航位推算標高分量調整的製作方法

2023-05-30 22:08:11

專利名稱：航位推算標高分量調整的製作方法
航位推算標高分量調整背景MM 本文中公開的主題內容涉及至少部分地在基於傳感器的航位推算的基礎上來調整估計位置的標高分量。itl,諸如舉例而言全球定位系統(GPS)之類的衛星定位系統(SPS)可在許多境況中提供可靠的導航。為了採集信息以確定定位，行動裝置可接收來自SPS的定時信號。此類信息可被移動站用來估計定位，或者移動站可將該信息提供給網絡實體以進行定位估計。然而，在一些境況中，移動站可能在接收信號時遭遇困難。例如，如果移動站位於建築物內部， 則可能會遇到困難。在此類境況中，來自位於行動裝置中的傳感器的數據可被用於執行航位推算導航以更新移動站的估計位置。然而，通過傳感器數據的航位推算可能招致一些誤差。在至少一些境框中，測量標高變化可證明是非常具有挑戰性的。概述在一個方面，可確定移動站的估計初始位置，其中該估計初始位置包括標高分量。 另外，在一方面，可至少部分地通過檢測移動站的位置關於該估計初始位置的變化來檢測建築物的內部特徵。對位置變化的這種檢測可響應於傳感器數據通過檢測標高分量的變化來進行。在另一方面，可使用與檢測到的內部特徵有關的信息來調整檢測到的標高分量變化。附圖簡述將參考以下附圖來描述非限定性和非詳盡的示例，其中相同的附圖標記貫穿各附圖指示相同的部分。

圖1是示例衛星定位系統(SPQ和示例蜂窩網絡的框圖。圖2是對位置在SPS坐標系中的建築物的解說。圖3是示例慣性測量單元的框圖。圖4是用於調整檢測到的標高變化的示例過程的流程圖。圖5是解說具有多個自由度的示例慣性測量單元的示圖。圖6是用於調整估計位置的標高分量的示例過程的框圖。圖7是描繪對用戶在電梯中移動的檢測的解說。圖8是解說對用戶爬一段樓梯的檢測的示圖。圖9是納入了慣性測量單元的示例移動站的框圖。詳細描述貫穿本說明書引述的「一個示例」、「一個特徵」、「一示例」或「一特徵」意指結合該特徵和/或示例所描述的特定特徵、結構或特性包括在所要求保護的主題內容的至少一個特徵和/或示例中。由此，短語「在一個示例中」、「一示例」、「在一個特徵中」或「一特徵」貫穿本說明書在各處的出現並非必然全部引述同一特徵和/或示例。此外，特定特徵、結構、 或特性在一個或多個示例和/或特徵中可被組合。
在一個示例中，一設備和/或系統可至少部分地基於從各衛星接收到的信號來估計自己的位置。具體而言，此類設備和/或系統可獲得包括對相關聯的發射機與導航接收機之間的距離的近似的「偽距」測量。在特定示例中，此類偽距可在能夠處理來自一個或多個作為衛星定位系統(SPS) —部分的空間飛行器(SV)的信號的接收機處確定。此類SPS 可包括例如全球定位系統(GPS) ,Galileo,Glonass,以上僅列舉了少數幾種，或可包括將來開發的任何SPS。為確定其位置，導航接收機可獲得到三顆或三顆以上SV的偽距測量以及它們在發射時的位置。知道了衛星的軌道參數，就能夠針對任何時間點來演算這些衛星位置。偽距測量隨後可至少部分地基於信號從衛星行進到該接收機的時間乘以光速來確定。 雖然本文中所描述的技術可作為GPS、EGN0S、WAAS、Glonass和/或(ialileo類型的SPS中位置確定的實現來提供以作為具體解說，但是應理解這些技術也可應用到其他類型的SPS， 並且所要求保護的主題內容在這方面並不受到限定。對於一個或多個實施例，位置可包括三個元素(X，1，z)，該三個元素可包括例如經度、緯度、和在一些境況中可被稱為海拔高度的標高。如以上討論的，在一些境況中，移動站可能在接收供在獲得偽距測量中使用的信號時遇到困難。例如，如果此類移動站位於建築物內部，則可能會遇到困難。在此類境況中，來自位於行動裝置中的傳感器的數據可被用於執行航位推算導航導航以周期性地和/ 或連續地更新該行動裝置的估計位置。然而，通過傳感器數據的航位推算可能招致一些誤差，並且在至少一些境況中，測量標高變化可證明是特別具有挑戰性的。一般而言，確定移動站的標高的準確性可能低於確定經度和緯度一般可能達到的準確性。一般而言，航位推算導航可用已知的、或至少估計的位置開始。後續位置可通過標識從初始的先前位置的位移(距離和方向)來計算。在一個示例中，納入到慣性測量單元中的傳感器可提供距離和方向信息。如所提及的，航位推算具有位移和航向誤差隨時間累積的缺點。誤差量可至少部分地取決於傳感器的準確性和進行測量的頻繁程度。較頻繁的測量一般而言可導致較少的誤差，而誤差可能會隨時間的流逝以及隨相對較小的誤差與當進行更多測量時進一步的誤差複合而在總體上增大。短時間的測量區間可幫助提高準確性，由準確的傳感器來跟蹤距離和方向也是如此。然而，本文中描述的各種方面討論可藉以利用相對不昂貴的且或許準確性較低的傳感器來執行航位推算導航操作的諸技術，並且可至少部分地通過本文中描述的技術來補償誤差。如先前所提及的，對於一些移動站，傳感器可被用於執行航位推算導航以檢測標高變化。此類傳感器可包括例如納入到慣性測量單元中的加速計和陀螺儀。然而，具有足以在不存在SPS信號的情況下檢測標高變化的準確性且不具有過度誤差的慣性測量單元可能是相對昂貴的，和/或可能消費相對較大量的功率。為了解決這些問題，在一方面，如果移動站位於建築物內部，則隨著該移動站的用戶在該建築物中四處移動時，該建築物的各種特徵中的任何特徵可被移動站檢測，並且檢測到的特徵可被用於調整由移動站測得的標高變化。例如，如果移動站檢測到用戶已在電梯中從一個樓層移至下一樓層，那麼這兩個樓層之間已知或估計的垂直距離就可被用於調整通過由移動站進行的航位推算所檢測到的標高變化，由此至少部分地校正累積誤差。在以下的討論中提供進一步的示例和附加詳情。
