CN108141836A - 室内定位系统和无线指纹 - Google Patents

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Abstract

一种将地图位置与相应无线接入点(AP)指纹相关的室内定位系统和方法，其中每个无线AP指纹是与相关的地图位置相关联的多个无线AP信号测量。该方法包括：接收与用户相关联的位置推断数据；基于位置推断数据确定建筑物内的可能位置；接收由与用户相关联的无线设备检测到的无线AP信号测量；基于位置推断数据和无线设备的用户之间的关联，将可能位置与无线设备相关联；以及使用接收的无线AP信号测量来更新与可能位置相关的无线AP指纹。该方法和系统使用群集来构建和优化无线AP指纹。

Description

室内定位系统和无线指纹
技术领域
本公开涉及用于构建或优化用于室内定位的无线指纹的室内定位系统和方法。
背景技术
室内定位系统对于确定建筑物内的设备位置是有用的。一种室内定位系统基于无线接入点(AP)指纹。常见的室内无线网络是基于IEEE 802.11标准的WiFi网络。室内定位系统可以将定位决策基于从在建筑物或园区中的各个点处安装的WiFi AP检测到的信号的地图。构建与设施位置相关的这种指纹地图对于IT管理是费力的过程。
附图说明
作为示例，现在将参考示出本申请的示例实施例的附图，并且在附图中：
图1图解地示出了用于建筑物的室内定位系统的一个示例；
图2以流程图形式示出了用于构建或更新用于室内定位系统的指纹数据的一个示例过程；
图3以流程图形式示出了用于构建或更新用于室内定位系统的指纹数据的另一示例过程；以及
图4以流程图形式示出了使用室内定位系统更新雇员位置数据的一个示例方法。
在附图中使用相同的附图标记来表示相同的元件和特征。
具体实施方式
在一个方面，本申请描述了使用群集(crowd-sourcing)的室内定位系统的无线AP测量的构建或优化。具体地，来自无线设备的位置推断数据可以用于确定可能的位置，并且然后同时采集的来自该设备的无线AP测量可以用于构建或优化与该可能位置相关联的无线指纹。在一些实施例中，针对设施使用多个设备来执行，群集的指纹数据可以优化和提高室内定位系统的可靠性。
在一个方面中，本申请描述了用于建筑物的室内定位系统，该建筑物具有遍布建筑物并且经由网络连接到室内定位系统的多个无线接入点。该系统可以包括：存储器，存储地图数据和无线接入点指纹，其中每个指纹与地图位置相关并且是与该相关地图位置相关联的多个无线接入点信号测量；以及处理器，其接收与用户相关联的位置推断数据，基于位置推断数据确定建筑物内的可能位置，接收由与用户相关联的无线设备检测到的无线接入点信号测量，基于位置推断数据和无线设备的用户之间的关联将可能位置与无线设备相关联，并且使用接收到的无线接入点信号测量来更新与可能位置相关的无线接入点指纹。
在另一方面，本申请描述了一种优化建筑物的室内定位系统的方法，其中所述系统将地图位置与相应的无线接入点(AP)指纹相关，并且其中每个无线AP指纹是与该相关地图位置相关联的多个无线AP信号测量。该方法包括：接收与用户相关联的位置推断数据；基于位置推断数据确定建筑物内的可能位置；接收由与用户相关联的无线设备检测到的无线AP信号测量；基于位置推断数据和无线设备的用户之间的关联，将可能位置与无线设备相关联；以及使用接收的无线AP信号测量来更新与可能位置相关的无线AP指纹。
在另一方面，本公开描述了一种存储处理器可执行指令的计算机可读介质，该处理器可执行指令在被执行时使处理器执行本文描述的一个或多个方法。
通过结合附图回顾以下详细描述，本公开的其它示例实施例对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。
在本申请中，术语“和/或”旨在涵盖所列元件的所有可能的组合和子组合，包括单独列出的元件中的任何一个、任何子组合或所有元件，而不一定排除其它元件。
在本申请中，短语“......或......中的至少一个”旨在覆盖所列元件中的任何一个或多个，包括单独列出的元件中的任何一个、任何子组合或全部元件，而不一定排除任何附加元件，并且不一定要求所有元件。
本申请涉及与无线设备的用户相关联的“位置推断数据”。该术语意味着包括不直接指定无线设备的当前位置但可以用于基于无线设备和用户之间的关联来推断无线设备的位置的数据。例如，来自无线设备的GPS数据、无线设备上的地图上的点/位置的选择，或手动输入位置信息，都是直接指定无线设备的位置的“位置”数据。位置推断数据可以包括例如用户日历中的条目中的会议位置，从该位置可以推断出该用户并且因此无线设备在该日历条目的时间存在于该位置中。另一个示例是用户分配的隔间，其可以结合工作时间和/或日历数据一起使用，以推断用户的无线设备可能在该隔间位置中。在另一示例中，位置推断数据可以包括在NFC接入点处用户的安全卡的检测，其可以用于推断用户的无线设备也可能在该接入点位置。基于下面的描述将理解位置推断数据的其它示例。
本文对术语“雇员”的任何引用不旨在对个人和组织之间的关系进行限制，并应广义地解释为包括组织内的任何个人。
许多当代手持设备包含全球导航卫星系统(GNSS)芯片和天线，诸如全球定位系统(GPS)芯片和天线。这使得手持设备能够使用从四个或更多个卫星接收到的广播信号来确定其位置。当然，为了正常工作，手持设备必须具有到四个或更多个卫星的直接视线，这意味着GNSS系统在室内无法正常工作。此外，分辨率和精度(取决于系统)可能在几米范围内(对于非许可的民用用途)。因此，GNSS系统不适用于室内定位系统。
