CN103370601B

CN103370601B - 确定海拔的系统和方法

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Publication number: CN103370601B
Application number: CN201180067354.2A
Authority: CN
Inventors: G·克林霍尔特
Original assignee: Sony Mobile Communications Inc
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2011-02-18
Filing date: 2011-02-18
Publication date: 2018-01-23
Anticipated expiration: 2031-02-18
Also published as: CN103370601A; US20120316831A1; EP2678636A1; WO2012110097A1

Abstract

提供一种海拔确定的方法和系统。可利用各地点的海拔参数与计算出的海拔的动态映射来提供海拔确定。可通过从无线网络上的用户接收的数据和/或公共数据库来提供所述动态映射。

Description

确定海拔的系统和方法

技术领域

本文所提出的示例实施方式涉及海拔计算。

背景技术

气压传感器可设置在许多装置中。例如，这样的传感器可设置在移动电话、导航装置、基于全球定位系统（GPS）的装置、或者任何形式的多媒体或便携式装置中。气压传感器可用于提供大气压力读数，该大气压力读数是在地球大气中由表面上方的空气重量施加于该表面的每单位面积的力。随着海拔升高，大气质量的重量也增大。因此，大气压力随着海拔升高而增大。因此，可利用大气压力读数或测量值来计算获得该读数的地点（location）的海拔。

发明内容

利用气压传感器计算海拔的一个问题在于，测量的环境压力可能随着天气、海平面高度和温度而变化。测量的压力值可能随着恶劣的天气条件（例如，雷暴）而极快地改变。可能需要准确测量的环境压力作为海拔计算中的参考压力。

目前可用的大多数气压传感器假设参考压力是常数值而没有任何调节，或者传感器可能被配置为让用户手动输入参考压力值。不对参考压力进行校正或调节，在一些情况下计算的海拔的误差可能高达几百米。

因此，本文所提出的示例实施方式的至少一个目的可以是为了提供准确的参考压力值，因此提供精确的海拔计算。

该示例目的可通过一种确定当前地点的海拔的方法来实现。该方法可包括：发送或接收来自所述当前地点的对海拔确定值的请求，所述请求可包括与所述当前地点关联的二维坐标。例如，所述二维坐标可以是由GPS地点检测读数所提供的X和Y坐标位置。在一些示例实施方式中，X和Y坐标可以是针对经度和维度位置的位置测量值。应该理解，可使用获得当前地点的位置信息的任何其它手段。

如果确定当前地点不是高精度海拔地点，则所述方法还可包括：从动态编译的区域映射中检索与当前地点关联的至少一个海拔参数。在一些示例实施方式中，高精度海拔地点可以是之前已计算出准确海拔的地点或者海拔值公知的地点。例如，这些地点可包括感兴趣的点（例如，桥、公路或街道上的点、建筑物以及被指定为参考点的任何其它地点）。

区域映射可以是各地点的至少一个海拔参数的映射。所述至少一个海拔参数可包括压力、温度和/或海拔读数。这样的读数可经由可包括高精度地点的海拔计算值、当前温度和/或压力读数的数据库提供。区域映射还可包括从传感器网络上的用户获得的至少一个海拔参数。所述用户可包括请求装置或者联系服务器以帮助海拔确定的装置。

所述检索步骤可基于所述二维坐标。具体地讲，所述至少一个海拔参数可基于请求装置的地点来选择，其中，可通过所述二维坐标提供所述地点。

在一些示例实施方式中，计算单元可设置在外部服务器中，并且对海拔确定值的请求可被接收。所述方法还可包括根据所述至少一个海拔参数计算所述海拔确定值。所述方法还可包括将计算出的海拔确定值发送给请求装置的步骤。

在一些示例实施方式中，计算单元设置在请求装置中，并且对海拔确定值的请求可被发送。所述检索步骤还可包括访问外部服务器。所述方法还可包括根据所述至少一个海拔参数计算海拔确定值。所述方法还可包括将计算出的海拔确定值发送给所述外部服务器，并提供区域映射更新指示。所述区域映射更新指示可用于向外部服务器通知可能需要用新计算出的海拔更新区域映射。

