具备多个运动估计器的室内定位制造技术

方法和系统采用至少两个运动估计器以形成一移动设备随时间的多个相应的定位的估计。所述随时间的多个定位的估计是基于在所述移动设备处生成的传感器数据。每个运动估计器与一相应的参考帧相关联，并且每个相应的定位的估计包括一个或多个估计分量。从与一第二运动估计器相关联的所述参考帧到与一第一运动估计器相关联的所述参考帧的转换被确定。所述转换至少部分基于由所述第一运动估计器和所述第二运动估计器中的每一者形成的所述多个定位的估计的所述一个或多个估计分量中的至少一个估计分量被确定。一个估计分量被确定。一个估计分量被确定。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具备多个运动估计器的室内定位
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2020年7月16日提交的美国临时专利申请第63/052,471号的优先权，其公开内容通过引用全部并入本文。


[0003]本专利技术涉及室内定位系统，尤其涉及室内定位系统的运动估计。

技术介绍

[0004]移动设备为用户提供各种服务。其中一项服务是导航。室外环境中的导航可以利用各种输入和传感器，例如全球定位系统(GPS)相关的输入和传感器。在无法使用GPS或GPS不准确的区域中导航需要新的方法和系统来导航、跟踪和定位移动设备，例如室内、地下、高楼密集的城市街道、天然峡谷和类似环境。
[0005]一典型的现代室内定位系统(IPS)依赖于一映射过程(a mapping process)，将在一位置中的传感器测量(位置指纹)与一室内地图的坐标相关联。一IPS可以使用各种移动设备的传感器测量，诸如来自收发器信标(譬如无线LAN模块)的接收信号强度指示(RSSI)或磁测量，以进行所述映射过程。这些类型的传感器测量是感测一移动设备经过的诸多位置中的环境的环境测量，并且被创建的地图可以被称为指纹图(fingerprint map)并且被用于通过将新的设备传感器测量匹配到所述指纹图。一些IPS还会在称为同时局部化和地图绘制(SLAM)的过程中定位时更新所述指纹图。在某些IPS中，所述地图不是指纹图，而是一些特征地图，这些特征地图要么直接从传感器测量中导出，要么通过对所述指纹图执行一些额外的操作。一组略有不同的定位系统不使用环境感测来感测一移动设备经过的位置的环境，但取而代之的是使用与所述移动设备的相机看到的位置而非所述移动设备经过的位置相关联的视觉特征(从所述移动设备的相机捕获的诸多图像中提取)。这种定位系统被称为视觉定位系统(VPS)。在VPS中，所述特征地图是根据从一相机的输入中提取的视觉特征构建的。
[0006]许多定位系统中的一个关键要素是运动估计。运动估计是从一移动设备的可用传感器了解一移动设备的运动动态的过程。假设有一些初始设备的参考帧(initial device reference frame)，运动估计提供所述移动设备的位置、速度和有时为定向(在所述参考帧中的姿势)的估计。虽然所述估计可以提供某个参考帧中的一移动设备轨迹或路径估计，但是所述估计不提供所述移动设备在地图全球坐标系(即地图参考帧)中的位置和定向。此外，即使所述移动设备的初始位置和定向在所述地图参考帧中是已知的，估计误差随着时间推移的累积最终将导致所述移动设备在所述地图参考帧中被估计的定位的大误差。因此，运动估计本身不足以被视为一定位系统。然而，运动估计在被用作所述定位系统的一部分时可以提供有用的信息。
[0007]在实践中，运动估计的实现并非易事。传统上，惯性传感器(譬如加速度计和陀螺仪)被用于理解设备运动。然而，直接的重力抵消和线性加速度积分会在一非常短的时间内
产生较大的位置误差，因此仅基于惯性传感器的渲染方法不合适。其他运动估计方法包括用于运动估计的行人航位推算以及使用深度学习(DL)方法的轨迹估计。然而，这些方法仍然存在各种类型的错误，并且一运动估计技术的性能可能会取决于运动类型和传感器质量以及用于形成所述估计的传感器测量而发生显着变化。

