CN110325819A - 用于室内定位的精确高度估计 - Google Patents

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Abstract

公开了一种方法，其包括以下步骤：至少部分地基于至少一个压力信息确定至少一个相对高度信息，其中，所述至少一个相对高度信息指示高度的相对值；确定与包括地图数据的数据库的数据单元相关联的至少一个绝对高度信息，其中，所述至少一个绝对高度信息指示高度的绝对值；至少部分地基于所确定的相对高度信息并且至少部分地基于所确定的绝对高度信息来确定估计信息，其中，所述估计信息表示高度的绝对值。还公开了相应的设备、计算机程序和系统。

Description

用于室内定位的精确高度估计
技术领域
以下公开涉及室内定位领域，或者更具体地，涉及用于确定指示高度的估计信息的系统、设备和方法。
背景技术
室内定位(即位置查找，包括楼层检测)需要为此目的专门开发和部署的新颖系统和解决方案。主要用于室外的“传统”定位技术，例如卫星和蜂窝定位技术，通常无法在室内提供使得在两种环境中实现无缝和同等的导航体验的性能。在系统和信号未针对室内使用情况进行设计和指定的情况下，所需的定位精度(例如2-3米)、覆盖范围(例如～100％)和楼层检测对于在室内实现具有令人满意的性能水平而言具有挑战性。基于卫星的无线电导航信号根本无法穿过墙壁和屋顶以获得足够的信号接收，并且蜂窝信号通常具有太窄的带宽从而不能用于默认的精确测距。
在过去几年中已经开发并商业部署了几种室内专用解决方案，例如，基于伪卫星(类似GPS的短距离信标)、超声定位、BTLE信号(例如，高精度室内定位，HAIP)和WiFi指纹识别的解决方案。这些解决方案的典型特征是它们需要部署全新的基础设施(信标、标签等等)或手动进行对建筑物(包括所有楼层、空间和房间)的详尽的无线电测量。这是相当昂贵的并且将花费相当多的时间来将覆盖范围构建到商业预期的水平，这在某些情况下将潜在的细分市场仅缩小到非常窄的客户群，例如，用于医疗保健或专用企业解决方案。此外，这些技术的多样性使得构建全球可扩展的室内定位解决方案变得困难，并且如果需要在诸如智能电话等的消费者装置中支持大量技术，则集成和测试将变得复杂。
对于商业上成功的室内定位解决方案(即全球可扩展、低维护和部署成本、以及提供可接受的最终用户体验)，该解决方案应基于建筑物中的现有基础设施和消费者装置的现有能力。这导致以下结论：室内定位有利地基于已经在每个智能电话、平板电脑、膝上型电脑甚至大多数功能电话(feature phones)中支持的WiFi和/或蓝牙(BT)技术。因此，需要找到一种使用WiFi和BT无线电信号的解决方案，其使得可以针对该方法实现例如2-3米水平定位精度，例如接近100％的楼层检测并具有快速构建全球覆盖范围的能力。
发明内容
楼层检测可以至少部分地基于已知由GPS估计的高度值。然而，这种高度估计具有非常低的精度(例如±50m)，这对于楼层检测来说是不够的。
因此，除了其他以外，本公开的目的是实现精确的高度估计。
根据本公开的第一示例性实施例，公开了一种方法，该方法包括：
至少部分地基于至少一个压力信息确定至少一个相对高度信息，其中，所述至少一个相对高度信息指示高度的相对值；
确定与包括地图数据的数据库的数据单元相关联的至少一个绝对高度信息，其中，所述至少一个绝对高度信息指示高度的绝对值；
至少部分地基于所确定的相对高度信息并且至少部分地基于所确定的绝对高度信息来确定估计信息，其中，所述估计信息表示高度的绝对值。
该方法可以例如由设备(例如服务器)执行和/或控制。可替代地，该方法可以由一个以上的设备(例如包括至少两个服务器的服务器云)执行和/或控制。可替代地，该方法可以例如由电子装置(例如移动终端)执行和/或控制。例如，该方法可以通过使用电子装置的至少一个处理器来执行和/或控制。
根据本公开的另一示例性方面，公开了一种计算机程序，当该计算机程序由处理器执行时使得设备(例如服务器)执行和/或控制根据第一示例性实施例的方法的动作。
计算机程序可以存储在计算机可读存储介质上，特别是有形和/或非暂时性介质中。计算机可读存储介质例如可以是磁盘或存储器等。计算机程序可以以用于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旨在用于参与装置的操作，如内部或外部存储器(例如计算机的只读存储器(ROM)或硬盘)，或者旨在用于分发程序，如光盘。
根据本公开的另一示例性方面，公开了一种设备，其被配置为执行和/或控制根据第一示例性实施例的方法，或包括用于执行和/或控制根据第一示例性实施例的方法的相应装置。
所述设备的装置可以用硬件和/或软件实现。它们可以包括：例如用于执行计算机程序代码(所述计算机程序代码用于执行所需功能)的至少一个处理器，存储程序代码的至少一个存储器，或两者。可替代地，它们可以包括例如被设计为实现所需功能的电路，其例如在芯片组或芯片(如集成电路)中实现。通常，该装置可以包括例如一个或多个处理装置或处理器。
根据本公开的另一示例性方面，公开了一种设备，其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计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起使设备(例如所述设备)至少执行和/或控制根据第一示例性实施例的方法。
根据本公开的任何方面的上述公开的设备可以是用于装置的模块或组件，例如芯片。可替代地，根据本公开的任何方面的所公开的设备可以是装置，例如服务器或服务器云。根据本公开的任何方面的所公开的设备可以仅包括所公开的组件，例如装置、处理器、存储器，或者还可以包括一个或多个额外的组件。
根据本公开的另一示例性方面，公开了一种系统，其包括：根据如上所公开的本公开内容的任何方面的设备，以及电子装置，其中，所述电子装置被配置为接收确定的估计信息中的至少一个。
在下文中，将更详细地描述本公开的所有方面的示例性特征和示例性实施例。
