專利名稱：導(dǎo)航方法、導(dǎo)航系統(tǒng)、導(dǎo)航設(shè)備、裝備有該導(dǎo)航設(shè)備的交通工具以及交通工具的群組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及導(dǎo)航方法；本發(fā)明還涉及導(dǎo)航系統(tǒng)；本發(fā)明還涉及導(dǎo)航設(shè)備；本發(fā)明還涉及裝備有該導(dǎo)航設(shè)備的交通工具；本發(fā)明還涉及交通工具的群組。
背景技術(shù)：
現(xiàn)如今，已經(jīng)有能夠相對(duì)精確地確定交通工具位置的GPS導(dǎo)航工具。然而，在某些情形下需要替代的導(dǎo)航方法，這是因?yàn)镚PS導(dǎo)航信號(hào)并不總是可用的，例如在海平面以下的位置處和建筑物中的位置處即是如此。一種這樣的替代方法使用從慣性傳感器獲得的數(shù)據(jù)來(lái)應(yīng)用航位推測(cè)(dead-reckoning)。慣性傳感器包括陀螺儀和加速度計(jì)。陀螺儀提供關(guān)于交通工具的定向的信息，而加速度計(jì)提供關(guān)于其加速度的信息。如果已知交通工具的初始位置和速度，則其瞬時(shí)速度和位置可以通過(guò)對(duì)從加速度計(jì)和陀螺儀獲得的加速度數(shù)據(jù)和定向數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)值積分來(lái)估算。一般而言，加速度計(jì)具有系統(tǒng)性誤差(也稱為偏差)，從而導(dǎo)致位置指示中隨時(shí)間推移而成指數(shù)增大的漂移。因此，基于慣性傳感器的此類導(dǎo)航設(shè)備需要定期進(jìn)行校準(zhǔn)以測(cè)量和補(bǔ)償傳感器偏差。在使用低成本傳感器而不進(jìn)行偏差補(bǔ)償?shù)那闆r下，導(dǎo)航解算會(huì)在數(shù)分鐘內(nèi)就變得無(wú)用。這也適用于使用其他傳感器(例如用于測(cè)量速度的里程計(jì)和用于測(cè)量方向的羅盤)的航位推測(cè)方法。^h Sanderson Bf^rW "A distributed algorithm for cooperative navigation among multiple mobile robots"(Advanced robotics ISSN 0169-1864,98,vol. 12,no 4, pp. 313-481 (17ref.)，pp. 335-349)中描述了一種用于通過(guò)對(duì)機(jī)器人之間相對(duì)位置的感測(cè)以及位置估算和規(guī)劃軌跡的相互通信來(lái)提高機(jī)器人的導(dǎo)航精確度的方法。盡管以此方式可以獲得可能比在機(jī)器人獨(dú)立導(dǎo)航的情況中更好的導(dǎo)航結(jié)果，但是該方法復(fù)雜并且對(duì)相對(duì)位置的測(cè)量可能形成另一誤差源。因此，需要改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了協(xié)作導(dǎo)航的第一方法，其包括如下步驟a.提供至少第一導(dǎo)航設(shè)備和第二導(dǎo)航設(shè)備，每個(gè)導(dǎo)航設(shè)備至少具有導(dǎo)航傳感器以用于提供指示導(dǎo)航傳感器的移動(dòng)狀態(tài)的導(dǎo)航數(shù)據(jù)并且傳輸導(dǎo)航數(shù)據(jù)；b.在共享環(huán)境中獨(dú)立地移動(dòng)第一導(dǎo)航設(shè)備和第二導(dǎo)航設(shè)備；c.檢測(cè)第一導(dǎo)航設(shè)備和第二導(dǎo)航設(shè)備是否彼此相遇，并且傳輸指示第一導(dǎo)航設(shè)備和第二導(dǎo)航設(shè)備相遇的接近信號(hào)；d.使用航位推測(cè)方法來(lái)至少估算第二導(dǎo)航設(shè)備的位置，并且如果接近信號(hào)指示相遇，則使用來(lái)自第一導(dǎo)航設(shè)備的導(dǎo)航信息來(lái)提高所述估算的精確度。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了協(xié)作導(dǎo)航的第二方法，其包括如下步驟a.提供中央服務(wù)器以及至少第一導(dǎo)航設(shè)備和第二導(dǎo)航設(shè)備，每個(gè)導(dǎo)航設(shè)備至少具有導(dǎo)航傳感器，用于提供指示導(dǎo)航傳感器的移動(dòng)狀態(tài)的導(dǎo)航數(shù)據(jù)，并且向中央服務(wù)器傳輸所述導(dǎo)航數(shù)據(jù)；b.在共享環(huán)境中獨(dú)立地移動(dòng)第一導(dǎo)航設(shè)備和第二導(dǎo)航設(shè)備；c.檢測(cè)第一導(dǎo)航設(shè)備和第二導(dǎo)航設(shè)備是否彼此相遇，并且向中央服務(wù)器傳輸指示第一導(dǎo)航設(shè)備和第二導(dǎo)航設(shè)備相遇的接近信號(hào)；d.使用航位推測(cè)方法來(lái)至少估算第二導(dǎo)航設(shè)備的位置，并且如果接近信號(hào)指示相遇，則使用來(lái)自第一導(dǎo)航設(shè)備的導(dǎo)航信息來(lái)提高所述估算的精確度。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了協(xié)作導(dǎo)航的第三方法，其包括如下步驟a.提供至少第一導(dǎo)航設(shè)備和第二導(dǎo)航設(shè)備，每個(gè)導(dǎo)航設(shè)備能夠使用航位推測(cè)方法估算其自身的位置；b.在共享區(qū)域中獨(dú)立地移動(dòng)第一導(dǎo)航設(shè)備和第二導(dǎo)航設(shè)備；c.檢測(cè)第一導(dǎo)航設(shè)備和第二導(dǎo)航設(shè)備是否彼此相遇；d.如果檢測(cè)結(jié)果為肯定的，則向第二導(dǎo)航設(shè)備傳遞由第一導(dǎo)航設(shè)備在所述檢測(cè)時(shí)獲得的相關(guān)導(dǎo)航信息，所述相關(guān)導(dǎo)航信息至少包括由第一導(dǎo)航設(shè)備作出的對(duì)相遇地點(diǎn)的位置的估算；e.使用從第一導(dǎo)航設(shè)備接收的位置估算來(lái)提高第二導(dǎo)航設(shè)備估算其自身位置的精確度。