室内定位系统对于在诸如建筑物内的GNSS拒绝环境中确定设备位置是有用的。能够在建筑物或园区中准确地确定设备位置的系统实现了许多潜在的应用，包括室内导航。
一种类型的室内定位系统基于无线接入点(AP)指纹。常见的室内无线网络是基于IEEE 802.11标准的WiFi网络。室内定位系统可以将定位决策基于从在建筑物或园区中的各个点处安装的WiFi AP检测到的信号的地图。每个WiFi AP都广播分组，通常通告WiFi AP的BSSID。手持设备可以测量接收到的信号强度以产生它可以检测到的每个WiFi AP信号的接收信号强度指示符(RSSI)。来自一个或多个WiFi AP的RSSI测量可以与设施地图上的位置相关。
为了确定设施中各个位置处的预期WiFi RSSI测量，通常手动构建该地图。具体地，设施或IT员工通常必须携带手持设备去设施中的每个位置，然后进行WiFi RSSI测量。员工然后手动报告他或她在设施地图上的位置，使得其可以与在该位置进行的RSSI测量相关联。可以理解，这可能是一项劳动密集型任务。
在一个方面，本申请提出了一种室内定位系统，其使用群集来创建或优化其无线AP指纹数据。在工作环境中，数据可以从与多个雇员相关联的设备获得。不依赖于员工主动和手动报告位置信息，本系统和方法可使用非位置的用户相关联数据，该数据用于确定可能的位置，并因此将来自与该用户相关联的设备的无线AP信号测量数据与在时间上相关的该可能位置相关联。
在一些实施例中，基于可能位置确定的可靠性，可以将适当的置信度加权应用于各种测量，该可靠性可能取决于非位置的用户相关联数据的性质。在一些实施例中，权重还可以考虑测量的数量、一致性/可变性和/或来源/用户的数量，等等。
现在参考图1，其图解地示出了连接到网络20的室内定位系统10的一个示例实施例。网络20可以包括一个或多个有线或无线网络或两者的组合。例如，网络20可以是安装在诸如大学、公司等的组织的特定建筑物或建筑物集合(例如，园区)中的内网。网络20包括多个无线AP 24，诸如WiFi AP。无线AP 24提供设施内的无线网络覆盖并且提供到移动设备和被配备用于使用指定协议(例如IEEE 802.11)进行无线通信的其它计算设备的连接。无线AP 24在整个设施/建筑物中分布在已知位置中，并且每个无线AP 24被配置为周期性地广播该无线AP 24唯一的标识符。
网络20可以连接到或包括多个其它系统或子系统。例如，网络20可以包括多个以太网端口22或其它物理端口，以用于将计算设备连接到网络20。以太网端口22可以分布在整个设施中。该设施还可以具有安全系统28，用于借助于安全卡或其它磁场或近场通信设备来允许访问。因此，本实施例中的安全系统28具有多个NFC读取器29，每个NFC读取器29对应于需要来自通行卡、智能手机、密钥卡等的授权通信的安全接入点，诸如门或旋转门。安全系统28可以连接到网络20。
在一些实施例中，网络20还可以连接到具有多个桌面VoIP电话的VoIP系统26。VoIP系统26中的每个VoIP电话可以与特定位置(例如办公室、隔间等)相关联。在大多数情况下，VoIP电话连接到以太网端口，并且来自VoIP电话的通信业务通过网络20路由到操作和实现VoIP系统26的一个或多个服务器。
网络20可以连接到执行各种功能的多个其它服务器30，所述功能例如存储和维护日历数据32。日历数据32可以在诸如例如由MicrosoftTMExchangeTM实现的调度程序或集成电子邮件/日历/提醒程序内存储和管理。日历数据32可以提供关于调度会议、位置、出席者等的信息。
配备用于经由无线AP 24进行无线通信的无线设备50能够接收由无线AP 24输出的广播消息或信号。以已知的方式，无线设备50测量来自无线AP 24的检测到的信号的接收信号强度(RSSI)。无线设备50可以包括室内定位应用51。室内定位应用51检测无线AP信号的RSSI测量，并尝试将它们与无线AP指纹相关，无线AP指纹本身与设施中的位置相关。以这种方式，室内定位应用51可以确定无线设备50的当前位置。在一些实施例中，无线AP测量可以从诸如WiFi芯片的芯片组获得。室内定位应用51可以包括图形地图界面模块，用于显示具有所确定的位置的指示符的设施的地图，以便将当前位置传送给用户。
不时地，室内定位系统10可以将更新的指纹数据发送到无线设备，如无线设备50，以供室内定位应用51使用。当设施地图优化和改进时，室内定位系统10还可以发送更新的地图数据。
在一些实施例中，室内定位应用51可以不直接确定无线设备在设施中的位置，但可以将测量的RSSI值发送到室内定位系统10，该室内定位系统10然后执行将测量的RSSI值与无线AP指纹相关的计算工作，并且作为响应，向无线设备发送确定的位置。
在该示例中，无线设备50还包括RSSI报告应用52，该RSSI报告应用52将来自无线设备50的RSSI测量中继到室内定位系统10，以用于优化或构建设施的无线AP指纹。在一些实施例中，RSSI报告应用52可以是室内定位应用51的一部分，或者可以是独立且分离的软件模块。RSSI报告应用52可以被配置为连续地、批量地、周期性地或者以某种其它调度来中继测量。从无线设备50发送到室内定位系统10的数据可以包括RSSI测量、时间戳以及与RSSI测量相关联并且从正在测量的广播信号获得的无线AP标识符(例如，MAC地址)。它可以进一步包括无线设备10的标识符。在一些实施例中，它可以包括传感器数据、用户ID数据、基于日历的事件数据等。
