CN104914457B - 用于自适应定位的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了用于响应于环境概貌的确定来自适应地执行位置确定的方法和装置。本公开的各个方面提供了包括传感器、环境概貌确定模块以及基于概貌的位置提供器的装置。传感器被配置为生成指示装置的运动的数据。环境概貌确定模块被配置为接收指示装置的运动的数据，并且基于该数据针对装置从多个环境概貌中检测环境概貌。基于概貌的位置提供器包括与多个环境概貌相关联的多个配置。基于概貌的位置提供器被配置在与环境概貌相关联的配置中的一个配置，并且被配置为基于配置来选择定位源以确定装置的位置。

Description

用于自适应定位的方法和装置
交叉引用
本公开要求于2014年3月12日提交的第61/951,786号美国临时申请“UsingAccelerator Information to Reduce Power Consumption for Short-Range RadioPositioning”以及于2014年5月6日提交的第61/988,999号美国临时申请“SeamlessPosition Determination System Having Mixed Method of Global PositioningSystem and Micro Electro Mechanical System”的权益，通过引用的方式将其全部并入本文。
技术领域
本公开总体地涉及位置确定。更具体地，本公开涉及用于自适应地执行用于在无线通信网络中的无线设备的位置确定的方法和装置。
背景技术
本文提供的背景技术描述目的是总体地呈现本公开的环境。目前命名的发明人的工作，到该背景技术部分中所描述的工作的程度，以及在提交时未另外作为现有技术的该描述的方面，既不明文地也不隐含地作为针对本公开的现有技术而被承认。
运行在诸如诸如膝上型计算机、平板计算机、智能电话等的移动设备上的许多移动应用程序依赖于该移动设备的位置信息。该位置信息可以被移动设备或与该移动设备通信的服务器设备确定。
发明内容
本公开的各个方面提供一种装置，其包括传感器、环境概貌确定模块、以及基于概貌的位置提供器。传感器被配置为生成指示该装置的运动的数据。环境概貌确定模块被配置为接收指示该装置的运动的数据，并基于该数据针对该装置从多个环境概貌中检测环境概貌。基于概貌的位置提供器包括与多个环境概貌相关联的多个配置。基于概貌的位置提供器被配置在与环境概貌相关联的配置中的一个配置，并且被配置为基于该配置来选择定位源以确定该装置的位置。
根据本公开的一个方面，传感器是被配置为生成指示该装置的运动的数据的微机电系统(MEMS)传感器。环境概貌确定模块被配置为基于来自MEMS传感器的数据来检测静态的概貌。然后，基于概貌的位置提供器被配置为检索之前确定的位置作为该装置的当前位置。进一步地，基于概貌的位置提供器被配置为不请求位置更新。
根据本公开的另一方面，传感器为被配置为从卫星接收信号以及计算欠佳到全部的卫星比率(PTSR)的卫星信号接收器。环境概貌确定模块被配置为基于PTSR从室外概貌、阴影概貌和室内概貌中检测环境概貌。在实施例中，环境概貌确定模块被配置为当PTSR低于下限阈值时检测室外概貌，当PTSR高于上限阈值时检测室内概貌，以及当PTSR在下限阈值与上限阈值之间时检测阴影概貌。
在一个示例中，基于概貌的位置提供器被配置在与室外概貌相关联的室外配置，并且从基于卫星系统的定位源中请求位置更新。
在另一示例中，基于概貌的位置提供器被配置在与阴影概貌相关联的阴影配置，并且从基于微机电系统(MEMS)传感器的定位源中请求位置更新。
在另一示例中，基于概貌的位置提供器被配置在与室内概貌相关联的室内配置，并且从基于地图的定位源中请求位置更新。
在另一示例中，基于概貌的位置提供器被配置在与室内概貌相关联的室内配置，并且从基于无线局域网(WLAN)的定位源中请求位置更新。
本公开的各个方面提供一种用于定位移动设备的方法。该方法包括接收指示移动设备的运动的传感器数据，基于该数据针对该移动设备从多个环境概貌中检测环境概貌，根据与环境概貌相关联的配置来配置基于概貌的位置提供器，以及基于该配置来选择定位源以确定移动设备的位置。
附图说明
如示例所提出的本公开的各种实施例将参考附图被详细地描述，其中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：
图1示出根据本公开的实施例的移动设备100的框图；
图2示出根据本公开的实施例的移动设备200的框图；
图3示出根据本公开的实施例的位置确定方案的绘图；
图4示出根据本公开的实施例的移动设备400的框图；
图5示出根据本公开的实施例的概括过程示例500的流程图；
