利用磁力计校准误差均衡的磁性室内定位制造技术

方法和系统估计在移动设备处收集的磁性传感器测量的校准误差。每个测量与移动设备之一的位置相关联并且具有校准误差。来自传感器测量的数据被分割成集合。每个集合与关联于生成该集合中的数据的测量的相应的校准误差相关联。识别多对数据项，其中每对数据项包括来自集合中的第一集合与生成了该第一集合中的数据的关联于第一位置的测量相对应的数据项以及来自集合中的第二集合的生成了第一集合中的数据的关联于和第一位置大致相同的第二位置的测量相对应的数据项。与每个集合相关联的校准误差部分地基于数据项对来估计。的校准误差部分地基于数据项对来估计。的校准误差部分地基于数据项对来估计。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用磁力计校准误差均衡的磁性室内定位
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年5月31日提交的美国临时专利申请No.63/032,672的优先权，其公开内容以其全文通过引用并入本文。


[0003]本专利技术涉及室内定位系统，尤其涉及使用磁性传感器来进行室内环境的地图测绘。

技术介绍

[0004]移动设备向用户提供各种服务。一种这样的服务是导航。室外环境中的导航可以利用多种输入和传感器，例如与全球定位系统(GPS)相关的输入和传感器。导航在GPS
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拒绝或GPS不准确的区域需要新的方法和系统来导航、跟踪和定位移动设备，例如室内、地下、具有高建筑物的密集城市街道、天然峡谷和类似环境。
[0005]典型的现代室内定位系统(IPS)依赖于一种地图测绘过程，该过程将位置(位置指纹)中的传感器测量与室内地图的坐标相关联。IPS可以使用各种移动设备传感器测量，例如从收发器信标(例如，无线LAN模块)所接收的信号强度指示器(RSSI)或磁性测量，来执行地图测绘过程。这些类型的传感器测量是感测移动设备所横穿的位置中的环境的环境测量，并且所创建的地图可以被称为指纹地图(fingerprint map)并且用于通过将新设备传感器测量与指纹地图进行匹配来进行定位。一些IPS还在定位在被称为同时定位和绘图(Simultaneous Localization And Mapping)(SLAM)的过程中的同时更新指纹地图。在一些IPS中，地图不是指纹地图，而是直接从传感器测量或通过对指纹地图执行一些附加操作而推导的一些特征地图。
[0006]在基于磁性传感器测量的IPS(称为磁IPS)中，某些类型的测量误差可能由磁性传感器(磁力计)的校准中的缺陷引起。磁力计通常通过感测地球的磁场来执行传感器测量。然而，这些传感器测量通常由于软铁效应和硬铁效应而失真。软铁由铁磁物体(被磁体吸引的任何物体)引起，并且根据铁磁物体的定向而改变现有磁场(例如地球磁场)的方向。硬铁效应由生成被添加到地球磁场中的其自身磁场的任何磁体(自然的或电的)引起。由于软铁效应和硬铁效应，磁力计需要周期性地经历校准过程，以便估计和消除软铁效应和硬铁效应。然而，已知磁力计校准过程本身具有缺陷，通常包括通过主动地围绕各种旋转轴旋转携带磁力计的设备(例如，移动设备)而需要人工干预。校准的质量很大程度上取决于传感器的质量和精度、设备在校准期间的运动量以及校准过程的质量。实际上，即使在设备经历校准处理之后，总是存在一些可能影响IPS地图测绘过程的质量的不可忽略的残余校准误差。此外，由于地图绘制过程可以使用多个移动设备来执行，每个移动设备已经经历了不同的磁力计校准过程，所以不同的磁性传感器测量可以与磁指纹地图上的完全相同的位置相关联。类似地，将磁性传感器测量与指纹地图进行比较的设备可以在相同位置具有不同的磁性传感器测量。
[0007]为了加剧问题，生成和更新指纹地图几乎总是包括位置关联误差，其中在地图上的给定位置执行的传感器测量与不同的地图位置不正确地相关联。

