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TW201447344A - 物件定位追踪器 - Google Patents

物件定位追踪器 Download PDF

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Publication number
TW201447344A
TW201447344A TW103109969A TW103109969A TW201447344A TW 201447344 A TW201447344 A TW 201447344A TW 103109969 A TW103109969 A TW 103109969A TW 103109969 A TW103109969 A TW 103109969A TW 201447344 A TW201447344 A TW 201447344A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
sensor
signal
positioning
gps
drift
Prior art date
Application number
TW103109969A
Other languages
English (en)
Inventor
Robert B Atac
Eric Foxlin
Original Assignee
Thales Visionix Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US14/209,733 external-priority patent/US20140194605A1/en
Application filed by Thales Visionix Inc filed Critical Thales Visionix Inc
Publication of TW201447344A publication Critical patent/TW201447344A/zh

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/53Determining attitude
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/10Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration
    • G01C21/12Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning
    • G01C21/16Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by integrating acceleration or speed, i.e. inertial navigation
    • G01C21/165Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by integrating acceleration or speed, i.e. inertial navigation combined with non-inertial navigation instruments
    • G01C21/1654Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by integrating acceleration or speed, i.e. inertial navigation combined with non-inertial navigation instruments with electromagnetic compass

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

本發明之各面向與追蹤一物件之定位之系統、方法和電腦程式產品有關。該系統包含一第一感測器,其係量測該物件相對於一外部參考框架之定位,並基於所量測出之該物件定位產生一定位訊號,該第一感測器會隨時間漂移;一第二感測器,其係接收一全球定位系統(GPS)訊號並基於所接收之GPS訊號產生一漂移補償訊號;以及一處理器,其與該第一感測器以及該第二感測器耦合,該處理器會基於該第一感測器所產生之定位訊號以及該第二感測器所產生之漂移補償訊號而產生一漂移修正定位訊號。

Description

物件定位追踪器
本申請案主張2013年3月15日提出,名稱為「物件定位追蹤器(Object Orientation Tracker)」之美國臨時專利申請案第61/799,686號之權益及優先權,該申請案之全部揭露茲以此述及方式納入本說明書。
本發明之面向一般而言與一種追踪一物件定位之系統及方法有關,詳細而言,本發明係關於一種追踪一使用者所配戴頭盔之定位之系統及方法,該使用者移動該頭盔時,該系統及方法會修正一慣性測量元件所量測到之漂移。
依照本發明之一面向,用以追蹤一物件定位之一系統可包含一第一感測器,其係量測該物件相對於一外部參考框架(external reference frame)之定位,並基於所量測出之該物件定位產生一定位訊號,該第一感測器可能會隨時間漂移;一第二感測器,其係接收一全球定位系統(GPS)訊號並基於所接收到的GPS訊號產生一漂移補償訊號(drift compensation signal);以及一處理器,其與該第一感測器以及該第二感測器耦合,該處理 器會基於該第一感測器所產生之定位訊號以及該第二感測器所產生之漂移補償訊號而產生一漂移修正定位訊號(drift-corrected orientation signal)。
依照本發明之另一面向,一種追蹤一物件定位之方法可包含,使用一第一感測器量測該物件相對於一外部參考框架之定位;基於使用該第一感測器所測得的物件定位,產生一定位訊號,該第一感測器可隨時間漂移;利用一第二感測器接收一全球定位系統(GPS)訊號;基於該第二感測器所接收之GPS訊號產生一漂移補償訊號;以及使用與該第一感測器及該第二感測器耦合之一處理器,基於該第一感測器產生之定位訊號及該第二感測器產生之漂移補償訊號,產生一漂移修正定位訊號。
依照本發明之另一面向,用於追蹤一物件定位之一系統可包含,使用一第一感測器量測該物件相對於一外部參考框架之定位之裝置;基於使用該第一感測器所測得之物件定位而產生一定位訊號之裝置,該第一感測器可隨時間漂移;利用一第二感測器接收一全球定位系統(GPS)訊號之裝置;基於利用該第二感測器所接收之GPS訊號而產生一漂移補償訊號之裝置;以及利用與該第一感測器及該第二感測器耦合之一處理器,基於該第一感測器所產生之定位訊號以及該第二感測器所產生之漂移補償訊號,產生一漂移修正定位訊號之裝置。
依照本發明之又一面向,一電腦程式產品可包含一非暫態的電腦可讀取媒體,在其中儲有控制邏輯,以致使一電腦控制一物件定位之追蹤,該控制邏輯包含使用一第一感測器量測該物件相對於一外部參照框架之定位之程式碼;基於使用該第一感測器所測得之物件定位而產生一定位訊號之程式碼,該第一感測器可隨時間漂移;利用一第二感測器以接收 一全球定位系統(GPS)訊號之程式碼;利用該第二感測器所接收之GPS訊號而產生一漂移補償訊號之程式碼;以及利用與該第一感測器及該第二感測器耦合之一處理器,基於該第一感測器所產生之定位訊號以及該第二感測器所產生之漂移補償訊號,產生一漂移修正定位訊號之程式碼。
