DE102014006939A1

DE102014006939A1 - Terrestrische Positionierungshilfe basierend auf Empfängervorrichtungskontext

Info

Publication number: DE102014006939A1
Application number: DE102014006939.7A
Authority: DE
Inventors: James Burgess Tidd; Murray Robert Jarvis
Original assignee: Cambridge Silicon Radio Ltd
Current assignee: Qualcomm Technologies International Ltd
Priority date: 2013-06-07
Filing date: 2014-05-13
Publication date: 2014-12-11
Also published as: GB2514897A; US9658313B2; US20140361927A1; GB201406116D0

Abstract

Verfahren und Vorrichtung zum Sammeln von Informationen aus einer Mehrzahl von Hochfrequenz(HF)-Quellen. In einem Beispiel empfängt eine Kollektorvorrichtung HF-Signale aus den HF-Quellen zur Erzeugung der Sammelinformationen. Die Kollektorvorrichtung bestimmt auch Umgebungskontext-Informationen, die eine physikalische Umgebung der Kollektorvorrichtung während des Empfangs der HF-Signale beschreiben, und eine Position der Kollektorvorrichtung, an der die HF-Signale empfangen wurden. Die Kollektorvorrichtung ordnet anschließend die Umgebungskontext-Informationen den Sammelinformationen und der Position zu und überträgt die Sammelinformationen und die Position mit den zugehörigen Umgebungskontext-Informationen an eine Servervorrichtung. Die Servervorrichtung kann dann Positionierungsinformationen berechnen, die zu verschiedenen Umgebungskontexten tendieren. Diese tendenziösen Positionierungsinformationen können anschließend von anderen Kollektorvorrichtungen mit ähnlichen Umgebungskontexten zur besseren Schätzung ihrer entsprechenden Standorte verwendet werden.

Description

Die vorliegende Erfindung richtet sich auf ein System und ein Verfahren zur Unterstützung der Standortbestimmung von Kollektorvorrichtungen. Genauer gesagt wird der Umgebungskontext (z. B. der dynamische Nutzerkontext) der Kollektorvorrichtung zur effektiveren Berechnung und Verwendung von Zugangspunktstandorten oder HF-Fingerabdrücken verwendet.
HINTERGRUND
In einigen Situationen ist es wünschenswert, Hochfrequenz(HF)-Signale zu kennen, die von den drahtlosen Übermittlern (d. h. Zugangspunkten) an einem bestimmten Standort empfangen werden sollen, um die Standorte mobiler Vorrichtungen einzuschätzen. HF-Signale, die beispielsweise von Wi-Fi-Zugangspunkten übertragen werden, können von mobilen Vorrichtungen (d. h. Kollektorvorrichtungen), die sich durch eine Umgebung unter Verwendung verschiedener Transportmodi (z. B. Gehen, Fahren, etc.) fortbewegen, gesammelt werden (d. h. HF-Scaninformationen werden empfangen und in Verbindung mit absoluten oder relativen Positionierungsinformationen der mobilen Vorrichtung gebracht), und werden anschließend zum Schätzen der Standorte der mobilen Vorrichtungen verwendet.
KURZFASSUNG
Verfahren und Vorrichtung zum Sammeln (engl. harvesting, auch: Ernten) von Informationen aus einer Mehrzahl von Hochfrequenz(HF)-Quellen. In einem Beispiel empfängt eine Kollektorvorrichtung HF-Signale aus den HF-Quellen zur Erzeugung der Sammelinformationen. Die Kollektorvorrichtung bestimmt auch Umgebungskontext-Informationen, die eine physikalische Umgebung der Kollektorvorrichtung während des Empfangs der HF-Signale beschreiben, und eine Position (absolut oder relativ) der Kollektorvorrichtung. Die Kollektorvorrichtung ordnet anschließend die Umgebungskontext-Informationen den Sammelinformationen und der Position zu und überträgt die Sammelinformationen, die Position und den zugehörigen Umgebungskontext-Informationen an eine Servervorrichtung. Die Servervorrichtung kann anschließend Positionierungsinformationen für verschiedene Umgebungskontexte berechnen (d. h. einseitige Positionierungsinformationen, wie z. B. einseitige ZP-Standorte oder einseitige HF-Fingerabdrücke). Diese Positionierungsinformationen können anschließend von anderen Kollektorvorrichtungen zur besseren Schätzung ihrer Standorte verwendet werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung ist am besten aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung zu verstehen, wenn diese in Zusammenhang mit den angehängten Zeichnungen gelesen wird, wobei gleiche Elemente gleiche Bezugszeichen aufweisen. Dies verdeutlicht, dass gemäß üblicher Praxis die verschiedenen Merkmale der Zeichnungen nicht maßstabsgetreu sind. Vielmehr sind die Abmessungen der verschiedenen Merkmale willkürlich zur besseren Übersichtlichkeit größer oder kleiner dargestellt. Die folgenden Figuren sind in den Zeichnungen umfasst:
1A ist ein Blockschaltbild, das eine Verbindung zwischen einer Kollektorvorrichtung, Zugangspunkten und einem Server gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
1B ist ein Blockschaltbild einer Kollektorvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
1C ist ein Blockschaltbild eines Prozessors in der Servervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2A ist ein Luftbild einer Stadt, wobei Punkte mögliche Fahrzeug-Standorte gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anzeigen.
2B ist ein Luftbild einer Stadt, wobei Punkte geschätzte Standorte von Zugangspunkten basierend auf dem Sammeln von Fahrzeugen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anzeigen.
3A ist ein Luftbild einer Stadt, wobei Punkte mögliche Fußgänger-Standorte gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anzeigen.
3B ist ein Luftbild einer Stadt, wobei Punkte geschätzte Standorte von Zugangspunkten basierend auf dem Sammeln von Fußgängern gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anzeigen.
4A ist eine Kombination aus einem Flussdiagramm und einem Blockschaltbild, die das Sammeln und das Sortier-/Speicher-Verfahren der mobilen Vorrichtung und des Servers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
4B ist eine Kombination aus einem Flussdiagramm und einem Blockschaltbild, die das Anfrage- und Extrahier-Verfahren des Zugangspunktstandorts der mobilen Vorrichtung und des Servers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
1A zeigt ein Beispiel eines Verbindungsnetzes, das eine Kollektorvorrichtung 100, Zugangspunkte (ZP) 105 und 107 und einen zentralisierten Server 103 umfasst. Im Allgemeinen sind diese Vorrichtungen jeweils über Verbindungswege 109, 111, 113, 115, 117 und 119 miteinander verbunden. Obwohl lediglich eine Kollektorvorrichtung, ein Server und zwei ZP gezeigt sind, ist zu berücksichtigen, dass das Verbindungsnetz eine Mehrzahl von Kollektorvorrichtungen, eine Mehrzahl von ZP und eine Mehrzahl von Servern umfassen könnte.
Es ist auch anzumerken, dass die Wege 113, 115 und 117 bei den Ausführungsformen optional sein können, in denen der Server 103 nicht verwendet wird. Ferner können die Wege 109 und 111 bei den Ausführungsformen auch unidirektional sein, in denen die Vorrichtung 100 Signale von den ZP empfängt, aber keine Signale an die ZP überträgt.
Im Allgemeinen bewegt sich die Kollektorvorrichtung 100 (z. B. ein mobiles Telefon) in der Nähe der ZP 105 und 107 (z. B. Wi-Fi-ZP, die Zugang zu anderen Vorrichtungen, Computer und Server über lokale Netze und das Internet bereitstellen). Die Kollektorvorrichtung 100 versucht, ihren Standort basierend auf ihrem zuvor bekannten Standort und den von ZP 105 und 107 empfangenen Signalen und den von den internen Sensoren erzeugten Signalen zu schätzen.