如本文中所使用的，術語「標高」旨在表示一個參考點與另一參考點之間的垂直距離。例如，術語「標高」可表示對象與地平面之間的垂直距離。對於另一示例，術語「標高」 可表示對象與海平面之間的海拔高度。對於又一示例，如果樓梯從第一水平升高到第一水平以上10英尺的高度，則該樓梯可被稱為具有10英尺的標高。對於再一示例，如果樓梯從底樓通向底樓以下15英尺的地下室水平，則該樓梯可被稱為具有15英尺的標高。然而， 這些僅僅是術語「標高」的示例使用，並且所要求保護的主題內容的範圍在這些方面不受限定。並且，如本文中所使用的，術語「加速度」可指正加速度，並且也可指負加速度，後者有時也可被稱為減速度。此外，應注意到演算垂直距離可涉及時間測量和加速度。在給定垂直加速度(或減速度)和所耗時間量的前提下，可演算垂直距離的變化。圖1是描繪示例蜂窩網絡120和示例衛星定位系統(SPQ 110的示圖。在一方面， SPS 110可包括數個SV，例如SV 112、114和116。對於一示例，SPS 110可包括若干SPS中的任何SPS，諸如GPS、GlonasSWalileo等，但是所要求保護的主題的範圍在此方面不受限制。對於一個示例，蜂窩網絡120可包括基站132、134和136。當然，其他示例可包括其他數目個基站，且圖1中描繪的基站的配置僅是示例配置。此外，如本文中所使用的，術語「基站」意味著包括通常安裝在已知位置且用於促成諸如舉例而言蜂窩網絡等無線網絡中的通信的任何無線通信站和/或設備。在另一方面，基站可被包括在各種電子設備類型的任何類型中。並且，儘管本文所描述的一些示例實施例提及通信收發機和各種網絡，但是一些實施例可包括移動站或其他無需連接至任何網絡或其他設備以執行本文所描述的標高分量調整操作的電子設備類型。如本文中所使用的，術語「移動站」(MQ指代定位可不時地變化的設備。作為幾個示例，定位的變化可包括方向、距離、取向等的變化。在特定示例中，移動站可包括蜂窩電話、無線通信設備、用戶裝備、膝上型計算機、其他個人通信系統(PCQ設備、個人數字助理 (PDA)、個人音頻設備(PAD)、可攜式導航設備、和/或其他可攜式通信設備。移動站還可包括適配成執行由機器可讀指令控制的功能的處理器和/或計算平臺。在一個或多個方面，移動站150可與SV 112、114和116中的一個或多個SV以及與基站134通信。例如，移動站150可接收來自這些SV中的一個或多個SV和/或基站的信號傳播延遲信息。然而，如先前所討論的，在一些境況中，SPS信號可能是不可用的。在此類境況中，移動站150可執行航位推算導航以估計位置的變化，包括例如標高的變化。移動站150可至少部分地基於由移動站內的一個或多個傳感器生成的信息來演算該移動站的定位。在以下更詳細的提供基於傳感器信息的測量的示例。在另一方面，定位確定演算可由諸如舉例而言圖1中所描繪的位置確定實體等位置伺服器140來執行而非在移動站150處執行。例如，此類演算可以至少部分地基於由移動站150採集自SV 112、114、和116中的一個或多個SV的信息、以及與用於移動站150的一個或多個傳感器有關的信息。在又一方面，位置伺服器140可將演算出的定位傳送給移動站150。另外，在另一方面，位置伺服器140可包含與一個或多個建築物的各種特徵有關的信息的資料庫，該資料庫可被用於幫助調整在航位推算導航操作期間標高演算的累積誤差，如以下更全面地討論的。圖2是對具有在SPS坐標系中的位置214的建築物210的解說。對於此示例，建築物210具有估計位置88,-71. 55，321)，該估計位置是以緯度和經度GPS坐標以及參照海平面的標高來給出的。儘管提到該位置的標高元素參照海平面為準，但是其他標高基準也是可能的，並且所要求保護的主題內容的範圍在此方面不受限定。在此示例中，標高被表示為海平面以上的米數，但是同樣，所要求保護的主題內容的範圍不受如此限定。在圖2 中還描繪了移動站150。如果移動站150例如位於建築物210的外部，那麼該移動站150可以能夠從諸如圖1中所描繪的系統110之類的SPS系統接收SPS信號，並且移動站可以例如至少部分地基於這些SPS信號結合由PDE 140提供的信息來演算自己的估計位置。然而， 如果用戶將移動站150攜帶到建築物210中，那麼SPS信號可能是不可用的。在此類情境中，移動站150可以執行航位推算導航操作以力圖跟蹤移動站的運動並不斷地或者至少周期性地基於測得的運動來更新該移動站的估計位置。在一方面，移動站150的估計位置可包括標高分量，並且航位推算導航操作可嘗試跟蹤標高的變化。如先前所提及的，航位推算測量由於其涉及標高變化而可能易受誤差的影響，這些誤差可隨時間累積，從而在一些境況中產生不夠的準確性。在一個方面，與建築物210有關的信息可被用於調整由移動站150作出的標高測量的變化。例如，假定用戶將移動站150 攜帶到建築物210中，並且用戶搭乘電梯從底樓到三樓。移動站150可執行航位推算演算以估計隨著移動站從底樓移到三樓而經歷的標高變化。如先前所描述的，此類測量可能招致累積誤差。然而，如果建築物210的兩個樓層之間的距離是已知的，那麼可以調整由移動站150演算出的估計標高變化以補償累積誤差。