JP6268438B2 - 移動体デバイスのジオリファレンスをベースにした測位 - Google Patents

移動体デバイスのジオリファレンスをベースにした測位 Download PDF

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Description

本出願は、ワイヤレスネットワークを使用する移動体デバイスのジオリファレンスをベースにした所在地割り出しに関する。
現在の移動体デバイスの測位は、衛星をベースにした技法とジオリファレンスをベースにした技法の組合せを利用している。現行のジオリファレンス測位方法は、概して、集中管理型データサービスからの又は事前にロードされているオンボードデータベースからの、1つ又はそれ以上のWiFiアクセスポイント又はセルラー基地局の様な無線周波数(RF)送信機の事前記録位置をルックアップしている。先行技術の方法は、概して、サービス区域中の候補となり得る全ての無線周波数送信機の一覧を含んでいるデータベースをリアルタイムでサーチすることが必要になる。これらのデータベースのサイズのせいで、またデータベースがリモートのサーバに常駐していることもあるせいで、移動体デバイスの位置を求めるためのアクセス及びサーチ時間が嵩むことになる。また、事前にロードされるオンボードデータベースについてはそのためのメモリ必要条件がデバイス測位ソリューションに費用を上乗せする。
先行技術による解決策には、移動体デバイスソフトウェアクライアントを使用して、802.11信号の存在を記録させ、当該信号を次に移動体電話の現在GPS所在地と関連付けさせるようにしているものがある。情報は、次いで、中央管理型測定値データベースサーバの中へログされる。次いで、多数のデバイスから集められた情報が分析され、それぞれの802.11WiFiアクセスポイントの推定位置が計算されて、中央管理型データベースに記憶され、検知された1つ又はそれ以上のWiFiアクセスポイントに基づく他のクライアントからの位置要求に回答する際に参照される。
本開示の一態様では、移動体デバイスの所在地を求める方法であって、少なくとも1つの移動体デバイスにて少なくとも1つの無線周波数送信機を検知する段階と、地理的区域内に所在する多数の無線周波数送信機と関連付けられている情報を受信する段階であって、当該多数の無線周波数送信機は当該地理的区域内に所在する全ての無線周波数送信機のサブセットであり、当該情報は多数の無線周波数送信機のグローバルな所在地及び識別子を提供するべく復号可能である、情報を受信する段階と、少なくとも1つの検知された無線周波数送信機と関連付けられている識別子を多数の無線周波数送信機のグローバルな所在地及び識別子と比較する段階と、移動体デバイスの地理的区域内での所在地を求める段階と、を含む方法において、情報が縮減されたフォーマットで受信されている、方法が提供されている。
本開示の別の態様では、移動体デバイスであって、少なくとも1つの無線周波数送信機を検知するワイヤレス通信システムと、地理的区域内に所在する全ての無線周波数送信機のサブセットである当該地理的区域内に所在する多数の無線周波数送信機と関連付けられている情報を受信しそして第1の情報を復号して多数の無線周波数送信機のグローバルな所在地及び識別子を提供するように、及び少なくとも1つの無線周波数送信機と関連付けられている識別子を多数の無線周波数送信機のグローバルな所在地及び識別子と比較して移動体デバイスの地理的区域内での所在地を求めるように、ワイヤレス通信システムと通信しているプロセッサと、を含む移動体デバイスにおいて、情報が縮減されたフォーマットで受信されている、移動体デバイスが提供されている。
本開示の他の態様及び特徴は、次に続く具体的な実施形態の説明が添付図面と関連付けて考察されれば当業者に自明となるであろう。
本出願の実施形態は、単に一例として、添付図面を参照しながら説明されている。
一例としての移動体デバイスのブロック線図である。 GVSタグのペイロード構造を示している。 GVS領域内の階層を示している。 GVS領域の区分けの一例を示している。 入れ子式GVS領域区分けを示している。 GVS領域のサブセットを示している。 GVSタグがどの様に生成されるかを描いている。 図6aと共に、GVSタグがどの様に生成されるかを描いている。 図6a及び図6bと共に、GVSタグがどの様に生成されるかを描いている。 図6a−図6cと共に、GVSタグがどの様に生成されるかを描いている。 GVSタグ過剰更新を示している。 近隣のGVSタグ3個組の間での相対幾何学形状シーケンスを示している。 自動更新方法を描いているフローチャートである。 位置を求める方法を描いているフローチャートである。 GVS位置タグインデックスに基づく算定されたノード位置を示している。
本開示は、ジオリファレンス測位情報の領域的なサブセットを生成、パッキング、及び配信し、測位情報を使用して所在地を求める、一例としての移動体デバイス、方法、及びシステムを開示している。
1つの例によれば、ここに記載されている移動体デバイス、方法、及びシステムは、拡張可能なジオコード化ベクトルシグネチャ(Geocoded Vector Signature:GVS)に基づくジオリファレンスタグ(GVSタグ)の領域的なサブセット(GVS領域)を効率良く管理及び配信する。GVS領域は、地理的区域内に所在する無線周波数送信機のうちの幾つかと関連付けられている情報を含んでいる。クライアント無線デバイス又は移動体デバイスは、そのリソースを効率良く利用して、自身の位置を固定し、現在のGVS領域情報を自己更新し、随意的には更新又は新しいGVS領域を中央管理型サーバから最小のネットワークデータペイロード及びオンボード演算オーバーヘッド必要条件で受信する。ジオコード化ベクトルシグネチャ(GVS)という用語は、説明全体を通じ、概して、地理的区域中の、セルラー基地局、WiFiネットワークのアクセスポイント、又は他の802.XX無線又はネットワーク機器であるとされる、1つ又はそれ以上の無線周波数(RF)送信機と関連付けられている情報を指すのに使用されており、限定を課すものと解釈されてはならない。概して、無線周波数送信機と関連付けられている情報は、ベクトル手法を使用して符号化されており、情報のベクトルは地理的区域と関連付けられている。