In einem Beispiel kann die Kollektorvorrichtung 100 empfangene Signalstärken von durch die ZP übertragenen HF-Signalen messen. Diese Messungen, zusammen mit anderen Messungen von anderen Zugangsvorrichtungen und Bewegungs- und Umgebungssensoren, können anschließend an den zentralisierten Server 103 übertragen werden, der die absoluten Positionen der ZP schätzt. Dieses Verfahren des Bestimmens der absoluten Standorte der ZP ist als relatives Sammeln bekannt und wird in der anhängigen US-Anmeldung 13/533,349 mit dem Titel ”VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR ZUGANGSPUNKT-STANDORTIDENTIFIKATION BASIEREND AUF ABSOLUTEM UND RELATIVEM SAMMELN” beschrieben, die durch Bezugnahme hier aufgenommen ist.
In einem Beispiel kann die Kollektorvorrichtung 100 HF-Signale, die von mehreren ZP (z. B. Wi-Fi- und/oder andere HF-Übermittler) übertragen werden, überwachen. Die Kollektorvorrichtung 100 kann anschließend jeden der ZP identifizieren. Während sich die Kollektorvorrichtung 100 auf einem Weg fortbewegt, kann ihr Standort unter Verwendung von Fußgänger-Koppelnavigation (PDR) geschätzt werden. In einem Beispiel wird PDR durch Berechnung einer relativen Verschiebung von einem anfänglich bekannten Standort zu anderen geschätzten Standorten entlang des Weges ausgeführt. Eine Verschiebung zwischen den Standorten kann basierend auf verschiedenen Messungen der übertragenen HF-Signale der ZP (z. B. empfangene Signalstärke-Anzeige (RSSI), Zeit- oder Phasenverschiebungen der empfangenen Signale und/oder Umlauf-Verzögerungszeit (RTT)) geschätzt werden.
Im Allgemeinen kann die Datenerfassung durch die Kollektorvorrichtung 100 an verschiedenen Punkten entlang des Weges durchgeführt und anschließend von der Kollektorvorrichtung 100 an den Server 103 übertragen werden (d. h. Verschiebungsinformationen, Signalstärkeinformationen und Identifikationsinformationen können an den Server übertragen werden). Der Server 103 kann dann diese empfangenen Daten verarbeiten, um die absoluten Standorte der ZP entlang des Weges zu schätzen.
In einem Beispiel kann sich die Kollektorvorrichtung 100 entlang eines Weges innerhalb eines Gebäudes fortbewegen. In dem Gebäude können drahtlose ZP HF-Signale übermitteln. Die Kollektorvorrichtung 100 überwacht an verschiedenen Standorten entlang eines Weges die empfangenen von den ZP übertragenen HF-Signale. Durch die Verwendung verschiedener zuvor beschriebener Messungen ist die Kollektorvorrichtung 100 dazu fähig, eine Verschiebung zwischen den verschiedenen Standorten entlang des Weges basierend auf einem zunächst bekannten absoluten Standort (z. B. einem Anker) zu berechnen. In einem Beispiel könnte der Anker die letzte berechnete absolute Position der Kollektorvorrichtung 100 sein (z. B. der letzte Fix des Globalen Navigationssatellitensystems (GNSS) vor dem Betreten des Gebäudes).
Die Kollektorvorrichtung 100 kann anschließend die erfassten Daten (d. h. die Verschiebungsinformationen, Signalstärkeinformationen und Identifikationsinformationen) an den Server 103 übertragen. Der Server 103 kann dann die absoluten Positionen der ZP berechnen, in einem Versuch, das gesamte Positionierungsnetz abzubilden. Diese absoluten Positionen der ZP werden dann an die Kollektorvorrichtung 100 und andere Kollektorvorrichtungen in dem Netz übertragen. Die Kollektorvorrichtung 100 kann dann die absoluten Standorte der ZP zur präziseren Schätzung ihres derzeitigen Standorts verwenden (d. h. die von dem ZP empfangene HF-Signalstärke sowie der von dem Server berechnete absolute ZP-Standort könnten zur Schätzung des absoluten Standorts der Kollektorvorrichtung verwendet werden). Es ist anzumerken, dass die Kollektorvorrichtung 100 dazu fähig sein kann, sowohl das Sammeln als auch das Positionieren entweder gleichzeitig oder zu verschiedenen Zeitpunkten durchzuführen. In anderen Beispielen kann die Kollektorvorrichtung 100 dazu fähig sein, das Sammeln oder Positionieren separat durchzuführen.
Basierend auf den absoluten Positionierungsinformationen, die erhalten wurden, als die Kollektorvorrichtung 100 an dem letzten GNSS-Fix war, den Signaleigenschaftsmessungen an den Punkten entlang des Weges und den Verschiebungsmessungen kann der Server 103 Standorte für die Punkte entlang des Weges schätzen. Unter Verwendung dieser Positionen kann der Server 103 dann die Positionen der ZP durch Durchführen von entsprechenden gewichteten Schwerpunktsberechnungen unter Verwendung der Signaleigenschaftsmessungen an den Punkten entlang des Weges schätzen. So kann er eine Schätzung der relativen Positionen der ZP erhalten. Es ist anzumerken, dass gemäß einer beispielhaften Ausführungsform diese Schwerpunktsmessungen nicht als die Standorte der ZP verwendet werden, sondern lediglich Ausgangspunkte für eine Berechnung sind, die die Position basierend auf Crowd-Sourcing-Informationen präziser schätzt. Die berechneten Positionen der Punkte entlang des Weges sowie die Schwerpunktspositionen der ZP sind lediglich Schätzungen, da beispielsweise die Kollektorvorrichtung 100 nicht stets einen klaren Signalweg zu den ZP aufweist, so dass die Signaleigenschaft an einem oder an mehreren Punkten entlang des Weges gedämpft sein kann. Wenn RTT oder die Ankunftszeit als Signaleigenschaft verwendet wird, kann der von der Kollektorvorrichtung 100 berechnete Wert aufgrund von Mehrwegen fehlerhaft sein. Die Sensordaten für eine bestimmte Vorrichtung sind vielleicht nicht richtig kalibriert. Crowd-Sourcing wird wie nachfolgend beschrieben verwendet, um diese Schätzungen durch Kombinieren mehrerer Schätzungen auf mehreren Kollektorvorrichtungen 100 zu verfeinern, die zu verschiedenen Zeiten und an verschiedenen Standort vorgenommen werden.
In einer beispielhaften Ausführungsform wird das Schätzen des ZP-Standorts als Kostenfunktionsminimierung basierend auf zwei Begriffen formuliert (die als Maximale Wahrscheinlichkeit abgebildet werden können). Der erste Begriff ist eine Summe aller Wi-Fi-Beobachtungen. Hierdurch werden die ZP in den Bereichen positioniert, die Signaleigenschaften mit hohem Konfidenzniveau aufweisen. Der zweite Begriff stellt sicher, dass die geschätzten korrekten Standorte, an denen die Scan gemacht wurden, nicht die Begrenzungen verletzen, die von dem absoluten und relativen Sammeln gesetzt wurden. Es ist eine Summe alle vorliegenden Begrenzungen. Die Kostenfunktion ist in der Gleichung (1) dargestellt: E = Σ_n(A _i[n] – U _j[n])²w²(RSSI_n) + Σ_c(U _k[c] – δ_c,R U _l[c] – Δ_c)^TΣ –1 / c(U _k[c] – δ_c,R U _l[c] – Δ_c) (1)
Wobei U der geschätzte Standort ist (z. B. x, y, z-Vektor), an welchem eine Scanbeobachtung gemacht wird (d. h. ein geschätzter Standort einer Kollektorvorrichtung 104); A ist die geschätzte Position eines ZP; n ist eine Summe aller Beobachtungen von ZP; c ist eine Summe aller Begrenzungen; δ_c,R wählt das Vorhandensein oder die Abwesenheit dieser Variablen je nachdem, ob die Begrenzung relativ oder absolut ist (z. B. Kronecker Delta); Δ_c ist bei absoluten Begrenzungen der gemessene Standort und bei relativen Begrenzungen das gemessene Delta; i[n], j[n], k[c], l[c] sind Abbildungen aus Beobachtungen und Begrenzungen der relevanten Standorte der ZP und Punkte, an denen die Kollektorvorrichtungen die Beobachtungen gemacht haben (d. h. A's und U's); w²(RSSI_n) ist eine Gewichtung einer Beobachtung, die beispielsweise eine Funktion der Signalstärke (RSSI) des überwachten ZP-Signals sein kann; Σ^–1 ist eine Gewichtung für eine Begrenzung (in diesem Beispiel eine 3×3-Matrix für jede Begrenzung); und T ist die transponierte Matrix des Vektors. Wenn RTT oder eine andere Maßeinheit der Signalzeitnahme als Eigenschaft der ZP verwendet würde, kann ein zusätzlicher Term zur Kostenfunktion hinzugefügt werden, um die Variation bei der Signalzeitnahme anzupassen.
