CN102087109A - 位置估测系统、装置及其估测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种位置估测系统、装置及其估测方法，其中该位置估测系统，包括至少一测量单元、多个估测单元、一粒子过滤器。至少一测量单元用以得到一第一信息，其中第一信息至少包含一被追踪体的移动信息及其对应的噪声模型。多个估测单元是用以分别具有对应的一估测模型，其中，每一估测模型可依据第一信息产生对应的单位估测位移。粒子过滤器是用以分别依据所述多个单位估测位移及其噪声模型，取样产生对应的多个估测位移。

Description

位置估测系统、装置及其估测方法

技术领域

本发明是有关于一种位置估测系统、位置估测装置及其估测方法，特别是有关于一种适用于不利于使用一般定位方法状态下，对一被追踪体进行位置估测的系统、装置及其方法。

背景技术

近年来，全球定位系统(Global Positioning System，简称GPS)被广泛运用在各种电子装置例如行动电话或是汽车的导航系统上，其接收卫星信号，并根据与各颗卫星的相对位置对拥有全球定位系统接收器的电子装置作定位，以判定电子装置的位置。使用者亦可以利用电子装置中的导航软件进行路径规划与导航作业。

随着使用者需求的改变，GPS除了提供一般汽车的追踪及导航之外，另外也提供其他的追踪及导航服务，例如，行人导航、脚踏车导航、或贵重物品追踪等。在户外，GPS可准确提供被追踪体所在位置的信息，然而，在室内环境中或是当卫星信号受到干扰/遮蔽时，例如隧道、遮棚等，因卫星信号无法穿透而收不到信号，致使全球定位系统无法使用，进而使得对应的服务无法实现。

为了在无GPS的信号状态下持续追踪被追踪体的位置，现有的导航设备便使用惯性测量单元(Inertial Measurement Unit)来检测被追踪体移动的相关信号，并以航位推估(Dead Reckoning)方法来补偿失去GPS信号时的位移信息。

一般而言，已知的航位推估(Dead Reckoning)方法是使用单一模型估测被追踪体的步伐长度，虽然可以据此估算出被追踪体的可能位置，然而却无法因应较复杂多变的情况，例如当地板材质、地形改变时被追踪体的步行状况可能会改变，单一模型往往不太适用。此外，一般航位推估方法是使用卡门滤波器(Kalman filter)来估计步伐长度、方向，当假设的模型不正确时，估测结果便非常容易发散，无法有效对估测结果的误差进行控制。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种位置估测装置及其相关定位方法，以解决前述的已知技术问题。

本发明实施例提供一种位置估测系统，包括至少一测量单元、多个估测单元、一粒子过滤器。至少一测量单元用以得到一第一信息，其中第一信息至少包含一被追踪体的移动信息及其对应的噪声模型。多个估测单元是用以分别具有对应的一估测模型，其中，每一估测模型可依据第一信息产生对应的单位估测位移。粒子过滤器是用以分别依据所述多个单位估测位移及其噪声模型，取样产生对应的多个估测位移。

本发明实施例另提供一种位置估测方法，其包括下列步骤。首先，利用至少一测量单元，得到一第一信息，其中该第一信息至少包含一被追踪体的移动信息及其对应的噪声模型。接着，根据第一信息与多个估测单元，产生对应的单位估测位移，其中每一估测单元分别具有对应的一估测模型，且每一估测模型可依据第一信息产生对应的单位估测位移。最后，利用一粒子过滤器，用以分别依据所述多个单位估测位移及其噪声模型，取样产生对应的多个估测位移。

本发明实施例更提供一种位置估测装置，包括一壳体、一定位单元、至少一测量单元、多个估测单元以及一粒子过滤器。定位单元是设置于壳体内部，用以接收一定位信号，并利用定位信号，提供装置的一定位信息。至少一测量单元是设置于壳体内部，用以得到一第一信息，其中第一信息至少包含一被追踪体的移动信息及其对应的噪声模型。多个估测单元是设置于壳体内部，耦接至至少一测量单元，用以分别具有对应的一估测模型，其中，每一估测模型可依据第一信息产生对应的单位估测位移。粒子过滤器是设置于壳体内部，耦接至多个估测单元及定位单元，分别依据所述多个单位估测位移及其噪声模型产生对应的多个估测位移，依据该多个估测位移决定被追踪体的一位移，且依据被追踪体的位移及定位信息，决定被追踪体的一预估位置信息。