本開示は、更に、GVSタグのGVS領域を効率良く生成、配信、及び精密化するための方法、システム、及び装置を提供している。GVS領域を、目標精度、データペイロード、及び演算パワーの必要条件に基づいて生成するのに異なった方法が提供されよう。それぞれのGVSタグは、所与のサービス区域内での互いの幾何学形状の重なり合いに基づいて選択された多数の近接の無線周波数送信機についての情報を含んでいる。無線周波数送信機は、それら各々のID(例えば、セルラー基地局番号、Wi−FiアクセスポイントMACアドレス...)によって固有に識別可能である。移動体デバイスは、自身の位置を、移動体デバイスが検知することのできる近接の無線周波数送信機の識別子をグローバル座標系への参照によって定義されるGVSタグの地理的に境界付けられているサブセットである事前ロードされているGVS領域に照らし比較することによって求めることができよう。近接の無線周波数送信機を検知するために、ワイヤレス通信サブシステムは無線周波数受信機を含んでおり、移動体デバイスは概して「スニッフィング」法を使用するが、この方法は当技術でよく知られており従ってここではこれ以上説明しない。近接の無線周波数送信機を検知するのに、例えば積極的傾聴又は受動的走査の様な他の方法が使用されてもよい。
説明の簡潔さと解り易さを期して、適切と思われる場合には、図面間で対応する要素又は類似の要素を指し示すのに符号が繰り返されていることもあるものと評価しておきたい。加えて、ここに記載されている実施形態が完全に理解されるようにするために、数多くの具体的な詳細事項が述べられている。とはいえ、ここに記載されている実施形態は、これらの具体的な詳細事項無しに実践され得ることが当業者には理解されるであろう。場合によっては、ここに記載されている実施形態があいまいにならないようにするため、周知の方法、手続き、又は構成要素は、詳細に説明されていないこともある。更に、説明は、ここに記載されている実施形態の範囲を限定するものと考えられてはならない。
これより図1を参照すると、移動体デバイスの位置を求める方法が、一例としての移動体デバイス100によって遂行されている。移動体デバイス100は、図1に示されているものを含め、多数の構成要素を含んでいる。プロセッサ102が、移動体デバイスの動作を制御し、ワイヤレスネットワークと通信するワイヤレス通信システム104及びメモリ106と通信している。メモリ106には、オペレーティングシステム108及び測位ソフトウェア112を含むソフトウェアプログラム110が記憶されていて、プロセッサ102によって実行される。測位ソフトウェア112及び測位データベース114の存在が、移動体デバイスをGVSクライアントとして動作できるようにしている。
測位ソフトウェア112は、GVS領域を受信、復号、及び更新し、GVS領域は、その後、測位データベース114に記憶される。GVS領域は、GVSファクトリを含んでいるサーバ116で生成される。GVSファクトリは、概してサーバ上で動作可能であるソフトウェアであって、無線周波数送信機の基準所在地及び固有ID情報のグローバルデータベースにアクセスして、GVSタグのGVS領域を生成し、パッケージ化して、移動体デバイス100へ配信する。GVSタグのGVS領域が移動体デバイス100に受信されたら、測位ソフトウェア112は、更に、測位エンジンとして動作して、移動体デバイス100の位置を、現在アクティブになっているGVS領域内のGVSタグと比較される検知された近接の無線周波数送信機に基づいて提供する。
1つの実施形態では、GVSタグのGVS領域の生成、パッケージ化、及び配信は、移動体デバイス100上でローカルに遂行される。この実施形態では、GVSファクトリは移動体デバイス100上で動作していて、参照無線周波数送信機所在地のグローバルデータベースにアクセスするか、又は代わりに、検知された近接の無線周波数送信機についての自身のジオタグ付き記録からローカルデータベースをアッセンブルすることができる。
GVSファクトリの動作は、下位段階を有する3つの主要段階を含むものであって、これより説明してゆく。GVS領域は、GVSタグの地理的に境界付けられたサブセットである。GVSタグ自体は、例えば方形又は六角形の様な幾何学的によく似た多角形のセットを使用して表現される。一貫性のある幾何学形状は、GVSタグの表現が、隣接する及び/又は重なり合う形状セグメント、形状ノードを、固定形状サイズ及び/又は可変形状サイズのどちらであろうと、活用できるようにする。
GVS領域は、各プリアンブルによって固有に記述されていて、GVSタグの一覧が次に続いている。それぞれのプリアンブルは、GVS領域IDフィールド、基準位置インデックス、位置インデックス方向、解像度、総ホップ数、及び基準タイムスタンプ、を含んでいる。GVS領域IDは、GVSファクトリによって割り当てられる固有番号である。基準位置インデックスは、GVS領域内の第1のGVSのグローバル座標値、典型的には緯度/経度/高度位置、への参照である。位置インデックス方向は、表1に示されている様に、GVS領域中の次のGVSタグを表している形状の中心に向かっての方向(例えば、水平又は垂直)及び段状態(例えば、増分又は減分)を確定するのに使用される。解像度は、GVSファクトリによって生成される規則正しい形状のサイズを反映している値である。総ホップ数は、GVS領域内に見つけられる最大GVSタグ計数を指示している。総ホップ数は、移動体デバイス100の測位ソフトウェア112にて、所与のGVS領域内に含まれている総検索GVSタグ数の完全性を検証するべく品質管理目的で使用される。基準タイムスタンプは、GVS領域の最も直近の更新を反映するものであって、移動体デバイス上に存在しているデータが最新か又はもはや通用しないかを判定するのに使用できる。概して、GVS領域は、単一の実際の形状位置を使用して、第1の形状に対する無制限の数の形状の記述を可能にする符号化された構造である。符号化された構造は、GVS領域内の個々のGVSタグをGVS領域全体を再送信すること無く更新できるようにする非常に効率のよい更新メカニズムを促進する。表1は、GVS領域内に存在するそれぞれのGVSタグを「ウォークスルー」していって参照するのにどの様に位置インデックスが使用されるかの一例を提供している。
