CN109084753B - 位置确定装置和方法、移动装置及计算机可读记录介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及位置确定装置和方法、移动装置以及计算机可读记录介质。一种位置确定装置包括：数据输入电路，被配置为获得由磁场传感器感测的磁场传感器数据；检测电路，被配置为检测磁场的时间变化并且生成指示检测到的磁场的时间变化的时间变化信息；以及磁性指纹识别电路，被配置为通过将所获得的磁场传感器数据与包括磁场传感器周围的区域的磁性指纹的磁性图进行比较并且使用所生成的时间变化信息，来确定传感器位置的第一位置估计。

Description

位置确定装置和方法、移动装置及计算机可读记录介质

技术领域

本公开涉及一种用于确定装置的位置(尤其是在室内)的位置确定装置以及一种对应的位置确定方法。本公开进一步涉及一种移动装置和一种非暂时性计算机可读记录介质。

背景技术

正在研究针对室内定位(特别是定位和/或导航)的许多技术。地磁指纹识别技术利用建筑物内部的磁场以独特的方式被建筑物的结构(材料)扭曲这一事实。这个想法是以当前的磁测量与图的磁剖面(磁性指纹)相匹配的方式收集稍后可以用于导航(在线阶段)的建筑物的磁性图(离线阶段)。指纹包含的分量越多，其评估越独特；另一方面，指纹具有的分量越少，在指纹图中就会发现越多的匹配。当然，建筑物的磁性图可能包含许多副本或至少类似的条目。

地球磁场可以由主要允许生成三维指纹的三维向量表示(即，具有x、y、z分量分量)。然而，由于测量取决于通常不能检测到或仅部分地检测到(例如，通过加速度传感器)的磁性传感器的传感器方向，所以只有一个磁性分量(例如，大小)或两个分量(例如，垂直和水平分量)在实践中可以用作指纹。

在本文提供的“背景”描述是为了总体上呈现本公开的背景。在本背景部分中描述的程度上，目前指定的发明人的工作以及在提交申请时可能不符合现有技术的描述的各方面既不明确地也不隐含地被承认为本公开的现有技术。

发明内容

一个目的在于，提供一种即使在动态磁场条件下也能够进行精确位置确定的位置确定装置。另一目的在于，提供一种对应方法、一种移动装置和一种用于实现所述方法的对应的计算机程序以及一种用于实现所述方法的非暂时性计算机可读记录介质。

根据一个方面，提供了一种位置确定装置，包括：

数据输入电路，被配置为获得由磁场传感器感测的磁场传感器数据；

检测电路，被配置为检测磁场的时间变化并且生成指示检测到的磁场的时间变化的时间变化信息；以及

磁性指纹识别电路，被配置为通过将所获得的磁场传感器数据与包括磁场传感器周围的区域的磁性指纹的磁性图进行比较并且使用所生成的时间变化信息，来确定传感器位置的第一位置估计。

根据另一方面，提供了一种移动装置，包括：

磁场传感器，用于感测移动装置的位置处的磁场传感器数据，

测量电路，用于允许所述磁场传感器的位置估计的测量数据，以及

在本文公开的位置确定装置，用于基于感测的磁场传感器数据和所获取的测量数据来确定移动装置的位置。

根据又一方面，提供了：一种对应的位置确定方法；一种包括程序装置的计算机程序，用于当在计算机上执行所述计算机程序时，使计算机执行在本文公开的方法的步骤；以及一种在其内存储有计算机程序产品的非暂时性计算机可读记录介质，所述计算机程序产品由处理器执行时执行在本文公开的方法。

在从属权利要求中定义了实施方式。应当理解的是，公开的方法、公开的移动装置、公开的计算机程序和公开的计算机可读记录介质具有与要求保护的位置确定装置类似和/或相同的其他实施方式，并且如从属权利要求中所定义的和/或在本文中所公开的。

本公开的一个方面是分别通过静态磁场检测磁场传感器(或携带所述传感器的用户)的动态磁场或区分动态磁场与正常运动。此外，描述了基于该检测结果的位置确定的改进。

在实施方式中，公开了用于检测和缓解由磁场的时间变化引起的建筑物中(例如，在火车站、机场、购物中心等)的大位置误差的装置，所述时间变化可能例如是由在电流线路(例如，地铁线路的高架线)中流动的电流或者是通过移动诸如电梯等含铁物体引起的。还可以利用包含在所测量的磁场的时间变化中的信息。

