專利名稱:樓層確定裝置及導(dǎo)航終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及位置信息服務(wù)技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種樓層確定裝置及導(dǎo)航終
丄山順。
背景技術(shù):
由于多方面的原因,準(zhǔn)確的位置信息對于保證工作在緊急或者危險(xiǎn)情況下人員快 速、安全地完成工作具有至關(guān)重要的意義。 在對現(xiàn)有技術(shù)的研究和實(shí)踐過程中,發(fā)明人發(fā)現(xiàn)在大樓內(nèi)處理緊急或者危險(xiǎn)事件 的人員主要是通過觀察設(shè)置在大樓內(nèi)的樓層標(biāo)識,確定自己所在樓層的層數(shù)。但在上述情 況下,很容易出現(xiàn)樓層標(biāo)識被遮擋、損毀等情況,此時(shí),上述人員很難再通過樓層標(biāo)識,確定 自己所在樓層的層數(shù)。比如,在發(fā)生火災(zāi)的大樓內(nèi),樓層標(biāo)識很可能會被燒毀或被燃燒產(chǎn)生 的煙塵遮擋,這種無法確定樓層層數(shù)的情況不僅加大了進(jìn)入大樓消防人員的救援難度,而 且增加了救援的危險(xiǎn)性。因此,目前亟需一種能夠準(zhǔn)確確定樓層層數(shù)的裝置。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型實(shí)施例要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠準(zhǔn)確確定樓層層數(shù)的樓層 確定裝置及導(dǎo)航終端。 為解決上述技術(shù)問題,本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的 本實(shí)用新型提供了一種樓層確定裝置,包括三軸加速度傳感器,傾角測量模塊,
控制模塊,輸入模塊及顯示模塊; 所述三軸加速度傳感器的任意兩軸與所述傾角測量模塊的兩軸平行; 所述輸入模塊,用于將用戶輸入的目標(biāo)大樓的樓層間距離及樓層基準(zhǔn)值傳送至所
述控制模塊保存; 所述三軸加速度傳感器和所述傾角測量模塊同步測量所述樓層確定裝置的傾角 及其三個(gè)軸向的加速度; 所述控制模塊,先通過所述樓層確定裝置的傾角和三個(gè)軸向的加速度,得到所述 樓層確定裝置垂直于水平面的加速度,再通過所述垂直于水平面的加速度,得到所述樓層 確定裝置從所述樓層基準(zhǔn)值對應(yīng)的樓層到樓層確定裝置當(dāng)前所在樓層的垂直位移,最后, 根據(jù)垂直位移,樓層間距離及樓層基準(zhǔn)值,得到所述樓層確定裝置當(dāng)前所在樓層的層數(shù); 所述顯示模塊,顯示所述控制模塊計(jì)算的樓層層數(shù)。 優(yōu)選地,在本實(shí)用新型提供的樓層確定裝置中,所述傾角測量模塊的航向軸,指向 樓層確定裝置的下方,所述傾角測量模塊的橫滾軸,指向樓層確定裝置的前方,所述傾角測 量模塊的俯仰軸,指向樓層確定裝置的右方。 優(yōu)選地,在本實(shí)用新型提供的樓層確定裝置中,所述傾角測量模塊為雙軸傾角傳 感器或數(shù)字電子羅盤,所述雙軸傾角傳感器或數(shù)字電子羅盤測量的樓層確定裝置的傾角包 括橫滾角和俯仰角,則所述控制模塊具體包括[0014] 航向角獲取單元,垂直加速度獲取單元,垂直位移獲取單元,樓層確定單元; 所述航向角獲取單元,根據(jù)所述雙軸傾角傳感器或數(shù)字電子羅盤測量的橫滾角和 俯仰角,得到所述樓層確定裝置的航向角; 所述垂直加速度獲取單元,根據(jù)樓層確定裝置的橫滾角,俯仰角和航向角及其三 個(gè)軸向的加速度,得到樓層確定裝置垂直于水平面的加速度; 所述垂直位移獲取單元,根據(jù)所述樓層確定裝置垂直于水平面的加速度,得到樓 層確定裝置從所述樓層基準(zhǔn)值對應(yīng)的樓層到樓層確定裝置當(dāng)前所在樓層的垂直位移; 所述樓層確定單元,根據(jù)所述垂直位移獲取單元獲取的垂直位移,樓層間距離以 及樓層基準(zhǔn)值,得到樓層確定裝置當(dāng)前所在樓層的層數(shù)。 