地理位置信號(hào)指紋識(shí)別的制作方法
【專利說(shuō)明】
【背景技術(shù)】
[0001]諸如智能電話之類的移動(dòng)裝置的使用幾乎無(wú)處不在。這些移動(dòng)裝置中有許多包括確定它們地理物理(如，地理學(xué))位置的能力。也就是說(shuō)，移動(dòng)裝置能夠確定其在現(xiàn)實(shí)世界中的位置。傳統(tǒng)上，位置確定一般通過(guò)使用全球定位系統(tǒng)(GPS)、基于多個(gè)無(wú)線電信號(hào)(如，蜂窩信號(hào))的某種形式的遙測(cè)、互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)地理位置、或其組合來(lái)完成。
[0002]一些正在出現(xiàn)的所謂的基于位置的服務(wù)(LBS)利用許多人每天攜帶的移動(dòng)裝置的位置感知能力。例如，LBS包括定向廣告、社交網(wǎng)絡(luò)、定位朋友(“簽到”)、照片標(biāo)簽、生活記錄、基于位置的游戲、健康監(jiān)測(cè)等。LBS也可以包括車輛或包裹追蹤。
【附圖說(shuō)明】
[0003]圖1和圖2示出了圖示說(shuō)明根據(jù)本文的描述的實(shí)現(xiàn)方式可以在其中運(yùn)作的環(huán)境的不例場(chǎng)景。
[0004]圖3圖示說(shuō)明根據(jù)本文的描述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)現(xiàn)方式的示例系統(tǒng)。
[0005]圖4-6圖示說(shuō)明根據(jù)本文的描述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)現(xiàn)方式的過(guò)程。
[0006]圖7圖示說(shuō)明根據(jù)本文的描述技術(shù)實(shí)現(xiàn)的示例計(jì)算裝置。
[0007]圖8圖示說(shuō)明根據(jù)本文的描述技術(shù)實(shí)現(xiàn)的示例裝置。
[0008]【具體實(shí)施方式】參考了附圖。在圖中，附圖標(biāo)記最左側(cè)的(一個(gè)或多個(gè))數(shù)字標(biāo)識(shí)該附圖標(biāo)記在其中首次出現(xiàn)的圖。全部附圖中的相同編號(hào)用于表示類似的特征和組件。
【具體實(shí)施方式】
[0009]本文公開了一種關(guān)于低功耗、精確估計(jì)移動(dòng)裝置(比如，智能電話)的位置的技術(shù)。更具體地，所公開的技術(shù)有利于有利于在不依賴于傳統(tǒng)的全球定位系統(tǒng)(GPS)的一直打開和電池耗盡方法或基于多個(gè)無(wú)線電信號(hào)(如，蜂窩信號(hào))的某種形式的遙測(cè)的情況下物理或“現(xiàn)實(shí)世界”位置(如地理位置)進(jìn)行估計(jì)。地理位置一般通過(guò)地理坐標(biāo)(比如，瑋度、經(jīng)度和海拔)來(lái)定義。使用本文所描述的技術(shù)，移動(dòng)裝置能夠在沒(méi)有GPS或基于信號(hào)的遙測(cè)的情況下找到其地理位置。
[0010]位置感知
[0011]位置感知涉及移動(dòng)裝置確定其目前位置。傳統(tǒng)位置確定方法包括GPS和信號(hào)定位或遙測(cè)(如，三角測(cè)量、三邊測(cè)量或其它形式的內(nèi)插和外插)來(lái)確定關(guān)于多個(gè)信號(hào)源的地理位置。GPS是幾乎無(wú)處不在的室外定位技術(shù)并且支持GPS的典型智能手機(jī)具有三至五米的精度。對(duì)于信號(hào)定位，信號(hào)源能夠使用蜂窩或IEEE 802.11的變體(S卩，W1-Fi)。
[0012]GPS是其中移動(dòng)裝置通過(guò)從GPS衛(wèi)星的子集測(cè)量無(wú)線電信號(hào)飛行時(shí)間(time-of-flight)來(lái)定位其自身的系統(tǒng)。GPS的特點(diǎn)是比較精確(即，使用凈信號(hào)達(dá)三至五米)，但GPS的顯著缺點(diǎn)是耗電量大。典型地，GPS在大多數(shù)移動(dòng)裝置上消耗45-150毫瓦
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[0013]信號(hào)定位(如，WiFi/蜂窩三邊測(cè)量)是一種廣域位置估計(jì)的傳統(tǒng)方法，并且現(xiàn)在在智能手機(jī)上幾乎到處可見(jiàn)。WiFi/蜂窩三邊測(cè)量依賴于IEEE 802.11 ( S卩，WiFi)訪問(wèn)點(diǎn)和蜂窩塔位置的數(shù)據(jù)庫(kù)，該數(shù)據(jù)庫(kù)以它們的介質(zhì)訪問(wèn)卡(MAC)地址和塔ID為索引。這些數(shù)據(jù)庫(kù)是通過(guò)強(qiáng)力映射的努力而創(chuàng)建的。鑒于這樣的數(shù)據(jù)庫(kù)，移動(dòng)裝置能夠掃描附近塔和IEEE802.11訪問(wèn)點(diǎn)(以及它們的信號(hào)強(qiáng)度)，查找它們?cè)跀?shù)據(jù)庫(kù)中的位置，并且估計(jì)該移動(dòng)裝置物理上位于的位置。
