TW202244536A - 使用射頻感測的室內地圖產生 - Google Patents
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Abstract
公開用於使用射頻(RF)感測執行測繪的系統和技術。例如,伺服器可以從多個無線設備中獲得與第一無線設備對應的第一RF感測資料集合和方向資料。第一RF感測資料集合可以與至少一個接收波形相關聯,該至少一個接收波形是第一反射器對發送波形的反射。基於第一RF感測資料集合、方向資料和與第一無線設備對應的位置資料,可以產生包括對反射器的參考的室內地圖。
Description
本公開內容一般涉及室內測繪。本公開內容的各方面涉及用於使用射頻(RF)感測來產生室內地圖的系統和技術。
無線電子設備能夠提供各種電信服務,以及地理定位、測繪和路徑規劃功能。例如,便攜式電子設備可以包括可以決定設備的位置並為用戶提供前往特定目的地的方向的軟體和硬體組件。
為了實現各種電信功能,無線電子設備可以包括被配置為發送和接收射頻(RF)信號的硬體和軟體組件。例如,行動設備可以被配置為經由Wi-Fi、5G/新無線電(NR)、藍牙TM、和/或超寬頻(UWB)等進行通信。
以下給出與本文所公開的一個或多個方面相關的簡化概述。因此,以下概述不應被視為與所有預期的方面相關的廣泛概述,也不應被認為識別與所有預期的方面相關的關鍵或重要元素或描繪與任何特定方面相關聯的範圍。相應地,以下概述的唯一目的是在以下給出的詳細描述之前以簡化形式呈現與關於本文所公開的機制的一個或多個方面相關的某些概念。
公開用於產生室內地圖的系統、方法、裝置和計算機可讀媒體。根據至少一個示例,提供一種用於產生室內地圖的方法。該方法可以包括:由伺服器設備從多個無線設備接收與第一無線設備對應的第一射頻(RF)感測資料集合和方向資料,其中,第一RF感測資料集合與至少一個接收波形相關聯,該至少一個接收波形是第一反射器對發送波形的反射;以及由伺服器設備基於第一RF感測資料集合、方向資料和與第一無線設備對應的位置資料產生包括對第一反射器的參考的室內地圖。
在另一示例中,提供一種用於室內測繪的裝置,其包括記憶體和耦接到記憶體的至少一個處理器(例如,被配置在電路中)。該至少一個處理器被配置為:從多個無線設備接收與第一無線設備對應的第一射頻(RF)感測資料集合和方向資料,其中,第一RF感測資料集合與至少一個接收波形相關聯,該至少一個接收波形是第一反射器對發送波形的反射;以及基於第一RF感測資料集合、方向資料和與第一無線設備對應的位置資料產生包括對第一反射器的參考的室內地圖。
在另一示例中,提供一種非暫時性計算機可讀媒體,其包括儲存在其上的至少一個指令,當由一個或多個處理器執行時,該指令使一個或多個處理器:從多個無線設備接收與第一無線設備對應的第一射頻(RF)感測資料集合和方向資料,其中,第一RF感測資料集合與至少一個接收波形相關聯,該至少一個接收波形是第一反射器對發送波形的反射;以及基於第一RF感測資料集合、方向資料和與第一無線設備對應的位置資料產生包括對第一反射器的參考的室內地圖。
在另一示例中,提供一種用於執行室內測繪的裝置。該裝置包括:用於從多個無線設備接收與第一無線設備對應的第一射頻(RF)感測資料集合和方向資料的構件,其中,第一RF感測資料集合與至少一個接收波形相關聯,該至少一個接收波形是第一反射器對發送波形的反射;以及用於基於第一RF感測資料集合、方向資料和與第一無線設備對應的位置資料來產生包括對第一反射器的參考的室內地圖的構件。
在另一示例中,提供一種用於執行室內測繪的方法。該方法包括:由無線設備發送射頻(RF)信號;由無線設備接收多個反射RF信號,每個反射RF信號是來自室內空間中的至少一個物件的發送RF信號的反射;由無線設備獲取來自至少一個物件的多個反射RF信號的RF感測資料;以及由無線設備呈現包括對至少一個物件的參考的室內空間的室內地圖,其中,對至少一個物件的參考是基於RF感測資料。
在另一示例中,提供一種用於室內測繪的裝置,其包括收發器、記憶體和耦接到記憶體和收發器的至少一個處理器(例如,被配置在電路中)。該至少一個處理器被配置為:經由收發器發送射頻(RF)信號;經由收發器,接收多個反射RF信號,每個反射RF信號是來自室內空間中的至少一個物件的發送RF信號的反射;獲取來自至少一個物件的多個反射RF信號的RF感測資料;以及呈現包括對至少一個物件的參考的室內空間的室內地圖,其中,對至少一個物件的參考是基於RF感測資料。
在另一示例中,提供一種非暫時性計算機可讀媒體,其包括儲存在其上的至少一個指令,當由一個或多個處理器執行時,該指令使一個或多個處理器:發送射頻(RF)信號;接收多個反射RF信號,每個反射RF信號是來自室內空間中的至少一個物件的發送RF信號的反射;獲取來自至少一個物件的多個反射RF信號的RF感測資料;以及呈現包括對至少一個物件的參考的室內空間的室內地圖,其中,對至少一個物件的參考是基於RF感測資料。
在另一示例中,提供一種用於執行室內測繪的裝置。該裝置包括:用於發送射頻(RF)信號的構件;用於接收多個反射RF信號的構件,每個反射RF信號是來自室內空間中的至少一個物件的發送RF信號的反射;用於獲取來自至少一個物件的多個反射RF信號的RF感測資料的構件;以及用於呈現包括對至少一個物件的參考的室內空間的室內地圖的構件,其中,對至少一個物件的參考是基於RF感測資料。
在一些方面中,該裝置是以下項或以下項的一部分:行動設備(例如,行動電話或所謂的“智慧型電話”或其他行動設備)、可穿戴設備、擴展實境設備(例如,虛擬實境(VR)設備、擴增實境(AR)設備、或混合實境(MR)設備)、平板計算機、個人計算機、膝上型計算機、伺服器計算機、無線存取點、或具有RF介面的任何其他設備。在一些方面,上述裝置可包括一個或多個感測器,其可用於決定裝置的位置、裝置的方向、和/或用於任何其他目的。
基於圖式和詳細描述,與本文公開的方面相關聯的其他目的和優點對於本領域技術人員將是顯而易見的。
出於說明目的,下文提供本公開內容的某些方面和實施例。在不脫離本公開內容的範圍的情況下,可以設計替代的方面。另外,本公開內容中眾所周知的元素將不被詳細描述或將被省略以免模糊本公開內容的相關細節。本文描述的一些方面和實施例可以獨立地應用,並且其中一些可以組合應用,這對於本領域技術人員來說是顯而易見的。在以下描述中,出於解釋的目的,闡述具體細節以便提供對本公開內容的實施例的透徹理解。然而,顯然可以在沒有這些具體細節的情況下實踐各種實施例。圖式和描述並非旨在限制。
隨後的描述提供示例實施例,並且不旨在限制本公開內容的範圍、適用性或配置。相反,示例性實施例的隨後描述將為本領域技術人員提供用於實現示例性實施例的使能描述。應當理解的是,在不脫離所附申請專利範圍中闡述的本公開內容的精神和範圍的情況下,可以對元件的功能和佈置進行各種改變。
便攜式電子設備(例如智慧型手機、平板計算機或膝上型計算機)能夠執行包括地理定位、地圖繪製和路徑規劃功能在內的功能。通常,這些便攜式電子設備包括利用全球導航衛星系統(GNSS)(例如,全球定位系統(GPS))來決定設備位置的硬體和軟體組件。雖然此類系統為設備的位置提供高度的準確性,但需要設備和GNSS衛星之間的直接視線,以確保適當的功能。因此,這些系統不適用於室內使用,並且可能限於某些室外使用情況。
為了克服與GNSS相關的缺點,已經開發一些技術來透過利用用於追蹤設備位置和/或設備軌跡的替代機制來促進室內環境的測繪。例如,可以使用利用信標來追蹤設備(例如,機器人真空吸塵器)在整個室內空間中的位置的系統。透過聚合位置資料,可以產生基於設備可存取的位置的地圖。然後,系統可能會假設,由於例如牆壁或家具的存在,設備尚未報告的某些位置無法存取。
還存在可以透過以固定時間間隔監視設備位置,來追蹤行動設備在整個室內空間中的軌跡的技術。例如,與設備位置和時間戳資料相關聯的位置資訊可用於繪製設備移動或軌跡。累積的設備軌跡資料可用於產生室內環境的地圖。
雖然這些技術可用於渲染室內空間的基本二維地圖,但它們不能產生三維地圖。此外,如上所述,現有的室內地圖產生技術僅依賴於行動設備的位置或軌跡,然後使用此資訊來推斷周圍空間。現有技術無法直接擷取有關設備周圍環境的任何資料,例如牆壁、地板、天花板、門和家具等。
此外,依賴設備位置來產生室內地圖是耗時的,因為它需要設備或攜帶設備的用戶覆蓋大量空間。此外,對位置資料的依賴本身就存在缺陷,因為可能存在一些可進入但不經常頻繁出入的空間。因此,所得的室內地圖可以包括關於室內空間中的物件以及整體佈局的高度不準確性。
本文描述用於產生地圖的系統、裝置、程序(也稱為方法)和計算機可讀媒體(統稱為“系統和技術”),例如室內空間的地圖(室內地圖)、室外空間地圖(室外地圖)、包括室內和室外的空間地圖、另一種類型的地圖、或它們的任何組合。本文將使用室內地圖作為示例來描述示例。然而,系統和技術不限於產生室內地圖,而是可以用於產生任何類型的地圖。該系統和技術為電子設備提供執行射頻(RF)感測並獲得可用於產生空間(例如,室內空間)的地圖的RF感測資料的能力。RF感測資料可以透過利用能夠同時執行發送和接收功能的無線介面來獲得。下面將使用Wi-Fi作為說明性示例來描述示例。然而,系統和技術不限於Wi-Fi。例如,在一些情況下,系統和技術可以使用5G/新無線電(NR)來實現,例如使用毫米波(mmWave)技術。在某些情況下,可以使用其他無線技術來實現這些系統和技術,例如,藍牙
TM、超寬頻(UWB)等。
在一些示例中,系統和技術可以透過實現設備的Wi-Fi介面來執行RF感測,該Wi-Fi介面具有至少兩個可用於同時發送和接收RF信號的天線。在一些情況下,天線可以是全向的,使得可以從所有方向接收和發送RF信號。例如,設備可以利用其Wi-Fi介面的發送器來發送RF信號,並同時啟用Wi-Fi介面的Wi-Fi接收器,以便設備可以擷取從周圍環境中的反射器(例如,靜態或動態物件、和/或結構元件)反射的任何信號。Wi-Fi接收器還可以接收直接從 Wi-Fi發送器的天線耦接到Wi-Fi接收器的天線而不會從任何物件反射的洩漏信號。在這樣做時,設備可以基於與發送信號的直接路徑(洩漏信號)相關的資料,以及與接收到的與發送信號對應的信號的反射路徑相關的資料,來收集信道狀態資訊(CSI)形式的RF感測資料。
在一些方面,CSI資料可用於計算反射信號的距離以及到達角。反射信號的距離和角度可用於識別周圍環境中反射器的大小和位置,以便產生室內地圖。
在一些示例中,可以使用信號處理、機器學習演算法、使用任何其他合適的技術、或其任何組合來決定反射信號的距離和到達角。在一個示例中,可以透過測量從接收洩漏信號到接收反射信號的時間差來計算反射信號的距離。在另一個示例中,可以透過利用天線陣列接收反射信號並測量天線陣列的每個元件處的接收相位差來計算到達角。
在一些方面中,反射信號的距離以及反射信號的到達角可用於決定引起反射的物件的大小和形狀。例如,該設備可以利用計算的距離和到達角,來決定信號從物件反射的點。然後,該設備可以聚合各種信號的反射點,以決定反射器的大小和形狀。
在一些情況下,設備可以決定並儲存設備位置資料和設備方向資料。在一些情況下,如果設備處於運動中,則可以使用設備位置資料和設備方向資料來調整反射信號的距離和到達角的計算(使用CSI資料決定)。例如,位置和方向資料可用於將一個或多個反射信號與其對應的發送信號相關。在一些示例中,可以使用測量往返時間(RTT)、被動定位、到達角(AoA)、接收信號強度指示器(RSSI)的技術、使用CSI資料、使用任何其他合適的技術、或其任何組合來收集設備位置或位置資料。設備方向資料可以從設備上的電子感測器獲得,例如,透過使用一個或多個陀螺儀、加速度計、指南針、任何其他合適的感測器、或其任何組合。