室内定位系统10可以包括处理单元12和存储器14。处理单元12可以包括一个或多个计算设备中的一个或多个处理单元，例如服务器。存储器14包括定义设施的边界和可访问与不可访问的区域的地图数据40和无线AP指纹数据42。无线AP指纹数据42是用于设施中的一个或多个地点或位置(即在地图上的点处)的数据，以及与多个无线AP相关联的该位置处的对应期望的无线AP测量。期望的无线AP测量基于从已报告来自该位置的测量的无线设备收集的数据。在一些情况下，无线AP指纹数据包括与产生期望值的给定无线AP的信号强度的实际测量的某个位置、平均值、加权平均值或一些其它组合相关联的所有这种测量的历史。在一些实施例中，室内定位系统10包括从某个位置报告的无线AP测量的历史(或部分历史)和从这些测量导出的无线AP指纹两者，其中无线AP指纹指定期望的测量值。
无线AP指纹数据42允许室内定位系统10(或者从室内定位系统10接收无线AP指纹识别数据的移动设备上的应用)基于检测到的无线AP RSSI值确定移动设备的当前位置。
为了构建或优化无线AP指纹数据42，室内定位系统10从设施中的多个无线设备接收无线AP测量数据，并通过确定每个无线设备的可能位置将测量与设施中的特定位置相关联。室内定位系统10包括由处理器12执行的室内数据相关过程60，以获得与无线设备的用户相关联的位置推断数据，并且然后基于位置推断数据来确定(即推断)该无线设备的可能位置。
存储器14还可以存储设备-用户关联44，指定每个无线设备50与用户之间的关联。该关联可以将无线设备标识符(例如电话号码、序列号等)与用户标识符(例如姓名、雇员号码等)相联系。
室内数据相关过程60在被调用时可以在接收到的无线AP测量数据中定位设备标识符，并且可以基于设备-用户关联44来确定相关联的用户。室内数据相关过程60然后可以获得或请求与该用户相关联的位置推断数据，并且基于位置推断数据来确定报告无线AP测量数据的无线设备的可能位置。如果过程60能够以至少阈值置信度水平确定可能位置，则无线AP测量数据可用于创建或优化与该位置相关联的无线AP指纹数据。
在另一个实施例中，室内数据相关过程60响应于接收到诸如来自安全接入点或与用户在该特定位置存在的高概率相关的其它“登记”点的位置推断数据而作出反应。响应于这种位置推断数据，室内数据相关过程60可以请求来自用户设备的无线AP测量数据，该数据可以对照针对该位置的期望数据进行测试，以确认设备以足够高的概率与用户一起存在于该位置处。换句话说，如果在接入点处检测到安全徽章，则系统可以指示与安全徽章所关联的用户相关联的无线设备进行并报告WiFi信号扫描。在一些实施例中，无线设备可以被配置为响应于设备的NFC传感器读取操作来进行WiFi扫描和信号测量。该设备可以被配置为当NFC传感器读取操作发生时自动报告WiFi测量。过程60然后可以使用接收到的无线AP测量数据来优化与该位置相关联的无线AP指纹数据。当用户从该位置移动时还可以继续收集无线AP测量，并且可尝试将接收到的数据与设施中的用户行进路径(使用基于传感器的航位推算获得的)相关，并且因此将该测量数据与设施中的一系列位置相关联，如下面将进一步描述的。作为示例，被配置为进行和报告WiFi扫描和报告的设备可以被配置或指示在“登记”事件之后的设定时间段内，诸如1分钟、5分钟、10分钟或30分钟内这样做。可替代地，该设备可以被配置为进行和报告WiFi扫描和报告，直到被指示停止；例如通过室内定位系统或者响应于确定设备已经退出设施或者设备太不确定可靠地使用报告的测量的位置。
位置推断数据的示例来源包括以太网端口22、VoIP系统26、安全系统28和日历数据32。在一些实施例中可以使用附加的和替代的来源。
现在参考图2，其以流程图形式示出了用于使用群集数据优化室内定位系统中的无线AP指纹数据的一个示例过程100。在操作102中，室内定位系统从设施内的无线设备接收无线AP测量。无线AP测量指定在与RSSI值一起包括的一个或多个时间戳指示的给定时间点由无线设备确定的RSSI值。可以为设备检测到的多个无线AP指定RSSI值。
室内定位系统然后在操作104中获得与无线设备的用户相关联的位置推断数据。这可以包括确定与无线设备相关联的用户，并且然后确定哪些位置推断数据来源可用。在一些情况下，室内定位系统可以向一个或多个子系统查询与用户有关的位置推断数据。查询可以指定与进行测量的时刻相关的一个时刻、多个时刻或时间范围。
在一个实施例中，位置推断数据是用户的隔间或办公室分配。在一些示例中，这可以是假定用户的默认位置，除非其它位置推断数据以足够的置信度(即，高于阈值的一些置信量度)不同地指示。
在进一步的实施例中，位置推断数据是与用户相关联的日历数据。日历数据可以包括例如会议、电话会议和用户可能参与的其它预定事件。与会议相关的日历条目可以指定设施中的会议室。与电话会议相关的日历条目可以与电话记录进行交叉参考以确认参与来自特定电话的呼叫，然后在该呼叫持续时间期间将用户放置在该电话的位置处。指示用户可能不在现场的事件(例如，具有设施外的位置的会议)可用于推断用户不在设施中。在一些情况下，用户的日历可用于推断当在工作时间期间不安排会议或其它事件的时间期间用户在他或她的办公桌处。
在另一个实施例中，位置推断数据是与用户相关联的安全系统数据。具体地，例如，安全系统可以提供指示在各个接入点处检测到用户的通行卡或其它NFC安全设备的时间的数据，这因此以相当高的精确度指示用户当时的位置。
