确定移动设备在地理区域中的位置制造技术

一种由用户携带的移动设备(100)，其具有提供加速度和方位信息的传感器。这些信息被处理以提供设备的轨迹。处理包括以下改进措施：使用不同模块(1、2、3、5、6、7)对运动(1)分类并且检测用户的步伐(5)，跟踪设备(100)的方位(3)和加速度(2)，估算用户的步伐(6)的长度，并且估算用户的航向(7)。将这些轨迹与地图进行比较，并且通过由地图提供的约束校正这些轨迹。在给定的指示轨迹的情况下使地图找到的匹配轨迹的概率最大化的基础上，对产生轨迹的方法的参数进行优化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】确定移动设备在地理区域中的位置
本专利技术涉及确定移动设备在地理区域中的位置的方法和设备。本专利技术特别适用于所述地理区域为室内区域的场合。本专利技术更具体地，但非排他性地涉及处理来自方位传感器和加速度传感器的数据的改进方法。
技术介绍
室内跟踪和导航是普遍的和环境敏感的智能手机应用程序的基本需要。室内定位应用程序包括智能零售、通过像是交通枢纽的大型公共场所的导航、以及辅助生活。室内定位系统的最终目标是在智能手机类设备上提供连续、可靠和精确的定位。近来，借助或不借助现有地图帮助的惯性跟踪或“航位推算”得到很多关注，但是，现有的方案缺少普遍性和鲁棒性。它们通常旨在实现在特定情景下的高精度，并且针对特定手机位置(即，在用户身体上的位置等)、用户、设备或环境进行微调。当在与它们设计所针对的条件不同的条件下测试时，它们的性能显著下降。例如，现有的方法大多假设用户以特定的方式(例如，文本输入模式)握着设备[1](参见以下参考文献列表)。更为先进的方法首先使用分类器来推断用户步行模式和手机位置(例如，手摆动、文本输入等)[2]、[3]，然后利用这种信息来优化惯性跟踪系统[4]。然而，现有技术方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种估算作用在设备上的重力矢量的方法，该方法包括：从设备的加速计接收加速度矢量信号以一周期；将加速度信号加起来以形成累加的加速度矢量信号；以及在后续计算步骤中使用累加的加速度信号来指示重力矢量的方向。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.12 GB 1500411.2;2014.09.15 GR 201401004621.一种估算作用在设备上的重力矢量的方法，该方法包括：从设备的加速计接收加速度矢量信号以一周期；将加速度信号加起来以形成累加的加速度矢量信号；以及在后续计算步骤中使用累加的加速度信号来指示重力矢量的方向。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括形成所述累加的矢量信号的平均值，从而估算所述重力矢量，所述重力矢量包括其模值和方向，并且在后续计算步骤中将所述重力矢量用作重力的方向的指示。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括除以所述周期的长度。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，来自所述加速计的每个重力矢量除以所述周期的长度。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，用所述累加的重力矢量除以所述周期的长度。6.根据以上任意一项权利要求所述的方法，其特征在于，来自所述加速计的每个重力矢量在被加在一起之前，以允许所述设备的方位在所述期间能够改变的量进行调整。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述调整量是基于所述设备的转动速度在所述周期内为常数来确定的。8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述调整量是基于所述设备的转动速度在所述周期内可以改变来确定的。9.根据权利要求6到8中任意一项所述的方法，其特征在于，所述重力矢量被调整以由方位或转动速度传感器、或者所述设备所指示的量。10.根据以上任意一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述方法包括在相对于地而言为固定的坐标系中表达估算的重力矢量的坐标。11.根据以上任意一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述周期是步伐或双步伐的总体数量。12.一种估算设备的方位的方法，包括：执行上述任意一项权利要求所述的方法以获得作用在所述设备上的所述重力矢量的估算值；获得指示所述设备的方位的信号；采用由所述重力信号提供的关于所述设备的方位的信息来更新指示所述设备的方位的信号。13.根据权利要求11所述的估算设备的方位的方法，其特征在于，采用由所述重力信号提供的关于所述设备的方位的信息来更新指示所述设备的方位的信号的步骤包括：采用由所述重力信号提供的关于所述设备的方位的信息和由第二传感器提供的关于所述设备的方位的信息，来更新指示所述设备的方位的信号。14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述第二传感器是磁强计。15.根据权利要求11到14中任意一项所述的方法，其特征在于，采用卡尔曼滤波器执行所述方位信号的修正。16.一种优化方位误差的方法，该方位误差是估算方位与实际方位之差，所述估算方位是从设备的提供关于所述设备的运动的信息的一个或多个传感器输出的信号计算出的，所述方法包括：以携带设备的用户的步伐或双步伐的一个或多个完整周期的时间间隔，从所述设备的一个或多个传感器获得所述设备的加速度的一组矢量值；以及使用在所述时间间隔期间受制于应用在运动上的物理约束的一组加速度值来优化所述方位误差。17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述物理约束包括在所述时间间隔期间，所述方位误差是常数。18.根据权利要求16或17所述的方法，其特征在于，所述物理约束包括所述设备在所述时间间隔的开始和结束时都是相同的。19.根据权利要求16到18中任意一项所述的方法，其特征在于，所述物理约束包括在所述时间间隔内所述设备相对于地的垂直速度不改变。20.根据权利要求16到19中任意一项所述的方法，其特征在于，所述物理约束包括在所述时间间隔内所述设备相对于地的水平速度不改变。21.根据权利要求16到18中任意一项所述的方法，其特征在于，所述物理约束包括在所述时间间隔内所述设备相对于地的3D速度不改变。22.根据权利要求16到21中任意一项所述的方法，其特征在于，所述优化是通过收敛。23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述优化是通过最小二乘法。24.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述优化是贝叶斯收敛。25.根据权利要求16到24中任意一项所述的方法，其特征在于，所述优化包括：优化针对R的以下等式：和其中，at是设备的矢量加速度值，t是时间，时间t0和te是所述时间间隔的开始和结束时刻，ve和v0分别是在所述开始和结束时刻的速度值，Δt和Δτ是加速度值之间的间隔，az是沿着垂直轴的加速度，Δl是所述设备在所述时间间隔的高度变化，Δv是在所述时间间隔的速度变化，R是代表所述方位误差的矩阵。26.根据权利要求16到25中任意一项所述的方法，其特征在于，所述时间间隔的步伐或双步伐的完整周期的数量是一。27.根据权利要求16到26中任意一项所述的方法，其特征在于，表示所述加速度的坐标为相对于地而言为固定的坐标系的坐标。28.根据权利要求16到27中任意一项所述的方法，其特征在于，由权利要求12到15中任意一项所述的方法提供所述方位值。29.一种校正从设备的传感器获得的加速度信号的方法，所述方法包括：执行根据权利要求16到28中任意一项所述的优化方位误差的方法；以及将所述方位误差应用至所述间隔时间的加速度信号。30.一种为设备的运动提供分类信号的方法，所述方法包括：从传感器接收响应于所述设备的加速度和方位的加速度信号和方位信号；做比较以指示所述加速度信号和所述方位信号中的哪个...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿加顿尼基·特里戈尼，肖卓凌，
申请(专利权)人：牛津大学创新有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB