DE102017111103A1

DE102017111103A1 - Hybridortungsverfahren und elektronisches Gerät davon

Info

Publication number: DE102017111103A1
Application number: DE102017111103.4A
Authority: DE
Inventors: Yu-Kuen Tsai; Ching-Lin Hsieh; Chien-Chih Hsu
Original assignee: CM HK Ltd
Current assignee: CM HK Ltd
Priority date: 2016-05-24
Filing date: 2017-05-22
Publication date: 2017-11-30
Also published as: CN107422355A; TWI622783B; CN107422355B; TW201741684A

Abstract

Ein Hybridortungsverfahren und ein elektronisches Gerät werden bereitgestellt. Ein repräsentatives Verfahren enthält: Erhalten von anfänglichen Ortsinformationen; Berechnen von anfänglichen Bewegungsinformationen basierend auf den Sensormesswerten; Berechnen von geschätzten Ortsinformationen basierend auf den anfänglichen Bewegungsinformationen und den anfänglichen Ortsinformationen; Erlangen von geographischen Ortsmesswerten, falls eine Ortsaktualisierungsbedingung erfüllt ist; Erzeugen von Referenzortsinformationen basierend auf den erlangten geographischen Ortsmesswerten; Vergleichen der abgeschätzten Ortsinformationen mit den Referenzortsinformationen, um Abweichungsinformationen zu erhalten; Berechnen von kalibrierten Bewegungsinformationen basierend auf den geschätzten Ortsinformationen und den Abweichungsinformationen; und Berechnen von kalibrierten Ortsinformationen basierend auf den Abweichungsinformationen, den kalibrierten Bewegungsinformationen und den geschätzten Ortsinformationen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Anmeldung beinhaltet die Verwendung von absoluten Ortungs- und relativen Ortungstechniken, wie zum Beispiel zur Verwendung bei mobilen Vorrichtungen bzw. Geräten.
BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
Absolute Ortungstechniken wie das Global Positioning System (GPS), Wi-Fi und Annäherungs-Tagging stellen zuverlässige und genaue Ortsinformationen bereit und dennoch kann das Aktualisieren dieser Informationen mit einer maximal möglichen Rate erhebliche Mengen an Energie verbrauchen und eine vollständige Abdeckung kann nicht garantiert werden. Relative Ortungstechniken, wie „pedestrian dead reckoning” bzw. Fußgänger-Koppelnavigation (PDR), schätzen eine aktuelle Position einer Benutzervorrichtung basierend auf eine zuvor bestimmte Position unter Verwendung von Trägheitssensoren dieser ab und funktionieren selbst in einer Umgebung, in der absolute Positionsinformationen nicht verfügbar sind, und dennoch unterliegt die geschätzte aktuelle Position kumulativen Fehlern.
Bemerkenswerterweise ist eine mobile Vorrichtung häufig mit eingebetteten Sensoren (wie beispielsweise einem Beschleunigungssensor, einem Gyro-Sensor und einem Magnetometer) ausgestattet, die zum Durchführen von relativen Ortungstechniken verwendet werden können. Eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) der mobilen Vorrichtung kann von den Sensoren erzeugte Abtastwerte bzw. Proben sammeln und eine Verarbeitung basierend auf den Abtastwerten ausführen. Zum Beispiel kann die CPU die Bewegung und die Orientierung der mobilen Vorrichtung berechnen oder berechnen, wie viele Schritte der Benutzer des Mobilgerätes gegangen ist.
Da die Sensoren fortfahren die Abtastwerte zu erzeugen, muss die CPU die Abtastwerte ständig empfangen und analysieren. Daher muss die CPU für längere Zeit in einem vollen Betriebsmodus sein, was elektrische Energie verbraucht und die Batterielebensdauer des Mobilgerätes verkürzt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Dementsprechend ist die Offenbarung auf ein Hybridortungsverfahren und eine elektronische Vorrichtung davon gerichtet, wobei die Genauigkeit und die Abdeckung für die Ortung maximiert sind und eine gleichmäßige Reisespur auf einer Karte bereitgestellt wird, während der Energieverbrauch durch die Integration von absoluter Ortung und relativen Positionstechniken auf ein Minimum reduziert wird.
Die Offenbarung stellt ein Hybridortungsverfahren für ein elektronisches Gerät bereit, das in der Lage ist, geographische Ortsmesswerte zu sammeln und Sensormesswerte zu sammeln, die mit dem elektronischen Gerät assoziiert sind. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Erhalten von anfänglichen Ortsinformationen; Berechnen von anfänglichen Bewegungsinformationen basierend auf den Sensormesswerten; Berechnen von geschätzten Ortsinformationen basierend auf den anfänglichen Bewegungsinformationen und den anfänglichen Ortsinformationen; Erlangen von geographischen Ortsmesswerten, falls eine Ortsaktualisierungsbedingung erfüllt ist; Erzeugen von Referenzortsinformationen basierend auf den erlangten geographischen Ortsmesswerten; Vergleichen der abgeschätzten Ortsinformationen mit den Referenzort sinformationen, um Abweichungsinformationen zu erhalten; Berechnen von kalibrierten Bewegungsinformationen basierend auf den geschätzten Ortsinformationen und den Abweichungsinformationen; und Berechnen von kalibrierten Ortsinformationen basierend auf den Abweichungsinformationen, den kalibrierten Bewegungsinformationen und den geschätzten Ortsinformationen.
Die Offenbarung stellt eine ein elektronisches Gerät bereit, das eine Verarbeitungseinheit mit einer Verarbeitungsschaltung, eine Absolut-Ortungsvorrichtung mit einer Schaltung und eine Relativ-Ortungsvorrichtung mit Sensoren enthält. Die Absolut-Ortungsvorrichtung ist so konfiguriert, dass sie eine absolute Position des elektronischen Geräts bestimmt. Die Relativ-Ortungsvorrichtung ist so konfiguriert, dass sie eine relative Position des elektronischen Geräts bestimmt. Die Verarbeitungseinheit ist so konfiguriert, dass sie anfängliche Ortsinformationen von der Absolut-Ortungsvorrichtung erhält, anfängliche Bewegungsinformationen basierend auf Sensormesswerten der Sensoren der Relativ-Positioniervorrichtung berechnet, die geschätzten Ortsinformationen basierend auf den anfänglichen Bewegungsinformationen und den anfänglichen Ortsinformationen berechnet, geographische Ortsmesswerte erlangt, falls die anfänglichen Bewegungsinformationen einer Ortsaktualisierungsbedingung entsprechen, Referenzortsinformationen basierend auf den erlangten geographischen Ortsmesswerten erzeugt, die abgeschätzten Ortsinformationen mit den Referenzortinformationen vergleicht, um Abweichungsinformationen zu erhalten, kalibrierte Bewegungsinformationen basierend auf den Sensormesswerte und den Abweichungsinformationen berechnet und kalibrierte Ortsinformationen basierend auf den kalibrierten Bewegungsinformationen und den abgeschätzten Ortsinformationen berechnet.
Die Offenbarung stellt ein Hybridortungsverfahren bereit, das an ein elektronisches Gerät angepasst ist, das eine Verarbeitungseinheit, eine Absolut-Ortungsvorrichtung und eine Relativ-Ortungsvorrichtung aufweist. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Betreiben der Verarbeitungseinheit in einem Immer-An-Modus, um periodisch Sensormesswerte von der Relativ-Ortungsvorrichtung abzurufen; Betreiben der Absolut-Ortungsvorrichtung in einem Energiesparmodus und in einem Ortsinformations-Erlangungsmodus, so dass, falls eine Ortsaktualisierungsbedingung erfüllt ist, die Absolut-Ortungsvorrichtung in dem Ortsinformations-Erlangungsmodus arbeitet, bis Referenzortinformationen bestimmt werden, wonach die Absolut-Ortungsvorrichtung im Energiesparmodus arbeitet, wo die Referenzortinformationen verwendet werden, um eine aktuelle Position bzw. einen aktuellen Ort des elektronischen Geräts zu bestimmen.
Die Offenbarung stellt eine elektronische Vorrichtung bereit, die eine Verarbeitungseinheit mit einer Verarbeitungsschaltung, einer Absolut-Ortungsvorrichtung mit einer Schaltung und einer Relativ-Ortungsvorrichtung mit Sensoren enthält. Die Absolut-Ortungsvorrichtung ist konfiguriert, um eine absolute Position des elektronischen Geräts zu ermitteln. Die Relativ-Ortungsvorrichtung ist konfiguriert, um eine relative Position des elektronischen Geräts zu bestimmen. Die Verarbeitungseinheit ist so konfiguriert, dass sie in einem Immer-An-Modus arbeitet, um periodisch Sensormesswerte von der Relativ-Ortungsvorrichtung abzurufen. Die Absolut-Ortungsvorrichtung ist auch so konfiguriert, dass sie in einem Energiesparmodus und in einem Ortinformations-Erlangungsmodus arbeitet, so dass, falls eine Ortsaktualisierungsbedingung erfüllt ist, die Absolut-Ortungsvorrichtung in dem Ortsinformations-Erlangungsmodus bis Referenzortinformationen bestimmt werden, woraufhin die Absolut-Ortungsvorrichtung im Energiesparmodus arbeitet.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die beigefügten Zeichnungen sind enthalten, um ein weiteres Verständnis der Offenbarung bereitzustellen, und sind aufgenommen in und bilden einen Teil dieser Beschreibung. Die Zeichnungen veranschaulichen Ausführungsformen der Offenbarung und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der Offenbarung zu erklären.
1 ist ein schematisches Diagramm, das eine mobile Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung zeigt.
2 ist ein schematisches Diagramm, das eine mobile Vorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung zeigt.
3 ist ein schematisches Diagramm, das eine mobile Vorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung zeigt.
4 ist ein Diagramm, das ein elektronisches Gerät gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung zeigt.
5 ist ein Diagramm, das ein elektronisches Gerät gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung zeigt.
6 ist ein schematisches Diagramm, das eine elektronische Vorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung zeigt.
7 veranschaulicht ein vorgeschlagenes elektronisches Gerät in Übereinstimmung mit einer exemplarischen Ausführungsform.
8 zeigt ein Flussdiagramm eines vorgeschlagenen Hybridortungsverfahrens in Übereinstimmung mit einer exemplarischen Ausführungsform.
9A und 9B veranschaulichen ein Flussdiagramm eines Anwendungsszenarios eines Hybridortungsverfahrens in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform.
10A bis 10D veranschaulichen verschiedene Szenarien, wie die Verarbeitungseinheit die geschätzten Positionsinformationen in Übereinstimmung einer beispielhaften Ausführungsform korrigiert.
11 veranschaulicht einen Vergleich eines GPS-Pfads, der von einer GPS-Vorrichtung positioniert wurde, und eines experimentellen Ergebnisses eines abgeschätzten Pfads, der durch eine beispielhafte Ausführungsform gebildet wurde.
12 veranschaulicht ein Flussdiagramm eines Hybridpositionsbestimmungsverfahrens in Übereinstimmung mit einer weiteren beispielhaften Ausführungsform.
13A und 13B veranschaulichen ein Flussdiagramm eines Hybridpositionsbestimmungsverfahrens in Übereinstimmung mit einer weiteren beispielhaften Ausführungsform.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Einige Ausführungsformen werden nun im Folgenden vollständiger mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen einige, aber nicht alle Ausführungsformen der Anmeldung gezeigt sind. Tatsächlich können verschiedene Ausführungsformen der Offenbarung in vielen unterschiedlichen Formen ausgeführt werden und sollten nicht als auf die Ausführungsformen, wie hierin dargelegten, begrenzt werden; vielmehr werden diese Ausführungsformen bereitgestellt, damit diese Offenbarung geltenden gesetzlichen Anforderungen gerecht wird. Gleiche Bezugszeichen beziehen sich auf gleiche Elemente.
1 ist ein schematisches Diagramm, das eine mobile Vorrichtung 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung zeigt. Die mobile Vorrichtung 100 kann eine Fernsteuerung, ein Smartphone, ein persönlicher digitaler Assistent (PDA), ein Tablet-Computer oder ein Notebook-Computer, etc. sein. Die mobile Vorrichtung 100 beinhaltet einen Sensor 110, eine MCU 120 und eine CPU 130. Die MCU 120 ist mit dem Sensor 110 gekoppelt. Die CPU 130 ist mit der MCU 120 gekoppelt. Der Sensor 110 enthält einen Puffer 115. Die MCU 120 enthält einen Puffer 125. Die Puffer 115 und 125 sind Speichervorrichtungen, wie zum Beispiel Register oder Speicher.
Der Sensor 110 erzeugt eine Vielzahl von Abtastwerten. Der Sensor 110 kann die Abtastwerte in dem Puffer 115 speichern. Die MCU 120 ruft die Abtastwerte aus dem Sensor 110 ab und führt eine anfängliche voreingestellte Verarbeitung aus gemäß den Abtastwerten, um ein oder mehr Ergebnisse der anfänglichen voreingestellten Verarbeitung zu erzeugen. Die MCU 120 kann entweder die Abtastwerte oder die das Ergebnis bzw. die Ergebnisse in dem Puffer 125 speichern. Alternativ kann die MCU 120 sowohl die Abtastwerte als auch das Ergebnis bzw. die Ergebnisse in dem Puffer 125 speichern.
