CN104880184A - 相对位置定位系统与追踪系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种相对位置定位系统与一种追踪系统。所述的相对位置定位系统包括有第一定位装置与第二定位装置。在一初始化期间，第一定位装置与第二定位装置感测彼此之间的相对位置。而在一操作期间，第一定位装置与第二定位装置都感测本身相对于一平面的位移量，以将感测到的位移量通过无线传输方式传给对方，并依据彼此的位移量来计算出新的相对位置。

Description

相对位置定位系统与追踪系统

技术领域

本发明是关于一种定位系统，特别是关于一种相对位置定位系统。

背景技术

无人地面载具的应用范围非常广泛，其可以用来取代人员来执行各种高危险性质的军事任务(例如处理爆裂物或是执行侦察任务等)，也可应用于一般民间来取代现有的人力(例如是无人割草机或是无人吸尘器等)。

然而，现在的无人地面载具都只有单机控制，因此目前还无法同时控制多个无人地面载具来执行任务。而若要开发这样的技术，那么要如何对这些无人地面载具进行定位，就显得很重要了。

发明内容

本发明提供一种适合应用于多个地面载具的相对位置定位系统。此相对位置定位系统包含有至少两个定位装置，且此相对位置定位系统可取得定位系统内所有定位装置之间的相对位置，包含移动中的定位装置与非移动中的定位装置。

本发明另提供一种适合应用于多个地面载具的追踪系统。

本发明提出一种相对位置定位系统，其包括有第一定位装置以及第二定位装置。在初始化期间，第一定位装置与第二定位装置感测彼此之间的相对位置。而在该操作期间，第一定位装置与第二定位装置都感测其本身相对于一平面的位移量，以将感测到的位移量通过无线传输方式传给对方，并依据彼此的位移量来计算出新的相对位置。

本发明又提出一种相对位置定位系统，其包括有第一定位装置、第二定位装置以及第三定位装置。在初始化期间，第一定位装置、第二定位装置与第三定位装置都感测彼此之间的相对位置。而在操作期间，第一定位装置、第二定位装置与第三定位装置都感测其本身相对于一平面的位移量，且第一定位装置将感测到的位移量通过无线传输方式传给其他定位装置，而第二定位装置与第三定位装置也将其感测到的位移量通过无线传输方式传给其他定位装置，使得每一定位装置可依据上述三个定位装置彼此的位移量来计算出新的相对位置。

本发明再提出一种追踪系统，其包括有主机、第一电子装置与第二电子装置。第一电子装置设置于第一预设位置，而第二电子装置设置于第二预设位置。其中，在初始化期间，第一电子装置与第二电子装置通过无线传输方式各自与主机互相沟通各自的初始位置，而在初始化期间之后，第一电子装置与第二电子装置各自感测其本身相对于一平面的位移量，以将所感测到的位移量通过无线传输方式各自传给主机，使主机动态呈现第一电子装置与第二电子装置的位置。

本发明又提出一种追踪系统，其包括有主电子装置与副电子装置。主电子装置设置于一表面上，而副电子装置设置于上述表面上并与主电子装置相距一距离。其中，在初始化期间，主电子装置与副电子装置通过无线传输方式互相沟通，而在初始化期间后，主电子装置与副电子装置适于各自感测其本身相对于上述平面的位移量，且副电子装置与主电子装置会保持上述距离。

本发明的相对位置定位系统主要是将定位系统内的所有定位装置先进行彼此之间的相对位置的感测，然后再将每一定位装置的位移量通过无线传输方式分享给定位系统内的其他定位装置，以使定位系统内的每一定位装置都可依据所有定位装置的位移量来取得所有定位装置彼此之间的相对位置。此外，本发明的追踪系统也是通过侦测系统中的电子装置本身的位移量，并将侦测到的位移量通过无线传输方式传送给系统中的其他电子装置或主机，藉此达到电子装置的位置的追踪效果。

