本發(fā)明涉及一種室內(nèi)定位導(dǎo)航系統(tǒng)，尤其是涉及一種基于建筑結(jié)構(gòu)圖的自主計(jì)算精度可控室內(nèi)定位導(dǎo)航系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著現(xiàn)代通信技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的飛速發(fā)展，室內(nèi)定位導(dǎo)航技術(shù)逐漸成為研究的熱點(diǎn)。在倉(cāng)庫(kù)、圖書館、工廠等應(yīng)用環(huán)境下，對(duì)移動(dòng)運(yùn)輸?shù)奈锲返亩ㄎ慌c實(shí)時(shí)監(jiān)控的需求越來越強(qiáng)烈。現(xiàn)有的室內(nèi)定位技術(shù)多基于室內(nèi)固定位置傳感器件、并基于電磁波通信的被動(dòng)測(cè)量，很容易受到電磁干擾、室內(nèi)障礙物等的影響，從而限制了室內(nèi)定位的精確度和實(shí)時(shí)性。

目前常用的導(dǎo)航技術(shù)有如下幾種：

第一種是美國(guó)的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS,Global Positioning System)和我國(guó)正在建設(shè)中的北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)。以GPS為例，GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)按計(jì)劃要求應(yīng)有24顆衛(wèi)星分布在6個(gè)軌道平面上，平均高度約2萬公里。用戶使用衛(wèi)星接收機(jī)可以測(cè)出接收機(jī)所在位置到各個(gè)衛(wèi)星的幾何距離。理論上，通過距三個(gè)衛(wèi)星的距離即可解出三維坐標(biāo)，但由于時(shí)間同步等問題，為了精確定位，這樣的導(dǎo)航定位至少需要觀測(cè)四顆GPS衛(wèi)星。由于眾多的GPS衛(wèi)星分布在不同軌道上，因此用戶每次都可觀測(cè)到在地平線以上的7—9顆衛(wèi)星。接收機(jī)則能夠從其中優(yōu)選4顆衛(wèi)基進(jìn)行定位[1]。

現(xiàn)有的GPS定位技術(shù)利用衛(wèi)星等定位基準(zhǔn)不間斷實(shí)時(shí)提供被測(cè)物體的位置信息，并將其映射在地圖上完成導(dǎo)航。區(qū)別于現(xiàn)有的GPS定位技術(shù)，本發(fā)明從定位開始就是基于“室內(nèi)地圖”(即建筑結(jié)構(gòu)圖)，從而在不需要預(yù)設(shè)定位基準(zhǔn)的情況下，系統(tǒng)已經(jīng)“知道”了當(dāng)前位置的在建筑結(jié)構(gòu)圖上的信息，因?yàn)榻ㄖ旧砭褪潜鞠到y(tǒng)的定位基準(zhǔn)。

第二種是Intel(英特爾)公司在2016年CES大會(huì)(國(guó)際消費(fèi)類電子產(chǎn)品展覽會(huì))上展示的一種全新的防撞無人機(jī)，可以自動(dòng)探測(cè)并繞過障礙物。這架無人機(jī)擁有可收縮起落架，配備4K(3840×2160像素分辨率)攝像頭，內(nèi)置顯示器和控制器。這架無人機(jī)可以在人造樹林中始終跟蹤自行車騎行者，還能自動(dòng)避開下落的樹枝，并實(shí)時(shí)拍攝視頻。這種無人機(jī)主要采用圖像識(shí)別與高速運(yùn)算的方式對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行定位跟蹤，并利用相關(guān)傳感器完成避障功能。本發(fā)明與之不同之處在于，本發(fā)明利用預(yù)先儲(chǔ)存的建筑結(jié)構(gòu)圖作為計(jì)算依據(jù)，而上述無人機(jī)采用實(shí)時(shí)探測(cè)的方法。

第三種方法需要在各個(gè)標(biāo)志位置布設(shè)大量無線傳感器單元，基于Zigbee等短途低功耗無線局域網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行定位，如無線傳感器網(wǎng)絡(luò)等[2]。此類方法需要在已有建筑基礎(chǔ)上額外構(gòu)建全覆蓋式無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，成本投入較高，且當(dāng)無線傳感器單元損壞時(shí)，對(duì)應(yīng)位置定位功能失效。本發(fā)明基于已有的建筑結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行計(jì)算定位，無需安裝無線傳感器單元和配置復(fù)雜的通信網(wǎng)絡(luò)。

[參考文獻(xiàn)]

[1]苗履豐.GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)原理及其應(yīng)用[J].測(cè)量員,1991,(3):5-7.

