位置估計(jì)被移動(dòng)處理設(shè)備使用來(lái)確立設(shè)備位置，并且是對(duì)設(shè)備上的多個(gè)應(yīng)用有用的特征。位置估計(jì)技術(shù)可使用多種不同方法中的任何方法來(lái)計(jì)算位置。盡管諸如全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)之類的衛(wèi)星系統(tǒng)可輔助確定位置，但是在計(jì)算技術(shù)中使用Wi-Fi信標(biāo)可提供更準(zhǔn)確的位置坐標(biāo)(position fix)和/或在不可訪問(wèn)衛(wèi)星系統(tǒng)的區(qū)域中提供位置坐標(biāo)。移動(dòng)計(jì)算設(shè)備的位置可通過(guò)使用來(lái)自信標(biāo)的無(wú)線電信號(hào)的強(qiáng)度來(lái)估計(jì)。然而，穿過(guò)室內(nèi)環(huán)境的信號(hào)傳播的不可預(yù)測(cè)性是確定位置坐標(biāo)時(shí)的挑戰(zhàn)。提供信號(hào)強(qiáng)度測(cè)量的適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)模型可能是困難的。一些努力聚焦于可根據(jù)在測(cè)試區(qū)域中采集的訓(xùn)練數(shù)據(jù)和對(duì)移動(dòng)處理設(shè)備的實(shí)時(shí)估計(jì)來(lái)生成準(zhǔn)確的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷募夹g(shù)。這樣的方案的準(zhǔn)確性至少部分地取決于定位算法已知的位置的數(shù)量。然而，可能發(fā)生的可能的信號(hào)波動(dòng)可在用戶的路徑中增加誤差和不準(zhǔn)確性。取決于設(shè)備的位置，在提供位置準(zhǔn)確性方面，一種計(jì)算方法可能優(yōu)于其他計(jì)算方法。

概述

提供了用于響應(yīng)于位置請(qǐng)求來(lái)計(jì)算位置的技術(shù)。位置請(qǐng)求可包括與該請(qǐng)求相關(guān)聯(lián)的觀測(cè)到的信標(biāo)數(shù)據(jù)，并且該計(jì)算應(yīng)部分地基于該信標(biāo)數(shù)據(jù)。響應(yīng)于位置計(jì)算請(qǐng)求，在定位算法和潛在不同的數(shù)據(jù)源和模型之間進(jìn)行選擇。對(duì)數(shù)據(jù)模型和算法的選取取決于多種因素，包括執(zhí)行處理的設(shè)備的能力、觀測(cè)到的信標(biāo)的數(shù)量以及用于在某一場(chǎng)地處解析位置的數(shù)據(jù)的可用性。

提供本概述以便以簡(jiǎn)化的形式介紹以下在詳細(xì)描述中進(jìn)一步描述的一些概念。本概述并非旨在標(biāo)識(shí)出要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵特征或必要特征，亦非旨在用作輔助確定要求保護(hù)的主題的范圍。

附圖簡(jiǎn)述

圖1是描繪相對(duì)于用于位置計(jì)算的無(wú)線信標(biāo)的移動(dòng)計(jì)算設(shè)備的框圖。

圖2是具有多個(gè)無(wú)線信標(biāo)的室內(nèi)位置的透視分解圖。

圖3是表示根據(jù)本技術(shù)使用所選方法來(lái)確定位置的方法的流程圖。

圖4是示出選擇最準(zhǔn)確的計(jì)算方法的步驟的流程圖。

圖5是示出為圖3的方法創(chuàng)建數(shù)據(jù)模型的流程圖。

圖6是示出基于投票特征區(qū)間的樓層選擇的流程圖。

圖7是示出使用EZ算法來(lái)計(jì)算位置的情形的框圖。

圖8是示出第一AP模型的表。

圖9是示出混合AP模型的表。

圖10是示出投票特征區(qū)間數(shù)據(jù)的表。

圖11是以XML表示的對(duì)“使用指紋獲取位置”(GLUF)請(qǐng)求的示例性響應(yīng)。

圖12是第一處理設(shè)備和計(jì)算設(shè)備的功能表示的框圖。

圖13是第二處理設(shè)備和計(jì)算設(shè)備的功能表示的框圖。

圖14是處理系統(tǒng)的框圖。

詳細(xì)描述

提供了用于響應(yīng)于位置請(qǐng)求來(lái)確定或計(jì)算位置的技術(shù)。位置請(qǐng)求可包括與該請(qǐng)求相關(guān)聯(lián)的觀測(cè)到的信標(biāo)數(shù)據(jù)，并且該計(jì)算應(yīng)部分地基于該信標(biāo)數(shù)據(jù)。響應(yīng)于位置計(jì)算請(qǐng)求，在替代的定位算法和潛在不同的數(shù)據(jù)源和模型之間進(jìn)行選擇。通過(guò)提供多種不同的算法，基于位置請(qǐng)求中的觀測(cè)到的數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算位置的最優(yōu)方法出現(xiàn)。

根據(jù)該技術(shù)，位置計(jì)算系統(tǒng)使用至少兩個(gè)算法和兩個(gè)數(shù)據(jù)模型中的一個(gè)來(lái)計(jì)算位置，其基于哪個(gè)算法提供更準(zhǔn)確的位置計(jì)算。對(duì)數(shù)據(jù)模型和算法的選取取決于多種因素，包括執(zhí)行處理的設(shè)備的能力、觀測(cè)到的信標(biāo)的數(shù)量以及用于在某一場(chǎng)地處解析位置的數(shù)據(jù)的可用性。在本公開(kāi)中，所使用的信標(biāo)可以是具有一個(gè)或多個(gè)基本服務(wù)集標(biāo)識(shí)符(BSSID)的無(wú)線保真(Wi-Fi)接入點(diǎn)。(應(yīng)當(dāng)注意，一個(gè)物理接入點(diǎn)可被配置成支持多個(gè)BSSID)。