優(yōu)選地,在本實(shí)用新型提供的樓層確定裝置中,所述傾角測量模塊是三維全固態(tài) 電子羅盤,所述三維全固態(tài)電子羅盤測量的所述樓層確定裝置的傾角包括橫滾角,俯仰角 和航向角,則所述控制模塊具體包括垂直加速度獲取單元,垂直位移獲取單元,樓層確定 單元; 所述垂直加速度獲取單元,根據(jù)樓層確定裝置的橫滾角,俯仰角和航向角及其三 個(gè)軸向的加速度,得到樓層確定裝置垂直于水平面的加速度; 所述垂直位移獲取單元,根據(jù)所述樓層確定裝置垂直于水平面的加速度,得到樓 層確定裝置從所述樓層基準(zhǔn)值對應(yīng)的樓層到樓層確定裝置當(dāng)前所在樓層的垂直位移; 所述樓層確定單元,根據(jù)所述樓層確定裝置的垂直位移,樓層間距離以及樓層基 準(zhǔn)值,得到所述樓層確定裝置當(dāng)前所在樓層的層數(shù)。 優(yōu)選地,在本實(shí)用新型提供的樓層確定裝置中,所述顯示模塊為LED顯示板。 本實(shí)用新型還提供了一種導(dǎo)航終端,該導(dǎo)航終端包括前文所述的任意一種樓層確 定裝置。 上述技術(shù)方案具有如下有益效果 本實(shí)用新型提供的樓層確定裝置,采用三軸加速度傳感器和傾角測量模塊同步測 量樓層確定裝置三個(gè)軸向的加速度及傾角,由控制模塊先根據(jù)樓層確定裝置的傾角及其三 個(gè)軸向的加速度,得到樓層確定裝置垂直于水平面的加速度,再根據(jù)樓層確定裝置垂直于 水平面的加速度,得到樓層確定裝置從樓層基準(zhǔn)值對應(yīng)的樓層到樓層確定裝置當(dāng)前所在樓 層的垂直位移,最后,根據(jù)垂直位移,樓層間距離和樓層基準(zhǔn)值,得到樓層確定裝置當(dāng)前所 在樓層的層數(shù),從而實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確地確定樓層層數(shù),為工作在緊急或者危險(xiǎn)情況下人員快速、 安全地完成工作提供了保證。
圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的樓層確定裝置組成示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提供了一種樓層確定裝置,用戶攜帶本實(shí)用新型提供的樓層確定裝置 在目標(biāo)大樓行進(jìn)的過程中,該裝置能夠測量用戶(也可以說是樓層確定裝置)在垂直于水 平面方向產(chǎn)生的位移,并且,所述樓層確定裝置通過垂直于水平面方向的位移,用戶輸入的
目標(biāo)大樓的樓層間距離和樓層基準(zhǔn)值,能夠確定用戶(也可說是樓層確定裝置)當(dāng)前所在樓層的層數(shù)。 為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案、及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白,以下參照附圖對 本實(shí)用新型實(shí)施例提供的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。 