對於本示例，在圖2中用樓層分隔212來標示建築物210的諸樓層之間的垂直距離。對於以上給出的示例，建築物210的諸樓層之間的垂直距離是已知的值。然而，在其他示例中，此類信息可能不是已知的。在此類情境中，來自傳感器和/或計時器的信息可被用於演算估計位置變化，包括標高變化。例如，如果用戶搭乘電梯從一個樓層到下一樓層，則移動站可基於電梯的速度和行程期間所流逝的時間量來演算估計標高變化。當然，這僅是一個示例。對於一些示例，在至少一些情形中可基於針對其他建築物所觀察到的典型的樓層分隔值來估計諸樓層之間的距離。對於一示例，市區中的建築物可被估計為具有一個樓層分隔值，並且郊區中的建築物可被估計為具有另一個樓層分隔值。在一個方面，資料庫可被存儲，其中該資料庫包括關於數個建築物的信息。在一示例中，建築物可與SPS坐標相關聯，以使得行動裝置可以能夠通過查閱建築物的坐標來請求建築物信息。在另一方面， 可被存儲的關於建築物的信息的類型可包括樓層分隔值、樓層平面圖、與電梯、自動扶梯、 樓梯、斜坡等有關的信息。對於一示例，就樓梯而言，可以存儲與梯級數目和單個梯級的平均高度有關的信息。與電梯有關的信息可涉及上升和下降的速率、加速度信息等。對於一個或多個示例，在給定與建築物的上述內部特徵中的一個或多個內部特徵有關的信息的前提下，航位推算導航操作可得以增強並且誤差可至少部分地得到校正。當然，儘管本文中描述的一些實施例利用關於建築物信息的外部資料庫，但是在其中移動站在不連接至任何網絡且不訪問外部資料庫的情況下執行標高元素調整操作的其他實施例也是可能的。在另一方面，與建築物210有關的信息可能對於移動站150而言是不可用的。在此示例中，並如將在以下更全面地討論的，移動站150可確定估計的初始位置。此類位置可以是在移動站150進入建築物210之前在SPS信號的輔助下所確定的最後位置。一旦丟失 SPS信號的接收，移動站150就可以著手進行航位推算演算並可以至少部分地基於航位推算操作來對估計位置作出相對頻繁的調整。對於本示例，假定用戶將移動站150攜帶到建築物210中並繼續爬樓梯到三樓。移動站150可檢測到用戶正在爬一組梯級，並且對一個示例而言可基於樓梯的已知或估計的質量和/或特性來調整移動站150的估計位置的標高分量。對於一個示例，移動站150可至少部分地響應於該移動站檢測到用戶在爬樓梯而進一步將樓層分隔值212用於調整估計位置的標高分量。當然，樓梯僅是建築物的可被用於調整位置估計以校正累積誤差的內部特徵的一個示例，並且所要求保護的主題內容的範圍在這些方面不受限定。在檢測樓梯中，來自諸如以下描述的示例單元之類的慣性測量單元 (IMU)的信號可具有可被稱為「樓梯」的模式，如此命名是因為這些信號可按樓梯的方式從一個值跳到另一個值。這種模式可以類似於行走模式，但是將具有標高變化以及橫向運動。 各種IMU可呈現它們自己個體的模式，並且這些模式可能受該單元相對於地面的傾斜的影響。圖3是示例慣性測量單元300的框圖。對於此示例，IMU包括傳感器320和傳感器330、以及處理器310和存儲器340。對於本示例，處理器310可專用於直接與傳感器320 和330有關的操作，儘管所要求保護的主題內容的範圍在此方面並不受限定。傳感器320和330可包括各種傳感器類型中的任何類型。有各種各樣的傳感器可用以支持數種應用。這些傳感器可將物理現象轉換成模擬和/或電信號。此類傳感器可包括例如加速計。加速計可感測傳感器所體驗到的重力和任何其他力的方向。加速計可被用於感測線性和/或角運動，並且還可被用於例如測量傾斜和/或側滾。又一傳感器類型可包括陀螺儀，陀螺儀測量科裡奧利(Coriolis)效應並可用在測量航向變化的應用中或用在測量轉速中。另一傳感器類型可包括氣壓傳感器。氣壓傳感器可被用於測量大氣壓。氣壓傳感器的應用可包括確定海拔高度。其他應用可包括觀察大氣壓，因為其與天氣條件有關。另一類型的傳感器可包括可測量磁場強度並相應地測量磁場方向的磁場傳感器。 羅盤是磁場傳感器的示例。羅盤可在汽車及行人導航應用中的絕對航向確定上得到應用。儘管圖3的示例將傳感器320和330描繪為同處理器310 —起被納入在分立的、 單獨封裝的IMU 300中，但是所要求保護的主題內容的範圍在此方面並不受限定，且使用未封裝在IMU中的分立傳感器的其他示例也是可能的。圖4是根據所要求保護的主題內容的用於調整檢測到的標高變化的示例過程的流程圖。在一方面，在框410處，可確定移動站的估計初始位置，其中該估計初始位置包括標高分量。在框420處，可至少部分地通過響應於傳感器數據經由檢測標高分量的變化的方式進行的對移動站的位置相對於估計初始位置的變化的檢測來檢測建築物的內部特徵。 在另一方面，在框430處，可使用與檢測到的內部特徵有關的信息來調整檢測到的標高分量變化。根據所要求保護的主題內容的其他示例過程可包括框410-430的全部或者與之相比更少或更多的框。此外，框410-430的次序僅僅是示例次序，並且所要求保護的主題的範圍在此方面不受限定。圖5是解說具有多個自由度的示例IMU 300的示圖。如上所提及的，在導航應用中，可利用加速計、陀螺儀、地磁傳感器、以及壓力傳感器來提供各種可觀察度。在一方面， IMU 300可包括至少一個加速計和至少一個陀螺儀，但是所要求保護的主題內容的範圍在此方面並不受限定。