第一類型的算法基于二維(2D)接入點(diǎn)模型使用由Wi-Fi接入點(diǎn)指紋和GPS位置坐標(biāo)組成的數(shù)據(jù)。該二維模型包括具有已知位置的各種接入點(diǎn)的經(jīng)度和緯度。接入點(diǎn)位置的2D數(shù)據(jù)存儲(chǔ)保持有所有觀測(cè)到的場(chǎng)所的近似中心處提供的該模型中的所有Wi-Fi接入點(diǎn)的位置。因此，與一接入點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的位置包括一檢測(cè)到的接入點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)學(xué)上最可能的位置，而不是該接入點(diǎn)可能實(shí)際位于的地方。使用信標(biāo)檢測(cè)，在響應(yīng)于位置請(qǐng)求的位置計(jì)算期間，多個(gè)測(cè)量值被組合以計(jì)算位置和誤差半徑。在本文中此方法可替換地被稱為創(chuàng)建“推斷出的”位置。此第一方法對(duì)RF環(huán)境的特征較不敏感，因?yàn)镽F環(huán)境僅影響信標(biāo)是否可被觀測(cè)到，且在信標(biāo)密度低時(shí)是有效的。該第一方法在具有可預(yù)測(cè)的RF特征的較高密度環(huán)境中效果良好，然而，下述的第二定位算法在這樣的較高密度環(huán)境中提供統(tǒng)計(jì)學(xué)上更好的定位結(jié)果。

第二定位算法基于由Wi-Fi指紋、場(chǎng)地、樓層、以及用戶提供的相對(duì)于已知位置的地面實(shí)況組成的信標(biāo)觀測(cè)數(shù)據(jù)使用三維Wi-Fi指紋。提供了3D數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，其中具有緯度、經(jīng)度、場(chǎng)地、以及場(chǎng)地樓層特征的接入點(diǎn)模型可被提供。該模型將Wi-Fi接入點(diǎn)定位在接入點(diǎn)被認(rèn)為所位于的地方，使用信號(hào)強(qiáng)度來(lái)分類該位置。為了計(jì)算位置，定位算法使用三角測(cè)量來(lái)定位設(shè)備，使用信號(hào)強(qiáng)度來(lái)確定距3D存儲(chǔ)中公開(kāi)的接入點(diǎn)的距離。設(shè)備的接收機(jī)增益是自動(dòng)確定的，并且四個(gè)觀測(cè)到的Wi-Fi接入點(diǎn)被用于計(jì)算位置?；谛盘?hào)強(qiáng)度分布的樓層檢測(cè)模型被使用以便從Wi-Fi指紋確定樓層。當(dāng)RF環(huán)境更可預(yù)測(cè)(即，大致遵循傳播路徑損耗曲線)和當(dāng)信標(biāo)密度高時(shí)，此計(jì)算系統(tǒng)是有利的。

在本公開(kāi)的上下文中，計(jì)算出的位置可包括緯度、經(jīng)度以及諸如場(chǎng)地標(biāo)識(shí)符和場(chǎng)地內(nèi)的樓層標(biāo)識(shí)符之類的其他邏輯位置信息。

圖1示出了可利用本文所描述的技術(shù)的示例性上下文。圖1示出了利用一個(gè)或多個(gè)信標(biāo)110a–110d或其他小區(qū)站點(diǎn)120a、120b來(lái)計(jì)算移動(dòng)設(shè)備的位置的多個(gè)移動(dòng)計(jì)算設(shè)備102、104的框圖。移動(dòng)計(jì)算設(shè)備102、104觀測(cè)或以其他方式檢測(cè)信標(biāo)110、120中的一個(gè)或多個(gè)，并利用來(lái)自這些信標(biāo)的信號(hào)來(lái)計(jì)算位置。示例性信標(biāo)包括蜂窩塔、基站、基站收發(fā)機(jī)站、基站站點(diǎn)和/或支持任何數(shù)量和類型的假日模式的任何其他網(wǎng)絡(luò)元件。通常，信標(biāo)110a–110d表示具有已知傳播屬性和信號(hào)的Wi-Fi信標(biāo)，所述信號(hào)提供信息以允許例如移動(dòng)設(shè)備在其他類型的信號(hào)可能不存在的區(qū)域(諸如建筑物內(nèi)部等)中計(jì)算位置。移動(dòng)計(jì)算設(shè)備102、104中的每一個(gè)可存儲(chǔ)每個(gè)信標(biāo)110、120的屬性。在一些實(shí)施例中，示例性屬性包括進(jìn)行觀測(cè)的移動(dòng)計(jì)算設(shè)備的緯度和經(jīng)度以及觀測(cè)時(shí)間。在諸如某一場(chǎng)地之類的內(nèi)部位置中，觀測(cè)數(shù)據(jù)可包括諸如樓層位置之類的更細(xì)粒度的信息。

每個(gè)移動(dòng)計(jì)算設(shè)備本身可執(zhí)行位置計(jì)算，或者可經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)50向位置服務(wù)125提供信息，其中位置服務(wù)125將計(jì)算出的設(shè)備位置返回給設(shè)備。每個(gè)位置計(jì)算可對(duì)信標(biāo)指紋(例如，由計(jì)算設(shè)備觀測(cè)到的一組信標(biāo))利用卡爾曼(Kalman)濾波器(或其他方法)來(lái)產(chǎn)生推斷出的設(shè)備位置。還可計(jì)算誤差半徑。誤差半徑可被反映為將估計(jì)的設(shè)備誤差半徑作為其半徑的圓。因此，如果以某一給定置信水平檢測(cè)到某一信標(biāo)，則可產(chǎn)生位于以估計(jì)出的信標(biāo)位置為中心且具有估計(jì)出的信標(biāo)半徑的圓內(nèi)的推斷出的設(shè)備位置，如圖12的418所示。

位置服務(wù)125可基于移動(dòng)計(jì)算設(shè)備(102、104)的觀測(cè)數(shù)據(jù)、先前的位置勘測(cè)以及在位置服務(wù)125處收集并存儲(chǔ)的其他數(shù)據(jù)來(lái)執(zhí)行位置計(jì)算。在一些實(shí)施例中，位置服務(wù)125可從許多不同的移動(dòng)計(jì)算設(shè)備以及相對(duì)于已知實(shí)際位置(在此稱為地面實(shí)況)的信標(biāo)觀測(cè)中收集數(shù)據(jù)。移動(dòng)計(jì)算設(shè)備102、104可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)50將觀測(cè)到的位置的屬性和在各個(gè)位置處觀測(cè)到的信標(biāo)的屬性發(fā)送給位置服務(wù)。位置服務(wù)125可操作在此所示的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算設(shè)備以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)50將定位服務(wù)提供給移動(dòng)處理設(shè)備。

