本發(fā)明涉及一種用于查明移動(dòng)終端設(shè)備、尤其是智能手機(jī)的至少一個(gè)位置的裝置和方法。

背景技術(shù)：

已知如下的系統(tǒng)，利用所述系統(tǒng)可以直接通過(guò)衛(wèi)星支持的信號(hào)確定移動(dòng)終端設(shè)備的位置。這樣的系統(tǒng)已知為全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GNSS)并且此外包括GPS系統(tǒng)、GLONASS系統(tǒng)和正在建設(shè)中的伽利略系統(tǒng)和北斗系統(tǒng)。然而，這些系統(tǒng)依賴(lài)于對(duì)衛(wèi)星信號(hào)的接收，因?yàn)檫@些系統(tǒng)借助于衛(wèi)星和移動(dòng)終端設(shè)備之間的信號(hào)傳播時(shí)間通過(guò)多點(diǎn)定位確定位置。這些信號(hào)可能被障礙物反射并且增加傳播時(shí)間，由此位置確定失去精確性。由于信號(hào)尤其是在建筑物中或者在地下被阻擋，位置確定是不可能的。

一種已知的解決GNSS系統(tǒng)的缺點(diǎn)的可能性是如下的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)對(duì)其附近的GSM天線桿或WiFi基站的信號(hào)進(jìn)行評(píng)估。在此，需要從存儲(chǔ)器件中接收處于附近的GSM天線桿和WiFi基站的方位并且然后通過(guò)三角定位法來(lái)確定到這些GSM天線桿和WiFi基站的相對(duì)位置。這樣的方法在文獻(xiàn)US 5,519,760 A在總體上描述和在用于在地鐵中進(jìn)行路徑確定的文獻(xiàn)DE 10 2007 014 528 A1中進(jìn)行了描述。這些方法的缺點(diǎn)是，首先必須建立具有所有GSM天線桿和WiFi基站的位置的數(shù)據(jù)庫(kù)。這個(gè)繪制是非常耗費(fèi)且昂貴的。此外，并不能總是唯一地識(shí)別各個(gè)GSM天線桿。后者例如是如下的情況，在不同GSM天線桿聯(lián)合為一個(gè)所謂的虛擬接入點(diǎn)的情況下，例如在地鐵系統(tǒng)中經(jīng)常是這種情況。在此，不再能或者僅非常粗略地能將各個(gè)位置配設(shè)給某個(gè)位置。這類(lèi)似地也適用于WiFi基站。

其他的系統(tǒng)需要建設(shè)新的基礎(chǔ)設(shè)施。這是昂貴的并且導(dǎo)致無(wú)用地占有頻段。

一種如下的可能性可以規(guī)避需要外部信號(hào)源的系統(tǒng)的缺點(diǎn)，即，使用慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS)。INS使用由加速度傳感器和陀螺儀形成的組合來(lái)測(cè)量在空間中自由運(yùn)動(dòng)的物體的運(yùn)動(dòng)。因此理論上可能的是，在開(kāi)始位置和方向已知時(shí)，在沒(méi)有使用外部信號(hào)的情況下進(jìn)行位置確定。然而在實(shí)際中出現(xiàn)如下的問(wèn)題，由于傳感器漂移，位置確定會(huì)隨著時(shí)間快速喪失精確度。因此INS主要用于彌補(bǔ)其他的導(dǎo)航系統(tǒng)、如GNSS系統(tǒng)短時(shí)間的信號(hào)中斷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于現(xiàn)有技術(shù)提出如下的任務(wù)，提供一種可以解決上述缺點(diǎn)的裝置或方法。尤其是應(yīng)該提供一種用于高效確定位置的裝置。另外一個(gè)任務(wù)是，提供一種如下的用于確定位置的裝置，所述裝置能夠在沒(méi)有附加的方位數(shù)據(jù)的情況下實(shí)施位置確定。此外，提出一種如下的裝置，所述裝置能實(shí)現(xiàn)公共短途交通的車(chē)輛在隧道和?？空局械奈恢么_定。

這些任務(wù)通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1的裝置和根據(jù)權(quán)利要求14的方法得到解決。

尤其是，所述任務(wù)通過(guò)如下的裝置得到解決，所述裝置包括：

-至少一個(gè)存儲(chǔ)器件；

-磁力計(jì)傳感器單元，以用于輸出磁力計(jì)傳感器數(shù)據(jù)；

-分類(lèi)單元；

-位置查明單元，以用于確定移動(dòng)終端設(shè)備的位置；

所述分類(lèi)單元構(gòu)成為：

a)用于在使用磁力計(jì)傳感器數(shù)據(jù)的情況下查明至少一臺(tái)電機(jī)和/或借助于至少一臺(tái)電機(jī)所驅(qū)動(dòng)的車(chē)輛的狀態(tài)，以及

b)用于在所述至少一個(gè)存儲(chǔ)器件中存儲(chǔ)所查明的狀態(tài)。

所述位置查明單元從所述至少一個(gè)存儲(chǔ)器件中讀取狀態(tài)并且借助于所述狀態(tài)確定移動(dòng)終端設(shè)備的所述至少一個(gè)位置。