Die obige beispielhafte Kostenfunktion beinhaltet drei Variablen für drei unbekannte ZP-Standorte und drei für jeden unbekannten Kollektorvorrichtungsstandort, an welchem ein Scan erhalten wurde. Typischerweise ist dies daher ein Minimierungsproblem mit hunderten oder tausenden von Unbekannten. Nichtsdestotrotz ist es bearbeitbar, da die Kostenfunktion und der Gradient einfach zu berechnen sind.
Es ist wünschenswert, die Minimierung von einem guten Ausgangspunkt aus zu beginnen. Dieser kann beispielsweise unter Verwendung der gewichteten Schwerpunkte, wie oben beschrieben, erhalten werden, um anfängliche Schätzungen der ZP-Standorte zu erhalten und/oder durch sich wiederholendes Lösen von Unterabschnitten des obigen Problems. Zusätzlich können Überprüfungen zur Entfernung von Ausreißern basierend auf den geschätzten von der anfänglichen Seed-Berechnung erhaltenen Standorten in dieser Phase angewandt werden.
Die beispielhafte Kostenfunktion verwendet nicht die streng quadratische (und daher implizierte Gaußsche) oben beschriebene Form, sondern kann ihre Form auf große Fehler hin abmildern, indem sie von quadratisch zu linear wechselt und dann zu einer Konstanten, während der Fehler zunimmt. Dieses Verfahren ist als Fat-Tailing (stark besetzte Extrema) und als Flat-Tailing bekannt.
Eine Unsicherheit (gleichwertig mit Konfidenz/Kovarianz) in der Lösung wird aus der Minimum-Wölbung der Kostenfunktion erhalten. Die Hesse-Matrix kann an dem Kostenfunktionsminimum ausgewertet werden und seine Umkehrfunktion bringt die Kovarianz-Matrix hervor. Aufgrund der großen Anzahl von Abmessungen kann dies ein teures Verfahren sein. Dies kann durch Ausnutzen der vorherrschend lokalen Art der Kontributoren angegangen werden (effektive die Seltenheit der Matrix), um zu ermöglichen, dass das Problem in eine Reihe von kleineren rechnerisch günstigeren Berechnungen aufgeteilt wird, von welchen jede einen entsprechenden Abschnitt der Matrix verwendet.
Das Fingerabdruckverfahren ist ein Verfahren, das ein Modell des Ausbreitungsmusters eines jeden ZP 105 und 107 verwendet, um den wahrscheinlichen Standort einer Kollektorvorrichtung 100 zu schätzen. Wenn der Fingerabdruck eines ZP als Positionierungsdaten verwendet werden würde, würde das Modell mit geschätzten Positionierungspunkten in dem Bereich und ihren entsprechenden Signaleigenschaftsmessungen eingeleitet werden. Die oben in Gleichung (1) beschriebene Kostenfunktion kann so modifiziert werden, dass Unterschiede zwischen den Beobachtungen und dem Fingerabdruck-Modell minimiert werden.
Falls zusätzliche Anker (d. h. absolute Positionen außer dem letzten bekannten GNSS-Fix) innerhalb des Gebäudes von der Kollektorvorrichtung 100 bestimmbar wären, würde sich die gesamte Präzision des Sammelns erhöhen, da diese absoluten Positionen in die oben beschriebene Kostenfunktion eingeschlossen werden könnten. Eine Möglichkeit, zusätzliche Anker innerhalb des Gebäudes zu bestimmen, ist die Verwendung von Karteninformationen. Im Allgemeinen können Informationen über den architektonischen Grundriss des Gebäudes (der bereits bekannt ist) von dem Server 103 verwendet werden, um den Standort der Kollektorvorrichtung 100 und die Standorte der ZP genauer zu schätzen.
1B zeigt ein Beispiel einer Kollektorvorrichtung 100, die als mobile Vorrichtung (z. B. als Mobiltelefon) verkörpert sein kann. Die Kollektorvorrichtung 100 kann einen Prozessor 120 zum Steuern von verschiedenen anderen Hardware- oder Software-Modulen umfassen. In einem Beispiel kann die Kollektorvorrichtung 100 Eingabe- und Ausgabevorrichtungen (d. h. Tastatur und Anzeige, nicht dargestellt), einen Speicher 126, eine HF-Sendeempfängervorrichtung 124 (z. B. einen Wi-Fi-Sendeempfänger), einen Empfänger eines Globalen Navigationssatellitensystems (GNSS) 128 und interne Sensoren 130 (z. B. einen Beschleunigungsmesser, ein Gyroskop, ein Pedometer, ein Barometer, ein Magnetometer, ein Mikrophon und eine Kamera) umfassen.
in einem Beispiel kann der HF-Sendeempfänger 124 dazu fähig sein, in verschiedenen IEEE 802.11-Standards zu übertragen und empfangen. Der GNSS-Empfänger 128 kann auch dazu fähig sein, Satellitensignale beispielsweise von GNSS-Satelliten zu empfangen. Sowohl der GNSS-Empfänger als auch der HF-Sendeempfänger 124 kann eine Antenne 101 verwenden, die eine gemeinsame Antenne oder eine separat zugeordnete Antenne zum Übertragen und Empfangen in speziellen Frequenzbändern sein kann.
In einer Ausführungsform kann die Kollektorvorrichtung 100 interne Sensoren zur Bestimmung des Umgebungskontexts der Kollektorvorrichtung verwenden. Es ist anzumerken, dass der Umgebungskontext Informationen über die Umgebung der Kollektorvorrichtung und/oder Informationen über den Fortbewegungsmodus (d. h. den dynamischen Nutzerkontext) der Kollektorvorrichtung umfassen kann (z. B. ob die Kollektorvorrichtung 100 draußen/drinnen ist, sich eine Treppe hinaufbewegt, in einem Fahrstuhl fährt, geht, in einem Fahrzeug fährt, etc.). Sobald die Umgebungskontext- und die dynamischen Nutzerkontextinformationen bestimmt sind, kann anschließend die Kollektorvorrichtung 100 diese Informationen an den Server 103 übertragen. Der Server 103 kann dann die Standorte der ZP basierend auf den Karteninformationen anpassen (d. h. korrigieren). Beispielsweise können die bekannten Standorte (z. B. Längengrad und Breitengrad) der Treppen, des Fahrstuhls, etc., von der Servervorrichtung 103 als Anker bei der Bestimmung der Standorte der ZP verwendet werden.
