估計(jì)并預(yù)測(cè)鄰近移動(dòng)設(shè)備的結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利說(shuō)明】估計(jì)并預(yù)測(cè)鄰近移動(dòng)設(shè)備的結(jié)構(gòu)
[0001]置量
[0002]許多移動(dòng)設(shè)備包括用于確定移動(dòng)設(shè)備的位置的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)技術(shù)。最常用的GNSS是全球定位系統(tǒng)(GPS)。目前的GPS技術(shù)在向空中的GPS衛(wèi)星提供直接視線的相對(duì)不受遮擋的環(huán)境中工作良好。然而，在具有高聳建筑的城市環(huán)境中，移動(dòng)設(shè)備可能由于部分衛(wèi)星的可見(jiàn)性而無(wú)法導(dǎo)出其位置。替換地，即使移動(dòng)設(shè)備確實(shí)確定了其位置，位置誤差往往非常大。這些大的準(zhǔn)確度誤差往往出于各種目的而減小該位置的值。
[0003]概述
[0004]所描述的實(shí)現(xiàn)涉及移動(dòng)設(shè)備位置，并且更具體地涉及確定移動(dòng)設(shè)備的位置和/或鄰近該移動(dòng)設(shè)備的遮擋物的存在。一個(gè)示例可標(biāo)識(shí)出預(yù)期在移動(dòng)設(shè)備的視線中的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)衛(wèi)星。該示例可檢測(cè)出接收到的GNSS數(shù)據(jù)信號(hào)和來(lái)自預(yù)期GNSS衛(wèi)星的預(yù)期GNSS數(shù)據(jù)信號(hào)之間的差異。該示例還可確定引起檢測(cè)到的差異中的至少一些的遮擋物相對(duì)于移動(dòng)設(shè)備的方向。
[0005]另一示例可包括遮擋物檢測(cè)模塊，該模塊被配置成相對(duì)于移動(dòng)設(shè)備檢測(cè)遮擋物。該示例還可包括預(yù)測(cè)模塊，該預(yù)測(cè)模塊被配置成至少部分地基于遮擋物的位置以及移動(dòng)設(shè)備的行進(jìn)方向來(lái)預(yù)測(cè)遮擋物對(duì)移動(dòng)設(shè)備的將來(lái)影響。
[0006]以上列出的示例旨在提供快速參考以幫助讀者，并且不旨在限定此處所描述的概念的范圍。
【附圖說(shuō)明】
[0007]附圖示出了本申請(qǐng)中傳達(dá)的概念的實(shí)現(xiàn)。所示實(shí)現(xiàn)的特征可通過(guò)參考以下結(jié)合附圖的描述來(lái)更容易地理解。只要可行，各附圖中相同的附圖標(biāo)記用來(lái)指代相同的元素。此外，每一個(gè)如圖標(biāo)記的最左邊的數(shù)字傳達(dá)其中首次引入該附圖標(biāo)記的附圖及相關(guān)聯(lián)的討論。
[0008]圖1示出了根據(jù)一些實(shí)現(xiàn)的可對(duì)其采用本移動(dòng)設(shè)備位置概念的示例場(chǎng)景或環(huán)境。
[0009]圖2示出了根據(jù)一些實(shí)現(xiàn)的可實(shí)現(xiàn)本移動(dòng)設(shè)備位置概念的示例系統(tǒng)。
[0010]圖3-6示出了根據(jù)一些實(shí)現(xiàn)的可對(duì)其采用本移動(dòng)設(shè)備位置概念的示例場(chǎng)景或環(huán)境。
[0011]圖7-9是根據(jù)本發(fā)明概念的一些實(shí)現(xiàn)的移動(dòng)設(shè)備位置方法的示例的流程圖。
[0012]詳細(xì)描沐
[0013]概覽
[0014]本專利涉及移動(dòng)設(shè)備以及準(zhǔn)確地確定各移動(dòng)設(shè)備相對(duì)于鄰近這些移動(dòng)設(shè)備的遮擋物的位置。本發(fā)明概念可將預(yù)期全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)數(shù)據(jù)信號(hào)與移動(dòng)設(shè)備接收到的實(shí)際GNSS數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行比較以標(biāo)識(shí)出環(huán)境中鄰近該移動(dòng)設(shè)備的各特征。預(yù)期GNSS數(shù)據(jù)信號(hào)和接收到的GNSS數(shù)據(jù)信號(hào)之間的差異可被利用來(lái)標(biāo)識(shí)鄰近移動(dòng)設(shè)備的(諸)遮擋物以及遮擋物相對(duì)于移動(dòng)設(shè)備的位置?？沙鲇诟鞣N目的來(lái)利用移動(dòng)設(shè)備和遮擋物的位置。例如，移送設(shè)備和/或遮擋物的位置可被利用來(lái)增強(qiáng)移動(dòng)設(shè)備的位置信息。在另一示例中，移動(dòng)設(shè)備和遮擋物的位置可被利用來(lái)預(yù)測(cè)由移動(dòng)設(shè)備接收的將來(lái)GNSS信號(hào)的質(zhì)量?？苫谠擃A(yù)測(cè)來(lái)控制移動(dòng)設(shè)備。
