CN107431995B - 实现对移动装置的估计位置的验证 - Google Patents

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Abstract

一种设备获得移动装置对由多个发送器发送的无线电信号的测量结果，测量结果包括测量地点处的无线电信号的特征。该设备基于所获得的测量结果并基于辅助数据来估计移动装置的位置，辅助数据包括关于各个地点处的各个发送器的无线电信号的预期特征的信息。该设备将所获得的测量结果中的无线电信号的特征分布与无线电信号的特征的参考分布进行匹配。可替代地或另外地，该设备确定在测量结果和辅助数据中可获得针对其的特征的匹配发送器，并且将确定的匹配发送器的预期分布与预定参考分布进行匹配。任何匹配的结果被提供为所估计的位置的有效性的指示。

Description

实现对移动装置的估计位置的验证
技术领域
本发明涉及定位领域，更具体地，涉及实现对移动装置的估计位置的验证。
背景技术
主要用于户外的基于卫星信号的定位技术通常不适于在用于室内定位时带来满意的性能，因为全球导航卫星系统(GNSS)(如全球定位系统(GPS))的卫星信号不能足够强地穿透墙壁和屋顶以用于室内充足的信号接收。因此，这些定位技术不能在室内带来能够在户外和室内实现无缝、等同和准确的导航体验的性能。
因此，过去几年来，已经开发并商业部署了几种用于室内定位的专用解决方案。示例包括作为基于地面的类GPS的短距离信标的基于伪卫星的解决方案、超声定位解决方案、基于蓝牙低能量(BTLE)的定位解决方案和基于无线局域网(WLAN)的定位解决方案。
基于WLAN的定位解决方案例如可以分为两个阶段：训练阶段和定位阶段。
在训练阶段，收集学习数据。可以以基于移动装置的测量的指纹的形式收集数据。指纹可以包含地点估计和取自无线电接口的测量。地点估计可以是例如基于GNSS、基于传感器或手动输入的。取自无线电接口的测量可以包括例如测量的无线电信号强度和发送发射电信号的WLAN接入点的标识。训练可以是持续的后台处理，其中大量消费者的移动装置持续向服务器报告所测量的数据。如果消费者的装置配备了所需的功能，则消费者可能会同意参与此类数据收集。这种方法也被称为众包(crowd-sourcing)。可替代地或另外地，移动装置可用于以系统化的方式收集指纹。收集的指纹数据可以上传到服务器或云中的数据库，其中可以运行算法以生成用于定位目的WLAN接入点和/或无线电地图的无线电模型。
在定位阶段，移动装置可以基于取自无线电接口的自身测量以及基于可从训练阶段获得的数据或数据的子集来估计其当前位置。已经在训练阶段生成的模型数据或无线电地图数据可以被传送到移动装置作为在位置确定中使用的辅助数据。可替代地，可以将模型数据和/或无线电地图数据存储在定位服务器中，移动装置可以连接到该定位服务器以获得位置信息。除了移动装置的当前地点之外，可以在定位阶段使用可用数据来估计其他位置相关信息，比如移动装置的速度和前进方向。
类似的方法可以用于基于其他类型的地面发送器或不同类型的地面发送器的组合的定位。
发明内容
针对本发明的第一方面，方法的示例实施例包括由至少一个设备执行的获得移动装置对由多个发送器发送的无线电信号的测量结果，测量结果包括测量地点处的无线电信号的特征。该方法还包括基于所获得的测量结果并基于辅助数据来估计移动装置的位置，辅助数据包括关于各个地点处的各个发送器的无线电信号的预期特征的信息。该方法还包括将所获得的测量结果中的无线电信号的特征分布与无线电信号的特征的参考分布进行匹配。该方法还包括提供匹配的结果作为所估计的位置的有效性的指示。
针对本发明的第二方面，方法的示例实施例包括由至少一个设备执行的获得移动装置对由多个发送器发送的无线电信号的测量结果，测量结果包括测量地点处的无线电信号的特征。该方法还包括基于所获得的测量结果并基于辅助数据来估计移动装置的位置，辅助数据包括关于各个地点处的各个发送器的无线电信号的预期特征的信息。该方法还包括确定匹配发送器，在测量结果中可获得针对该匹配发送器的无线电信号的特征，并且在辅助数据中可获得针对该匹配发送器的关于所估计的位置处的无线电信号的预期特征的信息。该方法还包括基于辅助数据中关于匹配发送器的无线电信号的预期特征的信息来确定所估计的位置处的匹配发送器的无线电信号的特征分布，以获得针对匹配发送器的预期分布。该方法还包括将所确定的针对匹配发送器的预期分布与无线电信号的特征的预定参考分布进行匹配。该方法还包括提供匹配的结果作为所估计的位置的有效性的指示。
根据本发明的第一设备的示例实施例包括用于执行针对本发明的第一方面和/或本发明的第二方面呈现的示例方法的任何实施例的动作的构件。
第一设备的构件可以用硬件和/或软件来实现。它们可以包括例如用于执行实现所需功能的计算机程序代码的处理器、存储程序代码的存储器或以上两者。可替代地，它们可以包括例如被设计为实现(例如在诸如集成电路的芯片组或芯片中实现)所需功能的电路。
根据本发明的第二设备的实施例包括至少一个处理器和包括计算机程序代码的至少一个存储器，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被构造为与所述至少一个处理器一起使所述设备至少执行针对本发明的第一方面和/或本发明的第二方面所呈现的示例方法的任何实施例的动作。
所描述的设备中的任一个可以仅包括所指示的组件或一个或多个附加组件。
而且，呈现了系统的示例实施例，其包括针对本发明的第一方面和/或本发明的第二方面呈现的任何示例设备的任何实施例。该设备是移动装置和服务器之一。在该设备是移动装置的情况下，系统还包括服务器，并且在该设备是服务器的情况下，系统还包括移动装置。可选地，系统还可以包括各种其他组件。
此外，呈现了一种存储有计算机程序代码的非暂时性计算机可读存储介质的示例实施例。当计算机程序代码由处理器执行时，计算机程序代码使设备执行针对本发明的第一方面和/或本发明的第二方面所呈现的示例方法的任何实施例的动作。
计算机可读存储介质可以是例如磁盘或存储器等。计算机程序代码可以以编码计算机可读存储介质的指令的形式存储在计算机可读存储介质中。计算机可读存储介质可以用于参与装置的操作(比如计算机的内部或外部硬盘)，或者用于分配程序代码(比如光盘)。
应当理解，计算机程序代码本身的任何实施例也应当认为是本发明的示例实施例。计算机程序代码也可以分配到几个计算机可读存储介质中。
在某些实施例中，所呈现的方法中的任何一种为信息提供方法，并且所呈现的第一设备中的任何一个为信息提供设备。在某些实施例中，所呈现的第一设备的构件为处理构件。
在某些实施例中，所呈现的方法中的任何一种是用于实现对移动装置的估计位置的验证的方法。在某个实施例中，所呈现的设备中的任何一个是用于实现对移动装置的估计位置的验证的设备。
应当理解，为特定示例性实施例呈现的任何特征也可以与任何类别的任何其它描述的示例性实施例组合使用。
此外，应当理解，本发明的本节中的呈现仅仅是示例性的而且是非限制性的。
通过结合附图考虑的以下详细描述，本发明的其它特征将变得显而易见。然而，应当理解，附图仅被设计用于说明的目的，而不是作为对本发明的限制的定义，对此应当参考所附权利要求。还应当理解，附图不是按比例绘制的，并且它们仅仅意在概念地示出本文所述的结构和程序。
附图说明
图1是设备的示例实施例的示意性框图；
图2是示出根据第一方面的方法的示例实施例的流程图；
图3是系统的第一示例实施例的示意性框图；
图4是示出图3的系统中的示例操作的流程图；
图5是系统的第二示例实施例的示意性框图；
图6是示出根据第二方面的方法的示例实施例的流程图；
图7是设备的示例实施例的示意性框图；
图8是设备的示例实施例的示意性框图；以及
图9示意性地示出了可移动存储装置的示例。
具体实施方式
图1是根据本发明的设备100的示例实施例的示意性框图。设备100包括处理器101以及连接至处理器101的存储器102。存储器102存储根据第一方面和/或第二方面的用于实现对移动装置的所估计的位置的验证的计算机程序代码。为了使设备执行期望的动作，处理器101被构造为执行存储在存储器102中的计算机程序代码。
设备100可以是比如定位服务器或某个其他服务器的固定装置，或者可以是比如移动通信装置的移动装置。固定装置被构造为在操作时是固定的。移动装置被构造为能够在该装置移动时操作。设备100同样可以是用于装置的模块，比如芯片、芯片上的电路系统或插入板。可选地，设备100可以包括各种其他组件，比如数据接口、用户界面、另一存储器、另一处理器等。如果该设备是服务器，则其可以是被构造为从移动装置获得测量结果的服务器。
