基于摄像头的GNSS环境检测器的制作方法

基于摄像头的gnss环境检测器
1.相关申请的交叉引用
2.本专利申请要求提交于2019年10月29日的标题为“camera-based gnss environment detector”的第16/666,848号非临时申请的优先权，该申请已转让给本技术的受让人，并通过引用将其全文明确结合在本文中。


背景技术：

3.移动电话、车辆和其他现代移动设备通常使用位置信息来提供各种类型的功能。很多时候，这些设备将使用全球导航卫星系统(gnss)，诸如全球定位系统(gps)和/或类似的基于卫星的定位技术来获得此定位信息。然而，问题在于，如果遮挡大部分天空，则gnss的性能会急剧下降。因此，这种情况频繁发生在大型建筑物经常遮挡部分天空的城市环境中，导致gnss提供的定位信息的精确度要低得多。反过来，这种不太精确的定位信息会导致移动设备的功能不佳。
4.gnss中的这些定位误差可能主要归因于接收到的卫星信号中的多路径误差。也就是说，卫星信号可能会从建筑物或其他物体上反射出去，并且可以通过更长的路径到达移动设备，从而导致严重的定位误差。因此，为了在城市场景和其他容易出现多路径误差的场景中获得良好的定位性能，可能需要从定位或位置确定中检测和排除(或以其他方式去加权)多路径信号。然而，当前用于在基于gnss的位置确定中识别和排除多路径信号的技术通常不可靠。


技术实现要素：

5.本文描述的技术通过从摄像头获得移动设备的环境中的遮挡物的图像来解决这些和其他问题，其中从移动设备的视角看，遮挡物阻挡了天空的视野。然后可使用关于摄像头的定向信息来确定地平线在图像中的位置，以及从移动设备的视角看，遮挡物阻挡了天空的哪些部分。然后可基于移动设备的估计定位获得关于天空中卫星位置的信息。然后可通过将卫星的位置与天空的被阻挡的部分进行比较来识别被遮挡的卫星。然后可在gnss定位确定中使用该信息以将从被遮挡的卫星接收到的任何信息忽略或去加权。在一些实施例中，可将关于天空的被阻挡部分的信息发送到服务器并与其他附近的移动设备共享。
6.根据该描述，一种用于移动设备的gnss定位确定的卫星选择的示例方法包括：获得由摄像头拍摄的一个或多个遮挡物的图像，该一个或多个遮挡物遮挡了从移动设备的视角看天空的至少一部分的视野；获得指示在拍摄图像时摄像头的定向的定向信息；以及基于定向信息确定地平线在图像内的位置。该方法还包括基于地平线在图像内的位置和一个或多个遮挡物在图像内的位置，确定天空的一个或多个被遮挡的部分，其中一个或多个遮挡物遮挡天空的一个或多个被遮挡的部分。该方法还包括基于移动设备的估计定位从移动设备的视角确定天空中多个卫星飞行器(sv)的位置，基于多个sv的位置和天空的一个或多个被遮挡的部分确定多个sv中的一个或多个被遮挡的sv，从多个sv中的每个sv获得卫星信息，以及进行移动设备的gnss定位确定。进行gnss定位确定包括将从一个或多个被遮挡的
sv中的每一个获得的相应的卫星信息忽略或去加权。
7.根据该描述，一种示例移动设备包括gnss接收器、存储器以及与gnss接收器和存储器通信地连接的一个或多个处理单元。一个或多个处理单元被配置为：获得由摄像头拍摄的一个或多个遮挡物的图像，该一个或多个遮挡物遮挡了从移动设备的视角看天空的至少一部分的视野；获得指示在拍摄图像时摄像头的定向的定向信息；基于定向信息确定地平线在图像内的位置；以及基于地平线在图像内的位置和一个或多个遮挡物在图像内的位置，确定天空的一个或多个被遮挡的部分，其中一个或多个遮挡物遮挡了天空的一个或多个被遮挡的部分。一个或多个处理单元还被配置为基于移动设备的估计定位从移动设备的视角确定天空中多个卫星飞行器(sv)的位置，基于多个sv的位置和天空的一个或多个被遮挡的部分确定多个sv中的一个或多个被遮挡的sv，从gnss接收器获得来自多个sv中的每一个sv的卫星信息，以及进行移动设备的gnss定位确定，其中，为了进行gnss定位确定，一个或多个处理单元被配置为将从一个或多个被遮挡的sv中的每一个获得的相应的卫星信息忽略或去加权。
8.根据该描述，一种示例设备包括：用于获得由摄像头拍摄的一个或多个遮挡物的图像的部件，该一个或多个遮挡物遮挡了从移动设备的视角看天空的至少一部分的视野；用于获得指示在拍摄图像时摄像头的定向的定向信息的部件；用于基于定向信息确定地平线在图像内的位置的部件；以及用于基于地平线在图像内的位置以及一个或多个遮挡物在图像内的位置确定天空的一个或多个被遮挡的部分的部件，其中一个或多个遮挡物遮挡了天空的一个或多个被遮挡的部分。该示例设备还包括用于基于移动设备的估计定位从移动设备的视角确定天空中多个卫星飞行器(sv)的位置的部件，用于基于多个sv的位置和天空的一个或多个被遮挡的部分确定多个sv中的一个或多个被遮挡的sv的部件，用于从多个sv中的每一个sv获得卫星信息的部件，以及用于进行移动设备的gnss定位确定的部件。进行gnss定位确定包括将从一个或多个被遮挡的sv中的每一个获得的相应的卫星信息忽略或去加权。