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了第一導(dǎo)航系統(tǒng)，其包括至少第一導(dǎo)航設(shè)備和第二導(dǎo)航設(shè)備，每個(gè)導(dǎo)航設(shè)備至少具有導(dǎo)航傳感器，導(dǎo)航設(shè)備各自被布置成彼此獨(dú)立地相互移動(dòng)，并且至少第一導(dǎo)航設(shè)備被布置用于傳輸指示其狀態(tài)的導(dǎo)航數(shù)據(jù)，-導(dǎo)航系統(tǒng)具有用于接收所傳輸?shù)膶?dǎo)航信息的工具；-第一導(dǎo)航設(shè)備和第二導(dǎo)航設(shè)備中的至少一個(gè)具有用于提供指示第一導(dǎo)航設(shè)備和第二導(dǎo)航設(shè)備是否彼此相遇的接近信號(hào)的工具；_導(dǎo)航系統(tǒng)至少具有用于計(jì)算對(duì)第二導(dǎo)航設(shè)備的位置的初始估算的航位推測(cè)工具，以及用于使用由第一導(dǎo)航設(shè)備傳輸?shù)膶?dǎo)航信息來(lái)提高該估算的精確度的工具，該導(dǎo)航信息針對(duì)的是給出的接近信號(hào)所針對(duì)的位置。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了第二導(dǎo)航系統(tǒng)，其至少包括第一導(dǎo)航設(shè)備和第二導(dǎo)航設(shè)備以及中央服務(wù)器，第一導(dǎo)航設(shè)備和第二導(dǎo)航設(shè)備各自至少具有導(dǎo)航傳感器，導(dǎo)航設(shè)備各自被布置成彼此獨(dú)立地相互移動(dòng)，并且每個(gè)導(dǎo)航設(shè)備被布置成向中央服務(wù)器傳輸指示其狀態(tài)的導(dǎo)航數(shù)據(jù)；-第一導(dǎo)航設(shè)備和第二導(dǎo)航設(shè)備中的至少一個(gè)具有用于向中央服務(wù)器傳輸指示第一導(dǎo)航設(shè)備和第二導(dǎo)航設(shè)備是否彼此相遇的接近信號(hào)的工具；_導(dǎo)航系統(tǒng)至少具有用于計(jì)算對(duì)第二導(dǎo)航設(shè)備的位置的初始估算的航位推測(cè)工具，以及用于使用由第一導(dǎo)航設(shè)備傳輸?shù)膶?dǎo)航信息來(lái)提高該估算的精確度的工具，該導(dǎo)航信息針對(duì)的是給出的接近信號(hào)所針對(duì)的位置。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了第三導(dǎo)航系統(tǒng)，其至少包括第一導(dǎo)航設(shè)備和第二導(dǎo)航設(shè)備，第一導(dǎo)航設(shè)備和第二導(dǎo)航設(shè)備各自具有用于確定對(duì)其自身位置的第一初始估算的航位推測(cè)工具，-第一導(dǎo)航設(shè)備具有用于向第二導(dǎo)航設(shè)備傳輸其相關(guān)導(dǎo)航信息的工具；
-第二導(dǎo)航設(shè)備具有用于接收所傳輸?shù)某跏脊浪愕墓ぞ撸?第一導(dǎo)航設(shè)備和第二導(dǎo)航設(shè)備中的至少一個(gè)具有用于提供指示第一導(dǎo)航設(shè)備和第二導(dǎo)航設(shè)備是否彼此相遇的接近信號(hào)的工具；-第二導(dǎo)航設(shè)備具有用于使用由第一導(dǎo)航設(shè)備提供的相關(guān)導(dǎo)航信息來(lái)提高估算其自身位置的精確度的工具，該相關(guān)導(dǎo)航信息針對(duì)的是給出的接近信號(hào)所針對(duì)的位置，所述相關(guān)導(dǎo)航信息至少包括由第一導(dǎo)航設(shè)備作出的對(duì)相遇地點(diǎn)的位置的估算。根據(jù)本發(fā)明的上述方面，對(duì)第一初始估算的更新僅是基于在交通工具之間相遇時(shí)獲得的交通工具之間導(dǎo)航信息的比較。這后一方法允許簡(jiǎn)單得多的實(shí)現(xiàn)方式，同時(shí)具有良好的結(jié)果。在根據(jù)本發(fā)明的方法中，沒(méi)必要具有昂貴的用于確定相對(duì)位置的工具。簡(jiǎn)單的接近傳感器——例如僅提供指示是否存在相遇的二值信號(hào)的傳感器——就已足夠。這樣的傳感器可以例如基于RF技術(shù)。此外，對(duì)改善的導(dǎo)航結(jié)果的計(jì)算得以簡(jiǎn)化，這是因?yàn)樵谙嘤龅那樾沃?，交通工具的?shí)際坐標(biāo)具有基本上相同的值。因此，對(duì)于每次相遇而言，交通工具的估算位置之間的差值基本上由用于導(dǎo)航的傳感器中的偏差誤差所確定。如果發(fā)生了足夠數(shù)目的相遇，則可以解出偏差項(xiàng)。并不需要出現(xiàn)數(shù)目至少與偏差項(xiàng)的數(shù)目相同的相遇。如果例如有10個(gè)交通工具，但其中兩個(gè)交通工具具有兩次相遇，這就提供了對(duì)這兩個(gè)交通工具的充足信息用以估算它們的偏差以及據(jù)此改善其狀態(tài)估算。從這些相遇獲取的信息可以與所述兩個(gè)交通工具隨后相遇的其他交通工具進(jìn)行交換。要由第一導(dǎo)航設(shè)備向第二導(dǎo)航設(shè)備傳遞的相關(guān)導(dǎo)航信息可以是第一導(dǎo)航設(shè)備對(duì)相遇地點(diǎn)的位置的估算。如果第一導(dǎo)航設(shè)備的估算基本上無(wú)偏差，則該信息足夠用于讓第二導(dǎo)航設(shè)備估算其偏差，并且據(jù)此改善其自身位置估算。如果對(duì)第一導(dǎo)航設(shè)備的估算也受偏差影響，則第一導(dǎo)航設(shè)備可以傳輸附加的信息，諸如在基于慣性傳感器的航位推測(cè)設(shè)備的情形下的二重積分的定向矩陣或在使用里程計(jì)信號(hào)的航位推測(cè)設(shè)備的情形下的一重積分的定向矩陣。在第一導(dǎo)航設(shè)備的估算也存在偏差的情形下，倘若第一導(dǎo)航設(shè)備和第二導(dǎo)航設(shè)備具有至少兩次相遇，則第一導(dǎo)航設(shè)備和第二導(dǎo)航設(shè)備的偏差都可以被估算。換言之，第一導(dǎo)航設(shè)備和第二導(dǎo)航設(shè)備通過(guò)對(duì)使用彼此的在多個(gè)檢測(cè)到接近的情形中所獲得的相關(guān)導(dǎo)航信息形成的方程組進(jìn)行求解來(lái)確定它們的偏差因子。注意，US 6801855提供了具有各種集成定位功能性的互補(bǔ)性導(dǎo)航設(shè)備的系統(tǒng)和方法。具體而言，該導(dǎo)航方法包括提供具有三角定位功能性的第一導(dǎo)航設(shè)備以及提供適配于與第一導(dǎo)航設(shè)備進(jìn)行通信的第二導(dǎo)航設(shè)備。第二導(dǎo)航設(shè)備包括一個(gè)或多個(gè)航位推測(cè)定位組件。所述一個(gè)或多個(gè)航位推測(cè)定位組件與三角定位功能性互補(bǔ)地使用，以在三角定位功能性劣化時(shí)對(duì)位置進(jìn)行確定。在已知的系統(tǒng)和方法中，第一導(dǎo)航設(shè)備和第二導(dǎo)航設(shè)備被布置在單個(gè)交通工具中(參見(jiàn)第13欄，第44-51行以及第22欄，第2_5行)，并且因此在操作期間彼此接近。本發(fā)明與已知方法的不同之處在于，本發(fā)明還包括檢測(cè)第一導(dǎo)航設(shè)備和第二導(dǎo)航設(shè)備是否彼此接近的步驟，并且如果該檢測(cè)結(jié)果為肯定的，則傳遞相關(guān)的導(dǎo)航信息。如果檢測(cè)到第一導(dǎo)航設(shè)備和第二導(dǎo)航設(shè)備彼此接近，則假定第一導(dǎo)航設(shè)備和第二導(dǎo)航設(shè)備具有相同的位置，并且基于該假定，使用從第一導(dǎo)航設(shè)備接收的相關(guān)導(dǎo)航信息來(lái)提高第二導(dǎo)航設(shè)備估算其自身位置的精確度。如果沒(méi)有檢測(cè)到接近，則第二導(dǎo)航設(shè)備不使用第一導(dǎo)航設(shè)備的導(dǎo)航信息。
