在用户携带的便携式电子设备中的信息确定制造技术

一种确定由用户携带的设备相对于所述用户的位置的方法，所述方法包括：确定设备参考坐标系和在所述设备处的地球参考坐标系之间的转换的数学表达式；接收来自所述设备的传感器装置的信息，当所述用户正在行走时，所述传感器装置能够测量所述设备的移动，以及使用所述数学表达式将来自所述传感器装置的信息转换到所述设备处的所述地球参考坐标系中；以及对在所述转换中获得的来自所述传感器装置的所述信息的至少一个成分执行统计分析，以识别对应于所述设备的特定位置的一个或多个特征。还提供了一种在由用户携带的设备中确定用户身体相对于参考坐标系的定向的方法，所述方法包括：确定所述设备相对于所述用户的位置；以及基于所确定的所述设备的位置选择用于确定所述用户相对于所述参考坐标系的定向的多个方法中的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在用户携带的便携式电子设备中的信息确定
本专利技术涉及在便携式电子设备中的信息确定。更具体但不排他地，本专利技术涉及确 定设备相对于用户的位置，以及还可以涉及确定用户相对于参考坐标系的定向。
技术介绍
近年来，由便携式电子无线设备或由与由用户携带的便携式电子设备交互的设备 提供的应用和服务已经变得流行。对于一些应用和服务而言，将期望的是知道便携式电子 设备相对于用户的位置以及用户的定向。 总的来说，当便携式电子设备（诸如智能电话）的用户正在行走或站立时，该用户 在相对于他们身体的各种不同位置中携带他们的设备。例如，他们可以在他们的手、裤子口 袋或手提包中携带移动电话。一般地，对于用户而言，还有一种趋势是，很少注意所携带的 便携式电子设备的定向，尤其是在不使用该设备或不与该设备进行交互时。这意味的是，对 于大多数便携式电子设备而言，在没有强加要求用户必须在哪里以及如何携带该设备的情 况下，强加要求对于用户而言可能是不便利的，关于该设备相对于用户的定向的信息以及 在用户上的设备的位置，对于该设备本身而言是不能获得的，以及因此对于在该设备或可 能与该设备通信的系统上运行的任何应用而言也是不能获得的。 众所周知的是，确定便携式电子设备相对于地球的定向，以及它的经度和纬度。然 而，创建合适以及实用的构件（通过该构件，便携式电子设备能够在不必在至该用户的某 一定向的情况下，确定在用户身体上它的位置，或在不必在该用户上的某一位置的情况下， 确定相对于用户身体的它的定向）将是有用的以及将允许便携式电子设备的进一步重大 发展，例如在新的应用中。 众所周知的是，当用户正在行走时，针对许多不同的身体上的位置而言，使用移动 电话内的加速计和陀螺仪的组合来估计在该用户身体上的该电话的位置。然而，用于提供 精确的结果，这些方法花费大量的时间来运行以及要求许多计算处理。陀螺仪也易于漂移 (drift)，随着时间在陀螺仪的读数中，漂移能够引入越来越多的误差。 还众所周知的是，通过分析随着用户移动而记录的便携式电子设备的经度和纬度 方位的历史，来确定用户身体正在面向的方向（导向）。然而，这些技术依赖于在设备外部 存在的基础架构，诸如全球定位系统（GPS)，GPS将它们的使用限制为具有合适的接收的环 境。除此之外，使用诸如GPS的系统的频繁的定位需要大量的电池电量。 本专利技术是在这种情景中做出的。
技术实现思路
