使用经调制光信号确定移动装置的定位信息的制作方法
【专利说明】使用经调制光信号确定移动装置的定位信息
[0001] 夺叉参考
[0002] 本专利申请案主张2013年6月21日申请且转让给本受让人的约威斯克 (Jovicic)等人的标题为"使用经调制光信号确定移动装置的定位信息（Determination of Positioning Information of a Mobile Device Using Modulated Light Signals) '，的美 国专利申请案第13/923, 908号的优先权。
【背景技术】
[0003] 以下内容一般涉及用于确定移动装置的准确室内定位的技术。确定室内环境中的 移动装置的位置可用于大量应用中，例如在办公/商业环境中给移动电话用户导航、使得 客户能够找到超市或零售商店中的物品、优惠券发行及兑换、客户服务及问责等。
[0004] 实现精确位置估计可为具挑战性的任务。通常使用从Wi-Fi接入点（或类似装 置）接收的射频（RF)信号实现室内定位。然而，此技术需要移动装置学习 RF信号传播参 数，其提出对实现高精度（<lm)位置准确度的相当大的技术挑战。
【发明内容】
[0005] 所描述的特征一般涉及用于使用经调制光信号确定移动装置的定位信息的一或 多个改进方法、系统及/或设备。
[0006] 描述使用经调制光信号确定移动装置的定位信息的方法。在一个配置中，可从至 少一个光源中的每一者接收经调制光信号。可解码每一经调制光信号以获得识别至少一个 光源的识别信息。还可识别每一经调制光信号的到达角度。每一到达角度可与所识别的光 源相关联。
[0007] 在一些实施例中，可识别每一光源的位置。在一些情况下，可通过使用所述识别信 息参考至少一个数据库而识别每一光源的所述位置。在一些情况下，可至少部分基于每一 光源的所识别位置及每一经调制光信号的所识别到达角度而确定移动装置的位置。确定所 述移动装置的所述位置在一些情况下可包含估计从所述移动装置到所述至少一个光源中 的每一者的距离。估计到光源的距离在一些情况下可包含确定光源定位在其中的平面相对 于移动装置的高度，及使用所述高度及从光源接收的经调制光信号的所识别到达角度来估 计从所述移动装置到光源的所述距离。在一些配置中，可使用图像传感器接收每一经调制 光信号，且确定平面的高度可包含测量由所述图像传感器俘获的两个照明区之间的像素距 离（其中所述两个照明区对应于两个光源），及将测得的距离与两个光源之间的已知距离 进行比较。在一些情况下可从数据库获得两个光源之间的已知距离。
[0008] 在一些实施例中，可使用图像传感器解码经调制光信号。
[0009] 在一些实施例中，可使用图像传感器识别每一经调制光信号的到达角度。在这些 实施例中，识别经调制光信号的到达角度可包含确定由所述图像传感器俘获的照明区的位 置。可依据像素索引指定所述位置。
[0010] 在一些实施例中，可至少部分基于移动装置的定向而识别每一经调制光信号的到 达角度。
[0011] 在一些实施例中，识别经调制光信号的到达角度可包含：估计经调制光信号相对 于移动装置的坐标系统的相对到达角度；使用定向传感器获取移动装置的定向的测量值； 及至少部分基于所获取的测量值及相对到达角度而估计经调制光信号相对于绝对坐标系 统的绝对到达角度。移动装置的坐标系统在一些情况下可至少部分基于垂直于平行于移动 装置的平面的向量。定向传感器在一些情况下可包含陀螺仪或加速度计。
[0012] 在一些实施例中，确定所述移动装置的所述位置可包含相对于三个光源的所识别 位置及从三个光源接收的三个经调制光信号的所识别到达角度而执行三边测量。
[0013] 在一些实施例中，所述至少一个光源可包含发光二极管（LED)照明设备。
[0014] 在一些实施例中，每一经调制光信号可包含可见光通信（VLC)信号或红外信号。
[0015] 还描述用于使用经调制光信号确定移动装置的定位信息的设备。在一个配置中， 所述设备可包含处理器、与所述处理器进行电子通信的存储器，及存储于存储器中的指令。 所述指令可为可由处理器执行以从至少一个光源中的每一者接收经调制光信号；解码每一 经调制光信号以获得识别所述至少一个光源的识别信息；识别每一经调制光信号的到达角 度；及使每一到达角度与所识别光源相关联。
[0016] 还描述用于使用经调制光信号确定移动装置的定位信息的另一设备。在一个配置 中，所述设备可包含用于从至少一个光源中的每一者接收经调制光信号的装置；用于解码 每一经调制光信号以获得识别所述至少一个光源的识别信息的装置；用于识别每一经调制 光信号的到达角度的装置；及用于使每一到达角度与所识别光源相关联的装置。
[0017] 还描述用于使用经调制光信号确定移动装置的定位信息的计算机程序产品。所 述计算机程序产品可包含存储指令的非暂时性计算机可读媒体，所述指令可由处理器执行 以：从至少一个光源中的每一者接收经调制光信号；解码每一经调制光信号以获得识别所 述至少一个光源的识别信息；识别每一经调制光信号的到达角度；及使每一到达角度与所 识别光源相关联。
[0018] 所描述的方法及设备的适用性的进一步范围将从以下详细描述、权利要求书及图 式变得显而易见。仅通过说明给出所述详细描述及具体实例，因为在所述描述的精神和范 围内的各种改变及修改对于所属领域的技术人员将变得显而易见。