9.根据该描述，一种示例非暂时性计算机可读介质具有存储在其上用于卫星选择以用于移动设备的gnss定位确定的指令。在由一个或多个处理单元执行时，指令使得一个或多个处理单元：获得由摄像头拍摄的一个或多个遮挡物的图像，该一个或多个遮挡物遮挡了从移动设备的视角看天空的至少一部分的视野；获得指示在拍摄图像时摄像头的定向的定向信息；基于定向信息确定地平线在图像内的位置；以及基于地平线在图像内的位置和一个或多个遮挡物在图像内的位置，确定天空的一个或多个被遮挡的部分，其中一个或多个遮挡物遮挡了天空的一个或多个被遮挡的部分。在由一个或多个处理单元执行时，指令还使得一个或多个处理单元基于移动设备的估计定位从移动设备的视角确定天空中多个卫星飞行器(sv)的位置，基于多个sv的位置和天空的一个或多个被遮挡的部分确定多个sv中的一个或多个被遮挡的sv，从多个sv中的每一个sv获得卫星信息，以及进行移动设备的gnss定位确定，其中进行gnss定位确定包括将从一个或多个被遮挡的sv中的每一个获得的相应的卫星信息忽略或去加权。
附图说明
10.图1是为帮助说明城市环境中的多路径问题提供的简化图示。
11.图2是由移动设备获得的示例图像的图示。
12.图3是示出图2中图像的特征的图示，这些特征可从图像中提取或以其他方式确定，以确定从移动设备的视角看哪些卫星飞行器(sv)可能被阻挡的图示。
13.图4是根据一些实施例的为示出如何可将地图数据用于帮助校正与图像相关联的偏航角信息提供的街道俯视图的图示。
14.图5是根据实施例的如何可将从图像导出的遮挡物数据映射到表示从移动设备的视角看天空的视野的天空图(skyplot)的图示。
15.图6是将sv定位(从移动设备的视角看)绘制在图上的图5的skyplot的图示。
16.图7是示例skyplot，其示出了如何可将另外的遮挡物数据应用到图5和图6中所示的示例skyplot。
17.图8是根据实施例的用于移动设备的gnss定位确定的卫星选择的方法的流程图。
18.图9是移动设备的实施例的框图。
19.根据某些示例实施方式，在各种图中相似的参考标记指示相似的元素。此外，一个元素的多个实例可以通过在该元素的第一个数字后跟一个字母或连字符与第二个数字来表示。例如，元素110的多个实例可以表示为110-1、110-2、110-3等或110a、110b、110c等。当仅使用第一个数字提及这样的元素时，应理解为该元素的任意实例(例如，前面示例中的元素110将指代元素110-1、110-2和110-3或元素110a、110b和110c)。
具体实施方式
20.现在将参照附图描述几个说明性实施例，这些附图形成实施例的一部分。虽然下文描述了可实现本公开的一个或多个方面的特定实施例，但是在不脱离本公开的范围或所附权利要求的精神的情况下，也可使用其他实施例并且可以进行各种修改。
21.图1是为帮助说明城市环境(或从移动设备的视角看天空的视野可能同样被遮挡的其他环境)中的多路径问题而提供的简化图示。这里，移动设备110(在该示例中为车辆)正在城市环境120中行进。为了确定移动设备110的定位，移动设备110配备有能够接收来自相应的卫星飞行器(sv)140-1和140-2(统称为sv 140)的射频(rf)信号130-1和130-2(统称为信号130)的gnss接收器。
22.因为来自第一sv 140-1的第一信号130-1从sv 140-1直接行进到移动设备110，因此gnss接收器可以可靠地使用第一信号130-1来提供对移动设备110的精确的定位确定(在本文中也称为“gnss定位固定(position fix)”)。另一方面，从第二sv 140-2发送的第二信号130-2在从移动设备看到的直接视野中被遮挡，其经历由建筑物150反射出的多路径，从第二sv140-2遵循间接路由到达移动设备110。如前所述，因为该间接路由比直接路由长，因此移动设备110处的gnss接收器可断定第二sv 140-2更远，并生成比不经历多路径的第二信号130-2更不精确的定位确定。即使该确定还基于第一信号130-1，但所合成的定位确定还是可能与移动设备110的实际定位相差好几米。这对于需要高精度定位确定的应用(诸如汽车驾驶和导航)来说可能是一个很大的问题。
23.可注意到如本领域普通技术人员将理解的，图1中所示的场景被大大简化。例如，来自未被遮挡的sv(例如，第一sv 140-1)的信号仍可能会经历通过直接和间接路径两者行进的多路径到达移动设备110。然而，在(其中检测到直接路径信号的)这些实例中的多路径
可能较容易校正。因此，如本文中一般提及的，术语“多路径”指的是来自被遮挡的sv的信号(例如，来自140-2的信号130-2)，其采用间接路由到达移动设备110。
24.本文描述的实施例通过从在移动设备110的位置处或附近拍摄的移动设备110的环境的图像来确定被建筑物150和/或其他遮挡物遮挡的天空的部分来解决这些和其他问题。可使用拍摄图像的摄像头的定向信息来确定地平线在图像中的位置来确定天空被遮挡的部分。与其他创建和/或使用遮挡物的3d模型来确定相对于移动设备位置的遮挡物位置的技术相反，本文提供的技术不需要3d模型，因此可更容易且更快实施(例如需要更少的处理、更少的图像和更少的测量)。在图2至图9中以及在下面的说明中提供了额外的详细内容。
25.当移动设备110确定进行gnss定位固定时(例如，当由移动设备执行的应用、与其通信地耦合的远程设备等请求时)，移动设备110可激活gnss接收器以从sv 140收集信息来确定gnss定位固定。如前所述，实施例还可使用图像信息来确定可能被遮挡的sv 140。因此，可将在gnss定位固定中从被遮挡的sv 140接收到的信息忽略或去加权。
26.根据一些实施例，各种不同的触发条件可导致移动设备获得用于在这种类型的增强型gnss定位固定中使用的图像。也就是说，尽管本文提供的实施例可总是由移动设备使用，但是许多移动设备受到功率和/或处理预算的限制，使其无法普遍应用。因此，许多移动设备在为此类用途捕获图像时可能更具选择性。