[0015]出于解釋的目的，考慮其中可采用本發(fā)明概念的環(huán)境100的介紹性圖1。環(huán)境100包括多顆全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)衛(wèi)星102、用戶104和建筑物106形式的遮擋物。雖然由于繪圖比例而不可見(jiàn)，但假設(shè)用戶正攜帶著移動(dòng)設(shè)備，并且該用戶正沿著路徑P行進(jìn)。在沿著路徑P的位置A處，移動(dòng)設(shè)備可從所有開(kāi)銷GNSS衛(wèi)星處接收GNSS信號(hào)。在這樣的實(shí)例中，預(yù)期GNSS信號(hào)將往往匹配接收到的GNSS信號(hào)。
[0016]在沿著路徑P的位置B處，移動(dòng)設(shè)備由于建筑物106遮擋GNSS信號(hào)而不從一些GNSS衛(wèi)星中接收GNSS信號(hào)。在此情況下，接收到的GNSS信號(hào)不匹配預(yù)期GNSS信號(hào)，因?yàn)閬?lái)自一些開(kāi)銷GNSS衛(wèi)星的GNSS信號(hào)被阻擋了。換言之，已知的衛(wèi)星飛行信息可被用作預(yù)期GNSS信號(hào)的基礎(chǔ)。預(yù)期GNSS信號(hào)和接收到的信號(hào)之間的增量可指示由遮擋物引起的信號(hào)丟失。盡管位置B處的信號(hào)丟失，GNSS信號(hào)是從足夠的GNSS衛(wèi)星中接收的以允許移動(dòng)設(shè)備準(zhǔn)確地確定其位置。位置B可被看作其中來(lái)自一些GNSS衛(wèi)星的信號(hào)被阻擋的半影區(qū)域108中的點(diǎn)，但是信號(hào)是從足夠的GNSS衛(wèi)星中接收的以允許半影區(qū)域中的移動(dòng)設(shè)備使用GNSS位置技術(shù)來(lái)準(zhǔn)確地確定其位置。
[0017]沿著路徑P的后續(xù)位置或位置C可在陰影區(qū)域110內(nèi)。在陰影區(qū)域中，這么多的GNSS衛(wèi)星被阻擋使得移動(dòng)設(shè)備無(wú)法使用GNSS位置技術(shù)準(zhǔn)確地確定其位置。在沿著路徑P的位置D處，用戶已從半影區(qū)域108和陰影區(qū)域110中出來(lái)，并且接收到的GNSS信號(hào)再一次匹配預(yù)期GNSS信號(hào)。
[0018]本實(shí)現(xiàn)可識(shí)別半影區(qū)域108和/或陰影區(qū)域110。識(shí)別這些區(qū)域可按各種方式被利用。例如，對(duì)半影區(qū)域108和/或陰影區(qū)域110的檢測(cè)可允許確定移動(dòng)設(shè)備和/或遮擋物的相對(duì)位置。在另一示例中，對(duì)半影區(qū)域108和/或陰影區(qū)域110的檢測(cè)可被利用來(lái)按與以其他方式變成這樣的情況相比更高效的方式來(lái)控制移動(dòng)設(shè)備。這些方面將在以下更詳細(xì)地描述。
[0019]示例性系統(tǒng)
[0020]圖2示出了示例系統(tǒng)200，該系統(tǒng)200包括移動(dòng)計(jì)算設(shè)備(移動(dòng)設(shè)備)202、遠(yuǎn)程計(jì)算設(shè)備或計(jì)算機(jī)204、網(wǎng)絡(luò)206、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)208和全球定位系統(tǒng)(GPS)衛(wèi)星210。GPS具有廣泛使用的GNSS的形式。由此，該文檔的剩余部分中的大部分參考GPS技術(shù)，但同樣適用于其他GNSS技術(shù)。
[0021]移動(dòng)設(shè)備202包括應(yīng)用層212、操作系統(tǒng)(Ο/S)層214和硬件層216。
[0022]在該配置中，應(yīng)用層212包括位置知曉組件218。位置知曉組件可包括遮擋物檢測(cè)模塊220和預(yù)測(cè)模塊222。
[0023]硬件層215可包括處理器224、存儲(chǔ)226、天線228、時(shí)鐘230、GPS硬件232、蜂窩小區(qū)硬件234、W1-Fi硬件236、陀螺儀238、加速計(jì)240和磁力計(jì)242。