图6示出根据本公开的实施例的服务器位置工具630的框图；
图7示出根据本公开的实施例的客户端位置工具740的框图。
具体实施方式
图1示出根据本公开的实施例的移动设备100的框图。移动设备100包括如图1所示被耦合在一起的环境概貌确定模块110和基于概貌的位置提供器120。环境概貌确定模块110被配置为基于传感器信号检测移动设备100的环境概貌，并将被检测的环境概貌提供到基于概貌的位置提供器120。基于概貌的位置提供器120被配置为基于该环境概貌选择适当的定位源以确定移动设备100的位置。
移动设备100可以是任何适当的设备，诸如膝上型计算机、平板计算机、智能电话、照相机、可穿戴设备、可安装在车辆上的设备等。根据本公开的各个方面，被安装在移动设备100上的一个或更多应用程序要求移动设备100的位置信息。在一个示例中，移动设备100是属于已经从服务提供者订阅信息服务(诸如交通服务、商务服务、气象服务等)的使用者的智能电话100。智能电话100执行例如由服务提供者提供的移动应用程序。在一个示例中，移动应用程序要求智能电话100的位置，并然后向使用者提供位置相关信息。
位置信息可以从各种定位源被检测到，诸如从全球导航卫星系统(GNSS)、基于MEMS的定位系统、基于地图的定位系统、基于服务器的定位系统等。根据本公开的一个方面，不同定位源在不同环境状况下是优选的。在一个示例中，当移动设备100在建筑物之外时，移动设备100能够接收具有足够的强度的卫星信号，并且基于卫星的定位系统是优选的以提供准确的位置信息。在一个示例中，当移动设备100在建筑物之内时，卫星信号可以不具有用于位置确定的足够的强度，并且因而基于地图的定位系统是优选的以提供更准确的位置信息。
在图1的示例中，移动设备100被配置为能够从两个或更多定位源接收定位信息，并被配置为基于环境概貌选择定位源。
特别地，移动设备100包括被配置为生成指示环境概貌的传感器信号的各种传感器。在示例中，移动设备100包括被配置为接收由卫星系统传输的卫星定位信号的卫星信号接收器，该卫星系统诸如全球定位系统(GPS)、全球卫星导航系统(GLONASS)卫星系统、伽利略导航卫星系统、北斗导航卫星系统等，该卫星信号接收器诸如全球导航卫星系统(GNSS)接收器等。基于卫星定位信号，移动设备100可以确定环境概貌。
在一个示例中，基于卫星定位信号的信号强度，环境概貌确定模块110确定移动设备100是否在建筑物之内或在建筑物之外。例如，环境概貌确定模块110计算欠佳到全部的卫星比率(PTSR)，其是具有载体到噪声密度(carrier to noise density)低于阈值的被捕获的卫星的数量与被捕获的卫星的全部数量的比率。PTSR指示环境概貌。在一个示例中，用于PTSR的下限阈值和上限阈值被适当地确定。当PTSR低于下限阈值时，环境概貌确定模块110确定移动设备100在建筑物之外；当PTSR高于下限阈值并低于上限阈值时，环境概貌确定模块110确定移动设备100接近建筑物；并且当PTSR高于上限阈值时，环境概貌确定模块110确定移动设备100在建筑物之内。
在另一示例中，卫星定位信号可以被处理以确定移动设备100的位置。该位置指示环境概貌。例如，移动设备100存储地图数据库。基于该地图数据库和该位置，环境概貌确定模块110确定环境概貌，诸如移动设备100是否在建筑物之外或接近建筑物。
在另一示例中，移动设备100包括微机电系统(MEMS)传感器，诸如被配置为向环境概貌确定模块110提供传感器信号以检测环境概貌(诸如移动设备100是否在移动或静态的)的三轴加速度计、陀螺仪等。
基于概貌的位置提供器120基于环境概貌选择适当的定位源以确定移动设备100的位置，并向要求该位置的应用程序提供该位置。在一个示例中，当移动设备100是静态的时，基于概貌的位置提供器120确定使用之前确定的位置作为移动设备100的当前位置。例如，之前确定的位置被存储在存储器中的特定地址处，并且基于概貌的位置提供器120访问该存储器、获取被存储在特定地址处的位置、并向要求该位置的应用程序提供该位置。
在另一示例中，当移动设备100在建筑物之外时，基于概貌的位置提供器120确定使用基于GNSS的定位源。例如，基于概貌的位置提供器120从GNSS接收器接收信号、执行位置、速度和时间(PVT)计算以确定移动设备100的位置。然后，基于概貌的位置提供器120向要求该位置的应用程序提供该位置。
