法和设备。

除非本文另行指出外，这部分描述的材料不是本申请权利要求的现有技术，并且不会因为包括在本部分中而认定为现有技术。

具有基于导航解决方案的全球定位系统(GPS)的移动设备的日益增长的可用性表明了地理定位和导航的与日俱增的重要性。然而，市场上当前导航解决方案依赖于GPS信号的质量。在诸如具有高层建筑的城市或森林的很多地方，GPS信号可能减弱到无法使用。此外，GPS信号是低功率的并且可能容易被阻断，这可能降低这种解决方案在军事行动中的有用性。而且，GPS信号不是室内使用，即，基于GPS的导航对建筑内的导航不可靠。

另外，自主导航是依赖于地理定位的新兴技术。然而，自主导航需要实时的精确地理定位以有效导航。标准GPS设备的精确度对于自主导航而言是不可接受的差。

因此，需要为地理定位提供可选的系统、方法和设备。

发明内容

在一个实施例中，用于地理定位的轨迹确定设备可以包括一个或多个相对位置传感器、一个或多个处理器以及存储器。一个或多个相对位置传感器可以产生相对位置信号。一个或多个处理器可以通信耦合到一个或多个相对位置传感器和存储器上。该存储器可以存储机器可读指令。一个或多个处理器可以执行机器可读指令，以从一个或多个相对位置传感器接收相对位置信号。相对位置信号可以转换成一系列相对轨迹。每一个相对轨迹可以包括指示轨迹确定设备的取向变化的距离和方向信息。可以根据该系列相对轨迹创建渐进拓扑；这个渐进拓扑可以与地图数据进行比较。可以确定轨迹确定设备的地理位置。

在另一实施例中，用于地理定位的方法可以包括识别感兴趣区域。轨迹确定设备可以位于感兴趣区域内。轨迹确定设备可以包括产生相对位置信号的一个或多个相对位置传感器。可以选取对应于感兴趣区域的地图数据的子集。地图数据的子集可以转换成地图图形。该地图图形可以包括节点和边缘。可以将特征计算为地图图形的每个节点处的地图图形的边缘对之间的角度变化率。可以在地图图形的每个节点上存储特征。一个或多个处理器可以基于相对位置信号自动产生渐进拓扑。渐进拓扑可以对应于轨迹确定设备的运动形状。一个或多个处理器可以自动将地图图形的特征与渐进拓扑进行比较，以确定轨迹确定设备的地理位置。

在再一实施例中，用于地理定位的轨迹确定设备可以包括一个或多个相对位置传感器、全球定位系统接收器、一个或多个处理器以及存储器。一个或多个相对位置传感器可以产生相对位置信号。全球定位系统接收器可以提供指示轨迹确定设备的位置的信号。一个或多个处理器可以通信耦合到一个或多个相对位置传感器和存储器上。该存储器可以存储机器可读指令。一个或多个处理器可以执行与轨迹确定设备的位置相对应的机器可读指令访问地图数据。可以从一个或多个相对位置传感器接收相对位置信号。相对位置信号可以转换成一系列相对轨迹。每一个相对轨迹可以包括指示轨迹确定设备的取向变化的距离和方向信息。可以根据该系列相对轨迹创建渐进拓扑；这个渐进拓扑可以与地图数据进行比较。可以确定轨迹确定设备的地理位置。

鉴于以下详细描述并结合附图，将更全面地理解由本文描述的实施例提供的这些和另外的特征。