[發(fā)明專利]獲取物體三維運(yùn)動(dòng)軌跡方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910085313.0
• 申請(qǐng)日: 2009-05-20
• 公開（公告）號(hào): CN101644769A
• 公開（公告）日: 2010-02-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 須清
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京派瑞根科技開發(fā)有限公司
• 主分類號(hào): G01S11/00
• 分類號(hào): G01S11/00;G01C21/12;G01R33/02;G01P15/18;G01C1/00;G01C5/06
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• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及獲取物體三維運(yùn)動(dòng)軌跡方法，特別是涉及采用加速度傳感器、方位傳感器、海拔高度傳感器計(jì)算三維運(yùn)動(dòng)軌跡并采用多個(gè)位置參考點(diǎn)修正三維運(yùn)動(dòng)軌跡獲得自身運(yùn)動(dòng)軌跡的方法。

背景技術(shù)

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(wú)法到達(dá)目的地。早期指南針的出現(xiàn)，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(wú)法知道所處位置的信息。羅盤的出現(xiàn)提高了方位信息的精度，但仍然無(wú)法知道所處位置的信息。星象儀的出現(xiàn)并結(jié)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(dǎo)航設(shè)備。

衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展，建立全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，為需要定位和導(dǎo)航的設(shè)備提供位置信息和方位信息，以地球的經(jīng)度信息和緯度信息來(lái)確定位置，并結(jié)合電子地圖可以確定設(shè)備的位置信息，位置精度也達(dá)到米的數(shù)量級(jí)，成為現(xiàn)代主要定位工具和導(dǎo)航工具，但衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)需要高昂的衛(wèi)星系統(tǒng)作支撐，同時(shí)在山谷、丘壑、洞穴等環(huán)境中，由于物體的遮擋無(wú)法感知衛(wèi)星信息導(dǎo)致無(wú)法定位的情形。

隨著移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，人們也研究了采用移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)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(yùn)動(dòng)軌跡。但是移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)的基站在寬廣區(qū)域分布密度太低導(dǎo)致分辨率很低。而且移動(dòng)基站的覆蓋存在很多盲點(diǎn)，因此出現(xiàn)無(wú)法定位和確定運(yùn)動(dòng)軌跡的情形。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題提出一種測(cè)量物體的位置和運(yùn)動(dòng)軌跡的方法和設(shè)備以獲得運(yùn)動(dòng)物體在任何時(shí)刻的位置和方位以及在一定時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡，這對(duì)于野外旅游獲作業(yè)的人員避免迷失道路和方向十分重要；對(duì)于運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)軌跡的完全了解十分重要。本發(fā)明通過(guò)運(yùn)動(dòng)物體自帶方位傳感器、加速度傳感器并結(jié)合參考位置的位置信息來(lái)計(jì)算運(yùn)動(dòng)物體在任何時(shí)刻的方位和位置以及運(yùn)動(dòng)過(guò)程的運(yùn)動(dòng)軌跡，以解決或部分解決現(xiàn)有位置定位技術(shù)或運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤技術(shù)的不足。

術(shù)語(yǔ)說(shuō)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(duì)于地球上某個(gè)參考點(diǎn)參考面的物理坐標(biāo)，如經(jīng)度和緯度，也可用相對(duì)于某個(gè)參考點(diǎn)的方位和距離來(lái)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(shù)據(jù)來(lái)指示物體的位置。

術(shù)語(yǔ)說(shuō)明：本發(fā)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(duì)于地球上某個(gè)參考點(diǎn)參考面的方位坐標(biāo)，如用相對(duì)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(fā)明中，物體的方位與物體的位置方向是相同的含義。

術(shù)語(yǔ)說(shuō)明：本發(fā)明所指運(yùn)動(dòng)軌跡，是指物體從一點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到另一點(diǎn)所經(jīng)過(guò)的每個(gè)點(diǎn)的位置連接形成的路徑信息；或者進(jìn)一步將物體從一點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到另一點(diǎn)所經(jīng)過(guò)的每個(gè)點(diǎn)的位置和方位都表示出來(lái)形成的路徑信息。這些路徑信息可以進(jìn)一步被標(biāo)識(shí)一個(gè)平面地圖或電子地圖上來(lái)表示或展示物體從一點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到另一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程信息。

術(shù)語(yǔ)說(shuō)明：本發(fā)明所指的海拔高度、位置、方位等信息都是用于測(cè)量物體相對(duì)于地球環(huán)境(包含地球本身及繞地球旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的空域)的數(shù)據(jù)信息，是地球地理學(xué)所描述的概念。

術(shù)語(yǔ)說(shuō)明：本發(fā)明所指的方位傳感器與方向傳感器是相同的含義。

術(shù)語(yǔ)說(shuō)明：本發(fā)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(wèn)題，提出的技術(shù)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(jù)傳感器的測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算物體的位置和運(yùn)動(dòng)軌跡，并引入至少一個(gè)位置參考點(diǎn)來(lái)修正因傳感器誤差、計(jì)算誤差、地球磁偏角的變化等引起的位置偏差和運(yùn)動(dòng)軌跡偏差。進(jìn)一步描述如下：

第一種運(yùn)動(dòng)軌跡生成方法解決方案：

1、一種獲取物體三維運(yùn)動(dòng)軌跡方法，其特征是包括如下步驟：

第一步：設(shè)定至少一個(gè)固定物體作為位置參考點(diǎn)，物體運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)存在一個(gè)位置參考點(diǎn)，通過(guò)近距離無(wú)線通訊方式或有線通訊方式將位置參考點(diǎn)的位置信息傳遞到物體中，作為物體當(dāng)前的運(yùn)動(dòng)參考點(diǎn)；

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(cè)量物體運(yùn)動(dòng)時(shí)的方位值、海拔高度值和加速度值；

第三步：用所述物體運(yùn)動(dòng)時(shí)的方位值、海拔高度值和加速度值并結(jié)合物體當(dāng)前的運(yùn)動(dòng)參考點(diǎn)計(jì)算物體的三維運(yùn)動(dòng)軌跡，并將所述物體的三維運(yùn)動(dòng)軌跡存儲(chǔ)在物體的存儲(chǔ)部件中；

第四步：當(dāng)物體經(jīng)過(guò)所述位置參考點(diǎn)時(shí)，通過(guò)無(wú)線或有線通訊方式將位置參考點(diǎn)的位置信息傳遞到物體中作為對(duì)所述物體三維運(yùn)動(dòng)軌跡的修正，得到經(jīng)過(guò)修正后的物體的三維運(yùn)動(dòng)軌跡，并將所述物體的經(jīng)過(guò)修正后的物體的三維運(yùn)動(dòng)軌跡存儲(chǔ)在物體的存儲(chǔ)部件中。

2、一種獲取物體三維運(yùn)動(dòng)軌跡方法，其特征是包括如下步驟：