在另一示例中，当移动设备100在建筑物的附近时，基于概貌的位置提供器120选择使用将来自GNSS接收器和MEMS传感器的信息组合的方法。例如，移动设备100从GNSS接收器接收信号，并确定移动设备100的位置作为初始位置。此外，在一个示例中移动设备100从MEMS传感器接收信号并计算步长。进一步地，基于概貌的位置提供器120从MEMS传感器接收信号，并确定从例如初始位置的定向移动和距离移动。基于该初始位置、定向移动和距离移动，基于概貌的位置提供器120确定移动设备100的新位置并向要求位置信息的应用程序提供该新位置。要注意的是，在一个示例中，基于概貌的位置提供器120使用基于GNSS接收器的位置信息以校准MEMS传感器参数。
在另一示例中，当移动设备100在建筑物中时，基于概貌的位置提供器120选择使用将来自MEMS传感器和室内楼层地图的信息组合的方法。例如，移动设备100从MEMS传感器接收信号，并确定从之前确定的位置的定向移动和距离移动。基于该之前确定的位置以及定向移动和距离移动，基于概貌的位置提供器120确定移动设备100的新位置。进一步地，基于概貌的位置提供器120将该新位置在室内楼层地图上匹配以修正该新位置。
要注意的是，环境概貌确定模块110和基于概貌的位置提供器120可以被各种技术(诸如软件、硬件等)实施。在一个示例中，环境概貌确定模块110和基于概貌的位置提供器120被实施为由移动设备100中处理器(未示出)执行的软件指令。环境概貌确定模块110和基于概貌的位置提供器120经由适当的接口(例如，软件接口、硬件接口)与硬件部件(诸如GNSS接收器、MEMS传感器)通信。
图2示出根据本公开的实施例的移动设备200的详细框图。移动设备200包括环境概貌确定模块210、基于概貌的位置提供器220、GNSS接收器230、加速度计240、陀螺仪250和室内楼层地图数据库260。这些元件如图2中所示被耦合在一起。
移动设备200可以是任何适当的设备，诸如膝上型计算机、平板计算机、智能电话、照相机、可穿戴设备、可安装在车辆上的设备等。GNSS接收器230被配置为接收由卫星系统(诸如全球定位系统(GPS)、全球卫星导航系统(GLONASS)、伽利略导航卫星系统、北斗导航卫星系统等)传输的卫星定位信号。该卫星定位信号可以被用于确定移动设备200的位置。
加速度计240和陀螺仪250是MEMS传感器。加速度计240被配置为检测加速度大小，并且该加速度大小被用于检测步进事件(step event)。在一个示例中，加速度大小的峰值指示该步进。MEMS位置提供器280使用峰值检测以检测加速度大小的峰值，并因而识别明显的步进。在另一示例中，MEMS位置提供器280计算差分加速度，并在差分加速度中使用零交叉检测和平坦区域检测以识别明显的步进。
在一个实施例中，当明显的步进被识别时，MEMS位置提供器280基于加速度幅度估计步长。在另一实施例中，MEMS位置提供器280被配置为基于加速度、行走频率、或加速度和行走频率的线性组合来估计步长。
陀螺仪250被配置为检测运动定向。要注意的是加速度计240和陀螺仪250可以被检测运动加速度和运动定向的其它适当的传感器代替。在图2的示例中，移动设备200包括被配置为存储被检测的运动数据(诸如加速度和定向)的MEMS传感器寄存器245。
室内楼层地图数据库260被配置为存储建筑物之内的楼层地图，并向基于概貌的位置提供器220提供适当的楼层地图以辅助位置确定。在一个示例中，室内楼层地图数据库使用链接、节点和区域来定义室内结构。链接代表行人可以沿其行走的通道。区域代表行人可以在其边界以内行走的区域。节点代表两个链接之间的连接、或链接与区域之间的连接。
环境概貌确定模块210被配置为从GNSS接收器230接收信号、基于来自GNSS接收器230的信号检测环境概貌(诸如室内概貌、阴影概貌、室外概貌等)、并向基于概貌的位置提供器220提供检测到的环境概貌。
在图2的示例中，基于概貌的位置提供器220包括多个位置提供器，诸如使用不同的技术来确定移动设备200的位置的地图辅助的位置提供器270、MEMS位置提供器280、GNSS位置提供器290等。进一步地，基于概貌的位置提供器220具有多个配置，诸如与位置提供器相关联的室内配置221、阴影配置222和室外配置223。
在一个实施例中，当基于概貌的位置提供器220接收环境概貌时，基于概貌的位置提供器220被配置在根据环境概貌的多个配置中的一个，并向与该配置相关联的位置提供器中的一个发送询问。该位置提供器然后相应地确定移动设备200的位置。
图3示出根据本公开的实施例的绘图300以图示不同的环境概貌，并图示移动设备200在不同环境概貌中的操作。该绘图300示出建筑物301、以及在建筑物301之内的楼层地图。在建筑物301之内，空间302被占用。
在一个实施例中，GNSS接收器230接收卫星信号，并向环境概貌确定模块210提供卫星信号信息以检测环境概貌。在一个示例中，该卫星信号信息包括卫星的总数量以及具有弱的载体到噪声密度的卫星的数量。在一个示例中，环境概貌确定模块210基于卫星信号信息来计算指示环境概貌的参数。例如，环境概貌确定模块210计算PTSR，其是具有载体到噪声密度低于阈值的被捕获的卫星的数量与被捕获的卫星的总数量的比率。