压力信息可以例如源自与所述设备不同的实体，例如，源自电子装置(例如终端)。例如，其可以是从电子装置或从另一实体接收的。可替代地，压力信息可以例如由所述设备或其组件确定。压力可以例如是大气压力。大气压力可以例如根据不同的参数(诸如温度、湿度、气体浓度等等)而变化。具体地，温度影响大气压力。为了获得准确的相对高度信息，压力信息可以例如另外指示温度。压力信息可以替代地或另外地源自与电子装置不同的实体，例如，源自服务器或计算机。压力信息可以例如由至少一个传感器收集，例如，压力传感器-也称为气压传感器。压力信息可以例如指示压力的变化。压力的变化例如可以通过将在第二时间获得的压力信息与在第一时间获得的压力信息进行比较来获得，其中在第二时间获得的压力信息是在比在第一时间获得的压力信息要晚的阶段获得的。
基于至少一个压力信息，例如通过使用处理器来确定相对高度信息。处理器可以例如是设备(例如，电子装置)的一部分。相对高度信息可以例如基于一条或多条压力信息。相对高度信息可以例如表示高度变化，但不表示绝对高度值。
电子装置可以例如是便携式的(例如，重量小于5kg、3kg、2kg或1kg)。电子装置可以例如至少是暂时的(例如，以可拆卸的形式)或永久地安装在车辆中。例如，车辆可以是汽车、卡车、摩托车、自行车、船或飞机等等。电子装置可以例如包括或可连接到显示器，所述显示器用于显示被引导/导航到用户的路线。电子装置可以例如包括或可连接到用于例如以口头命令或信息的形式输出声音的装置。电子装置可以例如包括或可连接到用于确定装置位置的一个或多个传感器，诸如例如全球定位系统(GPS)接收器形式的全球导航卫星系统(GNSS)接收器。电子装置可以例如包括或可连接到用于确定至少一个压力信息的气压传感器形式的一个或多个传感器。电子装置可以例如适合于室外和室内导航分别定位或用于室内导航分别定位。
包括地图数据的数据库的一个或多个数据单元是例如对电子装置可用的。数据单元可以例如表示地图区域。这些地图区域可以例如是较大地图的一部分。较大地图的这些部分可以例如属于不同的地理区域，例如，通过例如网格将地图划分成的不同几何区域。数据库的一个或多个数据单元可以例如包括建筑物边界。在建筑物边界内，可以使用室内导航。
数据单元例如是通过被存储在电子装置中或电子装置上而对例如电子装置可用的，或者是通过由电子装置例如经由到例如存储数据单元的设备的无线或有线连接可访问而对例如电子装置可用的。所述设备可以远离电子装置，或者可以与电子装置一起包括在一个装置中。
绝对高度信息表示高度的绝对值。绝对高度信息与包括地图数据(例如，代表地图区域)的数据库的数据单元相关联。绝对高度信息可以例如通过例如从地图数据获得(例如，接收)绝对高度值来确定。绝对高度值可以例如从另一实体(例如，服务器)获得。绝对高度信息可以例如基于位置信息来确定。位置信息可以例如指示例如电子装置的水平位置。位置信息可以例如指示建筑物外部的(例如，电子装置的)水平位置。位置信息可以例如不指示绝对高度值。位置信息可以例如从GNSS提供，述GNSS例如GPS、Galileo、Globalnajanawigazionnaja sputnikowaja sistema(GLONASS)等等。位置信息可以例如至少基于可从GNSS(例如，GPS水平位置)接收的一个信号来确定。绝对高度信息可以例如基于位置信息和与数据单元(例如，表示位置信息所在的地图区域的数据单元)相关联的绝对高度信息来确定。例如，位置信息指示电子装置的水平位置，但不指示电子装置的位置的绝对高度值。基于位置信息，可以确定根据位置信息的水平位置处的绝对高度值。可以例如通过使用指示(电子装置的)水平位置的位置信息来确定位置的绝对值，以通过使用位置信息例如从高度地图获得绝对高度值来确定绝对高度值。高度地图可以例如包括与位置信息(例如，水平位置(例如纬度和经度坐标))相关联的至少一个绝对高度值。
与表示地图区域的数据单元相关联的绝对高度信息和/或与表示相邻地图区域的数据单元相关联的绝对高度信息通常不会急剧变化。因此，即使位置信息相对于正确位置不准确，根据位置信息的数十米的误差也可能仅导致高度的微小误差(例如，几米或更小)。与由GNSS(例如，GPS)提供的高度值相比，所确定的与数据单元相关联的绝对高度信息是非常精确的。
估计信息表示高度的绝对值，并且至少部分地基于所确定的相对高度信息并且至少部分地基于所确定的绝对高度信息来确定。例如在确定绝对高度信息之后确定估计信息。相对高度信息可以例如指示在(例如，直接)确定绝对高度信息变得不可用或绝对高度信息变得模糊(例如由于当前位置在建筑物内或其他多层结构内)之后继续进行高度估计的高度变化。估计信息可以例如通过考虑绝对高度信息来校准相对高度信息而确定。因此，相对高度信息可以例如仅指示高度变化。通过校准相对高度信息，确定由所确定的估计信息表示的非常精确的高度。
另外地或可替代地，如果不可能检测到位置是否在建筑物内(例如，没有可用的关于建筑物边界的信息并且仍然可以确定绝对高度信息)，则可以例如检查相对高度信息是否与绝对高度信息迅速发散。例如，如果发生在建筑物内楼上的运动，则绝对高度信息将保持相同或最小变化，这是因为位置信息(例如，指示水平位置)保持不变。因此，在建筑物内楼上的运动期间，水平位置不会发生太大变化。然而，在建筑物内楼上的运动期间，相对高度信息将指示高度的快速变化。在这种情况下，当前位置可能在建筑物(或多层结构)内。估计信息可以主要基于相对高度信息，因为在这种场景下相对高度信息更准确。对于估计信息的校准，所确定的估计信息可以基于(例如，最后)确定的绝对高度信息。
可以例如向电子装置或另一设备例如输出估计信息，所述了另一设备将估计信息传送到所述电子装置。在接收输出的估计信息的电子装置处，输出的估计信息可以例如用于室内导航和/或定位目的。
因此，示例实施例使得可以准确地确定表示用于室内导航系统的(例如，电子装置的)高度的估计信息，具体是使用所确定的估计信息来确定建筑物内的楼层，例如室内导航分别定位。
应当注意，获得压力信息的步骤和确定相对高度信息的步骤可以并行进行。例如，在确定估计信息之前，可以确定压力信息和相对高度信息。在确定相对高度信息和绝对高度信息之后，可以例如确定估计信息。
