CN107111641A - 用于更新定位数据的数据库的定位估计 - Google Patents

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Abstract

公开了一种使用沿着通过多个位置的路径移动的移动用户设备来更新定位数据的数据库的方法，所述方法包括以下步骤，在所述多个位置中的每一个处，从与所述移动用户设备相关联的多个定位模块接收定位估计数据和测量数据(S404)，根据从所述多个定位模块接收的所述数据来计算所述定位估计(S406)以及存储所述定位估计和所述测量数据(S408)。所述方法接着进一步包括以下步骤：后续处理所述所存储的测量数据以计算相应位置的至少一个修正估计，并处理所述至少一个修正估计以更新定位数据的所述数据库(S4012、S414)。

Description

用于更新定位数据的数据库的定位估计
技术领域
本发明涉及(但不限于)室内导航路径数据调整，以使用混合定位系统和数据后处理来改进WAP和其它电磁信号源的室内映射。
发明背景
在室内可用的典型的混合定位系统中，在移动用户设备(诸如智能电话、膝上型计算机等)上的诸如不同时间的用户位置(例如参考合适的坐标系、或纬度和经度、以及可选的高度的x、y和可选的z坐标，)之类的定位数据通过使用(组合)来自诸如全球导航卫星(GNSS)系统模块、Wi-Fi(或诸如BLE等其他无线定位系统)定位模块以及使用移动用户设备上的各种传感器的步行者航位推算(PDR)模块之类的各种定位模块的定位参考(诸如定位测量)来计算。
在许多情况下，由于混合定位系统(或各个定位模块)中各种类型的误差和系统偏差(例如与系统相关的误差、局部区域特征感应误差、用户生成的误差)，在室内及室内场地周围的用户移动的总体定位输出和路径可能不太准确。
本发明寻求解决现有技术中的缺陷。
发明内容
在本发明的第一方面中，提供了一种使用沿着通过多个位置的路径移动的移动用户设备来更新定位数据的数据库的方法，所述方法包括以下步骤：在所述多个定位中的每一个处：从与所述移动用户设备相关联的多个定位模块接收位置估计数据和测量数据；根据从所述多个定位模块接收的所述数据来计算所述定位估计；以及存储所述定位估计和所述测量数据；后续处理所存储的测量数据以计算相应位置的至少一个修正估计；以及处理所述至少一个修正估计以更新定位数据的数据库。本发明可进一步包括例如将定位估计输出到数据库、到另一设备、到显示屏幕以向用户显示、以及到远程服务器等等。术语“路径”不需要照字面意思解释(例如对应于物理路径)，并且可在适当或必要的情况下被任意地分割和细分(或扩展)。例如，根据本方法，由用户或远程服务器观察到的特定长度的路径可被认为等同于多个单独(连续)路径。
通过此方法，考虑到从多个定位模块接收的测量(和/或其他定位)数据的总和，多个(或序列)定位估计可被后处理以便根据需要修正估计，并作为结果产生对移动用户设备的路径的改进估计。
测量数据指的是被定位模块接收并用于计算定位估计(因此与定位估计不同)的原始或中间数据。因此，在电磁(EM)信号定位模块的情况下，定位估计可例如包括空间中的近似的2D或3D位置，并且测量数据可例如包括信号标识符(诸如SSID)、信号强度测量等。步行者航位推算(PDR)定位系统可类似地报告绝对的2D或3D位置或相对的向量位置，并且其测量数据可包括例如加速度计读数、陀螺仪读数、罗盘测量和诸如步速测量(其可从加速度计读数等中导出)之类的中间数据。其他类型的定位系统在下文中被提及；在这些情况下，测量数据可例如包括视觉或红外图像(设备相机)、声音幅度，延迟和/或波形(超声检测器)等。优选地，测量数据被选择使得如果稍后与附加/确证测量数据组合，则可确定定位估计的更精准版本。
通常，测量数据(以及可选地定位估计和/或其他定位数据也)被本地存储在移动用户设备处。定位数据的数据库可以是本地数据库、远程和/或中央数据库、或远程数据库的缓存版本。例如，测量和/或其他数据的存储可以是有时间限制的，或可在特定时间、数据量之后或在上述后续处理之后被清除。
可在不同的时间并以不同的速率和数据带宽接收测量数据，并且定位估计的计算可在不同的位置处进行(例如，可由远程服务器基于移动用户设备提供的数据来计算WiFi定位数据)。此外，修正估计的计算通常以比接收定位估计数据和/或测量数据的速率更低的速率发生。
本发明的相关方面涉及一种更新定位数据的数据库的方法，所述方法包括以下步骤：移动用户设备使用多个定位模块来测量移动用户设备的位置(所述定位模块中的每一个通常使用从移动用户设备的一个或多个感测模块(诸如天线、加速度计、数字罗盘等)获得的测量来估计设备的位置)，移动用户设备使用由多个定位模块计算出的定位估计来估计移动用户设备的(当前)位置，并存储该移动用户设备的估计定位和来自多个(这可包括所有)所述定位模块(和/或被多个所述定位模块使用)的测量(通常包括从所述定位模块使用的所述感测模块所获得的测量)。所述方法进一步包括后续处理所述所存储的测量以计算移动用户设备的(先前)位置的修正估计，并且处理移动用户设备的(先前)位置的修正估计来更新定位数据的数据库。定位模块通常涉及不同的定位系统。通常，至少一个定位模块处理来自定位数据的数据库的数据以估计移动用户设备的位置。通常，多个定位模块包括以下至少两项：全球导航卫星系统定位模块、使用从地面电磁信号源检测到的信号来估计位置的无线定位系统模块、以及至少考虑到用户设备的移动的测得方向(通常还和测得距离)来估计位置的航位推算定位系统模块。
本发明的第一方面的方法可进一步包括在处理定位数据的数据库之前输出至少一个所述定位估计。因此，可基本上以(近乎)实时的方式提供定位估计，随后在后处理中进行任何适当的修正，以便在适当的时候提供实时数据以及改进数据。
该方法可进一步包括在处理测量数据的步骤之前验证测量数据。验证可包括排除和/或修正不符合特定准则或标准的数据的步骤。
在本发明的前述相关方面中，该方法可相应地进一步包括在处理所述所存储的测量以计算移动用户设备的(先前)位置的修正估计的步骤之前对所述所存储的测量执行验证过程。情况可以是，处理所述所存储的测量以计算移动用户设备的(先前)位置的修正估计的步骤包括使用(或以比不满足一个或多个验证标准的所述所存储的测量更大的权重使用——见下文)满足所述一个或多个验证标准的所述所存储的测量的一部分以计算移动用户设备的(先前)位置的修正估计。该方法可进一步包括确定所述所存储的测量的一部分不满足一个或多个所述验证标准，并且在处理所述所存储的测量以计算移动用户设备的(先前)位置的修正估计的步骤中不使用(或以比满足所述一个或多个验证标准的所述所存储的测量更小的权重使用)所述所存储的测量该部分。
该方法优选地进一步包括将质量测量分配给所存储的测量数据的不同部分，并根据所述质量测量来处理测量数据。
在本发明的前述相关方面中，该方法可相应地进一步包括在处理所述所存储的测量以计算移动用户设备的(先前)位置的修正估计的步骤之前将一个或多个质量测量与所述所存储的测量的多个部分中的每一个相关联，所述质量测量指示所述所存储的测量的所述部分的质量。该方法可包括在处理所述所存储的测量以计算移动用户设备的(先前)位置的修正估计的步骤中考虑所述一个或多个质量测量。
在第一方面，处理所存储的测量数据的步骤可进一步包括选择被分配相对高质量测量的测量数据，并使用所述所选择的测量数据来修正与被分配相对低质量测量的测量数据相关联的定位估计。第一上述质量测量可因其超过了第二上述质量测量，而至少相对地稍高于第二上述质量测量。优选地，较高质量测量超过预定阈值(例如，对应于低于预确定(或动态确定)量的估计误差)，和/或对较低质量测量而言反之亦然(例如，对应于大于特定阈值的位置估计误差)。质量测量可取决于例如提供定位数据的定位模块的类型和数量、其结果的一致程度等等。