本发明上述方法可以透过编程码方式收录于实体媒体中。当编程码被机器载入且执行时，机器变成用以实行本发明的装置或系统。

附图说明

图1是显示一依据本发明实施例的系统。

图2A是显示一步伐检测方式的示意图。

图2B是显示图2A对应的加速度测量结果的示意图。

图3是显示一步伐长度与步伐频率的关系图。

图4是显示一依据本发明实施例的方法流程图。

图5是显示一依据本发明实施例的可携式电子产品。

附图标号：

100～位置估测系统；

110～信号接收单元；

120～测量单元；

130～估测单元；

132～第一估测模型；

140～估测单元；

142～第二估测模型；

150～估测单元；

152～第三估测模型；

160～粒子过滤器；

S410-S450～执行步骤；

500～位置估测装置；

510～壳体；

520～定位单元；

530～测量单元；

540～估测单元；

550～粒子过滤器。

具体实施方式

为使本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

本发明实施例中提供一种位置估测系统、装置及其方法，于检测不到定位信号之处(例如在室内时)，可利用测量装置得到一被追踪体(例如行人、儿童、脚踏车、轮椅、车辆或贵重物品等)的测量信息，再藉由多个估测单元与所测量信息去估测被追踪体的位移(包含距离与方向)，此位移信息可再结合先前所记录或测量的位置信息，估算出被追踪体的预估位置。更进一步时，当再次检测到定位信号时(例如在室外时)，本发明的系统和装置可藉由全球定位系统所获得的位置信息来修正被追踪体位置的结果，使其轨迹修正至一个更精确的状态。

图1显示依据本发明实施例的系统。系统100可以设置于一可携式装置例如行动电话、PDA、GPS导航机、笔记本电脑上，以供被追踪体(例如行人)随身携带。系统100至少包括一测量单元120、至少一估测单元130-150以及一粒子滤波器160。测量单元120是用以得到一第一信息，其中第一信息可包含被追踪体的移动信息及其对应的噪声模型。举例来说，测量单元120可以是惯性测量装置，如一电子罗盘以及一加速度计，其中电子罗盘可用以得到被追踪体的行进方向，加速度计可得到被追踪体的加速度信息，进而估算出被追踪体的移动距离。更进一步时，测量单元120更可包含有一陀螺仪，陀螺仪则可得到被追踪体的角度变化信息，配合电子罗盘可更精确地得到被追踪体的行进方向信息。

噪声模型是用以描述由测量单元120取得移动信息时可能的噪声分布，依据测量单元的种类与精度差异而有所不同，实务上常以一平均值为零的常态分布来描述。

在另一些实施例中，测量单元120和估测单元130-150、粒子滤波器160等可分别设置在不同的电子装置上，并经由有线或无线的通讯网路进行通讯。例如，测量单元120设置在一可携式装置上，而估测单元130-150、粒子滤波器160等设置在一电脑或伺服器上。此外，在另一些实施例中，测量单元120也可以是用以测量出被追踪体的位移的其他单元，例如激光测距仪、主动式的激光扫描器、声纳系统，或是各式无线的定位信号接收模块等，以估算出被追踪体的移动信息。举例来说，测量单元120可以是无线基地台接收三角定位信号的接收模块，以接收无线基地台接收的三角定位信号，取得被追踪体在不同时间的位置，进而估算出被追踪体的移动距离及行进方向。

在其他实施例中，系统100更可包含有一信号接收单元110，用以接收GPS卫星定位信号或是各式无线的定位信号接收模块，以得到对应的定位信息，此定位信息可计算出被追踪体的目前位置。

估测单元130-150，分别具有对应的一估测模型，其中，每一估测模型可依据前述第一信息产生对应的单位估测位移。如图1所示的实施例，估测单元130-150系耦接至测量单元120，分别接收测量单元120所得到的包含被追踪体的移动信息的第一信息。

在其他实施例中，估测单元130-150可分别具有一权重，粒子过滤器160可分别依据估测单元130-150的权重及其对应的多个估测位移，来决定该被追踪体的位移。估测单元130-150的权重是可以调整的，例如，当信号接收单元110持续接收定位信号而得到下一定位信息且系统100亦可分别依据估测单元130-150来产生对应的单位估测位移时，粒子过滤器160即可计算出各估测单元130-150和下一定位信息的误差，因此可据以修正各估测单元130-150的估测模型，或是修改估测单元130-150的权重，以使所估测的位移更加准确。