根据本公开的所有方面的示例性实施例，所述方法还包括：
获得位置信息，其中，至少部分地基于位置信息确定绝对高度信息。
位置信息可以例如指示电子装置的水平位置。位置信息可以例如指示建筑物外部的水平位置。
位置信息可以例如从GNSS模块提供，所述GNSS模块例如GPS、Galileo、GLONASS模块等等。GNSS模块可以例如是设备(例如电子装置)的一部分。位置信息可以例如至少基于可从GNSS接收的一个信号来确定。可以例如从实体(例如，服务器、服务器云或计算机)接收位置信息。可替代地，例如通过向实体发送获取位置信息的请求，使得从实体接收位置信息。在接收到获得位置信息的请求时，实体可以例如返回由请求的发起者接收的位置信息。
绝对高度信息至少部分地基于位置信息(或其一部分)来确定。在根据第一方面的示例性实施例中，绝对高度信息可以例如基于位置信息来确定。
例如，绝对高度信息可以从高度地图导出。高度地图可以例如包括与水平位置处的高度或多个水平位置的区域处的高度相关联的至少一个绝对高度信息。基于位置信息，绝对高度信息可以例如从高度地图获得。通常，相邻水平位置处的高度值不会急剧变化。因此，即使位置信息相对于水平位置是错误的(例如，数十米的误差)，例如也可能仅导致与非错误位置信息相比高度值几米的误差。
根据所有方面的示例性实施例，通过将相对高度信息映射(例如，修正、组合或积分)到绝对高度信息来确定估计信息。另外地或可替代地，将相对高度信息映射到最初确定的估计信息。例如，在确定初始估计信息(例如，执行一次根据第一方面的方法)之后，进一步确定的(例如，基于例如从气压传感器获得的一个或多个压力信息确定的)相对高度信息可以例如用于跟踪高度变化。基于进一步确定的相对高度信息来跟踪高度变化的一种场景可以是为了在通过GNSS获得位置信息之后(该GNSS变得不可用)继续确定估计信息。基于进一步确定的相对高度信息来跟踪高度变化的另一场景可以是在所确定的绝对高度信息(其例如与表示高度地图的地图数据的数据单元相关联)变得模糊(例如，当前位置在建筑物内或在其他多层结构内)之后。
在本公开的所有方面的示例性实施例中，最后知晓或最后确定的绝对高度信息用于将相对高度信息映射到绝对高度信息。例如，可以将至少一个高度变化映射到最后知晓或最后确定的绝对高度信息上。可替代地，第一确定的绝对高度信息可以例如用于将相对高度信息映射到绝对高度信息上。以这种方式，相对于表示非常精确的高度的绝对高度信息来设置相对高度信息。
可以例如在(例如，经由GNSS确定的)位置信息变得不可用之前确定最后知晓或最后确定的绝对高度信息。
根据本公开的所有方面的示例性实施例，即使可接收到(例如，经由GNSS确定的)位置信息，也执行和/或控制相对高度信息的确定。以这种方式，即使在室外导航和/或定位场景中也可以确定多条相对高度信息，以基于多条相对高度信息来过滤确定的位置信息(例如水平位置)，或者过滤例如基于位置信息和地图数据(例如，表示高度地图)确定的至少一个绝对高度信息。
在根据所有方面的示例性实施例中，地图数据表示高度地图。
高度地图可以例如是地形高程图，也称为地形图。高度地图可以例如由与绝对高度信息相关联的一个或多个数据单元组成。例如，地图的已经被划分的不同区域与绝对高度信息相关联，其中绝对高度信息指示绝对高度。一个或多个绝对高度信息可以例如与数据单元相关联。在地图已被划分为一个或多个区域的情况下，一个或多个绝对高度信息可以例如与一个区域相关联。在仅一个绝对高度信息与一个区域相关联的情况下，绝对高度信息可以表示该区域的中值高度。绝对高度信息可以例如包括以米或英尺为单位的高度，例如，海拔数米或英尺。
可以例如基于众包(例如，采集的)估计信息而生成例如，关于位置信息(例如，水平位置)的高度地图。可以例如将一个或多个估计信息聚合到高度地图中。高度地图可以例如表示地图区域。高度地图可以例如表示建筑物周围(例如，附近)的地图区域。高度地图可以例如表示包括建筑物边界的建筑物周围(例如，附近)的地图区域。
根据所有方面的示例性实施例，确定多个估计信息。例如，多个估计信息可以包括估计信息，其中连续地(例如，以连续的时间间隔)确定每个估计信息。估计信息可以例如与至少一个位置信息相关联。在估计信息与多个位置信息相关联的情况下，多个位置信息可以例如表示用户(例如，用户的电子装置)已经移动的轨迹。
在根据所有方面的示例性实施例中，过滤多个估计信息。
过滤可以例如基于至少一个位置信息(例如，经由GNSS确定)和地图数据(例如，表示高度地图的地图数据)的组合。
在根据所有方面的示例性实施例中，所述方法包括：
确定至少两条绝对高度信息；
检查或使得检查所述至少两条绝对高度信息是否彼此不同；
获得用于将所述至少两条绝对高度信息彼此调整的变换函数。
至少两条绝对高度信息与包括地图数据的数据库的数据单元相关联。地图数据可以例如表示高度地图。在所确定的至少两条绝对高度信息彼此不同的情况下，两个地图数据集合(例如，分别表示高度地图的地图数据)可以与不同的绝对高度值相关联。为了获得例如针对位置信息的最可能和准确的绝对高度值，可以例如检查或使得检查两个地图数据集合(例如，分别表示高度地图的地图数据)之间的变换函数是否可用。所述检查可以例如由执行和/或控制根据第一方面的方法的设备执行和/或控制。所述使得检查可以例如由与执行和/或控制根据第一方面的方法的设备不同的实体执行和/或控制。
可替代地，可以例如检查或使得检查与包括地图数据(例如，分别表示高度地图的地图数据)的数据库的数据单元(其可以与不同绝对高度值相关联)相关联的至少两个绝对高度信息：与包括地图数据的数据库的数据单元相关联的至少两个绝对高度信息之间的差是否与所确定的至少一个相对高度信息匹配。在与包括地图数据的数据库的数据单元相关联的至少两个绝对高度信息之间的差与所确定的至少一个相对高度信息不匹配的情况下，与包括地图数据的数据库的数据单元相关联的至少两个绝对高度信息例如可以至少部分地基于所确定的相对高度信息而被校正。这可以例如通过使用卡尔曼(Kalman)滤波器来执行，例如，如在本公开的说明书中所公开的，其中对与包括地图数据的数据库的数据单元相关联的至少两个绝对高度信息的上述校正可以由卡尔曼滤波器的相应动态模型(例如，状态转换模型)来执行。
