Системы определения приближенного местоположения устройства на основании внешних сигналов

Системы определения приближенного местоположения устройства на основании внешних сигналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ

По настоящей заявке испрашивается приоритет предварительной заявки на патент США №60/489,274, поданной 22 июля 2003 г., озаглавленной «SYSTEMS AND METHODS FOR APPROXIMATING A LOCATION OF A DEVICE» (СИСТЕМЫ И СПОСОБЫ АППРОКСИМАЦИИ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ УСТРОЙСТВА).

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится в целом к определению местоположения, более конкретно к системам, предназначенным для обеспечения приближенного местоположения устройства с использованием уровней сигналов внешней среды или внешних сигналов.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Компьютеры были разработаны, чтобы помочь людям при выполнении повторяющихся задач, которые рассматривались как чрезвычайно трудоемкие. Большинство ранних компьютеров использовались для решения сложных математических задач. Первые вычислительные машины были чрезвычайно громоздкими в сравнении с компьютерами, используемыми в настоящее время. Несмотря на свой огромный размер, первые машины имели значительно меньшие вычислительные возможности, чем машины настоящего времени. В сущности говоря, размеры вычислительных устройств определялись размерами существующих электронных компонентов той эпохи. Это означало, что только большие исследовательские мощности или большие предприятия могли использовать вычислительные машины. Как только новая технология позволила разработать меньшие (по размеру) электронные устройства, вычислительные устройства также уменьшились в размере. Несмотря на то, что еще были недостатки мощности по стандартам настоящего времени, размер вычислительной машины был уменьшен достаточно, чтобы ее можно было размещать на обычном столе. Таким образом, появился "настольный компьютер". Это дало возможность пользователям иметь технические средства вычислительной техники, которые доступны на местоположениях, отличных от централизованного вычислительного центра (здания). Люди обнаружили, что наличие возможности использования средств вычислительной техники на своем рабочем столе, нежели подача вычислительных задач на централизованное местоположение, сделало их значительно более производительными на своих рабочих местах. В конечном счете, идея перемещения настольного компьютера в домашнюю среду, чтобы обеспечить даже большее удобство для выполнения работы, стала действительностью.

Когда компьютер был привнесен в дом, стало очевидным, что для него есть другие использования, помимо работы. Это дало возможность людям рассматривать компьютер не только в качестве инструмента для работы, но также и как полезное устройство, которое можно использовать для игр, помощи в обучении, оперирования техникой связи для дома и даже управления домашними приборами и освещением, например. В сущности говоря, однако, пользователь был ограничен вычислительной информацией, доступной только на данном компьютере. Игра могла быть установлена на настольном компьютере и сыграна на этом компьютере, но нельзя было играть с другими, у кого были компьютеры на других местоположениях. Технология пришла на помощь вместе с первой попыткой соединения таких компьютеров, используя технические средства телефонных модемов. Это позволило индивидуальным пользователям соединяться через соединения телефонной связи с прямым вызовом по номеру. Это было замечательно для местных телефонных вызовов, но чрезвычайно дорого для вызовов на большие расстояния. Однако с появлением сети Интернет все изменилось. Она обеспечивает недорогое средство, чтобы соединять компьютеры по всему миру. Это дает возможность пользователям быстро и легко передавать и принимать информацию в мировом масштабе. Предприятия полностью охватили эту новую технологию, создав "электронную коммерцию". В настоящее время пользователи могут посылать и принимать информацию и даже покупать товары и услуги интерактивно. Такое средство доступа к информации и легкость оперативной обработки транзакций стали важным элементом для нашего общества.