應了解的是,對熟習本發明所屬技術領域者而言,本發明其他面向會因本說明書以下的詳細說明而變得顯而易見,其中本發明許多不同面向僅以舉例說明方式展示與描述。亦應了解的是,本發明能夠有其他以及不同變化,且本發明之若干細節在各個其他方面可有所更動,這些都不會偏離本發明之範圍。因此,本說明書之圖式以及詳細說明之本質應被視為示例性的,而非限制性的。
2‧‧‧慣性測量單元
3‧‧‧連接線
4‧‧‧GPS接收器
5‧‧‧連接線
6‧‧‧處理器
8‧‧‧天線
10‧‧‧物件定位追蹤系統
12‧‧‧頭盔
14‧‧‧外殼
300‧‧‧示例流程圖
726‧‧‧通訊路徑
本發明上開面向及其他示例性面向,將表述於以下之詳細說明、其後所附之申請專利範圍、以及所附之圖式,其中:圖1為按照本發明一示例性面向之一物件定位追蹤系統之示意圖;圖2為一頭盔之透視圖,該頭盔具有圖1所示按照本發明一示例性面向之系統;圖3呈現與本發明各面向相符之一種追蹤一物件定位之方法之示例流程圖;以及圖4呈現用以實施本發明各個不同面向之一電腦系統。
依照慣例,圖式中所描繪之各特徵可因簡潔起見而加以簡 化。因此,該些圖式可能不會描述一給定裝置或方法之全部構件。此外,相同參考編號可用於標示相同特徵,此適用於本說明書中所有說明與圖表。
本發明之各面向詳細說明如下。顯而易見的是,本說明書之教示可以多種不同形式實施,且本說明書所揭露之任何特定結構、功能或結構及功能可僅為示例性質。根據本說明書之教示,熟習本發明所屬技術領域者將可理解,本說明書所揭露之任一面向可獨立於其他各面向單獨實施,且該些面向當中二者或更多者可以各種不同方式結合。舉例而言,藉由應用本說明書所提出之一個或多個面向,一裝置或一種方法將得以實施或施行。此外,此種裝置或此種方法之實施及施行,除使用本說明書所述面向當中一者或多者外,亦可使用其他結構、功能特性,或結構加上功能特性而達成。任一面向可包含一請求項之一個或多個元件。
詳細參照圖式,其中相同參考編號可用於標示相同構件,此適用於本說明書全文,圖1至圖2所示為按照本發明之示例性面向之追蹤物件定位之系統及方法。在本說明書中,「系統」以及「方法」兩詞可互換使用,且不應視為對本發明的限制。
許多不同情境都有助於得知一個人的位置和定位。舉例而言,藉由追蹤一個人的位置和定位,地面頭盔追蹤系統(ground helmet tracking system)可以基於此人之位置及定位產生影像,以顯示於安裝在頭盔上的顯示器。為測定一個人之位置和定位,該些系統必須測定一頭盔相對於地球之方位角(azimuth)、仰角(elevation)以及轉角(roll)。一般而 言,地面頭盔追蹤系統使用一慣性測量單元(inertial measurement unit)以及一三軸地磁儀(magnetometer)追蹤一個人之位置以及定位。有一類型之慣性測量單元以使用加速儀和陀螺儀來量測一物件之定位。一地面頭盔追蹤系統之一示例已於美國專利第7,301,648號(以下稱「648號專利」)中揭露。該648號專利揭露一慣性頭部定位模組,該模組包含極小的壓電式攝影機陀螺儀(piezoelectric camcorder gyros)、固態加速儀(solid-state accelerometers)及地磁儀,以追蹤位置和定位。該648專利之全部揭露以此述及其此方式納入本說明書。令人遺憾的是,陀螺儀和加速儀都很容易感測到雜訊(即:輸出訊號中非所欲之隨機偏差)。因為該些感測器所產生之訊號係將時間內所有訊號加總,以計算一物件之角度方位和線性方位,感測器所測得訊號中之雜訊也會隨時間被加入,意指雜訊會在輸出訊號中逐漸累積,最後可能導致最終輸出訊號含有重大誤差。
運用地球重力場可避免該慣性測量單元在縱搖(pitch)和橫搖(roll)中漂移。重力偏斜感測器可用來修正縱搖及橫搖之感測器漂移(sensor drift),因一物件相對於地球作水平旋轉時,其重力維持不變。然而,重力偏斜感測器無法用來修正航向或是方位角。反之,地磁儀能夠修正加速儀中的此類漂移。藉由量測地球磁力場相對於地磁儀之方向,地磁儀能夠測得方位角定位。由於地磁儀相對於地球作水平之旋轉,其可量測地球磁力場之方向,並輸出代表所測得方向之一訊號。
