專利名稱：使用多個選擇的初始位置估計來確定位置的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總的來說涉及確定在包含多個單元的網絡內操作的單元的位置，更具體而言，涉及根據(jù)對被定位的每個單元所建立的可能位置區(qū)域來使用多個初始位置估計。
背景技術：
有幾種情況，其中可能希望跟蹤和/或估計網絡內的各個單元的位置。在這些情況中的至少某些當中，一些更傳統(tǒng)的方法，諸如全球定位系統(tǒng)(GPS)，可能會遇到困難。這樣的例子包括當被跟蹤的單元位于建筑物內部時。這是因為，GPS信號可能難以穿透建筑物的墻壁和/或穿過其他障礙。在同樣的或其他情況中的一些當中，相對于位置已知或已被確定的一個或多個參考單元，范圍測量的數(shù)目可能不足以實現(xiàn)對特定單元的方位進行三角測量。
在這些情況的至少一些當中，可能能夠使用在至少一些單元之間測量的范圍信息來確定對一個或多個單元的位置估計。在至少一種這樣的情況中，通過迭代求最小值的方法來使與該估計相關聯(lián)并與一組估計的位置相關聯(lián)的誤差值最小化，在至少一種情況中，所述誤差值包括所測量的范圍信息與對應于所計算的單元對之間的范圍信息之間的差的平方和。至少一個這樣的相應系統(tǒng)和方法的例子在Patwari等人的美國專利No.6,473,038中描述，該公開結合于此作為參考。然而，在某些情況下，根據(jù)如何選擇初始位置估計來使誤差值最小化的迭代方法可能限入局部最小當中，并難以收斂到更精確的解。因此，開發(fā)一種更可能識別解從而避免局部最小解的方法是有益的。
本發(fā)明人認識到，選擇多個不同組的初始位置估計，它們中每一個用于對網絡中的多個單元中的每一個的位置進行迭代估計，這樣的方法在獲得解方面是有益的，這樣的方法更容易避免任何局部最小。在所確定的多個位置估計中，選擇具有最小誤差值的解集并用作多個單元的位置估計。本發(fā)明人還認識到，從對每個單元確定的可能位置區(qū)域中選擇不同組的初始位置估計將是有益的。以這種方式，能夠提供改進位置估計精度的系統(tǒng)和方法。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種確定多個單元的位置的方法，每個單元通信耦合至其他多個單元中的至少一些，其中所述多個單元中的至少一些處于與一個或多個參考單元的通信范圍中，所述參考單元的位置至少是確定的或已知的。該方法包括測量所述單元中每一個和在彼此的通信范圍內的任何參考單元之間的范圍信息。然后為所述單元中每一個建立可能位置區(qū)域，包括多個可能初始位置估計。
然后從接近所述可能位置區(qū)域的區(qū)域中為所述各單元當中位置未知的每一個選擇初始位置估計；并根據(jù)所測量的范圍值與從估計的位置值計算的范圍之間的差值，為所述單元中的每一個估計位置，其使誤差值最小。然后，從所述多個可能的初始位置估計中使用不同組的初始位置估計為所述單元中的每一個選擇初始位置估計，以及對所述單元中每一個做誤差值最小的位置估計，重復上述動作至少一次。然后從重復的估計中選擇具有最小的最小化誤差值的那組位置估計。
在至少一個實施例中，為所述單元當中的每一個選擇初始位置估計包括從所建立的可能初始區(qū)域中從多個可能初始位置中隨機選擇位置。
在至少另一個實施例中，為所述單元中的每一個選擇初始位置估計包括從與所建立的可能位置區(qū)域相關聯(lián)的多個可能初始位置的子集中順序選擇位置，所述多個可能初始位置在整個所述可能位置區(qū)域中按預設的模式間隔開。
在另一個實施例中，該方法還包括對于與足夠數(shù)量的參考單元有鏈接的單元進行確定，以通過三角測量來確定位置，然后對所標識的單元中的每一個的位置進行三角測量，并在三角測量保持有效的后續(xù)處理中將三角測量的單元標識為參考單元。
本發(fā)明還提供一種系統(tǒng)，用于確定多跳(multi-hop)網絡中的多個單元中的每一個的位置，每個單元通信耦合至其他多個單元中的至少一些，其中所述多個單元中的至少一些處于與一個或多個參考單元的通信范圍中，所述參考單元的位置至少是確定的或已知的。該系統(tǒng)包括收發(fā)信機，其適于接收所述多個單元和和在彼此通信范圍內的參考單元的連接性和范圍信息；和處理器，其耦合到所述收發(fā)信機。