Figure 0006268438
GVSファクトリは、的を絞られ境界付けられている地理的区域についてGVS領域を生成する。所与のGVS領域内のGVSタグの数は、選択されているGVSタグ形状、所望の解像度、及び選択された区域についてのグローバルな参照無線周波数送信機データベース中の実際の数の無線周波数送信機数の利用可能性及び密度を含む、幾つかの因子の関数である。ダウンロード時間を最適化するために、GVSデータの一部は事前に生成されていて、後でアッセンブルされるようになっていてもよい。
一実施形態では、多角形形状の中心位置は、GVS領域内のGVSタグと関連付けられている既知の基準位置インデックスである。別の実施形態では、GVSファクトリは、GVS領域内のGVSタグを表現している選択された多角形形状に則ってGVSタグノードのグリッドを生成している。グリッド中のそれぞれのGVSタグノードは、多角形形状のノードであり、それぞれのGVSタグノードの位置は、従って、GVS領域によってカバーされる地理的区域内で精確に参照され得る。更に別の実施形態では、GVSファクトリは、無線周波数送信機のグローバルデータベースを走査して、GVS領域によってカバーされているグリッド中のGVSタグノードのそれぞれに最も良く整合している無線周波数送信機を見つける。
それぞれのGVSタグノードを関連付ける上で最良の近接の無線周波数送信機を選択するのには様々な方法が使用されよう。記載されている選択方法は、個別に使用されてもよいし、他の方法と組み合わされてもよい。選択は、近接の無線周波数送信機のそれぞれによって使用されている技術に基づいていてもよい。選択は、グローバルな無線周波数送信機データベースの中で何れかの所与のGVSタグノードの絶対位置に最も近い無線周波数送信機に基づいていてもよい。選択は、グローバルな無線周波数送信機データベースの中で記録されている受信信号強度(RSS)が最も高いGVSタグノード近くの無線周波数送信機に基づいていてもよい。選択は、最近観察されていることがより多い無線周波数送信機に基づいていてもよい。選択は、グローバルな無線周波数送信機データベースの中で記録されている観察数の最も高いGVSタグノード付近の無線周波数送信機に基づいていてもよい。言い換えれば、無線周波数送信機がこれまでにこの所与の位置又はその付近で観察された回数であり、それにより、この位置又はその付近の移動体デバイス100も同じ無線周波数送信機を検知し得る公算が高まる、ということである。また、選択は、グローバルな無線周波数送信機データベースの中で、GVSタグノード付近の無線周波数送信機の位置不確定性に基づいていてもよい。選択は、選択された近接の無線周波数送信機の、GVS領域のグリッド上の隣接ノードに対する幾何学形状(即ち相対位置)に基づいていてもよいし、又は、選択はタイミングアドバンスの様な信号伝播時間に基づいていてもよい。選択は、同様に、送信機が既知の真の所在地として規定されている場合には部分的な人的介入に基づいていてもよい。
GVSファクトリが、根底となるGVSタグ基準位置を含むGVS領域構造定義を完成させ、全GVSタグのノードと最も良く整合している無線周波数送信機のセットを選択したら、GVSタグの構築が始まる。
一般性を失うこと無く、GVSファクトリによるGVSタグペイロード構造の生成及びGVSタグの生成の一例を、a)GVS領域がその根底となるグリッド構造として六角形形状を使用していて、b)無線周波数送信機技術がセルラー及びWi−Fiであり、よって、セルID及びMACアドレスを使用して識別可能である、場合に関して説明してゆく。
図2に示されている様に、GVSタグペイロード構造200は、次の情報フィールド、即ち、a)六角形状のGVSタグのノード1からノード6のそれぞれの固有識別子202、b)サービス提供中セルセクタ識別子(C−SID)204、及びc)ホップ計数206と境界コード208と層番号210の3つのフラグを含むヘッダ、を含んでいる。例えばノード1の固有識別子Bb:Dd:Ffは、GVSタグの各々のノードの所在地に最も良く整合していることが判明している選択されたWi−Fiアクセスポイント(AP)の無線周波数送信機の各々のMACアドレス(典型的には、Aa:Bb:Dd:Ee:Feフォーマット)から導出されている。固有識別子は、GVSタグペイロードに幾何学形状的な順序に従って挿入されている。
固有識別子は、ノードと関連付けられている1つ又はそれ以上の無線周波数送信機を固有に指すものなら何れの識別子であってもよい。固有識別子は、グローバルに固有であってもよいし、GVS領域内で固有であってもよい。MACアドレスの圧縮形式が固有識別子の1つの例ではあるが、他の型式の固有識別子も実施可能である。概して、固有識別子は、ノードと関連付けられている実際の(単数又は複数の)無線周波数送信機識別子の縮減版である。
それぞれが異なった無線周波数伝播及びカバレッジ区域を有する2つ又はそれ以上の無線周波数送信機技術が使用されていると、或るレベルの冗長性がGVSタグに加わる。サービス提供中C−SIDフィールドを使用することには、a)同じサービス提供中C−SID内で重複するWi−FiAPのMACアドレスを有する確率が小さくなり、その結果、MACアドレスの圧縮版が使用できることでペイロードサイズを縮減できる、b)MACアドレス整合を見つけ高速粗位置を戻させるべく移動体デバイス100内のサーチアルゴリズムを加速する、及びc)Wi−Fiベースの測位技術で特定の区域(例えば、トンネル、田舎、生い茂った群葉)や移動シナリオ(例えば、クライエントデバイスが列車/バスに乗車していて列車/バスのWi−FiAPにアクセスしている)において現在見受けられる様な、何れかの所与の単一の無線周波数送信機技術の制限を越える自律的な測位能力を維持する、という3つの主要な恩恵がある。