在第一方面，处理所存储的测量数据的步骤进一步包括标识路径中的开始位置和结束位置，并修正路径中位于该开始位置和结束位置之间的相应位置的至少一个估计(并可能是全部估计)。可根据与所存储的测量数据的相关部分相关联的质量测量，优选地考虑超过阈值质量测量或低于阈值估计误差等来选择所述开始位置和所述结束位置中的至少一个。优选地，开始位置和结束位置和/或多个定位估计被选择和/或定义，使得开始位置估计是序列中的第一位置，而结束位置是序列中的最后位置。修正的定位估计可包括开始位置和/或结束位置以及(至少一些)中间位置。
在上述相关方面，该方法可包括以下步骤：在第一时间或地点以及第二时间或地点确定移动用户设备的定位估计满足一个或多个质量标准并计算在这些时间或地点之间的移动用户设备的(先前)位置的修正估计。
该方法的第一方面可进一步包括根据至少一个所述定位估计来估计至少一个电磁信号源(诸如无线接入点、无线信标、或移动电话基站)的位置，在这种情况下该方法优选地进一步包括在处理所存储的测量数据以计算至少一个修正估计的步骤之后修正至少一个电磁信号源的所述位置。
在前述相关方面，更新定位数据的数据库可包括改进对电磁信号源的定位估计。
第一方面可进一步包括估计所计算的定位估计中的至少一个的精度，并将精度估计传送给远程服务器。该方法可进一步包括响应于来自所述远程服务器的请求来传送所存储的测量数据的至少一部分。
在上述相关方面，移动用户设备可以确定对移动用户设备的(先前)位置的修正估计的精度估计并将其发送到远程服务器，并且远程服务器在确定是否要请求移动用户设备将所存储的数据传送到远程服务器时考虑所述精度。
第一方面还可进一步包括接收与路径附近的地理区域(和/或移动用户设备)相关的地理数据，并根据地理数据处理所存储的测量数据。
地理数据可特定地包括表示至少一个空间特征的数据，在这种情况下处理所存储的测量数据可包括将至少一个所述定位估计与所述至少一个空间特征的位置进行比较。
地理数据还可定义对应于建筑物的出入点的至少一个特征(这里出入点是指可预期被用户穿过的建筑物的任何入口或出口等)。在这种或其他情况下，多个位置中的至少一些可以在一(或上述)建筑物内部，并且地理数据可定义建筑物外部的至少一个特征。如别处所述，这些特征可有助于对建筑物内的估计路径进行后处理，以便将它们与具有更准确的或特定/已知位置的特征(例如，可更准确地进行定位的建筑物的出入点和建筑物外部的特征)关联。
如果多个位置在建筑物内，则地理数据可定义建筑物外部的至少一个特征和/或建筑物的范围，在这种情况下可执行对定位估计和/或数据库的部分更新。然而，优选地，地理数据(例如以适当的GIS格式)包括建筑物内的空间或其他特征。
该方法可进一步包括将移动用户设备的定位的所述修正估计与地理数据一起处理，以验证移动用户设备的定位的修正估计和/或调整移动用户设备的定位的修正估计。在该方面和任何相关方面中，处理所存储的测量数据和/或处理修正估计可远离于用户手持机(例如在服务器上)被执行，该服务器可以是定位服务器或与其连接的计算机系统。在该方面和任何其他方面中，可在收集所存储的测量数据的会话结束之后(或在其他情况下至少部分地在该会话期间)执行该处理。
地理数据可包括至少一个记录路径(优选地为一个或多个“地面真实路径”、或具有相对高的和/或经认证/验证的精度的记录路径)，在这种情况下，该方法可进一步包括根据所述至少一个记录路径(或“地面真实路径”)处理至少一个所述定位估计。以此方式，该方法可进一步包括将所述至少一个所述定位估计与所述至少一个记录路径中的至少一个所述位置相关联，以确定与所述至少一个定位估计相关联的质量测量；例如，如果用户行进路径中的估计定位与记录路径上的位置紧密匹配，则该估计可被分配相对高的质量测量。附加地或替换地，该方法可进一步包括根据所述至少一个记录路径中的所述至少一个位置来修正至少一个所述定位估计。因此，单个记录路径可被用于提高定位估计的精度，和/或可融合多个记录路径/地面真实路径，例如受制于通过阈值质量测量(其可以是前述的质量测量)。估计可被修正以创建最佳地拟合所有考虑路径(记录路径和最近测得的路径)的修改路径等。
在对各个定位估计和/或部分或全部路径元素评估质量测量的任何情况下，如果质量低于适当的阈值，则可能生成警报信号(例如以触发移除明显不正确的特征或以通知地图所有者/维护者)。
在前述相关方面，该方法可进一步包括移动用户设备(或诸如服务器之类的另一实体)接收和存储与包括(或至少接近)移动用户设备的定位的所述修正估计的地理区域(其可以是室内区域)相关的地理描述性数据(例如映射数据)。
该方法可进一步包括将移动用户设备的定位的所述修正估计与地理描述性数据一起处理，以验证移动用户设备的定位的所述修正估计和/或调整移动用户设备的定位的修正估计(例如，以更好地匹配所述地理描述性数据，例如，以将设备的修正定位锁定于地理描述性(映射)数据已知的过道、走道、走廊、房间以及人行道)。优选地，处理移动用户设备的定位的所述修正估计包括处理路径中的多个连续位置(或相对/大致连续的位置，例如被不超过诸如1、2或3之类的指定数量的点分开，或者被不具有高于特定阈值的估计精度的点分开)，并且优选地仅修正所述连续位置的定位估计。
该方法可进一步包括标识路径中的至少一对匹配位置，将该路径在所述至少一对匹配位置处细分成多个路径部分，以及处理与所述多个路径部分有关的数据。该对位置优选地在具有高于适当阈值的相似度方面匹配、并优选地在地理位置方面相似、优选地位于路径上的相同近似点处(对应于路径被识别为环路回其本身的点)。优选地，通过检测在每个位置附近接收到的测量数据的相似度来标识所述匹配位置。相似度/匹配优选地依据例如由PDR、电磁信号分布(profiles)、相机等报告的特征，或任何适当的组合来确定。即使(并通常)该对位置的定位估计不同，也可作出匹配。该两点(以适当的置信度)相互对应的识别可提供关于该点附近的数据的有用信息。
该方法进一步包括标识路径环路(每个路径环路包括多个所述路径部分)，并处理所述路径环路。例如，在多对匹配定位被标识的情况下，该方法可进一步包括比较在第一对所述匹配定位和第二对所述匹配定位之间延伸的路径部分。在这种情况下，不仅检测路径上的匹配点，而且检测匹配环路(即，在相同地理点处开始和结束的不同路径元素)。又进一步，有关位置环路/对附近的数据的信息可被推导出，并且可通过比较两者来改进这两个路径段的定位估计。
该方法可进一步包括向路径中的每对匹配位置分配质量测量。因此，估计的置信度可被测得。这在用户会话开始并结束于建筑物的相同入口/出口的通常情况下是特别有用的，其通常是可进行可靠的绝对定位测量的最后位置。优选地，所检测到的环路被递归处理，使得关于该环路的较为受信(更高质量估计的)部分的信息可被用于改进较不可信部分的估计，且反之亦然。
优选地，多个定位模块包括以下至少两项：卫星定位系统模块(诸如GNSS)、使用从地面电磁信号源检测到的信号的无线定位系统模块(诸如WiFi定位系统)、步行者航位推算(PDR)定位系统模块等。其他定位模块可包括：例如将被捕获的可见或红外图像与已知或估计的地理特征进行匹配的相机或其他成像设备、用于测距和检测环境特征的超声或其他声波系统、用于获得深度信息的飞行时间相机等等。术语定位模块可构想物理地或以其它方式位于用户设备上的任何模块，该模块能够进行至少一种测量，可根据该测量估计或推断出相对或绝对位置。
