TW201335612A - 無線通訊裝置、能在有限通訊環境中估計無線通訊裝置之位置的無線通訊裝置及其方法 - Google Patents

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Abstract

本發明涉及能精確執行位置估計的無線通訊裝置，具體公開了一種能在室內環境中更準確估計其位置的無線通訊裝置。在室內環境中，無線通訊裝置可尋求產生指紋映射以便後續識別其在該環境中的位置。然而，該映射要求裝置至少估計其當前位置。因此，該裝置包括一個或多個感測器以識別裝置的方位和速度中的每一個。例如，速度可基於所檢測到的步伐和所儲存的步長來確定。隨後當裝置在室內環境中移動時，該資訊可用於估計裝置的位置。

Description

無線通訊裝置、能在有限通訊環境中估計無線通訊裝置之位置的無線通訊裝置及其方法
本公開涉及無線通訊，更具體地，涉及一種在有限的無線通訊環境中能精確估計其位置的無線通訊裝置及相應方法。
無線通訊裝置(諸如用於提供一個實例的蜂巢式電話)在個人和商業環境中越來越普遍。無線通訊裝置向用戶提供對各種資訊的存取，以及提供與其他這種裝置跨遠距離通訊的能力。例如，用戶可通過裝置上的網路流覽器存取網路、從數位市場下載小型應用程式(例如，“apps”)、發送和接收電子郵件、或者利用網際網路語音協定(VoIP)進行電話呼叫。因此，無線通訊裝置向用戶提供顯著移動(行動)性，同時允許他們與通訊通道和資訊保持“連接”。
無線通訊裝置與一個或多個其他無線通訊裝置或無線存取點通訊以發送和接收資料。通常，第一無線通訊裝置產生並發送用編碼資訊調變的射頻信號。該射頻信號被發送到無線環境中並由第二無線通訊裝置接收。第二無線通訊裝置對接收信號解調和解碼以獲取資訊。第二無線通訊裝置隨後可以類似方式來回應。無線通訊裝置可用任何已經調變方案彼此或與存取點通訊，已經調變方案包括：調幅(AM)、調頻(FM)、正交振幅調變(QAM)、相移鍵控(PSK)、正交相移鍵控(QPSK)和/或正交分頻多工 (OFDM)以及現在已知或將來知曉的任何其他通訊方案。
現代無線通訊裝置使用任何不同方法來獲取其位置。通過獲取其位置，無線通訊裝置可執行特定位置的功能和/或操作特定位置的應用。戶外環境中，無線通訊裝置可通過使用GNSS衛星資訊很容易獲取其位置。類似地，可利用附近基地台來簡單執行三角測量法，因為這些基地台一致性地以設定功率水準來發送信號。
然而，在室內環境中，裝置可能不具有足以做出精確位置確定的對GNSS和/或附近基地台的存取。此外，儘管很多室內環境包括其他通訊存取點，諸如藍芽和WiFi，但這些通訊協定採用波動的傳輸功率和睡眠/休眠模式。因此，在室內環境中執行常規定位和映射(mapping)技術將無法產生精確結果。
本發明提供了一種能在有限通訊環境中估計無線通訊裝置的位置的無線通訊裝置，所述無線通訊裝置包括：GNSS模組，其被配置為在進入所述有限通訊環境之前接收GNSS信號；感測器模組，其被配置為檢測在所述有限通訊環境中的所述無線通訊裝置的前進方向和速度資訊；以及計算模組，其被配置為：基於在進入所述有限通訊環境之前接收到的GNSS信號來校準所述感測器模組；基於所述GNSS信號來確定初始位置；以及基於由所述感測器模組計算的所述前進方向和速度資訊以及所述初始位置來估計所述無線通訊裝置的位置。
上述無線通訊裝置中，所述感測器模組包括用於產生所述速度資訊的加速度計，以及用於產生所述前進方向資訊的陀螺儀和磁力計中的至少一個。
上述無線通訊裝置中，所述速度資訊包括與所述無線通訊裝置的用戶相關聯的步數。
上述無線通訊裝置中，所述計算模組被配置為根據基於由所述GNSS模組接收到的所述GNSS信號的所述無線通訊裝置的實 際速度和前進方向，通過調節所述感測器模組的一個或多個參數來校準所述感測器模組。
上述無線通訊裝置還包括記憶體模組，其被配置為儲存由所述計算模組計算的最新位置估計，其中，所述計算模組被配置為基於儲存的所述最新位置估計，以預定時間間隔來估計所述無線通訊裝置的位置。
