CN109893833B - 目标点位置获取方法、装置及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种目标点位置获取方法、装置及其应用，属于空间定位技术领域。目标点位置获取方法，包括如下步骤：确定基准坐标系；获取第一采集时间点；获取预先设置的惯性体的惯性元件坐标系在第一采集时间点于基准坐标系中的第一空间姿态；获取预先设于惯性体的基准点在第一采集时间点于惯性元件坐标系中的第一三维坐标；根据所述第一三维坐标获取所述目标点在第一采集时间点于所述惯性元件坐标系中的第二三维坐标；根据所述第一空间姿态和第二三维坐标获取所述目标点在第一采集时间点于基准坐标系中的第三三维坐标。本方法操作方便，应用场景广。

Description

目标点位置获取方法、装置及其应用

技术领域

本发明涉及一种目标点位置获取方法，目标点位置获取装置，采用该目标点位置获取方法来获取物体分布位置的方法，采用该目标点位置获取方法来实现跑步机自动启动或自动关闭的方法，以及采用该目标点位置获取方法来进行测距的方法，属于空间定位技术领域。

背景技术

对于特定点的三维坐标获取，一般都是将已知三维坐标置于该特定点处，然后忽略相关物体，从而获取该特定点的三维坐标，使得精度较低。另外，市场上常见的跑步机，其启动或关闭方式基本都是人工控制模式，不能自动判断出人体与跑步机的位置，从而做到自动启动或自动关闭。

发明内容

为了解决上述现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种应用场景广、操作方便的目标点位置获取方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种目标点位置获取方法，包括如下步骤：

