CN117321449A - 使用射频感测的室内地图生成 - Google Patents
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Abstract
公开了用于使用射频(RF)感测执行绘图的系统和技术。例如,服务器可以从多个无线设备中获得与第一无线设备对应的第一RF感测数据集合和方向数据。第一RF感测数据集合可以与至少一个接收波形相关联,该至少一个接收波形是第一反射器对发送波形的反射。基于第一RF感测数据集合、方向数据和与第一无线设备对应的位置数据,可以生成包括对反射器的参考的室内地图。
Description
技术领域
本公开一般涉及室内绘图。本公开的各方面涉及用于使用射频(RF)感测来生成室内地图的系统和技术。
背景技术
无线电子设备能够提供各种电信服务,以及地理定位、绘图和路由查找功能。例如,便携式电子设备可以包括可以确定设备的位置并为用户提供前往特定目的地的方向的软件和硬件组件。
为了实现各种电信功能,无线电子设备可以包括被配置为发送和接收射频(RF)信号的硬件和软件组件。例如,移动设备可以被配置为经由Wi-Fi、5G/新无线电(NR)、蓝牙TM、和/或超宽带(UWB)等进行通信。
发明内容
以下给出了与本文所公开的一个或多个方面相关的简化概述。因此,以下概述不应被视为与所有预期的方面相关的广泛概述,也不应被认为标识与所有预期的方面相关的关键或重要元素或描绘与任何特定方面相关联的范围。相应地,以下概述的唯一目的是在以下给出的详细描述之前以简化形式呈现与关于本文所公开的机制的一个或多个方面相关的某些概念。
公开了用于生成室内地图的系统、方法、装置和计算机可读介质。根据至少一个示例,提供了一种用于生成室内地图的方法。该方法可以包括:由服务器设备从多个无线设备接收与第一无线设备对应的第一射频(RF)感测数据集合和方向数据,其中,第一RF感测数据集合与至少一个接收波形相关联,该至少一个接收波形是第一反射器对发送波形的反射;以及由服务器设备基于第一RF感测数据集合、方向数据和与第一无线设备对应的位置数据生成包括对第一反射器的参考的室内地图。
在另一示例中,提供了一种用于室内绘图的装置,其包括存储器和耦接到存储器的至少一个处理器(例如,被配置在电路中)。该至少一个处理器被配置为:从多个无线设备接收与第一无线设备对应的第一射频(RF)感测数据集合和方向数据,其中,第一RF感测数据集合与至少一个接收波形相关联,该至少一个接收波形是第一反射器对发送波形的反射;以及基于第一RF感测数据集合、方向数据和与第一无线设备对应的位置数据生成包括对第一反射器的参考的室内地图。
在另一示例中,提供了一种非暂时性计算机可读介质,其包括存储在其上的至少一个指令,当由一个或多个处理器执行时,该指令使一个或多个处理器:从多个无线设备接收与第一无线设备对应的第一射频(RF)感测数据集合和方向数据,其中,第一RF感测数据集合与至少一个接收波形相关联,该至少一个接收波形是第一反射器对发送波形的反射;以及基于第一RF感测数据集合、方向数据和与第一无线设备对应的位置数据生成包括对第一反射器的参考的室内地图。
在另一示例中,提供了一种用于执行室内绘图的装置。该装置包括:用于从多个无线设备接收与第一无线设备对应的第一射频(RF)感测数据集合和方向数据的部件,其中,第一RF感测数据集合与至少一个接收波形相关联,该至少一个接收波形是第一反射器对发送波形的反射;以及用于基于第一RF感测数据集合、方向数据和与第一无线设备对应的位置数据来生成包括对第一反射器的参考的室内地图的部件。
在另一示例中,提供了一种用于执行室内绘图的方法。该方法包括:由无线设备发送射频(RF)信号;由无线设备接收多个反射RF信号,每个反射RF信号是来自室内空间中的至少一个对象的发送RF信号的反射;由无线设备获取来自至少一个对象的多个反射RF信号的RF感测数据;以及由无线设备呈现包括对至少一个对象的参考的室内空间的室内地图,其中,对至少一个对象的参考是基于RF感测数据。
在另一示例中,提供了一种用于室内绘图的装置,其包括收发器、存储器和耦接到存储器和收发器的至少一个处理器(例如,被配置在电路中)。该至少一个处理器被配置为:经由收发器发送射频(RF)信号;经由收发器,接收多个反射RF信号,每个反射RF信号是来自室内空间中的至少一个对象的发送RF信号的反射;获取来自至少一个对象的多个反射RF信号的RF感测数据;以及呈现包括对至少一个对象的参考的室内空间的室内地图,其中,对至少一个对象的参考是基于RF感测数据。
在另一示例中,提供了一种非暂时性计算机可读介质,其包括存储在其上的至少一个指令,当由一个或多个处理器执行时,该指令使一个或多个处理器:发送射频(RF)信号;接收多个反射RF信号,每个反射RF信号是来自室内空间中的至少一个对象的发送RF信号的反射;获取来自至少一个对象的多个反射RF信号的RF感测数据;以及呈现包括对至少一个对象的参考的室内空间的室内地图,其中,对至少一个对象的参考是基于RF感测数据。
在另一示例中,提供了一种用于执行室内绘图的装置。该装置包括:用于发送射频(RF)信号的部件;用于接收多个反射RF信号的部件,每个反射RF信号是来自室内空间中的至少一个对象的发送RF信号的反射;用于获取来自至少一个对象的多个反射RF信号的RF感测数据的部件;以及用于呈现包括对至少一个对象的参考的室内空间的室内地图的部件,其中,对至少一个对象的参考是基于RF感测数据。
在一些方面中,该装置是以下项或以下项的一部分:移动设备(例如,移动电话或所谓的“智能电话”或其他移动设备)、可穿戴设备、扩展现实设备(例如,虚拟现实(VR)设备、增强现实(AR)设备、或混合现实(MR)设备)、平板计算机、个人计算机、膝上型计算机、服务器计算机、无线接入点、或具有RF接口的任何其他设备。在一些方面,上述装置可包括一个或多个传感器,其可用于确定装置的位置、装置的方向、和/或用于任何其他目的。
基于附图和详细描述,与本文公开的方面相关联的其他目的和优点对于本领域技术人员将是显而易见的。
附图说明
呈现附图以帮助描述本公开的各个方面,并且提供这些附图仅仅是为了解说各方面而非对其进行限制。
图1示出了根据一些示例的无线通信网络的示例;
图2是示出了根据一些示例的用户设备的计算系统的示例的框图;
图3是示出了根据一些示例的利用射频(RF)感测技术来执行室内绘图的无线设备的示例的示图;
图4是示出了根据一些示例的包括用于执行室内绘图的无线设备的室内环境的示例的示图;
图5是描绘了根据一些示例的基于RF感测技术检测到的对象的大小和位置的图形表示的示例;
图6是示出了根据一些示例的用于室内绘图的过程的示例的流程图;
图7是示出了根据一些示例的用于室内绘图的过程的示例的流程图;以及
图8是示出了根据一些示例的计算系统示例的框图。
具体实施方式
出于说明目的,下文提供了本公开的某些方面和实施例。在不脱离本公开的范围的情况下,可以设计替代的方面。另外,本公开中众所周知的元素将不被详细描述或将被省略以免模糊本公开的相关细节。本文描述的一些方面和实施例可以独立地应用,并且其中一些可以组合应用,这对于本领域技术人员来说是显而易见的。在以下描述中,出于解释的目的,阐述了具体细节以便提供对本公开的实施例的透彻理解。然而,显然可以在没有这些具体细节的情况下实践各种实施例。附图和描述并非旨在限制。
随后的描述提供示例实施例,并且不旨在限制本公开的范围、适用性或配置。相反,示例性实施例的随后描述将为本领域技术人员提供用于实现示例性实施例的使能描述。应当理解,在不脱离所附权利要求中阐述的本公开的精神和范围的情况下,可以对元件的功能和布置进行各种改变。
便携式电子设备(例如智能手机、平板计算机或膝上型计算机)能够执行包括地理定位、地图绘制和路由查找功能在内的功能。通常,这些便携式电子设备包括利用全球导航卫星系统(GNSS)(例如,全球定位系统(GPS))来确定设备位置的硬件和软件组件。虽然此类系统为设备的位置提供了高度的准确性,但需要设备和GNSS卫星之间的直接视线,以确保适当的功能。因此,这些系统不适用于室内使用,并且可能限于某些室外使用情况。
为了克服与GNSS相关的缺点,已经开发了一些技术来通过利用用于跟踪设备位置和/或设备轨迹的替代机制来促进室内环境的绘图。例如,可以使用利用信标来跟踪设备(例如,机器人真空吸尘器)在整个室内空间中的位置的系统。通过聚合位置数据,可以生成基于设备可访问的位置的地图。然后,系统可能会假设,由于例如墙壁或家具的存在,设备尚未报告的某些位置无法访问。
还存在可以通过以固定时间间隔监视设备位置,来跟踪移动设备在整个室内空间中的轨迹的技术。例如,与设备位置和时间戳数据相关联的位置信息可用于绘制设备移动或轨迹。累积的设备轨迹数据可用于生成室内环境的地图。
虽然这些技术可用于渲染室内空间的基本二维地图,但它们不能生成三维地图。此外,如上所述,现有的室内地图生成技术仅依赖于移动设备的位置或轨迹,然后使用此信息来推断周围空间。现有技术无法直接捕获有关设备周围环境的任何数据,例如墙壁、地板、天花板、门和家具等。
此外,依赖设备位置来生成室内地图是耗时的,因为它需要设备或携带设备的用户覆盖大量空间。此外,对位置数据的依赖本身就存在缺陷,因为可能存在一些可访问但不经常频繁出入的空间。因此,所得的室内地图可以包括关于室内空间中的对象以及整体布局的高度不准确性。
本文描述了用于生成地图的系统、装置、过程(也称为方法)和计算机可读介质(统称为“系统和技术”),例如室内空间的地图(室内地图)、室外空间地图(室外地图)、包括室内和室外的空间地图、另一种类型的地图、或它们的任何组合。本文将使用室内地图作为示例来描述示例。然而,系统和技术不限于生成室内地图,而是可以用于生成任何类型的地图。该系统和技术为电子设备提供执行射频(RF)感测并获得可用于生成空间(例如,室内空间)的地图的RF感测数据的能力。RF感测数据可以通过利用能够同时执行发送和接收功能的无线接口来获得。下面将使用Wi-Fi作为说明性示例来描述示例。然而,系统和技术不限于Wi-Fi。例如,在一些情况下,系统和技术可以使用5G/新无线电(NR)来实现,例如使用毫米波(mmWave)技术。在某些情况下,可以使用其他无线技术来实现这些系统和技术,例如,蓝牙TM、超宽带(UWB)等。
在一些示例中,系统和技术可以通过实现设备的Wi-Fi接口来执行RF感测,该Wi-Fi接口具有至少两个可用于同时发送和接收RF信号的天线。在一些情况下,天线可以是全向的,使得可以从所有方向接收和发送RF信号。例如,设备可以利用其Wi-Fi接口的发送器来发送RF信号,并同时启用Wi-Fi接口的Wi-Fi接收器,以便设备可以捕获从周围环境中的反射器(例如,静态或动态对象、和/或结构元件)反射的任何信号。Wi-Fi接收器还可以接收直接从Wi-Fi发送器的天线耦接到Wi-Fi接收器的天线而不会从任何对象反射的泄漏信号。在这样做时,设备可以基于与发送信号的直接路径(泄漏信号)相关的数据,以及与接收到的与发送信号对应的信号的反射路径相关的数据,来收集信道状态信息(CSI)形式的RF感测数据。
在一些方面,CSI数据可用于计算反射信号的距离以及到达角。反射信号的距离和角度可用于识别周围环境中反射器的大小和位置,以便生成室内地图。
在一些示例中,可以使用信号处理、机器学习算法、使用任何其他合适的技术、或其任何组合来确定反射信号的距离和到达角。在一个示例中,可以通过测量从接收泄漏信号到接收反射信号的时间差来计算反射信号的距离。在另一个示例中,可以通过利用天线阵列接收反射信号并测量天线阵列的每个元件处的接收相位差来计算到达角。