上述無線通訊裝置還包括：無線電模組，其被配置為每當所述計算模組估計所述無線通訊裝置的位置時，產生無線通訊指紋；以及記憶體模組，其被配置為儲存所述無線通訊指紋以及相應的位置估計。
上述無線通訊裝置中，所述計算模組被配置為在當前無線通訊指紋與儲存的無線通訊指紋在預定臨界值內相關聯時，將所述無線通訊裝置的當前位置設定為儲存的位置估計。
本發明提供了一種無線通訊裝置，包括：感測器模組，其被配置為當所述無線通訊裝置在有限通訊環境中行動時，檢測所述無線通訊裝置的行動資訊；以及計算模組，其被配置為基於檢測到的所述行動資訊和預定起始位置，在所述有限通訊環境中以預定時間間隔來估計所述無線通訊裝置的位置。
上述無線通訊裝置中，所述預定起始位置最初基於在進入所述有限通訊環境之前接收到的GNSS資料來確定，以及其中，所述預定起始位置隨後基於先前估計的在所述有限通訊環境中的位置來確定。
上述無線通訊裝置中，所述感測器模組包括用於測量速度資訊的加速度計，以及用於測量前進方向資訊的磁力計和陀螺儀中的至少一個，以及其中，所述行動資訊包括所述速度資訊和所述前進方向資訊。
上述無線通訊裝置中，所述計算模組被配置為基於GNSS資料來校準所述感測器模組。
上述無線通訊裝置還包括：無線電模組，其被配置為以每個預定時間間隔產生無線通訊指紋；以及記憶體模組，其被配置為儲存每個無線通訊指紋以及其相應的位置估計。
上述無線通訊裝置中，所述計算模組被配置為將當前無線通訊指紋與儲存的無線通訊指紋相比較，並基於該比較將所述無線通訊裝置的當前位置設定為估計位置或先前儲存的位置。
上述無線通訊裝置中，所述速度資訊基於攜帶所述無線通訊裝置的用戶的步數。
本發明提供了一種在有限通訊環境中估計無線通訊裝置的位置的方法，所述方法包括：基於在進入所述有限通訊環境之前獲得的資訊計算初始位置；利用一個或多個感測器檢測所述無線通訊裝置的行動資訊；以及基於所述行動資訊和起始位置，以預定時間間隔估計所述無線通訊裝置的位置，其中，所述起始位置是用於第一位置估計的所述初始位置，以及是用於後續位置估計的先前位置估計。
上述方法中，所述行動資訊的檢測包括檢測攜帶所述無線通訊裝置的用戶的步數和前進方向，以及其中，所述行動資訊包括所述步數和所述前進方向。
上述方法還包括：以每個預定時間間隔測量無線通訊指紋；儲存每個估計位置以及其相應的無線通訊指紋。
上述方法還包括：測量當前無線通訊指紋；將所述當前無線通訊指紋與先前儲存的無線通訊指紋相比較；以及根據該比較將所述無線通訊裝置的當前位置設定為當前位置估計或先前儲存的位置估計中的一個。
上述方法中，若所述當前無線通訊指紋與先前儲存的無線通訊指紋在第一預定臨界值內相關聯，以及若所述當前位置估計在所述先前儲存的位置估計的第二預定臨界值內，則所述當前位置被設定為所述先前儲存的位置估計，其中，所述先前儲存的位置 估計對應於所述先前儲存的無線通訊指紋。
上述方法中，隨著自所述無線通訊裝置的位置被設定為先前儲存的位置起的時間量增加，所述第二預定臨界值增大。
上述方法中，所述當前位置估計與所述先前儲存的位置估計之間的差被用於調節所述感測器模組的一個或多個參數，並由此改善所述感測器模組的速度輸出或前進方向輸出中的一個。
100、200、300‧‧‧無線通訊環境
110‧‧‧行動裝置
120a~120e‧‧‧存取點(AP)
210‧‧‧第一無線通訊裝置
220‧‧‧第二無線通訊裝置
211、221、305‧‧‧天線
215、320、400‧‧‧定位模組
310‧‧‧無線電模組
330‧‧‧控制器模組
410‧‧‧濾波器模組
420‧‧‧記憶體模組
430‧‧‧位置模組
432‧‧‧計算模組
434‧‧‧感測器模組
436‧‧‧GNSS模組
600‧‧‧電腦系統
602‧‧‧通訊基礎設施
604‧‧‧處理器
606‧‧‧主記憶體
608‧‧‧輔助記憶體
610‧‧‧硬碟驅動器
612‧‧‧可攜式儲存驅動器
614‧‧‧介面
616、618‧‧‧可攜式儲存單元
622‧‧‧通訊路徑