根据所有方面的示例性实施例，确定估计信息包括通过使用卡尔曼滤波器来过滤一个或多个绝对高度信息。另外，确定估计信息可以包括通过使用卡尔曼滤波器来过滤一个或多个相对高度信息。估计信息可以例如通过使用卡尔曼滤波器来确定。
卡尔曼滤波器可以是例如利用通过计算创新(innovation)而传播的动态模型的任何种类(例如方法)的信号处理，其中，所述创新是输入信息和由动态模型产生的估计的信息之间的差。例如，卡尔曼滤波器根据输入信号的当前值和过去值(例如，绝对高度信息和/或相对高度信息)确定输出信号(例如，估计信息)。一个或多个绝对高度信息可以例如用作卡尔曼滤波器的输入信号。另外，相对绝对信息可以例如用于确定和/或定义卡尔曼滤波器的动态模型(例如，状态转换模型)，以便确定估计信息。以这种方式，估计信息相对于绝对高度信息是准确的，所述绝对高度信息例如与包括(具体地，表示高度地图的)地图数据的数据库的数据单元相关联。
根据所有方面的示例性实施例，至少部分地基于相对高度信息来确定和/或定义卡尔曼滤波器的动态模型。另外，可以至少部分地基于压力信息来确定和/或定义卡尔曼滤波器的动态模型。
在根据本公开的所有方面的示例性实施例中，地图数据的至少一个数据单元包括相对于建筑物的预定义楼层(例如，主楼层)的高度值和/或相对于海平面的高度值。地图数据可以包括一个或多个相对高度值。另外，地图数据可包括一个或多个绝对高度值。在地图数据表示高度地图的情况下，高度地图可以例如包括一个或多个相对高度值。另外，在地图数据表示高度地图的情况下，高度地图可以包括一个或多个绝对高度值。由地图数据(例如，表示高度地图的地图数据)包括的一个或多个相对高度值具有相对于建筑物的主楼层的高度值。在这种情况下，估计信息是相对于建筑物的主楼层确定的。可替代地或另外地，由地图数据(例如，表示高度地图的地图数据)包括的一个或多个相对高度值具有相对于海平面的高度值。在这种情况下，估计信息是相对于海平面确定的。
根据所有方面的示例性实施例，所述方法包括：
确定以下变化：从全球导航卫星系统可接收到至少一个信号变为从全球导航卫星系统接收不到信号。
例如，基于从GNSS可接收的信号，位置信息可以是可确定的。如果确定了以下变化：从GNSS可接收到至少一个信号变为从GNSS接收不到信号，则该变化可以例如指示室内导航分别定位的场景。如果确定了以下变化：从GNSS接收不到信号变为从GNSS可接收到至少一个信号，则该变化可以例如指示室外导航分别定位场景。在根据适用室内导航分别定位场景的所有方面的示例性实施例中，可以确定估计信息。可替代地或另外地，在根据适用室外导航分别定位场景的所有方面的示例性实施例中，也可以确定估计信息。以这种方式，例如可以生成用于例如楼层级定位精度的精确无线电地图。在该无线电地图中，可以实现由米以内或甚至亚米(可替代地：英尺或英寸)以内的无线电节点的估计信息表示的精确高度。
在根据本公开的所有方面的示例性实施例中，所述方法包括：
响应于接收到高度估计请求，使用估计信息进行传播。
例如，可以将确定的估计信息发送到从其接收高度估计请求的实体。另外地或可替代地，可以使所确定的估计信息发送到从其接收高度估计请求的实体。
以这种方式，绝对高度信息(例如，从包括地图数据(例如，高度地图)的数据库的数据单元获得的)用于校正相对高度信息，以获得由估计信息表示的非常精确的高度估计。例如，不需要对压力传感器进行一种校准以实现精确的高度估计。
应理解，在本部分中对公开内容的呈现仅是通过示例的方式而非限制。
根据结合附图考虑的以下详细描述，本公开的其他特征将变得显而易见。然而，应该理解，附图仅是出于说明的目的而设计的，而不是作为本发明的限制的定义，本发明的限制应该参考所附的权利要求书。应进一步理解，附图未按比例绘制，并且它们仅旨在概念性地示出本文所述的结构和过程。
附图说明
在附图中显示了：
图1是根据本公开示例性方面的系统的示意性框图；
图2是显示根据本公开第一示例性方面的方法的示例实施例的流程图；
图3是根据本公开示例性方面的设备的示意性框图。
图4是根据本公开第一方面的方法的示例性实施例的示例高度地图；
图5a是在根据本公开的第一方面的方法的示例性实施例中使用的绘制的相对高度信息的示意图；
图5b是由GNSS提供的绘制的绝对高度信息的示意图；以及
图5c是在根据本公开的第一方面的方法的示例性实施例中使用的绘制的估计信息的示意图。
具体实施方式
以下描述用于加深对本公开的理解，并且应当理解为与本说明书的以上发明内容部分中提供的描述是互补的并一起阅读。
图1是根据本公开示例性实施例的系统的示意性框图。系统100包括：服务器110，其可以替代地体现为服务器云(例如，多个服务器，其例如经由因特网连接并且至少部分地联合提供服务)；数据库120，其可以例如经由互联网连接到服务器并允许从服务器110到数据库120的数据的访问，可替代地，数据库120可以体现为例如在服务器110中；以及电子装置，示出了电子装置的三个不同的实现以作为非限制性示例：便携式导航装置130、移动装置140和平板电脑150。电子装置可以例如指纹采集装置，其采集至少一个无线电指纹(数据包括：在电子装置的当前位置可以“听到”(例如，以预定的质量和/或信号水平或信噪比水平或信号与噪声和干扰比水平接收)的各个无线电信标的一个或多个无线电信标标识符的集合；电子装置的当前位置的估计(例如，GNSS估计)；以及例如关于所述一个或多个无线电信标标识符的集合的另外的相应接收信号强度指示符的集合)，并将其提供给服务器110以使服务器110能够至少基于无线电指纹(以及例如还基于由所述电子装置和/或另外的电子装置提供的另外的无线电指纹)来估计可以由其他电子装置用于定位和/或导航目的的一个或多个无线电地图。