现在将参考图2的流程图描述设备100的操作。该操作是根据本发明的第一方面的方法的示例实施例。当存储在存储器102中程序代码从存储器102取回并由处理器101执行时，处理器101和程序代码使设备执行该操作。执行该操作的设备可以是设备100或某些其他设备，例如但不一定是包括设备100的装置。
该设备获得移动装置对由多个发送器发送的无线电信号的测量结果，测量结果包括测量地点处的无线电信号的特征(动作201)。
此外，该设备基于所获得的测量结果并基于辅助数据来估计移动装置的位置，辅助数据包括关于各个地点处的各个发送器的无线电信号的预期特征的信息(动作202)。
此外，该设备将所获得的测量结果中的无线电信号的特征分布与无线电信号的特征的参考分布进行匹配(动作203)。
此外，该设备提供匹配的结果作为所估计的位置的有效性的指示(动作204)。可以以各种形式提供匹配的结果。可以仅包括例如所估计的位置是否是有效的指示，或者可以包括关于有效性的程度的信息。可以提供用于设备内的评估或设备外的评估。
本发明从考虑到对验证移动装置的所估计的位置的可能性对于各种情形可能是重要的这一点出发。例如，可以通过基于可用的辅助数据找到检测的无线电信号的特征和在各个位置处预期的无线电信号的特征之间的最佳匹配来估计位置。具有最佳匹配的地点可以用作位置估计。然而，有时最佳匹配也可能不是好的估计，并且相关联的协方差可能误导性地很小。例如，如果针对某个地理站点(例如建筑物)提供辅助数据，并且用户访问该站点之外的区域，则仍然可以找到匹配，因为用户的移动装置可以能够在站点内和站点外检测到来自相同发送器的信号。然而，位置估计和相关联的不确定性值(例如，具有协方差矩阵的形式)将与站点内的地点相对应。在站点外，相关联的不确定性可增加，但这是因为对某些发送器的无线电信号的测量的不可用性，而不是因为不匹配。在某些方法中，不确定性可以基于时间来缩放(scale)，即，如果可使用的测量不可用，则不确定性基于时间而增加。然而，大多数情况下，假设的不确定性非常乐观，即使在所估计的地点远离实际地点的情况下。当例如通过定位、追踪或导航应用程序使用位置估计时，错误的位置估计可能导致很差的用户体验。对于用于根据协方差值对不同传感器的信息进行融合的滤波器而言，错误的位置估计也可能是有问题的。
因此，本发明的某些实施例提供了将移动装置处测量的无线电信号的特征分布与预期分布相匹配以获得有效性的指示，从而基于这些特征获得关于已经估计的位置的有效性的信息。
本发明的某些实施例可以带来这样的效果：它们能够对所估计的位置进行验证。本发明的某些实施例可以带来这样的效果：它们确保了依赖于准确位置信息的某些应用程序仅被提供有可被认为是有效的位置信息。本发明的某些实施例可以带来这样的效果：它们确保了某些应用程序接收关于位置的可靠信息，比如位置估计连同可靠的不确定性值。本发明的某些实施例可以带来这样的效果：它们允许改善这种应用程序的整体性能和/或对这种应用程序的用户体验。在本发明的某些实施例中，可以考虑匹配的结果来量化针对特定无线电扫描(即针对特定测量地点处的移动装置的测量结果)的辅助数据的有效性。
图1中示出的设备100和图2中示出的方法可以以各种方式实现和改进。
参考分布可以是预定的或单独为每个匹配而计算的。
在示例实施例中，参考分布由针对多个地理站点的预定全局分布值来限定。这可以带来这样的效果：可以在需要时存储和容易地得到这些值。单个组的分布值也将需要很少的存储空间。在变型中，参考分布由针对特定地理站点的预定分布值来限定。这可以带来这样的效果：参考分布可以很好地与站点处的预期的无线电信号的实际分布相对应。在另一变型中，参考分布由针对与所估计的位置相对应的特定地理地点(例如特定地理站点中的地点)的预定分布值来限定。这可以带来这样的效果：参考分布可以很好地与具体在所估计的位置处的预期的无线电信号的实际分布相对应。例如，每当更新站点的辅助数据时，可以更新特定地理站点的任何类型的预定分布值。使用预定分布值通常可以带来这样的效果：节省在每次需要时单独计算参考分布所需的时间、处理资源和能量。比如，如果分布由移动装置匹配，同时预定分布值由服务器预先确定，则这可能是特别有益的。在另一变型中，参考分布由针对所估计的位置处的所选发送器的无线电信号的预期特征而计算的分布值来限定，所选择的发送器是其特征包括在测量结果中的发送器。这可以带来这样的效果：所考虑的参考分布精确地与所估计的位置的地点处的预期参考分布相对应，并且因此可以提供最准确的结果。
在示例实施例中，所获得的测量结果中的无线电信号的特征分布由特征的均值和特征的标准偏差来限定，并且无线电信号的特征的参考分布由参考均值和参考标准偏差来限定。可以以任何合适的方式计算每个均值，例如(但不是排他性地)作为样本均值。可以以任何合适的方式计算每个标准偏差，例如(但不是排他性地)作为样本标准偏差。使用均值和标准偏差可以带来这样的效果：它们易于计算，并且它们适合于完整地定义可以构成实际分布的良好模型的正态分布。
在示例实施例中，将测量结果中的无线电信号的特征分布与参考分布进行匹配包括确定匹配发送器，在测量结果中的针对匹配发送器的特征是可用的，并且在辅助数据中针对匹配发送器的关于所估计的位置处的预期特征的信息是可用的。还包括根据测量结果计算针对匹配发送器的无线电信号的特征的分布值，以获得估计的分布值。还包括基于辅助数据中关于所估计的位置处的匹配发送器的预期特征的信息来计算针对匹配发送器的无线电信号的特征的分布值，以获得参考分布值。还包括计算参考分布值的协方差以获得参考协方差。还包括基于所估计的分布值、参考分布值和参考协方差来计算概率密度函数。还包括基于概率密度函数来计算缩放常数。还包括计算所估计的分布值的协方差。最后，还包括使用计算的缩放常数来缩放所估计的分布值的协方差以获得所估计的位置的有效协方差。
在替代示例实施例中，采用预定的参考分布值和预定的参考协方差。在这种情况下，将测量结果中无线电信号的特征分布与参考分布进行匹配包括确定匹配发送器，在测量结果中针对匹配发送器的特征是可用的，并且在辅助数据中针对匹配发送器的关于所估计的位置处的预期特征的信息是可用的。还包括根据测量结果计算针对匹配发送器的无线电信号的特征的分布值，以获得估计的分布值。还包括获得针对无线电信号的特征的预定参考分布值。还包括获得针对参考分布值的预定参考协方差。还包括基于所估计的分布值、参考分布值和参考协方差来计算概率密度函数。还包括基于概率密度函数来计算缩放常数。还包括计算所估计的分布值的协方差。最后，还包括使用计算的缩放常数再次缩放所估计的分布值的协方差以获得所估计的位置的有效协方差、采用表示被认为有效的协方差的有效协方差表达式。
两种替代可以带来这样的效果：通过缩放原始协方差来获得所估计的位置的准确的协方差，其中缩放的大小取决于所估计的分布与参考分布的匹配程度。准确的协方差可以提供关于所估计的位置的有效性的信息和/或可以用作确定所估计的位置是否是有效的基础。例如，在移动装置位于站点外的情况下，可能会导致辅助数据可用的地理站点内所估计的位置的协方差很大。
两种替代的示例实施例还包括通过比较有效协方差与阈值来确定所估计的位置是否是有效，其中，提供匹配的结果作为所估计的位置的有效性的指示包括提供比较的结果。这可以带来这样的效果：接收匹配结果的实体立即知道所估计的位置是否可以用作准确位置。所提供的比较结果也可以用作仅在确定为有效时提供由特定应用程序使用的所估计的位置的基础。
可替代地或另外地，提供匹配的结果作为所估计的位置的质量的指示可以包括提供有效的协方差以及例如所估计的位置。这可以带来这样的效果：依靠所估计的位置的准确的协方差来操作的实体可以被提供有这样准确的协方差。这样实体的示例可以是滤波器，其用于根据它们的协方差值对不同传感器的信息进行融合。
另外的标准可以用于确定所估计的位置的有效性的指示。示例实施例另外包括：确定匹配发送器，在测量结果中针对匹配发送器的无线电信号的特征是可用的，并且在辅助数据中针对匹配发送器的关于所估计的位置处的预期特征的信息是可用的；基于辅助数据中关于匹配发送器的无线电信号的预期特征的信息来确定所估计的位置处的匹配发送器的无线电信号的特征分布，以获得针对匹配发送器的预期分布；将所确定的针对匹配发送器的预期分布与无线电信号的特征的预定参考分布进行匹配以获得进一步匹配的结果；以及将匹配的结果与进一步匹配的结果进行组合以获得提供的所估计的位置的有效性的指示。使用这样的标准另外可以带来这样的效果：甚至可以更可靠地确定所估计的位置的有效性。
所考虑的无线电信号的特征可以是允许估计移动装置位置的任何类型的特征。在示例实施例中，测量结果中的无线电信号的特征以及预期的特征包括信号强度相关值和/或定时提前相关值。定时提前相关值可以指示信号从发送器到达移动装置(反之亦然)所花费的时间的长度。使用定时提前相关值作为特征可以带来这样的效果：无论如何，对于某些类型的发送器是现成的。使用接收的信号强度值作为特征可以带来这样的效果：可以针对可以从中接收无线电信号的任何类型的发送器确定这样的值。在任何情况下，测量结果还可以包括包含了其无线电信号的特征的发送器的标识。应该从广义上来理解术语“发送器”，也就是说，可以仅作为实际的发送实体，或者可以作为包括实际的发送实体的任何实体。