粒子过滤器160主要是分别依据估测单元130-150所估测出的所述多个单位估测位移及其噪声模型，产生对应的多个估测位移。更近一步时，再依据所产生的这些估测位移决定被追踪体的位移。如果估测单元130-150分别有不同权重时，则分别依据其权重及其对应的多个估测位移，来决定被追踪体的位移。

在其他实施例中，于系统100具有信号接收单元110的状况下，粒子过滤器160则更可依据前述多个估测位移及定位信息，决定多个被追踪体的预估位置信息；或者，依据前述多个估测位移决定被追踪体的一位移，再依据被追踪体的位移及定位信息，决定被追踪体的一预估位置信息。此外，即使是GPS卫星定位或其他无线定位，也都会有一误差模型，因此，粒子过滤器160可更进一步在决定被追踪体的位移时，依据估测单元130-150的单位估测位移及其噪声模型，计算出对应被追踪体的位移及其误差分布，再依据定位信号及其误差模型，来修正被追踪体的预估位置信息。例如，可依据定位信号及其误差模型、和被追踪体的位移及其对应的噪声模型，来决定定位信号的权重和被追踪体位移的权重。因此，粒子过滤器160在计算被追踪体的位移时，即可依据该权重值来进行计算。当修正被追踪体的预估位置信息时，则可修正定位信号的权重和被追踪体位移的权重。

如图1所示的实施例中，测量单元120可以持续检测并得到下一第一信息，估测单元130-150也可依据下一第一信息产生对应的下一单位估测位移，因此，粒子过滤器160亦可继续依据所述多个下一单位估测位移及其噪声模型，产生多个下一估测位移并据以决定被追踪体的下一位移，以及，依据此下一位移及先前的的预估位置信息，来决定该被追踪体的下一预估位置信息。

在其他实施例中，系统100还可包含有一储存单元(图1未显示)，用以记录该被追踪体的定位信息及该预估位置信息。储存单元还可用以记录一电子地图，且该系统更包含有一显示单元(图1未显示)，用以显示该电子地图及该被追踪体的预估位置信息，或是该电子地图及定位信息等。储存单元可以是市售可得的各式存储器、硬盘、随身盘、或其他储存媒体，显示单元可以是市售可得的各式荧幕或显示器，如液晶荧幕、数字显示器等。

为使本案的技术更加具体易懂，以下提出一特定实施例来进行更加详细的说明，熟悉本领域技术人员当可明白，下述的特定实施例仅为了说明，而非用以限定本发明。该特定实施例的被追踪体为行人，测量单元120包含有一电子罗盘和一加速器，且所测量到的移动信息包含该行人的移动方向和加速度，该单位估测位移是为被追踪体的单位移动距离及方向，亦即该行人的步长信息以及方向信息。

每一估测单元130-150是分别包含一事先定义好的步长估测模型，分别以不同的步长估测模型对该移动信息进行估算，以产生对应的步长估计结果。值得注意的是，于本实施例中，为了简化，是仅以三个估测单元130-150与特定的估算模型进行说明，但本发明并不限于此。也就是说，估测单元的个数与其所使用的估测模型是可依据实际的环境与使用需求加以调整。

于本实施例中，系统可更包含有一计时器用以记录时间且估测单元130包含以步伐检测(step detection)与步伐频率为基础的步长估测模型(第一估测模型132)，其是依据垂直方向加速度是否从零产生足够的变化来判断行人的一步伐检测，并依据步伐检测及步伐对应的时间以获得行人的一步伐频率，再依据步伐频率进行计算以获得行人的步长信息。

其中，以步伐检测与频率为基础的步长估测模型是利用步伐频率与步伐长度成正相关，定义如下：

步伐长度＝A*步伐频率+B，(1)

其中A与B的数值为常数，依使用者而略有不同。

请参见图2A以及图2B。图2A是为一步伐检测方式的示意图，图2B是为图2A对应的加速度测量结果。经由实验发现，一般人在行走时，两脚移动的方式与与地板接触的位置，有一定的规则和频率。当脚底完全接触地面时，此时在垂直重力方向上，加速度为零(如图2A的210与220所示)。因此，若以测量单元120检测行人身体的加速度，可以使用此刻的加速度，判断是否产生一步伐。亦即，是否产生一步伐是藉由判断垂直方向加速度是否从零产生足够的变化来判断行人的一步伐检测。