根据示例实施例，电子装置130、电子装置140、电子装置150可以存储例如由服务器110提供的地图数据。为了传输地图数据，服务器110和电子装置130、电子装置140、电子装置150之间的通信可以例如至少部分地在无线功能中发生，例如，基于蜂窝无线电通信或基于无线局域网(WLAN)的通信等等。地图数据可包括至少一个数据单元。地图数据可以例如表示至少一个高度地图，例如，与至少一个高度信息相关联的地图区域。此外，地图数据可以包括绝对高度信息，例如，高度值。绝对高度信息可以例如与数据单元相关联。另外，地图数据可以例如包括相对于建筑物的主楼层的至少一个高度值和/或相对于海平面的至少一个高度值。相对于建筑物的主楼层的高度值和/或相对于海平面的高度值中的每一个可以例如与数据单元相关联。地图数据可以例如包括一个或多个建筑物边界。例如，至少一个绝对高度值可以与一个或多个建筑物边界之外的数据单元相关联。
电子装置可以被配置为接收至少一个数据单元。至少一个数据单元和/或地图数据可以存储在数据库120中，并且可以经由服务器110提供给电子装置130、电子装置140、电子装置150。以这种方式，可以将与数据单元相关联的绝对高度信息确定为例如针对用户的电子装置的服务。
根据可替代的示例实施例，电子装置130、电子装置140、电子装置150可以获得例如由电子装置130、电子装置140、1电子装置50的压力传感器收集的至少一个压力信息。然后，电子装置130、电子装置140、电子装置150将所获得的压力信息提供给服务器110(例如，与进一步的指纹测量一起)。在接收到所获得的压力信息时，服务器110可以执行根据本公开的第一方面的方法。以这种方式，基于从电子装置130、电子装置140、电子装置150获得的压力信息，服务器110可以确定估计信息。另外，所确定的估计信息可以从服务器110输出(例如，提供)到电子装置130、电子装置140、电子装置150。
图2是示出根据本公开第一示例性方面的方法的示例实施例的流程图200。该流程图200可以例如由图1的服务器110执行，或者由图1的电子装置130、电子装置140、电子装置150执行。
在可选步骤201中，例如从图1的电子装置130、电子装置140、电子装置150或从另一实体获得(例如，接收)至少一个压力信息。可替代地，例如通过传感器(具体地，电子装置130、电子装置140、电子装置150的传感器)，获得(例如，收集)至少一个压力信息。传感器可以例如是压力传感器，例如气压传感器。压力传感器可以例如用于获得至少一个压力信息。压力信息可以例如表示对大气压力变化的跟踪。
基于至少一个压力信息，在步骤202中确定相对高度信息。至少一个压力信息可以例如表示压力测量值(例如，通过气压传感器)，其指示至少一个大气压力变化。至少一个相对高度信息可以例如指示至少一个高度变化，但不指示绝对高度值。
在步骤203中，确定绝对高度信息。绝对高度信息与包括地图数据的数据库的数据单元相关联。绝对高度信息表示高度的绝对值。绝对高度信息可以例如通过以下操作来获得：获得位置(例如水平位置)，例如通过使用GNSS的位置服务获得，并使用所确定的位置信息例如从高度地图来获得绝对高度信息。在不存在高度地图的情况下，绝对高度信息可以例如基于例如众包的(crowd-sourced)绝对高度值确定。这些众包的高度值可以例如与某个位置相关联。例如，绝对高度信息与包括地图数据的数据库的数据单元相关联。地图数据可以表示高度地图。例如从数据库接收绝对高度信息，数据库中存储至少一个绝对高度信息。
在步骤204中，至少部分地基于所确定的相对高度信息并且至少部分地基于绝对高度信息来确定估计信息。例如，将所确定的相对高度信息映射到绝对高度信息。以这种方式，相应的高度信息(例如，表示至少一个高度变化)被修正为对应于绝对高度信息。以这种方式，即使不能直接(例如室内)确定绝对高度信息，也可以例如从基于水平位置(例如室外)的高度地图来确定绝对高度。估计信息表示高度的绝对值。
图3是根据本公开的示例性方面的设备300的示意性框图，其可以例如表示图1的电子装置130、电子装置140和/或电子装置150。可替代地，根据本公开的示例性方面的设备300的示意性框图可以例如表示图1的服务器110。
设备300包括处理器310、工作存储器320、程序存储器330、数据存储器340、通信接口350、可选的用户接口360和可选的传感器370。
设备300可以例如被配置为执行和/或控制或包括用于执行和/或控制根据第一示例性方面的方法的相应装置(310至370中的至少一个)。设备300还可以构成包括至少一个处理器(310)和包括计算机程序代码的至少一个存储器(320)的设备，所述至少一个存储器和计算机程序代码被配置为与至少一个处理器一起使设备(例如设备300)至少执行和/或控制根据本公开的示例性方面的方法。
处理器310可以例如包括作为功能和/或结构单元的高度估计器311。高度估计器311可以例如被配置为确定估计信息(参见图2的步骤204)。处理器310还可以例如控制存储器320至存储器340、通信接口350、可选的用户界面360和可选的传感器370。
处理器310可以例如执行存储在程序存储器330中的计算机程序代码，程序存储器330可以例如表示包括程序代码的计算机可读存储介质，当所述程序代码由处理器310执行时使处理器310执行根据第一示例性方面的方法。
处理器310(以及本说明书中提到的任何其他处理器)可以是任何适当类型的处理器。处理器310可以包括但不限于：一个或多个微处理器、具有伴随一个或多个数字信号处理器的一个或多个处理器、不具有伴随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。已经以这样的方式编程了相关的结构/硬件以执行所描述的功能。处理器310可以例如是运行操作系统的应用处理器。
程序存储器330也可以包括在处理器310中。该存储器可以例如固定地连接到处理器310，或者例如以存储卡或棒的形式至少部分地可以从处理器310移除。程序存储器330可以例如是非易失性存储器。例如，其可以是闪速(FLASH)存储器(或其一部分)、ROM、PROM、EPROM和EEPROM存储器(或其一部分)、或硬盘(或其一部分)等等。程序存储器330还可以包括用于处理器310的操作系统。程序存储器330还可以包括用于设备300的固件。