前面的段落已经通过总体介绍提供，并非旨在限制以下权利要求的范围。通过参考结合附图进行的以下详细描述，将最好地理解所描述的实施方式以及其他优点。

附图说明

由于当结合附图考虑时，通过参考以下详细描述，更好地了解，所以将更容易地获得对本公开的更完整的理解及其许多伴随的优点，其中：

图1示出了说明在固定位置处的磁场传感器的示例性磁场传感器数据的示图；

图2示出了建筑物中的地磁场的大小的示例的示图；

图3示出了说明磁场矢量的坐标定义的示图；

图4示出了根据本公开的位置确定装置的第一实施方式的示意图；

图5示出了根据本公开的位置确定装置的第二实施方式的示意图；

图6示出了根据本公开的位置确定装置的第三实施方式的示意图；

图7示出了根据本公开的移动装置的实施方式的示意图；以及

图8示出了根据本公开的方法的实施方式的流程图。

具体实施方式

通常，对于地磁指纹识别，假定磁场是静态的(即，非时变的)。如果磁场是时变的(动态的)，则在没有额外的考虑因素的情况下，定位精度将降低或者定位估计可能在所有时变磁场条件下都是不可行的。时变磁场条件可能发生在不同的位置，例如，靠近电梯，其中，电梯的大型移动金属部件导致动态磁场条件。其他示例是火车高架线附近的位置：高架线的时变电流导致时变磁场。

本公开提供了解决动态磁场条件的解决方案。具体地，公开了用于检测动态(即，时变)磁场和/或通过静态磁场将动态磁场与用户的正常运动区分开的装置。此外，公开了基于该检测结果的定位系统的改进。

现在参考附图，其中，在几个视图中，相同的参考标号表示相同或相应的部分，图1示出了说明在固定位置(在该示例中，是火车站)处的磁场传感器的示例性磁场传感器数据的示图。时间相关的磁性传感器信号(例如，如图1所示)可能由时变磁场引起。在图1中，示出了磁场的三个正交分量(Mx分量1、My分量2、Mz分量3)和三个分量1-3的总和的绝对值4。

也可能的是，时间相关的磁性传感器信号是由携带磁场传感器的人的移动通过静态磁场引起的，静态磁场是地磁指纹识别的典型假定。这在示出了建筑物中的地磁场的大小的示例的图2中进行说明。

在描述本公开的细节之前，将给出一些定义。术语“磁性图”是指整个区域(优选地，室内，例如，建筑物)的磁性图(包括磁性指纹)或者整个区域的磁性图的子部分，例如，建筑物的子部分(诸如，建筑物的地板或翼侧楼)。用于本文公开的实施方式中的磁性图或磁性图的合适的子部分分别包括磁场传感器周围的区域的磁性指纹。可以基于磁场传感器的当前位置(例如，给定的位置估计)以及可选地其假定的置信度(例如，估计的位置精度)或者通过用户从服务器下载合适的磁性图等来选择。

术语“磁场量度”是指磁场测量数据(例如，3D传感器的传感器本地坐标系统的x、y和z方向上的磁流量密度)或其任何数学组合或操作，这可以用作磁场矢量的分量。在图3中示出了磁场矢量的不同表示的图示，示出了磁场矢量的坐标定义。示例量度是磁场幅度m、磁场倾角i、磁场方位角a、磁场垂直分量v、磁场水平分量h、磁场笛卡尔分量(x、y、z)及其组合。例如，磁场矢量可以由量度磁场水平分量h和磁场垂直分量v表示。或者，可以使用通过量度磁场幅度m和磁场倾角I的表示。对于一些情况，可以选择通过磁场幅度m、磁场倾角i和磁场方位角a的进一步的替代表示，或者由笛卡尔分量x、y和z表示。

图4示出了根据本公开的位置确定装置10的第一实施方式的示意图。位置确定装置10包括数据输入电路11，被配置为获得由磁场传感器201(在该实施方式中，不是装置10的一部分)感测的磁场传感器数据101。数据输入电路11可以由数据接口来表示，例如，用于数据接收或检索的接口(例如，HDMI、USB、网络接口等)，以直接从磁场传感器201或从存储装置(例如，数据载体、电子存储器、缓冲器等；未示出)中接收或检索磁场传感器数据101，其中，存储或缓冲磁场传感器数据101。

位置确定装置10进一步包括检测电路12，被配置为检测磁场的时间变化并且生成指示检测到的磁场的时间变化的时间变化信息102。例如，时间变化信息102可以指示检测到时间变化的磁场和/或描述检测到的磁场的时间变化。检测电路可以以不同方式实现，并且可以使用不同种类的数据来检测磁场是否是变化的而不是静态的。优选地，时间变化信息102不仅指示磁场在时间上变化，而且指示磁场以哪种方式和/或在哪种程度上和/或哪个区域中变化。例如，时间变化信息102可以包含标志或类似物，以指示已经检测到磁场的时间变化。另外或替代地，检测电路12可以将测量的磁场数据的静态部分与测量的磁场数据的时间变化部分分离并且生成时间变化信息102，使得其包含时间变化(或分别是时间变化的部分)的一个或多个属性的描述或表示，例如，相干时间、峰值和外观位置中的至少一个。下面将解释用于实现检测电路12的实施方式。

作为输入数据，检测电路12接收磁场传感器数据101。

可以通过考虑所测量的磁场的相干时间来检测磁场的时间变化，即，随着时间变化的速度。可以基于磁场传感器数据101的一系列连续(优选地，等距)的测量值来确定相干时间。相干时间越短，磁场的时间变化越快，并且包含在磁场传感器数据101中的信息越不可靠。例如，在该实施方式中，时间变化信息102可以包括相干时间或归一化版本的相干时间(在后一种情况下，检测电路12优选地知道或接收用于归一化的参考值)，或者仅仅包括在相干时间短于预定义的阈值的情况下检测到磁场的时间变化的指示。

