用於移動位置確定的方法和設備的製作方法

2023-10-08 23:33:54 3

用於移動位置確定的方法和設備的製作方法
【專利摘要】本發明涉及用於移動位置確定的方法和設備。一種使用行動裝置生成用戶的位置的方法。該方法包括，在行動裝置上確定信號快照，所述信號快照描述可由所述行動裝置檢測到的未管制的射頻（RF）傳輸的特徵。使用所述信號快照和來自所述行動裝置的至少一個附加輸入，在所述行動裝置上生成所述用戶的位置。反覆重複生成和確定。未管制的RF傳輸可以包括WiFi信號。
【專利說明】用於移動位置確定的方法和設備
[0001]相關案例
[0002]本申請是2011年2月5日提交的、Huang等人所著的標題為「The presentinvention relates to a solution to Wireless or Signal Strength Based Mappingand Localization and more specifically to the simultaneous or real-time orpostprocessing mapping and/or localization of received and/or transmittedwireless and/or signal-strength information together with any combinationof odometry, human interaction, or environmental context，，的丨臨時申請案系列N0.61/439，876的非臨時申請案。
【技術領域】
[0003]本公開一般涉及使用行動裝置進行的位置確定。更具體而言，本公開涉及不依賴於GPS來進行位置確定的技術。
【背景技術】
[0004]通常，通過GPS、蜂窩小區塔、以及預先測繪(map)的RF發射器(例如，WiFi接入點)的組合來進行手機(mobile)定位。這樣的定位通常只精確到大約7-25米，但是在失敗的情況下，仍可達250米。進一步地，室內環境對於GPS接收而言效果差，需要依賴於其他機制。一種用於改善接收的機制是利用蜂窩小區塔，例如使用有關來自多個已知蜂窩小區塔的信號強度的信息來對大致位置進行三角測量(200-1000m精度)。另一種方法是使用已知WiFi發射器，或其他未管制的射頻(RF)發射器的資料庫。
[0005]例如，Skyhook Wireless使用已知WiFi接入點、GPS衛星以及蜂窩小區塔的資料庫來計算位置，提供具有大約10-20米精度的僅軟體的位置測繪。諸如Skyhook Wireless之類的服務的核心要求是WiFi接入點的參考資料庫。該資料庫必須手動生成，例如通過野外測量，手動數據輸入。諸如Apple之類的其他公司在行動裝置中利用GPS來記錄WiFi基站。這些資料庫本身必須定期維護並更新，以提供好的精度。對這樣的資料庫的維護會需要昂貴的監控設備、經過培訓的野外團隊，以測量位置以及常規的更新。另外，這樣的方法不能解決由於擁擠的與空曠的區域而導致的變化的信號環境，或由於隨著用戶改變他/她握持行動裝置的方式，用戶手遮蔽行動裝置的天線而造成的變化的信號狀況。
[0006]用於進行室內位置確定的其他方法，諸如那些使用光線跟蹤傳播模型來進行室內信號強度建模的方法，基於Sparse Extended Information Filter和GraphSLAM的方法，或那些基於推算定位法的方法，需要有關位置的形狀、布局、以及有時是材料的先驗信息，例如以前的形狀。如果有預先存在的地圖以及權威來源可以提供的形狀信息，此方法可以起作用。然而，這樣的方法在行動裝置約束內運行從計算上來說太複雜，或者在變化的或動態的環境中並不總是好使。
[0007]相應地，所需要的是用於在行動裝置上進行位置確定而不需要有關位置的先驗信息(例如有關空間本身或者空間中的未管制的RF發射器/傳輸的信息)的方法和設備。【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1示出了根據一實施例的系統的體系結構層次示意圖。
[0009]圖2示出了在行動裝置上使用的定位系統的實施例的示例。
[0010]圖3是根據一個實施例的位置確定過程的流程圖。
[0011]圖4是根據一個實施例的位置確定過程的細化的流程圖。
[0012]圖5-6示出了來自位置確定過程的實施例的結果。
【具體實施方式】
[0013]相關案例I
[0014]【背景技術】I
[0015]領域I
[0016]相關技術2
[0017]【專利附圖】

【附圖說明】3
[0018]【具體實施方式】3
[0019]概覽4
[0020]術語 7
[0021]系統概述8
[0022]定位16
[0023]進一步改善的信號圖 30