請參見圖l,為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的樓層確定裝置,該樓層確定裝置包括三 軸加速度傳感器101,傾角測量模塊102,控制模塊103,輸入模塊104,顯示模塊105,以及為 上述模塊供電的電源模塊106 ; 在該實(shí)施例提供的樓層確定裝置中,三軸加速度傳感器101的任意兩軸與傾角測 量模塊102的兩軸平行; 用戶啟動樓層確定裝置后,先借助樓層確定裝置上安裝的鍵盤或手寫板等輸入設(shè) 備,輸入目標(biāo)大樓的樓層間距離及樓層基準(zhǔn)值至輸入模塊104 ; 由于大樓的建筑方式各異,本實(shí)用新型提供的樓層確定裝置為用戶提供了以下幾 種大樓信息輸入方式 當(dāng)目標(biāo)大樓為住宅大樓等各樓層間距離相同的大樓時(shí),用戶可以只輸入樓層間距 離和樓層基準(zhǔn)值。比如,目標(biāo)大樓的樓層間距離為3m,用戶當(dāng)前在該大樓的首層,則用戶可 以只輸入樓層間距離"3m"和樓層基準(zhǔn)值"1 "。 當(dāng)目標(biāo)大樓為商業(yè)大樓等樓層間距離不完全相同的大樓時(shí),用戶可以輸入該目標(biāo) 大樓不同的樓層間距離和樓層基準(zhǔn)值,此處樓層基準(zhǔn)值是各種樓層間距離對應(yīng)的樓層數(shù), 為了簡化樓層層數(shù)的計(jì)算過程,此處推薦用戶按照樓層由低到高的順序,輸入該目標(biāo)大樓 不同的樓層間距離; 比如,目標(biāo)大樓首層以及第二層的樓層間距離為5m,其他樓層的樓層間距離為 3m,且目標(biāo)大樓共10層,則用戶可以輸入樓層基準(zhǔn)值"2",樓層間距離"5m"和"3m",或者, 輸入樓層基準(zhǔn)值"2"和"8",樓層間距離"5m"和"3m"。 輸入模塊104,將用戶輸入的目標(biāo)大樓的樓層間距離和樓層基準(zhǔn)值傳送至控制模 塊103保存; 用戶攜帶樓層確定裝置在目標(biāo)大樓行進(jìn)的過程中,三軸加速度傳感器101和傾角 測量模塊102同步測量樓層確定裝置的傾角及三個(gè)軸向的加速度; 控制模塊103,先通過傾角測量模塊102和三軸加速度傳感器101同步測得的樓層 確定裝置的傾角及其三個(gè)軸向的加速度,得到樓層確定裝置垂直于水平面的加速度,再通 過垂直于水平面的加速度,得到樓層確定裝置從用戶輸入的樓層基準(zhǔn)值對應(yīng)的樓層到樓層 確定裝置當(dāng)前所在樓層的垂直位移,最后,根據(jù)樓層確定裝置的垂直位移,樓層間距離及樓 層基準(zhǔn)值,得到樓層確定裝置當(dāng)前所在樓層的層數(shù); 顯示模塊105,顯示控制模塊103計(jì)算出的樓層層數(shù),所述顯示模塊105可以選用 發(fā)光二極管(Light Emitting Diode, LED)顯示板。 以上為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的樓層確定裝置,該裝置中采用三軸加速度傳感器 和傾角測量模塊同步測量樓層確定裝置三個(gè)軸向的加速度及傾角,再由控制模塊根據(jù)樓層 確定裝置三個(gè)軸向的加速度及傾角,得到樓層確定裝置垂直于水平面的加速度,進(jìn)而,根據(jù) 樓層確定裝置垂直于水平面的加速度,得到樓層確定裝置的垂直位移,最后,根據(jù)樓層確定 裝置的垂直位移,樓層間距離和樓層基準(zhǔn)值,得到樓層確定裝置當(dāng)前所在樓層的層數(shù),實(shí)現(xiàn) 了準(zhǔn)確地確定樓層層數(shù),為工作在緊急或者危險(xiǎn)情況下人員快速、安全地完成工作提供了保證。 進(jìn)一步,為了更容易地得到樓層確定裝置垂直于水平面方向的加速度,本實(shí)用新 型實(shí)施例提供的樓層確定裝置中,采用以下方式安裝傾角測量模塊102 : 傾角測量模塊102的橫滾軸(X軸)指向樓層確定裝置的前方,俯仰軸(Y軸)指 向樓層確定裝置的右方,航向軸(Z軸)指向樓層確定裝置的下方。 