专利名称：用于利用多个位置估计方案估计终端的位置的设备和方法
技术领域：
下面的描述涉及用于利用多个位置估计方案估计终端的位置的设备和方法。
背景技术：
各种技术的传播、智能电话使用的增加和用户需要导致在室内环境跟踪终端位置的服务的需求增加。在室内环境基于位置的服务可被应用于各种领域，例如，在大型购物中心或超市的周围搜索、可在博物馆、工厂或建筑物中使用的室内导航、在医院跟踪患者或医生的位置、用于视障者的引导终端等。可能性的数量是无限的。 一些方法利用磁场计算终端的位置。在通过测量磁场来计算终端的位置的方法中，可利用测量各种环境变量的结果，估计终端的位置。然而，当利用影响终端或移动对象的磁场估计位置时，磁场的大小、方向和/或模式在多个位置中可能相同。因此，当利用磁场估计位置时，具有相似的磁场模式的另一地点可被错误地估计为终端的位置。
发明内容
在一方面，提供一种用于利用多个位置估计方案估计终端的位置的设备，该设备包括位置估计模块，配置为利用多个位置估计单元基于影响终端的磁场来估计终端的第一位置，其中，多个位置估计单元利用多个位置估计方案来估计位置；位置确定单元，配置为基于估计的终端的第一位置，确定终端的第二位置。该设备还可包括初始条件控制单元，配置为控制应用于多个位置估计单元的初始条件。初始条件控制单元可被配置为确定多个位置估计单元中每一个位置估计单元的估计位置的开始时间。初始条件控制单元可被配置为基于估计的终端的第一位置，确定没有开始估计位置的至少一个剩余的位置估计单元的估计位置的开始时间。至少一个位置估计单元可被配置为利用卡尔曼滤波器估计终端的第一位置，并且初始条件控制单元可被配置为基于终端的第一位置的方差矩阵的迹是否在预定范围之内，确定至少一个剩余的位置估计单元的估计位置的开始时间。至少一个位置估计单元可被配置为利用粒子滤波器估计终端的第一位置，并且初始条件控制单元可被配置为基于终端的第一位置和包括在粒子滤波器中的粒子的位置的状态值，确定至少一个剩余的位置估计单元的估计位置的开始时间。在所有多个位置估计单元开始估计位置的情况下，初始条件控制单元可被配置为初始化开始估计位置的位置估计单元，以重新开始估计位置。初始条件控制单元可被配置为分别确定多个位置估计单元中使用的多个位置估 计方案的初始参数值。初始条件控制单元可被配置为基于终端的传感器信息、相机信息、蜂窝信号、无线 局域网(WLAN)信号和全球定位系统(GPS)信号中的至少一个，确定初始参数值。位置确定单元可被配置为基于利用多个位置估计单元估计的终端的第一位置的 平均值，确定终端的第二位置。位置确定单元可被配置为基于包括利用多个位置估计单元估计的终端的第一位 置的多个聚类，确定终端的第二位置。在多个聚类之中，第一聚类与第二聚类之间的距离可大于预定值。位置确定单元可被配置为选择包括最多数量的元素的聚类，并利用包括在选择的 聚类中的元素，确定终端的第二位置。位置确定单元可被配置为基于包括在选择的聚类中的元素的平均值，确定终端的
第二位置。至少一个位置估计单元可被配置为利用卡尔曼滤波器估计终端的第一位置，位置 确定单元可被配置为基于终端的第一位置和终端的相应的第一位置的方差矩阵，确定终 端的第二位置。至少一个位置估计单元可被配置为利用粒子滤波器估计终端的第一位置，位置确 定单元可被配置为基于终端的相应的第一位置和包括在粒子滤波器中的粒子的位置的状 态值，确定终端的第二位置。还提供一种利用多个位置估计方案估计终端的位置的方法，该方法包括利用估计 位置的多个位置估计单元基于影响终端的磁场估计终端的第一位置，其中，多个位置估计 单元利用多个位置估计方案估计位置；并基于估计的终端的第一位置，确定终端的第二位置。该方法还可包括控制应用于多个位置估计单元的初始条件。控制步骤可包括确定多个位置估计单元中每一个位置估计单元的估计位置的开 始时间。还提供一种包括用于指示计算机执行该方法的程序的计算机可读存储介质。还提供一种用于估计终端的位置的设备，该设备包括估计器，配置为利用多个位 置估计方案估计终端的多个位置；确定器，配置为基于利用多个位置估计方案估计的多个 位置，确定终端的位置。该设备还可包括初始条件单元，配置为控制估计器利用的初始条件，以估计多个位置。其他特征和方面从下面的详细描述、附图和权利要求将是清楚的。
