移動設備的室內定位制造技術

本發明專利技術的方面一般涉及例如在GPS或其他定位信號不可用的情況下的室內定位。更具體地，方面涉及結合陀螺儀和/或加速計（166）使用粒子濾波器來識別客戶端設備（171）相對于地圖（300）的當前位置。在一個示例中，地圖可以基于包括表示用戶在建筑物內不可以行走的位置的一系列墻壁（310-17）的地圖（300）。在另一個示例中，地圖可以基于表示用戶在建筑物內可以行走的位置的一系列軌道（1340）、（1350）、（1360）、（1370）、（1380）。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】移動設備的室內定位相關申請的交叉引用本申請是于2011年5月13日提交的美國專利申請N0.13/107,316的延續案，特此通過引用將其公開內容合并入本文。
技術介紹
各種導航系統向用戶提供分路段路線指示(turn-by-turn directions)。這些系統包括手持式GPS設備、移動電話或車載設備。用戶輸入一個或多個位置并且接收基于所輸入的位置的路線和分路段路線指示。用戶可以遵循分路段路線指示來到達該一個或多個位置。這些導航系統依賴于從多個GPS衛星接收信息的能力。這允許對用于提供導航協助的設備的當前位置的識別。然而，當在室內時，移動設備可能需要精確定位來使能特征，諸如例如到在建筑物中的會議室或在商場內的商店的先進室內導航。在室內環境下，由于缺乏來自GPS衛星的充足信號，因此，精確定位很難。在機器人
中，可以使用粒子濾波器或其他概率方法來識別機器人的位置，該機器人除地圖外沒有關于其位置的信息。這一般被稱為“綁架的機器人問題”。這些機器人使用尖端相機和激光器來進行測量。將這些測量結合粒子濾波器使用來減少可能的地圖位置的數量，直到僅留下單個可能的位置為止。然而，雖然許多現代智能手機并入了大量技術進步，但是它們典型地不包括一般利用來解決綁架的機器人問題的尖端相機和激光器。
技術實現思路
本公開的方面總體上涉及例如在GPS或其他定位信號不可用的情況下的室內定位。更具體地，方面涉及結合用來識別客戶端設備的定向的設備使用多個粒子來識別客戶端設備相對于包括多個約束的地圖的當前位置。在一個示例中，地圖可以基于表示用戶在建筑物內不可以行走的位置的一系列墻壁。在另一個示例中，地圖可以基于表示用戶在建筑物內可以行走的位置的一系列軌道。本公開的一個方面提供了確定便攜式手持設備在室內空間內的位置的方法。該方法包括通過處理器生成第一粒子集。第一粒子集中的每一個粒子表示地圖上的位置并且與可能性值相關聯。該方法還包括從包括陀螺儀的定向設備接收數據；基于所接收的數據來確定移動的方向和速度；將移動的方向和速度應用到第一粒子集中的每一個粒子；基于第一粒子集中的每一個特定粒子是否違反多個約束中的一個或多個，對該特定粒子的可能性值進行調整；基于與第一粒子集相關聯的可能性值來生成第二粒子集；如果第二粒子集中的所有粒子相互之間均在閾值半徑內，則選擇第二粒子集中的與第二粒子集的平均代表性位置最接近的特定粒子；以及基于所選擇的粒子的代表性位置來識別便攜式手持設備在室內空間內的實際位置。在一個示例中，多個約束是定義用戶不可以行走的區域的墻壁。在另一個示例中，多個約束是定義允許用戶行走的區域的軌道。在又另一個示例中，地圖與方向指示符相關聯，以及其中將移動的方向和速度應用到多個粒子中的每一個粒子基于方向指示符。在進一步示例中，第一粒子集中的每一個粒子還表示設備方位(heading),以及該方法還包括基于所接收的數據來識別方位，以及其中對第一粒子集中的每一個特定粒子的可能性值進行調整還基于與每一個特定粒子相關聯的方位是否與和所識別的方位一致的方位相關聯。