確定移動設(shè)備的方位的概念的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的實施例提供了一種移動設(shè)備，其包括接收器和方位確定器。接收器包括用于從固定發(fā)射器接收信號的多根天線。多根天線中的每根天線被布置為具有不同接收方向。接收器被配置為檢測利用每根天線接收的信號的信號強度以獲得多個檢測的信號強度。方位確定器被配置為基于多個檢測的信號強度來確定移動設(shè)備相對于固定發(fā)射器的定位。
【專利說明】確定移動設(shè)備的方位的概念
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實施例涉及一種確定移動設(shè)備的方位的概念。本發(fā)明的一些實施例涉及一種W1-Fi姿勢和位置跟蹤的概念。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代智能手機配備有各種傳感器。可以使用衛(wèi)星接收器、GSM(全球移動通信系統(tǒng))模塊及無線LAN (局域網(wǎng))模塊來定位?；谶@些裝置，可以提供用于行人導(dǎo)航的全新的廉價方法。這使得能夠為行人提供新類型的基于位置的服務(wù)，所包括的范圍有呼叫出租車、找到城市中感興趣的地點以及博物館指南。
[0003]通常，導(dǎo)航的第一選擇是全球定位系統(tǒng)(GPS)。然而，GPS在城市和室內(nèi)環(huán)境中缺乏準確性和可用性是一個非常普遍的問題。隨著輔助GPS (A-GPS)在智能手機方面的普遍應(yīng)用，可以縮短第一 GPS定位的啟動時間并減少功耗。但是，如果信號太弱而無法檢測，則定位失敗。而且，在戶外，可以使用電子羅盤容易地檢測到設(shè)備的水平姿勢。然而，在室內(nèi)，磁干擾會導(dǎo)致不可靠的羅盤輸出。
[0004]作為室內(nèi)環(huán)境的替代方案或補充解決方案，Bahl等人(Bahl，P.，Padmanabhan,V.: Radar: an in-building rf—based user location and tracking system.1n:Proceedings on INFOCOM thel9th Annual Joint Conference of the IEEE Computerand Communications Societies,Tel Aviv,Israel (2000))提出一種基于 W1-Fi?(W1-F1:http://www.w1-f1.0rg/.W1-Fi 是 W1-Fi 聯(lián)盟的注冊商標(2003))網(wǎng)絡(luò)中的接收信號強度(RSS)進行定位的方法?，F(xiàn)在，由于公共和專用接入點的數(shù)量不斷增加，W1-Fi定位對行人導(dǎo)航來說變得更加具有吸引力((Meyer，S.，Vaupelj T.，Haimerlj S.:W1-ficoverage and propagation for localization purposes in permanently changingurban areas.1n:Proceedings on IADIS the international Conference WirelessApplications and Computing, Amsterdam, The Netherlands (2008))并且已經(jīng)集成到許多智能手機中。
[0005]跟蹤行人的一個遺留挑戰(zhàn)是估計人的前進方向。行人移動得非常慢并且可以在任何時候轉(zhuǎn)向而沒有改變其位置。所以，從連續(xù)位置計算的行人的速度矢量的準確性極低。定位準確性可通過使用低成本傳感器將W1-Fi定位與推算定位法組合在一起來提高，如 uSeitzj J.，Vaupelj T.，Meyer, S.，Gutierrez Boronatj J.，Thieleckej J.: Ahidden markov model for pedestrian navigation, in:Proceedings on WPNC the7thWorkshop on Positioning, Navigation and Communication, Dresden, Germany(2010) ;Seitz, J.，Vaupelj T.，Jahnj J.，Meyer, S.，Gutierrez Boronatj J.，Thieleckej J.: A hiddenmarkov model for urban navigation based on fingerprinting and pedestrian deadreckoning, in:Proceedings on thel3th International Conference on InformationFusion, Edinburgh, United Kingdom(2010).For pedestrians, dead reckoning can beimproved by step detection, as analyzed in Jahnj J., Batzerj U., Seitz, J., PatinoStudenckaj L., Gutierrez Boronatj J.:Comparison and evaluation of accelerationbased step length estimators for handheld devices.1n:Proceedings on thel3thInternational Conference on Indoor Positioning and Indoor Navigation (IPIN), Ziirich，Switzerland(2010) ”中提出的。但估計姿勢仍然具有挑戰(zhàn)性。