第一導(dǎo)航設(shè)備可以具有檢測(cè)接近的傳感器，從而指示第二導(dǎo)航設(shè)備是否接近第一導(dǎo)航設(shè)備。接近信號(hào)可以引發(fā)第一導(dǎo)航設(shè)備傳輸其相關(guān)導(dǎo)航信息。第二導(dǎo)航設(shè)備中的接收器接收該相關(guān)信息。在該情形中，接收器還形成第二導(dǎo)航設(shè)備中用于生成接近信號(hào)的工具， 這是因?yàn)閷?duì)信息的接收指示其接近第一導(dǎo)航設(shè)備。備選地，第二導(dǎo)航設(shè)備可以具有用于提供接近信號(hào)的獨(dú)立工具，并且第一導(dǎo)航設(shè)備可以持久地廣播其導(dǎo)航信息。一旦由第二設(shè)備的工具檢測(cè)到接近，則后者可以接受要用來(lái)提高其自身位置估算精確度的、經(jīng)廣播的導(dǎo)航 fn息ο優(yōu)選地，每個(gè)導(dǎo)航設(shè)備具有其自身的接近傳感器。在該情形中，可以驗(yàn)證是否每個(gè)接近傳感器都指示了接近。這會(huì)降低誤報(bào)(即，不當(dāng)?shù)慕咏鼨z測(cè))的風(fēng)險(xiǎn)。這樣的不當(dāng)?shù)慕咏鼨z測(cè)將導(dǎo)致對(duì)偏差因子的不正確的估算。在上述導(dǎo)航系統(tǒng)中，第一導(dǎo)航設(shè)備可以使用任何手段來(lái)估算其自身的位置，例如基于GPS信號(hào)或基于航位推測(cè)設(shè)備或基于其組合。假定第二導(dǎo)航設(shè)備具有航位推測(cè)設(shè)備， 并且使用所接收的相關(guān)導(dǎo)航信息來(lái)確定其偏差。然而，或者有可能兩個(gè)導(dǎo)航設(shè)備都裝備有航位推測(cè)設(shè)備并且它們彼此交換相關(guān)導(dǎo)航信息，從而使得它們?nèi)伎梢怨浪阕约旱钠畈⑶姨岣咦约旱膶?dǎo)航精確度?？梢岳斫?，除了第一導(dǎo)航設(shè)備和第二導(dǎo)航設(shè)備之外，還有可能存在第三導(dǎo)航設(shè)備和其他導(dǎo)航設(shè)備——它們以與第一導(dǎo)航設(shè)備和第二導(dǎo)航設(shè)備交互的方式類似的方式彼此交互以及與第一導(dǎo)航設(shè)備和第二導(dǎo)航設(shè)備交互。根據(jù)第三方面，提供導(dǎo)航設(shè)備，其具有-用于確定對(duì)其自身位置和其他相關(guān)導(dǎo)航信息的初始估算的航位推測(cè)工具；-用于提供指示導(dǎo)航設(shè)備是否與另一導(dǎo)航設(shè)備相遇的接近信號(hào)的工具；-用于接收由另一導(dǎo)航設(shè)備傳輸?shù)南嚓P(guān)導(dǎo)航信息的工具，所述其他導(dǎo)航設(shè)備的所述相關(guān)導(dǎo)航信息至少包括由所述其他導(dǎo)航設(shè)備作出的對(duì)相遇地點(diǎn)的位置的估算；_用于提高使用一組或多組接收到的導(dǎo)航信息來(lái)估算其自身位置的精確度的工具，該導(dǎo)航信息包括初始位置估算，該初始位置估算針對(duì)的是給出的接近信號(hào)所針對(duì)的位置。不只是單方面地提供諸如初始位置估算之類的相關(guān)導(dǎo)航信息是有利的。因此，在一種實(shí)施方式中，導(dǎo)航設(shè)備還包括用于傳輸其初始位置估算和其他相關(guān)導(dǎo)航信息的工具， 從而使得導(dǎo)航設(shè)備還可以幫助其他導(dǎo)航設(shè)備改善其位置估算。這還改善了其他導(dǎo)航設(shè)備向該導(dǎo)航設(shè)備提供的初始位置估算的可靠性。本發(fā)明尤其適用于在交通工具中使用。交通工具例如是自行車、汽車、摩托車、火車、船、舟或飛機(jī)。優(yōu)選地，交通工具包括由導(dǎo)航設(shè)備控制的驅(qū)動(dòng)和操縱機(jī)構(gòu)。交通工具可以包括其他導(dǎo)航工具，諸如GPS接收器或里程計(jì)，用于提供與交通工具的狀態(tài)有關(guān)的信息。 可以存在組合工具，用于將導(dǎo)航設(shè)備的目標(biāo)狀態(tài)信號(hào)與由另一導(dǎo)航工具提供的信息組合起來(lái)。組合工具例如可以選擇用于導(dǎo)航的最為可靠的信息。在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，交通工具還包括由導(dǎo)航設(shè)備控制的驅(qū)動(dòng)和操縱機(jī)構(gòu)。交通工具可以以群組進(jìn)行操作，該群組至少包括具有導(dǎo)航設(shè)備的第一交通工具和具有類似導(dǎo)航設(shè)備的第二交通工具。每次當(dāng)交通工具彼此相遇時(shí)，它們的導(dǎo)航設(shè)備便生成接近信號(hào)。接近信號(hào)指示交通工具的相應(yīng)坐標(biāo)系的第一估算和第二估算的新組合可以被用于改善它們的相應(yīng)坐標(biāo)系的狀態(tài)的估算。例如，可以通過(guò)確定經(jīng)估算位置的平均值來(lái)改善估算，但是估算還可以被更為結(jié)構(gòu)性地用于確定導(dǎo)航設(shè)備的偏差分量，這也會(huì)產(chǎn)生對(duì)坐標(biāo)系的狀態(tài)的改善的估算。如果交通工具操作在相對(duì)小的空間中，則不必要有特定措施來(lái)確保交通工具相對(duì)頻繁地彼此相遇。在一種實(shí)施方式中，交通工具還包括強(qiáng)制交通工具之間定期相遇的控制器。以這種方式，同樣在較大的環(huán)境中，也可以確保交通工具之間以足夠高的頻率相遇，從而支持對(duì)導(dǎo)航精確度的期望水平的提高。在又一實(shí)施方式中，導(dǎo)航設(shè)備至少包括用于存儲(chǔ)關(guān)于以前對(duì)接近的檢測(cè)的相關(guān)導(dǎo)航信息的存儲(chǔ)器，并且導(dǎo)航設(shè)備被布置用于當(dāng)其接近其他類似導(dǎo)航設(shè)備時(shí)向該其他類似導(dǎo)航設(shè)備傳遞所存儲(chǔ)的相關(guān)導(dǎo)航信息。該其他類似導(dǎo)航設(shè)備可以使用這種經(jīng)傳遞的信息來(lái)進(jìn)一步改善其性能。所存儲(chǔ)的相關(guān)導(dǎo)航信息包括由導(dǎo)航設(shè)備自身獲得的相關(guān)導(dǎo)航信息和從該導(dǎo)航設(shè)備相遇的類似導(dǎo)航設(shè)備接收的導(dǎo)航信息。