510~540‧‧‧步驟
圖1顯示了範例性無線通訊環境的方塊圖；圖2顯示了可表示之前描述的無線通訊環境的子集的範例性無線通訊環境的方塊圖；圖3顯示了可在無線通訊環境中實施的範例性無線通訊裝置的方塊圖；圖4顯示了可包括在無線通訊裝置內的範例性定位模組；圖5顯示了由無線通訊裝置估計當前位置的範例性方法；圖6顯示了可用於實施本公開各個方面的範例性電腦系統。
以下詳細描述涉及顯示符合本公開的範例性實施方式的附圖。詳細描述中對“一種範例性實施方式”、“範例性實施方式”、“實例的範例性實施方式”等的引用表示所述範例性實施方式可包括具體特徵、結構或特性，但每種範例性實施方式可不必包括該具體特徵、結構或特性。此外，這些短語不一定是指相同的範例性實施方式。此外，當結合範例性實施方式來描述具體特徵、結構或特性時，對結合不論是否明確描述的其他範例性實施方式的該特徵、結構或特性的影響屬於相關領域技術人員認識範圍內。
提供本文所述範例性實施方式是用於說明的目的且並非限定。其他範例性實施方式也是可行的，且可在本公開的精神和範圍內對範例性實施方式進行修改。因此，詳細描述不意味著限定 本公開。此外，本發明的範圍僅根據所附申請專利範圍及其等同物來限定。
實施方式可以硬體(例如，電路)、韌體、軟體或它們的任何組合來實施。實施方式也可作為儲存在機器可讀介質上的指令來實施，該指令可由一個或多個處理器來讀取和執行。機器可讀介質可包括用於以機器(例如，計算裝置)可讀形式儲存或傳送資訊的任何機制。例如，機器可讀介質可包括唯讀記憶體(ROM)、隨機存取記憶體(RAM)、磁片儲存介質、光儲存介質、快閃記憶體裝置、電學、光學、聲學或其他形式的傳播信號(例如，載波、紅外線信號、數位信號等)以及其他。此外，韌體、軟體、常式、指令在本文中可被描述為執行特定動作。然而，應當理解，這種描述僅是為了方便起見，且這種動作實際是由計算裝置、處理器、控制器或執行韌體、軟體、常式、指令等的其他裝置來產生。此外，任何實施的變形均可由通用電腦來執行，如下所述。
為了該討論的目的，術語“模組”應被理解為包括軟體、韌體和硬體(諸如一個或多個電路、微晶片或裝置、或者其任何組合)及其任何組合中的至少一個。另外，將理解，每個模組可包括實際裝置內的一個或多於一個的部件，且構成所述模組的一部分的每個部件可與構成模組的一部分的任何其他部件協作或獨立於任何其他部件來起作用。相反地，本文所述的多個模組可表示實際裝置內的單個部件。此外，模組內的部件可位於單個裝置內，或者以有線或無線方式分佈在多個裝置中。
對範例性實施方式的以下詳細描述將充分揭示本公開的一般特性，使得在不脫離本公開的精神和範圍的情況下，其他人可通過應用相關領域技術人員的知識很容易地修改和/或適用這種範例性實施方式的各種應用而無需過多實驗。因此，這種適用和修改旨在落入基於本文給出的教導和指導的範例性實施方式的含義和多個等同物範圍內。應當理解，本文的措詞或術語是用於描述的 目的且並非限定，從而本說明書的術語或措辭將由相關領域技術人員根據本文的教導來解釋。
儘管將以藍芽和WiFi環境的形式來進行以下描述，但相關領域技術人員將認識到，在不脫離本公開的精神和範圍的情況下，該描述也可適用於使用其他無線通訊方法的其他通訊。
範例性無線通訊環境
圖1顯示了範例性無線通訊環境100的方塊圖。無線通訊環境可表示室內環境，或GNSS信號和/或基地台信號不可用的一些其他環境(本文稱為“有限通訊環境”)。
無線通訊環境100包括多個存取點(AP)120a至120e。存取點120可以是WiFi和/或藍芽存取點，且可根據多個不同參數中的一個或多個(包括存取點120在無線通訊環境中是否與任何裝置通訊)以不同傳輸功率水準來工作。
無線通訊環境100還包括尋求當其在無線通訊環境100中移動時確定其位置的行動裝置110。如之前所討論，由於無線通訊環境100是有限通訊環境，所以行動裝置110無法利用傳統的基於GNSS的方法來確定其位置。
圖2顯示了無線通訊環境200的範例性方塊圖。無線通訊環境200提供了在無線通訊裝置之間資訊(諸如一個或多個命令和/或資料)的無線通訊，且可表示無線通訊環境100的一個子集。
