估計并預測鄰近移動設(shè)備的結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利說明】估計并預測鄰近移動設(shè)備的結(jié)構(gòu)
[0001]置量
[0002]許多移動設(shè)備包括用于確定移動設(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，移動設(shè)備可能由于部分衛(wèi)星的可見性而無法導出其位置。替換地，即使移動設(shè)備確實確定了其位置，位置誤差往往非常大。這些大的準確度誤差往往出于各種目的而減小該位置的值。
[0003]概述
[0004]所描述的實現(xiàn)涉及移動設(shè)備位置，并且更具體地涉及確定移動設(shè)備的位置和/或鄰近該移動設(shè)備的遮擋物的存在。一個示例可標識出預期在移動設(shè)備的視線中的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)衛(wèi)星。該示例可檢測出接收到的GNSS數(shù)據(jù)信號和來自預期GNSS衛(wèi)星的預期GNSS數(shù)據(jù)信號之間的差異。該示例還可確定引起檢測到的差異中的至少一些的遮擋物相對于移動設(shè)備的方向。
[0005]另一示例可包括遮擋物檢測模塊，該模塊被配置成相對于移動設(shè)備檢測遮擋物。該示例還可包括預測模塊，該預測模塊被配置成至少部分地基于遮擋物的位置以及移動設(shè)備的行進方向來預測遮擋物對移動設(shè)備的將來影響。
[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。
【附圖說明】
[0007]附圖示出了本申請中傳達的概念的實現(xiàn)。所示實現(xiàn)的特征可通過參考以下結(jié)合附圖的描述來更容易地理解。只要可行，各附圖中相同的附圖標記用來指代相同的元素。此外，每一個如圖標記的最左邊的數(shù)字傳達其中首次引入該附圖標記的附圖及相關(guān)聯(lián)的討論。
[0008]圖1示出了根據(jù)一些實現(xiàn)的可對其采用本移動設(shè)備位置概念的示例場景或環(huán)境。
[0009]圖2示出了根據(jù)一些實現(xiàn)的可實現(xiàn)本移動設(shè)備位置概念的示例系統(tǒng)。
[0010]圖3-6示出了根據(jù)一些實現(xiàn)的可對其采用本移動設(shè)備位置概念的示例場景或環(huán)境。
[0011]圖7-9是根據(jù)本發(fā)明概念的一些實現(xiàn)的移動設(shè)備位置方法的示例的流程圖。
[0012]詳細描沐
[0013]概覽
[0014]本專利涉及移動設(shè)備以及準確地確定各移動設(shè)備相對于鄰近這些移動設(shè)備的遮擋物的位置。本發(fā)明概念可將預期全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)數(shù)據(jù)信號與移動設(shè)備接收到的實際GNSS數(shù)據(jù)信號進行比較以標識出環(huán)境中鄰近該移動設(shè)備的各特征。預期GNSS數(shù)據(jù)信號和接收到的GNSS數(shù)據(jù)信號之間的差異可被利用來標識鄰近移動設(shè)備的(諸)遮擋物以及遮擋物相對于移動設(shè)備的位置。可出于各種目的來利用移動設(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增強移動設(shè)備的位置信息。在另一示例中，移動設(shè)備和遮擋物的位置可被利用來預測由移動設(shè)備接收的將來GNSS信號的質(zhì)量?？苫谠擃A測來控制移動設(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，但假設(shè)用戶正攜帶著移動設(shè)備，并且該用戶正沿著路徑P行進。在沿著路徑P的位置A處，移動設(shè)備可從所有開銷GNSS衛(wèi)星處接收GNSS信號。在這樣的實例中，預期GNSS信號將往往匹配接收到的GNSS信號。
[0016]在沿著路徑P的位置B處，移動設(shè)備由于建筑物106遮擋GNSS信號而不從一些GNSS衛(wèi)星中接收GNSS信號。在此情況下，接收到的GNSS信號不匹配預期GNSS信號，因為來自一些開銷GNSS衛(wèi)星的GNSS信號被阻擋了。換言之，已知的衛(wèi)星飛行信息可被用作預期GNSS信號的基礎(chǔ)。預期GNSS信號和接收到的信號之間的增量可指示由遮擋物引起的信號丟失。盡管位置B處的信號丟失，GNSS信號是從足夠的GNSS衛(wèi)星中接收的以允許移動設(shè)備準確地確定其位置。位置B可被看作其中來自一些GNSS衛(wèi)星的信號被阻擋的半影區(qū)域108中的點，但是信號是從足夠的GNSS衛(wèi)星中接收的以允許半影區(qū)域中的移動設(shè)備使用GNSS位置技術(shù)來準確地確定其位置。
[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)星被阻擋使得移動設(shè)備無法使用GNSS位置技術(shù)準確地確定其位置。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，并且接收到的GNSS信號再一次匹配預期GNSS信號。
