用于混合虚拟和实体楼层地图的技术的制作方法
【技术领域】
[0001]本申请中描述的实施例一般涉及将建筑物(structure)的内部的楼层的虚拟地图与其实体地图混合以在其中实现位置跟踪。
背景
[0002]通过接收来自多个全球定位系统(GPS)卫星的无线信号并从那些信号内的定时的指示导出当前位置，计算设备早就提供了跟踪相对于地球表面的位置的能力。此外，不光简单地指示当前位置的当前一组坐标，计算设备早就提供了将当前位置与地球表面的地图相关联以在地图上提供当前位置的视觉表示的能力。因此，这样的计算设备(不论是手持还是被安装在车辆内)的用户早就能够在任何给定时刻看到他们身在地球表面何处的视觉表不O
[0003]进一步，许多这样的地图已经包括当前位置附近的与感兴趣的项目有关的信息，包括商业、公共服务、地址等等。因此，接收GPS信号的这样的计算设备的用户早就能够看到为了获得产品或服务、找到地址等等而去他们当前附近何处的指示。
[0004]不幸的是，一旦那些设备的用户进入室内和/或在建筑物或阻挡访问GPS信号的其它地层(format1n)下方时，由计算设备提供的这些功能的可用性通常停止。取决于这样的建筑物的多个部分的厚度和/或材料组成，对GPS信号的访问会变得断断续续或失真，或完全被中断。因此，一旦在室内时，这样的计算设备的用户通常被迫依赖使用安装在墙上或海报中的更传统的地图来分辨他们的当前位置。
附图简述
[0005]图1示出地图混合系统的实施例。
[0006]图2-4分别显示了实施例的部分。
[0007]图5示出根据实施例的虚拟地图和相应的点图的产生。
[0008]图6示出根据实施例的路径地图和相应的点图的产生。
[0009]图7示出根据实施例的锚点的指定。
[0010]图8-9分别示出根据实施例的对虚拟地图的操纵。
[0011]图10-11分别示出根据实施例的流程图。
[0012]图12示出根据实施例的处理架构。
详细描述
[0013]各个实施例一般地涉及用于将从在建筑物内部附近移动的计算设备的传感器导出的虚拟地图与相应的实体地图(physical map)混合的技术。更具体地，当那些计算设备在内部附近(例如该建筑物的楼层的至少部分)移动时，随时间从由计算设备的传感器获得的测量结果导出虚拟地图。然后处理实体地图以从其中包含的其它数据提取实体路径数据，从而产生路径地图。然后在多级过程中操纵该虚拟地图以使其与路径地图对准。然后将虚拟地图和路径地图的对准与实体地图相关联，从而实现虚拟地图与实体地图的混合以形成混合地图。在这样的混合之后，可将与该虚拟地图中指示的感兴趣项目相关的其它信息纳入到混合地图中。
[0014]取决于该内部之内存在什么特征以及向那些计算设备中纳入了什么传感器，虚拟地图的形成可能基于与罗盘航向(compass heading)和/或感测到的加速相关的移动、墙壁的接近程度和/或通过声学方式检测到的其它特征、和/或无线电信号的相对强度和/或发射器的位置。可设想，虚拟地图的形成可依赖于按照可被描述为对来自多个计算设备的传感器数据的“群众外包(crowd-sourcing) ”形式的方式将这样的传感器数据的多个部分组合，其中多个计算设备随时间已经被运输通过该内部的多个部分。对来自多个设备的传感器数据的这样的使用被设想为对纳入典型的计算设备的传感器的精确度的限制进行补偿，所述计算设备可能由它们各自的用户携带通过该内部的多个部分。在从传感器数据的许多片段导出虚拟地图时，可采用统计分析方法以去除统计上异常的传感器数据的片段。
[0015]可设想，实体地图可从占据该内部的任何公司、政府或其它实体的服务器获得。很容易推测的是，实体地图可能包括除了实现通过内部的移动的实体路径之外的数据，诸如喷泉、灭火器、除纤颤器、公用电话、结构柱等等的位置。因此，执行对实体路径数据的提取以导出路径地图，以滤除这样的其它信息片段。
