(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
初期測位瞬間に、モバイル端末によって受信される電磁信号の信号フィンガープリントを事前生成済み信号フィンガープリントマップ内の信号フィンガープリントと照合すること、
照合結果に従ってパーティクルセットを生成すること、
初期パーティクルセット内の各パーティクルについて異なる移動ステップ長をランダムに割当てること、
前記パーティクルセット内の各パーティクルの位置情報を更新し、目下の瞬間に前記モバイル端末によって検出される移動ステップ数及び移動方向並びに各パーティクルの移動ステップ長に従って目下のパーティクルセットを取得すること、
前記目下のパーティクルセット内の各パーティクルの位置情報及び前記目下の瞬間に受信される信号フィンガープリントに従って各パーティクルのユーザビリティーを等級付けること、
前記目下のパーティクルセット内で第１の等級閾値より高い等級を有する１つまたは複数のパーティクルの１つまたは複数の移動ステップ長を取得すること、及び、
前記取得された移動ステップ長に従って、前記第１の等級閾値より低い等級を有する別の１つまたは複数のパーティクルの１つまたは複数の移動ステップ長を更新すること
を含む方法。
【請求項２】
前記目下のパーティクルセット内の各パーティクルの位置情報及び前記目下の瞬間に受信された信号フィンガープリントに従って各パーティクルのユーザビリティーを前記等級付けることは、
前記信号フィンガープリントマップ内の各パーティクルに最も近い信号フィンガープリントの位置情報及び信号強度を取得すること、及び、
前記目下の瞬間に取得された前記信号フィンガープリント並びに前記取得された位置情報及び信号強度に従って前記各パーティクルのユーザビリティーを等級付けること
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記信号フィンガープリントマップをラスター化すること、及び、
各ラスターと、各ラスターに最も近い各信号フィンガープリントの識別情報との間の対応する関係を記憶すること
を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記対応する関係に従って、前記信号フィンガープリントマップから各パーティクルが位置付けられる各ラスターに最も近い前記各信号フィンガープリントの前記識別情報を問い合わせること、及び、
前記問い合わせられた識別情報に従って、前記各パーティクルに最も近い前記各信号フィンガープリントの位置情報及び信号強度を取得すること
を更に含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記目下のパーティクルセット内で第１の等級閾値より高い等級を有する１つまたは複数のパーティクルの１つまたは複数の移動ステップ長を取得する前に、
各パーティクルの前記等級に従って前記目下のパーティクルセット内のパーティクルの凝集度を計算すること、及び、
前記目下のパーティクルセット内の前記パーティクルの前記凝集度が第１の凝集度閾値より高いと判定すること
を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
各パーティクルの前記等級に従って前記目下のパーティクルセット内のパーティクルの前記凝集度を前記計算した後に、
前記凝集度が第２の凝集度閾値より低くかつ前記第１の凝集度閾値より高いと判定することに応答して、前記目下のパーティクルセット内で第２の等級閾値より低い等級を有するパーティクルを削除すること、
前記削除した後に、前記目下のパーティクルセット内の残りのパーティクルの位置情報に従って、前記第２の等級閾値より高い等級を有する新しいパーティクルを生成することであって、前記生成される新しいパーティクルの数は前記削除されたパーティクルの数に等しい、こと、及び、
更新済みの目下のパーティクルセットを形成すること
を更に含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記更新済みの目下のパーティクルセット内の前記パーティクルの位置に従って前記モバイル端末の位置を決定することを更に含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
測位されるエリア内の複数のサンプリングポイントにおいて前もって前記信号フィンガープリントをサンプリングすること、及び、
前記事前生成済み信号フィンガープリントマップ内に前記信号フィンガープリント及び対応する位置情報を記憶すること
を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
各パーティクルは、前記モバイル端末の位置情報、方向、及びステップ長の候補を表す、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
モバイル端末測位デバイスであって、
１つまたは複数のプロセッサと、
コンピュータ実行可能コンポーネントがその上に記憶されているメモリと
を備え、前記コンピュータ実行可能コンポーネントは、
初期測位瞬間に、モバイル端末によって受信される電磁信号の信号フィンガープリントを事前生成済み信号フィンガープリントマップ内の信号フィンガープリントと照合し、照合結果に従ってパーティクルセットを生成し、初期パーティクルセット内の各パーティクルについて異なる移動ステップ長をランダムに割当てる、パーティクル初期化ユニットと、
前記パーティクルセット内の各パーティクルの位置情報を更新して、目下の瞬間に前記モバイル端末によって検出される移動ステップ数及び移動方向並びに各パーティクルの移動ステップ長に従って目下のパーティクルセットを取得する、パーティクル更新ユニットと、
目下のパーティクルセット内の各パーティクルの位置情報及び前記目下の瞬間に受信される信号フィンガープリントに従って各パーティクルのユーザビリティーを等級付ける、パーティクル等級付けユニットと、
前記目下のパーティクルセット内で第１の等級閾値より高い等級を有する１つまたは複数のパーティクルの１つまたは複数の移動ステップ長を取得する、ステップ長取得ユニットと、
前記取得される移動ステップ長に従って、前記第１の等級閾値より低い等級を有する別の１つまたは複数のパーティクルの１つまたは複数の移動ステップ長を更新する、ステップ長更新ユニットと
を含むデバイス。
【請求項１１】
前記パーティクル等級付けユニットは、
前記信号フィンガープリントマップ内の各パーティクルに最も近い信号フィンガープリントの位置情報及び信号強度を取得する、フィンガープリント取得サブユニットと、
前記目下の瞬間に取得される前記信号フィンガープリント並びに前記取得された位置情報及び信号強度に従って前記各パーティクルのユーザビリティーを等級付ける、ユーザビリティー等級付けサブユニットと
含む、請求項１０に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記信号フィンガープリントマップはラスター化され、
各ラスターと、各ラスターに最も近い各信号フィンガープリントの識別情報との間の対応する関係は記憶される、請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記フィンガープリント取得サブユニットは更に、
前記対応する関係に従って、前記信号フィンガープリントマップから各パーティクルが位置付けられる各ラスターに最も近い前記各信号フィンガープリントの前記識別情報を問い合わせ、
前記問い合わせられた識別情報に従って、前記各パーティクルに最も近い前記各信号フィンガープリントの位置情報及び信号強度を取得する、
請求項１２に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記コンピュータ実行可能コンポーネントは、
各パーティクルの前記等級に従って前記目下のパーティクルセット内のパーティクルの凝集度を計算する、凝集度計算ユニットを更に含む、
請求項１０に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記コンピュータ実行可能コンポーネントは、
前記目下のパーティクルセット内の前記パーティクルの前記凝集度が第１の凝集度閾値より高いとき、前記目下のパーティクルセット内で第１の等級閾値より高い等級を有する各パーティクルの移動ステップ長を取得するよう前記ステップ長取得ユニットを制御する、第１の取得制御ユニットを更に備える、
請求項１４に記載のデバイス。
【請求項１６】
前記コンピュータ実行可能コンポーネントは、マップ生成ユニットを更に含み、前記マップ生成ユニットは、
測位されるエリア内の複数のサンプリングポイントにおいて前もって前記信号フィンガープリントをサンプリングし、