備選地，導(dǎo)航設(shè)備可以向任何其他的導(dǎo)航設(shè)備廣播相關(guān)的導(dǎo)航信息，而無(wú)論其與該導(dǎo)航設(shè)備的距離如何。然而，如果類似的導(dǎo)航設(shè)備存儲(chǔ)了相關(guān)的導(dǎo)航信息并且一旦其接近其他類似導(dǎo)航設(shè)備便傳輸該信息，則導(dǎo)航設(shè)備無(wú)需長(zhǎng)距離通信工具，這對(duì)于低功耗是有利的。兩個(gè)導(dǎo)航設(shè)備甚至可以間接地交換其導(dǎo)航信息， 例如第一導(dǎo)航設(shè)備和第二導(dǎo)航設(shè)備可以具有從彼此相遇中產(chǎn)生的導(dǎo)航信息。如果上述導(dǎo)航設(shè)備之一與第三導(dǎo)航設(shè)備相遇，則該導(dǎo)航設(shè)備可以向第三導(dǎo)航設(shè)備傳遞該信息，并且該第三導(dǎo)航設(shè)備可以轉(zhuǎn)而在與第四導(dǎo)航相遇期間向第四導(dǎo)航傳遞該信息連同經(jīng)采集的其他相遇的信息。導(dǎo)航設(shè)備并不必然是交通工具的一部分。導(dǎo)航設(shè)備可以備選地用作獨(dú)立的設(shè)備。 例如，消防員可以攜帶該設(shè)備以在被煙霧籠罩的建筑物內(nèi)導(dǎo)航。應(yīng)該注意，導(dǎo)航設(shè)備的信號(hào)處理功能可以以硬件、軟件或這兩者的結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)。


參考附圖更為詳細(xì)地描述這些方面和其他一些方面。其中圖1示出了航位推測(cè)導(dǎo)航模塊的第一實(shí)施方式；圖2示出了航位推測(cè)導(dǎo)航模塊的第二實(shí)施方式；圖3示出了具有相互協(xié)作導(dǎo)航設(shè)備的一對(duì)交通工具；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)航系統(tǒng)的第一實(shí)施方式；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)航系統(tǒng)的第二實(shí)施方式；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)航系統(tǒng)的第三實(shí)施方式；圖7示出了具有互相交叉的軌跡的交通工具的示例；圖8示出了多個(gè)交通工具的軌跡以及由第一模擬中有偏差的估算器確定的路徑；圖9將模擬的偏差和通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的方法估算的偏差進(jìn)行了比較；圖10示出了第二模擬中模擬的交通工具的軌跡；圖11將模擬的偏差和第二模擬中通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的方法估算的偏差進(jìn)行了比較；以及圖12示出了根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)航系統(tǒng)的第四實(shí)施方式。
具體實(shí)施方式
在下面的詳細(xì)描述中闡述了許多具體細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本發(fā)明的完整理解。然而， 本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解，可以不通過(guò)這些具體細(xì)節(jié)而實(shí)踐本發(fā)明。在其他實(shí)例中，未具體描述眾所周知的方法、過(guò)程和組件，以便不模糊本發(fā)明的各個(gè)方面。下文參照附圖更為全面地描述本發(fā)明，在附圖中示出了本發(fā)明的一些實(shí)施方式。 然而，本發(fā)明可以以許多不同的形式體現(xiàn)，并且本發(fā)明不應(yīng)被解釋為受限于本文所闡述的實(shí)施方式。相反，提供這些實(shí)施方式，從而使得本公開(kāi)更為徹底和完整，并且這些實(shí)施方式將全面地將本發(fā)明的范圍傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。在附圖中，層和區(qū)域的大小以及相對(duì)大小可能為了清楚而進(jìn)行了夸大?？梢岳斫?，當(dāng)元件或?qū)颖环Q為在另一元件或?qū)印吧稀?、“連接到”或“耦合到”另一元件或?qū)訒r(shí)，其可以直接在另一元件或?qū)由?、連接或耦合到另一元件或?qū)樱蛘呖梢源嬖诮橛谥虚g的元件或?qū)?。相反，?dāng)元件被稱為“直接”在另一元件或?qū)印吧稀?、“直接連接到”或者“直接耦合到”另一元件或?qū)訒r(shí)，不存在介于中間的元件或?qū)印Ｘ灤┤?，類似的?biāo)號(hào)指代類似的元件。如此處所使用的，術(shù)語(yǔ)“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)聯(lián)的所列項(xiàng)的任何組合和所有組合。可以理解，雖然術(shù)語(yǔ)第一、第二、第三等可以在此用于描述各種元件、組件和/或部分，但是這些元件、組件和/或部分不應(yīng)受這些術(shù)語(yǔ)限制。這些術(shù)語(yǔ)僅用于對(duì)一個(gè)元件、 組件或部分與另一元件、組件和/或部分加以區(qū)分。因此，可以將下文所討論的第一元件、 組件和/或部分稱為第二元件、組件和/或部分，而不偏離本發(fā)明的教導(dǎo)。除非另有定義， 否則在此所用的所有術(shù)語(yǔ)(包括技術(shù)術(shù)語(yǔ)和科學(xué)術(shù)語(yǔ))都具有本發(fā)明所屬領(lǐng)域中普通技術(shù)人員所公知的含義相同的含義。還可以理解，諸如在常用的字典中定義的術(shù)語(yǔ)之類的術(shù)語(yǔ)應(yīng)該被解釋為具有與其在相關(guān)領(lǐng)域的環(huán)境中相一致的含義，并且不應(yīng)以理想化的或過(guò)度表面化的意義來(lái)解釋，除非在此明確地如此定義。這里提到的所有出版物、專利申請(qǐng)、專利和其他參考通過(guò)參考其全文并入于此。如果發(fā)生沖突，則以本說(shuō)明書(shū)(包括定義)為準(zhǔn)。此外，材料、方法和示例僅為說(shuō)明性的而非旨在限制。圖1示意性地指示了在使用慣性測(cè)量的航位推測(cè)導(dǎo)航設(shè)備中出現(xiàn)的信號(hào)之間的關(guān)系。首先，首先對(duì)經(jīng)測(cè)量的角速度C7進(jìn)行數(shù)值積分，從而產(chǎn)生交通工具主體的定向θ。該定向θ被用于計(jì)算所謂的旋轉(zhuǎn)矩陣RbJ通常進(jìn)行該積分從而使其直接產(chǎn)生RJ。借助該矩陣，相對(duì)于交通工具主體坐標(biāo)系軸(使用下標(biāo)b指示)測(cè)量的加速度矢量忑被旋轉(zhuǎn)至慣性坐標(biāo)系。