CN114063007A - 使用无线信号进行室内/室外探测 - Google Patents

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Abstract

电子设备可利用各种方法或系统来确定电子设备位于室内还是室外。电子设备发射无线信号(例如，无线电探测和测距(雷达)信号)。电子设备接收无线信号的反射。通过使用无线信号的这些接收的反射，电子设备确定反射的功率幅值是否大于或等于阈值。响应于确定功率幅值不大于或等于阈值，电子设备在室外模式或室内模式下操作。

Description

使用无线信号进行室内/室外探测
背景技术
本公开整体涉及无线电子设备，并且更具体地，涉及使用无线电子设备来执行电子设备位于室内还是室外的标测。
本部分旨在向读者介绍可能与本公开的各个方面相关的本领域的各个方面，本公开的各个方面在下文中描述和/或受权利要求保护。该讨论被认为有助于为读者提供背景信息以便于更好地理解本公开的各个方面。相应地，应当理解，应就此而论阅读这些陈述，而不是作为对现有技术的认可。
电子设备可用于执行各种操作，诸如高度确定和/或定位服务。然而，操作结果的准确性可根据电子设备位于室内还是室外而变化。一些电子设备可使用全球定位系统(GPS)信号来确定相应电子设备的位置和/或确定相应电子设备位于室内还是室外。一般来讲，当电子设备位于室内时，电子设备可能无法接收GPS信号。然而，使用GPS信号作为电子设备位于内部的指示可导致在电子设备位于室外时错误地确定电子设备位于室内和/或在电子设备实际上位于室内时错误地确定电子设备位于室外。例如，由于GPS信号可穿过窗户，因此电子设备可接收GPS信号，并且当电子设备位于窗户附近时不正确地确定该电子设备位于室外。类似地，当电子设备位于室外但在高大建筑物之间时，电子设备可能无法接收GPS信号，并且可能不正确地确定电子设备位于室内。当电子设备依赖于这些不正确的室内/室外确定时，使用室内/室外确定的操作可能无法正常工作和/或使用错误的设置进行工作。
发明内容
下面阐述本文所公开的某些实施方案的概要。应当理解，呈现这些方面仅仅是为了向读者提供这些特定实施方案的简明概要，并且这些方面并非旨在限制本公开的范围。实际上，本公开可涵盖下面可没有阐述的多个方面。
电子设备可利用室内状态或室外状态来使用相应设置执行各种操作。为了提高这些过程的可靠性，电子设备可在执行操作之前预测电子设备位于室内还是室外。为了执行此类预测，电子设备可以在向上方向上朝向天花板发射测距信号。可分析来自向上方向的任何反射信号，以通过将反射信号的功率幅值与阈值进行比较以确定电子设备位于室内还是室外。可通过相对于实际状态测试多个阈值来确定阈值，以确定每个阈值的总体精度。除此之外或另选地，可使用一种或多种其他方法来估计实际状态，诸如用户输入、GPS位置、所接收的无线信号(例如，蜂窝信号或Wi-Fi信号)的强度和/或可指示电子设备是否位于室内的其他因素。可基于阈值的总体精度从多个阈值中选择阈值。例如，可以选择具有最高精度的阈值作为待用于未来预测的阈值。
对上述特征的各种改进可能相对于本发明的各个方面而存在。也可在这些各个方面中加入其他特征。这些改进和附加特征可以单独存在，也可以任何组合的形式存在。例如，下面讨论的与一个或多个所示实施方案相关的各种特征可单独地或以任何组合形式结合到本发明上述方面的任何一个中。上文所呈现的简要概要仅旨在使读者熟悉本公开实施方案的特定方面和上下文，并不限制要求保护的主题。
附图说明
在阅读以下详细描述并参考附图时可更好地理解本公开的各个方面，在附图中：
图1是根据本公开的实施方案的包括标测电路的电子设备的示意性框图；
图2是根据实施方案的表示图1的电子设备的实施方案的笔记本式计算机的透视图；
图3是根据本公开的实施方案的表示图1的电子设备的另一个实施方案的手持式设备的前视图；
图4是根据本公开的实施方案的表示图1的电子设备的另一个实施方案的另一个手持式设备的前视图；
图5是根据本公开的实施方案的表示图1的电子设备的另一个实施方案的台式计算机的前视图；
图6是根据本公开的实施方案的表示图1的电子设备的另一个实施方案的可穿戴电子设备的前视图和侧视图；
图7是根据本公开的实施方案的用于使用标测电路和反射信号的功率幅值预测图1的电子设备是否位于室内的过程的框图；
图8是根据实施方案的使用标测电路的处于室内设置中的图1的电子设备10的图示；
图9是根据实施方案的使用标测电路的处于室外设置中的图1的电子设备10的图示；
图10是根据实施方案的可用于为室内预测设置阈值的过程的框图；
图11是示出根据实施方案的使用图10的阈值进行的预测的精度的图表；
图12是示出根据实施方案的可用于确定图10的阈值的精度的距离滤波器的图表；并且
图13是示出根据实施方案的用于使用图10的阈值对多个帧的预测求平均值的滑动窗口技术的图表。