Eine beispielhafte Ausführungsform des Servers 103 ist in 1C dargestellt, in der Hardware und/oder Software-Module umgesetzt sein können, um die Standorte der ZP zu schätzen. Genauer gesagt kann der Prozessor 120 ein Modul 102 zum Verarbeiten von von den internen Sensoren der Kollektorvorrichtung 100 empfangenen Messungen aufweisen, sowie ein Umgebungskontextsystem 106 zum Bestimmen des Umgebungskontexts der Vorrichtung (z. B. ob die Vorrichtung drinnen oder draußen ist), ein dynamisches Nutzerkontextsystem 108 zum Bestimmen der Fortbewegungsdynamik des Nutzers (z. B. ob der Nutzer nach oben fährt, sich in einem Fahrstuhl, in einem Fahrzeug befindet, etc.), ein relatives Positionierungssystem 110 zur Bestimmung der relativen Position zu den ZP von den erfassten Messungen und Kontextdaten, ein absolutes Positionierungssystem 112 zum Schätzen der absoluten Position beispielsweise basierend auf den GNSS-Signalen, einen Sammelmanager 104, der die Standorte der ZP schätzt, ein Lernalgorithmusmodul 114, das die Sammelinformationen mit den Karteninformationen aus dem Kartendatenmodul 116 in einem Versuch kombiniert, die Standorte der ZP zu korrigieren. Obwohl die Servervorrichtung 103 als separat von der Kollektorvorrichtung 100 dargestellt ist, ist in Betracht zu ziehen, dass die Kollektorvorrichtung 100 alle Funktionen der Servervorrichtung 103 ausführen könnte.
In einem Beispiel kann der Sammelmanager (Havestingmanager) 104 Standorte für eine Mehrzahl von ZP innerhalb eines Gebäudes schätzen. Um eine bessere Schätzung der ZP-Standorte zu erhalten, kann der Lernalgorithmus den Umgebungs- und dynamischen Nutzerkontextinformationen entsprechen, die innerhalb des Gebäudes mit zugehörigen Kartendaten bestimmt worden sind, die als Anker innerhalb des Gebäudes verwendet werden können.
Beispielsweise kann das Messmodul 102 Messungen des Beschleunigungsmessers von der Kollektorvorrichtung 100 empfangen, die anzeigen, dass sich die Kollektorvorrichtung 100 in eine vertikale Richtung beschleunigt. Die Umgebungs- und dynamischen Nutzerkontextmodule 106 und 108 können dann bestimmen, dass der Nutzer in einem Fahrstuhl innerhalb des Gebäudes fährt. Der Lernalgorithmus kann dann diese Umgebungs- und Nutzerkontextinformationen zum Extrahieren von speziellen Kartendaten (d. h. des Längengrads und Breitengrads) des Fahrstuhls verwenden, die vielleicht aufgrund der architektonischen Zeichnungen des Gebäudes bekannt sind. Das Lernalgorithmusmodul 114 kann dann diese Karteninformationen zur Anpassung der geschätzten Standorte der ZP relativ zur neu entdeckten absoluten Ankerposition innerhalb des Gebäudes verwenden. Wenn es mehrere Fahrstühle gibt, kann der Lernalgorithmus den Fahrstuhl verwenden, der am nächsten an der geschätzten Position liegt. Dieses Verfahren des Verwendens von Umgebungs- und dynamischem Nutzerkontext zur Anpassung der geschätzten ZP-Standorte wird in der anhängigen US-Patentanmeldung 13/606,172 mit dem Titel ”KONTEXT- UND KARTENUNTERSTÜTZUNG ZUM SELBSTLERNEN” beschrieben, die durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist. Es ist anzumerken, dass der oben beschriebene Lernalgorithmus ein Beispiel für einen Lernalgorithmus ist. Andere Lernalgorithmen können auch von dem System verwendet werden.
Im Allgemeinen können Kollektorvorrichtungen Daten in den verschiedensten Verfahren erfassen, wie z. B. beim War Driving, bei Umfragen und beim Crowd-Sourcing. Beim War Driving fährt eine Kollektorvorrichtung durch einen Bereich von Interesse und nimmt terrestrische Signale von ZP zusammen mit einer zugehörigen GNSS-Position auf (d. h. die Position, an der das Signal empfangen wurde). Bei Umfragen werden Daten aus einer Karte oder in einem manuellen Verfahren eingegeben, das die Positionen der gesendeten Messungen anzeigt. Beim Crowd-Sourcing werden Sammelinformationen opportunistisch von Vorrichtungen erfasst, die unterschiedliche Zwecke haben können.
Wenn Daten von den Kollektorvorrichtungen gesammelt werden, tendieren die Daten typischerweise in Richtung des Umgebungskontexts (z. B. Fortbewegungsmodus) der entsprechenden Kollektorvorrichtung. Wenn beispielsweise eine Kollektorvorrichtung in einem Fahrzeug positioniert ist, kann die Kollektorvorrichtung ZP-Signale aus der Perspektive der Fahrbahnen empfangen, auf welchen das Fahrzeug fährt. Demgegenüber kann die Kollektorvorrichtung ZP-Signale aus der Perspektive der Fußgängerwege und anderen Fußgängerbereichen empfangen, wenn die Kollektorvorrichtung an einem Fußgänger positioniert ist.
Das Vermischen von empfangenen Zugangspunktsignalen, die während des Fortbewegens in verschiedenen Transportmodi gesammelt wurden, kann zu ungenauen Ergebnissen führen. Beispielsweise können Signale, die während des Gehens gesammelt werden, zu Nutzerpositionen führen, die in Richtung von Fußgängerstandorten tendieren (z. B. Gehwege), wohingegen Signale, die während des Fahrens gesammelt werden, in Richtung von Fahrzeugstandorten (z. B. Fahrbahnen) tendieren können. Es kann vorteilhaft sein, gesammelte Signale basierend auf dem Transportmodus während des Sammelns zu trennen, so dass Positionslösungen zu einem bestimmten Transportmodus tendieren.
Obwohl es zahlreiche andere Beispiele für Umgebungskontexte gibt, in welchen Kollektorvorrichtungen Daten aus ZP erfassen (Fortbewegungsmittel: Fahrrad, Boot, Zug, Flugzeug, Fahrstuhl, etc.), ist in der nachfolgenden Beschreibung ein Beispiel für eine Kollektorvorrichtung in einem Fahrzeug verwendet, und eine Kollektorvorrichtung an einem gehenden Fußgänger (zu Anschauungszwecken). Diese zwei Fortbewegungsmodi sind lediglich als Beispiele gedacht, und ist es zu berücksichtigen, dass andere Umgebungskontexte (z. B. andere Fortbewegungsmodi) im Allgemeinen auch zu einseitigen ZP-Signalen führen.
Ein Beispiel für Kollektorvorrichtungen, die in einem oder mehreren Fahrzeugen verwendet werden, ist in den 2A und 2B der Anmelderin dargestellt. Genauer gesagt zeigt 2A einen Parkplatz 200, ein Sportstadion 202 und einen Stadtbereich 204. Die Mehrzahl von Punkten 210 in 2A zeigen gültige GNSS-Positionen eines Fahrzeugs, das gerade auf den verschiedenen Straßen 206 oder in der Parkfläche 200 fährt. Während das Fahrzeug auf der Fahrbahn 206 fährt, oder in dem Parkplatz 200 ist, empfängt die Kollektorvorrichtung innerhalb des Fahrzeugs Signale von den ZP (nicht dargestellt). Diese Signale werden dann an den zentralisierten Server 103 berichtet, wo Positionierungsinformationen, wie z. B. die Standorte der ZP, berechnet werden. Der Einfachheit halber beschreiben die nachfolgenden Beispiele in Bezug auf die Figuren die Berechnung der Standorte der ZP als Positionierungsinformationen. Es ist jedoch anzumerken, dass die von dem Server berechneten Positionierungsinformationen HF-Fingerabdrücke der ZP oder andere Positionierungsinformationen sein können.