電機(jī)基于如下的原理，即，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。在此，將如下的力轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，所述力將磁場(chǎng)施加到線圈的通有電流的導(dǎo)體上。所產(chǎn)生的效果也能在電機(jī)外部利用相應(yīng)的傳感器進(jìn)行測(cè)量。因此例如磁通密度的數(shù)值隨著電機(jī)的期望轉(zhuǎn)矩或轉(zhuǎn)速而改變。因此可能的是，通過(guò)測(cè)量磁場(chǎng)和/或電場(chǎng)(例如方向或強(qiáng)度)確定電機(jī)的狀態(tài)。為了測(cè)量所述效果可以使用移動(dòng)終端設(shè)備。

優(yōu)選地，所述移動(dòng)終端設(shè)備的組件高度集成并且所述移動(dòng)終端設(shè)備對(duì)于用戶(hù)是便攜的、例如現(xiàn)代智能手機(jī)。一種這樣的現(xiàn)代智能手機(jī)通常具有磁力計(jì)傳感器以便實(shí)現(xiàn)數(shù)字指南針。這可以是一種用于9個(gè)自由度測(cè)量的傳感器、例如Invensense公司的MPU9250，其使用霍爾傳感器來(lái)測(cè)量磁通密度。該磁力計(jì)傳感器單元可以用于測(cè)量由電機(jī)感應(yīng)出的場(chǎng)的磁通密度或其他的特征性的場(chǎng)特性并且將磁力計(jì)傳感器數(shù)據(jù)傳送到分類(lèi)單元上。在另一種實(shí)施形式中，所述磁力計(jì)傳感器數(shù)據(jù)可以被寫(xiě)入到移動(dòng)終端設(shè)備的存儲(chǔ)器中。

此外可能的是，使用公司的探測(cè)器來(lái)測(cè)量場(chǎng)特性。

在本發(fā)明另一種實(shí)施形式中，所述移動(dòng)終端設(shè)備實(shí)現(xiàn)如下的分類(lèi)單元，所述分類(lèi)單元接收磁力計(jì)傳感器數(shù)據(jù)并且對(duì)這些磁力計(jì)傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)。在此，可以給磁力計(jì)傳感器數(shù)據(jù)的各個(gè)部分配設(shè)狀態(tài)。位置查明單元現(xiàn)在可以借助于所述狀態(tài)查明位置。

在本發(fā)明的范圍內(nèi)，位置確定可以意味著：

-在空間中查明絕對(duì)位置；

-和/或查明相對(duì)位置；

-和/或查明與位置在時(shí)間上有關(guān)聯(lián)的事件。

在一種有利的設(shè)計(jì)方案中，所述用戶(hù)可以是地鐵的乘客。所述用戶(hù)被告知他何時(shí)已經(jīng)到達(dá)其期望的停車(chē)站，以便用戶(hù)不會(huì)忘記下車(chē)。智能手機(jī)可以單單從磁力計(jì)傳感器單元的數(shù)據(jù)確定該時(shí)間點(diǎn)。所述分類(lèi)單元可以查明地鐵的狀態(tài)。這可以是在車(chē)輛的加速期間和/或停止期間的狀態(tài)。所述位置查明單元可以將每一對(duì)加速和停止過(guò)程解釋為駛過(guò)兩個(gè)車(chē)站之間的連接線路，根據(jù)由用戶(hù)所預(yù)定的車(chē)站數(shù)量及時(shí)地告知其到達(dá)。

在另一種實(shí)施形式中，在處于移動(dòng)終端設(shè)備的接收區(qū)域中的GSM天線桿、WiFi基站和GPS衛(wèi)星的信號(hào)可以用于更精確的位置確定。所述信號(hào)可以作為附加的信息被包含到位置估計(jì)中來(lái)并且因此改善估計(jì)的可靠性。

在本發(fā)明的另一種設(shè)計(jì)方案中，可以從GSM天線桿和WiFi基站的附加的信號(hào)中產(chǎn)生方位數(shù)據(jù)，以便定義用于位置估計(jì)的品質(zhì)指標(biāo)。這些方位數(shù)據(jù)可以由公共服務(wù)接口提供，例如通過(guò)谷歌安卓系統(tǒng)中的接口提供。所述方位數(shù)據(jù)現(xiàn)在可以用于確定關(guān)于位置估計(jì)的品質(zhì)的評(píng)斷。優(yōu)點(diǎn)是，用戶(hù)可以被告知當(dāng)前估計(jì)的質(zhì)量。