此外，可利用测距装置如激光测距仪记录受测者行走的信息，并标示出每一步步伐踩下时的位置，以建立步伐长度模型，请参见图3的步伐长度与步伐频率的关系图。

估测单元140是包含一以加速度为基础的步长估测模型(第二估测模型142)，用以依据垂直方向加速度是否从零产生足够的变化来判断行人的一步伐检测，且依据两步伐之间的一最大加速度与一最小加速度信息，估计出步长信息。其中，若以A_max、A_min表示于两步之间的最大与最小加速度，K为一常数，则以加速度为基础的步长估测模型可定义如下：

其中，不同的人会有不同的常数K。

第一信息可更包含有行人的一身高信息且估测单元150是包含一以身高为基础的步长估测模型(第三估测模型152)，用以依据身高信息估计出该步长信息。因每一个人身高的不同将会影响其步伐的长度，因此可将以身高为基础的步长估测模型定义如下：

步伐长度＝A*身高+B，(3)

其中A与B的数值为常数，依使用者而略有不同。

因此，可分别依据测量单元120所得到的第一信息，利用估测单元130-150中的特定模型产生对应的步长估计结果。

粒子过滤器160是耦接至估测单元130-150以及信号接收单元110，其是依据估测单元130-150所得到的位移信息及其噪声模型，产生多个可能粒子位移以作为多个估测位移，再依据定位信号及其误差模型、和被追踪体的位移及其对应的误差分布，决定定位信号的权重和被追踪体的位移的权重，并据以修正其预估位置信息。其中，定位信号可更包含有一误差模型，而粒子过滤器160于决定被追踪体的位移时，更包含用以依据这些单位估测位移及其噪声模型产生对应被追踪体的位移的误差分布，且依据定位信号及其误差模型、和被追踪体的位移及其对应的误差分布，修正被追踪体的预估位置信息。请注意，本发明实施例是采用可同时用于处理多重模型输出的粒子过滤器以处理多个估测单元的步长估计结果，但本发明不限于此。于本实施例中，粒子过滤器160是可用以处理估测单元130-150的步长估计结果。粒子滤波是为一种最佳非线性滤波方法，其将状态空间中随机搜索的概念引入到传统的滤波领域。粒子滤波演算法的核心是利用一些随机样本(粒子)来表示系统随机变量的后验机率密度，能得到基于物理模型的近似最佳数值解，而非对近似模型进行最佳滤波。于本实施例中，利用粒子过滤器，可以很容易的使用多个可能的步长估测模型，来估测行人步行的位置，并且对于无法得到每个模型准确参数的限制有一定的容忍度，适合于追踪行人动态且多变的步行状况。

于本实施例中，滤子滤波器可包含两个阶段：粒子滤波的预测阶段(prediction stage)以及粒子滤波的更新阶段(update stage)。于预测阶段，将测量单元120所收集的信号套用估测单元130-150的多重模型产生大量粒子，表示可能的位移分布，再利用这些粒子决定出行人的位置。于更新阶段(update stage)，当可藉由信号接收单元110接收到GPS信号后，利用GPS信号所得到的位置，更新所有粒子的权重，并得到修正后的位置与历史轨迹。其中，粒子过滤器160是利用以下公式得到粒子：

预测阶段：

B^-(s)＝∫P(s|m，x′)B(x′)dx，(4)

其中，B(.)表示信心程度，B^-(.)表示预测后的信心程度，m表示所使用的模型，P(.)表示机率，s表示现在的状态，而x’表示前一个状态；

更新阶段：

ω＝αP(o|s)，(5)

其中，α表示更新后的权重，o表示观测值，P(.)表示机率以及ω表示更新后的权重。

于本实施例中，为了能够参考GPS定位信息来对所估测的位置进行更新，可包括一重新取样步骤。此重新取样步骤是利用目前所有M个粒子的权重，依其权重比例取出L个粒子(L≤M)，再将每个新的粒子权重设为1/L，之后，再利用新的粒子及权重利用公式(5)估测出可能的粒子分布，再利用计算出的粒子分布情形，决定行人的真正位置。关于粒子滤波器的细部内容与其动作将介绍于下。