處理器包括存儲區(qū)域，用于保存連接性、通信范圍信息和多組位置估計以及相應的最小化誤差值。處理器還包括計算模塊，適于根據(jù)每一組初始位置估計為所述單元中的每一個確定可能位置區(qū)域，以及為所述單元中的每一個估計位置并其使誤差值最小化。所述處理器還包括一個或多個選擇模塊，用于為所述單元中的每一個順序選擇與可能位置區(qū)域相關聯(lián)的多組不同的初始位置估計，以及選擇與最小的最小化誤差值相關聯(lián)的那組估計位置。
從下面本發(fā)明的一個或多個優(yōu)選實施例的描述，并參考附圖，本發(fā)明的這些和其他特征及優(yōu)點是顯而易見的。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的至少一個實施例的通信網絡的至少一部分的鄰近成員之間的示范空間關系的部分空間概圖；圖2是示出與一個或多個單元的不同位置估計相關聯(lián)的誤差值的部分示意圖；
圖3是部分空間概圖，示出與公共單元通信的多個單元的重疊通信區(qū)域，以及基于包括一組在該多個單元和公共單元之間的范圍的示范實施例的近似位置；圖4是部分空間概圖，示出多個單元的重疊通信區(qū)域，其形成與該多個單元通信的單元的可能位置區(qū)域，并示出一組可能的初始位置估計；圖5是部分空間概圖，示出多個單元的重疊通信區(qū)域，其形成與該多個單元通信的單元的可能位置區(qū)域，并示出一組可能的初始位置估計；圖6是部分空間概圖，示出基于已知的先前位置、移動速率和自單元位于最后已知位置起所經過的時間的該單元的可能位置區(qū)域；圖7是部分空間概圖，示出基于已知的先前位置和運動估計的單元的可能位置區(qū)域；圖8是示出根據(jù)本發(fā)明的至少一個實施例，確定多跳網絡中多個單元中的每一個的位置的系統(tǒng)的框圖；圖9是示出根據(jù)本發(fā)明的至少一個實施例，確定多個單元的位置的方法的流程圖；圖10是示出根據(jù)圖9的至少一個實施例，作為測量范圍信息的步驟的一部分或除該步驟之外，對具有足夠數(shù)量鏈接的單元進行確定和三角測量的更具體的流程圖。
具體實施例方式
盡管本發(fā)明可以有各種形式的實施例，但在附圖中示出和在下文描述的是優(yōu)選實施例，應該理解，本公開應認為是本發(fā)明的示例，并且不打算將本發(fā)明限制在所示出的具體實施例。
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的至少一個實施例，提供在通信網絡10的至少一部分的鄰近成員之間的示范空間關系的部分空間概圖。網絡10包括參考單元12，其被表示為三角形，并且其位置是已知的或能夠確定；多個盲單元14，其被表示為圓。盲單元14對應要被估計位置的單元。在至少所示出的實施例中，網絡10是多跳網絡，其對應這樣的網絡，其中某些單元對(pairs of units)不能直接通信和/或需要經由網絡10內的另一個單元來通信。能夠直接相互通信的單元利用在這些單元之間延伸的線16示出。所述線之一在圖中與相應的參考數(shù)字相關聯(lián)地示出。
通常，每個單元包括收發(fā)信機和相應的天線，其支持在通信范圍內的其他單元之間的無線通信。通過相鄰單元之間的通信，根據(jù)所接收信號的特性和/或時序來確定范圍估計。在至少一個實施例中，接收信號強度指示、到達測量的時間、到達測量的時間差和/或到達測量的角度中的一個或多個用于確定測量的范圍值。例如，在發(fā)射時，能夠測量接收的信號強度并知道該信號的強度，根據(jù)預測作為距離函數(shù)的信號強度衰減的模型，能夠計算范圍估計。作為另一個例子，能夠確定在單元對之間發(fā)射的信號的傳播時間，并且基于信號的移動速率的近似以及確定的傳播時間，近似得到單元之間的范圍。在一些情況中，能夠使用往返(round trip)通信來確定傳播延遲。本領域技術人員容易理解，還存在另外的技術，用于根據(jù)與接收的信號相關聯(lián)的特性和/或時序來近似得到單元之間的范圍，并且能夠不脫離本發(fā)明的教導而類似地使用該技術。
