CN104956236B - 用于生成位置指纹数据的调查技术 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了用于生成位置指纹数据的调查技术。移动设备可通过在地点的多个位置处测量来自一个或多个信号源的信号来对所述地点进行调查。在每个位置处，所述移动设备可对信号进行多次测量。所述移动设备可在相异取向处进行每次测量。所述测量可用于确定在所述地点处所述信号的预期测量。信号的所述多个测量之间的差值可用于确定所述预期测量的方差。所述预期测量和方差可被指定为所述地点的位置指纹数据。所述位置指纹数据可由移动设备用于确定在所述地点处的位置。

Description

用于生成位置指纹数据的调查技术
技术领域
本公开整体涉及位置确定。
背景技术
一些移动设备具有用于确定地理位置的特征部。例如，移动设备可包括用于从全球卫星系统(例如，全球定位系统或GPS)接收信号的接收器。移动设备可使用所接收的GPS信号确定地理位置，包括纬度和经度。在许多地方，GPS信号可能不存在、微弱或受到干扰，使得无法使用移动设备的GPS功能来准确地确定位置。例如，常规的移动设备在位于建筑物或隧道内部时经常不能基于GPS信号来确定位置。
发明内容
本发明描述了用于生成位置指纹数据的调查技术。移动设备可通过在地点的多个位置处测量来自一个或多个信号源的信号来对地点进行调查。在每个位置处，移动设备可对信号进行多次测量。移动设备可在相异取向处进行每次测量。这些测量可用于确定在该地点处这些信号的预期测量。信号的多个测量之间的差值可用于确定预期测量的方差。预期测量和方差可被指定为地点的位置指纹数据。当GPS信号不可用时，位置指纹数据可由移动设备用于确定在该地点处的位置。
一般来讲，在一个方面，对地点进行调查的移动设备可在第一遍中沿路径从该地点处的起始点移动到该地点处的结束点。在移动设备移动时，移动设备可扫描以查找信号并且记录信号的测量。在到达结束点后，移动设备可在第二遍中沿路径从结束点移动回到起始点，同时扫描以查找信号并且记录测量。移动设备可确定沿路径的多个位置处的估计测量。针对位置中的每个位置，移动设备可确定在第一遍中记录的测量和在第二遍中记录的测量之间的差值。移动设备可使用该差值来确定在地点的对应位置处的预期测量的方差。
可实施本说明书中所描述的特征来实现以下优点。与用于生成位置指纹数据的常规技术相比，本说明书中所描述的调查技术可提供较高质量的数据用于确定位置指纹。在对地点进行调查以生成位置指纹数据的过程中，随机因素，例如调查设备的取向或持有调查设备的人员的身体的取向，可影响信号测量的准确性。人体可使信号(例如，射频(RF)信号)衰减。通过在多个取向中测量信号，确定位置指纹数据的设备可减小调查者可能无意地引入的随机性影响。这些位置指纹数据可具有较好质量，并且在由移动设备用于确定地点处的位置时更有效。
在下面的附图和具体实施方式中阐述了调查技术的一个或多个具体实施的细节。根据具体实施方式、附图以及权利要求书，这些调查技术的其他特征、方面和优点将变得显而易见。
附图说明
图1是示出示例性静止调查技术的图示。
图2是示出多个位置处的静止调查的示例性技术的图示。
图3是示出示例性步行调查技术的图示。
图4是示出沿由起始点和结束点限定的路径的步行调查的示例性技术的图示。
图5是示出移动设备的示例性位置调查子系统的部件的框图。
图6示出位置指纹数据库的示例性逻辑结构。
图7是静止调查的示例性程序的流程图。
图8是步行调查的示例性程序的流程图。
图9是利用调查用户界面的静止调查的示例性程序的流程图。
图10是示出实现参考图1至图9所述的特征和操作的移动设备的示例性设备架构的框图。
图11是图1至图9的移动设备的示例性网络操作环境的框图。
各附图中的类似参考符号指示类似元件。
具体实施方式
示例性静止调查
图1是示出示例性静止调查技术的图示。移动设备102可为实现静止调查特征的设备。移动设备102可位于地点104处，并且被编程为对地点104进行调查以用于填充位置指纹数据库。
地点104可以是行人能够进入的空间。地点104可包括限制行人在空间中移动的一个或多个约束。这些约束可包括例如地图约束(例如，墙、栏杆或隔间隔板)、通道约束(例如，在由道路标志限定的通道上步行的行人会沿该通道步行)、或行人运动约束(例如，行人无法超过X英里/小时的移动速度或当不在楼梯或升降机中时无法竖直地移动)。地点104可为物理结构。物理结构可为封闭的(例如，办公大楼)或开放的(例如，露天体育场)。空间可为在物理结构内部的室内空间，或者在物理结构为开放的情况下可为在物理结构的限定空间内部的空间。地点104可为移动的(例如，飞机、游轮或移动采油平台)。
对地点104进行调查可包括在地点104的各个位置(例如，位置A)处测量来自信号源(例如，信号源106,108和110)的信号。信号源106,108和110中的每一个信号源可包括射频(RF)信号发射器，例如无线接入点。测量来自信号源106,108和110的信号可包括在位置A处在多个取向中执行信道扫描以补偿调查者111对信号的衰减。信道扫描可为对信号源106,108和110的所有标准RF信道的扫描。调查者111可为携带移动设备102的行人。行人可为人类或以与人类步行速度类似的速度移动的设备。如果在信道扫描中检测到信号，则移动设备102可测量该信号的一个或多个方面。例如，移动设备102可测量接收信号强度指示(RSSI)或往返时间或两者。移动设备102可与信号源106,108和110中的每一个信号源的标识符联合记录测量。标识符可为相应信号源的媒体访问控制(MAC)地址或服务集标识(SSID)。
移动设备102可在东部取向处进行测量，其中调查者111位于移动设备102的东部，并且在南部取向、西部取向和北部取向处进行测量，其中调查者111相对于移动设备102位于对应位置处。在一些具体实施中，东部取向、南部取向、西部取向和北部取向可相对于地球来讲。在一些具体实施中，东部取向、南部取向、西部取向和北部取向可相对于地点104来讲。在一些具体实施中，东部取向、南部取向、西部取向和北部取向可为任意取向，只要东部和西部垂直于北部和南部。