技术实现思路

[0008]本专利技术被导向运动估计方法和系统。
[0009]本公开的实施例被导向一种方法，包括：基于在一移动设备处生成的传感器数据，采用至少两个运动估计器以形成所述移动设备随时间的多个相应的定位的估计，所述运动估计器与多个相应的参考帧相关联，并且每个相应的定位的估计包括一个或多个估计分量；和至少部分基于由一第一运动估计器和一第二运动估计器中的每一者形成的所述多个定位的估计的所述一个或多个估计分量中的至少一个估计分量，确定从与所述至少两个运动估计器中的所述第二运动估计器相关联的所述参考帧到与所述至少两个运动估计器中的所述第一运动估计器相关联的所述参考帧的转换。
[0010]可选地，所述一个或多个估计分量包括以下的至少一者：一位置估计、一定向估计或一速度估计。
[0011]可选地，所述转换包括一个或多个转换操作。
[0012]可选地，所述一个或多个转换操作包括以下的至少一者：一旋转转换操作、一平移转换操作或一标度转换操作。
[0013]可选地，所述一个或多个转换操作包括一时移操作，所述时移操作将与从所述第二运动估计器形成的所述定位的估计的一估计分量相关联的多个时间实例相对于与从所述第一运动估计器形成的所述定位的估计的一对应估计分量相关联的多个时间实例进行挪移。
[0014]可选地，所述第一运动估计器应用一第一运动估计技术，以及所述第二运动估计器应用一第二运动估计技术，所述第二运动估计技术不同于所述第一运动估计技术。
[0015]可选地，由所述第一运动估计器形成的所述定位的估计是基于与所述第二运动估计器使用的传感器数据不同的传感器数据。
[0016]可选地，所述方法还包括：由与所述移动设备相关联的一室内定位系统接收至少部分从所述第一运动估计器形成的所述定位的估计和从所述第二运动估计器形成的所述定位的估计中的每一者形成的一定位估计；由所述室内定位系统至少部分基于所述被接收的定位估计来修改与所述移动设备所在的一室内环境相关联的地图数据。
[0017]可选地，所述方法还包括：响应于至少一个切换条件从所述第一运动估计器切换到所述第二运动估计器。
[0018]可选地，所述切换包括：应用所述转换以将由所述第二运动估计器形成的所述定位的估计的所述一个或多个估计分量中的至少一个估计分量从与所述第二个运动估计器相关联的所述参考帧转换到与所述第一运动估计器相关联的所述参考帧。
[0019]可选地，所述至少两个运动估计器至少包括一第三运动估计器，所述方法还包括：至少部分基于由所述第一运动估计器和所述第三运动估计器中的每一者形成的所述多个定位的估计的所述一个或多个估计分量中的至少一个估计分量，确定从与所述第三运动估
计器相关联的所述参考帧到与所述第一运动估计器相关联的所述参考帧的第二转换；和响应于至少一个切换条件从所述第二运动估计器切换到所述第三运动估计器，通过应用所述第二转换以将由所述第三运动估计器形成的所述定位的估计的所述一个或多个估计分量中的至少一个估计分量从与所述第三运动估计器相关联的所述参考帧转换到与所述第一运动估计器相关联的所述参考帧。
[0020]可选地，所述至少一个切换条件基于以下的至少一者：i)所述第一运动估计器的可用性；ii)所述第二运动估计器的可用性；iii)与所述第一运动估计器相关联的估计不确定性；或iv)与所述第二运动估计器相关联的估计不确定性。
[0021]可选地，所述方法还包括：组合由所述第一运动估计器形成的所述定位的估计的所述一个或多个估计分量中的一估计分量和由所述第二运动估计器形成的所述定位的估计的所述一个或多个估计分量中的一相应的估计分量，所述组合基于：i)所述转换；及i本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，其特征在于：包括：基于在一移动设备处生成的传感器数据，采用至少两个运动估计器以形成所述移动设备随时间的多个相应的定位的估计，所述运动估计器与多个相应的参考帧相关联，并且每个相应的定位的估计包括一个或多个估计分量；和至少部分基于由一第一运动估计器和一第二运动估计器中的每一者形成的所述多个定位的估计的所述一个或多个估计分量中的至少一个估计分量，确定从与所述至少两个运动估计器中的所述第二运动估计器相关联的所述参考帧到与所述至少两个运动估计器中的所述第一运动估计器相关联的所述参考帧的转换。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述一个或多个估计分量包括以下的至少一者：一位置估计、一定向估计或一速度估计。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述转换包括一个或多个转换操作。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述一个或多个转换操作包括以下的至少一者：一旋转转换操作、一平移转换操作或一标度转换操作。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述一个或多个转换操作包括一时移操作，所述时移操作将与从所述第二运动估计器形成的所述定位的估计的一估计分量相关联的多个时间实例相对于与从所述第一运动估计器形成的所述定位的估计的一对应估计分量相关联的多个时间实例进行挪移。