GVSタグは、GVS領域プリアンブルに定義されている基準位置インデックスに対してのホップ数を表しているホップ計数フィールド(Hop#)を含んでいる。GVSタグは、更に、境界コードと呼ばれるフィールドであって、GVSファクトリがGVS領域内のそれぞれのGVSタグの位置を非常に効率良く索引付けられるようにしているフィールドを含んでいる。表2は、様々な境界コードを一覧にしている。
Figure 0006268438
「10」で始まる境界コードは、GVSタグがGVS領域によってカバーされている地理的区域の境界に位置していることを指示している。「11」で始まる境界コードは、GVSタグがGVS領域によってカバーされている地理的区域の角に位置していることを指示している。移動体デバイス100の測位ソフトウェア112は、境界コードを使用して、「11」で始まる境界コード(即ち、角のGVSタグ)が見つけられた場合に特定の位置索引付け手続きを有効にすればよく、そうすれば、GVS領域に不規則な地理的区域をカバーさせられる。例えば、GVS領域は、都会環境付近の大きな水域を避けるように定義されていてもよいし、GVS領域は、地方又は群部の様な定型ではあるが不規則な形状の区域に則して定義されていてもよい。
従って、1つの実施形態では、GVSファクトリでのGVSタグ位置索引付け手続きは、GVD領域中のそれぞれのGVSタグを、1)次のGVSタグの位置インデックスを同じ現在方向(即ち、水平又は垂直)に1段ずつ増分してゆくことによって前に進む、2)次のGVSタグの位置インデックスを向きを変えながら(即ち、水平から垂直又はその逆)1段ずつ増分することによって方向転換すること、及び3)位置インデックスを同じ現在方向(即ち、水平又は垂直)に1段ずつ減分してゆくことによって後に進む、というようにして順にウォークスルーし記述してゆくようになっていてもよい。
別の実施形態では、位置索引付け手続きは、GVSファクトリによって生成される2次元位置インデックス変位に従っている。
3Dでの位置を参照するには、GVSファクトリは高さ(高度)及び/又は床面レベルを指示する層番号フィールド(Layer#)を使用する。よって、GVSファクトリは、何れかの所与の2D位置インデックスで3D測位を円滑化するよう異なった層番号を有する複数のGVSタグを生成することができる。
図3を参照して、GVS領域階層300は、GVS領域の真ん中に中心が置かれGVS領域内の地理的区域をカバーしている仮想形状(例えば、方形、円、扇形、貝殻状...など)である。GVS領域階層番号は、「0」で始まる境界コードである。GVSファクトリは、GVSタグのペイロードを構築しながら階層内のGVSタグを関連付けることができる。階層は、GVS領域の縁302又は角304に近づいてきたときを最適に検知し、よって、移動体デバイス100が適した隣接GVS領域を既に有しているのでなければ、サーバからの(単数又は複数の)隣接GVS領域を動的に要求するべく、移動体デバイス100の測位ソフトウェア112によって使用されてもよい。
GVS領域は、GVSファクトリと移動体デバイス100の間で情報を伝送するための基本的ユニットである。GVSタグ内に位置するLayer#は、クライアントデバイスの所在地を3次元で割り出すことを可能にするが、1つの実施形態では、GVS領域は、WiFiのAP位置の格納されている測位データベースを、経度緯度基準座標だけを使用して区分けしている。
GVS領域は、領域IDと呼ばれる識別子によって参照される。領域IDは、1)移動体デバイス100へ送られるべきGVS領域のセットの、GVSファクトリによる識別、及び2)移動体デバイス100による隣接GVS領域のサーチ/要求、を円滑にする。GVS領域は、次の事柄、即ち、a)GVS領域IDは固有である、b)GVS領域IDは固定されている、c)GVS領域IDは隣接GVS領域を容易に識別することができる、及びd)GVS領域IDはグローバル座標系への参照によって識別される、という事柄に従ってGVSファクトリによって生成される。
GVS領域は、それ自体が、所与の地理的区域を図4Aに示されている均一の境界へ区分けしている入れ子型グリッド構造に基づいて区分けされていてもよい。例えば、図4Aに「◆」として示されているグリッドセル中のGVS領域400は、グリッド構造の行と列の交点である自身の「Cd」という領域IDによって固有に識別されることになる。入れ子様式では、「Cd」グリッドセルは、図4Bに示されている均一な境界へ更に区分けされよう。その結果、図4Bに「◆」として示されているグリッドセル中のGVS領域402は、細分化された「CdDe」領域というIDによって固有に識別されることになる。この方法は、更なる地理的境界細分化に合わせてスケール可能である。それぞれのGVS領域IDの中心に在る位置は、GVS領域階層が構築される中心点を表している。
図5を参照すると、GVS領域のサブセット500の一例であって、そのGVSタグ502として正六角形状を使用している例が示されている。GVSファクトリがそれぞれのGVSタグのノード504に近い最良整合APを見つけたなら、近隣のGVSタグは幾つかの共通APを共有しているはずである。よって、GVSファクトリは、隣接するGVSタグ同士の間のこの冗長性を、重複したAP識別子の送信を回避するのに活用する。