對於一個示例並且如圖5中所描繪的，加速計和陀螺儀可提供6根軸的可觀察性(i，j，k，θ ,φ, ψ)。如以上所提及的，加速計可感測線性運動(在諸如局部水平面之類的任何平面中的平移)。可參照至少一根軸來測量此平移。加速計還可提供對物體的傾斜(側滾或俯仰)的測量。由此，有了加速計，對象在笛卡爾坐標空間(i，j，k)中的運動就可被感測，並且重力方向可被感測以估計該對象的側滾和俯仰。陀螺儀可被用於測量關於(i，j，k)的旋轉即側滾(θ)和俯仰(φ)以及也可被稱為方位或「航向」(ψ)的偏航的速率。當然，IMU 300僅代表一個示例，且這些各種可觀察度也僅是示例。所要求保護的主題內容的範圍不限於這些具體示例。圖6是用於調整估計位置的標高分量的示例過程的框圖。在框610處，可估計初始位置。對於此示例，SPS信號可由移動站150用於至少部分地確定該移動站的估計位置。 在框620處，SPS信號可能在此示例中是不可用的，因為用戶已將移動站150攜帶到建築物中。響應於不能接收SPS信號，移動站150可開始執行航位推算，並可作出一系列測量以重複地更新估計位置。移動站150可在用戶漫步建築物中各處時繼續進行測量。在處於建築物中期間的某個時間點處，用戶可能遇到建築物的可由移動站150識別的數個內部特徵中的一個內部特徵。例如，用戶可搭乘自動扶梯從一個樓層移到另一樓層。行動裝置150至少部分地通過IMU 500可檢測與對於搭乘自動扶梯的用戶而言預期將見到的運動模式相匹配的運動模式。在圖6中的框630處描繪了示例內部特徵檢測過程。 在一方面，移動站150可將來自IMU300的涉及可疑內部特徵的新近測量與已知表示不同分類或類型的內部特徵的測量值模式相匹配。即，例如，關於正在爬樓梯的用戶的IMU測量信息看上去不同於關於正在搭乘自動扶梯或在斜坡上行走的用戶的IMU測量信息。作為內部特徵檢測過程的一部分，行動裝置150可訪問與建築物的內部特徵有關的信息的資料庫640。對於一示例，該資料庫可被存儲在諸如位置伺服器140之類的網絡實體處。資料庫640可包括與內部特徵有關的很廣範圍的信息中的任何信息。例如，資料庫640可包括與以上提及的自動扶梯有關的信息。此類信息可包括例如建築物中的諸樓層之間的垂直距離、建築物中的電梯的位置、加速度/減速度特性、以及電梯上升和下降的速率。當然，這些僅僅是示例信息類型，並且所要求保護的主題內容在這方面不受限定。另外，如先前所提及的，根據所要求保護的主題內容的諸實施例可不納入資料庫，並且對於一些實施例，移動站可在不連接至任何網絡和不訪問任何外部資料庫的情況下執行標高元素調整操作。即，移動站可按自立方式執行這些操作。在一方面，移動站150可利用來自資料庫640的信息來調整移動站的最新近的估計位置的標高分量。對於電梯的示例，如果移動站150檢測到用戶搭乘電梯大致上升一個樓層，則資料庫640可提供該特定建築物、或者對於另一示例而言平均水平的建築物中的諸樓層之間的垂直距離的值，並且諸樓層之間的垂直距離的值可被用來調整移動站的最新近的估計位置的標高分量，並且以此方式可補償來自航位推算計算的累積誤差。在另一方面，資料庫640可包括關於數個可個體地標識的建築物的信息，而在又一方面，資料庫可包括旨在被用於數個建築物的經平均信息。另外，儘管圖6中描繪的本示例描繪了與內部特徵有關的信息的資料庫，但是其他示例可不包括此類資料庫。例如，移動站150可僅利用從航位推算操作搜集的信息來檢測內部特徵和檢測關於檢測到的特徵的具體細節。例如，使用IMU數據來測量樓梯的個體梯級的高度是可能的。圖7是描繪對在電梯710中移動的用戶700的檢測的解說。對於此示例，用戶700 正攜帶移動站150。另外對於此示例，電梯710位於建築物210內。對於此示例，可假定用戶700以新近的估計位置進入建築物210，並且一旦進入建築物210，移動站150就開始航位推算測量，並且在航位推算測量數據變得可用時頻繁地更新初始估計位置。當然，如先前提及的，航位推算的一個潛在缺點在於隨時間累積的誤差。每次測量中的小誤差可彼此複合直至結果得到較大的誤差。對於圖7的示例，用戶700以最新近的估計位置進入電梯，該最新近的估計位置至少部分地基於先前在進入建築物之前從SPS系統獲得的位置信息以及隨著移動站迫近電梯的航位推算測量信息。對於此示例，可能已在(X，y)平面中累積了誤差。如果諸如資料庫640之類的資料庫是可用的並且包括與建築物210內的電梯的位置有關的信息，則該信息可被用於調整移動站150的估計位置。對於此示例，當電梯710開始從三樓上升到四樓時，IMU 300可提供傳感器數據，並且進行一系列測量。對於此示例，利用每個測量來更新估計位置以反映移動站150的運動，對於此情境而言，該運動僅在垂直方向上。隨著航位推算測量的進行，誤差可能累積，如先前所描述的。移動站150可使用已知的和/或估計的與電梯有關的信息通過調整當前估計位置的標高分量來至少部分地補償累積誤差。例如，測得的或估計的上升速率值可被用來確定電梯的標高自從上次測量起已變化了多少，並且可相應地調整估計位置的標高分量。類似地，一旦電梯已行進了到達下一樓層的整個距離並且移動站檢測到電梯已停止，樓層分隔值212就可被用於調整估計位置的標高分量以補償累積誤差。圖8是解說對爬樓梯810的用戶700的檢測的示圖。以上與圖7的電梯示例有關的討論中的大多數可應用於樓梯示例。對於此示例，用戶700同樣攜帶移動站150。另外對於此示例，樓梯810位於建築物210內。