傳感器的采樣率下），因為消除不確定性方 法在這些時間點處確實作出錯誤決定。然而，如早前所提到的，這些對導航解決方案的總體 影響是較小的。室內的持續時間稍大于1.5分鐘，并且最大定位誤差在6米內。室內部分 沒有GPS并且其沒有任何其它形式的絕對導航信息，但其是利用來自所提出方法的未對準 確定的僅傳感器導航。
[0222] 圖14和圖15示出了第五軌跡的結果。圖14示出了定位結果，而圖15示出了設 備航向、橫搖和縱搖以及設備和行人之間的未對準。該軌跡示出了當手機被放在用戶背包 中時的未對準技術的性能。在該軌跡中，用戶開始在有GPS的室外，接著走進與先前軌跡相 同的辦公大樓的室內，并且在大樓中的相同走廊中的兩個矩形中行走，接著再次走出去，因 此用戶在八字形的一側上行走。用戶以手機被手持在發短信縱向上開始并進入大樓并在大 樓內的一個矩形中行走，接著在開始第二個矩形之前，用戶將設備放進背包中并在另一個 矩形中行走，并且最后他在設備仍在背包中的情況下走到大樓外。圖15示出了這些不同周 期連同在每個周期期間的姿態角和未對準角。當用戶將手機放進背包中并將其從背包中取 出的周期也可在圖15中看出，以及它們對導航解決方案的影響可在圖14中看出。當手機 被放在背包中時，隨著橫搖角從O變到90度，未對準角從O度變到-90度。在發短信縱向 期間的未對準角接近〇度，并且最后在攜帶在背包中期間未對準是-95度左右。該軌跡具 有其中未對準可使瞬時值錯誤180度的少數時間點，因為消除不確定性方法在這些時間點 處確實作出錯誤決定。然而，如早前所提到的，這些對導航解決方案的總體影響是較小的。 室內的持續時間稍大于3分鐘，并且最大定位誤差在深室內導航中是在7米內。室內部分 沒有GPS并且其沒有任何其它形式的絕對導航信息，但其是利用來自所提出方法的未對準 確定的僅傳感器導航。
[0223] 示例4 _帶平板電腦行走的結果
[0224] 本示例呈現兩個軌跡來示出對于平板電腦的未對準估算技術的性能。軌跡覆蓋具 有不同未對準角的不同平板電腦使用情況。
[0225] 請注意，對于平板電腦，縱向和橫向的定義與手機不同。對于平板電腦，橫向具有 〇度的未對準，而不是手機的±90度。平板電腦中的縱向具有90或-90度的未對準，而不 是手機的〇度。
[0226] 圖16和圖17示出了第六軌跡的結果。圖16示出了定位結果，而圖17示出了設 備航向、橫搖和縱搖以及設備和行人之間的未對準。該軌跡示出了當平板電腦在不同使用 情況中使用時的未對準技術的性能。在該軌跡中，用戶開始在有GPS的室外，接著走進與先 前軌跡相同的辦公大樓的室內，并且在大樓中的相同走廊中的三個矩形中行走，接著再次 走出去，因此用戶在八字形的一側上行走。用戶以平板電腦被手持在發短信橫向上開始，接 著在室外切換到懸擺并在懸擺的情況下進入大樓并在大樓內的一個矩形中行走，第二個矩 形用戶切換到發短信橫向并且在最后一個矩形期間用戶將設備取向改變成發短信縱向并 走到大樓外，并且最后再次將設備改變成發短信橫向。圖17示出了這些不同周期連同在每 個周期期間的姿態角和未對準角。未對準角在發短信橫向期間接近〇度，在懸擺期間也是 接近〇度，在發短信橫向期間是〇度，在發短信縱向期間接近-90度，并且最后在發短信橫 向期間再次接近〇度。該軌跡具有其中未對準可使瞬時值錯誤180度的少數時間點，因為 消除不確定性方法在這些時間點確實作出錯誤決定。然而，如早前所提到的，這些對導航解 決方案的總體影響是較小的。室內的持續時間稍大于4分鐘，并且最大定位誤差在深室內 導航中是在8. 5米內。室內部分沒有GPS并且其沒有任何其它形式的絕對導航信息，但其 是利用來自所提出方法的未對準確定的僅傳感器導航。