所述位置查明單元可以構(gòu)成為使用確定性或者非確定性的方法。在一個(gè)實(shí)施方案中，例如可以使用確定性的決策樹(shù)以便確定位置。在另一個(gè)實(shí)施方案中，所述位置查明單元可以構(gòu)成為使用有關(guān)機(jī)率理論的方法，例如

-序列蒙特卡羅法、

-動(dòng)態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)或者

-卡爾曼濾波器。

在一種有利的實(shí)施形式中，其中所述位置查明單元構(gòu)成為使用序列蒙特卡羅法，產(chǎn)生一種表示移動(dòng)終端設(shè)備可能的位置的云或所謂的粒子群。每個(gè)粒子是一個(gè)具有至少兩個(gè)數(shù)值的元組，所述數(shù)值包括權(quán)重和在狀態(tài)空間中的點(diǎn)。在此，群作為整體應(yīng)該代表初始狀態(tài)中的概率密度。每個(gè)單個(gè)粒子現(xiàn)在借助于系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型(在當(dāng)前情況中在存儲(chǔ)單元中所保存的狀態(tài))配設(shè)有一條或者多條解曲線、即位置?；跍y(cè)量值、例如附加的信號(hào)數(shù)據(jù)以及關(guān)于位置的預(yù)測(cè)來(lái)匹配粒子的權(quán)重。由此以序列的方式得出一種對(duì)在狀態(tài)空間中概率密度的演變的改善的估計(jì)。因此群的最初的組成可以被匹配以便獲得更精確的結(jié)果?？梢岳梅菂?shù)的密度估計(jì)的方法實(shí)現(xiàn)從加權(quán)粒子云到概率密度的過(guò)渡。這允許利用駛過(guò)多個(gè)車(chē)站以及伴隨與此的測(cè)量來(lái)改善位置估計(jì)。

在一種實(shí)施形式中，在分類(lèi)單元中的分類(lèi)可以使用支持向量機(jī)(“Support Vector Machine”、SVM)或者線性判別分析(LDA)。在此，將在一個(gè)時(shí)間段上的磁力計(jì)傳感器數(shù)據(jù)的繪出的信號(hào)曲線通過(guò)m階多項(xiàng)式來(lái)插值，其中，m＝3是一種有利的選擇。所述多項(xiàng)式的系數(shù)可以和信號(hào)的其他特性(例如和場(chǎng)強(qiáng)關(guān)于時(shí)間的幅度或者場(chǎng)強(qiáng)關(guān)于時(shí)間的斜率變化)一起被解釋為n維超空間中的點(diǎn)。之前利用訓(xùn)練數(shù)據(jù)訓(xùn)練過(guò)的SVM或LDA現(xiàn)在可以作出如下的評(píng)斷，即，電機(jī)或者所述借助于電機(jī)所驅(qū)動(dòng)的車(chē)輛在何種狀態(tài)下運(yùn)行。在此，優(yōu)點(diǎn)在于快速且可靠的分類(lèi)以及分類(lèi)規(guī)則的簡(jiǎn)約的表達(dá)。

在另一種有利的實(shí)施形式中，所述裝置具有分類(lèi)單元，所述分類(lèi)單元從基數(shù)少于10、尤其是少于5個(gè)的有限數(shù)量的狀態(tài)中查明所述狀態(tài)。這具有如下的優(yōu)點(diǎn)，簡(jiǎn)化各個(gè)行駛路段的分類(lèi)并且由此增加正確識(shí)別的狀態(tài)數(shù)量。

在一種實(shí)施方式中，所述狀態(tài)可以代表車(chē)輛的電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)?？赡艿臓顟B(tài)是AKTIV(激活)和INAKTIV(失活)，其中，AKTIV表示在該狀態(tài)中在電機(jī)上施加有驅(qū)動(dòng)電壓以及INAKTIV表示在該狀態(tài)中在電機(jī)上沒(méi)有施加驅(qū)動(dòng)電壓。這樣的狀態(tài)選擇的優(yōu)點(diǎn)在于較少的由于否則過(guò)高的抽象層而導(dǎo)致的信息損失以及在分類(lèi)時(shí)較低的錯(cuò)誤率，因?yàn)槿菀讓顟B(tài)選擇配設(shè)給所使用的磁力計(jì)傳感器數(shù)據(jù)。此外，在先進(jìn)的技術(shù)的情況下容易實(shí)現(xiàn)狀態(tài)量的精細(xì)化，即對(duì)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)的詳細(xì)化的描述。

在另一種實(shí)施形式中，所述狀態(tài)可以是域狀態(tài)。因此可以把所有低于閾值的數(shù)值視作域狀態(tài)NIEDRIG(低)以及把所有高于閾值的數(shù)值視作域狀態(tài)HOCH(高)。在另一種設(shè)計(jì)方案中，域狀態(tài)可以是STEIGEND(上升)和KONSTANT(恒定)，其中STEIGEND表示信號(hào)值隨著時(shí)間而上升，以及KONSTANT表示信號(hào)值隨著時(shí)間是恒定的。這樣選擇狀態(tài)的優(yōu)點(diǎn)是，對(duì)外部組件例如電機(jī)或車(chē)輛不必作任何假設(shè)，而僅需處理現(xiàn)有的數(shù)據(jù)。