[2]Casacuberta I,Ramirez A.Time-of-flight positioning using the existing wireless local area network infrastructure[C]//Indoor Positioning and Indoor Navigation(IPIN),2012 International Conference on.IEEE,2012:1-8.

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在完成一種基于建筑結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行自主計(jì)算定位的室內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)。該系統(tǒng)在已知所在建筑的標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)圖的前提下，將該建筑結(jié)構(gòu)圖做為位置計(jì)算和定位的基準(zhǔn)，根據(jù)配置在運(yùn)動(dòng)物體上的運(yùn)動(dòng)、測(cè)距、圖像等傳感裝置得到的實(shí)時(shí)感知、測(cè)量數(shù)據(jù)，計(jì)算得到運(yùn)動(dòng)物體的相對(duì)位移和絕對(duì)坐標(biāo)。與此同時(shí)，根據(jù)對(duì)定位精度的要求，每間隔一定時(shí)間，對(duì)位置坐標(biāo)進(jìn)行動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)。動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)過程通過識(shí)別建筑結(jié)構(gòu)圖上固定參照物與測(cè)定定位物體到固定參照物的距離來實(shí)現(xiàn)。通過基于建筑結(jié)構(gòu)圖的計(jì)算定位和動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)相結(jié)合，完成定位導(dǎo)航工作。本發(fā)明區(qū)別于包括GPS等定位導(dǎo)航技術(shù)在內(nèi)的基于電磁波的被動(dòng)式定位，根據(jù)自身的傳感裝置完成位移的感知，并結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)圖特征信息完成自身位置坐標(biāo)的確定，并根據(jù)位置信息和建筑結(jié)構(gòu)圖完成路徑導(dǎo)航。從而完成一套無需預(yù)設(shè)定位基準(zhǔn)，僅根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)圖計(jì)算的定位導(dǎo)航系統(tǒng)。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的一種基于建筑結(jié)構(gòu)圖的自主計(jì)算精度可控室內(nèi)定位導(dǎo)航方法，首先，在被導(dǎo)航的物體上安裝有傳感器，所述傳感器至少包括運(yùn)動(dòng)傳感器、測(cè)距傳感裝置和圖像傳感裝置中的一種或多種；并按照下述步驟進(jìn)行：

步驟一、確定目標(biāo)的初始位置信息：根據(jù)所在建筑的建筑結(jié)構(gòu)圖建立一絕對(duì)坐標(biāo)系，并確定被導(dǎo)航物體的當(dāng)前位置坐標(biāo)及方向：

步驟二、基于建筑結(jié)構(gòu)圖實(shí)時(shí)定位與動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)：結(jié)合傳感器數(shù)據(jù)計(jì)算得出被導(dǎo)航物體的運(yùn)動(dòng)信息，包括根據(jù)所述傳感器的數(shù)據(jù)計(jì)算得到被導(dǎo)航物體在單位時(shí)間內(nèi)的位移，根據(jù)實(shí)時(shí)檢測(cè)到的被導(dǎo)航物體的角速度實(shí)時(shí)計(jì)算其運(yùn)動(dòng)方向，從而實(shí)現(xiàn)被導(dǎo)航物體的盲定位；基于建筑結(jié)構(gòu)圖上的特征結(jié)構(gòu)信息確定三個(gè)固定參照物，利用測(cè)距傳感裝置得到被導(dǎo)航物體到各固定參照物的距離，計(jì)算得出被導(dǎo)航物體在建筑結(jié)構(gòu)圖中的位置；

步驟三、路徑的規(guī)劃及導(dǎo)航：在給導(dǎo)航系統(tǒng)輸入目標(biāo)坐標(biāo)信息后，通過雙向A*算法、遺傳算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法中的一種進(jìn)行路徑規(guī)劃，并根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)圖信息預(yù)測(cè)出被導(dǎo)航物體在建筑物內(nèi)的走廊、樓梯口、門口位置處的導(dǎo)航?jīng)Q策信息，在導(dǎo)航過程中，根據(jù)步驟二得出的被導(dǎo)航物體在建筑結(jié)構(gòu)圖中的位置，在被導(dǎo)航物體到達(dá)走廊、樓梯口、門口位置之前給出導(dǎo)航?jīng)Q策信息，從而完成被導(dǎo)航物體的全部導(dǎo)航過程。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