Die CPU 130 ruft ein oder mehrere Ergebnisse von der MCU 120 ab oder empfängt ein Signal basierend auf dem einen oder den mehreren Ergebnissen von der MCU 120. Die CPU 130 führt eine weitere voreingestellte Verarbeitung aus, gemäß dem einen oder den mehreren Ergebnissen oder dem Signal von der MCU 120.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung erzeugt der Sensor 110 die Abtastwerte mit einer Frequenz F₁, was bedeutet, dass der Sensor 110 jede Sekunde F₁ Abtastwerte erzeugt. Die MCU 120 ruft die Abtastwerte aus dem Sensor 110 in Batches bzw. Schüben ab mit einer Frequenz F₂. Die CPU 130 ruft die Ergebnisse von der MCU 120 in Schüben mit einer Frequenz F₃ ab. Die Frequenz F₁ kann höher als oder gleich der Frequenz F₂ sein. Die Frequenz F₂ kann höher als oder gleich der Frequenz F₃ sein.
Zum Beispiel kann F₁ kann 2000 Hz, kann F₂ 1 Hz, und kann F₃ 0.001 Hz sein. Der Sensor 110 erzeugt 2000 Abtastwerte pro Sekunde. Die MCU 120 ruft die Abtastwerte aus dem Sensor 110 einmal pro Sekunde ab. Mit jedem Abruf ruft die MCU 120 2000 Abtastwerte als einen einzelnen Schub aus dem Sensor 110. Nach jedem Abruf führt die MCU 120 die anfängliche voreingestellte Verarbeitung aus und erzeugt 40 Ergebnisse basierend auf den 2000 Abtastwerten. Die CPU 130 ruft die 40 Ergebnisse als einen einzelnen Schub aus der MCU 120 einmal alle 1000 Sekunden ab. Nach jedem Abruf führt die CPU 130 eine weitere voreingestellte Verarbeitung gemäß den 40 Ergebnissen durch. Dieser schubweise Abrufmechanismus verringert die Belastung durch das Erhalten der Abtastwerte der MCU 120, da die MCU 120 die Abtastwerte nicht eine nach der anderen von dem Sensor 110 abrufen muss. In ähnlicher Weise mildert dieser schubweise Abrufmechanismus die Belastung durch das Erhalten der Ergebnisse der CPU 130, da die CPU 130 die Ergebnisse nicht eines nach dem anderen von der MCU 120 abrufen muss.
Die CPU 130 führt das Betriebssystem (OS) und die Anwendungen der mobilen Vorrichtung 100 aus. Die weitere voreingestellte Verarbeitung ist nur eine von vielen Aufgaben, die von der CPU 130 ausgeführt werden. Die MCU 120 ist ausschließlich für die Durchführung der anfänglichen voreingestellten Verarbeitung gemäß den Abtastwerten und für das Bereitstellen des einen oder der mehreren Ergebnisse oder des Signals an die CPU 130 vorgesehen. Die CPU 130 hat viel mehr Rechenleistung als die MCU 120, und die CPU 130 verbraucht viel mehr elektrische Energie als die MCU 120. Die MCU 120 übernimmt die Belastung der CPU 130 durch das Sammeln der Abtastwerte von dem Sensor 110 und das Durchführen der anfänglichen voreingestellten Verarbeitung, so dass der CPU 130 so lange wie möglich im Schlafmodus verweilen kann, um Energie zu sparen und die Batterielebensdauer der mobilen Vorrichtung 100 zu erweitern. Der schubweise Abruf der Ergebnisse von der MCU 120 hilft die Aufwachfrequenz der CPU 130 zu verringern, was mehr Energie bzw. Strom spart. Die MCU 120 fragt den Sensor 110 ständig ab und ruft die Abtastwerte aus dem Sensor 110 ab. Die MCU 120 schläft nie bzw. ist nie im Schlafmodus.
Die CPU 130 kann schlafen, bis die CPU 130 aufwacht, um das Ergebnis von der MCU 120 abzurufen oder bis die CPU 130 durch das Signal von der MCU 120 aufgeweckt wird. Die MCU 120 kann die CPU 130 aufwecken und benachrichtigt die CPU 130 das Ergebnis von der MCU 120 abzurufen. Alternativ kann die CPU 130 kann aufwachen, wenn der Benutzer der mobilen Vorrichtung 100 eine Anwendung startet oder wenn ein Timer bzw. eine Zeitmessung abläuft. In anderen Worten, die CPU 130 kann aufwachen ohne Benachrichtigung von der MCU 120 und dann kann die CPU 130 das eine oder die mehreren Ergebnisse von den MCU 120 abrufen.
2 ist ein schematisches Diagramm, das eine mobile Vorrichtung 200 gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung zeigt. Die mobile Vorrichtung 200 enthält die CPU 130, die MCU 120 und sieben Sensoren 201–207, und zwar den Beschleunigungsmesser 201, den Gyro-Sensor 202, das Magnetometer 203, das Barometer 204, das Touch-Panel bzw. berührungsempfindliche Feld 205, das Mikrofon 206, und den Lichtsensor 207. Der Beschleunigungsmesser 201 erzeugt Abtastwerte von Beschleunigungen, die mit Bewegungen und Drehungen der mobilen Vorrichtung 200 assoziiert sind. Der Gyro-Sensor 202 erzeugt Abtastwerte von Winkelgeschwindigkeiten, die mit Bewegungen und Drehungen der mobilen Vorrichtung 200 assoziiert sind. Das Magnetometer 203 erzeugt Magnetismus-Abtastwerte, die mit Bewegungen und Drehungen der mobilen Vorrichtung 200 assoziiert sind. Das Barometer 204 erzeugt Atmosphärendruck-Abtastwerte, die mit Bewegungen und Drehungen der mobilen Vorrichtung 200 assoziiert sind. Das berührungsempfindliche Feld 205 erzeugt Abtastwerte von Stellen, die durch den Benutzer der mobilen Vorrichtung 200 berührt werden. Das Mikrophon 206 erzeugt Abtastwerte von Ton um die mobile Vorrichtung 200 herum. Der Lichtsensor 207 erzeugt Abtastwerte der Umgebungshelligkeit um die mobile Vorrichtung 200 herum. Jeder der Sensoren 201–207 kann einen Puffer enthalten, wie es Sensor 110 der Fall ist.
Die MCU 120 ist mit allen Sensoren 201–207 gekoppelt und arbeitet als Sensor-Hub. Jede Teilmenge der mobilen Vorrichtung 200 einschließlich der CPU 130, der MCU 120 und eines der Sensoren 201–207 kann in der gleichen Weise wie die mobile Vorrichtung 100, wie sie in 1 gezeigt ist, arbeiten. Zusätzlich können die MCU 120 und die CPU 130 eine voreingestellte Verarbeitung gänzlich basierend auf Abtastwerten, die durch eine Vielzahl von Sensoren erzeugt werden, ausführen. In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung kann die mobile Vorrichtung 200 weniger als sieben Sensoren oder mehr als sieben Sensoren enthalten.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung kann die mobile Vorrichtung 200 die Funktion eines Pedometers bereitstellen. Die MCU 120 ruft die Abtastwerte aus dem Beschleunigungsmesser 201 ab und führt die anfängliche voreingestellte Verarbeitung durch, durch Berechnen, wie viele Schritte der Benutzer der mobile Vorrichtung 200 gemäß den Abtastwerten gegangen ist. Die MCU 120 kann das Ergebnis der anfänglichen voreingestellten Verarbeitung, nämlich die Anzahl der Schritte, in dem Puffer 125 speichern.
Die MCU 120 kann die CPU 130 aufwecken, um das Ergebnis alle N Schritte abzurufen, wobei N eine vorgegebene positive ganze Zahl ist. Alternativ kann die CPU periodisch aufwachen, um das Ergebnis von der MCU 120 abzurufen. Alternativ kann die CPU aufwachen, wann immer der Benutzer eine Anwendung startet, um die Anzahl der Schritte zu sehen. Das ungleichmäßige bzw. seltene Erwachen der CPU 130 spart Energie. Manchmal geht der Anwender stundenlang und will nicht die Anzahl der Schritte sehen, bis der Benutzer zu Hause ankommt. In diesem Fall kann die CPU 130 stundenlang schlafen und spart viel Energie.
Neben dem Zählen der Anzahl der Schritte kann die anfängliche voreingestellte Verarbeitung, die durch die MCU 120 durchgeführt wird, die Berechnung der Richtung und der Distanz der einzelnen Schritte des Benutzers enthalten, gemäß den Abtastwerten, die durch den Beschleunigungsmesser 201, den Kreisel- bzw. Gyro-Sensor 202 und das Magnetometer 203 erzeugt werden. Die MCU 120 kann die Ergebnisse im Puffer 125 speichern, und zwar die Richtungen und Distanzen bzw. Abstände der Schritte. Die MCU 120 kann die CPU 130 aufwecken und die CPU 130 benachrichtigen, um die Ergebnisse abzurufen, wenn die Größe der Ergebnisse einen voreingestellten Prozentsatz der Kapazität des Puffers erreicht 125.
Wenn die CPU 130 aufwacht, kann die weitere voreingestellte Verarbeitung durch die CPU 130 enthalten Anzeige der Anzahl der Schritte, Anzeige einer Grafik mit der Anzahl von Schritten pro Stunde oder Plotten der Spur des Benutzers gemäß den Richtungen und den Distanzen der Schritte usw.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung kann die mobile Vorrichtung 200 Funktionen der Ortung und der Navigation basierend auf dem Global Positioning System (GPS) bereitstellen. Der Benutzer kann die GPS – Funktion auszuschalten, um Energie zu sparen. Die CPU 130 schläft, wenn die GPS – Funktion ausgeschaltet ist. Während der Zeit, wenn die GPS – Funktion ausgeschaltet ist, kann die MCU 120 die durch den Beschleunigungsmesser 201, den Kreiselsensor 202 und das Magnetometer 203 erzeugten Abtastwerten 201 abrufen, um die Bewegungsspur der mobilen Vorrichtung 200 zu berechnen. Die MCU 120 kann die Bewegungsspur in dem Puffer 125 als das Ergebnis der anfänglichen voreingestellten Verarbeitung speichern. Wenn der Benutzer die GPS – Funktion einschaltet, kann die CPU 130 die Bewegungsspur von der MCU 120 abrufen und die Bewegungsspur und die letzte GPS – Position der mobilen Vorrichtung 200 nutzen, um eine Referenzposition zu berechnen, so dass die CPU 130 die aktuellen GPS – Position der mobilen Vorrichtung 200 schneller finden kann. In anderen Ausführungsformen können andere Arten der Steuerung der Verwendung der absoluten Ortungsinformationen (wie beispielsweise zur Verfügung gestellt wird von einem GPS), wie später im Detail beschrieben wird.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung kann der MCU 120 die Bewegungsspur der mobilen Vorrichtung 200 berechnen, gemäß den von dem Barometer 204 erzeugten Abtastwerten zusätzlich zu den durch den Beschleunigungsmesser 201, den Kreiselsensor 202 und das Magnetometer 203 erzeugten Abtastwerten, so dass die Bewegungsspur genauere Schätzung der Änderung der Höhe der mobilen Vorrichtung 200 enthalten kann.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung kann die mobile Vorrichtung 200 zwischen einem entriegelten Zustand und einem verriegelten Zustand wechseln. Die mobile Vorrichtung 200 empfängt normalerweise in dem unverriegelten Zustand eine Eingabe von dem berührungsempfindlichen Feld 205, während die mobile Vorrichtung 200 im verriegelten Zustand keine Eingabe von dem berührungsempfindlichen Feld 205 empfängt. Die CPU 130 schläft im verriegelten Zustand. Zum Beispiel kann die mobile Vorrichtung 200 aus dem entriegelten Zustand in den verriegelten Zustand eintreten, wenn die mobile Vorrichtung 200 für eine voreingestellte Zeitdauer untätig gewesen ist, und die mobile Vorrichtung 200 kann in den entriegelten Zustand zurückkehren, wenn der Benutzer auf der mobilen Vorrichtung 200 eine voreingestellten Operation durchführt.
Die voreingestellte Operation zum Entriegeln der mobilen Vorrichtung 200 kann sein eine vorgegebene Spur auf dem Touch-Panel 205 zu zeichnen. In diesem Fall kann die MCU 200 die durch das Touch-Panel 205 erzeugten Abtastwerte abrufen und die Abtastwerte analysieren, um zu bestimmen, ob der Benutzer die voreingestellte Spur zeichnet oder nicht. Wenn der Benutzer die voreingestellte Spur auf dem Touch-Panel 205 beendet, kann die MCU 120 ein Signal senden, wie beispielsweise ein Interrupt bzw. eine Unterbrechung, um die CPU 130 aufzuwecken. Die CPU 130 schaltet die mobile Vorrichtung 200 aus dem verriegelten Zustand in den entriegelten Zustand als Reaktion auf das Signal.
Alternativ kann die voreingestellte Operation zum Entriegeln der mobilen Vorrichtung 200 das Sprechen eines voreingestellten Passworts an das Mikrofon 206 sein. In diesem Fall kann die MCU 200 die durch das Mikrofon 206 erzeugten Abtastwerte abrufen und eine Spracherkennung an den Abtastwerten durchführen, um zu bestimmen, ob der Benutzer das voreingestellte Passwort spricht oder nicht. Wenn der Benutzer das voreingestellte Passwort in das Mikrofon 206 spricht, kann die MCU 120 ein Signal senden, um die CPU aufzuwecken 130. Die CPU 130 schaltet die mobile Vorrichtung 200 aus dem verriegelten Zustand in den entriegelten Zustand als Reaktion auf das Signal.
