定位装置、方法、移动设备和计算机程序制造方法及图纸

用于对移动设备定位的电子装置，包括测绘实体和定位实体，所述测绘实体被配置成从存在于感兴趣区域中的多个测量移动设备获得定位数据，基于所获得的数据建立和维护用于该区域的多层级概率地图模型结构，其中，每个较高层级通过多个确定的子区域以较低空间分辨率覆盖区域，每个子区域具有单一特性，并且对于邻近的上部层级的每个子区域，每个较低层级对应地以较高空间分辨率覆盖其多个确定的子区域，最低层级确定模型的最高空间分辨率位置元素，所述位置元素可选地是坐标；所述定位实体被配置成获得移动设备提供的数据，通过遍历多层级概率模型结构的若干竖向候选路径的至少一部分来确定移动设备位置的估计。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】定位装置、方法、移动设备和计算机程序
本专利技术总体涉及确定包括移动定位或定位使能技术的移动设备的位置。更具体地，本专利技术涉及用于准确地确定移动设备的位置的方案，其中，通过经无线蜂窝通信网络接收的环境数据和可选地来自外部数据库的环境数据改善位置定位。
技术介绍
位置追踪设备和其他这种移动终端(例如智能手机)通常包括基于卫星的位置确定功能，例如用于全球定位系统(GPS)或GLONASS(全球导航卫星系统)的接收器；并在一定程度上包括蜂窝通信功能，例如用于从附近小区/基站采集蜂窝数据并且将该蜂窝数据报告给在远程位置的接收器的收发器。为了确定位置，GPS接收器必须具有对于至少三个合适卫星的当前年历数据和星历数据，并且接收器必须具有其位置的初始估计。然而，从卫星接收信号容易遭受由景观障碍物诸如地理特征、建筑物、树木等引起的中断。因为位置追踪设备经常在环境诸如都市和城市地区中运行，其中GPS或通常卫星导航信号接收将是断断续续的，这可能导致位置追踪系统表现不佳。WO2010/055192公开了用于以提高的精度进行定位的方法和系统。所建议的方案基于下述方式产生了良好的结果：在建模阶段期间，首先从若干终端设备采集定位数据(诸如GPS数据)和环境数据(包括例如小区数据)，以确定小区网络基站的覆盖区域估计，因此在定位阶段期间，由于可用的覆盖区域估计以及各种补充数据，仅环境数据就满足准确定位的需要。在US2013/00879039中，通过为位置估计增加竖向信息来获得真实3D定位进一步改进了‘192的方案。尽管‘192和‘039明显地对现有技术做出了许多改进，但是仍然可以针对若干因素和不同的可能使用场景而对相关的方案进行优化。根据执行至少部分建模或定位计算和关联的数据传输程序的实体的能力，当数据传输和数据处理能力多少有限时，由所述程序引起的负载，如果对于所关注设备的性能而言不过度，但也绝不是有益的，特别是对移动设备而言通常是这种情况。在大部分时间没有电源线连接的真正的移动设备(诸如智能手机或平板手机)的情况下，由于目前电池能够提供的相对适度的功率能力还强调了上述因素。基于定位的各种计算还往往会增加处理，并且因此间接地增加定位延迟。然而，随着关于待追踪物体(诸如移动电话)的环境的可用信息由于新通信技术(诸如4G/LTE(长期演进))的出现一直变得更加多样，也可能出现新的可能性以扩展数据输入空间，由此当待定位物体能够获得和检测到不同网络信号等的各种数据源时，在实时定位期间将定位努力集中在任何一定类型的数据源或相关模型上可能不能给出最优结果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于从上述考虑的观点进一步地改善先前公开的方案。