相比于已有的(室內(nèi))定位與導(dǎo)航技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

第一，本發(fā)明為自主式定位。已有的被動(dòng)定位測(cè)量系統(tǒng)需要在室內(nèi)預(yù)先架設(shè)參考點(diǎn)，根據(jù)接收到的從參考點(diǎn)發(fā)射出的電磁波的信息進(jìn)行復(fù)雜的反復(fù)計(jì)算得到位置信息。本發(fā)明不需發(fā)射電磁波的參考點(diǎn)，而是通過自帶的結(jié)構(gòu)圖來計(jì)算在圖上的位置以實(shí)現(xiàn)自主定位。系統(tǒng)所附帶的傳感器并不用來接收定位電磁波，只是進(jìn)行自身位移計(jì)算，以及測(cè)距壁障、周圍環(huán)境觀察等輔助功能。

第二，本發(fā)明的定位導(dǎo)航基于建筑結(jié)構(gòu)圖，具有可預(yù)測(cè)性和速度快的優(yōu)點(diǎn)。由于建筑結(jié)構(gòu)圖本身存儲(chǔ)了關(guān)于建筑本身的足夠信息，而物體的運(yùn)動(dòng)軌跡嚴(yán)格遵守建筑特點(diǎn)，定位時(shí)系統(tǒng)能夠?qū)ξ矬w的運(yùn)動(dòng)位置進(jìn)行預(yù)測(cè)，導(dǎo)航時(shí)可提前對(duì)關(guān)鍵位置信息進(jìn)行預(yù)測(cè)與提示，因此定位和導(dǎo)航速度均可很快。

第三，本發(fā)明的定位精度可控。本發(fā)明定位是基于自主計(jì)算實(shí)現(xiàn)的，這就實(shí)現(xiàn)了在硬件條件限制范圍內(nèi)，可以人工控制定位精度的功能?？梢愿鶕?jù)不同場(chǎng)合的定位需要，采取不同的定位精度，使定位更具有針對(duì)性，以最少的資源占用獲得最好的效果。

附圖說明

圖1是基于建筑結(jié)構(gòu)圖自主計(jì)算精度可控定位的室內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)描述，所描述的具體實(shí)施例僅對(duì)本發(fā)明進(jìn)行解釋說明，并不用以限制本發(fā)明。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，首先需要得到所在建筑的標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)圖，該建筑結(jié)構(gòu)圖作為后續(xù)自主位置計(jì)算和導(dǎo)航的重要依據(jù)。定位方法主要是利用相關(guān)傳感器獲得的數(shù)據(jù)并結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)圖特征計(jì)算物體移動(dòng)的位移，即被定位物體相對(duì)于初始位置的坐標(biāo)。在已知初始位置和方向的情況下，即可計(jì)算出該物體在建筑結(jié)構(gòu)圖上的絕對(duì)坐標(biāo)。傳感器的選用可以根據(jù)精度要求的不同選用速度傳感器、加速度傳感器、激光測(cè)距傳感器、超聲測(cè)距傳感器等，還可以利用攝像頭采集當(dāng)前位置的圖像來進(jìn)行基于圖像識(shí)別匹配的位置計(jì)算。系統(tǒng)的工作框圖如圖1所示。

基于建筑結(jié)構(gòu)圖的自主計(jì)算精度可控室內(nèi)定位導(dǎo)航系統(tǒng)，主要包括包括傳感器組、信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊、微處理器和GPS系統(tǒng)，將上述模塊按需要安裝于被導(dǎo)航的物體上，所述傳感器組中至少包括運(yùn)動(dòng)傳感器、測(cè)距傳感裝置和圖像傳感裝置中的一種或多種。其中，傳感器組用于采集定位用的原始數(shù)據(jù)(如速度、加速度、圖像等)，可能用到的傳感器包括但不限于運(yùn)動(dòng)傳感裝置(例如速度計(jì)、加速度計(jì)、陀螺儀及各種新型運(yùn)動(dòng)傳感器等)、測(cè)距傳感裝置(例如紅外測(cè)距儀、激光測(cè)距儀、超聲測(cè)距儀及各種新型測(cè)距傳感器等)、圖像傳感裝置(例如攝像頭等)。信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊負(fù)責(zé)將這些信息進(jìn)行預(yù)處理，轉(zhuǎn)換為適合微處理器處理的信號(hào)；GPS等動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)模塊用于確定被導(dǎo)航物體的初始位置?；诮ㄖY(jié)構(gòu)圖的自主計(jì)算精度可控室內(nèi)定位導(dǎo)航方法，包括以下步驟；