在一些实施方式中，检测电路12可以接收进一步的输入数据。例如，检测电路12可以接收可能例如对于某些区域(城镇、街道、建筑物、地面、每平方米......)有效的一个或多个预定义的本地阈值。本地阈值可作为磁性图203的一部分存储在从服务器等获得的装置存储器中。如果所测量的磁场值分别超过或低于合适的本地阈值(例如其可以基于先前的或期望的位置估计来选择)，则可以检测到磁场的时间变化。

位置确定装置10进一步包括磁性指纹识别电路13，其被配置为通过将所获得的磁场传感器数据101与包括磁场传感器20周围的区域的磁性指纹的磁性图103进行比较并且使用所生成的时间变化信息102，来确定传感器位置的第一位置估计104(即，考虑所生成的时间变化信息102，或者直接或间接地将其用于第一位置估计的确定或最终确定的传感器位置，如在下面解释的其他实施方式中进行的)。磁性图103通常是预先获取的，并且例如由服务提供者、将使用位置确定的建筑物的所有者或操作者等提供，并且可以经由例如互联网或另一网络存储在存储装置(未示出；在该实施方式中，不是装置10的一部分)中或由服务器(通常不是装置10的一部分)提供。例如，用户可以下载他想要访问的位置的磁性图，或者可以基于(装置，包括或连接到)磁场传感器201的当前位置信息自动下载或提供合适的磁性图(例如，在进入建筑物之前或者在检测到放置在建筑物入口等处的蓝牙信标时获得的GPS信息)。

检测电路12和磁性指纹识别电路13可以在(共同的或单独的)硬件和/或软件中实现，例如，适当编程的处理器或计算机。

在一个实施方式中，磁性指纹识别电路13在将其与磁性图103进行比较之前，使用时间变化信息来通过从所获得的磁场传感器数据101中减去具体由时间变化信息102表示的或包括在时间变化信息102中的磁场的动态部分，来确定第一位置估计。在另一实施方式中，磁性指纹识别电路通过分析由时间变化信息指示的磁场的动态部分来使用时间变化信息以获得额外位置信息。例如，基于在f＝16.7Hz处的动态贡献的信号强度，可以估计到城市列车轨道的距离等。除了第一位置估计104之外，可以使用该额外位置信息来确定传感器位置。以这种方式，可以提高传感器位置确定的精度。

图5示出了根据本公开的位置确定装置20的第二实施方式的示意图。在该实施方式中，除了磁场传感器数据101，数据输入电路11还获得测量数据105，测量数据105分别允许磁场传感器201的或者通常包括磁场传感器201的装置和捕捉测量数据105的一个或多个传感器的位置估计。例如，所述测量数据105可以包括指示磁场传感器201的运动的运动数据和/或指示电磁场的电磁场数据。例如，可以从加速度计204和/或陀螺仪205中获得运动数据，并且可以从例如天线(未示出)获得电磁场数据。磁场传感器201、加速度计204和陀螺仪205优选地布置在共同的装置中，例如，布置在传感器装置206或诸如智能电话、平板电脑或穿戴式装置(例如，智能手表)等移动用户装置中。

本实施方式的位置确定装置20进一步包括位置估计电路21，其被配置为从获得的测量数据105中确定传感器位置的第二位置估计106。例如，从运动数据中，可以估计磁场传感器201(从最后已知位置)的移动距离和方向，例如，使用行人航位推测(PDR)。电磁场数据可以用于与电磁指纹进行比较，以估计传感器位置。

位置确定装置20进一步包括权重确定电路22，其被配置为根据所测量的磁场数据的可靠性来调整权重信息107，即，基于所述时间变化信息102来确定权重信息107(和/或基于磁性图中提供的置信度值或另一位置估计的置信度值)。所确定的权重信息107在确定传感器位置108时指示第一位置估计104和第二位置估计106的相对或绝对权重。例如，如果时间变化信息102指示存在磁场的时间变化，或者如果时间变化高于阈值，则第一权重可以减小。此外，时间变化越强，第一权重减小的程度可以越大。因此，如果磁场是时变的，则不基于磁性指纹识别的第二位置估计106获得更多的权重(直到单独用于传感器位置确定的点)，并且如果磁场是稳定的(非时变的)，则第一位置估计104获得更多的权重(直到单独用于传感器位置确定的点)。

可以在用于确定时间变化的检测电路的实施方式中使用的相干时间可以进一步用作第一权重，并且时间变化信息也可以直接用于加权。此外，在使用粒子滤波器的情况下，置信区间(即，上限/下限)可能取决于粒子的位置或方位。可以通过使用几个阈值以离散的方式或者以基于例如算法的连续方式进行权重的调整。