在另一種實(shí)施形式中，可能的狀態(tài)可以是BESCHLEUNIGEN(加速)，所述狀態(tài)表示從靜止直到恒速的行駛路段或者制動(dòng)過(guò)程的行駛路段；以及可以是STEHEN(停止)，所述狀態(tài)表示在車(chē)輛制動(dòng)和加速之間的行駛路段。在此，優(yōu)點(diǎn)在于利用將所述電機(jī)數(shù)據(jù)置于車(chē)輛的場(chǎng)境中的語(yǔ)義詞去豐富單純的電機(jī)數(shù)據(jù)。這能實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)更簡(jiǎn)單的分析并且因此在對(duì)車(chē)輛確定位置的場(chǎng)境中對(duì)裝置的其他組件更簡(jiǎn)單的開(kāi)發(fā)。

此外，在另一種實(shí)施方案中，可能的狀態(tài)可以是KONSTANTEFAHRT(恒速行駛)，其中，KONSTANTEFAHRT代表車(chē)輛以幾乎恒定的速度運(yùn)動(dòng)；以及可以是BREMSEN(制動(dòng))，BREMSEN狀態(tài)說(shuō)明，所述車(chē)輛主動(dòng)實(shí)施制動(dòng)過(guò)程。狀態(tài)BREMSEN在具有用于在制動(dòng)時(shí)能量回收的單元的車(chē)輛的情況下可以特別高效地被識(shí)別。這歸因于用于能量回收的單元與磁場(chǎng)的相互作用。

在另一種實(shí)施形式中，附加于磁力計(jì)傳感器數(shù)據(jù)還可以存儲(chǔ)與傳感器數(shù)據(jù)有關(guān)聯(lián)或處于關(guān)聯(lián)中的元信息。這例如可以是時(shí)間戳，所述時(shí)間戳能實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)更簡(jiǎn)單的再處理。還能得出如下的可能性，并行于記錄地執(zhí)行計(jì)算、例如確定幅度或斜率并且將這些計(jì)算與信號(hào)一起進(jìn)行存儲(chǔ)，由此可以高效地使用空閑資源。

本發(fā)明的一種有利的實(shí)施方案規(guī)定，移動(dòng)終端設(shè)備能夠接收網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，所述網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)代表公共短途交通的網(wǎng)絡(luò)圖。在這些數(shù)據(jù)中可以存儲(chǔ)公共短途交通中的車(chē)站和公共短途交通中的具有對(duì)應(yīng)的行駛時(shí)間和距離的連接線路。如果一種這樣的移動(dòng)終端設(shè)備的用戶(hù)給出他的起始位置、他所選擇的交通工具以及他的終點(diǎn)站，那么所述裝置能夠在乘客已經(jīng)到達(dá)他的目的站時(shí)輸出下車(chē)警告。這點(diǎn)通過(guò)所述位置查明單元查明以所選擇的交通工具在起始站和目的站之間有多少車(chē)站而實(shí)現(xiàn)。

在另一種實(shí)施方案中，分類(lèi)器將存儲(chǔ)器單元中的磁力計(jì)傳感器數(shù)據(jù)的特征性的信號(hào)曲線與新的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行比較?；诒容^參數(shù)、例如信號(hào)的幅度，可以實(shí)施分類(lèi)。這具有簡(jiǎn)單且快速分類(lèi)的優(yōu)點(diǎn)。

在另一種設(shè)計(jì)方案中，可以如此規(guī)定所述至少一個(gè)存儲(chǔ)單元，使得所述存儲(chǔ)單元將存儲(chǔ)磁力計(jì)傳感器數(shù)據(jù)作為插值多項(xiàng)式的系數(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)，所述系數(shù)例如可以作為用于分類(lèi)的超空間中的坐標(biāo)使用。這顯著地降低了存儲(chǔ)要求并且因此特別是在典型地具有存儲(chǔ)不足問(wèn)題的移動(dòng)終端設(shè)備中具有優(yōu)點(diǎn)。

在另一種實(shí)施方案中，所述移動(dòng)終端設(shè)備可以包括至少一個(gè)壓力計(jì)。在使用壓力計(jì)的傳感器數(shù)據(jù)的情況下可以查明所述移動(dòng)終端設(shè)備或其用戶(hù)是否已改變?cè)诮ㄖ镏械臉菍印＠缈梢宰R(shí)別向下走到地鐵站中。此外，可想到的是去識(shí)別所述用戶(hù)是否在地鐵站內(nèi)改變樓層。這可以是改變地鐵線路的跡象。所述分類(lèi)單元可以構(gòu)成為使用壓力傳感器數(shù)據(jù)，以便查明壓力狀態(tài)。所述狀態(tài)可以由位置查明單元來(lái)使用，以便改善位置估計(jì)的精確度。

