定位并获取物体自身运动轨迹的电子设备制造技术

本实用新型专利技术提出定位并获取物体自身运动轨迹的电子设备，在物体中嵌入电子设备，包含方位传感部件；加速度传感部件；通讯部件，包含近距离无线通讯模块和／或有线通讯模块，通过近距离无线通讯方式或有线通讯方式与安装在位置参考点的位置参考装置进行通讯获得位置参考点的位置信息；存储部件；信息处理部件，根据方位传感部件的三轴方位传感器信号和加速度传感部件的三轴加速度传感器结合位置参考点的位置信息计算电子设备相对于位置参考点的运动轨迹；所述方位传感部件、加速度传感部件、通讯部件、存储部件分别连接信息处理部件。本实用新型专利技术的技术可以实现获得运动物体在任何时刻的位置和方位以及运动轨迹，解决迷失道路和方向的问题。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及定位并获取物体自身运动轨迹的电子设备，特别是涉及采用加速度传感器、方位传感器计算运动轨迹并采用多个位置参考点修正运动轨迹获得自身运动轨 迹的电子设备。
技术介绍
从古至今，人们都在探寻如何定位自身所在位置和方位，以免迷失方向而无法到 达目的地。早期指南针的出现，为人们确定方位提供了一种方便的解决方法，但由于其职能 提供大致方位信息，方位精度不高，也无法知道所处位置的信息。罗盘的出现提高了方位信 息的精度，但仍然无法知道所处位置的信息。星象仪的出现并结合罗盘，能够物体的大致位 置信息和方位信息，在航海中成为主要的导航设备。 卫星技术的发展，建立全球卫星导航系统，为需要定位和导航的设备提供位置信 息和方位信息，以地球的经度信息和纬度信息来确定位置，并结合电子地图可以确定设备 的位置信息，位置精度也达到米的数量级，成为现代主要定位工具和导航工具，但卫星导航 系统需要高昂的卫星系统作支撑，同时在山谷、丘壑、洞穴等环境中，由于物体的遮挡无法 感知卫星信息导致无法定位的情形。 随着移动通讯网络的发展，人们也研究了采用移动通讯网络的固定基站的信息、 并借助三角定位的算法确定物体的位置信息和运动轨迹。但是移动通讯网络的基站在宽广 区域分布密度太低导致分辨率很低。而且移动基站的覆盖存在很多盲点，因此出现无法定 位和确定运动轨迹的情形。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题提出一种测量物体的位置和运动轨迹的方法和设备 以获得运动物体在任何时刻的位置和方位以及在一定时间内的运动轨迹，这对于野外旅游 获作业的人员避免迷失道路和方向十分重要；对于运动物体的运动轨迹的完全了解十分重 要。本专利技术通过运动物体自带方位传感器、加速度传感器并结合参考位置的位置信息来计 算运动物体在任何时刻的方位和位置以及运动过程的运动轨迹，以解决或部分解决现有位 置定位技术或运动轨迹跟踪技术的不足。 术语说明本文中所指的物体的位置是指在地球上物体或者地球上空物体相对于 地球上某个参考点参考面的物理坐标，如经度和讳度，也可用相对于某个参考点的方位和 距离来表示，如北京正东方向距离北京100公里处。还可以增加上海拔高度的数据来指示 物体的位置。术语说明本专利技术所指的物体的方位是指在地球上物体或者地球上空物体相对于地球上某个参考点参考面的方位坐标，如用相对于地球南北极河赤道的东南西北的方向指示，如东北45度方向。在本专利技术中，物体的方位与物体的位置方向是相同的含义。术语说明本专利技术所指运动轨迹，是指物体从一点运动到另一点所经过的每个点的位置连接形成的路径信息；或者进一步将物体从一点运动到另一点所经过的每个点的位 置和方位都表示出来形成的路径信息。这些路径信息可以进一步被标识一个平面地图或电 子地图上来表示或展示物体从一点运动到另一点的运动过程信息。 术语说明本专利技术所指的海拔高度、位置、方位等信息都是用于测量物体相对于地 球环境(包含地球本身及绕地球旋转运动的空域)的数据信息，是地球地理学所描述的概 念。术语说明本专利技术所指的方位传感器与方向传感器是相同的含义。术语说明本专利技术所指参考位置信息处理模块与位置参考装置是相同的含义。 为解决上述问题，提出的技术解决方案在所述物体上安装方位传感器、加速度传感器等，根据传感器的测量数据来计算物体的位置和运动轨迹，并引入至少一个位置参考点来修正因传感器误差、计算误差、地球磁偏角的变化等引起的位置偏差和运动轨迹偏差。