附图说明

图1为本发明一实施例的相对位置定位系统的操作说明图。

图2为本发明一实施例的定位装置的侧视方块示意图。

图3为本发明一实施例的定位装置中的测距单元与处理单元的配置方式的俯视示意图。

图4为本发明一实施例的追踪系统的示意图。

图5为本发明另一实施例的追踪系统的示意图。

具体实施方式

图1为本发明一实施例的相对位置定位系统的操作说明图。请参照图1，此相对位置定位系统包括有定位装置102与104。在初始化期间，定位装置102与104感测彼此之间的相对位置。以图1为例，假设在初始化期间，定位装置102位于位置(0,0)，而定位装置104位于位置(1,0)，那么在这样的初始化操作中，定位装置102便可得知定位装置104位于其右方一个单位距离的位置，而定位装置104也可得知定位装置102位于其左方一个单位距离的位置。

接着，在操作期间，定位装置102与104都感测其本身相对于一平面的位移量。以图1为例，在操作期间，定位装置102是从位置(0,0)移动至位置(1,2)，因此定位装置102可知其位移量为向右一个单位距离、向北二个单位距离；同样地，在操作期间，定位装置104是从位置(1,0)移动至位置(2,1)，因此定位装置104可知其位移量为向右一个单位距离、向北一个单位距离。而在定位装置102与104都取得其本身相对于上述平面的位移量之后，便可将感测到的位移量通过无线传输方式传给对方，并依据彼此的位移量来计算出新的相对位置。因此，定位装置102便可得知定位装置104在移动后是位于其右方一个单位距离、南方一个单位距离的位置；同样地，定位装置104也可得知定位装置102在移动后是位于其左方一个单位距离、北方一个单位距离的位置。

当然，由于在操作期间，定位装置102与104都可能持续移动，因此在操作期间，定位装置102与104可以是以定时的方式来通过无线传输方式将感测到的位移量传给对方，或是以不定时的方式来将感测到的位移量通过无线传输方式传给对方，其中又以定时的方式较佳。

在本发明一实施例中，图1中的定位装置102与104都采用图2所示的方式来实现，但本发明并不以此为限。请参照图2，其所示的即为依照本发明一实施例的定位装置的侧视方块示意图。而如图2所示，定位装置包括有无线传输单元202、处理单元204、测距单元(由206-1～206-4这四个感测部分所组成，其中感测部分206-4未绘示于图2中)与光感测单元208。处理单元204用以在初始化期间通过测距单元感测另一定位装置的方向与距离，以取得两个定位装置彼此之间(即定位装置102与104彼此之间)的相对位置。图3即为依照本发明一实施例的定位装置中的测距单元与处理单元的配置方式的俯视示意图。如图3所示，测距单元的四个感测部分206-1～206-4是分别朝定位装置的西方、南方、东方与北方来进行测距操作，并都是电性耦接至处理单元204，与处理单元204进行信号的传输。当然，这样的配置方式仅是用以举例说明，并非用以限制本发明。

请再参照图2，处理单元204还用以在操作期间通过光感测单元208感测平面250的影像，以依据取得的该影像来计算定位装置本身相对于平面250的位移量，并通过无线传输单元202传送给另一定位装置。另外，处理单元204也用以依据两个定位装置彼此的位移量(即定位装置102与104彼此的位移量)来计算出新的相对位置。

在另一实施例中，相对位置定位系统更包括有三个以上的定位装置。以相对位置定位系统包括有三个定位装置为例，此相对位置定位系统的操作方式可以是：在初始化期间，这三个定位装置都感测彼此之间的相对位置；而在操作期间，这三个定位装置都感测其本身相对于一平面的位移量，以将感测到的位移量通过无线传输方式传给其余的另外两个定位装置，并依据三个定位装置彼此的位移量来计算出新的相对位置。

当然，在相对位置定位系统包括有三个以上的定位装置的实施样态中，定位装置彼此之间的位移量的分享方式也可有不同的变化。再以相对位置定位系统包括有三个定位装置为例，此相对位置定位系统的操作方式可以是：在初始化期间，先由其中两个定位装置来互相感测彼此之间的相对位置，然后再由上述两个定位装置的其中之一来将其本身与上述两个定位装置的其中另一的彼此之间的相对位置通过无线传输方式传送给第三个定位装置，以便第三个定位装置据以取得其本身与上述两个定位装置的其中另一的彼此之间的相对位置；而在操作期间，这三个定位装置都感测其本身相对于一平面的位移量，以将感测到的位移量通过无线传输方式传给其余的另外两个定位装置，并依据这三个定位装置彼此的位移量来计算出新的相对位置。