In 2B ist eine Lösung für eine Schätzung der von dem Server berechneten ZP-Standorte dargestellt. Genauer gesagt zeigen die Punkte in 2B die geschätzten Standorte der ZP. Aus 2B ist ersichtlich, dass, da die Kollektorvorrichtung Informationen von innerhalb des Fahrzeugs auf den Fahrbahnen erfasst hat, die geschätzten ZP-Standorte in Richtung Fahrbahn tendieren (d. h. die ZP werden als auf oder nahe der Fahrbahn geschätzt). Bei einigen der ZP 221, die zwischen zwei benachbarten Fahrbahnen positioniert sind, kann der Standort weiter weg von der Fahrbahn geschätzt sein, abhängig davon, ob der Server eine Schwerkraft-Lösung nutzt (d. h. dass Signale von demselben ZP auf zwei benachbarten Fahrbahnen 223 und 224 gemessen werden). Obwohl einige der ZP 221 vielleicht nicht exakt auf der Fahrbahn positioniert sind, tendieren sie trotzdem zur Fahrbahn (d. h. dass sie nahe der Fahrbahn sind).
In einem weiteren Beispiel können ein oder mehrere Fußgänger (nicht dargestellt) Kollektorvorrichtungen 100 halten, während die Fußgänger durch den Stadionbereich 202 und den Stadtbereich 204 gehen. Dies ist in 3A dargestellt, wo die von dem Fußgänger gehaltene Kollektorvorrichtung verschiedene gültige GNSS-Standorte aufweisen kann, wie von den Punkten 215 gezeigt. Es ist anzumerken, dass die Punkte nicht auf der Fahrbahn oder in dem Parkplatz 206 erscheinen, da sich der Fußgänger typischerweise nicht zu Fuß durch diese Bereiche fortbewegt. Ähnlich dem Beispiel in 2A erfasst die Kollektorvorrichtung 100 Signale aus verschiedenen ZP in dem Stadionbereich 202 und dem Stadtbereich 204, zusammen mit ihren zugehörigen GNSS-Standorten. Diese Signale und GNSS-Standorte werden dann an den zentralisierten Server 103 gesendet, der die Standorte der ZP schätzt.
In 3B ist ein Beispiel eines zentralisierten Servers dargestellt, der die ZP-Standorte schätzt. Genauer gesagt sind die Mehrzahl von Punkten 225 in dem Stadionbereich 202 und dem Stadtbereich 204 die geschätzten Standorte der ZP. Aus 3B ist ersichtlich, dass die geschätzten ZP-Standorte in Richtung der Fußgängerbereiche in dem Stadionbereich 202 und dem Stadtbereich 204 tendieren (d. h. sie sind nicht auf der Fahrbahn oder im Parkplatz 200 positioniert).
Obwohl sowohl die Kollektorvorrichtung im Fahrzeug und als auch die Kollektorvorrichtung am Fußgänger Signale von denselben ZP empfängt, werden die ZP-Standorte vom Server unterschiedlich geschätzt, abhängig von dem Umgebungskontext, in welchem die Signale empfangen wurden (d. h. vom Fahrzeug oder Fußgänger). Deshalb kann ein bestimmter geschätzter ZP in Richtung der Fahrbahn tendieren, wenn die ZP-Signale in einem Fahrzeug empfangen werden, oder derselbe geschätzte ZP-Standort kann in Richtung eines Fußgängerbereichs tendieren, wenn die Signale von einem Fußgänger empfangen werden, der auf einem Gehweg geht.
Da die von der Kollektorvorrichtung empfangenen Signale aufgrund des Umgebungskontexts der Kollektorvorrichtung beeinflusst sind, kann es nützlich sein, diese Tendenz auf positive Art zur Schätzung der ZP-Standorte zu verwenden, so dass sie in Richtung spezieller Umgebungen tendieren (z. B. Fortbewegungsmodi). Genauer gesagt kann die Kollektorvorrichtung 100 Signale vom ZP empfangen und ihren Umgebungskontext bestimmen (z. B. Fortbewegung zu Fuß, Fortbewegung per Fahrzeug, etc.). Die vom ZP empfangenen Signale können dann diesem Umgebungskontext zugeordnet werden.
Die Kollektorvorrichtung kann beispielsweise über verschiedene Sensoren (z. B. Beschleunigungsmesser, GNSS-Empfänger, etc.) ihre Bewegung bestimmen (d. h. wie sie sich fortbewegt). Genauer gesagt kann die Kollektorvorrichtung 100 bestimmen, ob sie von einem Fußgänger getragen wird, der auf einem Gehweg geht, oder ob sie in einem Fahrzeug auf einer Fahrbahn gefahren wird. Die Bestimmung, ob die Kollektorvorrichtung auf einem Gehweg oder auf einer Fahrbahn ist, kann basierend auf der erfassten Geschwindigkeit der Kollektorvorrichtung und/oder der Beschleunigung der Kollektorvorrichtung oder anderen physikalischen Umgebungsmerkmalen, wie z. B. Treppen oder einem Fahrstuhl in einem Gebäude, durchgeführt werden, die von dem Sensor erfassbar sein können.
Die Kollektorvorrichtung kann auch Zugang zu Karten haben und könnte sich möglicherweise selbst auf einer bestimmten Fahrbahn oder einem bestimmten Gehweg oder einer bestimmten Straße auf der Karte positionieren. Deshalb kann in einem Beispiel die Kollektorvorrichtung die Eigenschaften der ZP-Signale zusammen mit einem Hinweis berichten, dass sich die Kollektorvorrichtung in einem Fahrzeug befindet, das auf einer bestimmten Fahrbahn bei einer bestimmten Geschwindigkeit in eine bestimmte Richtung fährt. Ein ähnliches Beispiel kann von der Kollektorvorrichtung für einen auf einem bestimmten Gehweg gehenden Fußgänger bestimmt werden. Die Kollektorvorrichtung kann auch bestimmen, ob die Signale von einem Innenbereich oder einem Außenbereich empfangen werden. Im Allgemeinen sind diese Umgebungskontext-Informationen den Signalen zugeordnet, die von dem ZP empfangen werden, und einer geschätzten absoluten/relativen Position der Kollektorvorrichtung in Bezug auf den ZP, an dem die Signale empfangen wurden. Diese zugehörigen Informationen werden dann an den zentralisierten Server 103 zur Verarbeitung übertragen.
Der zentralisierte Server 103 empfängt die über den ZP gesammelten Informationen, die Position der Kollektorvorrichtung und die Umgebungskontext-Informationen. Der zentralisierte Server 103 kann dann die ZP-Informationen mit anderen ZP-Informationen verwenden, die ähnliche zugehörige Umgebungskontext-Informationen aufweisen.
Wenn sich beispielsweise N-Kollektorvorrichtungen in Fahrzeugen auf Fahrbahnen fortbewegen, dann können die über den ZP gesammelten Informationen aus diesen N-Kollektorvorrichtungen zusammen verwendet werden, da sie denselben Umgebungskontext aufweisen. Genauer gesagt kann der zentralisierte Server 103 die über den ZP gesammelten Informationen mit ähnlichem Umgebungskontext verwenden, um die Positionierung der Kollektorvorrichtung besser zu unterstützen (d. h. ZP-Standorte zu schätzen, die rein durch die bestimmten Umgebungskontexte beeinflusst sind).
In ähnlicher Weise können über die ZP gesammelte Informationen, die von dem Server empfangen werden und einen Umgebungskontext eines Fußgängers haben, der auf einem Gehweg geht, auch mit anderen gesammelten Informationen über Fußgänger-ZP kombiniert werden, um ZP-Standorte zu schätzen, die eine andere Tendenz haben als die Fahrzeuglösung. Der zentralisierte Server 103 kann daher abhängig von den verschiedenen Umgebungskontexten verschiedene ZP-Standortschätzungen aufweisen (d. h. ein ZP kann einen ersten Standort aufweisen, der einem ersten Umgebungskontext zugehörig ist, und einen anderen zweiten Standort, der einem anderen Umgebungskontext zugehörig ist). Der Server kann dann diese verschiedenen geschätzten ZP-Standorte als individuelle Lösungen (z. B. Fahrzeuglösung und Fußgängerlösung) in dem Serverspeicher speichern.