此外，所述任務(wù)通過(guò)一種用于確定移動(dòng)終端設(shè)備的位置的方法得到解決、尤其是借助于如在之前的實(shí)施方案中所描述的裝置，該方法包括如下的步驟：

a)探測(cè)電機(jī)的磁場(chǎng)和/或電場(chǎng)數(shù)據(jù)；

b)在至少一個(gè)存儲(chǔ)器件中存儲(chǔ)磁場(chǎng)和/或電場(chǎng)數(shù)據(jù)；

c)對(duì)電機(jī)或借助于電機(jī)所驅(qū)動(dòng)的車(chē)輛的狀態(tài)進(jìn)行分類(lèi)；

d)在所述至少一個(gè)存儲(chǔ)器件中存儲(chǔ)狀態(tài)；

e)借助于在所述至少一個(gè)存儲(chǔ)器件中所存在的狀態(tài)確定移動(dòng)終端設(shè)備的位置。

這能得出與已經(jīng)和裝置相聯(lián)系地進(jìn)行描述的所相似或者相同的優(yōu)點(diǎn)。

此外，按照本發(fā)明所述的任務(wù)可以通過(guò)計(jì)算機(jī)可讀的存儲(chǔ)介質(zhì)得到解決，所述存儲(chǔ)介質(zhì)具有可執(zhí)行的指令，在執(zhí)行所述指令時(shí)，所述指令促使計(jì)算機(jī)執(zhí)行所描述的方法。

附圖說(shuō)明

以下借助于多個(gè)實(shí)施例描述本發(fā)明，根據(jù)附圖進(jìn)一步闡述所述多個(gè)實(shí)施例。圖中：

圖1示出具有交流異步電機(jī)20的地鐵10連同第一智能手機(jī)30的示意性俯視圖；

圖2示出借助于根據(jù)圖3的第一智能手機(jī)30的位置查明的流程圖；

圖3示出根據(jù)圖1的第一智能手機(jī)30連同所述第一智能手機(jī)30的對(duì)于位置查明所必要的組件的概覽；

圖4示出借助于磁力計(jì)傳感器單元31所采集的磁力計(jì)傳感器數(shù)據(jù)60的視圖；

圖5示出公共短途交通的網(wǎng)絡(luò)圖62，所述網(wǎng)絡(luò)圖被用于根據(jù)圖2和圖7所述的位置查明；

圖6示出具有根據(jù)圖1所述的交流異步電機(jī)20和第二智能手機(jī)30'的地鐵10的示意性俯視圖，其中，GSM天線桿50和WiFi基站40設(shè)置在地鐵10的附近；

圖7示出在圖6中的布置的場(chǎng)境中位置查明的第二可能性；

圖8示出圖6中的第二智能手機(jī)30'連同根據(jù)圖7對(duì)于位置查明所需的組件的概覽。

具體實(shí)施方式

在以下的說(shuō)明中對(duì)于同樣的和同樣作用的部件使用相同的附圖標(biāo)記。

在第一實(shí)施方案中，位置查明的目的是在公共短途交通的網(wǎng)絡(luò)圖62內(nèi)對(duì)在地鐵10中所攜帶的智能手機(jī)30的位置進(jìn)行估計(jì)。

圖1示出地鐵10的示意性俯視圖和所述第一智能手機(jī)30，該地鐵通過(guò)交流異步電機(jī)20驅(qū)動(dòng)，所述第一智能手機(jī)30由乘客使用。

第一智能手機(jī)30的位置查明的基本流程在圖2中示出。

首先，磁力計(jì)傳感器單元31采集所述通過(guò)交流異步電機(jī)20所感應(yīng)出的磁場(chǎng)的場(chǎng)特性。磁力計(jì)傳感器數(shù)據(jù)60連同所屬的時(shí)間戳傳送到分類(lèi)單元32上。

緊接著，在分類(lèi)單元32中給磁力計(jì)傳感器數(shù)據(jù)60分配一個(gè)狀態(tài)61。然后，所述相應(yīng)被查明的狀態(tài)61在存儲(chǔ)器件34中與時(shí)間戳一起進(jìn)行保存。

在所定義的時(shí)間點(diǎn)上、例如每分鐘或者在每個(gè)新存儲(chǔ)的狀態(tài)后，位置查明單元33從存儲(chǔ)器件34中讀取狀態(tài)65。從狀態(tài)65和時(shí)間戳中估計(jì)地鐵10的行駛時(shí)間。結(jié)合網(wǎng)絡(luò)圖62以及其中在各停車(chē)站之間的所保存的行駛時(shí)間，所述按照本發(fā)明的系統(tǒng)查明位置估計(jì)63。