[0227] 圖18和圖19示出了第七軌跡的結果。圖18示出了定位結果，而圖19示出了設備 航向、橫搖和縱搖以及設備和行人之間的未對準。該軌跡示出了當平板電腦被放在用戶背 包中時的未對準技術的性能。在該軌跡中，用戶開始在有GPS的室外，接著走進與先前軌跡 相同的辦公大樓的室內，并且在大樓中的相同走廊中的兩個矩形中行走，接著再次走出去， 因此用戶在八字形的一側上行走。用戶以平板電腦被手持在發短信橫向開始，接著在大樓 外將平板電腦移到用戶背包中，并且在平板電腦在背包中的情況下進入大樓并在大樓內的 兩個矩形中行走，并且在使平板電腦在背包中的情況下走出大樓外。圖17示出了這些不同 周期連同在每個周期期間的姿態角和未對準角。未對準角在發短信橫向期間接近〇度，在 懸擺期間也接近0度，在發短信縱向期間是0度，并且最后在背包期間接近90度。室內的 持續時間稍大于2分鐘，并且最大定位誤差在10米內。室內部分沒有GPS并且其沒有任何 其它形式的絕對導航信息，但其是利用來自所提出方法的未對準確定的僅傳感器導航。
[0228] 示例5 _帶手表行走的結果
[0229] 呈現一個軌跡來說明對于智能手表的未對準估算技術的性能。軌跡覆蓋具有不同 未對準角的不同智能手表使用情況。請注意，對于智能手表，觀看使用情況指的是看時間。
[0230] 圖20和圖21示出了第八軌跡的結果。圖20示出了定位結果，而圖21示出了設 備航向、橫搖和縱搖以及設備和行人之間的未對準。該軌跡示出了當手表被保持在用戶的 左手中時的未對準技術的性能。在該軌跡中，用戶在沒有GPS的室內開始，并在大樓中的相 同走廊中的兩個矩形中行走接著停下來，因此用戶在八字形的一側上行走。用戶以觀看手 表（查看時間）開始，接著在懸擺的情況下移成正常行走。圖21示出了這些不同周期連同 在每個周期期間的姿態角和未對準角。未對準角在觀看期間接近0度，并且在懸擺期間接 近-170度。測試持續時間在1.5分鐘左右，并且最大定位誤差在5米內。在測試期間，沒 有對GPS的訪問或任何其它形式的絕對導航信息，但其是利用來自所提出方法的未對準確 定的僅傳感器導航。
[0231] 示例6 _帶智能手機跑步的結果
[0232] 下面的示例給出三個軌跡來呈現對于在跑步期間的智能手機使用情況的未對準 估算技術的性能。這些軌跡覆蓋具有不同未對準角的不同跑步手機使用情況。
[0233] 圖22示出了第九軌跡的結果。圖22示出了在跑步期間的設備航向、橫搖和縱搖 以及設備和行人之間的未對準。該軌跡示出了當用戶沿直線跑步時的手機拴系在手臂上的 使用情況，這可在圖22中看出，因為航向在該軌跡期間是固定的。在該軌跡期間，用戶將手 機固定到他/她的左臂，其中屏幕面向身體外并且揚聲器指向向上。該軌跡示出了當用戶 將手機固定到他/她的左臂上時的跑步活動。圖22示出了此周期連同在該周期期間的姿 態角和未對準。在該軌跡期間的未對準角接近95度。如在先前軌跡中所注意的，在很少的 時間點中，未對準可使瞬時值錯誤180度，因為消除不確定性方法在這些時間點處確實作 出錯誤決定。
[0234] 圖23示出了第十軌跡的結果。圖23示出了在跑步期間的設備航向、橫搖和縱搖 以及設備和行人之間的未對準。該軌跡示出了當用戶沿直線跑步時的手機口袋使用情況， 這可在圖23中看出，因為航向在軌跡期間是固定的。在該軌跡期間，用戶將手機放進他/ 她的口袋中，其中屏幕面對用戶身體并且揚聲器指向向上。該軌跡示出了當用戶有手機在 他/她的右褲子口袋中時的跑步活動。圖23示出了此周期連同在該周期期間的姿態角和 未對準。在該軌跡期間的未對準角接近40度。如在先前軌跡中所注意的，在很少的時間點 中，未對準可使瞬時值錯誤180度，因為消除不確定性方法在這些時間點處確實作出錯誤 決定。