PTSR指示环境概貌。在一个示例中，PTSR的下限阈值和上限阈值被适当地确定。当PTSR低于下限阈值时，环境概貌确定模块210确定移动设备200在建筑物之外并具有室外概貌；当PTSR高于下限阈值并低于上限阈值时，环境概貌确定模块210确定移动设备200接近建筑物并具有阴影概貌；并且当PTSR高于上限阈值时，环境概貌确定模块210确定移动设备200在建筑物之内并具有室内概貌。
在一个实施例中，移动设备200追踪环境概貌的变化并相应地动态地选择适当的位置提供器。在图3的示例中，移动设备200属于的使用者在建筑物301之外行走，然后进入建筑物301并在建筑物301之内行走，如图3中的箭头所示。例如，从时间t1到时间t2，使用者在区域1中的建筑物301之外行走；从时间t2到时间t4，使用者从区域2中的入口进入建筑物301；并且在时间t4之后，使用者在区域3中的建筑物301之内行走。
根据本公开的一个方面，在从时间t1到t2的第一持续时间期间，环境概貌确定模块210计算PTSR并检测PTSR低于下限阈值。因而，环境概貌确定模块210确定移动设备200具有室外概貌。环境概貌确定模块210向基于概貌的位置提供器220提供该室外概貌信息。基于概貌的位置提供器220被配置成室外配置223。在室外配置223中，位置询问被发送到GNSS位置提供器290。GNSS位置提供器290基于从GNSS接收器230接收的GNSS信号确定移动设备200的绝对位置。该绝对位置被提供到要求位置信息的适当的应用程序。
要注意的是，在示例中，环境概貌确定模块210周期性地(例如每秒一次)确定环境概貌，并向基于概貌的位置提供器220提供将该环境概貌以相应地选择相关联的位置提供器。
进一步地，开始于时间t2并在从时间t2到t4的第二持续时间期间，环境概貌确定模块210计算PTSR并检测该PTSR高于下限阈值并低于上限阈值。因而，环境概貌确定模块210确定移动设备200具有阴影概貌。环境概貌确定模块210向基于概貌的位置提供器220提供该阴影概貌信息。基于概貌的位置提供器被配置成阴影配置222。在阴影配置中，位置询问被发送到MEMS位置提供器280。MEMS位置提供器280接收MEMS传感器信息，并基于该MEMS传感器信息确定移动设备200的位置。
要注意的是，在时间t2处，移动设备200仍然能够接收GNSS信号以确定绝对定位。在一个示例中，MEMS位置提供器280将来自GNSS位置提供器290的信息和MEMS传感器信息组合以确定移动设备200的位置。在一个示例中，MEMS位置提供器280收集来自GNSS位置提供器290的信息以建立用于识别步进的步进模型。例如，当峰值检测未能检测步进事件时，步进模型能够标记步进以补偿步进事件检测。此外，在一个示例中，步进模型可以被用于校准用于步长估计的系数。
在一个实施例中，基于MEMS传感器信息，MEMS位置提供器280确定对之前确定的位置的定向移动和位置移动，然后确定新位置。
要进一步注意的是，当使用者在区域2中行走更远时，例如在晚于时间t2并且早于时间t4的时间t3处，被移动设备200接收的GNSS信号变得更弱，并且MEMS位置提供器280能够比GNSS位置提供器290提供更准确的位置确定。在一个实施例中，MEMS位置提供器280使用卡尔曼滤波器来统计地分析GNSS信号、加速度大小和定向以确定移动设备200的新位置。要注意的是MEMS位置提供器280可以使用组合了值的不精确估计并产生精确的估计的任何其它适当的统计学算法。
在一个示例中，开始于t4，环境概貌确定模块210计算PTSR并检测该PTSR高于上限阈值。因而，环境概貌确定模块210确定移动设备200具有室内概貌。环境概貌确定模块210向基于概貌的位置提供器220提供该室内概貌信息。基于概貌的位置提供器220被配置成室内配置221。在室内配置中，位置询问被发送到地图辅助的位置提供器270。地图辅助的位置提供器270接收来自MEMS位置提供器280的MEMS传感器信息、以及来自室内楼层地图数据库260的室内楼层地图，并基于该MEMS传感器信息和室内楼层地图来确定移动设备200的位置。
特别地，在时间t4处，地图辅助的位置提供器270使用由MEMS位置提供器280最后确定的位置和定向作为初始的已知位置和定向，并执行地图匹配操作以确定在室内楼层地图中被匹配的位置和被匹配的链接。被匹配的位置被指定为在时间t4处被更新的位置。在一个示例中，被更新的位置比由MEMS位置提供器280确定的初始的已知位置更准确地代表移动设备200的位置。进一步地，在一个示例中，地图辅助的位置提供器270被配置为基于被更新的位置来执行定向校准，并且被校准的方向比由例如陀螺仪250确定的初始的定向更准确地代表移动设备运动的定向。被校准的定向可以被发送回到MEMS位置提供器280以用于进一步确定移动设备200的位置。