圖3示出所述具有對(duì)于位置查明所需的組件的第一智能手機(jī)30。此外，所述第一智能手機(jī)30包括磁力計(jì)傳感器單元31、分類(lèi)單元32、位置查明單元33以及存儲(chǔ)器件34。

所述存儲(chǔ)器件34構(gòu)成為EEPROM閃存存儲(chǔ)器。在存儲(chǔ)器件34中保存有公共短途交通的網(wǎng)絡(luò)圖62。按照本發(fā)明，存儲(chǔ)器件34的其他設(shè)計(jì)方案、例如網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)器或者互聯(lián)網(wǎng)存儲(chǔ)器(云存儲(chǔ)器)也是可能的，所述存儲(chǔ)器將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在物理上相分離的位置。

所述磁力計(jì)傳感器單元31是一個(gè)9自由度傳感器的組件，該傳感器利用系統(tǒng)級(jí)封裝集成方案實(shí)現(xiàn)。其他的提供其余6自由度的組件是陀螺儀以及加速傳感器。所述磁力計(jì)傳感器單元31提供有通過(guò)交流異步電機(jī)20所感應(yīng)的磁場(chǎng)的場(chǎng)特性的矢量表達(dá)。所測(cè)量的場(chǎng)特性與采集時(shí)間點(diǎn)一起作為元組而被檢測(cè)。

圖4示出交流異步電機(jī)20在地鐵10的行駛期間的磁場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的測(cè)量值，所述磁場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的測(cè)量值利用第一智能手機(jī)30的磁力計(jì)傳感器單元31進(jìn)行了檢測(cè)。地鐵10加速并且因此處于狀態(tài)BESCHLEUNIGEN Z1中的區(qū)域以及地鐵10停止并且因此處于狀態(tài)STEHEN Z2中的區(qū)域被強(qiáng)調(diào)。

圖3的分類(lèi)單元32執(zhí)行為一種提前以注釋的訓(xùn)練數(shù)據(jù)訓(xùn)練過(guò)的支持向量機(jī)。

所述支持向量機(jī)將輸入值解釋為超空間中的點(diǎn)。從磁力計(jì)傳感器數(shù)據(jù)60中提取所述輸入值。借助于通過(guò)訓(xùn)練所確定的超平面分離出不同的類(lèi)別。為了進(jìn)行分類(lèi)查明點(diǎn)處在超平面的哪一個(gè)側(cè)面上。在第一實(shí)施例中，超空間的維度如下：

-磁場(chǎng)強(qiáng)度的數(shù)值；

-n維度代表對(duì)磁場(chǎng)強(qiáng)度時(shí)間曲線進(jìn)行插值的n階插值多項(xiàng)式的系數(shù)。

此外，分類(lèi)單元32將所查明的狀態(tài)61與時(shí)間戳一起存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器件34中。

分類(lèi)單元32被訓(xùn)練，以便在狀態(tài)BESCHLEUNIGEN和STEHEN的類(lèi)別之間進(jìn)行區(qū)分，其中，BESCHLEUNIGEN說(shuō)明地鐵10加速，以及STEHEN說(shuō)明地鐵10停止。

位置查明單元33對(duì)在分類(lèi)單元32中所查明的狀態(tài)65進(jìn)行解釋。因此，狀態(tài)BESCHLEUNIGEN Z1如此解釋?zhuān)吹罔F10離開(kāi)網(wǎng)絡(luò)圖62的車(chē)站；以及狀態(tài)STEHEN Z2作如下解釋?zhuān)吹罔F10處于網(wǎng)絡(luò)圖62的車(chē)站中?，F(xiàn)在將從一個(gè)車(chē)站到下一個(gè)車(chē)站的行駛視作BESCHLEUNIGEN Z1狀態(tài)和STEHEN Z2狀態(tài)的序列。此外，借助于與狀態(tài)65一起存儲(chǔ)的時(shí)間戳對(duì)兩個(gè)車(chē)站之間每個(gè)完成的行駛確定地鐵10的估計(jì)行駛時(shí)間。

位置查明單元33構(gòu)成為用于使用序列蒙特卡羅法。位置查明單元33以多個(gè)步驟進(jìn)行處理并且構(gòu)成為用于使用網(wǎng)絡(luò)圖62的數(shù)據(jù)。

所述在圖5中示出的并且在存儲(chǔ)器件中所存儲(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)圖62包含5個(gè)車(chē)站s₁、...、s₅和4條連接線路v₁、...、v₄。每一條所述連接線路連接兩個(gè)車(chē)站并且配設(shè)有為此所設(shè)置的行駛時(shí)間t₁、...、t₄。網(wǎng)絡(luò)圖62被解釋為具有節(jié)點(diǎn)和連接這些節(jié)點(diǎn)的連接線的無(wú)方向的圖。網(wǎng)絡(luò)圖62的車(chē)站表示為圖的節(jié)點(diǎn)，并且網(wǎng)絡(luò)圖的連接線路表示為圖的連接線。所述網(wǎng)絡(luò)圖62的相應(yīng)的連接線路的行駛時(shí)間t₁、...、t₄作為權(quán)重配設(shè)給圖的連接線。