在另一个实施例中，位置推断数据可以包括与用户分配的办公桌电话有关的VoIP系统数据。当该电话被检测为正在使用时，可以以某个置信度推断用户在他或她的办公桌处。
在另一个实施例中，位置推断数据可以是以太网端口数据。具体地，例如，可以检测到与用户相关联的便携式计算设备，诸如膝上型计算机或其它这种设备，连接到例如会议室中的以太网端口。在这种情况下，可以推断出用户在会议室中。
在另一个实施例中，位置推断数据可以包括其它位置推断数据。位置推断数据还可以包括任何上述或其它位置推断数据来源的组合。
在所有这种情况下，假定用户的位置与他或她的无线设备的位置合理相关，假设雇员随着他们在设施中移动而携带他们的无线设备。
在操作106中，室内定位系统基于与用户相关联的位置推断数据来确定无线设备的可能位置。确定可能的位置部分地取决于位置推断数据的性质。例如，接入点和其它NFC点，系统具有关于NFC安全点在设施中的物理位置的数据，并且接收标识这些安全点中的一个安全点的数据以及确定用户已经在特定时间在该位置处扫描了他或她的安全令牌的用户标识符。在另一示例中，对于以太网端口、充电站等，用户设备可以被检测为附接到端口，并且系统可以存储用户与一个或多个设备标识符(例如，序列号、MAC地址或可以经由使用的端口从设备获得的其它标识数据)之间的关联。系统还存储关于每个端口的物理位置的数据，并且因此可以基于该关联来确定用户的可能位置。
如操作108所示，可能的位置然后可以基于用户和无线设备之间的关联以及位置推断数据和用户之间的关联而与无线设备相关联。无线设备与可能位置之间的关联是为了将测量数据与该可能位置相关，因为这不是永久或持久关联。
假设已经建立了关于可能位置的足够置信度(例如，大于置信度的阈值度量)，则在操作110中，使用由无线设备提供的无线AP测量数据来更新与该位置相关联的无线AP指纹。术语“更新”和“优化”在本申请中可互换使用，以指示处理指纹并且可基于新的无线AP测量数据在一定程度上对指纹进行修改。更新/优化可涉及新的无线AP测量数据与先前获得的测量的加权平均。例如，最近的测量可以被分配比旧测量更高的权重。
在一个实施例中，系统可以具有用于指定可信无线AP以进行位置确定的黑名单/白名单过程。当AP移动位置或被确定位于新区域中时，它位于黑名单上，这意味着AP信号的测量被用于构建和优化附近位置的指纹，但是其测量不一定被信任以提供位置。换句话说，位置确定依赖于该区域中其它AP的信号强度测量并将其与指纹相匹配；被列入黑名单的AP的指纹太不确定，从而不用于位置确定。在满足一组标准(例如，群集的阈值数量的测量或阈值时间长度等)之后，无线AP可以从黑名单移动到白名单，这意味着其指纹是可信的，并且它可以在位置确定中考虑。这可以防止瞬态AP被用于位置确定，例如诸如经由膝上型计算机或其它移动设备提供的热点。
可以理解的是，一旦对于楼层平面图获得了一组指纹，该系统就可以使用群集自动为该楼层的其余部分填充指纹。具体地，当用户正在行走时，系统可能已经收集来自设备的短突发的传感器数据，并且可以使用该传感器数据经由航位推算来估计设备路径。该路径估计可以通过将其与设施地图数据融合来进一步改进，可能使用粒子滤波器。一旦确定了用户路径，系统随后通过与时间的相关为在该行走期间发生的每次WiFi扫描分配位置，从而将扫描映射到楼层平面图中的位置。
应该理解的是，这些操作可以在无线设备正在测量和报告RSSI值时几乎实时地执行，或者可以在之后执行。
在另一个实施例中，室内定位系统可以被配置为接收或获得位置推断数据，并且基于该数据确定相关联用户的可能位置。当可能位置被确定为至少满足阈值置信度时，则系统可以向用户的无线设备请求无线AP测量数据，用于优化无线AP指纹。
现在参考图3，其以流程图形式示出了用于优化无线AP指纹的另一个示例过程200。在该示例过程200中，室内定位系统在操作202中接收与用户相关联的位置推断数据。在一个实施例中，室内定位系统向一个或多个子系统请求位置推断数据。在另一个实施例中，一个或多个子系统可以被配置为在发生某些检测到的事件时向室内定位系统发送位置推断数据。例如，当计算设备被检测为经由以太网端口附接到网络时，可以将在该以太网端口处的计算设备的存在及其与特定用户的关联报告给室内定位系统。同样，如果在接入点处检测到用户的安全通行卡或其它NFC设备，则可以将其报告给室内定位系统。
在操作204中，室内定位系统基于接收到的与用户相关联的位置推断数据来确定与该用户相关联的无线设备的可能位置。可能位置的确定还可以包括确定置信度水平。如果有多于一个位置推断数据源可用，或者具有来自位于相同/相似位置的多个用户的位置推断数据，则可以分配更高的置信度水平。某些类型的位置推断数据可能具有与它们相关联的较高的置信度，诸如在安全接入点处检测到用户通行卡。结合一个以上的位置推断数据来源可以提高分配置信度水平的能力。例如，如果位置推断数据的两个来源指示相同的位置或类似的位置(例如在诸如1或2米的最大距离内)，则确定的可能位置将具有较高的可靠性程度(相比于两个位置推断数据的来源冲突的情况)。