然而,在地球磁力場扭曲之環境,如:金屬結構、車輛等之中,地磁儀可能會受到感測器漂移影響。由於感測器漂移誤差可能被納入地磁儀之輸出訊號中,因此地磁儀可能無法為加速儀提供正確之漂移修正 補償。
在一面向中,本發明提供一地面頭盔追蹤系統,其改進了頭盔之方位角定位之運算,甚至在有金屬物件存在之情況下亦然。藉由使金屬物件對一地面頭盔追蹤系統之影響最小化,即使一頭盔靠近金屬物件,該地面頭盔追蹤系統也能夠改進該頭盔定位之運算。
參照圖1,圖中可見按照本發明一示例性面向之一物件定位追蹤系統10。在一面向中,系統10包含一第一感測器2,其係量測一物件相對於一外部參考框架之定位,並基於所量測出之該物件定位產生一定位訊號。在一面向中,第一感測器2係為一慣性測量單元。在一面向中,第一感測器2可能會隨時間漂移。在一面向中,系統10包含一第二感測器4,其係接收一全球定位系統(GPS)訊號。在一面向中,第二感測器4係為一GPS接收器。在一面向中,第二感測器4會基於所接收到的GPS訊號產生一漂移補償訊號。在一面向中,系統10包含一處理器6,其係與第一感測器2以及第二感測器4耦合。在一面向中,處理器6會基於第一感測器2所產生之定位訊號以及第二感測器4所產生之漂移補償訊號而產生一漂移修正定位訊號。
在一面向中,系統10包含一慣性測量單元2(IMU),其係量測該系統相對於一外部參考框架之定位。在一面向中,系統10包含一全球定位系統(GPS)接收器4,其係量測系統10相對於一外部參考框架之方位角。在一面向中,系統10包含一處理器6,其係基於GPS接收器4所測得之方位角,計算IMU 6之漂移修正訊號,以修正IMU 6中所累積的漂移錯誤。
在一面向中,IMU 2為一電子裝置,其係量測一物件相對於一外部參考框架之定位。在一面向中,IMU 2可包含一加速儀,其係量測 該物件相對於一外部參考框架之慣性加速度,並將測量結果輸出為一訊號。在一面向中,IMU 2可包含三個加速儀。在一面向中,IMU 2可包含三個加速儀,其被排列成每一加速儀之量測軸彼此正交。在一面向中,IMU 2會產生一慣性加速度訊號,該訊號代表一物件相對於一外部參考框架之線性運動。
在一面向中,IMU 2可包含一陀螺儀,其係量測一物件相對於一外部參考框架之旋轉加速度,並將測量結果輸出為一訊號。在一面向中,IMU 2可包含三個陀螺儀。在一面向中,該IMU 2可包含三個陀螺儀,其被排列成每一加速儀之量測軸彼此正交。在一面向中,IMU 2會產生一旋轉加速度訊號,該訊號代表一物件相對於一外部參考框架之旋轉運動。
在一面向中,GPS接收器4可用於補償漂移,即使該裝置處於一扭曲磁力場環境亦然。在一面向中,GPS接收器4可包含一天線8,其係接收來自一GPS衛星之GPS訊號。在一面向中,GPS接收器4使用天線8所接收之GPS訊號,計算系統10之緯度及經度。在一面向中,基於其所接收的GPS訊號,GPS接收器4可計算該系統之方位角並產生一方位角訊號。在一面向中,該方位角訊號可被定義為從一北向基線或子午線沿順時針方向所測得之一水平夾角。在一面向中,GPS接收器4可安裝於一物件上(如:一頭盔)。在一面向中,GPS接收器4可為一GPS羅盤。在一面向中,GPS羅盤4可計算一方位角,此係藉由比較天線8所接收之一目前GPS訊號之緯度及經度資料與天線8所接收之一先前GPS訊號之緯度及經度資料,並計算GPS羅盤4之運動方向,又稱其方位。一旦該運動方向,或方位,被計算出來,GPS羅盤4便能夠計算該方位角。
在一面向中,GPS接收器4可為兩個或更多個GPS接收器。在一面向中,GPS接收器4可藉由比較一GPS接收器4之目前GPS訊號及另一GPS接收器4之目前GPS訊號來計算方位角。