在图1中，调查者111将调查者111的位置改变到位置A的东部、南部、西部和北部，其中移动设备102的位置在测量期间恒定不变。在各种具体实施中，调查者111可保持在恒定位置处，或者在一个位置(例如，位置A)处保持“静止”并转向东部、南部、西部和北部，并且致使移动设备102在调查者111面向每个方向时进行测量。
移动设备102可将所记录的测量作为调查数据提交到定位服务器112。定位服务器112可包括一个或多个计算机，其被编程为基于所接收的调查数据来生成位置指纹数据。位置指纹数据可包括该地点处的多个位置的位置指纹。位置指纹可包括在对应位置处的来自信号源106,108和110的信号的预期测量、预期测量的方差以及预期测量的权数。定位服务器112可基于从移动设备102接收的测量来确定位置A处的预期测量。定位服务器112可至少部分地基于在东部取向、南部取向、西部取向和北部取向处进行的测量之间的差值来确定方差。定位服务器112可通过插值来确定移动设备102未调查的位置的位置指纹。定位服务器112可将位置指纹数据存储在位置指纹数据库132中。当另一个移动设备进入地点104时，定位服务器112可将位置指纹数据提供给那个移动设备以用于确定那个移动设备相对于地点104的位置。
图2是示出多个位置处的静止调查的示例性技术的图示。移动设备102可在多个位置(例如位置B、C和D)处对地点104进行调查。在对地点104进行调查时，移动设备102可提供地点地图202以用于进行显示。地点地图202可为示出地点104的内部结构或在地点104处对移动的其他约束的地图。
地点地图202可被配置为接收输入，例如触摸输入，其选择位置，例如位置204。当携带移动设备102的调查者位于位置B时，调查者可触摸或以其他方式选择对应于位置B的位置204。在接收到输入时，可使用标记(例如，如图2所示的圆点)表示位置204。
在接收到输入时，移动设备102可提供取向用户界面206以用于进行显示。取向用户界面206可包括对每个取向的提示，所述取向例如，东部、南部、西部和北部。每个提示可接收输入(例如，触摸输入)。在接收到输入时，移动设备102可与对应取向联合记录所接收的信号的测量。当针对给定取向(例如西部)记录测量时，可突出显示或以其他方式强调对该取向的提示。当针对每个取向记录测量时，移动设备102可隐藏取向用户界面206。在一些具体实施中，移动设备102可使用传感器(例如，耦接到移动设备102的罗盘)来自动地确定取向。当移动设备102确定已经在对应取向处进行测量时，移动设备102可在取向用户界面206上突出显示每个取向，而不需要请求用户选择那个取向。
正由调查者携带的移动设备102可接着移动到位置C并且接着移动到位置D。在位置C和D中的每一个处，移动设备102可通过取向界面206接收选择输入并且记录每个取向的测量。在一些具体实施中，可在地点地图202中表示移动设备102已经记录测量所在的每个位置，例如，作为位置204、位置208和位置210处的标记。在完成调查后，或在调查正在进行时，移动设备102可将所记录的测量提交到定位服务器(例如，图1的定位服务器112)。
示例性步行调查
图3是示出示例性步行调查技术的图示。移动设备102可被编程为对地点104进行调查。定位服务器112可将地点地图提供给移动设备102。地点地图可存储在地点数据库302中。
地点地图可与调查路径304相关联。调查路径304可为移动设备102将在地点104处行进的路径。在一些具体实施中，定位服务器112与地点地图联合将调查路径304提供给移动设备102。在一些具体实施中，移动设备102可例如基于由调查者在地点地图上绘制的路径来确定调查路径304。调查路径304可被显示为上覆于地点地图。
调查路径304可具有起始点306和结束点308。起始点306和结束点308可各自被表示为标记。每个标记可接收将开始或结束测量所在的选择输入。例如，在起始点306处，移动设备102可接收第一输入(例如，选择起始点306的触摸输入)。在调查者步行时，移动设备102可接着由调查者携带以沿调查路径304移动到结束点308。在移动时，移动设备102可记录来自信号源的信号的测量。在信号源是无线接入点时，记录测量可包括在无线接入点的频率信道上执行扫描。在一些具体实施中，可在优选信道上执行扫描。优选信道可为非重叠信道，例如802.11b/g无线网络中的信道1,6和11。可紧接地例如连续且重复地执行扫描。每个扫描可被配置为持续长于信号源的信标间隔。例如，当信标传输之间的信标间隔为100毫秒时，每个扫描可被配置为持续110毫秒或更长。移动设备102可在没有调查者干预的情况下执行扫描。
当移动设备102到达结束点308时，移动设备102可接收第二输入(例如，选择结束点308的触摸输入)。移动设备102可使用调查路径304的长度和第一输入和第二输入之间的时间间隔来确定移动设备102的移动速度。基于速度，移动设备102可确定移动设备102记录测量所在的在调查路径304上的位置，并且将这些位置与对应测量相关联。
在接收到第二输入时，移动设备102可向调查者提供提示，该提示指示调查者步行回到起始点306。移动设备102可持续记录测量，直到移动设备102返回到起始点306为止，在起始点306处移动设备102可接收用于停止记录的第三输入。移动设备102可将移动设备102在返回途中记录测量所在的位置与移动设备102先前记录测量所在的位置进行匹配。可基于差值来确定预期测量的方差。移动设备102可将测量和位置提交到定位服务器以用于生成位置指纹数据312以用于存储在位置指纹数据库132中。
图4是示出沿由起始点和结束点限定的路径的步行调查的示例性技术的图示。对地点104进行调查的移动设备102可提供地点104的地点地图以用于进行显示。地点地图可被配置为接收将位置402指定为起始点的第一输入和将位置404指定为结束点的第二输入。移动设备102可确定基于位置402和位置404的调查路径406，并且确定移动设备102的一个或多个传感器的读数。