慣性加速度矢量& (由下標(biāo)e指示)現(xiàn)在被數(shù)值積分兩次以獲得主體的速度巧和位置艮，主體的速度1和位置艮均針對(duì)慣性坐標(biāo)系。假設(shè)已知攜帶導(dǎo)航設(shè)備的交通工具或人員的初始狀態(tài)(即，速度、位置和定向)，則潛在地有可能確定隨后任意時(shí)間點(diǎn)處的狀態(tài)。 然而，在實(shí)踐中，經(jīng)測(cè)量的加速是存在偏差的。因此，該偏差將會(huì)導(dǎo)致經(jīng)測(cè)量的位置和速度相對(duì)于實(shí)際值的漂移。圖2示出了航位推測(cè)導(dǎo)航設(shè)備的另一示例，其中交通工具的速度由里程計(jì)確定， 而交通工具的定向由羅盤確定。在此情形中，只需一個(gè)積分步驟來(lái)確定位置。此外在該情形中，可能存在偏差誤差(例如由于里程計(jì)估算速度所依據(jù)的輪胎的打滑而造成)，這將會(huì)導(dǎo)致估算的位置相距實(shí)際位置的漂移。其他導(dǎo)航設(shè)備可以通過(guò)測(cè)量攜帶導(dǎo)航設(shè)備的人的步數(shù)來(lái)確定位置。這里同樣可能存在偏差誤差。根據(jù)本發(fā)明，提供一種協(xié)作航位推測(cè)導(dǎo)航系統(tǒng)，其包括能夠彼此協(xié)作的航位推測(cè)導(dǎo)航設(shè)備。換言之，該導(dǎo)航系統(tǒng)中的導(dǎo)航設(shè)備執(zhí)行協(xié)作導(dǎo)航方法。為此，在航位推測(cè)導(dǎo)航系統(tǒng)中包括的至少一個(gè)第一航位推測(cè)導(dǎo)航設(shè)備向?qū)Ш较到y(tǒng)中的至少一個(gè)第二導(dǎo)航設(shè)備傳遞該至少一個(gè)第一航位推測(cè)導(dǎo)航設(shè)備對(duì)該至少一個(gè)第一航位推測(cè)導(dǎo)航設(shè)備的位置的估算。第二導(dǎo)航設(shè)備現(xiàn)在具有對(duì)當(dāng)導(dǎo)航設(shè)備彼此相遇時(shí)基本相同位置的一對(duì)獨(dú)立估算。根據(jù)此對(duì)估算，第二導(dǎo)航設(shè)備可以例如通過(guò)將該對(duì)的估算求平均來(lái)計(jì)算對(duì)其位置的改善的估算。此外， 可以根據(jù)每對(duì)估算形成方程。如果形成足夠的方程，則可以確定多個(gè)偏差誤差，據(jù)此改善進(jìn)一步的估算。詞語(yǔ)“相遇”是指導(dǎo)航設(shè)備或攜帶該導(dǎo)航設(shè)備的人員或交通工具接近彼此。如果兩個(gè)導(dǎo)航設(shè)備位于相對(duì)于彼此的預(yù)定范圍內(nèi)，則該兩個(gè)導(dǎo)航設(shè)備被認(rèn)為是接近對(duì)方。該預(yù)定范圍取決于所要求的精確度并且取決于用于檢測(cè)相遇的實(shí)際裝置。例如，預(yù)定范圍可以與RFID檢測(cè)器的檢測(cè)范圍一致。預(yù)定范圍例如可以是具有預(yù)定半徑的球體。該球體內(nèi)任何對(duì)象都將被認(rèn)為是在預(yù)定范圍內(nèi)。所述預(yù)定半徑例如可以在50cm至IOm的級(jí)別上。在明顯更小的半徑(例如IOcm)中，兩個(gè)交通工具自發(fā)地彼此相遇的概率相對(duì)較小。在此情形下，可以交換并被用于提高估算精確度的信息量也較少。然而，在布置了交通工具之間的有意相遇的情形下，這不是問(wèn)題。在該情形下，如果期望，則檢測(cè)半徑可以相對(duì)較小。如果半徑遠(yuǎn)大于10m，例如50m，則精確度的提高相對(duì)較小。在其中可以接受明顯較大的半徑的情形也是有可能的。精確度為的潛艇在航行IOOkm距離之后將具有Ikm的導(dǎo)航誤差。 在此情形下，以IOOm的距離與也具有導(dǎo)航設(shè)備的另一潛艇的相遇仍可被認(rèn)為是接近。通過(guò)假設(shè)兩個(gè)相遇的潛艇的導(dǎo)航設(shè)備處于相同位置確實(shí)會(huì)產(chǎn)生誤差，并且因此這個(gè)誤差還將導(dǎo)致導(dǎo)航系統(tǒng)的偏差因子的估算中的誤差。然而，由于在此假設(shè)中產(chǎn)生的誤差(IOOm)明顯小于實(shí)際出現(xiàn)的導(dǎo)航誤差(1km)，所以仍獲得了對(duì)偏差因子的更為精確的估算，由此提高了導(dǎo)航精確度。類似地，建筑物中的導(dǎo)航機(jī)器人可以具有遞增至數(shù)十米的導(dǎo)航誤差。在此情形下，數(shù)米的距離可以被認(rèn)為是接近的。只要具備如下條件便足夠-導(dǎo)航設(shè)備具有一些二值決策工具，該工具確定其他導(dǎo)航系統(tǒng)是否接近，以及-如果其他導(dǎo)航設(shè)備被認(rèn)為是接近的，則假設(shè)由相遇的導(dǎo)航設(shè)備估算的位置是對(duì)相同位置的估算，并且使用其他導(dǎo)航設(shè)備的導(dǎo)航信息，-如果其他導(dǎo)航設(shè)備被認(rèn)為是不接近的，則不使用其他導(dǎo)航設(shè)備的導(dǎo)航信息。(但可以使用由其他導(dǎo)航設(shè)備存儲(chǔ)的、與早先相遇有關(guān)的早先存儲(chǔ)的導(dǎo)航。)導(dǎo)航信息的單向傳輸允許第二導(dǎo)航設(shè)備提高其導(dǎo)航精確度。如果第一導(dǎo)航設(shè)備接收到來(lái)自第二導(dǎo)航設(shè)備的信息，則該第一導(dǎo)航設(shè)備也可以提高其導(dǎo)航精確度。然而，備選地，第一導(dǎo)航設(shè)備可以通過(guò)接收由第二導(dǎo)航設(shè)備獲得的結(jié)果來(lái)改進(jìn)其導(dǎo)航精確度。例如，第二導(dǎo)航設(shè)備可以估算第一導(dǎo)航設(shè)備的偏差誤差并且將向第一導(dǎo)航設(shè)備傳輸該估算。優(yōu)選地，導(dǎo)航設(shè)備僅在與另一導(dǎo)航設(shè)備發(fā)生相遇的位置處傳輸其導(dǎo)航信息?？梢愿鼮轭l繁地傳輸導(dǎo)航信息，但這將導(dǎo)致功耗增加。圖3示出了一組交通工具。為了清楚起見(jiàn)，僅示出了第一交通工具2A和第二交通工具2B。交通工具2A和2B各自分別包括導(dǎo)航設(shè)備IA和1B，以及經(jīng)由控制單元3由導(dǎo)航設(shè)備1控制的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)4和操縱機(jī)構(gòu)5?？刂茊卧?使用獲取自導(dǎo)航設(shè)備1的導(dǎo)航信息來(lái)控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)4對(duì)后輪6進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)速度，以及控制操縱機(jī)構(gòu)5在前輪7上施加的定向。