Стоит рассудить, что если люди наслаждаются преимуществами от инструмента, подобного Интернету, они хотели бы иметь возможность использования этого инструмента везде, где они находятся. Развитие портативных компьютеров помогло предоставлять более подвижные точки доступа к Интернету. Однако портативные компьютеры все еще требуют некоторый тип соединения, либо проводного, либо беспроводного, со средством соединения с Интернетом. Это в значительной степени ограничивает их гибкость для обычного пользователя, который всегда "на ходу". Технологии продолжали отвечать на это разработкой компьютеров, которые требуют, чтобы устройство было помещено на теле человека вместе с большими батареями и стеклянной оптикой, которая обеспечивает экран просмотра. Хотя они намного более портативны, малый объем таких устройств ограничивают их пригодность, а сокращение размера устройства (по сравнению с обычным настольным компьютером) обычно ограничивает его вычислительные возможности. Дополнительно из-за его сложностей оно является устройством, которое пользователь должен выбирать для того, чтобы носить (на себе), зная его ограничивающие условия и ограничения, и быть осторожным, чтобы не повредить чувствительное оборудование.

По мере того как общество охватывает новые технологии, оно начинает требовать от них большего. Первоначальные пользователи вычислительных устройств были благодарны за возможность облегчить решение повторяющихся задач, входящих в их рабочую нагрузку. Они были более чем счастливы, идя пешком к зданию, имеющему вычислительную машину, так как они не должны были выполнять повторяющиеся задачи. Поскольку выросло общество, приученное к наличию компьютеров, всегда доступных на работе и дома, в настоящее время требуется, чтобы вычислительная информация была доступна всюду. В некоторых местах появились киоски в аэропортах и торговых центрах, так что люди могут легко получить доступ к информации. Даже это не было достаточным для некоторых пользователей, которые пытаются получить самые маленькие и самые легкие вычислительные устройства, которые дают возможность им (пользователям) осуществлять доступ везде, где они могут их (устройства) нести. Такие устройства, как персональные цифровые ассистенты (ПЦА, PDA) и сверхминиатюрные портативные ЭВМ, обычно пытаются предоставить пользователям информацию, являясь при этом переносными.

Несмотря на миниатюрный размер вычислительных устройств, доступных в настоящее время, их операционная концепция остается в целом такой же, что для первого изобретенного вычислительного устройства. Пользователь "входит в" устройство и задает ему вопрос. Затем устройство пытается обеспечить пользователя информацией. Продвижение было сделано в "технике проталкивания", при которой пользователь заранее программирует устройство для поиска требуемой информации. Однако это является трудоемким и обычно программирование осуществляют в предположении, что пользователь является неподвижным (стационарным). Если даже пользователь хочет знать время и температуру в городе, в котором он(и) живет, тогда, когда он(и) находится дома, при перемещении в другой город эта информация становится нерелевантной пользователю в этот момент времени. В попытке преодолеть такую трудность технологии начали сосредотачиваться на решении задач обнаружения, или определения, местоположения пользователя. Наиболее очевидным выбором было использование Глобальной системы позиционирования или ГСП (GPS). Она предназначена для военных целей спутниковой системой определения местоположения, разработанной для того, чтобы способствовать вооруженным силам в определении местоположения (дислокации) передвижений войск и оборудования. Правительство обеспечило доступную (публике) версию с меньшим разрешением слежения со своих спутников. Хотя не столь же точная, как военная версия, она является очень точной в сравнении с обычными средствами. Первые гражданские устройства, которые использовали спутниковое слежение, были громоздкими и жестко ограниченными для использования. Со временем модули ГСП были значительно уменьшены в размере и могли быть легко транспортируемыми. Даже были разработаны модули, которые вставляют непосредственно в переносные компьютеры, такие как портативный компьютер. Эта комбинация разрешила пользователям отслеживать их продвижение, как, например, по уличным картам, отображаемым на их портативных ЭВМ, во время управления автомобилем. К сожалению, перенесение портативного компьютера, подключение всех соединений к антеннам ГСП и отыскание источника энергии для всего оборудования сделало использование такого технического средства обременительным. Дополнительно по сути своей методики ГСП работает только тогда, когда она может непосредственно осуществлять доступ к минимальному количеству спутников, ограничивая свое использование на густонаселенных территориях, таких как большие города с небоскребами, и в особенности в тех случаях, когда человек находится в закрытом помещении.