传感器可包括例如罗盘、加速度计、陀螺仪、气压计或可直接或间接地检测运动的其他传感器中的一者或多者。基于这些传感器的读数，移动设备102可确定移动设备102的前进方向和速度。例如，移动设备102可基于周期性加速和减速来确定调查者步行的步幅和速度。移动设备102可基于罗盘读数和陀螺仪读数来检测方向变化。移动设备102可基于气压计读数来检测在楼层之间的移动。基于前进方向和速度、作为起始点的位置402以及地点104的一个或多个约束(例如，墙和走廊)，移动设备102可确定调查路径406。
在一些具体实施中，移动设备102可基于真实数据来确定调查路径406。真实数据可包括信号源(例如信号源108)的已知位置。移动设备102可基于接收器的读数来确定来自信号源108的信号具有满足接近度阈值的属性(例如，RSSI超过XdB)。因此，移动设备102可确定移动设备102具有很高的概率邻近信号源108的位置定位。移动设备102可验证使用该概率基于传感器读数确定的移动设备102的位置。
调查路径406可为移动设备102在地点104处行进所沿的实际路径408的近似。移动设备102可移动到对应于结束点的位置404，并且移动回到对应于起始点的位置402。在调查期间或之后，移动设备102可将测量记录作为调查数据提交到定位服务器112。
示例性调查设备
图5为示出移动设备102的示例性调查子系统500的部件的框图。调查子系统500可包括用于进行位置调查以填充位置指纹数据库的硬件或软件部件。
调查子系统500可包括调查管理器502。调查管理器502是调查子系统500的部件，其被配置为管理位置调查功能。调查管理器502可提供用于扫描信道、记录测量、确定记录测量所在的位置以及管理测量数据的规则。调查管理器502可从信号源接口504接收测量数据。
信号源接口504是调查子系统500的部件，其被配置为与移动设备102的一个或多个传感器或接收器交互，并且将信号的测量和信号源的标识符提供给调查管理器502。测量可包括例如当信号源106,108和110为无线接入点时的RSSI或往返时间，当信号源106,108和110为热源时的温度，当信号源106,108和110为声源时的声压级，当信号源106,108和110为光源时的光强度或光谱。另外，信号源接口504可将微机电系统(MEMS)数据提供给调查管理器502。调查管理器502可基于从调查路径估计器506接收的调查路径数据来将测量与地点处的位置相关联。
调查管理器502可从调查路径估计器506接收位置路径数据。调查路径估计器506为调查子系统500的部件，其被配置为确定移动设备102的调查。调查路径估计器506可基于由调查管理器502提供的起始点和结束点以及由定位服务器接口508提供的地点地图来确定调查路径。调查路径估计器506可将调查路径提供给调查管理器502，调查管理器502继而可使用调查路径和MEMS数据来确定与测量相关联的位置。
定位服务器接口508是调查子系统500的部件，其被配置为从定位服务器112接收地点地图并且在一些具体实施中接收调查路径。在接收到地点地图和调查路径后，定位服务器接口508可将地点地图和调查路径(如果有的话)提交到调查路径估计器506。如果调查路径被提交到调查路径估计器506，则调查路径估计器506可将调查路径提供给调查管理器502。
调查管理器502可将从信号源接口504接收的测量与基于调查路径数据确定的位置相关联。调查管理器502可将结果指定为调查数据，并且将调查数据提供给定位服务器接口508以用于提交到定位服务器。在一些具体实施中，调查管理器502可将调查数据存储在调查数据存储510中以用于稍后提交到定位服务器。
调查子系统500可包括调查用户界面512。调查用户界面512可提供地点地图(从定位服务器接口508接收)以用于在移动设备102上进行显示。调查用户界面512可提供上覆于地点地图的调查路径以用于进行显示。调查用户界面512可提供各种用户界面项目以用于接收用于指定起始点和结束点的用户输入、测量的位置和测量的取向。
示例性位置指纹数据
图6示出位置指纹数据的示例性逻辑结构。位置指纹数据可由定位服务器112生成并且存储在位置指纹数据库132中。图3所示的示例性逻辑结构可对应于位置指纹数据库的一部分，例如，对应于地点104的那部分。
位置指纹数据可针对地点(例如，图1的地点104)中的多个位置当中的每个位置包括测量向量。测量向量可包括在该位置处的信号源的预期测量、预期测量的方差以及在该位置处的预期测量的权数。预期测量可包括移动设备在位于对应位置处的情况下预期见到的测量。方差可包括预期测量的一系列值以及测量具有每个值的概率。权数可指示移动设备将要在统计分类中向对应预期测量应用多少权数。给定信号源的权数可对应于移动设备可检测到来自该信号源的信号的概率。
预期测量可对应于一个以上类型的信号源。例如，位置指纹数据可包括以下中的至少一者：无线接入点指纹数据；射频识别(RFID)指纹数据；近场通信(NFC)指纹数据；BluetoothTM指纹数据；磁场指纹数据；蜂窝指纹数据；或计算机视觉指纹数据。各种指纹数据可聚合在一起以形成给定地点或在该地点处的给定位置的位置指纹数据。各种指纹数据可包括例如接收信号强度指示(RSSI)、往返时间、磁场强度和方向。
位置指纹数据可被存储为与地点相关联的多维数据。多维数据的一些维度可为空间维度。空间维度可包括X(例如，纬度)、Y(例如，经度)和Z(例如，海拔，未示出)。空间维度可为连续的，以函数表达，或离散的，其中空间维度可包括分布在地点中的位置。分布可为平稳且均匀的，或集中在存在良好测量(例如，强信号或第一信号和第二信号之间的强对比度)的区域周围。
多维数据的至少一个维度可为信号源维度。位置指纹数据可包括多个测量向量，每个测量向量对应于地点中的位置。测量向量602A可对应于由(X1,Y1,Z1)表示的位置，并且具有在位置(X1,Y1,Z1)处的每个信号源的一个或多个值。同样，测量向量602B可对应于由(X2,Y2,Z2)表示的位置，并且具有在位置(X2,Y2,Z2)处的每个信号源的一个或多个值。这些值可包括以下中的一者或多者：环境变量的预期值(例如，预期RSSI)、预期值的方差或权数。定位服务器112可基于从取样设备接收的测量和测量方差来确定预期测量和方差。取样设备可为被配置为当移动设备在地点中移动时在地点的多个位置处检测来自信号源的信号的移动设备。