圖4更為詳細(xì)地顯示了導(dǎo)航設(shè)備1A、導(dǎo)航設(shè)備IB的實(shí)施方式。導(dǎo)航設(shè)備1A、導(dǎo)航設(shè)備IB形成導(dǎo)航系統(tǒng)的第一導(dǎo)航設(shè)備和第二導(dǎo)航設(shè)備。導(dǎo)航系統(tǒng)可以包括除IA和IB之外的其他導(dǎo)航設(shè)備。導(dǎo)航設(shè)備IA和IB中的每一個(gè)都能夠確定對(duì)其自身位置的初始估算。 在所示實(shí)施方式中，第一導(dǎo)航設(shè)備IA具有提供估算Pia的導(dǎo)航模塊10A。第二導(dǎo)航設(shè)備IB 具有提供估算Pib的導(dǎo)航模塊10B。在導(dǎo)航系統(tǒng)中，第一導(dǎo)航設(shè)備IA具有用于向第二導(dǎo)航設(shè)備IB傳輸相關(guān)導(dǎo)航信息“Info”的工具20?；谠O(shè)備IA的導(dǎo)航模塊IOA的類型，所傳輸?shù)南嚓P(guān)導(dǎo)航信息Info可以包括估算Pia，但也可以包括其他導(dǎo)航信息。第二導(dǎo)航設(shè)備IB 具有用于接收所傳輸?shù)摹癐nfo”的工具30。導(dǎo)航設(shè)備中的至少一個(gè)(此處是第一導(dǎo)航設(shè)備 1A)具有用于提供接近信號(hào)Sp,的工具40，接近信號(hào)Sp,指示導(dǎo)航設(shè)備1A、導(dǎo)航設(shè)備IB是否接近彼此。第二導(dǎo)航設(shè)備IB的導(dǎo)航模塊IOB具有用于計(jì)算其位置的初始估算Pib的航位推測(cè)工具，以及具有用于使用由第一導(dǎo)航設(shè)備IA提供的經(jīng)傳輸?shù)南嚓P(guān)導(dǎo)航信息Info來(lái)提高估算其自身位置的精確度的工具50，該經(jīng)傳輸?shù)南嚓P(guān)導(dǎo)航信息Info針對(duì)的是給出的接近信號(hào)所針對(duì)的位置。這由校正信號(hào)Sc象征性地示出。下面將更為詳細(xì)地描述用于提高精確度的方法。在圖4中所示的實(shí)施方式中，第一導(dǎo)航設(shè)備IA的導(dǎo)航模塊IOA如何計(jì)算針對(duì)其位置的初始估算Pia無(wú)關(guān)緊要。依賴于導(dǎo)航設(shè)備IA的性質(zhì)，經(jīng)傳輸?shù)南嚓P(guān)導(dǎo)航信息“Info”例如可以僅包括對(duì)相遇地點(diǎn)的初始估算Pia作為相關(guān)導(dǎo)航信息。這是當(dāng)導(dǎo)航模塊IOA是基于 GPS時(shí)的情形。如果備選地第一導(dǎo)航設(shè)備IA的導(dǎo)航模塊IOA也是航位推測(cè)工具，則它可以傳輸其他相關(guān)導(dǎo)航信息。如果導(dǎo)航模塊是基于慣性傳感器讀數(shù)的航位推測(cè)工具，則其他相關(guān)的導(dǎo)航信息可以包括二重積分旋轉(zhuǎn)矩陣；或者如果導(dǎo)航模塊基于里程計(jì)讀數(shù)，則其他相關(guān)的導(dǎo)航信息可以包括一重積分旋轉(zhuǎn)矩陣。這種附加的相關(guān)導(dǎo)航信息輔助第二導(dǎo)航設(shè)備IB 估算第一導(dǎo)航模塊IOA的偏差，并由此改善對(duì)其自身偏差的估算。參考圖1和圖2描述了航位推測(cè)工具的示例。在圖4的實(shí)施方式中，導(dǎo)航設(shè)備IA是利他設(shè)備，這是因?yàn)樗鼉H傳輸其自身的導(dǎo)航信息，而不使用其他設(shè)備的信息。另一方面，導(dǎo)航設(shè)備IB僅使用由其他導(dǎo)航設(shè)備使用的位置估算信息。圖5示出了又一實(shí)施方式。其中的與圖4中的部件對(duì)應(yīng)的部件部件具有高出100 的參考標(biāo)號(hào)。相對(duì)于之前的實(shí)施方式，第二導(dǎo)航設(shè)備IB向?qū)Ш皆O(shè)備IOlA的導(dǎo)航模塊IlOA 傳輸校正信號(hào)S’ c,該校正信號(hào)使得第一導(dǎo)航設(shè)備IOlA也能夠提高其對(duì)自己位置的估算的精確度。圖6示出了具有又一對(duì)導(dǎo)航設(shè)備IA和導(dǎo)航設(shè)備IB的又一實(shí)施方式。其中與圖4 中的部件對(duì)應(yīng)的部件具有高出200的參考標(biāo)號(hào)，并且針對(duì)設(shè)備IA的部件附加地具有后綴A 以及針對(duì)設(shè)備IB的部件附加地具有后綴B。在圖6中所示的實(shí)施方式中，導(dǎo)航設(shè)備201A、 導(dǎo)航設(shè)備201B各自使用雙向傳輸工具225A和雙向傳輸工具225B將其估算的位置Pia和Pib 以及其他相關(guān)的導(dǎo)航信息(如果可用)作為相關(guān)導(dǎo)航信息“11^0、11^0’”向另一方傳輸。如果存在另外的導(dǎo)航設(shè)備，則導(dǎo)航設(shè)備201A和201B還可以向這些其他設(shè)備傳輸其相關(guān)導(dǎo)航信息。備選地，導(dǎo)航設(shè)備可以僅使用短距離傳輸，從而使得它們僅在彼此相遇時(shí)交換信息。此外，導(dǎo)航設(shè)備201A和導(dǎo)航設(shè)備201B中的每一個(gè)具有其自身的接近檢測(cè)器240A 和240B，該接近檢測(cè)器240A和240B分別提供接近檢測(cè)信號(hào)Sot和S，OT。在一種實(shí)施方式中，導(dǎo)航設(shè)備201A、導(dǎo)航設(shè)備201B可以彼此傳送這些接近檢測(cè)信號(hào)SPr和S’ pr并且通過(guò)在與門中組合這些信號(hào)來(lái)生成改善的接近檢測(cè)信號(hào)S”,以此方式，錯(cuò)誤檢測(cè)的風(fēng)險(xiǎn)得以最小化?，F(xiàn)在參照?qǐng)D7至圖11更為具體地描述如下方式，在該方式中可以使用經(jīng)交換的位置信息來(lái)提高位置估算的精確度。假設(shè)有若干用戶/交通工具V1、V2、V3等(圖7)在慣性空間中運(yùn)動(dòng)。這些用戶中的每一個(gè)都裝備有捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航設(shè)備。假設(shè)可以忽略姿態(tài)測(cè)量上的誤差。在交叉點(diǎn)Cl、 C2和C3定期有交通工具軌跡交叉和交通工具彼此相遇。相遇本身由交通工具通過(guò)一些設(shè)備(例如短距離無(wú)線電通信設(shè)備)檢測(cè)得到。在相遇時(shí)，假設(shè)兩個(gè)交通工具的位置都相同。此外，在下面簡(jiǎn)化的數(shù)學(xué)推導(dǎo)中，假設(shè)除了加速度計(jì)上的一些偏差誤差之外沒(méi)有其他誤差存在。實(shí)際上，通過(guò)相加來(lái)完成每個(gè)交通工具的慣性系(INS)中的數(shù)值積分。如果忽略由于這種數(shù)值積分的近似所造成的誤差，則INS的讀數(shù)可以求值如下
權(quán)利要求