Es sollte auch angemerkt werden, dass der zentralisierte Server 103 in mehrere Server aufgeteilt werden kann, die unterschiedlichen Umgebungskontexten dienen. Ein erster Server kann beispielsweise von Kollektorvorrichtungen verwendet werden, die sich per Fußgänger fortbewegen, wohingegen ein zweiter Server von Kollektorvorrichtungen verwendet werden kann, die sich per Fahrzeug fortbewegen, wodurch individuelle ZP-Lösungen basierend auf ihren entsprechenden Umgebungskontexten getrennt werden können.
Es sollte auch angemerkt werden, dass es eine dritte Lösung und/oder einen dritten Server geben könnte, die/der die ZP-Standorte basierend auf einer Kombination aus sowohl den Fußgänger-Kollektorvorrichtungen und den Fahrzeug-Kollektorvorrichtungen berechnet. Diese Kombination kann für Kollektorvorrichtungen günstig sein, die sich zwischen verschiedenen Umgebungskontexten hin- und her bewegen. Angenommen die Kollektorvorrichtung geht beispielsweise von der Fortbewegung in einem Fahrzeug auf das Gehen auf einem Fußgängerüberweg über (d. h. der Nutzer stellt das Auto ab und beginnt dann loszugehen), dann wäre es günstig, eine kombinierte Lösung in diesem besonderen Übergangsbereich zu haben, statt einem abrupten Umschalten zwischen der Fahrzeuglösung und der Fußgängerlösung.
Nachdem der zentralisierte Server 103 die Standorte der ZP berechnet, kann er anschließend diese Standorte während zukünftiger Anfragen von anderen Kollektorvorrichtung nutzen, die versuchen, ihre relativen Positionen zu schätzen. Beispielsweise können verschiedene Kollektorvorrichtungen, die sich auf Fahrbahnen fortbewegen, oder in den Fußgängerbereichen, eine Nachricht an den zentralisierten Server 103 senden und ZP-Standorte anfragen. In dem beispielhaften System können die Anfragen der Kollektorvorrichtungen auch den derzeitigen Umgebungskontext der Kollektorvorrichtung umfassen (z. B. ob die Kollektorvorrichtung in einem Fahrzeug oder an einem Fußgänger ist). Der Server kann dann entsprechend antworten, so dass die ZP-Standorte, die in Bezug auf den Fußgängermodus der Fortbewegung und den Fahrzeugmodus der Fortbewegung berechnet wurden, an die geeigneten Kollektorvorrichtungen mit ähnlichem Umgebungskontext gesendet werden können.
Wenn beispielsweise eine Kollektorvorrichtung, die sich in einem Fahrzeug fortbewegt, eine Anfrage an den zentralisierten Server 103 sendet, dann kann der zentralisierte Server 103 mit den ZP-Standorten antworten, die von anderen Kollektorvorrichtungen, die sich in Fahrzeugen fortbewegen, berechnet wurden. Wenn der zentralisierte Server 103 eine Anfrage von einer Kollektorvorrichtung empfängt, die sich mit einem Fußgänger fortbewegt, kann der Server anschließend in ähnlicher Weise mit den ZP-Standorten antworten, die von anderen Fußgänger-Kollektorvorrichtungen berechnet wurden. Dies stellt sich, dass die sich per Fahrzeug fortbewegenden Kollektorvorrichtungen ZP-Standorte empfangen können, die in Richtung der Fahrbahnen tendieren, wohingegen Fußgänger-Kollektorvorrichtungen ZP-Standorte empfangen können, die in Richtung der Fußgängerbereiche tendieren. Daher können die einseitigen Lösungen zwischen dem Fußgänger und dem Fahrzeug entsprechend dem Umgebungskontext der Anfragevorrichtung korrekt verteilt werden. Der Server kann ein solches Verfahren durch Vergleichen des in der Anfrage empfangenen Umgebungskontexts mit dem Umgebungskontext durchführen, der den im Speicher gespeicherten ZP-Standorten zugehörig ist.
Es ist anzumerken, dass in einer alternativen Ausführungsform die Kollektorvorrichtung während der Positionierungsanfrage vielleicht nicht ihren Umgebungskontext an den Server übersenden kann. In diesem Beispiel kann der Server auf eine Anfrage durch Übertragen von Informationen antworten, die zu einer Reihe möglicher Umgebungskontexte tendieren. Der Kollektor kann dann lokal eine der Lösungen auswählen, die am besten zu seinem derzeitigen Umgebungskontext passt. Diese Ausführungsform kann in Situationen günstig sein, in denen die Kollektorvorrichtung zwischen verschiedenen Umgebungen wechselt (z. B. von der Fortbewegung per Fahrzeug zur Fortbewegung per Fußgänger). Die Kollektorvorrichtung kann einfach zwischen den Lösungen während des Übergangs umschalten, ohne sich erneut mit dem Server verbinden zu müssen.
Es ist auch anzumerken, dass die Positionierungsinformationen lokal auf der Kollektorvorrichtung über lange Zeitabschnitte gespeichert werden können. Diese Positionierungsinformationen können zuvor in der Vergangenheit von dem Server berechnet worden sein (z. B. Stunden, Tage oder Monate bevor die Kollektorvorrichtung sie verwendet). Die Kollektorvorrichtung kann dann auf diese lokal gespeicherten Positionierungsinformationen basierend auf ihrem derzeitigen Umgebungskontext zugreifen (d. h. die Kollektorvorrichtung kann Positionierungsinformationen aus einem lokalen Speicher extrahieren, die am besten zu ihrer Umgebung passen).
In 4A ist ein funktionelles Flussdiagramm/Blockschaltbild der Verbindung zwischen der Kollektorvorrichtung und einem zentralisierten Server während des Sammelverfahrens dargestellt. Genauer gesagt ist die Kollektorvorrichtung 100 dazu fähig, die Übertragungssignale von den ZP zu sammeln und ihre Sensoren dazu zu verwenden, ihren Umgebungskontext bei Empfang der ZP-Signale zu bestimmen (Schritt 402). Die Kollektorvorrichtung 100 überträgt dann die gesammelten Informationen zusammen mit dem zugehörigen Umgebungskontext (Schritt 404). Die gesammelten Informationen und der Umgebungskontext der Kollektorvorrichtung 100 werden anschließend von dem zentralisierten Server 103 empfangen (Schritt 406). Der zentralisierte Server 103 schätzt dann die ZP-Standorte basierend auf den gesammelten Informationen aus der Kollektorvorrichtung und anderen gesammelten Informationen aus anderen Kollektorvorrichtungen mit ähnlichem Umgebungskontext (Schritt 408).
Beispielsweise können gesammelte Informationen einer ersten Kollektorvorrichtung, die Signale von einem Fahrzeug empfängt, und einer zweiten Kollektorvorrichtung, die auch Signale von einem Fahrzeug empfängt, von dem Server 103 in Schritt 408 zusammengefasst werden, um die Standorte der ZP zu schätzen. Diese gesammelten Informationen können zusammengefasst werden, da sowohl die erste als auch die zweite Kollektorvorrichtung ähnliche Umgebungskontexte aufweisen (d. h. dass sie beide in einem Fahrzeug fahren). Die zentralisierte Servervorrichtung 103 ist dann dazu fähig, die ZP-Standorte basierend auf einem speziellen Umgebungskontext zu sortieren und zu speichern (Schritt 410). Beispielsweise würden die Schätzungen der ZP-Standorte für Kollektoren in einem Fahrzeug getrennt von geschätzten ZP-Standorten von Kollektorvorrichtungen gespeichert werden, die an einem gehenden Fußgänger positioniert sind.