[0014]信號(hào)定位系統(tǒng)不像GPS耗電量巨大。然而，傳統(tǒng)的信號(hào)定位系統(tǒng)沒(méi)有GPS精確?；诟浇乃虸EEE 802.11訪問(wèn)點(diǎn)的密度，這些系統(tǒng)的精度在二十至二百米之間變化。
[0015]代替?zhèn)鹘y(tǒng)的位置感知方法，本文描述的技術(shù)獲知特定位置的固有可觀測(cè)特性，將該特性與該特定位置的地理位置相關(guān)聯(lián)，并且將該關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)在此類關(guān)聯(lián)(如，信號(hào)-指紋映射)的數(shù)據(jù)庫(kù)中。當(dāng)移動(dòng)裝置稍后觀測(cè)相同的固有可觀測(cè)特性時(shí)，在信號(hào)-指紋映射中找到與剛觀測(cè)到的特性相關(guān)聯(lián)的地理位置。使用本文描述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)現(xiàn)方式，特定位置的固有可觀測(cè)特性是“觀測(cè)到”的周圍的無(wú)線電環(huán)境。
[0016]一個(gè)或多個(gè)實(shí)現(xiàn)方式包括，例如，從在世界各處移動(dòng)的許多移動(dòng)裝置收集眾包(crowd-sourced)信息的系統(tǒng)。使用收集到的信息，系統(tǒng)基于在這些位置處觀測(cè)到的周圍的無(wú)線電環(huán)境辨識(shí)并獲知經(jīng)常光顧的分散位置。具體而言，系統(tǒng)辨識(shí)并獲知哪些周圍的可標(biāo)識(shí)無(wú)線(“IWS”)源是在這些分散位置的接收范圍內(nèi)的地形的一部分。無(wú)線訪問(wèn)點(diǎn)(WAP)是周圍的IWS源的具體示例。
[0017]信號(hào)指紋識(shí)別
[0018]本文描述的技術(shù)的一個(gè)或多個(gè)實(shí)現(xiàn)方式利用信號(hào)指紋識(shí)別方法來(lái)獲知具體位置并且再次辨識(shí)該具體位置。本文描述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)現(xiàn)方式利用被稱為基于WiFi的定位的具體形式的信號(hào)指紋識(shí)別。它更普遍地被稱為“WiFi指紋識(shí)別”。通常，WiFi指紋識(shí)別涉及基于“可見(jiàn)的” WAP和它們被觀測(cè)到的信號(hào)強(qiáng)度的WAP “指紋識(shí)別”來(lái)記住位置。
[0019]傳統(tǒng)上，WiFi指紋識(shí)別涉及對(duì)無(wú)線電景觀的詳細(xì)勘測(cè)，在這樣的無(wú)線電景觀中WAP標(biāo)識(shí)和觀測(cè)到的信號(hào)強(qiáng)度通過(guò)在整個(gè)定位區(qū)采樣被收集在密集網(wǎng)格中。每個(gè)指紋與在其被觀測(cè)到的位置相關(guān)聯(lián)。一旦一個(gè)區(qū)域其讓其指紋映射被創(chuàng)建，典型的移動(dòng)裝置可以執(zhí)行WiFi掃描，執(zhí)行映射查找，并以一至三米的典型精度來(lái)估計(jì)其在該區(qū)域內(nèi)的位置。WiFi指紋識(shí)別技術(shù)是低功耗、精確的，并且與支持WiFi的裝置一起發(fā)揮作用。
[0020]然而，傳統(tǒng)WiFi指紋映射的構(gòu)建是耗時(shí)的。以該傳統(tǒng)方式構(gòu)建的WiFi指紋映射僅對(duì)其被收集的區(qū)域是有用的。內(nèi)插對(duì)超出映射區(qū)域幾米以上是不可能的。因此，傳統(tǒng)的WiFi指紋通常僅用在房屋和小型建筑物內(nèi)，但很少或從不被部署在大型建筑物內(nèi)、校園范圍規(guī)模上、和覆蓋城市。
[0021]眾包指紋映射
[0022]本文描述的技術(shù)利用一群參與的移動(dòng)裝置，該群移動(dòng)裝置共同地貢獻(xiàn)位置和在到處行走時(shí)確定的信號(hào)-指紋關(guān)聯(lián)。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，世界的眾包信號(hào)-指紋映射(或至少如它一樣能夠被信號(hào)指紋識(shí)別)將被創(chuàng)建。眾包涉及將任務(wù)外包給人或裝置的分布式的組的過(guò)程。與外包不同，眾包通常通過(guò)看似不確定的公眾(即群眾)，而不是明確限定的組來(lái)完成。