具体实施方式
下面将描述本公开的一个或多个具体实施方案。这些描述的实施方案仅为目前所公开的技术的示例。另外，试图要提供这些实施方案的简要描述，在本说明书中可没有描述实际具体实施的所有特征。应当了解，在任何此类实际具体实施的开发中，如在任何工程或设计项目中，必须要作出特定于许多具体实施的决策以实现开发者的具体目标，诸如符合可从一个具体实施变化为另一具体实施的与系统相关和与商业相关的约束。此外，应当理解，此类开发工作有可能复杂并且耗时，但是对于受益于本公开的本领域的普通技术人员而言，其仍将是设计、加工和制造的常规工作。
当介绍本公开的各种实施方案的元件时，冠词“一个/一种”和“该/所述”旨在意指存在元件中的一个或多个。术语“包括”、“包含”和“具有”旨在被包括在内，并且意指可存在除列出的元件之外的附加元件。另外，应当理解，参考本公开的“一个实施方案”或“实施方案”并非旨在被解释为排除还结合所引述的特征的附加实施方案的存在。
本公开的实施方案整体涉及基于无线信号来确定电子设备位于室内还是室外。例如，无线信号可包括无线电测距和探测(RADAR)信号。电子设备可利用反射功率幅值(即，功率水平)来确定对象(例如，墙壁、天花板或地板)。结合电子设备的取向，该信息可用于通过确定无线信号的反射功率幅值是否超过阈值来确定天花板对象是否位于天花板的预期距离内。因此，使用反射功率幅值，电子设备可确定电子设备是否在屋顶/天花板下方。该信息可用于确定设备是否位于室内，比使用GPS信号更可靠。此外，在一些实施方案中，来自多个方向的信息可用于确认电子设备是否位于室内。例如，如果除了天花板之外还探测到一个或两个墙壁，则电子设备更可能位于室内。此外，来自电子设备中的一个或多个其他感测单元(例如，运动探测)的信息可用于确认电子设备位于室内还是室外。
如下所述，可凭经验确定反射功率幅值的阈值。例如，可使用在被组织为直条的多个距离处的多个测量来确定阈值。对于潜在阈值，可在多个距离处测试电子设备是否位于室内的估计的结果并将其组织为直条。在这些直条中的每个直条中，可通过将该估计与电子设备是否实际位于室内进行比较来将该估计的准确性存储在直条中。可通过使用基于位置的确定、蜂窝信号的强度和/或其他合适的方法来手动输入该确定。可将这些直条中的每个直条的精度组合成特定阈值的总体精度值。可基于总体精度从多个阈值中选择一个阈值。例如，最高精度可用作已选阈值。在一些实施方案中，组合成总体精度可包括对特定阈值的所有直条求和。在一些实施方案中，该组合可包括在求和中为更可能位于天花板距离(例如，1m-2.5m)内的直条分配比位于其他距离内的直条更高的权重。除此之外或另选地，可对滑动窗口中一段时间内的多个测量求平均值，以估计电子设备是否位于室内。
考虑到上述内容，下文将提供对可用于在不存在蜂窝和/或互联网网络连接的情况下执行磁感应充电和通信的合适的电子设备的一般描述。首先转到图1，根据本公开的实施方案的电子设备10除了别的之外可包括一个或多个处理器12、存储器14、非易失性存储装置16、显示器18、输入结构22、输入/输出(I/O)接口24、网络接口26、天线27、标测电路28和电源29。图1中所示的各种功能块可包括硬件元件(包括电路)、软件元件(包括存储在计算机可读介质上的计算机代码)或硬件元件和软件元件两者的组合。应当指出，图1仅是特定具体实施的一个示例，并且旨在示出可存在于电子设备10中的部件的类型。
以举例的方式，电子设备10可代表图2中所示的笔记本电脑、图3中所示的手持设备、图4中所示的手持设备、图5中所示的台式计算机、图6中所示的可穿戴电子设备或类似设备的框图。应当注意，一个或多个处理器12和/或其他数据处理电路在本文一般可被称为“数据处理电路”。这种数据处理电路可整体或部分地以软件、固件、硬件、或它们的任意组合来实施。此外，数据处理电路可以是被包含的单个处理模块，或者可以完全或部分地结合在电子设备10内的其他元件中的任一个元件内。
在图1的电子设备10中，一个或多个处理器12和/或其它数据处理电路可与存储器14和非易失性存储装置16可操作地耦接，以执行各种算法。由一个或多个处理器12执行的此类程序或指令可被存储在任何合适的制品中，所述任何合适的制品包括至少共同地存储指令或例程的一个或多个有形的计算机可读介质，诸如存储器14和非易失性存储装置16。存储器14和非易失性存储装置16可包括用于存储数据和可执行指令的任何合适的制品，诸如随机存取存储器、只读存储器、可重写闪存存储器、硬盘驱动器、和光盘。另外，在此类计算机程序产品上编码的程序(例如操作系统)还可包括可由一个或多个处理器12执行以使得电子设备10能够提供各种功能的指令。
在某些实施方案中，显示器18可为可允许用户观看在电子设备10上生成的图像的液晶显示器(LCD)。在一些实施方案中，显示器18可以包括可允许用户与电子设备10的用户界面进行交互的触摸屏。此外，应当理解，在一些实施方案中，显示器18可包括一个或多个有机发光二极管(OLED)显示器，或者LCD面板和OLED面板的一些组合。