设备300包括例如易失性存储器的形式的工作存储器320。例如，其可以是随机存取存储器(RAM)或动态RAM(DRAM)等非限制示例。例如，其可以在处理器310执行操作系统和/或计算机程序时由处理器310使用。
数据存储器340可以例如是非易失性存储器。例如，其可以是FLASH存储器(或其一部分)、ROM、PROM、EPROM和EEPROM存储器(或其一部分)或硬盘(或其一部分)等等。数据存储器340可以例如存储地图数据341。地图数据341可以例如表示高度地图。地图数据341可以包括一个或多个数据单元，例如，数据单元341a和数据单元341b。存储在数据存储器340中的每个数据单元可以例如表示至少一个地图区域。此外，绝对高度信息可以与每个数据单元相关联。此外，数据单元的至少一个地图区域中的每一个可以与另一数据单元的至少一个地图区域中的另一地图区域相邻。
通信接口350使得设备300能够与其他实体通信，例如与图1的服务器110。通信接口350可以例如包括无线接口(例如，蜂窝无线电通信接口和/或WLAN接口)和/或有线接口(例如，基于IP的接口)，例如以经由互联网与实体通信。通信接口可以使设备300能够与其他实体通信，例如与图1的服务器110通信。
用户接口360是可选的，并且可以包括用于向用户显示信息的显示器和/或用于从用户接收信息的输入设备(例如键盘、小键盘、触摸板、鼠标等)。
传感器370是可选的并且可以例如包括气压传感器，以例如收集压力信息。
设备300的一些或所有组件可以例如经由总线连接。设备300的一些或所有组件可以例如组合成一个或多个模块。
图4示出了根据本公开第一方面的方法的示例性实施例的可用于确定绝对高度信息的高度地图的示意性示例。
地图数据可以例如表示高度地图。图4中所示的高度地图表示地图区域。包括建筑物边界的建筑物位于高度地图中。高度地图包括建筑物边界之外的绝对高度信息，其中图4中所示的多个绝对高度信息中的每一个指示高度的绝对值。在建筑物周围呈现绝对高度信息。
在高度地图中由连续线示出示例性位置，例如电子装置的水平位置，具体地，形成轨迹的多个水平位置。当各个水平位置变化时，高度沿着连续线变化，各个水平位置由每个不同的阴影区域表示，这些阴影区域由连续线遍历表示。例如，图4左下角的连续线的高度目前约为146米，并且接下来连续线变为约145米，诸如此类。可以基于与位置所在的区域相关联的绝对高度信息来获得每个水平位置的绝对高度。
根据第一方面的方法的示例性实施例，确定与包括地图数据的数据单元相关联的绝对高度信息。如图4所示，地图数据表示高度地图。
在下文中，描述了示例性场景。拥有电子装置(例如图1所示的电子装置130、电子装置140、电子装置150)的用户可以例如接近图4所示的建筑物，从而穿过建筑物的高度在143米到145米之间的前院，例如在根据图4的高度地图中所示。然后，用户可以例如进入建筑物并移动到建筑物的高度约为148.6米的第二层(地面以上一层)，如图4中从用户轨迹的连续线可以看出的。
图5a示出了在根据本公开的第一方面的方法的示例性实施例中使用的绘制的相对高度信息的示意图。
相对高度信息可以例如基于至少一个压力信息来确定，例如，通过气压传感器获得(例如，采集)。图5a示出了绘制的相对高度信息包括相对高度变化。因此，相对高度信息表示与在较早时间点获得的另一个至少一个压力信息相比的至少一个压力信息的变化。
图5b示出了由GNSS提供的绘制的绝对高度信息的示意图。
图5b中所示的绝对高度信息由GNSS(例如GPS)提供。与图5a中所示的相对高度信息相比，由GNSS提供的绝对高度信息非常不同，并且与图5a中所示的相对高度信息相比变化相对较大。这种差异可以由于GNSS定位精度差来解释。
图5c示出了在根据本公开的第一方面的方法的示例性实施例中使用的绘制的估计信息的示意图。所绘制的估计信息至少部分地基于所确定的相对高度信息并且至少部分地基于所确定的绝对高度信息来确定。因此，绘制的估计信息基于以下项的组合：获得的位置(例如GNSS(水平)位置)、与包括地图数据(例如，高度地图)的数据库的数据单元相关联的绝对高度信息、和(例如，基于(例如，通过气压传感器)获得的压力信息确定的)相对高度信息。
在图5c的曲线的开头，绝对高度信息不可用。因此，估计信息基于GNSS高度估计，并且基于压力信息(例如，气压传感器的气压测量结果)进行过滤。
左垂直线表示与包括地图数据(例如，高度地图)的数据库的数据单元相关联的绝对高度信息变得可用。在这种情况下，估计信息被修正为与所确定的绝对高度信息相对应的校正值。此外，基于气压测量结果来过滤和传播估计信息。
图5c中的右垂直线表示与包括地图数据(例如，高度地图)的数据库的数据单元相关联的绝对高度信息变得模糊。这可以例如通过用户进入建筑物而发生。因此，用户的电子装置可能接收不到可以用于GNSS高度估计的GNSS信号。绘制的估计信息基于相对高度信息，该相对高度信息至少部分地基于至少一个获得的压力信息。
在根据本公开的所有方面的示例性实施例中，不是尝试直接从GNSS传感器测量高度，而是利用由GNSS传感器或其他准确位置数据源提供的水平位置估计，并且所述水平位置用于从高度地图获取高度(如果存在这样的高度地图)。只有在水平位置位于建筑物外时(例如在街道上)才能使用高度地图，因为只有在这种情况下，才能使用高度地图将水平位置明确地映射到高度。除了这样的高度修正之外，还使用气压计跟踪高度变化，并且还向例如GPS不可用的地方，或者来自高度地图的信息是模糊的(例如在室内空间中)的地方传播估计。
以下实施例也应视为是公开的：
实施例1：
一种设备，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配置为与所述至少一个处理器一起使所述设备至少执行以下操作：
至少部分地基于至少一个压力信息确定至少一个相对高度信息，其中，所述至少一个相对高度信息指示高度的相对值；
确定与包括地图数据的数据库的数据单元相关联的至少一个绝对高度信息，其中，所述至少一个绝对高度信息指示高度的绝对值；