位置确定装置20进一步包括位置确定电路23(也称为传感器融合单元)，其被配置为根据确定的权重信息107对传感器位置的第一位置估计104和第二位置估计106进行加权并从加权的第一位置估计104和第二位置估计106中确定传感器位置108，导致确定的传感器位置的进一步改进和更高的可靠性，而不管该磁场是稳定的还是可变的。

图6示出了根据本公开的位置确定装置30的第三实施方式的示意图，该位置确定装置使用磁性图(以及可选地从其它传感器接收的运动数据)检测磁场的时间变化。这允许磁场的时间变化(动态部分)和由磁场传感器通过静态磁场的移动引起的变化之间的特别可靠地特性。

该实施方式包括检测电路32(也称为“动态磁场检测器”)的实施方式。该实施方式的一个构想是在权重确定电路22(也称为“比较单元”)中将磁场传感器201的磁场传感器信号与期望的时变信号109进行比较(可选地，可以使用估计的时变信号109和磁场传感器信号的量度，例如，相干时间或时间方差)。基于在运动建模电路33(也称为“运动模型”)中估计的估计用户运动(例如，包括速度和/或运动轨迹)和磁性图输入，使用时间信号建模电路31(也称为“时间信号建模单元”)，对期望的时变信号109进行建模。

检测电路32的输出(具体是权重信息107)用于改善位置确定电路23中的传感器融合算法。下面讨论位置确定装置30及其分量的不同实施方式。

在一个实施方式中，基于例如建筑物的磁性图103，来将最大(或最小)期望的磁场量度确定为时变信号109(例如，通过与绝对参考值进行比较)。如果所测量的磁场量度超过(或低于)最大(或最小)期望的磁场量度，则检测到磁场的时间变化。

可以提供图区域选择电路34(也称为“图区域选择器”)，该电路基于(先前确定的)传感器位置108(特别是最后一个传感器位置108附近的区域)从磁性图103中选择区域。在一些实施方式中，该选择可以基于至少两个先前的传感器位置108。在一个实施方式中，该区域或其尺寸分别可能基于用户的估计运动、直接从测量数据105、一个或多个先前的传感器位置108以及该位置的图(例如，建筑物的平面图等)中获得的运动和/或方向信息中的至少一个。例如，可以选择该区域，以包括携带磁场传感器201的用户在特定时间段内以高于阈值概率的概率到达的位置。图区域选择电路34的输出111可以包括相关区域中的磁性图的最大值/最小值。最小值/最大值的量度可以对应于测量和图坐标系统对准之后的磁场矢量(或其任何组合)的不同表示(如图3所示)。

如果磁场倾角i示例性地用作量度，则如果磁性图区域中的倾斜角度的范围在20°和40°之间，则可以例如检测磁场的时间变化，而测量的倾斜角度是60°，检测阈值T＝50°。检测阈值可以相对于期望范围(例如，范围的上限值、下限值或中值)例如预先确定为百分比。因此，在一个实施方式中，检测电路32被配置为通过将所获得的磁场传感器数据101与期望的磁场数据进行比较来确定时间变化信息，可以从所获得的运动数据110和磁性图103的选择的区域111中确定该期望的磁场数据。运动数据110可以进一步用于选择区域111。

在另一实施方式中，基于磁场传感器201的速度(即，运动建模电路33的输出，如果传感器由用户携带，则可以提供估计的速度和最大假定的用户速度的预定义的上限)和/或从建筑物的磁性图获得的磁场量度的空间变化，来估计磁场量度的最大期望的时间变化。因此，换言之，在该实施方式中，磁性图的空间变化被转换成时间变化(运动模型)，然后，将该时间变化与测量的时间变化进行比较。

如果测量的磁场量度的时间变化大于磁场量度的最大期望的时间变化(由于磁性图中的磁场量度的空间变化和传感器装置的当前速度)，则检测到动态磁场。测量的磁场量度的时间变化因此基于所获得的磁场传感器数据101的两个或更多个后续测量，因此，表示随时间/位置的变化。该量度可以根据旋转补偿之后的磁场矢量(或其任何组合)的表示而不同。

在另一实施方式中，可以计算传感器装置的先前测量的磁场量度的统计(例如，平均值、方差、高阶统计、概率密度函数等)和建筑物的磁性图的空间变化。如果测量的估计统计(例如，后续测量的序列)在一定程度(例如，超过预定限制)上偏离磁性图统计，则检测时间变化的磁场。

此外，在一个实施方式中，可以在建筑物的大约相同位置处进行至少两个(在时间上，后续)测量。如果测量的磁场值在很大程度上彼此偏离，则检测到时间磁场。这可以用作所公开的方法和装置中的额外指标，即，磁场是时变的。