計(jì)算出的或推斷出的位置可既包括位置也具有相關(guān)聯(lián)的誤差半徑。所述誤差半徑是對(duì)在位置計(jì)算中可能存在的不確定性或誤差的反映。在圖12中闡明了由使用計(jì)算出的位置的地圖繪制應(yīng)用所顯示的誤差半徑的圖示。誤差半徑通常表示圍繞計(jì)算出的位置的區(qū)域，其向計(jì)算出的位置的用戶指示出該計(jì)算的相對(duì)準(zhǔn)確性。

觀測(cè)數(shù)據(jù)可與GPS服務(wù)結(jié)合使用以便確定位置。在一些實(shí)例中，GPS數(shù)據(jù)不可用。當(dāng)移動(dòng)計(jì)算設(shè)備存在于建筑物場(chǎng)地內(nèi)部時(shí)，通常難以得到對(duì)GPS數(shù)據(jù)的訪問(wèn)。因此，對(duì)Wi-Fi或其他信息的使用可產(chǎn)生更加準(zhǔn)確的推斷出的位置數(shù)據(jù)。

圖2示出了具有放置在建筑物內(nèi)部各處的多個(gè)Wi-Fi信標(biāo)的場(chǎng)地200的展開(kāi)透視圖。場(chǎng)地200可以是例如購(gòu)物商場(chǎng)、學(xué)校、辦公樓、機(jī)場(chǎng)或其中無(wú)法容易獲得對(duì)GPS數(shù)據(jù)的訪問(wèn)的其他建筑物。圖2示出場(chǎng)地200的第一樓層210和第二樓層212。多面墻220將場(chǎng)地200內(nèi)的各個(gè)房間225分隔開(kāi)。信標(biāo)110遍及場(chǎng)地200的這兩個(gè)樓層被放置。處理設(shè)備可使用場(chǎng)地200內(nèi)的信標(biāo)的屬性來(lái)計(jì)算處理設(shè)備的位置。通常，計(jì)算出的位置被返回給應(yīng)用，應(yīng)用使用計(jì)算出的位置來(lái)向用戶提供信息。盡管存在許多不同類型的位置應(yīng)用，但地圖繪制應(yīng)用是對(duì)計(jì)算出的位置的一種典型使用。

局部定位可利用許多不同的屬性來(lái)執(zhí)行。一些方法使用信號(hào)的物理屬性，而另一些方法使用信號(hào)到達(dá)目的地節(jié)點(diǎn)所花費(fèi)的時(shí)間。一些常用定位方法包括到達(dá)角度、小區(qū)身份、到達(dá)時(shí)間、到達(dá)時(shí)差、和基于功率的無(wú)線定位方法。一種常見(jiàn)的方案采用對(duì)一特定區(qū)域中的信號(hào)強(qiáng)度信息的勘測(cè)。此信息形成了描述該區(qū)域的信號(hào)強(qiáng)度指紋的數(shù)據(jù)庫(kù)。該數(shù)據(jù)庫(kù)隨后被用于通過(guò)特定的模式匹配算法來(lái)確定移動(dòng)設(shè)備的位置。另一種基于功率的無(wú)線定位方案使用路徑損耗模型來(lái)估計(jì)信號(hào)強(qiáng)度與距發(fā)射機(jī)的距離之間的關(guān)系。距三個(gè)或更多個(gè)發(fā)射機(jī)的估計(jì)出的距離被用于對(duì)設(shè)備的最終位置進(jìn)行三角測(cè)量。雖然本文描述了定位的特定方法和算法，但是連同本技術(shù)的教導(dǎo)，本技術(shù)可結(jié)合多種不同的位置計(jì)算方法中的任何方法。

圖3是示出根據(jù)本技術(shù)來(lái)確定計(jì)算出的位置的方法的流程圖。在一個(gè)上下文中，該位置是響應(yīng)于位置請(qǐng)求被計(jì)算的。位置請(qǐng)求可例如由移動(dòng)處理設(shè)備生成，該移動(dòng)處理設(shè)備試圖為該移動(dòng)處理設(shè)備上的一個(gè)或多個(gè)位置感知應(yīng)用確定計(jì)算出的位置。所述方法可整體上或部分地單獨(dú)在一移動(dòng)處理設(shè)備上或與位置服務(wù)125通信并合作地執(zhí)行。

在步驟320，獲取一個(gè)或多個(gè)場(chǎng)地的場(chǎng)地信標(biāo)信息。場(chǎng)地可以是諸如建筑物之類的具有物理設(shè)施的場(chǎng)所，或是“接入點(diǎn)”(AP)的一個(gè)或多個(gè)信標(biāo)所位于的任何場(chǎng)所。場(chǎng)地信息可由位置勘測(cè)產(chǎn)生，在位置勘測(cè)期間包括在該場(chǎng)地處檢測(cè)到的信標(biāo)的位置的信標(biāo)指紋的信息被收集。信標(biāo)可由移動(dòng)計(jì)算設(shè)備102、104在給定時(shí)間點(diǎn)檢測(cè)，表示位置觀測(cè)數(shù)據(jù)并包括信標(biāo)指紋。信標(biāo)指紋還可包括諸如信號(hào)強(qiáng)度之類的其他檢測(cè)屬性以及觀測(cè)的日期和時(shí)間。一種收集站點(diǎn)信息的機(jī)制在美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)US20140057651A1中被公開(kāi)。