無線通訊裝置各自可被實施為單獨或分立的裝置(諸如行動電話)，或者可併入或耦接至另一電子裝置或主機裝置(諸如可攜式計算裝置、攝影機或全球定位系統(GPS)單元)或另一計算裝置(諸如用於提供一些實例的個人數位助理、視訊遊戲裝置、筆記型電腦、桌上型電腦或平板電腦、電腦週邊設備(諸如印表機)或可攜式音訊和/或視訊播放器)和/或在不偏離本公開的精神和範圍的情況下對相關領域技術人員將是顯而易見的任何其他合適的電子裝置。
範例性無線通訊環境200包括第一無線通訊裝置210和第二無線通訊裝置220。第一無線通訊裝置210和第二無線通訊裝置220中的每一個均可包括在各自均能無線發送和無線接收的相應無線通訊裝置中。為了該討論的目的，第一無線通訊裝置210可表示行動裝置110的範例性實施方式，以及第二無線通訊裝置220可表示存取點120的範例性實施方式。
存取點220包括天線221，其可包括一個或多個天線且能夠向無線通訊環境100發送信號和/或從其接收信號。利用其天線221，存取點220與行動裝置210通訊。行動裝置210還包括天線211，該天線211可包括一個或多個天線且能夠向無線通訊環境200發送信號和/或從其接收信號。
行動裝置210還包括定位模組215。定位模組215能估計無線通訊環境100中的無線通訊裝置210的位置。儲存或處理的從無線通訊裝置210獲取的位置可用於執行指紋或其他映射以在以後快速並精確地確定其位置。
範例性行動裝置
圖3顯示了範例性無線通訊裝置300的方塊圖，無線通訊裝置300可在無線通訊環境100中實施。無線通訊裝置300包括定位模組320，且可表示無線通訊裝置110/210的範例性實施方式。
在無線通訊裝置300中，無線電模組310執行對經由天線305從無線通訊環境100中接收到的信號的前端處理，且可包括信號放大、濾波和混頻以及其他功能。所接收到的信號可包括來自無線通訊環境100中的一個或多個附近存取點120的資訊。一經處理，無線電模組310便轉發所接收到的信號至定位模組320。
定位模組320被配置為估計無線通訊裝置300的位置。這可基於所接收到的信號來輔助映射無線通訊環境100，或者僅用於位置識別。定位模組320的配置將在下文進一步詳細描述。定位模組320與控制器模組330通訊。
控制器模組330被配置為在無線通訊裝置300中執行一般處理和控制功能。例如，控制器模組330可協調利用定位模組320的映射和/或位置識別啟動以及時序，可對接收到的信號執行一般信號處理，可控制無線通訊裝置的各種元件的操作，可準備用於由無線電模組310發送至無線通訊環境的信號，和/或可基於由定位模組320確定的位置來執行特定位置的功能。
1．定位模組
圖4顯示了可包括在無線通訊裝置300中的範例性定位模組400。定位模組400包括位置模組430，且可表示定位模組320的範例性實施方式。
如以上所討論，當在有限通訊環境中時，行動裝置將不能執行傳統的基於GNSS的定位；且當有限通訊環境的RF地圖不可用時，也將不能執行指紋定位。因此，該裝置必須估計其自身位置。隨後，所估計的位置可在其他程式中用作該裝置的當前位置，或者可儲存、處理並隨後應用於另一位置確定演算法，諸如指紋映射等。
定位模組400在其濾波器模組410處從無線電模組310接收信號。濾波器模組410可對接收到的信號執行不同濾波操作，諸如降低雜訊(noise reduction)、帶通濾波等。隨後，從所接收信號獲取的資訊可儲存在記憶體模組420中以備後用。當該模組在同一位置附近時，利用接收到的信號和先前儲存在記憶體模組420中的資訊，定位模組400可使用位置模組430來執行指紋映射。
為執行映射操作，指紋資訊應關聯無線通訊裝置300的估計位置而儲存在記憶體模組420中。因此，當無線通訊裝置300在無線通訊環境100中移動時，位置模組430估計無線通訊裝置300的位置。在一種實施方式中，由位置模組430確定的估計位置被用於諸如指紋映射的應用和/或被用作無線通訊裝置300的實際位置。為了該討論的目的，在可適用的情況下，將在指紋映射方面 討論估計位置。
