[发明专利]位置估测系统、装置及其估测方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种位置估测系统、位置估测装置及其估测方法，特别是有关于一种适用于不利于使用一般定位方法状态下，对一被追踪体进行位置估测的系统、装置及其方法。

背景技术

近年来，全球定位系统(Global Positioning System，简称GPS)被广泛运用在各种电子装置例如行动电话或是汽车的导航系统上，其接收卫星信号，并根据与各颗卫星的相对位置对拥有全球定位系统接收器的电子装置作定位，以判定电子装置的位置。使用者亦可以利用电子装置中的导航软件进行路径规划与导航作业。

随着使用者需求的改变，GPS除了提供一般汽车的追踪及导航之外，另外也提供其他的追踪及导航服务，例如，行人导航、脚踏车导航、或贵重物品追踪等。在户外，GPS可准确提供被追踪体所在位置的信息，然而，在室内环境中或是当卫星信号受到干扰/遮蔽时，例如隧道、遮棚等，因卫星信号无法穿透而收不到信号，致使全球定位系统无法使用，进而使得对应的服务无法实现。

为了在无GPS的信号状态下持续追踪被追踪体的位置，现有的导航设备便使用惯性测量单元(Inertial Measurement Unit)来检测被追踪体移动的相关信号，并以航位推估(Dead Reckoning)方法来补偿失去GPS信号时的位移信息。

一般而言，已知的航位推估(Dead Reckoning)方法是使用单一模型估测被追踪体的步伐长度，虽然可以据此估算出被追踪体的可能位置，然而却无法因应较复杂多变的情况，例如当地板材质、地形改变时被追踪体的步行状况可能会改变，单一模型往往不太适用。此外，一般航位推估方法是使用卡门滤波器(Kalman filter)来估计步伐长度、方向，当假设的模型不正确时，估测结果便非常容易发散，无法有效对估测结果的误差进行控制。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种位置估测装置及其相关定位方法，以解决前述的已知技术问题。

本发明实施例提供一种位置估测系统，包括至少一测量单元、多个估测单元、一粒子过滤器。至少一测量单元用以得到一第一信息，其中第一信息至少包含一被追踪体的移动信息及其对应的噪声模型。多个估测单元是用以分别具有对应的一估测模型，其中，每一估测模型可依据第一信息产生对应的单位估测位移。粒子过滤器是用以分别依据所述多个单位估测位移及其噪声模型，取样产生对应的多个估测位移。

本发明实施例另提供一种位置估测方法，其包括下列步骤。首先，利用至少一测量单元，得到一第一信息，其中该第一信息至少包含一被追踪体的移动信息及其对应的噪声模型。接着，根据第一信息与多个估测单元，产生对应的单位估测位移，其中每一估测单元分别具有对应的一估测模型，且每一估测模型可依据第一信息产生对应的单位估测位移。最后，利用一粒子过滤器，用以分别依据所述多个单位估测位移及其噪声模型，取样产生对应的多个估测位移。

本发明实施例更提供一种位置估测装置，包括一壳体、一定位单元、至少一测量单元、多个估测单元以及一粒子过滤器。定位单元是设置于壳体内部，用以接收一定位信号，并利用定位信号，提供装置的一定位信息。至少一测量单元是设置于壳体内部，用以得到一第一信息，其中第一信息至少包含一被追踪体的移动信息及其对应的噪声模型。多个估测单元是设置于壳体内部，耦接至至少一测量单元，用以分别具有对应的一估测模型，其中，每一估测模型可依据第一信息产生对应的单位估测位移。粒子过滤器是设置于壳体内部，耦接至多个估测单元及定位单元，分别依据所述多个单位估测位移及其噪声模型产生对应的多个估测位移，依据该多个估测位移决定被追踪体的一位移，且依据被追踪体的位移及定位信息，决定被追踪体的一预估位置信息。

本发明上述方法可以透过编程码方式收录于实体媒体中。当编程码被机器载入且执行时，机器变成用以实行本发明的装置或系统。

附图说明

图1是显示一依据本发明实施例的系统。

图2A是显示一步伐检测方式的示意图。

图2B是显示图2A对应的加速度测量结果的示意图。

图3是显示一步伐长度与步伐频率的关系图。

图4是显示一依据本发明实施例的方法流程图。

图5是显示一依据本发明实施例的可携式电子产品。

附图标号：

100～位置估测系统；

110～信号接收单元；

120～测量单元；

130～估测单元；

132～第一估测模型；

140～估测单元；

142～第二估测模型；

150～估测单元；