Пользователи постоянно требуют, чтобы они имели релевантную информацию, доступную им в любое время, не нуждаясь в обременительном устройстве. Например, частый путешественник предпочел бы иметь информацию о погоде, информацию аэропорта или информацию об арендной плате за автомобиль, доступную ему независимо от того, где они расположены. Бензоколонки, рестораны и другие предприятия хотели бы устанавливать контакты с такими путешественниками и давать им знать, где они расположены в надлежащий момент. Такое прохождение информации дает возможность пользователю более выгодно использовать его время и ресурсы несмотря на предшествующее незнание зоны (местности). Деловой человек мог бы также извлечь выгоду, будучи способным быстро установить ресурсы местности (сферу возможностей) для нового клиента. Обеспечение информации на основании «по (мере) необходимости» является наиболее рентабельным средством роста предприятия (коммерческой деятельности).

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ниже представлено упрощенное краткое описание сущности изобретения для того, чтобы представить основное понимание некоторых аспектов изобретения. Данное краткое описание сущности изобретения не является исчерпывающим обзором изобретения. Оно не предназначено для идентификации ключевых/критических элементов настоящего изобретения или очерчивания объема изобретения. Его единственная цель состоит в том, чтобы представить некоторые концепции изобретения в упрощенной форме в качестве вводной части к более подробному описанию, которое представлено далее.

Настоящее изобретение относится в целом к определению местоположения, более конкретно к системам для определения приближенного местоположения устройства с использованием множественных внешних сигналов от излучающих сигналы объектов, таких как, например, базовые станции, радиомачты, подвижные платформы, антенны на зданиях и подобное. Свойство монотонного возрастания между фактическими уровнями сигналов и индикаторами уровней сигналов, обеспечиваемыми такой технологией, как, например, Технология интеллектуального персонального объекта SPOT (ТИПО), предложенная компанией Microsoft, использовано как средство достижения с целью определения местоположения устройства. Это обеспечивает средство определения местоположения без необходимости калибровки индивидуальных устройств и/или требования определенного измерительного устройства для определения местоположения. Посредством использования (логического) вывода, применяемого к наблюдениям частот внешних сигналов, получают средство определения местоположения устройства. В одном аспекте настоящего изобретения используют вектор ранжирования, чтобы выделить результаты из монотонно возрастающей функции векторов измеренных уровней сигналов. Это уменьшает необходимость для настоящего изобретения в получении абсолютных уровней сигналов для того, чтобы определить местоположения. Настоящее изобретение также облегчает аппроксимации при определении местоположения устройства, обеспечивая систему, которая не требует получения значительного количества доступных сигналов, однако обеспечивает значимую точность в определении местоположений, снижает требования к вычислительным ресурсам и ресурсам хранения данных.

Для достижения вышеописанных и других связанных задач в настоящем документе описаны некоторые иллюстративные аспекты изобретения в нижеследующем описании со ссылками на прилагаемые чертежи. Эти аспекты иллюстрируют, однако, лишь некоторые из различных способов, в которых могут быть применимы принципы настоящего изобретения, и настоящее изобретение подразумевает включение в себя всех таких аспектов и их эквивалентов. Другие преимущества и признаки новизны изобретения могут стать очевидными из нижеследующего подробного описания изобретения при рассмотрении вместе с чертежами.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 - блок-схема информационной системы в соответствии с аспектом настоящего изобретения.

Фиг.2 - блок-схема системы определения местоположения в соответствии с аспектом настоящего изобретения.

Фиг.3 - иллюстрация устройства, использующего систему определения местоположения в соответствии с аспектом настоящего изобретения.

Фиг.4 - график, иллюстрирующий точность уровней сигналов в соответствии с аспектом настоящего изобретения.

Фиг.5 - график, иллюстрирующий монотонность уровней сигналов в соответствии с аспектом настоящего изобретения.

Фиг.6 - трехмерный график, иллюстрирующий перестановки хэш-кода в соответствии с аспектом настоящего изобретения.