以下再举出定位装置彼此之间的另外一种位移量分享方式，同样以相对位置定位系统包括有三个定位装置的实施样态为例，此相对位置定位系统的操作方式可以是：在初始化期间，这三个定位装置都感测彼此之间的相对位置；而在操作期间，这三个定位装置都感测其本身相对于一平面的位移量，且其中两个定位装置都将感测到的位移量通过无线传输方式传给第三个定位装置，以便第三个定位装置将所有定位装置的位移量通过无线传输方式传给其余的另外两个定位装置，使得每一定位装置都可依据这三个定位装置彼此的位移量来计算出新的相对位置。

在上述用以先将感测到的位移量传给第三个定位装置的两个定位装置中，每一个定位装置都包括有测距单元、光感测单元、无线传输单元及处理单元，其实现方式可与图2所示的定位装置相同，然而处理单元的运作却与前述各处理单元的运作有些不同，如下所述：在此例中，处理单元用以在初始化期间通过测距单元感测其余的两个定位装置的方向与距离，以取得所有定位装置彼此之间的相对位置，并用以在操作期间通过光感测单元感测一平面的影像，以依据取得的影像来计算所属的定位装置本身相对于此平面的位移量，并通过无线传输单元传送给第三定位装置。此外，处理单元还用以依据这三个定位装置彼此的位移量来计算出新的相对位置。

另外，上述的第三定位装置也包括有测距单元、光感测单元、无线传输单元与处理单元，其实现方式可与图2所示的定位装置相同，然而处理单元的运作也与前述各处理单元的运作有些不同，如下所述：在此例中，处理单元用以在初始化期间通过测距单元感测其余的两个定位装置的方向与距离，以取得所有定位装置彼此之间的相对位置，并用以在操作期间通过光感测单元感测上述平面的影像，以依据取得的影像来计算第三定位装置本身相对于上述平面的位移量，并通过无线传输单元接收其余两个定位装置所传来的位移量，进而将所有的定位装置的位移量通过无线传输方式传给其余两个定位装置。此外，处理单元还用以依据这三个定位装置彼此的位移量来计算出新的相对位置。

当然，由于在操作期间，上述的三个定位装置都可能持续移动，因此在操作期间，上述的三个定位装置中的每一个都可以是以定时的方式来将感测到的位移量通过无线传输方式传给其余两者，或是都以不定时的方式来将感测到的位移量通过无线传输方式传给其余两者，其中又以定时的方式较佳。这种位移量的分享方式也仅是用以举例，并非用以限制本发明。

此外，在实际的设计中，上述各测距单元都可以是采用一光学测距单元来实现，而上述各无线传输单元则都可以是采用一无线射频单元来实现，然此也非用以限制本发明。而经由上述各实施例的教示，本领域中具有通常知识者当可将本发明扩展至具有四个定位装置以上的相对位置定位系统，在此便不再赘述。

通过上述各实施样态，本领域中具有通常知识者当可依照上述各实施例的基本精神来拓展出一些应用于多个地面载具的追踪系统。举例来说，可拓展出一种不需要采用上述的测距单元的追踪系统。图4即为此种追踪系统的示意图。请参照图4，此追踪系统包括有主机402、电子装置404与电子装置406。其中，主机402包括有屏幕(图未示)，以显示所需的画面。而电子装置404与电子装置406可以采用图2所示的定位装置来实现，并可选择性地将所采用的定位装置中的所有或部分的测距单元卸除。电子装置404设置于第一预设位置(图中未表示)，而电子装置406设置于第二预设位置(图中也未表示)。在初始化期间，电子装置404与电子装置406通过无线传输方式各自与主机402互相沟通各自的初始位置。而在初始化期间之后，电子装置404与电子装置406各自感测其本身相对于一平面(未绘示)的位移量，以将所感测到的位移量通过无线传输方式各自传给主机402，使主机402动态呈现电子装置404与电子装置406的位置。