在一些示例中,設備本身可以分析RF感測資料(例如CSI資料),並執行反射距離和角度計算,以便識別其周圍環境中的物件/邊界。設備可以使用該資料來產生它自己的本地室內地圖。在某些情況下,該設備然後可以將其地圖資訊上傳到可以從多個設備獲取地圖資訊的伺服器。伺服器可以聚合其從多個設備獲得的地圖資料,以進一步開發室內地圖。在一些示例中,伺服器隨後可以向設備提供更新的地圖資訊。
在一些示例中,設備可以將RF感測資料上傳到伺服器。在某些情況下,設備還可以將其位置和方向資料與RF感測資料一起發送到伺服器。伺服器可以執行計算以決定反射信號的距離和到達角,這可以減輕設備執行計算所需的計算負擔。基於所決定的到達距離和角度,伺服器可以產生室內地圖,並將室內地圖提供給設備。
在某些情況下,伺服器可以對來自眾多設備的資料進行“群眾外包”,以開發更詳細的室內地圖。向伺服器提供資料的設備可以或可以不與存在於其各自室內環境中的本地網路(例如,Wi-Fi網路)相關聯。例如,伺服器可以從位於提供本地Wi-Fi的建築物內的設備接收資料,而不考慮該設備與本地網路的關聯。在一些示例中,當無線設備未連接到建築物中的Wi-Fi路由器或Wi-Fi存取點時,可利用諸如其Wi-Fi收發器的RF介面來收集CSI資料。類似地,當室內環境中沒有可用的網路時,無線設備可以利用RF介面來收集RF感測資料。該設備可以在本地儲存RF感測資料,並在稍後網路連接可用時將其發送到伺服器。
在一些技術中,設備可以向伺服器提供或以其他方式利用絕對位置。例如,雖然設備位於建築物內部,但設備與外牆或窗戶的接近度可以允許設備獲取GPS定位,這將允許設備識別其絕對位置。可替代地,該設備可以利用其最後已知的GPS位置,該位置可用於估計GPS定位被終止的建築物的位置。在已知或估計絕對位置的情況下,可以使用絕對位置將內部地圖與特定建築相關聯。可替代地,該設備可以利用相對位置。例如,位置資料可以與位於與設備相同的環境內的Wi-Fi存取點或藍牙
TM信標相關。
下面將參考圖式討論本文所描述的技術的各個方面。圖1是示例通信網路100的方塊圖。根據一些方面,通信網路100可以包括無線區域網路(WLAN),例如Wi-Fi網路108(並且在下文中將被稱為WLAN 108)。例如,WLAN 108可以是實現IEEE 802.11系列無線通信協定標準(例如由IEEE 802.11-2016規範或其修改所定義的標準,包括但不限於802.11ay、802.11ax、802.11az、802.11ba和802.11be)中的至少一個的網路。
WLAN 108可以包括眾多無線通信設備,例如存取點(AP)102和用戶設備(UE)104a、104b、104c和104d(統稱為“UE 104”)。雖然僅示出一個AP 102,但WLAN 108還可以包括多個AP 102。通常,UE可以是用戶用來透過無線通信網路進行通信的任何無線通信設備(例如,行動電話、路由器、平板計算機、膝上型計算機、可穿戴設備(例如,智慧型手錶、眼鏡、擴展實境(XR)設備,如虛擬實境(VR)耳機、擴增實境(AR)耳機或眼鏡、或混合實境(MR)耳機等)、車輛(例如,汽車、摩托車、自行車等)、物聯網(IoT)設備等)。UE可以是移動的,或者可以(例如,在某些時刻)是靜止的,並且可以與無線電存取網(RAN)通信。如本文所使用的,用語“UE”可以被可互換地被稱為“存取終端”或“AT”、“用戶設備”、“用戶終端”或UT、“客戶端設備”、“無線設備”、“訂戶設備”、“訂戶終端”、“訂戶站”、“行動設備”、“行動終端”、“行動站”及它們的變型。一般地,UE可以經由RAN與核心網路通信,並且透過核心網路,UE能夠與外部網路(諸如網際網路)以及與其他UE連接。UE還可以與本文所述的其他UE和/或其他設備進行通信。
單個AP 102和相關聯的UE 104集合可以被稱為基本服務集(BSS),其由相應的AP 102管理。可以透過服務集合識別符(SSID)向用戶識別BSS,以及透過基本服務集合識別符(BSSID)向其他設備識別BSS,基本服務集合識別符可以是AP 102的媒體存取控制(MAC)位址。AP 102週期性地廣播包括BSSID的信標幀(“信標”),以使AP 102的無線範圍內的任何UE 104能夠與AP 102“關聯”或重新關聯,以建立相應的通信鏈路106(以下也稱為“Wi-Fi鏈路”),或保持與AP 102的通信鏈路106。例如,信標可以包括各個AP 102使用的主信道的識別,以及用於建立或保持與AP 102的時序同步的時序同步功能。AP102可以經由相應的通信鏈路106向WLAN中的各種UE 104提供對外部網路的存取。
為了建立與AP 102的通信鏈路106,UE 104中的每一個被配置為在一個或多個頻帶(例如,2.4 GHz、5 GHz、6 GHz或60 GHz頻帶)中的頻率信道上執行被動或主動掃描操作(“掃描”)。為了執行被動掃描,UE 104監聽信標,這些信標由各個AP 102以被稱為目標信標傳輸時間(TBTT)(以時間單位(TU)測量,其中一個TU可等於1024微秒(µs))的週期性時間間隔發送。為了執行主動掃描,UE 104在要掃描的每個信道上產生並順序發送探測請求,並監聽來自AP 102的探測響應。每個UE 104可被配置為基於透過被動或主動掃描獲得的掃描資訊來識別或選擇要與之關聯的AP 102,並執行認證和關聯操作以與所選AP 102建立通信鏈路106。AP 102在關聯操作結束時將關聯識別符(AID)分配給UE 104,AP 102使用該關聯識別符來追蹤UE 104。
作為無線網路的日益普及的結果,UE 104可以有機會選擇UE範圍內的許多BSS之一,或在多個AP 102中進行選擇,這些AP 102一起形成包括多個連接的BSS的擴展服務集(ESS)。與WLAN 108相關聯的擴展網路站可以連接到可以允許多個AP 102連接在這樣的ESS中的有線或無線分散系統。因此,UE 104可以被多於一個AP 102覆蓋,並且可以在不同時間與不同AP 102關聯以進行不同傳輸。此外,在與AP 102關聯之後,UE 104還可以被配置為週期性地掃描其周圍環境,以找到更合適的AP 102與之關聯。例如,相對於其相關聯的AP 102,移動的UE 104可以執行“漫遊”掃描,以找到具有更期望的網路特性(例如,更大的接收信號強度指示符(RSSI)或更低的流量負載)的另一個AP 102。
在一些情況下,UE 104可以形成在沒有AP 102或除了UE 104本身之外的其他設備情況下的網路。這種網路的一個示例是隨意網路(或無線隨意網路)。隨意網路也可以替代地稱為網狀網路或點對點(P2P)網路。在某些情況下,隨意網路可以在更大的無線網路(例如WLAN 108)內實現。在這樣的實施方式中,雖然UE 104可以使用通信鏈路106透過AP 102彼此通信,但UE 104也可以經由直接無線鏈路110彼此直接通信。此外,兩個UE 104可以經由一個或多個設備對設備(D2D)點對點(P2P)鏈路進行通信,該鏈路被稱為“側行鏈路”。在圖1的示例中,UE 104b具有與UE 104a的直接無線鏈路110(例如,D2D P2P鏈路),其連接到一個或多個基地台160並允許UE 104b間接獲得蜂巢式連接。雖然圖1中示出單個基地台160,但是通信系統100可以包括與UE 104通信的多個基地台。在一個示例中,直接無線鏈路110可由任何眾所周知的D2D無線電存取技術(RAT)支援,諸如LTE直連(LTE-D)、Wi-Fi直連(WiFi-D)、藍牙®、UWB等。
AP 102和UE 104可以根據IEEE 802.11系列無線通信協定標準(例如由IEEE 802.11-2016規範或其修正定義的標準,包括但不限於802.11ay、802.11ax、802.11az、802.11ba和802.11be)工作和通信(經由各自的通信鏈路106)。這些標準為PHY和媒體存取控制(MAC)層定義WLAN無線電和基頻協定。AP 102和UE 104以PHY協定資料單元(PPDU)(或實體層彙聚協定(PLCP)PDU)的形式相互發送和接收無線通信(以下也稱為“Wi-Fi通信”)。WLAN 108中的AP 102和UE 104可以在非授權的頻譜上發送PPDU,該頻譜可以是包括Wi-Fi技術傳統上使用的頻帶(例如2.4 GHz頻帶、5 GHz頻帶、60 GHz頻帶、3.6 GHz頻帶和900 MHz頻帶)的頻譜的一部分。本文描述的AP 102和UE 104的一些實施方式也可以在其他頻帶(例如6 GHz頻帶)中進行通信,該其他頻帶可以支援授權和非授權通信。AP 102和UE 104還可以被配置為在諸如共用授權頻帶的其他頻帶上進行通信,其中多個運營商可以具有在相同或重疊的一個或多個頻帶中操作的授權。
每個頻帶可以包括多個子頻帶或頻率信道。例如,符合IEEE 802.11n、802.11ac、802.11ax和 802.11be標準修訂的PPDU可以在2.4、5 GHz或6 GHz頻帶上發送,每個頻帶被劃分為多個20 MHz信道。因此,這些PPDU在具有最小頻寬為20 MHz的實體信道上發送,但可以透過信道綁定形成更大的信道。例如,可以透過將多個20 MHz信道綁定在一起在具有40 MHz、80 MHz、160 MHz或200 MHz頻寬的實體信道上發送PPDU。
在一些示例中,通信網路100可以包括一個或多個基地台160。一個或多個基地台160可以包括宏小區基地台(高功率蜂巢式基地台)和/或小型小區基地台(低功率蜂巢式基地台)。在一方面中,宏小區基地台可包括:對應於4G/LTE網路的eNB和/或ng-eNB、或對應於5G/NR網路的gNB、或兩者的組合,並且小型小區基地台可包括毫微微小區、微微小區、微小區等。
一個或多個基地台160可共同形成無線電存取網路(RNA),並透過回傳鏈路122與核心網路170(例如,演進封包核心(EPC)或5G核心(5GC))對接,並透過核心網路170對接到一個或多個伺服器172(其可以是核心網路170的一部分,或可以在核心網路170外部)。除了其他功能,一個或多個基地台160可以執行與以下一項或多項有關的功能:傳遞用戶資料、無線電信道加密和解密、完整性保護、標頭壓縮、行動性控制功能(例如,切換、雙連通性)、小區間干擾協調、連接建立和釋放、負載平衡、非存取階層(NAS)訊息的分發、NAS節點選擇、同步、RAN共用、多媒體廣播多播服務(MBMS)、訂戶和裝備追蹤、RAN資訊管理(RIM)、傳呼、定位、以及警告訊息的遞送。
一個或多個基地台160可以經由通信鏈路120與UE(例如,UE 104a)無線通信。一個或多個基地台160與UE 104之間的通信鏈路120可以包括從UE(例如,UE 104a、104b、104c、和/或104d)到基地台160的上行鏈路(也稱為反向鏈路)傳輸和/或從基地台160到一個或多個UE 104的下行鏈路(也稱為前向鏈路)傳輸。通信鏈路120可使用MIM0天線技術,包括空間多工、波束成形、和/或發送分集。通信鏈路120可透過一個或多個載波頻率。
通信網路100中的每個UE 104可以被配置為執行RF感測功能以產生室內地圖。RF感測功能可以使用UE 104中存在的能夠同時發送和接收RF信號的任何RF介面來實現。UE 104可以透過利用通信網路100來傳輸與室內測繪相關的資料(例如,RF感測資料、部分地圖資料、位置資料、方向資料等)。
在一些示例中,出於產生室內地圖的目的,UE 104可以與一個或多個伺服器(例如伺服器172)通信。與伺服器172的通信可經由核心網路170進行,核心網路170可由UE 104透過利用與基地台160或AP 102的通信鏈路來存取。AP 102可以經由通信鏈路112存取包括伺服器172的核心網路。