在一些具体实施中，可将空间维度归一化。从移动设备接收的每个测量可对应于取样点。例如，调查者可携带移动设备并且沿循调查路径604以调查地点。定位服务器112可确定定位格栅，并且根据位置606,608,610,612和614的分布将调查路径604归一化为位置606,608,610,612和614。
定位服务器112可基于从移动设备102接收的测量来确定位置指纹数据。确定位置指纹数据可包括对所接收的测量进行内插以确定移动设备102未调查的位置的测量向量。确定位置指纹数据可包括基于在不同取向处记录的测量之间的差值来确定方差。确定位置指纹数据可包括基于在移动设备102移动到结束点时记录的调查路径的位置处的测量与在移动设备102移动到起始点时记录的调查路径的同一位置处的测量之间的差值来确定方差。当差值较高时，方差可较高。在一些具体实施中，位置指纹数据可由移动设备102的调查管理器502确定并且被提供给定位服务器112。
示例性程序
图7是静止调查的示例性程序700的流程图。程序700可由移动设备102执行。移动设备102可提供用户界面以用于在移动设备102上进行显示(702)。用户界面可包括地点地图。地点地图可为包括行人能够进入的空间和行人在空间中移动的一个或多个约束的地点的地图。地图被配置为从用户接收用于在地点地图上的一个位置处放置标记的输入。该位置可为指示移动设备102在该地点处的用户估计位置的调查位置。
移动设备102可记录移动设备102的传感器的第一读数和传感器的第二读数(704)。第一读数可与用户(调查者)或移动设备102中的至少一者的第一取向相关联。第二读数可与用户或移动设备102的第二取向相关联。传感器的第一读数和第二读数各自可测量在调查位置处由传感器接收的一个或多个信号。这一个或多个信号各自可为从无线网关(例如无线接入点)发射的RF信号。传感器可为RF信号接收器。记录读数可包括配置传感器以在每个取向处扫描每个无线接入点的信道持续至少阈值时间。阈值时间可长于无线接入点的信标间隔。第一取向可垂直于第二取向或面向第二取向。
移动设备102或定位服务器112可基于第一读数和第二读数来确定调查位置的信号指纹(706)。确定信号指纹可包括基于第一读数和第二读数之间的差值以及第一取向和第二取向之间的差异来控制用户体的身体对信号指纹的影响(例如，预测并减小由该影响造成的波动)。确定位置的信号指纹可包括确定当另一个移动设备位于该位置处时该另一个移动设备的传感器的预期读数的概率分布。确定位置的信号指纹可包括确定预期读数的方差。方差的量值可对应于第一读数和第二读数之间的差值。例如，较大差值可对应于较大方差。
图8是步行调查的示例性程序800的流程图。程序800可由移动设备102执行。
移动设备102可提供用户界面以用于向用户进行显示(802)。用户界面可包括地点的地图。地点可包括行人能够进入的空间和行人在空间中移动的一个或多个约束。地图可被配置为接收用于在地图上放置起始点标记的第一放置输入。地图可被配置为接收用于在地图上放置目的地标记的第二放置输入。地图上的起始点标记和目的地标记中的每一者的位置可分别指示移动设备102在该地点处的移动的用户估计起始点和用户估计结束点。
移动设备102可在移动设备沿由起始点和结束点限定的路径从起始点移动到结束点时记录来自移动设备102的传感器的第一读数(804)。该读数可包括由传感器接收的一个或多个信号的测量。这一个或多个信号可为RF信号。这一个或多个信号中的每一个信号可从RF信号发射器(例如无线接入点)接收。
移动设备102可在移动设备沿路径从结束点移动到起始点时记录来自传感器的第二读数(806)。记录第一读数和第二读数可包括扫描每个信号源的选择的信道。移动设备102可基于这些信道是否与其他信道重叠来选择信道。例如，当信号源为802.11无线接入点时，移动设备102可选择彼此不重叠的信道(例如，信道1,6和11)。扫描选择的信道可包括扫描每个选择的信道持续阈值时间周期(例如，110毫秒)，该阈值时间周期长于无线接入点的信标间隔。给定阈值时间周期，移动设备102可最大化传感器的扫描速率。
在一些具体实施中，在扫描选择的信道(例如，无线接入点的信道1)时，移动设备102可在相邻信道(例如，信道2，其部分地重叠信道1)上检测信标信号。移动设备102可将信标信号的测量记录为第一测量中的一个第一测量或第二测量中的一个第二测量。
移动设备102可确定在该路径上的与第一读数中的至少一个第一读数和第二读数中的至少一个第二读数相关联的位置(808)。确定路径上的位置可包括确定在两个方向上行进的移动设备102的移动速度，基于速度来确定给定位置处的信号的第一测量时间和给定位置处的信号的第二测量时间，并且基于相应时间从一系列计时读数确定第一读数和第二读数。
移动设备102可将该位置、该至少一个第一读数和该至少一个第二读数提供给定位服务器以用于使用插值确定位置的信号指纹(810)。确定位置的信号指纹可包括基于第一读数和第二读数之间的差值来控制用户的身体对信号指纹的影响。确定位置的信号指纹可包括确定在该位置处的另一个移动设备的传感器的预期读数的概率分布和预期读数的方差。方差的量值可对应于第一读数和第二读数之间的差值。在一些具体实施中，移动设备102可确定路径的长度。基于长度，移动设备102可确定移动设备102是否以恒速从起始点移动到结束点并且从结束点移动到起始点。如果确定移动设备102已经以恒速移动，则移动设备102可致使在信号指纹确定期间调整(例如，降低)方差。
在一些具体实施中，提供用户界面以用于向用户进行显示的阶段802可在此之后，例如，在移动设备102已经沿路径记录读数之后发生。移动设备可根据地图上表示的对移动的约束来基于起点标记和目的地标记的位置以及地图确定调查路径。确定路径可包括使用移动设备102的MEMS设备确定移动设备102的速度和前进方向。移动设备102可接着基于起点标记、速度和前进方向以及对地图的约束来确定路径的至少一部分。
图9是利用调查用户界面的静止调查的示例性程序900的流程图。调查用户界面可包括地图用户界面(例如，地点地图202)和取向用户界面(例如，取向用户界面206)。