在又另一個示例中，該方法還包括將所選擇的特定粒子的代表性方位識別為客戶端設備的實際方位。在進一步示例中，定向設備還包括羅盤。在另一個示例中，定向設備還包括加速計。在又另一個示例中，基于所接收的數據來確定移動的方向和速度還基于將加速計用作為計步器。在另一個示例中，第一粒子集和第二粒子集每一個包括相同數量的粒子。在另一個示例中，通過基于與第一粒子集相關聯的可能性值來選擇第一粒子集中的粒子，并且以最小值對所選擇的粒子的代表性位置進行調整，來生成第二粒子集。在又另一個示例中，第一粒子集中的每一個粒子還表示設備方位，以及該方法還包括基于所接收的數據來識別方位并且基于與第一粒子集中的每一個粒子相關聯的方位是否與和所識別的方位一致的方位相關聯來對該每一個粒子的可能性值進行調整，以及其中通過以最小方位值對第一粒子集中的所選擇的粒子的代表性方位中的每一個進行調整來生成第二粒子集。在另一個示例中，通過基于與第一粒子集相關聯的可能性值是否滿足最小可能性閾值從第一粒子集移除粒子來生成第二粒子集。本公開的另一個方面提供了用于確定便攜式手持設備在室內空間內的位置的設備。該設備包括存儲室內空間的地圖的存儲器。該地圖基于多個約束。該設備還包括耦接到該存儲器的處理器。該處理器可操作來生成第一粒子集，第一粒子集中的每一個粒子表示地圖上的位置并且與可能性值相關聯；接收定向設備所生成的數據；基于所接收的數據來確定移動的方向和速度；將移動的方向和速度應用到第一粒子集中的每一個；基于第一粒子集中的每一個特定粒子是否違反多個約束中的一個或多個，對該特定粒子的可能性值進行調整；基于與第一粒子集相關聯的可能性值來生成第二粒子集；如果第二粒子集中的所有粒子相互之間均在閾值半徑內，則選擇第二粒子集中的與第二粒子集的平均代表性位置最接近的特定粒子；以及基于所選擇的粒子的代表性位置來識別便攜式手持設備在室內空間內的實際位置。在一個示例中，多個約束是定義用戶不可以行走的區域的墻壁。在另一個示例中，多個約束是定義允許用戶行走的區域的軌道。在又另一個示例中，第一粒子集中的每一個粒子還表示設備方位，以及該處理器還可操作來基于所接收的數據來識別方位，并且基于與第一粒子集中的每一個特定粒子相關聯的方位是否與和所識別的方位一致的方位相關聯來對每一個特定粒子的可能性值進行調整。在進一步示例中，該處理器可進一步操作來:基于所接收的數據來確定移動的方向和速度進一步基于將加速計用作為計步器。在另一個示例中，第一粒子集和第二粒子集每一個包括相同數量的粒子。在又另一個示例中，該處理器可進一步操作來通過基于與第一粒子集相關聯的可能性值來選擇第一粒子集中的粒子并且以最小值對所選擇的粒子的代表性位置進行調整來生成第二粒子集。在進一步示例中，第一粒子集中的每一個粒子還表示設備方位，以及該處理器還可操作來基于所接收的數據來識別方位，并且基于與第一粒子集中的每一個粒子相關聯的方位是否與和所識別的方位一致的方位相關聯來對每一個粒子的可能性值進行調整，以及其中通過以最小方位值對第一粒子集中的所選擇的粒子的代表性方位中的每一個進行調整來生成第二粒子集?！靖綀D說明】圖1是依據示例性實施例的系統的功能圖。圖2是依據示例性實施例的系統的示意圖。圖3是依據示例性實施例的室內空間的地圖。圖4是依據示例性實施例的室內空間的另一個地圖。圖5是依據示例性實施例的室內空間的又另一個地圖。圖6是依據示例性實施例的室內空間的還另一個地圖。圖7是依據示例性實施例的室內空間的進一步地圖。