在一些方面中,反射信号的距离以及反射信号的到达角可用于确定引起反射的对象的大小和形状。例如,该设备可以利用计算的距离和到达角,来确定信号从对象反射的点。然后,该设备可以聚合各种信号的反射点,以确定反射器的大小和形状。
在一些情况下,设备可以确定并存储设备位置数据和设备方向数据。在一些情况下,如果设备处于运动中,则可以使用设备位置数据和设备方向数据来调整反射信号的距离和到达角的计算(使用CSI数据确定)。例如,位置和方向数据可用于将一个或多个反射信号与其对应的发送信号相关。在一些示例中,可以使用测量往返时间(RTT)、被动定位、到达角(AoA)、接收信号强度指示器(RSSI)的技术、使用CSI数据、使用任何其他合适的技术、或其任何组合来收集设备位置或位置数据。设备方向数据可以从设备上的电子传感器获得,例如,通过使用一个或多个陀螺仪、加速度计、指南针、任何其他合适的传感器、或其任何组合。
在一些示例中,设备本身可以分析RF感测数据(例如CSI数据),并执行反射距离和角度计算,以便识别其周围环境中的对象/边界。设备可以使用该数据来生成它自己的本地室内地图。在某些情况下,该设备然后可以将其地图信息上传到可以从多个设备获取地图信息的服务器。服务器可以聚合其从多个设备获得的地图数据,以进一步开发室内地图。在一些示例中,服务器随后可以向设备提供更新的地图信息。
在一些示例中,设备可以将RF感测数据上传到服务器。在某些情况下,设备还可以将其位置和方向数据与RF感测数据一起发送到服务器。服务器可以执行计算以确定反射信号的距离和到达角,这可以减轻设备执行计算所需的计算开销。基于所确定的到达距离和角度,服务器可以生成室内地图,并将室内地图提供给设备。
在某些情况下,服务器可以对来自众多设备的数据进行“众包”,以开发更详细的室内地图。向服务器提供数据的设备可以或可以不与存在于其各自室内环境中的本地网络(例如,Wi-Fi网络)相关联。例如,服务器可以从位于提供本地Wi-Fi的建筑物内的设备接收数据,而不考虑该设备与本地网络的关联。在一些示例中,当无线设备未连接到建筑物中的Wi-Fi路由器或Wi-Fi接入点时,可利用诸如其Wi-Fi收发器的RF接口来收集CSI数据。类似地,当室内环境中没有可用的网络时,无线设备可以利用RF接口来收集RF感测数据。该设备可以在本地存储RF感测数据,并在稍后网络连接可用时将其发送到服务器。
在一些技术中,设备可以向服务器提供或以其他方式利用绝对位置。例如,虽然设备位于建筑物内部,但设备与外墙或窗户的接近度可以允许设备获取GPS定位,这将允许设备识别其绝对位置。可替代地,该设备可以利用其最后已知的GPS位置,该位置可用于估计GPS定位被终止的建筑物的位置。在已知或估计绝对位置的情况下,可以使用绝对位置将内部地图与特定建筑相关联。可替代地,该设备可以利用相对位置。例如,位置数据可以与位于与设备相同的环境内的Wi-Fi接入点或蓝牙TM信标相关。
下面将参考附图讨论本文所描述的技术的各个方面。图1是示例通信网络100的框图。根据一些方面,通信网络100可以包括无线局域网(WLAN),例如Wi-Fi网络108(并且在下文中将被称为WLAN 108)。例如,WLAN 108可以是实现IEEE 802.11系列无线通信协议标准(例如由IEEE 802.11-2016规范或其修改所定义的标准,包括但不限于802.11ay、802.11ax、802.11az、802.11ba和802.11be)中的至少一个的网络。
WLAN 108可以包括众多无线通信设备,例如接入点(AP)102和用户设备(UE)104a、104b、104c和104d(统称为“UE 104”)。虽然仅示出了一个AP 102,但WLAN 108还可以包括多个AP 102。通常,UE可以是用户用来通过无线通信网络进行通信的任何无线通信设备(例如,移动电话、路由器、平板计算机、膝上型计算机、可穿戴设备(例如,智能手表、眼镜、扩展现实(XR)设备,如虚拟现实(VR)耳机、增强现实(AR)耳机或眼镜、或混合现实(MR)耳机等)、车辆(例如,汽车、摩托车、自行车等)、物联网(IoT)设备等)。UE可以是移动的,或者可以(例如,在某些时刻)是静止的,并且可以与无线电接入网(RAN)通信。如本文所使用的,术语“UE”可以被可互换地被称为“接入终端”或“AT”、“用户设备”、“用户终端”或UT、“客户端设备”、“无线设备”、“订户设备”、“订户终端”、“订户站”、“移动设备”、“移动终端”、“移动站”及它们的变型。一般地,UE可以经由RAN与核心网络通信,并且通过核心网络,UE能够与外部网络(诸如互联网)以及与其他UE连接。UE还可以与本文所述的其他UE和/或其他设备进行通信。
单个AP 102和相关联的UE 104集合可以被称为基本服务集(BSS),其由相应的AP102管理。可以通过服务集合标识符(SSID)向用户标识BSS,以及通过基本服务集合标识符(BSSID)向其他设备标识BSS,基本服务集合标识符可以是AP 102的介质访问控制(MAC)地址。AP 102周期性地广播包括BSSID的信标帧(“信标”),以使AP 102的无线范围内的任何UE104能够与AP 102“关联”或重新关联,以建立相应的通信链路106(以下也称为“Wi-Fi链路”),或保持与AP 102的通信链路106。例如,信标可以包括各个AP 102使用的主信道的标识,以及用于建立或保持与AP 102的时序同步的时序同步功能。AP102可以经由相应的通信链路106向WLAN中的各种UE 104提供对外部网络的访问。
为了建立与AP 102的通信链路106,UE 104中的每一个被配置为在一个或多个频带(例如,2.4GHz、5GHz、6GHz或60GHz频带)中的频率信道上执行被动或主动扫描操作(“扫描”)。为了执行被动扫描,UE 104监听信标,这些信标由各个AP 102以被称为目标信标传输时间(TBTT)(以时间单位(TU)测量,其中一个TU可等于1024微秒(μs))的周期性时间间隔发送。为了执行主动扫描,UE 104在要扫描的每个信道上生成并顺序发送探测请求,并监听来自AP 102的探测响应。每个UE 104可被配置为基于通过被动或主动扫描获得的扫描信息来识别或选择要与之关联的AP 102,并执行认证和关联操作以与所选AP 102建立通信链路106。AP 102在关联操作结束时将关联标识符(AID)分配给UE 104,AP 102使用该关联标识符来跟踪UE 104。
作为无线网络的日益普及的结果,UE 104可以有机会选择UE范围内的许多BSS之一,或在多个AP 102中进行选择,这些AP 102一起形成包括多个连接的BSS的扩展服务集(ESS)。与WLAN 108相关联的扩展网络站可以连接到可以允许多个AP 102连接在这样的ESS中的有线或无线分布系统。因此,UE 104可以被多于一个AP 102覆盖,并且可以在不同时间与不同AP 102关联以进行不同传输。此外,在与AP 102关联之后,UE 104还可以被配置为周期性地扫描其周围环境,以找到更合适的AP 102与之关联。例如,相对于其相关联的AP102,移动的UE 104可以执行“漫游”扫描,以找到具有更期望的网络特性(例如,更大的接收信号强度指示符(RSSI)或更低的业务负载)的另一个AP 102。
在一些情况下,UE 104可以形成在没有AP 102或除了UE 104本身之外的其他设备情况下的网络。这种网络的一个示例是自组织网络(或无线自组织网络)。自组织网络也可以替代地称为网状网络或对等(P2P)网络。在某些情况下,自组织网络可以在更大的无线网络(例如WLAN 108)内实现。在这样的实施方式中,虽然UE 104可以使用通信链路106通过AP102彼此通信,但UE 104也可以经由直接无线链路110彼此直接通信。此外,两个UE 104可以经由一个或多个设备到设备(D2D)对等(P2P)链路进行通信,该链路被称为“侧行链路”。在图1的示例中,UE 104b具有与UE 104a的直接无线链路110(例如,D2D P2P链路),其连接到一个或多个基站160并允许UE 104b间接获得蜂窝连接。虽然图1中示出了单个基站160,但是通信系统100可以包括与UE 104通信的多个基站。在一个示例中,直接无线链路110可由任何众所周知的D2D无线电接入技术(RAT)支持,诸如LTE直连(LTE-D)、Wi-Fi直连(WiFi-D)、UWB等。
AP 102和UE 104可以根据IEEE 802.11系列无线通信协议标准(例如由IEEE802.11-2016规范或其修正定义的标准,包括但不限于802.11ay、802.11ax、802.11az、802.11ba和802.11be)工作和通信(经由各自的通信链路106)。这些标准为PHY和介质访问控制(MAC)层定义了WLAN无线电和基带协议。AP 102和UE 104以PHY协议数据单元(PPDU)(或物理层汇聚协议(PLCP)PDU)的形式相互发送和接收无线通信(以下也称为“Wi-Fi通信”)。WLAN 108中的AP 102和UE 104可以在非授权的频谱上发送PPDU,该频谱可以是包括Wi-Fi技术传统上使用的频带(例如2.4GHz频带、5GHz频带、60GHz频带、3.6GHz频带和900MHz频带)的频谱的一部分。本文描述的AP 102和UE 104的一些实施方式也可以在其他频带(例如6GHz频带)中进行通信,该其他频带可以支持授权和非授权通信。AP 102和UE104还可以被配置为在诸如共享授权频带的其他频带上进行通信,其中多个运营商可以具有在相同或重叠的一个或多个频带中操作的授权。
每个频带可以包括多个子频带或频率信道。例如,符合IEEE 802.11n、802.11ac、802.11ax和802.11be标准修订的PPDU可以在2.4、5GHz或6GHz频带上发送,每个频带被划分为多个20MHz信道。因此,这些PPDU在具有最小带宽为20MHz的物理信道上发送,但可以通过信道绑定形成更大的信道。例如,可以通过将多个20MHz信道绑定在一起在具有40MHz、80MHz、160MHz或200MHz带宽的物理信道上发送PPDU。
在一些示例中,通信网络100可以包括一个或多个基站160。一个或多个基站160可以包括宏小区基站(高功率蜂窝基站)和/或小型小区基站(低功率蜂窝基站)。在一方面中,宏小区基站可包括:对应于4G/LTE网络的eNB和/或ng-eNB、或对应于5G/NR网络的gNB、或两者的组合,并且小型小区基站可包括毫微微小区、微微小区、微小区等。
一个或多个基站160可共同形成无线电接入网络(RNA),并通过回程链路122与核心网络170(例如,演进分组核心(EPC)或5G核心(5GC))对接,并通过核心网络170对接到一个或多个服务器172(其可以是核心网络170的一部分,或可以在核心网络170外部)。除了其他功能,一个或多个基站160可以执行与以下一项或多项有关的功能:传递用户数据、无线电信道加密和解密、完整性保护、报头压缩、移动性控制功能(例如,切换、双连通性)、小区间干扰协调、连接建立和释放、负载平衡、非接入阶层(NAS)消息的分发、NAS节点选择、同步、RAN共享、多媒体广播多播服务(MBMS)、订户和装备追踪、RAN信息管理(RIM)、寻呼、定位、以及警告消息的递送。
一个或多个基站160可以经由通信链路120与UE(例如,UE 104a)无线通信。一个或多个基站160与UE 104之间的通信链路120可以包括从UE(例如,UE 104a、104b、104c、和/或104d)到基站160的上行链路(也称为反向链路)传输和/或从基站160到一个或多个UE 104的下行链路(也称为前向链路)传输。通信链路120可使用MIM0天线技术,包括空间复用、波束成形、和/或发送分集。通信链路120可通过一个或多个载波频率。