位置模組430包括感測器模組434和GNSS模組436。在一種實施方式中，感測器模組434包括一個或多個航向感測器(heading sensor)來確定與無線通訊裝置的移動相關聯的前進方向(heading，航向)。航向感測器可包括磁力計、陀螺儀和其他裝置中的一個或多個。在一種實施方式中，感測器模組434還包括一個或多個移動檢測感測器，諸如加速度計，例如其可檢測加速度(例如，步伐移動(step movement))和當對時間積分時得到的速度。GNSS模組436被配置為從一個或多個GNSS衛星接收GNSS信號以確定無線通訊裝置300的當前位置和/或速度。
校準
如以上所討論，當在有限通訊環境中時，無線通訊裝置300可能無法存取GNSS衛星信號。然而，GNSS模組436仍可用於輔助位置估計。
在無線通訊裝置300進入有限通訊環境之前，GNSS模組436接收GNSS衛星信號。GNSS模組436轉發接收到的信號至計算模組432，計算模組432計算無線通訊裝置300的精確位置、移動速度和前進方向。
同時，感測器模組434從其感測器輸出有關無線通訊裝置300的前進方向和速度的信號至計算模組432。計算模組432將從感測器模組434接收到的前進方向和速度資訊與其根據GNSS信號計算出的前進方向和速度資訊相比較。基於該比較，計算模組432確定無線通訊裝置300的感測器資料與實際速度/前進方向之間的誤差。
基於所計算的誤差，計算模組432校準感測器模組434。計算模組432可通過在記憶體中儲存誤差且利用儲存的誤差來調節後續感測器模組434的輸出，或者以在本公開的精神和範圍內的任何其他方式，通過控制感測器模組434來執行校準以調節其信號 輸出。換言之，當GNSS信號可用時，該GNSS信號可用作用於校準感測器模組的基準。
在一種實施方式中，當在無限通訊環境中時，位置模組430可利用用戶的步伐來估計無線通訊裝置300的位置和/或速度。在該情況下，位置模組430還基於感測器模組434的輸出來校準用戶的步長。例如，感測器模組434可輸出對應於用戶步伐(例如，由加速度計檢測)的信號，且計算模組432可確定有多少用戶步伐是在基於GNSS信號計算出的預定距離內進行的。由此，計算模組432可確定與用戶相關聯的步長。一旦知曉步長(step length)，則加速度計可用於計算在給定時間段內的步數以按照((步長×步數)/時間)來計算速度。
以此方式，位置模組430保持其感測器被準確校準的感測器模組434，且因此，將在有限通訊環境中提供精確輸出。
向有限的無線通訊環境的過渡(transition)
如以上所討論，感測器的校準發生在無限通訊環境中。為準備過渡到有限通訊環境，計算模組432還在記憶體模組420中儲存各種參數。例如，計算模組432在記憶體模組420中儲存當GNSS信號可用時確定的當前位置、速度和/或前進方向。
當無線通訊裝置300進入有限通訊環境時，計算模組432可基於一個或多個條件來識別過渡。例如，無線電模組310可能不再能夠保持與蜂巢式基地台的連接和/或GNSS模組436可能不再能夠接收具有足夠信號強度的GNSS衛星信號。
當計算模組432從條件中識別出無線通訊裝置300已過渡到有限通訊環境時，計算模組432利用當前位置、速度和/或前進方向作為基礎，並開始利用從感測器模組434輸出的資料來估計無線通訊裝置300的位置。
估計位置
在有限環境中，計算模組432從感測器模組434接收前進方 向資訊以確定無線通訊裝置300的行動方向。計算模組432還從感測器模組434接收速度資訊來確定無線通訊裝置300正在行動的速度。速度資訊可從感測器模組434獲取，例如可作為來自加速度計的加速度資訊且可通過對時間的數學積分來轉換為速度資訊。
利用先前儲存的位置、速度和/或其他參數，計算模組432基於從感測器模組434接收到的資料來計算無線通訊裝置的新位置。例如，計算模組432可利用以下方程式來確定新估計位置：lat(i)=lat(i-1)+s．cos(θ(i))；以及 (1)