圖8是依據示例性實施例的室內空間的又進一步地圖。圖9是依據示例性實施例的室內空間的還進一步地圖。圖10是依據示例性實施例的室內空間的另一個地圖。圖11是依據示例性實施例的室內空間的又另一個地圖。圖12是依據示例性實施例的流程圖。圖13是依據示例性實施例的室內空間的地圖。圖14是依據示例性實施例的室內空間的另一個地圖。圖15是依據示例性實施例的室內空間的又另一個地圖。圖16是依據示例性實施例的室內空間的還另一個地圖。圖17是依據示例性實施例的室內空間的進一步地圖。圖18是依據示例性實施例的室內空間的又進一步地圖。圖19是依據示本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2011.05.13 US 13/107,3161.一種確定便攜式手持設備在室內空間內的位置的方法: 識別室內空間的地圖，所述地圖基于多個約束； 通過處理器生成第一粒子集，所述第一粒子集中的每一個粒子表示所述地圖上的位置并且與可能性值相關聯； 從包括陀螺儀的定向設備接收數據； 基于所接收的數據來確定移動的方向和速度； 將所述移動的方向和速度應用到所述第一粒子集中的每一個粒子； 基于所述第一粒子集中的每一個特定粒子是否違反所述多個約束中的一個或多個，對所述特定粒子的可能性值進行調整； 基于與所述第一粒子集相關聯的可能性值來生成第二粒子集； 當所述第二粒子集中的所有粒子相互之間均在閾值半徑內時，選擇所述第二粒子集中的與所述第二粒子集的平均代表性位置最接近的特定粒子；以及 基于所選擇的粒子的代表性位置來識別所述便攜式手持設備在所述室內空間內的實際位置。2.根據權利要求1所述的方法，其中所述多個約束是定義用戶不可以行走的區域的墻壁。3.根據權利要求1所述的方法，其中所述多個約束是定義允許用戶行走的區域的軌道。4.根據權利要求1所述的方法，其中所述地圖與方向指示符相關聯，以及其中將所述移動的方向和速度應用到所述多個粒子中的每一個粒子基于所述方向指示符。5.根據權利要求1所述的方法，其中所述第一粒子集中的每一個粒子進一步表示設備方位，以及所述方法進一步包括: 基于所接收的數據來識別方位；以及 其中對所述第一粒子集中的每一個特定粒子的所述可能性值進行調整進一步基于與每一個特定粒子相關聯的所述方位是否與和所識別的方位一致的方位相關聯。6.根據權利要求1所述的方法，進一步包括將所選擇的特定粒子的代表性方位識別為所述客戶端設備的實際方位。7.根據權利要求1所述的方法，其中所述定向設備進一步包括羅盤。8.根據權利要求1所述的方法，其中所述定向設備進一步包括加速計。9.根據權利要求1所述的方法，其中基于所接收的數據來確定所述移動的方向和速度進一步基于將所述加速計用作為計步器。10.根據權利要求1所述的方法，其中所述第一粒子集和所述第二粒子集每一個都包括相同數量的粒子。11.根據權利要求1所述的方法，其中所述第二粒子集通過下述步驟來生成: 基于與所述第一粒子集相關聯的所述可能性值來選擇所述第一粒子集中的粒子；以及 以最小值對所選擇的粒子的所述代表性位置進行調整。12.根據權利要求11所述的方法，其中所述第一粒子集中的每一個粒子進一步表示設備方位，以及所述方法進一步包括: 基于所接收的數據來識別方位；以及基于與所述第一粒子集中的每一個粒子相關聯的方位是否與和所識別的方位一致的方位相關聯來對所述每一個粒子的所述可能性值進行調整，并且其中所述第二粒子集是...

【專利技術屬性】
技術研發人員：塞巴斯蒂安·思倫，安德魯·盧金比爾，穆罕默德·瓦里德·卡杜斯，
申請(專利權)人：谷歌公司，
類型：
國別省市：