Фиг.7 - иллюстрация карты, используемой в соответствии с аспектом настоящего изобретения.

Фиг.8 - график, иллюстрирующий значения индикатора уровней радиосигналов в соответствии с аспектом настоящего изобретения.

Фиг.9 - пример точностей классификации в соответствии с аспектом настоящего изобретения.

Фиг.10 - гистограмма корреляций Spearman'a между измеренным уровнем сигнала и моделируемым уровнем сигнала в соответствии с аспектом настоящего изобретения.

Фиг.11 - таблица моделируемых уровней сигналов для радиостанций в зоне Сиэтла в соответствии с аспектом настоящего изобретения.

Фиг.12 - гистограмма корреляций Spearman'a между измеренным уровнем сигнала и моделируемым уровнем сигнала для семи выбранных станций в соответствии с аспектом настоящего изобретения.

Фиг.13 - карта, иллюстрирующая тестовую зону в соответствии с аспектом настоящего изобретения.

Фиг.14 - график, иллюстрирующий связь между шириной ячейки и средней ошибкой в соответствии с аспектом настоящего изобретения.

Фиг.15 - графики, иллюстрирующие ошибки функции плотности (распределения) вероятностей и накопленные ошибки функции плотности (распределения вероятностей) для заданной ширины ячейки, в соответствии с аспектом настоящего изобретения.

Фиг.16 - график, иллюстрирующий связь между корреляционным пороговым значением и средней ошибкой, в соответствии с аспектом настоящего изобретения.

Фиг.17 - график, иллюстрирующий связь между размером окна (интервала времени) и средней ошибкой, в соответствии с аспектом настоящего изобретения.

Фиг.18 - схема последовательности операций для способа определения местоположения устройства в соответствии с аспектом настоящего изобретения.

Фиг.19 - другая схема последовательности операций для способа определения местоположения устройства в соответствии с аспектом настоящего изобретения.

Фиг.20 - схема последовательности операций для способа обучения устройства определения местоположения в соответствии с аспектом настоящего изобретения.

Фиг.21 - схема последовательности операций для способа сглаживания гистограмм, используемого для определения местоположения устройства в соответствии с аспектом настоящего изобретения.

Фиг.22 - схема последовательности операций для способа сглаживания логических выводов местоположения в соответствии с аспектом настоящего изобретения.

Фиг.23 - схема последовательности операций для способа оптимизации наборов внешних сигналов для использования при определении местоположения устройства в соответствии с аспектом настоящего изобретения.

Фиг.24 - пример операционной среды, в которой может функционировать настоящее изобретение.

Фиг.25 - другой пример операционной среды, в которой может функционировать настоящее изобретение.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение ниже описано со ссылкой на чертежи, на которых числовые значения используются в качестве ссылочных позиций для обращений к одинаковым элементам по всему документу. В нижеследующем описании с целями объяснения сформулированы многие конкретные подробности для того, чтобы обеспечить полное понимание настоящего изобретения. Однако очевидно, что настоящее изобретение может быть осуществлено на практике без этих конкретных подробностей. В других примерах известные структуры и устройства показаны в форме блок-схем для того, чтобы способствовать описанию настоящего изобретения.

Используемый в данной заявке термин "компонент" предназначен, чтобы обозначать относящийся к компьютеру элемент: аппаратные средства, комбинации аппаратных средств и программного обеспечения, программное обеспечение либо программное обеспечение на стадии исполнения. Например, компонент может быть, но не ограничен представленным: процессом, исполняющимся на процессоре, процессором, объектом, исполняемым файлом, потоком (подпроцессом) управления, программой и/или компьютером. В качестве иллюстрации как исполняющееся на сервере приложение, так и сервер могут быть компонентами компьютера. Один или несколько компонентов могут постоянно находиться внутри процесса и/или потока управления, и компонент может быть размещенным на одном компьютере и/или распределенным между двумя или несколькими компьютерами. "Поток" является элементом внутри процесса, планируемым ядром операционной системы для исполнения. Как хорошо известно в данной области техники, каждый поток имеет связанный с ним "контекст", который является энергозависимыми данными, связанными с исполнением потока. Контекст потока включает в себя содержимое системных регистров и виртуальный адрес, принадлежащей процессу потока. Таким образом, фактические данные, содержащие контекст потока, изменяются по мере его исполнения.