此外，还可拓展出另一种追踪系统，以图5来说明，图5即为所述的另一种追踪系统的示意图。请参照图5，此追踪系统包括有主电子装置502与副电子装置504。主电子装置502与副电子装置504可以采用图2所示的定位装置来实现，并可选择性地将所采用的定位装置中的所有或部分测距单元卸除。主电子装置502设置于一表面(未绘示)上，而副电子装置504也设置于上述表面上，并与主电子装置504相距一距离。在初始化期间，主电子装置502与副电子装置504通过无线传输方式互相沟通。而在初始化期间后，主电子装置502与副电子装置504适于各自感测其本身相对于上述平面的位移量，且副电子装置504与主电子装置502会保持上述距离。

为保持上述距离，主电子装置502与副电子装置504在各自感测其本身相对于上述平面的位移量后，主电子装置502与副电子装置504更将其本身的位移量通过无线传输方式传送给对方，而副电子装置504更依据其本身的位移量与主电子装置502的位移量来追随主电子装置502而移动，并据以保持上述距离。

为保持上述距离，还有另一作法，就是主电子装置502与副电子装置504在各自感测其本身相对于上述平面的位移量后，主电子装置502更将其本身的位移量通过无线传输方式传送给副电子装置504，而副电子装置504更依据其本身的位移量与主电子装置502的位移量来追随主电子装置502而移动，并据以保持上述距离。

综上所述，本发明的相对位置定位系统主要是将定位系统内的所有定位装置先进行彼此之间的相对位置的感测，然后再将每一定位装置的位移量通过无线传输方式分享给定位系统内的其他定位装置，以使定位系统内的每一定位装置都可依据所有定位装置的位移量来取得所有定位装置彼此之间的相对位置。此外，本发明的追踪系统也是通过侦测系统中的电子装置本身的位移量，并将侦测到的位移量通过无线传输方式传送给系统中的其他电子装置或主机，藉此达到电子装置的位置的追踪效果。

Claims (17)

1.一种相对位置定位系统，包括：

一第一定位装置；以及

一第二定位装置，

其特征在于，在一初始化期间，该第一定位装置与该第二定位装置感测彼此之间的相对位置，而在一操作期间，该第一定位装置与该第二定位装置都感测其本身相对于一平面的位移量，以将感测到的位移量通过无线传输方式传给对方，并依据彼此的位移量来计算出新的相对位置。

2.如权利要求1所述的相对位置定位系统，其特征在于，每一定位装置包括：

一测距单元；

一光感测单元；

一无线传输单元；以及

一处理单元，用以在该初始化期间通过该测距单元感测另一定位装置的方向与距离，以取得两个定位装置彼此之间的相对位置，并用以在该操作期间通过该光感测单元感测该平面的影像，以依据取得的影像来计算该定位装置本身相对于该平面的位移量，并通过该无线传输单元传送给另一定位装置，该处理单元还用以依据该两个定位装置彼此的位移量来计算出新的相对位置。

3.如权利要求2所述的相对位置定位系统，其特征在于，该测距单元包括以一光学测距单元来实现。

4.如权利要求2所述的相对位置定位系统，其特征在于，该无线传输单元包括以一无线射频单元来实现。

5.如权利要求1所述的相对位置定位系统，其特征在于，在该操作期间，每一定位装置是定时将感测到的位移量通过无线传输方式传给对方。

6.如权利要求1所述的相对位置定位系统，其特征在于，该相对位置定位系统更包括一第三定位装置，且在该初始化期间，该第一定位装置、该第二定位装置与该第三定位装置都感测彼此之间的相对位置，而在该操作期间，该第一定位装置、该第二定位装置与该第三定位装置都感测其本身相对于该平面的位移量，以将感测到的位移量通过无线传输方式传给另外两个定位装置，并依据该三个定位装置彼此的位移量来计算出新的相对位置。

7.如权利要求1所述的相对位置定位系统，其特征在于，该相对位置定位系统更包括一第三定位装置，且在该初始化期间，该第三定位装置与该第二定位装置都感测彼此之间的相对位置，且该第二定位装置将其本身与该第一定位装置彼此之间的相对位置通过无线传输方式传送给该第三定位装置，以便该第三定位装置据以取得其本身与该第一定位装置彼此之间的相对位置，而在该操作期间，该第一定位装置、该第二定位装置与该第三定位装置都感测其本身相对于该平面的位移量，以将感测到的位移量通过无线传输方式传给另外两个定位装置，并依据该三个定位装置彼此的位移量来计算出新的相对位置。