在一面向中,處理器6可透過連接線3與IMU 2連結。在一面向中,連接線3係為一有線連接線。在另一面向中,連接線係為一無線連接線。在一面向中,IMU 2可透過連接線3傳送一慣性加速度訊號及一旋轉加速度訊號至處理器6。在一面向中,處理器6可透過連接線5與GPS接收器4連結。在一面向中,連接線5係為一有線連接線。在一面向中,連接線5係為一無線連接線。在一面向中,GPS接收器4可傳送該方位角訊號或是該緯度及經度訊號至處理器6。在一面向中,處理器6從該慣性加速度訊號取得慣性加速度資料,從該旋轉加速度訊號取得旋轉加速度資料,從該方位角訊號取得方位角資料。在一面向中,處理器6基於該慣性加速度資料及該旋轉加速度資料計算IMU 2所測得之方位角。在一面向中,處理器6比較IMU 2所測得之方位角與GPS接收器4所測得之方位角。在一面向中,處理器6會基於該IMU 2所測得之方位角與該GPS接收器4所測得之方位角之差,計算出一漂移修正方位角訊號。在一面向中,處理器6於計算出該漂移修正方位角訊號後,會透過連接線3將該漂移修正信號傳輸至IMU 2。在一面向中,IMU 2由處理器6接收該漂移修正訊號,並據此調整其慣性加速度量測及角加速度(angular acceleration)量測。
參照圖2,系統10可被安裝於一物件上,例如一頭盔12,以追蹤一物件之定位。在一面向中,IMU 2、GPS接收器4和處理器6可被包覆於安裝在頭盔12上之一外殼14中。在一面向中,當頭盔12移動時,系統10 會量測頭盔12之運動,並且根據上文參照圖1所描述之面向計算頭盔12之定位。應了解的是,系統10能夠被安裝於頭盔之外的其他物件上(例如:飛機、鞋子、車輛)。
在一面向中,系統10包括一個或多個電腦,其具有一個或多個處理器及記憶體(例如:一個或多個不變性儲存裝置)。在一些面向中,記憶體或電腦可讀取儲存媒體之記憶體會儲存程式、模組和資料結構,或其一子集,以利一處理器控制並執行本說明書所揭露之各種不同系統及方法。在一面向中,其中儲有電腦可執行指令之一非暫態電腦可讀儲存媒體,當其由一處理器執行時,將施行本說明書所揭露方法當中一者或多者。
圖3呈現與本發明各面向相符之一種追蹤一物件定位之方法300之示例流程圖。如圖3所示,在區塊302中,該物件相對於一外部參考框架之定位係以使用一第一感測器而測得。
區塊304中,一定位訊號之產生,係基於使用該第一感測器所測得之該物件定位,該第一感測器可隨時間漂移。
區塊306中,一全球定位系統(GPS)訊號係使用一第二感測器接收。
區塊308中,一漂移補償訊號之產生,係基於使用該第二感測器所接收之GPS訊號。
區塊310中,一漂移修正定位訊號係使用與該第一感測器及該第二感測器耦合之一處理器,基於該第一感測器所產生之定位訊號以及該第二感測器所產生之漂移補償訊號而產生。
本發明各面向之實施,可使用硬體、軟體或兩者兼用,其也 可實施於一個或多個電腦系統或其他處理系統中。在一變化中,本發明之面向係針對能夠實現本說明書所述功能特性之一個或多個電腦系統。圖4所示為此種電腦系統700之一範例。
電腦系統700包含一個或多個處理器,例如處理器704。該處理器704連接至一通訊基礎設施706(例如:一通訊匯流排、一交越條(cross-over bar),或一網路)。多種軟體面向將於此示例性電腦系統中說明。對熟習本發明相關技術領域者而言,如何使用其他電腦系統及/或架構實施本發明之面向,將在閱讀本詳細說明後變得顯而易見。
腦系統700可包含一顯示介面702,其可從該通訊基礎設施706(或從一未繪出之碼框緩衝器)傳送圖形、文字以及其他資料,以顯示於一顯示單元730。電腦系統700也包含一主記憶體708,例如一隨機存取記憶體(RAM),而且也可包含一輔助記憶體710。該輔助記憶體710可包含,舉例而言,一硬碟712及/或一可拆卸磁碟機714,該可移除式磁碟機714可代表一軟碟機、一磁帶機、一光碟機等。該可拆卸磁碟機714可以眾所周知之方式,讀取及/或寫入一可拆卸儲存裝置718。可拆卸儲存裝置718可代表一軟碟、一磁帶、一隨身碟、一光碟等,其係被一可拆卸磁碟機714讀取及寫入。應了解的是,該可拆卸儲存裝置718包含一電腦可用儲存媒體,在其中儲有電腦軟體及/或資料。
