專利名稱：基于聲音的定位的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及定位技術(shù)。
背景技術(shù)：
在室內(nèi)環(huán)境(setting)內(nèi)準(zhǔn)確地確定用戶或移動(dòng)設(shè)備的定位提出了各種挑戰(zhàn)。例如，全球定位系統(tǒng)(GPS)技術(shù)在封閉式建筑內(nèi)不能良好運(yùn)作，在那里移動(dòng)設(shè)備與GPS衛(wèi)星的通信可能受到包圍結(jié)構(gòu)的阻礙。此外，可用消費(fèi)者設(shè)備在其通信能力、感測(cè)能力(例如移動(dòng)設(shè)備話筒)、其內(nèi)部時(shí)鐘的準(zhǔn)確性、可用功率等方面是有限的。因此，在不對(duì)可用移動(dòng)設(shè)備的硬件進(jìn)行重要修改的情況下，在封閉式建筑內(nèi)(或其中GPS定位由于某種原因而不可用)獲取與移動(dòng)用戶有關(guān)的高度準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)位置信息則是困難的。

發(fā)明內(nèi)容
本文中描述并要求保護(hù)的實(shí)現(xiàn)通過以下操作來(lái)解決上述問題:使用接收設(shè)備從多個(gè)聲音信號(hào)源捕捉聲音信號(hào)(例如超聲波)，選擇滿足可靠性條件的聲音信號(hào)用于確定接收設(shè)備相對(duì)于對(duì)應(yīng)聲音信號(hào)源的初始定位，使用對(duì)所選聲音信號(hào)的多點(diǎn)定位來(lái)確定接收設(shè)備的初始定位，以及當(dāng)個(gè)別聲音信號(hào)的可靠性在接收設(shè)備和聲音信號(hào)源之間存在動(dòng)態(tài)改變的環(huán)境干擾、多徑和移動(dòng)的情況下變化時(shí)，更新接收設(shè)備的當(dāng)前定位。提供本發(fā)明內(nèi)容以便以簡(jiǎn)化形式介紹將在以下具體實(shí)施方式
中進(jìn)一步描述的一些概念。本發(fā)明內(nèi)容并不旨在標(biāo)識(shí)所要求保護(hù)主題的關(guān)鍵特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保護(hù)主題的范圍。此處還描述和列舉了其他實(shí)現(xiàn)。


圖1不出米用基于聲音的定位的一不例場(chǎng)景。圖2不出米用基于聲音的定位的另一不例場(chǎng)景。圖3示出基于聲音的定位的示例數(shù)據(jù)流程圖。圖4示出基于聲音的定位的示例操作。圖5示出使用差異到達(dá)時(shí)間和無(wú)差異到達(dá)時(shí)間的基于聲音的定位的示例操作。圖6示出了可用于實(shí)現(xiàn)所描述的技術(shù)的另一示例性系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式諸如智能電話之類的某些現(xiàn)代移動(dòng)設(shè)備包括能夠檢測(cè)超聲波信號(hào)的話筒，這提供使用消費(fèi)者級(jí)移動(dòng)設(shè)備來(lái)執(zhí)行基于超聲波的定位的機(jī)會(huì)。這些設(shè)備可檢測(cè)的超聲波帶寬當(dāng)前較窄(例如，20KHz和22KHz之間)。然而，超聲波信號(hào)可在這一有限帶寬內(nèi)起作用，同時(shí)提供足夠信息來(lái)允許確定接收設(shè)備相對(duì)于超聲波信號(hào)源的定位。例如，一個(gè)實(shí)現(xiàn)包括遍布給定區(qū)域的聲音信號(hào)源(例如揚(yáng)聲器)。聲音信號(hào)源所發(fā)出的聲音信號(hào)由一個(gè)或多個(gè)接收設(shè)備(例如，具有能夠準(zhǔn)確捕捉超聲波聲音信號(hào)的話筒的移動(dòng)設(shè)備)來(lái)接收，一個(gè)或多個(gè)接收設(shè)備使用接收到的聲音信號(hào)來(lái)計(jì)算給定區(qū)域內(nèi)的位置。接收設(shè)備可使用多點(diǎn)定位從接收到的聲音信號(hào)確定其初始定位，多點(diǎn)定位是一種基于準(zhǔn)確計(jì)算從具有已知位置的多個(gè)聲音信號(hào)源所發(fā)出的信號(hào)的差異到達(dá)時(shí)間(TDOA)來(lái)確定接收設(shè)備的定位的過程。以此方式，多點(diǎn)定位可用于確定接收設(shè)備相對(duì)于多個(gè)聲音信號(hào)源的定位。之后，給定接收設(shè)備的初始定位，有可能導(dǎo)出每一聲音信號(hào)的時(shí)間基準(zhǔn)，并由此使用無(wú)差異到達(dá)時(shí)間(TOA)測(cè)量來(lái)繼續(xù)更新接收設(shè)備的定位，尤其在可靠聲音信號(hào)的數(shù)量下降時(shí)(例如，由于改變信號(hào)源和接收設(shè)備之間的障礙和干擾)。一般而言，多點(diǎn)定位的一個(gè)實(shí)現(xiàn)涉及從已知位置處的多個(gè)聲音信號(hào)源接收聲音信號(hào)的接收設(shè)備。每一聲音信號(hào)的到達(dá)時(shí)間差異可基于已知傳輸時(shí)隙來(lái)歸一化，并且用于確定接收設(shè)備和每一聲音信號(hào)源之間的距離差異。使用兩個(gè)聲音信號(hào)源，接收設(shè)備可被定位在雙曲面上。使用三個(gè)聲音信號(hào)源，接收設(shè)備可被定位在第二雙曲面上，其中兩個(gè)雙曲面的交集描繪了接收設(shè)備位于的曲線。通過添加第四聲音信號(hào)源，接收設(shè)備可被定位在第三雙曲面上，其中這三個(gè)雙曲面的交集定義了三維空間中的唯一點(diǎn)。然而，應(yīng)當(dāng)理解，聲音信號(hào)的到達(dá)時(shí)間測(cè)量中的誤差可使定位計(jì)算的準(zhǔn)確性降級(jí)(例如，基于接收到的聲音信號(hào)所計(jì)算的雙曲面幾乎不在空間中的精確點(diǎn)處相交)。因此，可應(yīng)用附加聲音信號(hào)源和/或優(yōu)化技術(shù)(例如，最小平方方法或擴(kuò)展Kalman濾波器)來(lái)改進(jìn)所計(jì)算的定位結(jié)果的準(zhǔn)確性。圖1示出采用基于聲音的定位的示例場(chǎng)景100。購(gòu)物者102 (示例用戶)在他移動(dòng)通過一商店104 (示例環(huán)境)時(shí)正攜帶有執(zhí)行定位應(yīng)用的移動(dòng)電話。購(gòu)物者102的身體被定向于朝向商店104的東北面。多個(gè)聲音信號(hào)源(例如揚(yáng)聲器106)遍布商店104,每一聲音信號(hào)源在其自身的時(shí)隙中(例如以循環(huán)方式)發(fā)出聲音信號(hào)。只要聲音信號(hào)強(qiáng)得足以被接收設(shè)備捕捉，每一聲音信號(hào)就可由接收設(shè)備(例如，移動(dòng)電話)的音頻輸入(例如，話筒)來(lái)接收。