Используемый в настоящем документе термин "логический вывод" в целом обозначает способ рассуждения о состояниях или осуществления умозаключения о состояниях системы, среды и/или пользователя исходя из набора наблюдений, зафиксированных посредством событий и/или данных. Логический вывод может быть использован для того, чтобы идентифицировать конкретный контекст или действие, или может, например, формировать распределение вероятностей по состояниям. Логический вывод может быть вероятностным, то есть вычисление распределения вероятностей по представляющим интерес состояниям основано на рассмотрении данных и событий. Логический вывод может также ссылаться на способы, используемые для создания событий более высокого уровня из набора событий и/или данных. Такой логический вывод имеет результатом создание новых событий или действий из набора наблюдаемых событий и/или хранимых данных о событиях, являются или не являются события коррелированными с достаточной временной близостью и поступают ли события и данные от одного или от нескольких источников событий и данных.

Настоящее изобретение раскрывает подход к идентификации информации об огрубленном, или приближенном, местоположении внутри помещения и/или вне помещения посредством анализа внешних сигналов от множественных источников сигналов, таких как, например, коммерческие радиостанции и подобные. В одном примере настоящего изобретения он (источник) оперирует крайне малыми величинами мощности, делая его допустимым источником информации местоположения для небольших устройств малой мощности, которые предусматривают форму индикации уровня сигнала, такую как, например, SPOT компании Microsoft. SPOT сконцентрирована на разработке устройства, имеющего размеры наручных часов, со способностью принимать уведомления посредством цифровых данных, кодированных в пределах обычного радиовещания ЧМ (FM), или ЧМ-радиовещания. Устройство и/или способ, применяющие настоящее изобретение, дают возможность создания определяемых местоположением услуг уведомления, в одном примере использующих ранее существовавшую способность SPOT-устройств принимать ЧМ-сигналы и измерять уровни сигналов. В одном примере настоящее изобретение использует алгоритм, названный алгоритмом "RightSPOT". Настоящее изобретение является также нечувствительным к изменениям, вызванным различиями в конструкции устройств, использующих настоящее изобретение.

Осведомленность о местоположении в портативных устройствах дает возможность осуществления нового механизма продаж и маркетинга. Например, пользователи могут пожелать подписаться на услуги, которые предусматривают скидки и продвижения, которые являются релевантными для местоположения, в котором они находятся, или близко от него. Розничные продавцы, например владельцы ресторанов, могут пожелать использовать такие чувствительные к местоположению (зависимые от местоположения) предупреждения об ограниченных по времени предложениях, чтобы осуществлять выравнивание нагрузки, например заполнить данный пустой ресторан в данный медленно развивающийся вечер. Чувствительная к местоположению фильтрация может ограничивать передачу информации только тем клиентам, которые находятся достаточно близко к местоположению предприятия, чтобы обеспечить такое ответное выравнивание нагрузки, ограничивая при этом количество предупреждений передачей только тем, которые могут быть релевантными в течение короткого временного интервала.