圖2示出用戶設備207的計算系統270的示例。用戶設備207是終端用戶可以使用的UE的示例。例如,用戶設備207可以包括行動電話、路由器、平板計算機、膝上型計算機、可穿戴設備(例如,智慧型手錶、眼鏡、XR設備等)、物聯網(IoT)設備、和/或用戶用來透過無線通信網路進行通信的另一設備。計算系統270包括軟體和硬體組件,它們可以經由匯流排289電耦接或通信耦接(或視情況而定以其他方式進行通信)。例如,計算系統270包括一個或多個處理器284。一個或多個處理器284可以包括一個或多個CPU、ASIC、FPGA、AP、GPU、VPU、NSP、微控制器、專用硬體、其任何組合、和/或其他處理設備或系統。匯流排289可被一個或多個處理器284用於在核心之間和/或與一個或多個記憶體設備286進行通信。
計算系統270還可以包括一個或多個記憶體設備286、一個或多個數位信號處理器(DSP)282、一個或多個用戶識別模組(SIM)274、一個或多個數據機276、一個或多個無線收發器278、一個或多個天線287、一個或多個輸入設備272(例如,相機、滑鼠、鍵盤、觸控螢幕、觸控板、小鍵盤、麥克風等)、以及一個或多個輸出設備280(例如,顯示器、揚聲器、印表機等)。
一個或多個無線收發器278可以經由天線287從一個或多個其他設備(例如其他用戶設備、網路設備(例如,諸如eNB和/或gNB的基地台、諸如路由器、範圍擴展器等的Wi-Fi存取點(AP)、雲端網路等)接收無線信號(例如信號288)。在一些示例中,計算系統270可以包括可以促進同時發送和接收功能的多個天線或天線陣列。天線287可以是全向天線,使得可以從所有方向接收和發送RF信號。無線信號288可以經由無線網路發送。無線網路可以是任何無線網路,例如蜂巢式或電信網路(例如3G、4G、5G等)、無線區域網路(例如Wi-Fi網路)、藍牙
TM網路、和/或其他網路。在一些示例中,一個或多個無線收發器278可以包括RF前端,該RF前端包括一個或多個組件,例如放大器、用於信號轉換降頻的混頻器(也稱為信號乘法器)、向混頻器提供信號的頻率合成器(也稱為振盪器)、基頻濾波器、類比數位轉換器(ADC)、一個或多個功率放大器、以及其他組件。RF前端通常可以處理無線信號288到基頻或中頻的選擇和轉換,並且可以將RF信號轉換到數位域。
在一些情況下,計算系統270可以包括編碼-解碼設備(或CODEC),其被配置為對使用一個或多個無線收發器278發送和/或接收的資料進行編碼和/或解碼。在一些情況下,計算系統270可以包括被配置為加密和/或解密由一個或多個無線收發器278發送和/或接收的資料(例如,根據AES和/或DES標準)的加密-解密設備或組件。
一個或多個SIM 274可以各自安全地儲存分配給用戶設備207的用戶的國際移動用戶識別(IMSI)號碼和相關密鑰。當存取由與一個或多個SIM 274相關聯的網路服務提供商或運營商提供的網路時,IMSI和密鑰可用於識別和認證用戶。一個或多個數據機276可以調變一個或多個信號以編碼資訊以供使用一或多個無線收發器278傳輸。一個或多個數據機276還可以解調由一個或多個無線收發器278接收的信號,以便解碼傳輸的資訊。在一些示例中,一個或多個數據機276可以包括Wi-Fi數據機、4G(或LTE)數據機、5G(或NR)數據機、和/或其他類型的數據機。一個或多個數據機276和一個或多個無線收發器278可用於傳送針對一個或多個SIM 274的資料。
計算系統270還可以包括(和/或與其通信)一個或多個非暫時性機器可讀儲存媒體或儲存設備(例如,一個或多個儲存設備286),其可以包括但不限於本地和/或網路可存取記憶體、磁碟驅動器、驅動器陣列、光儲存設備、諸如RAM和/或ROM的固態儲存設備,其可以是可編程的、可快閃更新的和/或類似的。這樣的儲存設備可以被配置為實現任何適當的資料儲存,包括但不限於各種文件系統、資料庫結構等。
在各種實施例中,功能可以作為一個或多個計算機程式產品(例如,指令或碼)儲存在記憶體設備286中,並由一個或多個處理器284和/或一個或多個DSP 282執行。計算系統270還可以包括軟體元件(例如,位於一個或多個記憶體設備286內),包括例如操作系統、設備驅動器、可執行庫和/或其他碼,諸如一個或多個應用程式,其可以包括實現由各種實施例提供的功能的計算機程式,和/或可以被設計為實現方法和/或配置系統,如本文所述。
如上所述,本文描述用於使用射頻(RF)感測來執行測繪(例如,室內測繪和/或其他類型的測繪)的系統和技術。圖3是示出利用RF感測技術來偵測物件302以便執行室內測繪的無線設備300的示例的示圖。在一些示例中,無線設備300可以是行動電話、無線存取點、或包括至少一個RF介面的某個其他設備。
在一些方面,無線設備300可以包括一個或多個用於發送RF信號的組件。無線設備300可以包括數位類比轉換器(DAC)304,其能夠接收數位信號或波形(例如,來自未示出的微處理器),並將其轉換為類比波形。作為DAC 304的輸出的類比信號可以提供給RF發送器306。RF發送器306可以是Wi-Fi發送器、5G/NR發送器、藍牙
TM發送器、或能夠發送RF信號的任何其他發送器。
RF發送器306可以被耦接到一個或多個發送天線,例如TX天線312。在一些示例中,TX天線312可以是能夠在所有方向上發送RF信號的全向天線。例如,TX天線312可以是能夠以360度輻射模式輻射Wi-Fi信號(例如,2.4 GHz、5 GHz、6 GHz等)的全向Wi-Fi天線。在另一示例中,TX天線312可以是在特定方向上發送RF信號的方向天線。
在一些示例中,無線設備300還可以包括一個或多個用於接收RF信號的組件。例如,無線設備300中的接收器陣列可以包括一個或多個接收天線,例如RX天線314。在一些示例中,RX天線314可以是能夠從多個方向接收RF信號的全向天線。在其他示例中,RX天線314可以是被配置為從特定方向接收信號的方向天線。在進一步的示例中,TX天線312和RX天線314都可以包括被配置為天線陣列(例如,線性天線陣列、2維天線陣列、3維天線陣列、或其任何組合)的多個天線(例如,元件)。
無線設備300還可以包括耦接到RX天線314的RF接收器310。RF接收器310可以包括一個或多個硬體組件,其用於接收RF波形,例如Wi-Fi信號、藍牙
TM信號、5G/NR信號、或任何其他RF信號。RF接收器310的輸出可以被耦接到類比數位轉換器(ADC)308。ADC 308可以被配置為將接收到的類比RF波形轉換成可以提供給諸如數位信號處理器(未示出)的處理器的數位波形。
在一個示例中,無線設備300可以透過使TX波形316從TX天線312發送來實現RF感測技術。儘管TX波形 316被示為單線,但在一些技術中,TX波形316可以透過全向TX天線312 在所有方向上發送。在一個示例中,TX波形316可以是由無線設備300中的Wi-Fi發送器發送的Wi-Fi波形。在進一步的示例中,TX波形316可以被實現為具有完美或幾乎完美的自相關特性的序列。例如,TX波形316可以包括單載波Zadoff序列,或者可以包括類似於正交分頻多工(OFDM)長訓練欄位(LTF)符號的符號。
在一些技術中,無線設備300可以透過同時執行發送和接收功能來進一步實現RF感測技術。例如,無線設備300可以使其RF接收器310能夠在其使RF發送器306能夠發送TX波形316的同時或接近同時進行接收。在一些示例中,包括在TX波形316中的序列或模式的傳輸可以連續重複,使得該序列被發送特定次數或特定持續時間。在一些示例中,如果在RF發送器306之後啟用RF接收器310,則可以使用在TX波形316傳輸中重複模式,來避免錯過任何反射信號的接收。在一個示例實施方式中,TX波形316可以包括具有發送兩次或更多次的序列長度L的序列,其可以允許RF接收器310在發送TX波形316開始之後在小於或等於L的時間啟用,以便在不錯過任何資訊的情況下接收對應於整個序列的反射。
透過實現同時發送和接收功能,無線設備300可以接收對應於TX波形316的任何信號。例如,無線設備300可以接收從在TX波形316範圍內的反射器反射的信號,例如從物件302反射的RX波形318。無線設備300還可以接收直接從TX天線312耦接到RX天線314而不從任何物件反射的洩漏信號(例如,TX洩漏信號320)。在一些技術中,RX波形318可以包括對應於包括在TX波形316中的序列的多個副本的多個序列。在一些示例中,無線設備300可以組合由RF接收器310接收的多個序列以提高信雜比(SNR)。
無線設備300可以透過獲得與對應於TX波形316的每個接收信號相關聯的RF感測資料來進一步實現RF感測技術。在一些示例中,RF感測資料可以包括基於與TX波形316的直接路徑(例如,洩漏信號320)相關的資料以及與對應於TX波形316的反射路徑(例如,RX波形318)相關的資料的信道狀態資訊(CSI)。
在一些技術中,RF感測資料(例如CSI資料)可包括可用於決定RF信號(例如TX波形316)從RF發送器306傳播到RF接收器310的方式的資訊。RF感測資料可以包括對應於由於多路徑傳播、散射、衰落、和功率隨距離衰減、或其任何組合而對發送的RF信號產生的影響的資料。在一些示例中,RF感測資料可以包括在特定頻寬上對應於頻域中的每個音調的虛資料和實資料(例如,I/Q分量)。
在一些示例中,RF感測資料可用於計算對應於反射波形(例如RX波形318)的距離和到達角。在進一步的示例中,RF感測資料還可用於偵測運動、決定位置、偵測位置或運動模式的變化、獲得信道估計、或其任何組合。在某些情況下,反射信號的距離和到達角度可用於識別周圍環境(例如物件302)中反射器的大小和位置,以便產生室內地圖。在一些方面中,RF感測資料還可用於識別可從室內地圖中忽略的瞬態物件(例如,行走通過室內環境中的人或寵物)。
無線設備300可以透過利用信號處理、機器學習演算法、使用任何其他合適的技術、或其任何組合來計算對應於反射波形的距離和到達角(例如,對應於RX波形318的距離和到達角)。在其他示例中,無線設備300可以將RF感測資料發送到另一個計算設備,例如伺服器,該計算設備可以執行計算以獲得對應於RX波形318或其他反射波形的距離和到達角。
在一個示例中,可以透過測量從接收洩漏信號到接收反射信號的時間差來計算RX波形318的距離。例如,無線設備300可以基於從無線設備300發送TX波形316的時間到其接收洩漏信號320的時間(例如,傳播延遲)之間的差來決定基線距離為零。然後,無線設備300可以基於從無線設備300發送TX波形316到其接收RX波形318的時間差來決定與RX波形318相關聯的距離,然後可以根據與洩漏信號320相關聯的傳播延遲來調整該距離。這樣,無線設備300可以決定RX波形318所經過的距離,其可用於決定引起反射的反射器(例如,物件302)的距離。
在進一步的示例中,可以透過測量接收天線陣列(例如天線314)的各個元件之間的RX波形318的到達時間差來計算RX波形318的到達角。在一些示例中,可以透過測量接收天線陣列中每個元件處的接收相位差來計算到達時間差。
在一些技術中,RX波形318的距離和到達角可用於決定無線設備300與物件302之間的距離,以及物件302相對於無線設備300的位置。RX波形318的距離和到達角也可以用來決定引起反射的物件302的大小和形狀。例如,無線設備300可以利用與RX波形318對應的經計算的距離和到達角來決定TX波形316從物件302反射的點。無線設備300可以聚合各種反射信號的反射點,以決定物件302的大小和形狀。
如上所述,無線設備300可以包括諸如智慧型手機、膝上型計算機、平板計算機等的行動設備。在一些示例中,無線設備300可以被配置為獲得設備位置資料和設備方向資料以及RF感測資料。在一些情況下,設備位置資料和設備方向資料可用於決定或調整反射信號(如RX波形318)的距離和到達角。例如,在RF感測程序期間,用戶可正手持無線設備300,並在房間中穿行。在這種情況下,無線設備300在其發送TX波形316時可以具有第一位置和第一方向,並且在其接收RX波形318時可以具有第二位置和第二方向。當無線設備300處理RF感測資料以計算距離和到達角時,可以考慮位置和方向變化。例如,可以基於與資料的每個元素相關聯的時間戳來關聯位置資料、方向資料和RF感測資料。在一些技術中,位置資料、方位資料和RF感測資料的組合可用於決定物件302的大小和位置。