在示例实施例中，多个发送器包括至少一个地面发送器。在示例实施例中，多个发送器包括至少一个非蜂窝地面发送器。所述至少一个非蜂窝地面发送器可以包括被构造为发送无线电信号的任何非蜂窝的基于地面的发送器。在示例实施例中，其包括至少一个无线局域网接入点和/或至少一个蓝牙发送器和/或至少一个BTLE发送器。应当理解，蓝牙发送器和BTLE发送器可以可选地是各自收发器的一部分。WLAN和蓝牙发送器已经安装在许多建筑物中。而且，WLAN和蓝牙技术已经在许多移动用户装置(比如智能手机、平板电脑、便携式电脑)以及大多数功能手机中得到支持。使用WLAN接入点、蓝牙发送器和/或BTLE发送器作为发送器因此可以带来这样的效果：支持的定位可以基于建筑物中的现有基础设施和移动装置中的现有能力。结果，该方法可以是全球可扩展的并且具有低的维护和部署成本。包括例如信标和标签的新的基础设施部署是不需要的。此外，由于可以实现2-3米的水平定位准确度以及接近100％的楼层检测可靠性，所以利用这些技术的最终用户体验是可以接受的。应当理解，所述至少一个发送器也可以包括至少一个蜂窝发送器，比如蜂窝通信网络的基站。然而，由于蜂窝信号的窄的频带，导致WLAN和蓝牙节点通常可以实现更准确的定位。此外，也可以使用发送包括例如超宽带(UWB)信号或将来可能出现的任何无线信号的任何其它类型的无线信号的发送器。发送器甚至没有必要是基于地面的。例如，发送器也可以包括船上的发送器。在示例实施例中，发送器是固定的，或者是绝对固定的或者是相对于某个地理站点固定的。
在示例实施例中，提供匹配结果作为所估计的位置的有效性的指示，以用于发送。这可以带来这样的效果：移动装置的位置的估计和验证可以与所估计的位置的使用脱离。可替代地，作为所估计的位置的有效性的指示的匹配结果可以被提供用于设备或包括该设备的装置中。
在示例实施例中，提供匹配结果作为所估计的位置的有效性的指示，以用于应用程序的使用。应用程序可以是考虑移动装置的所估计的位置的任何类型的应用程序，特别是当启动为仅考虑移动装置的准确的所估计的位置时能够提供更好的性能的任何应用程序。特定应用程序可以例如是导航应用程序和/或位置追踪应用程序和/或将移动装置的位置匹配到地图的应用程序和/或将移动装置的位置在显示器上呈现给用户的应用程序和/或结合来自例如至少两个运动传感器的不同传感器的信息的应用程序。
在示例实施例中，提供了匹配结果作为所估计的位置的有效性的指示，以用于支持辅助数据的集合。这可以带来这样的效果：它可以用作对于哪些地点可能需要另外的或更新的数据的指示。
在示例实施例中，设备是(或属于)测量无线电信号的移动装置。这样可以带来移动装置可以独立于服务器而提高应用程序的操作质量的效果。在替代的示例实施例中，设备是(或属于)服务器，该服务器被构造为例如在从装置的定位或追踪请求的范围内从移动装置中获取对无线电信号的测量结果。这样可以带来可以节省移动装置的处理资源的效果。
图3是根据本发明的系统的第一示例实施例的示意性框图，其中，移动装置被构造为验证位置估计。
系统包括移动装置300和地点服务器310。系统还包括以互联网为例的网络320。系统还包括连接至互联网320的蜂窝通信网络330。系统还包括若干WLAN接入点(AP)340。
移动装置300例如可以是移动终端，比如智能手机或平板PC。移动装置300包括处理器301，其连接至第一存储器302、连接至第二存储器304、连接至WLAN组件306、连接至蜂窝通信组件307、连接至显示器308和其他用户输入和输出构件以及连接至运动传感器309。
为了使移动装置300执行预期的动作，处理器301被构造为执行包括存储在存储器302中的计算机程序代码在内的计算机程序代码。
存储器302存储用于使用存储的辅助数据来估计移动装置300的位置的计算机程序代码、用于验证所估计的位置的计算机程序代码、以及用于与服务器310通信的计算机程序代码。存储器302还存储使用位置信息的一个或多个应用程序(例如追踪应用程序或导航应用程序)的计算机程序代码。这些应用程序之一或某个其他应用程序可以提供用于使用位置信息的传感器测量的融合。存储器302中的一些程序代码可以与存储器102中的程序代码类似。另外，存储器302可以存储被构造为实现其他功能的计算机程序代码。另外，存储器302也可以存储其他类型的数据。
处理器301和存储器302可以可选择地属于芯片或集成电路303，芯片或集成电路303可以额外包括例如另外的处理器或存储器的各种其它组件。
存储器304被构造为存储用于一个或多个地理站点的辅助数据。
举例来说，辅助数据包括用于至少一个站点的基于网格的无线地图的数据。特定站点的网格可以表示站点的地理区域，每个网格点与站点处的地理地点相对应。然后，基于网格的无线电地图的数据可以包括针对每个网格点的可以预期在由网格点表示的地点处观察到的每个WLAN接入点的标识符以及可以预期在由网格点表示的地点处观察到的接收信号强度的指示。存储器304也可以被构造为存储任何其它期望的数据，例如用于无线电信号强度值的预期分布和用于预期协方差的全局先验值，或者针对一个或多个站点中的每一个的用于无线电信号强度值的预期分布和用于预期协方差的先验值。
WLAN组件306至少包括WLAN收发机(TRX)。WLAN组件306能够使移动装置300执行对由WLAN接入点340广播的无线电信号的无线电测量。此外，WLAN组件306可以使移动装置300建立与WLAN接入点340的连接以访问相关联的WLAN。应当理解，WLAN通信所需的任何基于计算机程序代码的处理可以存储在WLAN组件306自身的存储器中，并且由WLAN组件306自身的处理器来执行，或者其可以存储在例如存储器302中并由例如处理器301来执行。
蜂窝通信组件307至少包括蜂窝收发机。蜂窝通信组件307使移动装置300经由蜂窝通信网络330与其他实体(例如与服务器310)通信。蜂窝通信组件307可以是被构造为负责蜂窝通信所需的所有处理的蜂窝引擎。可替代地，蜂窝通信所需要的至少一些处理可以由执行存储在存储器302中的相应附加程序代码的处理器301来实现。
显示器308可以是触摸屏或非触摸敏感的显示器。
运动传感器309可以包括例如陀螺仪和/或磁传感器。
应当理解，移动装置300可以包括各种其他组件，比如各种其他用户输入构件和扬声器。
组件303或移动装置300可以是根据本发明的设备的示例实施例。
地点服务器310是被构造为存储用于基于WLAN定位的辅助数据。辅助数据可以包括例如用于多个地理站点中的每一个的基于网格的无线电地图。地点服务器310也可以被构造为存储用于多个站点的先验值。地点服务器310也被构造为将所存储的站点的数据经由互联网320提供给移动装置。地点服务器310也可以被构造为经由互联网320接收由移动装置确定的位置信息并且被构造为基于该信息更新辅助数据。服务器310可以包括用于存储辅助数据的存储器和/或可以被构造为可选地经由另一服务器访问存储辅助数据的外部存储器。
地点服务器310可以以不同的方式获得辅助数据。地点服务器310可以基于可用信息计算辅助数据，或者可以通过某个其他服务器计算辅助数据并提供给地点服务器310。
为了产生用于特定地理站点的网格数据，例如，某个服务器可以接收由若干调查装置在整个地理站点的各测量地点处收集的指纹数据。这样的指纹数据可以包括针对各自的地理站点的测量地点的指示、在该地点处观察的信号所来自的WLAN接入点的标识符以及针对每个所标识的WLAN接入点的接收信号强度的指示。然后服务器可以将测量结果从指纹数据映射到一个或多个网格的网格点。为了支持三维位置的确定，如果站点是建筑物，则可以为不同的高度值或建筑物的每个楼层定义网格。每个网格可以是例如均匀间隔的矩形二维网格，其表示包括站点的一个楼层的区域的地理区域。每个网格可以在每个方向上具有例如10米的网格步长。然后可以将每个指纹中的测量结果映射到为楼层中的一层提供的网格的网格点上。每个网格点可以表示被调查的定位区域和可能的一些周围区域的特定地理地点。可以基于在各自的指纹中指示的地点中的高度分量以及关于建筑物中的楼层高度的知识或者基于调查装置的用户的输入来确定正确的楼层，从而确定正确的网格。特定指纹的测量结果所映射到的网格点可以是与最靠近指纹中指示的水平地点的真实地理地点相对应的网格点。如果来自多个指纹的同一WLAN接入点的测量结果必须被映射到同一网格点，则可以使用例如接收信号强度的均值。对于没有被映射测量结果的网格的所有网格点，可以尽可能地通过插值法确定相应的值，否则可以通过外推法来确定相应的值。结果可以被认为是无线电地图，其指示针对与网格点相对应的各地点的一个或多个WLAN接入点340的预期接收信号强度值。