前記事前生成済み信号フィンガープリントマップ内に前記信号フィンガープリント及び対応する位置情報を記憶する、請求項１０に記載のデバイス。
【請求項１７】
各パーティクルは、前記モバイル端末の位置情報、方向、及びステップ長の候補を表す、請求項１０に記載のデバイス。
【請求項１８】
オペレーションを実施する１つまたは複数のプロセッサによって実行可能であるコンピュータ実行可能命令がその上に記憶されている１つまたは複数のメモリであって、前記オペレーションは、
初期測位瞬間に、モバイル端末によって受信される電磁信号の信号フィンガープリントを事前生成済み信号フィンガープリントマップ内の信号フィンガープリントと照合すること、
照合結果に従ってパーティクルセットを生成すること、
初期パーティクルセット内の各パーティクルについて異なる移動ステップ長をランダムに割当てること、
前記パーティクルセット内の各パーティクルの位置情報を更新し、目下の瞬間に前記モバイル端末によって検出された移動ステップ数及び移動方向並びに各パーティクルの移動ステップ長に従って目下のパーティクルセットを取得すること、
前記目下のパーティクルセット内の各パーティクルの位置情報及び前記目下の瞬間に受信された信号フィンガープリントに従って各パーティクルのユーザビリティーを等級付けること、
前記目下のパーティクルセット内で第１の等級閾値より高い等級を有する１つまたは複数のパーティクルの１つまたは複数の移動ステップ長を取得すること、及び、
前記取得された移動ステップ長に従って、前記第１の等級閾値より低い等級を有する別の１つまたは複数のパーティクルの１つまたは複数の移動ステップ長を更新すること
を含む、１つまたは複数のメモリ。
【請求項１９】
前記オペレーションは、
前記信号フィンガープリントマップ内の各パーティクルに最も近い信号フィンガープリントの位置情報及び信号強度を取得すること、及び、
前記目下の瞬間に取得された前記信号フィンガープリント並びに前記取得された位置情報及び信号強度に従って前記各パーティクルのユーザビリティーを等級付けること
を更に含む、請求項１８に記載の１つまたは複数のメモリ。
【請求項２０】
各パーティクルは、前記モバイル端末の位置情報、方向、及びステップ長の候補を表す、請求項１８に記載の１つまたは複数のメモリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、参照によりその全体が組込まれる、「Method and Apparatus for Positioning a Mobile Terminal Based on Electromagnetic Signal」という名称の、2014年9月25日に出願された中国特許出願第201410500056.3号に対して外国優先権を主張する。
【０００２】
本開示は、通信の分野に関し、より詳細には、電磁信号に基づくモバイル端末の測位技術に関する。
【背景技術】
【０００３】
スマートモバイルデバイスの急速な開発及び普及は、室内の（または局所領域の）測位技術の出現及び開発を促進した。その測位技術は、主に、無線通信、基地局測位、及び慣性ナビゲーション測位等の種々の技法の統合を採用して、室内位置測位システムのセットを形成し、それにより、室内空間内の人、物体等の位置モニタリングを実現する。商業用途、公共セキュリティ、及び軍事シナリオ等の多くの分野において室内位置技法の幅広い要求及び用途が存在する。
【０００４】
室内測位は、通常、受信信号強度指示（ＲＳＳＩ）及びフィンガープリント法に基づく三角測量測位法を採用することによって実現される。ＲＳＳＩは、環境の種々の因子によるマルチパス効果によって影響を受けるため、ＲＳＳＩのエラーレートは高い。結果として、ＲＳＳＩに基づく三角測量測位法は、フィンガープリント法に徐々に置換えられている。フィンガープリント法は２つのステップを含み、第１のステップはフィンガープリントデータベースドローイングであり、第２のステップはリアルタイム測位である。いわゆるフィンガープリントデータベースドローイングは、室内測位がそこで実施される必要があるエリア内で信号フィーチャを抽出する（ブルートゥース（登録商標）ＲＳＳＩ）ことによって「信号フィールド強度マップ（signal field strength map）」（フィンガープリントデータベース）をドローすることを指す。リアルタイム測位のステージにおいて、ユーザは、受信信号を、「信号フィールド強度マップ」内の信号及びパーティクルフィルタリングアルゴリズム等のユニバーサルアルゴリグムに基づくユーザの位置と比較して、ユーザの位置を照合する。フィンガープリントデータベースがドローされると、信号取得時間が長くなればなるほど、また、サンプリングポイントが多くなればなるほど、フィンガープリントデータベースが正確になり、測位精度が改善される。しかし、時間コスト及び他の費用が同時に高くなる。
【０００５】
リアルタイム測位のステージにおいて、パーティクルフィルタリングアルゴリズムに基づくほとんどの測位法は、モバイル端末内で加速度センサ、ジャイロスコープ等を採用して、ステップ数及び移動方向を測定し、ステップ長の経験値を採用して、モバイル端末の位置変化を計算する。その結果、ステップ長の経験値を採用することによって測位するための方法は、ユーザが異なり、特定の環境が異なることによって、大きな位置更新エラーを容易にもたらす。
【発明の概要】
【０００６】
本要約は、以下の詳細な説明で更に述べられる、簡略化形態の概念の選択を導入するために設けられる。本要約は、特許請求される主題の全ての重要な特徴または本質的な特徴を特定することを意図されないし、特許請求される主題の範囲を決定するときの補助として単独で使用されることも意図されない。例えば、用語「技法（複数可）または技術的解決策（複数可）」は、上記文脈によって許容されるように、また、本開示全体を通して、装置（複数可）、システム（複数可）、方法（複数可）、及び／またはコンピュータ可読命令を指してもよい。
【０００７】
本開示の目的は、測位される人の実際のステップ長に最も近い移動ステップ長が、測位プロセスにおいて取得され、移動ステップ長が、測位される人のステップ長の変化に合わせて更新され得るような、電磁信号に基づくモバイル端末測位法及びデバイスを提供することである。
【０００８】
先に述べた技術的問題を解決するため、本開示は、電磁信号に基づく例示的なモバイル端末測位法を開示し、モバイル端末測位法は、オペレーション、すなわち、
初期測位瞬間に、モバイル端末によって受信される電磁信号の信号フィンガープリントを事前生成済み信号フィンガープリントマップ内の信号フィンガープリントと照合すること、照合結果に従って初期パーティクル（particle）セットを生成すること、及び初期パーティクルセット内の各パーティクルについて異なる移動ステップ長をランダムに割当てること、
並びに、
以下のオペレーション、すなわち、
直前の瞬間のパーティクルセット内の各パーティクルの位置情報を更新し、目下の瞬間にモバイル端末によって検出される移動ステップ数及び移動方向並びに各パーティクルの移動ステップ長に従って目下のパーティクルセットを取得すること、
目下のパーティクルセット内の各パーティクルの位置情報及び目下の瞬間に受信される信号フィンガープリントに従って各パーティクルのユーザビリティーを等級付けること、
目下のパーティクルセット内で第１の等級閾値より高い等級を有する各パーティクルの移動ステップ長を取得すること、及び、
取得された移動ステップ長に従って、第１の等級閾値より低い等級を有する各パーティクルの移動ステップ長を更新すること
を反復して実行すること
を含んでもよい。
【０００９】
本開示は、電磁信号に基づくモバイル端末測位デバイスを更に開示し、モバイル端末測位デバイスは、ユニット、すなわち、
パーティクル初期化ユニットであって、初期測位瞬間に、モバイル端末によって受信される電磁信号の信号フィンガープリントを事前生成済み信号フィンガープリントマップ内の信号フィンガープリントと照合し、照合結果に従ってパーティクルセットを生成し、初期パーティクルセット内の各パーティクルについて異なる移動ステップ長をランダムに割当てる、パーティクル初期化ユニット、
パーティクル更新ユニットであって、直前の瞬間のパーティクルセット内の各パーティクルの位置情報を更新して、目下の瞬間にモバイル端末によって検出される移動ステップ数及び移動方向並びに各パーティクルの移動ステップ長に従って目下のパーティクルセットを取得する、パーティクル更新ユニット、
パーティクル等級付けユニットであって、目下のパーティクルセット内の各パーティクルの位置情報及び目下の瞬間に受信される信号フィンガープリントに従って各パーティクルのユーザビリティーを等級付ける、パーティクル等級付けユニット、
ステップ長取得ユニットであって、目下のパーティクルセット内で第１の等級閾値より高い、パーティクル等級付けユニットによって等級付けされる等級を有する各パーティクルの移動ステップ長を取得する、ステップ長取得ユニット、