更进一步地，当前定位估计可以用于从磁性图中导出关于磁性指纹信息的期望时间变化、局部空间变化和/或可靠性的信息。

在另一实施方式中，磁性图可以包含关于所选位置或每个位置的时间变化的信息。该信息可能是存储在图中的每个磁性指纹的可靠性因素(其中，高时间变化与低可靠性因素相关，反之亦然)。此外，这些信息也可能是定位估计附近的磁性指纹的局部空间变化(例如，磁性幅度预计几乎是恒定的，因此，即使在较小的定位误差的情况下也是可靠的，但仍然观察到磁场幅度的巨大变化；然后，得出结论，用户不能移动到可能出现磁场幅度的巨大变化的遥远位置)。更进一步地，可以在磁场变化可以在大多数时间通过几种状态来近似的区域中，记录(并且相互比较)两个(或更多个)不同的磁性图。例如，可以在电梯或其他已知会引起磁场变化的电子装置附近记录两个磁性图。对于电梯的示例，一个图可以描述当电梯在同一楼层上时的磁场，而另一图可以描述当电梯在不同楼层上时的磁场。或者，磁性图可以包括用于一个位置的两个或更多个不同的磁性指纹，指示磁场可以在不同时间在该位置处采取的不同状态。因此，虽然某些位置只有一个指纹条目，但图可能包含用于其他位置的两个或更多个指纹条目。

为了在检测到磁场的时间变化的情况下改善位置确定，可以采取各种措施。例如，如上所述，室内定位解决方案的传感器融合处理中的磁性指纹信息的加权可以相对于同时用于室内定位的其他信息来调整(特别是减少)。用于室内定位的其他信息可能例如是行人航位推测(例如，步骤检测、步长估计、航向估计)或蓝牙信标、Wifi指纹识别等，通常被称为用于计算第二位置估计106的测量信息。

在另一实施方式中，可以预测或识别和减去例如由火车站的高架线引起的时间磁场变化。例如，如果时间变化周期性地或不时地发生和/或具有极其不同的进展，则这可能是可能的。

更进一步地，在一个实施方式中，时间变化可以用于位置估计。例如，已知在高架线附近发生某些时间变化。因此，这种信息可以用于在火车站(粗略)定位。最大和最小磁场值(例如，大小)可以提供关于(相对)距离的信息和关于列车类型的曲线进展(例如1，6.7Hz的周期性)。时变磁场还可以指示在例如电梯、自动扶梯、机器人等附近存在大型移动的含铁物体。通常，建筑物中这些物体的位置或许多可能的位置是已知的，结果，可以(间接地)从磁场的时间变化中导出位置信息。

图7示出了根据本公开的移动装置40的实施方式的示意图。移动装置40可以例如是手持装置、可穿戴装置、移动电话、智能电话、便携式电话、相机、手表、生命体征监视器、笔记本电脑、平板电脑、眼镜或用户可以携带的任何其他便携式装置。移动装置40包括：磁场传感器41(例如，如图4-6所示的磁场传感器201)，用于感测在移动装置的位置处的磁场传感器数据；测量电路42，用于获取测量数据，分别允许磁场传感器和移动装置的位置估计；以及本文公开的位置确定装置43(例如，如图4-6所示的位置确定装置10、20、30)，用于基于感测的磁场传感器数据和获取的测量数据，来分别确定磁场传感器和移动装置40的位置。测量电路42可以包括用于获取指示移动装置的运动的运动信息的运动检测器和/或用于获取指示电磁场的电磁场数据的电磁场检测器。

图8示出了根据本公开的方法50的实施方式的流程图。在该方法的第一步骤S1中，获得由磁场传感器感测的磁场传感器数据。在第二步骤S2中，检测到磁场的时间变化。在第三步骤S3中，生成指示检测到的磁场的时间变化的时间变化信息。在第四步骤S4中，通过将所获得的磁场传感器数据与包括磁场传感器周围的区域的磁性指纹的磁性图进行比较并且使用所生成的时间变化信息来确定传感器位置的第一位置估计。

总而言之，如今的室内定位解决方案通常考虑磁场传感器数据，例如，依靠指南针信息或应用地磁指纹识别。本公开提供了用于检测和缓解由磁场的时间变化引起的建筑物中的大位置误差的装置。另外，本公开提出利用包含在所测量的磁场的时间变化中的信息。

因此，上述讨论仅公开和描述了本公开的示例性实施方式。如本领域技术人员将理解的，可以在不脱离其精神或基本特征的情况下，以其他特定形式来体现本公开。因此，本公开的公开旨在是说明性的，但不限制本公开的范围以及其他权利要求。包括本文的教导的任何容易辨别的变体的公开部分地定义了前述权利要求术语的范围，使得没有发明主题专用于公众。

在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一个(a)”或“一个(an)”不排除多个。单个元件或其他单元可以履行权利要求中叙述的几个物品的功能。在相互不同的从属权利要求中叙述了某些措施这一事实并不表示不能有利地使用这些措施的组合。

只要本公开的实施方式被描述为至少部分地由软件控制的数据处理设备来实现，将会理解的是，承载这种软件的非暂时性机器可读介质(例如，光盘、磁盘、半导体存储器等)也被认为表示本公开的实施方式。此外，这种软件还可以以其他形式分布，例如，经由互联网或其他有线或无线电信系统。