在替代之變化中,輔助記憶體710可包括其他相似裝置,使電腦程式或其他指令得以被裝載於電腦系統700。此種裝置可包含,舉例而言,一可拆卸儲存單元722以及一介面720。其示例可包含一程式儲存匣以及儲存匣介面(例如電動遊戲裝置中可見者)、一可拆卸之記憶體晶片(例 如一可消除程式化唯讀記憶體(EPROM)或一可程式化唯讀記憶體(PROM))及相關插槽,以及其他可拆卸儲存單元722和介面720,其使得軟體和資料得以由該可拆卸儲存單元722移轉至電腦系統700。
腦系統700也可包含一通訊介面724。通訊介面724使軟體和資料得以於電腦系統700以及外部裝置之間轉移。通訊介面724之示例可包含一數據機、一網路介面(例如一乙太網路卡)、一通信埠、一PCMCIA插槽及PCMCIA卡等。通過通訊介面724,軟體和資料以訊號形式傳輸,其可為電子訊號、電磁訊號、光學訊號或其他可為通訊介面724所接收之訊號。透過一通訊路徑(例如:通道)726,該些訊號可被傳輸至通訊介面724。此通道726承載訊號,且此通道726之實施可使用電線、電纜、光纖、電話線、蜂巢式連結、無線電頻率連結及/或其他通訊通道。在本說明書中,「電腦程式媒體」、「電腦可用媒體」以及「電腦可讀媒體」等用語一般而言係指稱媒體,例如一可拆卸磁碟機714、一裝載於硬碟機712之硬碟以及訊號。這些電腦程式產品向電腦系統700提供軟體。本發明之各面向係針對此等電腦程式產品。
電腦程式(也被稱為電腦控制邏輯)被儲存於主記憶體708及/或於輔助記憶體710中。電腦程式也可通過通訊介面724被接收。如同本說明書所述,此等電腦程式在執行時,會使電腦系統700得以按照本發明之各面向實施其特徵。詳細而言,該些電腦程式在執行時,會使處理器704得以實施此等特徵。因此,此些電腦程式代表電腦系統700之控制器。
在一變化中,本發明面向係使用軟體來實施,在此變化中,該軟體可儲存於一電腦程式產品中,並使用可拆卸磁碟機714、硬碟機712 或通訊介面720而載入電腦系統700中。當該控制邏輯(軟體)由處理器704執行時,會致使處理器704實行本說明書所述之功能。在另一變化中,本發明各面向之實施主要繫於硬體,舉例而言,使用硬體構件,如:特殊應用積體電路(ASIC)。該硬體狀態機器之實施旨在實現本發明所述之功能,對熟習本發明相關技術領域者而言,此實施方式將顯而易見。
在又一變化中,本發明各面向可使用硬體及軟體之組合而實施。
應了解的是,本說明書中所述之本發明各面向雖為較佳實施範例,但熟習本發明相關技術領域者應了解,本說明書上述變化及修改並不會偏離本發明之範圍。藉由考量本專利說明書或藉由實施本說明書所揭露本發明各面向後,對熟習本發明技術領域者而言,其他面向將會變得顯而易見。
熟習本發明相關技術領域者應理解,上文所示及所述之示例性面向可有所改變,但其改變不會偏離本說明書所述之廣義發明概念。因此,應了解的是,本發明不受限於所示及所述之示例性面向,而是如同專利申請範圍所界定,本發明擬將此更動涵蓋於本發明之精神與範圍內。舉例而言,該示例性面向的具體特徵可為或可不為所申請發明之一部分,且所揭露各面向之特徵也可結合。除本說明書中有特別說明外,「一」或「該」等用語並不受限於指定單一元件,反之,其應被解讀為「至少一個」之意。
應了解的是,為助於對本發明的清楚理解,本發明中至少有一部分圖示和說明已被簡化,以利聚焦於相關元件,同時,為簡明之故,其他屬於對本發明技術領域有一般認識者可理解之元件會被刪除,此亦為 本發明之一部分。然而,因為該些元件已為本發明技術領域中為人熟知者,且因為其不必然有助於對本發明之理解,因此本說明書中並不提供該些元件之詳細說明。