[0006]而且，在文章 “Wallbaum，M.:1ndoor geolocation using wireless localarea networks.Ph.D.thesis,Department of Computer Science,RWTH AachenUniversity(2005) 17.Welch,G., Bishop,G.:An introduction to the kalman filter.University of North Carolina at Chapel Hill, Chapel Hill，NC，USA(1995) ”中，關(guān)注點在于確定物體和人們在建筑物內(nèi)的位置的特定問題。由此，低成本的方法是基于現(xiàn)已經(jīng)廣泛部署的無線LAN的。
[0007]可以將W1-Fi定位方法分為兩組。第一組需要具有已知W1-Fi接入點的位置和信號強度的數(shù)據(jù)庫，例如參見 “Skyhook Wireless:http://www.skyhookwireless.com and Schilitj B.，LaMarcaj A.，Borrielloj G.，Griswold, W.，McDonald, D.，Lazowska，E.，Balachandranj A.，Hong, J.，Iverson, V.:Challenge:Ubiquitous location-awarecomputing and the place lab initiative.1n: Proceedings on thelst ACMinternational workshop on Wireless mobile applications and services on WLANhotspots, San Diego，CA，USA (2003) ”，第二組需要所謂的指紋的數(shù)據(jù)庫，例如參見“Bahl,P., Padmanabhanj V.:Radar:an in-building rf-based user location and trackingsystem, in:Proceedings on INF0C0M thel9th Annual Joint Conference of theIEEE Computer and Communications Societies,Tel Aviv,Israel (2000);Castro, P.,Chiu, P., Kremenekj T., Muntzj R.:A probabilistic room location service forwireless networked environments, in:Proceedings on UBICOMP the3rd InternationalConference on ubiquitous computing, Atlanta, GA, USA.Springer(2001);Haeberlen，A.，F(xiàn)lannery,E.，Ladd, A.，Rudysj A.，WallachjD.，Kavraki，L.:Practical robustlocalization over large-scale802.1lwireless networks, in:Proceedings on MobiComthelOth annual international conference on mobile computing and networking,Philadelphia，PA，USA(2004) ; Ibachj P.，Hbnerj T.，Schweigertj M:Magicmap-kooperative positionsbestimmung ber wlan，in:Proceedings on the Chaos Communication Congress，Berlin,Germany (2004);Teuber，A.，Eissfeller，B.:Wlan indoor positioningbased on euclidean distances and fuzzy logic, In:Proceedings on WPNC the3rdWorkshop on Positioning,Navigation and Communication, Hannover, Germany(2006)and Youssefj M., Agrawalaj A.: The horus location determination system, WirelessNetworksl4 (3)，357-374(2008) ”。
