室内地球磁场测量的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明总体涉及室内定位系统，并且尤其涉及地球磁场测量的应用。
【背景技术】
[0002]当人在建筑物内时跟踪人的移动是非常重要的。然而，众所周知的采用全球定位系统(GPS)或任何其他基于卫星的室外定位系统，在建筑物内由于缺少卫星覆盖的可靠接收而无法工作。因此，使用室内地球磁场(EMF)的定位技术被开发作为室内位置发现的一种可行选择。例如，该类位置发现提供了由定位设备测量的磁场强度。
【发明内容】
[0003]依据本发明的一方面，提供了由权利要求1和15限定的装置。
[0004]依据本发明的一方面，提供了一种方法。该方法包括:在建筑物内执行一组位置相关的测量；存储与该组位置相关测量的结果相关的数据到与装置耦合的存储缓冲区中；并在检测到预定义的触发条件时，转移与位置相关测量的结果相关的数据到数据库实体中。
[0005]依据本发明的一方面，提供了一种方法。该方法包括:存储建筑物的传感器数据；获得与一组位置相关测量结果相关的数据，其中该组中的每一个位置相关测量结果由建筑物内移动的移动装置确定；在检测到预定义的触发条件时，将接收到的与该组位置相关测量结果相关的数据与存储的传感器数据比较；并基于比较情况，确定与移动装置关联的人的移动信息。
[0006]依据本发明的一方面，提供了一种计算机程序产品。该计算机程序产品具体实现在计算机可读的分布式介质上，并包括当加载到装置中时执行上述任一方法的程序指令。
[0007]依据本发明的一方面，提供了一种计算机可读的分布式介质，其携带上述计算机程序产品。
[0008]依据本发明的一方面，提供了一种装置。该装置包括用于执行如附加权利要求所描述的任何实施例的装置。
[0009]本发明的实施例定义在从属权利要求中。
【附图说明】
[0010]下面，将参照具体实施例以及附图更详尽地描述本发明，附图中:
[0011]图1是建筑物的楼层平面图；
[0012]图2A至2C示出了定位设备和测量的磁场矢量示例；
[0013]图3A和3B示出了按照一些实施例的方法；
[0014]图4是示出了一人在建筑物内行进的可能路径；
[0015]图5示出了依据实施例执行一组EMF测量的例子；
[0016]图6示出了依据实施例的位置估计的产生；
[0017]图7示出了依据实施例执行一组惯性测量的例子；
[0018]图8示出了依据一些实施例的可能的触发条件；
[0019]图9A和9B示出了依据一些实施例，关于建筑物是商店的情况下的一些实施例；
[0020]图10示出了依据一些实施例，关于移动装置访问权限的一些实施例；并且
[0021]图11和12示出了依据实施例的装置。
【具体实施方式】
[0022]下面的实施例是示例性的。尽管说明书可能在文章的几处位置提及“一”、“一个”或“一些”实施例，但这未必意味着每次引用相同的(多个)实施例或者特征仅适用于单个实施例。不同实施例的单个特征也可以组合以提供其它实施例。
[0023]为了能够定位，基于GPS的位置发现和/或跟踪是已知的。然而，GPS位置发现由于缺少卫星接收覆盖而可能不适宜于室内。对于基于室内的位置跟踪，可以使用基于RF的位置发现和位置跟踪。在此系统中，例如，RF信号的往返时间或接收的RF信号的功率由用户设备所连接的室内基站确定。这种类型的位置跟踪可能例如当用户由两个不同的RF基站定位时遭遇到准确性的缺乏。还有，一个基站的覆盖区域可能很广从而导致糟糕的准确度。其他一些周知的可应用于室内定位的定位测量，例如包括机器视觉、运动传感器和距离测量。然而，这些可能需要昂贵的测量设备和遍及整个建筑物所安装的装备。作为更进一步的选择，可以应用地球磁场(EMF)。
[0024]用于建造建筑物的材料可能影响建筑物内可测量的EMF和建筑物周围的EMF。例如，钢铁、钢筋混凝土和电气系统可影响EMF。EMF在建筑物内的不同位置之间可能剧烈变化，因而基于建筑物内的EMF局部偏差能够在建筑物内实现准确的位置发现和跟踪。另一方面，相比建筑物材料等产生的影响，在建筑物的特定位置放置的装备对EMF的影响要小许多。因此，即使装备和/或家具等的布局和数量发生变化，所测量的EMF可能变化不大。