在本专利技术的一个方面，一种用于对移动设备定位的电子装置或系统，包括：建模实体，该建模实体被配置成，为了构建用于定位移动设备的数据库：从存在于感兴趣区域中的多个测量移动设备获得定位数据诸如卫星定位数据和环境数据诸如基于蜂窝网络的数据，基于所获得的数据建立和维护用于感兴趣区域的多层级概率地图模型结构，其中，每个较高层级通过多个确定的子区域以较低空间分辨率覆盖感兴趣区域，每个子区域就所获得的数据和/或从所获得的数据得出的特征而言具有单一特性，并且对于邻近的上部层级的每个所述子区域，每个较低层级对应地以较高空间分辨率覆盖其多个确定的子区域，最低层级确定模型的最高空间分辨率位置元素，所述位置元素可选地是坐标，以及定位实体，该定位实体被配置成，为了定位移动设备：获得由移动设备提供的至少环境数据和可选的定位数据，通过从最高层级中的若干候选子区域开始，遍历多层级概率地图模型结构的若干竖向候选路径的至少一部分来确定移动设备的位置的估计，基于考虑到所获得的环境数据和可选的定位数据以及子区域的特性而确定移动设备驻留于每个子区域中的概率，在每个层级上选择候选子区域并且使路径继续或者终止，直到到达具有最高空间分辨率的最低层级，其中，根据预定标准，基于移动设备的最高概率位置元素确定移动设备的位置估计。在一实施方案中，环境数据包括至少一个数据元素，该至少一个数据元素选自由以下项组成的组：蜂窝网络数据元素、无线LAN(局域网)数据元素、MCC(移动国家码)标识符、MNC(移动网络码)标识符、主扰码、ARFCN(绝对射频信道号)、BSIC(基站识别码)、接收信号强度、无线电频率、LAC(局域码)、TAC(追踪域码)、CID(小区ID)、PCI(物理小区ID)、MAC(媒介存取控制地址)、SSID(服务设备标识符)、RSSI(接收信号强度指示)、RSCP(接收信号码功率)和RSRP(参考信号接收功率)。在另一实施方案中，根据预定逻辑获得、分析和/或按分组存储数据元素。可以对暂时等效的数据(基本上关于相同时刻)和/或序列数据执行分组。可选地，例如可以对多个小区数据进行分组。例如，可以对当前服务小区和相邻小区的指示或相关数据进行分组。这种分组是合逻辑的，这是因为在现实生活中在给定时刻通常也有对于移动设备可见的多个小区，并且由于基站等的物理定位相当有效地限定和限制了在某一位置或某一区域对于移动设备同时可见的小区的可能的结合，所以它们共同存在不是像随机的一样，也不是无限制的。可以根据用于在定位中使用的分组数据确定共用参数(诸如平均值)。在进一步的实施方案中，在限定不同位置的概率时利用分组，以使得某一位置的概率受周围位置或区域的概率影响，周围位置或区域的概率对某一位置的概率的影响随着距某一位置的距离而减小。于是，一位置的概率通过包括该位置的更大的区域确定，这也促进了确定未标明的位置的概率，从该未标明的位置，还没有接收到供建模实体使用的明确测绘数据。在进一步的实施方案中，基于多种技术，根据环境数据(诸如蜂窝数据和WLAN数据)构建概率地图模型结构。由于所述多种技术在可用数据元素和元素间相关性方面不同，可以在科技方面明智地进行至少部分处理。随后，可以根据预定合并逻辑将所述多种技术提供的信息或者可能在地理上重叠的初始技术特定的概率地图合并到一起，以建立共用概率地图。在进一步的实施方案中，建模实体被配置成优选地以基本上实时的形式，通过具有定位实体用环境数据(预)计算待应用的预定统计资料，以按概率模型结构对关注的移动设备的接下来的定位任务确定概率。可选地，统计资料可以包括基于小区的统计资料，诸如区域内相对小区可见性的指示。在进一步的实施方案中，建模实体被配置成基于所获得的定位数据和环境数据(可选地小区数据)更新概率地图模型结构。根据利用的标准，可以确定关于多个位置的所获得的数据是否表示包括单一特性的区域，并且如果是这种情况，则将该区域建模为模型结构的层级的子区域。单一特性可以指的是共用或类似特征或遵循共用逻辑的特征，例如遵循共用方程式。举例来说，只要在一区域内不存在引起意外不连续的元素，就可以用共用方程式在该区域内对通信网络(可选地是蜂窝网络)的信号强度建模。