對於此示例，可假定用戶700以新近估計位置進入建築物210，並且一旦進入建築物210，移動站150就執行航位推算測量，並且在航位推算測量數據變得可用時頻繁地更新初始估計位置。同樣，每次測量中的小誤差可彼此複合直至結果得到較大的誤差。對於圖8的示例，用戶700以最新近的估計位置遇到樓梯810，該最新近的估計位置至少部分地基於先前在進入建築物之前從SPS系統獲得的位置信息以及隨著移動站迫近樓梯的航位推算測量信息。對於此示例，在用戶700開始爬樓梯810時，IMU 300可提供傳感器數據，並且可執行一系列測量。對於此示例，可利用每個測量來更新估計位置以反映移動站150的運動，對於此情境而言，該運動具有水平和垂直分量。再次，對於一示例，隨著航位推算測量的進行，誤差可能累積，如先前所描述的。移動站150可使用已知的和/或估計的與樓梯有關的信息通過調整當前估計位置的標高分量來至少部分地補償累積誤差。例如，在一些情境中，個體梯級的高度820可以是已知的值， 或許被存儲在以上所提及的諸如資料庫640之類的資料庫中。如果此類信息是可用的，則該信息可被用於隨著用戶爬個體梯級來更新當前估計位置的標高分量。以此方式，可在航位推算操作的累積誤差量變得相對較大之前作出調整，並且準確性可因此得以增強。如果諸如梯級高度之類的信息不是已知的，則可使用估計值。例如，旨在表示典型梯級的值可被預先演算，並且此值可被存儲在移動站150中以供在標高分量誤差補償操作中使用。另外，在另一方面，如果沒有此類估計的或已知的梯級高度值可用，則移動站150 可執行一系列測量和演算以力圖確定可被用於涉及建築物210的誤差補償操作的梯級高度值。例如，隨著移動站檢測到個體梯級，該移動站可基於IMU 300報告為標高變化的內容來測量該梯級的高度。移動站150可對這些個體梯級中的至少兩個梯級的高度取平均，並可在遇到更多梯級時更新該平均高度。一旦用戶700抵達這些梯級的頂部，就可將梯級的總數與梯級的平均高度相乘以找到標高的總變化。此標高變化可被用於調整當前估計位置的標高分量以補償累積誤差。另外，如果用戶已抵達樓梯810的頂部，則樓層分隔值212可被用於調整估計位置的標高分量以補償累積誤差。使用電梯和樓梯的示例僅是示例內部特徵，並且所要求保護的主題內容的範圍在這些方面不受限定。使用各種其他內部特徵中的任何特徵的其他示例是可能，其中的一些內部特徵在上文中已有所提及。建築物的可由移動站通過傳感器測量來檢測的任何方面可被用於增強航位推算導航操作的準確性。圖9是移動站150的示例的框圖。一個或多個無線電收發機970可被適配成用基帶信息調製RF載波信號，諸如將語音或數據調製到RF載波上，以及解調經調製的RF載波以獲得這樣的基帶信息。天線972可被適配成在無線通信鏈路上發射經調製的RF載波並且在無線通信鏈路上接收經調製的RF載波。基帶處理器960可被適配成將來自中央處理單元(CPU) 920的基帶信息提供給收發機970以供在無線通信鏈路上傳輸。在此，CPU 920可從用戶接口 910內的輸入設備獲得這樣的基帶信息。基帶處理器960還可被適配成將來自收發機970的基帶信息提供給CPU 920以供通過用戶接口 910內的輸出設備傳輸。用戶接口 910可包括多個用於輸入或輸出諸如語音或數據之類的用戶信息的設備。這樣的設備可包括作為非限制性示例的鍵盤、顯示屏、話筒、以及揚聲器。接收機980可被適配成接收並解調來自SPS的傳輸，並且將經解調的信息提供給相關器940。相關器940可被適配成根據接收機1180所提供的信息來推導相關函數。相關器940還可被適配成根據收發機970所提供的關於導頻信號的信息來推導與導頻有關的相關函數。此信息可被移動站用於捕獲無線通信服務。信道解碼器950可被適配成將從基帶處理器960接收到的信道碼元解碼成底層源比特。在其中信道碼元包括經卷積編碼碼元的一個示例中，這樣的信道解碼器可包括Viterbi解碼器。在其中信道碼元包括串行或並行級聯的卷積碼的第二示例中，信道解碼器950可包括turbo解碼器。存儲器930可被適配成存儲機器可讀指令，這些指令可運行以執行在本文被描述或建議的過程、實現、或其示例中的一個或多個。CPU 920可被適配成訪問並執行這樣的機器可讀指令。對於此示例，移動站150包括IMU 300，該IMU 300可被適配成執行本文中所描述的傳感器測量操作中的任何或全部。本文所述的方法可取決於根據特定示例的應用由各種手段來實現。例如，這些方法可在硬體、固件、軟體、和/或其組合中實現。在硬體實現中，例如，處理單元可在一個或多個專用集成電路(ASIC)、數位訊號處理器(DSP)、數位訊號處理器件(DSPD)、可編程邏輯器件(PLD)、現場可編程門陣列(FPGA)、處理器、控制器、微控制器、微處理器、電子器件、設計成執行本文中描述的功能的其他設備單元、和/或其組合內實現。本文中引述的「指令」指的是表示一個或多個邏輯操作的表達式。例如，指令可以通過能由機器解讀以用於對一個或多個數據對象執行一個或多個操作而成為是「機器可讀」的。然而，這僅僅是指令的示例，並且所要求保護的主題內容在這方面並不受到限定。在另一個示例中，如本文中引述的指令可涉及經編碼命令，其能由具有包括這些經編碼命令的命令集的處理電路來執行。這樣的指令可以用該處理電路理解的機器語言的形式來編碼。再次，這些僅僅是指令的示例，並且所要求保護的主題內容在這方面並不受到限定。本文中引述的「存儲介質」涉及能夠維護可被一個或多個機器感知到的表達的介質。