所公开的装置、设备和系统的元件可以通过对应的硬件和/或软件元件(例如，专用电路)来实现。电路是包括传统电路元件的电子分量、包括专用集成电路、标准集成电路的集成电路、专用标准产品和现场可编程门阵列的结构集合体。此外，电路包括根据软件代码编程或配置的中央处理单元、图形处理单元和微处理器。电路不包括纯软件，尽管电路包括执行软件的上述硬件。

下面是所公开的主题的进一步实施方式的列表：

1.一种位置确定装置，包括：

数据输入电路，被配置为获得由磁场传感器感测到的磁场传感器数据；

检测电路，被配置为检测磁场的时间变化并且生成指示检测到的磁场的时间变化的时间变化信息；以及

磁性指纹识别电路，被配置为通过将所获得的磁场传感器数据与包括磁场传感器周围的区域的磁性指纹的磁性图进行比较并且使用所生成的时间变化信息，来确定传感器位置的第一位置估计。

2.根据任何前述实施方式所述的位置确定装置，

其中，所述磁性指纹识别电路被配置在将所获得的磁场传感器数据与磁性图进行比较之前，通过从所获得的磁场传感器数据中减去磁场的动态部分来确定第一位置估计，和/或磁性指纹识别电路被配置为分析动态部分以获得除了用于确定传感器位置的第一位置估计以外所使用的额外位置信息。

3.根据任何前述实施方式所述的位置确定装置，

其中，所述数据输入电路被配置为获得测量数据，允许磁场传感器的位置估计，并且

其中，所述位置确定装置进一步包括：

位置估计电路，被配置为从所获得的测量数据来确定传感器位置的第二位置估计，

权重确定电路，被配置为基于所述时间变化信息来确定权重信息，确定的权重信息指示在确定传感器位置时第一位置估计和第二位置估计的相对或绝对权重，以及

位置确定电路，被配置为根据所确定的权重信息来对传感器位置的第一位置估计和第二位置估计进行加权，并且从经加权的第一位置估计和第二位置估计来确定传感器位置。

4.根据任何前述实施方式所述的位置确定装置，

其中，数据输入电路被配置为获得指示磁场传感器的运动的运动数据，并且

其中，所述检测电路被配置为从所获得的磁场传感器数据和所获得的运动数据和/或通过将所获得的磁场传感器数据与从所获得的运动数据和磁性图中确定的期望磁场数据进行比较，来确定时间变化信息。

5.根据实施方式4所述的位置确定装置，

进一步包括图区域选择电路，图区域选择电路被配置为基于所确定的传感器位置来从磁性图中选择区域，

其中，所述检测电路被配置为通过将所获得的磁场传感器数据与从所获得的运动数据和磁性图的所选区域中确定的期望磁场数据进行比较，来确定时间变化信息

6.根据实施方式4所述的位置确定装置，

其中，所述检测电路被配置为确定时间变化信息，时间变化信息指示如果由于在磁性图中的磁场量度的空间变化以及从所获得的运动数据确定的传感器装置的当前速度，所获得的磁场传感器数据的磁场量度的所测量的时间变化大于磁场量度的最大期望时间变化，则磁场在时间上变化。

7.根据任何前述实施方式所述的位置确定装置，

还包括图区域选择电路，其被配置为从磁性图来估计磁场量度的最大值和/或最小值，

其中，所述检测电路被配置为通过确定磁场数据的一个或多个分量是否高于所估计的磁场量度的对应分量的最大值和/或低于所估计的磁场量度的对应分量的最小值来确定时间变化信息

8.根据任何前述实施方式所述的位置确定装置，

其中，所述检测电路被配置为确定先前传感器位置的磁场量度的统计和磁性图的对应空间变化，并且通过确定所获得的磁场传感器数据的磁场量度是否偏离所确定的统计和/或所获得的磁场传感器数据的磁场量度偏离所确定的统计何种程度来确定时间变化信息。

9.根据实施方式6、7或8所述的位置确定装置，

其中，所述磁场量度是磁场幅度、方位角和倾角中的一个或多个。

10.根据实施方式3所述的位置确定装置，

其中，磁性图包括指示磁性图的磁性指纹的可靠性和/或局部空间变化的可靠性信息和/或空间变化信息，并且

其中，所述权重确定电路被配置为在确定权重信息时另外使用所述可靠性信息和/或空间变化信息。

11.根据任何前述实施方式所述的位置确定装置，

其中，所述磁性指纹识别电路被配置为通过将所获得的磁场传感器数据与所述磁场传感器周围的区域的两个或多个磁性图进行比较来确定传感器位置的第一位置估计，两个或多个磁性图表示现有物体的不同状态的磁场。

12.根据实施方式3所述的位置确定装置，

其中，所述数据输入电路被配置为获得作为测量数据的指示磁场传感器的运动的运动数据和/或作为测量数据的指示电磁场的电磁场数据，并且

其中，所述位置估计电路被配置为从通过航位推测所获得的运动数据和/或从所获得的电磁场数据中确定传感器位置的第二位置估计。

13.根据任何前述实施方式所述的位置确定装置，

其中，所述磁性指纹识别电路被配置为估计由现有物体的运动引起的时间磁场变化，并且在确定传感器位置的第一位置估计之前，从所获得的磁场传感器数据中减去所估计的时间磁场变化。

