基于虚拟地标的定位和建图的制作方法
【技术领域】
[0001] 本公开涉及定位，并且更具体地涉及可用于不可接收全球定位系统（GPS)信号的 实例中的设备定位系统。
【背景技术】
[0002] 随着无线技术继续发展，新的无线设备中可用的各种功能继续扩展。蜂窝手持机、 智能电话等已经远远超过了简单传递语音信息的能力，并且现在针对个人使用和专业使用 提供了很多不同的应用。例如，移动设备能够访问WAN(例如，互联网）来获得本地应用的 更新的信息、来与远程（例如，基于云的）数据资源交互、来执行各种金融交易等。执行所 有这些功能的能力正在迅速地使得移动设备对现代生活是必不可少的。
[0003] 移动设备正在变得越来越必不可少的一个领域是导航。例如，很多移动设备现在 包括全球定位系统（GPS)接收机，其促进位置确定在实际的设备位置的几米之内。位置相 关的应用依赖该信息来针对地图执行定位、执行导航、找到期望的位置（例如，包括获得期 望物品的地方、事件位置（例如，用于商务会议、餐饮、娱乐等））。然而，依赖GPS信号基本 上将位置相关的应用的可用性限于户外使用。GPS信号在室内通常是不可接收的，并且即 使GPS信号被接收到，它们也不能提供有用的室内导航所需的分辨率的程度。室内导航可 以用于诸如购物中心、大学、礼堂、竞技场等之类的大型结构。例如，室内定位相关的应用能 够将人们引向会议室、将顾客引向销售期望的物品、具有出售的物品等的零售店。近来针对 可用于GPS信号不可接收或不准确的空间的导航系统的研发已经出现。然而，这些系统的 采用受各种需求、限制等的阻碍。例如，很多针对室内导航所提议的策略需要被安装在专门 用于导航的空间中的额外的设备、在导航之前需要设备训练、缺乏处理要被导航的空间内 的变化的条件的能力等。
【附图说明】
[0004] 随着下面的详细描述继续进行，并且在参照附图的基础上，所要求保护的主题的 各种实施例的特征和优势将变得明显，其中相似的标号指示相似的部分，并且其中：
[0005] 图1根据本公开的至少一个实施例示出了基于虚拟地标的定位和建图的示例；
[0006] 图2根据本公开的至少一个实施例示出了可用的设备的示例配置；
[0007] 图3根据本公开的至少一个实施例示出了用于基于虚拟地标的定位和建图的示 例操作；
[0008] 图4根据本公开的至少一个实施例示出了用于确定设备已经改变位置和用于估 计空间内的位置的示例操作；
[0009] 图5根据本公开的至少一个实施例示出了用于更新空间的地图的示例操作；
[0010] 图6根据本公开的至少一个实施例示出了用于在空间内进行导航的示例操作；
[0011] 图7根据本公开的至少一个实施例示出了用于确定是否有信号源已经改变了位 置并且基于被确定为已经改变位置的信号源来更新地图的示例操作；
[0012] 图8根据本公开的至少一个实施例示出了用于确定设备位置的示例操作。
[0013] 虽然下面的【具体实施方式】将参照说明性的实施例继续进行，但是其中的很多替 代、修改和变化对本领域的技术人员来说将是显而易见的。
【具体实施方式】
[0014] 本公开针对基于虚拟地标的定位和建图（mapping)。通常，空间可以包括多个信号 源，例如无线接入点（AP)、包括诸如毫微微小区之类的较小的基站的蜂窝基站等。空间可 以被虚拟地划分为多个区域，其中空间中的每个区域可以与虚拟地标（landmark)相关联。 虚拟地标可以由签名来标识，该签名包括当在与地标相对应的区域中时对从多个接入点所 接收的无线信号的测量。例如，可以基于虚拟地标处所接收的无线信号的信号功率量值和 方差测量来对设备位置进行近似。设备然后可以采用诸如同时定位和建图（Simultaneous Localization and Mapping，SLAM)之类的算法用于空间中的定位和地图创建，而不需要 GPS信号、专门的信号设备、预导航设备训练等。导航/建图还可考虑空间变化、信号源变化 等。