例如，揚(yáng)聲器Iio發(fā)出的超聲波聲音信號(hào)被接收設(shè)備捕捉,而由于揚(yáng)聲器116距接收設(shè)備的距離，該揚(yáng)聲器發(fā)出的聲音信號(hào)不足以強(qiáng)到被接收設(shè)備捕捉。此外，某些聲音信號(hào)不是直接由接收設(shè)備接收。例如，購(gòu)物者102的身體阻擋了揚(yáng)聲器114和接收設(shè)備之間的直接聲音信號(hào)路徑。但是，接收設(shè)備可接收來(lái)自揚(yáng)聲器114的聲音信號(hào)在周圍結(jié)構(gòu)(諸如商店中的貨架、天花板、和地板)上的反射。反射信號(hào)引入了沿聲音信號(hào)路徑的額外距離，且因此不能提供準(zhǔn)確的到達(dá)時(shí)間測(cè)量(在沒有某種類型的歸一化的情況下)。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，接收設(shè)備在直接聲音信號(hào)與反射聲音信號(hào)之間進(jìn)行辨別，以便忽略反射聲音信號(hào)而不進(jìn)行定位計(jì)算，但是可采用其他實(shí)現(xiàn)來(lái)考慮特定類型的反射。例如，在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，聲音信號(hào)源與反射表面之間以及接收設(shè)備與反射表面之間的已知幾何關(guān)系可用于計(jì)算聲音信號(hào)源與接收設(shè)備之間沿反射路徑的物理距離，并且由此計(jì)算聲音信號(hào)源與接收設(shè)備之間的直接物理距離。在另一實(shí)現(xiàn)中，基于聲音的定位系統(tǒng)可計(jì)算由多個(gè)捕捉到的聲音信號(hào)(無(wú)論它們是反射的還是直接的信號(hào))所指示的可能的相交(定位)集。在某些情況下，多個(gè)所捕捉的信號(hào)使其成為可能的定位集可由其他約束來(lái)縮小，以推薦要用于最準(zhǔn)確定位的最可靠信號(hào)源。如圖1中所示，在購(gòu)物者102攜帶的接收設(shè)備上執(zhí)行的基于聲音的定位應(yīng)用從揚(yáng)聲器106、108、110和112接收直接聲音信號(hào)。也有可能接收設(shè)備從諸如揚(yáng)聲器118和120之類的其他揚(yáng)聲器接收直接聲音信號(hào)，這可改進(jìn)定位計(jì)算的準(zhǔn)確性和/或可靠性。但是，在沒有其他信息的情況下，通過接收四個(gè)可靠且直接的聲音信號(hào)，接收設(shè)備可使用差異到達(dá)時(shí)間(DTOA)測(cè)量和多點(diǎn)定位來(lái)計(jì)算其在三維空間內(nèi)相對(duì)于信號(hào)源的定位。或者，在沒有其他信息的情況下，接收設(shè)備可基于三個(gè)可靠且直接的音頻源，使用多點(diǎn)定位來(lái)計(jì)算其在二維空間內(nèi)相對(duì)于信號(hào)源的定位。在存在諸如定位約束(即，購(gòu)物者102不可能位于貨架頂部或商店104以外)或定位近似(例如，假定購(gòu)物者102位于過道中間)之類的附加信息的情況下，可提升定位計(jì)算的可靠性和準(zhǔn)確性，和/或可降低定位計(jì)算所需的信號(hào)源數(shù)量(使得先前所使用的聲音信號(hào)源的子集被使用)。一旦使用DTOA測(cè)量和多點(diǎn)定位確定了購(gòu)物者102的初始定位，聲音定位應(yīng)用就可計(jì)算每一聲音信號(hào)的定時(shí)基準(zhǔn)(例如，基于聲音信號(hào)源和接收設(shè)備之間的已知距離，對(duì)應(yīng)聲音信號(hào)源已傳輸和/或停止傳輸?shù)臅r(shí)間)。給定這些基準(zhǔn)，聲音定位應(yīng)用可切換到無(wú)差異TOA測(cè)量，從而允許使用比多點(diǎn)定位階段所使用的更少的聲音信號(hào)源來(lái)準(zhǔn)確定位。因此，隨著購(gòu)物者102在商店四處移動(dòng)時(shí)，某些先前的直接聲音信號(hào)將變成被該購(gòu)物者的身體、其他購(gòu)物者、貨架、標(biāo)牌等阻擋。但是，聲音定位應(yīng)用可繼續(xù)從遍布該環(huán)境的各個(gè)聲音信號(hào)源中捕捉聲音信號(hào)，并且準(zhǔn)確地確定該購(gòu)物者的定位，甚至在可靠聲音源數(shù)量變化的情況下。圖2示出了采用基于聲音的定位的另一示例場(chǎng)景200，其中購(gòu)物者202相對(duì)于遍布商店204的多個(gè)信號(hào)源(例如,揚(yáng)聲器206)位于不同的位置和定向，每一信號(hào)源發(fā)出可由接收設(shè)備(例如，移動(dòng)電話)的音頻輸入(例如，話筒)來(lái)接收的聲音信號(hào)。如同圖1中所示的場(chǎng)景100，場(chǎng)景200中的信號(hào)強(qiáng)度可影響哪些聲音信號(hào)由該接收機(jī)設(shè)備捕捉。此外，某些聲音信號(hào)不是直接由接收設(shè)備接收。例如，與圖1形成對(duì)比，購(gòu)物者202的身體轉(zhuǎn)向商店204的東南方。因此，購(gòu)物者的身體阻擋了接收設(shè)備與揚(yáng)聲器206和208之間的直接聲音信號(hào)路徑。但是，接收設(shè)備可接收聲音信號(hào)在周圍結(jié)構(gòu)(諸如商店中的貨架、天花板、和地板)上的反射。由此，接收設(shè)備在直接聲音信號(hào)和反射聲音信號(hào)之間進(jìn)行辨別以便忽略反射聲音信號(hào)而不進(jìn)行定位計(jì)算，或基于聲音信號(hào)源、反射表面和接收設(shè)備的已知幾何關(guān)系，來(lái)正確地考慮該信號(hào)已行進(jìn)的距離。如圖2中所示，購(gòu)物者202攜帶的接收設(shè)備在揚(yáng)聲器210、212、214和216所分配的時(shí)隙中從揚(yáng)聲器210、212、214和216接收直接聲音信號(hào)。也有可能接收設(shè)備從諸如揚(yáng)聲器218和220之類的其他揚(yáng)聲器接收直接聲音信號(hào)，這可改進(jìn)定位計(jì)算的準(zhǔn)確性和/或可靠性。如參考圖1和2所示，接收設(shè)備在給定區(qū)域中的移動(dòng)可實(shí)時(shí)更改接收設(shè)備可基于其進(jìn)行定位計(jì)算的信號(hào)源。此外，環(huán)境內(nèi)反射聲音信號(hào)的存在進(jìn)一步使選擇適用于定位計(jì)算的可靠聲音信號(hào)變得復(fù)雜。因此，所述選擇所依賴的接收設(shè)備和/或定位系統(tǒng)過濾掉環(huán)境中的不可靠聲音信號(hào)，并且將這些信號(hào)的信號(hào)源排除在定位計(jì)算之外。圖3示出基于聲音的定位的示例數(shù)據(jù)流程圖300。諸如移動(dòng)電話之類的接收設(shè)備執(zhí)行操作系統(tǒng)302以管理其資源，并提供在其上可運(yùn)行基于聲音的定位應(yīng)用的平臺(tái)。