确定基准坐标系；

获取第一采集时间点；

获取预先设置的惯性体的惯性元件坐标系在第一采集时间点于基准坐标系中的第一空间姿态；

获取预先设于惯性体的基准点在第一采集时间点于惯性元件坐标系中的第一三维坐标；

根据所述第一三维坐标获取所述目标点在第一采集时间点于所述惯性元件坐标系中的第二三维坐标；

根据所述第一空间姿态和第二三维坐标获取所述目标点在第一采集时间点于基准坐标系中的第三三维坐标。

本文中的惯性元件自身预先设置有惯性元件坐标系，包括线加速度计和角速度计，可以用于测量线加速度和角速度。

本文中的空间姿态指一个坐标系的原点在参照坐标系(即基准坐标系)中的三维坐标，以及该坐标系的三轴绕参照坐标系(即基准坐标系)三轴的转角。

进一步的，所述获取预先设置的惯性体的惯性元件坐标系在第一采集时间点于基准坐标系中的第一空间姿态的具体过程为：

获取第一初始时间点；

获取所述惯性元件的惯性元件坐标系在第一初始时间点于所述基准坐标系中的初始空间姿态；

获取所述惯性元件在第一初始时间点到第一采集时间点时的移动轨迹；

根据所述初始空间姿态和移动轨迹获取所述惯性元件的惯性元件坐标系在第一采集时间点于所述基准坐标系中的第一空间姿态。

进一步的，所述获取预先设于惯性体的基准点在第一采集时间点于惯性元件坐标系中的第一三维坐标的具体方式包括两种：

第一种

预先设置所述基准点在所述惯性元件坐标系中不动；

预先获取所述基准点在第一初始时间点于所述惯性元件坐标系中的初始三维坐标；所述第一三维坐标即为初始三维坐标。

第二种

预先获取所述基准点在第一初始时间点于所述惯性元件坐标系中的初始三维坐标；

通过预先设置的第一测量装置获取所述基准点在第一初始时间点到第一采集时间点这段时间内于惯性元件坐标系中的第一运动轨迹；

根据所述初始三维坐标和第一运动轨迹获取所述基准点在第一采集时间点于所述惯性元件的惯性元件坐标系中的第一三维坐标。

进一步的，所述第一测量装置为惯性元件或距离测量装置。

当第一测量装置为惯性元件时，即可直接测量其第一运动轨迹；

当所述第一测量装置为距离测量装置时，需要对所述基准点的移动进行限制，比如限制其移动时的六个自由度中的五个不变，唯一可变的是沿x轴、y轴或z轴的位移。

进一步的，所述根据所述第一三维坐标获取所述目标点在第一采集时间点于所述惯性元件坐标系中的第二三维坐标的具体方式包括两大类：

第一类

预先获取所述目标点位于惯性体预先设置的识别区时，所述基准点与目标点之间的第三距离；

预先获取所述目标点位于惯性体预先设置的识别区时，所述基准点与目标点所在直线在所述惯性元件的惯性元件坐标系中的第三方向；

确认第一采集时间点时所述目标点位于所述惯性体预先设置的识别区；

根据所述第一三维坐标、第三距离和第三方向获取所述目标点在第一采集时间点于所述惯性元件的惯性元件坐标系中的第二三维坐标。

第二类

获取第一采集时间点时预先设置的测距装置的测距端与所述基准点的第一距离；所述测距装置为激光测距装置、声波测距装置、雷达测距装置或红外线测距装置；

获取第一采集时间点时测距装置的测距端与基准点所在直线在所述惯性元件的惯性元件坐标系中的第一方向；

获取第一采集时间点时所述测距装置的测量方向所在直线在所述惯性元件的惯性元件坐标系中的第二方向；

确认第一采集时间点时所述目标点位于所述测距装置的测量方向所在直线上；

通过所述测距装置获取在第一采集时间点所述测距装置的测距端与目标点之间的第二距离；

根据所述第一距离、第一方向、第二距离和第二方向获取所述目标点在第一采集时间点于所述惯性元件的惯性元件坐标系中的第二三维坐标。

具体的，当所述测距装置在所述惯性元件的惯性元件坐标系中固定不动时；

所述获取第一采集时间点时预先设置的测距装置的测距端与所述基准点的第一距离的具体过程为：

预先获取在第一初始时间点时所述测距装置的测距端与所述基准点之间的初始距离；

所述初始距离即为所述第一距离；

所述获取第一采集时间点时预先设置的测距装置的测距端与所述基准点所在直线在所述惯性元件的惯性元件坐标系中的第一方向的具体过程为：

预先获取在第一初始时间点时所述测距装置的测距端与所述基准点所在直线在所述惯性元件的惯性元件坐标系中的的第一初始方向；

所述第一初始方向即为所述第一方向；

所述获取第一采集时间点时所述测距装置的测量方向所在直线在所述惯性元件的惯性元件坐标系中的第二方向的具体过程为：

预先获取在第一初始时间点时所述测距装置的测量方向所在直线在所述惯性元件的惯性元件坐标系中的第二初始方向；

所述第二初始方向即为所述第二方向。

具体的，当所述测距装置在所述惯性元件的惯性元件坐标系中能够移动时；

所述获取第一采集时间点时预先设置的测距装置的测距端与所述基准点的第一距离的具体过程为：

预先获取在第一初始时间点时所述测距装置的测距端与所述基准点之间的初始距离；