一旦建立了相鄰單元(包括鄰近的參考單元)之間的測距信息，就能夠選擇非參考單元中的每一個的初始位置。然后使用迭代處理來更新初始和隨后的位置估計，直到與基于所選擇坐標的確定的距離和基于測量的范圍信息的距離之間的差值相關聯(lián)的誤差值不再減小，并且優(yōu)選被最小化。然而，利用一些誤差最小化技術，可能會陷入局部最小。在這些情況中的一些，局部最小值的偏移看來會增加誤差值，并且結果會使這些值偏移回局部最小值。圖2示出了一個這種局部最小的例子，其是二維顯示的。
更具體地，圖2示出了與一個或多個單元的不同位置估計相關聯(lián)的示范誤差值的部分圖20。示出誤差值的圖時常是高于二維的。不管怎樣，在具有更高維數(shù)的情況中，局部最小值可類似地出現(xiàn)。在示出的例子中，該圖包括最小值22和局部最小值24。局部最小值可能由尖點26、隆起或高點產生，所述尖點26、隆起或高點位于局部最小值24和實際最小值22之間，并且根據(jù)在起始時你位于尖點26的哪一側，可能使迭代解偏離實際最小值22。因為，關于你會收斂到局部最小值24還是收斂到實際最小值22，起始點可造成很大差異，對于正在確定的值選擇初始值可能是重要的。
認識到初始估計能夠影響到解是會收斂到局部最小值24還是會收斂到實際最小值22，所以開發(fā)了一種選擇初始估計的方法，其試圖提高識別收斂到實際最小值22的解的機會。通常，根據(jù)本發(fā)明的至少一個方面，使用多組不同的初始位置估計。
在至少一些情況中，通過能夠確定的區(qū)域來限定單元的可能位置。圖3示出待定位單元的可能位置區(qū)域30。更具體地，圖3是基于多個單元和待定位單元32的一組預定傳輸范圍，示出與待定位單元32通信的多個通信單元的重疊通信區(qū)域的部分空間概圖。例如，如果待定位單元32能夠接收來自三個不同單元的傳輸，那么該待定位單元32就可能位于區(qū)域30，在此，以弧線34A-C為界的傳輸區(qū)域對于三個不同單元中的每一個都重疊。然而，這不像三角測量，不是基于在這些單元中的每一個和待定位單元32之間的確定范圍會收斂到近似位置。區(qū)域30由對每個單元估計的預定傳輸范圍34來限定。如同可能通過三角測量確定的，更確切位置的例子示出為待定位單元32和其他單元之間的三個近似距離36A-C的會聚點。
在具有估計的預定傳輸范圍(其被用于幫助限定可能的位置區(qū)域30)的單元中的一個的初始位置不確定的情況下，預定的傳輸范圍34可以增加對應于不確定量的一個量，這可用于進一步擴展可能位置區(qū)域30。
一旦限定了單元可能位于的區(qū)域，就能夠選擇與該區(qū)域相關聯(lián)的初始位置估計。不脫離本發(fā)明的教導，初始位置估計的這種選擇可包括幾個不同方法中的任意一個或多個，然而，在本申請的至少一個方面，選擇多組不同的初始位置估計。在一些實施例中，可隨機選擇初始位置估計。在其他實施例中，通常初始位置估計可均勻地間隔開。在另一些實施例中，可基于預定的分布模式來選擇初始位置估計。此外，在一些情況中，初始位置估計被限制在確定的可能位置區(qū)域，而在其他情況中，初始位置估計中的一些可偏離至可能位置區(qū)域之外。
圖4示出了部分空間概圖，突出顯示由一對弧線42A和42B包圍的可能位置區(qū)域40，其對應與待定位單元(未示出)通信的一對單元(未示出)的一對重疊的通信區(qū)域44A和44B。另外還對待定位單元示出一組示例性的可能初始位置估計，其示出為一組點，其中只有一些標記有相關的參考數(shù)字。在示出的實施例中，初始位置估計46通常在整個可能位置區(qū)域40中均勻間隔開。在至少兩種情況中，初始位置估計46會落在可能位置區(qū)域40之外。在一些情況中，可能希望調整落在可能位置區(qū)域之外的任何位置，使其在該區(qū)域之內。實際間隔可取決于將使用的位置估計46的數(shù)量。