例如，在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，移動(dòng)設(shè)備執(zhí)行帶有管理該移動(dòng)設(shè)備的音頻資源的音頻接口(諸如，話筒303和一個(gè)或多個(gè)揚(yáng)聲器(未不出))的操作系統(tǒng),并執(zhí)行能夠接收遍布一區(qū)域(例如，商店、倉(cāng)庫(kù)、生產(chǎn)車間(manufacturingfloor)、辦公樓等)的多個(gè)聲音信號(hào)源的聲音信號(hào)的移動(dòng)定位應(yīng)用。應(yīng)當(dāng)理解，盡管所描述的技術(shù)適合其中標(biāo)準(zhǔn)GPS信號(hào)被封閉式結(jié)構(gòu)阻擋的室內(nèi)使用，但所描述的技術(shù)還可用于室外區(qū)域，并且可與GPS和W1-Fi技術(shù)結(jié)合使用。當(dāng)基于聲音的定位應(yīng)用正在執(zhí)行時(shí)，記錄器304 (諸如一處理器可執(zhí)行軟件工具)記錄并數(shù)字化由話筒303捕捉到的聲音信號(hào)305。記錄器304將數(shù)字化的聲音信號(hào)存儲(chǔ)到記錄器進(jìn)程隊(duì)列306中，其中所記錄的聲音信號(hào)被拆分成聲音信號(hào)塊用于流傳輸快速傅立葉變換(FFT)處理。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，塊大小大約為2048音頻樣本長(zhǎng)，但也可采用其他的塊大小。記錄器進(jìn)程隊(duì)列306產(chǎn)生工作者線程308，該工作者線程處理從記錄進(jìn)程隊(duì)列306中出列的聲音信號(hào)塊以供異步處理。工作者線程308執(zhí)行峰值查找器310，該峰值查找器處理由工作者線程308處理的每一聲音信號(hào)塊。峰值查找器310采用互相關(guān)管理器310和互相關(guān)器314來(lái)將每一聲音信號(hào)塊與已知的傳輸信號(hào)進(jìn)行互相關(guān)，以便在相關(guān)的輸出中標(biāo)識(shí)強(qiáng)峰值?；ハ嚓P(guān)是指對(duì)兩個(gè)波形之間相似性的測(cè)量。例如，一個(gè)實(shí)現(xiàn)將這兩個(gè)波形中的一個(gè)波形延遲，并且隨后將這兩個(gè)波形并接(multiple)在一起。通過查找相比于其他相關(guān)結(jié)果具有特定形狀且超出預(yù)定閾值(例如，可靠性條件)的相關(guān)峰值，定位系統(tǒng)忽略由于反射而過度延遲的信號(hào)(例如，這些信號(hào)導(dǎo)致以聲速可檢測(cè)的更長(zhǎng)路徑)?；ハ嚓P(guān)管理器312向互相關(guān)器314提供內(nèi)務(wù)管理功能，該互相關(guān)器執(zhí)行互相關(guān)操作并且輸出互相關(guān)數(shù)據(jù)316作為經(jīng)處理的(例如互相關(guān)的)聲音信號(hào)(例如相關(guān)峰值)的隊(duì)列。互相關(guān)數(shù)據(jù)316由信號(hào)源處理器318處理，該信號(hào)源處理器標(biāo)識(shí)從中接收聲音信號(hào)的聲音信號(hào)源(例如，揚(yáng)聲器)以及信號(hào)源的定位。信號(hào)源處理器318的源查找器320確定每一相關(guān)峰值的標(biāo)識(shí)號(hào)，由此將該相關(guān)峰值與已知信號(hào)源相關(guān)聯(lián)。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，各信號(hào)源在信號(hào)源組中被關(guān)聯(lián)(例如，一個(gè)信號(hào)源組中8到16個(gè)揚(yáng)聲器之間)。組標(biāo)識(shí)器322標(biāo)識(shí)信號(hào)源組，其中，標(biāo)識(shí)出的信號(hào)源是一成員。定位記錄器324將找出的信號(hào)源標(biāo)識(shí)符與對(duì)應(yīng)的聲音信號(hào)的音頻定時(shí)相關(guān)聯(lián)(例如，相對(duì)于聲音信號(hào)塊的開始，該聲音信號(hào)何時(shí)已開始)。多點(diǎn)定位處理器326接收標(biāo)識(shí)出的信號(hào)源集及其相應(yīng)的定時(shí)、已知信號(hào)源位置集、以及任何幾何約束(例如，商店中的過道)，并且使用多點(diǎn)定位操作從該數(shù)據(jù)中估計(jì)接收設(shè)備的定位?；卣{(diào)實(shí)用程序328異步地調(diào)用聲音定位器330，該聲音定位器將用戶位置和相對(duì)X/Y/Z坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成應(yīng)用樓層平面圖的坐標(biāo)系，以供經(jīng)由用戶界面332 (例如，可將應(yīng)用樓層平面圖和用戶位置顯示在顯示器上的用戶界面)呈現(xiàn)給用戶。取決于環(huán)境的范圍(例如，信號(hào)源數(shù)量、同時(shí)支持的接收設(shè)備數(shù)量、以及其他環(huán)境因素)，可采用各種信號(hào)源標(biāo)識(shí)方案，但構(gòu)想了此處公開的方案之外的其他方案。例如，在小范圍環(huán)境(例如8-16個(gè)信號(hào)源)中，可使用音調(diào)來(lái)標(biāo)識(shí)個(gè)別信號(hào)源。在一個(gè)實(shí)施例中，每一信號(hào)源通過局部唯一的音調(diào)以及自20.1KHz至21.6KHz以IOOHz間隔而分隔開的音調(diào)集來(lái)標(biāo)識(shí)。在一個(gè)示例中，每一信號(hào)源發(fā)出包括線性調(diào)頻脈沖和音調(diào)的波形，使得例如:波形(i)=線性調(diào)頻脈沖+音調(diào)(i)，其中，i表示信號(hào)源標(biāo)識(shí)符；線性調(diào)頻脈沖長(zhǎng)度為2048音頻樣本，并且以從20KHz線性增長(zhǎng)到21.6KHz的頻率(示例“正向線性調(diào)頻脈沖(up-chirp)”)來(lái)調(diào)制；音調(diào)表示具有局部唯一頻率20.l+i*0.1KHz的正弦波形?；蛘?，可采用使用線性減小的頻率的“反向線性調(diào)頻脈沖(down-chirp)”。如參考其他范圍所描述的，也可采用其他波形。在中等范圍的環(huán)境中(例如，16-64個(gè)信號(hào)源)，例如，以下描述了三種方法，但也可使用其他方法。在一種方法中，使用16個(gè)音調(diào)來(lái)標(biāo)識(shí)個(gè)別信號(hào)源。