此外,在本說明書所述之方法不全仰賴本說明書所提出之特定步驟順序之範圍內,該些步驟之特定順序不應被解釋為對申請專利範圍之限制。申請專利範圍所指向之本發明之方法不應限於以所載順序來實施其步驟,且熟習本發明相關技術領域者能夠立刻理解,該些步驟可有所變化並仍屬於本發明之精神與範圍之內。
2‧‧‧慣性測量單元
3‧‧‧連接線
4‧‧‧GPS接收器
5‧‧‧連接線
6‧‧‧處理器
8‧‧‧天線
10‧‧‧物件定位追蹤系統

Claims (14)

  1. 一追蹤物件定位之系統,該系統包含:一第一感測器,其量測該物件相對於一外部參考框架之定位並基於所測得之該物件定位產生一定位訊號,該第一感測器隨時間漂移;一第二感測器,其接收一全球定位系統(GPS)訊號並基於所接收之GPS訊號產生一漂移補償訊號;以及一處理器,其與該第一感測器及該第二感測器耦合,該處理器會基於該第一感測器產生之定位訊號及該第二感測器產生之漂移補償訊號,產生一漂移修正定位訊號(drift-corrected orientation signal)。
  2. 如申請專利範圍第1項之系統,其中該第二感測器為一GPS羅盤。
  3. 如申請專利範圍第2項之系統,其中該GPS羅盤包含至少兩個GPS接收器。
  4. 如申請專利範圍第1項之系統,其中該第二感測器會基於其所接收之GPS訊號產生一方位角。
  5. 如申請專利範圍第4項之系統,其中該處理器會基於來自該第二感測器之方位角產生一漂移修正定位訊號。
  6. 如申請專利範圍第1項之系統,其中該第一及第二感測器係安裝在該物件上。
  7. 如申請專利範圍第6項之系統,其中該處理器係安裝在該物件上。
  8. 如申請專利範圍第1項之系統,其中該第一感測器為一慣性量測元件。
  9. 如申請專利範圍第1項之系統,其中該第一感測器使用一磁力場補償該物件之縱搖(pitch)及橫搖(roll)漂移。
  10. 如申請專利範圍第1項之系統,其中該漂移修正定位訊號係在一金屬物件存在之情況下產生。
  11. 如申請專利範圍第1項之系統,其中該處理器將該漂移修正定位訊號傳輸至該第一感測器,該第一感測器基於其所測得之該物件定位及該漂移修正定位訊號產生一第二定位訊號。
  12. 一種追蹤一物件之定位之方法,該方法包含:使用一第一感測器量測該物件相對於一外部參考框架之定位;基於使用該第一感測器所測得之該物件之定位產生一定位訊號,該第一感測器隨時間漂移;使用一第二感測器接收一全球定位系統(GPS)訊號;基於使用該第二感測器所接收之GPS訊號產生一漂移補償訊號;以及使用與該第一感測器及該第二感測器耦合之一處理器,基於該第一感測器產生之定位訊號及該第二感測器產生之漂移補償訊號,產生一漂移修正定位訊號。
  13. 一追蹤物件定位之系統,該系統包含:使用一第一感測器量測該物件相對於一外部參考框架之定位之裝置;使用該第一感測器所測得之該物件定位產生一定位訊號之裝置,該第一感測器隨時間漂移;使用一第二感測器接收一全球定位系統(GPS)訊號之裝置;使用該第二感測器所接收之GPS訊號產生一漂移補償訊號之裝置;以及 使用與該第一感測器及該第二感測器耦合之一處理器,基於該第一感測器產生之定位訊號及該第二感測器產生之漂移補償訊號,產生一漂移修正定位訊號之裝置。
  14. 一電腦程式產品,其包含一非暫態電腦可讀媒體,該非暫態電腦可讀媒體中儲有控制邏輯以使一電腦控制一物件定位之追蹤,該控制邏輯包含:使用一第一感測器量測該物件相對於一外部參照框架之定位之程式碼;使用該第一感測器所測得之該物件定位產生一定位訊號之程式碼,該第一感測器隨時間漂移;以及使用一第二感測器接收一全球定位系統(GPS)訊號之程式碼;使用該第二感測器所接收之GPS訊號產生一漂移補償訊號之程式碼;以及使用與該第一感測器及該第二感測器耦合之一處理器,基於該第一感測器所產生之定位訊號以及該第二感測器所產生之漂移補償訊號,產生一漂移修正定位訊號之程式碼。
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