lon(i)=lon(i-1)+s．sin(θ(i))， (2)
其中，lat(i)是裝置的當前緯度，lat(i-1)是先前儲存的裝置的緯度，lon(i)是裝置的當前經度，lon(i-1)是先前儲存的裝置的經度，s是由裝置行進的距離(檢測到的加速度的二次積分)，以及θ是裝置的當前前進方向。
計算模組432可以預定時間間隔或在預定事件發生後執行這些計算。
如以上所討論，計算模組432可使其速度計算基於由無線通訊裝置300的用戶所走的步數。在該情況下，計算模組432用下式取代上述方程式(1)和(2)中的s：S(i)=NumStep．StepSize， (3)
其中，NumStep是從時間i-1到時間i所走的步數，以及StepSize是先前在校準期間計算的用戶的步長。
在該情況下，方程式(1)和(2)可被修改為：lat(i)=lat(i-1)+S(i)．cos(θ(i))；以及 (4)
lon(i)=lon(i-1)+S(i)．sin(θ(i))。 (5)
在一種實施方式中，當計算出無線通訊裝置300的最新位置之後，計算模組432在記憶體模組420中儲存該最新資訊以供後續位置估計計算的迭代時使用。在另一實施方式中，當位置被估計以用於指紋映射配置時，計算模組432在記憶體模組420中儲存所估計的位置以及對應於該位置的指紋資訊。
有限通訊環境中的重新校準
由於上述估計是針對感測信號(sensory signal)資訊進行的，所以裝置在有限通訊環境中停留的時間越長，位置估計的精度越可能下降。
當無線通訊裝置300執行指紋映射時，記憶體模組420儲存多個與無線指紋資料相對應的估計位置。當無線通訊裝置300在有限通訊環境中行動時，新指紋資訊被重複獲取。該指紋資訊對於環境中的每個位置基本唯一。
因此，為重新校準無線通訊裝置300的位置，在接收到新指紋資訊後，計算模組432將新指紋資訊與儲存在記憶體模組420中的儲存的指紋資訊相比較。例如，這可通過關聯來執行。在當前指紋資訊與先前儲存的指紋資訊密切關聯時，計算模組432可確定先前儲存的位置(對應於當前指紋與其關聯的先前儲存的指紋)是裝置的當前位置。
為增強重新校準時的位置精度，計算模組432還可將當前計算的裝置位置與先前儲存的位置相比較。只有兩個位置之間的差小於某個預定臨界值時，計算模組432隨後才可選擇設置裝置的當前位置為先前儲存的位置。該臨界值可被設為一定值，或者可被設置為基於預定方程式而變化。例如，該臨界值可被設置為基於自最後的重新校準起時間量的增加而增大。
為更進一步增強定位的精度，計算模組432可將基於所結合的位置資訊而計算的位置設置為裝置的當前位置。計算模組432 可執行卡爾曼(Kalman)濾波來合成各種類型的位置資訊，以獲得無線通訊裝置300的更精確的位置。
通過以此方式來重新校準裝置的位置，不論裝置處在有限通訊環境中的時間長度，定位模組400均可更精確地估計在該有限通訊環境中裝置的位置。
在有限通訊環境中估計無線通訊裝置的位置的範例性方法
圖5顯示了利用無線通訊裝置估計當前位置的範例性方法。
在該方法中，無線通訊裝置儲存初始參數和初始位置(510)。優選在進入有限通訊環境之前確定該初始資訊。該參數可包括初始前進方向和/或速度。在進入有限通訊環境之後，裝置使用一個或多個感測器來檢測當前參數集(520)。這些當前參數可包括裝置的當前前進方向和/或速度(其可基於加速度資訊來獲得，或者可衍生出距離資訊)。
一旦獲得了當前參數，裝置就基於該參數和先前儲存的位置來估計該裝置的當前位置(530)。在某些情況下，先前儲存的位置可以是初始位置。在一種實施方式中，該位置可通過基於當前參數確定相對先前儲存的位置的變化來估計。在另一實施方式中，該位置還可通過比較當前指紋資訊與先前儲存的指紋資訊及其相應位置來計算。
在估計當前位置之後，裝置儲存當前位置以及後續可能需要存入記憶體中的任何附加參數(540)。隨後，該方法以預定或另外確定的時間間隔來重複檢測(520)、估計(530)和儲存(540)步驟。