圖5示出部分空間概圖，其突出顯示由三個弧線52A-C包圍的可能位置區(qū)域50。類似于圖4，圖5還示出一組示例性的可能初始位置估計54。然而，與圖4不同，該示范組的可能初始位置估計54按預定或預設的模式間隔開。在示出的實施例中，該預定模式以位置56為中心，位置56可對應于基于任何預定判據(jù)的最佳推測初始估計，該判據(jù)可與這里論述的概念相關或不相關。一個可能的實施例可以基于此前確定的位置來對該預定模式定位。在示出的特定模式中，初始位置估計54的位置密度較大，更接近最佳推測初始位置估計56。本領域技術人員容易認識到，作為替換，還可使用其他的預定模式，而不脫離本發(fā)明的教導。
在另一種替換方案中，可能位置區(qū)域可考慮環(huán)境特征，其可限制或排除單元位于某區(qū)域，和/或阻止單元穿過其他區(qū)域移動或進入其他區(qū)域。圖6示出了基于已知的先前位置62，單元的可能位置區(qū)域60的部分空間概圖。在示出的實施例中，可能位置還基于假定的或可能的移動速率，以及自單元位于最后已知的位置62以來所經過的時間。一對墻壁64和66限定了通道68并相應限制了單元的運動，它們用來更具體地限定可能位置區(qū)域60。
在另一種替換方案中，可類似地考慮此前確定的位置和從單元接收的慣性導航(inertial navigation)信息來確定可能位置區(qū)域。例如，單元可結合有計步器，其能夠跟蹤攜帶該單元的人的行進步數(shù)，或結合有里程表，其能夠跟蹤車輪行進的距離。此外，單元還可結合有指南針，其可相對于測量的行進距離提供行進的方向。作為替換，單元可包括一個或多個陀螺儀，其能夠檢測沿特定方向的運動和/或加速度。
在一些情況中，此前確定的位置可以是根據(jù)替換定位技術確定的位置，該替換技術可能在被跟蹤單元所離開的區(qū)域中可用，而在被跟蹤的單元正進入的區(qū)域中不可用。一個這樣的例子可包括全球定位系統(tǒng)，其中相對于衛(wèi)星或基站的網絡對單元進行三角測量，而在單元進入建筑物后該定位技術不可用。相對于此前確定的位置可具有一定程度的確定性，由此能夠確定和/或估計隨后的可能位置區(qū)域。
圖7示出基于已知的先前位置72和運動估計74的單元的可能位置區(qū)域70的部分空間概圖，如上所述，其能夠結合一些形式的慣性導航估計。運動估計74可以是單個距離和方向向量，并可以是平均值或集成的值。作為替換，運動估計74可包括多個不同的向量或分量74A-C，并對應多個相關聯(lián)的方向。圖7還示出慣性導航估計中不確定性的可能累積效果，以及它如何可產生可能位置區(qū)域70，從該區(qū)域可得出初始估計。
圖8示出根據(jù)本發(fā)明的至少一個實施例確定多跳網絡中多個單元的每一個的位置的系統(tǒng)100的框圖。用于確定位置的系統(tǒng)100可結合到一個或多個待定位單元中，或者替代地，可位于另一個單元中，所述另一個單元經一個或多個跳躍(例如參考單元)至少可通信耦合至待定位單元。
系統(tǒng)100包括耦合到天線104的收發(fā)信機102，天線104用于促進與其他單元的通信，通過它可接收由單元中的每一個檢測的測量范圍信息以及用于確定可能位置區(qū)域的信息。收發(fā)信機102可以與許多形式的通信兼容，包括使用蜂窩電話無線電收發(fā)信機、無繩電話無線電收發(fā)信機、無線LAN連接、短程無線電收發(fā)信機(如藍牙收發(fā)信機、紅外通信收發(fā)信機)或其他類似通信設備的通信。本領域技術人員將認識到，其他形式的通信和/或它們的組合同樣是可能的。
系統(tǒng)100還包括耦合到收發(fā)信機102的處理器106。處理器106包括存儲區(qū)域108，用于接收和存儲連接性和范圍信息，并用于保持一個或多個位置估計及與位置估計110相關聯(lián)的相應誤差值。存儲區(qū)域108還可包括一組或多組預存儲的指令112。
處理器106還包括計算模塊114，其適于確定單元中每一個的可能位置區(qū)域，以及基于一組初始位置估計來確定所述單元中每一個的位置估計并使得誤差值最小化。處理器106還包括一個或多個選擇模塊116。在至少一個實施例中，處理器包括用于選擇初始位置估計的選擇模塊118、用于選擇最小化誤差組的選擇模塊120。在一些實施例中，計算模塊114和一個或多個選擇模塊116作為一組或多組預存儲的指令112中的至少一些來實現(xiàn)。