[0024]示例以及進一步的討論 35
[0025]結論以及附加實施例 37
[0026]權利要求書45
[0027]摘要51
[0028]概覽
[0029]討論將按如下方式來組織。首先，將呈現描述了各實施例所解決的一些問題的引言，接下來是對將在整個討論中使用的術語的說明。然後，將在體系結構層次來討論一個實施例的高級別描述。接下來，將討論一些實施例所使用的過程的細節。然後，將討論某些應用。最後，討論各種替換實施例。
[0030]考慮Lane參加會議的情形。由於是在最後一刻建立的空間，因此在會議中心沒有WiFi接入點的映射，其中一些可能已經最近被替換並且不被監測，其中一些是由為展攤位(booth for the show)安裝的等等。然而,會議組織者可能具有帶有參展商名稱的展出樓層(show floor)的總圖(general map),它們可以將其加載到會議的移動應用中。在會議中心，Lane抽出他的行動電話，並啟動會議的移動應用或網站，例如XYZ Convention2011o需要給Lane提供一種方便的跟蹤他通過會議樓層的路徑的方式，確保Lane訪問了要見的人的列表上的所有參展商，甚至在GPS差或不可用的情形下，甚至在會議樓層的布局自從地圖完成以來已經改變的情形下，也能在行動裝置上這樣做。在此上下文中，GPS可能在信號質量方面以及在高功率要求方面差。進一步地，現有的對GPS的替代方案可能也太昂貴，例如對位置進行預先測繪或在位置內設置預先確定的信標。其他特徵可以包括在會議中查找和與其他人相會方面的更好精度。其他特徵可以包括訪問您感興趣的攤位的最佳路線。其他特徵可以包括對於一個區域中的擁擠情況的處理，例如基於會議樓層的一部分的擁擠情況，動態地建議替代路線。如果定位系統120可以聯絡數據源，例如公司信息112或第三方網站中的、提供有關景點(attraction)的等待時間的信息，類似的特徵可以用於在諸如帶有景點的主題遊樂園之類的大位置的路線規劃。另外，這樣的特徵還可以考慮由諸如遊行和演出之類的事件所引起的擁擠。其他特徵可包括提供瀏覽歷史，例如您訪問的攤位；與展覽的交互，例如顯示與附近攤位相關的內容；和/或個性化，例如根據您的興趣，示出不同的信息。例如，在個性化上下文中，向醫學會議註冊的醫生可能在相同攤位附近時與醫院管理人員看到不同的信息。
[0031]用於更好的移動位置確定的其他用法包括購物，例如一般而言，在步行商業街，以及在諸如百貨商店、雜貨店、藥房、精品店等等之類的商店內。例如，如果Lane正在使用XYZMall應用來在XYZ Mall閒逛，則他可以在他接近某些商店時接收定向廣告。類似地，可以給正在看商店內的X品牌尿布的用戶提供該品牌尿布或競爭對手的尿布的優惠券。在某些實施例中，支持價格檢查功能。此實施例可以由競爭對手提供，該競爭對手使用一個商店的布局知識，例如Safeway#123，來建議它們銷售的較低價格的代用品，或作為品牌競爭機制，您現在在百事可樂附近，但在下面幾米，有特價的Coke。其他實施例可包括:提供有關附近產品的補充營養信息；提供來自其他網站的評論和/或有關附近產品的您的社交網絡；和/或提供補充信息，例如強調已經降價的產品，通告未來降價。
[0032]值得注意的是，各實施例的使用超越在某一位置處的基本「籤入(check-1n)」，以提供圍繞用戶的更準確位置的改善功能。例如，在貨架位置示例中，接近於Im的精度(可任選地，利用諸如朝向之類的其他信息補充(正看尿布或過道的另一側))，移動速度(在尿布前面靜止不動與剛好走過)是很重要的。
[0033]雖然各實施例利用通信並可以使用諸如網際網路之類的公共網絡，例如用於從行動裝置-伺服器的通信，但是一個重要特徵是與伺服器的相對低的通信量。最小的通信開銷使伺服器能縮放，以處理數千萬的用戶，甚至在端點來自於不同的提供商和/或支持不同的應用的情形下。請注意，在某些實施例中，沒有通信和/或所有通信都相對於位置確定過程是獨立的。然而，在某些實施例中，某些實體可以設置行動裝置可以連接到的專用伺服器。最小的通信需求還幫助通過諸如蜂窩網絡之類的有限帶寬網絡處理大型會場中的數以萬計的設備。例如，音樂會位置中的帶有行動裝置的所有三萬多參加者可以都輕鬆地使用定位系統120，而不會有顯著的帶寬影響。另外，由於需要仔細地管理行動裝置中的功耗，因此各實施例特別利用電力友好(power-friendly)的計算技術來進行位置確定。
[0034]一些實施例使用WiFi傳輸來進行位置確定，既能利用WiFi的無處不在的特性，又能在無需行動裝置連接到網絡的情形下利用WiFi傳輸。具體而言，帶有MAC地址的WiFi信標對於定位目的足夠了。另外，從功耗觀點來看，行動裝置可能已經被編程為周期性地掃描WiFi接入點，一些實施例利用這樣的周期性的掃描和/或增大這種掃描的頻率，以構建位置和定位信息。