相關領域技術人員將認識到，上述方法可另外或可替代地包括以上討論的無線通訊裝置300和/或定位模組400的任何功能，以及對其的任何修改。此外，範例性方法的以上描述不應被解釋為限定了該方法和對無線通訊裝置300和/或定位模組400的描述。
範例性電腦系統的實施
如本文所述，對於相關領域技術人員而言，顯然本公開的各種元件和特徵可以使用類比和/或數位電路的硬體、通過由一個或多個通用或專用處理器執行指令的軟體，或者作為硬體和軟體的組合來實施。
為完整起見，提供了對通用電腦系統的以下描述。本公開的實施方式可以硬體來實施，或者作為軟體和硬體的組合來實施。因此，本公開的實施方式可在電腦系統或其他處理系統的環境下實施。這種電腦系統600的一個實例在圖6中顯示。之前圖中所示的一個或多個模組可至少部分地在一個或多個不同電腦系統600上實施，其中包括例如定位模組320/400。
電腦系統600包括一個或多個處理器，諸如處理器604。處理器604可以是專用或通用數位信號處理器。處理器604連接至通訊基礎設施602(例如，匯流排或網路)。各種軟體實施以該範例性電腦系統的形式來描述。對於相關領域技術人員而言，在閱讀該描述之後，如何利用其他電腦系統和/或電腦架構來實施本公開將變得顯而易見。
電腦系統600還包括主記憶體606，優選隨機存取記憶體(RAM)，且還包括輔助記憶體608。輔助記憶體608例如可包括硬碟驅動器610和/或可攜式(removable)儲存驅動器612，該可攜式儲存驅動器612表示軟碟驅動器、磁帶驅動器、光碟驅動器等。可攜式儲存驅動器612以已知方式從儲存可攜式儲存單元616讀取和/或向其寫入。可攜式儲存單元616表示由可攜式儲存驅動器612讀取和寫入的軟碟、磁帶、光碟等。相關領域技術人員將理解，可攜式儲存單元616包括其中儲存有電腦軟體和/或資料的電腦可用儲存介質。
在可替代實施方式中，輔助記憶體608可包括用於允許電腦程式或其他指令被載入電腦系統600的其他類似裝置。該裝置可包括例如可攜式儲存單元618和介面614。該裝置的實例可包括程 式盒(program catridge)和盒介面(catridge interface，諸如視訊遊戲裝置中可見的程式盒和盒介面)、可攜式儲存晶片(例如EPROM或PROM)和相關插槽、隨身碟(thumb drive)和USB埠、以及其他可攜式儲存單元618和允許軟體和資料從可攜式儲存單元618傳送至電腦系統600的介面614。
電腦系統600還可包括通訊介面620。通訊介面620允許軟體和資料在電腦系統600與外部裝置之間傳送。通訊介面620的實例可包括數據機、網路介面(諸如乙太網路卡)、通訊埠、PCMCIA插槽和卡等。經由通訊介面620傳送的軟體和資料的形式可以是電子信號、電磁信號、光信號、或其他能被通訊介面620接收的信號。這些信號經由通訊路徑622提供給通訊介面620。通訊路徑622承載信號且可使用導線或電纜、光纖、電話線、手機鏈路、RF鏈路和其他通訊通道來實施。
如本文所用，術語“電腦程式介質”和“電腦可讀介質”通常用來指示有形儲存介質，諸如可攜式儲存單元616和618或安裝在硬碟驅動器610中的硬碟。這些電腦程式產品是用於提供軟體給電腦系統600的裝置。
電腦程式(也稱為電腦控制邏輯)儲存在主記憶體606和/或輔助記憶體608中。電腦程式也可經由通訊介面620接收。這種電腦程式在被執行時能使電腦系統600實施如本文所討論的本公開。具體地，該電腦程式在被執行時能使處理器604實施本公開的處理，諸如本文所述的任何方法。相應地，該電腦程式表示電腦系統600的控制器。其中，使用軟體來實施本公開，該軟體可儲存在電腦程式產品中，並使用可攜式儲存驅動器612、介面614或通訊介面620載入電腦系統600。
在另一實施方式中，主要以使用例如硬體部件(諸如專用積體電路(ASIC)和閘陣列(gate array))的硬體來實施本公開的特徵。實施硬體狀態機以執行本文所述功能對於相關領域技術人員 而言也將是顯而易見的。