在一些示例中,無線設備300可以使用包括往返時間(RTT)測量、被動定位、到達角、接收信號強度指示符(RSSI)、CSI資料的技術、使用任何其他合適技術、或其任何組合來收集設備位置資料。在進一步的示例中,設備方向資料可以從無線設備300上的電子感測器(例如陀螺儀、加速度計、指南針、磁力計、任何其他合適的感測器、或其任何組合)獲得。例如,無線設備300上的陀螺儀可用於偵測或測量無線設備300的方位變化(例如,相對方位),而指南針可用於偵測或測量無線設備300的絕對方向。
圖4是示出室內環境400的示圖,該室內環境400可以包括一個或多個被配置為執行RF感測以便創建室內地圖的無線設備。在一些示例中,室內環境400可以包括一個或多個行動無線設備(例如,行動設備402)和/或一個或多個固定無線設備(例如,存取點(AP)404),其可被配置為執行RF感測以便創建室內環境400的室內地圖。
在一方面中,AP 404可以是在室內環境400內具有靜態或固定位置的Wi-Fi存取點。儘管室內環境400被示為具有存取點(例如,AP 404),但任何類型的固定無線設備(例如,桌上型計算機、無線印表機、相機、智慧型電視、智慧型電器等)都可以被配置為執行本文所述的技術。在一個示例中,AP 404可以包括可以被配置為同時發送和接收RF信號的硬體和軟體組件,例如本文關於無線設備300描述的組件。例如,AP 404可以包括一個或多個可被配置為發送RF信號的天線(例如,TX天線406)和一個或多個可被配置為接收RF信號的天線(例如,RX天線408)。如關於無線設備300所指出的,AP 404可以包括被配置為從任何方向發送和接收信號的全向天線或天線陣列。
在一個方面中,AP 404可發送RF信號410,該RF信號410可從位於室內環境400中的各種反射器(例如,位於場景內的靜態或動態物件、諸如牆壁、天花板或其他屏障的結構元素、和/或其他物件)反射。例如,RF信號410可以從牆壁422反射,並使反射信號412經由RX天線408被AP 404接收。在發送RF信號410時,AP 404還可以接收對應於從TX天線406到RX天線408的直接路徑的洩漏信號414。
在一些技術中,AP 404可以獲得與反射信號412相關聯的RF感測資料。例如,RF感測資料可以包括對應於反射信號412的CSI資料。在進一步的方面中,AP 404可以使用RF感測資料來計算與反射信號412對應的距離D
1和到達角θ
1。例如,AP 404可以透過基於洩漏信號414和反射信號412之間的差或相移計算反射信號412的飛行時間來決定距離D
1。在進一步的示例中,AP 404可以透過利用天線陣列接收反射信號,並測量天線陣列的每個元件處的接收相位差來決定到達角θ
1。
在一些技術中,AP 404可以利用與一個或多個反射信號(例如,反射信號412)對應的距離D
1和到達角θ
1來識別牆壁422。在一些方面,AP 404可以產生包括對牆壁422的參考的室內環境400的地圖。在進一步的方面中,AP 404可以與伺服器(例如,伺服器172)通信,以提供用於修改室內環境400的地圖以包括對牆壁422的參考的資料。在進一步的示例中,AP 404可以收集RF感測資料,並將RF感測資料提供給伺服器,以用於處理反射信號的飛行時間和到達角的計算。
在進一步的示例中,室內環境400還可以包括行動設備402。儘管示出為智慧型電話,但行動設備402可以包括任何類型的行動設備,例如平板計算機、膝上型計算機、智慧型手錶等。根據一些技術,行動設備402可以被配置為執行RF感測,以便創建或修改關於室內環境400的室內地圖。
在一個示例中,行動設備402可以使RF波形416a經由其RF發送器之一(例如RF發送器306)來發送。如圖所示,RF波形416a在時間t=0在位置(0,0)處被發送。在一些情況下,行動設備402可以在其執行RF感測的同時移動,使得其在稍後的時間處於不同的位置,這在時間t=t1被示為(x,y)。
在另一示例中,RF波形416a可以從物件420反射,並使得行動設備402在時間t=t1時接收反射波形418a。在另一示例中,RF波形416a的波長可被配置為允許其穿透和/或穿過物件420並從牆壁424反射。來自牆壁424的反射418b同樣可以穿過物件420,並導致行動設備402在稍後時間接收第二反射波形418c,例如t=t2(未示出)。
在一些技術中,行動設備402可以收集對應於反射波形418a和418c的RF感測資料。在進一步的方面中,行動設備402還可以擷取與發送RF波形416a的時間(例如,t=0)以及接收反射波形418a(例如,t=t1)和418c(例如,t=t2)的時間對應的設備位置資料和設備方向資料。
在一些方面中,行動設備402可以利用RF感測資料,來計算每個反射波形418a和418c的飛行時間和到達角。在進一步的示例中,行動設備402可以利用位置資料和方向資料,來考慮設備在RF感測程序期間的移動。例如,反射波形418a和418c的飛行時間可以分別基於設備朝向物件420和牆壁424的移動來調整。在另一示例中,反射波形418a和418c的到達角可以基於行動設備在其發送RF波形416a的時間相對於行動設備402接收反射波形418a和418c的時間的移動和方向來調整。
在一些技術中,行動設備402可以利用飛行時間、到達角、位置資料和方向資料來決定物件420和牆壁424的大小和位置。圖5是圖形表示500的示例,其基於可由行動設備402執行的RF感測描繪物件420和牆壁424的大小和位置。
如圖所示,圖形表示500可以包括在x軸上以度為單位的到達角和在y軸上以公分為單位的距離。圖形表示500還可以包括基於反射信號的到達角和飛行時間的對物件420和牆壁424的參考。圖形表示500示出RF感測技術可用於偵測來自位於彼此後面的反射器的反射。在該示例中,RF波形416a產生由行動設備402接收的來自物件420的第一反射和來自牆壁424的第二反射。
如關於AP 404所指出的,行動設備402可以利用距離、到達角、位置和方向資料來識別物件420和牆壁424的大小和形狀。在一些技術中,行動設備402可以使用距離、到達角、位置和方向資料來創建室內環境400的地圖,其包括對物件420和牆壁424的參考。在其他技術中,行動設備402可以使用RF感測資料來修改其從諸如伺服器172的伺服器接收的部分地圖。在其他方面,行動設備402可以向伺服器發送RF感測資料,以用於處理和創建室內環境400的室內地圖。
在一些示例中,AP 404和行動設備402可以被配置為實現雙站配置,其中發送和接收功能由不同的設備執行。例如,AP 404(和/或室內環境400內的靜態或靜止的其他設備)可以發送可以包括信號415a和415b的全向RF信號。如圖所示,信號415a可以直接從AP 404行進(例如,無反射)到行動設備402。信號415b可以從牆壁426反射,並使得行動設備402接收相應的反射信號415c。
在一些情況下,行動設備402可以利用與直接信號路徑(例如,信號415a)和反射信號路徑(例如,信號415c)相關聯的RF感測資料來識別反射器(例如,牆壁426)的大小和形狀。例如,行動設備402可以獲得、檢索和/或估計與AP 404相關聯的位置資料。在一些方面中,行動設備402可以使用與AP 404相關聯的位置資料和RF感測資料(例如,CSI資料)來決定與由AP 404發送的信號(例如,諸如信號415a的直接路徑信號和諸如信號415c的反射路徑信號)相關聯的飛行時間、距離、和/或到達角。在一些情況下,行動設備402和AP 404可以進一步發送和/或接收通信,該通信可以包括與RF信號415a和/或反射信號415c相關聯的資料(例如,傳輸時間、序列/模式、到達時間、飛行時間、到達角等)。
在一些示例中,行動設備402和/或AP 404可以獲得CSI資料形式的RF感測資料,該資料可以用於制定矩陣,該矩陣基於表示為“K” (例如,音調)的頻率數量和表示為“N”的接收天線陣列元件的數量。在一種技術中,可以根據等式(1)給出的關係來公式化CSI矩陣:
在制定CSI矩陣時,行動設備402和/或AP 404可以透過利用二維傅立葉轉換來計算直接信號路徑以及反射信號路徑的到達角和飛行時間。在一個示例中,傅立葉轉換可以由下面的等式(2)給出的關係來定義,其中K對應於頻域中的多個音調;N對應於接收天線的數量;
對應於在第i個天線和第k個音調上擷取的CSI資料(例如,具有實部和虛部的複數);
對應於載波頻率;
對應於天線間距;
對應於光速;以及
對應於兩個相鄰音調之間的頻率間隔。等式(2)的關係如下:
在一些技術中,行動設備402和AP 404可以執行RF感測技術,而不考慮它們彼此之間或與Wi-Fi網路的關聯。例如,當行動設備402不與任何存取點或Wi-Fi網路相關聯時,行動設備402可以利用其Wi-Fi發送器和Wi-Fi接收器來執行如本文所討論的RF感測。在進一步的示例中,AP 404可以執行RF感測技術,而不管它是否具有與其相關聯的任何無線設備。
在一些示例中,行動設備402和AP 404可以交換與其相應室內環境400的室內地圖相關的資料,以創建包括對行動設備402和AP 404偵測到的所有反射器(例如,靜態物件、動態物件、結構元件)的參考的地圖。在其他方面,來自行動設備402和AP 404的RF感測資料可以被發送到一個或多個伺服器,該伺服器可以聚合資料以產生或修改室內地圖。
在一些示例中,伺服器設備可以從位於室內環境(例如,室內環境400)內的多個無線設備獲得(例如,群眾外包)RF感測資料。伺服器設備可以使用來自多個設備的RF感測資料,來識別和分類不同的反射器。例如,伺服器設備可以透過使用RF感測資料來追蹤物件的移動,或者透過決定與物件對應的資料是暫時的和/或沒有被來自其他無線設備的RF感測資料確認,來決定反射器是瞬態物件(例如,在環境中行走的寵物或人)。在一些方面,伺服器設備可以從室內地圖中省略和/或移除對瞬態物件的參考。
在另一示例中,伺服器設備可以使用來自多個無線設備的RF感測資料來決定反射器對應於結構元件,例如門、窗、牆壁、地板、天花板、屋頂、柱、樓梯、或其任何組合。在一些方面中,伺服器設備可以在室內地圖中包括指示結構元件類型的參考。在一些情況下,伺服器設備可以使用來自多個無線設備的RF感測資料來決定反射器對應於靜態物件,例如家具、器具、配件(例如,百葉窗/窗簾、吊扇、 植物、地毯、燈具等)。在一些示例中,伺服器設備可以在室內地圖中包括指示靜態物件類型的參考。
在一些方面,伺服器設備可以使用來自多個無線設備的RF感測資料,來決定對應於一個或多個反射器的多個位置測量。例如,兩個或多個無線設備可以向伺服器提供對應於相同反射器的RF感測資料。在一些方面中,由於諸如測量誤差、環境變化、信號傳播延遲的變化、半導體工藝變化、設備配置、可影響RF感測的任何其他因素、和/或其任何組合等因素,從對應於同一反射器的不同無線設備接收的RF感測資料可導致不同的位置測量。在一些情況下,伺服器設備可以對RF感測資料執行統計分析,以決定反射器的位置。例如,伺服器設備可以透過使用RF感測資料來計算平均值、中位數、眾數、標準差、範圍、標準分數、任何其他統計參數和/或其任何組合來決定反射器的位置。在一些方面中,伺服器設備可以向從不同無線設備接收的RF感測資料和/或測量分配權重和/或值。在一些情況下,伺服器設備可以基於統計分析、處理、人工智慧型和/或機器學習演算法過濾和/或丟棄來自一個或多個無線設備的RF感測資料。