8.一种相对位置定位系统，包括：

一第一定位装置；

一第二定位装置；以及

一第三定位装置，

其特征在于，在一初始化期间，该第一定位装置、该第二定位装置与该第三定位装置都感测彼此之间的相对位置，而在一操作期间，该第一定位装置、该第二定位装置与该第三定位装置都感测其本身相对于一平面的位移量，且该第一定位装置与该第二定位装置都将感测到的位移量通过无线传输方式传给该第三定位装置，以便该第三定位装置将所有定位装置的位移量通过无线传输方式传给另外两个定位装置，使得每一定位装置可依据该三个定位装置彼此的位移量来计算出新的相对位置。

9.如权利要求8所述的相对位置定位系统，其特征在于，该第一定位装置与该第二定位装置都包括：

一测距单元；

一光感测单元；

一无线传输单元；以及

一处理单元，用以在该初始化期间通过该测距单元感测其他两个定位装置的方向与距离，以取得所有定位装置彼此之间的相对位置，并用以在该操作期间通过该光感测单元感测该平面的影像，以依据取得的该影像来计算所属的定位装置本身相对于该平面的位移量，并通过该无线传输单元传送给该第三定位装置，该处理单元还用以依据该三个定位装置彼此的位移量来计算出新的相对位置。

10.如权利要求8所述的相对位置定位系统，其特征在于，该第三定位装置包括：

一测距单元；

一光感测单元；

一无线传输单元；以及

一处理单元，用以在该初始化期间通过该测距单元感测其他两个定位装置的方向与距离，以取得所有定位装置彼此之间的相对位置，并用以在该操作期间通过该光感测单元感测该平面的影像，以依据取得的影像来计算该第三定位装置本身相对于该平面的位移量，并通过该无线传输单元接收该第一定位装置与该第二定位装置所传来的位移量，进而将所有的定位装置的位移量传给该第一定位装置与该第二定位装置，该处理单元还用以依据该三个定位装置彼此的位移量来计算出新的相对位置。

11.如权利要求9或10所述的相对位置定位系统，其特征在于，该测距单元包括以一光学测距单元来实现。

12.如权利要求9或10所述的相对位置定位系统，其特征在于，该无线传输单元包括以一无线射频单元来实现。

13.如权利要求8所述的相对位置定位系统，其特征在于，在该操作期间，该第一定位装置与该第二定位装置是定时通过无线传输方式将感测到的位移量传给该第三定位装置，且该第三定位装置也定时将所有定位装置的位移量通过无线传输方式传给另外两个定位装置。

14.一种追踪系统，包括：

一主机；

一第一电子装置，设置于一第一预设位置；以及

一第二电子装置，设置于一第二预设位置，

其特征在于，在一初始化期间，该第一电子装置与该第二电子装置通过无线传输方式各自与该主机互相沟通各自的初始位置，而在该初始化期间之后，该第一电子装置与该第二电子装置各自感测其本身相对于一平面的位移量，以将所感测到的位移量通过无线传输方式各自传给该主机，使该主机动态呈现该第一电子装置与该第二电子装置的位置。

15.一种追踪系统，包括：

一主电子装置，设置于一表面上；以及

一副电子装置，设置于该表面上并与该主电子装置相距一距离，

其特征在于，在一初始化期间，该主电子装置与该副电子装置通过无线传输方式互相沟通，而在该初始化期间后，该主电子装置与该副电子装置适于各自感测其本身相对于该平面的位移量，且该副电子装置与该主电子装置会保持该距离。

16.如权利要求15所述的追踪系统，其特征在于，该主电子装置与该副电子装置在各自感测其本身相对于该平面的位移量后，该主电子装置与该副电子装置更将其本身的位移量通过无线传输方式传送给对方，而该副电子装置更依据其本身的位移量与该主电子装置的位移量来追随该主电子装置而移动，并据以保持该距离。

17.如权利要求15所述的追踪系统，其特征在于，该主电子装置与该副电子装置在各自感测其本身相对于该平面的位移量后，该主电子装置更将其本身的位移量通过无线传输方式传送给该副电子装置，而该副电子装置更依据其本身的位移量与该主电子装置的位移量来追随该主电子装置而移动，并据以保持该距离。