在實(shí)際應(yīng)用中,可以選擇雙軸傾角傳感器或數(shù)字電子羅盤作傾角測量模塊102,也 可以選擇三維全固態(tài)電子羅盤作傾角測量模塊102。 如果選雙軸傾角傳感器或者數(shù)字電子羅盤作傾角測量模塊102,且采用前文所述 方式安裝該雙軸傾角傳感器或者數(shù)字電子羅盤,則該雙軸傾角傳感器或數(shù)字電子羅盤測量 的樓層確定裝置的傾角包括橫滾角和俯仰角,此時(shí),控制模塊103具體包括航向角獲取 單元,垂直加速度獲取單元,垂直位移獲取單元,樓層確定單元; 航向角獲取單元,用于根據(jù)雙軸傾角傳感器或者數(shù)字電子羅盤測量的樓層確定裝 置的橫滾角和俯仰角,得到樓層確定裝置的航向角; 垂直加速度獲取單元,根據(jù)樓層確定裝置的航向角,橫滾角,俯仰角和三個(gè)軸向的 加速度,得到樓層確定裝置垂直于水平面的加速度; 假設(shè)三軸加速度傳感器和雙軸傾角傳感器或者數(shù)字電子羅盤在t時(shí)刻測量的樓 層確定裝置三個(gè)軸向的加速度為 , 和~,橫滾角a和俯仰角P,則航向角獲取單元根 據(jù)橫滾角a和俯仰角P,得到樓層確定裝置的航向角Y,垂直加速度獲取單元先根據(jù)a,, ay,a,以及橫滾角a,俯仰角P,航向角Y ,得到樓層確定裝置三個(gè)軸向的加速度垂直于水 平面的分量a, *sina ,ay ,sinP和az sin Y ,由于加速度具有方向,垂直加速度獲取單元 再計(jì)算分量ax sin a , ay sin |3和az sin y的矢量和,得到樓層測量裝置在t時(shí)刻垂直 于水平面的加速度a i。 垂直位移獲取單元,根據(jù)樓層確定裝置垂直于水平面的加速度,得到樓層確定裝 置從樓層基準(zhǔn)值對應(yīng)的樓層到樓層確定裝置當(dāng)前所在樓層的垂直位移; 比如,垂直加速度獲取單元獲得了 t。, t2,......, tn—n tn時(shí)刻樓層確定裝置垂
直于水平面的加速度a i。, a u, a i2,......, a in,那么,tn時(shí)刻樓層確定裝置的垂直
位移等于t。時(shí)刻到tn時(shí)刻,每個(gè)時(shí)間段樓層確定裝置垂直位移的累加,即,垂直位移獲取單 元分別計(jì)算t。時(shí)刻到^時(shí)刻樓層確定裝置的垂直位移&, ^時(shí)刻到t2時(shí)刻樓層確定裝置
的垂直位移H2,......, tn—工時(shí)刻到tn時(shí)刻的垂直位移Hn,再將&到Hn累加起來得到從t。
時(shí)刻到tn時(shí)刻樓層確定裝置的垂直位移Si,其中,垂直位移獲取單元采用以下方法計(jì)算每 個(gè)時(shí)間段的垂直位移Hi: v,. = Jf' fl丄,必+ v,—! ,/f,= f' v,.^ + Z/w,i = 1,2,......,n,其中,v。和H。通常取0。 樓層確定單元,根據(jù)樓層確定裝置的垂直位移,用戶輸入的樓層間距離以及樓層 基準(zhǔn)值,得到樓層確定裝置當(dāng)前所在樓層的層數(shù); 由前文記載可知,本實(shí)用新型提供了多種用戶可以選擇樓層信息輸入方式,針對
用戶的不同輸入方式,樓層確定單元可以采用以下幾種方式確定樓層層數(shù) 1、若用戶只輸入了一個(gè)樓層間距離L,則樓層確定單元先用垂直位移SJ余以樓層