這些信號(hào)源被劃分成2組信號(hào)源，縮放到至多32個(gè)信號(hào)源，使得例如:波形(i，j)=線性調(diào)頻脈沖(j) +音調(diào)(i)，其中，j表示該組標(biāo)識(shí)符(j=0=>正向線性調(diào)頻脈沖從20KHz到21.6KHz且j=l=>反向線性調(diào)頻脈沖從21.5KHz到20.0KHz);線性調(diào)頻脈沖之間的互相關(guān)基于閾值〈0.2 (可靠性條件)來(lái)確定；線性調(diào)頻脈沖長(zhǎng)度是2048音頻樣本長(zhǎng)；i表示信號(hào)源標(biāo)識(shí)符；且音調(diào)表示具有局部唯一頻率20.l+i*0.1KHz的正弦波形。在對(duì)于中等范圍的環(huán)境的另一方法中，再次使用16個(gè)音調(diào)來(lái)標(biāo)識(shí)單個(gè)信號(hào)源。這些信號(hào)源被劃分成4組信號(hào)源，縮放到至多64個(gè)信號(hào)源，使得例如:波形(i, j)=線性調(diào)頻脈沖(j) +音調(diào)⑴，其中，j表示該組標(biāo)識(shí)符(j=0=>正向線性調(diào)頻脈沖從20KHz到20.8KHz, j=l=>正向線性調(diào)頻脈沖從20.8KHz到21.6KHz ; j=3=>反向線性調(diào)頻脈沖從21.6KHz到20.8KHz，且j=4=>反向線性調(diào)頻脈沖從20.8KHz到20KHz);線性調(diào)頻脈沖之間的互相關(guān)基于閾值〈0.3(可靠性條件)來(lái)確定；線性調(diào)頻脈沖長(zhǎng)度是2048音頻樣本長(zhǎng)；i表示信號(hào)源標(biāo)識(shí)符；且音調(diào)表示具有局部唯一頻率20.l+i*0.1KHz的正弦波形。在又一對(duì)于中等范圍的環(huán)境的第三方法中，再次將利用的帶寬拆分成兩個(gè)頻率范圍(例如，20KHz到20.8KHz以及20.8KHz到21.6KHz，兩個(gè)頻率范圍都以IOOHz為間隔)，以便縮放到至多64個(gè)信號(hào)源。在第一頻率范圍中對(duì)音調(diào)進(jìn)行編碼，以指示8個(gè)信號(hào)源中的一個(gè)，而在第二頻率范圍中對(duì)另一音調(diào)進(jìn)行編碼，以指示8個(gè)組中的一個(gè)，使得例如:波形(i, j)=線性調(diào)頻脈沖+音調(diào)⑴+音調(diào)(j)，其中，j表示組標(biāo)識(shí)符，且i表示信號(hào)源標(biāo)識(shí)符；音調(diào)(i)是頻率為20.l+i*0.1KHz的正弦信號(hào)；音調(diào)(j)是頻率為20.9+j*0.1KHz的正弦信號(hào)；線性調(diào)頻脈沖之間的互相關(guān)基于閾值〈0.3 (可靠性條件)來(lái)確定；且線性調(diào)頻脈沖長(zhǎng)度是2048音頻樣本長(zhǎng)。對(duì)于大范圍的環(huán)境中(例如,64-256個(gè)信號(hào)源),例如，以下描述了三種方法，但也可使用其他方法。在一種方法中，使用16個(gè)偽噪聲編碼(PNC)的波形來(lái)對(duì)16個(gè)信號(hào)源標(biāo)識(shí)符進(jìn)行編碼，每一波形橫跨一頻率范圍(例如，20.0KHz到21.6KHz)。另外，頻率范圍(例如，20.0KHz到21.6KHz)上分布的16個(gè)音調(diào)用于對(duì)16個(gè)組標(biāo)識(shí)符進(jìn)行編碼，使得例如:波形(i，j)=PNC(i)+音調(diào)(j),其中，j表示組標(biāo)識(shí)符,且i表示信號(hào)源標(biāo)識(shí)符；音調(diào)(j)是頻率為20.l+j*0.1KHz的正弦信號(hào)；PNC波形之間的互相關(guān)基于2-0.4的閾值；且PNC波形長(zhǎng)度是2048音頻樣本。在對(duì)于大范圍的環(huán)境的另一方法中，再次將利用的帶寬拆分成兩個(gè)頻率范圍(例如，以19.7KHz為中心頻率(fc)的19.0KHz到20.4KHz以及以21.1KHz為中心頻率(fc)的20.4KHz到21.8KHz)。在第一波帶中，使用16個(gè)PNC波形來(lái)對(duì)16個(gè)組標(biāo)識(shí)符進(jìn)行編碼。在第二波帶中，使用16個(gè)PNC波形來(lái)對(duì)第二組中16個(gè)信號(hào)源標(biāo)識(shí)符進(jìn)行編碼，使得例如:波形(i,j) =PNC(I, fc=19.7KHz)+PNC(j, fc=21.ΙΚΗζ)，其中，j表示組標(biāo)識(shí)符，且i表示信號(hào)源標(biāo)識(shí)符；PNC波形之間的互相關(guān)基于 0.2-0.4的閾值；且PNC波形長(zhǎng)度是2048音頻樣本。在對(duì)于大范圍的環(huán)境的又一方法中，再次將利用的帶寬拆分成兩個(gè)頻率范圍(例如，20KHz到20.8KHz以及20.8KHz到21.6KHz，兩個(gè)頻率范圍都以IOOHz為間隔)，以便縮放到至多256個(gè)信號(hào)源。在第一頻率范圍中對(duì)音調(diào)進(jìn)行編碼，以指示8個(gè)信號(hào)源中的一個(gè)，而在第二頻率范圍中對(duì)另一音調(diào)進(jìn)行編碼，以指示8個(gè)組中的一個(gè)。另外，這些信號(hào)源被劃分成4個(gè)超組(super-group)信號(hào)源，使得例如:波形(i，j, k)=線性調(diào)頻脈沖(k) +音調(diào)⑴+音調(diào)(j)，其中，k表示該超組標(biāo)識(shí)符(k = 0=>正向線性調(diào)頻脈沖從20KHz到20.8KHz, k =1=>正向線性調(diào)頻脈沖從20.8KHz到21.6KHz ；k = 3=>反向線性調(diào)頻脈沖從21.6KHz到20.8KHz，且k = 4=>反向線性調(diào)頻脈沖從20.8KHz到20KHz);線性調(diào)頻脈沖之間的互相關(guān)基于閾值〈0.3 (可靠性條件)來(lái)確定；線性調(diào)頻脈沖長(zhǎng)度是2048音頻樣本長(zhǎng)；i表示信號(hào)源標(biāo)識(shí)符；音調(diào)Q)表示具有局部唯一頻率20.l+i*0.1KHz的正弦波形；j表示組標(biāo)識(shí)符；且音調(diào)(j)表示具有局部唯一頻率20.9+j*0.1KHz的正弦波形。對(duì)于巨大范圍的環(huán)境(例如，256-1024個(gè)信號(hào)源)，使用16個(gè)偽噪聲編碼(PNC)的波形來(lái)對(duì)16個(gè)信號(hào)源標(biāo)識(shí)符進(jìn)行編碼，每一波形橫跨一頻率范圍(例如，20.0KHz到21.6KHZ)。另外，頻率范圍(例如，20.0KHz到21.6KHz)上分布的16個(gè)音調(diào)用于對(duì)16個(gè)組標(biāo)識(shí)符進(jìn)行編碼，使得例如:波形(i,j, k) =PNC ⑴ + 音調(diào)(j) + 音調(diào)(k)，其中，k表示超組標(biāo)識(shí)符；j表示組標(biāo)識(shí)符；i表示信號(hào)源標(biāo)識(shí)符；音調(diào)(j)表示頻率為20.l+j*0.1KHz的正弦信號(hào)；且音調(diào)(k)是頻率為20.9+k*0.1KHz的正弦信號(hào)。