移动设备102可提供地图用户界面以用于进行显示(902)。地图用户界面可包括地点的地图。地图可表示在该地点处的对行人移动的约束。地图用户界面可被配置为接收用于指定移动设备102在该地点处的估计位置的位置输入。位置可为绝对的(例如，包括纬度、经度和海拔坐标)或相对于地点的(例如，在走廊、办公室或会议室中)。
在接收到位置输入时，移动设备102可提供取向用户界面以用于进行显示(904)。取向用户界面可包括第一取向用户界面项目(例如，取向用户界面206的提示“E”)和第二用户界面项目(例如，取向用户界面206的提示“S”)。第一取向用户界面项目和第二用户界面项目中的每一者可指示移动设备102的相应取向。移动设备102的每个取向可为移动设备102面向或携带移动设备102的调查者面向的方向。
移动设备102可响应于通过第一用户界面项目接收的输入而记录在第一取向处来自信号源的信号的第一测量(906)。信号源可为RF信号发射器，例如，无线接入点。记录第一测量可包括执行对来自无线接入设备的RF信号的信道扫描。
移动设备102可响应于通过第二用户界面项目接收的输入而记录在第二取向处来自信号源的信号的第二测量(908)。第一取向可不同于第二取向。例如，第一取向可垂直于第二取向或面向第二取向。因此，调查者相对于移动设备102和信号源之间的瞄准线的位置可为不同的。例如，在第一取向中，调查者可位于移动设备和信号源之间，而在第二取向中，移动设备102可位于调查者和信号源之间。调查者可使信号衰减。因此，在第一取向中由携带移动设备102的调查者造成的信号的衰减可不同于在第二取向中由携带设备的调查者造成的信号的衰减。
移动设备102可与位置联合将第一测量和第二测量提供给定位服务器以用于确定地点的位置指纹数据(910)。第一测量和第二测量之间的差值可用于确定在该位置处来自信号源的信号的预期测量的方差，并且通过插值，确定在该地点的其他位置处来自信号源的信号的预期测量。
示例性移动设备架构
图10为图1至图9的移动设备的示例性架构1000的框图。移动设备(例如，移动设备102)可包括存储器接口1002、一个或多个数据处理器、图像处理器和/或处理器1004以及外围设备接口1006。存储器接口1002、一个或多个处理器1004和/或外围设备接口1006可为独立部件，或者可集成到一个或多个集成电路中。处理器1004可包括应用处理器、基带处理器和无线处理器。移动设备102中的各部件例如可由一条或多条通信总线或信号线耦接。
可将传感器、设备和子系统耦接至外围接口1006以方便多个功能。例如，可将运动传感器1010、光传感器1012以及接近传感器1014耦接到外围设备接口1006以方便移动设备的取向、照明和接近功能。可将位置处理器1015(例如GPS接收器)连接到外围设备接口1006以提供地理定位。也可将电子磁强计1016(例如集成电路芯片)连接到外围设备接口1006以提供可用于确定磁北方向的数据。因而，电子磁强计1016可用作电子罗盘。运动传感器1010可包括被配置成确定移动设备的运动速度和方向变化的一个或多个加速计。气压计1017可包括连接到外围设备接口1006并被配置成测量围绕移动设备的大气压力的一个或多个设备。
可利用相机子系统1020和光学传感器1022(例如，电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)光学传感器)来方便相机功能，例如拍摄照片和视频剪辑。
可通过一个或多个无线通信子系统1024来方便通信功能，所述无线通信子系统1024可包括射频接收器与发射器和/或光学(例如，红外)接收器与发射器。通信子系统1024的具体设计和实现可取决于移动设备打算通过其操作的一个或多个通信网络。例如，移动设备可包括设计用于通过GSM网络、GPRS网络、EDGE网络、Wi-FiTM或WiMaxTM网络以及BluetoothTM网络操作的通信子系统1024。具体地讲，无线通信子系统1024可包括主机协议使得移动设备可被配置为其他无线设备的基站。
可将音频子系统1026耦接至扬声器1028和麦克风1030以方便启用语音的功能，例如语音识别、语音复制、数字记录及电话功能。音频子系统1026可以被配置为从用户接收语音命令。
I/O子系统1040可包括触摸表面控制器1042和/或一个或多个其他输入控制器1044。可以将触摸表面控制器1042耦接到触摸表面1046或垫。触摸表面1046和触摸表面控制器1042可例如使用多种触摸灵敏度技术中的任一者以及其他接近传感器阵列或用于确定与触摸表面1046接触的一个或多个点的其他元件来检测接触和移动或它们的间断，所述多种触摸灵敏度技术包括但不限于电容、电阻、红外及表面声波技术。触摸表面1046可包括例如触摸屏。
可将一个或多个其他输入控制器1044耦接到其他输入/控制设备1048，诸如一个或多个按钮、摇臂开关、拇指滚轮、红外端口、USB端口和/或指针设备(诸如触笔)。所述一个或多个按钮(未示出)可包括用于扬声器1028和/或麦克风1030的音量控制的增大/减小按钮。
在一个具体实施中，持续第一时长的该按钮的按压可解开触摸表面1046的锁，并且持续第二时长的该按钮的按压可打开或关闭移动设备102的电源，所述第二时长长于所述第一时长。用户能够对一个或多个按钮的功能进行自定义。例如，也可以使用触摸表面1046实现虚拟或软按钮和/或键盘。
在一些具体实施中，移动设备102可显示记录的音频和/或视频文件，例如MP3、AAC和MPEG文件。在一些具体实施中，移动设备102可包括MP3播放器的功能。移动设备102因此可以包括与iPod兼容的插头连接器。也可使用其他输入/输出及控制设备。
存储器接口1002可以耦接到存储器1050。存储器1050可包括高速随机存取存储器和/或非易失性存储器，诸如一个或多个磁盘存储设备、一个或多个光学存储设备，和/或闪存存储器(如NAND、NOR)。存储器1050可存储操作系统1052，例如Darwin、RTXC、LINUX、UNIX、OS X、WINDOWS或嵌入式操作系统(诸如VxWorks)。操作系统1052可包括用于处理基础系统服务以及用于执行硬件相关任务的指令。在一些具体实施中，操作系统1052可包括内核(例如，UNIX内核)。