Alternativ kann die voreingestellte Operation zum Entriegeln der mobilen Vorrichtung 200 das Halten der mobilen Vorrichtung 200 und das Bewegen der mobilen Vorrichtung 200 entlang einer vorgegebenen Spur sein. In diesem Fall kann die MCU 200 die durch den Beschleunigungsmesser 201, den Kreiselsensor 202 und das Magnetometer 203 erzeugten Abtastwerte abrufen und die Abtastwerte analysieren, um zu bestimmen, ob die mobile Vorrichtung 200 entlang der vorgegebenen Spur bewegt wurde oder nicht. Wenn die mobile Vorrichtung 200 entlang der vorgegebenen Spur bewegt wurde, kann die MCU 120 ein Signal senden, um die CPU aufzuwecken 130. Die CPU 130 schaltet die mobile Vorrichtung 200 aus dem verriegelten Zustand in den entriegelten Zustand als Reaktion auf das Signal.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung kann die mobile Vorrichtung 200 eine Anzeige umfassen. Die MCU 120 kann die Abtastwerte, die durch den Lichtsensor 207 erzeugt werden, abrufen und die Abtastwerte analysieren, um die durchschnittliche Umgebungshelligkeit der mobilen Vorrichtung 200 über eine aktuelle Zeit mit einer vorbestimmten Länge zu berechnen. Die MCU 120 kann die durchschnittliche Umgebungshelligkeit in dem Puffer 125 speichern. Die CPU 130 kann die mittlere Umgebungshelligkeit periodisch abrufen und die Anzeigehelligkeit der Anzeige entsprechend der durchschnittlichen Umgebungshelligkeit anpassen.
3 ist ein schematisches Diagramm, das eine mobile Vorrichtung 320 gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung zeigt. Die mobile Vorrichtung 320 schließt die MCU 120 und die Sensoren 201–207 ein. Ähnlich der vorherigen Ausführungsformen kann die MCU 120 die Abtastwerte, die durch einen oder mehrere der Sensoren 201–207 erzeugt werden, abrufen und die anfängliche voreingestellte Verarbeitung entsprechend den Abtastwerten ausführen. Die MCU 120 kann die Abtastwerte und/oder das Ergebnis bzw. die Ergebnisse der anfänglichen voreingestellten Verarbeitung in dem Puffer 125 speichern. Die MCU 120 ist in dieser Ausführungsform konfiguriert, um sich mit der elektronischen Vorrichtung 340 zu verbinden, über eine drahtlose Verbindung oder eine drahtgebundene Verbindung. Die MCU 120 ist weiterhin konfiguriert, um das Ergebnis bzw. die Ergebnisse der anfänglichen voreingestellten Verarbeitung an die elektronische Vorrichtung 340 bereitzustellen, über die drahtlose Verbindung oder die drahtgebundene Verbindung. Die elektronische Vorrichtung 340 kann eine weitere voreingestellte Verarbeitung ausführen gemäß dem einen oder den mehreren Ergebnissen. In einigen Aspekten ist die elektronische Vorrichtung 340 analog zu der CPU 130 in den vorhergehenden Ausführungsformen.
Zum Beispiel kann die mobile Vorrichtung 320 ein tragbares elektronisches Pedometer sein. Die MCU 120 zählt die Anzahl der Schritte, die der Benutzer geht entsprechend den von dem Beschleunigungsmesser 201 erzeugten Abtastwerten. Die MCU 120 kann die Anzahl der Schritte in dem Puffer 125 speichern. Zusätzlich kann die MCU 120 die Anzahl der Schritte an die elektronische Vorrichtung 340 liefern für die weitere Betrachtung oder Verarbeitung.
Für ein anderes Beispiel kann die mobile Vorrichtung 320 eine kleine Vorrichtung sein, die an einer Handfläche oder einem Arm eines Benutzers oder einem Golfschläger, der vom Benutzer geschwungen wird befestigt sein kann. Wenn der Benutzer Golf spielt, kann die MCU 120 die Abtastwerte, die durch den Beschleunigungsmesser Abruf 201, den Kreiselsensor 202 und das Magnetometer 20 erzeugt werden, abrufen, um die Anzahl der Schwünge des Golfschlägers durch den Benutzer zu berechnen. Die MCU 120 kann die Anzahl der Schwünge in dem Puffer 125 speichern. Zusätzlich kann die MCU 120 die Anzahl der Schwünge an die elektronische Vorrichtung 340 liefern zur weiteren Anzeige oder Verarbeitung.
Alternativ kann die MCU kann die durch den Beschleunigungsmesser 201, den Kreiselsensor 202 und das Magnetometer 203 erzeugten Abtastwerte analysieren, um die Dauer und die Kraft eines jeden Schwungs des Golfschlägers durch den Benutzer zu erhalten. Die MCU 120 kann die Ergebnisse der Analyse in dem Puffer 125 speichern. Zusätzlich kann die MCU 120 die Ergebnisse der Analyse an die elektronische Vorrichtung 340 liefern zur weiteren Anzeige oder Verarbeitung.
In einigen Ausführungsformen kann die MCU, die von der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt wird, ein Sensor-Hub mit einem Puffer sein. Die MCU kann die Belastung des Sammelns und Analysierens der Abtastwerte, die durch die Sensoren erzeugt werden, von der CPU einer mobilen Vorrichtung nehmen. Als Ergebnis verringert die MCU die Belastung der CPU und die CPU kann so lange wie möglich schlafen, um Energie zu sparen und die Batterielebensdauer der mobilen Vorrichtung erweitern.
Mit Bezug auf 4, die ein Diagramm ist, das ein elektronisches Gerät 1100 gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung zeigt. Das elektronische Gerät 1100 kann ein Mobiltelefon, ein Tablet – PC, ein PDA, etc. sein. Das elektronische Gerät 1100 kann enthalten, ist jedoch nicht darauf beschränkt, einen Anwendungsprozessor (AP oder CPU) 1110, eine Vielzahl von Sensoren 1121–112n, und ein Mikroprozessor (z. B. MCU) 1130. Die Vielzahl von Sensoren 1121–112n ist konfiguriert, um zumindest ein Sensorsignal bzw. Sensorsignale S1–Sn zu erzeugen. Der Anwendungsprozessor 1110 ist konfiguriert, um ein Anwendungsverfahren auszuführen, entsprechend eines fusionierten bzw. kombinierten Erfassungssignals SF. Der Mikroprozessor 1130 ist zwischen der Vielzahl von Sensoren 1121–112n und dem Anwendungsprozessor 1110 gekoppelt und ist konfiguriert, um das kombinierte Erfassungssignal SF gemäß dem zumindest einem Erfassungssignal S1–Sn zu erzeugen.
Die oben erwähnte Vielzahl von Sensoren 1121–112n kann durch einen Beschleunigungssensor, einen Rotationssensor, ein Magnetometer und/oder einen Höhenmessers umgesetzt werden; Dies sollte jedoch keine Einschränkung der vorliegenden Anmeldung sein. Es ist zusätzlich zu beachten, dass eine Rechenfähigkeit des Anwendungsprozessors 1110 größer als eine Rechenfähigkeit des Mikro-Prozessors 1130 ist. Zum Beispiel kann der Anwendungsprozessor 1110 ein Multi-Core-Basisband-Prozessor eines Mobiltelefons sein und der Mikroprozessor 1130 kann ein Einchip-Mikrocontroller sein. Die Fachleute auf dem Gebiet sollten den Unterschied bzw. die Unterschiede zwischen dem Anwendungsprozessor 1110 und dem Mikroprozessor 1130 leicht verstehen und somit wird hier der Kürze halber auf eine weitere Beschreibung verzichtet.
Bitte beachten Sie, dass, wenn der Anwendungsprozessor 1110 des elektronischen Geräts 100 der vorliegenden Anmeldung in einen Schlafmodus eintritt, der Mikroprozessor 1130 immer noch arbeitet, um so grundlegende Funktionen des elektronischen Geräts 1100 aufrechtzuerhalten. Als Ergebnis, selbst falls das tragbare elektronische Gerät 1100 in den Schlafmodus eintritt, kann der Anwendungsprozessor 1110 durch Erfassen von Bewegungen des elektronischen Geräts 1100 aufgeweckt werden. Wenn beispielsweise der Anwendungsprozessor 1110 in den Schlafmodus eintritt, kann der Anwendungsprozessor 1110 ein Anzeigemodul (nicht dargestellt) des elektronischen Geräts 1100 abstellen und ein berührungsempfindliches Feld (nicht gezeigt) des elektronischen Geräts 1100 sperren. Der Verriegelungsmechanismus des elektronischen Geräts 1100 der vorliegenden Anmeldung ist unten aufgeführt. Schritt (1): ein Benutzer schwingt die elektronische Vorrichtung 1100 und Bewegungen und/oder Drehungen des elektronischen Geräts 1100 werden durch die Vielzahl von Sensoren 1121–112n erfasst, um Erfassungssignale S1–Sn zu erzeugen; Schritt (2) das kombinierte Erfassungssignal SF, das zum Aufwecken des Anwendungsprozessors 1110 verwendet werden kann, wird dann durch den Mikroprozessor erzeugt 1130, gemäß den Erfassungssignalen S1–Sn, und Schritt (3) der Anwendungsprozessor 1110 empfängt das kombinierte Erfassungssignal SF und führt dann ein Anwendungsverfahren gemäß dem kombinierte Erfassungssignal SF aus. Zum Beispiel kann der Anwendungsprozessor 1110 das kombinierte Erfassungssignal SF vergleichen, um zu prüfen, ob es einer bestimmten Geste entspricht oder nicht; und falls das kombinierte Erfassungssignal SF auf der spezifischen Geste entspricht, wird das oben genannte Anzeigemodul aktiviert und betritt automatisch einen entriegelten Zustand. Daher benötigt das elektronische Gerät 1100 keine physische Taste, wie im Stand der Technik, und der Benutzer muss nicht die physische Taste drücken, um das elektronische Gerät 1100 zu entsperren. Zusätzlich, wenn das Anzeigemodul des elektronischen Geräts 1100 ausgeschaltet ist, kann der Anwendungsprozessor 1110 damit fortfahren Musik wiederzugeben. Das elektronische Gerät 1100 der vorliegenden Anmeldung kann Bewegungsdaten erzeugen durch Detektieren von Bewegungen und/oder Drehungen, gemäß der Vielzahl von Sensoren 1121–112n, wenn der Benutzer das elektronische Gerät 1100 schwingt; und der Mikroprozessor 1130 kann die Bewegungsdaten verarbeiten und dann kann der Anwendungsprozessor 1110 die abgespielte Musik steuern. Zum Beispiel kann der Benutzer die linke Seite des elektronischen Geräts 1100 schlagen, um auszuwählen, das ein vorheriges Lied abgespielt wird, oder die rechte Seite des elektronischen Geräts 1100 schlagen, um auszuwählen, das ein nächstes Lied abgespielt wird.
Auf der anderen Seite ist ein weiterer Vorteil der vorliegenden Anmeldung, dass: die Funktion des Schrittzählers, oder Pedometers, noch arbeiten kann nachdem der Anwendungsprozessor 1110 in den Schlafmodus eintritt. Wenn beispielsweise der Anwendungsprozessor 1110 in den Schlafmodus eintritt und das elektronische Gerät 1100 die Funktion des Schrittzählers verwendet, kann der Sensor 1121 (wie beispielsweise ein Beschleunigungsmesser) das wenigstens ein Sensorsignal S1 erzeugen. Der Mikroprozessor 1130 kann Zählungsinformationen gemäß dem mindestens einen Erfassungssignal S1 erzeugen, das durch den Beschleunigungsmesser erzeugt wird. Es sei angemerkt, dass in einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung der Mikro-Prozessor 1130 Standard-Zähl-Informationen eingestellten kann, wie etwa 1000 Zählschritte. Das heißt, wenn die Zähl-Informationen auf 1000 Zählschritte steigt, kann der Mikroprozessor 1130 den Anwendungsprozessor 1110 aufwecken unter Verwendung des kombinierten Erfassungssignals SF.
5 ist ein Diagramm eines elektronischen Geräts 1200 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung. Das elektronische Gerät 1200 kann einen Anwendungsprozessor (AP oder CPU) 1210, einen Mikroprozessor (beispielsweise MCU) 1130, und eine Vielzahl von Sensoren 1121–112n enthalten. Die oben erwähnte Vielzahl von Sensoren 1121–112n kann durch einen Beschleunigungsmesser, einen Rotationssensor, ein Magnetometer und/oder einen Höhenmesser implementiert sein. Der Anwendungsprozessor 1210 kann eine Kernel-Schicht 1212, eine Sensor-Hardware-Abstraktionsschicht (HAL-Sensor) 1213, eine Rahmenschicht 1214 und eine Anwendungsschicht 1215 umfassen, wobei die Anwendungsschicht 1215 eine Anwendungsschicht eines Android-Systems sein kann. Der Mikroprozessor 1130 ist zwischen dem Anwendungsprozessor 1210 und der Vielzahl von Sensoren 1121–112n angeordnet. Die Vielzahl von Sensoren 1121–112n erzeugt entsprechende Abtastsignale S1–SN nach dem Erfassen und überträgt die Abtastsignale S1–SN an den Mikroprozessor 1130. Der Mikroprozessor 1130 kombiniert die Abtastsignale S1–SN, die durch die Vielzahl von Sensoren 1121–112n erzeugt wurden und überträgt dann ein kombiniertes Erfassungssignal SF an den Anwendungsprozessor 1210. Der Anwendungsprozessor 1210 führt einen entsprechendes Anwendungsverfahren gemäß dem kombinierten Erfassungssignal SF. Es sei angemerkt, dass die Kommunikation zwischen dem Anwendungsprozessor 1210 und dem Mikroprozessor 1130 durch einen intern integrierten angeschlossenen bzw. geschlossenen Port bzw. Schaltungsanschluss umgesetzt wird; und die Kommunikation zwischen dem Mikroprozessor 1130 und der Vielzahl von Sensoren durch einen intern integrierten Schaltungsanschluss implementiert wird; Dies sollte jedoch nicht als eine Einschränkung der vorliegenden Anmeldung ausgelegt werden.