如果确定当前地点是高精度海拔地点，则可使用区域映射以获得与所述地点关联的海拔，而无需使用进一步的计算。

所述方法还可包括更新所述动态编译的区域映射的步骤。所述更新可包括：对来自无线传感器网络上的用户的之前确定的海拔和/或海拔参数取平均并存储，所述之前确定的海拔和/或海拔参数可与各地点关联；存储来自高精度海拔地点的海拔和/或海拔参数。

检索与当前地点关联的至少一个海拔参数的方法步骤还可包括：基于针对当前地点的时间和/或范围特性确定至少一个海拔参数。例如，可基于距当前地点的预定范围（即，距当前地点10米内的海拔参数可被接受用于海拔计算）和/或预定时间窗口（即，距海拔确定请求6小时内更新的海拔参数可被接受用于海拔计算）从区域映射选择至少一个海拔参数。

所述方法还可包括将当前地点指定为高精度海拔地点的步骤，此指定可根据至少一个估计阈值来执行。所述至少一个估计阈值可包括针对当前地点所作的海拔估计次数、当前地点中所作的最后估计的时间、和/或周围地点中所作的最后估计的范围。因此，如果当前地点是作出多个海拔确定请求的受欢迎的旅游目的地，则此地点可被指定为高精度海拔地点。因此，如果针对当前地点作出多次请求和海拔计算，则当前地点以及预定范围和时间窗口内的其它地点可被指定为高精度海拔地点。

一些示例实施方式可涉及一种计算单元。所述计算单元可包括输入接口，所述输入接口可被配置为发送或接收来自当前地点的对海拔确定值的请求，所述请求可包括与所述当前地点关联的二维坐标。

所述计算单元还可包括处理单元，所述处理单元可被配置为：如果当前地点不是高精度海拔地点，则从动态编译的区域映射中检索与当前地点关联的至少一个海拔参数。所述映射可部分地基于无线传感器网络。所述检索可根据所述二维坐标被执行。

所述计算单元可设置在服务器或导航装置中。所述计算单元还可被配置为执行上述方法步骤中的任一个。

一些示例实施方式可包括一种用计算机可执行指令编码的计算机可读存储介质，其中所述指令在被计算单元执行时可执行上述方法步骤中的任一个。

附图说明

如附图中所示，上述内容将通过下面对示例实施方式的更具体的描述而变得明显，其中贯穿不同的视图，相同的标号指代相同的部件。附图不必按比例绘制，而是着重于说明示例实施方式。

图1是可包括根据一些示例实施方式的计算单元的示例装置的说明图；

图2是根据一些示例实施方式的计算单元的示图；

图3是示出根据一些示例实施方式的图2的计算单元的示例操作步骤的流程图；

图4是用于举例说明本文所提出的一些示例实施方式的示意性工作示例。

具体实施方式

在下面的描述中，为了说明的目的而非限制，阐述了具体细节，例如特定组件、元件、技术等，以提供对示例实施方式的彻底理解。然而，所述示例实施方式可以按不同于这些具体细节的其它方式来实践。在其它例子中，省略熟知方法和元件的详细描述以免模糊示例实施方式的描述。

本文所提出的一些示例实施方式涉及精确海拔测量值的计算。根据一些实施方式，精确海拔测量值可利用计算单元来获得。

图1提供可采用根据本文所提出的示例实施方式的海拔确定的装置的示例。图1示出膝上型计算机101和移动电话103。计算机101和电话103均包括计算单元105。图1的装置101和103可为请求装置，或者寻求海拔确定的装置。应该理解，尽管图1仅示出计算机和移动电话，但任何其它类型的多媒体、跟踪、导航或便携式装置也可采用计算单元105。还应该理解，计算单元105还可设置在外部服务器（即，与由请求装置构成的无线网络通信的服务器）中。外部服务器可有助于海拔的计算，海拔的计算可基于无线网络上可用的信息。

图2是图1的计算单元105的示意图。计算单元105可包括接收器或输入接口201和发送器或输出接口203，其能够发送或接收任何数量或类型的请求信号202或海拔数据204。应该理解，另选地，计算单元105可包括单个收发器端口。还应该理解，接收器、发送器或收发器端口可以是本领域已知的任何输入/输出通信端口的形式。还应该理解，接收器201和/或发送器203可与至少一个网络或服务器通信。另选地，计算单元105还可设置在网络或服务器中。计算单元105可将海拔确定数据发送给网络或服务器209或者其它请求装置，和/或从网络或服务器209或者其它请求装置检索海拔确定数据。

