【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及形成无线电接收器相对于位置具有相关的不定性的多个无线电发射器的ニ维位置的估计的方法，以及形成无线电发射器相对于位置具有相关的不定性的多个无线电接收器的ニ维位置的估计的方法(或等价相对于在多个已知位置设置的无线电接收器)。本专利技术还提供根据该方法估计的位置的不定性的估计。
技术介绍
由于W1-Fi接入点通常在建筑物和市区中普遍存在，在这些区域获得可靠的GPS信号较难，所以能够关于已知位置的W1-Fi接入点确定它们的位置的便携式设备日益普及。例如，许多智能手机提供访问包括全球W1-Fi接入点和标识符的数据库，使得智能手机可以在检测ー个或多个W1-Fi接入点时识别这些接入点(AP)中的至少ー个的位置并推断其位置。通常,便携式W1-Fi设备可通过表示设备的位置作为ー组W1-Fi接入点的已知位置ri (每个均由权重wi加权)的线性组合的加权质心确定其位置r，其中，权重wi取决于从通过其发射功率调整的各个接入点接收的信号強度。这在以下公式中示出
【技术保护点】
一种形成相对于多个无线电发射器的无线电接收器的二维位置估计的方法，各无线电发射器都具有相关的位置估计和能够表示为具有长轴和短轴的不定性椭圆的位置不定性，所述方法包括：在所述无线电接收器接收来自所述多个无线电发射器的信号，并根据所接收的信号形成一组发射器加权值，各所述发射器加权值都表示从所述无线电接收器到各个无线电发射器的距离的测量；对于所述多个无线电发射器中的每个，通过根据各个所述发射器加权值的缩放值缩放在预定的坐标系中描述各个所述不定性椭圆的定向的不定性向量，并通过将所述不定性向量的幅角乘以因子4来旋转所述不定性向量；对所述多个无线电发射器的经缩放和旋转的所述向量求和以形成总向量；通过将所述总向量的幅角除以因子4并使用产生的旋转的所述总向量定义包括第一坐标轴和第二坐标轴的复合坐标基准；以及通过以下步骤在所述复合坐标基准中形成所述无线电接收器的所述二维位置的估计：将每个不定性椭圆的所述长轴和所述短轴投影至所述第一坐标轴和所述第二坐标轴以形成针对每个轴的一组投影分量；对每个轴的所述投影分量进行求和以形成沿每个轴的总不定性；对于每个不定性椭圆，从缩放的各个所述发射器加权值形成第一坐标轴加权...
【技术特征摘要】
2011.09.30 US 13/249,9481.一种形成相对于多个无线电发射器的无线电接收器的二维位置估计的方法，各无线电发射器都具有相关的位置估计和能够表示为具有长轴和短轴的不定性椭圆的位置不定性，所述方法包括 在所述无线电接收器接收来自所述多个无线电发射器的信号，并根据所接收的信号形成一组发射器加权值，各所述发射器加权值都表示从所述无线电接收器到各个无线电发射器的距离的测量； 对于所述多个无线电发射器中的每个，通过根据各个所述发射器加权值的缩放值缩放在预定的坐标系中描述各个所述不定性椭圆的定向的不定性向量，并通过将所述不定性向量的幅角乘以因子4来旋转所述不定性向量； 对所述多个无线电发射器的经缩放和旋转的所述向量求和以形成总向量； 通过将所述总向量的幅角除以因子4并使用产生的旋转的所述总向量定义包括第一坐标轴和第二坐标轴的复合坐标基准；以及 通过以下步骤在所述复合坐标基准中形成所述无线电接收器的所述二维位置的估计 将每个不定性椭圆的所述长轴和所述短轴投影至所述第一坐标轴和所述第二坐标轴以形成针对每个轴的一组投影分量； 对每个轴的所述投影分量进行求和以形成沿每个轴的总不定性； 对于每个不定性椭圆，从缩放的各个所述发射器加权值形成第一坐标轴加权值和第二坐标轴加权值，使得所述第一坐标加权值/所述第二坐标轴加权值随着沿所述第一坐标轴/所述第二坐标轴的所述总不定性增加而减少；以及 通过使用在所述复合坐标基准中表示的所述多个无线电发射器的位置估计和所述第一坐标轴加权值以及所述第二坐标轴加权值的加权质心来计算所述无线电接收器的所述位置。2.根据权利要求1所述的方法，还包括将所述无线电接收器的计算出的所述位置转换至所述预定坐标系，用作所述无线电接收器的所述二维位置的估计。3.根据权利要求1所述的方法，其中，通过根据所述预定坐标系表示所述不定性椭圆的长轴长度和短轴长度及其定向的信息来代表每个不定性椭圆。4.根据权利要求1所述的方法，其中，描述各个不定性椭圆的定向的所述不定性向量的幅角是所述不定性椭圆的所述长轴和所述短轴中的预定一个和所述预定坐标系中定义的预定方向之间的角度。5.根据权利要求1所述的方法，其中，在缩放所述多个无线电发射器的所述不定性向量的步骤中所使用的每个缩放值还取决于各个所述不定性椭圆的各向异性的测量。6.根据权利要求5所述的方法，其中，通过各个所述不定性椭圆的所述长轴长度和所述短轴长度的比值来给出每个不定性椭圆的各向异性的测量。7.根据权利要求1所述的方法，其中，每个缩放值还取决于相对于所述第一预定长度的各个所述不定性椭圆的所述短轴长度的测量，使得每个缩放值从当各个所述短轴的长度等于所述第一预定长度时的O变化为当各个所述短轴的长度为O时的最大值。8.根据权利要求1所述的方法，其中，执行从所述发射器加权值形成各第一坐标轴加权值和第二坐标轴加权值的步骤，使得每个第一坐标轴加权值/第二坐标轴加权值由通过因子缩放的各个所述发射器加权值给出，该因子从当沿第一坐标轴/第二坐标轴的所述总不定性至少为第二预定长度时的预定最小值变化为当沿第一坐标轴/第二坐标轴的所述总不定性为O时的最大值。