図5に記載されている例では、近隣のGVSタグのどの3個組も共通のAPを共有している。よって、GVSファクトリは、移動体デバイス100の測位ソフトウェア112にGVS領域及びGVSタグをローカルにくまなく再構築させるためには、図6に示されている様にGVSタグ当たり2つのAPしか送信する必要が無い。GVSファクトリは、全体として如何なるデータ重複をも排除するために、GVS領域として選択されているグリッド形状に基づいてGVSノードデータをパッケージ化する。図6(a)は、GVSタグの第1列がたった2つのAPによって生成されていることを示しており、図6(b)GVSタグの第2列がたった2つのAPによってキャストされる一方で第1列がそれらの欠けているAP情報を再構築していることを示しており、図6(c)はGVSタグの第3列が、第2列がそれらの欠けているAP情報を再構築するのを手助けしていることを示しており、図6(d)は、GVS領域のサブセットの完成を示している。
移動体デバイス100の所在地の確定をこれより説明してゆく。測位ソフトウェア112は、a)移動体デバイスの所在地を、GVSファクトリから受信された現在の(単数又は複数の)GVS領域に基づいて算定し、b)現在の(単数又は複数の)GVS領域を自身のローカルメモリにポピュレート及び更新し、c)周期的に更新をGVSファクトリへ報告して継続的にシステムの性能の向上を図り、d)GVS領域及び獲得された無線周波数送信機情報を、例えば移動体電話やタブレット及びラップトップの様なピアデバイスとやり取りする。
GVS領域がGVSファクトリから検索されると、GVS領域は、多角形状のセルを有するグリッド構造に基づく縮減フォーマットで提供される。GVS領域内のGVSタグ全てをローカルに復号して再構築するために、a)位置インデックスポピュレーション及びb)GVSタグ相互参照が遂行される。
1つの実施形態では、移動体デバイス100の測位ソフトウェア112は、GVS領域プリアンブルからの情報(例えば、基準位置インデックス及び解像度)及びGVSタグ(即ち、Hop#フィールド及び境界コード)を使用することによって、GVSタグの位置インデックスをポピュレートする。言い換えると、基準位置インデックスから始めて、測位ソフトウェア112は、方向、Hop#、及び境界コードの命令に従って、GVS領域内のそれぞれのGVSタグの位置インデックスをくまなくマップしてゆく。
別の実施形態では、GVSファクトリは情報を移動体デバイス100へ送信する。情報は、GVS領域の基準位置インデックスに対するGVSタグ毎の特有の座標オフセットを含んでいる。これは、オーバーレイ更新の効率の良い圧縮を可能にする。
GVSファクトリは、重複を回避するべく最小数のAPを持たせてGVSタグをパッケージ化するので、再ポピュレートされたGVSタグは、AP識別子情報の一部しか含んでいない固有識別子を含むことになろう。AP情報をGVSタグノードのそれぞれと関連付けるために、相互参照プロセスが遂行される。1つの実施形態では、隣接するGVSタグ同士は、それぞれのGVSタグ内の相対幾何学形状に従った共通のAPについての情報を共有している。別の実施形態では、新しい行及び/又は列が再ポピュレートされたら、GVS領域毎に内部カウンタが生成されるようになっていてもよい。更に別の実施形態では、GVSファクトリは、GVSタグ内の更新されたAPID関連付けを保有する情報を移動体デバイス100へ送信していてもよい。
図7を参照すると、余分な更新700で増大したGVSタグペイロード構造が示されている。新しいAPのMACアドレスが検知されたとき、移動体デバイス100の測位ソフトウェア112は、新しいAPのMACアドレスがフルランクGVSタグ(即ち、ノードのそれぞれにAPが割り当てられた状態にくまなくポピュレートされたGVSタグ)の近傍に所在しているかどうかをチェックする。このシナリオでは、測位ソフトウェア112は、このフルランクGVDタグを拡張し、受容可能判定基準が満たされたら(単数又は複数の)新しいAPのMACアドレスをGVSタグと関連付ける。図7の例では、GVSタグペイロード構造の余分更新のスロットは位置インデックスを持っておらず、従って、新しいAPのMACアドレスはGVSタグの中心と関連付けられることになろう。代わりに、新しいAPのMACアドレスは、GVSタグのノードのうちの1つと関連付けられてもよい。受容可能判定基準とは、例えば、解像度、RSS、相対幾何学形状、又は測定回数、の関数であってもよい。受容可能判定基準は、移動体デバイス100の測位ソフトウェア112によって判定される。
図8は、GVSタグ情報を更新する場合に頼みとなる共通ノードを有する隣接するタグ同士間の関係を示している。更新を遂行するための一例としての方法が図9に示されている。900及び902で、測位ソフトウェア112がランク不完全GVSタグ(即ち、APの完全な数/セットが揃っていないGVSタグ)の近傍に所在する新しいAPを見つけると、測位ソフトウェア112は異なった受容判定基準段階を進んでゆく。新しいAPが904で第1の受容判定基準(例えば、RSS、幾何学形状、解像度...)に合格すると、測位ソフトウェア112は、906で、不完全ランクGVDタグ及びその見込まれる(単数又は複数の)充填場所(即ち、所与のGVSタグ内のAP幾何学形状中の{1,2,3,4,5,及び6}のどれかのノードとその近傍に見つけられる候補APの間に論理リンクを確立する。
908で、所与のAP候補について2つより多くのリンクが確立されたら、910で、相対幾何学形状に基づく第2の受容判定基準がトリガされる。図8に示されている様に、近隣のGVSタグ3個組(例えば、{L1,L2,L3}と{L1,L2,L4}は、全3つのGVSタグに共通するノード上の相対幾何学形状シーケンス(即ち、符号800によって識別されている{2,4,6}と符号802によって識別されている{1,3,5}のそれぞれ)を共有している。従って、3つの近隣のGVSタグと所与のAP候補が関連付けられる相手として見込みのあるノードの間には有効な幾何学形状シーケンスが実証されなくてはならない。912で、候補APの近隣GVS3個組に対する近接度を調べるべく第3の受容判定基準が選択される。全ての受容判定基準が実証されたら、914で、測位ソフトウェア112は候補APを3つの近隣GVSタグへ関連付ける。