[0035]另外，各實施例修改地使用從機器人領域吸收的技術，諸如SLAM (同時定位和測繪)，包括FastSLAM變體，來提供移動位置確定。各實施例利用機器學習技術、結構化的概率模型、貝葉斯濾波、以及連續的重要性再採樣，來提供移動位置確定。[0036]我們描述了提供改善的移動位置確定的系統以及各實施例。
[0037]術語
[0038]在整個本說明書中，將使用下列術語:
[0039]行動裝置:行動裝置是諸如行動電話、智慧型電話等等之類的可攜式電子設備。當前示例性行動裝置包括諸如iPhone之類的iOS設備，以及諸如Nexus智慧型電話之類的安卓設備或Kindle平板電腦。一般而言，一些實施例針對小型的用戶可以輕鬆地攜帶並可在行走時使用的手持式設備。一般而言，行動裝置可以具有集成的多個傳感器，諸如加速度計，以及陀螺儀，以及多個接收器，諸如GPS、蜂窩、WiFi，以及藍牙。另外，行動裝置將具有顯示器以及用戶輸入能力。值得注意的是，各實施例可以特別使用行動裝置上常見的輸入裝置，諸如按鈕和觸摸輸入裝置，解碼條形碼、QR碼、和/或其他圖像分析的攝像機，以及用於語音識別和/或聲音分析的麥克風。如此，行動裝置的定義可包括除智慧型電話以外的可攜式電子設備，諸如平板電腦或可攜式或膝上型計算機，以及它們的外圍設備。
[0040]未管制的射頻(RF)發射器、未管制的RF傳輸:未管制的射頻(RF)發射器或傳輸是指用於定位發射器/傳輸源的沒有政府管制的RF發射器/傳輸。例如，用於3G/LTE的蜂窩塔是受管制的RF發射器。類似地，GPS衛星被視為受管制的RF傳輸。相比之下，未管制的RF發射器以點對點方式(ad hoc)部署，例如WiFi基站、藍牙設備、近場通信(NFC)發射器。某些RF源不純粹地屬於一種類別或另一個類別，例如用於蜂窩式通信的微蜂窩小區/微微蜂窩小區。然而，為便於討論，術語「未管制的」專注於其中發射器可以定期移動/安裝/改變的發射器/傳輸。在某些實施例中，由於WiFi發射器/傳輸的無處不在，額外強調了它們。另外，即使發射器的位置已知，也不足。例如，其中安裝者應該記錄WiFi設備的位置的受管理的WiFi網絡被報告常常包含不準確的位置信息。如此，這樣的信息，在可用的情形下，在一些實施例中，可以是用於粗略位置確定的輸入。
[0041]位置:在本文中，位置被用來指兩個不同的概念；該用法應該在上下文中顯而易見。第一含義是指您所在的一般區域，例如，XYZ#123店，ABC會議中心，中央公園或中央公園內的一個區域。第二含義是指行動裝置並且因此是用戶的更準確的位置。具體而言，位置的此第二含義可以是全局坐標，例如緯度/經度加高度/樓層或相對X，y, ζ坐標。位置的此第二含義也可以被稱為方位。
[0042]系統概述
[0043]將參考圖1來描述提供改善的移動位置確定的系統和各實施例，圖1示出了根據一實施例的系統的體系結構層次示意圖。由於圖1是體系結構圖，因此故意省略某些細節，以使得描述更清楚。對圖1的討論將按如下方式來組織。首先，將描述圖的元件，接下來是它們的互連。然後，將更詳細地描述系統中的元件的使用。
[0044]圖1包括系統100。系統包括外部源110、定位系統120、以及端點130。外部源110包括地圖源111、公司信息112、以及位置信息113。定位系統120包括控制器121和存儲器122。端點130包括手機(mobile，或稱「移動裝置」)131、手機132、手機133、以及平板電腦134。手機131與顯示器160通信耦合，顯示器160示出了根據一個實施例的由手機131上的定位軟體和定位系統120的組合所生成的用戶界面。另外，還示出了到手機131的用戶輸入150、以及傳感器155、未管制的RF接收器157和定位軟體159。
[0045]現在將描述系統100的元件的互連。外部源110與定位系統120通信耦合(由在末端帶有箭頭的雙頭線所表示的)。不同的源可以通過不同的機制到達。例如，可以通過網絡(例如網際網路)，使用諸如HTTP之類的一個或多個協議，使用諸如REST或SOAP之類的各種API，檢索地圖源111。可以通過不同的網絡，例如私用網絡、VPN、MPLS電路、或網際網路，來訪問諸如公司信息112或位置信息113之類的其他信息，並可以使用任何適當的API或下載機制來獲取這些信息，例如數據的SFTP下載，供定位系統120進行處理和存儲。所有通信都可以是加密的，相應地解密憑據可以直接對定位系統120可用，或可以以加密形式存儲在存儲器122中。另外，諸如用戶名/密碼、OAuth, Kerberos之類的各種認證技術以及更多技術，可以用於外部源110和定位系統120之間的通信。