在操作206中，室内定位系统评估可能位置的置信度水平是否足够高以满足阈值。如果为否，则室内定位系统返回到操作202以等待新的位置推断数据。如果为是，则室内定位系统进行到操作208，在该操作208中，其从与被确定为处于可能位置的用户相关联的无线设备获得无线AP测量数据。在一个实施例中，室内定位系统向无线设备请求无线AP测量数据，并且作为响应，无线设备测量无线AP信号强度并将确定的RSSI值中继到室内定位系统。当用户被确定为处于可能的位置时，这种实施例实时操作。在另一个实施例中，无线设备周期性地(例如，以预定频率)收集无线AP测量数据并将其存储在其存储器中。在这种实施例中，室内定位系统可以向无线设备发送指定用户被确定为处于可能位置的时间的请求，并且无线设备从存储器中获取相应的存储的无线AP测量并将它们发送到室内定位系统。可替代地，设备可以被配置为可能在每个工作日结束时自动地将所有无线AP测量数据转发到室内定位系统，并且室内定位系统可以保持并使用与其确定该设备的可能位置的时间相关的测量并放弃其余的测量。
在操作210中，室内定位系统使用获得的无线AP测量数据更新或优化无线AP指纹。
在一些实施例中，操作210可以包括在执行更新/优化之前比较可能位置的当前无线AP指纹和获得的无线AP测量数据。如果无线AP测量数据与指纹相差很大程度(例如超过最大量)，则可以认为测量数据太不可靠而不与可能的位置相关。例如，如果各种AP的测量信号强度大于与由指纹指示的信号强度不同的阈值百分比，则测量可能不可靠。在一些情况下，一个AP的信号强度的显著差异可能指示AP的信号问题，但是与两个或更多个AP的差异可能指示无线设备可能不在可能位置中。作为另一个示例，如果测量数据包括来自指纹中不存在的和/或已知远离可能位置的一个或多个AP的信号，则可能的位置确定可能不准确。如果这种“合理性检查”导致确定测量数据太不可靠而不与可能位置相关，则可能会丢弃它。
对测量数据的失败的“合理性检查”可以指示可能位置确定是不准确的，或者用户正携带他或她的无线设备的假设是无效的。无论哪种情况，在这些情况下，测量数据都不会用于更新无线AP指纹。
在其它实施例中，不使用上述“合理性检查”，因为它可以阻止在一些情况下对指纹进行必要的更新，诸如如果无线AP移动。在这种实施例中，用于将测量结合到指纹中的准则不基于与现有指纹的相关性，而是取决于其它因素，诸如同意测量的多个来源。在一些情况下，可以使用指纹和观察值的加权平均值(给予新观察值更多权重)将测量结合到指纹中。以这种方式，指纹是可靠的，但也足够灵活以根据WiFi AP配置中的变化而可调整。
在一个实施例中，触发读取无线AP测量的位置推断数据是“登记”数据，其中“登记”是用户的位置以高度精度已知的点。示例包括在安全接入点处检测用户通行卡，在特定计算机或以太网端口处检测用户登录或用户设备连接，或检测用户相关联设备(诸如无线设备)与充电端口的连接。
高置信度的可能位置可以使室内定位系统10能够改进引向远离那些位置的路径上的位置的指纹处理。例如，如果无线设备被确定为具有高置信度的可能位置(例如，在登记位置处，如安全接入点)，则系统可以使用来自设备的传感器数据和航位推算以确定行进路径。登记为行进路径提供了已知的起点。使用来自设备的传感器数据并将其与地图数据融合，可以确定设备行进路径，以便确定在一段时间内在一层中的设备位置。如果检测到后续登记(例如在用户的计算机处登录，另一个安全访问点等)，则室内定位系统10具有终点以用作确定设备所采用的路径的附加约束。
为了提高系统精确确定用户路径的能力，可以使用附加的位置推断数据来确定行进路径。例如，由无线设备在行进时间期间检测到的数据可能与候选路径中的一个相关。检测到的数据可以包括无线AP测量，检测到的BluetoothTM信号，或者由设备在行进期间感测到的其它无线信号，所述其它无线信号可以与设施中的位置和/或期望处于(或可以被确定为正在使用室内定位系统和其自己的无线AP测量)设施中的特定位置的其他用户设备相关。
如果室内定位系统能够确定在高可靠性登记之后的至少一部分时间内用户的路径，并且以多于阈值置信度确认该路径确定，则室内定位系统可以从无线设备获得与行进时间相关的无线AP测量数据，并且可以使用该数据来优化沿着确定的行进路径的与位置相关联的指纹。
应该理解，随着时间的推移，并且在每个具有无线设备的多个雇员或同事的参与下，室内定位系统能够收集与设施中的位置相关的大量数据，特别是沿着更频繁行进的路径和登记位置。这使系统能够精确地优化与这些路径和位置相关的指纹。
对于大多数雇员而言，大部分工作时间都花在分配的位置，诸如隔间、办公室或其它工作站。了解用户与其指定位置之间的相关性，允许系统开发与那些位置以及沿从那些位置引出的路径的位置相关联的高度优化的指纹。位置推断数据可以用于改进用户处于他或她的分配位置的确定。例如，从桌面电话发起VoIP呼叫，经由桌面计算机登录到用户账户，将用户相关联设备插入本地充电站中，或其它检测到的非位置事件可以与用户处于他或她的指定位置的更高的置信度相关联。因此，此时由用户的无线设备进行的无线AP测量可以确信地与该位置相关并用于优化该位置的指纹。
其它位置推断数据或无线AP测量数据可用于确定用户何时离开他或她的分配位置并确定采取的可能路径。在许多情况下，初始路径被限制为一个或两个选项，并且该系统可以能够可靠地估计针对初始行进的至少一部分的用户位置。该部分也可能是在设施中最低频率行进区域之中，例如沿着隔间排，这有利于重复优化没有被很好行进的位置。
应用
除了在设施的地图上显示用户的当前位置之外，优化和精确的室内定位系统可以用于许多应用中。
在一个实施例中，室内定位系统确定用户何时建立了新的工作位置并更新了内部雇员位置地图或列表。