图4显示一依据本发明实施例的定位方法的流程图400。依据本发明实施例的定位方法可以由如图1中的位置估测系统100所执行。

首先，如步骤S410，利用测量单元120得到包含行进方向以及加速度等的行人移动信息。接着，如步骤S420，将测量单元120所得到的行人移动信息利用每一估测单元130、140与150所包含的估测模型132、142与152进行步伐长度估测，产生对应的步长估计结果。这些步长估计结果可包含一步长信息以及一方向信息。其中，更包括一步伐检测的步骤，藉由检测垂直方向加速度是否从0产生足够大的变化来检测步伐。如前述，估测单元130可依据以步伐检测与频率为基础的步长估测模型，利用步行频率估测步长并取得方向信息，估测单元140可依据以加速度为基础的步长估测模型，利用两步之间的最大与最小加速度估测出移动的步长及方向信息，而估测单元150则可依据以身高为基础的步长估测模型，利用行人的身高估测出移动的步长信息。当经由估测单元130-150估测出步长与方向信息之后，如步骤S430，利用估测单元130-150所产生的步长估测结果以及粒子过滤器160进行预测，以决定一位置。此时，粒子过滤器160是属于预测阶段，可将前述的所有步长估测结果中所包含的步长与方向信息加入一适当噪声，再利用前述的公式(4)进行预测，以现有信息改变粒子位置，产生可能的粒子位置，再由可能的粒子位置中决定出使用者的一位置估计值。接下来，如步骤S440，判断是否检测到GPS信号。若信号接收单元110仍然没有检测到可用的GPS信号，表示可能仍处于室内，则重复步骤S410-S440，持续利用粒子过滤器160以及估测单元130-150的多重模型估测出使用者的位置。

若信号接收单元110可检测到可用的GPS信号时(步骤S440的是)，如步骤S450，将GPS信号所对应的位置信息以及决定出的位置估计值透过粒子过滤器160进行更新，以校正位置估计值。举例来说，粒子过滤器160可将GPS信号所对应的位置信息作为观察点，并当作二维高斯分布的中心(mean)，并以此分布作为更新各粒子的权重的基准，依据新的权重对粒子重新取样，得到一校正的位置值。因此，可对模型误差有较大的容忍度。

于一实施例中，依据本发明的位置估测系统亦可整合于具有全球定位系统模块的可携式电子产品(例如行动电话、导航装置等等)中，用以提供行人室内/室外定位追踪信息，并可配合图资提供行人导航系统。

图5显示依据本发明实施例的一种位置估测装置500。如图5所示，位置估测装置500至少包括一壳体510、一定位单元520、至少一测量单元530、多个估测单元540以及粒子滤波器550。其中，定位单元520例如一全球定位系统模块可根据GPS卫星定位信号，计算出装置500的目前位置，进而利用一图资进行导航。定位单元520是设置于壳体510内部，用以接收一定位信号，并利用定位信号，提供装置500的一定位信息。至少一测量单元530是设置于壳体510内部，用以得到一第一信息，其中第一信息至少包含一被追踪体的移动信息及其对应的噪声模型。多个估测单元540是设置于壳体510内部，且耦接至测量单元530，用以分别具有对应的一估测模型，其中，每一估测模型可依据第一信息产生对应的单位估测位移。粒子过滤器550是设置于壳体510内部，且耦接至多个估测单元540及定位单元520，分别依据所述多个单位估测位移及其噪声模型产生对应的多个估测位移，依据产生的多个估测位移决定被追踪体的一位移，且依据被追踪体的位移及定位信息，决定被追踪体的一预估位置信息。装置500可更包含一储存单元(未图示)，设置于壳体510内部，其耦接至定位单元520及粒子过滤器550，用以记录该被追踪体的定位信息、预估位置信息及一电子地图。装置500也可更包含一显示单元(未图示)，是设置于壳体510外部，其耦接至粒子过滤器550，用以显示电子地图及被追踪体的预估位置信息。因此，位置估测装置500可于定位单元520收不到GPS信号时，执行如前述的依据本发明实施例的位置估测方法来提供定位追踪信息，并可配合图资提供行人导航。