电子设备10的输入结构22可使得用户能够与电子设备10进行交互(例如，按下按钮以增大或减小音量水平)。正如网络接口26那样，I/O接口24可以使电子设备10能够与各种其他电子设备进行交互。网络接口26可例如包括用于以下网络的接口：个人局域网(PAN)诸如蓝牙网络、局域网(LAN)或无线局域网(WLAN)诸如802.11x Wi-Fi网络、和/或广域网(WAN)诸如第三代(3G)蜂窝网络、第四代(4G)蜂窝网络、长期演进(LTE)蜂窝网络或长期演进授权频谱辅助接入(LTE-LAA)蜂窝网络。网络接口26还可例如包括用于以下各项的接口：宽带固定无线接入网络(WiMAX)、移动宽带无线网络(移动WiMAX)、异步数字用户线路(例如，ADSL、VDSL)、数字视频地面广播(DVB-T)及其扩展DVB手持设备(DVB-H)、超宽带(UWB)、交流(AC)电力线等。对于无线通信，网络接口26可利用一个或多个天线27。
在某些实施方案中，电子设备10可包括可用于标测电子设备10位于室内还是室外的标测电路28。该确定可用于确定如何执行各种操作。例如，在高度探测或高度估计操作中，电子设备10可使用气压计30和Wi-Fi信号来确定电子设备10的高度。气压计30用于在电子设备10上升或下降时测量压力变化。气压计30使用校准来确保准确性。校准可使用室外环境来校准特定位置的基线值。例如，当在外部时，电子设备10可假定电子设备10处于地平面。除此之外或另选地，电子设备10可使用基于天气模式/条件的室外设置来校准气压计30，而当电子设备10位于室内时使用室内设置校准气压计。然而，室内/室外探测的不可靠方法可导致不正确的校准，从而导致高度估计不精确。这些高度估计失败可导致电子设备无法满足需要特定垂直精度的安全标准。例如，新的联邦通信委员会(FCC)可能需要使用紧急服务进行蜂窝呼叫的特定高度估计精度(例如，+/-3m)，诸如911紧急呼叫，由于室内/室外确定不正确，可能无法通过不精确的气压计30校准来满足该精度。
此外，精确的室内/室外确定可用于多种应用。例如，在电子设备10移动到网络接入点所在的房屋或其他建筑物之外之后，Wi-Fi(和/或其他无线网络)信号可能较弱，具有较差的传输速率。在一些情况下(例如，当为特定网络选择设置时)，一旦确定电子设备10位于室外，电子设备10就可与Wi-Fi网络断开连接，而不是依赖于房屋或建筑物外部的弱Wi-Fi信号。此外，通过切换到外部的蜂窝网络和内部的Wi-Fi无线网络，在电子设备10位于室外时不经历连通性/速度损失的情况下，可避免由于使用建筑物内的蜂窝网络而产生的相对较高的能量成本。
类似地，精确的室内/室外确定可使电子设备10能够在电子设备10位于室内时通过使用Wi-Fi信号来降低功率。具体地，精确地确定电子设备10位于室内可使得电子设备10在室内时禁用GPS使用并尝试使用低功率Wi-Fi位置确定，因为当电子设备10位于室内时，GPS信号可能无法到达电子设备10。
还可基于对电子设备10位于室内还是室外的指示对其他基于位置的服务进行微调。例如，电子设备10可在电子设备10位于室内时通过第一无线扬声器播放音频，并且在电子设备10位于室外时通过第二无线扬声器播放音频。
为了提高室内/室外确定的精度，标测电路28包括和/或使用反射电路32来发射和/或接收无线信号，并且将反射功率幅值确定为电子设备10位于室内还是室外的指示。例如，反射电路32可利用无线电测距和探测(RADAR)信号或使用其他测距协议的其他无线信号。为了使用一个或多个测距信号类型，反射电路32可以包括和/或使用用于对应测距信号类型的测距生成和/或处理电路。在一些实施方案中，反射电路32可包括独立RADAR(或其他测距)电路，其可包括添加到电子设备10的独立传感器。
无论使用何种测距信号类型，标测电路28都使用反射功率幅值来确定是否可能存在天花板(和/或墙壁)。标测电路28使用此类确定来预测电子设备10位于室内还是室外。反射电路32可利用用于经由网络接口26进行通信的天线27和/或至少部分地在该天线中实现。在一些实施方案中，参考标测电路28和/或反射电路32所讨论的功能的至少一部分可由处理器12执行。
在一些实施方案中，标测电路28可使用来自电子设备10中的其他位置和/或压力传感器的测量来补充确定，即使用反射电路32进行的室内/室外确定。例如，室内/室外确定可使用基于电子设备10中的其他类型的感测的启发法来补充和/或确认，诸如气压计30、作为输入结构22的一部分的惯性测量单元(IMU)、飞行时间传感器、信号强度测量、GPS或其他基于无线的位置确定、手动输入和/或可用于推断电子设备10位于室内/室外的其他测量。例如，电子设备10可基于IMU确定电子设备10是移动的还是静止的，使用反射电路32将不同的分类器用于室内/室外标测。与电子设备10静止时所进行的室内/室外标测确定相比，当电子设备10处于运动中时，室内/室外标测确定可更频繁和/或以更大强度/功率进行。