因此，仍然可以通过关于邻近或周围位置的可用样本对还没有接收到直接测量数据(定位/环境数据样本)的原始空白区域进行建模。可选地，使用包围盒(boundingbox)方法可以确定诸如子区域的区域和/或在子区域之外的区域。可以利用相对于物理位置的所获得的数据点限定围绕所述点或者在所述点之间的若干包围盒(“空”区域)。一旦接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对移动设备定位的电子装置，包括：‑建模实体，所述建模实体被配置成，为了构建用于定位移动设备的数据库：从存在于感兴趣区域中的多个测量移动设备获得定位数据和环境数据，以及基于所获得的数据，建立和维护用于所述感兴趣区域的多层级概率地图模型结构，其中，每个较高层级通过多个确定的子区域以较低空间分辨率覆盖所述感兴趣区域，每个子区域就所述所获得的数据和/或从所述所获得的数据得出的特征而言具有单一特性，并且对于邻近的上部层级的每个所述子区域，每个较低层级对应地以较高空间分辨率覆盖其多个确定的子区域，最低层级确定所述模型的最高空间分辨率位置元素，所述位置元素可选地是坐标，以及‑定位实体，所述定位实体被配置成，为了定位所述移动设备：获得所述移动设备提供的至少环境数据和可选的定位数据，以及通过从最高层级中的若干候选子区域开始，遍历多层级概率模型结构的若干竖向候选路径的至少一部分，来确定所述移动设备的位置的估计，基于考虑到所获得的环境数据和可选的定位数据以及所述子区域的特性而确定所述移动设备驻留于每个子区域中的概率，在每个层级上选择所述候选子区域并且使路径继续或终止，直到到达具有最高空间分辨率的最低层级，其中，根据预定标准，基于所述移动设备的最高概率位置元素确定所述移动设备的位置估计。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.01 US 14/266,8761.一种用于对移动设备定位的电子装置，包括：-建模实体，所述建模实体被配置成，为了构建用于定位移动设备的数据库：从存在于感兴趣区域中的多个测量移动设备获得定位数据和环境数据，以及基于所获得的数据，建立和维护用于所述感兴趣区域的多层级概率地图模型结构，其中，每个较高层级通过多个确定的子区域以较低空间分辨率覆盖所述感兴趣区域，每个子区域就所述所获得的数据和/或从所述所获得的数据得出的特征而言具有单一特性，并且对于邻近的上部层级的每个所述子区域，每个较低层级对应地以较高空间分辨率覆盖其多个确定的子区域，最低层级确定所述模型的最高空间分辨率位置元素，所述位置元素可选地是坐标，以及-定位实体，所述定位实体被配置成，为了定位所述移动设备：获得所述移动设备提供的至少环境数据和可选的定位数据，以及通过从最高层级中的若干候选子区域开始，遍历多层级概率模型结构的若干竖向候选路径的至少一部分，来确定所述移动设备的位置的估计，基于考虑到所获得的环境数据和可选的定位数据以及所述子区域的特性而确定所述移动设备驻留于每个子区域中的概率，在每个层级上选择所述候选子区域并且使路径继续或终止，直到到达具有最高空间分辨率的最低层级，其中，根据预定标准，基于所述移动设备的最高概率位置元素确定所述移动设备的位置估计。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述定位数据包括卫星定位数据，并且所述环境数据包括基于蜂窝网络的数据。3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述定位数据包括根据至少一个系统的卫星定位数据，所述至少一个系统选自由以下组成的组：GPS(全球定位系统)、GLONASS(全球导航卫星系统)、BDS(北斗卫星导航系统)和COMPASS(北斗-2)。