[发明专利]一种跟踪移动电子设备的状态的方法

说明书

技术领域

本发明涉及跟踪移动电子设备状态的方法，以及包括被配置 为执行该方法的处理装置的移动电子设备。

背景技术

个人定位的挑战之一是在仅有很少的并且可能具有带有异常 分布状态的较大误差的可用测量资源的环境中，尤其是在需要由 这些不同的测量源汇合形成非线性过滤方程的有效的数值解决方 案的室内或城市区域，提供准确的位置信息。

诸如GPS的基于卫星的系统的状态最多是在室内以高灵敏度 模式使用时是不可预测的。局域无线网络，例如蜂窝网络、WLAN 或蓝牙提供了一定的定位能力，但是比起GPS具有较低的准确度。 移动电子设备的其他可能的部件是单板(on-board)传感器，例 如过载传感器(accelerometer)、气压计或数字罗盘(compasses)。

由于不同的误差特征、不可预测的失真、测量中的系统误差、 强的非线性、复杂的时间相依性以及丢失的数据，因而合并各种 测量源是困难的。以通常的方式对所有的情况进行建模并非易事， 更不用说精确地解释这些模型。即使拥有正确的模型，常用的 Kalman滤波器和其非线性扩展也可能没有警告地失效。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了跟踪移动电子设备的状态的 方法，所述方法包括重复执行步骤：

(i)使用包括多个小区的网格表示所述移动电子设备的状 态，每个小区表示由一个或多个状态变量定义的状态空间中的区 域，并具有所述移动电子设备的状态在状态空间中的该区域内的 概率值，所述网格被限制为仅包括具有高于预先确定的阈值的概 率值的小区；

(ii)获得指示一个或多个状态变量的值的测量信号；

(iii)基于所述测量信号更新所述网格的所述概率值并重新 限制所述网格。

不论是单独还是结合，所述移动电子设备的状态可以包括但 不限于位置、速度、加速度以及时钟误差状态变量。

所述状态空间的维数对应于状态变量的总维数，每个小区包 括与该状态空间的维数相等的维数。例如，状态空间和小区可以 是六维的，以三维表示位置，以三维表示速度。

本发明提供了手段由此从不产生唯一的定位解决方案或产生 多个解决方案的测量几何学保留所有信息，并由此在后分布的形 状被保留而不漏掉其任何峰值。

本发明比粒子滤波器运行的快，比位置指纹方法更普遍，传 播完整的位置分布从而能够精确地表示不确定的或多个解决方案 的系统。

优选地，所述网格是均匀分隔的平行六面体网格，以缓解关 于所述方法的计算负载的问题。

步骤(i)就一个或多个重复而言可以包括获取测量信号以及 基于所述测量信号形成网格。位置估计可以从包括任何例如距离、 距离差别或平面测量的测量信号获得。距离测量可以例如以时间 延迟、往返行程(round-trip)或信号强度测量的形式，从蜂窝基 站、WLAN或蓝牙发射机和/或声学传感器获得。指示位置的其他 类型的测量信号包括但不限于到达角度的测量、最大-最小距离窗 口、基本扇区(basesector)信息、以及单板气压计和数字罗盘。 可以使用伪距(deltarange)和航向(heading)测量来测量速度。 可以使用单板过载传感器来测量加速度。

应该理解测量信号的细节对于本发明并不重要，假设可以使 用测量信号，不论单独使用还是与其他测量信号结合，来获得或 估计所提及的状态变量的值。

步骤(i)就一个或多个第二个和后续重复而言，可以包括使 用在先重复的步骤(iii)的所述更新网格。

所述一个或多个重复可以包括步骤(iv)，基于所述更新网格 和用于所述移动电子设备的运动模型，预测所述后续重复的所述 网格的所述概率值以获得预测的网格。

步骤(iv)可以包括重新限制所述网格和/或在所述后续重复 的步骤(i)中使用所述预测的网格。