步驟一、確定目標(biāo)的初始位置信息：根據(jù)所在建筑的建筑結(jié)構(gòu)圖建立一絕對(duì)坐標(biāo)系，并確定被導(dǎo)航物體的當(dāng)前位置坐標(biāo)及方向：

步驟二、基于建筑結(jié)構(gòu)圖實(shí)時(shí)定位與動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)：結(jié)合傳感器數(shù)據(jù)計(jì)算得出被導(dǎo)航物體的運(yùn)動(dòng)信息，包括根據(jù)所述傳感器的數(shù)據(jù)計(jì)算得到被導(dǎo)航物體在單位時(shí)間內(nèi)的位移，根據(jù)實(shí)時(shí)檢測(cè)到的被導(dǎo)航物體的角速度實(shí)時(shí)計(jì)算其運(yùn)動(dòng)方向，從而實(shí)現(xiàn)被導(dǎo)航物體的盲定位；基于建筑結(jié)構(gòu)圖上的特征結(jié)構(gòu)信息確定三個(gè)固定參照物，利用測(cè)距傳感裝置得到被導(dǎo)航物體到各固定參照物的距離，計(jì)算得出被導(dǎo)航物體在建筑結(jié)構(gòu)圖中的位置；

步驟三、路徑的規(guī)劃及導(dǎo)航：在給導(dǎo)航系統(tǒng)輸入目標(biāo)坐標(biāo)信息后，通過雙向A*算法、遺傳算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法中的一種進(jìn)行路徑規(guī)劃，并根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)圖信息預(yù)測(cè)出被導(dǎo)航物體在建筑物內(nèi)的走廊、樓梯口、門口位置處的導(dǎo)航?jīng)Q策信息，在導(dǎo)航過程中，根據(jù)步驟二得出的被導(dǎo)航物體在建筑結(jié)構(gòu)圖中的位置，在被導(dǎo)航物體到達(dá)走廊、樓梯口、門口位置之前給出導(dǎo)航?jīng)Q策信息，從而完成被導(dǎo)航物體的全部導(dǎo)航過程。

下面對(duì)于上述導(dǎo)航方法過程的各步驟進(jìn)行詳細(xì)描述：

步驟一中：首先需要獲得建筑結(jié)構(gòu)圖，本發(fā)明是基于建筑結(jié)構(gòu)圖計(jì)算的定位系統(tǒng)，所以在使用前需要載入建筑結(jié)構(gòu)圖信息?？梢詫⒔ㄖc設(shè)計(jì)時(shí)所用的建筑結(jié)構(gòu)圖經(jīng)過數(shù)字化處理后直接應(yīng)用于本系統(tǒng)，將其存儲(chǔ)在定位系統(tǒng)中。還可以根據(jù)需要在相應(yīng)位置標(biāo)記障礙物、標(biāo)志物、運(yùn)動(dòng)限制、校準(zhǔn)點(diǎn)等信息。

然后，根據(jù)所在建筑的建筑結(jié)構(gòu)圖建立絕對(duì)坐標(biāo)系，此外還需待測(cè)物體的初始位置坐標(biāo)及方向(即初始位置信息)。始位置坐標(biāo)的獲取可以采用以下幾種方法：

第一種方法是進(jìn)入建筑之前利用GPS信號(hào)獲取，由于室內(nèi)多數(shù)情況下無GPS信號(hào)或GPS信號(hào)較弱，所以此種方法一般僅適用于待測(cè)物體由室外進(jìn)入室內(nèi)的情況。第二種方法基于某一固定參照物與物體的距離，如可以以建筑中的兩面墻作為基準(zhǔn)，由于在建筑中墻的位置絕對(duì)固定，所以分別測(cè)量物體與兩面墻的距離即可計(jì)算出該物體當(dāng)前位置的絕對(duì)坐標(biāo)。當(dāng)受到實(shí)際條件限制前兩種方法無法實(shí)現(xiàn)時(shí)，可采用第三種方法，即人工給定位置坐標(biāo)的方法。該方法也可以用于移動(dòng)中物體定位的校準(zhǔn)。