后续处理所存储的测量数据可进一步包括处理与通过第二多个位置的第二路径相关的第二多个位置估计(第二路径是例如被第二移动用户设备采取的路径、或在不同时间被相同的/第一移动用户设备采取的路径)，匹配第一和第二路径以估计组合路径，以及根据该组合路径计算相应位置的所述至少一个修正估计。组合路径可涉及例如使用下文描述的各种具体方法来平均第一和第二路径和/或考虑更精确的误差估计等等。优选地，第一和第二多个位置在至少一个方面相似(和/或被检测为相似)，例如基于它们的近似地理位置、具有共同的特定地理特征(诸如前述更容易定位位置的建筑物出入点或其他外部)、或其他测量。
在本发明的另一方面，提供了一种与可沿着通过多个位置的路径移动的移动用户设备一起使用的数据处理系统，所述数据处理系统包括：定位估计模块，所述定位估计模块被配置成使得对所述多个位置中的每一个位置而言，所述定位估计模块：从与所述移动用户设备相关联的多个定位模块接收定位估计数据和测量数据；根据从所述多个定位模块接收的所述数据来计算所述定位估计；以及存储所述定位估计和所述测量数据，以及处理模块，所述处理模块被配置成：处理所述所存储的测量数据以计算相应位置的至少一个修正估计，并处理所述至少一个修正估计以更新定位数据的数据库。
定位估计模块和处理模块中的任何一个或两者可被包括在移动用户设备内，或被提供在其他地方，例如在可操作以与所述移动用户设备进行通信的服务器上。每个设备的功能可类似地被划分于位置和/或处理器和相关联的存储器之间。定位估计模块可例如部分地位于移动用户设备中并包括用于与远程服务器进行通信的装置，由此在移动用户设备处收集并可选地部分处理的数据被传送到远程服务器以进行最终定位计算(例如参考所述远程服务器可访问的相关定位数据)。
在本发明的另一方面，提供了一种存储与数据处理系统一起使用的计算机程序代码的非瞬态计算机可读载体，所述数据处理系统可与可沿着通过多个位置的路径移动的移动用户设备结合操作，所述数据处理系统包括处理器和相关联的存储器，以及所述计算机程序代码，当所述计算机程序代码被存储在所述存储器中并被所述处理器执行时，使得所述数据处理系统执行以下方法：在所述多个位置中的每一个处：从与所述移动用户设备相关联的多个定位模块接收定位估计数据和测量数据；根据从所述多个定位模块接收的所述数据来计算所述定位估计；以及存储所述定位估计和所述测量数据；后续处理所存储的测量数据以计算相应位置的至少一个修正估计；以及处理所述至少一个修正估计以更新定位数据的数据库。计算机程序代码可在包括所述移动用户设备的系统上执行，并且可全部或部分地在所述移动用户设备或其他地方执行，诸如在可操作以与所述移动用户设备进行通信的服务器上。在任一前述方面中，可在操作时确定执行计算机程序代码和/或执行方法的位置，例如根据通信装置的可用性或网络的可用性以及所述移动用户设备(或远程设备或服务器)的负载、存储器容量和/或处理能力。
在本发明的另一方面中，提供了一种使用沿着通过多个位置的路径移动的移动用户设备来更新定位数据的数据库的方法，所述方法包括以下步骤：在所述多个位置中的每一个处：从与所述移动用户设备相关联的多个定位模块接收定位数据；以及根据所述定位数据计算所述定位估计；后续处理与所述路径附近的地理区域有关的所述地理数据，以计算相应位置的至少一个修正估计；以及处理所述至少一个修正估计以更新定位数据的数据库。因此，地理数据(诸如GIS数据)可在必需的后处理步骤(其可以但不必在所述移动用户设备上执行)中被用于验证定位模块输出。
优选地，在数据收集会话期间计算定位估计(和/或接收定位数据)，并且在所述数据收集会话之后执行所述地理数据处理。术语会话仅优选地表示特定事件或活动的定义时间段或持续时间。
本发明的其它方面涉及包括前述移动用户设备和/或远程服务器的系统，和/或用于执行前述方法的任何适当的装备。
本发明的上述方面可包括作出室内导航路径数据调整，以使用混合定位系统和数据后处理来改进WAP和其它电磁信号源的室内映射。
本发明的另一方面包括在移动设备上存储受误差影响的定位路径数据样本的方法，对其进行后处理并对其进行调整以移除对所述路径的一些或全部误差的影响以使其匹配或使其更接近于室内及室内区域周围的真实用户移动路径。该匹配路径样本数据也可与所存储的时间无线信号扫描数据组合以定位或校正诸如WiFi或BLE信号源之类的周围电磁信号源的定位估计。检测到的电磁信号源的改进估计可以稍后被用于提供更好的定位估计。
本发明的另一方面涉及使用定位数据根据从(通常是射频)电磁信号源检测到的(通常是射频)电磁信号来检测移动用户设备(诸如移动电话)的定位估计或移动特征。定位数据在有形计算机可读介质(例如一个或多个存储器)上可被存储为定位数据的数据库。通常定位数据包括电磁信号源的标识符(例如MAC ID)以及电磁信号源(其中至少一些通常是室内的)的位置(估计的或测得的)。定位数据的数据库可包括电磁信号源的信号强度，或可从其导出电磁信号源的信号强度的其它数据。此定位数据使得移动用户设备能够根据从电磁信号源测得的信号强度来确定它们的位置(例如通过三角测量)。一些定位数据的数据库包括来自位于不同位置处的电磁信号源的信号强度以代替所述电磁源的位置，或者除了所述电磁源的位置之外所述电磁信号源还包括来自位于不同位置处的电磁信号源的信号强度。再次，移动用户设备的位置可根据从电磁信号源测得的信号强度来确定(例如通过内插)。
本发明的另一方面涉及定位数据，所述定位数据由移动用户设备获得并被用于更新一个或多个定位数据的数据库，使得移动用户设备(和/或其他此类移动用户设备)后续能够更准确地估计其位置。其他相关信息可在美国专利US 8,634,359、国际专利申请WO2011/077166、WO 2010/052496、WO 2013/041885、WO 2013/054144、WO 2013/041889、WO2013/108043、WO 2013/171465、WO 2014/006423、WO 2014/016602、WO 2014/091249、美国专利申请13/923,864以及美国临时专利申请62/037,236中被找到，其通过援引纳入于此。
本发明还延伸到被编程为执行如前所述的任何方法方面的方法的装备，例如移动用户设备包括定位处理模块和多个定位模块(该多个定位模块每个通常使用来自诸如天线、加速度计、数字罗盘等移动用户设备的一个或多个感测模块的测量来估计该设备的位置)，定位处理模块被编程为使用由多个定位模块计算出的定位估计来估计移动用户设备的(当前)位置并且存储移动用户设备的估计定位以及来自多个(或全部)所述定位模块的测量(和/或被多个(或全部)所述定位模块所使用的测量)(测量通常由所述定位模块使用的所述感测模块获得)，该移动用户设备进一步包括后处理模块，该后处理模块被编程为后续处理所述所存储的测量以计算该移动用户设备的(先前)位置的修正估计。移动用户设备可包括与定位数据更新模块的电子通信或(例如在网络上)与定位数据更新模块进行电子通信，该定位数据更新模块被编程为处理移动用户设备的(先前)定位的修正估计以更新定位数据的数据库。
尽管本发明的各个方面和各实施例在前文已被单独地描述，但是本发明的任何方面和特征可在适当的情况下结合任何其他方面、实施例或特征来使用。例如，在适当的情况下，装备特征可与方法特征互换。在适当情况下，对单个实体的引用一般应被视为适用于多个实体，并反之亦然。除非本文另有说明，否则本文所描述的任何特征都不应被视为与任何其他特征不兼容(除非这种组合清楚地且固有地不兼容)。因此，一般可构想在引言、说明书和附图中公开的每个和各个单独的特征可以任何适当的方式与任何其他特征组合，除非(如上所述)明确地或清楚地不兼容。