27.根据一些实施例，当确定移动设备处于具有挑战性的环境中时可使用本文提供的用于使用图像的增强gnss定位固定的技术。例如，一些实施例可基于对处于已知具有许多遮挡物的位置的移动设备的估计定位来触发图像的捕获。例如，如果(基于先前的gnss定位固定或其他类型的定位确定技术)移动设备确定它正位于或靠近具有许多摩天大楼的大城市的一部分，则移动设备可以自动捕获图像以自动用于本文提供的技术。另外地或替代地，移动设备可开始从sv 140捕获信号并且基于一个或多个信号的质量和/或功率来确定附近可能有许多遮挡物。
28.根据一些实施例，另外的触发条件可包括移动设备确定摄像头可以能够捕获附近遮挡物的图像。例如，对于包括移动电话的移动设备，用于获得图像的摄像头可包括集成到移动电话中的摄像头。因此，如果移动电话(例如，基于定向、移动、接近检测和/或其他信息)确定它位于摄像头可能被遮挡的口袋、提包或其他位置中，则移动电话可能无法捕获图像。另一方面，如果移动电话确定摄像头正拿在用户手中或以其他方式可使摄像头能看到附近遮挡物的方式放置，则移动电话可以确定捕获图像。
29.图2是由移动设备获得的示例图像200的图示。取决于期望的功能、移动设备类型和/或其他因素，可通过多种不同方式中的任一种来获得图像200。如前所述，对于包括移动电话的移动设备，可将摄像头集成到移动电话中。对于包括车辆的移动设备，摄像头可以是部署在车辆各处的若干个摄像头之一。还可以注意到，尽管可将摄像头集成到移动设备中、部署在移动设备上和/或以其他方式与移动设备耦合，但实施例不限于此。如本领域普通技术人员将理解的，移动设备可从与移动设备通信地耦合的附近设备获得摄像头图像。这样的附近设备可包括可穿戴设备(例如，智能眼镜、智能手表、智能帽子等)和/或能够捕获图像并将图像提供给移动设备的其他设备。
30.为帮助确保来自图像200的数据对gnss定位固定的适用性，图像200可在移动设备
处或附近的位置被拍摄，基本上是在要进行gnss定位固定的位置处被拍摄。根据一些实施例，如果确定(例如，通过加速度计、陀螺仪和/或其他运动传感器)移动设备的位置已经改变至距离捕获图像200的位置处超过阈值量，则移动设备可以忽略图像200和/或捕获新图像。另外地或替代地，如果自从拍摄图像200已经过去了阈值时间量，则移动设备可忽略图像200和/或捕获新图像。这可帮助实施例将移动的遮挡物(例如，可能暂时遮挡sv信号的附近的卡车)考虑在内。
31.在一些实例中，图像200可以是由在移动设备的位置处(或附近)的一个或多个摄像头拍摄的若干图像之一。例如，对于具有多个摄像头的移动电话或车辆，它们中的每一个可拍摄图像以提供关于在不同的各个方向上的附近遮挡物的信息。此外，在一个摄像头的视场(fov)与另一个摄像头的fov重叠的实例中，可以将图像“拼接”在一起并共同处理(以确定其中捕获的遮挡物的位置)，或单独处理并随后组合。
32.此外，本文提供的实施例中使用的图像200的各种特性可取决于捕获图像200的摄像头的能力而有所不同。例如，图像的fov可能会有所不同(例如，一些摄像头可以捕获360
°
视野，其他的可包括捕获广角fov的鱼眼镜头，其他的可能具有较窄的fov)，分辨率、纵横比、色谱(彩色、黑白、红外线等)等也可能有所不同。此外，特定图像200的亮度、锐度和/或其他图像特征可能会有所不同。
33.图3是示出图像200的特征的图示，这些特征可从图像中提取或以其他方式确定，以确定从移动设备的视角哪些sv可能被阻挡。例如，可使用图像处理电路(例如，微处理器或通用处理单元)来处理图像200以提取图像中捕获的遮挡物的阻挡轮廓(blockage profile)300。一般而言，阻挡轮廓300可包括图像的视野中的一个或多个遮挡物与天空之间的边界。
34.取决于期望的功能，可以多种不同方式中的任一种来确定阻挡轮廓300。根据一些实施例，例如，可使用边缘检测来识别定义阻挡轮廓300的边缘。在城市应用中，实施例可进一步过滤掉不直的边缘(或对于一定阈值长度基本不直的边缘)，来识别建筑物和其他人造物体(它们更容易对于sv信号造成多路径)，同时过滤掉树木和其他自然物体(它们不太容易造成多路径)。以这种方式利用边缘检测可比其他用于确定阻挡轮廓300的图像处理技术更有效，且因此在用于gnss定位确定的处理和/或功率预算相对较低的实施例中可能特别有帮助。也就是说，在处理和/或功率预算允许的情况下，其他实施例可以使用更高级的图像处理技术，诸如物体检测等。
35.还是如图3所示，还可以针对图像200识别地平线位置310。也就是说，虽然地平线本身在图像200中可能不可见，但是可对图像的地平线310的位置进行识别，指示出地平线在图像内所处的位置。这可在稍后用于映射目的，如下文中更详细地说明的。可基于拍摄图像200时摄像头的定向信息(例如，倾斜、偏航角和滚动)以及图像200的fov来确定地平线位置310。在摄像头相对于移动设备具有固定的定向(例如，将摄像头集成到移动电话中、在车辆上的固定位置等)的实施例中，可从移动设备的一个或多个定向传感器(例如，磁强计、加速度计、陀螺仪等)确定定向信息。
36.在一些实施例中，在移动设备(和捕获图像200的摄像头)的定位估计允许的实例中，定向信息可另外包括通过使用地图信息进行的校正。特别地，尽管可通过加速度计信息精确地确定摄像头的俯仰和滚动(并且因此可以精确地确定地平线位置310)，但是摄像头