许多工作场所具有分配的员工位置的地图，即分配给每个用户的办公桌或办公室或隔间，并且在该处每个用户被期望完成他或她的大部分工作。在一些情况下，未分配固定位置的用户可能会在一段时间内使用一个或多个“临时”位置。这在一些情况下可能被称为“旅馆式办公”，因为一些用户在设施中没有永久分配的位置；相反，用户可以在处于设施中时占用未分配位置中的一个位置。例如，这可能发生在专业服务组织中，其中某些雇员不坐班以处理项目，在项目之间在办公室里工作两三天，就像在许多咨询机构中发生的那样。它也可能发生在兼职或共享工作的情况下，在这种情况下，某人预计只占用该位置一部分时间。组织可以将某些区域指定为“共享”位置以供兼职、共享工作、旅行或访问雇员使用，而不是保留空间不使用。
大型或中型组织经常维护雇员位置的地图或列表。部分地，这使其他用户能够确定同事在该设施中的位置。从管理的角度来看，这种地图或列表对于配置VoIP呼叫的路由和/或电话分机的分配可能是有用的；物理的办公室间通信和包的路由也可能是重要的。
室内定位系统可以被配置为基于从用户设备收集的无线AP测量来确定用户何时似乎占用了新的位置。在一些情况下，系统可能会提醒管理员雇员工作位置可能发生的变化，以便管理员确认变化并更新雇员位置的地图或列表。在一些其它情况下，系统可能会自动更新雇员位置的地图或列表。
在一个示例实施例中，室内定位系统包括存储的雇员位置分配数据。位置分配数据指定每个雇员/用户的设施位置。系统可以向用户设备请求周期性无线AP信号测量数据。可替代地，用户设备可以被配置为提供周期性无线AP信号测量数据，而不需要来自系统的触发请求。在一些情况下，如果设备首先确认其位于设施内，诸如通过对照用于设施的无线AP标识符的存储列表测试检测到的无线AP标识符，则设备可以被配置为发送无线AP信号测量数据。
系统可以从用户设备接收无线AP测量数据，并且可以将其与用于雇员的分配位置的期望无线AP信号数据进行比较。接收到的无线AP测量数据中超过阈值的差异指示用户设备不在分配位置中。接收到的无线AP测量数据可以与用于设施的无线指纹进行比较以确定用户设备的位置。该系统可以被配置为在一天、几天、一周、几周等过程中跟踪用户设备位置，以建立用户在该设施中的什么位置花费他或她的时间。
在一些情况下，如果在一段时间的过程中，用户在除了他或她的分配的工作位置之外的工作位置超过阈值百分比的时间，则系统可以确定用户已经改变了工作位置。例如，如果在三天的过程中系统确定用户在与他或她的分配隔间、办公桌、办公室不同的隔间、办公桌或办公室花费他或她时间的50％以上，则系统可以确定用户已经移动到该新位置。在一些实施例中，它可能提示管理员进行调查。在一些实施例中，它可以更新雇员位置列表。在其它实施例中，它可以路由用户的电话分机并自动呼叫新的位置。
新位置的性质可影响系统是否确定用户已改变位置。在一些实施例中，一旦确定用户似乎已经移动位置，系统可以评估新位置是否是合法的新位置。例如，如果新位置是会议室、商谈室、实验室工作台或其它不可分配的位置，则系统可能不会向管理员发送提醒或更新雇员工作位置图或列表，因为用户可能参与在一个项目中，该项目仅让他或她远离他或她的分配位置一段时间。然而，如果新位置是办公桌、隔间或办公室，则新位置可能是用户可能重新定位的合法新位置。
在一些实施例中，系统进一步评估新位置是未占用位置还是未分配位置。例如，如果新位置是办公桌、办公室或隔间，但该办公桌或办公室或隔间被分配给第二雇员，则系统可能不会自动更新雇员位置地图或列表。在一些实施例中，它可以向管理员发送提醒以解决明显的冲突。在其它实施例中，系统可以对由与第二雇员相关联的无线设备报告的位置数据进行评估，以确定该雇员是否似乎也已经重新定位，在这种情况下，新位置可以被重新分配给用户。
不同的阈值可以被应用于不同类别的用户。例如，相比于被归类为“漫游”雇员的用户，该“漫游”雇员预计偶尔会出现在办公室，并占用空闲的办公桌，系统可能不太可能确定被归类为具有分配位置(例如，具有固定办公室或隔间)的雇员的用户已经被移动到新位置。作为示例，如果用户设备在至少三天的过程中在工作日的50％以上位于空闲的办公桌、隔间或办公室处，并且位于他或她分配的位置小于该相同三天内的工作日的25％，则系统可以确定具有分配位置的用户已经移动。相反，系统可以基于该用户位于空闲的办公桌、隔间或办公室处超过单个工作日的40％来确定没有分配位置的用户的位置。这些时间段和阈值是示例；在其它实施例中可以使用其它阈值或时间段。
现在参考图4，其以流程图形式示出了用于使用室内定位系统更新设施的雇员位置数据的一个示例过程300。
过程300包括从用户设备接收无线AP测量数据的操作302。室内定位系统将用户设备与特定用户(例如雇员)相关联。在操作304中，使用存储的用于设施的无线AP指纹，系统基于接收到的无线AP测量来确定用户设备(以及假定为相关联用户)的位置。然后系统可以在操作306中评估确定的位置是否是可分配位置。如果它不可分配，例如走廊、会议室、公共区域等，则系统可返回到操作302以等待进一步的测量数据。
如果确定的位置是可分配位置，则系统可以在操作308中评估相关联用户是否具有分配位置。如果用户具有分配位置，则系统可以评估确定的位置是否与用户的分配位置相同，如操作310所示。如果是，则不需要改变，并且系统返回到操作302。如果确定的位置与分配位置不同，则系统评估阈值是否已经满足以实施改变。具体地，在操作312中，系统评估其是否具有跨越其定义的时间段的数据，在该时间段内，其评估分配用户的位置数据。例如，时间段可以是一个工作日(例如，上午9点至下午5点)、两个或更多个工作日、一周等。如果系统没有足够的最近数据(例如，用户可能在最近的一天或多天已经缺席或在度假，这意味着系统无法进行必要的评估)。在一些情况下，系统将评估是否已确定至少在该时间段的最小部分内用户的位置数据(因为用户的日程安排或工作习惯可能意味着他或她在整个传统工作日内经常不在办公室，例如用户可能更喜欢从早上10点而不是早上9点开始)。示例最小部分是最近三个工作日的75％。如果系统没有足够的用户最近确定的位置数据，则它返回到操作302以等待附加数据。