[0046]控制器121和存儲器122可以由彼此通信耦合的一臺或多臺計算機和計算機系統組成。它們也可以是一個或多個虛擬計算和/或存儲器資源。例如，控制器121可以是Amazon EC2實例,存儲器122是Amazon S3存儲器。可以使用諸如來自Salesforce、Rackspace 或 Heroku 的 Force, com 之類的其他 computing-as-service (計算即服務)平臺，而並非直接由操作員使用物理計算機或操作傳統虛擬機的物理計算機來實現定位系統120。未示出潛在地在地理上分布式的包括定位系統120的計算資源和存儲器資源之間的通信。
[0047]端點130類似地與定位系統120通信耦合(由在末端帶有箭頭的雙頭線所表示)。此通信一般通過諸如網際網路之類的網絡來進行，包括移動網際網路，經由諸如EDGE、3G、LTE、WiF1、以及WiMax之類的協議。端點130可以使用HTTP/HTTPS協議來與定位系統120進行通信，並可以在一個實施例中使用web接口或者應用來實現，以便輕鬆地支持一系列作為端點130的設備類型。手機131可以是任何行動裝置，參見上文的定義，例如iPhone、安卓電話、Windows電話、黑莓。平板電腦134被視為行動裝置，參見上文的定義，並且可以是平板計算設備，例如iPad、iPod Touch、安卓平板電腦、黑莓平板電腦。未示出但可以使用諸如膝上型計算機之類的其他類型的行動裝置。根據某些實施例，定位軟體159作為HTML、或web、應用而被實現在端點上，而在其他實施例中，為設備準備自定義、或本機的用戶界面。類似地，某些行動裝置支持「應用商店」概念，並且可以從應用商店下載定位軟體159。在某些實施例中，執行端點130和外部源110之間的直接通信(未示出)。應該強調，所討論的通信可以相對於位置確定過程是獨立的，如此使得在此處所描述的過程中與伺服器資源的通/[目是可選的。
[0048]顯示器160與手機131通信耦合，而手機131能夠接收用戶輸入150，例如通過鍵盤、滑鼠、軌跡板、觸摸手勢(可任選地，在顯示器160上)、攝像機和麥克風、外圍設備。傳感器155與手機131通信耦合(一般性地，集成在一起)。類似地，未管制的RF接收器157與手機131通信耦合(一般性地，集成在一起)。定位軟體159存儲在手機131上，例如存儲在易失性和/或非易失性存儲器上，供由手機131的處理器執行。
[0049]定位系統120和端點130之間的通信可以是雙向的，端點130直接向定位系統120發出請求，定位系統120直接向外部源110發出請求。
[0050]已經描述了圖1的元件以及它們的互連，將更詳細地描述系統。這將結合圖2的討論一起完成，圖2示出了在情形200下在行動裝置上使用的定位系統的實施例。具體而言，情形200示出了帶有手機131導航位置220的用戶210。情形200通過將手機131和定位系統120之間的通信路徑標記為可選(可選通信路徑205)，來強調端點130和定位系統120之間的通信的可選性。
[0051]出於討論的目的，我們將把位置220當作雜貨店。在情形200下，位置220具有不均勻地分布的四個無線接入點(無線接入點232、無線接入點234、無線接入點236、無線接入點238)。出於討論目的，在圖形中示出了雜貨店內的無線接入點的位置，但是值得注意的是，所述位置未必為手機131或定位系統120所知，可以在雜貨店內部或者外面。另外，無線接入點未必在雜貨店內，例如某些或全部接入點可以位於相鄰的商店，可以在雜貨店內檢測到那些RF傳輸。雜貨店具有多個架子和冰箱(障礙物222、障礙物224、障礙物226、以及障礙物228)。出於討論目的，在圖形中示出了障礙物位置，但是所述位置未必為手機131或定位系統120所知。此外，還示出了我們的用戶210在經過商店所走的實際路徑250(帶有點的虛線)。用戶的當前方位在to處被示為實體的點。用戶路徑上的多個附加點被標記為tl，t2，t3，t4，t5，t6，以及t7。選擇這些點是為了討論，它們表示在用戶的實際路徑250上的在此對雜貨店的訪問過程中用戶將訪問的位置。再者，實際路徑250不為手機131或定位系統120所知，而定位軟體159和/或定位系統120的目標是用來確定在任何時間用戶在雜貨店內的位置。這又可以被用來生成將不能準確地遵循實際路徑250的計算出的路徑(未示出)；然而，使用這裡所示出的方法，大約I米的精度是可能的。
[0052]應該強調，定位軟體159可以作為庫、軟體開發工具包(SDK)向應用程式開發人員分發，或作為到其他軟體的應用程式編程接口(API)。此處的討論一般將專注於定位軟體159是獨立應用的實施例。然而，預計一些實施例將定位軟體159的功能封裝在其他軟體中，例如Safeway應用，而並非更通用的定位軟體。如此,這樣的實施例可以將公司信息112的某些或全部直接封裝在應用中，例如商店地圖和目錄可以預先加載到Safeway應用中。另外，這樣的應用可以具有較大的可用上下文數據和/或提供自定義特徵。在某些實施例中，正確的上下文應用，例如Safeway應用，可以由行動裝置的作業系統基於一般性的位置來啟動，然後系統100的更詳細的位置能力在特定的應用內變得可用。