的偏航角(或姿态)可能不太精确。这可归因于使用磁强计信息来确定偏航角的做法可能更易出错。(磁强计可能会例如在暴露于某些附近的金属时出错。)但是在一些实施例中，可以使用地图信息和来自图像的阻挡轮廓300一起来更精确地确定图像的偏航角。
37.图4是根据一些实施例为示出如何可使用地图数据用于帮助校正与图像200相关联的偏航角信息而提供的街道410的俯视图的图示。街道定向(地图)420包括街道410的真实定向，其可以从移动设备所在区域的地图数据中导出。街道定向(图像)430包括对街道的定向，如从图像(例如，图2和图3的图像200)和在捕获图像时摄像头的信息导出的。也就是说，根据一些实施例，图像的定向可以从关于在捕获图像时摄像头的定向信息导出。此外，在从图像导出的阻挡轮廓内可识别出街道410，因为街道通常导致沿着街道路径的阻挡量减少。因此，从图片的阻挡轮廓可将街道识别为例如具有阈值宽度并且在距离地平线位置的阈值距离内(与由建筑物造成的阻挡轮廓的高度相反)。然后可以基于图像的估计定向和街道在图像内的确定位置来估计街道定向(图像)430。根据实施例，然后可以将该街道定向(图像)430与从移动设备的估计位置的地图获得的街道定向(地图)420进行比较，并且如果存在差异，则可以进行偏航角校正440。校正可以包括将街道定向(图像)430与街道定向(地图)420对准，然后基于偏航角校正440调整摄像头的估计定向。
38.可以注意到，这种偏航角校正可以不限于将观察到的街道定向(街道定向(图像)430)与来自地图的定向(街道定向(地图)420)进行匹配。根据一些实施例，例如，可以通过识别和定向图像中的一个或多个地标(例如，单个地标的定向，或两个或更多地标的相对定位)，确定地标对彼此和/或对摄像头的相对定位，并将地标的相对定位与地图中的已知定位进行匹配来进行偏航角(或其他类型的定向)校正。
39.另外地或替代地，实施例可以校准定向传感器以帮助确保精确的定向。也就是说，通过确保正确的校准，可以使偏航角校正440最小化。这样的实施例可以包括例如gnss校准的惯性测量单元(imu)，其中使用基于gnss的测量来校准imu的定向。
40.再次返回图3，一旦确定在图像200中捕获的遮挡物的阻挡轮廓300，连同地平线位置310和在拍摄图像200时摄像头的定向的精确确定，则可使用该信息来确定从移动设备的视角看(此处将移动设备的位置近似为摄像头的位置)天空的哪些部分(以及最终是哪些sv)被遮挡。这可以例如使用如在下面描述中提供的skyplot(或表示从移动设备的视角看天空的视野的其他形式)来完成。
41.图5是如何可将从图像200导出的遮挡物数据500映射到表示从移动设备的视角看天空的视野的skyplot 510的图示。如本领域普通技术人员将理解的，skyplot 300指示沿skyplot 510的圆周的方位角(标记为0
°
、90
°
、180
°
和270
°
)，以及skyplot自身内的仰角(标记为0
°
、15
°
、30
°
、45
°
、60
°
、75
°
和90
°
)。在此，遮挡物数据500可以代表从图像200获得的阻挡轮廓300和地平线位置310，从而在skyplot 510上可以表示出来自图像数据500的天空520的遮挡部分，其中地平线位置310与skyplot 510的0
°
仰角线(外周)对准。如图所示，在skyplot 510上也可以表示出天空530的未被遮挡的部分。
42.图6是在其上绘制了sv定位610(从移动设备的视角)的skyplot 510的图示。(在skyplot 510上通过黑点表示sv定位610。为了清楚起见，且为了避免混乱，图6中仅标记了一部分sv定位610。)可以通过移动设备(或与其通信的服务器或其他设备)使用sv轨道数据和移动设备的估计定位确定sv定位610。根据该信息，可以确定各种sv相对于移动设备的仰
角和方位角。
43.利用将遮挡物数据500映射到skyplot 510并提供skyplot 510的至少一部分的天空的被遮挡和未被遮挡的部分的指示，可以确定被遮挡的和未被遮挡的sv。例如，如图6所示，图像数据指示多个被遮挡的sv 620。利用该信息，移动设备可以确定将在对移动设备进行gnss定位确定时从被遮挡的sv 620接收到的信息忽略或去加权，因为任何这样的信号都可能经历了多路径，并可能会因此降低gnss定位确定的精确性。
44.根据实施例，来自其他sv定位610处的sv的信息可以被区别对待。在一些实施例中，例如，可以这样肯定地识别出未被遮挡的sv 630。因此，在移动设备的gnss定位确定中可给予从未被遮挡的sv 630接收到的任何信息完全权重。对于(使用图像数据)未识别为被遮挡或未被遮挡的sv，可以给予默认量的权重。在一些实施例中，从未确定为遮挡或未被遮挡的sv接收到的任何数据都可被给予完全权重，就好像sv未被遮挡一样。在其他实施例中，可给予这些sv小于未被遮挡的sv 630的权重。
45.因此，可以将skyplot 510(或天空的等效表示)表示成适应这些不同的实施例。也就是说，对于对待二进制方式的sv数据的实施例(例如，在对待从所有其他sv接收到的数据时，类似地将来自被遮挡的sv 620的数据忽略或去加权)，skyplot 510可以简单地将天空表示为(1)被阻挡或(2)未被阻挡/未知。在来自不知道数据是否被遮挡的sv的实施例中将数据区别于被遮挡的sv620或未被遮挡的sv 630进行加权，skyplot 510可以将天空的各种部分表示为(1)被阻挡、(2)未阻挡或(3)未知。在一些实施例中，可使用根据除了图像数据skyplot 510之外的数据的遮挡物来提供对周围遮挡物的更完整的确定。这可以包括例如来自其他移动设备的遮挡物数据。