接着时间t4，当使用者在建筑物中行走时，地图辅助的位置提供器270继续更新由MEMS位置提供器280基于室内楼层地图确定的移动设备200的位置以追踪移动设备200的路径。
根据本公开的一个方面，当移动设备200在建筑物中时，移动设备200与使用者交互以通过使用者输入来获得初始位置。在一个示例中，移动设备200将楼层视图提供在移动设备200的触摸屏上，并接受使用者输入，例如使用拇指来设定在触摸屏上示出的楼层视图上的当前位置。在这种情况下，MEMS位置提供器280和地图辅助的位置提供器270共同操作来提供移动设备200的位置以追踪移动设备200的路径。
要注意的是，基于概貌的位置提供器220可以具有其它合适的配置和位置提供器。在一个示例中，基于概貌的位置提供器220包括与基于接入点的位置提供器(未示出)相关联的另一个室内配置(未示出)。当建筑物301被装备有无线接入点时，移动设备200能够检测来自该无线接入点的WiFi信号。因而，当用户进入建筑物301时，环境概貌确定模块210检测室内概貌，并且根据其它室内配置，基于概貌的位置提供器220被配置为使用基于接入点的位置提供器以确定移动设备200的位置。
图4示出了根据本公开的实施例的移动设备400的框图。移动设备400包括如在图4中所示的耦合在一起的静态的概貌确定模块410和基于概貌的位置提供器420。静态的概貌确定模块410被配置为基于传感器信号来检测移动设备400的环境概貌(诸如静态的概貌)，并且向基于概貌的位置提供器420提供该环境概貌。基于概貌的位置提供器420被配置为基于环境概貌来选择合适的定位源以确定移动设备400的位置。在一个示例中，当移动设备400具有静态的概貌时，基于概貌的位置提供器420使用之前确定的位置作为移动设备400的当前位置，并且在省电模式中维护用于位置确定的硬件组件以节省电力。
根据本公开的一个方面，移动设备400被配置为能够从各种信号中确定位置，诸如从GNSS系统中的卫星信号、蜂窝系统中的无线电信号、无线局域网(WLAN)系统中的WiFi信号等。在一个示例中，与蜂窝系统位置确定和基于WLAN系统的位置确定相比，基于GNSS系统的位置确定提供相对地更精确的位置。
进一步地，在图4的示例中，移动设备400是使用五层架构来实施的。该五个架构层包括应用层490、应用框架层480、硬件抽象层470、内核驱动层460以及硬件层450。每个层被配置为启用基于GNSS系统的位置确定、蜂窝系统以及基于WLAN系统的位置确定。
特别地，在图4的示例中，应用层490包括GNSS设置/监听模块491和粗略位置设置/监听模块492。当GNSS设置/监听模块491被启动时，移动设备400的位置可以基于GNSS系统被确定，并且所确定的位置被提供给应用层490。当粗略位置设置/监听模块492被启动时，移动设备400的位置可以基于蜂窝系统和/或WLAN系统被确定，并且所确定的位置被提供给应用层490。
进一步地，应用框架层480包括位置管理器服务489以管理位置请求/响应，并且向应用层490提供所确定的位置。位置管理器服务489包括GNSS位置提供器481和网络位置提供器488。GNSS位置提供器481被配置为响应于位置请求，在GNSS系统中处理卫星信号以确定位置。网络位置提供器489被配置为响应于位置请求，在蜂窝系统中处理无线电信号或者在WLAN系统中处理WiFi信号以确定位置。
在图4的示例中，网络位置提供器488进一步地包括数据工具(DataKit)483、基于概貌的位置提供器420、位置历史数据库485、数据接口484以及静态的概貌确定模块410。基于概貌的位置提供器420进一步地包括服务器位置工具(SLocKit)430和客户端位置工具(CLocKit)440。在一个实施例中，数据工具483收集来自GNSS位置提供器481的位置数据，基于过滤条件将无线电/WiFi信号数据与GNSS位置数据进行整合，并且通过应用程序接口(API)向数据引擎(DE)服务器提供经整合的数据。
在该实施例中，服务器位置工具430收集已扫描的无线电信号数据和/或WiFi信号数据，通过API发送已扫描的数据以从定位引擎(PE)服务器请求位置，并且通过API接收地理位置的响应。在该实施例中，客户端位置工具440收集已扫描的WiFi无线电信号数据，向存储器发送已扫描的数据以询问WiFi辅助数据，并且通过使用WiFi辅助数据来确定位置。
在该实施例中，位置历史数据库485存储从服务器位置工具430或者客户端位置工具440获得的位置信息。在该实施例中，数据接口484允许网络位置提供器488中的工具启动/结束无线电信号数据和WiFi信号数据的捕获。