[0008]指紋數(shù)據(jù)庫可以通過先前收集的RSS測量來創(chuàng)建。然后使用觀察到這些測量所在的位置的坐標來標記這些測量。因此，一個指紋包含接收接入點的地理標記位置、RSS值及相應(yīng)的標識符。對于定位來說，通過使當(dāng)前RSS測量與數(shù)據(jù)庫中指紋的條目相關(guān)聯(lián)來進行指紋識別。然后，在選擇最佳匹配指紋之后，用戶位置例如可以通過被加權(quán)了其相關(guān)結(jié)果的指紋位置的平均值來進行計算。在“Bahl，P., Padmanabhanj V.:Radar:an in-buildingrf-based user location and tracking system, in:Proceedings on INF0C0M thel9thAnnual Joint Conference of the IEEE Computer and Communications Societies, TelAviv, Israel (2000) ”中可以找到有關(guān)指紋識別的更多詳情。
[0009]每個環(huán)境都具有特征信號傳播。特定位置的RSS取決于路徑損耗、物體的遮蔽和多路徑傳播。遮蔽物體的密度越高，W1-Fi定位的準確性越高，因為不同的指紋在信號空間中不那么相似。因此，在室內(nèi)，由于建筑物結(jié)構(gòu)和家具的緣故，W1-Fi定位的效果很好。在室外，特別是在大廣場上，數(shù)據(jù)庫相關(guān)性會導(dǎo)致含糊不清。
[0010]為了取得有意義的W1-Fi定位結(jié)果，在實踐中觀察至少三個接入點。城市環(huán)境中W1-Fi定位的優(yōu)點在于已經(jīng)設(shè)置基礎(chǔ)設(shè)施?？梢允褂矛F(xiàn)有專用和公共接入點。但是另一方面，定位隨著時間會存在未觀察到的變化的并且可用接入點的數(shù)量因地方不同而不同。數(shù)據(jù)庫變化的分析可以在“Meyer，S.，Vaupel，T.，Haimerl，S.:W1-fi coverage andpropagation for localization purposes in permanently changing urban areas.1n:Proceedings on IADIS the international Conference Wireless Applications andComputing, Amsterdam, The Netherlands (2008) ” 中找到。
[0011]如“Meyer，S.，Vaupel，Τ.，Haimerl，S.: W1-f i coverage and propagation forlocalization purposes in permanently changing urban areas, in:Proceedingson IADIS the international Conference Wireless Applications andComputing, Amsterdam, The Netherlands (2008) and Vaupel, T.，Seitz, J.，Kiefer, F.，Haimerl, S.，ThieleckejJ.:W1-fi positioning:System considerations and devicecalibration，in:Proceedings on thel3th International Conference on IndoorPositioning and Indoor Navigation (IPIN)，Zurich，Switzerland (2010) ”中所報道的，幾種方法用于收集測量結(jié)構(gòu)以構(gòu)建指紋數(shù)據(jù)庫。
[0012]圖1示出了指示指紋位置的地理區(qū)域和在每個位置檢測到的接入點的數(shù)量的表示。德國的幾個主要城市(包括桕林、漢堡、紐倫堡和慕尼黑)的都市區(qū)被弗勞恩霍夫集成電路研究所用作用于定位的試驗臺。在圖1中，提供了覆蓋紐倫堡城市中心的數(shù)據(jù)庫的一部分。在這里，如果在每一點有覆蓋，則指紋平均包含21個接入點。換句話說，圖1示出了從紐倫堡中的Fraunhofer IIS awiloc?指紋數(shù)據(jù)庫提取的實例，在openstreetmaps.0rg地
圖上可視化。由此，點指示指紋位置和每個位置檢測到的接入點的數(shù)量，如按比例繪制。