[0053]最後，圖2示出了手機131上的一種可能的顯示160。此特定顯示示出了用戶的當前位置(實體點)以及障礙物，例如如果定位系統120能夠從地圖源111或者公司信息112獲取室內地圖。如所指出的，不要求障礙物的位置。然而，與測繪數據的外部源輕鬆集成是一些實施例提供的特徵，而圖2所示出的顯示是提供示例的有用位置。
[0054]位置確定方法的基本操作如下。手機131接收指出用戶希望知道它們的位置的信號，例如它們準確的位置。手機131可以任選地與定位系統120進行通信，以獲取信息。然而，各實施例的一個特徵是對手機與伺服器通信的最小的需求，或無需求。具體而言，一個優點是各實施例允許完全的位置計算處理在手機131上完成。然而，利用手機與伺服器的通信，可以檢索有用信息。具體而言，主伺服器可選信息可包括:(i)地圖，(ii)公司特定的信息(公司信息112)和/或自定義，(iii)補充的位置信息，(iv)以前的訪問數據，以及
(v)其他網際網路分發的信息。更一般而言，公司信息112包括有關會場和/或活動的上下文元數據。
[0055]考慮每一種類型的可選數據，以地圖開始，地圖的最簡單形式是雜貨店、會議樓層、室外的音樂會會場等等的比例圖像。更高級的地圖可以包括附加信息，諸如動態的具體物品/品牌/商品的位置。為討論系統，地圖被視為是從地圖源111中檢索的，地圖源111可以是諸如公司網站、會議中心網站等等多個源。在某些情形下，可以向實體提供用於與定位系統120進行交互的機構(未示出)，以便手動和/或以編程方式提供地圖。例如，可以給公司提供上傳文件的機構，所述文件包含所有它們的商店位置的列表以及用於檢索商店地圖的URL。在這樣的示例中，地圖的下載站點將是地圖源111。對於室外的會場，簡單地更準確地知道您在會場中的位置，以及您的朋友在會場中的位置，可能沒有地圖更適當。一些實施例支持「查找我的朋友」特徵，並利用「手機-伺服器通信」來啟用該特徵。然而，對於許多室內位置，地圖可以為用戶提供附加上下文，以利用系統。
[0056]下一個可選的伺服器提供的信息的類別是公司信息(例如，公司信息112)。如上文所討論的，這可以呈現多種形式，包括用作定位軟體159的自定義的和/或共同品牌的軟體。在其他實施例中，可以在進入到一個位置時，自定義定位軟體159，例如當您輸入Safeway時,某些Safeway特定的自定義被加載。公司信息112也可以是非常位置特定的,例如您站在其旁邊的烤出的麵包的新鮮程度，附近產品的補充營養數據。定位系統120從公司信息112獲取此信息。示例性特徵可以包括一個或多個自定義的按鈕以上下文和位置感知的方式在顯示器上的顯示。例如，如果用戶好像迷路(反覆在同一個區域走動或兜圈子)，那麼「需要人幫忙按鈕？ (Need somebody to help button)」可能會出現,用戶的位置可能被發送到商店中的某人。類似地，基於用戶所站的地方，可以投放優惠券和/或廣告。其他使用上下文可以具有其他特徵，例如對於會議的自定義特徵可以幫助您製作您希望訪問的攤位的列表，規劃展覽樓層的路線，以及自動地核銷您停留了至少30秒的攤位。在另一個實施例中，維護已訪問的攤位以及訪問時間的記錄，可以作為旅程使其對用戶可用，以使該人將名片、公司網站內容、以及更多與位置數據相關聯。這是對於一些實施例來自公司信息112的支持特徵的示例列表，但是強調了系統的能力。
[0057]轉向位置信息113，一個或多個第三方資料庫，諸如WiFi熱點位置的Skyhook列表，蜂窩小區塔位置的資料庫、以及作業系統所提供的位置信息可以被用來改善(i)精度，
(ii)初始絕對位置確定，(iii)確定位置的時間，以及(iv)異常值拒絕。返回到情形200，如果這是定位系統120的任何用戶第一次訪問位置220，可能難以確定用戶的起始位置(tj。對室內位置來說，這特別正確。如此，儘管系統將運轉並示出路徑，而沒有絕對定位信息，找出正確的地圖和/或計算出用戶從哪裡開始帶來不同的問題集合，例如更長的確定位置的時間，朝向確定等等。在某些情形下，可以從上下文提供位置信息，例如用戶正在使用Safeway應用(例如,作為定位軟體159),如此更唯一地標識她的起始位置。如此,位置信息113提供了利用第三方數據源的機構。在某些實施例中，手機131可以包括作業系統中的可以類似地估計用戶的全局位置的特徵，可以代替位置信息113或作為其補充，來使用這些特徵。