[0023]用戶能夠選擇參與該映射的創(chuàng)建。例如，下載移動(dòng)應(yīng)用程序(“APP”)到他們的移動(dòng)裝置(如，智能手機(jī)或平板電腦)的用戶可以完成要參與的選擇。隨著參與的裝置到處移動(dòng)，它可以對(duì)映射做出貢獻(xiàn)。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中，參與的裝置承諾僅對(duì)非常小比例(如，1% )的時(shí)間做出積極貢獻(xiàn)。
[0024]示例場(chǎng)景
[0025]圖1示出在其中可以采用本文描述的技術(shù)的一個(gè)或多個(gè)實(shí)現(xiàn)方式的示例場(chǎng)景100。示例場(chǎng)景100圖示說(shuō)明對(duì)眾包信號(hào)-指紋映射的貢獻(xiàn)。
[0026]為了說(shuō)明的目的，映射110示出了在道路上的，具有配有激活的無(wú)線裝置104的司機(jī)或乘客(未示出)的汽車102。雖然無(wú)線裝置104是激活的，但是用戶不需要與它進(jìn)行交互。
[0027]映射110還示出幾個(gè)感興趣的點(diǎn)(POI)。圖1中描述的POI包括家庭120、餐廳122、咖啡館124(即，咖啡廳)、學(xué)校126、另一個(gè)咖啡館128，診所130、和制造廠132(即工廠)。此外，映射110示出了分布在附近的許多無(wú)線訪問(wèn)點(diǎn)(WAP)。每個(gè)WAP標(biāo)有從A到I的大寫字母。雙虛線圓指示每個(gè)所描述的WAP的范圍。雖然未在映射110中示出，但是圖1中描述的每個(gè)POI還包含一個(gè)或多個(gè)WAP。
[0028]例如，參照?qǐng)D1的映射110，假設(shè)Dorothy正在參與眾包信號(hào)-指紋映射項(xiàng)目。雖然她正在駕駛她的汽車102，但是她的移動(dòng)裝置104正在積極地對(duì)該項(xiàng)目做出貢獻(xiàn)。在該貢獻(xiàn)時(shí)間期間，移動(dòng)裝置104從GPS衛(wèi)星140獲取讀數(shù)以確定它的位置的地理坐標(biāo)。在相同的位置，移動(dòng)裝置104獲取該位置的一個(gè)或多個(gè)信號(hào)指紋。這些指紋可以使用周圍的IWS源的無(wú)線電掃描和在同一時(shí)間采集的這樣的周圍的IWS源的信號(hào)強(qiáng)度來(lái)獲得。
[0029]移動(dòng)裝置104使地理坐標(biāo)讀數(shù)和該位置的信號(hào)指紋讀數(shù)配對(duì)在一起。S卩，讀數(shù)被彼此相關(guān)聯(lián)。移動(dòng)裝置104通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)150 (比如，蜂窩數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、WAPjP /或因特網(wǎng))將這些配對(duì)的讀數(shù)上傳到一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器160。指向一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器160的地理坐標(biāo)箭頭170指示地理坐標(biāo)讀數(shù)的上傳。類似地，指向一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器160的信號(hào)-指紋箭頭172指示信號(hào)-指紋讀數(shù)的上傳。最后，從一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器160指出的映射請(qǐng)求箭頭173指示網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器160能夠利用移動(dòng)裝置104來(lái)映射其當(dāng)前正在操作的具體區(qū)域的請(qǐng)求。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器160能夠請(qǐng)求移動(dòng)裝置104從其當(dāng)前位置上傳配對(duì)以填寫到指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中的孔(hole)。
[0030]更一般地，一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器160可以被統(tǒng)稱為“云”。云是通過(guò)托管用戶的數(shù)據(jù)、軟件、和/或計(jì)算的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(如，互聯(lián)網(wǎng))提供的遠(yuǎn)程服務(wù)的通用標(biāo)簽?？商娲?，一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器160可