步驟二中，基于建筑結(jié)構(gòu)圖實(shí)時(shí)定位與動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)，在獲取了物體的初始坐標(biāo)信息和定位基準(zhǔn)之后，就可以結(jié)合傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行物體的實(shí)時(shí)定位了。定位方法采取實(shí)時(shí)計(jì)算定位與位置動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)相結(jié)合的辦法。其中實(shí)時(shí)計(jì)算定位的時(shí)間間隔由前述精度的控制中對(duì)于定位精度的要求決定。

實(shí)時(shí)位置計(jì)算的數(shù)據(jù)來源于定位系統(tǒng)中的各類傳感器，包括但不限于運(yùn)動(dòng)傳感器(比如速度計(jì)、加速度計(jì)、陀螺儀及各種新型運(yùn)動(dòng)傳感器等)、測(cè)距傳感裝置(比如紅外測(cè)距儀、激光測(cè)距儀、超聲測(cè)距儀及各種新型運(yùn)動(dòng)傳感器等)、圖像傳感裝置(攝像頭等)等。通過上述傳感器的數(shù)據(jù)，可以通過一定的方法計(jì)算出物體在一定時(shí)間內(nèi)的位移。如根據(jù)加速度的定義可以知道，速度是加速度計(jì)對(duì)時(shí)間的積分，而位移是速度對(duì)時(shí)間的積分。即加速度對(duì)時(shí)間進(jìn)行兩次積分就可以計(jì)算出物體的位移。所以，通過加速度計(jì)獲得實(shí)時(shí)加速度值，然后經(jīng)過處理器對(duì)其做兩次積分，即可計(jì)算出位移的距離。同時(shí)，根據(jù)陀螺儀等方向測(cè)定器件，實(shí)時(shí)檢測(cè)物體運(yùn)動(dòng)的角速度，并實(shí)時(shí)計(jì)算物體的運(yùn)動(dòng)方向。獲取物體的運(yùn)動(dòng)信息后，結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)圖上的特征結(jié)構(gòu)信息(如墻體、門、窗等)并配合其他傳感模塊，即可完成物體位置的確定。

然而，上述定位方法是一種僅僅基于運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)計(jì)算的盲定位，這樣的定位系統(tǒng)會(huì)在不斷的計(jì)算中累積一定的誤差，計(jì)算時(shí)間越長(zhǎng)，則累積誤差越大。以加速度計(jì)為例，目前加速度計(jì)的平均誤差在0.08％-0.36％左右(測(cè)量范圍在0.1g-0.4g，g為重力加速度)，若采用加速度積分的方法計(jì)算物體的位移，則隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，誤差會(huì)顯著增加，對(duì)定位的精度有很大的影響。

所以，在進(jìn)行計(jì)算定位的同時(shí)，還需通過一定方式完成動(dòng)態(tài)定位校準(zhǔn)。校準(zhǔn)的方法采用基于建筑結(jié)構(gòu)圖上特征參照物的方法。即通過識(shí)別固定參照物與測(cè)定定位物體到固定參照物的距離來實(shí)現(xiàn)位置的計(jì)算并根據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)。所謂固定參照物，即使建筑物在建設(shè)中在設(shè)計(jì)圖或建筑結(jié)構(gòu)圖上有固定位置的物體，這些物體的位置固定，不會(huì)輕易改變，例如建筑中的門、窗、墻壁等物體。因此，可以利用圖像傳感器實(shí)時(shí)對(duì)采集到的圖像進(jìn)行處理，并對(duì)圖像中的物體進(jìn)行分類識(shí)別，同時(shí)對(duì)其中的固定參照物利用測(cè)距傳感裝置(比如紅外測(cè)距儀、激光測(cè)距儀、超聲測(cè)距儀及新型等)進(jìn)行測(cè)距，對(duì)于普通室內(nèi)情況，理論上完成三個(gè)物體的識(shí)別與測(cè)距就能計(jì)算出當(dāng)前被定位物體在建筑結(jié)構(gòu)圖中的位置