用于擴(kuò)展所支持的環(huán)境范圍的另一選項(xiàng)涉及向給定區(qū)域中的每一聲音信號(hào)源指定唯一標(biāo)識(shí)符。每一聲音信號(hào)源發(fā)出其組標(biāo)識(shí)符，之后個(gè)別信號(hào)源按該組內(nèi)信號(hào)源的循環(huán)序列發(fā)出其信號(hào)源標(biāo)識(shí)符。例如，考慮一個(gè)兩層建筑物，其中第一樓層上的信號(hào)源在相比于第二樓層上的信號(hào)源不同的組中。因此，初始組標(biāo)識(shí)符信號(hào)指示接收設(shè)備所位于的樓層，而信號(hào)源標(biāo)識(shí)符的后續(xù)序列指示該樓層上來(lái)自其的信號(hào)正被捕捉的信號(hào)源。以此方式，信號(hào)源標(biāo)識(shí)符可在由所指示的組標(biāo)識(shí)符來(lái)區(qū)分的不同流之間共享。使用這些或其他編碼方案，信號(hào)源可使用各種檢測(cè)方法來(lái)標(biāo)識(shí)。在一種方法中，蠻力方法獲取捕捉到的聲音信號(hào)與N個(gè)波形中每一個(gè)的全面互相關(guān)，并且選擇具有最大相關(guān)峰值的波形。在另一方法中，將波形維持在1600HZ的帶寬中，從而在頻譜域中提供大約150個(gè)頻點(diǎn)(frequency bin)(例如，子范圍)。256點(diǎn)的快速傅里葉變換(FFT)可足以執(zhí)行互相關(guān)。從FFT互相關(guān)中標(biāo)識(shí)具有最大相關(guān)峰值的波形之后，可執(zhí)行與標(biāo)識(shí)出的波形的基準(zhǔn)函數(shù)的全長(zhǎng)互相關(guān)，由此基于接收到的聲音信號(hào)來(lái)標(biāo)識(shí)聲音信號(hào)源。在具有嵌入式音調(diào)的波形的情況下，多普勒提取可用于確定接收設(shè)備和/或持有接收設(shè)備的用戶行進(jìn)的方向和/或速率。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，多普勒提取涉及測(cè)量音調(diào)在頻域中的位置相比于嵌入式音調(diào)的頻率位置的偏移。在涉及偽噪聲碼(PNC)波形的另一實(shí)現(xiàn)中，多普勒偏移可通過以下操作來(lái)迭代地確定:使PNC波形的頻譜偏移一個(gè)或多個(gè)頻點(diǎn)，乘以所記錄的聲音信號(hào)的頻譜，執(zhí)行較短長(zhǎng)度(例如，256)的快速傅立葉逆變換(IFFT),以及標(biāo)記所得互相關(guān)信號(hào)的峰值。使互相關(guān)峰值最大化的頻點(diǎn)偏移值表示所記錄的聲音信號(hào)中的多普勒偏移。在涉及多個(gè)PNC波形的又一實(shí)現(xiàn)中，在二個(gè)維度中重復(fù)該過程，即PNC波形標(biāo)識(shí)符和點(diǎn)偏移(bin shift)。使互相關(guān)峰值最大化的PNC波形標(biāo)識(shí)符和點(diǎn)偏移對(duì)產(chǎn)生由聲音信號(hào)源傳輸?shù)腜NC波形以及所記錄的聲音信號(hào)中的多普勒偏移。也可以采用其他多普勒提取技術(shù)。如所描述的，多普勒偏移結(jié)合增量位置確定可用于確定接收設(shè)備(和/或用戶的)方向和/或行進(jìn)速率，以便設(shè)置對(duì)用戶移動(dòng)的約束。由此，多普勒提取允許在聲音信號(hào)被檢測(cè)之后的一時(shí)間預(yù)測(cè)接收設(shè)備的可能定位，接收設(shè)備可能的定位可被用作約束。這樣的約束可用于改進(jìn)定位準(zhǔn)確性和/或降低用于準(zhǔn)確地確定
位置所需的可靠聲音信號(hào)的數(shù)量。圖4示出基于聲音的定位的示例操作400。接收操作402標(biāo)識(shí)環(huán)境(諸如商店)，并且接收該環(huán)境的地圖，包括信號(hào)源位置、其標(biāo)識(shí)符、其組標(biāo)識(shí)符、以及其他環(huán)境約束(例如，接收設(shè)備可能實(shí)際地位于哪里)。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，接收操作402在基于聲音的定位應(yīng)用在接收設(shè)備上被啟動(dòng)時(shí)執(zhí)行。在替換實(shí)現(xiàn)中，接收操作402檢測(cè)到接收設(shè)備已進(jìn)入已知環(huán)境(例如，基于最后已知的GPS定位，基于識(shí)別出的W1-Fi路由器MAC地址，基于用戶輸入)，并且從其自身存儲(chǔ)或從外部數(shù)據(jù)源(例如，經(jīng)W1-Fi連接的服務(wù))中檢索該地圖。捕捉操作404捕捉與可標(biāo)識(shí)信號(hào)源相關(guān)聯(lián)的聲音信號(hào)。每一信號(hào)源根據(jù)信令協(xié)議在其自身時(shí)隙中發(fā)出聲音信號(hào)，諸如上文對(duì)于小、中、大、和巨大范圍的環(huán)境所描述的那些內(nèi)容。接收到的信號(hào)被處理以標(biāo)識(shí)信號(hào)源并且評(píng)估其可靠性。例如，使用捕捉到的信號(hào)與該環(huán)境中所支持的每一個(gè)波形的互相關(guān)，捕捉操作404可選擇產(chǎn)生最大相關(guān)峰值的波形來(lái)標(biāo)識(shí)捕捉到的聲音信號(hào)的聲音信號(hào)源。判定操作406確定捕捉到的聲音信號(hào)是否可靠(例如，具有足夠強(qiáng)度的直接聲音信號(hào)被準(zhǔn)確地解碼)。如果否，則忽略捕捉到的信號(hào)，而在捕捉操作404中捕捉新的聲音信號(hào)。否則，確定操作408使用互相關(guān)結(jié)果來(lái)確定相關(guān)聯(lián)的聲音信號(hào)源的捕捉時(shí)間戳和身份。另一判定操作410確定是否已經(jīng)捕捉到足夠數(shù)量的新鮮、可靠的聲音信號(hào)。具有一個(gè)或多個(gè)分量的可靠性條件針對(duì)捕捉到的聲音信號(hào)來(lái)應(yīng)用。例如，一個(gè)分量可考慮聲音信號(hào)波形的形狀，以輔助評(píng)估捕捉到的聲音信號(hào)是直接的還是反射的。直接聲音信號(hào)往往具有與反射聲音信號(hào)不同的特征，這些不同的特征可使用各種技術(shù)來(lái)辨別，各種技術(shù)包括但不限于:互相關(guān)、多普勒提取等。此外，該分量可評(píng)估在聲音信號(hào)的每一周期中的同一時(shí)隙期間捕捉到的聲音信號(hào)。在同一時(shí)隙期間捕捉到的聲音信號(hào)彼此并非良好地互相關(guān)，并且可以確定在這些時(shí)隙期間捕捉到的聲音信號(hào)中的一個(gè)或多個(gè)是反射的且由此不可靠。又一分量可考慮多點(diǎn)定位是在單個(gè)點(diǎn)處收斂還是在非常接近于單個(gè)點(diǎn)處收斂。