借助于這些信息，所述位置查明單元33可以根據(jù)以下算法對(duì)智能手機(jī)30在網(wǎng)絡(luò)圖62內(nèi)的位置進(jìn)行估計(jì)：

在初始化階段中產(chǎn)生所謂的粒子。這些粒子是2元組，這些粒子分別配設(shè)有圖的一個(gè)節(jié)點(diǎn)和一個(gè)粒子權(quán)重。粒子權(quán)重是正數(shù)、不必是整數(shù)。

對(duì)于圖的每個(gè)節(jié)點(diǎn)精確地產(chǎn)生一個(gè)粒子。所述粒子權(quán)重在初始化期間對(duì)于所有粒子是相同的，例如1。

其他的流程包括如下的步驟：

1.對(duì)于每個(gè)粒子執(zhí)行以下動(dòng)作：

為配設(shè)給粒子的節(jié)點(diǎn)的每條附帶的連接線的粒子權(quán)重加上一個(gè)數(shù)。該數(shù)的大小取決于地鐵10所測(cè)量的行駛時(shí)間和圖中附帶的連接線的權(quán)重之間的差的數(shù)值大小。如果附帶的連接線的權(quán)重的差值非常小，那么給粒子權(quán)重加上一個(gè)大的數(shù)。在大的差值的情況下加上一個(gè)小的數(shù)。

2.產(chǎn)生新的粒子集。產(chǎn)生與在初始階段中相同數(shù)量的粒子。如下得出節(jié)點(diǎn)與粒子的配設(shè)：粒子配設(shè)有確定的節(jié)點(diǎn)的可能性取決于步驟1中配設(shè)給相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)的粒子的粒子權(quán)重有多大。在此導(dǎo)致新粒子的聚集，在步驟1中配設(shè)有高的粒子權(quán)重的節(jié)點(diǎn)配設(shè)給所述粒子。在進(jìn)一步的考慮中僅考慮在步驟2中所產(chǎn)生的粒子。

所述在該步驟中最頻繁地配設(shè)粒子的節(jié)點(diǎn)代表作為當(dāng)前位置估計(jì)63輸出給用戶(hù)的車(chē)站。如果有多個(gè)設(shè)置了相同數(shù)量的粒子的節(jié)點(diǎn)，則從這些節(jié)點(diǎn)中通過(guò)隨機(jī)抽樣原則選取一個(gè)節(jié)點(diǎn)并且將關(guān)于位置查明的不確定性的信息輸出給用戶(hù)。

3.對(duì)地鐵10從第一車(chē)站到第二車(chē)站的過(guò)渡進(jìn)行仿真。在此假設(shè)，所述地鐵10每次行駛總是僅駛過(guò)網(wǎng)絡(luò)圖62中可能的連接線路v₁、...、v₄之一。

為了對(duì)該過(guò)渡進(jìn)行仿真如此頻繁地復(fù)制所有的粒子，從而對(duì)于每個(gè)節(jié)點(diǎn)精確地有與節(jié)點(diǎn)所附帶的連接線一樣多的粒子。然后，對(duì)于每個(gè)粒子，通過(guò)在圖中相鄰的節(jié)點(diǎn)交換所述節(jié)點(diǎn)。

現(xiàn)在接著步驟1。

在第二實(shí)施形式中，基于第一實(shí)施形式，所述位置查明單元32附加地構(gòu)成為用于使用WiFi信號(hào)66和GSM信號(hào)67。在此，在之前段落中的步驟1中作為附加的標(biāo)準(zhǔn)使用WiFi信號(hào)66和GSM信號(hào)67以便確定粒子的權(quán)重。

在圖6中示出按照?qǐng)D1所述的示意性俯視圖。此外，第二智能手機(jī)30'在地鐵10中由乘客所攜帶。在地鐵10的附近設(shè)置有GSM天線桿50和WiFi基站40。

圖7示根據(jù)第二實(shí)施例借助于在圖8中所示出的第二智能手機(jī)30'和圖6中的布置進(jìn)行位置查明的流程。所述流程與在圖2中所示出的流程的區(qū)別基本上在于，通過(guò)在位置查明單元33中使用WiFi信號(hào)66和GSM信號(hào)67以便改善位置估計(jì)63。在此，第二智能手機(jī)30'利用WiFi接收單元35采集WiFi基站40的WiFi信號(hào)66以及利用GSM接收單元36采集GSM天線桿50的GSM信號(hào)67。所述WiFi信號(hào)66和GSM信號(hào)67作為附加的參數(shù)傳送到位置查明單元33上。

圖8示出第二智能手機(jī)30'的組件，所述組件對(duì)于根據(jù)圖6所述的位置查明是必要的。不同于第一智能手機(jī)30，附加地存在GSM接收單元36和WiFi接收單元35。

