CN105891772B

CN105891772B - 一种用于导航的方法和设备

Info

Publication number: CN105891772B
Application number: CN201410527386.1A
Authority: CN
Inventors: 李朝峰; 刘慧峰; 史敬威; 刘晓炜
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2014-09-26
Filing date: 2014-09-26
Publication date: 2018-09-25
Anticipated expiration: 2034-09-26
Also published as: CN105891772A

Abstract

本公开涉及一种用于导航的方法和设备。所述方法包括：获取目标点处的接收信号强度信息；获取移动设备的当前位置处的接收信号强度信息；以及基于所述目标点处的接收信号强度信息、所述当前位置处的接收信号强度信息以及所述移动设备的先前位置处的接收信号强度信息，确定针对随后移动的建议移动方向。根据本公开，提供了一种逐步引导的有效导航方法，该方法不需要关于环境的先验知识，特别适合于无法或难以预先获得先验环境知识的场合中。

Description

一种用于导航的方法和设备

技术领域

本公开涉及导航技术，更特别地涉及一种用于导航的方法和设备。

背景技术

近年来，移动通信技术的快速发展，移动用户对于各种应用的需求也日益增长。其中位置服务，诸如对于人、设备、动物等的定位，已经成为各种新型应用的需求中的一个重要部分。在估计移动设备的位置时所面临的一个主要挑战在于周围环境对于定位准确度的影响，特别是当移动设备进入具有各种反射、散射和散射的源的室内环境中时。

目前，非常具有前景的一种室内定位技术是位置指纹(Location Fingerprint)定位技术，该技术在图1中予以示出。正如图1所示，根据该技术，首先采集目标定位区域内的各个参考点位置(以黑色点示出)的信号特征参数，以便形成用于代表该目标定位区域的无线电地图；然后在定位时，利用接收机测定的接收信号参数，通过匹配算法来确定该接收信号参数与无线电地图中哪一点的数据匹配，由此估算出该移动用户的实际位置。位置指纹定位的最大优势在于其良好的兼容性，即它可以充分利用现有的无线电设施，诸如基于IEEE 802.11标准的设施；因而，它可以避免额外的部署工作并且大大节约了成本。

在美国专利公开US2012/0143A1中，公开了一种用于室内导航的方法和系统，其中系统将根据传感器读数和移动设备中存储的室内状况的磁地图来计算用户的当前位置，然后计算其距目标地的距离。

在美国专利公开US20140004797A1还公开了一种用于估算距离、相对位置、设备方位角的技术方案。根据给方案，第一用户设备广播信号，第二用户设备检测并接收第一用户设备发送的信号，且基于所述信号来计算两个用户设备之间的距离。

在专利申请公开WO2013100886A中公开了一种估计移动设备的相对位置的技术方案。根据该方案，首先服务器收集多个移动设备处的接收信号强度指示/飞行时间(RSSI/ToF)，然后用户设备将其指纹发给服务器；该服务器确定有效的指纹值并计算两个设备之间的相对距离。

此外，美国专利公开US7821986 B2中也公开了一种用于维持无线连接行和漫游的技术方案。根据该方案，位置服务器首先基于移动设备的信号强度、到达时间、到达时间差，以及地图信息和AP位置信息来估计移动设备的当前位置，然后基于该当前位置和目的地位置确定用户设备的路由和无线AP的路由。

尽管上面提及的技术方案设计到位置确定或者导航，然而他们均需要诸如无线电地图等先验知识。在许多特定的场景中，这样的先验知识是无法获得或者难以获得的。为此，在本领域中需要一种改进的导航技术，以满足在无先验知识的情况下的导航需求。

发明内容

有鉴于此，本公开公开了一种用于导航的方法和设备，其至少部分上消除或者缓解了上述问题。

在根据本公开的第一方面中，提供了一种用于导航的方法。该方法可以包括获取目标点处的接收信号强度信息；获取移动设备的当前位置处的接收信号强度信息；以及基于所述目标点处的接收信号强度信息、所述当前位置处的接收信号强度信息以及所述移动设备的先前位置处的接收信号强度信息，确定针对随后移动的建议移动方向。

在根据本公开的第一方面的一个实施方式中，所述基于所述目标点处的接收信号强度信息、所述当前位置处的接收信号强度信息以及所述移动设备的先前位置处的接收信号强度信息，确定针对随后移动的建议移动方向可以包括：基于所述目标点处的接收信号强度信息、所述当前位置处的接收信号强度信息以及所述移动设备的先前位置处的接收信号强度信息，确定在第一方向上的建议移动指标和在与第一方向垂直的第二方向上的建议移动指标；以及基于在所述第一方向上的建议移动指标以及在所述第二方向上的建议移动指标，确定针对随后移动的建议移动方向。

在根据本公开的第一方面的另一实施方式中，在所述第一方向上的建议移动指标可以是根据接收信号强度在所述第一方向上的变化趋势是否符合预定的改变趋势而确定的。而所述接收信号强度在所述第一方向上的变化趋势可以是基于所述目标点处的接收信号强度信息、所述当前位置处的接收信号强度信息以及所述移动设备的前一位置处的接收信号强度信息而确定的。在所述第二方向上的建议移动指标可以是根据接收信号强度在所述第二方向上的变化趋势是否符合预定的改变趋势而确定的。而所述接收信号强度在所述第二方向上的变化趋势可以是基于所述目标点处的接收信号强度信息和所述移动设备的前两个位置处的接收信号强度信息而确定的。特别地，所述前两个位置与所述当前位置并未在一条直线上。