根据本专利技术，提供了一种确定由用户携带的设备相对于所述用户的位置的方法， 所述方法包括：确定设备参考坐标系和在所述设备处的地球参考坐标系之间的转换的数学 表达式；接收来自所述设备的传感器装置的信息，所述传感器装置能够测量当所述用户正 在行走时的所述设备的移动，以及使用所述数学表达式将来自所述传感器装置的信息转换 到所述设备处的所述地球参考坐标系中；以及对在所述转换中获得的来自所述传感器装置 的所述信息的至少一个成分执行统计分析，以识别对应于所述设备的特定位置的一个或多 个特征。 所述传感器装置可以包括加速计装置，以及来自所述传感器装置的所述信息可以 包括所述设备的加速度信息，在这种情况下，所述至少一个成分可以包括所述加速度信息 的水平成分或垂直成分。此外，所述传感器装置可以包括磁力计装置，在这种情况下，所述 至少一个成分可以可替代地或另外包括磁信息的成分。也就是说，所述数学表达式将允许 所述设备确定所述传感器装置信息的至少垂直成分或水平成分。 对所述至少一个成分执行统计分析可以包括执行主成分分析。此外，对所述至少 一个成分执行统计分析可以包括：确定所述信息的至少一个统计，以及将所述统计与针对 不同设备位置的存储的数据进行比较，以确定所述设备相对于所述用户的位置。 根据本专利技术，还提供了一种确定用户身体相对于参考坐标系的定向的方法，在由 用户携带的设备中，所述方法包括：确定所述设备相对于所述用户的位置；以及基于所确 定的所述设备的位置，从用于确定所述用户相对于所述参考坐标系的所述定向的多个方法 中选择方法。 所述设备可以包括传感器装置。所述传感器装置能够检测和测量由所述设备经历 的可测量的效果，该可测量的效果依赖于在行走期间所述用户的步态周期而循环地变化， 以及可以包括能够在三维中测量加速度的至少一个加速计装置。此外，所述参考坐标系可 以包括第一参考坐标系，以及所述多个方法中的许多方法可以包括：根据所确定的所述设 备的位置来选择用户步态周期内的一个或多个时间段，在所述用户的步态周期内的所述一 个或多个时间段是如下的一个或多个时间段：在该一个或多个时间段期间，所述设备的移 动主要在相对于对应于所述用户的所述参考坐标系的第二参考坐标系的预定方向中；在所 述一个或多个时间段期间，测量所述设备的加速度；以及根据测量的加速度来估计相对于 所述参考坐标系的所述用户的定向。 在所述多个方法中的一个或多个方法中，估计相对于所述第一参考坐标系的所述 用户的定向可以包括：确定在所述一个或多个时间段期间的加速度的方向是相对于所述第 二参考坐标系的所述预定方向。 在所述多个方法中的一个或多个可替代方法中，估计相对于所述第一参考坐标系 的所述用户的定向可以包括：对在所述一个或多个时间段期间测量的加速度数据执行统计 分析。在这个情况下，执行统计分析可以包括：对在所述一个或多个时间段期间测量的加速 度数据执行主成分分析，以及确定所述主成分中的一个主成分的方向对应于相对于所述第 二参考坐标系的所述预定方向。 所述参考坐标系可以是地球参考坐标系；以及所述方法还可以包括：确定设备参 考坐标系和所述地球参考坐标系之间的转换的数学表达式，以及所述多个方法可以包括： 使用测量的加速度信息，已经使用所述数学表达式将该测量的加速度信息转换到所述地球 参考坐标系中。所述传感器装置还可以包括磁力计装置，以及在确定所述数学表达式之前， 所述方法还可以包括接收来自所述加速计装置和所述磁力计装置的信息；分析所接收的来 自所述加速计装置的信息，以确定所述用户正在站立，以及响应于确定所述用户正在站立， 根据所接收的信息，确定相对于所述设备参考坐标系的所述地球参考坐标系的对应于垂直 方向的第一轴；基于接收的来自所述磁力计装置的信息和所确定的相对于所述设备的垂直 方向，确定相对于所述设备参考坐标系的所述地球参考坐标系的第二轴，所述第二轴对应 于北方向；以及确定相对于所述设备的所述地球参考坐标系的第三轴，如与所述第一轴和 所述第二轴正交，其中确定数学表达式可以包括确定所述设备参考坐标系的一组三个正交 轴与所述地球参考坐标系的第一轴、第二轴和第三轴之间的转换的数学表达式。 