[發(fā)明專利]一種空間軌跡記錄裝置及其方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610126858.1
• 申請日: 2016-03-07
• 公開（公告）號: CN105547324A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 肖蕾;莊鑫財;劉克江;羅國娟
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東技術(shù)師范學(xué)院
• 主分類號: G01C23/00
• 分類號: G01C23/00
• 代理公司: 四川力久律師事務(wù)所 51221
• 代理人: 王蕓;韓洋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及運(yùn)動軌跡記錄技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種空間軌跡記錄裝置及其方法。

背景技術(shù)

目前，通過GPS等定位方式記錄軌跡信息時，軌跡信息的精度易受信號強(qiáng)度影響，而 且在郊外、地下等環(huán)境幾乎無法實現(xiàn)位置信息的準(zhǔn)確定位。在信號不穩(wěn)定的情況下，造成定 位準(zhǔn)確度的主要因素有：(1)信號穿過不確定介質(zhì)造成的衰減無法確定。(2)信號通過介質(zhì) 的深度越深誤差越大。(3)電磁信號的干擾。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服在軌跡信息記錄過程中，軌跡信息的精度易受信號強(qiáng)度的影響。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種空間軌跡記錄裝置，用于固定在運(yùn)動機(jī)構(gòu)上， 記錄運(yùn)動機(jī)構(gòu)運(yùn)動的空間軌跡，其包括姿態(tài)信息采集模塊，計程裝置和處理模塊，所述姿態(tài) 信息采集模塊和所述計程裝置分別與所述處理模塊連接；其中，

所述姿態(tài)信息采集模塊，用于采集所述運(yùn)動機(jī)構(gòu)運(yùn)動過程中的姿態(tài)信息；

所述計程裝置，用于記錄所述運(yùn)動機(jī)構(gòu)運(yùn)動過程中的行程信息；

所述處理模塊按照設(shè)定頻率，同步獲取所述行程信息與所述姿態(tài)信息，并根據(jù)所述行程 信息與所述姿態(tài)信息，實時地計算出位置信息，而且當(dāng)運(yùn)動機(jī)構(gòu)每經(jīng)過一個設(shè)定的單位行程 時，所述處理模塊存儲當(dāng)前時刻的所述位置信息；

運(yùn)動機(jī)構(gòu)的運(yùn)動停止后，根據(jù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)開始運(yùn)動前所記錄的靜止時的位置信息和所述處 理模塊存儲的所述位置信息，而獲得運(yùn)動機(jī)構(gòu)運(yùn)動的空間軌跡。

根據(jù)一種具體的實施方式，所述處理模塊包括數(shù)字濾波器、處理器和存儲器；其中，

所述數(shù)字濾波器，用于對所述姿態(tài)信息進(jìn)行濾波處理；

所述處理器，用于對所述姿態(tài)信息進(jìn)行融合計算，以獲得橫滾角、俯仰角和航向角，并 根據(jù)所述橫滾角、所述俯仰角和所述航向角，對所述行程信息進(jìn)行空間坐標(biāo)計算，得到所述 空間位移矢量信息，以及在每得到一個所述空間位移矢量信息后，根據(jù)所述空間位移矢量信 息和上次計算出的所述位置信息，計算得到本次的所述位置信息；

所述存儲器，用于存儲所述處理器的所述位置信息。

根據(jù)一種具體的實施方式，所述姿態(tài)信息采集模塊包括三軸加速度計，三軸陀螺儀和三 軸電子羅盤，并且所述姿態(tài)信息包括三軸加速度信息、三軸角速度信息和所述三軸磁場信 息，其中，

所述三軸加速度計，用于采集所述三軸加速度信息；

所述三軸陀螺儀，用于采集所述三軸角速度信息；

所述三軸電子羅盤，用于采集所述三軸磁場信息。

根據(jù)一種具體的實施方式，所述計程裝置包括編碼器和傳動裝置，并且所述編碼器通過 所述傳動裝置與所述運(yùn)動機(jī)構(gòu)連接，以將所述運(yùn)動機(jī)構(gòu)的行程轉(zhuǎn)換為所述行程信息。

根據(jù)一種具體的實施方式，所述處理器設(shè)置有數(shù)據(jù)接口，用于擴(kuò)展SD卡或者U盤。

基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還提供一種應(yīng)用于本發(fā)明的空間軌跡記錄裝置的空間軌跡記 錄方法，其包括，

S1：確定運(yùn)動機(jī)構(gòu)初始靜止時的位置信息，并保存至存儲介質(zhì)中；

S2：按照設(shè)定頻率，同步獲取所述運(yùn)動機(jī)構(gòu)運(yùn)動過程中的姿態(tài)信息與所述行程信息，并 根據(jù)每次獲取的所述姿態(tài)信息與所述行程信息，實時地計算出位置信息；

S3：當(dāng)運(yùn)動機(jī)構(gòu)每經(jīng)過一個設(shè)定的單位行程時，所述處理模塊存儲當(dāng)前時刻的所述位置 信息；

S4：判斷運(yùn)動機(jī)構(gòu)是否靜止，若未靜止，則跳轉(zhuǎn)至S2。

根據(jù)一種具體的實施方式，對所述姿態(tài)信息進(jìn)行融合計算，以獲得橫滾角、俯仰角和航 向角，并根據(jù)所述橫滾角、所述俯仰角和所述航向角，對所述行程信息進(jìn)行空間坐標(biāo)計算， 得到所述空間位移矢量信息，以及在每得到一個所述空間位移矢量信息后，根據(jù)所述空間位 移矢量信息和上次計算出的所述位置信息，計算得到本次的所述位置信息。

根據(jù)一種具體的實施方式，對所述姿態(tài)信息進(jìn)行濾波處理后，再進(jìn)行融合計算。

根據(jù)一種具體的實施方式，計算得到所述位置信息后，將計算得到的所述位置信息覆蓋 上次計算出的所述位置信息。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：