[0013]W1-Fi定位可較好地用于在市區(qū)進行定位，因為可接收的接入點的密度在此是足夠高的。尤其在室內(nèi)，W1-Fi定位提供可靠的定位結(jié)果，但會丟失廉價而又可靠的室內(nèi)環(huán)境的姿勢估計系統(tǒng)。建筑結(jié)構(gòu)中的鐵磁材料會導(dǎo)致較大的磁干擾，而較大的磁干擾會導(dǎo)致羅盤導(dǎo)向不可靠?；谖C電系統(tǒng)(MEMS)的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS)會隨著時間的變化而受到較大的漂移誤差影響。通過傳感器數(shù)據(jù)融合可以部分解決這個問題(Kraft, E.:A quaternion-based unscented kalman filter for orientation tracking.1n:Proceedings on the6th International Conference of Information Fusion, Cairns，Queensland, Australia(2003))。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]因此，本發(fā)明的目的是提供一種確定移動設(shè)備的定位的改進概念。
[0015]該目的通過根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動設(shè)備，根據(jù)權(quán)利要求14所述的操作移動設(shè)備的方法及根據(jù)權(quán)利要求15所述的計算機程序來實現(xiàn)。
[0016]本發(fā)明的實施例提供了一種移動設(shè)備，其包括接收器和方位確定器。接收器包括用于從固定發(fā)射器接收信號的多根天線。多根天線中的每根天線被布置為具有不同接收方向。接收器被配置為檢測利用每根天線接收的信號的信號強度以便獲得多個檢測的信號強度。方位確定器被配置為基于多個檢測的信號強度來確定移動設(shè)備相對于固定發(fā)射器的定位。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的概念，固定發(fā)射器的信號被多根天線來接收。由于多根天線被布置為具有不同接收方向，因此多根天線中的每根天線接收其特征或不同信號強度可以由接收器測量或檢測的信號。因此，移動設(shè)備相對于發(fā)射器的定位可由方位確定器基于多個檢測的信號強度來確定。
[0018]在本文中參照附圖描述本發(fā)明的實施例。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1示出了指示指紋位置的地理區(qū)域和在每個位置檢測的接入點的數(shù)量的表示形式；
[0020]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的移動設(shè)備的框圖；
[0021]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的在具有至少三個固定發(fā)射器的環(huán)境中圖2中所示的移動設(shè)備的框圖；
[0022]圖4示出了使用利用包括四根定向天線的天線裝置106檢測的RSS測量的迭代姿勢和位置估計處理的說明圖；
[0023]圖5a示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的四根天線相對于固定發(fā)射器的定位的說明圖；
[0024]圖5b示出了圖5a中所示的四根天線的測量及模擬天線增益的極坐標圖；
[0025]圖6a示出了具有四個接入點(灰色點)的模擬區(qū)域、具有姿勢(灰色箭頭)和自標準W1-Fi定位(圓圈)的結(jié)果的參考路徑的布局；
[0026]圖6b示出了根據(jù)本發(fā)明概念的具有四個接入點(灰色點)的模擬區(qū)域、具有姿勢(灰色箭頭)和使用姿勢和位置跟蹤(黑色箭頭)的結(jié)果的參考路徑的布局；
[0027]圖7a示出了作為全向RSS變化的函數(shù)的絕對姿勢誤差的圖示；
[0028]圖7b示出了作為全向RSS變化的函數(shù)的定位誤差的圖示；
[0029]圖7c示出了作為定向RSS變化的函數(shù)的絕對姿勢誤差的圖示；
[0030]圖7d示出了作為定向RSS變化的函數(shù)的定位誤差的圖示；
[0031]圖8a示出了具有四個接入點(灰色點)的空間、具有姿勢(灰色箭頭)和自標準W1-Fi定位(圓圈)的實驗結(jié)果的參考路徑的布局；
[0032]圖Sb示出了根據(jù)本發(fā)明概念的具有四個接入點(灰色點)的空間、具有姿勢(灰色箭頭)和實驗姿勢和位置估計(黑色箭頭)的參考路徑的布局；
[0033]圖9a示出了作為測量次數(shù)的函數(shù)的圖Sb中所示的實驗姿勢估計的姿勢誤差的圖示；
[0034]圖9b示出了作為測量次數(shù)的函數(shù)的圖Sb中所示的實驗位置估計的定位誤差的圖
/Jn ο
[0035]具有相同或等效功能的相同或等效元件在以下描述中用相同或等效的參考編號表不。
【具體實施方式】
[0036]在以下描述中，陳述多個細節(jié)以便對本發(fā)明的實施例進行更徹底的解釋。然而，對本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，即使沒有這些具體細節(jié)也可實施本發(fā)明的實施例。在其他情況下，已知的結(jié)構(gòu)和設(shè)備以框圖的形式示出，而不詳細示出，以免淡化本發(fā)明的實施例。另外，下文描述的不同實施例的特征可以相互結(jié)合，除非特別注明。