オーバーレイ更新は、完全なGVS領域が移動体デバイス100の測位ソフトウェア112によって既に受信されていた場合に、完全なGVS領域を再送信すること無しに、更新されたGVS領域情報を効率良く配信するのに使用される。これは、測位ソフトウェア112がGVSタグのサブセット(即ち、新たに検知された又は更新されたAP情報)をリフレッシュすることを可能にする。測位ソフトウェア112は、現在のGVS領域ID及びGVS領域タイムスタンプを提供することによって、周期的にGVSファクトリからのオーバーレイ更新を要求することができる。GVSファクトリは、GVS領域オーバーレイを所与の期間維持するものであり、その後、(例えば、最後に受信されたGVS領域のタイムスタンプ以降に多くの更新があった場合及び/又はGVSファクトリがGVS領域について新しい解像度を設定した場合には、)GVSファクトリは測位ソフトウェア112に新しいGVS領域を強制的に受信させることであろう。測位ソフトウェア112がGVS領域オーバーレイを受信したら、位置インデックスポピュレーションで説明されているのと同じプロセスを辿って、測位ソフトウェア112の現在のGVS領域が有効に更新されることになる。GVS領域タイムスタンプフィールドも、最も直近の値へ更新される。
移動体デバイス100がGVS領域境界に近づいたとき(即ち、移動体デバイスが現在最も近いGVSタグの境界コードが表2に示されている「1」で始まっているとき)で、測位ソフトウェア112が現在のGVSタグのGVS領域に隣接するGVS領域を持ち合わせていないとき、測位ソフトウェア112はGVSファクトリからの動的更新を要求することになろう。
1つの実施形態では、測位ソフトウェア112は、アクセスされたGVSタグ内に見つけられる特定の境界コード間の移行の速度を計算している。GVS領域階層数の増加は移動体デバイス100がGVS領域境界に近づいていっていることを示唆するものであって、増加の速度に基づいて、測位ソフトウェア112は動的更新を要求することを決めればよい。
別の実施形態では、測位ソフトウェア112は、最近アクセスされたGVSタグのホップ計数を記憶しGVSファクトリへ送り、するとGVSファクトリはこの情報をGVS領域基準位置インデックスや解像度の様な他の情報と共に利用して、動的更新で要求される最適GVS形状及びパターンを確定する、というようになっていてもよい。
別の実施形態では、移動体デバイス100は、動的更新を要求する前に、自身のリソース(例えば、メモリサイズ、データネットワーク速度、及びデータネットワークアクセス性)及びクライアント状態(例えば、速度及びナビゲーションルート)を利用する。
更に別の実施形態では、オンボードの全地球衛星航法システム(GNSS)が更新をトリガするようになっていてもよい。例えば、GNSS信号受信条件が貧弱になると、新しいGVS領域が現在の予測されるルートに基づいて検索されるようになっていてもよい。
更に別の実施形態では、測位ソフトウェア112は、ローカルに見つけられた隣接のGVS領域が現在アクセスされているGVS領域と異なった解像度を有している場合にオーバーレイ更新をトリガすることになる。
GVSベースの測位をこれより図10を参照して説明してゆく。測位ソフトウェア112は、GVSファクトリから受信されるGVS領域中のGVSタグを使用する。測位ソフトウェア112は、GVSベースの位置を最適に求めるのに、多数の方法に従うことができよう。
移動体デバイス100上でのGVSタグを有するGVS領域の復号及びポピュレートに続き、測位ソフトウェア112を使用して移動体デバイス100の所在地を求めることができる。位置計算に着手するため、測位ソフトウェア112は最初に無線周波数送信機を検知し、移動体デバイス100が検知することのできるWi−FiAPのMACアドレスの一覧を、移動体デバイスのセルラー受信機がアクティブになっているのであればサービス提供中C−SIDと併せて、取得する。測位ソフトウェア112は、次いで、これらをGVSタグに照らして比較することを始める。
通常、検知される多数の近接Wi−FiAPのMACアドレスは、GVSタグ内に見つけられるMACアドレス及び/又は圧縮MACアドレスに整合するはずである。C−SIDも入手可能であるなら、これは、GVSタグを跨ぐサーチを更に加速し、MAC圧縮(即ちデータ圧縮)を可能にすることであろう。C−SID整合が見つけられるが、検知されたWi−FiAPのMACアドレスが何もGVS領域中のGVSタグに整合していない場合、GVS測位エンジンは、検知されたC−SIDに整合しているGVSタグ位置インデクス全ての加重平均を戻すことになる。GVS測位エンジンは、図10に描かれている様に、整合するWiFiAPのMACアドレスの数に従って異なった動作の仕方をすることになる。
一例として、図10に示されている様に、GVS測位エンジンは、GVSタグ当たり整合AP数が3又はそれ以上であるとき、1000に指示されている様に、GVSタグ位置インデックスをそのまま戻すようになっていてもよい。代わりに、例えばGVSタグ当たり整合AP数が3未満であるとき、GVS測位エンジンは、1002に指示されている様に、整合APの算定位置の加重平均を戻すようになっていてもよい。GVS測位エンジンがGVSタグ位置インデックスをそのまま戻すか整合APの算定位置の加重平均を戻すかを決めるGVSタグ当たり整合AP数は、3に限定されるものではなく、ユーザーによって設定されよう。
GVSタグ毎の所与のAPの算定位置は、次の情報、即ち、GVSタグ位置インデックス、ノード整合の数、GVS領域解像度、及びGVSタグ内の整合AP(即ち、GVSタグ内の整合APノード{1,2,3,4,5,又は6})の幾何学形状、を使用して計算できる。
図11を参照して、GVS領域は正六角形状に基づく根底となるグリッドを使用しており、GVSタグ位置インデックスは、
Figure 0006268438
によって与えられ、RはGVS領域解像度を指示している。よって、6つのAP{AP1,AP2,AP3,AP4,AP5,及びAP6}の算定位置は、