Das elektronische Gerät 1100/1200 ist dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroprozessor 1130 wahlweise aktiviert oder deaktiviert werden kann, um Strom zu sparen. Zum Beispiel kann die Vielzahl von Sensoren 1121–1212N einen Beschleunigungsmesser umfassen und das Erfassungssignal, das von dem Beschleunigungsmesser erzeugt wird, kann zur Steuerung des Aktivierens und Deaktivierens des Mikroprozessors 1130 verwendet werden. Genauer gesagt, wenn der Beschleunigungsmesser ein beschleunigungsbezogenes Erfassungssignal erzeugt, so repräsentiert dieses, dass sich das elektronische Gerät 1100/1200 bewegt (zum Beispiel kann das Erfassungssignal zu diesem Zeitpunkt auf einem hohes Niveau sein), um so den Mikroprozessor 1130 zu aktivieren. Nachdem der Mikroprozessor 1130 aktiviert ist, kann er die Abtastsignale S1–SN, die durch die Vielzahl von Sensoren 1121–112n erzeugt werden, kombinieren, um ein kombiniertes Erfassungssignal SF gemäß einem Algorithmus zu erzeugen. Das kombinierte Erfassungssignal SF wird dann von dem Mikroprozessor 1130 an den Anwendungsprozessor 1110/1210 übertragen, um den Anwendungsprozessor 1110/1210 das entsprechende Anwendungsverfahren ausführen zu lassen.
Der Vorteil der Anordnung der vorliegenden Anmeldung ist das bestimmen, ob der Mikroprozessor 1130 aktiviert werden soll, um Energie zu sparen, indem Eigenschaften der Vielzahl von Sensoren verwendet werden. Zum Beispiel, in der oben genannten Ausführungsform, kann bestimmt werden, ob den Mikroprozessor 1130 aktiviert werden soll, durch die Einbindung des Beschleunigungs-Sensors. Mit anderen Worten, das elektronische Gerät 1100/1200 mit einer solchen Konfiguration kann bestimmen, ob der Mikroprozessor 1130 aktiviert werden soll, um das entsprechende Anwendungsverfahren auszuführen, um Energie basierend auf der Bewegungserkennung selbst einzusparen. Es sei angemerkt, dass bei einer Ausführungsform der elektronischen Geräts 1100/1200 der vorliegenden Anmeldung, der Mikroprozessor 1130 und mindestens einer der Vielzahl von Sensoren 1121–112n nicht in einem einzigen Chip gepackt sind, jedoch sollte dies nicht eine Einschränkung der vorliegenden Anmeldung sein. Einige der Vielzahl von Sensoren 1121–112n können in einem einzelnen Chip gepackt werden. Darüber hinaus ist der Mikro-Prozessor 1130 unabhängig mit bzw. von dem Anwendungsprozessor 1110/1210 und diese sind nicht in einem einzigen Chip gepackt. Es sei angemerkt, dass Treiberprogramme der Vielzahl von Sensoren 1121–112n vorab in den Mikroprozessor 1130 geladen sein können. Deshalb, wenn ein Entwickler den Mikroprozessor 1130 der vorliegenden Anmeldung einbindet, können die Sensorsignale S1–SN der Vielzahl von Sensoren 1121–112n erfolgreich verarbeitet werden. Der Vorteil der Anordnung der vorliegenden Anmeldung ist, dass die Elastizität bzw. Flexibilität für die Auswahl von Sensorchip-Anbietern verbessert werden kann.
6 ist ein schematisches Diagramm, das eine elektronische Vorrichtung 2200 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung zeigt. Die elektronische Vorrichtung 2200 kann ein Smartphone, ein persönlicher digitaler Assistent (PDA), ein Tablet-Computer, eine Fernsteuerung oder eine beliebige andere elektronische Vorrichtung sein, die bewegt, und/oder gedreht werden kann. Die elektronische Vorrichtung 2200 umfasst einen Bewegungssensor 2210, einen Prozessor 2230 und einen Bus 2240. Der Bewegungssensor 2210 enthält einen Puffer 2220. Der Prozessor 2230 ist mit dem Bewegungssensor 2210 über den Bus 2240 gekoppelt.
Es sei angemerkt, dass der Bewegungssensor ein Gyro-Sensor, ein Beschleunigungsmesser, ein 6-Achsen-Bewegungssensor oder ein 9-Achsen-Bewegungssensor sein kann. In einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung kann der Bewegungssensor 2210 ein Gyro-Sensor sein, der die Winkelgeschwindigkeit der elektronischen Vorrichtung 2200 erfasst und abtastet. In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung kann der Bewegungssensor 2210 ein Beschleunigungsmesser sein, der die Beschleunigung der elektronischen Vorrichtung 2200 erfasst und abtastet. In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung kann der Bewegungssensor 2210 ein 6-Achsen-Bewegungssensor sein, der die Beschleunigung oder die Winkelgeschwindigkeit der elektronischen Vorrichtung 2200 erfasst und abtastet. In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung kann der Bewegungssensor 2210 ein 9-Achsen-Bewegungssensor sein, der die Beschleunigung, die Winkelgeschwindigkeit oder der Magnetismus der elektronischen Vorrichtung 2200 erfasst und abtastet. Der Fachmann auf dem Gebiet kann leicht verstehen, das ein 6-Achsen-Bewegungssensor einen 3-Achsen-Gyroskop und einen 3-Achsen-Beschleunigungssensor umfasst und eine weitere Beschreibung wird hier aus Gründen der Kürze weggelassen. In ähnlicher Weise umfasst der 9-Achsen-Bewegungssensor ein 3-Achsen-Gyroskop, einen 3-Achsen-Beschleunigungsmesser und einen 3-Achsen-Kompass, und eine weitere Beschreibung wird hier aus Gründen der Kürze weggelassen. Der Puffer 2220 kann ein First-in-first-out (FIFO) -Register, das eine Vielzahl von Abtastwerten, die durch den Bewegungssensor 2210 erzeugt werden, speichern kann. Der Prozessor 2230 kann die CPU, ein Mikroprozessor (z. B. MCU) oder eine eingebetteter Controller der elektronischen Vorrichtung 2200 sein.
7 veranschaulicht ein vorgeschlagenes elektronisches Gerät in Übereinstimmung mit einer anderen der exemplarischen Ausführungsformen der Offenbarung. Unter Bezugnahme auf 7, für beispielhafte Zwecke, enthält ein elektronisches Gerät 500 zumindest eine Absolut-Ortungsvorrichtung 510, eine Relativ-Ortungsvorrichtung 520 und eine Verarbeitungseinheit (die eines oder mehrere aus einer CPU, AP oder MCU enthalten kann) 530, wobei die Verarbeitungseinheit 530 mit der Absolut-Ortungsvorrichtung 510 und der Relativ-Ortungsvorrichtung 520 gekoppelt ist. Die Verarbeitungseinheit 530 kann eine Speicherschnittstelle, einen oder mehrere Datenprozessoren, Bildprozessoren und/oder Prozessoren und eine Peripherieschnittstelle (oder einen Sensor Hub) enthalten. Die Speicherschnittstelle, der eine oder die mehreren Prozessoren und/oder die Peripherieschnittstelle können separate Komponenten sein oder können in eine oder mehrere integrierte Schaltungen integriert werden. Die Prozessoren können Anwendungsprozessoren, Basisband-Prozessoren und drahtlose Prozessoren enthalten. Die verschiedenen Komponenten in dem elektronischen Gerät 500 können beispielsweise durch einen oder mehrere Kommunikationsbusse oder Signalleitungen gekoppelt sein. Das elektronische Gerät 500 kann ein eigenständiges Gerät wie ein Smartphone, ein tabellarischer Computer, ein Person Digital Assistant (PDA), eine Smart-Whatch, und so weiter sein. Das elektronische Gerät 500 kann auch ein in ein Fahrzeug eingebautes Gerät sein.
Die Absolut-Ortungsvorrichtung 510 kann Ortmesswerte einschließlich Messwerte von einem GPS-Empfänger abtasten, der über Antennen GPS-Satelliten-Funksignale von einer GPS-Satellitenkonstellation empfängt und konkrete aktuelle Ortsinformationen der elektronischen Vorrichtung 500 berechnen, basierend auf den empfangenen Signalen auf eine Art und Weise, die an sich wohlbekannt ist. Die Absolut-Ortungsvorrichtung 510 kann Ortsmesswerte bereitstellen einschließlich Messwerte von einem Kommunikationsmodul, das die aktuellen Ortsinformationen des elektronischen Geräts 500 durch Wi-Fi oder Annäherungs-Tagging erhalten kann in eine Weise, die ebenfalls gut bekannt ist. Basierend auf den Ortsmesswerte kann die Absolut-Ortungsvorrichtung 510 einen geografischen Ort bzw. Standort und einen geographischen Bewegungskurs bereitstellen. Die geographische Lage bzw. der geographische (Stand-)Ort kann ein Punkt auf einer Karte sein und der geografische Bewegungskurs kann ein Bewegungskurs der elektronischen Vorrichtung 500 auf der Karte sein. Der geographische Bewegungskurs kann aus mindestens zwei aufeinander folgenden geographischen Orten abgeleitet werden, die sich auf der Karte bewegen.
Die Relativ-Ortungsvorrichtung 520 kann Inertialsensoren umfassen, die Ereignisse oder Änderungen in deren Position erfasst und ein entsprechendes Ausgangssignal in einer relativen Basis bereitstellt. Für beispielhafte Zwecke, in der vorliegenden Ausführungsform, kann die Relativ-Ortungsvorrichtung 520 Sensormesswerte einschließlich Messwerte von mindestens einem von einem eines Beschleunigungsmessers, eines Gyroskops, eines Magnetometers, eines Pedometers, eines Barometers, eines Lichtsensors, eines Schalldrucksensors oder eines Funkempfängers, gekoppelt an eine Abtastwertahmevorrichtung bzw. eine Abtastvorrichtung, bereitstellen. Die Abtastvorrichtung tastet die Stärke von Funk-RF-Signalen einer Signalquelle ab, die an dem Abschnitt eines Übertragungssystems detektierbar sind. Die Signalquelle kann ein Zellenstandort von einem zellularen Kommunikationsnetzwerk, ein drahtloser Zugangspunkt oder ein niederenergetische Bluetooth-Signalstation (BLE) sein. Die Sensormesswerte können Informationen über eine Rate von Beschleunigung und Verzögerung, eine Bewegungsgeschwindigkeit, eine Änderung der Richtung und/oder eine Rate einer Richtungsänderung mit Bezug auf das elektronische Gerät 500 enthalten. Zum Beispiel kann ein Drei-Achsen-Beschleunigungsmesser jeder Achse entsprechende Ausgangsbeschleunigungsdaten ausgeben in Reaktion auf irgendeine Erfassung einer plötzlichen Bewegung, wenn das elektronische Gerät 500 auf eine externe Kraft trifft. Ein Gyroskop kann eine Rotationsbewegung des elektronischen Geräts 500 erfassen, die um eine bestimmte Achse im Raum gedreht wird, und die Daten ausgeben, die der Drehbewegung entsprechen. Eine Kombination aus dem Beschleunigungsmesser und dem Gyroskop kann eine genauere Messung einer Gesamtbewegung und der Ausrichtung der elektronischen Vorrichtung 500 erzeugen.
Die Verarbeitungseinheit 530 kann eines oder mehreres enthalten von einer North-Bridge, einer South-Bridge, einer Field-Programmable-Array bzw. Feldprogrammierbaren Anordnung (FPGA), einer programmierbaren Logikvorrichtung (PLD), einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC) oder einer anderen ähnlichen Vorrichtung oder eine Kombination davon. Die Verarbeitungseinheit 530 kann auch eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), einen programmierbaren Allzweck- oder Spezialzweck-Mikroprozessor, einen Mikrocontroller, einen digitalen Signalprozessor (DSP), eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine programmierbare Logikvorrichtung (PLD) oder andere ähnliche Vorrichtungen oder eine Kombination davon enthalten. In der vorliegenden Ausführungsform kann die Verarbeitungseinheit 530 ein Sensor-Hub sein, der elektrisch mit der Absolut-Ortungsvorrichtung 510 und der Relativ-Ortungsvorrichtung 520 gekoppelt ist, beispielsweise durch eine Serial-Peripheral-Interface (SPI) oder einen Inter-Integrated Circuit bzw. eine Inter-integrierte-Schaltungen (I2C). Die Verarbeitungseinheit 530 ist konfiguriert, um von der Absolut-Ortungsvorrichtung 510 und der Relativ-Ortungsvorrichtung 520 erhaltene Daten zu integrieren und zu verarbeiten, um so das vorgeschlagene Hybridortungsverfahren durchzuführen.
8 stellt ein Flussdiagramm eines vorgeschlagenen Hybridortungsverfahrens in Übereinstimmung mit einer der exemplarischen Ausführungsformen der Offenbarung dar. Die Schritte der 8 können durch das vorgeschlagene elektronische Gerät 500 implementiert werden, wie es in 7 dargestellt ist.