可替代地，某个服务器可以基于可用信息计算所有相关WLAN接入点340的路径损耗模型的参数值。这样的可用信息可以包括来自各自地理站点处的WLAN的运营商的关于其WLAN接入点的地点的信息、所采用的发送功率的信息和采用的无线电信号频率的信息。在该情况下，路径损耗模型可以由所指示的WLAN接入点的地点、所指示的WLAN接入点使用的发射功率以及可以以给定频率假定的路径损耗指数来限定。可替代地或者另外地，可用信息可以包括已由若干移动装置在整个地理站点中的各测量地点处收集的指纹数据。在该情况下，路径损耗模型可以由对WLAN接入点的地点的估计、用于发送信号的WLAN接入点所使用的视在发送功率的估计和所估计的路径损耗指数来限定。可以例如使用标准无线电信号传播模型和用于非线性拟合问题的高斯-牛顿算法来估计这种路径损耗模型的参数值。基于所产生的路径损耗模型，WLAN接入点的一组预期的信号强度值然后可以被映射到网格的每个网格点。
同一站点处的不同高度或不同楼层的一组网格也可以被认为是三维网格。
蜂窝通信网络330可以是任何种类的蜂窝通信网络，比如全球移动通信系统(GSM)、CDMA2000、通用移动电信系统(UMTS)或基于长期演进(LTE)的通信网络。
WLAN接入点340可以是一个或多个WLAN的接入点。一个或多个WLAN可以连接至互联网320，但可以不必连接至互联网320。WLAN接入点340是根据本发明的示例发送器。
图4是示出图3的系统中的示例操作的流程图。
当从存储器302取回存储在存储器302中的一些程序代码并由处理器301执行时，处理器301和程序代码可以使图3的移动装置300执行呈现的操作。
为了使移动装置300能够离线地确定其在某些地理站点处(例如在所选数量的建筑物中)的位置，移动装置300的用户可以请求移动装置300下载这些站点的定位辅助数据。于是，移动装置300可以从服务器310下载所选择的站点的基于网格的无线电地图形式的辅助数据，并将数据存储在存储器304中，以便立即或将来使用(动作401)。可选地，辅助数据可以包括针对每个站点的用于接收信号强度值的预期分布的先验值以及用于预期协方差的先验值。这些值可以是单独针对站点的，但是对于站点处的所有地点是共有的。
当移动装置300上运行的应用程序需要关于移动装置300的当前位置的信息时，移动装置300通过WLAN收发器306触发对环境中的WLAN接入点340发送的无线电信号的测量。于是，WLAN收发器306在移动装置300的当前位置处执行无线电测量，以实现移动装置300的基于WLAN的定位。测量结果针对在当前位置处观察到的每个接入点包括该接入点的标识符(ID)和指示由所标识的接入点发送的信号的所测量的信号强度的信号强度相关值(动作402)。每个接入点的标识符可以包括例如基本服务集标识(BSSID)，比如所观察的接入点的媒体访问控制(MAC)地址和所观察的接入点的服务集标识符(SSID)。信号强度相关值可以是接收信号强度(RSS)的指示，例如接收信号强度指示符(RSSI)或具有参考值1mW的以dBm为单位的物理Rx电平。
现在，移动装置300可以基于获得的测量结果以及存储在存储器304中的、作为移动装置300所在的地理站点的辅助数据的网格数据来估计其当前位置。可以例如从移动装置300的用户的输入中知道站点，或者可以基于由移动装置300另外使用的某个其他类型的定位(比如基于卫星信号的定位或基于蜂窝的定位)来确定站点。
为了估计其当前位置，移动装置300可以首先确定其接收信号强度的指示包括在测量结果中的接入点，并且还找到在当前访问的站点的无线电地图数据中其接收信号强度值可用的N个匹配接入点(动作403)。
然后通过确定当前站点的网格中的在测量的接收信号强度值和分配给相应接入点的各自网格点的信号强度值之间具有最佳匹配的网格点来估计位置。由具有最佳匹配的网格点所表示的地理地点被认为是移动装置300的所估计的位置(动作404)。所估计的位置可以是任何类型的坐标系中的二维位置或三维位置。所估计的位置可以包括例如当地东北坐标系中的东坐标和北坐标。可替代地，所估计的位置可以包括例如地理坐标系的经度值和纬度值。在三维位置的情况下，所估计的位置可以另外包括高度值或楼层数。如果站点有几个网格，例如每楼层一个网格，则可以考虑所有网格的数据，或者可以基于更多信息(比如指示用户所在的楼层的用户输入)来选择网格中的一个。
移动装置300然后计算测量的接收信号强度值的均值和标准偏差，只要它们属于在当前站点的无线电地图数据中找到匹配的接入点(动作405)。
N个信号强度值xi(i＝1...N)的均值可以使用以下等式计算为例如样本均值xe：
Figure BDA0001410367410000161
并且，标准偏差可以使用以下等式计算为例如校正的样本标准偏差δe：
Figure BDA0001410367410000162
结果值被称为估计的分布值Xe:
Xe＝[xe,δe]
应当理解，替代校正的样本标准偏差，也可以使用未校正的样本标准偏差。使用样本均值和样本标准偏差可以比确定均值和/或标准偏差的其他方法更有效。
接下来，可以使用两种替代选择之一。
对于第一替代，只要信号强度值与在所获得的测量结果中其接收信号强度值可用的接入点相关联，则移动装置300计算被映射到网格点的信号强度值的均值xr和标准偏差δr，所述网格点表示与移动装置300的估计位置相对应的地理地点(动作406)。可以以与动作405中的估计分布值相同的方式计算所述值。结果值被称为参考分布值Xr,Xr＝[xr,δr]。
对于第一替代，移动装置300另外计算参考分布值的参考协方差Pr(动作407):
Figure BDA0001410367410000171
对于第二替代，移动装置300依赖于存储的先验值。移动装置300从存储器304获得预定均值xr和预定标准偏差δr作为参考分布值Xr(动作408)。预定值可以是永久存储在移动装置300中的全局值。即，对于移动装置300的任一站点和任一所估计的位置可以选择同一均值和同一标准偏差。在这种情况下，获得预定均值和标准偏差可以简单地包含从存储器304取回它们。在变型中，预定值可以是站点特定值。它们可以在操作401中由服务器310与各自站点的网格数据一起提供。这些值可以由服务器310计算或由某个其他服务器单独针对每个站点基于该站点的可用辅助数据来计算。在这种情况下，获得均值和标准偏差包括选择与网格点相关联的均值和标准偏差，所述网格点与移动装置300所在的当前站点相对应。仍然地，针对站点内的移动装置300的任何所估计的位置来选择同一均值和同一标准偏差。
对于第二替代，移动装置300从存储器304另外获得预定参考协方差Pr(动作409)。与参考分布值一样，所选择的预定参考协方差可以是已在某个服务器处基于预定均值和预定标准偏差确定的全局协方差或站点特定协方差。站点特定预定协方差也可以由动作401中的服务器310与各自站点的网格数据一起提供。
对于所述两种替代，另外的操作可以是相同的。
移动装置300基于所估计的分布值Xe、参考分布值Xr和参考协方差Pr来将双变量的概率密度函数Prob计算为(动作410)：
Figure BDA0001410367410000181
所考虑的分布可以是双变量的正态分布。可选地，它可以是非均匀双变量正态密度函数。可通过使高于预定义的阈值信号强度值的值的概率值饱和来导致不均匀性。
可替代地，也可以例如使用一些其他多变量正态概率密度函数来计算概率分布。
接下来，移动装置300基于概率密度函数将缩放常数SP计算为(动作411)：
Figure BDA0001410367410000182
移动装置300还计算估计的分布值Xe的协方差作为估计协方差PWLAN(动作412)。协方差PWLAN可以基于接收信号强度之间的归一化相似度测量(匹配测量)和站点的网格的不同网格点处的预期信号强度来计算。相似度测量可以被计算为例如预期信号强度和接收信号强度之间的欧几里德范数(Euclidean norm)的倒数(如果范数为0，则为1)。一旦计算了不同网格点的相似度测量，就可以对其进行归一化，并且可以用以下公式计算PWLAN：
Figure BDA0001410367410000183
其中，i，j是网格点的下标，
Figure BDA0001410367410000184
是网格点的坐标，Si，j是网格点的相似度测量，并且
Figure BDA0001410367410000185
是具有最佳相似度测量(匹配)的网格点的坐标。虽然给出了2D情况的公式，但对于3D情况，可以使用类似的公式。应当理解，也可以使用用于计算PWLAN的替代方法。
因此，基于测量结果中指示的接收信号强度的分布与参考分布的匹配程度来确定缩放常数。
