[發明專利]基于網絡計算的物體三維運動軌跡跟蹤系統

無效

• 申請號: 200910084197.0
• 申請日: 2009-05-20
• 公開（公告）號: CN101650432A
• 公開（公告）日: 2010-02-17
• 發明（設計）人: 須清
• 申請（專利權）人: 北京派瑞根科技開發有限公司
• 主分類號: G01S11/00
• 分類號: G01S11/00;G01C21/12;G01R33/02;G01P15/18;G01C1/00;G01C5/06
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技術領域

本發明涉及基于網絡計算的物體三維運動軌跡跟蹤系統，特別是涉及采用加速度傳感器、方位傳感器、海拔高度傳感器測量并通過遠端設備計算三維運動軌跡，并采用多個位置參考點修正三維運動軌跡的跟蹤系統。

背景技術

從古至今，人們都在探尋如何定位自身所在位置和方位，以免迷失方向而無法到達目的地。早期指南針的出現，為人們確定方位提供了一種方便的解決方法，但由于其職能提供大致方位信息，方位精度不高，也無法知道所處位置的信息。羅盤的出現提高了方位信息的精度，但仍然無法知道所處位置的信息。星象儀的出現并結合羅盤，能夠物體的大致位置信息和方位信息，在航海中成為主要的導航設備。

衛星技術的發展，建立全球衛星導航系統，為需要定位和導航的設備提供位置信息和方位信息，以地球的經度信息和緯度信息來確定位置，并結合電子地圖可以確定設備的位置信息，位置精度也達到米的數量級，成為現代主要定位工具和導航工具，但衛星導航系統需要高昂的衛星系統作支撐，同時在山谷、丘壑、洞穴等環境中，由于物體的遮擋無法感知衛星信息導致無法定位的情形。

隨著移動通訊網絡的發展，人們也研究了采用移動通訊網絡的固定基站的信息、并借助三角定位的算法確定物體的位置信息和運動軌跡。但是移動通訊網絡的基站在寬廣區域分布密度太低導致分辨率很低。而且移動基站的覆蓋存在很多盲點，因此出現無法定位和確定運動軌跡的情形。

發明內容

本發明所要解決的技術問題提出一種測量物體的位置和運動軌跡的方法和設備以獲得運動物體在任何時刻的位置和方位以及在一定時間內的運動軌跡，這對于野外旅游獲作業的人員避免迷失道路和方向十分重要；對于運動物體的運動軌跡的完全了解十分重要。本發明通過運動物體自帶方位傳感器、加速度傳感器并結合參考位置的位置信息來計算運動物體在任何時刻的方位和位置以及運動過程的運動軌跡，以解決或部分解決現有位置定位技術或運動軌跡跟蹤技術的不足。

術語說明；本文中所指的物體的位置是指在地球上物體或者地球上空物體相對于地球上某個參考點參考面的物理坐標，如經度和緯度，也可用相對于某個參考點的方位和距離來表示，如北京正東方向距離北京100公里處。還可以增加上海拔高度的數據來指示物體的位置。

術語說明：本發明所指的物體的方位是指在地球上物體或者地球上空物體相對于地球上某個參考點參考面的方位坐標，如用相對于地球南北極河赤道的東南西北的方向指示，如東北45度方向。在本發明中，物體的方位與物體的位置方向是相同的含義。

術語說明：本發明所指運動軌跡，是指物體從一點運動到另一點所經過的每個點的位置連接形成的路徑信息；或者進一步將物體從一點運動到另一點所經過的每個點的位置和方位都表示出來形成的路徑信息。這些路徑信息可以進一步被標識一個平面地圖或電子地圖上來表示或展示物體從一點運動到另一點的運動過程信息。

術語說明：本發明所指的海拔高度、位置、方位等信息都是用于測量物體相對于地球環境(包含地球本身及繞地球旋轉運動的空域)的數據信息，是地球地理學所描述的概念。

術語說明：本發明所指的方位傳感器與方向傳感器是相同的含義。

術語說明：本發明所指參考位置信息處理模塊與位置參考裝置是相同的含義。

為解決上述問題，提出的技術解決方案在所述物體上安裝方位傳感器、加速度傳感器等，根據傳感器的測量數據來計算物體的位置和運動軌跡，并引入至少一個位置參考點來修正因傳感器誤差、計算誤差、地球磁偏角的變化等引起的位置偏差和運動軌跡偏差。進一步描述如下：

第一種運動軌跡生成方法解決方案：

1、一種獲取物體三維運動軌跡方法，其特征是包括如下步驟：

第一步：設定至少一個固定物體作為位置參考點，物體運動的起點存在一個位置參考點，通過近距離無線通訊方式或有線通訊方式將位置參考點的位置信息傳遞到物體中，作為物體當前的運動參考點；

第二步：用安裝在物體上的方向傳感器、海拔高度傳感器和加速度傳感器測量物體運動時的方位值、海拔高度值和加速度值；

第三步：用所述物體運動時的方位值、海拔高度值和加速度值并結合物體當前的運動參考點計算物體的三維運動軌跡，并將所述物體的三維運動軌跡存儲在物體的存儲部件中；

第四步：當物體經過所述位置參考點時，通過無線或有線通訊方式將位置參考點的位置信息傳遞到物體中作為對所述物體三維運動軌跡的修正，得到經過修正后的物體的三維運動軌跡，并將所述物體的經過修正后的物體的三維運動軌跡存儲在物體的存儲部件中。