附图说明
现在将参考附图示出本发明的示例实施例，附图中：
图1是用户在购物中心大厅内行进的示例的平面图；
图2是根据主实施例的处理单元的示意图；
图3是由图2的处理单元校正的用户在购物中心大厅内行进的示例的平面图；
图4是例示出图2的实施例的变型的操作的流程图；
图5是图4的变型的典型数据集的图示；
图6a至6e例示出了图4的方法的实施例中电磁信号分布的使用；
图7a和7b是用户在购物中心内行进的另一示例的平面图；
图8是根据主实施例的处理系统的示意图；以及
图9a至9c是例示出图8的处理系统的操作的流程图。
示例性实施例的详细描述
图1是用户在购物中心大厅102内行进的示例的平面图。粗实线104显示了用户行进的真实路径。此用户手中携带有智能电话或其他移动用户设备(未示出)，其具有能够以近实时的方式向用户提供他/她定位估计的启用混合定位系统。在这种情况下，用户正在从电话上的本地全球导航卫星系统(GNSS)的系统处获取定位估计，这些定位估计被显示成具有虚线边界120、122、124、126、128、130的圆圈。在这种情况下，用户能够在购物中心入口108处从本地GNSS系统获取可靠的位置参考。然而如图所示，一旦用户已经通过入口108进入购物中心内的大厅102中，则由于丢失来自各个卫星的信号，进一步的GNSS定位是不可用的，而当用户已经通过入口110离开购物中心时，这些可靠位置参考是可用的。在混合定位系统之间也能够向用户提供来自GNSS系统的位置参考；然而由于来自卫星的信号非常弱，该定位不是很可靠的。
在大厅内时，用户能够从移动设备获取来自其他定位系统的位置参考。这些系统中的一个被称为步行者航位推算(PDR)系统，其使用诸如加速度计、陀螺仪、罗盘、磁力计、气压计等的组合的各种本地传感器来导出用户的(移动电话的)位置。PDR系统可例如使用加速计来检测用户走的步数，使用其步幅长度的先前估计来确定每一步的距离，并使用罗盘来确定他们正在移动的方向。然而，PDR系统通常受到各种误差的影响，并也有一些限制。在此示例中，PDR系统的位置输出在图1中显示为虚线106。可以看出，组合所有PDR位置输出的用户路径样本不是很准确的，并在用户的方位(方向)和行进的总距离(路径长度)方面具有误差。
在室内时，用户也能够从测量来自电磁信号源(诸如在本示例中使用BLE或WiFi之类的电磁信号源)的信号的无线定位系统获取位置。来自WiFi系统的用户位置的输出被显示为具有实线边界140、142、144、146、148的圆圈。WiFi系统也取决于以何方式被使用而具有其局限性，并且取决于不同的因素，所导出的定位输出的精度可从几米到数十米变化。附加地，此系统还可能必须依赖通过因特网从远程服务器得到的附加数据来提供定位估计。在此示例中，如图1所示，WiFi定位输出140、142、144、146、148是稀疏的，并且还具有可变级别的定位精度。
在操作期间，来自这些不同定位系统的数据由混合定位系统(处理单元)的处理器进行处理(组合)，以便以近实时的方式计算最可能的定位估计，以提供给用户和需要定位估计的应用。根据混合系统中使用的算法和技术来组合这些数据，为用户提供不同级别的定位精度输出和导航体验的输出定位估计仍然可能有误差并且不太可能匹配真实路径。
现在将描述在上述情况下提供经改进的性能的实施例。在本实施例中，在混合系统组合之前或之后，由一个或多个传感器测得并由移动用户设备上的一些或全部定位模块处理的数据被临时存储在本地移动用户设备上。然后可根据数据的数量、起源系统、精度和可靠性，对数据进行进一步分类和分组。数据还可以(基本上)实时的方式或通过后处理、通过自动或手动过程被验证，并还可在被发送到处理单元之前对其可靠性(其质量指数)估计加标签。
图2是根据主实施例的处理单元200的示意图。如图所示，处理单元200从各种定位模块接收实时定位数据(例如对移动用户设备的位置的估计)。取决于提供数据的定位模块，定位数据可能变化。例如，全球导航卫星系统(GNSS)模块212可通常提供纬度、经度、高度、精度/误差估计、位置计算时间、速度、使用的卫星数量等。WiFi模块214(或其他检测射频电磁信号源的系统)可提供类似于GNSS的位置坐标以及计算信息的误差和时间，并可提供诸如在定位计算中使用的无线接入点(WAP)的数量和任何其他相关的专用数据之类的一些附加信息。PDR系统210可提供来自各种传感器的原始传感器测量以及一些已计算的数据(诸如方位、速度和加速度测量、步长，偏差和误差等)。处理单元200还可从电话或从远程服务器处本地接收诸如GIS数据(即地图、感兴趣的地方等)之类的附加数据216，和从移动设备上的其他无线系统处接收诸如WiFi系统的无线信号扫描数据(即所发现的MAC地址和相对信号强度、SSID等)之类的数据。处理单元200能够执行如图2所示的多个数据处理，包括使用各种数学模型/过程和诸如最小二乘、Kalman和粒子滤波、适用的信号处理算法等算法的实时定位数据处理和后处理。如图2中所示，处理单元提供实时定位数据220和后处理定位数据226作为输出。处理单元还具有重置输入222和其他各种控件和配置通道224以与系统上的其他模块通信并与之交换数据。处理单元200可以是纯软件实现，或者它可以是硬件和软件两者实现的组合。应当理解，图2所示的处理单元的各种特征可在适当和必要的情况下被省略、增加或以独立的形式提供。
在提供(基本上)实时处理的定位数据时，在任何给定的时间，处理单元也可使用所有可用的所存储的数据，并对它们进行后处理以提供经调整的定位数据或路径。这些经调整的定位数据或路径样本可以更接近于用户的真实路径，并比在给定用户的路径行进期间提供的实时定位数据输出更精确。
实时定位数据因设备而异，并且可在不同时间并以不同速率和不同(恒定或可变)数据带宽被传送/接收。此外，数据处理可以是分布式的，在适当和必要的情况下至少部分处理在远程服务器上完成(网络可用性允许)。例如，步行者航位推算系统通常在本地完成，每隔几秒钟并以20Hz(或左右)快速接收并记录测量，并且可由将原始数据传送到远程WiFi定位服务器并接收返回的经计算的位置的模块执行WiFi定位(通常每15秒左右一次)。因此，响应于附加定位数据变得可用，定位估计可随时间或以安排时间间隔逐渐改进。如果通信链路不可用，则该处理可以可选地“退回”到完全本地执行的简化版本，和/或重新安排定位估计，直到远程数据或处理再次变得可用这样的时间。
通常，后处理步骤以比测量步骤的速率低的速率发生(即，估计的采样率低于输入原始数据的采样率)。
图3是由图2的处理单元校正的用户在购物中心大厅内行进的示例的平面图。图5示出了在购物中心区域302中实际遍历的路径304以及使用来自所有可用的定位系统(图1所示)的所存储的数据并且对该数据后处理的经调整的估计路径306的示例。再次示出入口308和出口310。
使用后处理实现了对这些定位数据和/或路径的改进是因为与路径相关的所有数据对于使用适用的数学模型和算法的同时处理的可用性，其中一些更好的数据(诸如经验证的数据)可被用于校正和调整沿路径的其他较弱的定位数据。该精度的改进程度取决于验证定位数据或数据组的可用性以及其与用户路径相关的质量。此外，为了获得更好的结果，最小所存储的数据需要单个或一组经验证的(即高质量的)沿所述路径的位置参考的至少两个实例。理想地，将会在用户路径行进的开始(或接近开始)和结束(或接近结束)处存在经验证的数据点或一组点。经验证的数据点可简单地被计算以估计满足一个或多个精度标准的移动用户设备的位置(例如由GNSS定位模块计算，该GNSS定位模块具有在诸如10m、5m、3m等预定距离之内的精度)。