在根据本公开的第一方面的又一实施方式中，所述目标点处的接收信号强度信息、所述当前位置处的接收信号强度信息和所述先前位置处的接收信号强度信息可以为包括来自预先布置或临时布置的多个参考信号发送设备的信号的接收强度的接收信号强度向量。

在根据本公开的第一方面的另一实施方式中，在所述第一方向上的建议移动指标可以为基于与多个参考信号发送设备相关联的各个接收信号强度在所述第一方向上的变化趋势而确定的多个建议移动指标的总和或加权和。在所述第二方向上的建议移动指标可以为基于与多个参考信号发送设备相关联的各个接收信号强度在所述第二方向上的变化趋势而确定的多个建议移动指标的总和或者加权和。所述针对随后移动的建议移动方向被确定为基于所述第一方向上的建议移动指标与在所述第二方向上的建议移动指标利用反正切函数而确定的方向。

在根据本公开的第一方面的再一实施方式中，可以在所述移动设备按照所述针对随后移动的建议移动方向移动一段距离后，再次执行所述获取移动设备的当前位置处的接收信号强度信息和确定针对随后移动的建议移动方向的操作，直至当前位置处的接收信号强度信息与所述目标点处的接收强度信息匹配信息。

在根据本公开的第一方面的又一实施方式中，所述目标点处的接收信号强度信息、所述当前位置处的接收信号强度信息和所述先前位置处的接收信号强度信息其中至少一个可以为基于多次测量而获得的信息。

在根据本公开的第一方面的另一实施方式中，所述目标点可以包括多个顺序的目标点，其中当到达一个目标点后，可以将该目标点作为新起始点，将下一目标点作为新目标点，再次执行所述方法。

在根据本公开的第一方面的一个实施方式中，所述方法可以由中心控制设备来执行，且针对随后移动的所述建议移动方向可以由所述中心控制设备发送给所述移动设备。或者备选地，所述方法可以由所述移动设备本身来执行。在此情况下，所述目标点处的接收信号强度信息可以直接来自所述目标点，或者是来自中心控制设备。

在根据本公开的第一方面的另一实施方式中，可以实时获取所述目标点处的接收信号强度信息，以便获得实时更新的接收信号强度信息

根据本公开的第二方面，提供了一种用于导航的设备。该设备可以包括：目标点信息获取单元，被配置为获取目标点处的接收信号强度信息；当前位置信息测量单元，被配置为获取移动设备的当前位置处的接收信号强度信息；以及建议方向确定单元，被配置为基于所述目标点处的接收信号强度信息、所述当前位置处的接收信号强度信息以及所述移动设备的先前位置处的接收信号强度信息，确定针对随后移动的建议移动方向。

根据本公开的第三方面，提供了一种计算程序产品，其上包括有计算机程序代码，当被加载到计算机设备中时，其使得该计算机设备执行根据本公开的第一方面的方法。

根据本公开，提供了一种逐步引导的有效导航方法，该方法仅需要与目标点相关以及与移动设备的本身移动相关的信息，而无需要关于具体环境的先验知识，特别适合于无法或难以预先获得先验环境知识的场合中。

附图说明

通过对结合附图所示出的实施方式进行详细说明，本公开的上述以及其他特征将更加明显，本公开的附图中相同的标号表示相同或相似的部件。在附图中：

图1示意性地示出了现有技术中的位置指纹定位技术。

图2示意性地示出了根据本公开的一个实施方式的导航方法的示例应用场景。

图3示意性地示出了根据本公开的一个实施方式的用于导航的方法的流程图。

图4示意性地示出了根据本公开的一个实施方式的用于确定针对随后移动的建议移动方向的方法的示意图。

图5示意性地示出了根据本公开的一个实施方式的导航系统的方框图。

图6示意性地示出了根据本公开的一个实施方式的导航预备阶段的流程图。

图7示意性地示出了根据本公开的一个实施方式的导航执行阶段的流程图。

图8示意性地示出了根据本公开的一个实施方式的用于导航的设备的流程图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述本公开的各个示例性实施方式。应当注意，这些附图和描述涉及的仅仅是作为示例的优选实施方式。可以应该指出的是，根据随后的描述，很容易设想出此处公开的结构和方法的替换实施方式，并且可以在不脱离本公开要求保护的公开的原理的情况下使用这些替代实施方式。

应当理解，给出这些示例性实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本公开，而并非以任何方式限制本公开的范围。此外在附图中，出于说明的目的，将可选的步骤、模块、单元等以虚线框示出。

在此使用的术语“基站”(BS)可以表示节点B(NodeB或者NB)、演进节点B(eNodeB或者eNB)、远程无线电单元(RRU)、射频头(RH)、远端射频头(RRH)、中继器、低功率节点，诸如微微基站、毫微微基站等。

在此使用的术语“用户设备”(UE)是指能够与BS通信的任何设备。作为示例，UE可以包括终端、移动终端(MT)、订户台(SS)、便携式订户台(PSS)、移动台(MS)或者接入终端(AT)。

在此处使用的术语“接入点”或者“无线接入点”(AP)是指能够将各个无线网络的客户端或者用户设备连接到一起并将无线网络接入以太网的设备。

在此使用的术语“包括”、“包含”及类似术语应该被理解为是开放性的术语，即“包括/包含但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。

在下文中，将参考附图描述根据本公开的实施方式对用于导航的方法进行描述。在下面的描述中将参考室内导航进行描述。然而，需要说明的是，本公开并不仅限于此，而是也可以用于其他具有类似需求的室外环境中。