多點(diǎn)定位解決方案中的發(fā)散可指示分量聲音信號(hào)之一不是直接的且由此不可靠。在可靠性條件中也可采用其他分量。在另一觀點(diǎn)中，如果在第一聲音信號(hào)和最后一個(gè)聲音信號(hào)之間的跟蹤時(shí)間大于特定閾值(例如，以秒計(jì))，則聲音信號(hào)可被視為“陳舊的”或“不夠新鮮”。例如，由于按時(shí)隙序列從各個(gè)聲音信號(hào)源接收聲音信號(hào)，因此收集足夠數(shù)量的可靠聲音信號(hào)用于多點(diǎn)定位可發(fā)生在一許多時(shí)隙的時(shí)間段內(nèi)(例如，對(duì)于接收設(shè)備在第一可靠聲音信號(hào)與最后一個(gè)可靠時(shí)間信號(hào)之間移動(dòng)不可忽略的距離而言是足夠的)。因此，如果接收設(shè)備在這一 “跟蹤”時(shí)間期間移動(dòng)得太遠(yuǎn)，則定位計(jì)算的準(zhǔn)確性會(huì)受損。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，判定操作410確定聲音信號(hào)塊是否陳舊(例如，太老以至于不能對(duì)準(zhǔn)確的定位計(jì)算作出貢獻(xiàn))且由此不可靠。陳舊的聲音信號(hào)塊可被忽略。此外，關(guān)于聲音信號(hào)是否陳舊的確定可通過各種因素來(lái)通知(例如，用戶是否展示了多普勒偏移，該多普勒偏移指示在跟蹤時(shí)間期間導(dǎo)致定位中重要變化的移動(dòng)，直接的和被阻擋的信號(hào)源的身份是否改變，與購(gòu)物者移動(dòng)有關(guān)的試探法等)。例如，如果基于對(duì)反射聲音信號(hào)的多普勒偏移測(cè)量、用戶沒有顯示出顯著速率，如果直接的和被阻擋信號(hào)源在跟蹤時(shí)間期間保持不變，和/或如果在跟蹤時(shí)間不超出跟蹤閾值的情況下在統(tǒng)計(jì)上知道購(gòu)物者的位置是可接受的準(zhǔn)確的，則聲音信號(hào)可被視為足夠“新鮮”。另外，也可應(yīng)用環(huán)境約束來(lái)降低基于DTOA準(zhǔn)確計(jì)算定位所需的新鮮、可靠的聲音信號(hào)數(shù)量。例如，如果三個(gè)新鮮、可靠的聲音信號(hào)被捕捉(在三維多點(diǎn)定位通常要求四個(gè)可靠聲音信號(hào)的情況下)，作出假設(shè):接收設(shè)備被假設(shè)在預(yù)定義高度范圍內(nèi)，則二維定位可能足夠，而不需要第四個(gè)新鮮、可靠的聲音信號(hào)。同樣，如果假設(shè)購(gòu)物者在可接受的容限內(nèi)位于過道中心，則準(zhǔn)確定位所需的新鮮、可靠的聲音信號(hào)數(shù)量可被降低。其他環(huán)境約束同樣可降低所需的新鮮、可靠的聲音信號(hào)數(shù)量，和/或改進(jìn)基于聲音的定位結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性?？捎糜诮档退璧男迈r、可靠的聲音信號(hào)數(shù)量的又一環(huán)境約束涉及在一段時(shí)間內(nèi)的定位結(jié)果序列。如果接收設(shè)備維護(hù)其最近定位(且有可能是其速率)的列表，則可以假定其行進(jìn)方向(和/或速率)的變化將不會(huì)超過任何定位計(jì)算之間的特定量。例如，如果接收設(shè)備具有若干定位結(jié)果，這些定位結(jié)果指示在緊鄰先前周期中接收設(shè)備正以每小時(shí)一英里朝北移動(dòng)，則可以假定以下約束:該約束防止接收設(shè)備的下一定位位于來(lái)自先前定位結(jié)果的先前范圍之外。又一環(huán)境約束可以是:假定用戶可達(dá)到的最快速率或臨時(shí)用戶在環(huán)境(例如，商店)中的典型最快速率，知道用戶在給定時(shí)間段可能行進(jìn)了多遠(yuǎn)。行進(jìn)的距離可附加地考慮在真實(shí)物理環(huán)境中行走的約束，諸如沿著用戶路徑而不是跳過貨架。定位操作412使用多點(diǎn)定位，基于接收設(shè)備捕捉到的新鮮、可靠的聲音信號(hào)、捕捉到的信號(hào)的DT0A、和接收到的地圖、以及聲音信號(hào)源位置和標(biāo)識(shí)符，來(lái)確定接收設(shè)備相對(duì)于已知位置即聲音信號(hào)源的定位。呈現(xiàn)操作414將對(duì)所計(jì)算的定位的指示呈現(xiàn)在用戶界面上的地圖內(nèi)。圖5示出使用差異到達(dá)時(shí)間和無(wú)差異到達(dá)時(shí)間的基于聲音的定位的示例操作500。在類似于參考圖4所描述的過程中，確定操作502使用來(lái)自X個(gè)聲音信號(hào)源的差異到達(dá)時(shí)間來(lái)確定接收設(shè)備的初始定位。定時(shí)操作504基于初始定位以及初始定位與發(fā)出捕捉到的可靠聲音信號(hào)的每一聲音信號(hào)源之間的距離，來(lái)確定時(shí)間基準(zhǔn)。給定這些距離，可計(jì)算每一聲音信號(hào)的傳輸時(shí)間，由此產(chǎn)生每一聲音信號(hào)的定時(shí)基準(zhǔn)。判定操作506確定是否已經(jīng)捕捉到足夠數(shù)量的新鮮可靠的聲音信號(hào)供無(wú)差異到達(dá)時(shí)間定位。在這一操作中，每一聲音信號(hào)的定時(shí)基準(zhǔn)使得執(zhí)行無(wú)差異TOA測(cè)量成為可能，由此降低了準(zhǔn)確地確定接收設(shè)備相對(duì)于發(fā)出聲音信號(hào)源的定位所需的可靠聲音信號(hào)數(shù)量。另一確定操作508基于無(wú)差異TOA測(cè)量和定時(shí)基準(zhǔn)來(lái)確定后續(xù)位置。另一決定操作510再測(cè)試在后續(xù)周期中捕捉到的新鮮、可靠的聲音信號(hào)數(shù)量，以確定是否仍然可以準(zhǔn)確地計(jì)算無(wú)差異到達(dá)時(shí)間定位，在這種情況下，處理前進(jìn)至確定操作508。否則，處理前進(jìn)至確定操作502以使用DTOA來(lái)確定新的定位。圖6示出了可用于實(shí)現(xiàn)所述技術(shù)的另一示例系統(tǒng)(標(biāo)記為移動(dòng)設(shè)備600)。移動(dòng)設(shè)備600包括處理器602、存儲(chǔ)器604、顯示器606 (例如觸摸屏顯示器)以及其他接口 608 (例如鍵盤)。存儲(chǔ)器604 —般包括易失性存儲(chǔ)器(例如RAM)和非易失性存儲(chǔ)器(例如閃存)二者。諸如Microsoft Windows Phone 7操作系統(tǒng)之類的操作系統(tǒng)610駐留在存儲(chǔ)器604中，并且由處理器602來(lái)執(zhí)行，但是應(yīng)當(dāng)理解，可以采用其他操作系統(tǒng)。一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用程序612被加載到存儲(chǔ)器604中并由處理器602在操作系統(tǒng)610上執(zhí)行。