此外，处理单元还可接收并存储GIS数据，诸如室内地图信息及其原始数据和其属性和感兴趣的地方。这些GIS数据可被使用并且可与作出的测量相关联，并进一步被处理以验证或改进经调整的路径。
附加地，处理单元能够接收并存储附加数据以及定位数据，如图2中所示和如前所述的。(例如)在WiFi定位模块的情况下，这些附加数据可以是来自设备的可用无线定位模块的扫描数据，诸如与扫描时间一起的检测到的电磁信号源的MAC地址、接收的信号强度以及其他信息。处理单元可将此附加信息与用户的后处理的经调整的路径相关联，并计算周围无线信号源的位置。替换地，此相关联的信息可被提供给设备上的外部模块或被发送到服务器，以用于映射或调整/校正这些无线信号源的位置。
因此，本实施例在移动设备上提供处理单元，该处理单元可接收并存储来自该移动设备上可用的各种定位模块的实时定位数据。这些数据可根据某些标准进一步被分类和分组，并然后进行后处理以调整其经计算的位置。在被输入处理单元之前，来自各种定位模块的实时定位数据也可被验证并获取分配的质量。处理单元还可接收并存储诸如室内地图信息之类的原始GIS数据。这些原始地图数据可被使用且可被关联并进一步被处理以验证或改进经调整的路径。处理单元还可接收并存储来自移动设备上的无线系统的扫描数据。处理单元可将此扫描数据与用户的后处理的经调整的路径相关联，并计算相关周围无线信号源的位置。替换地，此相关联的信息可被提供给设备上的外部模块或被发送到服务器，以用于映射或调整/校正这些无线信号源的位置。
图4是例示出图2的实施例的变型的操作的流程图。此流程图以抽象和简化的形式呈现了实现与图2所例示的实施例类似的结果的系统的操作。在步骤S402中，将迭代计数器设置为1。在步骤S404中，从多个定位模块(其可包括GNSS、PDR、WiFi等)接收定位数据PDi。数据可以是任何适当的形式，包括绝对定位数据(诸如纬度、经度、高度、层数、建筑物标识等)，以及相对定位数据(诸如行进距离、转动角度等等)，或可被用于导出位置的任何其他定位信息。在步骤S406中，处理定位数据以计算定位估计PEi。在S406(或S408)之后的可选步骤(未示出)中，定位估计PEi可作为实时定位估计基本上立即被输出。然后将定位数据PDi或其适当的选择、抽象或聚合存储在定位数据的数据库中。术语数据库将被松散地解释为能够保存定位数据组并不需要由数据库表的正式安排组成等的任何存储介质。
在步骤S410中，确定是否应执行另一次迭代。S410中的测试可以是任何适当的类型，例如确定是否已经发生了预定数量的迭代(例如，测试i是否大于预定次数的迭代)，或者定位估计和/或定位数据的质量是否高于某一阈值，例如如以上所解释的对应于小于预定量的估计误差。例如在附加步骤或各步骤中，确定定位数据和/或定位估计的质量指数(或其他测量)，并且可将此质量指数与阈值进行比较。
如果需要另一次迭代，则该过程跳回到步骤S404。否则，在步骤S412中，处理包括定位数据的集合PD1、PD2、…PDn的数据库，以便确定哪个(如果有的话)定位估计值需要被修正。在步骤S414中，对定位估计PE1、PE2、…PEn中的至少一个进行必要的修正(尽管可能会出现不需要修正的情况)。然后该过程结束，并且包括任何适当的修正估计的定位估计集PE1、PE2、…PEn可然后例如被远程服务器利用或与之共享。作为附加步骤，可利用定位估计来创建、更新或校正其他实体的定位估计，包括诸如无线接入点(WAP)、无线信标、移动电话发射机等特定电磁信号源。当然，其他应用也是可能的。
图5是图4的变型的典型数据集的图示。再次，为了易于解说，将呈现图2的实施例的简化和抽象版本。应当理解，本文所描述的方法可适当地被扩展，并且除非另有说明，方法的单独元素可以以独立的形式被提供。
在图5a中示意性地例示出了数据集，其中以向下的方向示出一系列数据迭代1到9，而数据元素E和V对应于每一行。V元素对应于经验证的定位估计，其是具有高于特定阈值的质量测量的估计和/或由外部实体(诸如可以是定位服务器或类似物的远程服务器)确认的估计(并且可基于用户设备本身提供的数据来提供结果)。第一数据元素(下文称为V1等)可例如是在室内空间边缘记录的位置。位置V1和后续位置元素在附图5b中以图形方式绘制，并且生成的路径用实线被例示出。
后续数据元素E2-E4表示定位估计(与经验证的定位相对)。如上所述，经验证的定位和估计定位之间的区别通常是程度之分，尽管可更正式地被区别。数据元素V5(即，第五行/元素处的V元素)是一系列较低质量估计中的单个高质量定位估计。例如当用户离开室内位置时，经验证的定位将再次可用(在图5b中的V8、V9处示出)。附加估计E8、E9也可以是可用的，例如使用(例如来自PDR的)相对定位从前述估计E7、E6等导出。经验证的和估计定位E8、V8和E9、V9的比较可例如被用于帮助校正先前元素中的误差。使用虚线(部分地)显示可能的校正路径的终点。上述计算优选地在移动设备处执行，但是可适当地被委托给远程服务器或其他实体(通过适当地将数据传送到服务器或实体)。
图6a至6d例示出了图4的方法的更详细实施例中电磁信号分布的使用。
在此实施例中，空间特征处理系统检测GPS质量测量的突然变化以标记入口(或出口)以及朝向的任何主要变化。
如上所述，远离入口和出口之外，通常沿着两个节点之间的特定路径的不同的移动设备(或回程相同路径的同一设备)所接收到的定位数据是不相同的，例如在两个或多个收集PDR(步行者航位推算)定位数据的移动设备彼此取向不同(如果它们在口袋里、在手中、在呼叫位置处等)的情况下。在这些情况下，罗盘报告的方向(以及因此沿着路径或在节点处的估计定位)在每种情况下看起来都很不一样。由于所收集的定位数据中的这些差异，与相同空间特征(诸如节点或路径)相关的定位数据可能不被正确地关联(即，在第一实例中相关性算法可能不能正确地确定定位数据与相同的空间特征有关)。
作为该问题的更具体的解决方案，相关于在相关性阶段(即，标识匹配空间特征的阶段)期间考虑到的每个候选空间特征生成(例如，与沿着所讨论的路径的移动设备接收的蓝牙(RTM)和/或WiFi信号有关的)电磁信号分布。因此，即使当定位数据不足够相似于相关性算法以标识其与相同的空间特征相关时，电磁信号分布也将提供次级指示符，该算法可使用该次级指示符以确定定位数据确实与相同的空间特征相关。这也可防止标识伪节点和路径。通常，电磁信号分布不能脱离定位数据而被用于标识空间特征。
诸如在其内容通过引用并入的WO 2014/016602中公开的系统可被用于在建筑物内提供适当的定位估计。
作为进一步的示例，图6a示出了内部空间600和参与数据收集的用户通过该空间的(实际)路径602的简化版本，以及简化路径从入口点604到出口点610所经过的(实际)节点604、606、608、610。进一步的定位数据可由移动通过相同区域(尽管不一定沿着完全相同的路径)的附加用户提交。
当接收到的数据被处理时，所报告的点(节点)604、606、608、610中的每一个与电磁信号分布相关联，并且可能包括诸如磁场测量之类的其它分布。如果来自不同用户的所有提交属于相同节点，则这些分布将被用于把所述提交匹配到相同组。电磁信号分布的一个示例可被表示为指纹阵列，诸如：
{(BSSID,μRSSi,σRSSi),….}
其中BSSID是信号源的标识符，μRSSi是与该节点匹配的所有提交的RSSi(接收信号强度)值的中值，而σRSSi是与该节点匹配的所有提交的RSSi值的标准偏差。