除此之外或另选地，IMU可用于确定扫描的方向来确定天花板方向，以确定电子设备10是否位于室内。可使用卡尔曼滤波器组合来自多个传感器的数据，以增强确定的可靠性。除此之外或另选地，可使用重复的测试和/或机器学习来确定用于组合来自多个传感器的结果的精确方法。
如进一步示出的，电子设备10可包括电源29。电源29可包括任何合适的电源，诸如可再充电的锂聚合物(Li-poly)电池和/或交流电(AC)电源转换器。
以举例的方式，电子设备10可代表图2中所示的笔记本电脑、图3中所示的手持设备、图4中所示的手持设备、图5中所示的台式计算机、图6中所示的可穿戴电子设备或类似设备的框图。应当注意，一个或多个处理器12和/或其他数据处理电路在本文一般可被称为“数据处理电路”。这种数据处理电路可整体或部分地以软件、固件、硬件、或它们的任意组合来实施。此外，数据处理电路可以是被包含的单个处理模块，或者可以完全或部分地结合在电子设备10内的其他元件中的任一个元件内。
在图1的电子设备10中，一个或多个处理器12和/或其它数据处理电路可与存储器14和非易失性存储装置16可操作地耦接，以执行各种算法。由一个或多个处理器12执行的此类程序或指令可被存储在任何合适的制品中，所述任何合适的制品包括至少共同地存储指令或例程的一个或多个有形的计算机可读介质，诸如存储器14和非易失性存储装置16。存储器14和非易失性存储装置16可包括用于存储数据和可执行指令的任何合适的制品，诸如随机存取存储器、只读存储器、可重写闪存存储器、硬盘驱动器、和光盘。另外，在此类计算机程序产品上编码的程序(例如操作系统)还可包括可由一个或多个处理器12执行以使得电子设备10能够提供各种功能的指令。
在某些实施方案中，显示器18可为可允许用户观看在电子设备10上生成的图像的液晶显示器(LCD)。在一些实施方案中，显示器18可以包括可允许用户与电子设备10的用户界面进行交互的触摸屏。此外，应当理解，在一些实施方案中，显示器18可包括一个或多个有机发光二极管(OLED)显示器，或者LCD面板和OLED面板的一些组合。
电子设备10的输入结构22可使得用户能够与电子设备10进行交互(例如，按下按钮以增大或减小音量水平)。正如网络接口26那样，I/O接口24可以使电子设备10能够与各种其他电子设备进行交互。网络接口26可例如包括用于以下网络的接口：个人局域网(PAN)诸如蓝牙网络、局域网(LAN)或无线局域网(WLAN)诸如802.11x Wi-Fi网络、和/或广域网(WAN)诸如第三代(3G)蜂窝网络、第四代(4G)蜂窝网络、第五代(5G)蜂窝网络、长期演进(LTE)蜂窝网络或长期演进许可辅助接入(LTE-LAA)蜂窝网络。网络接口26还可例如包括用于以下各项的接口：宽带固定无线接入网络(WiMAX)、移动宽带无线网络(移动WiMAX)、异步数字用户线路(例如，ADSL、VDSL)、数字视频地面广播(DVB-T)及其扩展DVB手持设备(DVB-H)、超宽带(UWB)、交流(AC)电力线等。
在某些实施方案中，为了允许电子设备10通过前述无线网络(例如，Wi-Fi、WiMAX、移动WiMAX、4G、LTE等)进行通信，电子设备10可包括天线27和随附电路(例如收发器)。天线27可包括可用于无线接收信号和无线发射信号(例如，数据信号)两者的任何电路。
例如，天线27可发射和接收信号(例如，数据符号)以支持在无线应用诸如例如PAN网络(例如，蓝牙)、WLAN网络(例如，802.11xWi-Fi)、WAN网络(例如，3G、4G以及LTE和LTE-LAA蜂窝网络)、WiMAX网络、移动WiMAX网络、ADSL和VDSL网络、DVB-T和DVB-H网络、UWB网络等中的数据通信。如进一步示出的，电子设备10可包括电源29。电源29可包括任何合适的电源，诸如可再充电的锂聚合物(Li-poly)电池和/或交流电(AC)电源转换器。
在某些实施方案中，电子设备10可以采取以下形式：计算机、便携式电子设备、可穿戴电子设备，或其他类型的电子设备。此类计算机可包括通常便携的计算机(例如膝上型电脑、笔记本电脑和平板电脑)以及通常在一个地点使用的计算机(例如常规的台式计算机、工作站和/或服务器)。在某些实施方案中，以计算机形式的电子设备10可以是购自加利福尼亚库比蒂诺的Apple Inc.的
Figure BDA0003185395660000091
Pro、MacBook
Figure BDA0003185395660000092
Figure BDA0003185395660000093
mini或Mac
Figure BDA0003185395660000094