[0037]圖2示 出了根據(jù)本發(fā)明實施例的移動設(shè)備100的框圖。移動設(shè)備100包括接收器102和方位確定器104。接收器102包括用于從固定發(fā)射器110接收信號108的多根天線106_1~106_n。多根天線106_1~106_n的每根天線都布置為具有不同接收方向。接收器102配置為檢測利用多根天線106_1~106_n中的每根天線接收的信號108的信號強度，以便獲得多個檢測的信號強度。方位確定器104配置為基于多個檢測的信號強度來確定移動設(shè)備100相對于固定發(fā)射器110的方位112。
[0038]根據(jù)本發(fā)明的概念，固定發(fā)射器110的信號108利用多根天線106_1~106_n來接收。由于多根天線106_1~106_n布置為具有不同接收方向，因此多根天線106_1~106_η中的每根天線接收其特征或不同信號強度可以被移動設(shè)備100的接收器102測量或檢測的信號108。因此,移動設(shè)備100相對于發(fā)射器110的方位可由方位確定器104基于多個檢測的信號強度來確定。
[0039]在實施例中，移動設(shè)備100的接收器102可以包括多達η根天線106_1~106_η，其中η是大于或等于2 (η>2)的自然數(shù)。例如，如圖2所示，接收器102可以包括兩根天線106_1和106_η (η=2)。而且，在圖2中，指出移動設(shè)備100的接收器102還可以包括三根天線 106_1 ~106_η (η=3)。
[0040]如圖2所示，移動設(shè)備100的方位112可以由箭頭指示以便于說明。另外，移動設(shè)備100與固定發(fā)射器110之間的相對方位可以用角(ptr表示，如圖2所示。
[0041]在實施例中，多根天線106_1~106_n可以被布置為使得多根天線106_1~106_η的接收方向位于一個平面中。例如，這一個平面可以被布置為使得這一個平面與發(fā)射器110的天線的主發(fā)射方向?qū)驶蚱叫小?br> [0042]此外，這個平面可以被布置為與移動設(shè)備100在正常操作中被分配為朝向移動設(shè)備100的用戶的主表面平行。例如，移動設(shè)備100可以包括用于顯示移動設(shè)備100的(當(dāng)前)方位的顯示器。由此，用戶可正常握著移動設(shè)備100使得顯示器對其可視。因此，移動設(shè)備100的主表面可以是包括顯示器的表面或顯示器本身?？蛇x地，例如，當(dāng)用戶握著移動設(shè)備100確定方位時，這個平面可以經(jīng)布置為使得這個平面在正常操作中水平對準(與重力矢量垂直)或基本上水平對準。
[0043]而且，方位確定器104可以配置為確定移動設(shè)備100的方位112，以使得移動設(shè)備100的方位112為移動設(shè)備100的與地球重力矢量垂直的水平方位。
[0044]自然，包括多 根天線106_1~106_η的接收器102可以配置為從i個固定發(fā)射器接收i個信號，其中i是大于或等于I (i≥I)的自然數(shù)。因此，在下文中，移動設(shè)備100的功能在具有至少三個固定發(fā)射器的環(huán)境中以實例進行描述。
[0045]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的在具有至少三個固定發(fā)射器110_1~110_i (n=3 )的環(huán)境中圖2中所示的移動設(shè)備100的框圖。包括多根天線106_1?106_n的接收器102配置為從至少三個固定發(fā)射器110_1?110_i (i=3)接收至少三個信號108_1?108_i(i=3)。接收器102配置為檢測利用多根天線106_1?106_n中的每根天線接收的至少三個信號108_1?108_i (i=3)的信號強度，以便獲得至少三個信號108_1?108_i (i=3)的每個信號的多個信號強度。由此，方位確定器104配置為基于至少三個信號108_1?108_
i(i=3)的每個信號的多個檢測的信號強度來確定移動設(shè)備100相對于至少三個固定發(fā)射器110_1?110」(i=3)的方位112。
[0046]如圖3所示，移動設(shè)備100的接收器102可以包括四根天線106_1?106_n(n=4)，其中四根天線106_1?106_n (n=4)可以經(jīng)布置為使得四根天線106_1?106_n (n=4)的接收方向彼此正交。此外，四根天線106_1?106_n (n=4)可以經(jīng)布置為使得四根天線106_1?106_n (n=4)的接收方向位于一個平面中，正如上文已經(jīng)描述的。
[0047]因此，圖3中所示的包括四根天線106_1?106_n(n=4)的接收器102將利用四根天線106_1?106_n(n=4)中的每根天線檢測從至少三個固定發(fā)射器110_1?110_i(i=3)接收的至少三個信號108_1?108_i (i=3)中的每個信號的信號強度。換句話說，圖3中所示的移動設(shè)備100的接收器102將檢測從固定發(fā)射器110_1接收的信號108_1的四個信號強度，從固定發(fā)射器110_2接收的信號108_2的四個信號強度，以及從固定發(fā)射器110_3接收的信號108_3的四個信號強度。