46.为此，一些实施例可以提供遮挡物数据500的众包(crowdsource)。也就是说，一旦移动设备可以将遮挡物数据500(或从中导出遮挡物数据的图像或其他数据)发送到服务器，服务器可以保存遮挡物数据500并在需要时与其他移动设备共享。例如，如果移动设备确定它将进行gnss定位固定，则移动设备可以(作为捕获图像和执行本文所描述的遮挡物检测技术的补充或替代)将它的估计定位发送到服务器。(取决于所需的功能，移动设备还可以发送对遮挡物数据的显式请求。)作为响应，服务器可以针对移动设备的估计位置向移动设备发送遮挡物数据，在该估计位置处的其他移动设备接收到该数据。这在移动设备无法获得图像数据的情况下也可有所帮助(例如因为移动设备无法访问摄像头、确定移动设备的摄像头被遮挡或无法操作等。)另外地或替代地，(直接地或经由数据通信网络)相互通信的移动设备可以在确定它们彼此相距在阈值距离以内之后直接相互共享遮挡物信息(并且因此该遮挡物信息是可适用的)。
47.图7是示出了如何可将另外的遮挡物数据710应用于图5和图6中所示示例skyplot的示例skyplot 510。服务器可能已经从在请求遮挡物数据的移动设备的估计位置处的其他移动设备接收到另外的遮挡物数据710。此外，根据一些实施例，移动设备可以指示在skyplot中请求遮挡物数据的一个或多个位置。可以看出，可使用另外的遮挡物数据710向移动设备提供附近遮挡物的更完整的表示。反过来，该更完整的表示可使移动设备能够进行更精确的gnss定位确定。
48.服务器收集和分发遮挡物数据的方式可以根据期望的功能而变化。例如，根据一些实施例，服务器可以基于从多个移动设备(和/或其他图像或遮挡物数据源)接收到的遮
挡物数据为特定位置创建skyplot。在一些实施例中，服务器可以仅在从多个设备接收到相同(或相似)的轮廓之后将阻挡轮廓映射到skyplot，这可帮助过滤掉临时遮挡物(例如，车辆、临时的移动物或固定的结构等)。类似地，如果阻挡轮廓与阈值数量的遮挡物数据中接收到的阻挡轮廓都不匹配(允许服务器更新skyplot以适应新结构和其他阻挡轮廓变化)，则服务器可删除skyplot中该阻挡轮廓。
49.尽管如本文所述可将关于被遮挡的sv的信息用于加权从sv接收的数据以用于gnss定位确定，但实施例可将该信息用于另外或替代的目的。例如，根据一些实施例，更新从sv测量的优先级可基于该信息。例如，可以在从被遮挡的sv和/或从未被确定为被遮挡的或未被遮挡的sv进行测量之前更新从被确定为未被遮挡的sv的信号的测量。
50.图8是根据实施例用于移动设备的gnss定位确定的卫星选择方法800的流程图。方法800因此可以代表一个实施例，其中可由移动设备执行上述技术。用于执行图8的方框中所示的各种功能的部件可以包括移动设备的硬件和/或软件元件，图9中示出了并且在下文中更详细地说明了它们的示例。
51.在方框810处，功能包括获得通过摄像头拍摄的一个或多个遮挡物的图像，该一个或多个遮挡物遮挡了从移动设备的视角看天空的至少一部分的视野。如上述实施例中所述的，可将摄像头集成到移动设备中和/或在移动设备附近的位置处以具有相似的天空视角。另外地或替代地，图像可包括多种图像类型和格式中的任意一种。此外，该图像可以是可“拼接”在一起的许多图像之一。如上所述，在一些实施例中，将摄像头集成到移动设备中，且移动设备包括移动电话或车辆。在其他实施例中，移动设备可包括其他类型的电子设备，这些电子设备可以具有或可以不具有在其中集成的摄像头。在一些实施例中，在方框810处可以基于触发事件获得图像。因此，根据一些实施例，方框810处的功能可以响应于检测到摄像头的fov，包括地平线、来自多个sv的一个或多个信号的信号质量低于阈值信号质量、来自多个sv的一个或多个信号的信号功率低于阈值信号功率，或移动设备的估计定位在预确定为具有遮挡物的区域中，或其任意组合。
52.用于执行在方框810处的功能的部件可包括移动设备的一个或多个软件和/或硬件组件。这些组件可包括例如总线905、处理单元910、无线通信接口930、传感器940(其可以包括摄像头，如下文所述)、存储器960、输入设备970和/或如图9所示的并在下文中更详细地说明的移动设备110的其他软件和/或硬件组件。
53.方框820处的功能包括获得指示在拍摄图像时摄像头的定向的定向信息。取决于期望的功能，该信息可包括摄像头的定向的高级别、六自由度(6dof)描述，和/或可从中导出定向信息的原始传感器数据。原始传感器数据可包括来自运动传感器(诸如磁强计、加速度计、陀螺仪注解等)的数据。
54.如前所述，定向信息可(至少部分地)基于估计移动设备所在其中的区域的地图信息。如上文参照图4所述，例如，可以通过识别和街道的定向并基于街道的地图数据进行任何校正来校正摄像头的偏航角(姿态)。因此，根据一些实施例，方法800还可包括从图像确定街道的定向。因此获得定向信息可还包括基于将来自图像的街道定向与街道的地图数据进行比较来校正来自一个或多个定向传感器的数据。