计算单元105还可包括处理单元207。该处理单元可以是任何合适类型的计算单元，例如微处理器、数字信号处理器（DSP）、现场可编程门阵列（FPGA）或专用集成电路（ASIC）。处理单元207可被配置为确定当前或请求地点的海拔。海拔的确定可由下面的等式提供：

其中h是确定的海拔，T是当前地点的环境温度，P是当前地点的压力读数，P_O是海平面的参考压力，g是重力常数值9.82m/s²，T_GRAD是温度梯度，R是特定气体常数。应该理解，可通过使用本领域已知的任何分析或计算来提供海拔。

计算单元105还可包括至少一个存储器单元205，所述至少一个存储器单元205可与接收器201和/或发送器203通信。存储器单元205可被配置为存储接收的、发送的、和/或测量的数据和/或可执行程序指令。存储器单元205还可被配置为存储当前或请求装置以及附近装置的海拔确定参数。存储器单元205可以是任何合适类型的计算机可读存储器，并可为易失性和/或非易失性类型。

图3是图1和图2的计算单元可采取的示例操作步骤的流程图。图4是可如何进行海拔确定的示意性示例。在图4所提供的示例中，汽车（或请求装置）403可包括计算单元105。汽车403可正在桥405上行驶，并可向外部服务器401发送海拔请求信号407（300）。请求信号407可包括指示汽车403的当前地点的二维坐标（X1,Y1）。在一些示例实施方式中，X和Y坐标可以是针对经度和维度位置的位置测量值。在图4所提供的示例中，汽车403可包括可提供所述二维坐标的GPS导航装置。导航装置还可监测并提供测量的参考压力（P1）。参考压力（P1）还可经由请求信号407发送给外部服务器401。应该理解，可将用户可能知道的任何其它海拔确定参数发送给服务器401。

海拔确定参数可以是与相应地点对应的海拔参数。海拔确定参数可包括温度值（T）和/或压力读数（PO）。外部服务器401可与由任何数量的请求装置构成的无线网络通信。服务器401可包括海拔值或海拔确定参数的映射。服务器401可从许多源获得地点特定海拔和/或海拔确定参数。例如，服务器401可从公共监测系统所提供的数据库获得所述数据。这样的公共监测系统可定期准确地维护感兴趣的地点的海拔值和/或海拔确定参数值。公共监测系统的示例可以是地理信息系统（GIS）。感兴趣的地点可以是（例如）桥、公路或街道上的点、建筑物和/或参考点。服务器401还可从无线网络中的请求装置（如，装置403）获得数据。服务器401还可从无线网络上的联系服务器以帮助海拔确定的用户或请求装置获得数据。应该理解，可在服务器401接收新的海拔测量值和/或海拔参数时动态地编译或更新海拔映射。在一些示例实施方式中，请求装置可向外部服务器401发送映射更新指示，从而向服务器401通知新的数据可用于更新海拔映射，从而允许动态地更新或编译海拔映射。

当接收到请求407时，服务器401可确定请求是否来源于高精度海拔地点（301）。在一些示例实施方式中，高精度海拔地点可以是之前已计算出准确海拔的地点或者海拔值公知的地点。例如，海拔值公知的地点可以是感兴趣的点（例如，桥、公路或街道上的点、建筑物以及被指定为参考点的任何其它地点）。

在图4所提供的示例中，基于发送来的位置信息（X1,Y1），服务器401能够确定汽车403处于高精度地点位置，这是因为汽车处于感兴趣的点（如，桥）。因此，服务器401可被配置为向汽车发送海拔（h）406（302）。假定汽车403处于高精度地点（如，桥405）；该高精度地点的海拔可能已经存储在位于服务器401中的映射中。另外，服务器401可使用请求407中发送的任何海拔确定参数数据（如，PO）来进一步更新海拔映射。

在一些例子中，请求装置将不处于高精度地点。例如，用户409可从包括计算单元105的移动装置410发送海拔确定请求413（300）。海拔确定请求413可包括指示用户的当前地点的二维坐标（X2,Y2）。应该理解，海拔确定请求413还可包括用户或请求装置410已经知道的任何其它海拔确定参数。