图2示意性地示出了根据本公开的一个实施方式的导航方案的示例应用场景。该示例应用场景可以是建筑物中的一层，其中移动设备的起始点以方块指示，而目标点以圆点指示。取决于具体的应用情况，可以在该建筑物内部或者外部，预先或者临时部署多个无线AP或者BS。例如，如果建筑物内部属于危险环境，不适于在其内部布置AP或者BS，则可以将其布置在建筑物外部；如果建筑物内没有预先部署AP或者BS，则可以选择临时部署这些设备。另外，该层的具体环境、地理位置等对于系统而言，预先是不知道的或者难以获知的。这个示例的应用场景可以是紧急情况下的导航，或者诸如在环境情况未知的场所内对特定位置的导航。

图3示意性地示出了根据本公开的一个实施方式的用于导航的方法的流程图。如图1所示，首先在步骤S301，获取目标点处的接收信号强度信息。

如前所述，可以预先或者临时将无线AP或者BS部署在该建筑物内部或者外部。这些无线AP或者BS可以发送参考信号(也可称作测量信号)以用于RSSI测量。所述目标点可以是预先设定的，或者在现场临时设定的。所述目标点例如可以是室内的特定位置，诸如电梯口、安全出口、卫生间、特定商店、特定的餐厅等，或者是关键位置点，即到达最终目的地的关键点。

所述目标点的位置可以使用测量的RSSI信息来表示。RSSI信息可以是一个向量形式，例如包括与多个参考信号发送设备相关联的RSSI。例如多个AP或BS可以发送多个参考信号，在这些AP或者BS的覆盖区域内的任一位置处均可接收到这些参考信号，在该位置所接收到的各个参考信号的信号强度可以形成一个向量，从而作为该位置处的RSSI信息。可以理解的是，对于特定的位置而言，在无线信号稳定的情况下，在该位置从一个AP或者BS接收的信号的RSSI是稳定的。然而，在一个AP或者BS的覆盖区域内，通常会包括若干具有相同RSSI值的区域或位置。不过，当存在来自多个AP或者BS的信号的RSSI信息时，可以通过来自这多个AP或者BS的接收信号的RSSI信息来表示该位置。

通常，在完成无线AP或者BS的部署之后，这些设备即可以发出参考信号。然后，可以在目标点处测量从这些多个AP或者BS接收到的信号的强度，即RSSI信息，也可称为位置指纹。该目标点可以是现场中的一个点，例如安全出口。可替代地，所述目标点也可以是多个，例如拐弯点等的关键位置，通过将这些目标点顺序连接可以形成一个到达最终目标点的关键路线。

通常情况下，一个特定位置处的RSSI信息基本是稳定的，但是在室内环境发生改变的情况下，诸如室内发生坍塌时，由于障碍物的出现、消失、形状改变等，可能会出现RSSI信息发生不可忽略的显著变化的情况。在这种情况下，优选地是将一个能够测量RSSI的RSSI接收设备放置在目标点处。该RSSI接收设备可以例如向一个用于集中控制的中心控制设备或者要对其进行导航的用户设备，实时地发送其测量的RSSI信息，以便能够实时地更新该位置处的RSSI信息。这样即便在环境发生改变的情况下，也可以有效地将移动设备的用户引导至预定的目标点。

上述操作，例如目标点的设置、目标点的RSSI的测量，以及RSSI接收设备的放置可以是预先执行的。或者备选地，可以由一个或者多个先行者来临时执行。所述目标点处的RSSI信息可以是单次测量的值，或者是基于多次测量的值而估计的值，诸如平均值。关于RSSI信息的确定，这对于本领域技术人员是已知的，此处为了简化起见，不再赘述。

所述目标点的RSSI信息最终将提供给用于进行导航的设备。例如，在导航方法是在中心控制设备执行而移动设备只是将其RSSI信息传送给中心控制设备并显示该中心控制设备返回的导航结果的实施方式中，所述目标点的RSSI信息将被提供给该中心控制设备。在导航方法是在移动设备执行，而中心控制设备充当一个中心通信设备功能的实施方式中，所述目标点的RSSI信息将被首先发送给中心控制设备，该中心控制设备进一步将所述目标点的RSSI信息提供给移动设备。此外，在并不存在中心控制设备的情况下，所述目标点的RSSI信息例如通过广播方式发送给所述移动设备。

接着，在步骤S320，获取移动设备在当前位置处的接收信号强度信息。

在如上所述获得了目标点处的RSSI信息后，还需要获取当前位置处的接收信号强度信息。移动设备的在当前位置处的接收信号强度信息可以由移动设备本身来测量。该移动设备，例如是智能手机通常需要配备RSSI测量设备。该RSSI信息可以基于一个或多个AP或者BS发送的参考信号来测量。关于RSSI信息的测量，这对于本领域技术人员是已知的，此处为了简化起见，不再赘述。此外，该RSSI信息可以是一次测量的值，也可以是基于多次测量值而估计的值，诸如平均值。

接下来，在步骤S330，基于所述目标点的接收信号强度信息、所述当前位置处的接收信号强度信息以及所述移动设备的先前位置处的接收信号强度信息，确定针对随后移动的建议移动方向。

在本公开的实施方式中，并非是如传统技术中那样，根据用户的位置为用户直接设计可行的路径并根据用户当前位置修改整体路线。而是相反，是在用户移动后，基于用户移动的信息和目标点信息，给出关于随后移动的建议移动方向，即通过逐步导航的方式逐渐引导用户到达目标点。

为了进行导航，需要先前位置处的接收信号强度信息。在移动设备或者中心控制设备处可以保存先前位置处的接收信号强度信息。例如，在导航真正开始之前，可以首先测量起始点处的RSSI信息，然后随意移动一步或者多步并再次执行测量。这样就有了历史移动的RSSI数据。该操作可以通过利用移动设备向用户发出指示或指令下，来引导用户执行，例如通过移动设备给出语音或者文字来提示用户。