1.一種協(xié)作導(dǎo)航的方法，包括如下步驟a.至少提供第一導(dǎo)航設(shè)備和第二導(dǎo)航設(shè)備，每個(gè)導(dǎo)航設(shè)備至少具有導(dǎo)航傳感器，用于提供指示所述導(dǎo)航傳感器的移動(dòng)狀態(tài)的導(dǎo)航數(shù)據(jù)，以及傳輸導(dǎo)航數(shù)據(jù)，b.在共享環(huán)境中獨(dú)立地移動(dòng)所述第一導(dǎo)航設(shè)備和所述第二導(dǎo)航設(shè)備，c.檢測(cè)所述第一導(dǎo)航設(shè)備和所述第二導(dǎo)航設(shè)備是否彼此相遇，以及傳輸指示所述第一導(dǎo)航設(shè)備和所述第二導(dǎo)航設(shè)備相遇的接近信號(hào)，d.使用航位推測(cè)方法來(lái)至少估算所述第二導(dǎo)航設(shè)備的位置，并且如果所述接近信號(hào)指示相遇，則使用來(lái)自所述第一導(dǎo)航設(shè)備的導(dǎo)航信息來(lái)提高所述估算的精確度。
2.一種協(xié)作導(dǎo)航的方法，包括如下步驟a.提供中央服務(wù)器以及至少第一導(dǎo)航設(shè)備和第二導(dǎo)航設(shè)備，所述導(dǎo)航設(shè)備中的每一個(gè)至少具有導(dǎo)航傳感器，用于提供指示所述導(dǎo)航傳感器的移動(dòng)狀態(tài)的導(dǎo)航數(shù)據(jù)，以及向所述中央服務(wù)器傳輸所述導(dǎo)航數(shù)據(jù)，b.在共享環(huán)境中獨(dú)立地移動(dòng)所述第一導(dǎo)航設(shè)備和所述第二導(dǎo)航設(shè)備，c.檢測(cè)所述第一導(dǎo)航設(shè)備和所述第二導(dǎo)航設(shè)備是否彼此相遇，以及向所述中央服務(wù)器傳輸指示所述第一導(dǎo)航設(shè)備和所述第二導(dǎo)航設(shè)備相遇的接近信號(hào)，d.使用航位推測(cè)方法來(lái)至少估算所述第二導(dǎo)航設(shè)備的位置，并且如果所述接近信號(hào)指示相遇，則使用來(lái)自所述第一導(dǎo)航設(shè)備的導(dǎo)航信息來(lái)提高所述估算的精確度。
3.一種協(xié)作導(dǎo)航的方法，包括如下步驟a.至少提供第一導(dǎo)航設(shè)備和第二導(dǎo)航設(shè)備，至少所述第二導(dǎo)航設(shè)備能夠使用航位推測(cè)方法估算其自身位置，b.在共享環(huán)境中獨(dú)立地移動(dòng)所述第一導(dǎo)航設(shè)備和所述第二導(dǎo)航設(shè)備，c.檢測(cè)所述第一導(dǎo)航設(shè)備和所述第二導(dǎo)航設(shè)備是否彼此相遇，d.如果所述檢測(cè)結(jié)果為肯定的，則向所述第二導(dǎo)航設(shè)備傳遞由所述第一導(dǎo)航設(shè)備在所述檢測(cè)的時(shí)刻獲得的相關(guān)導(dǎo)航信息，所述相關(guān)導(dǎo)航信息至少包括由所述第一導(dǎo)航設(shè)備對(duì)相遇地點(diǎn)的位置的估算，e.使用從所述第一導(dǎo)航設(shè)備接收的所述相關(guān)導(dǎo)航信息來(lái)提高所述第二導(dǎo)航設(shè)備估算其自身位置的精確度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中當(dāng)檢測(cè)到所述第一導(dǎo)航設(shè)備和所述第二導(dǎo)航設(shè)備之間的相遇時(shí)，所述第一導(dǎo)航設(shè)備和所述第二導(dǎo)航設(shè)備彼此交換相關(guān)導(dǎo)航信息，其中從所述第一導(dǎo)航設(shè)備交換至所述第二導(dǎo)航設(shè)備的所述相關(guān)導(dǎo)航信息至少包括由所述第一導(dǎo)航設(shè)備對(duì)相遇地點(diǎn)的位置的估算，以及其中所述第一導(dǎo)航設(shè)備和所述第二導(dǎo)航設(shè)備通過(guò)解出使用彼此的在檢測(cè)到相遇的多個(gè)情形中獲得的相關(guān)導(dǎo)航信息而形成的方程組來(lái)確定它們的偏差。
5.一種導(dǎo)航系統(tǒng)，至少包括第一導(dǎo)航設(shè)備和第二導(dǎo)航設(shè)備，每個(gè)導(dǎo)航設(shè)備至少具有導(dǎo)航傳感器，所述導(dǎo)航設(shè)備均被布置成彼此獨(dú)立地相互移動(dòng)，并且至少所述第一導(dǎo)航設(shè)備被布置用于傳輸指示其狀態(tài)的導(dǎo)航數(shù)據(jù)，_所述導(dǎo)航系統(tǒng)具有用于接收所傳輸?shù)膶?dǎo)航信息的工具，_所述第一導(dǎo)航設(shè)備和所述第二導(dǎo)航設(shè)備中的至少一個(gè)具有用于提供指示所述第一導(dǎo)航設(shè)備和所述第二導(dǎo)航設(shè)備是否彼此相遇的接近信號(hào)的工具，“所述導(dǎo)航系統(tǒng)至少具有用于計(jì)算對(duì)所述第二導(dǎo)航設(shè)備的位置的初始估算的工具，以及用于使用由所述第一導(dǎo)航設(shè)備傳輸?shù)乃鰧?dǎo)航信息來(lái)提高該估算的精確度的工具，所述導(dǎo)航信息針對(duì)的是給出的所述接近信號(hào)所針對(duì)的位置。
6.一種導(dǎo)航系統(tǒng)，至少包括第一導(dǎo)航設(shè)備和第二導(dǎo)航設(shè)備以及中央服務(wù)器，所述第一導(dǎo)航設(shè)備和所述第二導(dǎo)航設(shè)備均至少具有導(dǎo)航傳感器，所述導(dǎo)航設(shè)備均被布置成彼此獨(dú)立地相互移動(dòng)，并且被布置用于向所述中央服務(wù)器傳輸指示它們的狀態(tài)的導(dǎo)航數(shù)據(jù)，_所述第一導(dǎo)航設(shè)備和所述第二導(dǎo)航設(shè)備中的至少一個(gè)具有用于向所述中央服務(wù)器傳輸指示所述第一導(dǎo)航設(shè)備和所述第二導(dǎo)航設(shè)備是否彼此相遇的接近信號(hào)的工具，_所述導(dǎo)航系統(tǒng)至少具有用于計(jì)算對(duì)所述第二導(dǎo)航設(shè)備的位置的初始估算的航位推測(cè)工具，以及用于使用由所述第一導(dǎo)航設(shè)備傳輸?shù)乃鰧?dǎo)航信息來(lái)提高該估算的精確度的工具，所述導(dǎo)航信息針對(duì)的是給出的所述接近信號(hào)所針對(duì)的位置。