另外，所述方法还可以包括：通过使用所述数学表达式以将所确定的所述用户相 对于所述地球参考坐标系的定向转换到所述设备参考坐标系中，来确定用户身体相对于所 述设备参考坐标系的定向。 此外，根据本专利技术，提供了 一种包括指令的计算机程序，当由处理器执行所述指令 时，所述指令使得所述处理器执行以上方法中的一个或多个方法。 根据本专利技术，提供了一种设备，所述设备用于确定在由用户携带该设备时相对于 所述用户的所述设备的位置，所述设备包括控制器；存储本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确定由用户携带的设备相对于所述用户的位置的方法，所述方法包括：确定设备参考坐标系和在所述设备处的地球参考坐标系之间的转换的数学表达式；接收来自所述设备的传感器装置的信息，所述传感器装置能够测量当所述用户正在行走时的所述设备的移动，以及使用所述数学表达式将来自所述传感器装置的信息转换到所述设备处的所述地球参考坐标系中；以及对在所述转换中获得的来自所述传感器装置的所述信息的至少一个成分执行统计分析，以识别对应于所述设备的特定位置的一个或多个特征。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1. 一种确定由用户携带的设备相对于所述用户的位置的方法，所述方法包括： 确定设备参考坐标系和在所述设备处的地球参考坐标系之间的转换的数学表达式； 接收来自所述设备的传感器装置的信息，所述传感器装置能够测量当所述用户正在行 走时的所述设备的移动，以及使用所述数学表达式将来自所述传感器装置的信息转换到所 述设备处的所述地球参考坐标系中；以及 对在所述转换中获得的来自所述传感器装置的所述信息的至少一个成分执行统计分 析，以识别对应于所述设备的特定位置的一个或多个特征。2. 根据权利要求1所述的方法，其中所述传感器装置包括加速计装置，以及来自所述 传感器装置的所述信息包括针对所述设备的加速度信息。3. 根据权利要求2所述的方法，其中所述至少一个成分包括所述加速度信息的水平成 分或垂直成分。4. 根据权利要求1、2或3所述的方法，其中所述传感器装置包括磁力计装置。5. 根据前述权利要求中的任何一项所述的方法，其中对所述至少一个成分执行统计分 析包括执行主成分分析。6. 根据前述权利要求中的任何一项所述的方法，其中对所述至少一个成分执行统计分 析包括：确定所述信息的至少一个统计，以及将所述统计与针对不同设备位置而存储的数 据进行比较，以确定所述设备相对于所述用户的位置。7. 根据前述权利要求中的任何一项所述的方法，其中所述地球参考坐标系包括对应于 垂直方向的参考轴以及对应于水平平面的平面，以及所述方法还包括： 在确定所述数学表达式之前，接收当所述用户正在站立时来自所述传感器装置的感测 信息，分析所述感测信息以确定所述用户正在站立，以及响应于确定所述用户正在站立，根 据所接收的和分析的感测信息，确定相对于所述设备参考坐标系的所述地球参考坐标系的 所述参考轴的方向，以及 其中确定数学表达式包括：确定所述设备参考坐标系的一组三个正交轴与所述参考轴 和参考平面之间的转换的数学表达式。8. -种在由用户携带的设备中确定用户身体相对于参考坐标系的定向的方法，所述方 法包括： 确定所述设备相对于所述用户的位置；以及 基于所确定的所述设备的位置，选择用于确定所述用户相对于所述参考坐标系的所述 定向的多个方法中的方法。9. 根据权利要求8所述的方法，其中所述设备包括传感器装置，所述传感器装置能够 检测和测量由所述设备经历的可测量的效果，所述可测量的效果取决于在用户行走期间所 述用户的步态周期而循环地变化，以及所述传感器装置包括至少一个加速计装置，所述加 速计装置能够在三维中测量加速度。10. 