另一方面，在两个节点之间记录的所有定位数据被用于创建由行进距离定义的路径线(线602的各个部分)，并且协方差矩阵指示是否必须作出任何转换以拟合节点之间的路径线。类似于节点，每条路径线也将保存无线电分布和其他分布。下文解释了路径线无线电分布的一个示例：
{(BSSID,(X,Y),μRSSi,σRSSi,RSS0,N),….}
其中x/y是路径线上中心传播点的坐标，通常该点具有最强的RSSi；而μRSSi和σRSSi是中心传播点信号强度的统计值。在组合多个提交或在一个提交中存在一系列强信号的情况下，这是必需的。RSS0和N是特定路径丢失模型的传播参数(其描述信号源和路径之间的传播)。可为路径上的中心传播点的任一侧指定不同的传播参数(例如，可针对路径在第一和第二节点之间的路径延伸之处指定第一传播参数，并针对中心传播点和第二节点之间的路径延伸之处指定第二传播参数)。
分布通常具有在相关路径线上的运动的整个过程中可见的所有信号源的多个条目，并且如果在相同路径的两个隔离区域中看到相同的WAP，则可能具有重复项。例如在此信号源在路径的第一部分上的第一参数集和在路径的第二部分上的第二参数集中是可见的，并且在路径的第三部分上对移动设备是不可见的情况下，路径的信号分布可具有针对特定信号源的重复条目。电磁信号分布可采取任何其他合适的形式。
作为一种可选的基于人群的解决方案，每个空间特征通常会有许多提交，这些提交将同意或不同意包括位置在内的某些参数。因此，每个特征与描述所有参数的不同提交之间的方差的质量测量或协方差矩阵(参见stattrek.com网站上的例如matrix-algebra/covariance-matrix.aspx页面)相关联。此类参数的一个示例如下所示：
节点(转折点)：{有效提交数量、平均位置误差、平均罗盘误差、距入口的距离、精度}
该矩阵是为共享类似无线电分布(诸如80％匹配的WAP和信号强度)的每组提交而创建的。然后该矩阵被用于主要基于距离，但可选地基于阈值的任何组合来将此类提交聚类到多个假设中。概率将然后被分配给每个假设。最后，总体数据可在图6b中被绘制，显示围绕有利假设的多个假设(非实心圆圈)或关于单个路径元素(以虚线示出)的实际值(实心圆圈)。
多个假设可被保留在数据库中，以在进一步的提交提高了它们中任何一个的概率的情况下确保更平滑切换。可选择和测试一系列候选以确定它们是否超过特定概率阈值，以尝试将诸如路径线和节点之类的多个特征的组合拟合在一起。可对照相邻路径线验证所选择的节点，反之亦然。
通常，相关性阶段在服务器上执行，但可替换地由移动设备或移动设备和服务器中间的设备执行。正在使用的电磁信号源的类型通常是地面射频电磁信号源，诸如(但不限于)蓝牙(RTM)信标、Wi-Fi接入点和5G(或其他)短距离移动塔和/或收发器。
不完整的轨迹提出了另一个挑战。在一个实施例中，需要两个认证点来后处理整个轨迹并应用校正。然而，在这种情况下，通过来自同一用户或多个用户的不同提交中检测出相似度来完成该轨迹。
图6c是两个轨迹620、622的示例，每个轨迹仅具有一个经验证的点624、626。如下所述，可使用其相似度方面将两个轨迹进行组合。
主要的相似度测量基于类似于上文所使用的电磁信号强度。然而，作为测量在一个相交点上的相似度(其可能是不可靠的)的替代，需要至少两个具有匹配信号测量的点(例如诸如无线接入点)和运动测量(例如诸如加速度计读数)，虽然在一变型中此要求可被放宽。信号强度相似度计算的一个示例如下：
其中Nt是两个集合中WAP的总数；Nf是两个集合中被发现重复的WAP的数量；∝是用于加权距离上重复的参数；并且D是两个集合之间的信号强度的欧氏距离，计算公式为：
现在将关于评估环路路径来描述该过程的进一步改进。
后处理的一个具有挑战性的案例是单个出入口案例。在这种情形下，用户从相同的地点进入和离开导致两个参考点之间的距离非常短，所以后处理校正向量受限于此部分知识。事实上，对公共场所的访客而言这是最常见的情形。人们倾向于停放他们的汽车，走向入口，进行购物并离开走向他们的汽车，然而很少人会通过其他出口返回。为了解决这个问题，如果处理算法识别出所提交的数据由单个入口参考位置调节，则回溯跟踪全程轨迹。在回溯跟踪轨迹数据的同时，该算法尝试标识节点和路径线中的相似度，并从而将轨迹分成环路。这些环路然后以从室内深处向入口处的顺序被评估和校正。
此类环路的一个示例在图6d中示出。路径630具有以相对小程度偏离实际起点和终点的被估计的起点632和终点634，以及允许闭合环路并调整路径的路径相似度的第一检测到的区域(基于诸如上述的那些措施)640、642，路径相似度的第二区域644、646，以及路径相似度的第三区域648、650。
例如，访客可能会逛进商店，在该过程中混淆了移动传感器，但一旦退回到主大厅，就可通过路径回溯的无线电分布相似度来识别环路。然后生成第一校正向量(移动、旋转和缩放)并将其应用于该环路内的数据。相同的过程会一直执行到每个被识别的环路的入口为止，这更可能包含其之前的所有环路。
这种方法的一个贡献是，被分开的环路可单独地或以从内到外的顺序被重新融合或擦除。这意味着如果(例如在商店深处的)一个环路需要超出阈值的缩放，则该方法能够忽略来自此环路的数据，并且按顺序闭合第二环路的轨迹(例如仅到达该商店旁边的大厅的轨迹)。
现在将关于众包(crowd-sourcing)参考点来描述该过程方法的进一步改进。
在先前的实施例中，通常仅将GPS参考用作受信位置以触发后处理。在替换实施例中，使用同时定位和映射(SLAM)的方法来逐渐地在内部构建受信位置参考。这是解决室内深处或复杂布局问题的各种概念(包括上述的那些概念)的组合。空间特征的众包可被用于识别转折点，但随着移动传感器精度渐弱，室内深处的接点和参考点变得难以正确地或合理精确地映射。另一方面，靠近入口的节点将受益于附近的精确参考定位。因此，此类节点被很少次访问之后就将实现相当精确的映射。
本方法一般将节点或任何位置引用标记为受信的，如果它们满足适当的质量标准。这样的标准可以是例如：最小提交数量、最大误差、后处理容差或最小精度，但是通常任何常见标准都包括例如“距受信区的距离”(诸如入口)的条件。这允许第一访问在建筑物之内但距入口不远处生成受信参考位置。这些参考位置可被认为是第一区(区1)。区1位置然后被用于后处理和校正来自其他访客的提交以生成更深处的其他受信参考位置，其可被认为是第二区(区2)，等等。
图6e是如上文所描述的将建筑物划分成若干区的示例。两个“区1”的区域660、662与建筑物的入口交界。毗邻于区1各区域的是两个“区2”的区域664、666，而且建筑物内更深处还有一个“区3”的区域668。
在WO 2013/108043中描述了将区域划分为各区的类似方法，该申请的内容通过引用结合于此。此过程基于估计WAP的定位等等，但是当前过程也可通过考虑相关空间特征(诸如转角和楼梯等)以及环境特征(或其假设)来提供更好的结果，其可由除专用于向/从电磁源(诸如WAP等)的检测/传送的那些传感器之外的传感器确定。
图7a和7b是用户在购物中心内行进的另一示例的平面图。
在图7a中，示出了地面“真实”路径700，对应于正在访问购物中心内的商店的用户行进的实际路径。
在图7b中，示出了估计路径(或轨迹)702以及各节点中的节点710、712、720、722、730、732，其被布置为具有特定相似度(并具体地指地理邻近度——其表示图7a所示的真实路线700中的大致相同的点)的几对点：710、712和720、722和730、722。