Unter Bezugnahme auf 7 in Verbindung mit 8, erhält die Verarbeitungseinheit 530 zuerst absolute Ortsinformationen, die einen geografischen Ort und ein geografischer Bewegungskurs umfassen können, von der Absolut-Ortungsvorrichtung 510 (Schritt S602). Sobald die absolute Positionsinformationen erhalten wird, kann die Verarbeitungseinheit 530 das Anfragen von Ortsmesswerte von der Absolut-Ortungsvorrichtung 510 stoppen. Der Begriff „absolute” Lage bzw. „absoluter” Ort bezeichnet einen Punkt auf der Erdoberfläche, der durch ein Koordinatensystem ausgedrückt wird, wie beispielsweise Breite bzw. Breitengrad und Länge bzw. Längengrad. Die Verarbeitungseinheit 530 kann den geographischen Ort als Referenzort nehmen oder einen aktuellen Ort, wenn bestimmt wird, dass dies zuverlässig ist. Im Detail, sobald das Hybridortungsverfahren startet, kann die Verarbeitungseinheit 530 zunächst eine aktuelle Position des elektronischen Geräts 500 erhalten als Referenzpunkt oder einen Ausgangspunkt auf der Karte. Der aktuelle Ort kann basierend auf einer Reihe von nahen/angenäherten geografischen Orten bestimmt werden. Das heißt, falls irgendein erhaltener geographischer Ort weit weg im Vergleich zu anderen geografischen Ort liegt, die innerhalb eines bestimmten Zeitraums erhalten werden, könnte es ein Fehler sein durch vorübergehende Interferenzen oder Störungen und würde nicht als stabile geolokale Messung berücksichtigt werden. Sobald der aktuelle geographische Ort des elektronischen Geräts 500 bestimmt wurde, können die absoluten Ortsinformationen bestimmt werden. Ein geographischer Bewegungskurs kann auch durch Vergleichen von Änderungen der geographischen Orte bestimmt werden, die berechnet werden, wenn das elektronische Gerät bewegt wird. Unterdessen kann die Verarbeitungseinheit 530 deaktiviert, Anfragen gestoppt oder die Häufigkeit der Abtastmesswerte von der Absolut-Ortungsvorrichtung 510 reduziert werden für Energiesparzwecke.
Während die elektronische Vorrichtung 500 sich bewegt bzw. reist, kann die Verarbeitungseinheit 530 relative Ortsinformationen berechnen, basierend auf den Sensormesswerte der Relativ-Ortungsvorrichtung 520, die eine geschätzte Bewegungsstrecke und einen geschätzten Drehwinkel einschließen können. Die geschätzte Bewegungsstrecke kann sich auf eine Schrittlänge beziehen und der geschätzte Drehwinkel kann sich auf einen Winkel zwischen dem aktuellen Bewegungskurs und dem vorherigen Bewegungskurs des elektronischen Geräts 500 beziehen. Auf der Grundlage der relativen Ortsinformationen kann die Verarbeitungseinheit 530 abgeschätzte Ortsinformationen berechnen, die einen geschätzten Ort und einen geschätzten Bewegungskurs des elektronischen Geräts 500 enthalten können, basierend auf den relativen Ortsinformationen, die von der Relativ-Ortungsvorrichtung 520 erhalten werden, und den absoluten Ortsinformationen (Schritt S604).
Die Verarbeitungseinheit 530 kann bestimmen, ob das elektronische Gerät eine Standorts- bzw. Ortsaktualisierungsbedingung (Schritt S606) erfüllt. Die Ortsaktualisierungsbedingung kann mit einer Bewegungsstrecke des elektronischen Geräts 500 von einem Ort assoziiert sein, an dem die Absolut-Ortungsvorrichtung 510 zuvor aktiviert wurde, einer kumulativen Zeit, die das elektronische Gerät 500 sich nicht bewegt, eine Bewegungsrichtung des elektronischen Geräts 500 etc.. Zum Beispiel kann die Verarbeitungseinheit 530 das Anfordern von Ortsmesswerte von der Absolut-Ortungsvorrichtung 510 aktivieren oder starten, jeweils nach einer bestimmten Bewegungstrecke des elektronischen Geräts 500 (beispielsweise alle 0,5 km), um so seinen aktualisierte geografischen Ort und/oder geographischen Bewegungskurs zu erhalten. In anderen Fällen, wenn das elektronische Gerät 500 länger sich als eine gewisse Zeitdauer bewegt hat (beispielsweise 3 Minuten), oder wenn das elektronische Gerät 500 eine Drehung von mehr als einem vorbestimmten Winkel (z. B. 45 Grad) ausführt, müssten deren Ortsinformationen aktualisiert werden. Die Ortsaktualisierungsbedingung kann basierend auf den Messungen des Trägheits- bzw. Inertialsensors, der in der Relativ-Ortungsvorrichtung 520 implementiert ist, bestimmt werden.
Falls das elektronische Gerät 500 nicht die Ortsaktualisierungsbedingung erfüllt, kehrt der Ablauf direkt zurück zum Schritt S604. Die Verarbeitungseinheit 530 kann die aktuellen geschätzten Ortsinformationen des elektronischen Geräts 500 kontinuierlich abzuschätzen, basierend auf einem Fußgänger-Gissung(PDR)-Algorithmus. Der PDR-Algorithmus beinhaltet das Berechnen der geschätzten Ortsinformationen basierend auf relativen Ortsinformationen, die von der Relativ-Ortungsvorrichtung 520 erhalten wurden, und den vorhergehenden absoluten Ortsinformationen.
Auf der anderen Seite kann, wenn das elektronische Gerät 500 feststellt, dass die Ortsaktualisierungsbedingung erfüllt ist, die Verarbeitungseinheit 530 die Absolut-Ortungsvorrichtung 510 aktivieren, um aktualisierte absolute Ortsinformationen des elektronischen Geräts 500 zu erhalten (Schritt S608). Ähnlich zu Schritt 602, sobald die absoluten Ortsinformationen erhalten werden, kann die Verarbeitungseinheit 530 aufhören Ortsmesswerte von der Absolut-Ortungsvorrichtung 510 anzufordern.
Als nächstes kann die Verarbeitungseinheit 530 bestimmen, ob die abgeschätzten Ortsinformationen zuverlässig sind (Schritt S610). Die Bestimmung der Zuverlässigkeit kann auf den Unterschieden in Ort und Bewegungskurs zwischen den geschätzten Ortsinformationen und den aktualisierten Ortsinformationen basieren. Falls die geschätzten Ortsinformationen als unzuverlässig bestimmt werden, kann die Verarbeitungseinheit 530 die geschätzten Ortsinformationen basierend auf den aktualisierten Ortsinformationen korrigieren (Schritt S612), und der Ablauf würde zurückkehren zum Schritt 604. Auf der anderen Seite, falls die geschätzten Ortsinformationen als zuverlässig bestimmt werden, kann die Verarbeitungseinheit 530 die geschätzten Ortsinformationen nicht korrigieren und der Ablauf würde direkt zurück zum Schritt S604 kehren.
Zum besseren Verständnis veranschaulicht 9A ein Flussdiagramm eines Anwendungsszenario eines Hybridortungsverfahrens in Übereinstimmung mit einer der exemplarischen Ausführungsformen der Offenbarung. Die Schritte der 9A können auch durch das vorgeschlagene elektronische Gerät 500 implementiert werden, wie sie in 9 dargestellt ist. In diesem exemplarischen Ausführungsform ist die Absolut-Ortungsvorrichtung 510 eine GPS-Vorrichtung, und die Relativ-Ortungsvorrichtung 520 ist eine PDR-Vorrichtung, die Inertialsensoren enthält.
Unter Bezugnahme auf 9 und in Verbindung mit 9A erhält die Verarbeitungseinheit 530 zunächst geographische GPS-Daten des elektronischen Geräts 500 von der GPS-Vorrichtung. Die Verarbeitungseinheit 530 kann ein Ortsdienstprogramm aktivieren, um Ortsdaten bereitzustellen und Steuerinformationen zu senden, um das Abtasten der Ortsmesswerte zu stoppen (Schritt S701). Die Verarbeitungseinheit 530 kann die Ortsdaten berechnen, um einen Referenzort und einen Referenzbewegungskurs des elektronischen Geräts 500 zu erhalten. Das Framework kann dann die Ortsdaten und die Steuerinformation dem Kernel bereitstellen (Schritt S702). Kernel kann Systemmeldungen an den Sensor-Hub senden (Schritt S703). Die Verarbeitungseinheit 530 kann den Referenzort als vorherigen Ort setzen. Nachdem sich das elektronische Gerät 500 bewegt, kann die Verarbeitungseinheit 530 den geschätzten Bewegungsabstand und den geschätzten Drehwinkel für jeden nachfolgenden Schritt und basierend auf der vorherigen Stelle sammeln, um einen geschätzten Ort und einen geschätzten Bewegungskurs zu berechnen (Schritt S704). Die Verarbeitungseinheit 530 kann eine Bewegungsspur basierend auf einer Vielzahl von geschätzten Orten und/oder geschätzten Bewegungskursen für jeden der nachfolgenden Schritte entwickeln (Schritt S705). Während sich die elektronische Vorrichtung 500 bewegt, kann die Verarbeitungseinheit 530 bestimmen, ob irgendeine Ortsaktualisierungsbedingung erfüllt ist (Schritt S706). Die Ortsaktualisierungsbedingungen können einschließen, ob eine Bewegungsstrecke des elektronischen Geräts 500 von der vorherigen Stelle, an der das Ortsdienstprogramm zuvor aktiviert wurde, größer als ein Abstandsschwellenwert ist. Die Ortsaktualisierungsbedingung kann einschließen, ob eine Nichtbewegungszeit, die das elektronische Gerät 500 an der gleichen Stelle verbleibt, eine vorbestimmte Zeitperiode überschreitet. Wenn die Nichtbewegungszeit die vorbestimmte Zeitperiode überschreitet, kann das elektronische Gerät 500 auf einem sich bewegenden Fahrzeug sein, in dem die Verarbeitungseinheit 530 möglicherweise nicht in der Lage ist, zwischen dem Bleibe- bzw. unbewegten Zustand und einem im-Fahrzeug-Zustand basierend auf den Sensormesswerte von der Relativ-Ortungsvorrichtung 520 zu unterscheiden. Die Ortsaktualisierungsbedingung kann einschließen, ob das elektronische Gerät 500 eine Drehung von mehr als einem vorbestimmten Winkel (nicht gezeigt) macht. Falls alle Ortsaktualisierungsbedingungen nicht erfüllt sind, kann die Verarbeitungseinheit 530 fortfahren den Schritt S704 durchzuführen.
Falls irgendeine der Ortsaktualisierungsbedingungen erfüllt ist, würde die Verarbeitungseinheit 530 anfangen, Ortsmesswerte von der Absolut-Ortungsvorrichtung 510 anzufordern, beispielsweise indem sie das Ortdienstprogramm aktiviert, um die Abtastung und das Sammeln einer Vielzahl von Sätzen von Ortsmesswerte zu starten, bis zum Beispiel 5 Sätze von Ortsmesswerte anzeigen, dass die gemessenen Orte konvergieren. Das Ortdienstprogramm kann dann die Abtastung der Ortsmesswerte stoppen (Schritt S707).
Als nächstes kann die Verarbeitungseinheit 530 den ge ographischen Ort und der geographische Bewegungskurs basierend auf den Ortsmesswerte berechnen (Schritt S708). Die Verarbeitungseinheit 530 kann den berechneten geographischen Ort und den geographischen Bewegungskurs mit dem geschätzten Ort und dem geschätzten Bewegungskurs vergleichen, um einen Fehlerwert zu berechnen (Schritt S709). Der Fehlerwert kann angeben, ob der geschätzte Ort entfernt ist von dem geographischen Ort, über einen Schwellenwertoffset, und/oder dem geschätzte Bewegungskurs abweicht von dem geographischen Bewegungskurs, über einen Schwellenwertwinkel. Die Verarbeitungseinheit 530 kann bestimmen, ob der Fehlerwert einen Schwellenwert überschreitet (Schritt S710). Wenn „Nein”, kann die Verarbeitungseinheit 530 bestimmen, dass der geschätzte Ort und den geschätzten Bewegungskurs noch zuverlässig sind und damit fortfahren Schritt S704 auszuführen. Wenn „Ja” kann die Verarbeitungseinheit 530 den geschätzten Ort und den geschätzten Bewegungskurs korrigieren basierend auf dem geographischen Ort und dem geographischen Bewegungskurs (Schritt S711). Auf Grundlage der Korrektur kann die Verarbeitungseinheit 530 einen korrigierten Ort und um einen korrigierten Bewegungskurs erhalten. Dementsprechend kann die Verarbeitungseinheit eine korrigierten Bewegungsspur basierend auf dem korrigierten Ort und dem korrigierten Bewegungskurs entwickeln (Schritt S712).
9B stellt ein detailliertes Flussdiagramm von Verfahrensschritt S709 bis Schritt 712 von 9A dar. In Schritt S709 kann die Verarbeitungseinheit 530 den berechneten geographischen Ort und den geographischen Bewegungskurs mit dem geschätzten Ort und den geschätzten Bewegungskurs vergleichen, um den Fehlerwert zu berechnen. Die Verarbeitungseinheit 530 kann ein Ort-Offset berechnen basierend einem Vergleich zwischen dem geographischen Ort und dem letzten geschätzten Ort auf der Bewegungsspur (Schritt S7091). Die Verarbeitungseinheit 530 kann bestimmen, ob der Wert des Ort-Offsets den Schwellenwert überschreitet (Schritt S7101). Wenn „ja” kann die Verarbeitungseinheit 530 einen Teil (d. h. ein Abschnitt) des Ort-Offsets von dem geschätzten Ort, der in Schritt S705 berechnet wurde, subtrahieren, um einen korrigierten Ort für folgende Schritte zu erhalten (Schritt S7111). Die Verarbeitungseinheit 530 berechnet einen Abweichungswinkel basierend auf einem Vergleich zwischen der geographischen Bewegungsrichtung und der geschätzten Bewegungsrichtung (Schritt S7092). Der Abweichungswinkel bezieht sich auf den Winkel zwischen dem geschätzten Bewegungskurs und dem gemessenen geographischen Bewegungskurs. Falls das Orts-Offset bestimmt wird als kleiner als der Schwellenwertoffset, kann die Verarbeitungseinheit 530 den geschätzten Ort als den korrigierten Ort setzen (Schritt S7102) und dann zu Schritt S7092 fortfahren.