SP是针对所估计的协方差PWLAN的有效缩放，并且其用于缩放所估计的协方差PWLAN以获得有效协方差Pvalid:
Pvalid＝PWLAN*I*SP
其中，
Figure BDA0001410367410000191
为单位矩阵(动作413)。如果所估计的分布值与参考分布相同，那么通过缩放对估计的协方差没有做出改变或通过缩放对估计的协方差做出很小的改变。如果分布根本不匹配，则基于所计算的概率值，所估计的协方差被显著地缩放。
Pvalid是移动装置300的所估计的位置的有效协方差，它提供了所估计的位置是否是有效的指示。如果协方差Pvalid很大，则显示了所估计的位置的很大的不确定性，这会使所估计的位置的有效性成为问题。
可以将计算的协方差Pvalid的值例如与阈值进行比较以确定所估计的位置是否有效(动作414)。如果矩阵Pvalid中的所有值小于阈值，那么所估计的位置是有效的。如果Pvalid的值中的一个超过阈值，则所估计的位置是不可靠的，并且可能会有相当大的协方差。
应当理解，协方差Pvalid本身已经提供了关于位置估计的质量的信息。因此，根据使用情况，可以不需要动作414。
移动装置300可以提供用于发送和/或由一个或多个本地应用程序使用的计算的结果(动作415)。
所提供的结果的内容可以是根据需要的。
例如，可以在动作515中提供与阈值的比较的结果，以供相同的应用程序进一步使用，从而导致动作401至415的执行。仅在所述结果被确定为有效的情况下，该应用程序可以使用所述结果以向某个其他内部应用程序或外部应用程序提供所估计的位置。因此，追踪或导航应用程序例如可以使用仅有效的位置估计作为输入。移动装置300的各自的位置和/或导航指令可以在显示器308上呈现给用户。如果这些应用程序只考虑有效的位置，那么用户体验就会提升。
在其他情况下，可以在动作515中将位置是否是有效的指示连同所估计的位置本身一起提供给某个其他内部应用程序或外部应用程序。如果这些信息被发送到服务器310，则可以向服务器310给出关于通过所提供的辅助数据实现的定位质量的反馈。服务器310或某个其他服务器也可以使用该信息进行站点的补充调查。可以考虑有效位置难以估计的区域来用于收集进一步的数据。
在其他情况下，可以在动作515中将有效协方差Pvalid连同所估计的位置本身一起提供给某个其他内部应用程序或外部应用程序。对于移动装置300的一些应用程序，有效协方差可以指示用户相对于被覆盖站点的距离。此外，融合运动传感器309的测量结果的移动装置300的一些应用程序可能需要这样的有效协方差来进行适当的操作。
图5是示出根据本发明的系统的第二示例实施例的示意性框图。在该情况下，服务器被构造为验证移动装置的所估计的位置。
系统包括服务器500和多个移动装置511、512。系统还包括以互联网为例的网络520。系统还包括连接至互联网520的蜂窝通信网络530。系统还包括若干WLAN接入点540。
服务器500可以是例如专门用于基于关于由移动装置511、512检测到的WLAN接入点540的信息和存储的无线电地图数据来执行针对移动装置511、512的定位计算的服务器。可替代地，服务器500还可以是负责生成和更新用于基于WLAN的定位的无线电地图数据的学习和定位服务器，或者可以是任何其他服务器。服务器500包括处理器501，其连接至第一存储器502、连接至第二存储器504并且连接至接口(I/F)507。
为了使服务器500执行预期的动作，处理器501被构造为执行包括存储在存储器502中的计算机程序代码在内的计算机程序代码。
存储器502存储用于基于由移动装置511、512提供的关于无线电信号的测量结果和存储的无线电地图数据的请求来执行移动装置511、512的定位的计算机程序代码；用于验证所估计的位置的计算机程序代码；以及用于将计算结果提供给请求的移动装置511、512的计算机程序代码。一些程序代码可以与存储在存储器102中的程序代码类似。另外，存储器502可以存储被构造为实现(例如用于根据请求将存储的辅助数据提供给移动装置或用于支持辅助数据的更新的)其他功能的计算机程序代码。另外，存储器502也可以存储其他类型的数据。
处理器501和存储器502可以可选择地属于具有集成电路503的插件板或芯片，其可以额外包括例如另外的处理器或存储器的各种其它组件。
存储器504被构造为按每个站点存储定位辅助数据。存储器504被构造为存储例如用于多个地理站点中的每一个的基于网格的无线电地图的数据。如参考图3的服务器310所述，可以以不同的方式获得网格数据。另外，存储器504可以存储例如路径损耗模型数据等的其他数据。应当理解，存储器504的数据也可以被分配到可以部分地或完全在服务器500的外部的若干个存储器。例如，全部或部分数据可以存储在可经由另一服务器访问的外部存储器中。
接口507是使服务器500能够经由网络520和530与其他装置(如移动装置511和512)通信的组件。接口507还可以使服务器500与其他实体(比如操作服务器500的定位服务提供商的员工的终端或其他服务器)通信。接口507可以包括例如TCP/IP插口。
应当理解，服务器500可以包括各种其他组件。
组件503或服务器500可以是根据本发明的设备的示例实施例。
移动装置511、512可以是例如移动终端，比如智能手机或平板PC。它们被构造为对WLAN接入点540执行无线电测量；被构造为与服务器500通信；被构造为执行例如导航计算；以及被构造为向用户呈现移动装置511、512的位置和/或路线信息。
此外，蜂窝通信网络530可以为任何类型的蜂窝通信网络。
此外，WLAN接入点540可以为一个或多个WLAN的接入点并且构成根据本发明的示例发送器。一个或多个WLAN可以连接至互联网520，但可以不必连接至互联网520。
除了不需要下载辅助数据(动作401)并且大多数其他动作在服务器500处而不是在移动装置处执行之外，图5的系统的示例操作可以与参考图4描述的图3的系统的操作类似。
因此，也将参考图4简要描述这样的示例操作。
当从存储器502取回存储在存储器502中的一些程序代码并由处理器501执行时，处理器501和程序代码可以使图5的服务器500执行由服务器500执行的动作。
当例如在移动装置511上运行的应用程序需要知道移动装置511的当前位置时，该应用程序可以将定位请求发送至服务器500。此外，该应用程序可以触发对WLAN接入点504发送的无线电信号的测量(如参考动作402所述)并将测量结果发送至服务器500。所提供的测量结果可以包括针对当前测量地点的RSS值以及相关联的WLAN接入点标识符。该数据经由蜂窝通信网络530和互联网520发送至服务器500。
服务器500从移动装置511接收定位请求和关于WLAN接入点的无线电信号的测量结果，并且启动服务器500执行参考图4描述的动作403至415。
所述结果还包括位置估计、用于位置估计的缩放的有效协方差以及位置估计是否有效的指示(如果包括可选的动作414)。在动作415中，该结果的所有或部分可以被发送至请求的移动装置511。此外，该结果可以由服务器500在内部使用和/或被发送至一些其他服务器以用于在动作415中进行评估。
移动装置511接收数据并且将该数据用作针对需要移动装置511的可靠位置和/或位置连同有效协方差来进行操作的应用的输入。其可以是例如如上参考动作415所述的类型的任何应用。然后，移动装置511可以呈现由应用程序确定的信息以在显示器上呈现给用户。
现在将参考图6的流程图描述设备100的另一操作。该操作是根据本发明的第二方面(以及可选地本发明的第一方面)的方法的示例实施例。当存储在存储器102中的程序代码从存储器102取回并由处理器101执行时，处理器101和程序代码使设备执行该操作。执行该操作的设备可以是设备100或某个其他设备，例如是(但不一定是)包括设备100的装置。
该设备获得移动装置对由多个发送器发送的无线电信号的测量结果，测量结果包括测量地点处的无线电信号的特征(动作601)。这可以例如以与参考图2的动作201或图4的动作402和403所描述的相同的方式来实现，或者使用任何合适的变型方式来实现。
该设备还基于获得的测量结果并且基于辅助数据来估计移动装置的位置，该辅助数据包括关于各个地点处的各发送器的无线电信号的预期特征的信息(动作602)。这可以例如以与参考图2的动作202或图4的动作404所描述的相同的方式来实现，或者使用任何合适的变型方式来实现。
该设备还确定匹配发送器，在测量结果中针对匹配发送器的无线电信号的特征是可用的，并且在辅助数据中针对匹配发送器的关于所估计的位置处的无线电信号的预期特征的信息是可用的(动作603)。这可以例如以与参考图4的动作403所描述的相同的方式来实现，或者使用任何合适的变型方式来实现。