存储器1050还可存储通信指令1054，以方便与一个或多个附加设备、一个或多个计算机和/或一个或多个服务器通信。存储器1050可包括图形用户界面指令1056，以方便图形用户界面处理；传感器处理指令1058，以方便与传感器相关的处理和功能；电话指令1060，以方便与电话相关的过程和功能；电子消息处理指令1062，以方便与电子消息处理相关的过程和功能；网络浏览指令1064，以方便与网络浏览相关的过程和功能；媒体处理指令1066，以方便与媒体处理相关的过程和功能；GPS/导航指令1068，以方便与GPS和导航相关的过程和指令；相机指令1070，以方便与相机相关的过程和功能；磁强计数据1072和校准指令1074，以方便磁强计校准。存储器1050还可存储其他软件指令(未示出)，例如安全指令、用于方便与网络视频相关的过程和功能的网络视频指令，和/或用于方便与网上购物相关的过程和功能的网上购物指令。在一些具体实施中，媒体处理指令1066分为音频处理指令和视频处理指令，分别用于方便与音频处理相关的过程和功能以及与视频处理相关的过程和功能。还可将活动记录和国际移动设备识别码(IMEI)或类似硬件标识符存储在存储器1050中。存储器1050可存储状态指令1076，其在被执行时可致使处理器1004执行如上文参考图5描述的调查子系统500的操作，包括静止调查和步行调查的操作。
上面标识的指令和应用程序中的每一者可与用于执行上述一个或多个功能的指令集相对应。这些指令不需要作为独立的软件程序、进程或模块来实施。存储器1050可包括附加的指令或更少的指令。此外，可在硬件和/或软件中，包括在一个或多个信号处理和/或专用集成电路中，执行移动设备的各种功能。
示例性操作环境
图11为图1至图9的移动设备的示例性网络操作环境1100的框图。移动设备1102a和1102b可例如在数据通信中通过一个或多个有线和/或无线网络1110通信。例如，无线网络1112如蜂窝网络可通过利用网关1116与广域网(WAN)1114(诸如互联网)通信。同样，接入设备1118(诸如802.11g无线接入点)可提供对广域网1114的通信接入。移动设备1102a和1102b中的每一个移动设备可为被配置为对地点进行调查的移动设备102或请求定位服务的另一个移动设备。
在一些具体实施中，语音通信和数据通信均可通过无线网络1112和接入设备1118来建立。例如，移动设备1102a可拨打和接收电话呼叫(例如使用互联网语音协议(VoIP)协议)，发送和接收电子邮件消息(例如使用邮局协议3(POP3))，以及通过无线网络1112、网关1116和广域网1114检索电子文档和/或流，例如网页、照片和视频(例如使用传输控制协议/互联网协议(TCP/IP)或用户数据报协议(UDP))。同样，在一些具体实施中，移动设备1102b可通过接入设备1118和广域网1114来拨打和接收电话呼叫、发送和接收电子邮件消息以及检索电子文档。在一些具体实施中，移动设备1102a或1102b可使用一条或多条缆线物理地连接到接入设备1118，并且接入设备1118可以是个人计算机。在该配置中，移动设备1102a或1102b可被称为“受限”设备。
移动设备1102a和1102b还可通过其他方式建立通信。例如，无线设备1102a可通过无线网络1112与其他无线设备(例如其他移动设备、移动电话等)通信。同样，移动设备1102a和1102b可通过使用一个或多个通信子系统(诸如BluetoothTM通信设备)建立对等通信1120，例如个人局域网。也可实现其他通信协议和拓扑结构。
移动设备1102a或1102b可例如通过所述一个或多个有线和/或无线网络与一个或多个服务1130,1140和1150通信。例如，一个或多个地点服务1130可向移动设备1102a和1102b提供地点信息。地点信息可包括与地点地图相关联的地点标识符。调查服务1140可从移动设备1102a和1102b接收调查数据，并且基于调查数据生成地点的位置指纹数据。定位服务1150可向移动设备1102a和1102b提供位置指纹数据以用于确定每个地点处的位置。
移动设备1102a或1102b还可通过一个或多个有线和/或无线网络访问其他数据和内容。例如，移动设备1102a或1102b可访问内容发布者，诸如新闻站点、真正简单的联合发布系统(RSS)供稿、网站、博客、社交网站、开发者网络等等。通过响应于用户触摸(例如网络对象)而对网络浏览功能或应用程序(如浏览器)的调用，可提供这种访问。
已描述了本发明的多个具体实施。然而，应当理解，在不脱离本发明的实质和范围的情况下可作出各种修改。

Claims (25)

1.一种用于位置确定的方法，包括：
提供用户界面以用于在移动设备上进行显示，所述用户界面包括地点的地图，所述地点包括行人能够进入的空间和所述行人在所述空间中移动的一个或多个约束；
从用户接收用于在所述地图上的位置处放置标记的输入，其中所述位置指示所述移动设备在所述地点处的用户估计位置；
由所述移动设备记录所述移动设备的传感器的第一读数和所述传感器的第二读数，所述第一读数与所述用户或所述移动设备中的至少一者的第一取向相关联，所述第二读数与所述用户或所述移动设备中的至少一者的第二取向相关联，所述传感器的所述第一读数和所述第二读数各自测量在所述位置处由所述传感器接收的一个或多个信号；以及
基于所述第一读数和所述第二读数来确定所述位置的信号指纹，包括基于所述第一读数和所述第二读数之间的差值以及所述第一取向和所述第二取向之间的差异来控制所述用户的身体对所述信号指纹的影响。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一取向垂直于或面向所述第二取向。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个信号包括射频RF信号。
4.根据权利要求3所述的方法，其中：
所述一个或多个信号中的每一个信号来自无线接入点，并且