在第二實(shí)施形式中，所述位置查明單元33如所描述地那樣構(gòu)成為用于使用GSM信號(hào)67和WiFi信號(hào)66。在此，所使用的算法必須匹配于第一實(shí)施形式中的位置確定。這主要是局限于算法的步驟2：

為了達(dá)到更好的位置估計(jì)63，對(duì)GSM信號(hào)67和WiFi信號(hào)66進(jìn)行評(píng)價(jià)并且可以將這些信號(hào)配設(shè)給網(wǎng)絡(luò)圖62中的多個(gè)車(chē)站。這以所述GSM信號(hào)67和WiFi信號(hào)66被提前繪制在網(wǎng)絡(luò)圖中作為前提。通常情況如此并且可以通過(guò)公共可接入的接口進(jìn)行查詢(xún)。

在所使用的算法的步驟2中，現(xiàn)在得到所有配設(shè)有節(jié)點(diǎn)的粒子，所述節(jié)點(diǎn)代表如下的車(chē)站，在所述車(chē)站中GSM信號(hào)67或WiFi信號(hào)66附加地具有較高的權(quán)重。這導(dǎo)致不僅僅是行駛時(shí)間作為測(cè)量值代入到位置估計(jì)63中并且因此改善結(jié)果。

在第三實(shí)施形式中，基于第一或第二實(shí)施形式，可以在網(wǎng)絡(luò)圖62中附加地包含地鐵系統(tǒng)的線路。所述位置查明單元32如此構(gòu)成，即，同樣去確定乘客處在哪條線路上以便由此對(duì)于分類(lèi)錯(cuò)誤更魯棒性地進(jìn)行位置查明。

在本發(fā)明的第四實(shí)施形式中，地鐵10的乘客在確定數(shù)量的車(chē)站之后收到下車(chē)警告。

在此，在第四實(shí)施形式中，在存儲(chǔ)單元34中未存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)圖62。

在第四實(shí)施形式中，所述位置查明單元33通過(guò)確定性的方法實(shí)施。具體地，執(zhí)行確定性的決策樹(shù)。所述決策樹(shù)除了它的根節(jié)點(diǎn)之外僅具有第一葉片和第二葉片，即自身不再有下一代的節(jié)點(diǎn)。

在第四實(shí)施形式中使用如下的規(guī)則，該規(guī)則在存在BESCHLEUNIGEN Z1狀態(tài)的情況下選取第一葉片；并且在存在STEHEN Z2狀態(tài)的情況下選取第二葉片。

在選取第一葉片時(shí)調(diào)用功能“通知用戶(hù)(InformUser)”，該功能將初始為1的變量增加1?，F(xiàn)在該功能檢測(cè)是否達(dá)到最大數(shù)值MAX。在第四實(shí)施形式中，變量MAX的值由用戶(hù)預(yù)定并且說(shuō)明要駛過(guò)的地鐵車(chē)站的最大數(shù)量。如果達(dá)到MAX則通知該用戶(hù)，到達(dá)了他的目的地。在存在STEHEN狀態(tài)的情況下則不必再做什么。在一種這樣的決策樹(shù)中執(zhí)行的功能“通知用戶(hù)(InformUser)”以下作為偽代碼示出：

在所闡明的實(shí)施形式中具有如下的優(yōu)點(diǎn)，即，分類(lèi)單元32和位置查明單元33實(shí)施為軟件，可以由處理器讀取和執(zhí)行所述軟件的指令。從開(kāi)發(fā)技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上的角度看這是有意義的。此外，還可以想到的是如下的實(shí)施形式，在該實(shí)施形式中所述兩個(gè)組件實(shí)施為固態(tài)硬件組件。

附圖標(biāo)記:

10 地鐵

20 交流異步電機(jī)

30 第一智能手機(jī)

30' 第二智能手機(jī)

40 WiFi基站

50 GSM天線桿

31 磁力計(jì)傳感器單元

32 分類(lèi)單元

33 位置查明單元

34 存儲(chǔ)器件

35 WiFi接收單元

36 GSM接收單元

60 磁力計(jì)傳感器數(shù)據(jù)

61 狀態(tài)

62 網(wǎng)絡(luò)圖

63 位置估計(jì)

65 狀態(tài)

66 WiFi信號(hào)

67 GSM信號(hào)

t₁ 時(shí)間段1

t₂ 時(shí)間段2

t₃ 時(shí)間段3

t₄ 時(shí)間段4

v₁ 連接線路1

v₂ 連接線路2

v₃ 連接線路3

v₄ 連接線路4

s₁ 車(chē)站A

s₂ 車(chē)站B

s₃ 車(chē)站C

s₄ 車(chē)站D

s₅ 車(chē)站E

Z1 BESCHLEUNIGEN加速

Z2 STEHEN停止