應(yīng)用612的示例包括、但不限于電子郵件程序、時(shí)間安排程序、個(gè)人信息管理器、因特網(wǎng)瀏覽程序、多媒體播放器應(yīng)用等等。通知管理器614也被加載到存儲(chǔ)器604中并且被處理器602執(zhí)行以向用戶呈現(xiàn)通知。例如，當(dāng)促銷被觸發(fā)并且呈現(xiàn)給購(gòu)物者時(shí)，通知管理器614可以致使移動(dòng)設(shè)備600蜂鳴或振動(dòng)(通過振動(dòng)設(shè)備618)并在顯示器606上顯示促銷。移動(dòng)設(shè)備600包括電源616，該電源由一個(gè)或多個(gè)電池或其他電源供電并且向移動(dòng)設(shè)備600的其他組件提供電能。電源616還可以連接到外部電源，該外部電源對(duì)內(nèi)置電池或其他電源進(jìn)行覆蓋或再充電。移動(dòng)設(shè)備600包括一個(gè)或多個(gè)通信收發(fā)器630以提供網(wǎng)絡(luò)連通性(例如移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)、W1-Fi 、藍(lán)牙 等等)。移動(dòng)設(shè)備600還包括多種其他組件，比如定位系統(tǒng)620 (例如全球定位衛(wèi)星收發(fā)器)、一個(gè)或多個(gè)加速度計(jì)622、一個(gè)或多個(gè)相機(jī)624、音頻接口 626 (例如話筒、音頻放大器和揚(yáng)聲器和/或音頻插孔)、以及附加的存儲(chǔ)628。還可以采用其他配置。在示例實(shí)施例中，基于聲音的定位應(yīng)用、峰值查找器、互相關(guān)管理器、互相關(guān)器、工作者線程、聲音定位器、用戶界面、多點(diǎn)定位處理器、以及其他模塊和服務(wù)可以通過存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器604和/或存儲(chǔ)設(shè)備628并由處理單元602處理的指令來(lái)體現(xiàn)。聲音信號(hào)塊、定位、樓層平面圖、相應(yīng)的定時(shí)、以及其他數(shù)據(jù)可以被存儲(chǔ)在作為永久性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的存儲(chǔ)器604和/或存儲(chǔ)設(shè)備628中。應(yīng)當(dāng)理解，設(shè)備存儲(chǔ)可以是本地的(例如，閃存或磁存儲(chǔ)設(shè)備)或遠(yuǎn)程的(例如，經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)附連存儲(chǔ)設(shè)備，諸如DVD、⑶或磁存儲(chǔ)設(shè)備)?！?shí)施例可包括制品。制品可包括用于存儲(chǔ)邏輯的存儲(chǔ)介質(zhì)。存儲(chǔ)介質(zhì)的示例可包括能夠存儲(chǔ)電子數(shù)據(jù)的一種或多種類型的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，包括易失性存儲(chǔ)器或非易失性存儲(chǔ)器、可移動(dòng)或不可移動(dòng)存儲(chǔ)器、可擦除或不可擦除存儲(chǔ)器、可寫或可重寫存儲(chǔ)器等。邏輯的示例可包括各種軟件元素，諸如軟件組件、程序、應(yīng)用軟件、計(jì)算機(jī)程序、應(yīng)用程序、系統(tǒng)程序、機(jī)器程序、操作系統(tǒng)軟件、中間件、固件、軟件模塊、例程、子例程、函數(shù)、方法、過程、軟件接口、應(yīng)用程序接口(API)、指令集、計(jì)算代碼、計(jì)算機(jī)代碼、代碼段、計(jì)算機(jī)代碼段、文字、值、符號(hào)、或其任意組合。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，制品可以存儲(chǔ)可執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序指令，該指令在由計(jì)算機(jī)執(zhí)行時(shí)使得該計(jì)算機(jī)執(zhí)行根據(jù)所描述的各實(shí)施例的一種方法和/或操作。可執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序指令可包括任何合適類型的代碼，諸如源代碼、已編譯代碼、已解釋代碼、可執(zhí)行代碼、靜態(tài)代碼、動(dòng)態(tài)代碼等?？蓤?zhí)行的計(jì)算機(jī)程序指令可根據(jù)用于指示計(jì)算機(jī)執(zhí)行特定功能的預(yù)定義的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言、方式或句法來(lái)實(shí)現(xiàn)。這些指令可以使用任何合適的高級(jí)、低級(jí)、面向?qū)ο?、可視、編譯、和/或解釋編程語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)。在此所述的本發(fā)明的實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)為一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的邏輯步驟。本發(fā)明的邏輯操作可被實(shí)現(xiàn)為:(I)在一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中執(zhí)行的處理器實(shí)現(xiàn)的步驟的序列；以及(2) —個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的互連機(jī)器或電路模塊。該實(shí)現(xiàn)是取決于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的計(jì)算系統(tǒng)的性能要求的選擇問題。因此，構(gòu)成此處所描述的本發(fā)明的實(shí)施例的邏輯操作被不同地稱為操作、步驟、對(duì)象或模塊。此外，還應(yīng)該理解，邏輯操作也可以以任何順序執(zhí)行，除非明確地聲明，或者由權(quán)利要求語(yǔ)言固有地要求特定的順序。