例如，存儲介質可包括一個或多個用於存儲機器可讀指令和/或信息的存儲設備。這樣的存儲設備可包括若干介質類型中的任何一種，包括例如磁、光學或半導體存儲介質。這樣的存儲設備還可包括任何類型的長期、短期、易失性或非易失性存儲器設備。然而，這些僅僅是存儲介質的示例，並且所要求保護的主題內容在這些方面並不受到限定。除非另外具體指出，否則如從以下討論中將顯而易見的，將領會到貫穿本說明書， 利用諸如「處理」、「計算」、「演算」、「選擇」、「形成」、「啟用」、「抑制」、「定位」、「終止」、「標識」、 「發起」、「檢測」、「獲得」、「主存」、「維護」、「表示」、「估計」、「接收」、「發射」、「確定」和/或之類的術語的討論是指可由諸如計算機或類似的電子計算設備之類的計算平臺來執行的動作和/或過程，該計算平臺操縱和/或變換該計算平臺的處理器、存儲器、寄存器，和/或其他信息存儲、傳送、接收和/或顯示設備內表示為物理電子量和/或磁量和/或其他物理量的數據。這樣的動作和/或過程可由計算平臺例如在存儲介質中所存儲的機器可讀指令的控制下執行。這樣的機器可讀指令可包括例如在作為計算平臺的一部分被包括(例如，作為處理電路的一部分被包括或在這種處理電路外部)的存儲介質中存儲的軟體或固件。進一步，除非另外具體陳述，否則本文中參考流程圖或以其他方式描述的過程也可全部或部分地由這樣的計算平臺來執行和/或控制。本文描述的無線通信技術可結合各種無線通信網絡，諸如無線廣域網(WffAN)、無線區域網(WLAN)、無線個域網(WPAN)等。術語「網絡」和「系統」可以在本文中可互換地使用。WffAN可以是碼分多址(CDMA)網絡、時分多址(TDMA)網絡、頻分多址(FDMA)網絡、 正交頻分多址(OFDMA)網絡、單載波頻分多址(SC-FDMA)網絡、或以上網絡的任何組合等等。CDMA網絡可實現諸如cdma2000、寬帶CDMA (W-CDMA)之類的一種或多種無線電接入技術 (RAT)，這只是列舉了少數幾種無線電技術。在此，cdma2000可包括根據IS-95、IS-2000、以及IS-856標準實現的技術。TDMA網絡可實現全球移動通信系統(GSM)、數字高級行動電話系統(D-AMPS)、或其他某種RAT。GSM和W-CDMA在來自名為「第三代夥伴項目，，(3GPP)的聯盟的文獻中描述。Cdma2000在來自名為「第三代夥伴項目2」(3GPP2)的聯盟的文獻中描述。3GPP和3GPP2文獻是公眾可獲取的。例如，WLAN可包括IEEE 802. Ilx網絡，並且WPAN 可包括藍牙網絡、IEEE 802. 15x。本文中所描述的無線通信實現也可與WWAN、WLAN和/或 WPAN的任何組合聯用。本文中描述的技術可連同若干SPS中的任一個或多個一起使用，例如包括前述 SPS0此外，此類技術可隨利用偽衛星或者衛星與偽衛星的組合的定位確定系統使用。偽衛星可包括廣播被調製在L頻帶(或其他頻率)載波信號上的PRN碼或其他測距碼(例如， 類似於GPS或CDMA蜂窩信號)的基於地面的發射機，其中該載波信號可以與GPS時間同步。這樣的發射機可以被指派唯一性的PRN碼從而準許其能被遠程接收機標識。偽衛星在其中來自軌道衛星的SPS信號或許不可用的情境中可能是有用的，諸如在隧道、礦區、建築物、城市峽谷或其他封閉區域中。偽衛星的另一種實現被稱為無線電信標。如本文中所使用的術語「衛星」旨在包括偽衛星、偽衛星的等效物、以及還可能有其他。如本文中所使用的，術語「 SPS信號」旨在包括來自偽衛星或偽衛星的等效的類SPS信號。
雖然已解說和描述了目前考慮作為示例特徵的內容，但是本領域技術人員將理解，可作出其他各種改動並且可換用等效技術方案而不會脫離所要求保護的主題內容。此外，可作出許多修改以使特定情境適應於所要求保護的主題的教導而不會脫離本文中所描述的中心思想。因此，所要求保護的主題並非旨在被限定於所公開的特定示例，相反如此所要求保護的主題還可包括落入所附權利要求及其等效技術方案的範圍內的所有方面。
權利要求
1.一種方法，包括確定移動站的估計初始位置，其中所述估計初始位置包括標高分量；至少部分地通過響應於傳感器數據經由檢測所述標高分量的變化的方式進行的對所述移動站的位置相對於所述估計初始位置的變化的檢測來檢測建築物的內部特徵；以及使用與檢測到的內部特徵有關的信息來調整檢測到的標高分量變化。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述內部特徵包括樓梯、電梯、自動扶梯、和 /或斜坡中的一者或多者。
3.如權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述檢測所述內部特徵包括將所述移動站的運動與用戶在所述內部特徵中的一個內部特徵上的運動相關聯。
4.如權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述調整檢測到的標高分量變化包括將與所檢測到的內部特徵有關的所述信息同來自資料庫的與關聯於所述估計初始位置的建築物有關的信息相比較。
5.如權利要求3所述的方法，其特徵在於，進一步包括，如果所檢測到的內部特徵包括所述樓梯，則通過檢測與用戶爬所述樓梯一致的一個或多個垂直運動並確定關於所述一個或多個檢測到的垂直運動的一個或多個垂直位移來檢測所述移動站的所述位置變化；以及通過對所述一個或多個垂直位移取平均並將所述平均與垂直運動的次數相乘，以及通過將結果加至所述估計初始位置的所述標高分量上來調整所檢測到的標高分量變化。