Figure 0006268438
Figure 0006268438
Figure 0006268438
Figure 0006268438
Figure 0006268438
Figure 0006268438
によって見いだすことができる。ノード位置を求めるときには、代数方程式に加え、標準的な方程式を使用して地球の曲率が補償される。
測位エンジンの性能を更に精密化するために、図10の1004に指示されている様に追加の方法が、1006でGVS位置固定を解除する前に使用されてもよい。1つの実施形態では、GVS測位エンジンが3つより多くのAPが整合しているGVSタグ数個を見つけたときには、位置精密化法が選択されて、ノード位置を計算すること無しにこれらのGVSタグ位置インデックス全部の加重平均をそのまま戻すようになっていてもよい。加重関数は、整合APの相対RSS、相対GVS領域解像度、及び/又はGVSタグの幾何学形状、の関数とすることができる。
別の実施形態では、位置精密化法が選択されて、GVSタグ位置インデックスのうちの、RSS及び幾つかの観測に亘るRSS分散の様なAP整合属性が良好であるもの1つが戻されるようになっていてもよい。
更に別の実施形態では、GVS測位エンジンが、幾つかのGVSタグはそれぞれ整合するAPが3つより少ないと判定したとき、測位精密化法が使用されて、AP算定位置全部の加重平均が選択されるようになっていてもよい。
更に別の実施形態では、GVS測位エンジンが、幾つかのGVSタグはそれぞれ整合するAPが3つより少ないのに対し、他のGVSタグは整合するAPが3つより多いと判定したとき、測位精密化法が使用されて、全ての戻される位置(即ち、GVSタグ位置インデックス及びAP算定位置)の加重平均が選択されるようになっていてもよい。
別の実施形態では、位置精密化法は、幾つかのAPについて、それらが低RSSを被っている場合、不良な幾何学形状を映し出している(例えば、GVS領域が受信された後にAPが動いた)場合、又は別のGVSタグ内にあると見なされている場合に、それらのAPを無視又は捨てる段階を含んでいてもよい。
別の実施形態では、GVS測位エンジンが、幾つかのGVSタグは異なった層でそれぞれ整合するAPが3つより少ないのに対し、他のGVSは整合するAPが3つより多いと判定したとき、測位精密化法が使用されて、GVSタグの全部又は一部内の層番号情報(Layer#)を利用して3D位置を提供させるようになっていてもよい。
別の実施形態では、GVS測位エンジンは、ここに説明されている測位精密化法を使用して、位置不確定性及び/又は位置信頼性のレベルを計算するようになっていてもよい。別の実施形態では、前回タグの付けられた位置固定を使用して、APのMACアドレスがGVSタグを跨いで重複した結果としての何らかの位置あいまいさを検証することができる。
当業者には、GVS測位エンジンが2つ以上の位置精密化法を同時に使用することもあるものと評価されるであろう。
更に、ここに説明されている方法は、方法を遂行するように移動体デバイスの少なくとも1つのプロセッサによって実行可能なコンピュータ可読コードとして提供され、非一時的コンピュータ可読媒体の様なコンピュータ可読媒体に記憶させることができるものと評価されるであろう。ここに説明されている方法の段階のうちの幾つかは、代わりに、ハードウェア又はハードウェアとソフトウェアの組合せによって実施させることができるであろう。
上述の実施形態は、単に一例とすることを意図している。特定の実施形態に対し、唯一、付随の特許請求の範囲によって定義される本出願の範囲から逸脱すること無く、代替、修正、及び変更が当業者によって行われる余地がある。
100 移動体デバイス
102 プロセッサ
104 ワイヤレス通信システム
106 メモリ
108 オペレーティングシステム
110 ソフトウェアプログラム
112 測位ソフトウェア
114 測位データベース
116 サーバ
200 GVSタグペイロード構造
202 ノードの固有識別子
204 サービス提供中セルセクタ識別子(C−SID)
206 ホップ計数
208 境界コード
210 層番号
300 GVS領域階層
302 GVS領域の縁
304 GVS領域の角
400、402 GVS領域
500 GVS領域のサブセット
502 GVSタグ
504 GVSタグのノード
700 余分な更新
800、802 ノードの相対幾何学形状シーケンス
AP アクセスポイント
L GVSタグ
R GVS解像度

Claims (20)

  1. 移動体デバイスの所在地を求める方法であって、
    少なくとも1つの移動体デバイスにて少なくとも1つの無線周波数送信機を検知する段階と、
    前記少なくとも1つの検知された無線周波数送信機と関連付けられている識別子を、地理的区域内に所在する複数の無線周波数送信機の識別子と比較する段階であって、前記識別子に関連付けられたグローバルな所在地は前記移動体デバイスにおける前記少なくとも1つの無線周波数送信機の検知の前に前記移動体デバイスにおいて受信された情報から復号されたものであり、前記情報は前記地理的区域をカバーする地理的に境界付けられた複数のジオリファレンスタグのサブセットの第1のジオリファレンスタグのグローバルな座標値及び当該第1のジオリファレンスタグのグローバルな座標値に基づいて前記地理的に境界付けられた複数のジオリファレンスタグのサブセットの他の複数のジオリファレンスタグのグローバルな座標値を決定するための位置インデックス方向及び解像度を含み、地理的に同じ多角形によって表される前記地理的に境界付けられた複数のジオリファレンスタグのサブセットの複数のジオリファレンスタグはグリッド構造の一部を形成するノードを含み、前記地理的に境界付けられた複数のジオリファレンスタグのサブセットの隣接するジオリファレンスタグは共通するノードを含み、前記複数の無線周波数送信機の識別子は前記複数のノードに関連付けられる、比較する段階と、