在图4的示例中，硬件抽象层470包括GNSS处理抽象471、无线电处理抽象472以及WiFi处理抽象473、存储器接口抽象474以及存储器抽象475。在一个实施例中，GNSS处理抽象471、无线电处理抽象472以及WiFi处理抽象473被实施在软件中。在一个实施例中，存储器接口抽象474从PE服务器接收WiFi辅助数据并且向存储器抽象475发送接收到的数据。存储器抽象475在分层文件夹结构中存储WiFi辅助数据。硬件层450包括被配置用于GNSS处理的GNSS芯片集451、被配置用于无线电处理的无线电芯片集452、被配置用于WiFi处理的WiFi芯片集453以及被配置为感测移动设备400的运动的MEMS传感器454。GNSS处理抽象471、无线电处理抽象472以及WiFi处理抽象473经由核心驱动器层460与硬件层450中的它们相对应的硬件组件进行交互。
MEMS传感器454可以包括任何合适的传感器，诸如三轴的加速度计传感器等以感测移动设备400的运动。传感器数据经由寄存器(未示出)被提供给静态的概貌确定模块410。
在图4的示例中，移动设备400被配置为基于蜂窝系统和/或WLAN系统来执行基于服务器的位置确定，以及基于WLAN系统执行基于客户端的位置确定。对于基于服务器的位置确定，无线电芯片集452和/或WiFi芯片集453被激活以执行信号扫描，并且然后通过蜂窝网络或者WiFi网络与服务器进行交互，诸如在2014年4月24日提交的受让人的共同未决申请14/260,849中所公开的，通过引用的方式将其全部并入本文。
对于基于客户端的位置确定，WiFi芯片集453被激活以执行信号扫描以收集扫描数据，并且基于扫描的数据确定移动设备400的位置。
根据本公开的一个方面，无线电芯片集452和/或WiFi芯片集453的信号扫描和通信操作消耗了相对较大的功率。当静态的概貌确定模块410确定了移动设备400是静止的并且不移动的，基于概貌的位置提供器420被配置为检索之前确定的位置作为当前位置，因而无线电芯片集452和WiFi芯片集453不需要频繁地被激活，并且可以停留在省电模式以节省电力。
图5示出了根据本公开的实施例的概括过程示例500的流程图。在一个示例中，过程500由移动设备400执行。该过程在S501处开始并继续到S510。
在S510，移动设备的第一位置被确定。第一位置可以由各种技术确定。在一个示例中，第一位置基于GNSS系统被确定。在另一个示例中，第一位置基于蜂窝系统被确定。在另一个示例中，第一位置基于WLAN系统被确定。特别地，WiFi芯片集453扫描来自附近的接入点的信号。基于信号强度和接入点的位置，移动设备400能够估计第一位置。
在S520，移动设备的运动信息被感测到。在一个示例中，在用于生成下一个位置更新请求的时间之前，MEMS传感器454(诸如三轴加速度计传感器等)生成指示移动设备400的运动信息的传感器数据，并且向静态的概貌确定模块410提供传感器数据。
在S530，静态的决定被做出并且过程基于静态的决定而继续。在一个示例中，静态的概貌确定模块410基于传感器数据确定移动设备400是否是静态的。当移动设备400是静态的时，过程继续到S550；否则，过程继续到S540。
在S540，位置更新请求被生成以例如从GNSS系统、蜂窝系统以及WiFi系统中的一个获得第二位置。然后该过程继续到S599并且终止。
在S550，第一位置被检索并且用作当前位置。在一个示例中，移动设备400禁止位置更新请求，使得GNSS芯片集451、无线电芯片集452以及WiFi芯片集453可以停留在省电模式以节省电力。然后过程继续到S599并且终止。
图6示出了根据本公开的实施例的服务器位置工具630的框图。在一个示例中，服务器位置工具630在移动设备400中被用作服务器位置工具430。服务器位置工具630包括粗略位置管理器631和更精细的位置管理器635。
在一个实施例中，粗略位置管理器631被配置为在诸如全球移动系统(GSM)通信系统、宽带码分多址(WCDMA)通信系统、时分同步码分多址(TD-SCDMA)通信系统、长期演进(LTE)通信系统等的广域无线电系统中管理位置请求/响应。
更精细的位置管理器635在诸如WiFi系统、蓝牙系统、Zigbee系统等的短距离无线电系统中管理位置请求/响应。
在图6的示例中，更精细的位置管理器635包括位置功能638、静态的限制功能636以及静态的限制监视功能637。位置功能638被配置为经由位置应用程序接口(API)检索当前位置。在一个示例中，当前位置是经由位置API从短距离无线电系统中的定位引擎服务器(未示出)中获得。除了检索当前位置之外，位置功能638被配置为经由位置API检索估计位置精度并且登记用于接收位置信息的时间。