9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第一预定长度和所述第二预定长度约为60米。10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述预定最小值为1/8。11.根据权利要求1所述的方法，其中，关于所述预定坐标系定义每个不定性椭圆。12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一坐标轴由与旋转的所述总向量重合的归一化向量表示，所述第二坐标轴由与旋转的所述总向量不重合的归一化向量表示。13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一坐标轴和所述第二坐标轴被定义为形成正交基准集。14.根据权利要求1所述的方法，其中，所述无线电接收器被配置为通过以下一项或多项来接收所述多个无线电发射器中每个的所述位置估计和位置不定性 从所述多个无线电发射器中的一个或多个发射的无线电信号； 在所述无线电接收器存储的数据库；以及 所述无线电接收器可远程访问的数据库。15.根据权利要求1所述的方法，其中，描述各个不定性椭圆的所述定向的每个不定性向量是在所述预定坐标系中定义不定性椭圆的所述长轴和短轴的方向的单位向量。16.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预定坐标系是在其中关于磁北或大地坐标位置系统表示二维位置的坐标系。17.根据权利要求1所述的方法，其中，根据从各个所述无线电接收器接收的信号的信号强度形成每个发射器加权值，所接收的信号强度越大，所述发射器加权值越大。18.根据权利要求17所述的方法，其中，每个发射器加权值根据各个所述无线电发射器的功率进行缩放，使得所述发射器加权值基本与发射器功率无关，每个无线电发射器的发射器功率通过各个所述无线电发射器用信号通知所述无线电接收器。19.根据权利要求1所述的方法，其中，执行对每个轴的投影分量进行求和以形成沿每个轴的总不定性的步骤，使得通过各个所述投影分量的平方的和给出所述总第一 /第二轴不定性的平方。20.根据权利要求1所述的方法，还包括，对于所述第一和第二坐标轴的每个 通过使用沿各个坐标轴的每个不定性椭圆的长轴和短轴的投影分量和各个坐标轴加权值的加权质心来计算相关的置信估计； 通过以下步骤计算不相关的置信估计对于每个不定性椭圆形成各个坐标轴加权值和沿该不定性椭圆的长轴和短轴的各个坐标轴的投影分量的和的乘积；对于该组不定性椭圆将这些乘积的平方求和；以及除以该组不定性椭圆的各个坐标轴加权值的平方的和； 形成复合的置信估计，所述复合的置信估计的平方是所述相关的置信估计的平方和所述不相关的置信估计的加权组合；以及 使用所述复合的置信估计作为由于所述多个无线电发射器的位置估计中的不定性导致的所述无线电接收器的位置的不定性估计。21.根据权利要求20所述的方法，还包括形成由于机制和可选的系统误差所导致的所述无线电接收器的位置的加权不定性的估计，其中，通过该机制形成所述发射器加权值，所述系统误差由于通过加权质心计算的所述无线电接收器的位置；以及 将所述复合的置信估计和所述加权不定性正交组合以形成所述无线电接收器的估计出的位置的总不定性的估计。22.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个无线电发射器是W1-Fi接入点，所述无线电接收器是便携式W1-Fi设备。23.一种可操作地估计其相对于多个无线电接收器的位置的无线电接收器，所述无线电接收器可访问对于每个无线电接收器定义的位置估计和能够表示为具有长轴和短轴的不定性椭圆的位置不定性的信息，所述无线电接收器包括 天线，用于从所述多个无线电发射器接收信号； 加权确定单元，被配置为根据从所述无线电发射器接收的信号形成一组发射器加权值，每个发射器加权值均表示相应的无线电发射器到所述无线电接收器的距离的测量；以及 位置计算单元，被配置为通过以下方法估计所述无线电接收器的位置 对于所述多个无线电发射器中的每个，通过根据各个所述发射器加权值的缩放值缩放在预定的坐标系中描述各个所述不定性椭圆的定向的不定性向量，并通过将所述不定性向量的幅角乘以因子4来旋转所述不定性向量； 对所述多个无线电发射器的经缩放和旋转的所述向量求和以形成总向量； 通过将所述总向量的幅角除以因子4并使用产生的旋转的所述总向量定义包括第一坐标轴和第二坐标轴的复合坐标基准；以及 通过以下步骤在所述复合坐标基准中形成所述无线电接收器的所述二维位置的估计 将每个不定性椭圆的所述长轴和所述短轴投影至所述第一坐标轴和所述第二坐标轴以形成针对每个轴的一组投影分量； 对每个轴的所述投影分量进行求和以形成沿每个轴的总不定性； 对于每个不定性椭圆，从缩放的各个所述发射器加权值形成第一坐标加权值和第二坐标轴加权值，使得所述第一坐标轴加权值/所述第二坐标轴加权值随着沿所述第一坐标轴/所述第二坐标轴的所述总不定性增加而减少；以及 通过使用在所述复合坐标基准中表示的所述多个无线电发射器的位置估计和所述第一坐标轴加权值以及所述第二坐标轴加权值的加权质心来计算所述无线电接收器的所述位置。24...
【专利技术属性】
技术研发人员：默里·加尔维斯，本·塔洛，
申请(专利权)人：剑桥硅无线电有限公司，
类型：发明
国别省市：
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