ステップ長更新ユニットであって、ステップ長取得ユニットによって取得される移動ステップ長に従って、第１の等級閾値より低い等級を有する別の各パーティクルの移動ステップ長を更新する、ステップ長更新ユニット、及び、
更新制御ユニットであって、パーティクル更新ユニット、パーティクル等級付けユニット、ステップ長取得ユニット、及びステップ長更新ユニットを制御して、目下のパーティクルセット内のパーティクルの移動ステップ長の更新を終了するため、対応する機能を反復して実行する、更新制御ユニット
を含んでもよい。
【００１０】
従来の技法と比較すると、本開示の技法は、以下の差及び技術的効果を主に有する。
【００１１】
本開示の技法は、初期測位ステージにおいてランダムな移動ステップ長をパーティクルに割当て、その後、低いユーザビリティー等級を有するパーティクルの移動ステップ長を除去し、測位プロセスにおいて高いユーザビリティー等級を有するパーティクルの移動ステップ長を保存し、それにより、測位される人の実際のステップ長に最も近い移動ステップ長が測位プロセスにおいて取得され、移動ステップ長は、測位される人のステップ長の変化に合わせて更新される。
【００１２】
更に、比較しての問い合わせ（query）が各パーティクル及びフィンガープリントマップ内の全ての信号フィンガープリントに関して実施される必要がないようにラスター化問い合わせが実施され、したがって、計算負荷が大幅に減少し、測位効率が改善される。
【００１３】
更に、目下のパーティクルセットのパーティクルの等級の凝集度（aggregation degree）が計算される。パーティクルの等級の凝集度が低過ぎる場合、それは、測位が失敗したことを示し、初期パーティクルセットを生成するため、初期化が再び実施される必要があり、その後、移動ステップ長の更新及びモバイル端末の位置の測位が実施される。そのため、その不必要な計算負荷が回避され、測位効率が改善される。
【００１４】
更に、目下のパーティクルセットのパーティクルの等級凝集度が、低いが、測位失敗の程度に達しないとき、目下のパーティクルセットは更新されてもよく、低い等級を有するパーティクルは削除され、新しいパーティクルが、高い等級を有するパーティクルに従って生成され、それにより、目下のパーティクルセット全体の等級凝集度が改善され、測位及びステップ長更新の精度が改善される。
【００１５】
更に、全てのブルートゥースビーコンデバイスは、同じＭＡＣアドレスを有するように創造的にセットされ、これらのブルートゥースビーコンデバイスは、ブルートゥースの国際規格に従って同じデバイスと見なされる。他の通常のブルートゥースデバイスのＭＡＣアドレスは、これらのブルートゥースビーコンデバイスＭＡＣアドレスと異なり、それにより、他のブルートゥースデバイスの干渉は、ＭＡＣアドレスの認識によって効果的になくされ、悪意のあるブルートゥースデバイスは、同じビーコン識別情報を有するように偽装することを防止され、正確な測位が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本開示による電磁信号に基づく例示的なモバイル端末測位法のフローチャートである。
【図２】本開示による速度の波ピーク及び谷を検出する例示的な方法によってステップ数を検出する図である。
【図３】本開示による電磁信号に基づく例示的なモバイル端末測位法のフローチャートである。
【図４】本開示による電磁信号に基づく例示的なモバイル端末測位デバイスの構造図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下の説明において、読者等が本開示をよりよく理解することを可能にするため、多くの技術的詳細が提供される。
【００１８】
本開示の目的、技術的解決策、及び利点を示すため、本開示の例示的な実施形態が、図面と組合せて以下で詳細に更に述べられる。
【００１９】
本開示の第１の例示的な実施形態は、電磁信号に基づく例示的なモバイル端末測位法に関する。図１は電磁信号に基づく例示的なモバイル端末測位法のフローチャートである。
【００２０】
図１に示すように、電磁信号に基づくモバイル端末測位法は、以下のオペレーションを含んでもよい。
【００２１】
初期測位瞬間において、１０２のオペレーションが実施される。モバイル端末によって受信される電磁信号の信号フィンガープリントは、事前生成済み信号フィンガープリントマップ内の信号フィンガープリントと照合される。初期パーティクルセットが照合結果に従って生成され、初期パーティクルセット内の各パーティクルについて異なる移動ステップ長がランダムに割当てられる。
【００２２】
本開示における各パーティクルがオブジェクトまたはデータ構造であり、そのオブジェクトまたはデータ構造が、モバイル端末の位置、方向、及びステップ長等の情報を含み、モバイル端末の位置、方向、及びステップ長等の情報の可能性または候補を表すことが理解されてもよい。
【００２３】
測位プロセスにおいて、１０４〜１１０のオペレーションが、測位が終了するまで次の通りに繰返し実施される。
【００２４】
１０４にて、直前の瞬間のパーティクルセット内の各パーティクルの位置情報が更新されて、目下の瞬間にモバイル端末によって検出される移動ステップ数及び移動方向並びに各パーティクルの移動ステップ長に従って目下のパーティクルセットを取得する。
【００２５】
１０６にて、各パーティクルのユーザビリティーが、目下のパーティクルセット内の各パーティクルの位置情報及び目下の瞬間に受信される信号フィンガープリントに従って等級付けられる。
【００２６】
本開示において、パーティクルの等級が高ければ高いほど、パーティクルのユーザビリティーが高ければ高いほど、測位プロセスにおけるパーティクルの移動軌跡と測位されるオブジェクトの移動軌跡との間が接近し、パーティクルの生存時間が長くなる。
【００２７】
その後、１０８にて、目下のパーティクルセット内で第１の等級閾値より高い等級を有する各パーティクルの移動ステップ長が取得される。
【００２８】
本開示において、第１の所定の閾値が、特定の等級付け方法及びアプリケーションシナリオに従って決定されてもよいことが理解されてもよい。目下のパーティクルセット内で第１の所定の閾値に等しい等級を有する各パーティクルに関して、次の通りに種々の取扱い方法が存在する。パーティクルは、低等級パーティクル（すなわち、各パーティクルは第１の所定の閾値より低い等級を有する）の移動ステップ長を更新するため、高等級パーティクル（すなわち、各パーティクルは第１の所定の閾値より高い等級を有する）と共に使用されてもよく、高等級パーティクルに従って移動ステップ長を更新するため、更新済みオブジェクトとして低等級パーティクルと共に使用されてもよく、または、その移動ステップ長が、更新されず、他のパーティクルの移動ステップ長を更新するための基礎として使用されないパーティクルとして扱われてもよい。
【００２９】
その後、１１０にて、第１の等級閾値より低い等級を有する各パーティクルの移動ステップ長が、取得される移動ステップ長に従って更新される。例えば、第１の等級閾値より高い等級を有する全てのパーティクルの移動ステップ長の平均値が計算され、その後、ランダム値が平均値に基づいて付加され、全体の値が、第１の等級閾値より低い等級を有する各パーティクルに割当てられる。代替的に、第１の等級閾値より高い等級を有する全てのパーティクルの移動ステップ長の中央値または重み付き平均が計算され、第１の等級閾値より低い等級を有する各パーティクルに割当てられる。先に述べた平均値、中央値、または重み付き平均は、ランダム値有りでまたはランダム値無しで付加され、第１の等級閾値より低い等級を有する各パーティクルの移動ステップ長として直接使用される。
【００３０】
その後、次の瞬間に、オペレーションは１０４に戻る。
【００３１】
更に、先に述べた１０２の前に、方法は、以下のオペレーションを更に含んでもよい。
【００３２】
信号フィンガープリントは、測位される必要があるエリア内の複数のプリセット済みサンプリングポイントにおいて前もってサンプリングされ、サンプリング後に取得される信号フィンガープリント及び対応する位置情報が、信号フィンガープリントマップにセーブされる。信号フィンガープリントは、サンプリングポイントにおいて受信され、少なくとも１つの信号源によって送信される信号強度を含む。信号フィンガープリントは、信号強度を含むだけであってよい、または、他の情報を更に含んでもよい。例えば、無線送信機器が、測位するための基準オブジェクトとして使用されるとき、信号フィンガープリントは、ブルートゥースビーコンデバイスのＭＡＣアドレスまたは無線アクセスポイント等の対応する信号を送信するために使用される無線送信機器の識別情報を更に含む。
【００３３】
更に、先に述べた１０４の後に、方法は、以下のオペレーションを更に含んでもよい。
【００３４】
