[发明专利]确定便携设备相对于照明器的位置

说明书

技术领域

本发明总的涉及用于确定便携设备相对于照明器的位置的系统和方法。本发明还涉及用于在该系统中使用的照明器和便携设备以及使处理器能够执行该方法的计算机程序产品。

背景技术

室内定位服务是指其中使用设备的网络和算法来定位建筑物内的移动设备的方法。室内定位被认为是位置感知移动计算的关键组成部分，并且是提供增强现实（AR）服务时的重要元素。位置感知计算是指利用用户的位置来提供与该位置相关的内容的应用。AR是将虚拟空间覆盖到真实（物理）空间上的技术。为了成功地使能AR和位置感知计算，准确的室内定位是重要的要求。

当全球定位系统（GPS）在室内使用时，由于绝大多数建筑材料屏蔽了通过GPS进行定位所需的卫星信号，所以GPS损失了相当多的功率。另外，当在室内时，GPS遭受了多径传播效应。已经寻求用于室内定位的可替代的解决方案，诸如基于来自Wi-Fi和蓝牙无线接入点的接收信号强度指示（RSSI）的技术、超声技术（US）和光学室内定位技术等。

基于RSSI的定位系统的准确性受到限制，原因在于室内环境导致无线电波以动态和不可预测的方式传播。超声波技术（US）将声波传送到麦克风，并以比基于来自Wi-Fi和蓝牙的RSSI的系统更低的频率工作。因此，信号在穿过墙壁时显著地衰减，这潜在地使US技术比基于RSSI的系统更准确，原因在于相邻房间的信号将不会干扰。

光学室内定位技术使用可见光信号或红外光信号来准确地定位室内的移动设备。这些光学室内定位技术可以比所提及的其他办法更准确，原因在于光信号是高定向性的，并且典型地不能穿透固体物体。然而，这种定向性限制了光信号的潜在可靠性，原因在于会发生使接收机和发射机对准方面的困难。常规的光学室内定位技术尤其需要在其视野中的至少三个照明器以便准确地工作。在专利申请US20140280316中讨论了这种光学室内定位技术的示例。

因此，需要一种排除了对在接收机和发射机之间仔细对准的需要的光学室内定位技术。

发明内容

本发明的目的是提供使得当便携设备在室内使用时能够确定其位置的系统和方法。

根据本发明的第一方面，所述目的是通过一种用于确定便携设备相对于照明器的位置的系统实现的，该系统包括：

-至少一个照明器，其包括用于发射光的至少两个光发射器，所述光包括标识该光所源自的光发射器的光签名；

-光学系统，用于引导被发射的光以经由光学系统创建由至少两个光发射器发射的光的特定于位置的分布，其中光的分布对于二维空间或三维空间中的每个位置是唯一的；

-以及便携设备，包括：

-传感器，用于感测光；

-存储器，用于存储分布信息，该分布信息指示经由光学系统发射的光的分布；

-以及处理器，其耦合到所述光传感器用于接收关于所感测光的数据，并且耦合到所述存储器以能够访问存储在该存储器中的信息，所述处理器被布置为：

-根据所接收的关于所感测光的数据导出光签名；

-确定贡献信息，该贡献信息指示具有导出的签名的光对所感测光的贡献；

-以及在贡献信息和分布信息的基础上确定便携设备相对于照明器的位置。

该系统可以在许多室内设施中实现，诸如但不限于零售设施、办公室和政府大楼、娱乐室内区域、酒店和餐馆。该系统的优点在于可以根据源自仅一个照明器的信号确定便携设备的位置。因此，便携设备仅需要在其用于感测光的传感器的视野中具有仅一个照明器。这使该技术比依赖于在传感器视野中的多个照明器的技术更可靠，原因在于它排除了对在发射机和接收机之间仔细对准的需要。此外，所建议的系统在例如不可能具有多个照明器的室内区域的角落以及在其中某些方向上存在眩光限制的区域中是有利的。

在该系统的一个实施例中，便携设备还包括用于将处理器连接到网络以从所述网络检索信息的模块。

这是有益的，因为信息不必存储在便携设备上。一个有用的特征，因为便携设备可以被用于许多不同的室内定位中。于是，针对每个定位，便携设备可以检索位置确定所必需的信息，而不会用该信息塞满（clog）其存储器。