[0235] 圖24示出了第十一軌跡的結果。圖24示出了在跑步期間的設備航向、橫搖和縱 搖以及設備和行人之間的未對準。該軌跡示出了當用戶沿直線跑步時的手機拴系在腿上的 使用情況，這可在圖24中看出，因為航向在該軌跡期間是固定的。在該軌跡期間，用戶將手 機固定到他/她的右腿，其中屏幕面向身體外并且揚聲器指向向上。該軌跡示出了當用戶 將手機固定到他/她的右腿上時的跑步活動。圖24示出了此周期連同在該周期期間的姿 態角和未對準。在該軌跡期間的未對準角接近95度。如在先前軌跡中所注意的，在很少的 時間點中，未對準可使瞬時值錯誤180度，因為消除不確定性方法在這些時間點處確實作 出錯誤決定。
[0236] 上述實施例和技術可以在軟件中被實施為各種互連的功能塊或不同的軟件模塊。 然而，這并不是必須的，并且可以存在以下情況：這些功能塊或模塊等效地聚集成具有不清 晰邊界的單個邏輯設備、程序或操作。在任何情況下，實現上述實施例或接口的各特征的功 能塊和軟件模塊可通過它們本身來實現或結合其它硬件或軟件操作來實現被完全實現在 設備內或連同該設備以及與該設備通信的其它處理器啟用的設備（諸如服務器）來實現。
[0237] 雖然已經示出并描述了幾個實施例，但本領域技術人員應當理解，可以對這些實 施例作出各種改變和修改而沒有改變或背離它們的范圍、意圖或功能。前面說明書中所用 的術語和表達在本文中已經用作描述而非限制的術語，并且使用這些術語和表達不旨在排 除所示出并描述的特征或其部分的等效物，要認識到，本發明僅由所附權利要求書來定義 和限制。
【主權項】
1. 一種用于確定設備和行人之間的未對準的方法，其中所述設備包括三軸加速度計， 所述方法包括以下步驟： a) 通過將三軸加速度計讀數變換成經分級的垂直加速度計讀數分量以及第一和第二 水平加速度分量來從所述三軸加速度計的讀數計算多個經分級的加速度計讀數； b) 從所述經分級的垂直加速度計讀數分量中生成垂直加速度分量； c) 通過對所述第一和第二水平加速度分量應用最大可能方差技術來計算沿軌角； d) 確定所述設備的使用情況； e) 基于所述使用情況來檢測所述沿軌角中的180度誤差是否存在；以及 f) 從所述沿軌角以及如果存在的話，所述180度誤差計算未對準角。2. -種用于確定設備和行人之間的未對準的方法，其中所述設備包括三軸加速度計， 所述方法包括以下步驟： a) 通過將三軸加速度計讀數變換成經分級的垂直加速度計讀數分量以及第一和第二 水平加速度分量來從所述三軸加速度計的讀數計算多個經分級的加速度計讀數； b) 從所述經分級的垂直加速度計讀數分量中生成垂直加速度分量； c) 對所述第一和第二水平加速度分量應用主分量分析； d) 使用所述主分量分析的輸出來計算沿軌角； e) 使用所述沿軌角來變換所述水平加速度分量以生成沿軌加速度分量和跨軌加速度 分量； f) 確定所述設備的使用情況； g) 基于所述使用情況、所述沿軌加速度分量和所述垂直加速度分量來檢測所述沿軌角 中的180度誤差是否存在；以及 h) 從所述沿軌角以及如果存在的話，所述180度誤差計算未對準角。