机型。举例来讲，根据本公开的一个实施方案，在图2中示出了以笔记本电脑10A形式的电子设备10。所示出的计算机10A可包括外壳或壳体36、显示器18、输入结构22以及I/O接口24的端口。在一个实施方案中，输入结构22(诸如键盘和/或触摸板)可用于与计算机10A进行交互，诸如以启动、控制或操作GUI或在计算机10A上运行的应用。例如，键盘和/或触摸板可以允许用户在显示器18上显示的用户界面或应用程序界面上导航。
图3描绘了手持设备10B的前视图，该手持设备表示电子设备10的一个实施方案。手持设备10B可表示例如便携式电话、媒体播放器、个人数据管理器、手持式游戏平台或此类设备的任何组合。以举例的方式，手持设备10B可以是购自Apple Inc.的
Figure BDA0003185395660000101
或
Figure BDA0003185395660000102
机型。手持设备10B可包括壳体36以保护内部部件免受物理损坏并使其免受电磁干扰。壳体36可包围显示器18。I/O接口24可通过壳体36打开并且可包括例如用于硬质有线连接的I/O端口以用于使用标准连接器和协议诸如由Apple Inc.提供的闪电连接器、通用串行总线(USB)，或其他类似的连接器和协议进行充电和/或内容操控。
结合显示器18的用户输入结构22可允许用户控制手持设备10B。例如，输入结构22可激活或去激活手持设备10B，将用户界面导航到home屏幕、用户可配置的应用屏幕，和/或激活手持设备10B的语音识别特征。其他输入结构22可提供音量控制，或者可以在振动和铃声模式之间切换。输入结构22还可包括获得用于各种语音相关特征的用户语音的麦克风，以及可启用音频回放和/或某些电话功能的扬声器。输入结构22还可包括可提供与外部扬声器和/或耳机的连接的耳机输入端。
图4描绘了另一个手持设备10C的前视图，该手持设备表示电子设备10的另一个实施方案。手持设备10C可以表示例如平板计算机，或者各种便携式计算设备中的一种。以举例的方式，手持设备10C可以是电子设备10的平板电脑尺寸实施方案，具体可以是例如购自Apple Inc.的
Figure BDA0003185395660000103
机型。
参见图5，计算机10D可表示图1的电子设备10的另一个实施方案。计算机10D可以是任何计算机，诸如台式计算机、服务器或笔记本电脑，但也可以是独立媒体播放器或视频游戏机。以举例的方式，计算机10D可为购自Apple Inc.的
Figure BDA0003185395660000104
或其他类似的设备。应该指出的是，计算机10D也可以表示另一制造商的个人计算机(PC)。类似的壳体36可被提供以保护和包围计算机10D的内部部件，诸如显示器18。在某些实施方案中，计算机10D的用户可使用各种外围输入设备诸如可连接到计算机10D的键盘22A或鼠标22B(例如，输入结构22)来与计算机10D进行交互。
类似地，图6描绘了表示图1的电子设备10的另一个实施方案的可穿戴电子设备10E，该可穿戴电子设备可被配置为使用本文所述的技术进行操作。以举例的方式，可穿戴电子设备10E可包括腕带43，可以是Apple Inc.的Apple
Figure BDA0003185395660000111
然而，在其他实施方案中，可穿戴电子设备10E可包括任何可穿戴电子设备，诸如例如可穿戴运动监测设备(例如，计步器、加速度计、心律监测器)或另一制造商的其他设备。可穿戴电子设备10E的显示器18可包括触摸屏显示器18(例如，LCD、OLED显示器、有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)显示器等)以及输入结构22，其可允许用户与可穿戴电子设备10E的用户接口进行交互。
图7为根据本文的教导内容的可用于执行室内/室外确定的过程100的实施方案的流程图。标测电路28针对在电子设备10处接收到的返回能量设置阈值(框102)。如下所述，在一些实施方案中，可通过凭经验测试多个阈值并且基于所确定的阈值精度选择阈值来设置阈值。除此之外或另选地，可使用反射信号的功率幅值的预期大小的计算来设置阈值，和/或可将阈值设置为默认值或值的输入。该幅值可表示为同相功率和正交相位功率的平方的平方根。
反射电路32发射信号(框104)。如前所述，信号可包括RADAR信号或可用于测距的其他无线信号。反射电路32可经由天线27、专用电路(例如，RADAR传感器)和/或电子设备10的其他部分发射信号。反射电路32可使得信号在电子设备10已确定被导向到当电子设备10位于室内时天花板(例如，在电子设备10的竖直上方)所在位置的方向上被发射。该方向可使用其他输入结构22诸如基于取向的传感器来确定。除了朝向可能的天花板位置引导信号之外或作为另外一种选择，电子设备10可朝向预期墙壁位置(例如，水平地从电子设备10)和/或地板(例如，竖直地在电子设备10下方)引导信号。在一些实施方案中，电子设备10可在多于一个方向(例如，4个方向)上广播，并且使用最远的距离(例如，较低的功率幅值)作为天花板位置。