至少部分地基于所确定的相对高度信息并且至少部分地基于所确定的绝对高度信息来确定估计信息，其中，所述估计信息表示高度的绝对值。
实施例2：
根据实施例1所述的设备，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起使所述设备还执行以下操作：
获得(例如测量或接收)所述至少一个压力信息。
实施例3：
根据实施例1或实施例2所述的设备，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起使所述设备还执行以下操作：
获得位置信息，其中，至少部分地基于所述位置信息确定所述绝对高度信息。
实施例4：
根据实施例1至实施例3中的任一实施例所述的设备，其中，通过将所述相对高度信息映射到所述绝对高度信息来确定所述估计信息。
实施例5：
根据实施例1至实施例4中的任一实施例所述的设备，其中，最后知晓或最后确定的绝对高度信息用于映射。
实施例6：
根据实施例1至实施例5中的任一实施例所述的设备，其中，所述地图数据表示高度地图。
实施例7：
根据实施例1至实施例6中的任一实施例所述的设备，其中，确定多条估计信息。
实施例8：
根据实施例7所述的设备，其中，过滤所述多条估计信息。
实施例9：
根据实施例1至实施例8中的任一实施例所述的设备，其中，确定所述估计信息包括通过使用卡尔曼滤波器对绝对高度信息的集合进行过滤，其中，所述绝对高度信息的集合至少包括所述绝对高度信息。
实施例10：
根据实施例9所述的设备，其中，至少部分地基于所述相对高度信息来确定所述卡尔曼滤波器的动态模型。
实施例11：
根据实施例1至实施例10中的任一实施例所述的设备，其中，所述地图数据的至少一个数据单元包括相对于建筑物的预定楼层的高度值和/或相对于海平面的高度值。
实施例12：
根据实施例1至实施例11中的任一实施例所述的设备，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起使所述设备还执行以下操作：
确定从全球导航卫星系统可接收到至少一个信号到从全球导航卫星系统接收不到信号的变化。
实施例13：
根据实施例1至实施例12中的任一实施例所述的设备，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起使所述设备还执行以下操作：
响应于接收到高度估计请求，使用估计信息进行传播。
实施例14：
一种方法(例如，由至少一个设备执行和/或控制)，所述方法包括以下步骤：
至少部分地基于至少一个压力信息确定至少一个相对高度信息，其中，所述至少一个相对高度信息指示高度的相对值；
确定与包括地图数据的数据库的数据单元相关联的至少一个绝对高度信息，其中，所述至少一个绝对高度信息指示高度的绝对值；
至少部分地基于所确定的相对高度信息并且至少部分地基于所确定的绝对高度信息来确定估计信息，其中，所述估计信息表示高度的绝对值。
实施例15：
根据实施例14所述的方法，所述方法还包括以下步骤：
-获得(例如测量或接收)至少一个压力信息。
实施例16：
根据实施例14或实施例15所述的方法，所述方法还包括以下步骤：
获得位置信息，其中，至少部分地基于所述位置信息确定所述绝对高度信息。
实施例17：
根据实施例14至实施例16中任一实施例所述的方法，其中，通过将所述相对高度信息映射到所述绝对高度信息来确定所述估计信息。
实施例18：
根据实施例17所述的方法，其中，最后知晓或最后确定的绝对高度信息用于所述映射。
实施例19：
根据实施例14至实施例18中任一实施例所述的方法，其中，所述地图数据表示高度地图。
实施例20：
根据实施例14至实施例19中任一实施例所述的方法，其中，确定多条估计信息。
实施例21：
根据实施例20所述的方法，其中，过滤所述多条估计信息。
实施例22：
根据实施例14至实施例21中任一实施例的方法，其中，确定所述估计信息包括通过使用卡尔曼滤波器对绝对高度信息的集合进行过滤，其中，所述绝对高度信息的集合至少包括所述绝对高度信息。
实施例23：
根据实施例22所述的方法，其中，至少部分地基于所述相对高度信息来确定所述卡尔曼滤波器的动态模型。
实施例24：
根据实施例14至实施例23中任一实施例所述的方法，其中，所述地图数据的至少一个数据单元包括相对于建筑物的预定楼层的高度值和/或相对于海平面的高度值。
实施例25：
根据实施例14至实施例24中任一实施例所述的方法，所述方法还包括以下步骤：
确定从全球导航卫星系统可接收到至少一个信号到从全球导航卫星系统接收不到信号的变化。
实施例26：
根据实施例14至实施例25中任一实施例所述的方法，所述方法还包括以下步骤：
响应于接收到高度估计请求，使用估计信息进行传播。
实施例27：
一种设备，其被配置为执行和/或控制实施例14至实施例27中任一实施例所述的方法，或包括用于执行和/或控制实施例14至实施例27中任一实施例所述的方法的相应装置。
实施例28：
一种设备，其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配置为与所述至少一个处理器一起使所述设备至少执行和/或控制实施例14至实施例27中任一实施例所述的方法。
在本说明书中，在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，连接可以与任何数量的中间元件或中间元件组合直接或间接接触，并且在组件之间可以仅存在功能关系。
此外，本文中描述或示出的任何方法、处理和动作可以使用通用或专用处理器中的可执行指令来实现，所述可执行指令存储在计算机可读存储介质(例如，磁盘、存储器等)上以由这样的处理器执行。对“计算机可读存储介质”的引用应该理解为包括诸如FPGA、ASIC、信号处理装置和其他装置等的专用电路。
表述“A和/或B”被认为包括以下三种情况中的任何一种：(i)A，(ii)B，(iii)A和B。此外，冠词“一个(a)”不理解为“一个(one)”，即，表述“一个要素”的使用并不排除还存在其他要素。应以开放的含义理解术语“包括”，即以下方式来理解：“包含要素A”的对象除了要素A之外还可以包含其他要素。