当接收到请求413时，服务器401可确定用户409是否处于高精度地点（301）。在当前示例中，服务器401可基于接收的坐标（X2,Y2）确定用户不处于高精度地点。因此，服务器401可检索可能保存在海拔映射中的与接收的坐标（X2,Y2）关联的任何海拔数据（303）。

服务器还可被配置为基于时间和/或范围特性从周围区域检索数据。例如，如果海拔映射中未存储与接收的坐标（X2,Y2）关联的之前确定的海拔或参考压力，则服务器401可被配置为从周围区域中的已知海拔检索参考压力。因此，服务器401可被配置为基于范围特性（如，可选择50米内的地点）和/或时间特性（如，可选择4天内更新的地点）选择周围区域。

还应该理解，服务器401可被配置为基于计算的或已知的海拔确定海拔参数。例如，如果已知的或计算出的海拔在周围区域中可用，则服务器401可被配置为通过利用上述等式求解参考压力来确定参考压力P_O。

一旦服务器401检索到适当的海拔参数（如，P_O），服务器随后就可向用户发送消息415，并提供检索到的海拔数据。请求装置410继而可将提供的海拔参数用于计算当前地点的海拔（304）。可利用上面提供的等式来计算海拔。应该理解，可使用任何其它已知的海拔计算方法。还应该理解，服务器401可被配置为执行海拔计算，并将计算出的海拔发送给用户或请求装置。

一旦已提供了请求装置的海拔，计算出的海拔就可用于更新服务器401中的海拔映射（305）。因此，如果在容许时间阈值内（如，在之前计算的3天内）从相同地点作出另一请求，则可提供计算出的海拔，而无需进一步计算。应该理解，如果一地点接收到大量海拔确定请求，则该地点可被视为高精度地点。例如，受欢迎的旅游目的地可能接收到大量海拔确定请求。因此，将该旅游地点指定为高精度地点可减少提供必要海拔数据所需的计算时间量。

一些示例实施方式可包括便携式或非便携式电话、媒体播放器、个人通信系统（PCS）终端、个人数据助理（PDA）、膝上型计算机、掌上型接收器、相机、电视、雷达和/或包括换能器的任何器具，所述换能器被设计为发送和/或接收无线电、电视、微波、电话和/或雷达信号。然而，根据示例实施方式的装置意在特别（但非排他地）用于高频无线电设备。

上面为了说明和描述的目的给出了对示例实施方式的实施例的描述。上面的描述并非意在为穷尽性的或者将示例实施方式限于所公开的确切形式，修改和变化可根据上面的教导而进行，或者可从所提供的实施例的各种替代形式的实践而获得。选择并描述了本文所讨论的示例，以说明各种示例实施方式的原理和本质及其实际应用，以使本领域技术人员能够以各种方式，以适合于可以想到的特定用途的各种修改来利用这些示例实施方式。本文描述的实施方式的特征可按照方法、设备、模块、系统和计算机程序产品的所有可能组合形式来组合。

应该注意的是，词“包括”不必排除除了所列那些之外的其它要素或步骤的存在，要素前面的词“一（a）”或“一个（an）”不排除多个这样的要素的存在。还应该注意的是，任何标号均不限制权利要求的范围，示例实施方式可至少部分地利用硬件和软件二者来实现，若干“手段（means）”、“单元”或“装置（device）”可由相同的硬件项来表示。

作为本文所用的术语，“装置（device）”应被广义上解释为包括：具有互联网/内联网接入、网络浏览器、记事本、日历、相机（如，视频和/或静止图像相机）、录音机（如，麦克风）、和/或全球定位系统（GPS）接收器能力的无线电话；可将蜂窝无线电话与数据处理组合的个人通信系统（PCS）终端；可包括无线电话或无线通信系统的个人数字助理（PDA）；膝上型计算机；具有通信能力的相机（如，视频和/或静止图像相机）；以及能够进行收发的任何其它计算或通信装置（例如，个人计算机、家庭娱乐系统、电视等）。