モバイル端末の位置は、目下のパーティクルセット内の各パーティクルの位置情報に従って決定される。
【００３５】
例えば、目下のパーティクルセット内のパーティクルの平均位置が計算され、平均位置がモバイル端末の位置として使用される。または、高いユーザビリティー等級を有するパーティクルが選択され、選択されたパーティクルの平均位置が計算され、平均位置がモバイル端末の位置として使用される等である。
【００３６】
本開示の別の例示的な実施形態において、測位結果が、パーティクルの移動ステップ長を更新する異なる頻度に従って決定され、すなわち、モバイル端末の位置が、ステップ長更新サイクルと異なる特定のサイクルにおける目下のパーティクルセット内のパーティクルの位置情報に従って決定され、モバイル端末の測位結果が、ユーザのコマンドに応答して出力されてもよいことが理解されてもよい。
【００３７】
更に、この例示的な実施形態において、先に述べた１０６は、以下のサブオペレーションを更に含んでもよい。
【００３８】
信号フィンガープリントマップ内のパーティクルに最も近い信号フィンガープリントの位置情報及び信号強度が取得される。
【００３９】
パーティクルのユーザビリティーは、目下の瞬間に取得される信号フィンガープリント並びに取得済みの位置情報及び信号強度に従って等級付けられる。
【００４０】
例えば、本開示の例示的な実施形態において、等級は、パーティクルと信号フィンガープリントマップ内のパーティクルに最も近い信号フィンガープリントとの間の距離及びその信号フィンガープリントと目下の瞬間に取得される信号フィンガープリントとの間の強度差に従って決定される。例示的な実施形態において、パーティクルと信号フィンガープリントマップ内のパーティクルに最も近い信号フィンガープリントとの間の距離が短ければ短いほど、目下の瞬間に取得される信号フィンガープリントと信号フィンガープリントマップ内のパーティクルに最も近い信号フィンガープリントとの間の強度差が小さければ小さいほど、パーティクルの等級が高くなる。代替的に、等級は、パーティクルと信号フィンガープリントとの間の距離に従って、または、パーティクルに最も近い信号フィンガープリントと目下の瞬間に取得される信号フィンガープリントとの間の強度差に従って決定される。
【００４１】
本開示の例示的な実施形態において、信号フィンガープリントマップ全体は、前もってラスター化され、各ラスターと、各ラスターに最も近い信号フィンガープリントの識別情報との間の対応する関係が記憶される。したがって、信号フィンガープリントマップ内のパーティクルに最も近い信号フィンガープリントの位置情報及び信号強度を取得するサブオペレーションは、次の通りに実装される。
【００４２】
パーティクルが位置付けられるラスターに最も近い信号フィンガープリントの識別情報は、対応する関係に従って信号フィンガープリントマップから問い合わせられ、パーティクルに最も近い信号フィンガープリントの位置情報及び信号強度は、問い合わせられた識別情報に従って取得される。
【００４３】
ラスター化問い合わせは、比較しての問い合わせが各パーティクル及びフィンガープリントマップ内の全ての信号フィンガープリントに対して実施される必要がないように実施される。そのため、計算負荷が大幅に減少し、測位効率が改善される。
【００４４】
更に、本開示の他の実施形態において、パーティクルのユーザビリティーは、同様に、他の情報に従って等級付けられる可能性がある。例えば、等級付けは、全てのパーティクルの平均位置をパーティクルが去る距離を計算することによって実施される可能性がある、または、パーティクルのユーザビリティーは、パーティクルが、到達不能エリアに入るまたは到達不能エリアに貫入する（壁に入るまたは壁に貫入する等）かどうかを判断することによって等級付けられる。
【００４５】
更に、本開示において、移動ステップ数は、モバイル端末の加速度計によって検出されてもよく、移動方向は、モバイル端末のジャイロスコープによって検出されてもよい。移動ステップ数及び移動方向の検出は、同様に他の機器を使用することによって実施されてもよい。モバイル端末は、モバイル電話、可搬型ノートブックコンピュータ、タブレットコンピュータ等であってよい。
【００４６】
例えば、加速度センサ、磁気センサ、またはジャイロスコープを有するモバイル電話またはタブレットコンピュータ等のモバイル端末において、積分は、加速度センサによって検出される加速度から重力加速度を除去した後に実施されて、速度を取得し、ステップ数は、図２に示すように、速度の波ピーク及び谷を検出する方法を採用することによって検出される。加速度は全体として３軸を有するため、
【００４７】
0006606170.tif 000002
【００４８】
による平均加速度の積分によって取得される。図２に示すように、平均速度の変動が観測される場合がある（サンプリング周波数：１０Ｈｚ）。波ピーク及び谷は、動的閾値法を採用することによって検出され、その後、ステップ数が、波ピーク及び谷の数に従って計算される。干渉を付加することを防止するため、３つの例示的な方法が使用されてもよい。第１の方法は、速度差について上限及び下限をセットすることであり、速度差が上限と下限との間の範囲内にあるときだけ有効であると考えられる。第２の方法は、波ピーク及び谷の間の時間間隔を制限することであり、通常、歩行中と走行中の両方における人間の最小ステップ間隔は２００ミリ秒であり、最大ステップ間隔は２０００ミリ秒であり、したがって、短過ぎるまたは長過ぎるステップ長は、このパラメータを使用することによってフィルタリングされる。第３の方法は、統計的方法を採用することによって有効ステップを無効ステップから識別することである。歩行は連続プロセスであるため、ステップが検出されると、前のステップがチェックされる。３つ以上の連続ステップが存在する場合、ステップは、有効ステップであると考えられる。
【００４９】
各モバイル電話の磁気センサが、或るゼロオフセットを有し、磁気センサのゼロ位置は、磁場を有する物質によって容易に干渉され、したがって、文脈における計算値は、相対変位値である。
【００５０】
【数１】
0006606170.tif 000003
【００５１】
ここで、ｘn及びｙnは、ユーザのｎ番目のステップの相対変位を表し、ΔｓｔｅｐＮｕｍnはステップ数を表し、ｓｔｅｐＬｅｎはステップ長を表し、θ0は磁気センサのゼロオフセット角度を表し、θnは磁気センサによって検出されるユーザのｎ番目のステップのオフセット角度を表す。
【００５２】
更に、本開示において、測位基準として使用されるデバイスが、ブルートゥースデバイス及び無線アクセスポイント等の、無線信号を送信することが可能な種々のデバイスであってよく、また、異なる空間内の地球磁場によって形成される、異なって分布した磁場であってよい等であることが理解されてもよい。
【００５３】
本開示において、ランダムな移動ステップ長は、初期測位ステージにおいてパーティクルに与えられ、その後、低いユーザビリティー等級を有するパーティクルの移動ステップ長が破棄され、高いユーザビリティー等級を有するパーティクルの移動ステップ長が測位プロセスにおいて保存され、それにより、測位される人の実際のステップ長に最も近い移動ステップ長が測位プロセスにおいて取得され、移動ステップ長は、測位される人のステップ長の変化に合わせて更新される。
【００５４】
本開示の第２の例示的な実施形態は、電磁信号に基づくモバイル端末測位法に関する。
【００５５】
第２の例示的な実施形態は、第１の例示的な実施形態に基づいて改善される。改善のうちの１つの改善は、目下のパーティクルセットのパーティクルの等級の凝集度が計算されることである、そして、パーティクルの等級の凝集度が低過ぎる場合、それは、測位が失敗したことを示し、初期パーティクルセットを生成するため、初期化が再び実施される必要があり、その後、移動ステップ長の更新及びモバイル端末の位置の測位が実施される。そのため、その不必要な計算負荷が回避され、測位効率が改善される。
【００５６】
図３に示すように、例示的な測位法は、以下のオペレーションを含んでもよい。
【００５７】
初期測位瞬間において、３０２のオペレーションが実施される。モバイル端末によって受信される電磁信号の信号フィンガープリントが、事前生成済み信号フィンガープリントマップ内の信号フィンガープリントと照合され、初期パーティクルセットが照合結果に従って生成され、初期パーティクルセット内の各パーティクルについて異なる移動ステップ長がランダムに割当てられる。
【００５８】
測位プロセスにおいて、目下の瞬間に、３０４のオペレーションが実施される。直前の瞬間のパーティクルセット内の各パーティクルの位置情報が更新されて、目下の瞬間にモバイル端末によって検出される移動ステップ数及び移動方向並びに各パーティクルの移動ステップ長に従って目下のパーティクルセットを取得する。
【００５９】