应当理解，所有呈现的实施例仅是示例性的，并且针对特定示例实施例呈现的任何特征可以单独地与本发明的任何方面一起使用，或者与针对相同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。具体地，本说明书中呈现的示例实施例还应理解为以与彼此的所有可能的组合的方式是公开的，只要其在技术上是合理的并且示例实施例不是彼此的替代。还将理解的是，针对特定类别(方法/设备/计算机程序/系统)的示例实施例呈现的任何特征也可以在任何其他类别的示例实施例中以对应的方式使用。还应该理解，所呈现的示例实施例中的特征的存在不必意味着该特征形成本发明的基本特征，并且不能被省略或替换。
通过以下方式，对特征的陈述包括随后列举的特征中的至少一种(这不是强制性的)：所述特征包括所有随后列举的特征，或者多种随后列举的特征中的至少一种特征。此外，可以以任何组合来选择列举的特征或仅选择一种列举的特征。也可以考虑所有随后列举的特征的特定组合。另外，存在多个所列举的特征中的仅一种特征是可能的。
上面呈现的所有方法步骤的顺序不是强制性的，替代的顺序也是可能的。然而，图中示例性示出的方法步骤的特定顺序应视为相应附图所描述的相应实施例的方法步骤的一种可能的顺序。
上面已经通过示例实施例描述了本发明。应当注意，存在对于本领域技术人员来说显而易见并且可以在不脱离所附权利要求书的范围的情况下实现的替代方式和变型。

Claims (20)

1.一种设备，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配置为与所述至少一个处理器一起使所述设备至少执行以下操作：
至少部分地基于至少一个压力信息确定至少一个相对高度信息，其中，所述至少一个相对高度信息指示高度的相对值；
确定与包括地图数据的数据库的数据单元相关联的至少一个绝对高度信息，其中，所述至少一个绝对高度信息指示高度的绝对值；
至少部分地基于所确定的相对高度信息并且至少部分地基于所确定的绝对高度信息来确定估计信息，其中，所述估计信息表示高度的绝对值。
2.根据权利要求1所述的设备，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起使所述设备还执行以下操作：
获得所述至少一个压力信息。
3.根据权利要求1所述的设备，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起使所述设备还执行以下操作：
获得位置信息，其中，至少部分地基于所述位置信息确定所述绝对高度信息。
4.根据权利要求1所述的设备，其中，通过将所述相对高度信息映射到所述绝对高度信息来确定所述估计信息。
5.根据权利要求4所述的设备，其中，最后知晓或最后确定的绝对高度信息用于所述映射。
6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述地图数据表示高度地图。
7.根据权利要求1所述的设备，其中，确定多条估计信息。
8.根据权利要求7所述的设备，其中，过滤所述多条估计信息。
9.根据权利要求1所述的设备，其中，确定所述估计信息包括通过使用卡尔曼滤波器对绝对高度信息的集合进行过滤，其中，所述绝对高度信息的集合至少包括所述绝对高度信息。
10.根据权利要求9所述的设备，其中，至少部分地基于所述相对高度信息来确定所述卡尔曼滤波器的动态模型。
11.根据权利要求1所述的设备，其中，所述地图数据的至少一个数据单元包括相对于建筑物的预定楼层的高度值和/或相对于海平面的高度值。
12.根据权利要求1所述的设备，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起使所述设备还执行以下操作：
确定从全球导航卫星系统可接收到至少一个信号到从全球导航卫星系统接收不到信号的变化。
13.根据权利要求1所述的设备，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起使所述设备还执行以下操作：
响应于接收到高度估计请求，使用估计信息进行传播。
14.一种方法，包括以下步骤：
至少部分地基于至少一个压力信息确定至少一个相对高度信息，其中，所述至少一个相对高度信息指示高度的相对值；
确定与包括地图数据的数据库的数据单元相关联的至少一个绝对高度信息，其中，所述至少一个绝对高度信息指示高度的绝对值；
至少部分地基于所确定的相对高度信息并且至少部分地基于所确定的绝对高度信息来确定估计信息，其中，所述估计信息表示高度的绝对值。
15.根据权利要求14所述的方法，所述方法还包括以下步骤：
获得所述至少一个压力信息。
16.根据权利要求14所述的方法，所述方法还包括以下步骤：
获得位置信息，其中，至少部分地基于所述位置信息确定所述绝对高度信息。
17.根据权利要求14所述的方法，其中，通过将所述相对高度信息映射到所述绝对高度信息来确定所述估计信息。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，最后知晓或最后确定的绝对高度信息用于所述映射。
19.根据权利要求14所述的方法，其中，其中，所述地图数据表示高度地图。
20.一种存储计算机程序代码的有形计算机可读介质，当所述计算机程序代码由处理器执行时使设备执行和/或控制以下操作：
至少部分地基于至少一个压力信息确定至少一个相对高度信息，其中，所述至少一个相对高度信息指示高度的相对值；
确定与包括地图数据的数据库的数据单元相关联的至少一个绝对高度信息，其中，所述至少一个绝对高度信息指示高度的绝对值；
至少部分地基于所确定的相对高度信息并且至少部分地基于所确定的绝对高度信息来确定估计信息，其中，所述估计信息表示高度的绝对值。
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