結論
應理解，具體實施方式部分而非摘要部分旨在用於解釋申請專利範圍。摘要部分可闡述一個或多個但並非全部的範例性實施方式，且因此，並不意味著以任何方式限定本公開和所附申請專利範圍。
以上已借助於顯示具體功能及其關係的實施的功能塊描述了本發明。為便於描述，本文任意定義了這些功能塊的邊界。只要能適當執行具體功能及其關係，也可定義替代性邊界。
對於相關領域技術人員而言，顯然在不偏離本公開的精神和範圍的情況下，可在形式和細節上對其進行各種改變。因此，本發明不應由上述任何範例性實施方式來限定，而是應僅根據所附申請專利範圍及其等同物來限定。
300‧‧‧無線通訊環境
305‧‧‧天線
310‧‧‧無線電模組
320‧‧‧定位模組
330‧‧‧控制器模組

Claims (10)

  1. 一種能在有限通訊環境中估計無線通訊裝置的位置的無線通訊裝置，所述無線通訊裝置包括：GNSS模組，其被配置為在進入所述有限通訊環境之前接收GNSS信號；感測器模組，其被配置為檢測在所述有限通訊環境中的所述無線通訊裝置的前進方向和速度資訊；以及計算模組，其被配置為：基於在進入所述有限通訊環境之前接收到的GNSS信號來校準所述感測器模組；基於所述GNSS信號來確定初始位置；以及基於由所述感測器模組計算的所述前進方向和速度資訊以及所述初始位置來估計所述無線通訊裝置的位置。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述的無線通訊裝置，其中，所述感測器模組包括用於產生所述速度資訊的加速度計，以及用於產生所述前進方向資訊的陀螺儀和磁力計中的至少一個。
  3. 根據申請專利範圍第1項所述的無線通訊裝置，其中，所述計算模組被配置為根據基於由所述GNSS模組接收到的所述GNSS信號的所述無線通訊裝置的實際速度和前進方向，通過調節所述感測器模組的一個或多個參數來校準所述感測器模組。
  4. 根據申請專利範圍第1項所述的無線通訊裝置，還包括記憶體模組，其被配置為儲存由所述計算模組計算的最新位置估計，其中，所述計算模組被配置為基於儲存的所述最新位置估計，以預定時間間隔來估計所述無線通訊裝置的位置。
  5. 根據申請專利範圍第1項所述的無線通訊裝置，還包括：無線電模組，其被配置為每當所述計算模組估計所述無線通訊裝置的位置時，產生無線通訊指紋；以及 記憶體模組，其被配置為儲存所述無線通訊指紋以及相應的位置估計。
  6. 根據申請專利範圍第1項所述的無線通訊裝置，其中，所述計算模組被配置為在當前無線通訊指紋與儲存的無線通訊指紋在預定臨界值內相關聯時，將所述無線通訊裝置的當前位置設定為儲存的位置估計。
  7. 一種無線通訊裝置，包括：感測器模組，其被配置為當所述無線通訊裝置在有限通訊環境中移動時，檢測所述無線通訊裝置的移動資訊；以及計算模組，其被配置為基於檢測到的所述移動資訊和預定起始位置，在所述有限通訊環境中以預定時間間隔來估計所述無線通訊裝置的位置。
  8. 根據申請專利範圍第7項所述的無線通訊裝置，其中，所述預定起始位置最初基於在進入所述有限通訊環境之前接收到的GNSS資料來確定，以及其中，所述預定起始位置隨後基於先前估計的在所述有限通訊環境中的位置來確定。
  9. 一種在有限通訊環境中估計無線通訊裝置的位置的方法，所述方法包括：基於在進入所述有限通訊環境之前獲得的資訊計算初始位置；利用一個或多個感測器檢測所述無線通訊裝置的移動資訊；以及基於所述移動資訊和起始位置，以預定時間間隔估計所述無線通訊裝置的位置，其中，所述起始位置是用於第一位置估計的所述初始位置，以及是用於後續位置估計的先前位置估計。
  10. 根據申請專利範圍第9項所述的方法，其中，所述移動資訊的 檢測包括檢測攜帶所述無線通訊裝置的用戶的步數和前進方向，以及其中，所述移動資訊包括所述步數和所述前進方向。
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