记录所述第一读数和所述第二读数包括配置所述传感器以在每个取向处扫描每个无线接入点的信道持续至少阈值时间，所述阈值时间长于所述无线接入点的信标间隔。
5.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述位置的所述信号指纹包括确定：
当另一个移动设备位于所述位置处时所述另一个移动设备的传感器的预期读数的概率分布，以及
所述预期读数的方差，其中所述方差的量值对应于所述第一读数和第二读数之间的所述差值。
6.根据权利要求1所述的方法，包括：
由所述移动设备记录所述移动设备的所述传感器的第三读数和所述传感器的第四读数，所述第三读数与所述用户或所述移动设备中的至少一者的第三取向相关联，所述第四读数与所述用户或所述移动设备中的至少一者的第四取向相关联，所述第一取向、第二取向、第三取向和第四取向中的每一者在同一欧几里德平面上并且在所述欧几里德平面上的局部参考系上面向东、南、西和北，其中确定所述位置的所述信号指纹还基于所述第三读数和所述第四读数。
7.一种用于位置确定的系统，包括：
一个或多个处理器；和
存储设备，所述存储设备存储用于使得所述一个或多个处理器执行包括以下各项的操作的计算机指令：
提供地图用户界面以用于在移动设备上进行显示，所述地图用户界面包括地点的地图，所述地图表示在所述地点处对行人移动的约束；
在所述地图用户界面上接收用于指定所述移动设备在所述地点处的位置的位置输入，所述位置是相对于所述地点的；
在接收到所述位置输入时，提供取向用户界面以用于在所述移动设备上进行显示，所述取向用户界面包括第一取向用户界面项目和第二取向用户界面项目，所述第一取向用户界面项目和所述第二取向用户界面项目中的每一者指示所述移动设备的相应取向，每个取向是携带所述移动设备的调查者面向的方向；
在所述取向用户界面上接收对应于所述第一取向用户界面项目的第一输入；
响应于所述第一输入而由所述移动设备记录在第一取向处来自信号源的信号的第一测量；
在所述取向用户界面上接收对应于所述第二取向用户界面项目的第二输入；
响应于所述第二输入而由所述移动设备记录在第二取向处来自所述信号源的所述信号的第二测量，其中在所述第一取向中由携带所述移动设备的所述调查者造成的所述信号的衰减不同于在所述第二取向中由携带所述设备的所述调查者造成的所述信号的衰减；以及
向定位服务器提供与所述位置相关联的所述第一测量和所述第二测量以用于确定所述地点的位置指纹数据。
8.根据权利要求7所述的系统，其中所述第一取向垂直于所述第二取向或面向所述第二取向。
9.一种用于位置确定的系统，包括：
一个或多个处理器；和
存储设备，所述存储设备存储用于使得所述一个或多个处理器执行包括以下各项的操作的计算机指令：
提供用户界面以用于在移动设备上进行显示，所述用户界面包括地点的地图，所述地点包括行人能够进入的空间和所述行人在所述空间中移动的一个或多个约束，
从用户接收用于在所述地图上的位置处放置标记的输入，其中所述位置指示所述移动设备在所述地点处的用户估计位置；
由所述移动设备记录所述移动设备的传感器的第一读数和所述传感器的第二读数，所述第一读数与所述用户或所述移动设备中的至少一者的第一取向相关联，所述第二读数与所述用户或所述移动设备中的至少一者的第二取向相关联，所述传感器的所述第一读数和所述第二读数各自测量在所述位置处由所述传感器接收的一个或多个信号；以及
基于所述第一读数和所述第二读数来确定所述位置的信号指纹，包括基于所述第一读数和所述第二读数之间的差值以及所述第一取向和所述第二取向之间的差异来控制所述用户的身体对所述信号指纹的影响。
10.根据权利要求9所述的系统，其中所述第一取向垂直于或面向所述第二取向。
11.根据权利要求9所述的系统，其中：
所述一个或多个信号中的每一个信号是来自无线接入点的射频RF信号，以及
记录所述第一读数和所述第二读数包括配置所述传感器以在每个取向处扫描每个无线接入点的信道持续至少阈值时间，所述阈值时间长于所述无线接入点的信标间隔。
12.根据权利要求9所述的系统，其中确定所述位置的所述信号指纹包括确定：
当另一个移动设备位于所述位置处时所述另一个移动设备的传感器的预期读数的概率分布，以及
所述预期读数的方差，其中所述方差的量值对应于所述第一读数和第二读数之间的所述差值。
13.根据权利要求9所述的系统，所述操作包括：
由所述移动设备记录所述移动设备的所述传感器的第三读数和所述传感器的第四读数，所述第三读数与所述用户或所述移动设备中的至少一者的第三取向相关联，所述第四读数与所述用户或所述移动设备中的至少一者的第四取向相关联，所述第一取向、第二取向、第三取向和第四取向中的每一者在同一欧几里德平面上并且在所述欧几里德平面上的局部参考系上面向东、南、西和北，其中确定所述位置的所述信号指纹还基于所述第三读数和所述第四读数。
14.一种用于位置确定的方法，包括：
提供地图用户界面以用于在移动设备上进行显示，所述地图用户界面包括地点的地图，所述地图表示在所述地点处对行人移动的约束；
在所述地图用户界面上接收用于指定所述移动设备在所述地点处的位置的位置输入，所述位置是相对于所述地点的；
在接收到所述位置输入时，提供取向用户界面以用于在所述移动设备上进行显示，所述取向用户界面包括第一取向用户界面项目和第二取向用户界面项目，所述第一取向用户界面项目和所述第二取向用户界面项目中的每一者指示所述移动设备的相应取向，每个取向是携带所述移动设备的调查者面向的方向；
在所述取向用户界面上接收对应于所述第一取向用户界面项目的第一输入；
响应于所述第一输入而由所述移动设备记录在第一取向处来自信号源的信号的第一测量；
在所述取向用户界面上接收对应于所述第二取向用户界面项目的第二输入；
响应于所述第二输入而由所述移动设备记录在第二取向处来自所述信号源的所述信号的第二测量，其中在所述第一取向中由携带所述移动设备的所述调查者造成的所述信号的衰减不同于在所述第二取向中由携带所述设备的所述调查者造成的所述信号的衰减；以及
向定位服务器提供与所述位置相关联的所述第一测量和所述第二测量以用于确定所述地点的位置指纹数据。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述第一取向垂直于所述第二取向或面向所述第二取向。