4.根据权利要求1所述的装置，其中，环境数据包括至少一个数据元素，所述至少一个数据元素选自由以下组成的组：蜂窝网络数据元素、无线LAN(局域网)数据元素、MCC(移动国家码)标识符、MNC(移动网络码)标识符、主扰码、ARFCN(绝对射频信道号)、BSIC(基站识别码)、接收的信号强度、无线电频率、LAC(局域码)、TAC(追踪域码)、CID(小区标识符)、PCI(物理小区标识符)、MAC(媒介存取控制地址)、SSID(服务设备标识符)、RSSI(接收信号强度指示)、RSCP(接收信号码功率)和RSRP(参考信号接收功率)。5.根据权利要求1所述的装置，被配置成将多个数据元素分组以建立用于建模和定位的特性。6.根据权利要求1所述的装置，被配置成将多个数据元素分组以建立用于建模和定位的特性，其中，多个蜂窝数据元素被分组，所述多个蜂窝数据元素优选地包括当前服务小区和相邻小区的指示。7.根据权利要求1所述的装置，其中，根据预定逻辑使用邻近位置的概率确定位置相关概率。8.根据权利要求1所述的装置，其中，多个技术特定的、空间重叠的概率地图被利用若干技术特定特性建立，并且在定位期间根据预定合并逻辑进行结合。9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述概率地图模型结构包括用于在定位期间使用的若干预定统计资料或通过所述若干预定统计资料建立，所述若干预定统计资料诸如小区可见性统计资料。10.根据权利要求1所述的装置，其中，包围盒技术被应用以确定所述概率地图模型结构的范围内的地理子区域或空白区域，其中，所述包围盒由通过所述建模实体从移动设备获得的数据点界定。11.根据权利要求1所述的装置，其中，针对一区域——可选地是所述模型结构的一子区域，至少暂时地维护至少两个共存的地理重叠的模型。12.根据权利要求1所述的装置，其中，针对一区域——可选地是所述模型结构的一子区域，至少暂时地维护至少两个共存的地理重叠的模型，并且其中，响应于根据一使用的标准在所述所获得的数据中检测到相对于关于该区域的在先数据足够大的变化，与先前的模型一起建立新模型。13.根据权利要求1所述的装置，其中，针对一区域——可选地是所述模型结构的一子区域，至少暂时地维护至少两个共存的地理重叠的模型，并且其中，响应于在所述所获得的数据中检测到相对于关于该区域的先前数据足够大的变化，和先前的模型一起建立新模型，并且其中，根据可选地将重点放在更近期数据上的决策标准，在一共存时期后，将新模型或先前的模型作为在支持剩下的模型方面是已过时的而丢弃。14.根据权利要求1所述的装置，其中，所述模型结构是时间敏感的。15.根据权利要求1所述的装置，其中，确定所述移动设备的当前位置估计包括合并不同时刻的概率数据。16.根据权利要求1所述的装置，其中，移动估计被应用来估计所述移动设备的可能位置之间的若干路径或转变的概率。17.根据权利要求1所述的装置，其中，道路地图数据、道路规划数据或其他指示区域中的道路特性的数据被应用于按选择的时间窗口或速度确定该区域内最可能、最小的或最大的期望转变。18.根据权利要求1所述的装置，其中，利用估计技术基于所述模型和获得的环境数据确定所述移动设备的移动的可能路径，所述估计技术优选地是卡尔曼滤波。19.根据权利要求1所述的装置，其中，所述定位实体被配置成应用在定位第二移动设备期间从所述第二移动设备获得的数据，来定位所述移动设备。20.根据权利要求1所述的装置，其中，偏移补偿被...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒂莫·海克拉，米卡埃尔·瓦尼奥，
申请(专利权)人：FZC哥络普斯，
类型：发明
国别省市：阿联酋,AE