[0016]在包括至少一个粗糙级和至少一个精细级的至少两个级中执行虚拟地图与路径地图的对准，以减少处理需求。在这样的级中，采用最小化对准中的误差的度量的算法来导出对准，然后将该对准用于将实体地图与虚拟地图混合以产生混合地图。在混合地图产生之后，可给混合地图加上虚拟地图中指示的所选感兴趣项目的指示，这些指示可能已被计算设备的传感器检测到。
[0017]一般参考本申请中使用的符号和术语，以下的详细描述的多个部分可按照在计算机或计算机网络上执行的程序过程来呈现。本领域普通技术人员使用这些程序描述和表示来将他们工作的实质最有效地传递给本领域其它技术人员。在此并且一般地，过程被理解为导致期望结果的自洽的操作序列。这些操作是需要对物理量的物理操纵的那些操作。虽然不是一定，但通常这些量采取能够被存储、传输、组合、比较并以其它方式被操纵的电的、磁的或光信号的形式。主要出于通用的理由，将这些信号称为位、值、元素、符号、字符、项、数字等等不时被证明是方便的。然而，应注意，这些术语和相似术语全部与适当的物理量相关联，并且仅仅是应用于那些量的方便标签。
[0018]此外，通常以诸如相加或比较之类的常见与操作人员所执行的智力操作相关联的术语来提及这些操纵。然而，在本申请中描述的形成一个或多个实施例的部分的任一操作中，在大多数情况下不必要或不需要操作人员具备这样的能力。更准确地，这些操作是机器操作。用于执行各个实施例的操作的有用机器包括通过存储在其中的根据本申请中的教导来编写的计算机程序选择性地激活或配置的通用数字计算机，和/或包括针对要求目的而特别构造的装置。各个实施例还涉及用于执行这些操作的装置或系统。可针对要求目的特别构造这些装置，或这些装置可包括通用计算机。根据给出的说明书，用于各种这些机器的要求结构将变得明显。
[0019]现在参考附图，其中相似的附图标记在通篇中用于表示相似元件。在下面的描述中，出于说明目的，阐述了众多具体细节以便提供对本发明的全面理解。然而，在没有这些特定细节时显然也可实施新颖的实施例。在其他实例中，以框图形式示出了公知的结构和设备以便于本申请的描述。其意图在于覆盖落在权利要求范围内的所有修改、等价方案以及替代方案。
[0020]图1是包含计算设备100a-C、计算设备300和地图服务器500中的一个或多个的地图混合系统1000的实施例的框图。这些计算设备中的每一个可以是各种类型的计算设备中的任一种，包括但不限于，桌面计算机系统、数据输入终端、膝上计算机、上网本计算机、平板计算机、手持个人数据助理、智能电话、数字相机、包含到服装中的身体穿戴式计算设备、集成到车辆(例如轿车、自行车、轮椅等等)中的计算设备、服务器、服务器集群、服务器群等等。
[0021]如所描绘，这些计算设备100a_c、300和500通过网络999交换传递与建筑物的内部有关的传感器数据和/或地图数据的信号。然而，这些计算设备中的一个或多个可经由网络999彼此交换和/或与别的其它计算设备(未示出)交换与建筑物内部完全无关的其它数据。在各个实施例中，网络可以是限于在单个建筑或其它相对有限区域内扩展的单个网络、可能扩展相当距离的连接网络的组合、和/或包括因特网。因此，网络999可基于各种通信技术中的任一种(或其组合)，信号可通过这些通信技术进行交换，这些通信技术包括但不限于采用导电的和/或导光的缆线的有线技术以及采用红外、射频的无线技术或其它形式的无线传输。
[0022]应当注意，虽然描绘了用于收集建筑物的内部的传感(sensory)信息的计算机设备10a-C的特定数量为3，但这样的计算设备数量是为了理解而给出的示例。如将更详细描述，可构想将可依赖于更大数量的计算设备来收集这些数据以改善准确度。