上面的說明、示例和數(shù)據(jù)提供了對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和使用的完整的描述。因?yàn)榭梢栽诓槐畴x本發(fā)明的精神和范圍的情況下做出本發(fā)明的許多實(shí)施例，所以本發(fā)明落在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。此外，不同實(shí)施例的結(jié)構(gòu)特征可以與另一實(shí)施例相組合而不偏離所記載的權(quán)利要求書。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括: 由第一位置 處的接收設(shè)備(300)從聲音信號(hào)源(110)集合中的每一個(gè)接收(404)聲音信號(hào)(305),從每一聲音信號(hào)源(110)發(fā)出的所述聲音信號(hào)(305)不同于從另一聲音信號(hào)源發(fā)出的聲音信號(hào)，且每一聲音信號(hào)源(110)在該集合內(nèi)能基于所述聲音信號(hào)中提供的信息來(lái)被唯一地標(biāo)識(shí)； 選擇(406)從聲音信號(hào)源(110)子集中接收到的聲音信號(hào)(305)，所選聲音信號(hào)滿足濾掉反射聲音信號(hào)的可靠性條件(410)，提供所選聲音信號(hào)的每一聲音信號(hào)源的位置對(duì)于所述接收設(shè)備(300)是已知的； 使用差異到達(dá)時(shí)間測(cè)量和互相關(guān)來(lái)確定(412)所述接收設(shè)備(300)相對(duì)于該聲音信號(hào)源子集的已知位置的第一位置；以及 基于所述第一位置以及在所述接收設(shè)備(300 )的第二位置處接收到的聲音信號(hào)的無(wú)差異到達(dá)時(shí)間測(cè)量，基于從少于該聲音信號(hào)源子集接收到的聲音信號(hào)，來(lái)確定(412)所述第二位置。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，確定所述第二位置的操作包括: 基于所計(jì)算的所述第一位置與該子集中每一聲音信號(hào)源的位置之間的距離，來(lái)確定每一捕捉到的聲音信號(hào)的定時(shí)基準(zhǔn)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，確定所述第二位置的操作包括: 確定所述接收設(shè)備的行進(jìn)方向；以及 針對(duì)行進(jìn)方向來(lái)評(píng)估所述第一位置和所述無(wú)差異到達(dá)時(shí)間測(cè)量，以確定所述第二位置。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，確定所述行進(jìn)方向的操作包括: 評(píng)估所述接收設(shè)備的多個(gè)先前所確定的位置，所述先前所確定的位置根據(jù)基于聲音的定位來(lái)確定。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，確定所述行進(jìn)方向的操作包括: 評(píng)估所述接收設(shè)備的多個(gè)先前所確定的位置，所述先前所確定的位置根據(jù)基于聲音的定位來(lái)確定。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，確定所述第二位置的操作包括: 確定所述接收設(shè)備的行進(jìn)速度；以及 針對(duì)行進(jìn)速度來(lái)評(píng)估所述第一位置和所述無(wú)差異到達(dá)時(shí)間測(cè)量，以確定所述第二位置。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，確定所述行進(jìn)速度的操作包括: 確定在從所述第一位置接收到的聲音信號(hào)的頻率中的多普勒偏移，以確定所述接收設(shè)備的行進(jìn)速度。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收設(shè)備是移動(dòng)設(shè)備，并且所述聲音信號(hào)源是固定的。
9.一種系統(tǒng),包括: 接收設(shè)備(300)的記錄器(304)，被配置成:在第一位置處捕捉來(lái)自聲音信號(hào)源(110)集合中的每一個(gè)的聲音信號(hào)(305)，從每一聲音信號(hào)源發(fā)出的所述聲音信號(hào)不同于從另一聲音信號(hào)源發(fā)出的聲音信號(hào)，且每一聲音信號(hào)源在該集合內(nèi)能基于所述聲音信號(hào)中提供的信息來(lái)被唯一地標(biāo)識(shí)； 所述接收設(shè)備(300)的信號(hào)源處理器(318)，被配置成:選擇從聲音信號(hào)源(110)子集中接收到的聲音信號(hào)(305)，所選聲音信號(hào)滿足濾掉反射聲音信號(hào)的可靠性條件(410)，提供所選聲音信號(hào)的每一聲音信號(hào)源的位置對(duì)于所述接收設(shè)備(300)是已知的；以及 所述接收設(shè)備(300)的聲音定位器(330)，被配置成:使用差異到達(dá)時(shí)間測(cè)量和互相關(guān)，來(lái)確定所述接收設(shè)備相對(duì)于該聲音信號(hào)源子集的已知位置的第一位置。
10.一個(gè)或多個(gè)處理器可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述處理器可讀存儲(chǔ)介質(zhì)編碼有用于在電子設(shè)備上執(zhí)行處理器可執(zhí)行過程的處理器可執(zhí)行指令，所述過程包括: 由第一位置處的接收設(shè)備(300)從聲音信號(hào)源(110)集合中的每一個(gè)接收(404)聲音信號(hào)(305),從每一聲音信號(hào)源(110)發(fā)出的所述聲音信號(hào)(305)不同于從另一聲音信號(hào)源發(fā)出的聲音信號(hào)，且每一聲音信號(hào)源(110)在該集合內(nèi)能基于所述聲音信號(hào)中提供的信息來(lái)被唯一地標(biāo)識(shí)； 選擇(406)從聲音信號(hào)源(110)子集中接收到的聲音信號(hào)(305)，所選聲音信號(hào)滿足濾掉反射聲音信號(hào)的可靠性條件(400)，提供所選聲音信號(hào)的每一聲音信號(hào)源的位置對(duì)于所述接收設(shè)備(300)是已知的；以及 使用差異到達(dá)時(shí)間測(cè)量和互相關(guān)來(lái)確定(412)所述接收設(shè)備(300)相對(duì)于該聲音信號(hào)源子集的已知位置的第一 位置。
全文摘要
本發(fā)明公開了基于聲音的定位。接收設(shè)備從多個(gè)聲音信號(hào)源捕捉聲音信號(hào)(例如超聲波)，選擇滿足可靠性條件的聲音信號(hào)用于確定接收設(shè)備相對(duì)于對(duì)應(yīng)聲音信號(hào)源的初始定位，使用對(duì)所選聲音信號(hào)的多點(diǎn)定位來(lái)確定接收設(shè)備的初始定位，以及當(dāng)個(gè)別聲音信號(hào)的可靠性在接收設(shè)備和聲音信號(hào)源之間存在動(dòng)態(tài)改變的環(huán)境干擾、多徑和移動(dòng)的情況下變化時(shí)，更新接收設(shè)備的當(dāng)前定位。
文檔編號(hào)G01S5/26GK103105602SQ201210377080
公開日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者M·R·哈瑞爾, W·H·康納, M·R·帕爾塞蒂亞, J·C·柯蘭德爾, H·弗里克, J·賴特, M·J·巴克梅爾 申請(qǐng)人:微軟公司