通过预先设置的第二测量装置获取所述测距装置在第一初始时间点到第一采集时间点这段时间内于惯性元件坐标系中的第二运动轨迹；

根据所述初始距离和第二运动轨迹获取第一采集时间点时预先设置的测距装置的测距端与所述基准点的第一距离；

所述获取第一采集时间点时测距装置的测距端与基准点所在直线在所述惯性元件的惯性元件坐标系中的第一方向的具体过程为：

预先获取在第一初始时间点时所述测距装置的测距端与所述基准点所在直线在所述惯性元件的惯性元件坐标系中的的初始方向；

通过预先设置的第二测量装置获取所述测距装置在第一初始时间点到第一采集时间点这段时间内于惯性元件坐标系中的第二运动轨迹；

根据所述初始方向和第二运动轨迹获取第一采集时间点时测距装置的测距端与基准点所在直线在所述惯性元件的惯性元件坐标系中的第一方向；

所述获取第一采集时间点时所述测距装置的测量方向所在直线在所述惯性元件的惯性元件坐标系中的第二方向的具体过程为：

预先获取在第一初始时间点时所述测距装置的测量方向所在直线在所述惯性元件的惯性元件坐标系中的第二初始方向；

通过预先设置的第二测量装置获取所述测距装置在第一初始时间点到第一采集时间点这段时间内于惯性元件坐标系中的第二运动轨迹；

根据所述第二初始方向和第二运动轨迹获取第一采集时间点时测距装置的测量方向所在直线在所述惯性元件的惯性元件坐标系中的第二方向。

所述第二测量装置的结构参照第一测量装置。

本发明的有益效果在于：本发明通过设有惯性元件的惯性体作为一个中间体来间接测量目标点在基准坐标系中的三维坐标(即确定其位置)，由于惯性元件能够测量自身的运动轨迹，在确定了惯性元件的惯性元件坐标系在基准坐标系中的空间姿态后，就能够实时确定其以后在基准坐标系的三维坐标。

另外，通过上述两种方式获取设于惯性体的基准点在惯性体的惯性元件坐标系中的三维坐标，在保证基准点的三维坐标的精度的同时，扩大了应用范围。

还有，目标点是通过与设置在惯性体的基准点进行三维坐标的转换，从而获得在惯性体的惯性元件坐标系中的三维坐标；再以上述方式通过基准点来获取目标点在惯性体的惯性元件坐标系中的三维坐标，在保证精度的同时，操作也非常方便。

本发明还提供了一种物体分布位置获取方法，包括如下步骤：

采用上述的目标点位置获取方法获取预先设于所述物体的所有目标点在所述基准坐标系中的三维坐标；

根据所述所有目标点在所述基准坐标系中的三维坐标获取所述物体在采集时间点于所述基准坐标系中的分布位置。

本发明的有益效果在于：通过预先在目标物体的特殊位置设置目标点，再采用上述的目标点位置获取方法获取目标点的实时位置，从而就能够得出该目标物体在基准坐标系中的分布位置。

为了解决跑步机自动启动或自动关闭不便的问题，本发明还提供了一种跑步机启闭方法；所述跑步机包括机架，设于机架的控制器，设于机架且与控制器电性连接的驱动电机，设于机架且被驱动电机带动的跑步带，以及与控制器连接的人体位置获取装置；

所述人体位置获取装置包括至少一个设有线加速度计、角速度计和基准点的第一传感器；

包括如下步骤：

确定基准坐标系；

获取所述机架在所述基准坐标系中的最终分布位置；

根据所述最终分布位置设置跑步机启闭时所有基准点各自在所述基准坐标系中的启动坐标范围值；

采用如上所述的目标点位置获取方法中的获取预先设于惯性体的基准点在采集时间点于惯性元件坐标系中的第一三维坐标的具体过程来获取所有第一传感器上的基准点在各自的采集时间点于所述基准坐标系中的第一三维坐标；

在最后一个采集时间点或以后，同时获取所有第一传感器上的基准点在所述基准坐标系中的三维坐标；

判断此时间点时所有第一传感器上的基准点是否均处于各自对应的启动坐标范围值内；

当刚开始使用跑步机时，若是，则自动启动；若否，则不启动；

当正在使用跑步机时，若是，则继续工作；若否，则自动关闭；

或；

所述人体位置获取装置包括至少一个设有线加速度计、角速度计和基准点的第一传感器，以及至少一个设有线加速度计、角速度计和目标点的第二传感器；

包括如下步骤：

确定基准坐标系；

获取所述机架在所述基准坐标系中的最终分布位置；

根据所述最终分布位置设置跑步机启闭时所有基准点和所有目标点各自在所述基准坐标系中的启动坐标范围值；

采用如上所述的目标点位置获取方法中的获取预先设于惯性体的基准点在采集时间点于惯性元件坐标系中的第一三维坐标的具体过程来获取所有第一传感器上的基准点在各自的采集时间点于所述基准坐标系中的第一三维坐标；

采用如上所述的目标点位置获取方法来获取至少一个第二传感器上的目标点在各自的采集时间点于所述基准坐标系中的第三三维坐标；

以获取到第三三维坐标的第二传感器上的目标点和基准点中的任一个作为新基准点，再采用如上所述的目标点位置获取方法来获取剩余的第二传感器上的目标点在各自的采集时间点于所述基准坐标系中的第三三维坐标；