该设备还基于辅助数据中关于匹配发送器的无线电信号的预期的特征的信息来确定所估计的位置处的匹配发送器的无线电信号的特征分布，以获得针对匹配发送器的预期分布(动作604)。这可以例如以与参考图4的动作406所描述的相同的方式来实现，或者使用任何合适的变型方式来实现。
该设备还将所确定的针对匹配发送器的预期分布与无线电信号的特征的预定参考分布进行匹配(动作605)。
预定参考分布可以例如以与参考图4的动作408所描述的相同的方式来获得，或者使用任何合适的变型方式来获得。
在示例实施例中，匹配可以包括例如以与参考图4的动作407所描述的相同的方式或使用任何合适的变型方式来计算针对匹配发送器的分布值的协方差；以及例如以与参考图4的动作408所描述的相同的方式或使用任何合适的变型方式来获得针对预定参考分布值的预定参考协方差。该匹配还包括基于针对匹配发送器的分布值、预定参考分布值和预定参考协方差来计算概率密度函数，例如类似于参考图4的动作410所描述的，只是将针对匹配发送器所计算的分布值替代所估计的分布值。该匹配还可以包括例如以与参考图4的动作411所描述的相同的方式或使用任何合适的变型方式基于概率密度函数来计算缩放常数。该匹配还可以包括使用所计算的缩放常数来缩放针对匹配发送器的分布值的协方差以获得所估计的位置的有效协方差，例如类似于参考图4的动作413所描述的，只是用针对匹配发送器所计算的分布值的协方差替代所估计的协方差。然后，例如以与参考图4的动作414所描述的相同的方式可以将得到的所估计的位置的协方差与阈值进行比较，以获得匹配的结果。
在可选的动作(仅在组合本发明的第一方面和第二方面的示例操作的情况下使用)中，该设备还将所获得的测量结果中的无线电信号的特征分布与无线电信号的特征的参考分布进行匹配(动作606)。如果存在该动作，则可以例如以上述针对第一方面所述的任何方式来执行该动作。该动作中的参考分布因此可以例如与动作604中确定的预期分布相对应，或者与动作605中使用的预定参考分布相对应。
该设备还提供了匹配的结果作为所估计的位置的有效性的指示(动作607)。这可以例如以与参考图2的动作204或图4的动作415所描述的相同的方式来实现，或者使用任何合适的变型方式来实现。
因此，本发明的某些实施例提供了：移动装置检测到的无线电信号所来自的发送器的无线电信号的预期特征分布与预定参考分布相匹配，以获得关于已经基于在移动装置处检测到的来自这些发送器的无线电信号而估计的位置的有效性的信息。
本发明的这些实施例同样可以带来这样的效果：它们能够对所估计的位置进行验证和/或它们确保了依赖准确的位置信息的某些应用程序仅被提供有可以被假定为有效的位置信息和/或它们确保了某些应用程序接收关于位置的可靠信息(如位置估计以及可靠的不确定性值)和/或它们允许改善这样的应用程序的整体性能和/或这样的应用程序的用户体验。在本发明第二方面的某些实施例中，可以同样地考虑匹配的结果来量化针对特定无线电扫描(即针对特定测量地点处的移动装置的测量结果)的辅助数据的有效性。
如之前所指示的，动作601至动作605以及动作607可以独立地使用。也就是说，在对所估计的位置的验证方面，移动装置的测量结果可以仅用于检测哪些匹配发送器在例如无线电地图的辅助数据中可用，然后可以根据辅助数据获得分布，并且该分布可以与参考分布(先验分布)匹配，例如用于计算概率。
然而，如果存在动作606，则匹配动作605和606可以在不同条件下使在动作602中估计的位置无效。如果任何一种方法使位置估计无效，则位置估计被认为对于动作607无效。
应当理解，针对第一方面的示例性实施例呈现的任何变型也可以以类似方式用于第二方面的示例实施例。
还应当理解，所呈现的示例性设备、系统和操作中的任何一个可以以多种方式改变。可以通过例如修改动作、省略动作和/或添加动作来改变操作。此外，可以修改动作的次序。
例如，在图4的动作412中的计算的估计协方差可以在图4的动作405中的对所需的估计分布值的计算与图4的动作413中的对估计协方差的缩放之间的任何其他实例处计算。
例如，如果在图4的操作中包括动作606，则在一些实施例中，动作606可以仅在动作605的匹配导致所估计的位置有效的假设的情况下执行。
例如，辅助数据不仅可以是包括无线电信号强度值的基于网格的无线电地图数据，它可以是基于对无线电信号的测量结果实现移动装置在特定站点处的定位以及允许针对所估计的位置确定对于各发送器的无线电信号的相应预期特征的任何形式。在可能的变型中，定时提前值可以映射到网格的网格点而不是无线电信号强度值。
例如，在替代实施例中，图3或图5的系统中由移动装置执行测量的无线电信号可以包括替代WLAN接入点信号或除了WLAN接入点信号之外的其它发送器的信号，特别是其它非蜂窝地面通信节点的信号。
总而言之，本发明的某些实施例可以带来这样的效果：它们允许验证移动装置的所估计的位置并因此改善依赖于使用有效位置或至少依赖于关于所估计的位置的有效性信息的应用程序的性能。可以在移动装置上或在服务器上生成信息，并且可以在移动装置和/或服务器上以各种方式利用该信息。
所描述的实施例中的任何呈现的连接应以所涉及的组件可操作地耦接的方式来理解。因此，连接可以是直接的连接或者具有任何数量或组合的中间元件的间接连接，并且组件之间可以仅具有功能关系。
此外，如本文中所使用的，术语“电路系统”是指以下任何一种：
(a)纯硬件电路实现方式(例如仅以模拟和/或数字电路系统实现方式)
(b)电路和软件(和/或固件)的组合(例如：(i)处理器的组合或(ii)处理器/软件(包括数字信号处理器)的部分)、软件以及共同工作以使设备(例如手机)执行各种功能的存储器；以及
(c)电路，例如即使软件或固件没有物理存在，也需要用于操作的软件或固件的微处理器或微处理器的一部分。
“电路系统”的这一定义适用于包括任何权利要求的本文中本术语的所有用法。作为另一示例，如本文中所使用的，术语“电路系统”还涵盖仅处理器(或多个处理器)或处理器的一部分及其(或它们的)附带的软件和/或固件的实现方式。术语“电路系统”还涵盖例如用于移动电话的基带集成电路或应用处理器集成电路。
本文提到的任何处理器可以是任何适合类型的处理器。任何处理器可以包括但不限于一个或多个微处理器、附带数字信号处理器的一个或多个处理器、不附带数字信号处理器的一个或多个处理器、一个或多个专用计算机芯片、一个或多个现场可编程门阵列(FPGA)、一个或多个控制器、一个或多个专用集成电路(ASIC)或一个或多个计算机。相关的结构/硬件已经以实施所描述的功能的方式被编程。
本文中提到的任何存储器可以被实现为单个存储器或多个不同存储器的组合，并且可以包括例如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、闪速存储器或硬盘驱动存储器等。
此外，本文描述或示出的任何动作可以使用通用或专用处理器中的可执行指令来实现，并且被存储在计算机可读存储介质(例如，磁盘、存储器等)中以由这样的处理器执行。“计算机可读存储介质”应该被理解为包含例如FPGA、ASIC、信号处理装置以及其他装置的专门的电路。
在图7和图8中示出了使用至少一个处理器和至少一个存储器作为非暂时性数据介质的示例实施例。
图7是装置700的示意性框图。装置700包括处理器702。处理器702通过总线708连接至例如RAM的易失性存储器703。总线708也可以将处理器702和RAM 703连接至例如ROM的非易失性存储器704。通信接口或模块705耦接至总线708，并因此耦接至处理器702和存储器703、704。在ROM 704中存储有软件(SW)应用程序707。软件应用程序707可以是定位应用程序，但是它也可以采用某种其他形式。操作系统(OS)706也可以存储在ROM 704中。
图8是装置710的示意性框图。装置710可以采用任何适当的形式。一般来说，装置710可以包括处理电路系统712和存储装置713，处理电路系统712包括一个或多个处理器，存储装置713包括单个存储器单元或多个存储器单元714。存储装置713可以存储当加载到处理电路系统712中时控制装置710的操作的计算机程序指令717。一般来说，装置710的模块711也可以包括处理电路系统712和存储装置713，处理电路系统712包括一个或多个处理器，存储装置713包括单个存储器单元或多个存储器单元714。存储装置713可以存储当加载到处理电路系统712中时控制模块711的操作的计算机程序指令717。
图7的软件应用程序707和图8的计算机程序指令717可以分别与例如存储器102、302或502中任一个中的计算机程序代码分别相对应。