通常，位置勘測(cè)信息可以通過(guò)使用移動(dòng)處理設(shè)備來(lái)物理地勘測(cè)站點(diǎn)、確定場(chǎng)所的信標(biāo)指紋并建立與場(chǎng)地的信標(biāo)指紋相關(guān)聯(lián)的實(shí)際位置的一組地面實(shí)況數(shù)據(jù)來(lái)收集。為了建立特定場(chǎng)地的地面實(shí)況，針對(duì)一場(chǎng)地的觀測(cè)到的數(shù)據(jù)與觀測(cè)到的數(shù)據(jù)的已知位置相關(guān)聯(lián)。觀測(cè)到的數(shù)據(jù)可以借助于使用已知位置信息(按照已知緯度、經(jīng)度和樓層位置)的勘測(cè)被關(guān)聯(lián)，所述已知位置信息被映射到一給定時(shí)間的信標(biāo)指紋。在一組地圖位置中的每個(gè)位置處的已知信標(biāo)的指紋被創(chuàng)建。推斷出的位置之間的相關(guān)性被用于通過(guò)將推斷出的位置與地面實(shí)況進(jìn)行比較來(lái)評(píng)估定位的準(zhǔn)確性。

在330，在可能與步驟320處的位置指紋的獲取同時(shí)或之后的某一時(shí)間處，確定位置的請(qǐng)求可被接收。該請(qǐng)求可從例如移動(dòng)處理設(shè)備上的某一位置感知應(yīng)用接收。該請(qǐng)求可由該移動(dòng)處理設(shè)備上的計(jì)算接收，或從該移動(dòng)設(shè)備發(fā)送并由位置服務(wù)125接收。移動(dòng)處理設(shè)備上的許多這樣的位置應(yīng)用可以使用計(jì)算出的位置以便向移動(dòng)處理設(shè)備的用戶提供信息和服務(wù)。一旦在330定位請(qǐng)求被接收到，則在340作出對(duì)由發(fā)起該請(qǐng)求的移動(dòng)定位設(shè)備觀測(cè)到的信標(biāo)的確定。可觀測(cè)到的信標(biāo)被用于計(jì)算設(shè)備相對(duì)于位置指紋的位置。在一個(gè)實(shí)施例中，在330處的請(qǐng)求可將340處的一組觀測(cè)到的信標(biāo)作為該請(qǐng)求的一部分。

在350，基于多個(gè)因素作出關(guān)于一個(gè)或多個(gè)可替代的位置計(jì)算方法中的哪一個(gè)將提供最準(zhǔn)確的位置計(jì)算的確定。對(duì)用于計(jì)算位置的方法的確定在下文參照?qǐng)D4描述。

在360處，所選擇的方法被用于計(jì)算位置，并且在370處返回計(jì)算出的位置以響應(yīng)于所述請(qǐng)求。

圖4是示出了在圖3的步驟350處確定多個(gè)可替代的方法中的哪一個(gè)提供最佳位置計(jì)算的一種方法的流程圖。在一個(gè)實(shí)施例中，可使用兩種潛在的計(jì)算方法。然而，應(yīng)當(dāng)理解不同類型的計(jì)算方法的數(shù)量不需要被限制。此外，本技術(shù)可適用于室內(nèi)定位計(jì)算，且因此針對(duì)特定計(jì)算方法，可能需要足夠數(shù)量的場(chǎng)地信標(biāo)的存在。

首先，應(yīng)當(dāng)注意，結(jié)合2D信標(biāo)模型數(shù)據(jù)使用基于卡爾曼算法的推斷算法的默認(rèn)方法在360A被示出。如果其他更穩(wěn)健的位置方法不能如本文所述被使用，則306A的默認(rèn)方法被用于確定計(jì)算出的位置。根據(jù)該算法的推斷出的位置結(jié)果在372被提供。盡管在一個(gè)方面，卡爾曼算法在360A處被使用，但是根據(jù)本技術(shù)，用于計(jì)算位置的其他方法可被用作默認(rèn)方法。

在344，作出確定設(shè)備所位于的場(chǎng)地的嘗試。場(chǎng)地可例如基于存在于在上文340處由設(shè)備作出的觀測(cè)中的至少兩個(gè)檢測(cè)出的并被標(biāo)識(shí)了場(chǎng)地的信標(biāo)的閾值來(lái)被確定。在一個(gè)實(shí)施例中，如果在觀測(cè)340中存在具有最小檢測(cè)出的閾值信號(hào)強(qiáng)度的兩個(gè)信標(biāo)，則該場(chǎng)地被驗(yàn)證。如果場(chǎng)地檢測(cè)在346處不成功，則方法返回到360A處的默認(rèn)計(jì)算方法。

如果場(chǎng)地檢測(cè)在346處成功，則在348作出檢測(cè)場(chǎng)地內(nèi)的樓層的嘗試。在一個(gè)實(shí)施例中，樓層檢測(cè)可通過(guò)如下參考圖6所討論的投票過(guò)程來(lái)確定。

如果樓層檢測(cè)不成功，則方法返回到360A處的默認(rèn)計(jì)算方法。

在另一替換中，場(chǎng)地和樓層檢測(cè)355可使用樓層檢測(cè)步驟348和352來(lái)完成。在該替換中，樓層的檢測(cè)可包括標(biāo)識(shí)該樓層所位于的場(chǎng)地的數(shù)據(jù)，使得對(duì)給定樓層的信標(biāo)指紋的檢測(cè)內(nèi)在地給出了該樓層所位于的場(chǎng)地。

如果樓層檢測(cè)在352處成功，則使用基于3D場(chǎng)地的混合接入點(diǎn)(AP)模型的推斷算法(在360B)或基于使用3D場(chǎng)地AP模型的“EZ”定位算法的算法(在360C)中的一種可被用于確定計(jì)算出的位置。在K.Chintalapudi和V.Padmanabhan的“Indoor Localization Without the Pain(無(wú)需努力的室內(nèi)定位)”，MOBICOM大會(huì)，計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)，有限公司，2010年9月(http://research.microsoft.com/pubs/135721/ez-mobicom.pdf)中詳細(xì)描述了EZ算法。

如果樓層檢測(cè)在352處成功，則首先執(zhí)行在360C使用EZ算法來(lái)計(jì)算位置的嘗試。如果計(jì)算在374處成功，則計(jì)算出的位置在376被解析。如果計(jì)算不成功，則使用結(jié)合樓層和場(chǎng)地?cái)?shù)據(jù)的混合AP模型的推斷算法在360B被用于計(jì)算位置。在378，計(jì)算出的位置被返回。