技术实现思路

[0008]根本专利技术涉及用于均衡磁性传感器测量中的校准误差的方法和系统。
[0009]本公开的实施例涉及一种方法，该方法包括：将来自在一个或多个移动设备处收集的多个磁性传感器测量的数据分割成多个分区数据集合，每个磁性传感器测量与移动设备之一的位置相关联并且具有相关联的校准误差，所述分割使得每个分区集合与关联于用于生成该分区集合中的数据的磁性传感器测量的相应的校准误差相关联；识别一对或多对数据项，每对数据项包括：来自分区集合中的第一分区集合的与用于生成第一分区集合中的数据的关联于第一位置的磁性传感器测量相对应的数据项；以及来自分区集合中的第二分区集合的与用于生成第一分区集合中的数据的关联于第二位置的磁性传感器测量相对应的数据项，该第二位置与第一位置基本上相同；以及部分地基于一对或多对数据项来估计与分区集合中的每个分区集合相关联的校准误差。
[0010]可选地，该方法还包括：针对分区集合中的每个分区集合，基于与该分区集合相关联的所估计的校准误差来修改该分区集合中的数据。
[0011]可选地，该方法还包括：将磁性传感器测量与地图参考系(map reference frame)中的位置相关联。
[0012]可选地，针对每对，如果第一位置和第二位置彼此在特定距离内，则第二位置基本上与第一位置相同。
[0013]可选地，针对每对，第一位置和第二位置是磁性特征位置，并且如果磁性特征位置彼此在特定距离内，则第二位置基本上与第一位置相同。
[0014]可选地，针对每对，第一位置和第二位置是指纹位置。
[0015]可选地，针对每对，第一位置和第二位置是磁性指纹位置。
[0016]可选地，分割基于以下中的至少一个来执行：一个或多个移动设备的定向，或者收集磁性传感器测量的移动设备。
[0017]可选地，从多个磁性传感器测量生成的数据包括将磁性传感器测量关联于室内地图的坐标的指纹位置数据。
[0018]可选地，从多个磁性传感器测量生成的数据包括从磁性传感器测量所推导的磁性特征数据。
[0019]可选地，估计通过最小化成本函数来执行，所述成本函数是与数据对相关联的磁性传感器测量的函数。
[0020]可选地，一个或多个移动设备正好包括一个移动设备，并且在正好一个移动设备处以多个不同定向收集磁性传感器测量。
[0021]可选地，一个或多个移动设备至少包括第一移动设备和第二移动设备，并且在第一移动设备处收集磁性传感器测量中的至少一些，并且在第二移动设备处收集磁性传感器测量中的至少一些。
[0022]本公开的实施例涉及一种系统，该系统包括：与一个或多个移动设备相关联的处理子系统，所述一个或多个移动设备包括与存储器通信的至少一个处理器，所述处理子系
统被配置为：将来自在一个或多个移动设备处收集的多个磁性传感器测量的数据分割成多个分区数据集合，每个磁性传感器测量与移动设备之一的位置相关联并且具有相关联的校准误差，所述分割使得每个分区集合与关联于用于生成该分区集合中的数据的磁性传感器测量的相应的校准误差相关联；识别一对或多对数据项，每对数据项包括：来自分区集合中的第一分区集合的与用于生成第一分区集合中的数据的关联于第一位置的磁性传感器测量相对应的数据项；以及来自分区集合中的第二分区集合的与用于生成第一分区集合中的数据的关联于第二位置的磁性传感器测量相对应的数据项，该第二位置与第一位置基本上相同；以及部分地基于一对或多对数据项来估计与分区集合中的每个分区集合相关联的校准误差。
[0023]可选地，处理子系统还被配置为：针对分区集合中的每个分区集合，基于与该分区集合相关联的所估计的校准误差来修改该分区集合中的数据。
[0024]可选地，该系统还包括：一个或多个磁性传感器，其由所述一个或多个移动设备承载以用于收集所述磁性传感器测量，并且处理子系统还被配置为将磁性传感器测量与地本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，包括：将来自在一个或多个移动设备处收集的多个磁性传感器测量的数据分割成多个分区数据集合，所述磁性传感器测量中的每一个与所述移动设备中的一个移动设备的位置相关联并且具有相关联的校准误差，所述分割使得每个分区集合与关联于用于生成该分区集合中的数据的磁性传感器测量的相应的校准误差相关联；识别一对或多对数据项，每对数据项包括：来自所述分区集合中的第一分区集合的与用于生成该第一分区集合中的数据的关联于第一位置的磁性传感器测量相对应的数据项，以及来自所述分区集合中的第二分区集合的与用于生成所述第一分区集合中的数据的关联于第二位置的磁性传感器测量相对应的数据项，所述第二位置与所述第一位置基本上相同；以及部分地基于所述一对或多对数据项来估计与所述分区集合中的每个分区集合相关联的校准误差。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：针对所述分区集合中的每个分区集合，基于与该分区集合相关联的所估计的校准误差来修改该分区集合中的数据。3.根据权利要求1所述的方法，还包括：将所述磁性传感器测量与地图参考系中的位置相关联。4.根据权利要求1所述的方法，其中，针对每对，如果所述第一位置和所述第二位置彼此在特定距离内，则所述第二位置基本上与所述第一位置相同。5.根据权利要求1所述的方法，其中，针对每对，所述第一位置和所述第二位置是磁性特征位置，并且其中，如果所述磁性特征位置彼此在特定距离内，则所述第二位置基本上与所述第一位置相同。6.根据权利要求1所述的方法，其中，针对每对，所述第一位置和所述第二位置是指纹位置。7.根据权利要求1所述的方法，其中，针对每对，所述第一位置和所述第二位置是磁性指纹位置。8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述分割基于以下中的至少一个来执行：所述一个或多个移动设备的定向，或者收集磁性传感器测量的所述移动设备。9.根据权利要求1所述的方法，其中，从所述多个磁性传感器测量生成的所述数据包括将所述磁性传感器测量关联于室内地图的坐标的指纹位置数据。10.根据权利要求1所述的方法，其中，从所述多个磁性传感器测量生成的所述数据包括从所述磁性传感器测量所推导的磁性特征数据。11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述估计通过最小化成本函数来执行，所述成本函数是与所述数据对相关联的所述磁性传感器测量的函数。12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个移动设备正好包括一个移动设备，并且其中，在所述正好一个移动设备处以多个不同定向收集所述磁性传感器测量。13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个移动设备至少包括第一移动设备和第二移动设备，并且在所述第一移动设备处收集所述磁性传感器测量中的至少一些，并且在所述第二移动设备处收集所述磁性传感器测量中的至少一些。
14.一种系统，包括：与一个或多个移动设备相关联的处理子系统，所述一个或多个移动设备包括与存储器通信的至少一个处理器，所述处理子系统被配置为：将来自在一个或多个移动设备处收集的多个磁性传感器测量的数据分割成多个分区数据集合，所述磁性传感器测量中的每一个与所述移动设备中的一个移动设备的位置相关联并且具有相关联的校准误差，所述分割使得每个分区集合与关联于用于生成该分区集合中的数据的磁性传感器测量的相应的校准误差相关联，识别一对或多对数据项，每对数据项包括：来自所述分区集合中的第一分区集合的与用于生成该第一分区集合中的数据的关联于第一位置的磁性传感器测量相对应的数据项，以及来自所述分区集合中的第二分区集合的与用于生成所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿美兰，
申请(专利权)人：欧里伊恩特新媒体有限公司，
类型：发明
国别省市：