室內地球磁場測量的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明總體涉及室內定位系統，并且尤其涉及地球磁場測量的應用。
【背景技術】
[0002]當人在建筑物內時跟蹤人的移動是非常重要的。然而，眾所周知的采用全球定位系統(GPS)或任何其他基于衛星的室外定位系統，在建筑物內由于缺少衛星覆蓋的可靠接收而無法工作。因此，使用室內地球磁場(EMF)的定位技術被開發作為室內位置發現的一種可行選擇。例如，該類位置發現提供了由定位設備測量的磁場強度。

【發明內容】

[0003]依據本發明的一方面，提供了由權利要求1和15限定的裝置。
[0004]依據本發明的一方面，提供了一種方法。該方法包括:在建筑物內執行一組位置相關的測量；存儲與該組位置相關測量的結果相關的數據到與裝置耦合的存儲緩沖區中；并在檢測到預定義的觸發條件時，轉移與位置相關測量的結果相關的數據到數據庫實體中。
[0005]依據本發明的一方面，提供了一種方法。該方法包括:存儲建筑物的傳感器數據；獲得與一組位置相關測量結果相關的數據，其中該組中的每一個位置相關測量結果由建筑物內移動的移動裝置確定；在檢測到預定義的觸發條件時，將接收到的與該組位置相關測量結果相關的數據與存儲的傳感器數據比較；并基于比較情況，確定與移動裝置關聯的人的移動信息。
[0006]依據本發明的一方面，提供了一種計算機程序產品。該計算機程序產品具體實現在計算機可讀的分布式介質上，并包括當加載到裝置中時執行上述任一方法的程序指令。
[0007]依據本發明的一方面，提供了一種計算機可讀的分布式介質，其攜帶上述計算機程序產品。
[0008]依據本發明的一方面，提供了一種裝置。該裝置包括用于執行如附加權利要求所描述的任何實施例的裝置。
[0009]本發明的實施例定義在從屬權利要求中。
【附圖說明】
[0010]下面，將參照具體實施例以及附圖更詳盡地描述本發明，附圖中:
[0011]圖1是建筑物的樓層平面圖；
[0012]圖2A至2C示出了定位設備和測量的磁場矢量示例；
[0013]圖3A和3B示出了按照一些實施例的方法；
[0014]圖4是示出了一人在建筑物內行進的可能路徑；
[0015]圖5示出了依據實施例執行一組EMF測量的例子；
[0016]圖6示出了依據實施例的位置估計的產生；
[0017]圖7示出了依據實施例執行一組慣性測量的例子；
[0018]圖8示出了依據一些實施例的可能的觸發條件；
[0019]圖9A和9B示出了依據一些實施例，關于建筑物是商店的情況下的一些實施例；
[0020]圖10示出了依據一些實施例，關于移動裝置訪問權限的一些實施例；并且
[0021]圖11和12示出了依據實施例的裝置。
【具體實施方式】
[0022]下面的實施例是示例性的。盡管說明書可能在文章的幾處位置提及“一”、“一個”或“一些”實施例，但這未必意味著每次引用相同的(多個)實施例或者特征僅適用于單個實施例。不同實施例的單個特征也可以組合以提供其它實施例。
[0023]為了能夠定位，基于GPS的位置發現和/或跟蹤是已知的。然而，GPS位置發現由于缺少衛星接收覆蓋而可能不適宜于室內。對于基于室內的位置跟蹤，可以使用基于RF的位置發現和位置跟蹤。在此系統中，例如，RF信號的往返時間或接收的RF信號的功率由用戶設備所連接的室內基站確定。這種類型的位置跟蹤可能例如當用戶由兩個不同的RF基站定位時遭遇到準確性的缺乏。還有，一個基站的覆蓋區域可能很廣從而導致糟糕的準確度。其他一些周知的可應用于室內定位的定位測量，例如包括機器視覺、運動傳感器和距離測量。然而，這些可能需要昂貴的測量設備和遍及整個建筑物所安裝的裝備。作為更進一步的選擇，可以應用地球磁場(EMF)。
[0024]用于建造建筑物的材料可能影響建筑物內可測量的EMF和建筑物周圍的EMF。例如，鋼鐵、鋼筋混凝土和電氣系統可影響EMF。EMF在建筑物內的不同位置之間可能劇烈變化，因而基于建筑物內的EMF局部偏差能夠在建筑物內實現準確的位置發現和跟蹤。另一方面，相比建筑物材料等產生的影響，在建筑物的特定位置放置的裝備對EMF的影響要小許多。因此，即使裝備和/或家具等的布局和數量發生變化，所測量的EMF可能變化不大。