进一步地，静态的限制功能636被配置为在请求下一个位置更新的时间之前，经由传感器API请求三轴加速度计的值。静态的限制功能636还被配置为计算作为数值的三轴加速度计的值的方差。静态的限制监视功能637被配置为通过WiFi API获得更精细的位置标识符。在一个示例中，归因于MAC地址是WiFi接入点的唯一标识符的原因，更精细的位置标识符可以使用MAC地址。除了更精细的位置标识符，静态的限制监视功能637被配置为记录无线电信号读出，诸如与MAC地址相关联的信号强度等。静态的限制监视功能637还可以监视从静态的限制功能636检索到的数值以标识位置更新机会。在接收到有关数值的信息时，静态的限制监视功能637可以将接收到的信息与默认信息(例如预定义的值)进行比较。当接收到的信息越过默认信息时，静态的限制监视功能637请求WiFi API收集在某时的MAC地址和无线电信号读出，并且可以向位置功能638传递MAC地址和无线电信号读出以通过位置API请求位置更新。当接收到的信息低于默认信息时，静态的限制监视功能637不需要收集MAC地址和无线电信号读出，并且移动设备400节省电力。
图7示出了根据本公开的实施例的客户端位置工具740的框图。在一个示例中，客户端位置工具740在移动设备400中被用作客户端位置工具440。
在图7的示例中，客户端位置工具740包括位置估计功能744、距离估计功能743、静态的限制功能741以及静态的限制监视功能742。客户端位置工具740在诸如WiFi系统、蓝牙系统、Zigbee系统等短距离无线电系统中管理位置请求/响应。
位置估计功能744被配置为使用从距离估计功能743检索到的估计的距离来确定当前位置。在一个示例中，位置估计功能744使用多边算法来计算移动设备400的当前位置。进一步地，位置估计功能744被配置为记录用于估计位置信息的时间。
距离估计功能743被配置为经由位置API从本地存储器(诸如存储器475)中检索WiFi辅助数据。进一步地，距离估计功能743被配置为确定移动设备400与WiFi接入点之间的距离。在一个示例中，距离估计功能743使用多项式回归算法来确定移动设备400与WiFi接入点之间的距离。
在一个实施例中，静态的限制功能741被配置经由传感器API记录三轴加速度计读出。静态的限制功能741进一步地被配置为计算作为数值的三轴加速度计的读出的方差。
进一步地，在该实施例中，静态的限制监视功能742被配置为通过WiFi API获得和记录更精细的位置标识符。在一个示例中，更精细的位置标识符包括MAC地址。例如，MAC地址可以唯一地标识WiFi接入点。除了记录当前更精细的位置标识符之外，静态的限制监视功能742进一步地被配置为记录与MAC地址相关联的无线电信号读出。静态的限制监视功能742进一步地被配置为监视从静态的限制功能741检索到的数值以标识位置更新机会。
在一个示例中，当静态的限制监视功能742接收当前数值时，当前数值与预定义的值进行比较。当接收到的数值越过预定义的值时，静态的限制监视功能742经由WiFi API收集MAC地址和无线电信号读出，并且向距离估计功能743提供所收集的信息。距离估计功能743然后经由位置API检索用于确定距离的WiFi辅助数据。接下来，距离估计功能743向位置估计功能744提供所估计的距离以更新位置。当检索到的数值低于预定义的值时，静态的限制监视功能742不需要收集MAC地址和无线电信号读出，并且移动设备400节省电力。
虽然已结合被推荐为示例的本公开的具体实施例描述了本公开的各个方面，但是可以对各个示例做出各种替换、修改以及变化。因此，本文所阐述的实施例意图是示例性的而不是限制性的。在不脱离以下阐述的权利要求的范围的情况下，可以做出各种变化。

Claims (20)

1.一种装置，包括：
传感器，其被配置为生成指示所述装置的运动的数据；
环境概貌确定模块，其被配置为接收指示所述装置的所述运动的所述数据，并且基于所述数据针对所述装置从多个环境概貌中检测环境概貌；
基于概貌的位置提供器，其包括与所述多个环境概貌相关联的多个配置，所述基于概貌的位置提供器被配置在与所述环境概貌相关联的所述配置中的一个配置，并且被配置为基于所述配置来选择定位源以确定所述装置的位置；
地图辅助的位置提供器，其被配置为接收来自所述传感器的所述数据以及来自室内楼层地图数据库的室内地图，并且基于所述数据和所述室内楼层地图来确定所述装置的所述位置；
位置提供器，其被配置为基于由所述传感器测量的加速幅度中的峰值来识别所述装置的用户的明显的步进，并且基于加速幅度来估计步长，其中所述位置提供器基于采集来自全球导航卫星系统GNSS位置提供器的信息，使用由微机电系统MEMS位置提供器建立的步进模型，来在所述位置提供器未能基于由所述传感器测量的所述加速幅度中的所述峰值来识别所述明显的步进时识别所述明显的步进。