在一些示例中,伺服器設備可以使用對應於多個無線設備的位置資料和/或方向資料來關聯或對齊從無線設備接收的RF感測資料。例如,伺服器設備可以基於與AP 404和行動設備402相關聯的位置資料和/或方向資料,將來自AP 404和行動設備402的RF感測資料相關為對應於物件420。在一些方面中,伺服器設備可以使用處理RF感測資料的演算法,以便內插和/或外插室內環境中一個或多個反射器的位置、形狀、大小和/或存在。例如,伺服器設備可以處理從多個無線設備接收的RF感測資料,以便決定與特定室內環境或場地相關聯的邊界(例如,牆壁、天花板、地板等)。
圖6是示出用於執行室內測繪的程序600的示例的流程圖。在操作602,程序600包括從多個無線設備接收與第一無線設備對應的第一RF感測資料集合和方向資料。第一RF感測資料集合與至少一個接收波形相關聯,所述至少一個接收波形是第一反射器對發送波形的反射。在一些示例中,發送波形可包括可由天線從諸如設備207的無線設備發送的信號(例如,Wi-Fi信號、新無線電(NR)信號、RADAR信號、藍牙
TM和/或超寬頻(UWB)信號)。在進一步的示例中,第一RF感測資料集合可以包括與響應於信號傳輸而接收的反射對應的CSI資料。在一個說明性示例中,第一RF感測資料集合可以包括與響應於Wi-Fi信號的傳輸而接收的反射對應的Wi-Fi CSI資料。在其他示例中,第一RF感測資料集合可以包括使用5G NR、藍牙
TM、UWB、60 GHz mmWave、或其任意組合、或其他類型的信號獲得的CSI資料。
在一些實施方式中,第一RF感測資料集合和方向資料可以由伺服器設備從具有RF介面的無線設備(例如,用戶設備(UE)、站(STA)、或其他設備)接收,該RF介面被配置為執行RF感測。無線設備可以向伺服器設備發送RF感測資料,以避免與處理RF感測資料相關聯的計算負擔。在一些示例中,伺服器設備可以從位於同一室內環境中的多個無線設備接收RF感測資料,並且可以聚合資料,以產生或開發用於室內環境的更全面的室內地圖。在一些情況下,可以向無線設備提供室內地圖(例如,來自伺服器設備)。在一些示例中,伺服器設備可以向無線設備發送請求用於室內測繪的RF感測資料的通信(例如,伺服器可以決定無線設備位於伺服器正在為其創建或維護室內地圖的房間或建築物中)。
在一些方面中,伺服器設備可以使用來自多個無線設備的RF感測資料,來識別室內環境中的一個或多個反射器(例如,瞬態物件、靜態物件、結構元件等)。例如,在一些情況下,伺服器設備可以接收對應於多個無線設備的多個RF感測資料集合,其中多個RF感測集合與多個接收波形相關聯,這些波形是第一反射器對至少一個發送波形的反射。在一些方面中,伺服器可以基於多個RF感測資料集合決定與第一反射器相關聯的多個位置測量。在一些情況下,伺服器可以基於多個位置測量來決定第一反射器的位置。在一些示例中,可以透過對多個位置測量執行統計分析(例如,找到平均值、均值、中位數、標準差等)來決定位置。
在一些情況下,伺服器設備可以使用來自多個無線設備的多個RF感測資料集合來決定第一反射器對應於瞬態物件(例如,人、寵物、機器人等)。響應於決定第一反射器對應於瞬態物件,伺服器設備可以從室內地圖中移除和/或以其他方式省略對第一反射器的參考。在一些示例中,伺服器設備可以使用對應於多個無線設備的多個RF感測資料集合,來決定第一反射器對應於結構元件。在一些方面中,對第一反射器的參考可以指示結構元件的類型(例如,門、窗、牆壁、地板、天花板、屋頂、柱、或其組合)。在一些情況下,伺服器設備可以使用對應於多個無線設備的多個RF感測資料集來決定第一反射器對應於靜態物件。在一些示例中,對第一反射器的參考可以指示靜態物件的類型(例如,家具、器具、配件、或其組合)。
在一些方面,伺服器可以基於第一RF感測資料集合來決定無線設備與第一反射器之間的距離和到達角。在一些示例中,距離的決定可以基於反射信號的飛行時間,該反射信號的飛行時間基於直接路徑的傳播延遲(例如,發送天線和接收天線之間的洩漏信號)進行調整。在一些示例中,到達角可以基於在接收器天線陣列的每個元件處測量的信號相位差。在一些示例中,第一RF感測資料集合可以包括第一無線設備與第一反射器之間的距離和到達角。例如,無線設備可以計算距離和到達角,並將計算結果發送給伺服器。
在操作604,程序600包括基於第一RF感測資料集合、方向資料和與第一無線設備對應的位置資料,產生包括對第一反射器的參考的室內地圖。例如,在一些方面,伺服器設備可以基於第一RF感測資料集合、方向資料和位置資料產生室內地圖。在一些示例中,可以從RF感測資料中導出位置資料。在其他示例中,可以使用測量往返時間(RTT)、被動定位、到達角(AoA)、接收信號強度指示器(RSSI)或其任何組合的技術來獲得位置資料。
在進一步的示例中,位置資料可以包括相對位置或絕對位置。例如,位置資料可以是建築物內部的相對位置,而不參考建築物在地圖上的位置。在其他示例中,位置資料可以包括絕對位置。例如,當位於建築物內部的無線設備(例如,用戶設備(UE)、站(STA)、或其他設備)位於窗戶附近、陽臺上或有助於與GPS衛星進行視線通信的任何其他位置時,可以獲得GPS定位。在這種情況下,設備的絕對位置可用於將室內地圖與絕對位置(例如,地圖上的地址、GPS 座標等)相關聯。
在一些技術中,設備方向資料可以從行動設備上的一個或多個感測器獲得,例如從一個或多個加速計、指南針、和/或陀螺儀獲得。例如,陀螺儀可用於估計行動設備的方向變化(例如,相對方向),以及指南針可用於估計行動設備的絕對方向。在某些情況下,陀螺儀和指南針測量都可以用來決定行動設備的絕對方向。在一些實施方式中,位置資料和方位資料可以基於與每一個相關聯的時間戳與距離和到達角度相關聯。相關資料可用於決定引起信號反射的物件的大小和/或位置。然後,可以產生或修改室內地圖,以包括對該物件的參考。
如關於圖4的行動設備402所述,在RF感測期間設備的移動(例如,位置的改變或方向的改變)可以影響接收反射波形的方式。在一些示例中,無線設備或伺服器設備可以決定無線設備在RF感測程序期間移動。作為響應,可以調整距離和到達角,以考慮移動。可以根據在接收反射波形時或大約同時獲得的無線設備位置/位置資料和方向資料進行調整。除非另有明確說明,如本文所用的,定位資料和位置資料可以指定位、和/或定位/位置的變化。方向資料可以指方向和/或方向的變化。
在一些方面中,RF感測可以由兩個或更多無線設備執行,如關於圖4所示的(例如,行動設備402和AP 404)。例如,對應於第二無線設備的RF感測資料可用於決定第二無線設備與第二物件之間的第二距離和第二到達角。參考圖4,行動設備402可對應於決定來自物件420(例如,第一物件)的反射信號的距離和到達角的第一無線設備,而AP 404可對應於決定來自牆壁422(例如,第二物件)的反射信號的距離和到達角的第二無線設備。在一些示例中,第一無線設備(例如,行動設備402)可以不與第二無線設備(例如,AP 404)相關聯。在其他示例中,第一無線設備可以與第二無線設備相關聯(例如,AP 404可以向行動設備402提供Wi-Fi連接性)。
在一些示例中,對應於第一無線設備的RF感測資料可以與對應於第二無線設備的RF感測資料重疊,並且可以包括來自至少一個公共物件的反射。參考圖4,行動設備402和AP 404可以各自決定來自物件420的反射信號的距離和到達角(來自AP 404的反射未示出)。在一些方面中,從各個RF感測資料產生的對應室內地圖可以重疊,只要每個地圖可以包括對至少一個公共物件的參考。在一些情況下,伺服器設備可以使用RF感測資料和/或對應的室內地圖之間的重疊來建立RF感測資料集合和/或室內地圖之間的空間關係。基於空間關係,可以產生組合的室內地圖,其包括對兩個RF感測資料集合(例如,來自每個無線設備的資料)中存在的所有物件的參考。在一些配置中,伺服器設備可以基於RF感測資料、室內地圖(例如,透過拼接程序)、室內地圖中識別的參考、或其任何組合來組合資料。在一些方面中,可以在不知道第一和第二無線設備的相應位置和方向的情況下產生組合的室內地圖。在一些情況下,伺服器設備可以使用位置資料和/或方向資料來支援組合的室內地圖的產生,例如, 透過基於無線設備的空間關係(例如,位於同一房間和/或通常朝向同一方向)選擇性地組合來自無線設備的RF感測資料和/或室內地圖。
響應於決定第一無線設備和第二無線設備位於相同的室內環境(例如,室內環境400)中,可以修改室內地圖以包括對第二物件的第二參考。在一些方面中,第一無線設備和第二無線設備可以向可以修改室內地圖的伺服器提供資料(例如,RF感測資料、對物件的參考等)。在一些示例中,伺服器可以聚合來自多個無線設備的資料,以產生或開發用於室內環境的更全面的室內地圖。在一些情況下,第一無線設備和第二無線設備可以交換資料,並且每個無線設備可以更新室內地圖的相應副本。
在一些方面中,可以使用雙站配置來執行RF感測,其中第一無線設備發送由第二無線設備接收的信號。例如,Wi-Fi存取點或某個其他無線設備可以被配置為發送與至少一個接收波形對應的發送波形。
圖7是示出用於執行室內測繪的程序700的示例的流程圖。在操作702處,程序700包括發送RF信號。可以使用諸如設備207上的無線收發器278的無線設備(例如,用戶設備(UE)、站(STA)、或其他設備)上的任何合適的RF介面來發送RF波形。在一些示例中,被發送的RF信號可對應於可使用一個或多個全向天線(例如,天線287)發送的Wi-Fi信號。在操作704,程序700包括接收多個反射RF信號,每個反射RF信號是來自室內空間中的至少一個物件的發送RF信號的反射。在一些技術中,之所以接收到多個反射RF信號,是因為使用遇到位於不同方向的不同反射器的全向天線來輻射發送信號。在進一步的方面中,接收多個反射RF信號是因為發送信號可以透過和/或穿過物件輻射和反射,並引起來自位於第一反射器後面的物件的二次反射。RF感測資料可用於識別與接收到的每個反射信號相關聯的反射器。
在操作706,程序700包括獲得來自至少一個物件的多個反射信號的RF感測資料。RF感測資料透過使用諸如結合設備300描述的那些組件來擷取。例如,RX天線314可用於接收透過RF接收器310傳播到ADC 308的反射信號,以便擷取對應於反射信號的數位樣本。在一些技術中,RF感測資料可以包括對應於整個特定頻寬中的每個頻率的實部和虛部。在一個示例中,RF感測資料可以包括CSI資料。
在操作708,程序700包括呈現包括對至少一個物件的參考的室內空間的室內地圖,其中,對至少一個物件的參考是基於RF感測資料。在一些方面中,對至少一個物件的參考可以包括指示物件在室內地圖上的位置和/或範圍的資料。在一個示例中,諸如智慧型手機的行動設備可以使用諸如顯示器的輸出設備280來呈現室內地圖。在另一個示例中,呈現室內地圖可以包括將地圖傳送到包括顯示器的不同設備。例如,存取點可以透過與其範圍內的行動設備通信來呈現室內地圖。
在一些方面中,發送和接收RF信號的無線設備還可以計算反射信號的距離和到達角。計算出的距離和到達角可以基於RF感測資料、設備位置資料、和/或設備方向資料。在一些示例中,設備位置資料可以基於RF感測資料。在一些情況下,可以從行動設備的一個或多個感測器獲得設備方向資料,例如從一個或多個加速計、指南針、和/或陀螺儀。在進一步的技術中,無線設備可以利用從RF感測資料導出的資料來創建或修改室內地圖。在一些示例中,無線設備可以下載室內空間的部分室內地圖,並且修改/編輯地圖以包括對無線設備偵測到的任何新物件/反射器的參考。在其他方面中,無線設備可以修改部分室內地圖,以移除不再存在於室內環境中的物件/反射器。在進一步的方面中,無線設備可以將修改的室內地圖發送到伺服器,該伺服器可以將室內地圖資料與其從其他無線設備接收的資料聚合。