图1是示出用于利用多个位置估计方案估计终端的位置的设备的示例的示图。图2是示出确定估计位置的开始时间的方法的示例的流程图。图3是示出确定估计位置的开始时间的方法的另一示例的流程图。
图4是示出执行聚类的方法的示例的示图。图5是示出利用多个位置估计方案估计终端的位置的方法的示例的流程图。贯穿附图和详细描述，除非另有描述，应该理解，相同的附图标号表示相同的元件、特征和结构。为了清楚、说明和方便，可夸大这些元件的相对大小和描绘。
具体实施例方式提供下面的详细描述以帮助读者得到在此描述的方法、设备和/或系统·的全面理解。因此，可建议给本领域的普通技术人员在此描述的方法、设备和/或系统的各种改变、修改和等同物。另外，为了更加清楚和简明，可省略对公知功能和结构的描述。图I示出用于利用多个位置估计方案估计终端的位置的设备的示例。参照图1，设备100包括位置估计模块130和位置确定单元170。该设备还包括磁场测量单元110和初始条件控制单元150。该设备可以是或可包括在终端(例如，计算机、智能电话、平板电脑、导航装置、器具等)。磁场测量单元110可测量终端周围的磁场。在此示例中，磁场测量单元110还可基于测量磁场的结果，生成包括终端的位置的磁场地图。位置测量模块130可基于测量的磁场，利用多个位置估计单元(例如，第一位置估计单元131、第二位置估计单元133和第N位置估计单元135)估计终端的第一位置。位置估计单元可利用不同的位置估计方案。不同的位置估计方案可包括多种连续位置估计算法，例如，卡尔曼滤波器、粒子滤波器、马尔可夫定位、多假设定位等。例如，包括在位置估计模块130中的第一位置估计单元131、第二位置估计单元133和第N位置估计单元135可分别利用不同的位置估计方案来估计位置。作为示例，第一位置估计单元131可利用卡尔曼滤波器估计终端的位置，第二位置估计单元133可利用粒子滤波器来估计终端的位置、第N位置估计单元135可利用马尔可夫定位估计终端的位置。在前面提到的连续位置估计算法中，可利用测量运动中的对象移动时的各种环境变量的结果连续估计终端的位置。如果利用影响终端或移动对象的磁场估计位置，则磁场的大小和方向可以是连续的，并且相似的模式可在多个区域中被重复。在此示例中，利用卡尔曼滤波器、粒子滤波器等，方差矩阵或粒子可收敛于具有磁场的相似模式的不正确的位置，并因此不正确的位置可被估计为终端的位置。初始条件控制单元150可提供用于多个位置估计单元的不同的初始条件，更精确地讲，提供用于由多个位置估计单元使用的位置估计方案的不同的初始条件。可利用由多个位置估计单元获取的估计位置的结果来确定终端的最终位置。因此，尽管估计的位置可具有相似的磁场的大小、方向和/或模式，但可更精确地估计终端的位置。初始条件控制单元150可控制应用于多个位置估计单元的初始条件。例如，初始条件可包括估计位置的开始时间、位置估计方案(即，位置估计算法)的初始参数值等。例如，初始条件控制单元150可确定多个位置估计单元(例如，第一位置估计单元131、第二位置估计单元133和第N位置估计单元)中的每一个位置估计单元估计位置的开始时间。作为另一示例，初始条件控制单元150可分别确定由多个位置估计单元利用的不同的位置估计方案的初始参数值。
参照图2和图3描述确定多个位置估计单元中的每一个位置估计单元估计位置的 开始时间的方法的示例。位置确定单元170可基于由多个位置估计单元估计的估计的终端的第一位置，确 定终端的第二位置。这里，终端的第一位置与由位置估计模块130估计的终端的位置相应， 其中，位置估计模块130可包括第一位置估计单元131、第二位置估计单元133和第N位置 估计单元135。终端的第二位置可与由位置确定单元170最终确定的终端的位置相应。例如，位 置确定单元170可基于由多个位置估计单元估计的终端的第一位置，计算位置值、误差范 围、方差矩阵、可信度等。位置确定单元170可利用多个方案确定终端的第二位置。作为第一示例，如等式1表示，位置确定单元170可基于由多个位置估计单元(例 如，第一位置估计单元131、第二位置估计单元133和第N位置估计单元135)估计的终端的 第一位置的平均值，确定终端的第二位置。[等式1]
权利要求
