协助室内导航的分布式气压计网络制造技术

一种导航设备包括压力传感器、无线电装置、包括程序指令的存储器以及控制器，所述控制器可操作地被连接到所述压力传感器、无线电装置和存储器，并且所述控制器被配置成执行所述程序指令以：（i）从多个信标中的参考信标接收至少一个信号，（ii）基于所接收到的至少一个信号而确定参考关系曲线校正，以及（iii）基于所述参考关系曲线校正以及来自压力传感器的信号而确定导航设备的高度。信号而确定导航设备的高度。信号而确定导航设备的高度。

【技术实现步骤摘要】
协助室内导航的分布式气压计网络
[0001]本申请要求2013年3月15日提交的、序列号为61/792,166的美国临时申请的优先权权益，所述美国临时申请的公开内容作为一个整体通过引用结合到本文中。


[0002]本公开内容涉及用于确定高度的方法和系统，并且具体地涉及一种将高度计校准到参考压力以供室内导航系统使用的方法和系统。

技术介绍

[0003]高度计被用于确定在参考平面、通常为平均海平面或标准海平面以上的高度。一种类型的高度计基于大气压力的测量结果来确定高度。该类型的高度计称作压力高度计（pressure altimeter）或气压高度计（barometric altimeter）。大气压力是用于确定高度的适当媒介，因为随着高度增加，大气压力以已知的速率减小。
[0004]大气压力受包括天气的锋面（weather fronts）和温度的因素所影响；因此，在每次使用之前，压力高度计都被校准或对准到与已知高度相对应的参考压力。例如，飞行中的航空器中的压力高度计定期地被调整到本地海平面压力，以便实现适当准确的高度读取。
[0005]当将确定高度的压力高度计用作室内导航系统的部分时，压力高度计应当被校准到受信任的参考压力以及尽可能接近于导航站点的相关联的已知高度。气象站、学校和机场通常被用作受信任的且可靠的参考压力和已知高度的源。成问题地，受信任的数据的这些源往往距离室内导航站点足够远，使得在所述导航站点处的大气压力不同于在源地处的大气压力。另外，在一些情形中，如与在建筑物以内的压力相比，大气压力在建筑物以外是不同的。压力中的差异往往由例如与建筑物相关联的加热、通风和冷却设备（“HVAC”）引起。因此，以上所述的大气压力中的差异通常导致被不适当校准的压力高度计，所述被不适当校准的压力高度计生成不准确的室内导航结果。
[0006]因此，值得期望的是提供一种用于确定合适的参考压力和相关联的已知高度来校准压力高度计以与室内导航系统一起使用的方法和系统。