[0025]图1中示例的建筑物100具有5个房间、一走廊和一门厅。应注意的是本发明的实施例还可应用于其他类型的建筑物，包括多层建筑。建筑物100的楼层平面图可以用特定的参照系代表。参照系可以指的是坐标系或一组轴线，例如，定位设备的位置、朝向等被测量于内。图1示例建筑物的参照系是一 XY坐标系统，在本应用中被称为世界坐标系。当需要考虑垂直维度时，建筑物100的坐标系也可以是三维坐标。垂直维度称为Z，而X和Y共同定义了水平的二维点(Χ，γ)。图1中起点为(Χ1，Υ1)和终点为(Χ2，Υ2)的箭头可认为是与EMF定位设备关联的用户经过的路径102。由于简化的原因，垂直Z维度被忽略。定位设备将在后面详细说明，但这里要说的是，定位设备具有磁力计或任何其他能够测量EMF的传感器，例如霍尔传感器或数字罗盘。磁力计包括至少一个正交的测量轴。然而，在一实施例中，磁力计具有三维测量能力。还在一个实施例中，磁力计可以是一组磁力计或磁力计阵列，其提供了同时从多个分隔开的位置进行的磁场观测。磁力计可以是精确的传感器，能够检测EMF中的任何变化。除了磁场(通量)的强度(strength),也被称为大小(magnitude)、强度(intensity)或密度(density)外,磁力计能够确定测量的EMF矢量的三维方向。为了这个目的，应注意的是，在任何位置，地球磁场可以由一三维矢量代表。假设罗盘针一端系在细绳以便罗盘针可以任意方向旋转，罗盘针指向的方向即是地球磁场矢量的方向。
[0026]正如所述，由一人携带的定位设备中的磁力计穿过图1中的路径102，能够确定三维磁场矢量。图2A示例了从(XI，Yl)到(X2，Y2)的整个路径102中的EMF矢量的三个分量以及其总强度。实线200代表磁场矢量的强度并且其他的三个线202到206代表三维磁场矢量的三个分量。例如，点划线202代表Z分量(垂直分量)，虚线204代表X分量，并且短划线206代表Y分量。基于此信息，可以提取所测量的磁场矢量的大小和方向。图2B示出了地球磁场208在目标210的位置是如何存在的，例如，目标210是定位装置。图2B中，按照建筑物的参照系，目标210以三维空间(XYZ)为导向。然而，典型地，目标是移动的，目标210的三维定可不同于向如图2C所示的建筑物的参照系。在此情况下，三维参照系并不是对于建筑物的而是对于目标210的。该参照系标示为X'、V和Z'，以对应于世界坐标系旋转的X、Y和Z。图2C中的G矢量指示了目标210所承受的地心引力。
[0027]建筑物100中移动的定位设备或任何目标物的位置跟踪/发现中，由一人携带的定位设备所测量的每个EMF矢量可与现有的信息比较，其中现有的信息包括建筑物100或多个建筑物内的一些位置的EMF矢量强度和方向。因此该信息描绘了室内的地球磁场图。由于EMF图的数据量比较大(通常覆盖许多建筑物)，因此EMF图可以存储在数据库实体中或服务器中，而不是计算能力有限的移动定位设备中。因此定位设备可以将每个EMF测量结果传输到网络端的数据库服务器中，即云端，该数据库服务器执行与EMF图的比较。作为结果，数据库服务器之后将位置估计返回定位设备。然而，此种位置估计的获取可能比较慢。这可能因为通常数据库服务器需要若干EMF测量以便为定位设备提供可靠的位置估计。更进一步，在一些情形中，由于环境或定位设备的特性，定位设备可能不存在任何可用的网络。由于测量反复地传送到云端，该方法还显著地消耗设备的电量。
[0028]如图3A和图4所示，提出了移动装置(MA) 400在步骤300中执行建筑物100中的一组位置相关测量。例如，MA400可以在建筑物100中沿着路径402移动。仅为了提出一些选择，MA400执行的测量可以是无线局域网(WLAN/WiFi)测量以检测MA400位置处的无线接入点的基本服务集标识符(BSS IDs)或信号强度，可以是蓝牙测量以检测MA400位置处的蓝牙接入点的IDs或信号强度，以及可以是气压测量以检测MA400位置处的气压。然而，为了简化描述，下面假设位置相关测量包括建筑物内的EMF测量。因此，即使使用EMF测量作为例子来描述一些实施例，这些测量仍可以被任何位置相关测量取代。
[0029]如前所示，每个EMF测量结果代表建筑物100中的EMF208的至少一个大小和方向。然而，MA400不是将每个EMF测量结果(例如所测量的EMF矢量值)分别和直接地传输到数据库实体500，而是在步骤302中存储与位置相关测量结果(例如，EMF测量结果)集412关联的数据存储到连接至MA400的存储缓冲器中。存储缓冲器也可以是包含在MA400中。之后，在步骤304中，在检测到预定义的触发条件时404，MA400发起将与EMF测量结果集412关联的数据传输到数据库实体500。应注意的是，对于预定义的触发条件404未发生的情况下，与EMF结果相关的已存储的数据根本无需传送。在此情况下，存在一预定义的时间窗口，在该时间窗口内触发事件404需要发生。如果其未发生，缓冲区中的与EMF测量结果相关的存储数据将被清除。传输可以是从MA400到数据库实体500的直接传输，或者也可以是通过第三方发生。如图4，实线代表EMF被测量并且与结果关联的数据连续离线存储到存储缓冲器的部分。圆形代表预定义的触发条件404的检测，在此处发生将与EMF结果集相关的数据传输到数据库实体500。
[0030]还应该注意的是，在一实施例中，数据库实体500位于MA400中。离线缓冲内容的传送需要MA400内数据的内部传送。然而,另一实施例中,数据库实体500包括在诸如互联网的网络上的数据库服务器中，在此情况下，离线缓冲内容的传送需要无线传输数据到网络。为了简化