针对随后的移动，可以根据目标点的RSSI信息、当前位置处的RSSI信息和历史移动的RSSI信息来确定建议的移动方向。移动设备用户的移动通常不会保持直线，这意味用户的移动通常涉及第一方向和第二方向两个维度。在这种情况下，特别地可以基于所述目标点的接收信号强度信息、所述当前位置处的接收信号强度信息以及所述移动设备的先前位置处的接收信号强度信息，确定出在第一方向上的建议移动指标以及在与第一方向垂直的第二方向上的建议移动指标；然后基于在第一方向上的建议移动指标以及在第二方向上的建议移动指标，确定针对随后移动的建议移动方向。该第一方向可以例如是水平方向，该第二方向例如可以是垂直方向。在实践中，可以将用户最近一次移动的方向作为第一方向，而将与此垂直的方向作为第二方向。

特别地，在所述第一方向上的建议移动指标可以根据接收信号强度在第一方向上的变化趋势来确定。在所述第一方向上的建议移动指标例如可以为基于与多个接入点或者基站相关联的各个接收信号强度分别在所述第一方向上的变化趋势而确定的多个建议移动指标的总和，或者为其加权和。在第二方向上的建议移动指标也可以基于接收信号强度在第二方向上的变化趋势。例如，可以将其确定为基于与多个接入点或者基站相关联的各个接收信号强度分别在所述第二方向上的变化趋势而确定的多个建议移动指标的总和，或者为其加权和。

特别地，对于所述第一方向，可以确定与每个AP或者BS相关的RSSI在第一方向上的变化趋势是否符合预定的变化趋势，例如是否以越来越接近目标点的相应RSSI的方式在改变。如果与一个AP或者BS相关的RSSI符合预定的变化趋势，则表示该第一方向的移动就该RSSI而言是适当的，并因此该第一方向上的建议移动指标可以增加；否则，则表示在该第一方向的移动就该RSSI而言是不适当的，并因此相应地减小该第一方向上的建议移动指标。对于第二方向，类似地，如果与一个AP或者BS相关的RSSI在第二方向上的变化符合预定的变化趋势，则增加该第二方向上的建议移动指标；否则减小该第二方向上的建议移动指标。不过，由于建议移动指标反应的是继续向前走还是向后走，而从前面第二位置至前一位置的运动方向可能与第二方向是相同的，也可能与第二方向是相反的，所以在这两种情况下，针对第二方向的建议移动指标，需要使用不同的符号来代表所述第二方向。这将在下文中的示例中具体描述。

如前所述，第一方向上可以被定义为用户最近一次移动的方向。在这种情况下，变化趋势例如可以基于当前位置的RSSI信息、前一位置处的RSSI信息和目标RSSI信息来确定。第二方向可以定义为与第一方向垂直的方向。在最近一次运动的方向被定义为第一方向的情况下，最近一次运动中并未携带与第二方向相关的信息。因此为了确定第二方向上的RSSI的变化趋势，可以基于当前位置之前的两个位置处的RSSI信息。优选地，当前位置与所述前两个位置并未在一条直线上，这样可以确保前两个位置的RSSI信息中将会携带有第二方向上的变化趋势信息。接收信号强度在第二方向上的变化趋势然后可以基于所述目标点的接收信号强度信息和所述移动设备的前两个位置处的接收信号强度信息来确定。

在确定了第一方向上和第二方向上的建议移动指标后，可以基于所述建议移动指标来确定针对随后移动的建议方向。例如，可以将所述针对随后移动的建议移动方向确定为基于所述第一方向上的建议移动指标与在所述第二方向上的建议移动指标利用反正切函数而确定的方向。此外，由于如果在第一方向和第二方向上的移动程度不同，也可以考虑将该因素考虑在内。例如通过针对第一方向的建议指标和第二方向的建议指标使用相应的权重，所述权重为基于由移动设备在第一方向和第二方向上的移动程度而确定的值。

在确定了建议移动方向后，移动设备的用户可以按照针对随后移动的建议移动方向进行移动。在移动一段距离后，可以再次执行所述获取移动设备的当前位置处的接收信号强度信息和确定针对随后移动的建议移动方向的操作，并继续移动。该过程可以反复执行直至当前位置处的接收信号强度信息与目标点的接收强度信息匹配，即到达目标点。

如前所述，所述目标点可以包括多个，例如为顺序的多个目标点，通过逐步达到多个目标点可以到达最终的目标点。这些目标点可以包括起始点和最终目标点以及其间的关键点。因此，在到达一个目标点后，可以将该目标点作为新的起始点，将下一目标点作为新的目标点再次执行本公开的方法。通过利用多个目标点的方法，将有可能更加有效地对用户进行导航。

此外，可以理解的是指，只要能够获得用于导航决策的足够信息，根据本公开的导航方法可以在任何位置处执行，例如可以在用户设备处执行，也可以在用于实现中心控制功能的中心控制设备处执行，此时需将导航结果发送给用户设备。

在下文中，出于说明的目的，将参考图4来描述用于确定建议移动方向的示例方法。图4示意性地了根据本公开的一个实施方式的用于确定针对随后移动的建议方向的方法。

如图4所示，示出了三个位置点P₀、P_-1和P_-2，分别指示当前位置点、前一位置点和前面的第二位置点。在所示的实施方式中，P₀被定义为原点，即点(0，0)，从P_-1至P₀的方向被定义为x方向，与第x方向垂直的方向被定义为y方向。这样，P_-1的坐标可以表示为(-m_x，0)，其中m_x为指示P_-1至P₀之间的差异的指标，即前述在第一方向上的建议移动方向指标。根据P_-1和P_-2之间的位置关系可以确定点P₀与P_-1之间的差异。此外，根据点P_-2与点P_-1的位置关系，点P_-2的坐标可以表示为(-m_x-m_y/tan(θ)，m_y)。因此，可以很清楚的看出，在P_-1和P_-2的差异中包括有与m_y相关的信息。