[0023]在各个实施例中，计算设备10a-C中的每一个包含处理器组件150、存储器160、控件120、显示器180以及接口 190中的一个或多个，该接口 190用于将计算设备100a_c中的每一个耦合至网络999。存储器160存储以下中的一个或多个:控制例程140、传感器数据130a-c中的相应一个、以及混合地图338。在各个实施例中，计算设备300包含处理器组件350、存储器360、控件320、显示器380以及接口 390中的一个或多个，该接口 190用于将计算设备300耦合至网络999。存储器360存储以下中的一个或多个:控制例程340、传感器数据130a-c中的一个或多个、虚拟地图331、点图332、项目数据333、路径地图335、另一点图336、混合地图338以及实体地图530。
[0024]在计算设备10a-C中的每一个中，控制例程140包含在作为主处理器组件的处理器组件150上操作的指令序列，以实现执行各种功能的逻辑。在执行控制例程140时，当计算设备10a-C中的相应一个计算设备被移动通过建筑物内部时，处理器组件150接收来自一个或多个传感器110的信号，并将来自传感器110的那些信号中传递的传感信息的指示存储为传感器数据130a_c中的相应一个传感器数据。因此，传感器数据130a_c中的每一个表示当计算设备10a-C中的每一个计算设备被移动通过该内部的至少部分时每一个计算设备的传感器110分别检测到的数据，由此形成通过该内部的至少一个路径的虚拟表示。如将更详细说明的，传感信息的实际本质取决于一个或多个传感器100的类型和准确度。在各个间隔和/或在被计算设备300发信号通知时，计算设备10a-C中的每一个计算设备的处理器组件150经由网络999将传感器数据130a-c中的其相应的传感器数据传输至计算设备300。
[0025]控制例程340包含在作为计算设备300的主处理器组件的处理器组件350上操作的指令序列，用以实现执行各种功能的逻辑。在执行控制例程340时，处理器组件350接收来自计算设备lOOa-c中的相应计算设备的传感器数据130a_c，并根据该传感器数据产生虚拟地图331。如本领域普通技术人员所熟悉，可采用各种算法中的任一种来根据传感器数据130a-c产生虚拟地图331，并且产生虚拟地图的具体方式超出了本申请的范围。
[0026]在执行控制例程340时，处理器组件350还接收来自地图服务器500的实体地图530，并从该实体地图提取实体路径数据以产生路径地图335。同样，可设想实体地图530是该建筑物的内部的楼层的至少部分的实体布置的地图，该地图指示了穿过它实现移动的实体路径以及其中可能感兴趣的项目的位置。如本领域普通技术人员所熟悉，不存在已成为用于组织或存储表示地图的数据的主流或“事实”标准的一种类型的数据结构，并且不存在用于将与路径有关的信息和/或感兴趣项目的指示纳入该数据中的方式的主流或事实标准。因此，可设想控制例程340包含一种或多种算法以从实体地图530至少提取指示实体路径的数据，同时容纳组织或存储实体地图530的数据的各种类型的数据结构中的任一种。所提取的实体路径的指示被存储为路径地图335。
[0027]在执行控制例程340时，处理器组件350还按照各种方式相对于路径地图335来操纵虚拟地图331，以将虚拟地图331的虚拟路径与路径地图335的实体路径对齐。同样，在多个级中执行该对准。执行至少一个“较粗糙”级，其中按照相对较大(例如“更粗糙”)的旋转度增量和/或尺度改变百分比来相对于路径地图335转动和/或按比例调节虚拟地图的尺寸，以开始将虚拟地图331与路径地图335对准。然后，执行至少一个“更精细”级，其中按照相对较小(例如“更精细”)的增量相对于路径地图335转动和/或