在其他方面中,發送和接收RF信號的無線設備可以將RF感測資料、設備位置資料、和/或設備方向資料發送到伺服器,以進行進一步處理。在一些示例中,伺服器可以利用其從無線設備接收的RF感測資料和/或設備方向資料,以透過計算飛行時間和到達角來計算反射器(例如,物件)的距離和方向。在進一步的示例中,伺服器可以創建或修改包括對新識別的物件的一個或多個參考的室內地圖,並向無線設備發送室內地圖以供呈現。
在一些方面中,伺服器可利用人工智慧或機器學習演算法,來基於RF感測資料來識別或分類反射物件。伺服器可以從許多不同的無線設備接收RF感測資料,這些資料可以作為輸入提供給機器學習演算法。在某些情況下,伺服器可以對來自眾多設備的資料進行“群眾外包”,以開發更詳細的室內地圖。向伺服器提供資料的設備可以或可以不與存在於其各自室內環境中的本地網路(例如,Wi-Fi網路)相關聯。例如,伺服器可以從位於提供本地Wi-Fi的建築物內的設備接收資料,而不考慮該設備與本地網路的關聯。由伺服器創建和/或維護的室內地圖可以直接、經由網際網路(例如,網頁)、經由行動或桌面應用、和/或經由可用於分發資料的任何其他合適的方式被UE存取。
在一些示例中,本文描述的程序(例如,程序600、700、和/或本文描述的其他程序)可以由計算設備或裝置(例如,UE)執行。在一個示例中,程序600可以由圖2的用戶設備207執行。在另一個示例中,程序600可以由具有圖8中所示的計算系統800的計算設備執行。例如,具有圖8所示計算架構的計算設備可以包括圖2的用戶設備 207 的組件,並且可以實現圖6的操作。
在一些情況下,計算設備或裝置可以包括各種組件,例如一個或多個輸入設備、一個或多個輸出設備、一個或多個處理器、一個或多個微處理器、一個或多個微型計算機、一個或多個相機、一個或多個感測器、和/或被配置為執行本文所述程序的步驟的其他組件。在一些示例中,計算設備可以包括顯示器、被配置為傳送和/或接收資料的一個或多個網路介面、其任何組合、和/或其他組件。一個或多個網路介面可以被配置為傳送和/或接收有線和/或無線資料,包括根據3G、4G、5G和/或其他蜂巢式標準的資料、根據Wi-Fi(802.11x)標準的資料、根據藍牙
TM標準的資料、根據網際網路協定(IP)標準的資料、和/或其他類型的資料。
計算設備的組件可以在電路中實現。例如,組件可以包括和/或可以使用電子電路或其他電子硬體來實現,其可以包括一個或多個可編程電子電路(例如,微處理器、圖形處理單元(GPU)、數位信號處理器(DSP)、中央處理單元(CPU)和/或其他合適的電子電路),和/或可以包括和/或使用計算機軟體、韌體或其任何組合來實現,以執行本文所述的各種操作。
程序600被示為邏輯流程圖,其操作表示可以以硬體、計算機指令或其組合實現的操作序列。在計算機指令的上下文中,操作表示儲存在一個或多個計算機可讀儲存媒體上的計算機可執行指令,當由一個或多個處理器執行時,這些可執行指令執行所敘述的操作。通常,計算機可執行指令包括執行特定功能或實現特定資料類型的例程、程序、物件、組件、資料結構等。描述操作的順序不旨在被解釋為限制,並且任何數量的描述的操作可以以任何順序和/或並行組合以實現程序。
此外,本文所述的程序600和/或其他程序可以在配置有可執行指令的一個或多個計算機系統的控制下執行,並且可以透過硬體或其組合實現為在一個或多個處理器上共同執行的碼(例如,可執行指令、一個或多個計算機程式、或一個或多個應用)。如上所述,碼可以儲存在計算機可讀或機器可讀儲存媒體上,例如以包括可由一個或多個處理器執行的多個指令的計算機程式的形式。計算機可讀或機器可讀儲存媒體可以是非暫時性的。
圖8是示出用於實現本技術的某些方面的系統的示例的示圖。具體而言,圖8示出計算系統800的示例,其可以是例如構成內部計算系統、遠程計算系統、相機、或其任何組件的任何計算設備,其中系統的組件使用連接805彼此通信。連接805可以是使用匯流排的實體連接,或者是到處理器810的直接連接,例如在晶片組架構中。連接805也可以是虛擬連接、網路連接、或邏輯連接。
在一些實施例中,計算系統800是分散式系統,其中本公開內容中描述的功能可以分散在資料中心、多個資料中心、點對點網路等內。在一些實施例中,所述系統組件中的一個或多個表示許多這樣的組件,每個組件執行所描述的組件的部分或全部功能。在一些實施例中,組件可以是實體或虛擬設備。
示例系統800包括至少一個處理單元(CPU或處理器)810和連接805,連接805將包括系統記憶體815(諸如唯讀記憶體(ROM)820和隨機存取記憶體(RAM)825)的各種系統組件通信地耦接到處理器810。計算系統800可以包括與處理器810直接連接、緊鄰處理器810或整合為處理器810的一部分的高速記憶體的快取812。
處理器810可以包括任何通用處理器和硬體服務或軟體服務,例如儲存在儲存設備830中的服務832、834和836,其被配置為控制處理器810,以及軟體指令被合併到實際處理器設計中的專用處理器。處理器810本質上可以是一個完全獨立的計算系統,包含多個核心或處理器、匯流排、記憶體控制器、快取等。多核心處理器可以是對稱的或不對稱的。
為了實現用戶交互,計算系統800包括輸入設備845,其可以表示任意數量的輸入機制,例如用於語音的麥克風、用於手勢或圖形輸入的觸控螢幕、鍵盤、滑鼠、動作輸入、語音等。計算系統800還可以包括輸出設備835,其可以是多個輸出機制中的一個或多個。在一些情況下,多模式系統可以使用戶能夠提供多種類型的輸入/輸出,以與計算系統800進行通信。
計算系統800可以包括通信介面840,其通常可以支配和管理用戶輸入和系統輸出。通信介面可以使用有線和/或無線收發器執行或促進有線或無線通信的接收和/或傳輸,包括使用:音頻插孔/插頭、麥克風插孔/插頭、通用串列匯流排(USB)埠/插頭、蘋果
TM閃電
TM埠/插頭、乙太網埠/插頭、光纖埠/插頭、專有有線埠/插頭、3G、4G、5G 和/或其他蜂巢式資料網路無線信號傳輸、藍牙
TM無線信號傳輸、藍牙
TM低功耗(BLE)無線信號傳輸、IBEACON
TM無線信號傳輸、射頻識別(RFID)無線信號傳輸、近場通信(NFC)無線信號傳輸、專用短程通信(DSRC)無線信號傳輸、802.11 Wi-Fi無線信號傳輸、無線區域網路(WLAN)信號傳輸、可見光通信(VLC)、全球互通微波接取(WiMAX)、紅外(IR)通信無線信號傳輸、公共交換電話網路(PSTN)信號傳輸、綜合服務數位網路(ISDN)信號傳輸、隨意網路信號傳輸、無線電波信號傳輸、微波信號傳輸、紅外信號傳輸、可見光信號傳輸、紫外光信號傳輸、沿電磁頻譜的無線信號傳輸、或其某種組合。通信介面840還可以包括一個或多個全球導航衛星系統(GNSS)接收器或收發器,其用於基於從與一個或多個GNSS系統相關聯的一個或多個衛星接收到的一個或多個信號來決定計算系統800的位置。GNSS系統包括但不限於:基於美國的全球定位系統(GPS)、基於俄羅斯的全球導航衛星系統(GLONASS)、基於中國的北斗導航衛星系統(BDS)以及基於歐洲的伽利略GNSS。對在任何特定硬體佈置上的操作沒有限制,因此,在開發改進的硬體或韌體佈置時,這裡的基本特徵可以容易地被替換為改進的硬體或韌體佈置。
儲存設備830可以是非揮發性和/或非暫時性和/或計算機可讀儲存設備,並且可以是硬碟或可以儲存計算機可存取的資料的其他類型的計算機可讀媒體,例如磁帶、快閃記憶卡、固態儲存設備、數位多功能磁碟、盒式磁帶、軟碟、軟磁碟、硬碟、磁帶、磁條/磁片、任何其他磁性儲存媒體、快閃記憶體、憶阻器記憶體、任何其他固態記憶體、光碟唯讀記憶體(CD-ROM)光碟、可重寫光碟(CD)光碟、數位視頻光碟(DVD)、藍光光碟(BDD)光碟、全像光碟、另一種光學媒體、安全數位(SD)卡、微型安全數位(microSD)卡、記憶棒®卡、智慧型卡晶片、EMV晶片、用戶識別模組(SIM)卡、迷你/微型/奈米/微微SIM卡、另一種積體電路(IC)晶片/卡、隨機存取記憶體(RAM)、靜態RAM(SRAM)、動態RAM(DRAM)、唯讀記憶體(ROM)、可編程唯讀記憶體(PROM)、可擦除可編程唯讀記憶體(EPROM)、電可擦除可編程唯讀記憶體(EEPROM)、快閃EPROM(FLASHEPROM)、快取記憶體(例如,1級(L1)快取、2級(L2)快取、3級(L3)快取、4級(L4)快取、5級(L5)快取、或其他(L#)快取)、電阻式隨機存取記憶體(RRAM/ReRAM)、相變記憶體(PCM)、自旋轉移扭矩RAM(STT-RAM)、另一種儲存晶片或儲存盒、和/或其組合。
儲存設備830可以包括軟體服務、伺服器、服務等,當處理器810執行定義這種軟體的碼時,它使系統執行功能。在一些實施例中,執行特定功能的硬體服務可以包括儲存在計算機可讀媒體中的軟體組件,該軟體組件與執行該功能所需的硬體組件(例如處理器810、連接805、輸出設備835等)相連接。用語“計算機可讀媒體”包括但不限於:便攜式或非便攜式儲存設備、光儲存設備、以及能夠儲存、包含或承載指令和/或資料的各種其他媒體。計算機可讀媒體可以包括其中可以儲存資料並且不包括無線或透過有線連接傳播的載波和/或暫時性電子信號的非暫時性媒體。非暫時性媒體的示例可以包括但不限於:磁碟或磁帶、諸如壓縮碟(CD)或數位多功能碟(DVD)的光儲存媒體、快閃記憶體、記憶體、或儲存設備。計算機可讀媒體可在其上儲存碼和/或機器可執行指令,其可表示程序、函數、子程式、程式、例程、子例程、模組、軟體封包、類、或者指令、資料結構或程式語句的任何組合。透過傳遞和/或接收資訊、資料、自變量、參數或記憶體內容,碼段可以耦接到另一個碼段或硬體電路。資訊、自變量、參數、資料等可以經由任何合適的方式傳遞、轉發或發送,所述方式包括記憶體共用、訊息傳遞、訊標傳遞、網路傳輸等。
在上述描述中提供具體細節,以提供對本文提供的實施例和示例的透徹理解,但是本領域技術人員將認識到的是,本申請不限於此。因此,雖然本申請的示例性實施例已在本文中詳細描述,但應理解的是,本發明構思可以以其他方式不同地體現和應用,並且所附申請專利範圍旨在被解釋為包括此類變化,除非受到現有技術的限制。上述應用的各種特徵和方面可以單獨或聯合使用。此外,在不脫離本說明書更廣泛的精神和範圍的情況下,實施例可以在本文所述的環境和應用之外的任何數量的環境和應用中使用。因此,說明書和圖式被認為是說明性的,而不是限制性的。出於說明的目的,以特定順序描述方法。應當理解的是,在替代實施例中,可以以與所描述的順序不同的順序來執行這些方法。
為了解釋清楚起見,在一些情況下,本技術可以被呈現為包括各個功能區塊,這些功能區塊包括設備、設備組件、以軟體或硬體和軟體的組合實現的方法中的步驟或例程。可以使用除了圖中所示和/或本文描述的那些之外的附加組件。例如,電路、系統、網路、程序和其他組件可以以方塊圖形式示出為組件,以避免在不必要的細節中模糊實施例。在其他情況下,可以在沒有不必要的細節的情況下示出眾所周知的電路、程序、演算法、結構和技術,以避免混淆實施例。
此外,本領域技術人員將理解的是,結合本文所公開的方面描述的各種說明性邏輯區塊、模組、電路和演算法步驟可以實現為電子硬體、計算機軟體、或兩者的組合。為了清楚地說明硬體和軟體的這種可互換性,上文已就其功能性一般地描述各種說明性組件、區塊、模組、電路和步驟。這種功能是作為硬體還是軟體實現,取決於特定應用和施加在整個系統上的設計限制。本領域技術人員可以針對每個特定應用以不同的方式實現所描述的功能,但是這種實現決策不應被解釋為導致偏離本公開內容的範圍。
各個實施例可以在上面被描述為被描繪為為流程圖、作業圖、資料流圖、結構圖或方塊圖的程序或方法。儘管流程圖可以將操作描述為順序程序,但許多操作可以並行或同時執行。此外,可以重新佈置操作的順序。程序在其操作完成時終止,但可能有圖中未包含的其他步驟。程序可以對應於方法、函數、程序、子例程、子程式等。當進程對應於函數時,它的終止可以對應於函數返回到調用函數或主函數。