在P₀、P_-1和P_-2处的RSSI信息可以分别表示为同时指示目标点处的RSSI信息，其中n指示AP或者BS的编号，且n＝1，...，N(N为AP数目)。

对于第n个AP或者BS，如果则否则，如果或则使递增1，如果以及或以及则使递减1。在第一方向上的建议移动指标mx可以是与这N个AP或者BS相关的的总和。

类似地，对于第n个AP或者BS，如果则否则，如果或则使递增1，如果以及或以及则使递减1。在第二方向上的建议移动指标m_y可以是与这N个AP或者BS相关的的总和。与第一方向的的不同之处，需要根据从点P_-2至点P_-1的方向，来修正的符号，以便使用相同符号来表示相同第二方向。例如，如果P_-2在第一方向的下方，则的正符号表示继续向前，这表示第二方向，即Y的正方向。如果情况相反，P_-2在第一方向上方，则表示继续向前的的正符号意味着朝着第二方向的相反方向移动，的负符号才表示第二方向，即Y的正方向，这事需要对的符号进行修正，以便同样使用正符号来表示Y方向。。

在下文中，仅仅出于示出的目的，给出了关于建议移动方向指标确定的示例算法，然而需要说明的是，本发明并不局限于此，而是可以利用任何适当的语言，基于任何适当的算法实现。

水平方向指标计算

垂直方向指标计算

建议移动方向指标确定函数

通过例如上面示出的示例性算法，就可以确定出第一方向上的建议移动指标m_x和在第二方向上的建议移动指标m_y。在获得建议移动指标m_x和建议移动指标m_y后，可以根据这两个指标来计算出随后移动的建议的方向。

在根据本公开的一个实施方式中，针对随后移动的建议方向可以被确定为：

σ＝arctan(m_x/m_y)

即，基于第一方向上的建议移动指标m_x和在第二方向上的建议移动指标m_、利用反正切函数而确定的方向。

可以理解的是，在上面的示例中，建议移动指标m_x和建议移动指标m_y是基于标准化的量而确定的值，其并未考虑用户在x方向和y方向移动的程度或者距离。因此在实践中，也可以针对建议移动指标m_x和建议移动指标m_y使用相应地权重，该权重例如基于用户在x方向和y方向移动的程度或者距离。

例如，通过上述的示例方式，就可以确定针对随后移动的建议方向。

用户可以按照建议方向移动，在移动一步或者几步后，再次测量RSSI，并确定随后移动的建议方向。按照此方式，将逐步地将用户设备引导至目标点。

上述提供的算法和方法的实施方法中，通过将当前位置处的RSSI信息与目标点处的RSSI信息以及先前位置处或者历史位置处的RSSI信息进行比较，来确定针对随后移动的建议方向。其仅仅需要使用当前的RSSI信息、历史RSSI信息和目标点的RSSI信息，而不需要其他任何关于环境的无线电指纹的先验知识，例如室内的整个无线电地图、AP或者BS的地理位置等。而且该方法也对所设置的WiFi设施也没有其他任何要求，因此可以在很短的时间内迅速构建和部署。

在下文中，出于进一步说明的目的，将参考一个具体实现来描述根据本公开的导航方案的实现。

参考图5，其示意性地示出了根据本公开的实施方式的导航系统500的方框图。如图所示该导航系统500包括无线AP组510、导航设备520，中心控制设备530和目标点RSSI测量设备540。其中所述无线AP组510可以包括多个AP或者基站其将发射无线参考信号给导航设备520和目标置点RSSI测量设备。导航设备520可以是诸如智能手机、PAD、游戏机或任何其他适当的移动设备。该导航设备520可以包括RSSI测量部件521，MEMS 522、通信部件523和导航决策部件524。RSSI测量部件521用于根据接收到的参考信号来测量导航设备520接收到参考信号的RSSI。MEMS522，即微机电系统，包括一运动传感器，其具有加速度传感器和陀螺仪的功能，用于确定前一次运动(即从点P_-1至点P_-2的距离和角度)，以便在确定建议移动方向时使用。通信部件523为用于与其他设备进行通信的部件。例如，在导航决策在导航设备执行的情况下，接收目标点的RSSI信息；而在导航决策在中心控制设备530中执行的情况下，向中心控制设备530提供其所拥有的用于导航决策的信息，诸如当前位置RSSI，先前位置的RSSI，并接收来自中心控制设备530的引导方向。此外，还可以通过该通信部件从无线AP组510接收用于测量RSSI的参考信号。导航决策部件524获取RSSI测量部件521测量的当前位置的RSSI，存储的先前位置的RSSI，以及通信部件523从中心控制设备530获取的目标点RSSI，并基于这些信息执行导航决策。具体的导航方法已经在上面参考图2和图3进行了描述，此处不再赘述。需要说明的是，该导航决策部件524在图5以虚线示出，其原因在于该导航决策部件也可能包括在将在后面详细描述的中心控制设备中。