在图7a和7b所示的示例中，在用户访问从相同区域进出的商店时，可以看出在该情况下两个节点之间的“环路”是如何形成的。两个节点710、712(对应于位置“A”)之间的相似度标识出了用户在他行进期间通过从节点710走到商店/路径的终点并返回到节点710(“A”)而作出的一个环路。当用户在从对应节点720返回的路上到达节点722，节点720、722两者都对应于位置“B”时下一环路可被标识，并且此环路可被描述为B→A→B。最后一个环路是C→B→C，其中位置“C”对应于购物中心的入口\出口处的节点730、732。
由于GPS在区域“C”中提供了良好(精确的)定位参考，所以评估其他两个环路的拟合程度是有好处的，并在缩放它们可能会生成超出阈值水平的噪声的情况下可选择性地从轨迹中移除它们的数据。在这种情况下，尽管来自位置C→B的数据在理论上足够良好，但是后处理过程的当前版本将忽略整个轨迹。考虑到另一种方式，环路处理可允许从原始数据解读中获得更多信息，即使该数据最终将被丢弃。
图8是根据主实施例的处理系统的示意图。
该系统包括用户手持机800，其从诸如WAP和移动电话基站之类的电磁(EM)源接收信号，并且经由适当的装置(移动电话信号、WiFi等)向定位服务器808传送观察(诸如GPS定位数据和步行者航位推算(PDR)数据)。(虽然在物理上位于手持机800内但被示意性地示为不同的单元的)会话过滤器802从定位服务器808接收GPS定位数据(来自位于手持机800内的GPS定位设备)、PDR数据和Wi-Fi标识(和其他)数据，并且输出会话数据804以供后处理单元806进行进一步的本地处理。会话数据804然后经由作为网关的定位服务器808的缓冲数据提交被传送给更广的定位系统。
在服务器端，各种数据库被维护，包括会话数据存储810、空间特征数据库812、SLAM特征点(FP)数据库814、无线接入点(WAP)数据存储库816、以及用于由定位服务器808从用户设备800接收的信号数据的原始条目818的存储。WAP处理算法820处理原始条目818以在WAP数据库816中创建条目。SLAM算法并行地处理FP数据库814中的会话数据810和相关的空间特征812和特征点(FP)。
这种整体架构将SLAM(同时定位和映射)算法集成在定位和映射系统内，例如与(上文提及的)WO 2013/108043和WO 2014/016602中描述的那些类型类似或相同的类型。这些算法可在客户端(用户/移动设备)上或在服务器上运行，但是在服务器上运行它们更有好处，因为它们通常组合来自多个设备的数据。然而，优选的是在电话上提供一些后处理能力，因为这可提供对该会话的定位数据的持续考虑并与PDR(步行者航位推算)紧密集成。图8所示的示例是将移动设备中提供的功能与基于服务器的SLAM算法组合的方法的当前优选实现。为了简明，图8省略了GIS数据库或各种定位方法的细节(对其的进一步参考可针对上文提及的应用等作出)。
图9a至9c是例示出图8的处理系统的操作的流程图。
此过程开始于经由上文提及的定位服务器或以其他方式收到来自用户手持机的新会话数据的步骤S900。该过程通过上文提及的WAP处理算法和SLAM算法的任何适当组合或其他方式执行，并可在一个或多个服务器或用户手持机或其任何适当组合上执行。
如上文提及的，数据被分解为节点和线/路径(S902)，并被测试(S904)以确定数据中是否存在“未解决的部分”。如果否，则处理跳到点A(步骤S926)。否则，遵循步骤S906到S924，搜索FP数据库以获得可能的匹配(S906)、处理匹配(S908-S920)，以及如果可能的话，选择具有最低变更的候选匹配。(如果不存在候选，则在过程在步骤S940跳转(S922)到点B。)
如果没发现“未解决的部分”(S904)，或者存在未解决的部分且选择了候选(S924)，则入口条件被测试(S926)，于是如果环路存在则被处理(S928-S936)，使它们适当经受预处理或删除(S934，S936)。
执行后处理(S938)，然后该处理针对特征点数据库中的所有特征点(FP)进行迭代(S940-S958)。找到匹配项(S942)，并适当地在FP数据库中添加(S944)或更新(S946)记录。还参考FP数据库中的相关记录来更新会话数据库(S948)。然后处理链接的空间特征(S950-S956)，并且适当地创建假设(S954)和更新空间特征记录(S956)。
在处理结束时，更新当前会话影响的所有特征的所有顶点(S960)，并且处理结束(S962)。
此方法的适当变体当然是可能的。例如，可扩展、替换或删除部分过程。
通常，SLAM是生成可被用于本实施例的地理信息系统(GIS)数据的一种方式。上文已经描述了几种获得该数据的方法(例如通过众包)并递归地使用该方法来提高定位质量。如果诸如建筑物的内部拓扑结构或完整布局之类的空间特征的任何“地面真实”参考是可用的，则这样的数据可加速后处理，因为它可对照真实参考验证节点。因此，可构想便于与GIS数据集成的附加特征。
在一个示例中，提交的/众包的节点/路径线可与当前构想的(或其他)空间特征数据库中可用的“地面真实”节点和路径线匹配。例如，可基于空间特征的知识来验证定位模块的输出以防止穿过墙壁等。这可在用户手持机上以在线和离线两种方式本地地进行，例如通过在会话期间和/或在会话之后处理会话数据来完成。
在另一示例中，当执行后处理时，最终路线可与“地面真实”路线的一种或多种可能性相关联，并且可计算表示最终路线与每个“地面真实”路线相关联的程度的质量测量。
此外，在执行后处理时，可将具有大于阈值的质量测量的来自多个地面真实可能性的定位数据与所提交的会话数据组合，然后路线可被修改以最佳地拟合所有可能性。
当众包地图空间特征(或以其他方式从移动手持机等获取)时，可完成部分更新(例如在只有几个轮廓可从GIS数据库获得，而内部路径线不可获得的情况下)。
如果用户遵循在GIS数据库(或类似的数据库)中不可获得的路线模式，则可报告过时的布局。然后，多个报告可触发移除某些特征或整个地图，或者可替换地通知地图所有者/资源维护者。
可以从上文中理解，可通过将多个定位和/或感测系统(诸如GPS跟踪、Wi-Fi信号感测和定位)与步行者航位(PDR)系统(诸如陀螺仪、磁罗盘、加速度计等)组合来获得改进结果。此外，相机(诸如安装在移动电话中的那些相机)可被用于提供取向和/或定位感测(例如通过各种形式的视觉模式匹配)。还应当理解，在适当的时候蓝牙信标和Wi-Fi定位等可被适当地取代和改写为使用5G(或其它)短距离移动塔/收发器的类似方法等等。
虽然已在上文参考具体实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将显而易见的是，修改处于本发明的精神和范围之内。

Claims (31)

1.一种使用沿着通过多个位置的路径移动的移动用户设备来更新定位数据的数据库的方法，所述方法包括以下步骤：
在所述多个位置中的每一个处：
从与所述移动用户设备相关联的多个定位模块接收定位估计数据和测量数据；
根据从所述多个定位模块接收的所述数据来计算所述定位估计；以及
存储所述定位估计和所述测量数据；
后续处理所述所存储的测量数据以计算相应定位的至少一个修正估计；以及