На Фиг.1 показана блок-схема информационной системы 100 в соответствии с аспектом настоящего изобретения. Информационная система 100 состоит из компонента 102 информационной системы, содержащего информационный компонент 104, системы 106 определения местоположения и компонента 108 сигналов. Сигнал 110 принимают посредством компонента 108 сигналов и обрабатывают (преобразуют) в индикатор уровня сигнала. Такая обработка обычно требует аналого-цифрового преобразования. Компонент 108 сигналов может быть способным к обработке различных сигналов таких, как внешние радиосигналы и т.п., включая, но не ограниваясь таковыми: сигналы с частотной модуляцией (ЧМ, FM). Как только сигнал преобразован в индикатор сигнала, его передают на систему 106 определения местоположения. Система 106 определения местоположения обрабатывает индикаторы сигнала и подает (информацию) местоположение на информационный компонент 104. Информационный компонент 104 использует эту информацию о местоположении, чтобы создать набор релевантных данных. Релевантность данных может быть строго основана на местоположении и/или комбинации местоположения и предпочтений пользователя (посредством входных данных пользователя, не показаны). Данные могут также быть связаны с информацией из загружаемых справочных таблиц, которые способствуют обработке. Как только данные выбраны, их поставляют пользователю в качестве "требуемой относительной информации" 112 посредством пользовательского интерфейса, например графического пользовательского интерфейса (ГПИ, GUI) и/или пользовательского интерфейса на основе текста и подобного.

В другом примере настоящего изобретения система 106 определения местоположения сохраняет местоположение (информацию). Это дает возможность использовать данные о местоположении в точке, более поздней по времени, так, например, чтобы уменьшить чувствительность в определении местоположения вследствие ориентации устройства (например, усредняя количество "X" последних логических выводов местоположения). Системы слежения (например, транспортное средство, пакет программ, персонал, аппаратура слежения и т.п.) также могут использовать этот тип данных местоположения из предыстории. Таким образом, настоящее изобретение может быть использовано, например, чтобы способствовать полиции, например, в определении того, где находился похищенный объект, например автомобиль, или для помощи службе доставки груза, чтобы определить, как конкретный груз был транспортирован после того, как была обнаружена задержка доставки. Родители также могли бы использовать пример настоящего изобретения, чтобы узнать, где были их дети в течение предшествующего интервала времени. Аналогично предприниматели могут отслеживать служащих и оборудование, чтобы повысить производительность. Настоящее изобретение также может быть использовано для отслеживания животных, например домашних животных и подобного. Компьютеры также могут автоматически сообщать о своих местоположениях, используя настоящее изобретение. Это позволяет компьютеру настраивать себя автоматически на основании своего местоположения для таких параметров, как часовые пояса, страны, и языки и т.п.

В следующем примере настоящего изобретения предусмотрено средство управления ограниченными ресурсами на основании местоположения. Ограниченные ресурсы могут включать в себя, но не являются ограниченными таковыми: запоминающее устройство, мощность и возможность обработки и подобное. Например, если емкость хранения данных ограничена, то определение местоположения может быть использовано так, чтобы исключать хранимые данные, такие как карта местности, которая не находится в близости текущего местоположения устройства. Это предоставляет пространство хранения для дополнительной информации о данном местоположении, которая иначе не могла быть сохранена. В очередном примере настоящего изобретения информацию о местоположении можно использовать для работы других элементов, таких как аппаратные устройства и программы программного обеспечения и подобные. Такие элементы могут включать в себя, но не быть ограниченными таковыми: навигационные системы, программное обеспечение для картографии (отображения), программное обеспечение для слежения, программное обеспечение для определения местоположения и т.п. Подобным образом пример настоящего изобретения может быть использован в устройствах, предназначенных для аварийных ситуаций, для обеспечения помощи в кризисных ситуациях, таких как медицинская помощь при авариях, пожары, наводнения и восстановление инфраструктуры. Может быть предоставлена информация, например, о водных источниках для тушения пожара, планах конструкции зданий, местоположении медицинских служб, подземных установках (коммунальных сооружениях), сообщения о погоде и подобное. Настоящее изобретение также может быть использовано для основанного на местоположении распространения чувствительной ко времени информации, рекламных объявлений, сообщений о погоде, информации о близости объекта и подобного. Информация о близости объекта может включать в себя, но не ограничиваться таковыми: услуги по типу перечня приятелей для уведомления, если друг или приятель находится близко к местоположению устройства. Подобным образом устройство также могло быть уведомлено, когда другие транспортные средства находятся в данной зоне. Эту информацию можно использовать как в качестве положительного действия, чтобы группировать объекты, так и/или в качестве отрицательного действия для предостережения объектов, чтобы позволить, чтобы произошло дистанцирование или разъединение.