通信网络100中的每个UE 104可以被配置为执行RF感测功能以生成室内地图。RF感测功能可以使用UE 104中存在的能够同时发送和接收RF信号的任何RF接口来实现。UE104可以通过利用通信网络100来传输与室内绘图相关的数据(例如,RF感测数据、部分地图数据、位置数据、方向数据等)。
在一些示例中,出于生成室内地图的目的,UE 104可以与一个或多个服务器(例如服务器172)通信。与服务器172的通信可经由核心网络170进行,核心网络170可由UE 104通过利用与基站160或AP 102的通信链路来访问。AP 102可以经由通信链路112访问包括服务器172的核心网络。
图2示出了用户设备207的计算系统270的示例。用户设备207是终端用户可以使用的UE的示例。例如,用户设备207可以包括移动电话、路由器、平板计算机、膝上型计算机、可穿戴设备(例如,智能手表、眼镜、XR设备等)、物联网(IoT)设备、和/或用户用来通过无线通信网络进行通信的另一设备。计算系统270包括软件和硬件组件,它们可以经由总线289电耦接或通信耦接(或视情况而定以其他方式进行通信)。例如,计算系统270包括一个或多个处理器284。一个或多个处理器284可以包括一个或多个CPU、ASIC、FPGA、AP、GPU、VPU、NSP、微控制器、专用硬件、其任何组合、和/或其他处理设备或系统。总线289可被一个或多个处理器284用于在核心之间和/或与一个或多个存储器设备286进行通信。
计算系统270还可以包括一个或多个存储器设备286、一个或多个数字信号处理器(DSP)282、一个或多个用户识别模块(SIM)274、一个或多个调制解调器276、一个或多个无线收发器278、一个或多个天线287、一个或多个输入设备272(例如,相机、鼠标、键盘、触敏屏、触摸板、小键盘、麦克风等)、以及一个或多个输出设备280(例如,显示器、扬声器、打印机等)。
一个或多个无线收发器278可以经由天线287从一个或多个其他设备(例如其他用户设备、网络设备(例如,诸如eNB和/或gNB的基站、诸如路由器、范围扩展器等的Wi-Fi接入点(AP)、云网络等)接收无线信号(例如信号288)。在一些示例中,计算系统270可以包括可以促进同时发送和接收功能的多个天线或天线阵列。天线287可以是全向天线,使得可以从所有方向接收和发送RF信号。无线信号288可以经由无线网络发送。无线网络可以是任何无线网络,例如蜂窝或电信网络(例如3G、4G、5G等)、无线局域网(例如Wi-Fi网络)、蓝牙TM网络、和/或其他网络。在一些示例中,一个或多个无线收发器278可以包括RF前端,该RF前端包括一个或多个组件,例如放大器、用于信号下变换的混频器(也称为信号乘法器)、向混频器提供信号的频率合成器(也称为振荡器)、基带滤波器、模数转换器(ADC)、一个或多个功率放大器、以及其他组件。RF前端通常可以处理无线信号288到基带或中频的选择和转换,并且可以将RF信号转换到数字域。
在一些情况下,计算系统270可以包括编码-解码设备(或CODEC),其被配置为对使用一个或多个无线收发器278发送和/或接收的数据进行编码和/或解码。在一些情况下,计算系统270可以包括被配置为加密和/或解密由一个或多个无线收发器278发送和/或接收的数据(例如,根据AES和/或DES标准)的加密-解密设备或组件。
一个或多个SIM 274可以各自安全地存储分配给用户设备207的用户的国际移动用户身份(IMSI)号码和相关密钥。当访问由与一个或多个SIM 274相关联的网络服务提供商或运营商提供的网络时,IMSI和密钥可用于识别和认证用户。一个或多个调制解调器276可以调制一个或多个信号以编码信息以供使用一或多个无线收发器278传输。一个或多个调制解调器276还可以解调由一个或多个无线收发器278接收的信号,以便解码传输的信息。在一些示例中,一个或多个调制解调器276可以包括Wi-Fi调制解调器、4G(或LTE)调制解调器、5G(或NR)调制解调器、和/或其他类型的调制解调器。一个或多个调制解调器276和一个或多个无线收发器278可用于传送针对一个或多个SIM 274的数据。
计算系统270还可以包括(和/或与其通信)一个或多个非暂时性机器可读存储介质或存储设备(例如,一个或多个存储设备286),其可以包括但不限于本地和/或网络可访问存储器、磁盘驱动器、驱动器阵列、光存储设备、诸如RAM和/或ROM的固态存储设备,其可以是可编程的、可闪存更新的和/或类似的。这样的存储设备可以被配置为实现任何适当的数据存储,包括但不限于各种文件系统、数据库结构等。
在各种实施例中,功能可以作为一个或多个计算机程序产品(例如,指令或代码)存储在存储器设备286中,并由一个或多个处理器284和/或一个或多个DSP 282执行。计算系统270还可以包括软件元件(例如,位于一个或多个存储器设备286内),包括例如操作系统、设备驱动器、可执行库和/或其他代码,诸如一个或多个应用程序,其可以包括实现由各种实施例提供的功能的计算机程序,和/或可以被设计为实现方法和/或配置系统,如本文所述。
如上所述,本文描述了用于使用射频(RF)感测来执行绘图(例如,室内绘图和/或其他类型的绘图)的系统和技术。图3是示出了利用RF感测技术来检测对象302以便执行室内绘图的无线设备300的示例的示图。在一些示例中,无线设备300可以是移动电话、无线接入点、或包括至少一个RF接口的某个其他设备。
在一些方面,无线设备300可以包括一个或多个用于发送RF信号的组件。无线设备300可以包括数模转换器(DAC)304,其能够接收数字信号或波形(例如,来自未示出的微处理器),并将其转换为模拟波形。作为DAC 304的输出的模拟信号可以提供给RF发送器306。RF发送器306可以是Wi-Fi发送器、5G/NR发送器、蓝牙TM发送器、或能够发送RF信号的任何其他发送器。
RF发送器306可以被耦接到一个或多个发送天线,例如TX天线312。在一些示例中,TX天线312可以是能够在所有方向上发送RF信号的全向天线。例如,TX天线312可以是能够以360度辐射模式辐射Wi-Fi信号(例如,2.4GHz、5GHz、6GHz等)的全向Wi-Fi天线。在另一示例中,TX天线312可以是在特定方向上发送RF信号的方向天线。
在一些示例中,无线设备300还可以包括一个或多个用于接收RF信号的组件。例如,无线设备300中的接收器阵列可以包括一个或多个接收天线,例如RX天线314。在一些示例中,RX天线314可以是能够从多个方向接收RF信号的全向天线。在其他示例中,RX天线314可以是被配置为从特定方向接收信号的方向天线。在进一步的示例中,TX天线312和RX天线314都可以包括被配置为天线阵列(例如,线性天线阵列、2维天线阵列、3维天线阵列、或其任何组合)的多个天线(例如,元件)。
无线设备300还可以包括耦接到RX天线314的RF接收器310。RF接收器310可以包括一个或多个硬件组件,其用于接收RF波形,例如Wi-Fi信号、蓝牙TM信号、5G/NR信号、或任何其他RF信号。RF接收器310的输出可以被耦接到模数转换器(ADC)308。ADC 308可以被配置为将接收到的模拟RF波形转换成可以提供给诸如数字信号处理器(未示出)的处理器的数字波形。
在一个示例中,无线设备300可以通过使TX波形316从TX天线312发送来实现RF感测技术。尽管TX波形316被示为单线,但在一些技术中,TX波形316可以通过全向TX天线312在所有方向上发送。在一个示例中,TX波形316可以是由无线设备300中的Wi-Fi发送器发送的Wi-Fi波形。在进一步的示例中,TX波形316可以被实现为具有完美或几乎完美的自相关特性的序列。例如,TX波形316可以包括单载波Zadoff序列,或者可以包括类似于正交频分复用(OFDM)长训练场(LTF)码元的码元。
在一些技术中,无线设备300可以通过同时执行发送和接收功能来进一步实现RF感测技术。例如,无线设备300可以使其RF接收器310能够在其使RF发送器306能够发送TX波形316的同时或接近同时进行接收。在一些示例中,包括在TX波形316中的序列或模式的传输可以连续重复,使得该序列被发送特定次数或特定持续时间。在一些示例中,如果在RF发送器306之后启用RF接收器310,则可以使用在TX波形316传输中重复模式,来避免错过任何反射信号的接收。在一个示例实施方式中,TX波形316可以包括具有发送两次或更多次的序列长度L的序列,其可以允许RF接收器310在发送TX波形316开始之后在小于或等于L的时间启用,以便在不丢失任何信息的情况下接收对应于整个序列的反射。
通过实现同时发送和接收功能,无线设备300可以接收对应于TX波形316的任何信号。例如,无线设备300可以接收从在TX波形316范围内的反射器反射的信号,例如从对象302反射的RX波形318。无线设备300还可以接收直接从TX天线312耦接到RX天线314而不从任何对象反射的泄漏信号(例如,TX泄漏信号320)。在一些技术中,RX波形318可以包括对应于包括在TX波形316中的序列的多个副本的多个序列。在一些示例中,无线设备300可以组合由RF接收器310接收的多个序列以提高信噪比(SNR)。
无线设备300可以通过获得与对应于TX波形316的每个接收信号相关联的RF感测数据来进一步实现RF感测技术。在一些示例中,RF感测数据可以包括基于与TX波形316的直接路径(例如,泄漏信号320)相关的数据以及与对应于TX波形316的反射路径(例如,RX波形318)相关的数据的信道状态信息(CSI)。
在一些技术中,RF感测数据(例如CSI数据)可包括可用于确定RF信号(例如TX波形316)从RF发送器306传播到RF接收器310的方式的信息。RF感测数据可以包括对应于由于多径传播、散射、衰落、和功率随距离衰减、或其任何组合而对发送的RF信号产生的影响的数据。在一些示例中,RF感测数据可以包括在特定带宽上对应于频域中的每个音调的虚数据和实数据(例如,I/Q分量)。
在一些示例中,RF感测数据可用于计算对应于反射波形(例如RX波形318)的距离和到达角。在进一步的示例中,RF感测数据还可用于检测运动、确定位置、检测位置或运动模式的变化、获得信道估计、或其任何组合。在某些情况下,反射信号的距离和到达角度可用于识别周围环境(例如对象302)中反射器的大小和位置,以便生成室内地图。在一些方面中,RF感测数据还可用于识别可从室内地图中忽略的瞬态对象(例如,行走通过室内环境中的人或宠物)。
无线设备300可以通过利用信号处理、机器学习算法、使用任何其他合适的技术、或其任何组合来计算对应于反射波形的距离和到达角(例如,对应于RX波形318的距离和到达角)。在其他示例中,无线设备300可以将RF感测数据发送到另一个计算设备,例如服务器,该计算设备可以执行计算以获得对应于RX波形318或其他反射波形的距离和到达角。
在一个示例中,可以通过测量从接收泄漏信号到接收反射信号的时间差来计算RX波形318的距离。例如,无线设备300可以基于从无线设备300发送TX波形316的时间到其接收泄漏信号320的时间(例如,传播延迟)之间的差来确定基线距离为零。然后,无线设备300可以基于从无线设备300发送TX波形316到其接收RX波形318的时间差来确定与RX波形318相关联的距离,然后可以根据与泄漏信号320相关联的传播延迟来调整该距离。这样,无线设备300可以确定RX波形318所经过的距离,其可用于确定引起反射的反射器(例如,对象302)的距离。
