專利名稱：用于構建和利用信標位置數據庫的裝置和方法
技術領域：
本發明一般涉及定位無線電子設備的位置。更具體地，本發明涉及構建和利用信標位置數據庫用于建筑物內的客戶端設備位置的發現的技術。
背景技術：
快速增長的對基于位置的服務的興趣已經增大了對比以往更精確的定位系統的需要。全球定位系統(GPS)已經成為用于確定在地球上任何地方人和目標的位置的實際上 的標準。然而，GPS有一個主要的限制弱信號不傳播進入建筑物內。因此，期望開發允許建筑物內的設備位置發現的技術。
發明內容
一種支持建筑物內的客戶端設備位置發現的方法包括將建筑物位置坐標歸結于(ascribe)建筑物內的信標。建筑物位置坐標被轉換為物理位置坐標。用支持位置分辨的至少一個附加參數擴充物理位置坐標。客戶端設備與位于建筑物內的訪問信標通信。還訪問特征化訪問信標的物理位置的信標位置數據庫。基于訪問信標的物理位置計算客戶端設備的物理位置。
結合以下連同附圖進行的詳細描述將更充分地理解本發明，其中圖I圖示根據本發明實施例配置的系統。圖2圖示與本發明實施例相關聯的處理操作。圖3圖示與建筑物的樓層平面圖相關聯的信標位置信息。圖4圖示根據本發明實施例的信標位置信息的規格化。圖5圖示根據本發明實施例的根據正北方位的信標位置信息的規格化。遍及附圖的若干視圖，同樣的參考數字指代對應的部分。
具體實施例方式圖I圖示根據本發明實施例配置的系統100。系統100包括至少一個無線客戶端設備102 (圖示為客戶端設備1021到102N)和至少一個服務器104 (圖示為服務器1041到104N)，其根據無線協議通信。該系統還包括一組信標1061到106N，其支持根據無線協議的無線通信。每個信標是以指定無線電頻率發送連續的或周期的無線電信號的發送器。例如，在Wi-Fi (使用IEEE 802. lla/b/g/n規范的無線局域網)領域，術語信標指來自無線接入點的具體數據傳輸，其攜帶服務集標識(SSID)、信道編號和安全協議。該傳輸不包含另一Wi-Fi設備的鏈路層地址，所以其可以由任何客戶端接收。每個客戶端設備102包括標準組件，諸如中央處理單元110，其經由總線114與輸入/輸出設備112通信。輸入/輸出設備112可以包括鍵盤和顯示器。無線接口電路116也連接到總線114以支持無線通信。存儲器120也連接到總線114。存儲器120包括支持與本發明相關聯的操作的可執行指令。例如，存儲器120存儲支持無線通信操作的通信模塊122。存儲器120還存儲位置計算模塊124，該模塊執行允許客戶端設備發現其在建筑物內的位置的操作。服務器104也包括標準組件，諸如經由總線162連接到輸入/輸出設備164的中央處理單元160。網絡接口電路166也連接到總線162。網絡接口電路166支持與有線或無線設備的聯網通信。服務器104還包括連接到總線162的存儲器170。存儲器170存儲實現本發明的操作的可執行指令。在一實施例中，存儲器170存儲建筑物信息建模(BIM)工具。BIM工具生成和管理建筑物數據。典型地，BIM工具使用三維、實時、動態建筑物建模 軟件來提高建筑物設計和建造的生產率。BM工具特征化建筑物幾何形狀、空間關系、地理信息、以及建筑物組件的數量和特性。根據本發明，補充BM工具以包括信標位置信息。在一實施例中，信標位置計算模塊174補充BIM工具。信標位置計算模塊174包括計算位于建筑物內的信標的物理位置的可執行指令。換句話說，從與BIM工具相關聯的建造文件或模型提取信標的建筑物位置坐標。這些坐標隨后由信標位置計算模塊轉換為物理位置坐標(例如，全球定位坐標)。這得到特征化信標位置的信標數據庫176。信標數據庫176還可以包括支持客戶端位置分辨的附加信息，如下所討論的。存儲器170還存儲支持與無線客戶端102通信的通信模塊178。在一實施例中，存儲器170還存儲客戶端位置計算模塊180，其用于計算建筑物內的客戶端設備的位置。客戶端位置計算模塊180依賴于客戶端設備提供的信標信息。客戶端位置計算模塊180可以利用比客戶端設備上可用的更復雜的定位計算。客戶端位置隨后可以傳回到客戶端設備。此夕卜，客戶端位置計算模塊180可以用于填充(populate)客戶端位置數據庫182。該數據庫跟蹤建筑物內客戶端設備的位置。圖2圖示與本發明實施例相關聯的處理操作。最初，建筑物位置坐標被歸結于信標200。優選地，BM工具172用于提供對于信標的建筑物位置坐標。可替代地，可以構建單獨的數據庫以存儲該信息。建筑物位置坐標隨后轉換為物理位置坐標202。可以使用多種轉換技術。在本發明的一實施例中，將極坐標規格化為正北方位。轉換還可以包括將全球定位系統(GPS)坐標歸結于每個信標。優選用支持位置分辨的至少一個附加參數擴充物理位置坐標，如下面討論的。客戶端設備102隨后與信標通信206。例如，圖I的客戶端設備1021可以與位于建筑物內的信標1061到106N通信。