4B zeigt ein funktionelles Flussdiagramm/Blockschaltbild der Verbindung zwischen der Kollektorvorrichtung 100 und dem zentralisierten Server 103 während einer Anfrage, bei der die Kollektorvorrichtung 100 versucht, ihren Standort zu schätzen (d. h. nachdem die Signale bereits gesammelt wurden). Genauer gesagt kann die Kollektorvorrichtung 100 ihre Sensoren oder ihren GNSS-Empfänger dazu nutzen, ihren Umgebungskontext zu bestimmen (Schritt 412). Die Kollektorvorrichtung 100 kann dann diesen Umgebungskontext zusammen mit einer Nachricht übertragen, die ZP-Standortinformationen anfragt (Schritt 414). Der zentralisierte Server 103 empfängt anschließend die Umgebungskontext-Informationen und die Anfrage bezüglich der ZP-Standorte (Schritt 416). Der zentralisierte Server 103 extrahiert die bereits geschätzten ZP-Standorte basierend auf dem empfangenen Umgebungskontext.
Beispielsweise kann der zentralisierte Server 103 den empfangenen Umgebungskontext von der Kollektorvorrichtung 100 mit dem Umgebungskontext vergleichen, der den bereits geschätzten ZP-Standorten, die in dem Speicher gespeichert sind, zugehörig ist (Schritt 418). Wenn die Umgebungskontexte übereinstimmen, werden anschließend die ZP-Standorte aus dem Speicher extrahiert. Der zentralisierte Server 103 kann dann die extrahieren ZP-Standorte zurück zu der Kollektorvorrichtung übertragen (Schritt 420). Die Kollektorvorrichtung 100 kann dann die ZP-Standorte empfangen und ihren eigenen Standort basierend auf den ZP-Standorten, den gesammelten Signalen und dem Umgebungskontext berechnen (Schritt 422).
Obwohl sich die obigen Beispiele in Bezug auf 2A, 2B, 3A, 3B, 4A und 4B auf das Schätzen von ZP-Standorten beziehen, die als Positionierungsinformationen verwendet werden, ist zu berücksichtigen, dass andere alternative Positionierungsverfahren, wie z. B. das HF-Fingerabdruckverfahren, auch verwendet werden können. Beim HF-Fingerabdruckverfahren werden beispielsweise die HF-Signaturen der ZP gesammelt und an den Server zusammen mit dem Umgebungskontext und dem absoluten/relativen Standort der Kollektorvorrichtung übertragen. HF-Signaturen verschiedener Kollektorvorrichtungen können von dem Server verarbeitet (z. B. gemittelt/kombiniert/interpoliert) werden, um eine gesamte HF-Signatur für einen vorgegebenen Standort zu bestimmen.
In Reaktion auf eine Anfrage (einschließlich der derzeitigen HF-Signatur) von einer Kollektorvorrichtung kann der Server anschließend eine beste Übereinstimmung zwischen den vorberechneten HF-Signaturen und der derzeitigen HF-Signatur der anfragenden Kollektorvorrichtung bestimmen. Der Standort der übereinstimmenden HF-Signatur kann dann zur Schätzung des Standorts der anfragenden Kollektorvorrichtung verwendet werden.
Es ist anzumerken, dass in einem weiteren Beispiel die HF-Signaturen lokal gespeichert und von der Kollektorvorrichtung berechnet werden können, ohne dass der Server erforderlich wäre. Es ist auch anzumerken, dass andere Positionierungsverfahren (mit Ausnahme des Schätzens von ZP-Standorten und des HF-Fingerabdruckverfahrens, wie oben beschrieben) auch unter Verwendung der Umgebungskontext-Informationen ergänzt werden könnten.
Im Allgemeinen nutzen sowohl die Kollektorvorrichtungen als auch die Servervorrichtung den Umgebungskontext, um eine präzisere Positionierungslösung zu berechnen. Der Umgebungskontext der Kollektorvorrichtungen wird den gesammelten Informationen zugeordnet. Dies ermöglicht, dass der Server 103 gesammelte Informationen aus verschiedenen Kollektorvorrichtungen zusammenfasst, die ähnliche Umgebungskontexte aufweisen, und daher ähnliche Tendenzen. Diese einseitigen Lösungen können dann später während einer Anfrage von weiteren Kollektorvorrichtungen verwendet werden, so dass die geeignete einseitige Lösung für eine vorgegebene Anfrage ausgewählt wird.
Obwohl die Erfindung hier in Bezug auf spezielle Ausführungsformen dargestellt und beschrieben ist, soll die Erfindung nicht auf die dargestellten Einzelheiten begrenzt werden. Vielmehr können verschiedene Modifikationen an den Einzelheiten innerhalb des Schutzbereichs und Umfangs von Äquivalenten der Ansprüche vorgenommen werden, ohne von der Erfindung abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

IEEE 802.11-Standards [0032]

Claims

Verfahren zum Sammeln von Informationen aus einer Mehrzahl von Hochfrequenz(HF)-Quellen, wobei das Verfahren umfasst: Empfangen, durch eine Kollektorvorrichtung, von HF-Signalen aus den HF-Quellen zur Erzeugung der Sammelinformationen; Bestimmen, durch die Kollektorvorrichtung, von Umgebungskontext-Informationen, die eine physikalische Umgebung der Kollektorvorrichtung während des Empfangs der HF-Signale beschreiben, und einer Position der Kollektorvorrichtung; Zuordnen, durch die Kollektorvorrichtung, der Umgebungskontext-Informationen zu den Sammelinformationen und der Position; und Übertragen, durch die Kollektorvorrichtung, der Sammelinformationen, der Position und der zugehörigen Umgebungskontext-Informationen zu einer Servervorrichtung.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Umgebungskontext-Informationen durch Sensoren bestimmt werden, die in der Kollektorvorrichtung integriert sind, wobei die Sensoren einen Beschleunigungsmesser, einen Empfänger eines Globalen Navigationssatellitensystems (GNSS), ein Gyroskop und/oder einen Kompass umfassen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Umgebungskontext-Informationen eine Kollektorvorrichtung mit dem Reisemodus Fußgänger und/oder Fahrzeug umfassen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Kollektorvorrichtung eine Karte bei der Bestimmung der Umgebungskontext-Informationen verwendet, so dass die Umgebungskontext-Informationen einen identifizierten Fußgängerweg und/oder eine identifizierte Fahrbahn umfassen, auf dem/der sich die Kollektorvorrichtung fortbewegt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Kollektorvorrichtung eine Signalstärke und/oder eine Laufzeit der HF-Signale den Umgebungskontext-Informationen zuordnet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Kollektorvorrichtung die Umgebungskontext-Informationen basierend auf einer Bewegung der Kollektorvorrichtung bestimmt, wobei die Bewegung Geschwindigkeit, Beschleunigung und/oder Richtung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, Empfangen, durch eine andere Kollektorvorrichtung, von HF-Signalen aus den HF-Quellen zur Erzeugung von anderen Sammelinformationen; Bestimmen, durch die andere Kollektorvorrichtung, von anderen Umgebungskontext-Informationen, die eine physikalische Umgebung der anderen Kollektorvorrichtung während des Empfangs der HF-Signale beschreiben; Zuordnen, durch die andere Kollektorvorrichtung, der anderen Umgebungskontext-Informationen zu den anderen Sammelinformationen; und Übertragen, durch die andere Kollektorvorrichtung, der anderen Sammelinformationen und der zugehörigen Umgebungskontext-Informationen an die Servervorrichtung.