[0058]可選的伺服器向手機提供的信息的最後的主要類別是來自以前對位置220的訪問的信號圖。假設WiFi MAC標識符具有唯一性，如果手機131將手機131附近的熱點的MAC標識符傳遞到定位系統120，那麼來自以前對位置220的訪問的信號圖數據可以被發送到手機131，供用於進行位置確定。將參考圖4來描述使用以前的運行數據來構建信號圖的方法。
[0059]返回到圖1的基本過程和元件的使用，隨著用戶210沿著實際路徑250移動，手機131的傳感器155將記錄移動，定位軟體159將維護傳感器信息的日誌，以及未管制的RF接收器157上的信號強度，以及來自用戶輸入裝置150的用戶輸入。例如，如果某一條形碼定期與WiFi MAC地址的某一集合相關聯，則它可以幫助進行位置確定和信號快照細化。然後，可以使用收集到的信息來確定用戶的位置，如結合圖3更詳細地描述的。
[0060]概括地說，描述了系統100的體系結構以及它用來提供改善的移動位置確定的組件和機構。所描述的各實施例的優點包括:對GPS (高功率、室內質量差、精度不足)的依賴最小到無；計算可以只在行動裝置上執行；行動裝置-伺服器通信最小化(如此，可以相對輕鬆地處理數百萬的設備)並是可選的；不要求位置的先驗知識(輕鬆地適應諸如(接入點和樓層布局/障礙物)的重新布局之類的位置變化；公司包括它們位置的成本低，因為不要求昂貴的預先測繪)；能夠取得高精度(l_3m的定位精度，支持信息和提議的更好定向)；以及針對用戶個性化(可以結合來自社交網絡的信息)，帶有有關位置和可用信息的直接反饋。
[0061]簡單地，在這些點中的每一個上擴展，對GPS的依賴最小到無。GPS對於行動裝置要求相對高的功耗，而對於室內使用，質量特別差。另外，由GPS所提供的精度對於l-3m的定位精度的粒度級別不足。一些實施例最小地使用GPS來進行初始絕對位置確定，可任選地，作為通過網絡從源獲取信息的查詢的一部分。計算可以只在行動裝置上執行，如此減少了行動裝置-伺服器的通信。如前面所指出的，這可使伺服器(例如定位系統120)輕鬆地縮放，並一次有效地處理巨大數量的用戶。
[0062]許多現有的定位系統，特別是那些利用WiFi的定位系統，要求詳細的位置先驗知識。例如，若沒有商店的平面布置圖，以前的系統可能無法工作。類似地，沒有給其預先提供如通過特殊測量設備所測量的有關WiFi熱點的信息的以前系統可能無法工作。由於樓層布局和WiFi發射模式定期改變，因此此方法對於希望在其設施內提供高級的基於位置的功能的企業非常昂貴。另外，經常會提供有關WiFi接入點的放置位置的錯誤數據。高度互相關聯的是各實施例的提供高精度(l-3m)的能力，這又可以為企業和用戶支持各種功能。
[0063]將參考情形200和隨後圖形中的處理流程圖來更詳細地描述系統的附加方面。
[0064]定位
[0065]圖3是根據一實施例的位置確定過程的處理流程圖。在此實施例中，處理可以只在行動裝置(例如，手機131)上發生，但是將討論可以使用與定位系統120的可選通信的點。在此實施例中，處理主要由定位軟體159來執行。
[0066]圖3包括過程300，該過程300具有單獨地示出的以強調它們的獨立性與並行性的兩個主要流程。第一流程是步驟310，收集(在步驟330中使用的)測量值。循環強調此過程的連續迭代。在一個實施例中，此步驟每秒鐘發生多次。例如，在一個實施例中，如下文所討論的，位置確定(步驟330)每隔0.05秒發生，如此測量值收集一般而言將更頻繁，但是不同的傳感器將具有不同的收集速率。基於手機131上的可用的傳感器155、用戶輸入150和接收器157，所收集的特定測量值將不同。另外，在某些實施例中，步驟310可以涉及軟體向作業系統進行註冊，以接收帶有由系統收集的測量值信息的消息。在其他實施例中，必須直接獲取某些測量值，軟體可能需要在後臺運行，和/或周期性地輪詢信息。在一個實施例中，步驟310包括將來自傳感器155的信息，以及來自接收器157的信息(例如，發射器在範圍以內的信號強度以及標識符)，以及選擇的用戶輸入150，記錄到帶有時間戳的日誌文件中。下面將結合步驟330更詳細地描述記錄的信息。此外，儘管此討論涵蓋了使用文本文件來存儲數據的實施例，但是其他實施例使用其他數據存儲方法，例如結構化資料庫、鍵-值存儲庫等等。如此處所使用的術語「日誌」或「日誌文件」用來指連結到時間戳的信息，而並非諸如文本日誌文件、字符串格式、數據結構和/或資料庫之類的特定格式。如此處所使用的術語「數據結構」是指在計算機系統中存儲和組織數據的方式，並應該理解為包含對象和/或面向對象的方法。另外，某些數據結構也可以存儲在資料庫中或在資料庫中呈現。
[0067]過程300的另一個流程是主要位置確定流程。這在步驟320中以可選的從定位系統120下載信息開始。如上文所討論的，這可包括獲取地圖、公司信息、位置信息、和/或該位置的以前信號圖。此步驟可以包括傳輸來自測量值的某些信息(步驟310)。例如，最後幾個讀數中的行動裝置所在的WiFi基站的MAC標識符能夠被傳輸到定位系統120。然後，定位系統120可以提供來自其他用戶的信號圖或有關位置的其他信息。