中心控制设备530与无线AP组510一样可以是预先部署或者临时部署的设备，其用于实现集中控制的功能性。该中心控制设备530可以包括通信部件531，其用于从目标置点RSSI接收设备540接收RSSI信息并将该RSSI转发给导航设备520。此外，该通信部件531还可以向目标置点RSSI测量设备540提供参数调节指令，以用于调节与RSSI测量相关的参数。如前所述，导航决策可以在移动设备520处执行，也可以在中心控制设备530处执行。在导航决策在中心控制设备530处执行的情况下，该中心控制设备530还可以包括导航决策部件532。在该情况下，导航设备520将会把其所拥有的当前位置处的RSSI信息、先前位置处的RSSI信息发送给中心控制设备530。这样，中心控制设备530就可以基于从导航设备520接收的当前位置的RSSI、先前位置的RSSI以及通信部件从目标置点RSSI测量设备530获取的目标点RSSI，执行导航决策。导航决策的结果可以通过通信部件531发送给导航设备520。在图5中，该中心控制设备530也是以虚线示出的，这是因为，导航系统在没有该中心控制设备530的情况下也是可以工作的，这时需要目标位置处的RSSI测量设备与导航设备进行直接通信。

目标置点RSSI测量设备540可以包括RSSI测量部件541以及通信部件542。该RSSI测量部件541与导航设备520中的RSSI测量部件521类似，用于根据接收到的参考信号来测量目标位处接收到参考信号的RSSI。通信部件542主要负责与外部通信，例如接收参考信号，接收参数调节指令，送测量的RSSI给中心控制设备530。该设备也是可选地，在没有该设备的情况下，可以将先行者初始测量的结果作为目标点的RSSI，而不会实时进行更新目标点RSSI。

接下来，将参考图6和图7描述在实际应用中实现该导航系统的两个过程的流程图。首先参考图6来描述预备过程，即系统构建过程，该过程可以是预先执行的，或者是在需要进行导航是临时执行的。如图6所示，首先在步骤S601，在需要导航的环境(例如建筑物)内部或者外部部署无线AP或者基站，以及可选的中心控制设备。然后，在步骤S602，在该环境内标记感兴趣的点。接着可以在S503处，手动测量目标点处的RSSI信息。附加地或者备选地，在步骤S504，在目标点处放置RSSI测量设备，该设备将会实时测量RSSI并且自动向例如中心控制设备发送。

图7示出了在完成系统构建后执行导航的执行过程。如图7所示，首先在步骤S701，在用户启动移动设备(即图5中的导航设备)的导航功能后，可以从中心控制设备获取目标点的RSSI，并测量当前位置处的RSSI。接着，在步骤S702，可以通过移动设备利用语音或者显示文本来指示用户朝着任意的随机方向进行移动，并在移动后再次执行RSSI测量，同时指示用户继续移动，例如沿着与第一移动方向成一定角度的方向移动。然后在步骤S703，可以再次获取当前位置处的RSSI，并将先前位置处的RSSI信息存储在例如存储设备中。接着在步骤S704，基于当前位置，先前位置，目标点处的RSSI，确定随后移动的建议移动方向，并指示用户按照此方向移动。在步骤S705，确定沿着建议移动方向移动后是否到达目标点。如果在步骤S705确定未达到目标点，则该过程返回步骤S703，继续执行步骤S703至S705；如果在步骤S705确定已经到达目标点，则进入步骤S706，在该步骤确定是否还存在其他目标点。如果还存在其他目标点，则在步骤S707，将已经到达的该目标点作为新起始点，而将下一目标点作为新目标点，过程返回至步骤S701，重新执行；如果没有其他目标点，则说明到达最终目标点，结束该过程。

此外，在本公开中，还提供了一种用于导航的设备，下面将参考图8对其进行详细描述。

如图8所示，设备800可以包括目标点信息获取单元810、当前位置信息获取单元820以及建议方向确定单元830。该目标点信息获取单元810可以被配置为获取目标点处的接收信号强度信息。该当前位置信息获取单元820可以被配置为获取移动设备的当前位置处的接收信号强度信息。该建议方向确定单元830可以被配置为基于所述目标点处的接收信号强度信息、所述当前位置处的接收信号强度信息以及所述移动设备的先前位置处的接收信号强度信息，确定针对随后移动的建议移动方向。

在根据本公开的一个实施方式中，所述建议方向确定单元830可以被配置为：基于所述目标点处的接收信号强度信息、所述当前位置处的接收信号强度信息以及所述移动设备的先前位置处的接收信号强度信息，确定在第一方向上的建议移动指标和在与第一方向垂直的第二方向上的建议移动指标；以及基于在所述第一方向上的建议移动指标以及在所述第二方向上的建议移动指标，确定针对随后移动的建议移动方向。具体地，所述第一方向上的建议移动指标可以根据接收信号强度在所述第一方向上的变化趋势是否符合预定的改变趋势而确定。其中，接收信号强度在所述第一方向上的变化趋势可以基于所述目标点处的接收信号强度信息、所述当前位置处的接收信号强度信息以及所述移动设备的前一位置处的接收信号强度信息而确定。而且具体地，在所述第二方向上的建议移动指标可以根据接收信号强度在所述第二方向上的变化趋势是否符合预定的改变趋势而确定。其中，所述接收信号强度在所述第二方向上的变化趋势可以基于所述目标点处的接收信号强度信息和所述移动设备的前两个位置处的接收信号强度信息而确定。特别地，所述前两个位置与所述当前位置并未在一条直线上。