综上所述，依据本发明的位置估测系统、装置及其估测方法，于检测不到定位信号之处没有GPS信号的环境，以分析测量装置或其他测量信号的信息，并利用多个估测单元的多重估测模型和粒子过滤器，判断一被追踪体例如一使用者的行进轨迹与目前位置，藉此估测使用者的所在位置，因此对于模型误差有较大的容忍度，系统较为强健。此外，依据本发明的多重模型架构可轻易依环境及应用的需要来置换当中的各个模型或信息来源，以适应该各种不同情境来得到最佳的准确度。

本发明的方法，或特定形态或其部份，可以以编程码的形态包含于实体媒体，如软盘、光盘片、硬盘、或是任何其他机器可读取(如电脑可读取)储存媒体，其中，当编程码被机器，如电脑载入且执行时，此机器变成用以参与本发明的装置或系统。本发明的方法、系统与装置也可以以编程码形态透过一些传送媒体，如电线或电缆、光纤、或是任何传输形态进行传送，其中，当编程码被机器，如电脑接收、载入且执行时，此机器变成用以参与本发明的装置或系统。当在一般用途处理器实作时，编程码结合处理器提供一操作类似于应用特定逻辑电路的独特装置。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求范围所界定为准。

Claims (24)

1.一种位置估测系统，其特征在于，所述的系统包括：

至少一测量单元，用以得到一第一信息，其中所述第一信息至少包含一被追踪体的移动信息及其对应的噪声模型；

多个估测单元，用以分别具有对应的一估测模型，其中，每一估测模型可依据所述第一信息产生对应的单位估测位移；以及

一粒子过滤器，用以分别依据所述多个单位估测位移及其噪声模型，取样产生对应的多个估测位移。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述粒子过滤器更包含用以依据所述多个估测位移，决定所述被追踪体的一位移。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，更包括一信号接收单元，用以接收一定位信号，依据所述定位信号得到一定位信息；且其中，所述粒子过滤器更包含用以依据所述多个估测位移决定所述被追踪体的一位移，且依据所述被追踪体的位移及所述定位信息，决定所述被追踪体的一预估位置信息。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述信号接收单元更包含用以继续接收下一定位信号，依据所述下一定位信号得到一下一定位信息；且其中，所述粒子过滤器更包含用以分别依据所述多个估测单元所对应产生的单位估测位移及所述下一定位信息，修正所述对应的估测模型。

5.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述定位信号更包含有一误差模型，所述粒子过滤器于决定所述被追踪体的位移时，更包含用以依据所述多个单位估测位移及其噪声模型产生对应所述被追踪体的位移的误差分布，且依据所述定位信号及其误差模型、和所述被追踪体的位移及其对应的误差分布，修正所述被追踪体的预估位置信息。

6.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述至少一测量单元更包含继续得到下一第一信息；所述多个估测单元更包含依据所述下一第一信息产生对应的下一单位估测位移；以及，所述粒子过滤器更包含依据所述多个下一单位估测位移及其噪声模型，产生多个下一估测位移并据以决定所述被追踪体的下一位移，且依据所述被追踪体下一位移及所述被追踪体的预估位置信息，决定所述被追踪体的下一预估位置信息。

7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述被追踪体为一行人；所述至少一测量单元为一电子罗盘和一加速器，且所述至少一移动信息为所述行人的移动方向和加速度；以及，所述单位估测位移为所述行人的步长信息以及方向信息。

8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述粒子过滤器是依据所述位移信息及其噪声模型，产生多个可能粒子位移以作为所述多个估测位移。

9.一种位置估测装置，其特征在于，所述的装置包括：

一壳体；

一定位单元，设置于所述壳体内部，用以接收一定位信号，并利用所述定位信号，提供所述装置的一定位信息；

至少一测量单元，设置于所述壳体内部，用以得到一第一信息，其中所述第一信息至少包含一被追踪体的移动信息及其对应的噪声模型；

多个估测单元，设置于所述壳体内部，耦接至所述至少一测量单元，用以分别具有对应的一估测模型，其中，每一估测模型可依据所述第一信息产生对应的单位估测位移；以及

一粒子过滤器，设置于所述壳体内部，耦接至所述多个多个估测单元及所述定位单元，分别依据所述多个单位估测位移及其噪声模型产生对应的多个估测位移，依据所述多个估测位移决定所述被追踪体的一位移，且依据所述被追踪体的位移及所述定位信息，决定所述被追踪体的一预估位置信息。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述多个估测单元各分别具有一权重，且所述粒子过滤器是分别依据所述多个估测单元的权重及其对应的多个估测位移，来决定所述被追踪体的位移。