1.用于利用多个位置估计方案估计终端的位置的设备，该设备包括 位置估计模块，配置为利用使用多个位置估计方案估计位置的多个位置估计单元，基于影响终端的磁场来估计终端的第一位置； 位置确定单元，配置为基于估计的终端的第一位置确定终端的第二位置。
2.如权利要求I所述的设备，还包括 初始条件控制单元，配置为控制应用于多个位置估计单元的初始条件。
3.如权利要求2所述的设备，其中，初始条件控制单元被配置为确定多个位置估计单元中的每ー个位置估计单元的估计位置的开始时间。
4.如权利要求2所述的设备，其中，初始条件控制单元被配置为基于估计的终端的第一位置，确定没有开始估计位置的至少ー个剰余的位置估计单元的估计位置的开始时间。
5.如权利要求4所述的设备，其中， 至少ー个位置估计单元被配置为利用卡尔曼滤波器估计终端的第一位置， 初始条件控制单元被配置为基于终端的第一位置的方差矩阵的迹是否在预定范围内，确定至少ー个剰余的位置估计单元的估计位置的开始时间。
6.如权利要求4所述的设备，其中， 至少ー个位置估计单元被配置为利用粒子滤波器估计终端的第一位置， 初始条件控制单元被配置为基于终端的第一位置和包括在粒子滤波器中的粒子的位置的状态值，确定至少ー个剰余的位置估计单元的估计位置的开始时间。
7.如权利要求2所述的设备，其中，在所有多个位置估计单元开始估计位置的情况下，初始条件控制单元被配置为初始化开始估计位置的位置估计单元，以重新开始估计位置。
8.如权利要求2所述的设备，其中，初始条件控制单元被配置为分别确定多个位置估计单元中使用的多个位置估计方案的初始參数值。
9.如权利要求8所述的设备，其中，初始条件控制单元被配置为基于终端的传感器信息、相机信息、蜂窝信号、无线局域网(WLAN)信号和全球定位系统(GPS)信号中的至少一个，确定初始參数值。
10.如权利要求I所述的设备，其中，位置确定单元被配置为基于利用多个位置估计单元估计的终端的第一位置的平均值，确定终端的第二位置。
11.如权利要求I所述的设备，其中，位置确定单元被配置为基于包括利用多个位置估计的终端的第一位置的多个聚类，确定终端的第二位置。
12.如权利要求11所述的设备，其中，在多个聚类之中，第一聚类与第二聚类之间的距离大于预定值。
13.如权利要求11所述的设备，其中，位置确定单元被配置为选择包括最多数量的元素的聚类，并利用包括在选择的聚类中的元素，确定终端的第二位置。
14.如权利要求13所述的设备，其中，位置确定单元被配置为基于包括在选择的聚类中的元素的平均值，确定终端的第二位置。
15.如权利要求I所述的设备，其中， 至少ー个位置估计单元被配置为利用卡尔曼滤波器估计终端的第一位置， 位置确定单元被配置为基于终端的第一位置和终端的相应的第一位置的方差矩阵，确定终端的第二位置。
16.如权利要求I所述的设备，其中， 至少ー个位置估计单元被配置为利用粒子滤波器估计终端的第一位置， 位置确定单元被配置为基于终端的相应的第一位置和包括在粒子滤波器中的粒子的位置的状态值，确定终端的第二位置。
17.ー种利用多个位置估计方案估计终端的位置的方法，该方法包括 利用使用多个位置估计方案估计位置的多个位置估计单元，基于影响终端的磁场来估计终端的第一位置； 基于估计的终端的第一位置，确定终端的第二位置。
18.如权利要求17所述的方法，还包括 控制应用于多个位置估计单元的初始条件。
19.如权利要求18所述的方法，其中，控制步骤包括确定多个位置估计单元中每ー个位置估计单元的估计位置的开始时间。
20.一种用于估计终端的位置的设备，该设备包括 估计器，配置为利用多个位置估计方案估计终端的多个位置； 确定器，配置为基于利用多个位置估计方案估计的多个位置，确定终端的位置。
21.如权利要求20所述的方法，还包括 初始条件単元，配置为控制估计器利用的初始条件，以估计多个位置。
全文摘要
提供一种用于利用多个位置估计方案估计终端的位置的设备和方法。该设备和方法可通过控制多个位置估计单元的初始条件(例如，估计位置的开始时间、位置估计方案的初始参数等)更精确地估计终端的位置。
文档编号G01C21/00GK102954794SQ20121030108
公开日2013年3月6日 申请日期2012年8月22日 优先权日2011年8月23日
发明者朴度炯, 金勇 , 金应善 申请人:三星电子株式会社