在发射信号从电子设备发射之后由表面(例如，墙壁、天花板或地板)反射之后，反射电路32接收所发射信号的反射(框106)。反射电路32可接收来自天线27和/或专用接收传感器(例如，RADAR传感器)的反射信号。
然后，标测电路28确定反射的功率幅值是否大于或等于阈值(框108)。除此之外或另选地，可使用除功率幅值之外的参数，并将其与用于室内确定的相应阈值进行比较。例如，反射信号的飞行时间可用于确定与天花板的接近度，以确定电子设备10是否位于室内。如果功率幅值大于或等于阈值，则电子设备在室内或内部模式下操作(框110)。例如，高度估计可使用室内设置，指定的室内网络连接(例如，Wi-Fi网络)可用于发送和/或接收数据，可使用室内扬声器，GPS可被禁用，停止气压计30校准，和/或可根据电子设备10位于室内来设置其他设置。
如果功率幅值低于阈值，则电子设备10可在外部或室外模式下操作(框112)。例如，电子设备10可发起气压计30的校准，可使用室外设置使用指定室外网络连接(例如，蜂窝网络)发送和/或接收数据来执行高度估计，可使用室外扬声器，可启用GPS，可禁用Wi-Fi，和/或可根据电子设备10位于室内来设置其他设置。
如前所述，为了考虑电子设备10的不同取向，电子设备10可包括多个RADAR传感器(或其他测距机构)以捕获周围反射。根据天线具体实施，这些RADAR传感器可具有重叠或不重叠的视场。在一些实施方案中，用于测距的传感器可与通信系统(例如，天线27和网络接口26)共享。RADAR传感器可共享时钟以使RADAR传感器能够实现波束形成和/或超分辨率技术以改善分辨率和信噪比。在RADAR传感器不共享时钟的具体实施中，系统级资源诸如时间戳可用于在操作系统级同步RADAR传感器的输出。
图8示出了处于室内设置120中的电子设备10的图示。在电子设备10的例示的实施方案中，电子设备10包括三个RADAR传感器122，单独地称为RADAR传感器122A、122B和122C。RADAR传感器122A位于电子设备10的顶部，RADAR传感器122B位于电子设备10的后部，并且RADAR传感器122B位于电子设备10的前部。在一些实施方案中，更多或更少的RADAR传感器122可包括在电子设备10中，并且/或者RADAR传感器122可位于电子设备10上/内的不同位置中。RADAR传感器122中的每个RADAR传感器发射和/或接收相应的测距信号124。具体地，RADAR传感器122A发射和/或接收测距信号124A，RADAR传感器122B发射和/或接收测距信号124B，并且RADAR传感器122C发射和/或接收测距信号124C。在电子设备10的所示取向中，测距信号124A从电子设备10发射，从天花板126反射，并且可用于确定电子设备10与天花板126之间的距离。该反射可指示在电子设备10上方存在天花板126。类似地，测距信号124B从电子设备10发射，从电子设备10旁边的墙壁128反射，并且可用于确定电子设备10与墙壁128之间的距离和/或电子设备10旁边的墙壁128的存在。类似地，测距信号124C从电子设备10发射，从电子设备10旁边的墙壁136反射，并且可用于确定电子设备10与墙壁136之间的距离和/或电子设备10旁边的墙壁136的存在。
在图9所示的室外设置140中，测距信号124A不从天花板反射，从而导致电子设备10不接收具有高于阈值的功率幅值的反射(例如，没有反射信号)。在例示的示例中，室外设置140可位于墙壁128和136之间(例如，街道上或小巷中的建筑物之间)，其中相应的墙壁142和144位于电子设备10旁边。然而，在一些实施方案中，室外设置可包括位于电子设备10附近的更少或更多的墙壁。
图10示出了阈值设置过程150的流程图，该阈值设置过程可用于设置和/或确定将用于使用测距信号124进行室内/室外确定的阈值。如图所示，阈值设置过程150包括标测电路28将阈值设置为最小阈值(框152)。最小阈值可对应于开始测试的最小阈值。例如，在发射对应测距信号124之前，该最小阈值可被设置为0或相应RADAR传感器122处的接收功率的环境水平。然后，标测电路28测量反射测距信号124在多个距离处的反射功率幅值(RPA)(框154)。可根据距离和/或测距扫描的持续时间来跟踪RPA。如前所述，该测量可包括合适的功率测量技术，诸如同相功率和正交相位功率的平方和的平方根。对于多个距离，标测电路28确定RPA是否大于或等于阈值(框156)。如果RPA大于或等于阈值，则标测电路28可预测电子设备10在室内特定距离处。基于多个距离，标测电路28可以将信息存储在单独的直条中，然后在室内/室外确定中检查直条的精度。