在根据本公开的一个实施方案中，所述目标点处的接收信号强度信息、所述当前位置处的接收信号强度信息和所述先前位置处的接收信号强度信息为包括来自预先布置或临时布置的多个接入点或者基站的信号的接收强度的接收信号强度向量。在这种情况下，在所述第一方向上的建议移动指标可以为基于与多个接入点或者基站相关联的各个接收信号强度在所述第一方向上的变化趋势而确定的多个建议移动指标的总和或加权和；以及在所述第二方向上的建议移动指标可以为基于与多个接入点或者基站相关联的各个接收信号强度在所述第二方向上的变化趋势而确定的多个建议移动指标的总和或者加权和。因而，可以将所述针对随后移动的建议移动方向确定为基于所述第一方向上的建议移动指标与在所述第二方向上的建议移动指标利用反正切函数而确定的方向。

在根据本公开的一个实施方式中，所述当前位置信息获取单元820和所述建议方向确定单元830可以在所述移动设备按照所述针对随后移动的建议移动方向移动一段距离后，再次运行，直至前位置处的接收信号强度信息与所述目标点处的接收强度信息匹配。

在根据本公开的一个实施方式中，所述目标点处的接收信号强度信息、所述当前位置处的接收信号强度信息和所述先前位置处的接收信号强度信息其中至少一个可以为基于多次测量而获得的信息。

在根据本公开的一个实施方式中，所述目标点可以包括多个顺序的目标点，其中当到达一个目标点后，可以将该目标点作为新起始点，将下一目标点作为新目标点，再次运行所述设备800。

在根据本公开的一个实施方式中，所述设备800包括在中心控制设备中，且所述中心控制设备被配置为将针对随后移动的所述建议移动方向发送给用户设备。备选地，所述设备也可以包括在所述移动设备中。在这种情况下，所述目标点处的接收信号强度信息来自所述目标点(中心控制设备)或者中心控制设备。

此外可选地，所述目标点信息获取单元被配置为实时获取所述目标点处的接收信号强度信息，以便获得实时更新的接收信号强度信息。

在上面的描述中，主要参考室内导航的实施方式对本公开进行了描述，然而需要说明的是，本公开也有可能应用在具有类似情况的室外场合。此外，在上面的描述中，主要参考从一个起始点到一个目标点的导航对本公开的方法进行了描述，然而本公开并不仅限于此。而是可以包括多个目标点，在移动设备到达其中一个目标点之后可以将该目标点当作新的起始点，将下一目标点作为新目标点重新执行用于导航的办法，从而到达最终的目标点。

在本公开的实施方式中使用RSSI信息可以是一次测量得到的值，也可以是多次测量得到的值，例如是多次测量的平滑版本，或者是平均值、中值或者方差等统计参数。也可以是包括所有测量值的一个向量。关于RSSI的比较可以通过若干方式来实现，诸如通过K-L距离来比较他们的PDF，或者通过余弦相似度来进行比较。指标和可以是通过比较而确定的一个量化值，也可以是非量化的实际值，而且他们也可以根据位置点(P₀与P_-1以及P_-1与P_-2)之间的实际距离来进行加权处理。而且，对于m_x其可以是的总和，也可以是基于相应AP或者BS的置信度的加权和。

此外，在本公开中的上述描述中，用于发送参考信息的参考信号发送设备是由同时能够实现系统通信功能的多个AP或者BS来实现的。然而，事实上，参考信息发送和系统通信功能也可以由两个不同的系统来实现。例如，参考信息发送功能可以由仅具有信号发送能力的设备来实现，而设备的通信依然由AP或者BS来实现。另外，在移动设备和目标点处的设备具有相互通信功能(例如像蓝牙、红外等近距离通信功能)的情况下，在本公开的实施方式中，也可以省略用于实现通信的AP或者BS。

此外，在上文描述的实施方式中，在确定建议的方向时使用了当前位置和前两个位置处的RSSI信息，事实上也可以考虑更长的历史移动记录，从而使得方向保持一致性。例如，可以使用卡尔曼滤波器。

另外，在上文描述的实施方式中，所述目标点是一个或多个固定位置点。实际上，该目标点也可以是一个移动的位置点，例如一个处于移动中的移动设备的位置。这种情况类似于两个手持移动设备的用户在导航设备的引导下进行碰面。

另外还需理解的是，本公开的实施方式可以以软件、硬件或者软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分可以存储在存储器中，由适当的指令执行系统，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域的普通技术人员可以理解上述的方法和设备可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在诸如磁盘、CD或DVD-ROM的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本实施例的设备及其组件可以由诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现，也可以用由各种类型的处理器执行的软件实现，也可以由上述硬件电路和软件的结合例如固件来实现。

虽然已经参考目前考虑到的实施方式描述了本公开，但是应该理解本公开不限于所公开的实施方式。相反，本公开旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。以下权利要求的范围符合最广泛解释，以便包含所有这样的修改及等同结构和功能。

Claims

1.一种用于导航的方法，包括：

获取目标点处的接收信号强度信息；

获取移动设备的当前位置处的接收信号强度信息；以及

基于所述目标点处的接收信号强度信息、所述当前位置处的接收信号强度信息以及所述移动设备的先前位置处的接收信号强度信息，确定针对随后移动的建议移动方向；

其中所述基于所述目标点处的接收信号强度信息、所述当前位置处的接收信号强度信息以及所述移动设备的先前位置处的接收信号强度信息，确定针对随后移动的建议移动方向包括：

基于所述目标点处的接收信号强度信息、所述当前位置处的接收信号强度信息以及所述移动设备的先前位置处的接收信号强度信息，确定在第一方向上的建议移动指标和在与第一方向垂直的第二方向上的建议移动指标；以及

基于在所述第一方向上的建议移动指标以及在所述第二方向上的建议移动指标，确定所述针对随后移动的建议移动方向。

2.根据权利要求1所述的方法，其中在所述第一方向上的建议移动指标是根据接收信号强度在所述第一方向上的变化趋势是否符合预定的改变趋势而确定的，其中所述接收信号强度在所述第一方向上的变化趋势是基于所述目标点处的接收信号强度信息、所述当前位置处的接收信号强度信息以及所述移动设备的前一位置处的接收信号强度信息而确定的。