在380，可對(duì)計(jì)算出的結(jié)果執(zhí)行一致性和隱私檢查。一致性和隱私檢查確定結(jié)果是否與指定的最小數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)相符。例如，如果僅有一個(gè)Wi-Fi信標(biāo)在觀測(cè)到的數(shù)據(jù)中被發(fā)現(xiàn)，并且沒(méi)有2D數(shù)據(jù)可用于該信標(biāo)，則出于隱私考慮，一致性檢查將確保不提供位置結(jié)果。

一般而言，EZ算法使用了一種假設(shè)，即從初始勘測(cè)所報(bào)告的所有觀測(cè)數(shù)據(jù)和位置計(jì)算中所使用的那些都受到RF傳播的底層物理學(xué)的約束。EZ算法對(duì)這些約束建模，然后使用它們來(lái)同時(shí)地確定AP模型和未知位置。參考圖7，假設(shè)存在兩個(gè)用戶(M1、M2)和兩個(gè)AP(AP1、AP2)，并且知道所有四個(gè)AP-用戶距離(如圖7中的情形IA所示)?；谠撔畔?，可構(gòu)造若干不同的四邊形，以AP和用戶的位置作為頂點(diǎn)，如情形IA和IB中所描繪的。AP和用戶的相對(duì)位置的實(shí)現(xiàn)(模平移、旋轉(zhuǎn)、以及反射)不是唯一的。然而，可以證明如果存在三個(gè)AP和三個(gè)移動(dòng)用戶，則對(duì)AP和用戶的相對(duì)位置而言只能有唯一的實(shí)現(xiàn)(情形II)。這表明如果在AP與移動(dòng)用戶之間給予足夠的距離約束，則可在相對(duì)意義上唯一地確定它們的位置。

在實(shí)踐中，AP與移動(dòng)用戶之間的距離可通過(guò)收到信號(hào)強(qiáng)度(RSS)來(lái)推斷。將距離與RSS相關(guān)的流行模型由下式給出：

在上式中，p_ij是第j個(gè)移動(dòng)用戶從第i個(gè)AP接收到的RSS，P_i是第i個(gè)AP的發(fā)射功率，c_i是第i個(gè)AP的位置，x_j是第j個(gè)移動(dòng)用戶的位置，γ_i是在第i個(gè)AP附近的路徑損耗指數(shù)，而G_j是第j個(gè)移動(dòng)接收機(jī)的增益。

對(duì)于每個(gè)RSS觀測(cè)值，采用上述形式的一個(gè)等式被獲得。由于對(duì)于每個(gè)移動(dòng)處理設(shè)備在其移動(dòng)時(shí)大量的觀測(cè)值可從不同的位置(一些是已知位置，但大部分是未知位置)被收集，因此最終足夠的等式(即約束)被提供以便求解所有變量。

因?yàn)榍蠼膺@樣的等式是非平凡的，所以專用的遺傳算法被開(kāi)發(fā)以便求解它們。通過(guò)使用結(jié)合遺傳算法和梯度下降的混合方法，找到解變?yōu)榱俗顑?yōu)化問(wèn)題：

上述問(wèn)題沒(méi)有已知的解析解，而具有大量的局部最小值。為了求解上述問(wèn)題，2D搜索空間上的約束被使用以便使用EZ算法來(lái)解析位置。場(chǎng)地的邊界框可被用作約束。諸如地圖(必應(yīng)地圖)之類的商業(yè)地圖繪制系統(tǒng)提供了可作為約束被結(jié)合的場(chǎng)地元數(shù)據(jù)。邊界框是指定覆蓋場(chǎng)地區(qū)域的矩形的左下角和右上角的兩個(gè)位置的集合。

圖5示出了根據(jù)本技術(shù)的用于收集并構(gòu)建2D和3D信標(biāo)存儲(chǔ)的方法。在一個(gè)實(shí)施例中，圖5表示用于執(zhí)行圖3中的步驟320的方法。在510，使用多種已知技術(shù)中的任一種來(lái)收集場(chǎng)地信標(biāo)信息。位置服務(wù)125可收集并維護(hù)本文所描述的各種信標(biāo)存儲(chǔ)，并可向移動(dòng)計(jì)算設(shè)備提供本文創(chuàng)建并描述的模型的全部或一部分。在一些實(shí)施例中，位置服務(wù)125可從許多不同的移動(dòng)計(jì)算設(shè)備以及相對(duì)于已知實(shí)際位置(在此稱為地面實(shí)況)對(duì)信標(biāo)的計(jì)劃觀測(cè)中收集數(shù)據(jù)。移動(dòng)計(jì)算設(shè)備102、104可經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)50向位置服務(wù)125發(fā)送觀測(cè)數(shù)據(jù)。

在520，可使用相對(duì)于地面實(shí)況位置的信標(biāo)觀測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)填充場(chǎng)地信標(biāo)存儲(chǔ)。通常，場(chǎng)地勘測(cè)信息可以通過(guò)使用移動(dòng)處理設(shè)備物理地勘測(cè)站點(diǎn)、確定場(chǎng)所的信標(biāo)指紋并建立與場(chǎng)地的信標(biāo)指紋相關(guān)聯(lián)的實(shí)際位置的一組地面實(shí)況數(shù)據(jù)來(lái)收集。為了建立特定信標(biāo)的地面實(shí)況，針對(duì)一信標(biāo)的觀測(cè)到的數(shù)據(jù)與觀測(cè)到的數(shù)據(jù)的已知位置相關(guān)聯(lián)。觀測(cè)到的數(shù)據(jù)可以借助于使用已知位置信息(按照已知緯度、經(jīng)度和樓層位置)的勘測(cè)被關(guān)聯(lián)，所述已知位置信息被映射到一給定時(shí)間的信標(biāo)指紋。在一組地圖位置中的每個(gè)位置處的已知信標(biāo)的指紋被創(chuàng)建。推斷出的位置之間的相關(guān)性被用于評(píng)估定位的準(zhǔn)確性。