2.根据权利要求1所述的装置，其中
所述传感器为被配置为生成指示所述装置的运动的所述数据的微机电系统MEMS传感器。
3.根据权利要求2所述的装置，其中
所述环境概貌确定模块被配置为基于来自所述MEMS传感器的所述数据来检测静态的概貌；以及
所述基于概貌的位置提供器被配置为检索之前确定的位置作为所述装置的当前位置。
4.根据权利要求3所述的装置，其中
所述基于概貌的位置提供器被配置为不请求位置更新。
5.根据权利要求1所述的装置，其中
所述传感器为被配置为从卫星接收信号并且计算欠佳到全部的卫星比率PTSR的卫星信号接收器，其中所述PTSR是具有载体到噪声密度低于阈值的被捕获的卫星的数量与被捕获的卫星的全部数量的比率；以及
所述环境概貌确定模块被配置为基于所述PTSR从室外概貌、阴影概貌以及室内概貌中检测所述环境概貌。
6.根据权利要求5所述的装置，其中
所述环境概貌确定模块被配置为当所述PTSR低于下限阈值时检测所述室外概貌，当所述PTSR高于上限阈值时检测所述室内概貌，以及当所述PTSR在所述下限阈值与所述上限阈值之间时检测所述阴影概貌。
7.根据权利要求6所述的装置，其中
所述基于概貌的位置提供器被配置在与所述室外概貌相关联的室外配置，并且从基于卫星系统的定位源请求位置更新。
8.根据权利要求6所述的装置，其中
所述基于概貌的位置提供器被配置在与所述阴影概貌相关联的阴影配置，并且从基于微机电系统MEMS传感器的定位源请求位置更新。
9.根据权利要求6所述的装置，其中
所述基于概貌的位置提供器被配置在与所述室内概貌相关联的室内配置，并且从基于地图的定位源请求位置更新。
10.根据权利要求6所述的装置，其中
所述基于概貌的位置提供器被配置在与所述室内概貌相关联的室内配置，并且从基于无线局域网WLAN的定位源请求位置更新。
11.一种用于定位移动设备的方法，包括：
接收指示所述移动设备的运动的传感器数据；
基于所述数据针对所述移动设备从多个环境概貌中检测环境概貌；
根据与所述环境概貌相关联的配置来配置基于概貌的位置提供器；
基于所述配置来选择定位源以确定所述移动设备的位置；
接收所述传感器数据以及来自室内楼层地图数据库的室内地图；
基于所述传感器数据和所述室内楼层地图来确定所述移动设备的所述位置；
基于根据所述传感器数据测量的加速幅度中的峰值来识别所述移动设备的用户的明显的步进；以及
基于采集来自全球导航卫星系统GNSS位置提供器的信息，使用由微机电系统MEMS位置提供器建立的步进模型，来在基于所述加速幅度中的所述峰值识别所述用户的明显的步进不成功时，识别所述用户的明显的步进；以及
基于加速幅值和识别的所述明显的步进来估计步长。
12.根据权利要求11所述的方法，其中接收指示所述移动设备的所述运动的所述传感器数据进一步包括：
从微机电系统MEMS传感器接收所述传感器数据。
13.根据权利要求12所述的方法，进一步包括：
基于来自所述MEMS传感器的所述数据来检测静态的概貌；以及
检索之前确定的位置作为所述移动设备的当前位置。
14.根据权利要求13所述的方法，进一步包括：
禁止来自其它定位源的位置更新。
15.根据权利要求11所述的方法，其中接收指示所述移动设备的所述运动的所述传感器数据进一步包括：
从被配置为从卫星接收信号的卫星信号接收器接收所述传感器数据；
计算欠佳到全部的卫星比率PTSR，其中所述PTSR是具有载体到噪声密度低于阈值的被捕获的卫星的数量与被捕获的卫星的全部数量的比率；以及
基于所述PTSR从室外概貌、阴影概貌以及室内概貌中检测所述环境概貌。
16.根据权利要求15所述的方法，其中基于所述PTSR从所述室外概貌、所述阴影概貌以及所述室内概貌中检测所述环境概貌进一步包括：
当所述PTSR低于下限阈值时，检测所述室外概貌；
当所述PTSR高于上限阈值时，检测所述室内概貌；以及
当所述PTSR在所述下限阈值与所述上限阈值之间时，检测所述阴影概貌。
17.根据权利要求16所述的方法，其中
根据与所述室外概貌相关联的室外配置来配置所述基于概貌的位置提供器；以及
从基于卫星的定位源请求位置更新。
18.根据权利要求16所述的方法，其中
根据与所述阴影概貌相关联的阴影配置来配置所述基于概貌的位置提供器；以及
从基于微机电系统MEMS传感器的定位源请求位置更新。
19.根据权利要求16所述的方法，其中
根据与所述室内概貌相关联的室内配置来配置所述基于概貌的位置提供器；以及
从基于地图的定位源请求位置更新。
20.根据权利要求16所述的方法，其中
根据与所述室内概貌相关联的室内配置来配置所述基于概貌的位置提供器；以及
从基于无线局域网WLAN的定位源请求位置更新。
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