根據上述示例的程序和方法可以使用儲存的或以其他方式從計算機可讀媒體獲得的計算機可執行指令來實現。此類指令可以包括例如導致或以其他方式配置通用計算機、專用計算機或處理設備以執行特定功能或功能組的指令和資料。使用的部分計算機資源可以透過網路存取。計算機可執行指令可以是例如二進制、中間格式指令,如組合語言、韌體、來源碼。可用於儲存指令、使用的資訊和/或在根據所述示例的方法期間創建的資訊的計算機可讀媒體的示例包括磁碟或光碟、快閃記憶體、設置有非揮發性記憶體的USB設備、網路儲存設備等。
在一些實施例中,計算機可讀儲存設備、媒體和記憶體可以包括包含位元流等的電纜或無線信號。然而,當提及時,非暫時性計算機可讀儲存媒體明確排除諸如能量、載波信號、電磁波和信號本身之類的媒體。
本領域技術人員將理解的是,可以使用多種不同科技和技術中的任何一種來表示資訊和信號。例如,在整個以上描述中可參考的資料、指令、命令、資訊、信號、位元、符號和晶片可以由電壓、電流、電磁波、磁場或粒子、光場或粒子、或其任何組合表示,在某些情況下部分取決於特定應用,部分取決於所需設計,部分取決於相應技術等。
結合本文所公開的方面描述的各種說明性邏輯區塊、模組和電路可以使用硬體、軟體、韌體、中間軟體、微碼、硬體描述語言、或其任何組合來實現或執行,並且可以採用各種形式因素中的任何一種。當以軟體、韌體、中間軟體或微碼實現時,用於執行必要任務的程式碼或碼段(例如,計算機程式產品)可以儲存在計算機可讀或機器可讀媒體中。處理器可以執行必要的任務。外形因素的示例包括膝上型計算機、智慧型手機、行動電話、平板設備、或其他小型個人電腦、個人數位助理、機架式設備、獨立設備等。這裡描述的功能也可以體現在周邊設備或擴充卡中。作為進一步的示例,這種功能還可以在不同晶片之間的電路板上實現,或在單個設備中執行的不同程序上實現。
指令、用於傳輸此類指令的媒體、用於執行它們的計算資源以及用於支援此類計算資源的其他結構是用於提供本公開內容中所描述的功能的示例部件。
本文所述的技術也可以在電子硬體、計算機軟體、韌體、或其任何組合中實現。此類技術可在多種設備中的任何一種中實施,例如通用計算機、無線通信設備手持設備、或具有多種用途(包括在無線通信設備手持設備和其他設備中的應用)的積體電路設備。描述為模組或組件的任何特徵都可以在積體邏輯設備中一起實現,或者作為離散但可互操作的邏輯設備單獨實現。如果以軟體實現,則這些技術可至少部分地由計算機可讀資料儲存媒體實現,該計算機可讀資料儲存媒體包括程式碼,該程式碼包括在執行時執行上述方法、演算法、和/或操作中的一個或多個的指令。計算機可讀資料儲存媒體可以形成計算機程式產品的一部分,該計算機程式產品可以包括包裝材料。計算機可讀媒體可以包括記憶體或資料儲存媒體,例如隨機存取記憶體(RAM)(例如同步動態隨機存取記憶體(SDRAM))、唯讀記憶體(ROM)、非揮發性隨機存取記憶體(NVRAM)、電可擦可編程唯讀記憶體(EEPROM)、快閃記憶體、磁性或光學資料儲存媒體等。附加地或替代地,這些技術可以至少部分地透過計算機可讀通信媒體來實現,該計算機可讀通信媒體以指令或資料結構的形式攜帶或通信程式碼,並且可以由計算機存取、讀取和/或執行,例如傳播的信號或波。
程式碼可由處理器執行,該處理器可包括一個或多個處理器,例如一個或多個數位信號處理器(DSP)、通用微處理器、特殊應用積體電路(ASIC)、場域可編程邏輯陣列(FPGA)、或其他等效的積體或離散邏輯電路。此類處理器可經配置以執行本公開內容中所描述的任何技術。通用處理器可以是微處理器,但在替換方案中,該處理器可以是任何常規的處理器、控制器、微控制器、或狀態機。處理器還可以被實現為計算設備的組合,例如DSP與微處理器的組合、多個微處理器、與DSP核心協同的一個或多個微處理器或任何其它此類配置。因此,如本文所用的用語“處理器”可指任何前述結構、前述結構的任何組合、或適用於實施本文所述技術的任何其他結構或裝置。
普通技術人員將理解的是,本文使用的小於(<)和大於(>)符號或用語可以分別替換為小於或等於(≤)和大於或等於(≥)符號,而不脫離本說明書的範圍。
在將組件描述為“配置為”執行某些操作的情況下,可以例如透過設計電子電路或其他硬體以執行操作、透過對可編程電子電路(例如,微處理器或其他合適的電子電路)進行編程以執行操作、或其任何組合來實現這種配置。
片語“耦接到”或“通信耦接到”是指直接或間接實體連接到另一組件的任何組件,和/或直接或間接與另一組件通信的任何組件(例如,透過有線或無線連接、和/或其他合適的通信介面連接到其他組件)。
敘述集合中“至少一個”和/或集合中“一個或多個”的請求項語言或其他語言指示該集合中的一個成員或該集合中的多個成員(以任何組合)滿足該請求項。例如,請求項語言敘述“A和B中的至少一個”或“A或B中的至少一個”是指A、B、或A和B。在另一示例中,請求項語言敘述“A、B和C中的至少一個”或“A、B或C中的至少一個”是指A、B、C、或A和B、或A和C、或B和C、或A和B和C。語言集合中“至少一個”和/或集合中“一個或多個”不將集合限制為集合中列出的項目。例如,請求項語言敘述“A和B中的至少一個”或“A或B中的至少一個”可以表示A、B、或A和B,並且可以另外包括未在A和B的集合中列出的項目。
本公開內容的說明性方面包括:
方面1:一種用於室內測繪的裝置。該裝置包括至少一個記憶體和耦接到所述至少一個記憶體的至少一個處理器。所述至少一個處理器被配置為:從多個無線設備接收與第一無線設備對應的第一射頻(RF)感測資料集合和方向資料,其中,所述第一RF感測資料集合與至少一個接收波形相關聯,該至少一個接收波形是第一反射器對發送波形的反射;以及基於所述第一RF感測資料集合、所述方向資料和與所述第一無線設備對應的位置資料產生包括對所述第一反射器的參考的室內地圖。
方面2:根據方面1所述的裝置,其中,所述第一RF感測資料集合包括所述第一無線設備與所述第一反射器之間的距離和到達角。
方面3:根據方面1所述的裝置,其中,所述至少一個處理器被配置為:基於所述第一RF感測資料集合,決定所述第一無線設備與所述第一反射器之間的距離和到達角。
方面4:根據方面1-3中任一項所述的裝置,其中,所述至少一個處理器被配置為:基於所述方向資料和所述位置資料,決定所述第一無線設備的移動;以及基於所述無線設備的所述移動,調整所述距離和所述到達角。
方面5:根據方面1-4中任一項所述的裝置,其中,所述至少一個處理器被配置為:基於與所述第二無線設備對應的第二RF感測資料集合,決定第二無線設備與第二反射器之間的第二距離和第二到達角; 以及以響應於決定所述第一無線設備和所述第二無線設備位於相同的室內環境中,修改所述室內地圖以包括對所述第二反射器的第二參考。
方面6:根據方面5所述的裝置,其中,所述第二無線設備是Wi-Fi存取點,並且其中,所述第一無線設備不與所述Wi-Fi存取點相關聯。
方面7:根據方面1-6中任一項所述的裝置,其中,所述至少一個處理器被配置為:接收與所述多個無線設備對應的多個RF感測資料集合,其中,所述多個RF感測資料集合與多個接收波形相關聯,所述多個接收波形是所述第一反射器對至少一個發送波形的反射;基於所述多個RF感測資料集合,決定與所述第一反射器相關聯的多個位置測量;以及基於所述多個位置測量,決定所述第一反射器的位置。
方面8:根據方面7所述的裝置,其中,所述至少一個處理器被配置為:基於與所述多個無線設備對應的所述多個RF感測資料集合,決定所述第一反射器對應於瞬態物件;以及修改所述室內地圖,以刪除對所述第一個反射器的所述參考。
方面9:根據方面7-8中任一項所述的裝置,其中,所述至少一個處理器被配置為:基於與所述多個無線設備對應的所述多個RF感測資料集合,決定所述第一反射器對應於結構元件,其中,對所述第一反射器的所述參考指示所述結構元件的類型。
方面10:根據方面9所述的裝置,其中,所述結構元件的所述類型包括門、窗、牆壁、地板、天花板、屋頂、柱子、或它們的組合中的至少一種。
方面11:根據方面7-10中任一項所述的裝置,其中,所述至少一個處理器被配置為:基於所述多個RF感測資料集合,決定所述第一反射器對應於靜態物件,其中,對所述第一反射器的所述參考指示所述靜態物件的類型。
方面12:根據方面11所述的裝置,其中,所述靜態物件的所述類型包括家具、器具、配件、或它們的組合中的至少一種。
方面13:根據方面1-12中任一項所述的裝置,其中,所述發送波形包括Wi-Fi信號、新無線電(NR)信號、RADAR信號、超寬頻(UWB)信號、或它們的任意組合中的至少一種。
方面14:根據方面1-13中任一項所述的裝置,其中,所述第一RF感測資料集合包括信道狀態資訊(CSI)資料。
方面15:根據方面14所述的裝置,其中,所述位置資料是基於所述CSI資料決定的。
方面16:根據方面1-15中任一項所述的裝置,其中,所述位置資料包括建築物內部的相對位置。
方面17:根據方面1-16中任一項所述的裝置,其中,所述方向資料基於從所述無線設備上的陀螺儀、所述無線設備上的指南針、或它們的任何組合獲得的資料。
方面18:根據方面1-17中任一項所述的裝置,其中,所述發送波形是由存取點(例如,Wi-Fi存取點)發送的。
方面19:根據方面1-17中任一項所述的裝置,其中,所述至少一個處理器被配置為:向所述第一無線設備提供所述室內地圖。
方面20:根據方面1-19中任一項所述的裝置,其中,所述第一RF感測資料集合包括與對應於所述發送波形的至少一個接收到的洩漏波形相關聯的資料。
方面21:一種產生室內地圖的方法,所述方法包括根據方面1-20中任一項的操作。
方面22:一種計算機可讀媒體,包括用於使計算機或處理器執行根據方面1-20中任一項的操作的至少一個指令。
方面23:一種用於室內測繪的裝置,該裝置包括用於執行根據方面1-20中任一項的操作的構件。
方面24:一種用於室內測繪的裝置。該裝置包括至少一個記憶體、至少一個收發器和耦接到所述至少一個記憶體和所述至少一個收發器的至少一個處理器。所述至少一個處理器被配置為:經由所述至少一個收發器發送射頻(RF)信號;經由所述至少一個收發器,接收多個反射RF信號,所述多個反射RF信號各自是所述發送RF信號從室內空間中的至少一個物件的反射;獲取來自所述至少一個物件的所述多個反射RF信號的RF感測資料;以及呈現包括對所述至少一個物件的參考的所述室內空間的所述室內地圖,其中,對所述至少一個物件的所述參考是基於所述RF感測資料。
方面25:根據方面24所述的裝置,其中,所述至少一個處理器被配置為:向伺服器設備發送RF感測資料、設備位置資料和設備方向資料。
方面26:根據方面25所述的裝置,其中,所述至少一個處理器被配置為:從所述伺服器設備接收包括對所述至少一個物件的所述參考的所述室內空間的所述室內地圖。
方面27:根據方面24-27中任一項所述的裝置,其中,所述至少一個處理器被配置為:基於所述RF感測資料、設備位置資料和設備方向資料,計算所述無線設備與所述至少一個物件之間的距離和到達角。
方面28:根據方面27所述的裝置,其中,所述設備位置資料基於所述RF感測資料。
方面29:根據方面24-29中任一項所述的裝置,其中,所述至少一個處理器被配置為:從伺服器設備下載所述室內空間的部分室內地圖;以及修改所述室內空間的所述部分室內地圖以包括對所述至少一個物件的所述參考。
方面30:根據方面29所述的裝置,其中,所述至少一個處理器被配置為:向所述伺服器設備發送包括對所述至少一個物件的所述參考的經修改的室內地圖。
方面31:根據方面24-30中任一項所述的裝置,其中,所述RF信號包括Wi-Fi信號、新無線電(NR)信號、RADAR信號、超寬頻(UWB)信號、或它們的任意組合中的至少一種。
方面32:根據方面24-31中任一項所述的裝置,其中,所述RF感測資料包括信道狀態資訊(CSI)資料。