[0048]圖3中所示的至少三個發(fā)射器110_1?110_i (i=3)可以是收發(fā)器，比如W1-Fi接入點。因此，包括多根天線106_1?106_n (n=4)的接收器102可以配置為從至少三個固定發(fā)射器110_1?110_i (i=3)接收至少三個信號108_1?108_i (i=3)，使得至少三個固定發(fā)射器110_1?110_i (i=3)是W1-Fi接入點。在實施例中，Wi?Fi指的是符合IEEE802.11 規(guī)范(比如 802.1la,802.1lb,802.1lc,802.1ld,802.He,802.Hf,802.llg、802.1lh,802.1li,802.1Ij,802.1ln 等)的無線局域網(wǎng)。
[0049]而且，移動設(shè)備100可以進一步包括位置確定器114，其配置為基于至少三個信號108_1?108_i (i=3)中的每個信號的多個檢測的信號強度來確定移動設(shè)備100相對于至少三個W1-Fi接入點110_1?110」(i=3)的位置。
[0050]在下文中，對圖3中所示的包括具有四根天線106_1?106_n(n=4)的接收器102、方位確定器104和位置確定器114的移動設(shè)備100的實現(xiàn)實例進行描述?；蛘邠Q句話說，在下文中，提出根據(jù)本發(fā)明思想的室內(nèi)姿勢(方位或前進方向)和位置估計的方法。由此，只使用特殊天線裝置106，而不使用額外傳感器。自然，以下描述同樣適用于圖2中所示的移動設(shè)備100。
[0051]圖4示出了使用具有四根定向天線106_1?106_n (n=4)的天線裝置106的RSS測量進行的迭代姿勢和位置估計處理的說明圖。利用具有沿正交方向(接收方向)水平朝向的四根定向天線106_1?106_n (n=4)的裝置106同時收集RSS測量。由此，時間t時的
RSS測量rt(x, y, φ)取決于裝置106的位置(x，y)和姿勢角φ。使用這些測量，首先可以估
計裝置106的姿勢。其次，可以計算標準全向W1-Fi天線的對應(yīng)RSS值。最后，可以使用指紋識別來估計位置，如上文在相關(guān)技術(shù)和/或現(xiàn)有技術(shù)中所描述的。選擇W1-Fi指紋識別來確定移動設(shè)備100的位置的原因在于，報告指紋識別以實現(xiàn)比基于接入點的方法高的精度，并且接入點的位置通常不是公共的。[0052]在距發(fā)射器(接入點)110_1~110_i的距離d處接收的且具有姿勢Φ的RSS值
PRx(d, φ) (dB)可以建模表示如下:
[0053]
【權(quán)利要求】
1.移動設(shè)備(100)，包括: 接收器(102)，包括用于從固定發(fā)射器(110)接收信號(108)的多根天線(106_1~106_n)，其中多根天線(106_1~106_n)中的每根天線被布置為具有不同接收方向，并且其中所述接收器(102)被配置為檢測利用每根天線接收的所述信號(108)的信號強度以獲得多個檢測的信號強度；以及 方位確定器(104)，被配置為基于所述多個檢測的信號強度來確定所述移動設(shè)備(100)相對于所述固定發(fā)射器(110)的方位(112)。
2.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的移動設(shè)備(100)，其中所述多根天線(106_1~106_n)被布置為使得所述多根天線(106_1~106_n)的接收方向位于一個平面中。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的移動設(shè)備(100)，其中所述一個平面被布置為與所述移動設(shè)備(100)的在正常操作中朝向所述移動設(shè)備(100)的用戶分配的主表面平行。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的移動設(shè)備(100)，其中所述多根天線(106_1~106_n)是定向天線(106_1 ~106_n)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的移動設(shè)備(100)，其中所述多根天線(106_1~106_n)是四根天線，其中所述四根天線被布置為使得所述四根天線的接收方向彼此正交。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的移動設(shè)備(100)，其中所述方位確定器(104)被配置為將所述移動設(shè)備(100)的方位(112)確定為，所述移動設(shè)備(100)的方位為所述移動設(shè)備(100)的與地球重力矢量垂直的水平方位和/或所述移動設(shè)備(100)的與所述地球重力矢量平行的垂直方位。