間距離L,再加上樓層基準(zhǔn)值,得到用戶當(dāng)前所在樓層的層數(shù);[0055] 2、若用戶輸入的樓層間距離為Ll和L2,樓層基準(zhǔn)值為樓層間距離Ll對應(yīng)的樓 層數(shù)為m,則樓層確定單元先將Si與m禮l進(jìn)行比較,若Si小于m禮l,則用Sj余以Ll后加 上1 ,得到樓層確定裝置當(dāng)前所在樓層的層數(shù),若S i大于m*Ll,則先用S ±減去m*Ll后除以 L2,再加上m和l,得到樓層確定裝置當(dāng)前所在樓層的層數(shù); 3、若用戶輸入了多個(gè)樓層間距離,并且輸入的樓層基準(zhǔn)值是每個(gè)樓層間距離對應(yīng) 的樓層數(shù),則樓層確定單元還可以采用如下方法確定樓層層數(shù) 根據(jù)用戶輸入的多個(gè)樓層間距離和每個(gè)樓層間距離對應(yīng)的樓層層數(shù),得到目標(biāo)大 樓每一層到該目標(biāo)大樓首層的垂直距離,然后,將S i與每層的垂直距離進(jìn)行比較,若S ±小 于第n+1層到目標(biāo)大樓首層的距離,大于第n層到目標(biāo)大樓首層的距離,則樓層確定裝置當(dāng) 前所在樓層的層數(shù)為n。 如果選三維全固態(tài)電子羅盤作傾角測量模塊102,由于三維全固態(tài)電子羅盤能夠 測量樓層確定裝置的橫滾角,俯仰角和航向角,故控制模塊103只包括垂直加速度獲取單 元,垂直位移獲取單元,樓層確定單元,具體內(nèi)容請參看前文相關(guān)部分,此處不再贅述。此 外,使用三維全固態(tài)電子羅盤時(shí)還可以使樓層確定裝置具備為用戶指示方向的功能,使得 樓層確定裝置的功能更完善,更有利于工作在緊急或者危險(xiǎn)情況下的人員快速、安全地完 成工作。 以上詳細(xì)介紹了本實(shí)用新型提供的樓層確定裝置。進(jìn)一步,現(xiàn)有的導(dǎo)航終端由于 在室內(nèi)接收不到衛(wèi)星信號而無法工作,為了增加導(dǎo)航終端的實(shí)用性,使其功能更加完善,可 以進(jìn)一步將本實(shí)用新型提供的樓層確定裝置集成在現(xiàn)有的導(dǎo)航終端中,使導(dǎo)航終端在室內(nèi) 也可以工作,并不影響本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)。 以上對本實(shí)用新型所提供的一種樓層確定裝置及導(dǎo)航終端進(jìn)行了詳細(xì)介紹,對于 本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員,依據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的思想,在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均 會有改變之處,綜上所述,本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本實(shí)用新型的限制。
權(quán)利要求一種樓層確定裝置,其特征在于,包括三軸加速度傳感器,傾角測量模塊,控制模塊,輸入模塊及顯示模塊;所述三軸加速度傳感器的任意兩軸與所述傾角測量模塊的兩軸平行;所述輸入模塊,用于將用戶輸入的目標(biāo)大樓的樓層間距離及樓層基準(zhǔn)值傳送至所述控制模塊保存;所述三軸加速度傳感器和所述傾角測量模塊同步測量所述樓層確定裝置的傾角及其三個(gè)軸向的加速度;所述控制模塊,先通過所述樓層確定裝置的傾角和三個(gè)軸向的加速度,得到所述樓層確定裝置垂直于水平面的加速度,再通過所述垂直于水平面的加速度,得到所述樓層確定裝置從所述樓層基準(zhǔn)值對應(yīng)的樓層到樓層確定裝置當(dāng)前所在樓層的垂直位移,最后,根據(jù)垂直位移,樓層間距離及樓層基準(zhǔn)值,得到所述樓層確定裝置當(dāng)前所在樓層的層數(shù);所述顯示模塊,顯示所述控制模塊計(jì)算的樓層層數(shù)。