3. -種用于確定設備和行人之間的未對準的方法，其中所述設備包括三軸加速度計， 所述方法包括以下步驟： a) 通過將三軸加速度計讀數變換成經分級的垂直加速度計讀數分量以及第一和第二 水平加速度分量來從所述三軸加速度計的讀數計算多個經分級的加速度計讀數； b) 從所述經分級的垂直加速度計讀數分量中生成垂直加速度分量； c) 對所述第一和第二水平加速度分量應用主分量分析； d) 使用所述主分量分析的輸出來計算沿軌角； e) 使用所述沿軌角來變換所述第一和第二水平加速度分量以生成沿軌加速度分量和 跨軌加速度分量； f) 確定所述設備的使用情況； g) 基于所述使用情況、所述沿軌加速度分量和所述垂直加速度分量來檢測180度誤差 是否存在于所述沿軌角中，或者宣布無決定；以及 h) 假使g)沒有宣布無決定，從所述沿軌角以及如果存在的話，所述180度誤差計算未 對準角。4. 如權利要求2或3中的一項所述的方法，其特征在于，180度誤差是否存在于所述沿 軌角中的檢測進一步基于選自下列的下面的分量中的一個或多個：所述跨軌加速度分量、 所述第一和第二水平加速度分量的大小或所述第一和第二水平加速度分量以及所述垂直 加速度分量的大小。5. 如權利要求3所述的方法，其特征在于，如果所述方法宣布無決定，則進一步使用緩 沖的信息來計算所述未對準角。6. 如權利要求1、2、3、4或5中任一項所述的方法，其特征在于，所述方法可進一步包括 使用自包含的信息來增強所述未對準角。7. 如權利要求1、2、3、4、5或6中任一項所述的方法，其特征在于， 所述方法可進一步包括根據絕對導航信息來增強所計算出的未對準角。8. 如權利要求1、2、3、4、5、6或7中任一項所述的方法，其特征在于，所述方法可進一步 包括計算所計算出的未對準角的標準差。9. 一種由行人便攜的設備，所述設備包括： a. 三軸加速度計；以及 b. 處理器，所述處理器被耦合成接收來自所述三軸加速度計的讀數，并且可操作以確 定所述設備和所述行人之間的未對準，其中所述處理器可操作以： i) 通過將三軸加速度計讀數變換成經分級的垂直加速度計讀數分量以及第一和第二 水平加速度分量來從所述三軸加速度計的讀數計算多個經分級的加速度計讀數； ii) 從所述經分級的垂直加速度計讀數分量中生成垂直加速度分量； iii) 通過對所述第一和第二加速度分量應用最大可能方差技術來計算沿軌角； iv) 確定所述設備的使用情況； V)基于所述使用情況來確定所述沿軌角中的180度誤差是否存在；以及 vi)從所述沿軌角以及如果存在的話，所述180度誤差計算未對準角。
【專利摘要】本公開涉及用于確定設備和行人之間的未對準的方法和裝置，其中行人能夠以受約束或不受約束的方式沿不同取向攜帶、保持或使用該設備，并且其中該設備包括傳感器組件。該設備中的傳感器可以是例如加速度計、陀螺儀、磁力計、氣壓計以及其它。這些傳感器具有傳感器的軸的相應的坐標系。設備和行人之間的未對準意味著設備中的傳感器組件的坐標系與行人的坐標系之間的未對準。不論存在還是不存在絕對導航信息更新(諸如，例如，全球導航衛星系統(GNSS)或WiFi定位)，本方法和裝置都可以工作。
【IPC分類】G01B21/24, G01C25/00
【公開號】CN105074381
【申請號】CN201480017191
【發明人】A·阿里, H-W·常, J·喬吉, Z·塞德, C·古多爾
【申請人】可信定位股份有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2014年1月21日
【公告號】EP2946167A1, US20150354951, WO2014110672A1