14.根据实施方式3所述的位置确定装置，

其中，所述位置确定电路被配置为通过估计由AC电流和/或移动的含铁物体引起的时间磁场变化来确定传感器位置。

15.根据实施方式3所述的位置确定装置，

其中，其中，所述权重确定电路被配置为如果时间变化信息指示磁场的时间变化的存在，或者如果时间变化高于阈值，则减小第一权重，或者时间变化越强，则将第一权重减小量越大。

16.一种位置确定方法，包括：

获得由磁场传感器感测的磁场传感器数据，

检测磁场的时间变化，

生成指示检测到的磁场的时间变化的时间变化信息，并且

通过将所获得的磁场传感器数据与包括磁场传感器周围的区域的磁性指纹的磁性图进行比较并且使用所生成的时间变化信息，来确定传感器位置的第一位置估计。

17.一种移动装置，包括：

磁场传感器，用于感测移动装置的位置处的磁场传感器数据，

测量电路，用于获取测量数据，允许磁场传感器的位置估计，以及

根据任何前述实施方式的位置确定装置，用于基于感测的磁场传感器数据和所获取的测量数据来确定移动装置的位置。

18.根据实施方式17所述的移动装置，

其中，所述测量电路包括用于获取指示移动装置的运动的运动信息的运动检测器和/或用于获取指示电磁场的电磁场数据的电磁场检测器。

19.根据实施方式17所述的移动装置，

其中，所述移动装置是手持装置、可穿戴装置、移动电话、智能电话、便携式电话、相机、手表、生命体征监视器、笔记本电脑、平板电脑和眼镜中的一个。

20.一种非暂时性计算机可读记录介质，在其内存储计算机程序产品，计算机程序产品在由处理器执行时促使执行根据实施方式16所述的方法。

21.一种包括程序代码装置的计算机程序，用于当在计算机上执行所述计算机程序时，使计算机执行根据实施方式16所述的所述方法的步骤。

Claims (17)

1.一种位置确定装置，包括：

数据输入电路，被配置为获得由磁场传感器感测到的磁场传感器数据；

检测电路，被配置为检测磁场的时间变化并且生成指示检测到的所述磁场的所述时间变化的时间变化信息；以及

磁性指纹识别电路，被配置为通过将所获得的所述磁场传感器数据与包括所述磁场传感器周围的区域的磁性指纹的磁性图进行比较并且使用所生成的所述时间变化信息，来确定传感器位置的第一位置估计；其中，

所述数据输入电路被配置为获得允许所述磁场传感器的位置估计的测量数据，并且

其中，所述位置确定装置进一步包括：

位置估计电路，被配置为从所获得的所述测量数据来确定所述传感器位置的第二位置估计，

权重确定电路，被配置为基于所述时间变化信息来确定权重信息，所确定的权重信息指示在确定所述传感器位置时所述第一位置估计和所述第二位置估计的相对权重或绝对权重，以及

位置确定电路，被配置为根据所确定的所述权重信息来对所述传感器位置的所述第一位置估计和所述第二位置估计进行加权，并且从经加权的所述第一位置估计和所述第二位置估计来确定所述传感器位置；

其中，所述数据输入电路被配置为获得指示所述磁场传感器的运动的运动数据，并且

其中，所述检测电路被配置为从所获得的磁场传感器数据和所获得的运动数据和/或通过将所获得的磁场传感器数据与从所获得的运动数据和所述磁性图中确定的期望磁场数据进行比较，来确定所述时间变化信息；

进一步包括图区域选择电路，所述图区域选择电路被配置为基于所确定的传感器位置来从所述磁性图中选择区域，

其中，所述检测电路被配置为通过将所获得的磁场传感器数据与从所获得的运动数据和所述磁性图的所选区域中确定的期望磁场数据进行比较，来确定所述时间变化信息。

2.根据权利要求1所述的位置确定装置，其中，

所述磁性指纹识别电路被配置为在将所获得的所述磁场传感器数据与所述磁性图进行比较之前，通过从所获得的所述磁场传感器数据中减去所述磁场的动态部分来确定所述第一位置估计，和/或所述磁性指纹识别电路被配置为分析所述动态部分以获得除了用于确定所述传感器位置的所述第一位置估计以外所使用的额外位置信息。

3.根据权利要求1所述的位置确定装置，

其中，所述检测电路被配置为确定所述时间变化信息，所述时间变化信息指示如果由于在所述磁性图中的磁场量度的空间变化以及从所获得的运动数据确定的传感器装置的当前速度，所获得的磁场传感器数据的所述磁场量度的所测量的时间变化大于所述磁场量度的最大期望时间变化，则所述磁场在时间上变化。