在至少一個實施例中，處理器106可采用專用或通用計算機的形式，其包括一個或多個微處理器，用于執(zhí)行一組或多組預存儲的指令112。處理器還可包括一種或多種存儲器和/或存儲裝置，其中一些可耦合到或結合在微處理器中，用于存儲程序數(shù)據(jù)及所述一組或多組預存儲的指令。不同類型存儲器的例子包括一種或多種形式的易失性和/或非易失性存儲器，包括常規(guī)ROM、EPROM、RAM或EEPROM。另外，不同類型的存儲器可包括輔助存儲器，如固定或可移動介質，包括磁盤或光盤驅動器。
圖9示出根據(jù)本發(fā)明的至少一個實施例用于確定多個單元的位置的方法200的流程圖。方法200通常包括測量各單元中的每一個和在通信范圍之內的任何參考單元之間的范圍信息(步驟202)。如上所述，這能夠以至少幾種不同的方式來實現(xiàn)。至少兩個例子包括使用接收信號強度指示、到達測量的時間與到達測量的時間差。然后為各單元中的每一個建立可能位置區(qū)域(步驟204)。然后根據(jù)為各單元中的每一個建立的可能位置區(qū)域來為各單元中的每一個選擇初始位置(步驟206)。然后對單元中的每一個進行位置估計并使誤差值最小化(步驟208)。
在至少一些情況中，維持確定的位置估計以及對應的最小化誤差值的記錄。然后對是否已計算了期望數(shù)量的位置估計進行判定(步驟210)。在至少一些情況中，期望數(shù)量的位置估計可以是固定的預定數(shù)量。然而在其他情況中，期望數(shù)量的位置估計可以是其他因素的函數(shù)。例如，期望數(shù)量的位置估計可根據(jù)待定位各單元中每一個的一個或多個可能位置區(qū)域的大小而改變。
另外，已滿足或超出的期望數(shù)量的位置估計可以根據(jù)已確定的最小誤差值來確定。例如，如果已發(fā)現(xiàn)誤差值低于預定閾值，則可以定義為已滿足期望數(shù)量的位置估計。替代地，這可以表示為另一條件，可以替換地在達到所定義的預定數(shù)量的位置估計計算之前，中斷循環(huán)并使方法流脫離該循環(huán)。此外，如果已超出減小的預定數(shù)量并且已發(fā)現(xiàn)小于預定閾值的誤差值，則可以說已經計算的位置估計所期望數(shù)量已得到滿足。本領域技術人員將認識到，在不脫離本領域技術人員的教導的情況下，其他替代方案是可能的。
在任何情況中，直到已經計算了期望數(shù)量的位置估計為止，才選擇一組新的初始位置估計(步驟206)，并用來對各單元中的每一個確定位置估計(步驟208)，并且隨后重復。在已經確定了期望數(shù)量的位置估計之后，和/或位置估計的計算已經在其他情況下中斷，選擇具有最小誤差的這組位置估計(步驟212)。
在至少一個實施例中，誤差估計是測量的范圍信息和計算的估計位置之間的距離之間的差值的平方和的函數(shù)。在每個位置估計期間，使用迭代方法并試圖使誤差值最小化。
如前面至少結合圖4至5所述，存在選擇初始位置估計的至少幾種可能性，包括接近確定的可能位置區(qū)域隨機選擇初始估計，相對于可能位置區(qū)域順序選擇間隔開的初始位置估計。在從間隔開的初始位置估計中順序選擇初始位置估計的情況下，位置估計通?？梢允堑乳g隔的，或替代地，它們可按相對于可能位置區(qū)域具有不同密度的預定模式排列。在一些情況中，初始位置估計在接近與最佳推測位置一致的區(qū)域處具有最大密度。
在另一實施例中，如圖10所示，可通過借助于可能替代的位置確定手段來確定各單元中一些的位置而最小化需要確定位置的單元的數(shù)量。例如，如果在待定位各單元和足夠數(shù)量的參考單元之間存在足夠數(shù)量的范圍估計，則可以通過三角測量來確定一個或多個單元的位置(步驟224)。另外，至少在三角測量保持有效的期間，通過三角測量來確定位置的任何單元又可以歸類到或看作是參考單元(步驟226)。進而，這又可以允許通過替換的位置確定手段(如三角測量)來更確切地定位其他單元?？梢灾貜驮撨^程，直到沒有其他單元能夠以這種方式來定位(步驟228)。