在进一步的示例中,可以通过测量接收天线阵列(例如天线314)的各个元件之间的RX波形318的到达时间差来计算RX波形318的到达角。在一些示例中,可以通过测量接收天线阵列中每个元件处的接收相位差来计算到达时间差。
在一些技术中,RX波形318的距离和到达角可用于确定无线设备300与对象302之间的距离,以及对象302相对于无线设备300的位置。RX波形318的距离和到达角也可以用来确定引起反射的对象302的大小和形状。例如,无线设备300可以利用与RX波形318对应的经计算的距离和到达角来确定TX波形316从对象302反射的点。无线设备300可以聚合各种反射信号的反射点,以确定对象302的大小和形状。
如上所述,无线设备300可以包括诸如智能手机、膝上型计算机、平板计算机等的移动设备。在一些示例中,无线设备300可以被配置为获得设备位置数据和设备方向数据以及RF感测数据。在一些情况下,设备位置数据和设备方向数据可用于确定或调整反射信号(如RX波形318)的距离和到达角。例如,在RF感测过程期间,用户可正手持无线设备300,并在房间中穿行。在这种情况下,无线设备300在其发送TX波形316时可以具有第一位置和第一方向,并且在其接收RX波形318时可以具有第二位置和第二方向。当无线设备300处理RF感测数据以计算距离和到达角时,可以考虑位置和方向变化。例如,可以基于与数据的每个元素相关联的时间戳来关联位置数据、方向数据和RF感测数据。在一些技术中,位置数据、方位数据和RF感测数据的组合可用于确定对象302的大小和位置。
在一些示例中,无线设备300可以使用包括往返时间(RTT)测量、被动定位、到达角、接收信号强度指示符(RSSI)、CSI数据的技术、使用任何其他合适技术、或其任何组合来收集设备位置数据。在进一步的示例中,设备方向数据可以从无线设备300上的电子传感器(例如陀螺仪、加速度计、指南针、磁力计、任何其他合适的传感器、或其任何组合)获得。例如,无线设备300上的陀螺仪可用于检测或测量无线设备300的方位变化(例如,相对方位),而指南针可用于检测或测量无线设备300的绝对方向。
图4是示出了室内环境400的示图,该室内环境400可以包括一个或多个被配置为执行RF感测以便创建室内地图的无线设备。在一些示例中,室内环境400可以包括一个或多个移动无线设备(例如,移动设备402)和/或一个或多个固定无线设备(例如,接入点(AP)404),其可被配置为执行RF感测以便创建室内环境400的室内地图。
在一方面中,AP 404可以是在室内环境400内具有静态或固定位置的Wi-Fi接入点。尽管室内环境400被示为具有接入点(例如,AP 404),但任何类型的固定无线设备(例如,台式计算机、无线打印机、相机、智能电视、智能电器等)都可以被配置为执行本文所述的技术。在一个示例中,AP 404可以包括可以被配置为同时发送和接收RF信号的硬件和软件组件,例如本文关于无线设备300描述的组件。例如,AP 404可以包括一个或多个可被配置为发送RF信号的天线(例如,TX天线406)和一个或多个可被配置为接收RF信号的天线(例如,RX天线408)。如关于无线设备300所指出的,AP 404可以包括被配置为从任何方向发送和接收信号的全向天线或天线阵列。
在一个方面中,AP 404可发送RF信号410,该RF信号410可从位于室内环境400中的各种反射器(例如,位于场景内的静态或动态对象、诸如墙壁、天花板或其他屏障的结构元素、和/或其他对象)反射。例如,RF信号410可以从墙壁422反射,并使反射信号412经由RX天线408被AP 404接收。在发送RF信号410时,AP 404还可以接收对应于从TX天线406到RX天线408的直接路径的泄漏信号414。
在一些技术中,AP 404可以获得与反射信号412相关联的RF感测数据。例如,RF感测数据可以包括对应于反射信号412的CSI数据。在进一步的方面中,AP 404可以使用RF感测数据来计算与反射信号412对应的距离D1和到达角θ1。例如,AP 404可以通过基于泄漏信号414和反射信号412之间的差或相移计算反射信号412的飞行时间来确定距离D1。在进一步的示例中,AP 404可以通过利用天线阵列接收反射信号,并测量天线阵列的每个元件处的接收相位差来确定到达角θ1。
在一些技术中,AP 404可以利用与一个或多个反射信号(例如,反射信号412)对应的距离D1和到达角θ1来识别墙壁422。在一些方面,AP 404可以生成包括对墙壁422的参考的室内环境400的地图。在进一步的方面中,AP 404可以与服务器(例如,服务器172)通信,以提供用于修改室内环境400的地图以包括对墙壁422的参考的数据。在进一步的示例中,AP404可以收集RF感测数据,并将RF感测数据提供给服务器,以用于处理反射信号的飞行时间和到达角的计算。
在进一步的示例中,室内环境400还可以包括移动设备402。尽管示出为智能电话,但移动设备402可以包括任何类型的移动设备,例如平板计算机、膝上型计算机、智能手表等。根据一些技术,移动设备402可以被配置为执行RF感测,以便创建或修改关于室内环境400的室内地图。
在一个示例中,移动设备402可以使RF波形416a经由其RF发送器之一(例如RF发送器306)来发送。如图所示,RF波形416a在时间t=0在位置(0,0)处被发送。在一些情况下,移动设备402可以在其执行RF感测的同时移动,使得其在稍后的时间处于不同的位置,这在时间t=t1被示为(x,y)。
在另一示例中,RF波形416a可以从对象420反射,并使得移动设备402在时间t=t1时接收反射波形418a。在另一示例中,RF波形416a的波长可被配置为允许其穿透和/或穿过对象420并从墙壁424反射。来自墙壁424的反射418b同样可以穿过对象420,并导致移动设备402在稍后时间接收第二反射波形418c,例如t=t2(未示出)。
在一些技术中,移动设备402可以收集对应于反射波形418a和418c的RF感测数据。在进一步的方面中,移动设备402还可以捕获与发送RF波形416a的时间(例如,t=0)以及接收反射波形418a(例如,t=t1)和418c(例如,t=t2)的时间对应的设备位置数据和设备方向数据。
在一些方面中,移动设备402可以利用RF感测数据,来计算每个反射波形418a和418c的飞行时间和到达角。在进一步的示例中,移动设备402可以利用位置数据和方向数据,来考虑设备在RF感测过程期间的移动。例如,反射波形418a和418c的飞行时间可以分别基于设备朝向对象420和墙壁424的移动来调整。在另一示例中,反射波形418a和418c的到达角可以基于移动设备在其发送RF波形416a的时间相对于移动设备402接收反射波形418a和418c的时间的移动和方向来调整。
在一些技术中,移动设备402可以利用飞行时间、到达角、位置数据和方向数据来确定对象420和墙壁424的大小和位置。图5是图形表示500的示例,其基于可由移动设备402执行的RF感测描绘对象420和墙壁424的大小和位置。
如图所示,图形表示500可以包括在x轴上以度为单位的到达角和在y轴上以厘米为单位的距离。图形表示500还可以包括基于反射信号的到达角和飞行时间的对对象420和墙壁424的参考。图形表示500示出了RF感测技术可用于检测来自位于彼此后面的反射器的反射。在该示例中,RF波形416a产生由移动设备402接收的来自对象420的第一反射和来自墙壁424的第二反射。
如关于AP 404所指出的,移动设备402可以利用距离、到达角、位置和方向数据来识别对象420和墙壁424的大小和形状。在一些技术中,移动设备402可以使用距离、到达角、位置和方向数据来创建室内环境400的地图,其包括对对象420和墙壁424的参考。在其他技术中,移动设备402可以使用RF感测数据来修改其从诸如服务器172的服务器接收的部分地图。在其他方面,移动设备402可以向服务器发送RF感测数据,以用于处理和创建室内环境400的室内地图。
在一些示例中,AP 404和移动设备402可以被配置为实现双站配置,其中发送和接收功能由不同的设备执行。例如,AP 404(和/或室内环境400内的静态或静止的其他设备)可以发送可以包括信号415a和415b的全向RF信号。如图所示,信号415a可以直接从AP 404行进(例如,无反射)到移动设备402。信号415b可以从墙壁426反射,并使得移动设备402接收相应的反射信号415c。
在一些情况下,移动设备402可以利用与直接信号路径(例如,信号415a)和反射信号路径(例如,信号415c)相关联的RF感测数据来识别反射器(例如,墙壁426)的大小和形状。例如,移动设备402可以获得、检索和/或估计与AP 404相关联的位置数据。在一些方面中,移动设备402可以使用与AP 404相关联的位置数据和RF感测数据(例如,CSI数据)来确定与由AP 404发送的信号(例如,诸如信号415a的直接路径信号和诸如信号415c的反射路径信号)相关联的飞行时间、距离、和/或到达角。在一些情况下,移动设备402和AP 404可以进一步发送和/或接收通信,该通信可以包括与RF信号415a和/或反射信号415c相关联的数据(例如,传输时间、序列/模式、到达时间、飞行时间、到达角等)。
在一些示例中,移动设备402和/或AP 404可以获得CSI数据形式的RF感测数据,该数据可以用于制定矩阵,该矩阵基于表示为“K”(例如,音调)的频率数量和表示为“N”的接收天线阵列元件的数量。在一种技术中,可以根据等式(1)给出的关系来公式化CSI矩阵:
CSI Matrix:H=[hik],i=1,…,N,k=1,…,K (1)
在制定CSI矩阵时,移动设备402和/或AP 404可以通过利用二维傅里叶变换来计算直接信号路径以及反射信号路径的到达角和飞行时间。在一个示例中,傅里叶变换可以由下面的等式(2)给出的关系来定义,其中K对应于频域中的多个音调;N对应于接收天线的数量;hik对应于在第i个天线和第k个音调上捕获的CSI数据(例如,具有实部和虚部的复数);f0对应于载波频率;l对应于天线间距;c对应于光速;以及Δf对应于两个相邻音调之间的频率间隔。等式(2)的关系如下:
在一些技术中,移动设备402和AP 404可以执行RF感测技术,而不考虑它们彼此之间或与Wi-Fi网络的关联。例如,当移动设备402不与任何接入点或Wi-Fi网络相关联时,移动设备402可以利用其Wi-Fi发送器和Wi-Fi接收器来执行如本文所讨论的RF感测。在进一步的示例中,AP 404可以执行RF感测技术,而不管它是否具有与其相关联的任何无线设备。
在一些示例中,移动设备402和AP 404可以交换与其相应室内环境400的室内地图相关的数据,以创建包括对移动设备402和AP 404检测到的所有反射器(例如,静态对象、动态对象、结构元件)的参考的地图。在其他方面,来自移动设备402和AP 404的RF感测数据可以被发送到一个或多个服务器,该服务器可以聚合数据以生成或修改室内地图。
在一些示例中,服务器设备可以从位于室内环境(例如,室内环境400)内的多个无线设备获得(例如,众包)RF感测数据。服务器设备可以使用来自多个设备的RF感测数据,来识别和分类不同的反射器。例如,服务器设备可以通过使用RF感测数据来跟踪对象的移动,或者通过确定与对象对应的数据是暂时的和/或没有被来自其他无线设备的RF感测数据确认,来确定反射器是瞬态对象(例如,在环境中行走的宠物或人)。在一些方面,服务器设备可以从室内地图中省略和/或移除对瞬态对象的参考。