在示例性实施例中，本文中提到的任何非暂时性计算机可读介质也可以是可移动/便携式的存储装置或可移动/便携式存储装置的一部分，而不是集成的存储装置。图9中示出了这种可移动存储装置的示例性实施例，其从上至下呈现了磁盘存储装置720的示意图、光盘存储装置721的示意图、半导体存储器电路装置存储装置722的示意图和Micro-SD半导体存储器卡存储装置723的示意图。
处理器101与存储器102组合、或者处理器301与存储器302组合、或者集成电路303、或者处理器501与存储器502组合、或者芯片503所示出的功能也可以被看作是用于获得移动装置对由多个发送器发送的无线电信号的测量结果的构件，所述测量结果包括测量地点处的无线电信号的特征；用于基于所获得的测量结果并基于辅助数据来估计移动装置的位置的构件，辅助数据包括关于各个地点处的各个发送器的无线电信号的预期特征的信息；用于将所获得的测量结果中的无线电信号的特征分布与无线电信号的参考特征分布进行匹配的构件；以及用于提供匹配的结果作为所估计的位置的有效性的指示的构件。
存储器102、302和502中的程序代码也可被视为包含功能模块形式的这种装置。
图2和图4也可以被理解为表示根据本发明的第一方面的支持验证所估计的位置的计算机程序代码的示例功能块。
处理器101与存储器102组合所示出的功能也可以被看作是用于获得移动装置对由多个发送器发送的无线电信号的测量结果的构件，所述测量结果包括测量地点处的无线电信号的特征；用于基于所获得的测量结果并基于辅助数据来估计移动装置的位置的构件，辅助数据包括关于各个地点处的各个发送器的无线电信号的预期特征的信息；用于确定匹配发送器的构件，在测量结果中针对匹配发送器的无线电信号的特征是可用的，并且在辅助数据中针对匹配发送器的关于所估计的位置处的无线电信号的预期特征的信息是可用的；用于基于辅助数据中关于匹配发送器的无线电信号的预期特征的信息来确定所估计的位置处的匹配发送器的无线电信号的特征分布以获得针对匹配发送器的预期分布的构件；用于将所确定的针对匹配发送器的预期分布与无线电信号的特征的预定参考分布进行匹配的构件；以及用于提供匹配的结果作为所估计的位置的有效性的指示的构件。
存储器102中的程序代码也可被视为包括功能模块形式的这种构件。
图6也可以被理解为表示根据本发明的第二方面的支持验证所估计的位置的计算机程序代码的示例功能块。
应当理解，所有呈现的实施例仅是示例，并且为特定示例实施例呈现的任何特征可以与本发明的任何方面本身使用或与针对同一或另一特定示例实施例呈现的任何特征组合使用和/或与未提及的任何其他特征组合使用。还应当理解，针对其他类别的示例性实施例呈现的任何特征也可以以在任何其他类型的示例实施例中以相应方式来使用。

Claims (31)

1.一种由至少一个设备执行的用于实现对移动装置的估计位置的验证的方法，包括步骤：
获得移动装置对由多个发送器发送的无线电信号的测量结果，所述测量结果包括测量地点处的无线电信号的特征；
基于所获得的测量结果并基于辅助数据来估计所述移动装置的位置，所述辅助数据包括关于各个地点处的各个发送器的无线电信号的预期特征的信息；
将所获得的测量结果中的无线电信号的特征的分布与无线电信号的特征的参考分布进行匹配；以及
提供所述匹配的结果作为所估计的位置的有效性的指示。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述参考分布由以下中的一个来限定：
针对多个地理站点的预定全局分布值；
针对特定地理站点的预定分布值；
针对与所估计的位置相对应的特定地理地点的预定分布值；以及
针对所估计的位置处的所选发送器的无线电信号的预期特征而计算的分布值，所选发送器是其特征包括在测量结果中的发送器。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的方法，其中，所获得的测量结果中的无线电信号的特征的分布由特征的均值和特征的标准偏差来限定，并且其中，所述无线电信号的特征的参考分布由参考均值和参考标准偏差来限定。
4.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中，将所述测量结果中的无线电信号的特征的分布与参考分布进行匹配包括：
确定匹配发送器，在所述测量结果中能够获得针对所述匹配发送器的特征，并且在所述辅助数据中能够获得针对所述匹配发送器的关于所估计的位置处的预期特征的信息；
根据所述测量结果计算针对所述匹配发送器的无线电信号的特征的分布值，以获得所估计的分布值；
基于所述辅助数据中关于所估计的位置处的所述匹配发送器的预期特征的信息来计算针对所述匹配发送器的无线电信号的特征的分布值，以获得参考分布值；
计算所述参考分布值的协方差以获得参考协方差；
基于所估计的分布值、所述参考分布值和所述参考协方差来计算概率密度函数；
基于所述概率密度函数来计算缩放常数；
计算所估计的分布值的协方差；以及
使用计算的缩放常数来缩放所估计的分布值的协方差以获得所估计的位置的有效协方差。
5.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中，将所述测量结果中的无线电信号的特征的分布与所述参考分布进行匹配包括：
确定匹配发送器，在所述测量结果中能够获得针对所述匹配发送器的特征，并且在所述辅助数据中能够获得针对所述匹配发送器的关于所估计的位置处的预期特征的信息；
根据所述测量结果计算针对所述匹配发送器的无线电信号的特征的分布值，以获得所估计的分布值；
获得针对无线电信号的特征的预定参考分布值；
获得针对所述参考分布值的预定参考协方差；
基于所估计的分布值、所述参考分布值和所述参考协方差来计算概率密度函数；
基于所述概率密度函数来计算缩放常数；
计算所估计的分布值的协方差；以及
使用计算的缩放常数来缩放所估计的分布值的协方差以获得所估计的位置的有效协方差。
6.根据权利要求4所述的方法，还包括通过比较所述有效协方差与阈值来确定所估计的位置是否有效，其中，提供所述匹配的结果作为所估计的位置的有效性的指示包括提供所述比较的结果。
7.根据权利要求4所述的方法，其中，提供所述匹配的结果作为关于所估计的位置的质量的指示包括提供所述有效协方差。
8.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，还包括：
确定匹配发送器，在所述测量结果中能够获得针对所述匹配发送器的无线电信号的特征，并且在所述辅助数据中能够获得针对所述匹配发送器的关于所估计的位置处的预期特征的信息；
基于所述辅助数据中关于所述匹配发送器的无线电信号的预期特征的信息来确定所估计的位置处的匹配发送器的无线电信号的特征的分布，以获得针对所述匹配发送器的预期分布；
将所确定的针对所述匹配发送器的预期分布与无线电信号的特征的预定参考分布进行匹配以获得进一步匹配的结果；以及
将所述匹配的结果与所述进一步匹配的结果进行组合以获得提供的所估计的位置的有效性的指示。
9.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中所述测量结果中的无线电信号的特征以及所述预期特征包括信号强度相关值和定时提前相关值中的至少一个。
10.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中，所述多个发送器包括以下中的至少一个：
至少一个地面发送器；
至少一个地面蜂窝发送器；
至少一个地面非蜂窝发送器；
至少一个无线局域网的至少一个接入点；
至少一个蓝牙发送器；以及
至少一个蓝牙低能量发送器。
11.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中，提供所述匹配的结果作为所估计的位置的有效性的指示，以用于以下中的至少一个：
发送；
在设备中使用；
由应用程序使用；
由组合来自不同传感器的信息的应用程序使用；以及
支持辅助数据的集合。
12.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中，所述至少一个设备是以下中的一个或属于以下中的一个：
至少一个移动装置；以及
被构造为从所述移动装置获得测量结果的服务器。
13.一种由至少一个设备执行的用于实现对移动装置的估计位置的验证的方法，包括步骤：
获得移动装置对由多个发送器发送的无线电信号的测量结果，所述测量结果包括测量地点处的无线电信号的特征；
基于所获得的测量结果并基于辅助数据来估计所述移动装置的位置，所述辅助数据包括关于各个地点处的各个发送器的无线电信号的预期特征的信息；
确定匹配发送器，在所述测量结果中能够获得针对所述匹配发送器的无线电信号的特征，并且在所述辅助数据中能够获得针对所述匹配发送器的关于所估计的位置处的无线电信号的预期特征的信息；
基于所述辅助数据中关于匹配发送器的无线电信号的预期特征的信息来确定所估计的位置处的匹配发送器的无线电信号的特征的分布，以获得针对所述匹配发送器的预期分布；