[0068]過程在步驟330中繼續，從收集到的測量值來進行位置計算。一旦計算了位置，則它可以在步驟340中被更新，並在手機131的顯示器160上顯示給用戶，例如用戶210。過程300反映交互位置圖/路徑顯示的過程，如此步驟340被描述為定期發生。在某些實施例中，用戶的位置不是連續地顯示，而是只有選擇地顯示和/或在訪問的/未訪問的區域的上下文中顯示。例如,在博物館,您可以示出未訪問的與已訪問的展廳。在步驟350中，可選的用戶位置輸入是可能的；這可能對初始位置確定和/或幫助系統微調位置特別有價值。如所討論的，某些用戶輸入可以呈現視頻和/或音頻的形式。例如，從攝像機解碼的條形碼可以有助於微調位置，如此有助於微調信號圖。這可以在公司特定的應用(例如，Safeway應用)中特別正確，用戶掃描通常存儲在Safewayl23的過道7的冷凍食品。另外，這裡示出了回到步驟330的顯式循環，以強調過程300的正在進行的本質。
[0069]單獨地，在可選的步驟360中，信號圖信息(例如，來自步驟310的日誌數據)從手機131上傳到定位系統120被示為在主循環外面。步驟360可以以其他時間間隔發生，例如每隔X秒/分鐘/小時；作為步驟310的一部分；以位置感知的方式，例如當用戶離開位置時，發送該位置的日誌時；基於端點130和定位系統120之間的帶寬；作為獎賞/遊戲機制的一部分，以鼓勵訪問並從各種位置收集信號快照。其他實施例可以對於步驟360使用附加位置感知的觸發器，例如帶有較少的現有的信號快照的位置可以比經常訪問的位置，或需要更高精確度的位置更經常地觸發步驟360。
[0070]現在將更詳細地討論一些實施例在步驟330中所使用的過程。將使用Python樣式的偽代碼格式來討論過程；然而，其他實現也是可能的。有將為其呈現過程的兩個主要概念:(i)評估對位置的猜測作為與以前的路徑模型和收集到的測量值的匹配有多麼合適；以及(ii)如何進行有關當前位置的好的猜測。
[0071]擬合函數
[0072]轉向第一問題，考慮簡單示例，僅考慮加速度計輸入(如此，僅僅是相對移動信息一無絕對位置信息)。如此，用戶帶有行動裝置行走，有raW_log_file (原始日誌文件)可用，作為帶有時間戳的加速度計數據的數據結構。在一個實施例中，此函數每隔0.05秒在帶有位置的path_hist0ry (路徑歷史)數據結構中給用戶行走的建議位置指定一個適合值。0.05秒本身不連結到raw_log_file頻率,而是連結到為路徑確定更新選擇的速率。
[0073]
【權利要求】
1.一種使用行動裝置來生成用戶的位置的方法，所述方法包括下列步驟: 在所述行動裝置上確定信號快照，所述信號快照描述可由所述行動裝置檢測到的未管制的射頻(RF)傳輸的特徵； 使用所述信號快照和來自所述行動裝置的至少一個附加輸入，在所述行動裝置上生成所述用戶的位置；以及 隨著時間的推移，反覆在所述行動裝置上重複所述確定和生成的步驟，並更新所述用戶的位置和所述信號快照。
2.如權利要求1所述的方法，其中，所述未管制的RF傳輸包括WiFi傳輸。
3.如權利要求1所述的方法，其中，來自所述行動裝置的附加輸入是從包括慣性傳感器、佔用率地圖、以及信號的集合中選擇的，其中所述信號對應於從包括它們位置的用戶輸入的集合中選擇的至少一個項。
4.如權利要求1所述的方法，其中，來自所述行動裝置的附加輸入包括視頻圖像，所述方法進一步包括分析所述視頻圖像，以標識代碼，所述代碼是從包括條形碼、QR碼和/或其他機器可讀代碼的集合中選擇的。
5.如權利要求1所述的方法，其中，所述行動裝置在所述確定之前通過網絡從第一計算機接收信號圖。
6.如權利要求1所述的方法，進一步包括:在行動裝置的顯示器上顯示從所述生成所產生的用戶位置。
7.如權利要求6所述的方法，進一步包括:覆蓋所述用戶的位置周圍的區域的地圖。
8.如權利要求7 所述的方法，其中，所述地圖是從第三方獲得的，其中所述第三方不與所測繪的區域連接。
9.一種行動裝置,包括: 存儲器， 用戶輸入機構， 傳感器， 接收器，所述接收器用於接收未管制的射頻(RF)信號，以及 計算機系統，所述計算機系統與所述存儲器、所述用戶輸入機構、所述傳感器、以及所述接收器通信耦合，所述計算機系統包括控制器以: 在所述行動裝置上確定信號快照，所述信號快照描述可由所述接收器檢測到的未管制的射頻(RF)傳輸的特徵； 使用所述信號快照以及來自所述用戶輸入機構和所述傳感器中的一個的至少一個輸入，在所述行動裝置上生成所述用戶的位置；以及 隨著時間的推移，反覆在所述控制器上重複所述確定和生成，並更新所述用戶的位置和所述信號快照。