在另一示例中,服务器设备可以使用来自多个无线设备的RF感测数据来确定反射器对应于结构元件,例如门、窗、墙壁、地板、天花板、屋顶、柱、楼梯、或其任何组合。在一些方面中,服务器设备可以在室内地图中包括指示结构元件类型的参考。在一些情况下,服务器设备可以使用来自多个无线设备的RF感测数据来确定反射器对应于静态对象,例如家具、器具、固定装置(例如,百叶窗/窗帘、吊扇、植物、地毯、灯具等)。在一些示例中,服务器设备可以在室内地图中包括指示静态对象类型的参考。
在一些方面,服务器设备可以使用来自多个无线设备的RF感测数据,来确定对应于一个或多个反射器的多个位置测量。例如,两个或多个无线设备可以向服务器提供对应于相同反射器的RF感测数据。在一些方面中,由于诸如测量误差、环境变化、信号传播延迟的变化、半导体工艺变化、设备配置、可影响RF感测的任何其他因素、和/或其任何组合等因素,从对应于同一反射器的不同无线设备接收的RF感测数据可导致不同的位置测量。在一些情况下,服务器设备可以对RF感测数据执行统计分析,以确定反射器的位置。例如,服务器设备可以通过使用RF感测数据来计算平均值、中值、众数、标准偏差、范围、标准分数、任何其他统计参数和/或其任何组合来确定反射器的位置。在一些方面中,服务器设备可以向从不同无线设备接收的RF感测数据和/或测量分配权重和/或值。在一些情况下,服务器设备可以基于统计分析、处理、人工智能和/或机器学习算法过滤和/或丢弃来自一个或多个无线设备的RF感测数据。
在一些示例中,服务器设备可以使用对应于多个无线设备的位置数据和/或方向数据来关联或对齐从无线设备接收的RF感测数据。例如,服务器设备可以基于与AP 404和移动设备402相关联的位置数据和/或方向数据,将来自AP 404和移动设备402的RF感测数据相关为对应于对象420。在一些方面中,服务器设备可以使用处理RF感测数据的算法,以便内插和/或外插室内环境中一个或多个反射器的位置、形状、大小和/或存在。例如,服务器设备可以处理从多个无线设备接收的RF感测数据,以便确定与特定室内环境或场地相关联的边界(例如,墙壁、天花板、地板等)。
图6是示出了用于执行室内绘图的过程600的示例的流程图。在操作602,过程600包括从多个无线设备接收与第一无线设备对应的第一RF感测数据集合和方向数据。第一RF感测数据集合与至少一个接收波形相关联,所述至少一个接收波形是第一反射器对发送波形的反射。在一些示例中,发送波形可包括可由天线从诸如设备207的无线设备发送的信号(例如,Wi-Fi信号、新无线电(NR)信号、RADAR信号、蓝牙TM和/或超宽带(UWB)信号)。在进一步的示例中,第一RF感测数据集合可以包括与响应于信号传输而接收的反射对应的CSI数据。在一个说明性示例中,第一RF感测数据集合可以包括与响应于Wi-Fi信号的传输而接收的反射对应的Wi-Fi CSI数据。在其他示例中,第一RF感测数据集合可以包括使用5G NR、蓝牙TM、UWB、60GHz mmWave、或其任意组合、或其他类型的信号获得的CSI数据。
在一些实施方式中,第一RF感测数据集合和方向数据可以由服务器设备从具有RF接口的无线设备(例如,用户设备(UE)、站(STA)、或其他设备)接收,该RF接口被配置为执行RF感测。无线设备可以向服务器设备发送RF感测数据,以避免与处理RF感测数据相关联的计算开销。在一些示例中,服务器设备可以从位于同一室内环境中的多个无线设备接收RF感测数据,并且可以聚合数据,以生成或开发用于室内环境的更全面的室内地图。在一些情况下,可以向无线设备提供室内地图(例如,来自服务器设备)。在一些示例中,服务器设备可以向无线设备发送请求用于室内绘图的RF感测数据的通信(例如,服务器可以确定无线设备位于服务器正在为其创建或维护室内地图的房间或建筑物中)。
在一些方面中,服务器设备可以使用来自多个无线设备的RF感测数据,来识别室内环境中的一个或多个反射器(例如,瞬态对象、静态对象、结构元件等)。例如,在一些情况下,服务器设备可以接收对应于多个无线设备的多个RF感测数据集合,其中多个RF感测集合与多个接收波形相关联,这些波形是第一反射器对至少一个发送波形的反射。在一些方面中,服务器可以基于多个RF感测数据集合确定与第一反射器相关联的多个位置测量。在一些情况下,服务器可以基于多个位置测量来确定第一反射器的位置。在一些示例中,可以通过对多个位置测量执行统计分析(例如,找到平均值、均值、中值、标准偏差等)来确定位置。
在一些情况下,服务器设备可以使用来自多个无线设备的多个RF感测数据集合来确定第一反射器对应于瞬态对象(例如,人、宠物、机器人等)。响应于确定第一反射器对应于瞬态对象,服务器设备可以从室内地图中移除和/或以其他方式省略对第一反射器的参考。在一些示例中,服务器设备可以使用对应于多个无线设备的多个RF感测数据集合,来确定第一反射器对应于结构元件。在一些方面中,对第一反射器的参考可以指示结构元件的类型(例如,门、窗、墙壁、地板、天花板、屋顶、柱、或其组合)。在一些情况下,服务器设备可以使用对应于多个无线设备的多个RF感测数据集来确定第一反射器对应于静态对象。在一些示例中,对第一反射器的参考可以指示静态对象的类型(例如,家具、器具、固定装置、或其组合)。
在一些方面,服务器可以基于第一RF感测数据集合来确定无线设备与第一反射器之间的距离和到达角。在一些示例中,距离的确定可以基于反射信号的飞行时间,该反射信号的飞行时间基于直接路径的传播延迟(例如,发送天线和接收天线之间的泄漏信号)进行调整。在一些示例中,到达角可以基于在接收器天线阵列的每个元件处测量的信号相位差。在一些示例中,第一RF感测数据集合可以包括第一无线设备与第一反射器之间的距离和到达角。例如,无线设备可以计算距离和到达角,并将计算结果发送给服务器。
在操作604,过程600包括基于第一RF感测数据集合、方向数据和与第一无线设备对应的位置数据,生成包括对第一反射器的参考的室内地图。例如,在一些方面,服务器设备可以基于第一RF感测数据集合、方向数据和位置数据生成室内地图。在一些示例中,可以从RF感测数据中导出位置数据。在其他示例中,可以使用测量往返时间(RTT)、被动定位、到达角(AoA)、接收信号强度指示器(RSSI)或其任何组合的技术来获得位置数据。
在进一步的示例中,位置数据可以包括相对位置或绝对位置。例如,位置数据可以是建筑物内部的相对位置,而不参考建筑物在地图上的位置。在其他示例中,位置数据可以包括绝对位置。例如,当位于建筑物内部的无线设备(例如,用户设备(UE)、站(STA)、或其他设备)位于窗户附近、阳台上或有助于与GPS卫星进行视线通信的任何其他位置时,可以获得GPS定位。在这种情况下,设备的绝对位置可用于将室内地图与绝对位置(例如,地图上的地址、GPS坐标等)相关联。
在一些技术中,设备方向数据可以从移动设备上的一个或多个传感器获得,例如从一个或多个加速计、指南针、和/或陀螺仪获得。例如,陀螺仪可用于估计移动设备的方向变化(例如,相对方向),以及指南针可用于估计移动设备的绝对方向。在某些情况下,陀螺仪和指南针测量都可以用来确定移动设备的绝对方向。在一些实施方式中,位置数据和方位数据可以基于与每一个相关联的时间戳与距离和到达角度相关联。相关数据可用于确定引起信号反射的对象的大小和/或位置。然后,可以生成或修改室内地图,以包括对该对象的参考。
如关于图4的移动设备402所述,在RF感测期间设备的移动(例如,位置的改变或方向的改变)可以影响接收反射波形的方式。在一些示例中,无线设备或服务器设备可以确定无线设备在RF感测过程期间移动。作为响应,可以调整距离和到达角,以考虑移动。可以根据在接收反射波形时或大约同时获得的无线设备位置/位置数据和方向数据进行调整。除非另有明确说明,如本文所用的,定位数据和位置数据可以指定位、和/或定位/位置的变化。方向数据可以指方向和/或方向的变化。
在一些方面中,RF感测可以由两个或更多无线设备执行,如关于图4所示的(例如,移动设备402和AP 404)。例如,对应于第二无线设备的RF感测数据可用于确定第二无线设备与第二对象之间的第二距离和第二到达角。参考图4,移动设备402可对应于确定来自对象420(例如,第一对象)的反射信号的距离和到达角的第一无线设备,而AP 404可对应于确定来自墙壁422(例如,第二对象)的反射信号的距离和到达角的第二无线设备。在一些示例中,第一无线设备(例如,移动设备402)可以不与第二无线设备(例如,AP 404)相关联。在其他示例中,第一无线设备可以与第二无线设备相关联(例如,AP 404可以向移动设备402提供Wi-Fi连接性)。
在一些示例中,对应于第一无线设备的RF感测数据可以与对应于第二无线设备的RF感测数据重叠,并且可以包括来自至少一个公共对象的反射。参考图4,移动设备402和AP404可以各自确定来自对象420的反射信号的距离和到达角(来自AP 404的反射未示出)。在一些方面中,从各个RF感测数据生成的对应室内地图可以重叠,只要每个地图可以包括对至少一个公共对象的参考。在一些情况下,服务器设备可以使用RF感测数据和/或对应的室内地图之间的重叠来建立RF感测数据集合和/或室内地图之间的空间关系。基于空间关系,可以生成组合的室内地图,其包括对两个RF感测数据集合(例如,来自每个无线设备的数据)中存在的所有对象的参考。在一些配置中,服务器设备可以基于RF感测数据、室内地图(例如,通过拼接过程)、室内地图中识别的参考、或其任何组合来组合数据。在一些方面中,可以在不知道第一和第二无线设备的相应位置和方向的情况下生成组合的室内地图。在一些情况下,服务器设备可以使用位置数据和/或方向数据来支持组合的室内地图的生成,例如,通过基于无线设备的空间关系(例如,位于同一房间和/或通常朝向同一方向)选择性地组合来自无线设备的RF感测数据和/或室内地图。
响应于确定第一无线设备和第二无线设备位于相同的室内环境(例如,室内环境400)中,可以修改室内地图以包括对第二对象的第二参考。在一些方面中,第一无线设备和第二无线设备可以向可以修改室内地图的服务器提供数据(例如,RF感测数据、对对象的参考等)。在一些示例中,服务器可以聚合来自多个无线设备的数据,以生成或开发用于室内环境的更全面的室内地图。在一些情况下,第一无线设备和第二无线设备可以交换数据,并且每个无线设备可以更新室内地图的相应副本。
在一些方面中,可以使用双站配置来执行RF感测,其中第一无线设备发送由第二无线设备接收的信号。例如,Wi-Fi接入点或某个其他无线设备可以被配置为发送与至少一个接收波形对应的发送波形。
图7是示出了用于执行室内绘图的过程700的示例的流程图。在操作702处,过程700包括发送RF信号。可以使用诸如设备207上的无线收发器278的无线设备(例如,用户设备(UE)、站(STA)、或其他设备)上的任何合适的RF接口来发送RF波形。在一些示例中,被发送的RF信号可对应于可使用一个或多个全向天线(例如,天线287)发送的Wi-Fi信号。在操作704,过程700包括接收多个反射RF信号,每个反射RF信号是来自室内空间中的至少一个对象的发送RF信号的反射。在一些技术中,之所以接收到多个反射RF信号,是因为使用遇到位于不同方向的不同反射器的全向天线来辐射发送信号。在进一步的方面中,接收多个反射RF信号是因为发送信号可以通过和/或穿过对象辐射和反射,并引起来自位于第一反射器后面的对象的二次反射。RF感测数据可用于识别与接收到的每个反射信号相关联的反射器。
在操作706,过程700包括获得来自至少一个对象的多个反射信号的RF感测数据。RF感测数据通过使用诸如结合设备300描述的那些组件来捕获。例如,RX天线314可用于接收通过RF接收器310传播到ADC 308的反射信号,以便捕获对应于反射信号的数字样本。在一些技术中,RF感测数据可以包括对应于整个特定带宽中的每个频率的实部和虚部。在一个示例中,RF感测数据可以包括CSI数据。