根据权利要求9所述的方法，其中所述参考坐标系包括第一参考坐标系，以及其中 所述多个方法中的许多方法包括： 根据所确定的所述设备的位置，选择用户步态周期内的一个或多个时间段，在所述用 户步态周期内的所述一个或多个时间段是如下的一个或多个时间段，在该一个或多个时间 段期间，所述设备的移动主要在相对于对应于所述用户的参考坐标系的第二参考坐标系的 预定方向中； 在所述一个或多个时间段期间，测量所述设备的加速度；以及 根据所测量的加速度，估计相对于所述第一参考坐标系的所述用户的定向。11. 根据权利要求10所述的方法，其中相对于所述第二参考坐标系的所述预定方向是 所述用户身体正在面向的方向。12. 根据权利要求10或11所述的方法，其中在所述许多方法中的至少一个方法中，估 计相对于所述第一参考坐标系的所述用户的定向包括：确定在所述一个或多个时间段期间 的加速度的方向是相对于所述第二参考坐标系的所述预定方向。13. 根据权利要求10或11所述的方法，其中，在所述许多方法中的至少一个方法中，估 计相对于所述第一参考坐标系的所述用户的定向包括：对在所述一个或多个时间段期间测 量的加速度数据执行统计分析。14. 根据权利要求13所述的方法，其中执行统计分析包括对在所述一个或多个时间段 期间测量的加速度数据执行主成分分析，以及确定所述主成分中的一个主成分的方向对应 于相对于所述第二参考坐标系的所述预定方向。15. 根据权利要求9至14中的任何一项所述的方法，其中所述多个方法中的一个方法 包括测量所述设备的加速度，以及对所测量的加速度执行主成分分析。16. 根据权利要求9至15中的任何一项所述的方法，其中所述参考坐标系是地球参考 坐标系；以及 其中所述方法还包括：确定设备参考坐标系和所述地球参考坐标系之间的转换的数学 表达式，以及其中所述多个方法包括使用测量的加速度信息，已经使用所述数学表达式将 所述测量的加速度信息转换到所述地球参考坐标系中。17. 根据权利要求16所述的方法，其中所述传感器装置包括磁力计装置，以及其中在 确定所述数学表达式之前，所述方法包括： 接收来自所述加速计装置和所述磁力计装置的信息； 分析来自所述加速计装置的所接收的信息以确定所述用户正在站立，以及响应于确定 所述用户正在站立，根据所接收的信息确定相对于所述设备参考坐标系的所述地球参考坐 标系的第一轴，所述第一轴对应于垂直方向； 基于接收的来自所述磁力计装置的信息和所确定的相对于所述设备的垂直方向，确定 相对于所述设备参考坐标系的所述地球参考坐标系的第二轴，所述第二轴对应于北方向； 以及 确定相对于所述设备的所述地球参考坐标系的第三轴为与所述第一轴和所述第二轴 正交； 其中确定数学表达式包括：确定所述设备参考坐标系的一组三个正交轴与所述地球参 考坐标系的所确定的第一轴、第二轴和第三轴之间的转换的数学表达式。18. 根据权利要求17所述的方法，还包括：接收在所述用户正在行走时来自所述传感 器装置的信息，使用这个信息以检测相对于所述地球参考坐标系的所述设备的定向中的变 化，以及重新计算所述数学表达式以考虑相对于所述地球参考坐标系的所述设备的新的定 向。19. 根据权利要求16、17或18所述的方法，还包括：通过使用所述数学表达式以将所 确定的所述用户相对于所述地球参考坐标系的定向转换到所述设备参考坐标系中，来确定 用户身体相对于所述设备参考坐标系的定向。20. -种包括指令的计算机程序，当由处理器执行所述指令时，所述指令使得所述处理 器执行根据权利要求1至19中的任何一项所述的方法。21. -种用于确定在由用户携带设...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·霍塞尼塔巴塔巴耶，A·格鲁哈克，R·塔法佐立，
申请(专利权)人：萨里大学，
类型：发明
国别省市：英国;GB