在最后一个采集时间点或以后，同时获取所有基准点和目标点在所述基准坐标系中的三维坐标；

判断此时间点时所有基准点和所有目标点是否均处于各自对应的启动坐标范围值内；

当刚开始使用跑步机时，若是，则自动启动；若否，则不启动；

当正在使用跑步机时，若是，则继续工作；若否，则自动关闭。

具体的，所述获取所述机架在基准坐标系中的最终分布位置的具体方式有三种：

第一种

获取第二初始时间点；

获取第二初始时间点时所述机架在所述基准坐标系中的初始分布位置；

获取最终时间点；

获取预先固设于所述机架且设有线加速度计和角速度计的定位传感器从第二初始时间点到最终时间点这段时间内的第三运动轨迹；

根据所述初始分布位置和第三运动轨迹获取所述机架在所述基准坐标系中的最终分布位置；

第二种

确定以预先固设于所述机架且设有线加速度计和角速度计的定位传感器自带的坐标系为基准坐标系；

预先获取所述机架在所述基准坐标系中的分布位置，以获取所述最终分布位置；

第三种

采用如上所述的物体分布位置获取方法获取所述机架在基准坐标系中的最终分布位置。

具体的，所述人体位置获取装置包括一个第一传感器，用于获取人体腰部在所述基准坐标系中的位置；

或；

所述人体位置获取装置包括两个第一传感器；或，所述人体位置获取装置包括一个第一传感器和一个第二传感器；

所述两个传感器中，一个用于获取人体左脚在所述基准坐标系中的位置，一个用于获取人体右脚在所述基准坐标系中的位置；

或，所述人体位置获取装置包括三个第一传感器；或，所述人体位置获取装置包括一个第一传感器和两个第二传感器；或，所述人体位置获取装置包括两个第一传感器和一个第二传感器；

所述三个传感器中，一个用于获取人体腰部在所述基准坐标系中的位置，一个用于获取人体左脚在所述基准坐标系中的位置，剩下的一个用于获取人体右脚在所述基准坐标系中的位置。

本发明的有益效果在于：本发明采用上述公开的方法获取设于第一传感器的基准点在基准坐标系中的实时位置，再采用上述的目标点实时位置获取方法来获取设于第二传感器(即目标点实时位置获取方法中的惯性体)的目标点在基准坐标系中的实时位置，过程简单、方便；通过基准点或基准点和目标点的位置来确定人体的位置，简单且方便地实现了跑步机的自动启动或自动关闭。

本发明还提供了一种测距方法，包括如下步骤：

确定相对于两个固定目标点固定不动的基准坐标系；

采用如上所述的目标点位置获取方法分别获取所述两个固定目标点在各自的采集时间点于所述基准坐标系中的三维坐标；

根据两个固定目标点的三维坐标获取所述两个固定目标点之间的距离。

本发明的有益效果在于：采用上述的目标点实时位置获取方法来获取了在基准坐标系中固定不动的目标点的三维坐标后，非常简单方便就能得出该两个目标点之间的距离。

本发明还提供了一种目标点位置获取装置，包括，

确定单元，用于确定基准坐标系；

第一获取单元，用于获取第一采集时间点；

第二获取单元，用于获取预先设置的惯性体的惯性元件坐标系在第一采集时间点于基准坐标系中的第一空间姿态；

第三获取单元，用于获取预先设于惯性体的基准点在第一采集时间点于惯性元件坐标系中的第一三维坐标；

第一分析单元，用于根据所述第一三维坐标获取所述目标点在第一采集时间点于所述惯性元件坐标系中的第二三维坐标；

第二分析单元，用于根据所述第一空间姿态和第二三维坐标获取所述目标点在第一采集时间点于基准坐标系中的第三三维坐标。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