在操作708,过程700包括呈现包括对至少一个对象的参考的室内空间的室内地图,其中,对至少一个对象的参考是基于RF感测数据。在一些方面中,对至少一个对象的参考可以包括指示对象在室内地图上的位置和/或范围的数据。在一个示例中,诸如智能手机的移动设备可以使用诸如显示器的输出设备280来呈现室内地图。在另一个示例中,呈现室内地图可以包括将地图传送到包括显示器的不同设备。例如,接入点可以通过与其范围内的移动设备通信来呈现室内地图。
在一些方面中,发送和接收RF信号的无线设备还可以计算反射信号的距离和到达角。计算出的距离和到达角可以基于RF感测数据、设备位置数据、和/或设备方向数据。在一些示例中,设备位置数据可以基于RF感测数据。在一些情况下,可以从移动设备的一个或多个传感器获得设备方向数据,例如从一个或多个加速计、指南针、和/或陀螺仪。在进一步的技术中,无线设备可以利用从RF感测数据导出的数据来创建或修改室内地图。在一些示例中,无线设备可以下载室内空间的部分室内地图,并且修改/编辑地图以包括对无线设备检测到的任何新对象/反射器的参考。在其他方面中,无线设备可以修改部分室内地图,以移除不再存在于室内环境中的对象/反射器。在进一步的方面中,无线设备可以将修改的室内地图发送到服务器,该服务器可以将室内地图数据与其从其他无线设备接收的数据聚合。
在其他方面中,发送和接收RF信号的无线设备可以将RF感测数据、设备位置数据、和/或设备方向数据发送到服务器,以进行进一步处理。在一些示例中,服务器可以利用其从无线设备接收的RF感测数据和/或设备方向数据,以通过计算飞行时间和到达角来计算反射器(例如,对象)的距离和方向。在进一步的示例中,服务器可以创建或修改包括对新识别的对象的一个或多个参考的室内地图,并向无线设备发送室内地图以供呈现。
在一些方面中,服务器可利用人工智能或机器学习算法,来基于RF感测数据来识别或分类反射对象。服务器可以从许多不同的无线设备接收RF感测数据,这些数据可以作为输入提供给机器学习算法。在某些情况下,服务器可以对来自众多设备的数据进行“众包”,以开发更详细的室内地图。向服务器提供数据的设备可以或可以不与存在于其各自室内环境中的本地网络(例如,Wi-Fi网络)相关联。例如,服务器可以从位于提供本地Wi-Fi的建筑物内的设备接收数据,而不考虑该设备与本地网络的关联。由服务器创建和/或维护的室内地图可以直接、经由互联网(例如,网页)、经由移动或桌面应用、和/或经由可用于分发数据的任何其他合适的方式被UE访问。
在一些示例中,本文描述的过程(例如,过程600、700、和/或本文描述的其他过程)可以由计算设备或装置(例如,UE)执行。在一个示例中,过程600可以由图2的用户设备207执行。在另一个示例中,过程600可以由具有图8中所示的计算系统800的计算设备执行。例如,具有图8所示计算架构的计算设备可以包括图2的用户设备207的组件,并且可以实现图6的操作。
在一些情况下,计算设备或装置可以包括各种组件,例如一个或多个输入设备、一个或多个输出设备、一个或多个处理器、一个或多个微处理器、一个或多个微型计算机、一个或多个相机、一个或多个传感器、和/或被配置为执行本文所述过程的步骤的其他组件。在一些示例中,计算设备可以包括显示器、被配置为传送和/或接收数据的一个或多个网络接口、其任何组合、和/或其他组件。一个或多个网络接口可以被配置为传送和/或接收有线和/或无线数据,包括根据3G、4G、5G和/或其他蜂窝标准的数据、根据Wi-Fi(802.11x)标准的数据、根据蓝牙TM标准的数据、根据互联网协议(IP)标准的数据、和/或其他类型的数据。
计算设备的组件可以在电路中实现。例如,组件可以包括和/或可以使用电子电路或其他电子硬件来实现,其可以包括一个或多个可编程电子电路(例如,微处理器、图形处理单元(GPU)、数字信号处理器(DSP)、中央处理单元(CPU)和/或其他合适的电子电路),和/或可以包括和/或使用计算机软件、固件或其任何组合来实现,以执行本文所述的各种操作。
过程600被示为逻辑流程图,其操作表示可以以硬件、计算机指令或其组合实现的操作序列。在计算机指令的上下文中,操作表示存储在一个或多个计算机可读存储介质上的计算机可执行指令,当由一个或多个处理器执行时,这些可执行指令执行所叙述的操作。通常,计算机可执行指令包括执行特定功能或实现特定数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等。描述操作的顺序不旨在被解释为限制,并且任何数量的描述的操作可以以任何顺序和/或并行组合以实现过程。
此外,本文所述的过程600和/或其他过程可以在配置有可执行指令的一个或多个计算机系统的控制下执行,并且可以通过硬件或其组合实现为在一个或多个处理器上共同执行的代码(例如,可执行指令、一个或多个计算机程序、或一个或多个应用)。如上所述,代码可以存储在计算机可读或机器可读存储介质上,例如以包括可由一个或多个处理器执行的多个指令的计算机程序的形式。计算机可读或机器可读存储介质可以是非暂时性的。
图8是示出了用于实现本技术的某些方面的系统的示例的示图。具体而言,图8示出了计算系统800的示例,其可以是例如构成内部计算系统、远程计算系统、相机、或其任何组件的任何计算设备,其中系统的组件使用连接805彼此通信。连接805可以是使用总线的物理连接,或者是到处理器810的直接连接,例如在芯片组架构中。连接805也可以是虚拟连接、网络连接、或逻辑连接。
在一些实施例中,计算系统800是分布式系统,其中本公开中描述的功能可以分布在数据中心、多个数据中心、对等网络等内。在一些实施例中,所述系统组件中的一个或多个表示许多这样的组件,每个组件执行所描述的组件的部分或全部功能。在一些实施例中,组件可以是物理或虚拟设备。
示例系统800包括至少一个处理单元(CPU或处理器)810和连接805,连接805将包括系统存储器815(诸如只读存储器(ROM)820和随机存取存储器(RAM)825)的各种系统组件通信地耦接到处理器810。计算系统800可以包括与处理器810直接连接、紧邻处理器810或集成为处理器810的一部分的高速存储器的高速缓存812。
处理器810可以包括任何通用处理器和硬件服务或软件服务,例如存储在存储设备830中的服务832、834和836,其被配置为控制处理器810,以及软件指令被合并到实际处理器设计中的专用处理器。处理器810本质上可以是一个完全独立的计算系统,包含多个核心或处理器、总线、存储器控制器、高速缓存等。多核处理器可以是对称的或不对称的。
为了实现用户交互,计算系统800包括输入设备845,其可以表示任意数量的输入机制,例如用于语音的麦克风、用于手势或图形输入的触摸屏、键盘、鼠标、动作输入、语音等。计算系统800还可以包括输出设备835,其可以是多个输出机制中的一个或多个。在一些情况下,多模式系统可以使用户能够提供多种类型的输入/输出,以与计算系统800进行通信。
计算系统800可以包括通信接口840,其通常可以支配和管理用户输入和系统输出。通信接口可以使用有线和/或无线收发器执行或促进有线或无线通信的接收和/或传输,包括使用:音频插孔/插头、麦克风插孔/插头、通用串行总线(USB)端口/插头、苹果TM闪电TM端口/插头、以太网端口/插头、光纤端口/插头、专有有线端口/插头、3G、4G、5G和/或其他蜂窝数据网络无线信号传输、蓝牙TM无线信号传输、蓝牙TM低功耗(BLE)无线信号传输、IBEACONTM无线信号传输、射频识别(RFID)无线信号传输、近场通信(NFC)无线信号传输、专用短程通信(DSRC)无线信号传输、802.11Wi-Fi无线信号传输、无线局域网(WLAN)信号传输、可见光通信(VLC)、全球微波接入互操作性(WiMAX)、红外(IR)通信无线信号传输、公共交换电话网(PSTN)信号传输、综合业务数字网络(ISDN)信号传输、自组织网络信号传输、无线电波信号传输、微波信号传输、红外信号传输、可见光信号传输、紫外光信号传输、沿电磁频谱的无线信号传输、或其某种组合。通信接口840还可以包括一个或多个全球导航卫星系统(GNSS)接收器或收发器,其用于基于从与一个或多个GNSS系统相关联的一个或多个卫星接收到的一个或多个信号来确定计算系统800的位置。GNSS系统包括但不限于:基于美国的全球定位系统(GPS)、基于俄罗斯的全球导航卫星系统(GLONASS)、基于中国的北斗导航卫星系统(BDS)以及基于欧洲的伽利略GNSS。对在任何特定硬件布置上的操作没有限制,因此,在开发改进的硬件或固件布置时,这里的基本特征可以容易地被替换为改进的硬件或固件布置。
存储设备830可以是非易失性和/或非暂时性和/或计算机可读存储设备,并且可以是硬盘或可以存储计算机可访问的数据的其他类型的计算机可读介质,例如磁带、闪存卡、固态存储设备、数字多功能磁盘、盒式磁带、软盘、软磁盘、硬盘、磁带、磁条/磁片、任何其他磁性存储介质、闪存、忆阻器存储器、任何其他固态存储器、光盘只读存储器(CD-ROM)光盘、可重写光盘(CD)光盘、数字视频光盘(DVD)、蓝光光盘(BDD)光盘、全息光盘、另一种光学介质、安全数字(SD)卡、微型安全数字(microSD)卡、 卡、智能卡芯片、EMV芯片、用户识别模块(SIM)卡、迷你/微型/纳米/微微SIM卡、另一种集成电路(IC)芯片/卡、随机存取存储器(RAM)、静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪存EPROM(FLASHEPROM)、高速缓存存储器(例如,1级(L1)高速缓存、2级(L2)高速缓存、3级(L3)高速缓存、4级(L4)高速缓存、5级(L5)高速缓存、或其他(L#)高速缓存)、电阻式随机存取存储器(RRAM/ReRAM)、相变存储器(PCM)、自旋转移扭矩RAM(STT-RAM)、另一种存储芯片或存储盒、和/或其组合。
存储设备830可以包括软件服务、服务器、服务等,当处理器810执行定义这种软件的代码时,它使系统执行功能。在一些实施例中,执行特定功能的硬件服务可以包括存储在计算机可读介质中的软件组件,该软件组件与执行该功能所需的硬件组件(例如处理器810、连接805、输出设备835等)相连接。术语“计算机可读介质”包括但不限于:便携式或非便携式存储设备、光存储设备、以及能够存储、包含或承载指令和/或数据的各种其他介质。计算机可读介质可以包括其中可以存储数据并且不包括无线或通过有线连接传播的载波和/或暂时性电子信号的非暂时性介质。非暂时性介质的示例可以包括但不限于:磁盘或磁带、诸如压缩盘(CD)或数字多功能盘(DVD)的光存储介质、闪存、存储器、或存储设备。计算机可读介质可在其上存储代码和/或机器可执行指令,其可表示过程、函数、子程序、程序、例程、子例程、模块、软件包、类、或者指令、数据结构或程序语句的任何组合。通过传递和/或接收信息、数据、自变量、参数或存储器内容,代码段可以耦接到另一个代码段或硬件电路。信息、自变量、参数、数据等可以经由任何合适的方式传递、转发或发送,所述方式包括存储器共享、消息传递、令牌传递、网络传输等。
在上述描述中提供了具体细节,以提供对本文提供的实施例和示例的透彻理解,但是本领域技术人员将认识到,本申请不限于此。因此,虽然本申请的示例性实施例已在本文中详细描述,但应理解,本发明构思可以以其他方式不同地体现和应用,并且所附权利要求旨在被解释为包括此类变化,除非受到现有技术的限制。上述应用的各种特征和方面可以单独或联合使用。此外,在不脱离本说明书更广泛的精神和范围的情况下,实施例可以在本文所述的环境和应用之外的任何数量的环境和应用中使用。因此,说明书和附图被认为是说明性的,而不是限制性的。出于说明的目的,以特定顺序描述了方法。应当理解,在替代实施例中,可以以与所描述的顺序不同的顺序来执行这些方法。