55.用于执行在方框820处的功能的部件可包括移动设备的一个或多个软件和/或硬件组件。这些组件可以包括例如总线905、处理单元910、无线通信接口930、传感器940(其可
以包括摄像头，如下文所述)、存储器960、输入设备970和/或如图9所示的并在下文更详细地描述的移动设备110的其他软件和/或硬件组件。
56.在方框830处，功能包括基于定向信息确定地平线在图像内的位置。如前文所述，给定摄像头的定向信息，并且已知关于摄像头fov的信息，可将地平线的位置放置于图像内(即使地平线被一个或多个遮挡物遮挡)。如上文描述的技术中指出的，识别地平线的位置可帮助确定图像中捕获的一个或多个遮挡物的阻挡轮廓的仰角，可将地平线的位置映射到skyplot和/或以其他方式由skyplot表示。
57.用于执行在方框830处的功能的部件可包括移动设备的一个或多个软件和/或硬件组件。这些组件可包括例如总线905、处理单元910、存储器960、传感器940、输入设备970，和/或如在图9中示出的并在下文更详细地描述的移动设备110的其他软件和/或硬件组件。
58.在方框840处，功能包括基于地平线在图像内的位置和一个或多个遮挡物在图像内的位置，确定天空的一个或多个被遮挡的部分，其中该一个或多个遮挡物遮挡了天空的一个或多个被遮挡的部分。同样，地平线在图像内的位置可帮助确定天空的哪些部分被遮挡。在一些实施例中，确定天空的一个或多个被遮挡的部分可包括从图像确定一个或多个遮挡物的轮廓。该轮廓(例如，如图300所示的阻挡轮廓)可使用对图像的图像处理来确定，可通过使用边缘检测和/或其他图像处理技术处理在方框810处获得的图像来确定，并且可指示天空和遮挡物之间的边界。
59.如在前面描述的实施例中所述的，基于服务器接收到的信息可进一步确定天空的一个或多个被遮挡的部分。也就是说，可从服务器获得另外的遮挡物数据(反过来，该服务器可从在移动设备的估计位置处或附近的其他移动设备接收到的信息中已经获得了或确定了遮挡物数据)，并且可使用另外的遮挡物数据来确定天空的另外的一个或多个被遮挡的部分，另外的一个或多个被遮挡的部分可能落在方框810处获得的图像的fov之外。
60.用于执行在方框840处的功能的部件可包括移动设备的一个或多个软件和/或硬件组件。这些组件可包括例如总线905、处理单元910、存储器960，和/或如图9所示的并且在下文中更详细地描述的移动设备110的其他软件和/或硬件组件。
61.方框850的功能包括基于移动设备的估计定位从移动设备的视角来确定天空中的多个sv的位置。如在前面所述的，这可包括从移动设备的视角，使用sv的已知轨道数据来确定skyplot，在skyplot中相对于方位角和仰角来确定sv定位。如本领域普通技术人员将理解的，可相对于移动设备的定位(例如其中0
°
表示移动设备的姿态)或单独的坐标系(例如东北天(enu)参考系，其中0
°
代表实际北)提供skyplot的方位角。在后一种情况下，则可将移动设备相对于单独坐标系的定向考虑在内，以确定从移动设备的视角看天空中的sv定位。因为轨道数据可以是时间相关的，因此确定从移动设备的视角看多个sv的大致位置可进一步基于在方框810处获得的图像的时间戳和/或类似的定时信息。
62.取决于期望的功能、移动设备能力和/或其他因素，可以多种方式中的任意一种方式获得移动设备的估计定位。例如，估计定位可包括粗略初始位置估计，粗略初始位置估计是基于那些不基于获得新gnss定位固定的定位技术的。因此可使用基于先前获得的gnss定位固定、基于wi-fi的定位、基于蜂窝的定位、或航位推算，或者其任意组合的粗略定位来确定移动设备的估计定位。
63.用于执行在方框850处的功能的部件可包括移动设备的一个或多个软件和/或硬
件组件。这些组件可包括例如总线905、处理单元910、存储器960、gnss接收器980，和/或如图9所示的并且在下文更详细地描述的移动设备110的其他软件和/或硬件组件。在一些实施例中，无线通信接口930可包括wi-fi和/或蜂窝收发器，其被配置为基于由wi-fi和/或蜂窝收发器接收和/或发出的信号来执行定位(例如，基于小区id、增强小区id的使用prs信号otdoa的定位等)。
64.在方框860处，方法800包括基于多个sv的位置以及天空的一个或多个被遮挡的部分来确定多个sv中的一个或多个被遮挡的sv。这可通过使用诸如上文参考图5至图7描述的那些技术，使用skyplot或类似技术来比较天空中被遮挡的部分的位置与sv的位置(从移动设备的视角)来完成。在一些实施例中，当sv的位置距离遮挡物和天空之间的边界在阈值距离内时，相应的sv可以被识别为靠近移动设备的视线。在执行gnss定位确定的定位估计引擎更细致入微的实施例中，它可能能够操纵和处理这样的信息以提供更精确的结果。
65.用于执行方框860处的功能的部件可包括移动设备的一个或多个软件和/或硬件组件。这些组件可以包括例如总线905、处理单元910、存储器960，和/或如图9所示的并且在下文中更详细地描述的移动设备110的其他软件和/或硬件组件。
66.在方框870处，从多个sv中的每个sv获得卫星信息。这可包括来自(从方框860处)确定为被遮挡并且因此容易出现多路径误差的sv的卫星信息。卫星信息还可包括从未被遮挡的sv和/或尚未确定它们是否被遮挡的sv接收到的信息。
67.用于执行在方框870处的功能的部件可包括移动设备的一个或多个软件和/或硬件组件。这些组件可包括例如总线905、处理单元910、存储器960、gnss接收器980，和/或如图9中所示并在下文更详细地描述的动设备110的其他软件和/或硬件组件。