方面33:一種產生室內地圖的方法,該方法包括根據方面24-32中任一項的操作。
方面34:一種計算機可讀媒體,包括用於使計算機或處理器執行根據方面24-32中任一項的操作的至少一條指令。
方面35:一種用於室內測繪的裝置,該裝置包括用於執行根據方面24-32中任一項的操作的構件。
100:通信網路
102:存取點(AP)
104a:用戶設備(UE)
104b:UE
104c:UE
104d:UE
106:通信鏈路
108:無線區域網路(WLAN)
110:直接無線鏈路
112:通信鏈路
120:通信鏈路
122:回傳鏈路
160:基地台
170:核心網路
172:伺服器
207:用戶設備
270:計算系統
272:輸入設備
274:用戶識別模組(SIM)
276:數據機
278:無線收發器
280:輸出設備
282:數位信號處理器(DSP)
284:處理器
286:記憶體設備
287:天線
288:信號
289:匯流排
300:無線設備
302:物件
304:數位類比轉換器(DAC)
306:RF發送器
308:類比數位轉換器(ADC)
310:RF接收器
312:TX天線
314:RX天線
316:TX波形
318:RX波形
320:洩漏信號
400:室內環境
402:行動設備
404:存取點(AP)
406:TX天線
408:RX天線
410:RF信號
412:反射信號
414:洩漏信號
415a:信號
415b:信號
415c:信號
416a:RF波形
416b:RF波形
418a:反射波形
418b:反射
418c:反射波形
420:物件
422:牆壁
424:牆壁
426:牆壁
500:圖形表示
600:程序
602:操作
604:操作
700:程序
702:操作
704:操作
706:操作
708:操作
800:計算系統
805:連接
810:處理單元(CPU或處理器)
812:快取
815:系統記憶體
820:唯讀記憶體(ROM)
825:隨機存取記憶體(RAM)
830:儲存設備
832:服務
834:服務
835:輸出設備
836:服務
840:通信介面
845:輸入設備
呈現圖式以幫助描述本公開內容的各個方面,並且提供這些圖式僅僅是為了解說各方面而非對其進行限制。
圖1示出根據一些示例的無線通信網路的示例;
圖2是示出根據一些示例的用戶設備的計算系統的示例的方塊圖;
圖3是示出根據一些示例的利用射頻(RF)感測技術來執行室內測繪的無線設備的示例的示圖;
圖4是示出根據一些示例的包括用於執行室內測繪的無線設備的室內環境的示例的示圖;
圖5是描繪根據一些示例的基於RF感測技術偵測到的物件的大小和位置的圖形表示的示例;
圖6是示出根據一些示例的用於室內測繪的程序的示例的流程圖;
圖7是示出根據一些示例的用於室內測繪的程序的示例的流程圖;以及
圖8是示出根據一些示例的計算系統示例的方塊圖。
600:程序
602:操作
604:操作
Claims (38)
- 一種用於室內測繪的裝置,包括: 至少一個記憶體;以及 至少一個處理器,其被耦接到所述至少一個記憶體並被配置為: 從多個無線設備接收與第一無線設備對應的第一射頻(RF)感測資料集合和方向資料,其中,所述第一RF感測資料集合與至少一個接收波形相關聯,所述至少一個接收波形是第一反射器對發送波形的反射;以及 基於所述第一RF感測資料集合、所述方向資料和與所述第一無線設備對應的位置資料,產生包括對所述第一反射器的參考的室內地圖。
- 根據請求項1所述的裝置,其中,所述第一RF感測資料集合包括所述第一無線設備與所述第一反射器之間的距離和到達角。
- 根據請求項1所述的裝置,其中,所述至少一個處理器被配置為: 基於所述第一RF感測資料集合,決定所述第一無線設備與所述第一反射器之間的距離和到達角。
- 根據請求項3所述的裝置,其中,所述至少一個處理器被配置為: 基於所述方向資料和所述位置資料,決定所述第一無線設備的移動;以及 基於所述第一無線設備的所述移動,調整所述距離和所述到達角。
- 根據請求項3所述的裝置,其中,所述至少一個處理器被配置為: 基於與第二無線設備對應的第二RF感測資料集合,決定所述第二無線設備與第二反射器之間的第二距離和第二到達角;以及 響應於決定所述第一無線設備和所述第二無線設備位於相同的室內環境中,修改所述室內地圖以包括對所述第二反射器的第二參考。
- 根據請求項5所述的裝置,其中,所述第二無線設備是Wi-Fi存取點,並且其中,所述第一無線設備不與所述Wi-Fi存取點相關聯。
- 根據請求項1所述的裝置,其中,所述至少一個處理器被配置為: 接收與所述多個無線設備對應的多個RF感測資料集合,其中,所述多個RF感測資料集合與多個接收波形相關聯,所述多個接收波形是所述第一反射器對至少一個發送波形的反射; 基於所述多個RF感測資料集合,決定與所述第一反射器相關聯的多個位置測量;以及 基於所述多個位置測量,決定所述第一反射器的位置。
- 根據請求項7所述的裝置,其中,所述至少一個處理器被配置為: 基於與所述多個無線設備對應的所述多個RF感測資料集合,決定所述第一反射器對應於瞬態物件;以及 修改所述室內地圖,以刪除對所述第一個反射器的所述參考。
- 根據請求項7所述的裝置,其中,所述至少一個處理器被配置為: 基於與所述多個無線設備對應的所述多個RF感測資料集合,決定所述第一反射器對應於結構元件,其中,對所述第一反射器的所述參考指示所述結構元件的類型。
- 根據請求項9所述的裝置,其中,所述結構元件的所述類型包括門、窗、牆壁、地板、天花板、屋頂、柱子、或它們的組合中的至少一種。
- 根據請求項7所述的裝置,其中,所述至少一個處理器被配置為: 基於所述多個RF感測資料集合,決定所述第一反射器對應於靜態物件,其中,對所述第一反射器的所述參考指示所述靜態物件的類型。
- 根據請求項11所述的裝置,其中,所述靜態物件的所述類型包括家具、器具、配件、或它們的組合中的至少一種。
- 根據請求項1所述的裝置,其中,所述發送波形包括Wi-Fi信號、新無線電(NR)信號、RADAR信號、超寬頻(UWB)信號、或它們的任意組合中的至少一種。
- 根據請求項1所述的裝置,其中,所述發送波形是由Wi-Fi存取點發送的。
- 根據請求項1所述的裝置,其中,所述至少一個處理器被配置為: 向所述第一無線設備提供所述室內地圖。
- 一種產生一個或多個室內地圖的方法,所述方法包括: 由伺服器設備從多個無線設備接收與第一無線設備對應的第一射頻(RF)感測資料集合和方向資料,其中,所述第一RF感測資料集合與至少一個接收波形相關聯,所述至少一個接收波形是第一反射器對發送波形的反射;以及 由所述伺服器設備,基於所述第一RF感測資料集合、所述方向資料和與所述第一無線設備對應的位置資料,產生包括對所述第一反射器的參考的室內地圖。
- 根據請求項16所述的方法,其中,所述第一RF感測資料集合包括所述第一無線設備與所述第一反射器之間的距離和到達角。
- 根據請求項16所述的方法,還包括: 基於所述第一RF感測資料集合,決定所述第一無線設備與所述第一反射器之間的距離和到達角。
- 根據請求項18所述的方法,還包括: 基於所述方向資料和所述位置資料,決定所述第一無線設備的移動;以及 基於所述第一無線設備的所述移動,調整所述距離和所述到達角。
- 根據請求項18所述的方法,還包括: 基於與第二無線設備對應的第二RF感測資料集合,決定所述第二無線設備與第二反射器之間的第二距離和第二到達角;以及 響應於決定所述第一無線設備和所述第二無線設備位於相同的室內環境中,修改所述室內地圖以包括對所述第二反射器的第二參考。
- 根據請求項16所述的方法,還包括: 接收與所述多個無線設備對應的多個RF感測資料集合,其中,所述多個RF感測資料集合與多個接收波形相關聯,所述多個接收波形是所述第一反射器對至少一個發送波形的反射; 基於所述多個RF感測資料集合,決定與所述第一反射器相關聯的多個位置測量;以及 基於所述多個位置測量,決定所述第一反射器的位置。
- 根據請求項21所述的方法,還包括: 基於與所述多個無線設備對應的所述多個RF感測資料集合,決定所述第一反射器對應於瞬態物件;以及 修改所述室內地圖,以刪除對所述第一個反射器的所述參考。
- 根據請求項21所述的方法,還包括: 基於與所述多個無線設備對應的所述多個RF感測資料集合,決定所述第一反射器對應於結構元件,其中,對所述第一反射器的所述參考指示所述結構元件的類型。
- 根據請求項23所述的方法,其中,所述結構元件的所述類型包括門、窗、牆壁、地板、天花板、屋頂、柱子、或它們的組合中的至少一種。
- 根據請求項21所述的方法,還包括: 基於與所述多個無線設備對應的所述多個RF感測資料集合,決定所述第一反射器對應於靜態物件,其中,對所述第一反射器的所述參考指示所述靜態物件的類型。
- 根據請求項25所述的方法,其中,所述靜態物件的所述類型包括家具、器具、配件、或它們的組合中的至少一種。
- 根據請求項16所述的裝置,其中,所述發送波形包括Wi-Fi信號、新無線電(NR)信號、RADAR信號、超寬頻(UWB)信號、或它們的任意組合中的至少一種。
- 根據請求項16所述的方法,其中,所述第一RF感測資料集合包括與對應於所述發送波形的至少一個接收到的洩漏波形相關聯的資料。
- 根據請求項16所述的方法,其中,所述發送波形是由Wi-Fi存取點發送的。
- 根據請求項16所述的方法,還包括: 向所述第一無線設備提供所述室內地圖。
- 一種計算機可讀媒體,包括用於使計算機或處理器進行以下操作的至少一條指令: 從多個無線設備接收與第一無線設備對應的第一射頻(RF)感測資料集合和方向資料,其中,所述第一RF感測資料集合與至少一個接收波形相關聯,所述至少一個接收波形是第一反射器對發送波形的反射;以及 基於所述第一RF感測資料集合、所述方向資料和與所述第一無線設備對應的位置資料,產生包括對所述第一反射器的參考的室內地圖。
- 根據請求項31所述的計算機可讀媒體,還包括用於使所述計算機或所述處理器進行以下操作的至少一條指令: 基於所述第一RF感測資料集合,決定所述第一無線設備與所述第一反射器之間的距離和到達角。
- 根據請求項32所述的計算機可讀媒體,還包括用於使所述計算機或所述處理器進行以下操作的至少一條指令: 基於所述方向資料和所述位置資料,決定所述第一無線設備的移動;以及 基於所述第一無線設備的所述移動,調整所述距離和所述到達角。
- 一種用於室內測繪的裝置,包括: 用於從多個無線設備接收與第一無線設備對應的第一射頻(RF)感測資料集合和方向資料的構件,其中,所述第一RF感測資料集合與至少一個接收波形相關聯,所述至少一個接收波形是第一反射器對發送波形的反射;以及 用於基於所述第一RF感測資料集合、所述方向資料和與所述第一無線設備對應的位置資料來產生包括對所述第一反射器的參考的室內地圖的構件。
- 根據請求項34所述的裝置,還包括: 用於基於所述第一RF感測資料集合來決定所述第一無線設備與所述第一反射器之間的距離和到達角的構件。
- 根據請求項35所述的裝置,還包括: 用於基於所述方向資料和所述位置資料來決定所述第一無線設備的移動的構件;以及 用於基於所述第一無線設備的所述移動來調整所述距離和所述到達角的構件。
- 根據請求項35所述的裝置,還包括: 用於基於與第二無線設備對應的第二RF感測資料集合來決定所述第二無線設備與第二反射器之間的第二距離和第二到達角的構件;以及 用於響應於決定所述第一無線設備和所述第二無線設備位於相同的室內環境中來修改所述室內地圖以包括對所述第二反射器的第二參考的構件。
- 根據請求項34所述的裝置,還包括: 用於基於與所述多個無線裝置對應的多個RF感測資料集合來決定所述第一反射器對應於結構元件、靜態物件、瞬態物件、或它們的組合中的至少一個的構件。
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