为了解释清楚起见,在一些情况下,本技术可以被呈现为包括各个功能块,这些功能块包括设备、设备组件、以软件或硬件和软件的组合实现的方法中的步骤或例程。可以使用除了图中所示和/或本文描述的那些之外的附加组件。例如,电路、系统、网络、过程和其他组件可以以框图形式示出为组件,以避免在不必要的细节中模糊实施例。在其他情况下,可以在没有不必要的细节的情况下示出众所周知的电路、过程、算法、结构和技术,以避免混淆实施例。
此外,本领域技术人员将理解,结合本文所公开的方面描述的各种说明性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以实现为电子硬件、计算机软件、或两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性,上文已就其功能性一般地描述了各种说明性组件、块、模块、电路和步骤。这种功能是作为硬件还是软件实现,取决于特定应用和施加在整个系统上的设计约束。本领域技术人员可以针对每个特定应用以不同的方式实现所描述的功能,但是这种实现决策不应被解释为导致偏离本公开的范围。
各个实施例可以在上面被描述为被描绘为为流程图、作业图、数据流图、结构图或框图的过程或方法。尽管流程图可以将操作描述为顺序过程,但许多操作可以并行或同时执行。此外,可以重新布置操作的顺序。过程在其操作完成时终止,但可能有图中未包含的其他步骤。过程可以对应于方法、函数、过程、子例程、子程序等。当进程对应于函数时,它的终止可以对应于函数返回到调用函数或主函数。
根据上述示例的过程和方法可以使用存储的或以其他方式从计算机可读介质获得的计算机可执行指令来实现。此类指令可以包括例如导致或以其他方式配置通用计算机、专用计算机或处理设备以执行特定功能或功能组的指令和数据。使用的部分计算机资源可以通过网络访问。计算机可执行指令可以是例如二进制、中间格式指令,如汇编语言、固件、源代码。可用于存储指令、使用的信息和/或在根据所述示例的方法期间创建的信息的计算机可读介质的示例包括磁盘或光盘、闪存、设置有非易失性存储器的USB设备、网络存储设备等。
在一些实施例中,计算机可读存储设备、介质和存储器可以包括包含比特流等的电缆或无线信号。然而,当提及时,非暂时性计算机可读存储介质明确排除了诸如能量、载波信号、电磁波和信号本身之类的介质。
本领域技术人员将理解,可以使用多种不同科技和技术中的任何一种来表示信息和信号。例如,在整个以上描述中可参考的数据、指令、命令、信息、信号、比特、码元和芯片可以由电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子、或其任何组合表示,在某些情况下部分取决于特定应用,部分取决于所需设计,部分取决于相应技术等。
结合本文所公开的方面描述的各种说明性逻辑块、模块和电路可以使用硬件、软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言、或其任何组合来实现或执行,并且可以采用各种形式因素中的任何一种。当以软件、固件、中间件或微代码实现时,用于执行必要任务的程序代码或代码段(例如,计算机程序产品)可以存储在计算机可读或机器可读介质中。处理器可以执行必要的任务。外形因素的示例包括膝上型计算机、智能手机、移动电话、平板设备、或其他小型个人电脑、个人数字助理、机架式设备、独立设备等。这里描述的功能也可以体现在外围设备或附加卡中。作为进一步的示例,这种功能还可以在不同芯片之间的电路板上实现,或在单个设备中执行的不同过程上实现。
指令、用于传输此类指令的介质、用于执行它们的计算资源以及用于支持此类计算资源的其他结构是用于提供本公开中所描述的功能的示例部件。
本文所述的技术也可以在电子硬件、计算机软件、固件、或其任何组合中实现。此类技术可在多种设备中的任何一种中实施,例如通用计算机、无线通信设备手持设备、或具有多种用途(包括在无线通信设备手持设备和其他设备中的应用)的集成电路设备。描述为模块或组件的任何特征都可以在集成逻辑设备中一起实现,或者作为分立但可互操作的逻辑设备单独实现。如果以软件实现,则这些技术可至少部分地由计算机可读数据存储介质实现,该计算机可读数据存储介质包括程序代码,该程序代码包括在执行时执行上述方法、算法、和/或操作中的一个或多个的指令。计算机可读数据存储介质可以形成计算机程序产品的一部分,该计算机程序产品可以包括包装材料。计算机可读介质可以包括存储器或数据存储介质,例如随机存取存储器(RAM)(例如同步动态随机存取存储器(SDRAM))、只读存储器(ROM)、非易失性随机存取存储器(NVRAM)、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、闪存、磁性或光学数据存储介质等。附加地或替代地,这些技术可以至少部分地通过计算机可读通信介质来实现,该计算机可读通信介质以指令或数据结构的形式携带或通信程序代码,并且可以由计算机访问、读取和/或执行,例如传播的信号或波。
程序代码可由处理器执行,该处理器可包括一个或多个处理器,例如一个或多个数字信号处理器(DSP)、通用微处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程逻辑阵列(FPGA)、或其他等效的集成或分立逻辑电路。此类处理器可经配置以执行本公开中所描述的任何技术。通用处理器可以是微处理器,但在替换方案中,该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合,例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协同的一个或多个微处理器或任何其它此类配置。因此,如本文所用的术语“处理器”可指任何前述结构、前述结构的任何组合、或适用于实施本文所述技术的任何其他结构或装置。
普通技术人员将理解,本文使用的小于(<)和大于(>)符号或术语可以分别替换为小于或等于(≤)和大于或等于(≥)符号,而不脱离本说明书的范围。
在将组件描述为“配置为”执行某些操作的情况下,可以例如通过设计电子电路或其他硬件以执行操作、通过对可编程电子电路(例如,微处理器或其他合适的电子电路)进行编程以执行操作、或其任何组合来实现这种配置。
短语“耦接到”或“通信耦接到”是指直接或间接物理连接到另一组件的任何组件,和/或直接或间接与另一组件通信的任何组件(例如,通过有线或无线连接、和/或其他合适的通信接口连接到其他组件)。
叙述集合中“至少一个”和/或集合中“一个或多个”的权利要求语言或其他语言指示该集合中的一个成员或该集合中的多个成员(以任何组合)满足该权利要求。例如,权利要求语言叙述“A和B中的至少一个”或“A或B中的至少一个”是指A、B、或A和B。在另一示例中,权利要求语言叙述“A、B和C中的至少一个”或“A、B或C中的至少一个”是指A、B、C、或A和B、或A和C、或B和C、或A和B和C。语言集合中“至少一个”和/或集合中“一个或多个”不将集合限制为集合中列出的项目。例如,权利要求语言叙述“A和B中的至少一个”或“A或B中的至少一个”可以表示A、B、或A和B,并且可以另外包括未在A和B的集合中列出的项目。
本公开的说明性方面包括:
方面1:一种用于室内绘图的装置。该装置包括至少一个存储器和耦接到所述至少一个存储器的至少一个处理器。所述至少一个处理器被配置为:从多个无线设备接收与第一无线设备对应的第一射频(RF)感测数据集合和方向数据,其中,所述第一RF感测数据集合与至少一个接收波形相关联,该至少一个接收波形是第一反射器对发送波形的反射;以及基于所述第一RF感测数据集合、所述方向数据和与所述第一无线设备对应的位置数据生成包括对所述第一反射器的参考的室内地图。
方面2:根据方面1所述的装置,其中,所述第一RF感测数据集合包括所述第一无线设备与所述第一反射器之间的距离和到达角。
方面3:根据方面1所述的装置,其中,所述至少一个处理器被配置为:基于所述第一RF感测数据集合,确定所述第一无线设备与所述第一反射器之间的距离和到达角。
方面4:根据方面1-3中任一项所述的装置,其中,所述至少一个处理器被配置为:基于所述方向数据和所述位置数据,确定所述第一无线设备的移动;以及基于所述无线设备的所述移动,调整所述距离和所述到达角。
方面5:根据方面1-4中任一项所述的装置,其中,所述至少一个处理器被配置为:基于与所述第二无线设备对应的第二RF感测数据集合,确定第二无线设备与第二反射器之间的第二距离和第二到达角;以及以响应于确定所述第一无线设备和所述第二无线设备位于相同的室内环境中,修改所述室内地图以包括对所述第二反射器的第二参考。
方面6:根据方面5所述的装置,其中,所述第二无线设备是Wi-Fi接入点,并且其中,所述第一无线设备不与所述Wi-Fi接入点相关联。
方面7:根据方面1-6中任一项所述的装置,其中,所述至少一个处理器被配置为:接收与所述多个无线设备对应的多个RF感测数据集合,其中,所述多个RF感测数据集合与多个接收波形相关联,所述多个接收波形是所述第一反射器对至少一个发送波形的反射;基于所述多个RF感测数据集合,确定与所述第一反射器相关联的多个位置测量;以及基于所述多个位置测量,确定所述第一反射器的位置。
方面8:根据方面7所述的装置,其中,所述至少一个处理器被配置为:基于与所述多个无线设备对应的所述多个RF感测数据集合,确定所述第一反射器对应于瞬态对象;以及修改所述室内地图,以删除对所述第一个反射器的所述参考。
方面9:根据方面7-8中任一项所述的装置,其中,所述至少一个处理器被配置为:基于与所述多个无线设备对应的所述多个RF感测数据集合,确定所述第一反射器对应于结构元件,其中,对所述第一反射器的所述参考指示所述结构元件的类型。
方面10:根据方面9所述的装置,其中,所述结构元件的所述类型包括门、窗、墙壁、地板、天花板、屋顶、柱子、或它们的组合中的至少一种。
方面11:根据方面7-10中任一项所述的装置,其中,所述至少一个处理器被配置为:基于所述多个RF感测数据集合,确定所述第一反射器对应于静态对象,其中,对所述第一反射器的所述参考指示所述静态对象的类型。
方面12:根据方面11所述的装置,其中,所述静态对象的所述类型包括家具、器具、夹具、或它们的组合中的至少一种。
方面13:根据方面1-12中任一项所述的装置,其中,所述发送波形包括Wi-Fi信号、新无线电(NR)信号、RADAR信号、超宽带(UWB)信号、或它们的任意组合中的至少一种。
方面14:根据方面1-13中任一项所述的装置,其中,所述第一RF感测数据集合包括信道状态信息(CSI)数据。
方面15:根据方面14所述的装置,其中,所述位置数据是基于所述CSI数据确定的。
方面16:根据方面1-15中任一项所述的装置,其中,所述位置数据包括建筑物内部的相对位置。
方面17:根据方面1-16中任一项所述的装置,其中,所述方向数据基于从所述无线设备上的陀螺仪、所述无线设备上的指南针、或它们的任何组合获得的数据。
方面18:根据方面1-17中任一项所述的装置,其中,所述发送波形是由接入点(例如,Wi-Fi接入点)发送的。
方面19:根据方面1-17中任一项所述的装置,其中,所述至少一个处理器被配置为:向所述第一无线设备提供所述室内地图。
方面20:根据方面1-19中任一项所述的装置,其中,所述第一RF感测数据集合包括与对应于所述发送波形的至少一个接收到的泄漏波形相关联的数据。
方面21:一种生成室内地图的方法,所述方法包括根据方面1-20中任一项的操作。