In Schritt 7103 kann die Verarbeitungseinheit bestimmen, ob der Abweichungswinkel größer ist als ein Abweichungsschwellenwert. Falls „ja” kann die Verarbeitungseinheit 530 einen Teil (d. h. ein Abschnitt) des Abweichungswinkels von dem geschätzten Drehwinkel, der in Schritt S705 berechnet wurde, subtrahieren, um einen korrigierten Bewegungskurs für die folgenden Schritte zu erhalten (Schritt S7112). Dementsprechend kann die Verarbeitungseinheit 530 eine korrigierte Bewegungspur entwickeln, basierend auf dem korrigierten Ort und dem korrigierten Bewegungskurs. Falls der Abweichungswinkel bestimmt wird, kleiner zu sein als der Abweichungsschwellenwert, kann die Verarbeitungseinheit 530 den geschätzten Bewegungskurs als den korrigierten Bewegungskurs setzen (Schritt S7104) und dann zu Schritt S712 fortfahren.
10A bis 10D veranschaulichen verschiedene Szenarien, wie die Verarbeitungseinheit 530 den geschätzten Ortsinformationen in Schritt 612 oder in Schritt S 722 korrigiert, in Übereinstimmung mit einer der exemplarischen Ausführungsformen der Offenbarung.
Unter Bezugnahme auf 10A sei angenommen, dass zu einem Zeitpunkt t eine GPS-Position A und eine geschätzte Position A1 an der gleichen Breite sind, und dennoch eine Versatz bzw. Offset d1 → zwischen den beiden Positionen vorliegt, wobei die Größe von d1 → größer ist als ein vorbestimmter Abstandstoleranz. Es sollte beachtet werden, dass in der vorliegenden Ausführungsform die Verarbeitungseinheit 530 die geschätzte Position A1 nicht durch hinzuaddieren des Offsets d1 → in einem einzigen Schritt korrigieren würde sonst könnten Spitzen in dem Verfolgungs- bzw. Tracking-Pfad aller geschätzten Positionen vorliegen. Daher, um solche Schwankungen zu glätten, kann die Verarbeitungseinheit 530 die geschätzte Position A1 nur um einen Bruchteil des Offsets d1 → korrigieren (z. B. durch 1/α, wobei α ein vorbestimmter oder ein dynamisch modifizierter Wert sein kann). Zum Beispiel kann in diesem Fall die Verarbeitungseinheit 530 die geschätzte Position A1 durch hinzuaddieren von
korrigieren und eine Position A1' wäre die korrigierte geschätzte Position. Die Verarbeitungseinheit 530 kann andere geschätzte Positionen durch hinzuaddieren von
zu jedem Zeitpunkt t + 1, t + 2, korrigieren in ähnlicher Weise, bis die GPS-Position erneut aktualisiert wird oder bis ein Offset zwischen der geschätzten Position und der GPS-Position innerhalb der vorbestimmten Toleranz ist. Es sei angenommen, dass PA ein Tracking-Pfad aller GPS-Positionen ist (vorausgesetzt, dass die GPS-Vorrichtung auf dem ganzen Weg eingeschaltet ist), und PA1 ein Tracking-Pfad der geschätzten Positionen ist. Da die korrigierten geschätzten Positionen (d. h. ein Tracking-Pfad PA1') auf eine schrittweisen Art und Weise korrigiert wurden, kann eine viel genauere und glatte Schätzung produziert werden.
Unter Bezugnahme auf 10B sei angenommen, dass zum Zeitpunkt t, eine GPS-Position B hinter einer geschätzten Position B1 ist, und PB ein Tracking-Pfad aller GPS-Positionen ist (vorausgesetzt, dass die GPS-Vorrichtung auf dem ganzen Weg eingeschaltet ist). Es sei angemerkt, dass „hinter” in diesem Zusammenhang auf eine Beziehung zwischen B und B1 bezogen ist, wobei sich B hinter bzw. auf der Rückseite von B1 befindet mit Bezug auf eine Bewegungsrichtung entlang des Tracking-Pfads PB. Die Verarbeitungseinheit 530 kann alle geschätzten Positionen korrigieren entsprechend zu Zeitpunkten t + 1, t + 2, ... so dass ein korrigierter Tracking-Pfad PB1', der von den korrigierten geschätzten Positionen gebildet wird, viel glatter als der Tracking-Pfad PB ist, als verglichen mit einem Tracking-Pfad PB1, der durch die geschätzten Positionen gebildet ist.
Unter Bezugnahme auf 10C sei angenommen, dass zum Zeitpunkt t eine GPS-Position D und eine geschätzte Position D1 an der gleichen Breite sind, und dennoch ein Offset d4 → zwischen den beiden Positionen existiert und sich das elektronische Gerät 500 in eine Richtung des entgegengesetzten Wegs der GPS-Position D bewegt. In diesem Fall kann die Verarbeitungseinheit 530 die geschätzte Position D1 um einen Bruchteil des Offsets d4 → (z. B. durch 1 / α ) davon korrigieren, so dass eine korrigierte geschätzte Position D1' viel näher an der GPS-Position D wäre. Die Spur PD1' veranschaulicht die korrigierten Spur über eine Zeitperiode, nachdem der Korrekturvorgang beginnt. Die Verarbeitungseinheit 530 kann andere geschätzte Positionen zu den Zeitpunkt t + 1, t + 2,.. in ähnlicher Weise korrigieren, bis die GPS-Position erneut aktualisiert wird oder bis ein Offset zwischen der geschätzten Position und der GPS-Position innerhalb der vorbestimmten Toleranz ist.
Es sei angemerkt, dass die Verarbeitungseinheit 530 die geschätzte Position auch basierend auf der GPS-Kursrichtung korrigieren kann. Zum Beispiel, wie in 10D dargestellt ist, falls eine PDR-Richtung p → und eine Kursrichtung g → jeweils einen Winkel von θ_P und θ_G aufweisen. Die Verarbeitungseinheit 530 kann die geschätzte Position durch eine Verschiebung eines Winkels mehr in Richtung der GPS-Kursrichtung korrigieren (z. B. eine Richtung p' → mit einem Winkel θ'_G).
11 veranschaulicht einen Vergleich eines GPS-Pfads P5, der von einer GPS-Vorrichtung positioniert wird, und ein experimentelles Ergebnis eines geschätzten Pfads P5', der von dem vorgeschlagenen elektronischen Gerät 500 gebildet wird, um zu beweisen, dass das vorgeschlagene Hybridortungsverfahren in der Lage ist, die Genauigkeit und die Abdeckung zum Positionieren zu maximieren während der Stromverbrauch auf ein Minimum gehalten wird.
12 stellt ein Flussdiagramm eines Hybridpositionsbestimmungsverfahrens gemäß einer anderen exemplarischen Ausführungsform dar. Insbesondere kann das Hybridpositionsbestimmungsverfahren durch ein elektronisches Gerät verwendet werden, das in der Lage ist zum Sammeln von geographischen Ortsmesswerte (z. B. Messwerte von einem GPS-Empfänger) und Sensormesswerte (beispielsweise Messwerte von zumindest einem von einem Beschleunigungssensor, einem Gyroskop, einem Magnetometer, einem Pedometer, einem Barometer, einem Lichtsensor, einem Schalldrucksensor oder einem Radioempfänger, mit einer Abtastvorrichtung gekoppelt), die mit dem elektronischen Gerät assoziiert sind. Wie in 12 gezeigt ist, kann das Verfahren 800 als bei Block 802 beginnend ausgelegt werden, in dem anfängliche Ortsinformationen erhalten werden, die Informationen enthalten können, die für Kurs als auch für Ort Indikativ sein können. In einigen Ausführungsformen kann dies die Verwendung von Ortsinformationen beinhalten, die als aktueller Ort verwendet werden, so dass der iterative Charakter des Verfahrens betont wird. Im Block 804 werden die anfänglichen Bewegungsinformationen basierend auf den Sensormesswerte berechnet. Die anfänglichen Bewegungsinformationen können Informationen enthalten, die einer Änderung des Abstands zwischen PDR-Positionsmesswerte und einer Änderung eines Winkels des Kurses entsprechen. Dann werden, wie in Block dargestellt 806 ist, geschätzte Ortsinformationen basierend auf den anfänglichen Bewegungsinformationen und den anfänglichen Ortsinformationen berechnet.
Im Block 808 werden, falls eine Ortsaktualisierungsbedingung erfüllt ist, geographische Ortsmesswerte erlangt. In einigen Ausführungsformen ist die Ortsaktualisierungsbedingung erfüllt, wenn mindestens eines der folgenden: ein Abstandswert, Entfernungs-Drehungs-Werte oder ein Zeitwert einem Abstandsschwellenwert, einem Entfernungs-Drehungs-Schwellenwert bzw. ein Zeitschwellenwert entspricht. Beispielsweise könnte ein Abstandsschwellenwert ein PDR-Abstand sein (beispielsweise ein Abstand von mehr als 15 Fuß in einer geraden Linie-keine Änderung des Kurswinkels oder des Drehwinkels), und eine Entfernungs-Drehungs-Schwellenwert könnte ein PDR-Abstand und eine assoziierte Änderung des Kurswinkels sein (beispielsweise ein Abstand von mehr als 3 Fuß, mit einer Änderung des Kurswinkels von mehr als 2 Grad). Bemerkenswert ist, dass der Abstandsschwellenwert, der einem Abstand in einer geraden Linie entspricht, in der Regel länger ist als die Abstandskomponente des Entfernungs-Drehungs-Schwellenwerts. Als ein weiteres Beispiel kann ein Zeitschwellenwert (beispielsweise eine Zeit von mehr als 1 Minute) einer Zeitdauer entsprechen, die beginnt, wenn die geografischen Ortsmesswerte zuletzt aktualisiert wurden (d. h. die GPS-Wartezeit).
Im Block 810 werden auf die Referenzortsinformationen erzeugt, basierend auf den geografischen Ortsmesswerte, die erlangt wurden. In einigen Ausführungsformen kann dies das Aktualisieren des vorherigen GPS-Orts mit dem aktuellen GPS-Ort sowie die Berechnung einer GPS-Kurs beinhalten. Berechnung des GPS-Kurses kann das Bereitstellen eines aktuellen Werts für einen PDR-Kurs, Hinzufügen des vorherigen GPS-Kurswerts und dann Abziehen des vorherigen PDR-Kurswerts enthalten.
Wie in Block dargestellt 812, werden die abgeschätzten Ortsinformationen mit den Referenzortsinformationen verglichen, um Abweichungsinformationen zu erhalten. Die Abweichungsinformationen können eine oder mehr von einem Ortsversatz bzw. einem Orts-Offset, einer Kursabweichung und einem Längenfaktor enthalten. Insbesondere kann der Orts-Offset durch Vergleichen des geschätzten Orts und eines Referenzorts aus den geschätzten Ortsinformationen bzw. Referenzortsinformationen berechnet werden. Daher kann in einigen Ausführungsformen der Orts-Offset dargestellt werden durch: dis_diff = Quadratwurzel {Algo_output_location_x (aktuell) – Algo_previous_GPS location_x, Algo_output_location_y (aktuell) – Algo_previous_GPS location_y}.
In ähnlicher Weise kann die Kursabweichung durch Vergleichen von dem geschätzten Kurs mit dem Referenzkurs von den geschätzten Ortsinformationen bzw. den Referenzortsinformationen berechnet werden. Daher kann in einigen Ausführungsformen die Kursabweichung dargestellt werden durch: theta_diff = Winkel von (Algo_current Heading-GPS_current heading).
In Bezug auf einen Längenfaktor bezieht sich dieser Parameter auf die Beziehung zwischen einer vermuteten genauen Bewegungsgeschwindigkeit, deren PDR eine Bewegungsstrecke und eine unkalibrierte Bewegungsgeschwindigkeit zur Berechnung verwenden sollte, auf denen PDR basiert. PDR verwendet im Allgemeinen eine Schrittzählung, wie durch einen Schrittzähler bzw. Pedometer berechnet (basierend auf Sensordaten von einem Beschleunigungsmesser) und eine Bewegungsgeschwindigkeit, die vorher berechnet oder für jeden Schritt definiert wurde, um eine Bewegungsentfernung zu berechnen über jeden Zeitzyklus oder Aufruf des Algorithmus (z. B. 1 Sekunde gemäß einer typischen GPS-Aktualisierungsrate). Da unterschiedliche Menschen unterschiedliche Bewegungsgeschwindigkeiten ausführen (und sogar die gleiche Person sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegt über die Zeit in Abhängigkeit von der Art der Tätigkeit, zum Beispiel), kann die Bewegungsgeschwindigkeit in regelmäßigen Abständen aktualisiert werden. Dies wird durch den Längenfaktor implementiert. In einigen Ausführungsformen wird der Längenfaktor durch Bestimmen einer tatsächlichen Bewegungsstrecke über jeden Aufruf berechnet, basierend auf GPS-Ortsaktualisierungen. Somit kann in einigen Ausführungsformen der Längenfaktor dargestellt werden durch: length_factor = ((GPS(t5) – GPS(t4))·((GPS(t5) – GPS(t4))/((PDR(t5) – PDR(t4))·((PDR(t5) – PDR (t4)). Dann kann die Bewegungsstrecke, wie sie durch PDR bestimmt wurde, mit der Bewegungsstrecke verglichen werden, die durch GPS bestimmt wurde, um den Längenfaktor zu berechnen, der dazu verwendet wird die PDR-Bewegungsgeschwindigkeit zu kalibrieren.