在530，基于在510收集的場(chǎng)地AP數(shù)據(jù)來(lái)創(chuàng)建場(chǎng)地AP模型。

在515，對(duì)于多個(gè)場(chǎng)地，AP的2D(緯度和經(jīng)度)觀測(cè)數(shù)據(jù)可同樣地存在于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中。2D觀測(cè)數(shù)據(jù)515可包括參照位置數(shù)據(jù)的AP觀測(cè)數(shù)據(jù)，但沒(méi)有樓層觀測(cè)數(shù)據(jù)，并且基于與AP相關(guān)聯(lián)的位置數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，可以或可以不與場(chǎng)地相關(guān)聯(lián)，。在AP測(cè)量數(shù)據(jù)可與位置相關(guān)的情況下，2D模型可在525被生成。

對(duì)于在360C的EZ算法和在360B的推斷(內(nèi)部卡爾曼)算法，3D場(chǎng)地接入點(diǎn)模型被使用。在一個(gè)實(shí)施例中，3D場(chǎng)地接入點(diǎn)模型可由圖1的移動(dòng)處理設(shè)備或位置服務(wù)125生成。如圖8所示，3D場(chǎng)地AP模型是由以下列組成的表：BSSID(基本服務(wù)集ID)、Latitude(緯度)、Longitude(經(jīng)度)、Power(功率)、Gamma(γ)、VenueId(場(chǎng)地ID)、以及FloorId(樓層ID)。

如上所述，如果閾值數(shù)量的信標(biāo)存在，則將作出在360C使用用3D AP模型的EZ算法計(jì)算的嘗試。如果EZ算法無(wú)法推斷出位置(在374)，則系統(tǒng)將回退到在360B使用推斷算法來(lái)推斷位置。出于此目的，基于場(chǎng)地的3D信標(biāo)存儲(chǔ)被用作AP模型的一部分。

根據(jù)該技術(shù)，基于場(chǎng)地的3D信標(biāo)存儲(chǔ)在535被生成。此生成可由位置服務(wù)125執(zhí)行。混合模型的示例在圖9中被示出。為了實(shí)現(xiàn)，使用與被用于生成室內(nèi)AP模型(圖8)和場(chǎng)地的3D信標(biāo)存儲(chǔ)的相同訓(xùn)練數(shù)據(jù)，對(duì)室內(nèi)觀測(cè)數(shù)據(jù)使用EZ模型來(lái)生成基于混合場(chǎng)地的AP模型。此信息與由室內(nèi)細(xì)化技術(shù)生成的場(chǎng)地AP模型相結(jié)合以便創(chuàng)建混合室內(nèi)模型。EZ算法被用于尋找場(chǎng)地內(nèi)AP的位置(緯度，經(jīng)度)、功率、以及路徑損耗指數(shù)(γ)。對(duì)于指紋，具有收到信號(hào)強(qiáng)度的每個(gè)信標(biāo)可被寫(xiě)為將位置(緯度、經(jīng)度)作為未知數(shù)的等式。為了求解位置(緯度、經(jīng)度)，至少三(3)個(gè)信標(biāo)被用于進(jìn)行三角測(cè)量。然而，對(duì)于各種設(shè)備，影響收到信號(hào)強(qiáng)度的接收機(jī)增益也是未知的。這給解增加了另一個(gè)維度，并且因此指紋中至少還有一個(gè)信標(biāo)被用于求解等式。因此，在一個(gè)實(shí)施例中，指紋中用于解析其位置的最小數(shù)量的信標(biāo)是四個(gè)信標(biāo)。為了構(gòu)造此混合模型，AP的未知量的解基于觀測(cè)數(shù)據(jù)(每個(gè)觀測(cè)值是具有這些未知數(shù)的一等式)。找到解的方法是梯度下降算法，其試圖通過(guò)搜索等式的未知數(shù)的不同組合來(lái)最小化誤差，以便找到解。該生成EZ算法是在360C處用于計(jì)算位置的定位算法的對(duì)應(yīng)算法，并且基于相同的原理。

圖6示出了執(zhí)行步驟360C的方法。在610，作出初始確定以便確保存在至少兩個(gè)信標(biāo)。在620，如果在來(lái)自位置請(qǐng)求的觀測(cè)到的數(shù)據(jù)(340)中找到與場(chǎng)地相關(guān)聯(lián)的兩個(gè)信標(biāo)，則可作出場(chǎng)地確定的確定。

在630，觀測(cè)指紋中的每個(gè)信標(biāo)被檢索，并且在640通過(guò)樓層檢測(cè)過(guò)程來(lái)確定樓層檢測(cè)。例如，可經(jīng)由投票算法或最大似然算法來(lái)確定樓層。

在最大似然算法中，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)概率計(jì)算，其使用接收機(jī)增益偏移估計(jì)最大似然方法來(lái)選擇使給定樓層“生成”Wi-Fi指紋的概率最大化的樓層和接收機(jī)增益。為了選擇樓層，該方法根據(jù)下式求解最大概率：

其中：

R是接收機(jī)增益偏移；

floor_i是第i個(gè)樓層；

AP_ij是來(lái)自floor_i中AP_j的收到功率(其中AP是“接入點(diǎn)”)；以及

rssi_j是來(lái)自指紋中AP_j的收到功率

在投票模型中，來(lái)自傳入請(qǐng)求的Wi-Fi指紋中的每個(gè)信標(biāo)對(duì)室內(nèi)信標(biāo)存儲(chǔ)中的每個(gè)樓層(跨所有場(chǎng)地)進(jìn)行投票，而具有最多票數(shù)的樓層勝出。勝出的樓層也驗(yàn)證了場(chǎng)地。如果沒(méi)有一個(gè)樓層接收到投票，則樓層不能被確定且場(chǎng)地沒(méi)有被驗(yàn)證。因此，樓層/場(chǎng)地信息不能在響應(yīng)中被提供。投票模型基于投票特征區(qū)間(VFI)模型，諸如G.和H.Güvenir的“Classification by Voting Feature Intervals(通過(guò)投票特征區(qū)間分類)”，第九屆機(jī)器學(xué)習(xí)歐洲會(huì)議記錄，第85-92頁(yè)，1997年中所描述的。該VFI模型是包含關(guān)于場(chǎng)地中的信標(biāo)的以下信息的表：Bssid(基本服務(wù)集ID)、VenueId(場(chǎng)地ID)、FloorId(樓層ID)、IntervalStart(區(qū)間開(kāi)始)、IntervalEnd(區(qū)間結(jié)束)、以及Weight(權(quán)重)。部分VFI模型示于圖10。如果指紋中的信標(biāo)的RSS落在由IntervalStart和IntervalEnd指定的區(qū)間內(nèi)，則表中的每一條目表示針對(duì)FloorId和VenueId的信標(biāo)(Bssid)的投票(Weight)(在0和1之間)。信標(biāo)可在同一樓層上具有多個(gè)不重疊的區(qū)間，或者具有針對(duì)不同樓層的區(qū)間。因此，表中可存在針對(duì)同一信標(biāo)的多個(gè)條目。