    前記少なくとも1つの検知された無線周波数送信機に関連付けられた識別子と前記地理的に境界付けられた複数のジオリファレンスタグのサブセットにおける前記複数のジオリファレンスタグの複数のノードのうちの1つに関連付けられた複数の無線周波数送信機の識別子のうちの1つとの間で整合するノードを識別することにより前記移動体デバイスの所在地を求める段階と、を備え、
    前記複数の無線周波数送信機の識別子は対応する無線周波数送信機アドレスの縮減版である、方法。
  2. 前記少なくとも1つの検知された無線周波数送信機に関連付けられた識別子が1以上のノードに関連付けられると加重平均に基づいて前記移動体デバイスの複数の位置を決定する段階を含み、前記加重平均は受信信号強度(RSS)、前記解像度及び複数の地理的に境界付けられた複数のジオリファレンスタグのサブセットの前記複数のジオリファレンスタグの幾何学形状のいずれか1つまたは複数を含む関数である、請求項1に記載の方法。
  3. 前記複数の無線周波数送信機のうちの2つ以上の無線周波数送信機がWiFiネットワークのアクセスポイントであり、前記複数の無線周波数送信機のうちの2つ以上の無線周波数送信機の縮減版は前記複数の無線周波数送信機のうちの2つ以上の無線周波数送信機の対応するMACアドレスの縮減されたプリフィックス部と前記対応するMACアドレスアドレスの縮減されたデバイス特有の部分とを含む、請求項2に記載の方法。
  4. 前記移動体デバイスの前記所在地を求める段階は、前記識別子が前記地理的に境界付けられたタグのうちの1つに整合している場合に、前記地理的に境界付けられた複数のジオリファレンスタグのサブセットの1つのジオリファレンスタグの中心の所在地を決定する段階を備えている、請求項3に記載の方法。
  5. 前記移動体デバイスが前記地理的区域の境界付近に所在している場合に、隣接する地理的区域内に所在する無線周波数送信機と関連付けられている情報を更に要求する段階であって、前記複数の無線周波数送信機は前記隣接する地理的区域内に所在する全ての無線周波数送信機のサブセットである、情報を更に要求する段階を備えている、請求項1に記載の方法。
  6. 前記情報はサーバから受信される、請求項1に記載の方法。
  7. 前記情報は前記移動体デバイスのメモリから受信される、請求項1に記載の方法。
  8. 前記情報がもはや最新ではなくなったとき、情報の更新が受信される、請求項1に記載の方法。
  9. 前記情報は、前記移動体デバイスで検知された前記少なくとも1つの無線周波数送信機に関係のある情報で更新される、請求項1に記載の方法。
  10. 前記情報の更新は全ての情報フィールドのための更新された情報を含む、請求項8に記載の方法。
  11. 前記情報の更新は一部の情報フィールドのための更新された情報を含む、請求項8に記載の方法。
  12. 前記複数の無線周波数送信機のうちの少なくとも1つはWiFiネットワークのアクセスポイントである、請求項1に記載の方法。
  13. 前記複数の無線周波数送信機のうちの少なくとも1つはIEEE802ワイヤレスネットワークのアクセスポイントである、請求項12に記載の方法。
  14. 前記複数の無線周波数送信機のうちの少なくとも1つはセルラーワイヤレスネットワークの中の基地局である、請求項1に記載の方法。
  15. 前記複数の無線周波数送信機は、1つより多くの型式の無線周波数送信機技術を備えている、請求項1に記載の方法。
  16. 前記情報を別の移動体デバイスへ送る段階を備えている、請求項1に記載の方法。
  17. 移動体デバイスであって、
    少なくとも1つの無線周波数送信機を検知するためのワイヤレス通信システムと、
    前記ワイヤレス通信システムと通信しているプロセッサで、
    地理的区域内に所在する複数の無線周波数送信機と関連付けられている情報を受信し、少なくとも1つの無線周波数送信機の検知の前に前記情報を復号し、前記情報は前記地理的区域をカバーする地理的に境界付けられた複数のジオリファレンスタグのサブセットの第1のジオリファレンスタグのグローバルな座標値及び当該第1のジオリファレンスタグのグローバルな座標値に基づいて前記地理的に境界付けられた複数のジオリファレンスタグのサブセットの他の複数のジオリファレンスタグのグローバルな座標値を決定するための位置インデックス及び解像度を含み、地理的に同じ多角形によって表される前記地理的に境界付けられた複数のジオリファレンスタグのサブセットの複数のジオリファレンスタグはグリッド構造の一部を形成するノードを含み、前記地理的に境界付けられた複数のジオリファレンスタグのサブセットの隣接するジオリファレンスタグは共通するノードを含み、前記複数の無線周波数送信機の識別子は前記複数のノードに関連付けられ、
    前記少なくとも1つの無線周波数送信機の検知の後、当該少なくとも1つの無線周波数送信機と関連付けられている識別子を、前記複数の無線周波数送信機の識別子と比較して、前記少なくとも1つの検知された無線周波数送信機に関連付けられた識別子と前記地理的に境界付けられた複数のジオリファレンスタグのサブセットの複数のノードのうちの1つに関連付けられた複数の無線周波数送信機の識別子のうちの1つとの間で整合するノードを識別するように、前記ワイヤレス通信システムと通信しているプロセッサと、を備え、
    前記複数の無線周波数送信機の識別子は対応する無線周波数送信機アドレスの縮減版である、移動体デバイス。
  18. 前記複数の無線周波数送信機のうちの少なくとも1つはWiFiネットワークのアクセスポイントである、請求項17に記載の移動体デバイス。
  19. 前記複数の無線周波数送信機のうちの少なくとも1つはセルラーワイヤレスネットワークの中の基地局である、請求項17に記載の移動体デバイス。
  20. 前記複数の無線周波数送信機は、1つより多くの型式の無線周波数送信機技術を備えている、請求項17に記載の移動体デバイス。
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