68.在方框880处的功能包括进行移动设备的gnss定位确定，其中进行gnss定位确定包括将从一个或多个被遮挡的sv中的每一个获得的相应的卫星信息忽略或去加权。如前文所述的，可由定位引擎进行gnss定位确定，gnss定位确定可通过处理单元执行。是去加权还是忽略由被遮挡的卫星接收到的卫星信息可取决于由定位引擎执行的gnss定位确定算法的类型。在两者中任一情况下，可给予被遮挡的sv比确定为未被遮挡的sv更小的权重。在一些实施例中，可给予尚未确定为被遮挡还是未被遮挡的sv“默认”权重。
69.用于执行在方框880处的功能的部件可包括移动设备的一个或多个软件和/或硬件组件。这些组件可包括例如总线905、处理单元910、存储器960，和/或如图9所示并在下文中更详细地描述的移动设备110的其他软件和/或硬件组件。
70.如前所述，实施例还可使得遮挡物数据能够众包。因此，在一些实施例中，图8的方法800可包括将指示天空的一个或多个被遮挡的部分和移动设备的位置的信息(例如，移动设备的估计定位和/或通过gnss定位确定所确定的位置)发送至服务器。然后，服务器可随后将该信息发送至在移动设备的位置处或附近的其他移动设备，以确定用于gnss定位确定的卫星选择的遮挡物的位置。根据一些实施例，尽管可使用该信息创建在某些位置重新创建遮挡物的“平面”模型，但是服务器还可使用从移动设备收集的遮挡物信息来创建该区域中遮挡物的3d模型。
71.图9示出了可以如上文(例如，与图1至图8相关联)描述的那样使用的移动设备110的实施例。例如，移动设备110可执行图8的方法800的功能中的一个或多个。应该注意的是图9仅旨在提供各种组件的概括说明，可酌情使用其中任意的或所有的组件。可以注意到，
在某些实例中，图9所示出的组件可以不包括在内。可将图9的实施例本地化为单个物理设备和/或分布在各种联网设备中，可将这些设备部署在不同的物理位置(例如，部署在车辆的不同位置)。
72.将移动设备110示为包括可以经由总线905电气耦合的硬件元件(或者视情况而定可以其他方式通信)。硬件元件可包括处理单元910，其可包括但不限于一个或多个通用处理器、一个或多个专用处理器(诸如数字信号处理(dsp)芯片、图形加速处理器、专用集成电路(asic)等)，和/或其他处理结构或部件。如图9所示，取决于期望的功能，一些实施例可具有单独的数字信号处理器(dsp)920。可在处理单元910和/或无线通信接口930中提供基于无线通信的位置确定和/或其他确定(下文讨论)。移动设备110还可包括一个或多个输入设备970(可包括但不限于键盘、触摸屏、触摸板、麦克风、按钮、拨号盘、开关等)；以及一个或多个输出设备915(可包括但不限于显示器、发光二极管(led)、扬声器等)。
73.移动设备110还可包括无线通信接口930，无线通信接口930可包括但不限于调制解调器、网卡、红外通信设备、无线通信设备，和/或芯片组(诸如蓝牙设备、ieee 802.11设备、ieee 802.15.4设备、wi-fi设备、wimax
tm
设备、广域网(wan)设备和/或各种蜂窝设备等)等，无线通信接口930可使移动设备110能够经由一个或多个数据通信网络(例如，如本文所述的向/从众包的服务器)传送数据。可以经由发送和/或接收无线信号934的一个或多个无线通信天线932来实施通信。
74.取决于期望的功能，无线通信接口930可包括单独的收发器以与地面收发器通信，诸如无线设备、基站，和/或接入点。移动设备110可以与可包括各种网络类型的不同数据网络通信。例如，无线广域网(wwan)可以是码分多址(cdma)网络、时分多址(tdma)网络、频分多址(fdma)网络、正交频分多址(ofdma)网络、单载波频分多址(sc-fdma)网络、wimax(ieee 802.16)网络等。cdma网络可以实现一种或多种无线电接入技术(rat)，诸如cdma2000、宽带cdma(wcdma)等。cdma2000包括is-95、is-2000，和/或is-856标准。tdma网络可以实现gsm、数字先进移动电话系统(d-amps)，或一些其他rat。ofdma网络可以采用长期演进(lte)、lte advanced、5g nr等。5g nr、lte、lte advanced、gsm和wcdma在第三代合作伙伴计划(3gpp)的文件中进行了描述。cdma2000在来自名为“第三代合作伙伴项目2”(3gpp2)的组织的文件中进行了描述。3gpp和3gpp2文件是公开的。无线局域网(wlan)也可以是ieee 802.11x网络，而无线个域网(wpan)可以是蓝牙网络、ieee802.15x，或一些其他类型的网络。本文描述的技术也可以用于wwan、wlan和/或无线个域网(wpan)的任意组合。
75.移动设备110还可包括传感器940。传感器940可包括但不限于一个或多个惯性传感器和/或其他传感器(例如加速度计、陀螺仪、摄像头、磁强计、高度计、麦克风、接近传感器、光传感器、气压计等)，其中一些在某些实例中可用于补充和/或有助于本文中描述的定位确定。在一些实施例中，可使用包括在传感器940中的一个或多个摄像头来获得如在本文呈现的实施例中描述的图像。另外地或替代地，可使用包括在传感器940中的惯性传感器来确定摄像头和/或移动设备的定向，如在以上实施例中所描述的。