在650，通過(guò)上述方法中的任一種確定的樓層被返回。

在一個(gè)實(shí)施例中，位置服務(wù)125可響應(yīng)于來(lái)自移動(dòng)設(shè)備的位置請(qǐng)求來(lái)提供位置信息。在這樣的情況下，當(dāng)樓層和場(chǎng)地被解析時(shí),返回?cái)?shù)據(jù)可用響應(yīng)于“使用指紋獲取位置”(GLUF)請(qǐng)求而提供可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言(XML)來(lái)表示。響應(yīng)于此請(qǐng)求而提供的XML的示例在圖11中被示出。項(xiàng)<ResolvedLocation>(解析出的位置)是<LocationResult>(位置結(jié)果)中的Xml元素，并且是屬性載體。它表示場(chǎng)地的更詳細(xì)的項(xiàng)可被添加到的邏輯位置。例如，“店”、“島”、“門(mén)”等細(xì)節(jié)項(xiàng)可被添加。如果沒(méi)有室內(nèi)結(jié)果，則<ResolvedLocation>將不會(huì)被填充。也可能僅返回場(chǎng)地(VENUEID)而沒(méi)有樓層結(jié)果，并且僅VenueId屬性將被填充在<ResolvedLocation>中。增強(qiáng)的GLUF響應(yīng)是向后兼容的，其中只有一個(gè)額外的XML節(jié)點(diǎn)包含諸如VenueId和FloorId之類的邏輯位置實(shí)體。

圖12示出移動(dòng)計(jì)算設(shè)備400的框圖，其可包括圖1的移動(dòng)計(jì)算設(shè)備102、104中的一個(gè)，并可包括如在下述圖10中所示的移動(dòng)設(shè)備的各元素。計(jì)算設(shè)備400可包括例如處理器412和用戶接口418。用戶接口418的顯示器的展開(kāi)視圖示出了場(chǎng)地(例如場(chǎng)地200)的地圖200a的平面圖，其中在地圖上顯示了推斷出的位置的指示415以及圍繞該推斷出的位置的指示415的誤差半徑417。

設(shè)備400包括可存儲(chǔ)多個(gè)位置觀測(cè)數(shù)據(jù)411、422的存儲(chǔ)器410。盡管僅指示出兩個(gè)位置觀測(cè)數(shù)據(jù)411和422，將理解許多個(gè)位置觀測(cè)數(shù)據(jù)將存在于存儲(chǔ)器410中。每個(gè)位置觀測(cè)數(shù)據(jù)包括信標(biāo)402的指紋和相關(guān)聯(lián)的信標(biāo)數(shù)據(jù)404。位置觀測(cè)數(shù)據(jù)可由位置計(jì)算應(yīng)用420使用。位置計(jì)算應(yīng)用420可被用于根據(jù)位置觀測(cè)數(shù)據(jù)411、422計(jì)算位置。位置感知應(yīng)用430利用由計(jì)算應(yīng)用的位置計(jì)算出的推斷出的位置，用于任何數(shù)量的目的。在一個(gè)實(shí)施例(如圖4中所示)中，位置感知應(yīng)用可以是地圖應(yīng)用并在用戶界面上顯示推斷位置和誤差半徑。將理解，許多其它類型的應(yīng)用利用推斷出的位置，并且在此所述的技術(shù)不局限于屬于地圖繪制應(yīng)用的位置感知應(yīng)用。

圖13示出了計(jì)算設(shè)備1400的功能組件的框圖，在一個(gè)實(shí)施例中，所述計(jì)算設(shè)備可被利用于提供位置服務(wù)125。計(jì)算設(shè)備1400包括處理器1412和用戶接口1418。設(shè)備1400可進(jìn)一步包括存儲(chǔ)器1410，存儲(chǔ)器中提供了包括默認(rèn)信標(biāo)存儲(chǔ)1411和場(chǎng)地/AP信標(biāo)存儲(chǔ)1422在內(nèi)的組件。默認(rèn)信標(biāo)存儲(chǔ)1411可包括用于默認(rèn)算法處理(步驟360A)的2D觀測(cè)數(shù)據(jù)，而場(chǎng)地信標(biāo)存儲(chǔ)1422可包括用于上述EZ和室內(nèi)推斷方法的數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)器1410可進(jìn)一步包括位置計(jì)算應(yīng)用1430、1435以及相關(guān)應(yīng)用1472?？蛇x地，諸如在移動(dòng)處理設(shè)備上使用的位置感知應(yīng)用1478也可存在于存儲(chǔ)器1410中。

圖14描繪了用于實(shí)現(xiàn)所公開(kāi)技術(shù)的操作的移動(dòng)設(shè)備的示例框圖。圖14的設(shè)備是例如圖1的設(shè)備102、104的更加詳細(xì)的例示。描繪了典型移動(dòng)處理設(shè)備的示例性電子電路。該移動(dòng)設(shè)備1000包括一個(gè)或多個(gè)微處理器1012，以及存儲(chǔ)由控制處理器1012的一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行來(lái)實(shí)現(xiàn)此處所述的功能的處理器可讀代碼的存儲(chǔ)器1010(例如，諸如ROM等非易失性存儲(chǔ)器和諸如RAM等易失性存儲(chǔ)器)。