技术实现思路

[0007]根据本公开内容的一个实施例，导航设备包括压力传感器、无线电装置、包括程序指令的存储器以及控制器，所述控制器可操作地被连接到所述压力传感器、无线电装置和存储器并且被配置成执行所述程序指令以从多个信标中的参考信标接收至少一个信号、基于所接收到的至少一个信号而确定参考关系曲线校正以及基于以下各项而确定导航设备的高度：（i）参考关系曲线校正，以及（ii）来自压力传感器的信号。
[0008]根据本公开内容的另一示例性实施例，一种确定导航设备的高度的方法包括：利用导航设备从多个信标中的参考信标接收至少一个信号；利用导航设备的控制器基于所接收到的至少一个信号而确定参考关系曲线校正；以及利用控制器通过使用以下各项来确定导航设备的高度：（i）参考关系曲线校正，以及（ii）来自导航设备的压力传感器的信号。
附图说明
[0009]通过参考以下的详细描述和附图，上述特征和优点以及其他的特征和优点对于本领域普通技术人员而言应当变得更加显而易见，在所述附图中：图1是包括压力高度计的导航设备的框图；图2是多级室内导航站点及其周围区域的框图，所述框图没有按比例示出；图3是图示了操作图1的导航设备的方法的流程图；以及图4是描绘了大气压力与高度的关系曲线的曲线图。
具体实施方式
[0010]为了促进对本公开内容的原理的理解，现在将参考在附图中图示的以及在以下书面说明中描述的实施例。可以理解的是，并没有由此意图对本公开内容的范围的任何限制。进一步可以理解的是，本公开内容包括对所图示的实施例的任何变更和修改，并且包括本公开内容的原理的另外的应用，如一般会被本公开内容所关于的领域中的技术人员所想到的那样。
[0011]如图1中所示，导航设备100包括显示器104、输入设备108、无线电装置112和高度计116，其中的每一个都被连接到控制器120。导航设备100通常是蜂窝式电话、智能电话、平板计算机等等。在一些实施例中，导航设备100是专用的电子导航工具。
[0012]显示器104是液晶显示器，其被配置成显示文本、图像以及其他可直观理解的数据。在另一实施例中，显示器104是如由本领域普通技术人员所期望的任何显示器，其包括但不限于有源矩阵有机发光二极管显示器。
[0013]输入设备108是应用在显示器104上的触摸屏。输入设备108被配置成响应于用户的手指或触控笔的接触。输入设备108被配置成使得用户能够录入文本数据并且操纵在显示器104上所示出的对象。在另一实施例中，输入设备108是键盘或被配置成生成输入信号的任何设备，如由本领域普通技术人员所期望的那样。
[0014]也称作无线发射器和接收器的无线电装置112可操作地被连接到控制器120并且被配置成经由蜂窝式网络、无线局域网（“Wi
‑
Fi”）、个人局域网和/或任何其他无线网络而无线地发送和接收电子数据。因此，无线电装置112与任何期望的无线通信标准或协议相兼容，所述无线通信标准或协议包括但不限于IEEE 802.11、IEEE 802.15.1（“蓝牙”）、全球移动通信系统（“GSM”）以及码分多址（“CDMA”）。因此，在至少一些实施例中，无线电装置112包括GPS接收器和/或用其他方法被配置成通过使用卫星导航系统（诸如全球定位系统（“GPS”））而接收信号并且确定其在地球上的位置。
[0015]高度计116包括压力传感器124并且可操作地被连接到控制器120。高度计116被配置成通过感测在靠近导航设备的区域中的大气/气压压力而基于导航设备100的目前的高度生成电信号。高度计116进一步被配置成利用已知的参考大气压力以及与所述已知的参考大气压力相关联的已知高度而被校准（或被对准）。高度计116包括电子电路（未示出），所述电子电路被配置成基于在以下各项之间的已知关系来计算其目前的高度：（i）所感测到的大气压力，（ii）已知的参考大气压力，以及（iii）与已知的参考大气压力相关联的已知高度。
[0016]控制器120至少包括处理器（未示出）以及存储器122，所述存储器122被配置成存
储程序指令（即软件）。控制器120可操作地被连接到存储器122并且被配置成执行所述程序指令，以用于操作连接到那里的组件、诸如显示器104、输入设备108、无线电装置112以及高度计116。特别地，控制器120被配置成使显示器104示出导航设备100位于其中的地区的地图并且显示导航设备的高度。
[0017]电源（未示出）向控制器120和连接到那里的组件供应电力。在一个实施例中，电源是电池，诸如锂离子电池或任何其他电池，如由本领域普通技术人员所期望的那样。
[0018]在工作中，导航设备100被配置成通过使用所选的信标来校准高度计（其细节在下文被描述），所述所选的信标很可能基于导航设备的当前位置而供给可用于导航设备的最准确的参考大气压力和参考高度。
[0019]参考图2，描绘了示例性环境200，所述示例性环境200包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有高度计的导航设备，其包括：压力传感器；无线电装置；包括程序指令的存储器；以及控制器，所述控制器可操作地被连接到所述压力传感器、无线电装置和存储器，并且被配置成执行所述程序指令以：接收从多个信标中的通过确定哪个信标最靠近导航设备而被选作为参考信标的信标所广播的至少一个信号，来自所述参考信标的所述信号包括最佳的可用的参考大气压力数据，并且确定与由所述参考信标所广播的所述最佳的可用的参考大气压力数据相对应的参考高度；基于所接收的所述至少一个信号确定参考关系曲线校正，其中所述参考关系曲线校正包括通过将参考关系曲线与图上的与最佳的可用的参考大气压力数据和参考高度相对应的点对准来校准所述高度计，其中所述参考关系曲线描述了所述高度与所述大气压力之间的关系，以及基于以下各项而确定导航设备的高度：（i）经校正的参考关系曲线，以及（ii）来自所述压力传感器的压力信号。2.根据权利要求1所述的导航设备，其中，来自参考信标的所述至少一个信号还包括参考高度数据。3.根据权利要求1所述的导航设备，其中，所述控制器还被配置成执行所述程序指令以：通过使用无线电装置而与数据服务器建立通信链路；查询数据服务器以确定参考信标的参考高度；通过通信链路而从数据服务器获得参考高度数据；以及基于参考高度数据而确定参考关系曲线校正。4.根据权利要求1所述的导航设备，还包括：可操作地被连接到所述控制器的显示器，其中所述控制器还被配置成执行所述程序指令以：在显示器上显示多个信标的信标列表，以及参考多个信标中的被导航设备的用户选为参考信标的信标。5.根据权利要求1所述的导航设备，其中，所述控制器还被配置成执行所述程序指令以：计算多个信标中的每个信标距导航设备的距离；以及选择多个信标中的最靠近导航设备的信标作为所述参考信标。6.根据权利要求5所述的导航设备，其中，所述控制器还被配置成执行所述程序指令以：确定导航设备的设备位置数据；通过使用无线电装置而与数据服务器建立通信链路；查询数据服务器以确定多个信标中的每个信标的位置；
通过通信链路而从数据服务器获得信标位置数据；以及基于设备位置数据和信标位置数据而计算多个信标中的每个信标距导航设备的距离。7.根据权利要求6所述的导航设备，其中：无线电装置包括GPS接收器；以及其中所述控制器还被配置成执行所述程序指令以基于由所述GPS接收器所接收到的信号而确定设备位置数据。8.根据权利要求1所述的导航设备，其中，所述控制器还被配置成执行所述程序指令以基于参考关系曲线校正而对高度公式进行缩放。9.根据权利要求1所述的导航设备，其中，所述控制器还被配置成执行所述程序指令以：根...

【专利技术属性】
技术研发人员：M格梅利，
申请(专利权)人：罗伯特，
类型：发明
国别省市：