2. 如權(quán)利要求1所述的樓層確定裝置,其特征在于,所述傾角測量模塊的航向軸,指向樓層確定裝置的下方,所述傾角測量模塊的橫滾軸,指向樓層確定裝置的前方,所述傾角測量模塊的俯仰軸,指向樓層確定裝置的右方。
3. 如權(quán)利要求2所述的樓層確定裝置,其特征在于,所述傾角測量模塊為雙軸傾角傳感器或數(shù)字電子羅盤,所述雙軸傾角傳感器或數(shù)字電子羅盤測量的樓層確定裝置的傾角包括橫滾角和俯仰角,則所述控制模塊具體包括航向角獲取單元,垂直加速度獲取單元,垂直位移獲取單元,樓層確定單元;所述航向角獲取單元,根據(jù)所述雙軸傾角傳感器或數(shù)字電子羅盤測量的橫滾角和俯仰角,得到所述樓層確定裝置的航向角;所述垂直加速度獲取單元,根據(jù)樓層確定裝置的橫滾角,俯仰角和航向角及其三個(gè)軸向的加速度,得到樓層確定裝置垂直于水平面的加速度;所述垂直位移獲取單元,根據(jù)所述樓層確定裝置垂直于水平面的加速度,得到樓層確定裝置從所述樓層基準(zhǔn)值對應(yīng)的樓層到樓層確定裝置當(dāng)前所在樓層的垂直位移;所述樓層確定單元,根據(jù)所述垂直位移獲取單元獲取的垂直位移,樓層間距離以及樓層基準(zhǔn)值,得到樓層確定裝置當(dāng)前所在樓層的層數(shù)。
4. 如權(quán)利要求2所述的樓層確定裝置,其特征在于,所述傾角測量模塊是三維全固態(tài)電子羅盤,所述三維全固態(tài)電子羅盤測量的所述樓層確定裝置的傾角包括橫滾角,俯仰角和航向角,則所述控制模塊具體包括垂直加速度獲取單元,垂直位移獲取單元,樓層確定單元;所述垂直加速度獲取單元,根據(jù)樓層確定裝置的橫滾角,俯仰角和航向角及其三個(gè)軸向的加速度,得到樓層確定裝置垂直于水平面的加速度;所述垂直位移獲取單元,根據(jù)所述樓層確定裝置垂直于水平面的加速度,得到樓層確定裝置從所述樓層基準(zhǔn)值對應(yīng)的樓層到樓層確定裝置當(dāng)前所在樓層的垂直位移;所述樓層確定單元,根據(jù)所述樓層確定裝置的垂直位移,樓層間距離以及樓層基準(zhǔn)值,得到所述樓層確定裝置當(dāng)前所在樓層的層數(shù)。
5. 如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的樓層確定裝置,其特征在于,所述顯示模塊為LED顯示板。
6. —種導(dǎo)航終端,其特征在于,所述導(dǎo)航終端包括權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的樓層確定裝置。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種樓層確定裝置及導(dǎo)航終端。樓層確定裝置包括三軸加速度傳感器,傾角測量模塊,控制模塊,輸入模塊及顯示模塊,三軸加速度傳感器和傾角測量模塊同步測量樓層確定裝置的傾角及三個(gè)軸向的加速度;控制模塊,通過樓層確定裝置的傾角和三個(gè)軸向的加速度,得到樓層確定裝置垂直于水平面的加速度,通過垂直于水平面的加速度,得到樓層確定裝置從樓層基準(zhǔn)值對應(yīng)的樓層到其當(dāng)前所在樓層的垂直位移,根據(jù)垂直位移,樓層間距離及樓層基準(zhǔn)值,得到樓層確定裝置當(dāng)前所在樓層的層數(shù);顯示模塊顯示樓層層數(shù)。該裝置能夠準(zhǔn)確地確定用戶當(dāng)前所在樓層的層數(shù),為工作在緊急或者危險(xiǎn)情況下人員快速、安全地完成工作提供了保證。
文檔編號G01C17/32GK201540113SQ20092010532
公開日2010年8月4日 申請日期2009年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月21日
發(fā)明者楊自華 申請人:高德軟件有限公司