Verfahren zum Schätzen von Positionierungsinformationen, die einer Mehrzahl von Hochfrequenz(HF)-Quellen zugehörig sind, wobei das Verfahren umfasst: Empfangen, durch eine Servervorrichtung, von Sammelinformationen basierend auf HF-Signalen, die von wenigstens einer Kollektorvorrichtung aus den HF-Quellen empfangen werden, und von zugehörigen Umweltkontext-Informationen, die eine physikalische Umgebung der wenigstens einen Kollektorvorrichtung beschreiben, die die Sammelinformationen erzeugt hat; Schätzen, durch die Servervorrichtung, der Positionierungsinformationen zur Unterstützung der wenigstens einen Kollektorvorrichtung bei der Bestimmung eines Standorts der wenigstens einen Kollektorvorrichtung; und Zuordnen, durch die Servervorrichtung, der Positionierungsinformationen zu den Umgebungskontext-Informationen.
Verfahren nach Anspruch 8, das ferner umfasst: Zusammenfassen, durch die Servervorrichtung, von Sammelinformationen aus einer Mehrzahl von Kollektorvorrichtungen, die ähnliche Umgebungskontext-Informationen aufweisen, um die Positionierungsinformationen zu schätzen, die geschätzte Standorte der HF-Quellen, oder HF-Fingerabdrücke der HF-Quellen umfassen.
Verfahren nach Anspruch 8, das ferner umfasst: separates Speichern, durch die Servervorrichtung, der geschätzten Positionierungsinformationen, die geschätzte Standorte oder geschätzte HF-Fingerabdrücke der HF-Quellen umfassen, die verschiedenen Umgebungskontext-Informationen zugehörig sind.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die verschiedenen Umgebungskontext-Informationen die Fortbewegung zu Fuß, Fortbewegung per Fahrzeug und einen Übergang zwischen der Fortbewegung zu Fuß und der Fortbewegung per Fahrzeug umfassen.
Verfahren nach Anspruch 8, das ferner umfasst: Empfangen, durch die Servervorrichtung, einer Anfrage von einer anderen Kollektorvorrichtung bezüglich der geschätzten Positionierungsinformationen, die die geschätzten Standorte oder geschätzten HF-Fingerabdrücke der HF-Quellen umfassen, wobei die Anfrage andere Umgebungskontext-Informationen der anderen Kollektorvorrichtung umfasst; Extrahieren, durch die Servervorrichtung, der geschätzten Standorte oder der geschätzten HF-Fingerabdrücke der HF-Quellen, die den Umgebungskontext-Informationen zugehörig sind, die den anderen in der Anfrage empfangenen Umgebungskontext-Informationen entsprechen; und Übertragen, durch die Servervorrichtung, der extrahierten geschätzten Standorte oder der geschätzten HF-Fingerabdrücke an die andere Kollektorvorrichtung.
Verfahren nach Anspruch 12, das ferner umfasst: Übertragen, durch die Servervorrichtung, der anderen geschätzten Standorte oder der anderen geschätzten HF-Fingerabdrücke der HF-Quellen, die den Umgebungskontext-Informationen zugehörig sind, die anders sind als die in der Anfrage empfangenen Umweltkontext-Informationen; wobei der Kollektor die geschätzten Standorte oder die geschätzten HF-Fingerabdrücke der HF-Quellen speichert und die passenden geschätzten Standorte oder geschätzten HF-Fingerabdrücke zur Bestimmung des Standorts der Kollektorvorrichtung auswählt.
Verfahren nach Anspruch 8, das ferner umfasst: Bestimmen, durch die Servervorrichtung, von kombinierten Positionierungsinformationen, die kombinierte Standorte oder kombinierte HF-Fingerabdrücke der HF-Quellen durch Kombinieren von geschätzten Standorten oder geschätzten HF-Fingerabdrücken von HF-Quellen umfassen, die in verschiedenen Umgebungskontexten berechnet werden; und Übertragen, durch die Servervorrichtung, der kombinierten Standorte oder der kombinierten HF-Fingerabdrücke an Kollektorvorrichtungen, die zwischen einem ersten Umgebungskontext und einem zweiten Umgebungskontext wechseln.
Servervorrichtung zur Bereitstellung von Positionierungsinformationen an eine mobile Vorrichtung, wobei die Servervorrichtung umfasst: einen Prozessor, der ausgelegt ist zum: Schätzen von Positionierungsinformationen von einer Mehrzahl von Hochfrequenz(HF)-Quellen basierend auf gesammelten Informationen, die aus einer mobilen Vorrichtung empfangen werden, wobei die gesammelten Informationen auf HF-Signalen basieren, die durch die mobile Vorrichtung aus den HF-Quellen empfangen werden; Speichern der geschätzten Positionierungsinformationen basierend auf Umgebungskontext-Informationen der mobilen Vorrichtung, die bei Empfang der HF-Signale bestimmt werden, so dass die geschätzten Positionierungsinformationen, die den mobilen Vorrichtungen mit ähnlichen Umgebungskontexten entsprechen, einander zugehörig sind; und Übertragen der gespeicherten geschätzten Positionierungsinformationen, die einander zugehörig sind, an eine andere mobile Vorrichtung, wenn die andere mobile Vorrichtung einen Umgebungskontext erfasst hat, der dem Umgebungskontext ähnlich ist, der den gespeicherten geschätzten Positionierungsinformationen zugehörig ist.
Server nach Anspruch 15, wobei der Prozessor ferner ausgelegt ist zum: Empfang von gesammelten Informationen und Umgebungskontext-Informationen aus einer Mehrzahl von mobilen Vorrichtungen, Zusammenfassen der gesammelten Informationen zum Schätzen der Positionierungsinformationen, die geschätzte Standorte oder HF-Fingerabdrücke der HF-Quellen umfassen, und Speichern der geschätzten Standorte oder der HF-Fingerabdrücke der HF-Quellen in separaten Standorten in einem Speicher, basierend auf den zugehörigen Umgebungskontext-Informationen.
Server nach Anspruch 15, der ferner umfasst: wenigstens zwei andere Servervorrichtungen, wobei die Servervorrichtung und die wenigstens zwei anderen Servervorrichtungen gesammelte Informationen verarbeiten, die drei verschiedenen Umgebungskontexten zugehörig sind, zum Schätzen von drei verschiedenen geschätzten Standorten oder drei verschiedenen geschätzten HF-Fingerabdrücken für die HF-Quellen.
Server nach Anspruch 15, wobei der Prozessor ferner ausgelegt ist zum: Empfangen einer Anfrage von einer anderen Kollektorvorrichtung bezüglich der Positionierungsinformationen, die geschätzte Standorte oder HF-Fingerabdrücke der HF-Quellen umfassen, wobei die Anfrage andere Umgebungskontext-Informationen der anderen Kollektorvorrichtung umfasst; Extrahieren der geschätzten Standorte oder der HF-Fingerabdrücke der HF-Quellen, die den Umgebungskontext-Informationen zugehörig sind, die den anderen in der Anfrage empfangenen Umgebungskontext-Informationen entsprechen; und Übertragen der extrahierten geschätzten Standorte oder der HF-Fingerabdrücke an die andere Kollektorvorrichtung.
Server nach Anspruch 18, wobei der Prozessor ferner ausgelegt ist zum: Umschalten zwischen a) einem Extrahieren der geschätzten Standorte oder der HF-Fingerabdrücke der HF-Quellen, die ersten Umgebungskontext-Informationen zugehörig sind, und b) einem Extrahieren der geschätzten Standorte oder der HF-Fingerabdrücke der HF-Quellen, die zweiten Umgebungskontext-Informationen zugehörig sind, in Reaktion auf die anderen Umgebungskontext-Informationen, die in der Anfrage empfangen werden, die zwischen aufeinanderfolgenden Anfragen wechseln.
Server nach Anspruch 15, wobei der Prozessor ferner ausgelegt ist zum: Kombinieren der Positionierungsinformationen, die geschätzte Standorte oder HF-Fingerabdrücke der HF-Quellen umfassen, die in verschiedenen Umgebungskontexten berechnet werden; und Übertragen der kombinierten Standorte oder der kombinierten HF-Fingerabdrücke an Kollektorvorrichtungen, die zwischen einem ersten Umgebungskontext und einem zweiten Umgebungskontext wechseln.