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的移動設(shè)備(100)，其中所述方位確定器(104)被配置為基于所述多個檢測的信號強度之間的差來確定所述移動設(shè)備(100)的方位(112)。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的移動設(shè)備(100)，其中所述方位確定器(104)被配置為利用擴展卡爾曼濾波器來確定所述移動設(shè)備(100)的方位(112)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的移動設(shè)備(100)，其中包括所述多根天線(106_1~106_n)的所述接收器(102)被配置為從至少三個固定發(fā)射器(110_1~110_i)接收至少三個信號(108_1~108」)，其中所述接收器(102)被配置為檢測利用每根天線接收的所述至少三個信號(108_1~108_i)的信號強度，以獲得所述至少三個信號(108_1~108_i)中的每個信號的多個信號強度；并且 其中所述方位確定器(104)被配置為基于所述至少三個信號(108_1~108_i)中的每個信號的所述多個檢測的信號強度，來確定所述移動設(shè)備(100)相對于所述至少三個固定發(fā)射器(110_1~110_i)的方位(112)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的移動設(shè)備(100)，其中包括所述多根天線(106_1~106_n)的所述接收器(102)被配置為從所述至少三個固定發(fā)射器(110_1~110_i)接收所述至少三個信號(108_1~108」)，以使得所述至少三個固定發(fā)射器是W1-Fi接入點(110_1~110_i)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的移動設(shè)備(100)，其中所述移動設(shè)備(100)進一步包括位置確定器(114)，被配置為基于所述至少三個信號(108_1~108_i)中的每個信號的所述多個檢測的信號強度來確定所述移動設(shè)備(100)相對于所述至少三個W1-Fi接入點(110_1~110_i)的位置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的移動設(shè)備(100)，其中所述位置確定器被配置為將所述至少三個信號(108_1~108_i)中的每個信號的所述多個檢測的信號強度轉(zhuǎn)換為所述至少三個信號(108_1~108_i)中的每個信號的等效單個信號強度，其中將每所述多個檢測的信號強度轉(zhuǎn)換為所述等效單個信號強度，以使得所述等效單個信號強度相當(dāng)于利用具有單個全向天線的接收器(102)檢測的信號強度；并且 其中所述位置確定器(114)被配置為基于所述至少三個信號(108_1~108_i)中的每個信號的所述等效單個信號強度來確定所述移動設(shè)備(100)的位置。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的移動設(shè)備(100)，其中，所述位置確定器(114)包括其上存儲有數(shù)據(jù)庫的存儲器，其中所述數(shù)據(jù)庫的每個條目包括參考位置以及所述至少三個信號(108_1~108_i)中的每個信號在所述參考位置的參考單個信號強度，其中所述位置確定器(114)被配置為基于所述等效單個信號強度與所述數(shù)據(jù)庫的參考信號強度的相關(guān)性來確定所述移動設(shè)備(100)的位置。
14.操作移動設(shè)備的方法，所述方法包括: 利用包括多根天線的接收器從固定發(fā)射器接收信號，其中所述多根天線中的每根天線被布置為具有不同接收方向； 檢測利用每根天線接收的所述信號的信號強度以獲得多個檢測的信號強度；以及 基于所述多個檢測的信號強度來確定所述移動設(shè)備相對于所述固定發(fā)射器的方位。
15.計算機程序，所述計算機程序具有用于在計算機或微處理器上運行時執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求14所述的方 法的程序代碼。
16.固定設(shè)備，包括: 接收器，包括用于從發(fā)射器接收信號的多根天線，其中所述多根天線中的每根天線被布置為具有不同接收方向，并且其中所述接收器被配置為檢測利用每根天線接收的所述信號的信號強度，以獲得多個檢測的信號強度；以及 方位確定器，被配置為基于所述多個檢測的信號強度來確定所述固定設(shè)備相對于所述發(fā)射器的方位。
【文檔編號】G01S3/30GK103842840SQ201280046492
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月25日
【發(fā)明者】約亨·塞茨, 托爾斯藤·沃佩爾, 斯特凡·海默爾, 約恩·泰勒克 申請人:弗蘭霍菲爾運輸應(yīng)用研究公司, 埃爾朗根-紐倫堡弗里德希-亞歷山大大學(xué)