在方法步骤或处理的常规上下文中描述了本文所描述的各种示例实施方式，所述方法步骤或处理在一个方面可由嵌入计算机可读介质中的计算机程序产品来实现，所述计算机程序产品包括由联网环境下的计算机执行的诸如程序代码的计算机可执行指令。计算机可读介质可包括可移除和不可移除的存储装置，所述可移除和不可移除的存储装置包括（但不限于）只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM）、光盘CD）、数字多功能盘（DVD）等。通常，程序模块可包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等。计算机可执行指令、关联的数据结构和程序模块表示用于执行本文所公开的方法的步骤的程序代码的示例。这些可执行指令或关联的数据结构的特定序列表示用于实现这样的步骤或处理中所述的功能的对应动作的示例。

Claims

1.一种确定当前地点的海拔的方法，所述方法包括以下步骤：

发送或接收来自所述当前地点的对海拔确定值的请求，所述请求包括与所述当前地点关联的二维坐标；并且

如果所述当前地点不是高精度海拔地点，则从动态编译的区域映射中检索与所述当前地点关联的至少一个海拔参数，所述映射部分地基于无线传感器网络，其中所述检索的步骤根据所述二维坐标被执行，其中，所述至少一个海拔参数包括参考压力，其中所述参考压力是从周围区域中的已知海拔检索的并且在预定时间窗口内被更新。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述对海拔确定值的请求被接收，所述方法还包括以下步骤：

根据所述至少一个海拔参数计算所述海拔确定值；以及

将计算出的海拔确定值发送给请求装置。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中用于计算所述海拔确定值的计算单元设置在外部服务器上。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述对海拔确定值的请求被发送，所述检索的步骤还包括访问外部服务器，所述方法还包括以下步骤：

根据所述至少一个海拔参数计算海拔确定值。

5.根据权利要求4所述的方法，所述方法还包括以下步骤：将计算出的海拔确定值发送给所述外部服务器并提供区域映射更新指示。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其中用于计算所述海拔确定值的计算单元设置在请求装置中。

7.根据权利要求1或2所述的方法，所述方法还包括更新所述动态编译的区域映射的步骤，所述更新包括以下步骤：

对来自所述无线传感器网络上的用户的之前确定的海拔和/或海拔参数取平均并存储，所述之前确定的海拔和/或海拔参数与各地点关联；以及

存储来自高精度海拔地点的海拔和/或海拔参数。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其中检索与所述当前地点关联的至少一个海拔参数的步骤还包括以下步骤：基于针对所述当前地点的时间和/或范围特性确定所述至少一个海拔参数。

9.根据权利要求1或2所述的方法，其中检索与所述当前地点关联的至少一个海拔参数的步骤还包括：利用已知的或之前确定的海拔计算所述至少一个海拔参数。

10.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述至少一个海拔参数进一步包括温度和/或海拔测量值。

11.根据权利要求1或2所述的方法，所述方法还包括根据至少一个估计阈值将所述当前地点指定为高精度海拔地点的步骤。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述至少一个估计阈值包括针对所述当前地点所作的海拔估计次数、所述当前地点中所作的最后估计的时间、和/或周围地点中所作的最后估计的范围。

13.一种计算单元，所述计算单元包括：

通信接口，其被配置为发送或接收来自当前地点的对海拔确定值的请求，所述请求包括与所述当前地点关联的二维坐标；和

处理单元，其被配置为如果所述当前地点不是高精度海拔地点，则从动态编译的区域映射中检索与所述当前地点关联的至少一个海拔参数，所述映射部分地基于无线传感器网络，并且其中所述检索根据所述二维坐标被执行，其中，所述至少一个海拔参数包括参考压力，其中所述参考压力是从周围区域中的已知海拔检索的并且在预定时间窗口内被更新。

14.根据权利要求13所述的计算单元，其中所述处理单元还被配置为执行权利要求2、4、5、7、8、10和11中任一项所述的步骤。

15.根据权利要求13或14所述的计算单元，其中所述处理单元被配置为：基于针对所述当前地点的时间和/或范围特性确定所述至少一个海拔参数。

16.根据权利要求13或14所述的计算单元，其中所述处理单元还被配置为利用已知的或之前确定的海拔经由计算确定所述至少一个海拔参数。

17.根据权利要求13或14所述的计算单元，其中所述至少一个海拔参数进一步包括温度和/或海拔测量值。

18.根据权利要求13或14所述的计算单元，其中所述计算单元设置在服务器或导航装置中。