その後、３０６のオペレーションが実施される。各パーティクルのユーザビリティーが、目下のパーティクルセット内の各パーティクルの位置情報及び目下の瞬間に受信される信号フィンガープリントに従って等級付けられる。
【００６０】
その後、３０８にて、目下のパーティクルセット内のパーティクルの凝集度が等級に従って計算される。
【００６１】
その後、３１０にて、目下のパーティクルセット内のパーティクルの凝集度が第１の凝集度閾値より高いかどうかが判定される。判定結果が、はい、である場合、３１２及び３１４のオペレーションが実施される。そうでなければ、目下のパーティクルセット内のパーティクルの等級の凝集度が低過ぎ、測位が失敗したことが示されるため、パーティクルを取得する３０２のオペレーションが再始動されて、次の瞬間における初期パーティクル及び初期パーティクルセット内のパーティクルの移動ステップ長を取得する。
【００６２】
３１２にて、目下のパーティクルセット内で第１の等級閾値より高い等級を有する各パーティクルの移動ステップ長が取得される。
【００６３】
その後、３１４にて、第１の等級閾値より低い等級を有する各パーティクルの移動ステップ長は、取得済みの移動ステップ長に従って更新される。
【００６４】
その後、オペレーションは３０４に戻って、次の瞬間の測位プロセスを実行する。
【００６５】
本開示の第３の例示的な実施形態は、電磁信号に基づくモバイル端末測位法に関する。
【００６６】
第３の例示的な実施形態は、第２の例示的な実施形態に基づいて改善される。改善のうちの１つの改善は、目下のパーティクルセットのパーティクルの等級凝集度が、低いが、測位失敗の程度に達しないとき、目下のパーティクルセットは更新され、低い等級を有するパーティクルは削除され、新しいパーティクルが、高い等級を有するパーティクルに従って生成され、それにより、目下のパーティクルセット全体の等級凝集度が改善され、測位及びステップ長更新の精度が改善される。
【００６７】
例えば、この例示的な実施形態における測位法は、以下のオペレーションを更に含んでもよい。
【００６８】
先に述べた３１０の判定結果が、はい、である場合、目下のパーティクルセット内のパーティクルの凝集度が第２の凝集度閾値より低いかどうかが判定される、ここで、第２の凝集度閾値は第１の凝集度閾値より高い。
【００６９】
先に述べた判断結果が、はい、である場合、目下のパーティクルセット内で第２の等級閾値より低い等級を有するパーティクルが削除される。
【００７０】
更新済みの目下のパーティクルセットを形成するため、削除後に目下のパーティクルセット内の残りのパーティクルの位置情報に従って、第２の等級閾値より高い等級を有するパーティクルが生成され、生成されるパーティクルの数は削除されたパーティクルの数に等しい。
【００７１】
モバイル端末の位置は、更新済みの目下のパーティクルセット内のパーティクルの位置に従って決定される。先に述べた３１２及び３１４が実施される。
【００７２】
更に、第２の等級閾値は、第１の等級閾値と同じであってよい、または、第１の等級閾値と異なってもよい。
【００７３】
更に、本開示の別の例示的な実施形態において、目下のパーティクルセット内のパーティクルの凝集度が第１の凝集度閾値より高いという先に述べた判定後に、測位結果が出力される、すなわち、モバイル端末の位置が決定される。
【００７４】
本開示の第４の例示的な実施形態は、ブルートゥース信号に基づくモバイル端末測位法に関する。例えば、方法は、以下のオペレーションを含んでもよい。
【００７５】
（１）フィンガープリントマップの生成
少なくとも２つのブルートゥースビーコンデバイスが、測位される必要があるエリア内に事前配置され、ブルートゥースフィンガープリントマップが、サンプリングポイント法または直線法を採用することによって生成される。
【００７６】
１）サンプリングポイント法
ユーザは、モバイル端末を保持し、測位されることを必要とするエリア内を歩行する。モバイル端末の目下の位置がセットされ、目下の位置のブルートゥースフィンガープリント<ID1: RSSI1, ID2: RSSI2,…，IDn: RSSIn, …， Position>が収集される。複数の位置のブルートゥースフィンガープリントが記録されて、ブルートゥースフィンガープリントマップを形成する。ここで、ＩＤnは、特定の目下の位置においてブルートゥース信号を送信する第ｎのブルートゥースビーコンデバイスの識別情報であり、ＲＳＳＩnは、ブルートゥースビーコンデバイスによって送信されるブルートゥース信号の強度を表し、Ｐｏｓｉｔｉｏｎは、目下の位置の位置情報である。
【００７７】
２）直線法
ユーザは、モバイル端末を保持し、測位されることを必要とするエリア内を歩行する。モバイル端末の目下の位置がセットされ、ユーザは、直線に沿って一定速度で或る距離を歩行し、停止し、モバイル電話に停止ポイント位置をセットする。モバイル電話の移動中に、平均間隔法によってブルートゥースフィンガープリントを記録するモバイル電話は、実際の位置を差分値法を使用することによって各フィンガープリントに割当て、プロセス全体においてサンプリングされるブルートゥースフィンガープリントを記録し、最後に、特別なフィンガープリントマップ合成ソフトウェアを使用して、全てのデータが統合型ブルートゥースフィンガープリントマップを形成することを可能にする。ここで、ソフトウェアは、或るフィンガープリントポイントを選択的に削除するまたは移動させる。
【００７８】
（２）パーティクルフィルタリング統合式ナビゲーション
パーティクルフィルタリングは、状態空間内で拡散するランダムサンプルのグループを探索し、積分演算を置換するためサンプルの平均値を使用し、システム状態の最小変動推定値を更に取得することによって、確立密度関数を近似表現するプロセスを指す。これらのサンプルは、明らかに「パーティクル」と呼ばれ、これは、パーティクルフィルタリングと呼ばれる。パーティクルフィルタリングにおけるパーティクルの確率分布は、一種の実数近似である。カルマンフィルタリングと比較すると、パーティクルフィルタリングは、非線形及び非ガウスシステムにおいてよりよい適応性を有する。
【００７９】
この例示的な実施形態におけるパーティクルフィルタリング統合式ナビゲーションは、以下のオペレーションを含む。
【００８０】
１）パーティクル初期化、すなわち、モバイル端末によって受信されるブルートゥースフィンガープリントを事前生成済みのブルートゥースフィンガープリントマップ内のブルートゥースフィンガープリントと照合すること、照合結果に従って初期パーティクルセットを生成すること、及び、初期パーティクルセット内の各パーティクルについて異なる移動ステップ長をランダムに割当てること。例えば、特定の実現は次の通りである。
【００８１】
グローバルフィンガープリント照合が採用される、すなわち、目下のブルートゥースフィンガープリントが、ブルートゥースフィンガープリントマップ内のブルートゥースフィンガープリントと比較され、スコアをとられる。
【００８２】
【数２】
0006606170.tif 000004
【００８３】
ここで、
【００８４】
【数３】
0006606170.tif 000005
【００８５】
は、リアルタイムブルートゥースフィンガープリントの強度ベクトル（ブルートゥース信号強度及びブルートゥース信号を送信するブルートゥースビーコンデバイスの識別情報を含む）であり、
【００８６】
【数４】
0006606170.tif 000006
【００８７】
は、ブルートゥースフィンガープリントデータベース内のブルートゥースフィンガープリントの強度ベクトルであり、ｍは、照合されるブルートゥースフィンガープリントの数である。その後、トップＰ％のブルートゥースフィンガープリントは、Ｓのスコアに従って取除かれる。ブルートゥースフィンガープリントの照合スコアが低ければ低いほど、パーティクルを生成する確率が大きくなる。各パーティクルは以下の属性を有する。
【００８８】
【数５】
0006606170.tif 000007
【００８９】
ここで、Ｘ1はパーティクルの初期位置のｘ座標であり、Ｙ1はパーティクルの初期位置のｙ座標であり、ｚｅｒｏ＿ａｎｇｌｅは、目下の磁気センサのゼロオフセット角度であり、ｓｔｅｐ＿ｓｉｚｅは、パーティクルの移動ステップ長であり、Ｘ0及びＹ0は、対応するフィンガープリントマップ内の照合されるブルートゥースフィンガープリントの位置の水平及び垂直座標であり、Ｇａｕｓｓはガウス関数であり、ここで、第１のパラメータ０は平均値であり、第２のパラメータｄxまたはｄyは変数であり、ｒａｎｄｏｍはランダム関数であり、ここで、第１のパラメータは下限であり、第２のパラメータは上限であり、ｄx及びｄyは、それぞれ変位ｘ及びｙの変数であり、ｄsは、ステップ長のランダム比例係数である。
【００９０】
２）パーティクル更新、すなわち、直前の瞬間のパーティクルセット内の各パーティクルの位置情報を更新し、目下の瞬間にモバイル端末によって検出される移動ステップ数及び移動方向並びに各パーティクルの移動ステップ長に従って目下のパーティクルセット取得すること。例示的な実施例は以下を含む。
