[實(shí)用新型]一種三維動(dòng)態(tài)定位設(shè)備

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200920222896.2
• 申請(qǐng)日: 2009-09-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201514612U
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳健康
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吳健康
• 主分類號(hào): G06F3/01
• 分類號(hào): G06F3/01;G01C21/16
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 梁愛(ài)榮

1.一種三維動(dòng)態(tài)定位設(shè)備，其特征在于，包括：

三維人機(jī)交互裝置在自身的多個(gè)微型傳感器坐標(biāo)系中獲取并輸出三維人機(jī)交互裝置的三維運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的多種傳感數(shù)據(jù)；

三維人機(jī)交互數(shù)據(jù)處理和融合裝置與三維人機(jī)交互裝置連接，接收三維人機(jī)交互裝置所采集的多傳感數(shù)據(jù)，并對(duì)多個(gè)微型傳感器所測(cè)具有噪聲和動(dòng)態(tài)變化的多傳感數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，獲得三維人機(jī)交互裝置在用戶坐標(biāo)系中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和位置參數(shù)，即位置、速度、加速度、方位、角速度的精確估值，推導(dǎo)運(yùn)動(dòng)軌跡、作用力和方向；并轉(zhuǎn)換成應(yīng)用坐標(biāo)系中的交互參數(shù)；

應(yīng)用和控制對(duì)象通過(guò)應(yīng)用接口與三維人機(jī)交互數(shù)據(jù)處理和融合裝置連接，接收運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和位置參數(shù)的精確估值以及由此推出的交互參數(shù)，用于控制應(yīng)用和控制對(duì)象，通過(guò)應(yīng)用接口向三維人機(jī)交互數(shù)據(jù)處理和融合裝置發(fā)送指令信息。

2.如權(quán)利要求1所述的三維動(dòng)態(tài)定位設(shè)備，其特征在于，三維人機(jī)交互裝置，包括：多個(gè)微型傳感器、中央控制處理單元、無(wú)線通信芯片、以及一組功能鍵，其中：

多個(gè)微型傳感器提取三維人機(jī)交互裝置本身的三維位置和運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，并經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換放大處理后輸出三維位置和運(yùn)動(dòng)模擬數(shù)據(jù)；

中央控制處理單元的各路模數(shù)轉(zhuǎn)換器或數(shù)字入口分別連接到多個(gè)微型傳感器中所有傳感器數(shù)據(jù)端，中央控制處理單元按設(shè)定的采樣率接收并對(duì)多個(gè)微型傳感器輸出的三維位置和運(yùn)動(dòng)的模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行控制和處理，獲得多個(gè)微型傳感器的采樣數(shù)據(jù)存放于中央控制處理單元的寄存器中，并將這些采樣數(shù)據(jù)貼上時(shí)序標(biāo)簽和功能鍵指令一起打包并輸出采樣數(shù)據(jù)和功能鍵指令；中央控制處理單元接收、解釋和執(zhí)行來(lái)自三維人機(jī)交互數(shù)據(jù)處理和融合裝置所在計(jì)算機(jī)的命令；

無(wú)線通信芯片與中央控制處理單元連接，接收并輸出中央控制處理單元的功能鍵指令和采樣數(shù)據(jù)；無(wú)線通信芯片建立三維人機(jī)交互裝置與三維人機(jī)交互數(shù)據(jù)處理和融合裝置所在計(jì)算機(jī)或計(jì)算設(shè)備的通信，完成計(jì)算機(jī)或計(jì)算設(shè)備之間的數(shù)據(jù)和命令的傳送；

功能鍵與中央控制處理單元連接，功能鍵的信息通過(guò)中斷，由中央控制處理單元將之打包傳送到三維人機(jī)交互數(shù)據(jù)處理和融合裝置。

3.如權(quán)利要求1所述的三維動(dòng)態(tài)定位設(shè)備，其特征在于，所述微型傳感器為多種微型傳感器，多種微型傳感器為至少一個(gè)或一個(gè)以上的三維加速度傳感器、三維陀螺儀、三維磁力計(jì)、超聲波測(cè)距儀、激光測(cè)距儀。

4.如權(quán)利要求2所述的三維動(dòng)態(tài)定位設(shè)備，其特征在于，所述功能鍵是初始化鍵或重置鍵、選擇鍵和功能顯示鍵。

5.如權(quán)利要求1所述的三維動(dòng)態(tài)定位設(shè)備，其特征在于，三維人機(jī)交互數(shù)據(jù)處理和融合裝置包括數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊、方位估計(jì)單元、速度和位移估計(jì)模塊、運(yùn)動(dòng)軌跡和力度分析模塊、交互參數(shù)產(chǎn)生和功能鍵管理模塊、以及應(yīng)用接口，其中：

數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊分別與三維人機(jī)交互裝置連接，數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊分別接收三維人機(jī)交互裝置的微型傳感器測(cè)量該微型傳感器坐標(biāo)系中的加速度、角速度和磁場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)，經(jīng)去噪聲和完整性檢測(cè)處理，生成并輸出傳感器坐標(biāo)系中的加速度、角速度和磁場(chǎng)測(cè)量的數(shù)據(jù)流；

方位估計(jì)單元與數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊連接，方位估計(jì)單元接收并對(duì)傳感器坐標(biāo)系中的加速度、角速度和磁場(chǎng)測(cè)量的數(shù)據(jù)流進(jìn)行處理，產(chǎn)生并輸出在磁場(chǎng)變化和人機(jī)交互裝置本身加速度較大情況下的方位估值；

速度和位移估計(jì)模塊與方位估計(jì)單元的加速度估計(jì)模塊連接，速度位移估計(jì)模塊使用來(lái)自加速度估計(jì)模塊的人機(jī)交互裝置本身的加速度估值，通過(guò)積分得到速度和位移數(shù)據(jù)；

運(yùn)動(dòng)軌跡和力度分析模塊與方位估計(jì)模塊和速度和位移估計(jì)模塊連接，接受方位估計(jì)模塊和速度和位移估計(jì)模塊來(lái)的方位估值、速度和位移數(shù)據(jù)，形成人機(jī)交互裝置在用戶坐標(biāo)系中各時(shí)刻的狀態(tài)，包括方位、角速度、加速度、速度、位移和位置，并進(jìn)而推出運(yùn)動(dòng)軌跡、作力方向和力度；

交互參數(shù)產(chǎn)生和功能鍵管理模塊與運(yùn)動(dòng)軌跡和力度分析模塊連接，交互參數(shù)產(chǎn)生和功能管理模塊根據(jù)用戶坐標(biāo)系和應(yīng)用坐標(biāo)系的關(guān)系，把在用戶坐標(biāo)系下的位置、運(yùn)動(dòng)軌跡、作力方向和力度參數(shù)，在功能鍵的控制下，按要求對(duì)人機(jī)交互裝置的方位角、角速度、加速度、速度、位移、運(yùn)動(dòng)軌跡、作力方向和力度進(jìn)行進(jìn)一步計(jì)算和加工，輸出應(yīng)用交互參數(shù)；

應(yīng)用接口分別與交互參數(shù)產(chǎn)生和功能鍵管理模塊和應(yīng)用和控制對(duì)象連接，應(yīng)用接口接收并轉(zhuǎn)發(fā)應(yīng)用坐標(biāo)系中得出的應(yīng)用交互參數(shù)給應(yīng)用和控制對(duì)象。