另外可能的是，作為為了進行三角測量的定位過程的一部分，或與圖9所提供的對多個單元進行定位的方法結合，通過增加功率并相應地增加單元之間的任何無線通信的范圍，可以增強通信鏈路的數(shù)量和相應的范圍測量(步驟222)。
通常，可在多種環(huán)境中與單元的定位結合來使用所述的方法200和系統(tǒng)100。至少一個這樣的例子包括諸如蜂窩電話的設備或位于網絡內的其他設備的定位。另外，系統(tǒng)100可用于跟蹤存儲在倉庫中的物品的定位。
其他的例子包括結合待定位單元作為供在給定區(qū)域或環(huán)境中協(xié)同工作的一組或多組人使用的設備的一部分。一個這樣的例子包括應急救險人員。在這種情況下，待定位單元可結合到或共同位于消防隊員的頭盔、護套或其他設備中。本領域技術人員將認識到，本發(fā)明用于對多個單元進行定位的方法和系統(tǒng)同樣可適用于其他環(huán)境。
盡管示出并描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但應該理解，本發(fā)明不限于此。本領域技術人員會作出大量的修改、改變、變型、替換和等效，而不脫離由所附權利要求限定的本發(fā)明的要旨和范圍。
權利要求
1.一種確定多個單元的位置的方法，每個單元可通信耦合至其他多個單元中的至少一些，其中所述多個單元中的至少一些處于與一個或多個參考單元的通信范圍內，所述參考單元的位置至少是已確定的或已知的，所述方法包括測量所述各單元的每一個與在彼此通信范圍內的任何參考單元之間的范圍信息；為所述各單元的每一個建立包括多個可能初始位置估計的可能位置區(qū)域；從對應所述可能位置區(qū)域的區(qū)域中為所述各單元中位置未知的每一個選擇初始位置估計；根據(jù)所測量的范圍值與由所估計位置值計算的范圍之間的差值，為所述各單元的每一個估計位置并使誤差值最小化；重復下述動作至少一次從所述多個可能初始位置估計中利用不同組的初始位置估計來為所述各單元的每一個進行初始位置估計的選擇，以及對所述各單元的每一個進行位置估計并使誤差值最小化；以及從所述重復的估計中選擇具有最小的最小化誤差值的那組位置估計。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，測量所述各單元的每一個與在彼此通信范圍內的任何參考單元之間的范圍信息包括下述至少之一對由所述單元中的一個或多個發(fā)射的信號測量接收信號強度指示、到達角、到達時間和到達的時間差。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，為所述各單元的每一個建立可能位置區(qū)域包括根據(jù)其他單元的通信范圍和已知的或估計的位置來確定重疊區(qū)域，所述其他單元通信耦合至正為其確定所述可能位置區(qū)域的單元。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，為所述各單元的每一個建立可能位置區(qū)域包括確定已知的先前位置，并估計自所述單元處于所述先前已知位置以來經過的時間段期間可能偏移的量。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其中，所述可能偏移是基于估計的移動速率和自所述單元處于所述先前已知位置以來的時間段。
6.根據(jù)權利要求4所述的方法，其中，所述可能偏移是基于在所述先前已知位置之后的時間期間的慣性導航估計。
7.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，為所述各單元的每一個選擇初始位置估計包括從所建立的可能初始區(qū)域從多個可能初始位置中隨機選擇位置。
8.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，為所述各單元的每一個選擇初始位置估計包括從所建立的可能位置區(qū)域從多個可能初始位置的子集中順序選擇位置，所述多個可能初始位置關于所述可能位置區(qū)域以預設的模式間隔開。
9.根據(jù)權利要求8所述的方法，其中，所述預設的模式包括大致均勻間隔開的各位置。
10.根據(jù)權利要求9所述的方法，其中，所述間隔的距離是基于所述可能位置區(qū)域的大小以及位置估計的重復迭代的預定數(shù)量。