【００９１】
モバイル端末の加速度センサ及び磁気センサは、ステップ数の差及び移動方向を検出する。ｎ回目の更新後のパーティクルの位置情報は、以下の式によって計算される。
【００９２】
【数６】
0006606170.tif 000008
【００９３】
ここで、Ｘnは、（ｎ−１）回目の更新後のパーティクルの水平座標を表し、Ｙnは、（ｎ−１）回目の更新後のパーティクルの垂直座標を表し、ｓｔｅｐ＿ｓｉｚｅはパーティクルの移動ステップ長を表し、ｚｅｒｏ＿ａｎｇｌｅnは、（ｎ−１）回目の更新後のパーティクルの磁気オフセットを表し、ａｎｇｌｅnは、目下の瞬間の磁気センサの絶対角度を表し、ａｎｇｌｅn-1は、パーティクルの（ｎ−１）回目の更新中の磁気センサの絶対角度を表し、Ｄexは変位の水平座標の静的偏差を表し、Ｄaxは変位の垂直座標のランダム偏差を表し、Ｄeyは変位の垂直座標の静的偏差を表し、Ｄayは変位の垂直座標のランダム偏差を表し、Ａeはゼロ角度の静的偏差を表し、Ａaはゼロ角度のランダム偏差を表し、Ｇａｕｓｓはガウス関数であり、ここで、第１のパラメータは平均値であり、第２のパラメータは変数である。
【００９４】
同時に、目下の瞬間にモバイル端末によって受信されるブルートゥース信号の強度は、パーティクルの目下のブルートゥース信号強度として使用される、すなわち、目下の瞬間に検出されるブルートゥースフィンガープリントは、そのパーティクルに対応するブルートゥースフィンガープリントに割当てられる。
【００９５】
３）パーティクル等級付け、すなわち、目下のパーティクルセット内の各パーティクルの位置情報及び目下の瞬間に受信される信号フィンガープリントに従って各パーティクルのユーザビリティーを等級付けること。
【００９６】
例えば、パーティクル等級付けは、次の通りに実装されてもよい。
【００９７】
パーティクルが更新された後、各パーティクルが等級付けられる。ブルートゥースフィンガープリントマップにおいて、目下の瞬間にパーティクル
【００９８】
【数７】
0006606170.tif 000009
【００９９】
に対する最短のユークリッド距離を有するブルートゥースフィンガープリントは
【０１００】
【数８】
0006606170.tif 000010
【０１０１】
であり、パーティクルの等級Ｗは、
【０１０２】
【数９】
0006606170.tif 000011
【０１０３】
である。
【０１０４】
0006606170.tif 000012
【０１０５】
目下の瞬間のパーティクル
【０１０６】
【数１０】
0006606170.tif 000013
【０１０７】
に対応するブルートゥースフィンガープリント強度ベクトル、すなわち、目下の瞬間に収集されるブルートゥースフィンガープリント（各ブルートゥース信号、及び、各ブルートゥース信号を送信するデバイスの識別情報を含む）を表し、
【０１０８】
【数１１】
0006606170.tif 000014
【０１０９】
は、ブルートゥースフィンガープリント
【０１１０】
【数１２】
0006606170.tif 000015
【０１１１】
のブルートゥースフィンガープリント強度ベクトルを表し、
【０１１２】
0006606170.tif 000016
【０１１３】
は、目下の瞬間のパーティクル
【０１１４】
【数１３】
0006606170.tif 000017
【０１１５】
の水平及び垂直座標を表し、
【０１１６】
0006606170.tif 000018
【０１１７】
は、ブルートゥースフィンガープリント
【０１１８】
【数１４】
0006606170.tif 000019
【０１１９】
の水平及び垂直座標を表し、Ｋ1及びＫ2は、対応する固定パラメータを表す。
【０１２０】
別の例として、パーティクル等級付けは、次の通りに実装されてもよい。
【０１２１】
等級付けは、相対値を使用することによって実施される、すなわち、等級付けは、フィンガープリント変化の相対量を使用することによって実施される。例えば、特定のパーティクルに関して、目下の瞬間において特定のパーティクルに対する最短のユークリッド距離を有するブルートゥースフィンガープリントの識別情報と同じである識別情報を有するブルートゥースビーコンデバイスによって送信されるブルートゥース信号の強度は、−９０ｄＢであり、次の瞬間の強度は、−８０ｄＢである。モバイルデバイスによって受信されるブルートゥースフィンガープリントに関して、目下の瞬間に同じ識別情報を有するブルートゥースビーコンデバイスによって送信されるブルートゥース信号の強度は、−８０ｄＢであり、次の瞬間の強度は、−７０ｄＢである。２つのブルートゥース信号の強度の絶対値は、同じ瞬間で異なるが、直前の瞬間と後の瞬間における相対値は、差が１０ｄＢであり、ブルートゥースフィンガープリントの一致度は、この瞬間において１００％であると考えられる。確かに、フィンガープリント距離の等級付けは変化しない。この等級付けは、同じブルートゥースビーコンに対して、種々のモバイルデバイスによってスキャンされるＲＳＳＩが矛盾する問題に適応するという利点を有する。ブルートゥースフィンガープリントマップにおいて、パーティクル
【０１２２】
【数１５】
0006606170.tif 000020
【０１２３】
に対する最短のユークリッド距離を有するブルートゥースフィンガープリントは、
【０１２４】
【数１６】
0006606170.tif 000021
【０１２５】
であり、パーティクルの等級Ｗは、
【０１２６】
【数１７】
0006606170.tif 000022
【０１２７】
である。
【０１２８】
0006606170.tif 000023
【０１２９】
であり、
【０１３０】
【数１８】
0006606170.tif 000024
【０１３１】
は、目下の瞬間のパーティクル
【０１３２】
【数１９】
0006606170.tif 000025
【０１３３】
に対応するブルートゥースフィンガープリント強度ベクトル、すなわち、目下の瞬間に収集されるブルートゥースフィンガープリント（各ブルートゥース信号、及び、各ブルートゥース信号を送信するデバイスの識別情報を含む）を表し、
【０１３４】
【数２０】
0006606170.tif 000026
【０１３５】
は、ブルートゥースフィンガープリント
【０１３６】
【数２１】
0006606170.tif 000027
【０１３７】
のブルートゥースフィンガープリント強度ベクトルを表し、
【０１３８】
0006606170.tif 000028
【０１３９】
は、目下の瞬間のパーティクル
【０１４０】
【数２２】
0006606170.tif 000029
【０１４１】
の水平及び垂直座標を表し、
【０１４２】
0006606170.tif 000030
【０１４３】
は、ブルートゥースフィンガープリント
【０１４４】
【数２３】
0006606170.tif 000031
【０１４５】
の水平及び垂直座標を表し、
【０１４６】
【数２４】
0006606170.tif 000032
【０１４７】
は、直前の瞬間のパーティクル
【０１４８】
【数２５】
0006606170.tif 000033
【０１４９】
に対するブルートゥースフィンガープリントの強度ベクトルを表し、
【０１５０】
【数２６】
0006606170.tif 000034
【０１５１】
は、直前の瞬間のパーティクルに対する最短ユークリッド距離を有するブルートゥースフィンガープリントの強度ベクトルを表し、Ｋ1及びＫ2は、対応する固定パラメータを表す。
【０１５２】
４）パーティクルリサンプリング、すなわち、目下のパーティクセット内のパーティクルの等級凝集度が第２の凝集度閾値より低い場合、及び、第１の凝集度閾値より高い場合、目下のパーティクルセット内で第２の等級閾値より低い等級を有するパーティクルを削除すること、及び、更新済みの目下のパーティクルセットを形成するため、削除した後に、目下のパーティクルセット内の残りのパーティクルの位置情報に従って、第２の等級閾値より高い等級を有するパーティクルを生成することであって、生成されるパーティクルの数は削除されたパーティクルの数に等しい、生成すること。
【０１５３】
例えば、パーティクルリサンプリングは次の通りに実装されてもよい。
【０１５４】
パーティクルの凝集度Ｇは、
【０１５５】
【数２７】
0006606170.tif 000035
【０１５６】
として表される。
【０１５７】
ここで、Ｗallは、目下の瞬間の全てのパーティクルの等級の和、すなわち、
【０１５８】
【数２８】
0006606170.tif 000036
【０１５９】
であり、Ｗcorは、目下の瞬間の全てのパーティクル等級の平方和、すなわち、
【０１６０】
【数２９】
0006606170.tif 000037
【０１６１】