10.如權利要求9所述的行動裝置，進一步包括網絡接口，並且其中，所述確定進一步包括: 在最初確定所述信號快照之前，使用所述網絡接口，從伺服器獲取所述信號快照。
11.如權利要求9所述的行動裝置， 其中，所述傳感器是從包括慣性傳感器、陀螺儀、羅盤、磁強計、以及加速度計的集合中選擇的；以及 其中，所述用戶輸入機構是從鍵盤、觸敏顯示器、音頻輸入、以及視頻輸入的集合中選擇的。
12.—種在行動裝置上確定用戶的位置的方法，所述方法包括: 獲取信號信息，所述信號信息是針對多個射頻傳輸的多個樣本的，所述信號信息是由多個不同的接收器在不同的時間獲取的； 從所述信號信息生成信號快照；以及 使用所述信號快照，在所述行動裝置上計算所述用戶的位置。
13.如權利要求12所述的方法，其中，所述獲取和生成是在不同於所述行動裝置的伺服器上發生的，所述方法進一步包括在所述行動裝置上接收所述信號快照。
14.一種使用行動裝置來購物的方法，所述方法包括下列步驟: 在所述行動裝置上確定信號快照，所述信號快照描述可由所述行動裝置檢測到的未管制的射頻(RF)傳輸的特徵； 使用所述信號快照，在所述行動裝置上生成所述用戶的位置； 基於所述用戶的位置獲取商品信息，所述商品信息涉及有關在所述用戶的位置的附近待售的產品的信息； 隨著時間的推移，反覆在所述行動裝置上重複所述確定和生成的步驟，並更新所述用戶的位置和所述信號快照；以及` 基於所述用戶的位置和所述商品信息，有選擇地顯示上下文信息。
15.如權利要求14所述的方法，其中，所述獲取包括通過網絡檢索所述商品信息。
16.如權利要求14所述的方法，其中，從所述集合中選擇的商品信息包括:所述用戶的位置附近待售的商品的優惠券，涉及所述用戶的位置附近待售的商品的信息，涉及所述用戶的位置附近待售的商品的互補商品的報價，銷售與所述用戶的位置附近待售的商品類似的商品的競爭性報價，有關所述用戶的位置附近的商品的營養信息，以及有關所述用戶的位置附近的商品的評論。
17.如權利要求14所述的方法，其中，所述有選擇地顯示是響應於信號而發生的，所述信號是從包括請求上下文信息的用戶輸入以及所述用戶的位置與預定位置的接近度的集合中選擇的。
18.一種使用行動裝置的方法，所述方法包括下列步驟: 在所述行動裝置上確定信號快照，所述信號快照描述可由所述行動裝置檢測到的未管制的射頻(RF)傳輸的特徵； 使用所述信號快照，在所述行動裝置上生成所述用戶的位置； 基於所述用戶的位置，獲取會議信息，商品信息涉及有關在所述用戶的位置附近的會議攤位的信息； 隨著時間的推移，在所述行動裝置上重複所述確定和生成的步驟，並更新所述用戶的位置和所述信號快照；以及 基於所述用戶的位置和所述商品信息，有選擇地顯示上下文信息。
19.如權利要求18所述的方法，其中，所述獲取包括通過網絡檢索所述會議信息。
20.如權利要求18所述的方法，其中，從包括如下的集合中選擇會議信息:有關會議攤位的詳細信息，示出了要訪問攤位列表上的已訪問的和未訪問的攤位的路線規劃，以及涉及訪問一個或多個攤位的提議。
21.如權利要求18所述的方法，其中，所述有選擇地顯示是響應於信號而發生的，所述信號是從包括請求上下文信息的用戶輸入以及所述用戶的位置與預定位置的接近度的集合中選擇的。
22.一種使用行動裝置的方法，所述方法包括下列步驟: 在所述行動裝置上確定信號快照，所述信號快照描述可由所述行動裝置檢測到的未管制的射頻(RF)傳輸的特徵； 使用所述信號快照，在所述行動裝置上生成所述用戶的位置； 基於所述用戶的位置，獲取社交位置信息，所述社交位置信息涉及有關在所述用戶的位置附近的其他用戶的信息； 隨著時間的推移，在所述行動裝置上重複所述確定和生成的步驟，並更新所述用戶的位置和所述信號快照；以及 基於所述用戶的位置和所述社交位置信息，有選擇地顯示上下文信息。
23.如權利要求22所述的方法，其中，所述獲取包括通過網絡檢索所述社交位置信息。
24.如權利要求23所述的方法，其中，所述檢索進一步包括通過所述網絡從伺服器以及第二行動裝置中的一個接收所述信息。
25.如權利要求22所述的方法 ，其中，所述社交位置信息是從包括如下的集合中選擇的:按用戶的朋友進行的社交網絡籤入、用戶的朋友的位置信息，以及帶有到該位置的類似訪問模式的附近的匿名人、以及類似的社交網絡興趣。
26.如權利要求22所述的方法，其中，所述有選擇地顯示是響應於信號而發生的，所述信號是作為由社交位置信息識別的、從包括請求信息的用戶輸入以及所述用戶的位置與其他用戶的接近度的集合中選擇的。
【文檔編號】H04M11/04GK103444163SQ201280007644
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2012年1月11日 優先權日:2011年2月5日
【發明者】J·D-J·黃, D·B·米爾曼 申請人:蘋果公司