如果系统具有足够的数据，则在操作314中，其评估用户是否已经被确定在新位置中持续超过时间段的阈值百分比。在一些情况下，该时间段与操作312中使用的时间段相同，但不一定相同。操作314中的评估可以作为最小百分比时间(例如，大于50％)，或者可以是绝对阈值(例如在两个工作日内超过10小时)，或者可以是相对阈值(例如在新位置比任何其它可分配位置多三倍以上)。在其它实施例中，可以使用其他阈值或试探法作为用于确定用户是否已经移动到新位置的基础。
如果系统确定用户已经移动到新位置，则在操作320中，其更新用户分配的位置数据。在一些实施例中，这可能涉及系统提醒管理员可能的位置改变。在一些实施例中，它可以涉及自动更新分配的用户位置数据。在另外的实施例中，由于所分配的位置的改变，可以实现附加的改变，诸如将用户的电话分机重新路由到位于新位置的话机或其它这种改变。
如果在操作308中确定用户是没有分配位置的用户，则在操作316中，系统评估系统是否具有足够数量的与用户相关联的最近位置数据。如在操作312中一样，对系统是否具有足够近的位置数据历史的评估可以基于在一个或多个最近工作日的至少最小部分内已经从用户的设备接收到无线AP测量数据和确定的位置。操作316中的测试不一定与操作312中的测试相同。例如，如果用户不具有当前分配的位置，则与改变用户的分配位置相比，系统可以依赖于位置数据的较短历史用于分配用户位置的目的。如果在操作316中识别了足够的位置数据的历史，则在操作318中，系统评估用户是否已经在确定的位置处持续相关时间的至少阈值量。操作318中的测试的相关时间段可以与操作316中使用的时间段相同，但不一定相同。在一些实施例中，操作318中的测试的时间段也可以不同于操作314中使用的时间段。在一个示例中，操作318可以评估用户是否已经在该位置处持续了一个工作日的至少50％。在其它实施例中可以使用其它阈值和试探法。如果满足操作318中的测试，则系统进行到操作320以更新用户分配的位置数据。
应该理解，过程300是一个示例实施例，并且在一些实施例中，所描述的各种测试和评估可以被修改或以不同顺序执行。
另一方面，室内定位系统可以应用于与设施相关联的维护请求。也就是说，当用户设备的用户使设备提交关于设施的便利设施的维护请求或报告时，室内定位系统可以精确指出报告该问题的用户设备的位置。作为示例，用户设备可以包括配置有各种定义的维护请求的设施维护应用。通过选择特定的请求按钮或其它界面触发，可以向设施管理者发送用于特定维护功能的请求。在一个实施例中，该请求可以伴随着室内定位应用在用户设备上提供的位置数据。室内定位应用基于无线AP测量和与地图位置相关的当前无线指纹来评估设备的当前位置。在一些实施例中，无线AP测量可以被发送到室内定位系统，该室内定位系统然后向设备发送对应的位置数据。
预先配置的维护请求可以包括灯泡更换、故障数据端口、洗手间服务或供应、打印机修理、会议室清理、清洁服务等的请求。通过用位置数据标记请求，设施经理或管理员可以立即获得关于请求所涉及的确切位置的信息，而无需用户在电子邮件或其它文本消息中详细描述位置或问题。
在另一方面，室内定位系统可以使用接收到的无线AP测量来识别设施地图中的异常。例如，当基于无线AP测量和指纹数据确定位置时，这些测量可以指示用户设备处于不应该可访问的位置，或者不能被相关联的用户访问的位置。这可能指示存在安全访问问题，并可能会向安全管理员发出提醒。在一些情况下，在系统基于一系列无线AP测量来确定用户设备的路径的情况下，一个或多个测量可以指示用户的路径已经越过了地图上不应该可跨越的边界或屏障。该种异常可能会触发对管理员的其它消息的提醒，以评估地图是否过期。
在另一个实施例中，无线AP测量可以用于识别故障接入点。例如，当确定用户处于特定位置或特定路径或轨迹上时，如果无线AP测量对应于该位置附近的AP的信号值的预期范围，但是应该存在于指纹中的这些AP中的一个具有零(即它缺失)的实际测量的信号强度，则它可以指示AP发生故障。
以上应用可以进一步使用位置推断数据来确认或改进用户设备的位置的置信度，并且因此触发警报和管理动作。
虽然本申请包括方法的一些描述，但是本领域普通技术人员将理解，本申请还涉及诸如手持电子设备和服务器的各种设备。手持电子设备和服务器包括用于执行所描述的方法的至少一些示例方面和特征的组件，它可借助于硬件组件(诸如存储器和/或处理器)、软件或者两者的任何组合，或以任何其它方式。此外，与设备一起使用的制品，诸如预记录的存储设备或包括记录在其上的程序指令的其它类似的计算机可读介质，或携带计算机可读程序指令的计算机数据信号可指导设备以促进实践所描述的方法。应该理解的是，这种设备、制品和计算机数据信号也落入本申请的范围内。
本文使用的术语“计算机可读介质”是指可以存储供计算机或其它计算设备使用或由其执行的指令的任何介质，包括但不限于便携式计算机磁盘、硬盘驱动器(HDD)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)或闪存，诸如压缩光盘(CD)、数字多功能盘(DVD)或Blu-rayTM盘的光盘，以及固态存储设备(例如NAND闪存或同步动态存储器(SDRAM))。