4.根据权利要求1所述的位置确定装置，

进一步包括图区域选择电路，所述图区域选择电路被配置为从所述磁性图来估计磁场量度的最大值和/或最小值，

其中，所述检测电路被配置为通过确定所述磁场数据的一个或多个分量是否高于所估计的所述磁场量度的对应分量的所述最大值和/或低于所估计的所述磁场量度的对应分量的所述最小值来确定所述时间变化信息。

5.根据权利要求1所述的位置确定装置，

其中，所述检测电路被配置为确定先前传感器位置的磁场量度的统计和所述磁性图的对应空间变化，并且通过确定所获得的磁场传感器数据的磁场量度是否偏离所确定的统计和/或所获得的磁场传感器数据的磁场量度偏离所确定的统计何种程度来确定所述时间变化信息。

6.根据权利要求3到5中任一项所述的位置确定装置，

其中，所述磁场量度是磁场大小、方位角和倾角中的一个或多个。

7.根据权利要求1所述的位置确定装置，

其中，所述磁性图包括指示所述磁性图的所述磁性指纹的可靠性和/或局部空间变化的可靠性信息和/或空间变化信息，并且

其中，所述权重确定电路被配置为在确定所述权重信息时另外使用所述可靠性信息和/或空间变化信息。

8.根据权利要求1所述的位置确定装置，

其中，所述磁性指纹识别电路被配置为通过将所获得的磁场传感器数据与所述磁场传感器周围的区域的两个或多个磁性图进行比较来确定所述传感器位置的所述第一位置估计，两个或多个磁性图表示现有物体的不同状态的磁场。

9.根据权利要求1所述的位置确定装置，

其中，所述数据输入电路被配置为获得作为所述测量数据的指示所述磁场传感器的运动的运动数据和/或作为所述测量数据的指示电磁场的电磁场数据，并且

其中，所述位置估计电路被配置为从通过航位推测法所获得的所述运动数据和/或从所获得的电磁场数据确定所述传感器位置的所述第二位置估计。

10.根据权利要求1所述的位置确定装置，

其中，所述磁性指纹识别电路被配置为在确定所述传感器位置的第一位置估计之前，估计由现有物体的运动引起的时间磁场变化，并且从所获得的磁场传感器数据中减去所估计的时间磁场变化。

11.根据权利要求1所述的位置确定装置，

其中，所述位置确定电路被配置为通过估计由AC电流和/或移动的含铁物体引起的时间磁场变化来确定所述传感器位置。

12.根据权利要求1所述的位置确定装置，

其中，所述权重确定电路被配置为如果所述时间变化信息指示所述磁场的时间变化的存在，或者如果所述时间变化高于阈值，则减小第一权重，或者所述时间变化越强，则将所述第一权重减小量越大。

13.一种位置确定方法，包括以下步骤：

获得由磁场传感器感测的磁场传感器数据以及获得允许所述磁场传感器的位置估计的测量数据，

检测磁场的时间变化，

生成指示检测到的所述磁场的所述时间变化的时间变化信息，并且

通过将所获得的磁场传感器数据与包括所述磁场传感器周围的区域的磁性指纹的磁性图进行比较并且使用所生成的时间变化信息，来确定传感器位置的第一位置估计；

从所获得的所述测量数据来确定所述传感器位置的第二位置估计；

基于所述时间变化信息来确定权重信息，所确定的权重信息指示在确定所述传感器位置时所述第一位置估计和所述第二位置估计的相对权重或绝对权重；

根据所确定的所述权重信息来对所述传感器位置的所述第一位置估计和所述第二位置估计进行加权，并且从经加权的所述第一位置估计和所述第二位置估计来确定所述传感器位置；

获得指示所述磁场传感器的运动的运动数据，并且

从所获得的磁场传感器数据和所获得的运动数据和/或通过将所获得的磁场传感器数据与从所获得的运动数据和所述磁性图中确定的期望磁场数据进行比较，来确定所述时间变化信息；

基于所确定的传感器位置来从所述磁性图中选择区域，

通过将所获得的磁场传感器数据与从所获得的运动数据和所述磁性图的所选区域中确定的期望磁场数据进行比较，来确定所述时间变化信息。

14.一种移动装置，包括：

磁场传感器，用于感测在所述移动装置的位置处的磁场传感器数据，

测量电路，用于获取允许所述磁场传感器的位置估计的测量数据，以及

如权利要求1-12中任一项所述的位置确定装置，用于基于感测的所述磁场传感器数据和所获取的所述测量数据来确定所述移动装置的位置。

15.根据权利要求14所述的移动装置，

其中，所述测量电路包括用于获取指示所述移动装置的运动的运动信息的运动检测器和/或用于获取指示电磁场的电磁场数据的电磁场检测器。

16.根据权利要求14所述的移动装置，

其中，所述移动装置是手持装置、可穿戴装置、移动电话、智能电话、便携式电话、相机、手表、生命体征监视器、笔记本电脑、平板电脑和眼镜中的一个。

17.一种非临时性计算机可读记录介质，在其内存储有计算机程序产品，所述计算机程序产品由处理器执行时执行根据权利要求13所述的方法。

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