方面22:一种计算机可读介质,包括用于使计算机或处理器执行根据方面1-20中任一项的操作的至少一个指令。
方面23:一种用于室内绘图的装置,该装置包括用于执行根据方面1-20中任一项的操作的部件。
方面24:一种用于室内绘图的装置。该装置包括至少一个存储器、至少一个收发器和耦接到所述至少一个存储器和所述至少一个收发器的至少一个处理器。所述至少一个处理器被配置为:经由所述至少一个收发器发送射频(RF)信号;经由所述至少一个收发器,接收多个反射RF信号,所述多个反射RF信号各自是所述发送RF信号从室内空间中的至少一个对象的反射;获取来自所述至少一个对象的所述多个反射RF信号的RF感测数据;以及呈现包括对所述至少一个对象的参考的所述室内空间的所述室内地图,其中,对所述至少一个对象的所述参考是基于所述RF感测数据。
方面25:根据方面24所述的装置,其中,所述至少一个处理器被配置为:向服务器设备发送RF感测数据、设备位置数据和设备方向数据。
方面26:根据方面25所述的装置,其中,所述至少一个处理器被配置为:从所述服务器设备接收包括对所述至少一个对象的所述参考的所述室内空间的所述室内地图。
方面27:根据方面24-27中任一项所述的装置,其中,所述至少一个处理器被配置为:基于所述RF感测数据、设备位置数据和设备方向数据,计算所述无线设备与所述至少一个对象之间的距离和到达角。
方面28:根据方面27所述的装置,其中,所述设备位置数据基于所述RF感测数据。
方面29:根据方面24-29中任一项所述的装置,其中,所述至少一个处理器被配置为:从服务器设备下载所述室内空间的部分室内地图;以及修改所述室内空间的所述部分室内地图以包括对所述至少一个对象的所述参考。
方面30:根据方面29所述的装置,其中,所述至少一个处理器被配置为:向所述服务器设备发送包括对所述至少一个对象的所述参考的经修改的室内地图。
方面31:根据方面24-30中任一项所述的装置,其中,所述RF信号包括Wi-Fi信号、新无线电(NR)信号、RADAR信号、超宽带(UWB)信号、或它们的任意组合中的至少一种。
方面32:根据方面24-31中任一项所述的装置,其中,所述RF感测数据包括信道状态信息(CSI)数据。
方面33:一种生成室内地图的方法,该方法包括根据方面24-32中任一项的操作。
方面34:一种计算机可读介质,包括用于使计算机或处理器执行根据方面24-32中任一项的操作的至少一条指令。
方面35:一种用于室内绘图的装置,该装置包括用于执行根据方面24-32中任一项的操作的部件。
Claims (38)
1.一种用于室内绘图的装置,包括:
至少一个存储器;以及
至少一个处理器,其被耦接到所述至少一个存储器并被配置为:
从多个无线设备接收与第一无线设备对应的第一射频(RF)感测数据集合和方向数据,其中,所述第一RF感测数据集合与至少一个接收波形相关联,所述至少一个接收波形是第一反射器对发送波形的反射;以及
基于所述第一RF感测数据集合、所述方向数据和与所述第一无线设备对应的位置数据,生成包括对所述第一反射器的参考的室内地图。
2.根据权利要求1所述的装置,其中,所述第一RF感测数据集合包括所述第一无线设备与所述第一反射器之间的距离和到达角。
3.根据权利要求1所述的装置,其中,所述至少一个处理器被配置为:
基于所述第一RF感测数据集合,确定所述第一无线设备与所述第一反射器之间的距离和到达角。
4.根据权利要求3所述的装置,其中,所述至少一个处理器被配置为:
基于所述方向数据和所述位置数据,确定所述第一无线设备的移动;以及
基于所述第一无线设备的所述移动,调整所述距离和所述到达角。
5.根据权利要求3所述的装置,其中,所述至少一个处理器被配置为:
基于与第二无线设备对应的第二RF感测数据集合,确定所述第二无线设备与第二反射器之间的第二距离和第二到达角;以及
响应于确定所述第一无线设备和所述第二无线设备位于相同的室内环境中,修改所述室内地图以包括对所述第二反射器的第二参考。
6.根据权利要求5所述的装置,其中,所述第二无线设备是Wi-Fi接入点,并且其中,所述第一无线设备不与所述Wi-Fi接入点相关联。
7.根据权利要求1所述的装置,其中,所述至少一个处理器被配置为:
接收与所述多个无线设备对应的多个RF感测数据集合,其中,所述多个RF感测数据集合与多个接收波形相关联,所述多个接收波形是所述第一反射器对至少一个发送波形的反射;
基于所述多个RF感测数据集合,确定与所述第一反射器相关联的多个位置测量;以及
基于所述多个位置测量,确定所述第一反射器的位置。
8.根据权利要求7所述的装置,其中,所述至少一个处理器被配置为:
基于与所述多个无线设备对应的所述多个RF感测数据集合,确定所述第一反射器对应于瞬态对象;以及
修改所述室内地图,以删除对所述第一个反射器的所述参考。
9.根据权利要求7所述的装置,其中,所述至少一个处理器被配置为:
基于与所述多个无线设备对应的所述多个RF感测数据集合,确定所述第一反射器对应于结构元件,其中,对所述第一反射器的所述参考指示所述结构元件的类型。
10.根据权利要求9所述的装置,其中,所述结构元件的所述类型包括门、窗、墙壁、地板、天花板、屋顶、柱子、或它们的组合中的至少一种。
11.根据权利要求7所述的装置,其中,所述至少一个处理器被配置为:
基于所述多个RF感测数据集合,确定所述第一反射器对应于静态对象,其中,对所述第一反射器的所述参考指示所述静态对象的类型。
12.根据权利要求11所述的装置,其中,所述静态对象的所述类型包括家具、器具、夹具、或它们的组合中的至少一种。
13.根据权利要求1所述的装置,其中,所述发送波形包括Wi-Fi信号、新无线电(NR)信号、RADAR信号、超宽带(UWB)信号、或它们的任意组合中的至少一种。
14.根据权利要求1所述的装置,其中,所述发送波形是由Wi-Fi接入点发送的。
15.根据权利要求1所述的装置,其中,所述至少一个处理器被配置为:
向所述第一无线设备提供所述室内地图。
16.一种生成一个或多个室内地图的方法,所述方法包括:
由服务器设备从多个无线设备接收与第一无线设备对应的第一射频(RF)感测数据集合和方向数据,其中,所述第一RF感测数据集合与至少一个接收波形相关联,所述至少一个接收波形是第一反射器对发送波形的反射;以及
由所述服务器设备,基于所述第一RF感测数据集合、所述方向数据和与所述第一无线设备对应的位置数据,生成包括对所述第一反射器的参考的室内地图。
17.根据权利要求16所述的方法,其中,所述第一RF感测数据集合包括所述第一无线设备与所述第一反射器之间的距离和到达角。
18.根据权利要求16所述的方法,还包括:
基于所述第一RF感测数据集合,确定所述第一无线设备与所述第一反射器之间的距离和到达角。
19.根据权利要求18所述的方法,还包括:
基于所述方向数据和所述位置数据,确定所述第一无线设备的移动;以及
基于所述第一无线设备的所述移动,调整所述距离和所述到达角。
20.根据权利要求18所述的方法,还包括:
基于与第二无线设备对应的第二RF感测数据集合,确定所述第二无线设备与第二反射器之间的第二距离和第二到达角;以及
响应于确定所述第一无线设备和所述第二无线设备位于相同的室内环境中,修改所述室内地图以包括对所述第二反射器的第二参考。
21.根据权利要求16所述的方法,还包括:
接收与所述多个无线设备对应的多个RF感测数据集合,其中,所述多个RF感测数据集合与多个接收波形相关联,所述多个接收波形是所述第一反射器对至少一个发送波形的反射;
基于所述多个RF感测数据集合,确定与所述第一反射器相关联的多个位置测量;以及
基于所述多个位置测量,确定所述第一反射器的位置。
22.根据权利要求21所述的方法,还包括:
基于与所述多个无线设备对应的所述多个RF感测数据集合,确定所述第一反射器对应于瞬态对象;以及
修改所述室内地图,以删除对所述第一个反射器的所述参考。
23.根据权利要求21所述的方法,还包括:
基于与所述多个无线设备对应的所述多个RF感测数据集合,确定所述第一反射器对应于结构元件,其中,对所述第一反射器的所述参考指示所述结构元件的类型。
24.根据权利要求23所述的方法,其中,所述结构元件的所述类型包括门、窗、墙壁、地板、天花板、屋顶、柱子、或它们的组合中的至少一种。
25.根据权利要求21所述的方法,还包括:
基于与所述多个无线设备对应的所述多个RF感测数据集合,确定所述第一反射器对应于静态对象,其中,对所述第一反射器的所述参考指示所述静态对象的类型。
26.根据权利要求25所述的方法,其中,所述静态对象的所述类型包括家具、器具、夹具、或它们的组合中的至少一种。
27.根据权利要求16所述的装置,其中,所述发送波形包括Wi-Fi信号、新无线电(NR)信号、RADAR信号、超宽带(UWB)信号、或它们的任意组合中的至少一种。
28.根据权利要求16所述的方法,其中,所述第一RF感测数据集合包括与对应于所述发送波形的至少一个接收到的泄漏波形相关联的数据。
29.根据权利要求16所述的方法,其中,所述发送波形是由Wi-Fi接入点发送的。
30.根据权利要求16所述的方法,还包括:
向所述第一无线设备提供所述室内地图。
31.一种计算机可读介质,包括用于使计算机或处理器进行以下操作的至少一条指令:
从多个无线设备接收与第一无线设备对应的第一射频(RF)感测数据集合和方向数据,其中,所述第一RF感测数据集合与至少一个接收波形相关联,所述至少一个接收波形是第一反射器对发送波形的反射;以及
基于所述第一RF感测数据集合、所述方向数据和与所述第一无线设备对应的位置数据,生成包括对所述第一反射器的参考的室内地图。
32.根据权利要求31所述的计算机可读介质,还包括用于使所述计算机或所述处理器进行以下操作的至少一条指令:
基于所述第一RF感测数据集合,确定所述第一无线设备与所述第一反射器之间的距离和到达角。
33.根据权利要求32所述的计算机可读介质,还包括用于使所述计算机或所述处理器进行以下操作的至少一条指令:
基于所述方向数据和所述位置数据,确定所述第一无线设备的移动;以及
基于所述第一无线设备的所述移动,调整所述距离和所述到达角。
34.一种用于室内绘图的装置,包括:
用于从多个无线设备接收与第一无线设备对应的第一射频(RF)感测数据集合和方向数据的部件,其中,所述第一RF感测数据集合与至少一个接收波形相关联,所述至少一个接收波形是第一反射器对发送波形的反射;以及
用于基于所述第一RF感测数据集合、所述方向数据和与所述第一无线设备对应的位置数据来生成包括对所述第一反射器的参考的室内地图的部件。
35.根据权利要求34所述的装置,还包括:
用于基于所述第一RF感测数据集合来确定所述第一无线设备与所述第一反射器之间的距离和到达角的部件。
36.根据权利要求35所述的装置,还包括:
用于基于所述方向数据和所述位置数据来确定所述第一无线设备的移动的部件;以及
用于基于所述第一无线设备的所述移动来调整所述距离和所述到达角的部件。
37.根据权利要求35所述的装置,还包括:
用于基于与第二无线设备对应的第二RF感测数据集合来确定所述第二无线设备与第二反射器之间的第二距离和第二到达角的部件;以及
用于响应于确定所述第一无线设备和所述第二无线设备位于相同的室内环境中来修改所述室内地图以包括对所述第二反射器的第二参考的部件。
38.根据权利要求34所述的装置,还包括:
用于基于与所述多个无线装置对应的多个RF感测数据集合来确定所述第一反射器对应于结构元件、静态对象、瞬态对象、或它们的组合中的至少一个的部件。
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