进一步描述如下 第一种运动轨迹生成方法解决方案 1、一种获取物体自身运动轨迹方法，其特征是包括如下步骤 第一步设定至少一个固定物体作为位置参考点，物体运动的起点存在一个位置 参考点，通过近距离无线通讯方式或有线通讯方式将位置参考点的位置信息传递到物体 中，作为物体当前的运动参考点； 第二步用安装在物体上的方向传感器和加速度传感器测量物体运动时的方位值 和加速度值； 第三步用所述物体运动时的方位值和加速度值并结合物体当前的运动参考点计算物体的运动轨迹，并将所述物体的运动轨迹存储在物体的存储部件中； 第四步当物体经过所述位置参考点时，通过无线或有线通讯方式将位置参考点的位置信息传递到物体中作为对所述物体运动轨迹的修正，得到经过修正后的物体的运动轨迹，并将所述物体的经过修正后的物体的运动轨迹存储在物体的存储部件中。 2、上述位置参考点的位置信息包含位置参考点的经度信息、纬度信息；或者所述位置参考点的位置信息包含位置参考点的经度信息、纬度信息和磁偏角信息。 3、为了进一步修正物体位置和运动轨迹的测量偏差，上述第四步后可以进一步包含将物体经过所述位置参考点时将该位置参考点设定为物体当前的运动参考点，这样可以进一步减少和消除测量和计算的累积误差。因为每经过一个位置参考点，就用该参考点的位置信息作为物体当前的位置信息和后续运动的参考点，前面的测量和计算误差就不会传递到后面的测量和计算中。 4、当需要将物体的位置信息和运动轨迹在另一个设备上展示出来以让其他人获 知物体的位置和运动轨迹，则该方案可以进一步包含在第三步后将所述运动轨迹通过无线 通讯网络和/或有线通讯网络传递到远端设备中，在所述远端设备中获得物体运动轨迹或 者在第四步后进一步包含将所述经过修正后的运动轨迹通过无线通讯网络和/或有线通 讯网络传递到远端设备中，在所述远端设备中获得物体运动轨迹。 5、为了结合电子地图以更直观地展示所述物体的位置和运动轨迹，所述远端设备 还可以包含电子地图信息并将所述运动轨迹和/或经过修正后的运动轨迹标注在所述电 子地图信息获得物体在电子地图上的指示或展示。 6、同样为了结合电子地图以更直观地展示所述物体的位置和运动轨迹，所述物体 还可以包含电子地图信息并将所述运动轨迹和/或经过修正后的运动轨迹标注在所述电 子地图信息获得物体在电子地图上的指示或展示。 第二种运动轨迹生成方法解决方案 1、一种物体运动轨迹生成方法，其特征是包括如下步骤 第一步设定至少一个固定物体作为位置参考点，物体运动的起点存在一个位置参考点，通过近距离无线通讯方式或有线通讯方式将位置参考点的位置信息传递到物体 中，作为物体当前的运动参考点； 第二步用安装在物体上的方向传感器和加速度传感器测量物体运动时的方位值 和加速度值； 第三步物体将所述方位值和加速度值及物体当前的运动参考点信息通过无线通 讯网络和/或有线通讯网络传递到远端设备中，在所述远端设备中用所收到的方位值和加 速度值结合物体当前的运动参考点计算物体的运动轨迹，并将所述物体的运动轨迹存储在 远端设备的存储部件中； 第四步当物体经过所述位置参考点时，通过无线或有线通讯方式将位置参考点 的位置信息传递到物体中； 第五步物体将所述位置参考点的位置信息通过无线通讯网络和/或有线通讯网络传递到远端设备中，在所述远端设备中用所收到的位置参考点的位置信息修正物体的运动轨迹，并将所述经过修正的物体的运动轨迹存储在远端设备的存储部件中。 2、上述位置参考点的位置信息包含位置参考点的经度信息、纬度信息，或者上述位置参考点的位置信息包含位置参考点的经度信息、纬度信息和磁偏角信息。 3、为了进一步修正物体位置和运动轨迹的测量偏差，上述第四步和/或第五步后可以进一步包含将物体经过所述位置参考点时将该位置参考点设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种定位并获取物体自身运动轨迹的电子设备，在物体中嵌入电子设备，其特征是所述电子设备包含如下部件：　　方位传感部件，包含三轴方位传感器；　　加速度传感部件，包含三轴加速度传感器；　　通讯部件，包含近距离无线通讯模块和／或有线通讯模块，当物体经过位置参考点时，通过近距离无线通讯方式或有线通讯方式与安装在位置参考点的位置参考装置进行通讯获得位置参考点的位置信息；　　存储部件；　　信息处理部件，用于根据方位传感部件的三轴方位传感器信号和加速度传感部件的三轴加速度传感器信号结合位置参考点的位置信息计算电子设备相对于位置参考点的运动轨迹并存储在存储部件中；　　所述方位传感部件、加速度传感部件、通讯部件、存储部件分别连接信息处理部件。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：须清，
申请(专利权)人：北京派瑞根科技开发有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]