7.一種導(dǎo)航系統(tǒng)，至少包括第一導(dǎo)航設(shè)備和第二導(dǎo)航設(shè)備(1A、1B;101A、101B;201A、 201B)，所述第一導(dǎo)航設(shè)備和所述第二導(dǎo)航設(shè)備被布置成彼此獨(dú)立地相互移動(dòng)，并且均能夠確定對(duì)它們自身位置的初始估算(P1A、P1B)，-所述第一導(dǎo)航設(shè)備具有用于向所述第二導(dǎo)航設(shè)備傳輸相關(guān)導(dǎo)航信息的工具，-所述第二導(dǎo)航設(shè)備具有用于接收所傳輸?shù)乃鱿嚓P(guān)導(dǎo)航信息的工具，-所述第一導(dǎo)航設(shè)備和所述第二導(dǎo)航設(shè)備中的至少一個(gè)具有用于提供指示所述第一導(dǎo)航設(shè)備和所述第二導(dǎo)航設(shè)備是否彼此相遇的接近信號(hào)的工具，-所述第二導(dǎo)航設(shè)備具有用于計(jì)算對(duì)其位置的初始估算的航位推測(cè)工具，以及用于使用由所述第一導(dǎo)航設(shè)備傳輸?shù)南嚓P(guān)導(dǎo)航信息來(lái)提高估算其自身位置的精確度的工具，所述相關(guān)導(dǎo)航信息針對(duì)的是給出的所述接近信號(hào)所針對(duì)的位置，所述相關(guān)導(dǎo)航信息至少包括由所述第一導(dǎo)航設(shè)備對(duì)相遇地點(diǎn)的位置的估算。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的導(dǎo)航系統(tǒng)，其中如果所述第一導(dǎo)航設(shè)備和所述第二導(dǎo)航設(shè)備檢測(cè)到相遇，則所述第一導(dǎo)航設(shè)備和所述第二導(dǎo)航設(shè)備彼此交換相關(guān)導(dǎo)航信息，其中所述第二導(dǎo)航設(shè)備的所述相關(guān)導(dǎo)航信息至少包括由所述第二導(dǎo)航設(shè)備對(duì)相遇地點(diǎn)的位置的估算，并且其中所述第一導(dǎo)航設(shè)備和所述第二導(dǎo)航設(shè)備通過(guò)解出使用彼此的針對(duì)檢測(cè)到相遇的多個(gè)情形而交換的相關(guān)導(dǎo)航信息而形成的方程組來(lái)確定它們的偏差。
9.一種導(dǎo)航設(shè)備，包括-用于確定對(duì)其自身位置的初始估算的航位推測(cè)工具，_用于提供指示所述導(dǎo)航設(shè)備是否與另一導(dǎo)航設(shè)備相遇的接近信號(hào)的工具，所述導(dǎo)航設(shè)備和所述另一導(dǎo)航設(shè)備被布置成相對(duì)于彼此獨(dú)立地移動(dòng)，_用于接收由另一導(dǎo)航設(shè)備傳輸?shù)南嚓P(guān)導(dǎo)航信息的工具，所述另一導(dǎo)航設(shè)備的所述相關(guān)導(dǎo)航信息至少包括由所述另一導(dǎo)航設(shè)備對(duì)相遇地點(diǎn)的位置的估算，_用于使用傳輸?shù)南嚓P(guān)導(dǎo)航信息來(lái)提高估算其自身位置的精確度的工具，所述相關(guān)導(dǎo)航信息針對(duì)的是給出的接近信號(hào)所針對(duì)的位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的導(dǎo)航設(shè)備，還包括用于傳輸相關(guān)導(dǎo)航信息的工具，所述相關(guān)導(dǎo)航信息至少包括由所述導(dǎo)航設(shè)備對(duì)相遇地點(diǎn)的位置的估算。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的導(dǎo)航設(shè)備，其中所述用于提供接近信號(hào)的工具包括接近傳感器。
12.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的導(dǎo)航設(shè)備，其中所述用于提供接近信號(hào)的工具包括從所述另一導(dǎo)航設(shè)備接收接近信號(hào)的接收器。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的導(dǎo)航設(shè)備，還包括GPS工具和用于將從所述GPS工具獲得的導(dǎo)航信息與由所述航位推測(cè)工具確定的導(dǎo)航信息進(jìn)行組合的組合工具。
14.一種裝備有根據(jù)權(quán)利要求9至13中之一項(xiàng)所述的導(dǎo)航設(shè)備的交通工具。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的交通工具，還包括由所述導(dǎo)航設(shè)備控制的驅(qū)動(dòng)和操縱機(jī)構(gòu) (4,5)。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的交通工具群組，其中所述導(dǎo)航設(shè)備形成權(quán)利要求5、6 或7中所要求保護(hù)的導(dǎo)航系統(tǒng)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的交通工具群組，其中所述交通工具還包括強(qiáng)制所述交通工具之間定期相遇的控制器。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的交通工具群組，其中至少一個(gè)具有導(dǎo)航設(shè)備，所述導(dǎo)航設(shè)備具有用于存儲(chǔ)從相互獨(dú)立的導(dǎo)航設(shè)備獲得的針對(duì)位置的相關(guān)導(dǎo)航信息的存儲(chǔ)器，所述位置是提供指示所述導(dǎo)航設(shè)備之間相遇的接近信號(hào)之處。
全文摘要
描述了一種導(dǎo)航系統(tǒng)，其至少包括均能確定對(duì)其自身位置的初始估算(P1A，P1B)的第一導(dǎo)航設(shè)備和第二導(dǎo)航設(shè)備(201A，201B)，第一導(dǎo)航設(shè)備(201A)具有用于向第二導(dǎo)航設(shè)備(201B)傳輸其相關(guān)導(dǎo)航信息(P1A)的工具(225A)，第二導(dǎo)航設(shè)備(201B)具有用于接收該相關(guān)導(dǎo)航信息(P1A)的工具(225B)，第一導(dǎo)航設(shè)備和第二導(dǎo)航設(shè)備(201A，201B)中的至少一個(gè)具有用于提供指示第一導(dǎo)航設(shè)備和第二導(dǎo)航設(shè)備是否彼此接近的接近信號(hào)(Spr，S’pr)的工具(210A，210B)，第二導(dǎo)航設(shè)備具有用于計(jì)算對(duì)其位置的初始估算(P1B)的航位推測(cè)工具(210B)和用于通過(guò)使用由第一導(dǎo)航設(shè)備(201A)提供的相關(guān)導(dǎo)航信息(P1A)來(lái)提高估算它自身位置的精確度的工具(250B)，該相關(guān)導(dǎo)航信息(P1A)針對(duì)的是給出的接近信號(hào)(Spr)所針對(duì)的位置。
文檔編號(hào)G01S5/14GK102272622SQ200980154377
公開(kāi)日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2009年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月26日
發(fā)明者M·G·A·瑞澤納 申請(qǐng)人:荷蘭應(yīng)用自然科學(xué)研究組織Tno