3.根据权利要求1所述的方法，其中在所述第二方向上的建议移动指标是根据接收信号强度在所述第二方向上的变化趋势是否符合预定的改变趋势而确定的，其中所述接收信号强度在所述第二方向上的变化趋势是基于所述目标点处的接收信号强度信息和所述移动设备的前两个位置处的接收信号强度信息而确定的。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述前两个位置与所述当前位置并未在一条直线上。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述目标点处的接收信号强度信息、所述当前位置处的接收信号强度信息和所述先前位置处的接收信号强度信息为包括来自预先布置或临时布置的多个参考信号发送设备的信号的接收强度的接收信号强度向量。

6.根据权利要求5所述的方法，其中

在所述第一方向上的建议移动指标为基于与多个参考信号发送设备相关联的各个接收信号强度在所述第一方向上的变化趋势而确定的多个建议移动指标的总和或加权和；

在所述第二方向上的建议移动指标为基于与多个参考信号发送设备相关联的各个接收信号强度在所述第二方向上的变化趋势而确定的多个建议移动指标的总和或者加权和；以及

所述针对随后移动的建议移动方向被确定为基于所述第一方向上的建议移动指标与在所述第二方向上的建议移动指标利用反正切函数而确定的方向。

7.根据权利要求1所述的方法，其中在所述移动设备按照所述针对随后移动的建议移动方向移动一段距离后，再次执行所述获取移动设备的当前位置处的接收信号强度信息和确定针对随后移动的建议移动方向的操作，直至当前位置处的接收信号强度信息与所述目标点处的接收强度信息匹配。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述目标点处的接收信号强度信息、所述当前位置处的接收信号强度信息和所述先前位置处的接收信号强度信息其中至少一个为基于多次测量而获得的信息。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述目标点包括多个顺序的目标点，其中当到达一个目标点后，将该目标点作为新起始点，将下一目标点作为新目标点，再次执行所述方法。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法由中心控制设备来执行，且针对随后移动的所述建议移动方向由所述中心控制设备发送给所述移动设备。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法由所述移动设备来执行。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述目标点处的接收信号强度信息来自所述目标点或者中心控制设备。

13.根据权利要求1所述的方法，其中实时获取所述目标点处的接收信号强度信息，以获得实时更新的接收信号强度信息。

14.一种用于导航的设备，包括：

目标点信息获取单元，被配置为获取目标点处的接收信号强度信息；

当前位置信息获取单元，被配置为获取移动设备的当前位置处的接收信号强度信息；以及

建议方向确定单元，被配置为基于所述目标点处的接收信号强度信息、所述当前位置处的接收信号强度信息以及所述移动设备的先前位置处的接收信号强度信息，确定针对随后移动的建议移动方向；其中所述建议方向确定单元被配置为：

基于在所述第一方向上的建议移动指标以及在所述第二方向上的建议移动指标，确定针对随后移动的建议移动方向。

15.根据权利要求14所述的设备，其中所述第一方向上的建议移动指标是根据接收信号强度在所述第一方向上的变化趋势是否符合预定的改变趋势而确定的，其中所述接收信号强度在所述第一方向上的变化趋势是基于所述目标点处的接收信号强度信息、所述当前位置处的接收信号强度信息以及所述移动设备的前一位置处的接收信号强度信息而确定的。

16.根据权利要求15所述的设备，其中在所述第二方向上的建议移动指标是根据接收信号强度在所述第二方向上的变化趋势是否符合预定的改变趋势而确定的，其中所述接收信号强度在所述第二方向上的变化趋势是基于所述目标点处的接收信号强度信息和所述移动设备的前两个位置处的接收信号强度信息而确定的。

17.根据权利要求16所述的设备，其中所述前两个位置与所述当前位置并未在一条直线上。

18.根据权利要求14所述的设备，其中所述目标点处的接收信号强度信息、所述当前位置处的接收信号强度信息和所述先前位置处的接收信号强度信息为包括来自预先布置或临时布置的多个参考信号发送设备的信号的接收强度的接收信号强度向量。

19.根据权利要求18所述的设备，其中

20.根据权利要求14所述的设备，其中在所述移动设备按照所述针对随后移动的建议移动方向移动一段距离后，所述当前位置信息获取单元和所述建议方向确定单元再次运行，直至前位置处的接收信号强度信息与所述目标点处的接收强度信息匹配。

21.根据权利要求14所述的设备，其中所述目标点处的接收信号强度信息、所述当前位置处的接收信号强度信息和所述先前位置处的接收信号强度信息其中至少一个为基于多次测量而获得的信息。

22.根据权利要求14所述的设备，其中所述目标点包括多个顺序的目标点，其中当到达一个目标点后，将该目标点作为新起始点，将下一目标点作为新目标点，再次运行所述设备。

23.根据权利要求14所述的设备，其中所述设备包括在中心控制设备中，且所述中心控制设备被配置为将针对随后移动的所述建议移动方向发送给用户设备。

24.根据权利要求14所述的设备，其中所述设备包括在所述移动设备中。

25.根据权利要求24所述的设备，其中所述目标点处的接收信号强度信息来自所述目标点或者中心控制设备。

26.根据权利要求14所述的设备，其中所述强度信息获取单元被配置为实时获取所述目标点处的接收信号强度信息，以便获得实时更新的接收信号强度信息。

27.一种导航系统，包括根据权利要求14所述的用于导航的设备。