[0025]圖1中示例的建筑物100具有5個房間、一走廊和一門廳。應注意的是本發明的實施例還可應用于其他類型的建筑物，包括多層建筑。建筑物100的樓層平面圖可以用特定的參照系代表。參照系可以指的是坐標系或一組軸線，例如，定位設備的位置、朝向等被測量于內。圖1示例建筑物的參照系是一 XY坐標系統，在本應用中被稱為世界坐標系。當需要考慮垂直維度時，建筑物100的坐標系也可以是三維坐標。垂直維度稱為Z，而X和Y共同定義了水平的二維點(Χ，γ)。圖1中起點為(Χ1，Υ1)和終點為(Χ2，Υ2)的箭頭可認為是與EMF定位設備關聯的用戶經過的路徑102。由于簡化的原因，垂直Z維度被忽略。定位設備將在后面詳細說明，但這里要說的是，定位設備具有磁力計或任何其他能夠測量EMF的傳感器，例如霍爾傳感器或數字羅盤。磁力計包括至少一個正交的測量軸。然而，在一實施例中，磁力計具有三維測量能力。還在一個實施例中，磁力計可以是一組磁力計或磁力計陣列，其提供了同時從多個分隔開的位置進行的磁場觀測。磁力計可以是精確的傳感器，能夠檢測EMF中的任何變化。除了磁場(通量)的強度(strength),也被稱為大小(magnitude)、強度(intensity)或密度(density)外,磁力計能夠確定測量的EMF矢量的三維方向。為了這個目的，應注意的是，在任何位置，地球磁場可以由一三維矢量代表。假設羅盤針一端系在細繩以便羅盤針可以任意方向旋轉，羅盤針指向的方向即是地球磁場矢量的方向。
[0026]正如所述，由一人攜帶的定位設備中的磁力計穿過圖1中的路徑102，能夠確定三維磁場矢量。圖2A示例了從(XI，Yl)到(X2，Y2)的整個路徑102中的EMF矢量的三個分量以及其總強度。實線200代表磁場矢量的強度并且其他的三個線202到206代表三維磁場矢量的三個分量。例如，點劃線202代表Z分量(垂直分量)，虛線204代表X分量，并且短劃線206代表Y分量。基于此信息，可以提取所測量的磁場矢量的大小和方向。圖2B示出了地球磁場208在目標210的位置是如何存在的，例如，目標210是定位裝置。圖2B中，按照建筑物的參照系，目標210以三維空間(XYZ)為導向。然而，典型地，目標是移動的，目標210的三維定可不同于向如圖2C所示的建筑物的參照系。在此情況下，三維參照系并不是對于建筑物的而是對于目標210的。該參照系標示為X'、V和Z'，以對應于世界坐標系旋轉的X、Y和Z。圖2C中的G矢量指示了目標210所承受的地心引力。
[0027]建筑物100中移動的定位設備或任何目標物的位置跟蹤/發現中，由一人攜帶的定位設備所測量的每個EMF矢量可與現有的信息比較，其中現有的信息包括建筑物100或多個建筑物內的一些位置的EMF矢量強度和方向。因此該信息描繪了室內的地球磁場圖。由于EMF圖的數據量比較大(通常覆蓋許多建筑物)，因此EMF圖可以存儲在數據庫實體中或服務器中，而不是計算能力有限的移動定位設備中。因此定位設備可以將每個EMF測量結果傳輸到網絡端的數據庫服務器中，即云端，該數據庫服務器執行與EMF圖的比較。作為結果，數據庫服務器之后將位置估計返回定位設備。然而，此種位置估計的獲取可能比較慢。這可能因為通常數據庫服務器需要若干EMF測量以便為定位設備提供可靠的位置估計。更進一步，在一些情形中，由于環境或定位設備的特性，定位設備可能不存在任何可用的網絡。由于測量反復地傳送到云端，該方法還顯著地消耗設備的電量。
[0028]如圖3A和圖4所示，提出了移動裝置(MA) 400在步驟300中執行建筑物100中的一組位置相關測量。例如，MA400可以在建筑物100中沿著路徑402移動。僅為了提出一些選擇，MA400執行的測量可以是無線局域網(WLAN/WiFi)測量以檢測MA400位置處的無線接入點的基本服務集標識符(BSS IDs)或信號強度，可以是藍牙測量以檢測MA400位置處的藍牙接入點的IDs或信號強度，以及可以是氣壓測量以檢測MA400位置處的氣壓。然而，為了簡化描述，下面假設位置相關測量包括建筑物內的EMF測量。因此，即使使用EMF測量作為例子來描述一些實施例，這些測量仍可以被任何位置相關測量取代。
[0029]如前所示，每個EMF測量結果代表建筑物100中的EMF208的至少一個大小和方向。然而，MA400不是將每個EMF測量結果(例如所測量的EMF矢量值)分別和直接地傳輸到數據庫實體500，而是在步驟302中存儲與位置相關測量結果(例如，EMF測量結果)集412關聯的數據存儲到連接至MA400的存儲緩沖器中。存儲緩沖器也可以是包含在MA400中。之后，在步驟304中，在檢測到預定義的觸發條件時404，MA400發起將與EMF測量結果集412關聯的數據傳輸到數據庫實體500。應注意的是，對于預定義的觸發條件404未發生的情況下，與EMF結果相關的已存儲的數據根本無需傳送。在此情況下，存在一預定義的時間窗口，在該時間窗口內觸發事件404需要發生。如果其未發生，緩沖區中的與EMF測量結果相關的存儲數據將被清除。傳輸可以是從MA400到數據庫實體500的直接傳輸，或者也可以是通過第三方發生。如圖4，實線代表EMF被測量并且與結果關聯的數據連續離線存儲到存儲緩沖器的部分。圓形代表預定義的觸發條件404的檢測，在此處發生將與EMF結果集相關的數據傳輸到數據庫實體500。
[0030]還應該注意的是，在一實施例中，數據庫實體500位于MA400中。離線緩沖內容的傳送需要MA400內數據的內部傳送。然而,另一實施例中,數據庫實體500包括在諸如互聯網的網絡上的數據庫服務器中，在此情況下，離線緩沖內容的傳送需要無線傳輸數據到網絡。為了簡化