处理所述至少一个修正估计以更新定位数据的所述数据库。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括输出所述定位估计。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括在处理定位数据的所述数据库之前输出至少一个所述定位估计。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括在处理所述测量数据的步骤之前验证所述测量数据。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括将质量测量分配给所述所存储的测量数据的不同部分，并根据所述质量测量来处理所述测量数据。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，处理所述所存储的测量数据的步骤进一步包括选择被分配相对高质量测量的测量数据，并使用所述所选择的测量数据来修正与被分配相对低质量测量的测量数据相关联的定位估计。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，处理所述所存储的测量数据的步骤进一步包括标识所述路径中的开始位置和结束位置，并修正位于所述路径的所述开始位置和结束位置之间的相应定位的至少一个估计。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，根据与所述所存储的测量数据的相关部分相关联的所述质量测量来选择所述开始位置和所述结束位置中的至少一个。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括根据至少一个所述定位估计来估计至少一个电磁信号源的所述位置。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，进一步包括在处理所述所存储的测量数据的步骤之后修正至少一个电磁信号源的所述位置，以计算至少一个修正估计。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括估计所计算的定位估计中的至少一个的精度，并将所述精度估计传送给远程服务器。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，进一步包括响应于来自所述远程服务器的请求来传送所述所存储的测量数据的至少一部分。
13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括接收与所述路径附近的地理区域相关的地理数据，并根据所述地理数据处理所述所存储的测量数据。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述地理数据包括表示至少一个空间特征的数据，并且处理所述所存储的测量数据包括将至少一个所述定位估计与所述至少一个空间特征的所述位置进行比较。
15.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述地理数据定义对应于建筑物的出入点的至少一个特征。
16.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述多个位置中的至少一些位于建筑物内，并且所述地理数据定义所述建筑物外部的至少一个特征。
17.如权利要求13所述的方法，其特征在于，进一步包括将所述移动用户设备的所述定位的所述修正估计与所述地理数据一起处理，以验证或调整所述移动用户设备的所述定位的所述修正估计。
18.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述地理数据包括至少一个记录路径，并且所述方法进一步包括根据所述至少一个记录路径处理至少一个所述定位估计。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，进一步包括将所述至少一个所述定位估计与所述至少一个记录路径中的至少一个所述位置相关联，以确定与所述至少一个定位估计相关联的质量测量。
20.如权利要求18所述的方法，其特征在于，进一步包括根据在所述至少一个记录路径中的所述至少一个位置来修正至少一个所述定位估计。
21.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括标识所述路径中的至少一对匹配位置，将所述路径在所述至少一对匹配位置处细分成多个路径部分，以及处理与所述多个路径部分有关的数据。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，通过检测在每个位置附近接收到的所述测量数据的相似度来标识所述匹配位置。
23.如权利要求21所述的方法，其特征在于，进一步包括标识路径环路，每个路径环路包括多个所述路径部分，并处理所述路径环路。
24.如权利要求21所述的方法，其特征在于，多对匹配位置被标识，而所述方法进一步包括比较在第一对所述匹配位置和第二对所述匹配位置之间延伸的路径部分。
25.如权利要求21所述的方法，其特征在于，进一步包括向所述路径中的每对匹配位置分配质量测量。
26.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个定位模块包括以下至少两项：卫星定位系统模块、使用从地面电磁信号源检测到的信号的无线定位系统模块、以及航位推算定位系统模块。
27.如权利要求1所述的方法，其特征在于，后续处理所述所存储的测量数据进一步包括处理与通过第二多个位置的第二路径相关的第二多个定位估计，匹配所述第一和第二路径以估计组合路径，以及根据所述组合路径计算相应定位的所述至少一个修正估计。
28.一种与可沿着通过多个位置的路径移动的移动用户设备一起使用的数据处理系统，所述数据处理系统包括：
定位估计模块，所述定位估计模块被配置成使得对所述多个位置中的每一个位置而言，所述定位估计模块：
从与所述移动用户设备相关联的多个定位模块接收定位估计数据和测量数据；
根据从所述多个定位模块接收的所述数据来计算所述定位估计；以及
存储所述定位估计和所述测量数据，以及
处理模块，所述处理模块被配置成：处理所述所存储的测量数据以计算相应定位的至少一个修正估计，并处理所述至少一个修正估计以更新定位数据的所述数据库。
29.一种存储与数据处理系统一起使用的计算机程序代码的非瞬态计算机可读载体，所述数据处理系统可与可沿着通过多个位置的路径移动的移动用户设备结合操作，所述数据处理系统包括处理器和相关联的存储器，以及所述计算机程序代码，当所述计算机程序代码被存储在所述存储器中并被所述处理器执行时，使得所述数据处理系统执行以下方法：
在所述多个位置中的每一个处：
从与所述移动用户设备相关联的多个定位模块接收定位估计数据和测量数据；
根据从所述多个定位模块接收的所述数据来计算所述定位估计；以及
存储所述定位估计和所述测量数据；
后续处理所述所存储的测量数据以计算相应定位的至少一个修正估计；以及
处理所述至少一个修正估计以更新定位数据的所述数据库。
30.一种使用沿着通过多个位置的路径移动的移动用户设备来更新定位数据的数据库的方法，所述方法包括以下步骤：
在所述多个位置中的每一个处：
从与所述移动用户设备相关联的多个定位模块接收定位数据；以及
根据所述定位数据计算所述定位估计；
后续处理与所述路径附近的地理区域有关的地理数据，以计算相应定位的至少一个修正估计；以及
处理所述至少一个修正估计以更新定位数据的所述数据库。
31.如权利要求30所述的方法，其特征在于，所述定位估计在数据收集会话期间被计算，并且所述地理数据的所述处理在所述数据收集会话之后被执行。
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