[0015] 在一个实施例中，设备可以包括例如通信模块和处理模块。通信模块可至少接收 无线信号并且处理模块可基于所接收的无线信号确定空间中的至少一个虚拟地标、基于该 至少一个虚拟地标来生成用于对空间进行导航的地图、以及基于所生成的地图来在空间内 进行导航。例如，无线信号可以是来自空间中的多个信号源的短距离无线通信信号。空间 可以被虚拟地分为多个区域，其中多个区域中的每个区域与虚拟地标相关联。虚拟地标可 以由例如包括对从多个信号源中的每个信号源所接收的无线信号中的信号功率量值和方 差的测量的签名来标识。无线信号的功率量值和方差可以基于例如接收的信号强度指示 (RSSI)〇
[0016] 在相同的或不同的实施例中，处理模块可以生成地图并且使用SLAM算法在空间 内进行导航。例如，SLAM算法可以使用对虚拟地标的检测来校正设备位姿估计。在一个实 施例中，生成地图可以包括处理模炔基于虚拟地标来生成临时地图、确定虚拟地标之前是 否被访问过、并且基于确定来更新永久地图以更新针对至少一个现有的虚拟地标的签名或 添加至少一个新的虚拟地标。基于地图来在空间内进行导航可以包括：例如，处理模块还基 于所测量的针对虚拟地标的签名与被记录于永久地图或临时地图中的签名的比较来更新 虚拟地标的粒子权重。处理模块还基于经更新的粒子权重基本相似来确定新的位姿处的任 何无线电信号源是否已经改变了位置。确定新的位姿处的任何无线电信号源是否已经改变 了位置可以包括例如处理模块还观测在所有粒子上针对任何无线电信号源所累积的信号 功率量值变化是否基本高于在所有粒子上针对其它无线电信号源所累积的信号功率量值 变化。处理模块然后还从虚拟地标的签名中移除与其位置被确定为已经改变的任何无线信 号源相对应的信号测量。与本公开的至少一个实施例一致的用于导航和建图的示例方法可 以包括：确定设备已经改变了位置、通过确定与空间被虚拟划分的多个区域内的区域相关 联的虚拟地标来估计空间内的设备的位置、基于所确定的虚拟地标来在设备中更新空间的 地图、以及基于地图在空间内进行导航。
[0017] 图1根据本公开的至少一个实施例示出了基于虚拟地标108的定位和建图的示 例。系统100可以包括例如空间102,空间102包括多个信号源（SS) 104 (例如，SS1、SS2和 SS3)和设备106。空间102可以是期望导航和/或建图帮助但是其中GPS信号可能无法被 接收或可能是不精确的等的任何位置，例如包括购物中心、大学、医院、机场、大型建筑物等 的大型结构。设备106可以是例如移动通信设备（例如，基于Android?操作系统（OS)、 iOS?、Windows? 〇S、Blackberry? os、Pa丨m? OS、Symbian? ()s $的蜂窝手持机 或智能电话）、移动计算设备（例如，类似iPad?、Galaxy Tab?、Kindle Fire?等的平板 计算机）、包括由英特尔公司制造的低功耗芯片组的Ultrabook?、上网本、笔记本、膝上型 计算机、掌上型计算机等。SS 104可以包括任何无线信号源，其中无线信号的方面可以被测 量并且与信号源相关联。SS 104可以是例如被配置为提供入口（在该入口上设备106能够 访问类似WAN(例如，互联网）的较大型的网络）的无线局域网络（WLAN)接入点或"WiFi AP"、包括诸如毫微微小区之类的较小的基站的蜂窝基站等。需要注意的是：虽然SS 104可 以在与本公开一致的各种实施例中被采用，但是SS 104可以在空间102中与导航无关地进 行操作（例如，WiFi AP可以主要起互联网网关的作用、蜂窝基站可以主要地起支持无线数 据/语音通信的作用等），同时如本文将进一步解释的还在导航系统中起次要作用。
[0018] 可能期望在不可访问卫星的区域中采用电子导航以例如定位固定的目标（例如， 急救站、火警出口、零售店等）或可变的目标（例如，航班的更新的登机口、变化的会议室、 提供有限时间销售的零售商、娱乐事件处的座位等）。现有的导航和/或建图系统可能需