Dann werden in Block 814 kalibrierte Bewegungsinformationen basierend auf den abgeschätzten Ortsinformationen und den Abweichungsinformationen berechnet, wodurch eine verfeinerte PDR-Länge bereitstellt wird, die der Bewegungsdistanz für jeden Schritt entspricht. Kalibrierte Ortsinformationen werden basierend auf den Abweichungsinformationen, kalibrierten Bewegungsinformationen und den abgeschätzten Ortsinformationen in Block 816 berechnet.
Mit Bezug auf Block 804 enthalten die anfänglichen Bewegungsinformationen in einigen Ausführungsformen eine anfängliche Bewegungsstrecke bzw. -Distanz und eine anfänglichen Kursänderung, wobei die kalibrierten Bewegungsinformationen eine Glättungsmenge bzw. Glättungsbetrags, eine Glättungszahl bzw. Glättungszählung und einen Glättungswinkel enthalten und die kalibrierten Ortsinformationen einen kalibrierten Ort und einen kalibrierten Kurs enthalten. In einer solchen Ausführungsform kann die Glättungszählung (die einer Anzahl von Schritten entspricht, die für eine Sensor-Hub-Korrektur erforderlich ist) basierend auf dem Orts-Offset berechnet werden und kann der Glättungswinkel (der auch der Sensor-Hub-Korrektur entspricht) basierend auf dem Abweichungswinkel und der Glättungszählung berechnet werden. Das Berechnen des kalibrierten Kurses kann auf dem Glättungswinkel und dem anfänglichen Kurs basieren, wobei das Berechnen des geschätzten Orts auf dem anfänglichen Ort und dem kalibrierten Kurs basieren kann. Zusätzlich kann das Berechnen des Glättungsbetrags basierend auf den Abweichungsinformationen und der Glättungszahl, und das Berechnen des kalibrierten Orts auf des Glättungsbetrags und dem geschätzten Ort basieren.
Mit Bezug zurück auf Block 808 können die geografischen Ortsmesswerte einiger Ausführungsformen eine Abfolge von geografischen Ortsmesswerte enthalten, wobei die abgeschätzten Ortsinformationen eine geschätzten Ort und einen geschätzten Kurs enthalten. In einer solchen Ausführungsform kann eine Varianz zwischen der Abfolge der geografischen Ortsmesswerte berechnet werden, wobei eine letzte der Abfolge der geografischen Ortsmesswerte als ein Referenzort gespeichert wird, falls die Varianz kleiner als ein Abweichungsschwellenwert ist. Zusätzlich können zumindest zwei der geografischen Ortsmesswerte verglichen werden, um einen Referenzkurs zu erhalten, und die abgeschätzten Ortsinformationen können mit den Referenzortsinformationen verglichen werden, um die Abweichungsinformationen zu erhalten, wie in Block 812 gezeigt. Insbesondere enthalten die Abweichungsinformationen einen Orts-Offset (der durch Vergleich des geschätzten Orts und des Referenzort berechnet wird) und eine Kursabweichung (die durch Vergleich des geschätzten Kurses und dem Referenzkurs berechnet wird).
In anderen Ausführungsformen, wobei die geografischen Ortsmesswerte eine Abfolge von Ortsmesswerte enthält, können mindestens zwei aus der Abfolge von geografischen Ortsmesswerte ausgewählt werden. Mindestens zwei zuvor geschätzte Orte werden berechnet, wobei jede der mindestens zwei aus der Abfolge von geografischen Ortsmesswerte mit den zumindest zwei vorherigen geschätzten Orten synchronisiert werden bzw. synchronisieren. Dann wird ein Längenfaktor berechnet, durch Vergleichen der zumindest zwei vorherigen geschätzten Orten und der ausgewählten mindestens zwei aus der Abfolge von Ortsmesswerte und die kalibrierten Bewegungsinformationen werden basierend auf dem Längenfaktor berechnet.
In einigen Ausführungsformen kann ein Referenz-Geografische-Koordinate gemäß dem Referenzort erhalten werden und der kalibrierte Ort kann basierend auf der Referenz-Geografische-Koordinate in kalibrierte geographische Längen- und Breitengrade transformiert werden. Es sei angemerkt, dass auch in einigen Ausführungsformen ein Fehlerwert basierend auf Genauigkeit der geografischen Ortsmesswerte berechnet werden kann, wobei die Genauigkeit basierend auf Messwerte von einem GPS-Empfänger bestimmt wird, der GPS-Satelliten-Funksignale von einer GPS-Satellitenkonstellation über Antennen empfangt.
Wie oben erwähnt, kann ein Hybridortungsverfahren durch ein elektronisches Gerät (wie dargestellt in 7) umgesetzt werden, das eine Verarbeitungseinheit mit einer Verarbeitungsschaltung, eine Absolut-Ortungsvorrichtung mit einer Schaltung und konfiguriert, um eine absolute Position zu bestimmen, und einer Relativ-Ortungsvorrichtung enthält mit Sensoren und konfiguriert, um eine relative Position der elektronischen Vorrichtung zu bestimmen. Mit einem solchen Gerät kann die Verarbeitungseinheit in einem Immer-An-Modus betrieben werden, um periodisch Sensormesswerte von der Relativ-Ortungsvorrichtung abzurufen, während die Absolut-Ortungsvorrichtung in einem Energiesparmodus betrieben wird. So konfiguriert, falls anfängliche Bewegungsinformationen einer Ortsaktualisierungsbedingung entsprechen, kann die Absolut-Ortungsvorrichtung durch die Verarbeitungseinheit in einen Ortsinformations-Erlangungsmodus umgeschaltet werden. Nachdem Referenzortsinformationen durch die Verarbeitungseinheit berechnet wurden, kann die Absolut-Ortungsvorrichtung wieder zurück in den Stromsparmodus geschaltet werden. Es soll beachtet werden, dass das Zeitintervall zum Aufrechterhalten der Absolut-Ortungseinrichtung in dem Ortsinformations-Erlangungsmodus typischerweise wesentlich kleiner als das Zeitintervall ist, während dem die Verarbeitungseinheit Sensormesswerte von der Relativ-Ortungsvorrichtung abruft, um so den Stromverbrauch zu reduzieren.
13A und 13B stellen ein Flussdiagramm eines Hybridpositionsbestimmungsverfahrens gemäß einer weiteren exemplarischen Ausführungsform dar. Insbesondere kann das Hybridpositionsbestimmungsverfahren durch ein elektronisches Gerät angewendet werden, das zum Sammeln geographischer Ortsmesswerte und Sensormesswerte, die mit dem elektronischen Gerät assoziiert sind, in der Lage ist.
Beginnend mit der Beschreibung unter Bezugnahme auf 13A, kann das Verfahren 900 als mit Block 802 beginnend ausgelegt werden, in dem anfängliche Ortsinformationen erhalten werden. Beispielsweise kann dies das Sammeln eines Sets von GPS-Informationen (z. B. ein Satz von fünf Messwerte) und das Auswählen einer der Messwerte zur Benutzung enthalten, falls bestimmt wird, dass diese genau ist. In Block 904 wird eine Bestimmung durchgeführt, ob eine Ortsaktualisierungsbedingung erfüllt ist. In einigen Ausführungsformen kann diese eine oder mehrere verschiedene Schwellenwertvergleiche enthalten, wie beispielsweise bestimmen, ob eine nicht-gerade Gehdistanz einem ersten Schwelle entspricht (beispielsweise 3 Meter), ob eine geradlinige Gehdistanz einem zweiten Schwellenwert entspricht (z. B. 15 m), oder ob eine Zeit (z. B. 5 Minuten) ohne Bewegung verstrichen ist. Wenn die Aktualisierungsbedingung erfüllt ist, kann der Prozess zu Block 906 fortfahren.
Bei Block 906 werden geographische Ortsmesswerte erlangt (z. B. werden 5 GPS-Messwerte genommen). Dann geht der Prozess weiter zu Riegel bzw. Block 908, in dem GPS-Position, Kurs und Länge berechnet werden. In einigen Ausführungsformen kann die letzte GPS-Ablesung verwendet werden, wenn die Genauigkeit der Ablesung beurteilt wurde. Das Verfahren geht dann weiter zu Block 910, in dem eine Bestimmung gemacht wird, ob eine Schrittzählung bzw. -Anzahl einem Schwellenwert entspricht. Zum Beispiel kann die Schrittanzahl auf 8 Schritte eingestellt werden, unter zahlreich anderen Möglichkeiten. Es sei angemerkt, dass der Prozess auch zu blockieren 910 fortfahren kann als Reaktion auf die Bestimmung, dass eine Ortsaktualisierungsbedingung im Block 904 nicht erfüllt ist.
Wenn die Schrittanzahl dem Schwellenwert entspricht, geht der Prozess weiter zum Block 912, in welchem eine PDR-Länge basierend auf der GPS-Länge korrigiert wird. Dann wird in Block 914 eine PDR-Entfernung, Richtung und Drehung berechnet. Danach geht der Prozess weiter zu Block 916, in welchem Ortsinformationen korrigiert werden, basierend auf PDR-Entfernung und Richtung. Man beachte auch, dass Ortsinformationen korrigiert werden, falls die Bestimmung in dem Block 910 gemacht wird, dass die Schrittanzahl den Schwellenwert nicht überschritten hat.
Mit Bezug auf 13B ist eine Glättungsfunktion dargestellt. Insbesondere nach dem Block 916 (13A) geht der Prozess weiter zum Block 918, in dem eine Bestimmung gemacht wird, ob ein Orts-Offset mit einem ersten Offset-Schwellenwert entspricht (beispielsweise 500 Meter). Wenn der Orts-Offset den ersten Offset-Schwellenwert entspricht, geht der Prozess weiter zum Block 920, in dem die Prozedur zum Erhalten von Ortsinformationen neu initialisiert wird und der Prozessablauf zu Block 904 zurückkehrt, wie angegeben ist. Falls jedoch der Orts-Offset nicht dem ersten Offset-Schwellenwert entspricht, geht der Prozess weiter zu Block 922, in dem eine Bestimmung gemacht wird, ob der Orts-Offset einem zweiten Offset-Schwellenwert entspricht (z. B. 30 Meter). Wenn der Orts-Offset dem zweiten Offset-Schwellenwert entspricht, geht der Prozess weiter zum Block 924, in dem die Ortsinformationen in Richtung der GPS-Position korrigiert werden, um einen ersten Abstand pro Schritt (beispielsweise 5 Meter pro Schritt). Wenn jedoch der Orts-Offset dem zweiten Offset-Schwellenwert nicht entspricht, geht der Prozess weiter zu Block 926.
In Block 926 wird eine Bestimmung durchgeführt, ob der Orts-Offset einem dritten Offset-Schwellenwert entspricht (z. B. 10 Meter). Falls der Orts-Offset dem dritten Offset-Schwellenwert entspricht, geht der Prozess weiter zum Block 928, in dem die Ortsinformationen in Richtung der GPS-Position korrigiert werden, um einen zweiten Abstand pro Schritt (beispielsweise 0,5 Meter pro Schritt). Falls jedoch der Orts-Offset dem zweiten Offset-Schwellenwert nicht entspricht, geht der Prozess weiter zu Block 930. Man beachte auch, dass der Prozess nach Block 924 und nach der Bestimmung in Block 926, dass der Orts-Offset dem dritten Offset-Schwellenwert nicht entspricht, zu Block 930 weiter gehen kann. Im Block 930 wird eine Bestimmung durchgeführt, ob ein Abweichungswinkel einen Schwellenwert entspricht (beispielsweise 3 Grad). Falls der Abweichungswinkel dem Schwellenwert entspricht, geht der Prozess weiter zum Block 932, in dem die Ortsinformationen in Richtung des GPS-Kurses korrigiert werden, wie etwa um 30%. Der Prozess kann dann zurück zu Block 904 gehen und wie oben beschrieben fortfahren. Zusätzlich kann der Prozess nach der Korrektur in Richtung des GPS-Kurses in Block 932 zu Block 904 fortfahren.
Die Offenbarung stellt auch ein nichtflüchtiges computerlesbares Medium bereit, das ein Computerprogramm aufzeichnet bzw. enthält, das in ein elektronisches Gerät geladen werden kann, um die Schritte des vorgeschlagenen Verfahrens auszuführen. Das Computerprogramm ist aus einer Vielzahl von Programmbefehlen zusammengesetzt (beispielsweise ein Organigramm, eine Festlegungsprogrammanweisung, eine Tabelle zur Bestätigung einer Programmanweisung, eine Einstellungsprogrammanweisung und eine Entfaltungsprogrammanweisung, etc.), und diese Programmanweisungen werden in das elektronische Gerät geladen und von durch dieses ausgeführt, um verschiedene Schritte des vorgeschlagenen Verfahrens zu erreichen.
Die Vorteile des vorgeschlagenen Verfahrens können enthalten, sind aber nicht beschränkt auf, Maximieren von Genauigkeit und Reichweite für die Ortung und Bereitstellen einer glatte Bewegungsspur auf einer Karte, wobei der Energieverbrauch auf einem Minimum gehalten wird durch die Integration der beiden oben genannten Techniken.