В очередном примере настоящего изобретения предусмотрено средство для группирования элементов на основании местоположения события, нежели на таймировании события. Например, если человек делал фотографии, находясь в отпуске, сначала на Большом каньоне, затем в Лас-Вегасе и затем вновь на Большом каньоне, ему могут автоматически отсортировать его фотографии по местоположению (например, все снимки Большого каньона вместе), нежели по фактической последовательности, в которой они были сделаны. Поскольку настоящее изобретение также может использоваться в закрытом помещении, с его помощью можно группировать элементы по событиям внутри помещения, а также по событиям вне помещения. Для таких приложений часто не является необходимым иметь подробные координаты широты и долготы, а просто знать, в каком городе или части города были сделаны фотоснимки. Такие приложения даже могут поддерживать огрубленное местоположение неявным и использовать такие свойства для разбиения на группы и/или группировки элементов в различные наборы для просмотра и/или сортировки.

Что касается Фиг.2, на ней проиллюстрирована блок-схема системы 200 определения местоположения в соответствии с аспектом настоящего изобретения. Систему 200 определения местоположения составляет компонент 202 определения местоположения. Компонент 202 определения местоположения принимает обучающие данные 204, используемые, чтобы обучить компонент 202 определения местоположения. Обучающие данные 204 могут быть составлены из перестановок хэш-кодов и т.п. для различных, конкретных для местности, сигналов и подобного. Эти данные 204 могут быть вычислены из информации, полученной посредством физического перемещения к местоположению для получения характеристик сигнала и/или посредством программного обеспечения (имитационного) моделирования, которое обеспечивает требуемые характеристики сигнала. В других примерах настоящего изобретения обучающие данные не используются. Входные данные 206 индикатора уровня сигнала дают возможность компоненту 202 определения местоположения определить его местоположение на основании индикаторов уровней сигналов. Не требуется, чтобы индикаторы были абсолютными в терминах фактического уровня сигнала. Компонент 202 определения местоположения обрабатывает входные данные 206 уровня сигнала в имеющем уменьшенную чувствительность средств по отношению к абсолютному значению, чтобы обеспечить местоположение 208. Компонент 202 определения местоположения обычно состоит из компонента анализа (не показан), который вычисляет вектор ранжирования, который обеспечивает средство ранжирования индикаторов уровней сигналов безотносительно к абсолютным значениям.

Обращаясь к Фиг.3, на ней показано SPOT-устройство 300. SPOT-устройство 300 включает в себя носимое устройство 302, окно 304 прогноза погоды, окно 306 трафика, окно 308 ресторана и окно 310 развлечений. Одним из обещаний вездесущей вычислительной техники является соединение пользователей с важной информацией по мере их перемещения по миру. Один пример настоящего изобретения использует возможности небольшой маломощной платформы устройств SPOT-устройств. SPOT обеспечивает пользователей средством для приема критических уведомлений на устройстве, имеющем размеры наручных часов, как изображено на Фиг.3. SPOT-устройство разработано для прослушивания кодированных в цифровой форме данных, таких как новости, прогнозы погоды, личные сообщения, изменения трафика, розничные каталоги и подобное, передаваемых на стандартных несущих частотах радиовещания ЧМ, на полосе частот, которую специально арендуют у ведущих радиостанций. Устройство имеет возможность для соединения миллионов людей со значимыми уведомлениями и предупреждениями.