[0024]GPS硬件232可用作確定移動(dòng)設(shè)備202在地球上或之上的絕對(duì)位置的絕對(duì)位置機(jī)制。
[0025]蜂窩小區(qū)硬件234、W1-Fi硬件236、陀螺儀238、加速計(jì)240和磁力計(jì)242可用作提供相對(duì)于絕對(duì)位置的位置和/或移動(dòng)數(shù)據(jù)的相對(duì)位置機(jī)制。例如，陀螺儀238、加速計(jì)240和磁力計(jì)242可感測(cè)移動(dòng)設(shè)備相對(duì)于由GPS硬件232確定的絕對(duì)位置的移動(dòng)。類似地，W1-Fi硬件可檢測(cè)一個(gè)或多個(gè)無(wú)線接入點(diǎn)?？蓮臄?shù)據(jù)存儲(chǔ)208獲得無(wú)線接入點(diǎn)的位置以估計(jì)移動(dòng)設(shè)備自最后的絕對(duì)位置被獲得起的移動(dòng)。
[0026]總而言之，遮擋物檢測(cè)模塊220被配置成檢測(cè)相對(duì)于移動(dòng)設(shè)備的遮擋物。遮擋物檢測(cè)模塊220可利用GPS跡線來(lái)可靠地推斷出移動(dòng)設(shè)備位于街道(和/或建筑物)的哪一偵U。在一些情況下，遮擋物檢測(cè)模塊220可組合:(I)通過(guò)位置服務(wù)報(bào)告的新近位置跡線，
(2)每一衛(wèi)星的信號(hào)采集或采集失敗的時(shí)間，和/或(3)來(lái)自數(shù)據(jù)存儲(chǔ)208的每一衛(wèi)星的半影信息。一個(gè)基本原理是在街道各側(cè)的建筑物可創(chuàng)建城市峽谷，該城市峽谷向在街道的不同側(cè)上或在個(gè)體建筑物的不同側(cè)上的移動(dòng)設(shè)備展示不同的衛(wèi)星集合。當(dāng)然，其他人為的和/或自然的遮擋物(諸如，峽谷、隧道、體育館、峭壁、山等)可被檢測(cè)到。
[0027]遮擋物檢測(cè)模塊220還可在可用時(shí)利用W1-Fi接入點(diǎn)(AP)信息(或其他無(wú)線協(xié)議信息)。在這樣的情況下，街道(或建筑物)的不同側(cè)上的移動(dòng)設(shè)備將可能看見(jiàn)安裝在建筑物中的不同W1-Fi AP集合。如果W1-Fi AP的數(shù)據(jù)庫(kù)可用，則該W1-Fi AP集合可按與可見(jiàn)衛(wèi)星集合相似的方式被用來(lái)推斷移動(dòng)設(shè)備位于街道(或建筑物)的哪側(cè)。
[0028]簡(jiǎn)言之，經(jīng)由GPS技術(shù)來(lái)確定位置可涉及從GPS衛(wèi)星發(fā)送的稱為“GPS數(shù)據(jù)信號(hào)”或出于簡(jiǎn)要目的而稱為“GPS信號(hào)”的兩種類型的數(shù)據(jù)。這兩種數(shù)據(jù)類型是時(shí)間相關(guān)數(shù)據(jù)或時(shí)戳和跡線數(shù)據(jù)。跡線數(shù)據(jù)包括星歷數(shù)據(jù)和GPS衛(wèi)星的跡線。星歷數(shù)據(jù)由衛(wèi)星廣播，或可(例如，通過(guò)NASA)從因特網(wǎng)(諸如在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)208處)被獲得。通過(guò)獲知移動(dòng)設(shè)備的粗略位置，遮擋物檢測(cè)模塊220可從蜂窩小區(qū)塔ID、W1-Fi簽名和/或信號(hào)強(qiáng)度、或新近GPS位置中推斷出在不存在遮擋物的情況下哪些衛(wèi)星集合應(yīng)當(dāng)可見(jiàn)(例如，可用衛(wèi)星)。遮擋物檢測(cè)模塊220還可檢查GPS硬件232處的信號(hào)強(qiáng)度和CDMA相關(guān)峰值。遮擋物檢測(cè)模塊220還可推斷哪些衛(wèi)星實(shí)際上不可見(jiàn)。這些不可見(jiàn)的(例如，丟失或被遮擋的)衛(wèi)星可指示遮擋物的存在及遮擋物的方向。例如，如果根據(jù)星歷數(shù)據(jù)在北方天空中的所有衛(wèi)星都不可見(jiàn)(例如，沒(méi)有被接收到GPS信號(hào)或接收到低于閾值水平的GPS信號(hào))，則遮擋物在移動(dòng)設(shè)備的北方。
[0029]換言之，遮擋物檢測(cè)模塊220可基于三種類型的信息來(lái)推斷移動(dòng)設(shè)備202相對(duì)于遮擋物(諸如建筑物)的相對(duì)位置。第一，遮擋物檢測(cè)模塊可利用每一 GPS衛(wèi)星在移動(dòng)設(shè)備處的原始GPS信號(hào)質(zhì)量。例如，當(dāng)一顆或多顆可用衛(wèi)星的信號(hào)強(qiáng)度落到低于閾值水平時(shí)可推斷出遮擋物的存在。例如，如果強(qiáng)(例如，高于閾值)的信號(hào)從衛(wèi)星集合中接收