6.如權利要求3所述的方法，其特徵在於，進一步包括，如果所檢測到的內部特徵包括所述電梯，則通過檢測與用戶搭乘所述電梯一致的垂直加速度並至少部分地通過測量流逝的時間確定關於所檢測到的垂直加速度的垂直位移的方式來檢測所述移動站的所述位置變化；以及通過將所確定的與所檢測到的內部特徵有關的垂直位移信息同來自資料庫的與由關於所述估計初始位置的位置信息所標識的建築物有關的對應信息相比較的方式來調整所檢測到的標高分量變化。
7.如權利要求3所述的方法，其特徵在於，進一步包括，如果所檢測到的內部特徵包括所述斜坡或所述自動扶梯中的一者，則通過檢測與用戶搭乘所述電梯一致的上升速率並確定垂直位移的方式來檢測所述移動站的位置變化；以及通過將所確定的與所檢測到的內部特徵有關的垂直位移信息同來自資料庫的與由關於所述估計初始位置的位置信息所標識的建築物有關的對應信息相比較的方式來調整所檢測到的標高分量變化。
8.如權利要求4所述的方法，其特徵在於，來自所述資料庫的與所述建築物有關的所述信息包括所述建築物的諸樓層之間的垂直距離、個體梯級的高度、樓梯的高度、斜坡的標高變化、以及自動扶梯的標高變化中的一者或多者。
9.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述傳感器數據包括來自慣性測量單元的數據，所述慣性測量單元包括陀螺儀和/或加速計中的一者或多者。
10.一種移動站，包括處理器，用於確定所述移動站的估計初始位置，其中所述估計初始位置包括標高分量；慣性測量單元，用於至少部分地通過響應於傳感器數據經由檢測所述標高分量的變化的方式進行的對所述移動站的位置相對於所述估計初始位置的變化的檢測來檢測建築物的內部特徵；所述處理器被進一步適配成使用與所檢測到的內部結構有關的信息來調整所檢測到的標高分量變化。
11.如權利要求10所述的移動站，其特徵在於，所述內部特徵包括樓梯、電梯、自動扶梯、和/或斜坡中的一者或多者。
12.如權利要求11所述的移動站，其特徵在於，所述處理器被進一步適配成通過將所述移動站的運動與用戶在所述內部特徵中的一個內部特徵上的運動相關聯的方式來檢測所述內部特徵。
13.如權利要求12所述的移動站，其特徵在於，所述處理器被進一步適配成通過將與所檢測到的內部特徵有關的所述信息同來自資料庫的與關聯於所述估計初始位置的建築物有關的信息相比較的方式來校準所檢測到的標高分量變化。
14.如權利要求12所述的移動站，其特徵在於，如果所檢測到的內部特徵包括所述樓梯，則所述處理器被進一步適配成通過檢測與用戶爬所述樓梯一致的一個或多個垂直運動來檢測所述移動站的所述位置變化，並且所述處理器被進一步適配成確定關於所述一個或多個檢測到的垂直運動的一個或多個垂直位移，並通過對所述一個或多個垂直位移取平均並將所述平均與垂直運動的次數相乘，以及通過將結果加至所述估計初始位置的所述標高分量上的方式來調整所檢測到的標高分量變化。
15.如權利要求12所述的移動站，其特徵在於，如果所檢測到的內部特徵包括所述電梯，則所述處理器被進一步適配成通過檢測與用戶搭乘所述電梯一致的垂直加速度並至少部分地通過測量流逝的時間確定關於所檢測到的垂直加速度的垂直位移的方式來檢測所述移動站的所述位置變化；以及通過將所確定的與所檢測到的內部特徵有關的垂直位移信息同來自資料庫的與關聯於所述估計初始位置的建築物有關的信息相比較的方式來調整所檢測到的標高變化。
16.如權利要求12所述的移動站，其特徵在於，如果所檢測到的內部特徵包括所述斜坡或所述自動扶梯中的一者，則所述處理器被進一步適配成通過檢測與用戶搭乘所述電梯一致的上升速率並確定垂直位移的方式來檢測所述移動站的位置變化；以及通過將所確定的與所檢測到的內部特徵有關的垂直位移信息同來自資料庫的與關聯於所述估計初始位置的建築物有關的對應信息相比較的方式來調整所檢測到的標高分量變化。
17.如權利要求13所述的移動站，其特徵在於，來自所述資料庫的與所述建築物有關的所述信息包括所述建築物的諸樓層之間的垂直距離、個體梯級的高度、樓梯的高度、斜坡的標高變化、和/或自動扶梯的標高變化中的一者或多者。
18.如權利要求10所述的移動站，其特徵在於，所述慣性測量單元包括陀螺儀和/或加速計中的一者或多者。
19.一種製品，包括其上存儲有指令的存儲介質，所述指令若被執行則使計算平臺能確定移動站的估計初始位置，其中所述估計初始位置包括標高分量；至少部分地通過響應於傳感器數據經由檢測所述標高分量的變化的方式進行的對所述移動站的位置相對於所述估計初始位置的變化的檢測來檢測建築物的內部特徵；以及使用與檢測到的內部特徵有關的信息來調整所檢測到的標高分量變化。
20.如權利要求19所述的製品，其特徵在於，所述內部特徵包括樓梯、電梯、自動扶梯、 和/或斜坡中的一者或多者。
21.如權利要求20所述的製品，其特徵在於，所述存儲介質上已存儲有進一步的指令， 所述進一步的指令若被執行則進一步使所述計算平臺能通過將所述移動站的運動與用戶在所述內部特徵中的一個內部特徵上的運動相關聯的方式來檢測所述內部特徵。
22.如權利要求21所述的製品，其特徵在於，所述存儲介質上已存儲有進一步的指令， 所述進一步的指令若被執行則進一步使所述計算平臺能通過將與所檢測到的內部特徵有關的所述信息同來自資料庫的與關聯於所述估計初始位置的建築物有關的信息相比較的方式來調整所檢測到的標高分量變化。