還訪問信標數據庫208。信標數據庫176的版本可以在客戶端設備中。可替代地，按照需要，來自信標數據庫176的相關信息可以從服務器1041傳遞到客戶端設備1021。然后計算設備位置210。典型地，客戶端設備1021將使用位置計算模塊124計算其位置。特別地，位置計算模塊124依賴于鄰近信標的物理位置來計算其位置。可替代地，客戶端可以傳遞關于鄰近信標的信息到服務器104，該服務器計算客戶端設備的位置，隨后將位置信息傳遞到客戶端設備。該方法的優點是其均衡了服務器的計算能力。因此，更復雜或動態的位置計算可以用于確定位置。例如，計算可以考慮建筑物內的建造材料，或者使用建筑物信息模型中存儲的先進的無線熱圖。服務器104可以隨著其計算客戶端位置，維護客戶端位置數據庫182。可替代地，通過使每個客戶端設備周期地報告其位置，可以維護客戶端位置數據庫182。客戶端位置數據庫182支持基于位置的服務。因此，例如，商業街中的客戶端設備可以接收關于該商業街中商店的減價信息。參考具體示例更全面地理解本發明的操作。建筑物內無線信標的位置用BM工具指定。典型的BIM工具允許用戶將可計算信息附接到表示建筑物和建筑物內包含的對象的表面、邊緣和體積。圖3示出BM工具定義的樓層平面圖300。拖拽工具允許定位樓層平面圖300上的信標302。結果，自動向信標分配建筑物位置坐標。考慮以下具有三個信標(AP1、AP2和AP3)和關聯坐標的示例。
權利要求
1.一種識別建筑物內的客戶端設備的物理位置的方法，包括 與位于建筑物內的訪問信標通信； 訪問特征化訪問信標的物理位置的信標位置數據庫；以及 基于訪問信標的物理位置計算客戶端設備的物理位置。
2.根據權利要求I的方法，還包括基于訪問信標的物理位置和附加參數計算客戶端設備的物理位置。
3.根據權利要求2所述的方法，其中附加參數選自信標制造商、信標模型編號、信標天線設計參數、以及信標功率輸出參數。
4.根據權利要求I所述的方法，其中基于訪問信標的物理位置計算客戶端設備的物理位置包括執行三邊測量計算。
5.根據權利要求I所述的方法，其中基于訪問信標的物理位置計算客戶端設備的物理位置包括執行自由空間路徑損失計算。
6.根據權利要求I所述的方法，其中基于訪問信標的物理位置計算客戶端設備的物理位置包括執行鏈路預算計算。
7.根據權利要求I所述的方法，其中通過客戶端設備執行通信、訪問和計算。
8.根據權利要求I所述的方法，其中通過服務器執行計算。
9.根據權利要求8所述的方法，還包括在服務器中存儲客戶端設備位置信息。
10.一種填充建筑物信息建模(BIM)工具以包括支持建筑物內的客戶端設備位置發現的信標位置信息的方法，包括 將建筑物位置坐標歸結于建筑物內的信標； 將建筑物位置坐標轉換為物理位置坐標；以及 用支持位置分辨的至少一個附加參數擴充物理位置坐標。
11.根據權利要求10所述的方法，其中轉換包括利用極矢量。
12.根據權利要求10所述的方法，其中轉換包括將全球定位系統(GPS)坐標歸結于建筑物內的信標。
13.根據權利要求10所述的方法，其中至少一個附加參數選自信標制造商、信標模型編號、信標天線設計參數、以及信標功率輸出參數。
14.根據權利要求10所述的方法，還包括將物理位置坐標和至少一個附加參數傳遞到建筑物內的客戶端設備。
15.根據權利要求10所述的方法，還包括在服務器中計算建筑物內的客戶端設備位置。
16.根據權利要求10所述的方法，還包括在服務器中存儲客戶端設備位置信息。
17.一種計算機可讀存儲介質，包括可執行指令，用以 將建筑物位置坐標歸結于建筑物內的信標； 將建筑物位置坐標轉換為物理位置坐標； 用支持位置分辨的至少一個附加參數擴充物理位置坐標；以及 將物理位置坐標和至少一個附加參數傳遞到建筑物內的客戶端設備。
18.根據權利要求17所述的計算機可讀存儲介質，其中至少一個附加參數選自信標制造商、信標模型編號、信標天線設計參數、以及信標功率輸出參數。
19.根據權利要求17所述的計算機可讀存儲介質，其中用以轉換的可執行指令包括用以利用極矢量的可執行指令。
20.根據權利要求19所述的計算機可讀存儲介質，其中用以轉換的可執行指令包括用以將全球定位系統(GPS)坐標歸結于建筑物內的信標的可執行指令。
全文摘要
支持建筑物內的客戶端設備位置發現的方法包括將建筑物位置坐標歸結于建筑物內的信標。將建筑物位置坐標轉換為物理位置坐標。用支持位置分辨的至少一個附加參數擴充物理位置坐標。客戶端設備與位于建筑物內的訪問信標通信。還訪問特征化訪問信標的物理位置的信標位置數據庫。基于訪問信標的物理位置計算客戶端設備的物理位置。
文檔編號G08B1/08GK102741892SQ201080052205
公開日2012年10月17日 申請日期2010年9月16日 優先權日2009年9月18日
發明者A.J.瑟里雷, D.A.馬克斯 申請人:蒂康公司