当标测电路28预测电子设备10位于室内时，标测电路28可为距离和/或直条分配第一值(框158)。第一值(例如，1)指示电子设备10位于室内。如果标测电路28未预测电子设备10位于室内，则电子设备10可为距离和/或直条分配第二值(框160)。第二值(例如，0)指示电子设备10位于室外。
标测电路28将预测值与实际条件进行比较，以通过对多个距离的精度求平均值来确定阈值的精度(框162)。如前所述，实际条件可以是手动输入、探测到的电子设备10的一个或多个其他输入结构22(例如，相机)、基于位置的确定和/或其他因素。标测电路28通过将每个直条的预测精度一起求平均值以确定总体精度来确定总体精度。
图11示出了估计的室内/室外状态与实际状态的比较的图表180。图表180随时间推移而出现，如时间轴182所示。如轴184所示，图表180将预测186指示为电子设备10的室内状态188。如前所述，室内状态188可来源于用户输入、位置服务、保持在可查看潜在天花板位置的方向上的设备的相机和/或任何其他合适的确定。例如，预测186和室内状态188可以具有第一值190或第二值192的值。当预测186和室内状态188相等时，可以增加正确预测的数量。正确预测的数量可以除以预测的总数，以导出在确定中使用的阈值的总体精度。
返回图10，标测电路28确定当前测量的阈值是否是标测电路28的最大阈值(框164)。如果不是，则标测电路28将阈值增大到另一个阈值(框166)并返回到框154以测试新阈值。一旦标测电路28确定已达到最大阈值，标测电路28就基于对应阈值的对应精度测量来使用来自测试阈值的阈值(框168)。例如，标测电路28可选择具有最高精度的阈值。除此之外或另选地，一旦已经达到特定精度阈值，标测电路28就可以停止扫描通过潜在阈值水平。
天花板可在电子设备10上方具有大体预期的距离。例如，典型的天花板可位于电子设备10上方约1米(例如，0.75m至1.25m)处。为了利用这一方面，标测电路28可通过对框162中的平均值进行加权以对天花板可能所在的预期距离分配更大的权重来提高阈值的精度。例如，图12示出了图表200，该图表与距离滤波器对应并且绘制了距离202与用于对距离/直条进行加权的幅值204。例如，在对应于可预期天花板的高度的区域206中，距离/直条的精度可由第一因子207加权，该第一因子放大区域206中的测距信号124对总体精度的影响。在与天花板所在的可能性较小的距离(例如，1.25m-2.5m的距离)对应的区域208中，标测电路28可施加较低的加权电平210，该较低的加权电平仍然放大可能存在天花板的对应距离，即使该放大可能小于区域206的放大。此外，在一些实施方案中，超过与区域208对应的距离的距离可降低其对总体精度的影响(例如，权重为0)，因为天花板不太可能位于此类距离处，并且信号可归因于远程噪声反射。类似地，可忽略或减小比预期天花板距离更近的距离，因为此类反射可归因于来自用户的反射，或者可定位比天花板更近的其他对象。
此外，在一些实施方案中，可以相对快速地捕获测距信号124(例如，17帧/秒至最多4,000帧/秒)。利用如此大量的数据点，电子设备10可以从反射电路32获取多个帧，并对时域中的结果求平均值，以减少由于距离数据中的抖动引起的虚假情况的错误分类。例如，图13示出了图表220，该图表绘制了时间222与电子设备10位于室内还是室外的指示224。如图所示，针对特定阈值使用多个帧之间的平均值可以提高室内/室外预测的精度。例如，在例示的实施方案中，预测226紧密跟随室内状态228。对帧求平均值可以降低预测226的响应性，以换取精度的提高。例如，当室内状态228转变为高时，预测226对该转变跟踪了一定量230。类似地，当室内状态228转变为低时，预测226对该转变跟踪了一定量232。然而，由于帧的速率比用户利用电子设备10的移动相对更快，因此与用户的移动相比，量230和232可相对较小。因此，折衷可能对预测226的总体精度几乎没有影响。
已经以示例的方式示出了上述具体实施方案，并且应当理解，这些实施方案可容许各种修改和另选形式。还应当理解，权利要求书并非旨在限于所公开的特定形式，而是旨在覆盖落在本公开的实质和范围内的所有修改、等同物和另选方案。
本文所述的和受权利要求保护的技术被引用并应用于实物和实际性质的具体示例，其明显改善了本技术领域，并且因此不是抽象、无形或纯理论的。此外，如果附加到本说明书结尾的任何权利要求包含被指定为“用于[执行][功能]...的装置”或“用于[执行][功能]...的步骤”的一个或多个元件，则这些元件将按照35U.S.C.112(f)进行解释。然而，对于任何包含以任何其他方式指定的元件的任何权利要求，这些元件将不会根据35U.S.C.112(f)进行解释。

Claims (20)

1.一种方法，所述方法包括：
从电子设备发射无线信号；
在所述电子设备处接收所述无线信号的反射；
确定所述反射的功率幅值是否大于或等于阈值；以及
响应于确定所述功率幅值不大于或等于所述阈值，在室外模式下操作所述电子设备。