本申请的示例实施例不限于任何特定的操作系统、系统架构、移动设备架构、服务器架构或计算机编程语言。
以上呈现的各种实施例仅仅是示例，决不意味着限制本申请的范围。本文描述的创新的变化对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的，这种变化在本申请的预期范围内。具体地，可以选择来自上述示例实施例中的一个或多个的特征来创建包括可能未在上面明确描述的特征的子组合的替代示例实施例。另外，来自一个或多个上述示例实施例的特征可以被选择并组合以创建包括可能未在上面明确描述的特征的组合的替代示例实施例。本领域技术人员在阅读本申请作为整体时对于这种组合和子组合适合的特征将是显而易见的。本文描述的和在所述权利要求中描述的主题旨在覆盖和包含技术中的所有适当变化。

Claims (16)

1.一种用于设施的室内定位系统，所述设施具有遍布所述设施并且经由网络连接到所述室内定位系统的多个无线接入点AP，所述系统包括：
存储器，存储设施数据和无线接入点指纹，其中每个指纹与设施位置相关并且是与相关的设施位置相关联的多个无线接入点信号测量；以及
处理器，具有处理器可读指令，所述处理器可读指令在被执行时使所述处理器：
基于与第一时刻相关并与用户相关联的位置推断数据来确定在所述第一时刻所述用户在所述设施中的可能位置，
接收由与所述用户相关联的无线设备检测到的无线AP信号的无线AP信号测量，以及
使用所述接收的无线AP信号测量来更新与所述可能位置相关的无线AP指纹。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述无线AP信号测量是针对由所述无线设备在所述第一时刻检测到的无线AP信号。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的系统，其中所述位置推断数据包括以下至少一项：包含位置信息的日历条目、在近场通信NFC接入点处与所述用户相关联的NFC接入卡的检测、或者与所述用户相关联的连接到有线网络端口的设备的检测。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中所述处理器通过以下操作来确定所述可能的位置：确定可能的位置确定满足置信度阈值作为更新所述无线AP指纹的前提条件。
5.根据权利要求4所述的系统，其中确定所述可能的位置确定满足置信度阈值至少部分基于所述位置推断数据的来源。
6.根据权利要求4所述的系统，其中确定所述可能的位置确定满足置信阈值至少部分基于从至少两个来源接收到位置推断数据。
7.根据权利要求4所述的系统，其中确定所述可能的位置确定满足置信度阈值至少部分基于所述无线AP测量与所述无线AP指纹的差异是否超过预定量。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的系统，其中所述存储器在所述处理器确定可能位置之前从所述无线设备接收并存储无线AP信号测量，并且其中每个无线AP信号测量具有相关联的时间戳。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的系统，其中所述处理器通过以下操作来接收所述无线接入点信号测量：接收由所述无线设备从所述第一时刻到第二时刻检测到的一系列无线接入点信号测量，并且其中所述处理器通过以下操作来确定所述可能位置：确定所述无线设备从所述可能位置的可能行进路径。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述处理器通过以下操作来更新所述指纹：基于所述一系列无线接入点信号测量更新与沿所述可能路径的位置相关的指纹。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述指令还使所述处理器从不同于所述无线设备的来源接收与用户相关联的位置推断数据。
12.根据权利要求11所述的系统，其中所述位置推断数据包括：包含位置信息的日历条目。
13.根据权利要求11所述的方法，其中所述建筑物包括具有多个安全系统接入点的安全系统，并且其中所述位置推断数据包括在所述安全系统接入点中的一个安全系统接入点处与所述用户相关联的验证的安全令牌的检测。
14.根据权利要求11所述的系统，其中所述位置推断数据包括连接到有线网络接入端口的与所述用户相关联的设备的检测，并且其中所述存储器包括将所述可能位置与所述有线网络接入端口相关联的数据。
15.一种优化设施的室内定位系统的方法，其中所述系统将所述设施中的位置与相应的无线接入点AP指纹相关，并且其中每个无线AP指纹是与相关的设施位置相关联的多个无线AP信号测量，所述方法包括：
基于与第一时刻相关并且与用户相关联的位置推断数据，确定在所述第一时刻所述用户在所述设施中的可能位置；
接收由与所述用户相关联的无线设备检测到的无线AP信号的无线AP信号测量；以及
使用所述接收的无线AP信号测量来更新与所述可能位置相关的无线AP指纹。
16.一种存储处理器可执行指令的非暂态计算机可读介质，所述处理器可执行指令在由一个或多个处理器执行时，使所述一个或多个处理器执行根据权利要求15所述的方法。
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