【附图说明】
[0019] 可参照以下图式实现本发明的性质及优点的进一步理解。在附图中，类似的组件 或特征可具有相同的参考标记。此外，可通过在参考标记后面跟着破折号及区分类似组件 的第二标记来区分相同类型的各种组件。如果仅第一参考标记用于说明书中，那么所述描 述适用于具有相同第一参考标记的类似组件中的任一者而不管第二参考标记如何。
[0020] 图1展示无线通信系统的第一框图；
[0021] 图2展示根据各种实施例的若干移动装置的正视图，移动装置中的每一者可被若 干光源中的一或多者照明；
[0022] 图3提供根据各种实施例的说明由三个光源照明的移动装置的平面图；
[0023] 图4是根据各种实施例的能够使用经调制光信号确定定位信息的移动装置的框 图；
[0024] 图5是根据各种实施例的能够使用经调制光信号确定定位信息的另一移动装置 的框图；
[0025] 图6是根据各种实施例的源识别模块及源位置确定模块的框图；
[0026] 图7是根据各种实施例的到达角度识别模块的框图；
[0027] 图8是根据各种实施例的移动装置位置确定模块的框图；
[0028] 图9是根据各种实施例的能够使用经调制光信号确定定位信息的又一移动装置 的框图；
[0029] 图10提供根据各种实施例的说明移动装置相对于笛卡尔坐标系统的示范性位置 的图；
[0030] 图11提供说明根据各种实施例的移动装置相对于笛卡尔坐标系统的X轴的示范 性定向的图；
[0031] 图12是说明根据各种实施例的用于使用经调制光信号确定移动装置的定位信息 的方法的流程图；
[0032] 图13是说明根据各种实施例非用于使用经调制光信号确定移动装置的定位信息 法另一方法非流程图；及
[0033] 图14是说明根据各种实施例的用于使用经调制光信号确定移动装置的定位信息 的又一方法的流程图。
【具体实施方式】
[0034] 描述使用经调制光信号确定移动装置的定位信息。更具体来说，移动装置可从一 或多个光源接收承载信息的光信号。承载信息的光信号可采用各种形式，例如由发光二极 管（LED)或能够调制其强度的其它照明设备传输的可见光通信（VLC)信号或红外信号。使 用移动装置的例如图像传感器及定向传感器，移动装置可解码从一或多个光源接收的光信 号，识别从每一光源接收的光信号的到达角度，及使每一到达角度与所识别光源相关联。从 所识别光源接收的经调制光信号的到达角度是可确定的一种形式的定位信息。还可确定其 它形式的定位信息。例如，当移动装置从至少三个光源接收经调制光信号时，移动装置可使 用三边测量以确定所述移动装置的所述位置。由移动装置确定的定位信息还可包含例如移 动装置距若干光源中的每一者的距离。
[0035] 以下描述提供实例且不限制权利要求书中阐述的范围、适用性或配置。在不脱离 本发明的精神和范围的情况下可作出所论述的元件的功能及布置方面的改变。各种实施例 可在适当时省略、替换或添加各种程序或组件。举例而言，所描述的方法可以不同于所描述 的次序的次序执行，且可添加、省略或组合各种步骤。并且，关于某些实施例描述的特征可 在其它实施例中加以组合。
[0036] 首先参看图1，图说明无线通信系统100的实例。系统100包含多个接入点（例 如，基站、eNB或WLAN接入点）105、若干移动装置115,及核心网络130。一些接入点105可 在基站控制器（未图示）的控制下与移动装置115通信，所述基站控制器在各种实施例中 可为核心网络130或某些接入点105 (例如，基站或eNB)的部分。一些接入点105可通过 回程132与核心网络130传送控制信息及/或用户数据。在一些实施例中，一些接入点105 可直接或间接地在回程链路134上彼此通信，所述回程链路可为有线或无线通信链路。系 统100可支持多个载波（不同频率辅波形信号）上房操作。多载波发射器可同时在多个载 波上发射经调制信号。例如，每一通信链路125可为根据各种无线电技术调制的多载波信 号。每一经调制信号可在不同的载波上发送且可携带控制信息（例如，参考信号、控制信道 等）、开销信息、数据等。
[0037] 接入点105可经由一或多个接入点天线与移动装置115无线地通信。接入点105 中的每一者可提供用于相应的地理区域110的通信覆盖。在一些实施例中，接入点105可 被称为基站、基站收发器（BTS)、无线电基站、无线电收发器、基本服务集（BSS)、扩展服务 集（ESS)、NodeB、演进型NodeB (eNB)、家庭NodeB、家庭eNodeB、WLAN接入点或某一其它合 适的术语。接入点的覆盖区域110可划分成仅组成覆盖区域的一部分的扇区（未展示）。 系统100可包含不同类型的接入点105 (例如，宏、微和/或微微基站）。接入点105还可利 用不同的无线电技术。接入点105可与相同或不同的接入网络相关联。利用相同或不同无 线电技术及/或属于相同或不同接入网络的不同接入点105的覆盖区域（包含相同或不同 类型的接入点105的覆盖区域）可重叠。
[0038] 在一些实施例中，系统100可包含LTE/LTE-A通信系统（或网络）。在LTE/LTE-A 通信系统中，术语演进型节点B(eNB)可一般用于描述接