将所确定的针对所述匹配发送器的预期分布与无线电信号的特征的预定参考分布进行匹配；以及
提供所述匹配的结果作为所估计的位置的有效性的指示。
14.一种用于实现对移动装置的估计位置的验证的设备，其包括用于执行权利要求1至13中任一项的方法的行为的构件。
15.根据权利要求14所述的设备，其中，所述设备为以下之一：
芯片；
用于服务器的模块；
服务器；
用于移动装置的模块；以及
移动装置。
16.一种用于实现对移动装置的估计位置的验证的设备，包括至少一个处理器和包括计算机程序代码的至少一个存储器，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被构造为与所述至少一个处理器一起使所述设备至少执行以下步骤：
获得移动装置对由多个发送器发送的无线电信号的测量结果，所述测量结果包括测量地点处的无线电信号的特征；
基于所获得的测量结果并基于辅助数据来估计所述移动装置的位置，所述辅助数据包括关于各个地点处的各个发送器的无线电信号的预期特征的信息；
将所获得的测量结果中的无线电信号的特征的分布与无线电信号的特征的参考分布进行匹配；以及
提供所述匹配的结果作为所估计的位置的有效性的指示。
17.根据权利要求16所述的设备，其中参考分布由以下中的一个来限定：
针对多个地理站点的预定全局分布值；
针对特定地理站点的预定分布值；
针对与所估计的位置相对应的特定地理地点的预定分布值；以及
针对所估计的位置处的所选发送器的无线电信号的预期特征而计算的分布值，所选发送器是其特征包括在所述测量结果中的发送器。
18.根据权利要求16和17中任一项所述的设备，其中，所获得的测量结果中的无线电信号的特征的分布由特征的均值和特征的标准偏差来限定，并且其中，无线电信号的特征的参考分布由参考均值和参考标准偏差来限定。
19.根据权利要求16和17中任一项所述的设备，其中，将所述测量结果中的无线电信号的特征的分布与参考分布进行匹配包括：
确定匹配发送器，在测量结果中能够获得针对所述匹配发送器的特征，并且在所述辅助数据中能够获得针对所述匹配发送器的关于所估计的位置处的预期特征的信息；
根据所述测量结果计算针对所述匹配发送器的无线电信号的特征的分布值，以获得所估计的分布值；
基于所述辅助数据中关于所估计的位置处的匹配发送器的预期特征的信息来计算针对所述匹配发送器的无线电信号的特征的分布值，以获得参考分布值；
计算所述参考分布值的协方差以获得参考协方差；
基于所估计的分布值、所述参考分布值和所述参考协方差来计算概率密度函数；
基于所述概率密度函数来计算缩放常数；
计算所估计的分布值的协方差；以及
使用计算的缩放常数来缩放所估计的分布值的协方差以获得所估计的位置的有效协方差。
20.根据权利要求16和17中任一项所述的设备，其中，将所述测量结果中的无线电信号的特征的分布与参考分布进行匹配包括：
确定匹配发送器，在所述测量结果中能够获得针对所述匹配发送器的特征，并且在所述辅助数据中能够获得针对所述匹配发送器的关于所估计的位置处的预期特征的信息；
根据所述测量结果计算针对所述匹配发送器的无线电信号的特征的分布值，以获得所估计的分布值；
获得针对无线电信号的特征的预定参考分布值；
获得针对所述参考分布值的预定参考协方差；
基于所估计的分布值、所述参考分布值和所述参考协方差来计算概率密度函数；
基于所述概率密度函数来计算缩放常数；
计算所估计的分布值的协方差；以及
使用计算的缩放常数来缩放所估计的分布值的协方差以获得所估计的位置的有效协方差。
21.根据权利要求19所述的设备，其中所述计算机程序代码还被构造为与所述至少一个处理器一起使所述设备通过比较所述有效协方差与阈值来确定所估计的位置是否有效，并且其中，提供所述匹配的结果作为所估计的位置的有效性的指示包括提供所述比较的结果。
22.根据权利要求19所述的设备，其中，提供所述匹配的结果作为关于所估计的位置的质量的指示包括提供所述有效协方差。
23.根据权利要求16和17中任一项所述的设备，其中，所述计算机程序代码还被构造为与所述至少一个处理器一起使所述设备：
确定匹配发送器，在所述测量结果中能够获得针对所述匹配发送器的无线电信号的特征，并且在所述辅助数据中能够获得针对所述匹配发送器的关于所估计的位置处的预期特征的信息；
基于所述辅助数据中关于匹配发送器的无线电信号的预期特征的信息来确定所估计的位置处的匹配发送器的无线电信号的特征的分布，以获得针对所述匹配发送器的预期分布；
将针对所确定的所述匹配发送器的预期分布与无线电信号的特征的预定参考分布进行匹配以获得进一步匹配的结果；以及
将所述匹配的结果与所述进一步匹配的结果进行组合以获得提供的所估计的位置的有效性的指示。
24.根据权利要求16和17中任一项所述的设备，其中所述测量结果中的无线电信号的特征以及预期特征包括信号强度相关值和定时提前相关值中的至少一个。
25.根据权利要求16和17中任一项所述的设备，其中，所述多个发送器包括以下中的至少一个：
至少一个地面发送器；
至少一个地面蜂窝发送器；
至少一个地面非蜂窝发送器；
至少一个无线局域网的至少一个接入点；
至少一个蓝牙发送器；以及
至少一个蓝牙低能量发送器。
26.根据权利要求16和17中任一项所述的设备，其中，提供所述匹配的结果作为所估计的位置的有效性的指示，以用于以下中的至少一个：
发送；
在设备中使用；
由应用程序使用；
由组合来自不同传感器的信息的应用程序使用；以及
支持辅助数据的集合。
27.根据权利要求16和17中任一项所述的设备，其中，所述设备为以下之一：
芯片；
用于服务器的模块；
服务器；
用于移动装置的模块；以及
移动装置。
28.一种用于实现对移动装置的估计位置的验证的设备，包括至少一个处理器和包括计算机程序代码的至少一个存储器，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被构造为与所述至少一个处理器一起使所述设备至少执行以下步骤：
获得移动装置对由多个发送器发送的无线电信号的测量结果，所述测量结果包括测量地点处的无线电信号的特征；
基于所获得的测量结果并基于辅助数据来估计所述移动装置的位置，所述辅助数据包括关于各个地点处的各个发送器的无线电信号的预期特征的信息；
确定匹配发送器，在所述测量结果中能够获得针对所述匹配发送器的无线电信号的特征，并且在所述辅助数据中能够获得针对所述匹配发送器的关于所估计的位置处的无线电信号的预期特征的信息；
基于所述辅助数据中关于匹配发送器的无线电信号的预期特征的信息来确定所估计的位置处的匹配发送器的无线电信号的特征的分布，以获得针对所述匹配发送器的预期分布；
将所确定的针对所述匹配发送器的预期分布与无线电信号的特征的预定参考分布进行匹配；以及
提供所述匹配的结果作为所估计的位置的有效性的指示。
29.一种用于实现对移动装置的估计位置的验证的系统，包括根据权利要求14至28中任一项所述的设备，其中，所述设备是移动装置和服务器之一，所述系统还包括以下之一：在所述设备是移动装置的情况下的服务器以及在所述设备是服务器的情况下的移动装置。
30.一种存储有计算机程序代码的计算机可读存储介质，当由处理器执行时，所述计算机程序代码使设备执行以下操作：
获得移动装置对由多个发送器发送的无线电信号的测量结果，所述测量结果包括测量地点处的无线电信号的特征；
基于所获得的测量结果并基于辅助数据来估计所述移动装置的位置，所述辅助数据包括关于各个地点处的各个发送器的无线电信号的预期特征的信息；
将所获得的测量结果中的无线电信号的特征的分布与无线电信号的特征的参考分布进行匹配；以及
提供所述匹配的结果作为所估计的位置的有效性的指示。
31.一种存储有计算机程序代码的计算机可读存储介质，当由处理器执行时，所述计算机程序代码使设备执行以下操作：
获得移动装置对由多个发送器发送的无线电信号的测量结果，所述测量结果包括测量地点处的无线电信号的特征；
基于所获得的测量结果并基于辅助数据来估计所述移动装置的位置，所述辅助数据包括关于各个地点处的各个发送器的无线电信号的预期特征的信息；
确定匹配发送器，在测量结果中能够获得针对所述匹配发送器的无线电信号的特征，并且在所述辅助数据中能够获得针对所述匹配发送器的关于所估计的位置处的无线电信号的预期特征的信息；
基于所述辅助数据中关于匹配发送器的无线电信号的预期特征的信息来确定所估计的位置处的匹配发送器的无线电信号的特征的分布，以获得针对匹配发送器的预期分布；
将所确定的针对所述匹配发送器的预期分布与无线电信号的特征的预定参考分布进行匹配；以及
提供所述匹配的结果作为所估计的位置的有效性的指示。
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