であり、ｍは、目下のパーティクルセット内のパーティクルの総数である。
【０１６２】
Ｔ1＜Ｇ＜Ｔ2であるとき、パーティクルリサンプリングのオペレーションが実施され、第２の等級閾値より低い等級を有するパーティクルが削除され、その数が、削除されたパーティクルの数と同じである新しいパーティクルが生成され、パーティクルの総数が変化しないように、より高い確率で、残りのパーティクル内により大きな重みを有するパーティクルに対してより多くのパーティクルリサンプリングが実施され、ここで、Ｔ1は第１の凝集度閾値であり、Ｔ2は第２の凝集度閾値である。
【０１６３】
こうして、リサンプリング後に、目下のパーティクルセット内で第１の等級閾値より低い等級を有するパーティクルの移動ステップ長は、リサンプリング後に、目下のパーティクルセット内で第１の等級閾値より高い等級を有するパーティクルの移動ステップ長に従って更新される。
【０１６４】
重みＧが非常に低いとき、すなわち、Ｇ＜Ｔ1であるとき、測位が失敗し、パーティクル初期化が再び実施される必要があると考えられる。
【０１６５】
リサンプリングプロセスにおいて、パーティクルの変位、ｚｅｒｏ＿ａｎｇｌｅ、及びｓｔｅｐ＿ｓｉｚｅは、或る確率及び振幅で変化する。
【０１６６】
最終的な測位結果、すなわち、第３の等級閾値より高い等級を有する全てのパーティクルの位置情報の重み付き平均の結果が出力される。
【０１６７】
本開示の別の実施形態において、他の式が、同様に採用されて、パーティクルセット内のパーティクルに対する等級付けを実施し、その凝集度を計算する。
【０１６８】
この例示的な実施形態におけるブルートゥースに基づく測位の全てのオペレーションは、同様に、無線ネットワーク信号等の他の電磁信号に基づく測位に適用可能である。
【０１６９】
本開示の第５の例示的な実施形態は、電磁信号に基づくモバイル端末測位法に関する。
【０１７０】
第５の例示的な実施形態は、第４の例示的な実施形態に基づいて改善される。改善のうちの１つの改善は、全てのブルートゥースビーコンデバイスが、同じＭＡＣアドレスを有するように創造的にセットされることである。これらのブルートゥースビーコンデバイスは、ブルートゥースの国際規格に従って同じデバイスであると見なされ、他の通常のブルートゥースデバイスのＭＡＣアドレスは、これらのブルートゥースビーコンデバイスのＭＡＣアドレスと異なり、それにより、他のブルートゥースデバイスの干渉はＭＡＣアドレスの認識によって効果的になくされ、悪意のあるブルートゥースデバイスは、同じビーコン識別情報を有するように偽装することを防止され、正確な測位が実現される。
【０１７１】
例えば、先に述べたそれぞれの測位オペレーションにおいて、ブルートゥースフィンガープリントは、次の通りに受信されてもよい。
【０１７２】
モバイル端末は、少なくとも１つのブルートゥースビーコンデバイスによって送信されるブルートゥース信号を受信し、受信されたブルートゥース信号に従って各ブルートゥースビーコンデバイスのＭＡＣアドレスを取得し、第１のＭＡＣアドレスであるＭＡＣアドレスを有する全てのブルートゥースビーコンデバイスを基準デバイスとして選択し、受信されたブルートゥース信号に従ってブルートゥース信号強度及び各基準デバイスのブロードキャストされるビーコン識別情報を取得する。各ブルートゥースビーコンデバイスによって送信されるブルートゥース信号は、時間と共に変化する暗号化済みブルートゥース信号であり、したがって、受信されるブルートゥース信号は、各基準デバイスのブロードキャストされるビーコン識別情報を取得するために復号され、更なるブルートゥースフィンガープリントが生成される。
【０１７３】
本開示の実施形態は、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア等によって実現されてもよい。本開示が、ソフトウェアで実現されるか、ハードウェアで実現されるか、ファームウェアで実現されるかによらず、コンピュータ実行可能命令は、任意のタイプのコンピュータ可読媒体（永久的または書換え可能媒体、揮発性または不揮発性媒体、固体または非固体媒体、及び固定または置換可能媒体等）に記憶されてもよい。同様に、コンピュータ可読媒体は、例えば、ＰＡＬ（プログラマブルアレイロジック）メモリ、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、ＰＲＯＭ（プログラマブル読出し専用メモリ）、ＲＯＭ（読出し専用メモリ）、ＥＥＰＲＯＭ（電気的消去可能プログラマブルＲＯＭ）、磁気ディスク、コンパクトディスク、ＤＶＤ（デジタル多用途ディスク）等であってよい。本明細書で規定するように、コンピュータ可読媒体は、被変調データ信号及び搬送波等の一時的媒体を含まない。
【０１７４】
本開示の第６の例示的な実施形態は、電磁信号に基づくモバイル端末測位デバイスに関する。図４は、電磁信号に基づく例示的なモバイル端末測位デバイス４００の略構造図である。モバイル端末測位デバイス４００は、１つまたは複数のプロセッサ（複数可）４０２またはデータ処理ユニット（複数可）及びメモリ４０４を含んでもよい。メモリ４０４はコンピュータ可読媒体の例示である。
【０１７５】
メモリ４０４は、内部に複数のモジュールまたはユニットを記憶してもよく、複数のモジュールまたはユニットは、
パーティクル初期化ユニット４０６であって、初期測位瞬間に、モバイル端末によって受信される電磁信号の信号フィンガープリントを事前生成済み信号フィンガープリントマップ内の信号フィンガープリントと照合し、照合結果に従ってパーティクルセットを生成し、初期パーティクルセット内の各パーティクルについて異なる移動ステップ長をランダムに割当てる、パーティクル初期化ユニット４０６、
パーティクル更新ユニット４０８であって、直前の瞬間のパーティクルセット内の各パーティクルの位置情報を更新して、目下の瞬間にモバイル端末によって検出される移動ステップ数及び移動方向並びに各パーティクルの移動ステップ長に従って目下のパーティクルセットを取得する、パーティクル更新ユニット４０８、
パーティクル等級付けユニット４１０であって、目下のパーティクルセット内の各パーティクルの位置情報及び目下の瞬間に受信される信号フィンガープリントに従って各パーティクルのユーザビリティーを等級付ける、パーティクル等級付けユニット４１０、
ステップ長取得ユニット４１２であって、目下のパーティクルセット内で第１の等級閾値より高い、パーティクル等級付けユニット４１０によって等級付けられる等級を有する各パーティクルの移動ステップ長を取得する、ステップ長取得ユニット４１２、
ステップ長更新ユニット４１４であって、ステップ長取得ユニット４１２によって取得される移動ステップ長に従って、第１の等級閾値より低い等級を有する各パーティクルの移動ステップ長を更新する、ステップ長更新ユニット４１４、
更新制御ユニット４１６であって、パーティクル更新ユニット４０８、パーティクル等級付けユニット４１０、ステップ長取得ユニット４１２、及びステップ長更新ユニット４１４を制御して、目下のパーティクルセット内のパーティクルの移動ステップ長の更新を終了するため、対応する機能を反復して実行する、更新制御ユニット４１６、及び、
マップ生成ユニット４１８であって、パーティクル初期化ユニット４０６が初期パーティクルセットを生成する前に、測位される必要があるエリア内の複数のサンプリングポイントにおいて前もって信号フィンガープリントをサンプリングし、サンプリングした後に取得される信号フィンガープリント及び信号フィンガープリントマップ内の対応する位置情報を記憶する、マップ生成ユニット４１８
を含む。
【０１７６】
モバイル端末測位デバイス４００は、１つまたは複数の入力／出力装置４２０及びネットワークインタフェース（複数可）４２２を更に含んでもよい。
【０１７７】
例えば、パーティクル等級付けユニット４１０は、以下のサブユニット（図４には示さず）、
フィンガープリント取得サブユニットであって、信号フィンガープリントマップ内のパーティクルに最も近い信号フィンガープリントの位置情報及び信号強度を取得する、フィンガープリント取得サブユニット、及び、
ユーザビリティー等級付けサブユニットであって、目下の瞬間に取得される信号フィンガープリント並びに取得済みの位置情報及び信号強度に従ってパーティクルのユーザビリティーを等級付ける、ユーザビリティー等級付けサブユニット
を含んでもよい。
【０１７８】
本開示の例示的な実施形態では、信号フィンガープリントマップ全体は、前もってラスター化され、各ラスターと、各ラスターに最も近い信号フィンガープリントの識別情報との間の対応する関係が記憶され、フィンガープリント取得サブユニットは、以下のオペレーション、すなわち、対応する関係に従って、信号フィンガープリントマップからパーティクルが位置付けられるラスターに最も近い信号フィンガープリントの識別情報を問い合わせること、及び、問い合わせられた識別情報に従って、パーティクルに最も近い信号フィンガープリントの位置情報及び信号強度を取得することを実行する。