76.移动设备110的实施例还可包括gnss接收器980，其能够使用天线982(其可与天线932相同)从一个或多个gnss卫星(例如，sv 140)接收信号984。可使用基于gnss信号测量的定位来补充和/或结合本文所述的技术。gnss接收器980可使用常规技术从gnss系统的gnss sv(例如图1的sv140)提取移动设备110的位置，这些gnss sv诸如全球定位系统(gps)、
galileo、glonass、日本上空的准天顶卫星系统(qzss)、印度上空的印度区域导航卫星系统(irnss)、中国上空的北斗等。而且，gnss接收器980可与各种增强系统(例如，基于卫星的增强系统(sbas))一起使用，增强系统可与一个或多个全球和/或区域导航卫星系统相关联或以其他方式使得能够与一个或多个全球和/或区域导航卫星系统一起使用。全球和/或区域导航卫星系统诸如例如广域增强系统(waas)、欧洲静地星导航重叠服务(egnos)、多功能卫星增强系统(msas)和地理增强导航系统(gagan)等。
77.移动设备110还可包括存储器960和/或与存储器960通信。存储器960可包括但不限于本地和/或网络可访问存储器、磁盘驱动器、驱动器阵列、光学存储设备、固态存储设备，诸如随机存取存储器(ram)和/或只读存储器(rom)，存储器960可以是可编程的、可flash更新的等。这样的存储设备可被配置为实现任何适当的数据存储，包括但不限于各种文件系统、数据库结构等。
78.移动设备110的存储器960还可包括软件元件(图9中未示出)，软件元件包括操作系统、设备驱动程序、可执行库，和/或其他代码，诸如一个或多个应用程序，其可包括由各种实施例提供的计算机程序，和/或可被设计成实现由如本文所述的其他实施例提供的方法和/或配置系统。仅通过示例，可将上文讨论的关于方法描述的一个或多个过程实现为在存储器960中可由移动设备110(和/或移动设备110内的处理单元910或dsp 920)执行的代码和/或指令。然后，在一方面，可使用这样的代码和/或指令配置和/或调整通用计算机(或其他设备)以根据所描述的方法执行一个或多个操作。
79.对本领域的技术人员来说显而易见的是，可根据具体要求做出实质性的变化。例如，还可以使用定制的硬件，和/或可以在硬件、软件(包括便携式软件，诸如小程序等)或两者中实现特定元素。此外，可以采用与诸如网络输入/输出设备的其他计算设备的连接。
80.参考附图，可包括存储器的组件可以包括非暂时性机器可读介质。如本文所使用的术语“机器可读介质”和“计算机可读介质”是指参与提供使得机器以特定方式操作的数据的任意存储介质。在上文提供的实施例中，各种机器可读介质可能涉及向处理单元和/或其他设备提供指令/代码以供执行。另外地或替代地，机器可读介质可用于存储和/或携带这样的指令/代码。在许多实施方式中，计算机可读介质是物理和/或有形存储介质。这种介质可以采取多种形式，包括但不限于非易失性介质、易失性介质和传输介质。计算机可读介质的常见形式包括例如磁性和/或光学介质、具有孔的图案的任意其他物理介质、随机存取存储器(ram)、可编程rom(prom)、可擦除可编程只读存储器(eprom)、flash-eprom、任意其他存储芯片或盒、如下文所述的载波，或计算机可以从中读取指令和/或代码的任意其他介质。
81.本文讨论的方法、系统和设备是示例。各种实施例可酌情省略、替换或添加各种程序或组件。例如，关于某些实施例描述的特征可结合在各种其他实施例中。实施例的不同方面和元素可以类似方式结合。本文提供的附图的各种组件可在硬件和/或软件中实施。而且，技术不断发展，并因此这些许多元素是不将本公开的范围限制为那些特定示例的示例。
82.有时，主要出于普遍使用的原因，将这样的信号称为比特、信息、值、元素、符号、字符、变量、术语、数字、编号等已经证明是方便的。然而，应该理解的是，所有这些或类似的术语都将与适当的物理量相关联并且仅仅是方便的标记。除非另有明确说明，如从上文讨论中显而易见的，应理解贯穿本说明书的讨论使用的诸如“处理”、“运算”、“计算”、“确定”、“判定”、“识别”、“关联”、“测量”、“执行”等是指特定装置(诸如专用计算机或类似的专用电子计算设备)的动作或过程。因此，在本说明书的上下文中，专用计算机或类似的专用电子计算设备能够操纵或转换信号，通常表示为存储器、寄存器或其他信息存储设备中的物理电子、电气或磁量、专用计算机或类似的专用电子计算设备的传输设备或显示设备。
83.如本文所用的术语“和”和“或”可以包括多种含义，这些含义还预期至少部分地取决于使用这些术语的上下文。通常，如果将“或”用于诸如a、b或c的关联列表，则旨在表示此处用作包括性语义的a、b和c，以及此处以排他性语义使用的a、b或c。此外，如本文所用的术语“一个或多个”可用于描述单数形式的任何特征、结构或特性，或者可用于描述特征、结构或特性的某些组合。然而，应当注意，这仅仅是说明性示例而且要求保护的主题不限于该示例。此外，如果将术语“中的至少一个”用于诸如a、b或c的关联列表，则可解释为表示a、b和/或c的任意组合，诸如a、ab、aa，aab，aabbccc等。
84.虽然已经描述了若干实施例，但是可使用各种修改、替代构造和等效物，而不背离本公开的精神。例如，上述元素可以仅仅是更大型的系统的组件，其中其他规则可优先于或以其他方式修改各种实施例的应用。而且，可以在考虑上述元素之前、期间或之后进行多个步骤。因此，上文的说明不限制本公开的范围。