2.根据权利要求1所述的方法，其中发射所述无线信号包括在向上方向上从所述电子设备发射所述无线信号。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述无线信号包括无线电探测和测距信号。
4.根据权利要求2所述的方法，所述方法包括探测所述电子设备的取向以确定哪个方向是所述向上方向。
5.根据权利要求1所述的方法，其中从所述电子设备发射所述无线信号包括使用位于所述电子设备中或所述电子设备上的多个位置处的多个发射器从多个方向广播。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述室外模式包括：
启动所述电子设备的气压计的校准；或者
使用室外设置和所述气压计来探测所述电子设备的高度。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述室外模式包括激活全球定位探测。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述室外模式包括停用WiFi网络连接并切换至蜂窝数据连接以用于数据传输。
9.根据权利要求1所述的方法，所述方法包括使用对多个阈值的经验测试来设置所述阈值。
10.根据权利要求9所述的方法，其中设置所述阈值包括：
将测试阈值设置为最小阈值；以及
针对所述多个阈值中的每个阈值：
测量多个距离处的反射功率；
基于针对所述多个距离中的每个距离的相应的所述阈值来估计所述电子设备位于室内还是室外；
将所述估计与所述多个距离的室内状态进行比较；
基于所述估计与所述室内状态的所述比较来确定所述测试阈值的精度；以及
将所述测试阈值递增至所述多个阈值中的下一个阈值；以及
至少部分地基于所述多个阈值的所述精度从所述多个阈值中选择所述阈值。
11.根据权利要求10所述的方法，其中测量所述多个距离处的反射功率包括将所述多个距离组织为多个直条，确定所述精度包括确定每个直条的直条精度并对所述直条精度一起求平均值。
12.根据权利要求11所述的方法，其中对所述直条精度一起求平均值包括在所述求平均值期间对距离进行加权。
13.根据权利要求12所述的方法，其中对与公共天花板距离对应的距离进行比其他距离更大的加权。
14.根据权利要求10所述的方法，其中至少部分地基于所述多个阈值的所述精度来从所述多个阈值中选择所述阈值包括将所述阈值选择为对应于所述多个阈值的最高精度。
15.根据权利要求10所述的方法，其中测量多个距离处的反射功率包括将来自滑动时间窗口内的多个测量进行组合。
16.一种电子设备，所述电子设备包括：
一个或多个天线；
标测电路，所述标测电路被配置为：
针对在所述一个或多个天线处接收到的接收的反射无线信号的功率幅值，将测试阈值设置为第一值，其中所述测试阈值被配置为基于确定所述电子设备上方存在天花板来指示电子设备是否位于室内；
测量一个或多个距离处的所述功率幅值；
至少部分地基于针对一个或多个距离的所述功率幅值和所述测试阈值来估计所述电子设备是否位于室内；
将所述估计对于所述一个或多个距离是否精确确定为一个或多个精度；
通过对所述一个或多个精度求平均值来为所述第一值分配组合精度；
确定一个或多个附加阈值的组合精度；
基于相应的所述组合精度从所述第一值和所述一个或多个附加阈值中选择阈值；以及
至少部分地基于所述阈值来确定所述电子设备是否位于室内。
17.根据权利要求16所述的电子设备，其中确定所述电子设备是否位于室内包括当在所接收的反射无线信号之后接收到的后续接收的反射无线信号具有比所述阈值低的功率幅值时，确定所述电子设备位于室内。
18.根据权利要求16所述的电子设备，所述电子设备包括气压计，其中所述标测电路被配置为至少部分地基于确定所述电子设备不位于室内来发起所述气压计的校准。
19.根据权利要求16所述的电子设备，所述电子设备包括气压计，其中所述标测电路被配置为至少部分地基于确定所述电子设备不位于室内来发起所述气压计的校准。
20.一种电子设备，所述电子设备包括：
用于将接收的反射无线信号的强度与多个阈值中的每个阈值的相应阈值进行比较的装置；
用于当所接收的反射无线信号的强度大于或等于所述多个阈值中的每个阈值的所述相应阈值时估计所述电子设备位于室内的装置；
用于根据所述电子设备的室内状态相比于针对所述多个阈值中的每个阈值估计所述电子设备位于室内之间的方差来确定所述精度的装置；
用于至少部分地基于所述多个阈值的相应精度来从所述多个阈值中选择已选阈值的装置；
用于确定后续反射信号是否大于或等于所述已选阈值的装置；和
用于至少部分地基于所述确定所述后续反射信号是否大于或等于所述已选阈值来在对应的室内模式或室外模式下操作所述电子设备的装置。
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