Kein Element, keine Handlung oder Anweisung in der detaillierten Beschreibung der offenbarten Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung sollte als geographisch kritisch oder wesentlich für die Offenbarung ausgelegt werden es sei denn es wird explizit als solches beschrieben. Ebenso kann wie hierin verwendet jeder der unbestimmten Artikel „ein”, „eine”, „einer” und „eines” mehr als ein Element beinhalten. Wenn nur ein einziges Element vorgesehen ist, würden die Begriffe „eine einzige” oder ähnliche Sprache verwendet werden. Des Weiteren sind die Begriffe „irgendeines von” gefolgt von einer Auflistung einer Vielzahl von Gegenständen und/oder einer Vielzahl von Kategorien von Elementen, wie hier verwendet, so gemeint, dass sie „irgendeines von”, „eine beliebige Kombination aus”, „beliebige Vielfache” und/oder „eine beliebige Kombination von Vielfachen der Einzelteile und/oder der Kategorien von Elementen”, einzeln oder in Verbindung mit anderen Gegenständen und/oder anderen Kategorien von Elementen enthalten. Weiterhin soll der Begriff „Set” oder „Satz” eine beliebige Anzahl von Elementen enthalten, einschließlich null. Ferner, wie er hierin verwendet wird, soll der Ausdruck „Zahl” bzw. „Anzahl” eine beliebige Anzahl enthalten, einschließlich null.

Claims

Hybridortungsverfahren für ein elektronisches Gerät (100, 340, 500, 1100, 1200, 2200), das in der Lage ist, geographische Ortsmesswerte zu sammeln und Sensormesswerte zu sammeln, die mit dem elektronischen Gerät (100, 340, 500, 1100, 1200, 2200) assoziiert sind, wobei das Verfahren umfasst: Erhalten von anfänglichen Ortsinformationen; Berechnen von anfänglichen Bewegungsinformationen basierend auf den Sensormesswerten; Berechnen von geschätzten Ortsinformationen basierend auf den anfänglichen Bewegungsinformationen und den anfänglichen Ortsinformationen; Erlangen von geographischen Ortsmesswerten, falls eine Ortsaktualisierungsbedingung erfüllt ist; Erzeugen von Referenzortsinformationen basierend auf den erlangten geographischen Ortsmesswerten; Vergleichen der abgeschätzten Ortsinformationen mit den Referenzortsinformationen, um Abweichungsinformationen zu erhalten; Berechnen von kalibrierten Bewegungsinformationen basierend auf den geschätzten Ortsinformationen und den Abweichungsinformationen; und Berechnen von kalibrierten Ortsinformationen basierend auf den Abweichungsinformationen, den kalibrierten Bewegungsinformationen und den geschätzten Ortsinformationen.
Verfahren gemäß Anspruch 1, umfassend: Vergleichen der anfänglichen Ortsinformationen und der abgeschätzten Ortsinformationen; Berechnen einer Differenz zwischen den anfänglichen Ortsinformationen und den abgeschätzten Ortsinformationen; Bestimmen, ob die Ortsaktualisierungsbedingung erfüllt ist, basierend auf der Differenz; wobei die Ortsaktualisierungsbedingung erfüllt ist, wenn wenigstens eines von: einem Entfernungswert, einen Entfernungs-Drehungs-Wert oder einem Zeitwert einem Entfernungsschwellenwert, einem Entfernungs-Drehungs-Schwellenwert bzw. einem Zeitschwellenwert entspricht.
Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei: der Entfernungs-Drehungs-Schwellenwert einer Entfernungskomponente und einem Drehwinkel entspricht; und der Entfernungsschwellenwert, der einer geradlinigen Entfernung entspricht, länger ist; als die Entfernungskomponente des Entfernungs-Drehungs-Schwellenwerts.
Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei der Zeitschwellenwert einer Zeitdauer entspricht, die beginnt, wenn die geographischen Ortsmesswerte zuletzt aktualisiert wurden.
Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei die geographischen Ortsmesswerte eine Abfolge von geographischen Ortsmesswerten umfassen, wobei die abgeschätzten Ortsinformationen einen abgeschätzten Ort und ein abgeschätzter Kurs umfassen und das Verfahren weiterhin umfasst: Berechnen einer Varianz unter der Abfolge von geographischen Ortsmesswerten; Speichern eines letzten der Abfolge von geographischen Ortsmesswerten als einen Referenzort, falls die Varianz kleiner ist als ein Varianzschwellenwert; Vergleichen von wenigstens zwei der geographischen Ortsmesswerte, um einen Referenzkurs zu erhalten; und Vergleichen der abgeschätzten Ortsinformationen mit den Referenzortsinformationen, um die Abweichungsinformationen zu erhalten, wobei die Abweichungsinformationen einen Orts-Offset und eine Kursabweichung umfassen, die berechnet werden durch Vergleichen des abgeschätzten Orts und des Referenzorts bzw. Vergleichen des abgeschätzten Kurses mit dem Referenzkurs.
Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei die anfänglichen Bewegungsinformationen eine anfängliche Bewegungsentfernung und eine anfängliche Kursänderung umfassen, wobei die kalibrierten Bewegungsinformationen einen Glättungsbetrag, eine Glättungszählung und einen Glättungswinkel umfassen, wobei die kalibrierten Ortsinformationen einen kalibrierten Ort und einen kalibrierten Kurs umfassen und das Verfahren weiterhin umfasst: Berechnen einer Glättungszählung basierend auf dem Orts-Offset; Berechnen eines Glättungswinkels basierend auf dem Abweichungswinkel und der Glättungszählung; Berechnen des kalibrierten Kurses basierend auf dem Glättungswinkel und dem abgeschätzten Kurs; Berechnen des abgeschätzten Orts basierend auf dem anfänglichen Ort und dem kalibrierten Kurs; Berechnen eines Glättungsbetrags basierend auf den Abweichungsinformationen und der Glättungszählung; und Berechnen des kalibrierten Orts basierend auf dem Glättungsbetrag und dem abgeschätzten Ort.
Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei die geographischen Ortsmesswerte eine Abfolge von Ortsmesswerten umfassen und das Verfahren weiterhin umfasst: Auswählen von wenigstens zwei der Abfolge von geographischen Ortsmesswerten; Berechnen von wenigstens zwei vorherigen abgeschätzten Orten, wobei jeder der wenigstens zwei der Abfolge von geographischen Ortsmesswerten mit den wenigstens zwei vorherigen abgeschätzten Orten synchron sind; Berechnen eines Längenfaktors durch Vergleichen der wenigstens zwei vorherigen abgeschätzten Orte und den ausgewählten wenigstens zwei der Abfolge von geographischen Ortsmesswerten; und Berechnen der kalibrierten Bewegungsinformationen basierend auf dem Längenfaktor.
Verfahren gemäß Anspruch 5, weiterhin umfassend: Erhalten einer geografischen Referenzkoordinate gemäß dem Referenzort; und Umwandeln des kalibrierten Orts in kalibrierte geografische Länge und Breite basierend auf der geografischen Referenzkoordinate.
Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei: das Berechnen kalibrierter Ortsinformationen weiterhin umfasst Bestimmen, ob der Referenzort gesehen von dem abgeschätzten Kurs hinter dem abgeschätzten Ort liegt; und falls der Referenzort gesehen von dem abgeschätzten Kurs hinter dem abgeschätzten Ort liegt, Anwenden auf den abgeschätzten Ort einer Komponente des Orts-Offset, die eine Different zwischen dem abgeschätzten Ort und dem Referenzort ist, wobei die Komponente senkrecht zu einer Richtung des abgeschätzten Kurses ist.
Verfahren gemäß Anspruch 6, weiterhin umfassend Bilden einer Bewegungsspur basierend auf einer Abfolge von kalibrierten Orten.
Verfahren gemäß Anspruch 1, weiterhin umfassend Berechnen eines Fehlerwerts basierend auf einer Genauigkeit der geographischen Ortsmesswerte, wobei die Genauigkeit basierend auf Messwerten von einem GPS-Empfänger bestimmt wird, der GPS-Satellitenfunksingale von einer GPS-Satellitenkonstellation über Antennen empfängt.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das elektronische Gerät (500) eine Verarbeitungseinheit (530), eine Absolut-Ortungsvorrichtung (510) und eine Relativ-Ortungsvorrichtung (520) aufweist und das Verfahren weiterhin umfasst: Betreiben der Verarbeitungseinheit (530) in einem Immer-An-Modus, um periodisch Sensormesswerte von der Relativ-Ortungsvorrichtung (520) abzurufen; Betreiben der Absolut-Ortungsvorrichtung (510) in einem Stromsparmodus; falls die anfänglichen Bewegungsinformationen der Ortsaktualisierungsbedingung entsprechen, Umschalten der Absolut-Ortungsvorrichtung (510) in einen Ortsinformationserlangungsmodus durch die Verarbeitungseinheit (530); und nachdem der Referenzort durch die Verarbeitungseinheit (530) berechnet wurde, Umschalten der Absolut-Ortungsvorrichtung (510) in den Stromsparmodus, wobei ein erstes Zeitintervall zum Halten der Absolut-Ortungsvorrichtung (510) in dem Ortsinformationserlangungsmodus wesentlich kleiner ist als ein zweites Zeitintervall, während dem die Verarbeitungseinheit (530) Sensormesswerte von der Relativ-Ortungsvorrichtung (520) abruft, um so den Stromverbrau zu reduzieren.
Elektronisches Gerät (500), umfassend: eine Verarbeitungseinheit (530) mit einer Verarbeitungsschaltung; eine Absolut-Ortungsvorrichtung (510) mit einer Schaltung, wobei die Absolut-Ortungsvorrichtung (510) konfiguriert ist, um eine absolute Position des elektronischen Geräts zu bestimmen; und eine Relativ-Ortungsvorrichtung (520) mit Sensoren, wobei die Relativ-Ortungsvorrichtung (520) konfiguriert ist, um eine relative Position des elektronischen Geräts zu bestimmen, wobei die Verarbeitungseinheit (530) konfiguriert ist zum: Erhalten von anfänglichen Ortsinformationen von der Absolut-Ortungsvorrichtung (510); Berechnen von anfänglichen Bewegungsinformationen basierend auf Sensormesswerten der Sensoren der Relativ-Ortungsvorrichtung (520); Berechnen von geschätzten Ortsinformationen basierend auf den anfänglichen Bewegungsinformationen und den anfänglichen Ortsinformationen; Erlangen von geographischen Ortsmesswerten, falls die anfänglichen Bewegungsinformationen einer Ortsaktualisierungsbedingung entsprechen; Erzeugen von Referenzortsinformationen basierend auf den erlangten geographischen Ortsmesswerten, Vergleichen der abgeschätzten Ortsinformationen mit den Referenzortinformationen, um Abweichungsinformationen zu erhalten, Berechnen von kalibrierten Bewegungsinformationen basierend auf den Sensormesswerten und den Abweichungsinformationen; und Berechnen von kalibrierten Ortsinformationen basierend auf den kalibrierten Bewegungsinformationen und den abgeschätzten Ortsinformationen.
Elektronisches Gerät (500), umfassend: eine Verarbeitungseinheit (530) mit einer Verarbeitungsschaltung; eine Absolut-Ortungsvorrichtung (510) mit einer Schaltung, wobei die Absolut-Ortungsvorrichtung (510) konfiguriert ist, um eine absolute Position des elektronischen Geräts (500) zu bestimmen; und eine Relativ-Ortungsvorrichtung (520) mit Sensoren, wobei die Relativ-Ortungsvorrichtung (520) konfiguriert ist, um eine relative Position des elektronischen Geräts (500) zu bestimmen, wobei die Verarbeitungseinheit (530) konfiguriert ist, um in einem Immer-An-Modus betrieben zu werden, um periodisch Sensormesswerte von der Relativ-Ortungsvorrichtung (520) abzurufen; wobei die Absolut-Ortungsvorrichtung (510) konfiguriert ist, um in einem Stromsparmodus und in einem Ortsinformationserlangungsmodus betrieben zu werden, so dass, falls eine Ortsaktualisierungsbedingung erfüllt ist, die Absolut-Ortungsvorrichtung (510) in dem Ortsinformationserlangungsmodus betrieben wird, bis Referenzortsinformationen bestimmt wurden, wonach die Absolut-Ortungsvorrichtung (510) in dem Stromsparmodus betrieben wird.
Elektronisches Gerät (500) gemäß Anspruch 14, wobei die Verarbeitungseinheit (530) konfiguriert ist, um zu bestimmen, ob die Ortsaktualisierungsbedingung erfüllt ist.
Elektronisches Gerät (500) gemäß Anspruch 14, wobei die Verarbeitungseinheit (530) konfiguriert ist, um die Absolut-Ortungsvorrichtung (510) in den Ortsinformationserlangungsmodus und den Stromsparmodus umzuschalten.
Elektronisches Gerät (500) gemäß Anspruch 16, wobei ein erstes Zeitintervall zum Halten der Absolut-Ortungsvorrichtung in dem Ortsinformationserlangungsmodus wesentlich kleiner ist als ein zweites Zeitintervall, während dem die Verarbeitungseinheit (530) Sensormesswerte von der Relativ-Ortungsvorrichtung (520) abruft, um so den Stromverbrau zu reduzieren.
Hybridortungsverfahren, das an ein elektronisches Gerät (500) angepasst ist, das eine Verarbeitungseinheit (530), eine Absolut-Ortungsvorrichtung (510) und eine Relativ-Ortungsvorrichtung (520) umfasst, wobei das Verfahren umfasst: Betreiben der Verarbeitungseinheit (530) in einem Immer-An-Modus, um periodisch Sensormesswerte von der Relativ-Ortungsvorrichtung (520) abzurufen; Betreiben der Absolut-Ortungsvorrichtung (510) in einem Stromsparmodus und in einem Ortsinformationserlangungsmodus, so dass, falls eine Ortsaktualisierungsbedingung erfüllt ist, die Absolut-Ortungsvorrichtung (510) in dem Ortsinformationserlangungsmodus betrieben wird, bis Referenzortinformationen bestimmt wurden, wonach die Absolut-Ortungsvorrichtung (510) im Energiesparmodus betrieben wird, wobei die Referenzortsinformationen verwendet werden, um einen aktuellen Ort des elektronischen Geräts (500) zu bestimmen.