Помимо форм-фактора небольшого размера, особенностью SPOT-устройства является длительный срок службы аккумулятора, который ассоциируют с цифровыми часами, что максимизирует интервал времени между зарядками. Таким образом, SPOT-устройство создано, чтобы минимизировать размер и потребление мощности. Настоящее изобретение в одном примере применяют, чтобы обеспечить использующий крайне малую мощность способ идентификации местоположения устройств, таких как, например, SPOT-устройства. Поскольку SPOT-устройство, использующее настоящее изобретение, может определить информацию местоположения, оно поддерживает новые виды опытов, таких как разрешение устройству прослушивать только те предупреждения, которые являются релевантными конкретным местоположениям. Предшествующие основные способы определения местоположения данных для передачи на конкретные устройства основывались на ограниченном диапазоне радиосигналов ЧМ (сигналов ЧМ-радиовещания). Таким образом, только устройства в пределах диапазона конкретной радиомачты принимали данные, релевантные зоне обслуживания этой мачты. Однако для некоторых сообщений такая разрешающая способность местоположения является слишком грубой. Обновление трафика, ограниченное время предложений с учетом скидки и перечни близлежащих аттракционов нуждаются в фильтрации местоположения с более высоким разрешением, чем обеспечивается зонами обслуживания радиостанций ЧМ. Хотя ГСП является кандидатом для предоставления более точной информации местоположения, ГСП-приемник будет потреблять дорогую мощность батареи и увеличивать объем и стоимость уже плотно упакованного устройства. Дополнительно ГСП ограничен использованием вне помещения, при котором может быть установлена непосредственная связь с искусственными спутниками.

В одном примере настоящего изобретения предусмотрено средство для определения местоположения устройства на основании анализа уровней внешних сигналов от имеющихся источников частотных сигналов, таких как, например, ЧМ-радиостанции (станции ЧМ-радиовещания). Системы и способы настоящего изобретения, которые используют алгоритмы, такие как "RightSPOT", могут быть созданы на основе методики SPOT, которая была уже разработана для приема уведомлений, включая аппаратные средства и программное обеспечение для измерения уровня сигнала на произвольных частотах в полосе частот ЧМ.

Настоящее изобретение в одном примере использует вектор уровней радиосигналов, воспринятых на различных частотах, чтобы идентифицировать местоположение. Всякий раз, когда местоположение должно быть логически выведено, устройство осуществляет сканирование набора ЧМ-частот и регистрирует уровень сигнала для каждой. Стандартное SPOT-устройство сканирует многочисленные ЧМ-радиостанции и измеряет уровень сигнала для того, чтобы найти один достаточно мощный, передающий SPOT-данные. В одном примере настоящего изобретения Индикацию уровня принимаемого сигнала (ИУПС, RSSI) для SPOT обеспечивают посредством аналого-цифрового преобразователя (АЦП, ADC) в устройстве согласно настоящему изобретению. Необработанные цифровые измерения для каждой частоты масштабируют и затем усредняют, например, по 20 показаниям за 13 миллисекунд. АЦП и соответствующая схема обычно не калиброваны для измерения ИУПС в каких-либо конкретных единицах измерения или должны быть согласованными между устройствами (от устройства к устройству). Специалист в данной области техники может оценить, что хотя вышеупомянутый пример использует методику SPOT, такую как ИУПС, другие средства для получения индикатора уровня сигнала являются совместимыми с настоящим изобретением. Настоящее изобретение может использовать любой индикатор уровня сигналов, имеющий единицы измерения, или без единиц измерения, который обеспечивает относительные уровни сигналов.

На Фиг.4 показан график 400, иллюстрирующий уровни сигналов в соответствии с аспектом настоящего изобретения. Вертикальная ось представляет уровень входного сигнала, и горизонтальная ось - измеренный уровень (ИУПС) сигнала, поступивший от устройства, такого как, например, SPOT-устройство, которое обеспечивает ИУПС. Кривая 402 представляет математическую функцию, подобранную к точкам измеренных данных, представленным маленькими треугольниками 404. Ожидаемая несогласованность между устройствами для показателей ИУПС представляет препятствие, поскольку такой разброс значений затрудняет попытки обобщения для повторного использования однозначного соответствия между уровнями сигнала и местоположениями. Одно возможное решение данной проблемы состоит в том, чтобы специально калибровать каждое устройство априори, используя источник известных уровней передач ЧМ. Результат одного из таких испытаний показан на Фиг.4, демонстрируя то