【０１７９】
第１の例示的な実施形態は、この例示的な実施形態に対応する方法の実施形態である。この例示的な実施形態は、第１の実施形態と連携して実装されてもよい。第１の例示的な実施形態で述べる関連する技術的詳細は、この例示的な実施形態において依然として有効である。簡潔にするため、反復的な詳細は、ここでは述べられない。相応して、この例示的な実施形態で述べる関連する技術的詳細は、同様に第１の例示的な実施形態に適用されてもよい。
【０１８０】
本開示の第７の例示的な実施形態は、電磁信号に基づくモバイル端末測位デバイスに関する。
【０１８１】
第７の例示的な実施形態は、第６の例示的な実施形態に基づいて改善される。改善のうちの１つの改善は、目下のパーティクルセットのパーティクルの等級の凝集度が計算されることであり、かつ、パーティクルの等級の凝集度が低過ぎる場合、それは、測位が失敗したことを示す。初期パーティクルセットを生成するため、初期化が再び実施される必要があり、その後、移動ステップ長の更新及びモバイル端末の位置の測位が実施され、それにより、不必要な計算負荷が回避され、測位効率が改善される。
【０１８２】
例えば、この例示的な実施形態の測位デバイスは、１つまたは複数のプロセッサ（複数可）またはデータ処理ユニット（複数可）及びメモリを含んでもよい。測位デバイスは、１つまたは複数の入力／出力装置及びネットワークインタフェースを更に含んでもよい。メモリは、コンピュータ可読媒体の例である。第６の例示的な実施形態のモジュールまたはユニットに加えて、メモリは、内部に複数のモジュールまたはユニットを記憶してもよく、複数のモジュールまたはユニットは、
凝集度計算ユニットであって、パーティクル等級付けユニットによって等級付けされるパーティクルのユーザビリティー等級に従って、目下のパーティクルセット内のパーティクルの凝集度を計算する、凝集度計算ユニット、
第１の凝集度判定ユニットであって、目下のパーティクルセット内のパーティクルの凝集度が第１の凝集度閾値より大きいか否かを判定する、第１の凝集度判定ユニット、及び、
第１の取得制御ユニットであって、目下のパーティクルセット内のパーティクルの凝集度が第１の凝集度閾値より高いと第１の凝集度判定ユニットによって判定されると、目下のパーティクルセット内で第１の等級閾値より高い等級を有する各パーティクルの移動ステップ長を取得するようステップ長取得ユニットを制御する、第１の取得制御ユニット
を含む。
【０１８３】
第２の例示的な実施形態は、この例示的な実施形態に対応する方法の実施形態である。この例示的な実施形態は、第２の実施形態と連携して実装されてもよい。第２の例示的な実施形態で述べる関連する技術的詳細は、この例示的な実施形態において依然として有効である。簡潔にするため、反復的な詳細は、ここでは述べられない。相応して、この例示的な実施形態で述べる関連する技術的詳細は、同様に第２の例示的な実施形態に適用されてもよい。
【０１８４】
本開示の第８の例示的な実施形態は、電磁信号に基づくモバイル端末測位デバイスに関する。
【０１８５】
第８の例示的な実施形態は、第７の例示的な実施形態に基づいて改善される。改善のうちの１つの改善は、目下のパーティクルセットのパーティクルの等級凝集度が、低いが、測位失敗の程度に達しないとき、目下のパーティクルセットは更新され、低い等級を有するパーティクルは削除され、新しいパーティクルが、高い等級を有するパーティクルに従って生成され、それにより、目下のパーティクルセット全体の等級凝集度が改善され、測位及びステップ長更新の精度が改善される。
【０１８６】
例えば、この例示的な実施形態の測位デバイスは、１つまたは複数のプロセッサ（複数可）またはデータ処理ユニット（複数可）及びメモリを含んでもよい。測位デバイスは、１つまたは複数の入力／出力装置及びネットワークインタフェースを更に含んでもよい。メモリは、コンピュータ可読媒体の例である。第７の例示的な実施形態のモジュールまたはユニットに加えて、メモリは、内部に複数のモジュールまたはユニットを記憶してもよく、複数のモジュールまたはユニットは、
第２の凝集度判定ユニットであって、目下のパーティクルセット内のパーティクルの凝集度が第１の凝集度閾値より高いと第１の凝集度判定ユニットによって判定されると、目下のパーティクルセット内のパーティクルの凝集度が、第２の凝集度閾値（第１の凝集度閾値より高い）より低いか否かを判定する、第２の凝集度判定ユニット、
パーティクル削除ユニットであって、凝集度計算ユニットによって計算される凝集度が第２の凝集度閾値より低くかつ第１の凝集度閾値より高いと、第２の凝集度判定ユニットが判定すると、目下のパーティクルセット内で第２の等級閾値より低い等級を有するパーティクルを削除する、パーティクル削除ユニット、
パーティクル生成ユニットであって、更新済みの目下のパーティクルセットを形成するため、削除した後に、目下のパーティクルセット内の残りのパーティクルの位置情報に従って、第２の等級閾値より高い等級を有するパーティクルを生成する（生成されるパーティクルの数は削除されたパーティクルの数に等しい）、パーティクル生成ユニット、
位置出力ユニットであって、パーティクル生成ユニットによって更新された目下のパーティクルセット内のパーティクルの位置に従って、モバイル端末の位置を決定する、位置出力ユニット、及び、
第２の取得制御ユニットであって、パーティクル生成ユニットが目下のパーティクルセットを更新した後に、ステップ長取得ユニットを制御して、目下のパーティクルセット内で第１の等級閾値より高い等級を有する各パーティクルの移動ステップ長を取得する、第２の取得制御ユニット
を含む。
【０１８７】
第３の例示的な実施形態は、この例示的な実施形態に対応する方法の実施形態である。この例示的な実施形態は、第３の実施形態と連携して実装されてもよい。第３の例示的な実施形態で述べる関連する技術的詳細は、この例示的な実施形態において依然として有効である。簡潔にするため、反復的な詳細は、ここでは述べられない。相応して、この例示的な実施形態で述べる関連する技術的詳細は、同様に第３の例示的な実施形態に適用されてもよい。
【０１８８】
例えば、本開示の各機器の実施形態で述べる全てのユニットはロジックユニットである。物理的に、ロジックユニットは、物理的ユニットである可能性があり、同様に、物理的ユニットの一部である可能性があり、また、同様に、複数の物理的ユニットの組合せであってよい。これらのロジックユニットの物理的実施態様は、最も重要であるわけではない。これらのロジックユニットによって実現される機能の組合せは、本開示で述べられる技術的問題を解決する鍵である。更に、本発明の革新的部分を強調するため、本開示で述べられる技術的問題に対する解決策との密接な関係を持たないユニットは、本開示の先に述べた例示的なデバイスの実施形態において導入されず、そのことは、先に述べた例示的なデバイスの実施形態において他のユニットが存在しないことを示さない。
【０１８９】
特許請求の範囲及び本特許の説明において、「第１（ｆｉｒｓｔ）」及び「第２（ｓｅｃｏｎｄ）」等の関係用語が、これらのエンティティまたはこれらのエンティティの間のオペレーションが任意のこうした実際の関係または順序を有することを要求または示唆する代わりに、１つのエンティティまたはオペレーションを別のエンティティまたはオペレーションから識別するために使用されるだけであることを述べることが必要である。更に、用語「ｉｎｃｌｕｄｅ」、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」、「ｃｏｍｐｒｉｓｅ」、及び「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」、またはその任意の他の変形は、非排他的な包含をカバーすることを意図され、それにより、一連の要素を含むプロセス、方法、商品、またはデバイスは、これらの要素を含むだけでなく、明確に挙げられない他の要素も含む、または、これらのプロセス、方法、商品、またはデバイスの固有の要素を含む。限定することなく、陳述「ｃｏｍｐｒｉｓｅ  ａ…」によって規定される要素は、述べる要素を含むプロセス、方法、商品、またはデバイス内に存在する更なる同一の要素を排除しない。
【０１９０】
本開示が、本開示の幾つかの例示的な実施形態を参照して既に示され述べられたが、種々の修正が、本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく実施形態に対して行われてもよいことを当業者は理解するものとする。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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