16.一种用于位置确定的系统，包括：
用于提供地图用户界面以用于在移动设备上进行显示的装置，所述地图用户界面包括地点的地图，所述地图表示在所述地点处对行人移动的约束；
用于在所述地图用户界面上接收用于指定所述移动设备在所述地点处的位置的位置输入的装置，所述位置是相对于所述地点的；
用于在接收到所述位置输入时，提供取向用户界面以用于在所述移动设备上进行显示的装置，所述取向用户界面包括第一取向用户界面项目和第二取向用户界面项目，所述第一取向用户界面项目和所述第二取向用户界面项目中的每一者指示所述移动设备的相应取向，每个取向是携带所述移动设备的调查者面向的方向；
用于在所述取向用户界面上接收对应于所述第一取向用户界面项目的第一输入的装置；
用于响应于所述第一输入而记录在第一取向处来自信号源的信号的第一测量的装置；
用于在所述取向用户界面上接收对应于所述第二取向用户界面项目的第二输入的装置；
用于响应于所述第二输入而记录在第二取向处来自所述信号源的所述信号的第二测量的装置，其中在所述第一取向中由携带所述移动设备的所述调查者造成的所述信号的衰减不同于在所述第二取向中由携带所述设备的所述调查者造成的所述信号的衰减；以及
用于向定位服务器提供与所述位置相关联的所述第一测量和所述第二测量以用于确定所述地点的位置指纹数据的装置。
17.根据权利要求16所述的系统，其中所述第一取向垂直于所述第二取向或面向所述第二取向。
18.一种移动设备，包括：
显示器，被配置用于显示地图用户界面和取向用户界面，所述地图用户界面包括地点的地图，所述地图表示在所述地点处对行人移动的约束，并且所述取向用户界面包括第一取向用户界面项目和第二取向用户界面项目，所述第一取向用户界面项目和所述第二取向用户界面项目中的每一者指示所述移动设备的相应取向，每个取向是携带所述移动设备的调查者面向的方向；以及
一个或多个处理器，被配置用于：
提供地图用户界面以用于在显示器上进行显示；
在所述地图用户界面上接收用于指定所述移动设备在所述地点处的位置的位置输入，所述位置是相对于所述地点的；
在接收到所述位置输入时，提供取向用户界面以用于在显示器上进行显示；
在所述取向用户界面上接收对应于所述第一取向用户界面项目的第一输入；
响应于所述第一输入而记录在第一取向处来自信号源的信号的第一测量；
在所述取向用户界面上接收对应于所述第二取向用户界面项目的第二输入；
响应于所述第二输入而记录在第二取向处来自所述信号源的所述信号的第二测量，其中在所述第一取向中由携带所述移动设备的所述调查者造成的所述信号的衰减不同于在所述第二取向中由携带所述设备的所述调查者造成的所述信号的衰减；以及
向定位服务器提供与所述位置相关联的所述第一测量和所述第二测量以用于确定所述地点的位置指纹数据。
19.一种用于位置确定的系统，包括：
用于提供用户界面以用于在移动设备上进行显示的装置，所述用户界面包括地点的地图，所述地点包括行人能够进入的空间和所述行人在所述空间中移动的一个或多个约束；
用于从用户接收用于在所述地图上的位置处放置标记的输入的装置，其中所述位置指示所述移动设备在所述地点处的用户估计位置；
用于记录所述移动设备的传感器的第一读数和所述传感器的第二读数的装置，所述第一读数与所述用户或所述移动设备中的至少一者的第一取向相关联，所述第二读数与所述用户或所述移动设备中的至少一者的第二取向相关联，所述传感器的所述第一读数和所述第二读数各自测量在所述位置处由所述传感器接收的一个或多个信号；以及
用于基于所述第一读数和所述第二读数来确定所述位置的信号指纹的装置，所述确定包括基于所述第一读数和所述第二读数之间的差值以及所述第一取向和所述第二取向之间的差异来控制所述用户的身体对所述信号指纹的影响。
20.根据权利要求19所述的系统，其中所述第一取向垂直于或面向所述第二取向。
21.根据权利要求19所述的系统，其中所述一个或多个信号包括射频RF信号。
22.根据权利要求21所述的系统，其中：
所述一个或多个信号中的每一个信号来自无线接入点，并且
记录所述第一读数和所述第二读数包括配置所述传感器以在每个取向处扫描每个无线接入点的信道持续至少阈值时间，所述阈值时间长于所述无线接入点的信标间隔。
23.根据权利要求19所述的系统，其中确定所述位置的所述信号指纹包括确定：
当另一个移动设备位于所述位置处时所述另一个移动设备的传感器的预期读数的概率分布，以及
所述预期读数的方差，其中所述方差的量值对应于所述第一读数和第二读数之间的所述差值。
24.根据权利要求19所述的系统，进一步包括：
用于记录所述移动设备的所述传感器的第三读数和所述传感器的第四读数的装置，所述第三读数与所述用户或所述移动设备中的至少一者的第三取向相关联，所述第四读数与所述用户或所述移动设备中的至少一者的第四取向相关联，所述第一取向、第二取向、第三取向和第四取向中的每一者在同一欧几里德平面上并且在所述欧几里德平面上的局部参考系上面向东、南、西和北，其中确定所述位置的所述信号指纹还基于所述第三读数和所述第四读数。
25.一种移动设备，包括：
显示器，被配置用于显示用户界面，所述用户界面包括地点的地图，所述地点包括行人能够进入的空间和所述行人在所述空间中移动的一个或多个约束；以及
一个或多个处理器，被配置用于：
提供用户界面以用于在显示器上进行显示；
从用户接收用于在所述地图上的位置处放置标记的输入，其中所述位置指示所述移动设备在所述地点处的用户估计位置；
记录所述移动设备的传感器的第一读数和所述传感器的第二读数，所述第一读数与所述用户或所述移动设备中的至少一者的第一取向相关联，所述第二读数与所述用户或所述移动设备中的至少一者的第二取向相关联，所述传感器的所述第一读数和所述第二读数各自测量在所述位置处由所述传感器接收的一个或多个信号；以及
基于所述第一读数和所述第二读数来确定所述位置的信号指纹，包括基于所述第一读数和所述第二读数之间的差值以及所述第一取向和所述第二取向之间的差异来控制所述用户的身体对所述信号指纹的影响。
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