11.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述定位信号更包含有一误差模型，所述粒子过滤器于决定所述被追踪体的位移时，更包含用以依据所述多个单位估测位移及其噪声模型产生对应所述被追踪体的位移的误差分布，且依据所述定位信号及其误差模型、和所述被追踪体的位移及其对应的误差分布，修正所述被追踪体的预估位置信息。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述粒子过滤器是依据所述定位信号及其误差模型、和所述被追踪体的位移及其对应的误差分布，决定所述定位信号的权重和所述被追踪体的位移的权重，并据以修正所述预估位置信息。

13.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述至少一测量单元更包含继续得到下一第一信息；所述多个估测单元更包含依据所述下一第一信息产生对应的下一单位估测位移；以及，所述粒子过滤器更包含依据所述多个下一单位估测位移及其噪声模型，产生多个下一估测位移并据以决定所述被追踪体的下一位移，且依据所述被追踪体下一位移及所述被追踪体的预估位置信息，决定所述被追踪体的下一预估位置信息。

14.如权利要求9所述的装置，其特征在于，更包含：

一储存单元，设置于所述壳体内部，耦接至所述定位单元及所述粒子过滤器，用以记录所述被追踪体的定位信息、所述预估位置信息及一电子地图；以及

一显示单元，设置于所述壳体外部，耦接至所述粒子过滤器，用以显示所述电子地图及所述被追踪体的预估位置信息。

15.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述被追踪体为一行人；所述至少一测量单元为一电子罗盘和一加速器，且所述至少一移动信息为所述行人的移动方向和加速度；以及，所述单位估测位移为所述行人的步长信息以及方向信息。

16.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述粒子过滤器是依据所述位移信息及其噪声模型，加入一噪声，产生多个可能粒子位移以作为所述多个估测位移。

17.一种位置估测方法，其特征在于，所述的方法包括下列步骤：

利用至少一测量单元，得到一第一信息，其中所述第一信息至少包含一被追踪体的移动信息及其对应的噪声模型；

依据所述第一信息与多个估测单元，产生对应的单位估测位移，其中每一估测单元分别具有对应的一估测模型，且每一估测模型可依据第一信息产生对应的单位估测位移；以及

利用一粒子过滤器，分别依据所述多个单位估测位移及其噪声模型，取样产生对应的多个估测位移。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述多个估测单元各分别具有一权重，且所述粒子过滤器是分别依据所述多个估测单元的权重及其对应的多个估测位移，来决定所述被追踪体的位移。

19.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述方法更包括有以下步骤：

经由一定位单元，接收一定位信号，并利用所述定位信号提供所述被追踪体的一定位信息；且其中

所述定位信号更包含有一误差模型，所述粒子过滤器于决定所述被追踪体的位移时，更包含用以依据所述多个单位估测位移及其噪声模型产生对应所述被追踪体的位移的误差分布，且依据所述定位信号及其误差模型、和所述被追踪体的位移及其对应的误差分布，修正所述被追踪体的预估位置信息。

20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述粒子过滤器是依据所述定位信号及其误差模型、和所述被追踪体的位移及其对应的误差分布，决定所述定位信号的权重和所述被追踪体的位移的权重，并据以修正所述预估位置信息。

21.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述方法更包括以下步骤：

利用所述至少一测量单元继续得到下一第一信息；

依据所述多个估测单元和所述下一第一信息产生对应的下一单位估测位移；以及

利用所述粒子过滤器依据所述多个下一单位估测位移及其噪声模型，产生多个下一估测位移并据以决定所述被追踪体的下一位移，且依据所述被追踪体下一位移及所述被追踪体的预估位置信息，决定所述被追踪体的下一预估位置信息。

22.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述方法更包括以下步骤：

提供一储存单元，记录所述被追踪体的定位信息、所述预估位置信息及一电子地图；以及

提供一显示单元，显示所述电子地图及所述被追踪体的预估位置信息。

23.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述被追踪体为一行人；所述至少一测量单元为一电子罗盘和一加速器，且所述至少一移动信息为所述行人的移动方向和加速度；以及，所述单位估测位移为所述行人的步长信息以及方向信息。

24.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述粒子过滤器是依据所述位移信息及其噪声模型，产生多个可能粒子位移以作为所述多个估测位移。

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