步驟三中，路徑規(guī)劃與導(dǎo)航，基于建筑結(jié)構(gòu)圖計(jì)算的室內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)的最大優(yōu)勢(shì)是具有可預(yù)測(cè)性，即系統(tǒng)本身即可通過建筑結(jié)構(gòu)圖和傳感器數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)出物體向某方向移動(dòng)后會(huì)遇到什么。導(dǎo)航功能即基于此，在給系統(tǒng)輸入目的地信息(如目標(biāo)坐標(biāo)信息)后，系統(tǒng)即可通過已有路徑規(guī)劃算法(如雙向A*算法、遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等)和建筑結(jié)構(gòu)圖信息預(yù)測(cè)出在走廊、樓梯口、門口等關(guān)鍵位置處的決策信息。在導(dǎo)航過程中，通過前述實(shí)時(shí)計(jì)算和動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)的方法確定物體的實(shí)時(shí)位置，并在到達(dá)關(guān)鍵位置之前，即通過系統(tǒng)給出決策信息，完成全部基于建筑結(jié)構(gòu)圖和自主計(jì)算的定位導(dǎo)航。

本發(fā)明導(dǎo)航方法中對(duì)于精度的控制，可以從三個(gè)方面來考慮。第一，傳感器的精度。選用高精度的傳感器則自然對(duì)應(yīng)較高的定位精度。如紅外傳感器和超聲傳感器的測(cè)量精度較低，但激光測(cè)距的精度可以達(dá)到毫米量級(jí)。第二，定位基準(zhǔn)的間隔?；谑覂?nèi)物品的機(jī)器視覺定位，比如門、窗、燈等，一般建筑中這些物體都具有規(guī)律性的間隔，而用此定位的精度也就取決于這些間隔的大小。第三，根據(jù)不同的精度要求，對(duì)物體位置的計(jì)算可以采用不同的時(shí)間間隔，精度要求越高，則每次位置計(jì)算之間的時(shí)間間隔越短。最高可以達(dá)到的精度取決于處理器的計(jì)算能力和傳感器的最高采樣頻率。

本發(fā)明的定位精度由定位基準(zhǔn)、計(jì)算條件和建筑結(jié)構(gòu)圖決定。由于起點(diǎn)位置嚴(yán)格可控、且在建筑結(jié)構(gòu)圖上可以找到其精準(zhǔn)位置，運(yùn)動(dòng)物體可通過各種光、電、超聲傳感器獲取相對(duì)位移信息，然后通過微電子處理器計(jì)算獲得精確的絕對(duì)位置。各種光、電傳感器的響應(yīng)速度均在微秒量級(jí)(甚至更短)，超聲傳感器的響應(yīng)速度也可以達(dá)到亞毫秒級(jí)，本發(fā)明所處理的物體的運(yùn)動(dòng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于各類傳感器和微電子處理器的處理速度，在十毫秒量級(jí)的時(shí)間內(nèi)完全可以實(shí)現(xiàn)高精度的計(jì)算。

綜上，本發(fā)明在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)首先獲得待測(cè)物體所在建筑的建筑結(jié)構(gòu)圖，并將建筑結(jié)構(gòu)圖導(dǎo)入定位系統(tǒng)的存儲(chǔ)器當(dāng)中。然后根據(jù)實(shí)際需要為待測(cè)物體配置傳感裝置?？赡苡玫降膫鞲醒b置有速度計(jì)、加速度計(jì)、陀螺儀、圖像采集裝置、紅外測(cè)距儀、激光測(cè)距儀、超聲測(cè)距儀及各種新型傳感裝置等。實(shí)際應(yīng)用中可以根據(jù)具體情況采用其中的一種或幾種。并將其與信號(hào)處理模塊相連。確定初始位置后，即可將初始位置數(shù)據(jù)、傳感器采集數(shù)據(jù)結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行位置坐標(biāo)的計(jì)算和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)工作。并根據(jù)位置信息和建筑結(jié)構(gòu)圖信息完成導(dǎo)航功能。同時(shí)，根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合對(duì)精度的要求，通過調(diào)整計(jì)算頻率等方式來控制定位精度。

盡管上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式，上述的具體實(shí)施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨的情況下，還可以做出很多變形，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。