移動(dòng)設(shè)備1000可包括例如處理器1012、包括應(yīng)用的存儲(chǔ)器1010、以及非易失性存儲(chǔ)。處理器1012可實(shí)現(xiàn)通信以及任何數(shù)量的應(yīng)用，包括本文中所描述的應(yīng)用。存儲(chǔ)器1010可以是任何種類的存儲(chǔ)器存儲(chǔ)介質(zhì)類型，包括非易失性和易失性存儲(chǔ)器。設(shè)備操作系統(tǒng)處理移動(dòng)設(shè)備1000的不同操作，并可包含用于操作的用戶界面，如撥打和接聽(tīng)電話呼叫、文本消息收發(fā)、檢查語(yǔ)音郵件等。應(yīng)用1030可以是任何種類的程序，諸如用于照片和/或視頻的相機(jī)應(yīng)用、地址簿、日歷應(yīng)用、媒體播放器、互聯(lián)網(wǎng)瀏覽器、游戲、鬧鐘應(yīng)用、或其他第三方應(yīng)用。存儲(chǔ)器1010中的非易失性存儲(chǔ)組件1040包含諸如web高速緩存、音樂(lè)、照片、聯(lián)系人數(shù)據(jù)、時(shí)間安排數(shù)據(jù)、以及其他文件之類的數(shù)據(jù)。

處理器1012還與RF發(fā)射/接收電路1006(該電路1006又耦合到天線1002)、紅外發(fā)射器/接收器1008、以及諸如加速度計(jì)和磁力計(jì)1015之類的移動(dòng)/定向傳感器1014通信。加速度計(jì)已被包括到移動(dòng)設(shè)備中，以便允許諸如讓用戶通過(guò)姿勢(shì)輸入命令的智能用戶接口、與GPS衛(wèi)星斷開(kāi)聯(lián)系之后計(jì)算設(shè)備的移動(dòng)和方向的室內(nèi)GPS功能之類的應(yīng)用，以及檢測(cè)設(shè)備的定向并且當(dāng)電話被旋轉(zhuǎn)時(shí)自動(dòng)地將顯示畫(huà)面從縱向變?yōu)闄M向?？梢岳缤ㄟ^(guò)微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)來(lái)提供加速度計(jì)，微機(jī)電系統(tǒng)是構(gòu)建在半導(dǎo)體芯片上的微小機(jī)械器件(微米尺寸)。可以感測(cè)加速度方向，以及定向、振動(dòng)和震動(dòng)。處理器1012進(jìn)一步與響鈴器/振動(dòng)器1016、用戶接口鍵區(qū)/屏幕1018、揚(yáng)聲器1020、話筒1022、相機(jī)1024、光傳感器1026和溫度傳感器1028進(jìn)行通信。磁力計(jì)已經(jīng)被合并到移動(dòng)設(shè)備中以允許諸如數(shù)字羅盤(pán)之類的應(yīng)用，所述應(yīng)用測(cè)量在移動(dòng)設(shè)備附近的磁場(chǎng)的方向和大小、跟蹤磁場(chǎng)的變化并將磁場(chǎng)的方向顯示給用戶。

處理器1012控制無(wú)線信號(hào)的發(fā)射和接收。在發(fā)射模式期間，處理器1012向發(fā)射/接收電路1006提供來(lái)自話筒1022的語(yǔ)音信號(hào)或其它數(shù)據(jù)信號(hào)。發(fā)射/接收電路系統(tǒng)1006通過(guò)電線1002將該信號(hào)發(fā)射到遠(yuǎn)程站(例如固定站、運(yùn)營(yíng)商、其他蜂窩電話等)來(lái)通信。響鈴器/振動(dòng)器1016被用于用信號(hào)向用戶通知傳入呼叫、文本消息、日歷提醒、鬧鐘提醒或其它通知。在接收模式期間，發(fā)射/接收電路系統(tǒng)1006通過(guò)天線1002接收來(lái)自遠(yuǎn)程站的語(yǔ)音或其他數(shù)據(jù)信號(hào)。所接收到的語(yǔ)音信號(hào)被提供給揚(yáng)聲器1020，同時(shí)所接收到的其他數(shù)據(jù)信號(hào)也被適當(dāng)?shù)靥幚怼?/p>

另外，物理連接器1088可被用來(lái)將移動(dòng)設(shè)備100連接到外部電源，諸如AC適配器或加電對(duì)接底座。物理連接器1088還可被用作到計(jì)算設(shè)備的數(shù)據(jù)連接。該數(shù)據(jù)連接允許諸如將移動(dòng)設(shè)備數(shù)據(jù)與另一設(shè)備上的計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行同步等操作。為這樣的服務(wù)啟用使用基于衛(wèi)星的無(wú)線電導(dǎo)航來(lái)中繼用戶應(yīng)用的位置的全球定位服務(wù)(GPS)接收器1065。

本技術(shù)可用各種其他通用或?qū)Ｓ糜?jì)算系統(tǒng)環(huán)境或配置來(lái)操作。適合結(jié)合本技術(shù)中使用的公知的計(jì)算系統(tǒng)、環(huán)境和/或配置的示例包括，但不限于：個(gè)人計(jì)算機(jī)、服務(wù)器計(jì)算機(jī)、手持或膝上型設(shè)備、多處理器系統(tǒng)、基于微處理器的系統(tǒng)、機(jī)頂盒、可編程消費(fèi)電子產(chǎn)品、網(wǎng)絡(luò)PC、小型計(jì)算機(jī)、大型計(jì)算機(jī)、包含上述系統(tǒng)或設(shè)備中的任一個(gè)的分布式計(jì)算環(huán)境等。

本技術(shù)可在諸如程序模塊等由計(jì)算機(jī)執(zhí)行的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的通用上下文中描述。一般而言，程序模塊包括執(zhí)行特定任務(wù)或?qū)崿F(xiàn)特定抽象數(shù)據(jù)類型的例程、程序、對(duì)象、組件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等。本技術(shù)也可以在任務(wù)由通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)鏈接的遠(yuǎn)程處理設(shè)備執(zhí)行的分布式計(jì)算環(huán)境中實(shí)現(xiàn)。在分布式計(jì)算環(huán)境中，程序模塊可以位于包括存儲(chǔ)器存儲(chǔ)設(shè)備的本地和遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)兩者中。

盡管用結(jié)構(gòu)特征和/或方法動(dòng)作專用的語(yǔ)言描述了本主題，但可以理解，所附權(quán)利要求書(shū)中定義的主題不必限于上述具體特征或動(dòng)作。更確切而言，上述具體特征和動(dòng)作是作為實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求的示例形式公開(kāi)的。