11.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，使誤差最小化包括使基于估計的位置的范圍和測量的范圍之間的差值的平方和最小化。
12.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，為所述各單元的每一個估計位置包括在為所述各單元的每一個選擇初始位置估計之后，為所述各單元的每一個迭代估計更新位置，至少直到誤差值不再變小。
13.根據(jù)權利要求1所述的方法，還包括增加所述多個單元中至少一些的通信范圍。
14.根據(jù)權利要求1所述的方法，還包括確定與足夠數(shù)量的參考單元有鏈接的各單元，以通過三角測量來確定位置，對所標識的各單元的每一個的位置進行三角測量，并在所述三角測量的位置保持有效的后續(xù)處理期間把所述三角測量的單元標識為參考單元。
15.根據(jù)權利要求14所述的方法，其中，如果對所述各單元的任何單元進行了新的三角測量并標識為參考單元，則重復對其他單元進行三角測量并隨后將其標識為參考單元的嘗試，直到沒有其他單元能夠進行三角測量。
16.一種確定多跳網絡中的多個單元的每一個的位置的系統(tǒng)，每個單元通信耦合至其他多個單元中的至少一些，其中所述多個單元中的至少一些處于與一個或多個參考單元的通信范圍內，所述參考單元的位置至少是已確定的或已知的，所述系統(tǒng)包括收發(fā)信機，用于接收所述多個單元和在彼此通信范圍內的任何參考單元的連接性和范圍信息；和耦合到所述收發(fā)信機的處理器，該處理器包括存儲區(qū)域，用于保存連接性、通信范圍信息和多組位置估計以及相應的最小化誤差值；計算模塊，適于根據(jù)每一組初始位置估計為所述各單元的每一個確定可能位置區(qū)域，以及為所述各單元的每一個估計位置并使誤差值最小化；和一個或多個選擇模塊，用于為所述各單元的每一個順序選擇與所述可能位置區(qū)域對應的多個不同組的初始位置估計，以及選擇與最小的最小化誤差值相關聯(lián)的那組估計的位置。
17.根據(jù)權利要求16所述的系統(tǒng)，其中，所述計算模塊和所述一個或多個選擇模塊中的至少一個包括一組或多組預存儲的指令。
18.根據(jù)權利要求17所述的系統(tǒng)，其中，所述一組或多組預存儲的指令存儲在所述存儲區(qū)域中。
19.根據(jù)權利要求16所述的系統(tǒng)，其中，所述一個或多個選擇模塊適于為所述各單元的每一個從相應的可能位置區(qū)域隨機選擇初始位置估計。
20.根據(jù)權利要求16所述的系統(tǒng)，其中，所述一個或多個選擇模塊適于為所述各單元的每一個從相應的可能位置區(qū)域順序選擇初始位置估計，它們以預設的模式間隔開。
21.根據(jù)權利要求16所述的系統(tǒng)，其中，所述的用于確定位置的系統(tǒng)結合為所述待定位單元之一的一部分。
22.根據(jù)權利要求16所述的系統(tǒng)，其中，所述各單元的至少一些是移動通信設備。
23.根據(jù)權利要求22所述的系統(tǒng)，其中，所述移動通信設備中的至少一些是蜂窩無線電話。
24.根據(jù)權利要求16所述的系統(tǒng)，其中，所述各單元的至少一些包括由協(xié)同工作的一組個體使用的設備。
全文摘要
提供一種方法和系統(tǒng)，用于確定多個單元中每一個的位置，所述位置是從多組位置之一中選擇的，這些位置的每一個都是根據(jù)不同的初始位置估計而估計的。所選擇的一組位置包括具有最小誤差值的那組，誤差值是基于在從估計的位置確定的范圍和測量的范圍之間的差值的合計。通過使用不同組的初始位置估計，有更大的機會來使各組初始位置估計中的至少一組避免局部最小值，并產生更精確的單元位置估計。
文檔編號H04W64/00GK1902954SQ200480039190
公開日2007年1月24日 申請日期2004年12月14日 優(yōu)先權日2003年12月29日
發(fā)明者石奇才, 內伊耶爾·S·科雷亞爾, 保羅·E·戈爾達伊, 斯皮羅斯·基派朗恩塔斯, 牛鋒 申請人:摩托羅拉公司