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述第一运动估计器应用一第一运动估计技术，并且其中所述第二运动估计器应用一第二运动估计技术，所述第二运动估计技术不同于所述第一运动估计技术。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于：由所述第一运动估计器形成的所述定位的估计是基于与所述第二运动估计器使用的传感器数据不同的传感器数据。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于：还包括：由与所述移动设备相关联的一室内定位系统接收至少部分从所述第一运动估计器形成的所述定位的估计和从所述第二运动估计器形成的所述定位的估计中的每一者形成的一定位估计；由所述室内定位系统至少部分基于所述被接收的定位估计来修改与所述移动设备所在的一室内环境相关联的地图数据。9.如权利要求1所述的方法，其特征在于：还包括：响应于至少一个切换条件从所述第一运动估计器切换到所述第二运动估计器。10.如权利要求9所述的方法，其特征在于：所述切换包括：应用所述转换以将由所述第二运动估计器形成的所述定位的估计的所述一个或多个估计分量中的至少一个估计分量从与所述第二个运动估计器相关联的所述参考帧转换到与所述第一运动估计器相关联的所述参考帧。11.如权利要求10所述的方法，其特征在于：所述至少两个运动估计器至少包括一第三运动估计器，所述方法还包括：至少部分基于由所述第一运动估计器和所述第三运动估计器中的每一者形成的所述多个定位的估计的所述一个或多个估计分量中的至少一个估计分量，确定从与所述第三运动估计器相关联的所述参考帧到与所述第一运动估计器相关联的所述参考帧的第二转换；和
响应于至少一个切换条件从所述第二运动估计器切换到所述第三运动估计器，通过应用所述第二转换以将由所述第三运动估计器形成的所述定位的估计的所述一个或多个估计分量中的至少一个估计分量从与所述第三运动估计器相关联的所述参考帧转换到与所述第一运动估计器相关联的所述参考帧。12.如权利要求9所述的方法，其特征在于：所述至少一个切换条件基于以下的至少一者：i)所述第一运动估计器的可用性；ii)所述第二运动估计器的可用性；iii)与所述第一运动估计器相关联的估计不确定性；或iv)与所述第二运动估计器相关联的估计不确定性。13.如权利要求1所述的方法，其特征在于：还包括：组合由所述第一运动估计器形成的所述定位的估计的所述一个或多个估计分量中的一估计分量及由所述第二运动估计器形成的所述定位的估计的所述一个或多个估计分量中的一相应的估计分量，所述组合基于：i)所述转换；及ii)与由所述第一运动估计器形成的所述估计分量相关联的一第一组权重和与由所述第二运动估计器形成的所述估计分量相关联的一第二组权重。14.如权利要求13所述的方法，其特征在于：所述第一组权重中的所述多个权重是与由所述第一运动估计器形成的所述估计分量相关联的估计不确定性的一函数，以及所述第二组权重中的所述多个权重是与由所述第二运动估计器形成的所述估计分量相关联的估计不确定性的一函数。15.如权利要求13所述的方法，其特征在于：所述第一组权重中的所述多个权重与由所述第一运动估计器形成的所述估计分量的协方差、方差或标准偏差成反比，以及所述第二组权重中的所述多个权重与由所述第二运动估计器形成的所述估计分量的协方差、方差或标准偏差成反比。16.如权利要求13所述的方法，其特征在于：所述第一组权重中的所述多个权重和所述第二组权重中的所述多个权重彼此之间具有多个固定比率。17.一种系统，其特征在于：包括：与一移动设备相关联的一个或多个传感器，用于从在所述移动设备处被收集的多个传感器测量生成传感器数据；和与所述移动设备相关联的一处理单元，包括至少一个处理器，所述至少一个处理器与一存储器通信，所述处理单元被配置为：从一个或多个传感器接收传感器数据；基于在所述移动设备处被生成的传感器数据采用至少两个运动估计器以形成一移动设备随时间的多个相应的定位的估计，所述多个运动估计器与多个相应的参考帧相关联，并且每个相应的定位的估计包括一个或多个估计分量；和至少部分基于由所述第一运动估计器和所述第二运动估计器中的每一者形成的所述多个定位的估计的所述一个或多个估计分量中的至少一个估计分量，确定从与所述至少两个运动估计器中的一第二运动估计器相关联的所述参考帧到与所述至少两个运动估计器中的一第一运动估计器相关联的所述参考帧的转换。18.如权利要求17所述的系统，其特征在于：还包括：与所述移动设备相关联的一室内定位系统，被配置为：接收至少部分从所述第一运动估计器形成的所述定位的估计和所述第二运动估计器形成的所述定位的估计中的每一者形成的一定位估计，并且至少部分基于所述被接收的定位估计来修改与所述移动设备所在的一室内环境相关联的地图数据。
19.如权利要求17所述的系统，其特征在于：所述处理单元还被配置为：响应于至少一...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿美兰，
申请(专利权)人：欧里伊恩特新媒体有限公司，
类型：发明
国别省市：