[0018]本實現(xiàn)可識別半影區(qū)域108和/或陰影區(qū)域110。識別這些區(qū)域可按各種方式被利用。例如，對半影區(qū)域108和/或陰影區(qū)域110的檢測可允許確定移動設(shè)備和/或遮擋物的相對位置。在另一示例中，對半影區(qū)域108和/或陰影區(qū)域110的檢測可被利用來按與以其他方式變成這樣的情況相比更高效的方式來控制移動設(shè)備。這些方面將在以下更詳細地描述。
[0019]示例性系統(tǒng)
[0020]圖2示出了示例系統(tǒng)200，該系統(tǒng)200包括移動計算設(shè)備(移動設(shè)備)202、遠程計算設(shè)備或計算機204、網(wǎng)絡206、數(shù)據(jù)存儲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]移動設(shè)備202包括應用層212、操作系統(tǒng)(Ο/S)層214和硬件層216。
[0022]在該配置中，應用層212包括位置知曉組件218。位置知曉組件可包括遮擋物檢測模塊220和預測模塊222。
[0023]硬件層215可包括處理器224、存儲226、天線228、時鐘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240和磁力計242。
[0024]GPS硬件232可用作確定移動設(shè)備202在地球上或之上的絕對位置的絕對位置機制。
[0025]蜂窩小區(qū)硬件234、W1-Fi硬件236、陀螺儀238、加速計240和磁力計242可用作提供相對于絕對位置的位置和/或移動數(shù)據(jù)的相對位置機制。例如，陀螺儀238、加速計240和磁力計242可感測移動設(shè)備相對于由GPS硬件232確定的絕對位置的移動。類似地，W1-Fi硬件可檢測一個或多個無線接入點。可從數(shù)據(jù)存儲208獲得無線接入點的位置以估計移動設(shè)備自最后的絕對位置被獲得起的移動。
[0026]總而言之，遮擋物檢測模塊220被配置成檢測相對于移動設(shè)備的遮擋物。遮擋物檢測模塊220可利用GPS跡線來可靠地推斷出移動設(shè)備位于街道(和/或建筑物)的哪一偵U。在一些情況下，遮擋物檢測模塊220可組合:(I)通過位置服務報告的新近位置跡線，
(2)每一衛(wèi)星的信號采集或采集失敗的時間，和/或(3)來自數(shù)據(jù)存儲208的每一衛(wèi)星的半影信息。一個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)上或在個體建筑物的不同側(cè)上的移動設(shè)備展示不同的衛(wèi)星集合。當然，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)可被檢測到。
[0027]遮擋物檢測模塊220還可在可用時利用W1-Fi接入點(AP)信息(或其他無線協(xié)議信息)。在這樣的情況下，街道(或建筑物)的不同側(cè)上的移動設(shè)備將可能看見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)庫可用，則該W1-Fi AP集合可按與可見衛(wèi)星集合相似的方式被用來推斷移動設(shè)備位于街道(或建筑物)的哪側(cè)。
[0028]簡言之，經(jīng)由GPS技術(shù)來確定位置可涉及從GPS衛(wèi)星發(fā)送的稱為“GPS數(shù)據(jù)信號”或出于簡要目的而稱為“GPS信號”的兩種類型的數(shù)據(jù)。這兩種數(shù)據(jù)類型是時間相關(guān)數(shù)據(jù)或時戳和跡線數(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NASA)從因特網(wǎng)(諸如在數(shù)據(jù)存儲208處)被獲得。通過獲知移動設(shè)備的粗略位置，遮擋物檢測模塊220可從蜂窩小區(qū)塔ID、W1-Fi簽名和/或信號強度、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)星集合應當可見(例如，可用衛(wèi)星)。遮擋物檢測模塊220還可檢查GPS硬件232處的信號強度和CDMA相關(guān)峰值。遮擋物檢測模塊220還可推斷哪些衛(wèi)星實際上不可見。這些不可見的(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(例如，沒有被接收到GPS信號或接收到低于閾值水平的GPS信號)，則遮擋物在移動設(shè)備的北方。
[0029]換言之，遮擋物檢測模塊220可基于三種類型的信息來推斷移動設(shè)備202相對于遮擋物(諸如建筑物)的相對位置。第一，遮擋物檢測模塊可利用每一 GPS衛(wèi)星在移動設(shè)備處的原始GPS信號質(zhì)量。例如，當一顆或多顆可用衛(wèi)星的信號強度落到低于閾值水平時可推斷出遮擋物的存在。例如，如果強(例如，高于閾值)的信號從衛(wèi)星集合中接收