23.如權利要求21所述的製品，其特徵在於，所述存儲介質上已存儲有進一步的指令， 所述進一步的指令若被執行則進一步使所述計算平臺能如果所檢測到的內部特徵包括所述樓梯，則通過檢測與用戶爬所述樓梯一致的一個或多個垂直運動並確定關於所述一個或多個檢測到的垂直運動的一個或多個垂直位移來檢測所述移動站的所述位置變化；以及通過對所述一個或多個垂直位移取平均，並將所述平均與垂直運動的次數相乘，以及通過將結果加至所述估計初始位置的所述標高分量上來調整所檢測到的標高分量變化。
24.如權利要求21所述的製品，其特徵在於，所述存儲介質上已存儲有進一步的指令， 所述進一步的指令若被執行則進一步使所述計算平臺能如果所檢測到的內部特徵包括所述電梯，則通過檢測與用戶搭乘所述電梯一致的垂直加速度並至少部分地通過測量流逝的時間確定關於所檢測到的垂直加速度的垂直位移的方式來檢測所述移動站的所述位置變化；以及通過將所確定的與所檢測到的內部特徵有關的垂直位移信息同來自資料庫的與由關於所述估計初始位置的位置信息所標識的建築物有關的對應信息相比較的方式來調整所檢測到的標高分量變化。
25.如權利要求22所述的製品，其特徵在於，所述存儲介質上已存儲有進一步的指令， 所述進一步的指令若被執行則進一步使所述計算平臺能如果所檢測到的內部特徵包括所述斜坡或所述自動扶梯中的一者，則通過檢測與用戶搭乘所述電梯一致的上升速率並確定垂直位移的方式來檢測所述移動站的位置變化；以及通過將所確定的與所檢測到的內部特徵有關的垂直位移信息同來自資料庫的與由關於所述估計初始位置的位置信息所標識的建築物有關的對應信息相比較的方式來調整所檢測到的標高分量變化。
26.如權利要求22所述的製品，其特徵在於，來自所述資料庫的與所述建築物有關的所述信息包括所述建築物的諸樓層之間的垂直距離、個體梯級的高度、樓梯的高度、斜坡的標高變化、以及自動扶梯的標高變化中的一者或多者。
27.如權利要求19所述的製品，其特徵在於，所述傳感器數據包括來自慣性測量單元的信息，所述慣性測量單元包括陀螺儀和/或加速計中的一者或多者。
28.一種設備，包括用於確定移動站的估計初始位置的裝置，其中所述估計初始位置包括標高分量；用於至少部分地通過響應於傳感器數據經由檢測所述標高分量的變化的方式進行的對所述移動站的位置相對於所述估計初始位置的變化的檢測來檢測建築物的內部特徵的裝置；以及用於使用與檢測到的內部特徵有關的信息來調整檢測到的標高分量變化的裝置。
29.如權利要求觀所述的設備，其特徵在於，所述內部特徵包括樓梯、電梯、自動扶梯和/或斜坡中的一者或多者。
30.如權利要求四所述的設備，其特徵在於，所述用於檢測所述內部特徵的裝置包括用於將所述移動站的運動與用戶在所述內部特徵中的一個內部特徵上的運動相關聯的裝置。
31.如權利要求30所述的設備，其特徵在於，所述用於調整所檢測到的標高分量變化的裝置包括用於將與檢測到的內部特徵有關的所述信息同來自資料庫的與關聯於所述估計初始位置的建築物有關的信息相比較的裝置。
32.如權利要求30所述的設備，其特徵在於，進一步包括，如果所檢測到的內部特徵包括所述樓梯，則用於通過檢測與用戶爬所述樓梯一致的一個或多個垂直運動並確定關於所述一個或多個檢測到的垂直運動的一個或多個垂直位移來檢測所述移動站的所述位置變化的裝置； 以及用於通過對所述一個或多個垂直位移取平均並將所述平均與垂直運動的次數相乘以及通過將結果加至所述估計初始位置的所述標高分量上來調整所檢測到的標高分量變化的裝置。
33.如權利要求30所述的設備，其特徵在於，進一步包括，如果所檢測到的內部特徵包括所述電梯，則用於通過檢測與用戶搭乘所述電梯一致的垂直加速度並確定關於所檢測到的垂直加速度的垂直位移來檢測所述移動站的所述位置變化的裝置；以及用於通過將所確定的與所檢測到的內部特徵有關的垂直位移信息同來自資料庫的與由關於所述估計初始位置的位置信息所標識的建築物有關的對應信息相比較的方式來調整所檢測到的標高分量變化的裝置。
34.如權利要求30所述的設備，其特徵在於，進一步包括，如果所檢測到的內部特徵包括所述斜坡或所述自動扶梯中的一者，則用於通過檢測與用戶搭乘所述電梯一致的上升速率並確定垂直位移的方式來檢測所述移動站的位置變化的裝置；以及用於通過將所確定的與所檢測到的內部特徵有關的垂直位移信息同來自資料庫的與由關於所述估計初始位置的位置信息所標識的建築物有關的對應信息相比較的方式來調整所檢測到的標高分量變化的裝置。
35.如權利要求31所述的設備，其特徵在於，來自所述資料庫的與所述建築物有關的所述信息包括所述建築物的諸樓層之間的垂直距離、個體梯級的高度、樓梯的高度、斜坡的標高變化、和/或自動扶梯的標高變化中的一者或多者。
36.如權利要求觀所述的設備，其特徵在於，所述傳感器數據包括來自慣性測量單元的數據，所述慣性測量單元包括陀螺儀和/或加速計中的一者或多者。
全文摘要
本文中公開的主題內容涉及至少部分地在基於傳感器的航位推算的基礎上來調整估計位置的標高分量。
文檔編號G01C21/16GK102362155SQ201080014024
公開日2012年2月22日 申請日期2010年3月24日 優先權日2009年3月24日
發明者A·P·艾坦, G·伯恩斯坦, N·史特勞斯 申請人:高通股份有限公司