附图说明

图1为本发明实施例1一种目标点位置获取方法的流程图；

图2为本发明实施例1中步骤S3的具体流程图；

图3为本发明实施例1中步骤S4的具体流程图之一；

图4为本发明实施例1中步骤S4的具体流程图之二；

图5为本发明实施例1中步骤S5的具体流程图之一；

图6为本发明实施例1中步骤S5的具体流程图之二；

图7为本发明实施例1中步骤S5中步骤S51b的具体流程图；

图8为本发明实施例1中步骤S5中步骤S52b的具体流程图；

图9为本发明实施例1中步骤S5中步骤S53b的具体流程图；

图10为本发明实施例6一种目标点位置获取装置的结构示意框图。

具体实施方式

为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。

实施例1

如图1所示，一种目标点位置获取方法，包括如下步骤(下述步骤的编号不用于限定步骤的先后顺序，仅仅是为了方便叙述)：

S1确定基准坐标系；

S2获取第一采集时间点；将接收到采集触发信号的时间点定义为第一采集时间点；

S3获取预先设置的惯性体的惯性元件坐标系在第一采集时间点于基准坐标系中的第一空间姿态；

S4获取预先设于惯性体的基准点在第一采集时间点于惯性元件坐标系中的第一三维坐标；

S5根据所述第一三维坐标获取所述目标点在第一采集时间点于所述惯性元件坐标系中的第二三维坐标；

S6根据所述第一空间姿态和第二三维坐标获取所述目标点在第一采集时间点于基准坐标系中的第三三维坐标。

具体的，如图2所示，步骤S3包括如下具体过程：

S31获取第一初始时间点；以接收到初始触发信号的时间点定义为第一初始时间点，同时确定以该时间点下惯性体的惯性元件坐标系为基准坐标系；

S32获取所述惯性元件的惯性元件坐标系在第一初始时间点于所述基准坐标系中的初始空间姿态；此时基准坐标系和惯性体的惯性元件坐标系重合；

S33获取所述惯性元件在第一初始时间点到第一采集时间点时的移动轨迹；

S34根据所述初始空间姿态和移动轨迹获取所述惯性元件的惯性元件坐标系在第一采集时间点于所述基准坐标系中的第一空间姿态。

具体的，步骤S4的具体过程有如下两种：

第一种，如图3所示：

S41a预先设置所述基准点在所述惯性元件坐标系中不动；

S42a预先获取所述基准点在第一初始时间点于所述惯性元件坐标系中的初始三维坐标；所述第一三维坐标即为初始三维坐标。

第二种，如图4所示：

S41b预先获取所述基准点在第一初始时间点于所述惯性元件坐标系中的初始三维坐标；

S42b通过预先设置的第一测量装置获取所述基准点在第一初始时间点到第一采集时间点这段时间内于惯性元件坐标系中的第一运动轨迹；

S43b根据所述初始三维坐标和第一运动轨迹获取所述基准点在第一采集时间点于所述惯性元件的惯性元件坐标系中的第一三维坐标。

具体的，步骤S5的具体过程有如下两种：

第一种，如图5所示：

S51a预先获取所述目标点位于惯性体预先设置的识别区时，所述基准点与目标点之间的第三距离；

S52a预先获取所述目标点位于惯性体预先设置的识别区时，所述基准点与目标点所在直线在所述惯性元件的惯性元件坐标系中的第三方向；

S53a确认第一采集时间点时所述目标点位于所述惯性体预先设置的识别区；

S54a根据所述第一三维坐标、第三距离和第三方向获取所述目标点在第一采集时间点于所述惯性元件的惯性元件坐标系中的第二三维坐标。

第二种，如图6所示：

S51b获取第一采集时间点时预先设置的测距装置的测距端与所述基准点的第一距离；所述测距装置为激光测距装置、声波测距装置、雷达测距装置或红外线测距装置；

S52b获取第一采集时间点时测距装置的测距端与基准点所在直线在所述惯性元件的惯性元件坐标系中的第一方向；

S53b获取第一采集时间点时所述测距装置的测量方向所在直线在所述惯性元件的惯性元件坐标系中的第二方向；

S54b确认第一采集时间点时所述目标点位于所述测距装置的测量方向所在直线上；

S55b通过所述测距装置获取在第一采集时间点所述测距装置的测距端与目标点之间的第二距离；

S56b根据所述第一距离、第一方向、第二距离和第二方向获取所述目标点在第一采集时间点于所述惯性元件的惯性元件坐标系中的第二三维坐标。

更具体的，当所述测距装置在所述惯性元件的惯性元件坐标系中固定不动时；

步骤S51b的具体过程为：

预先获取在第一初始时间点时所述测距装置的测距端与所述基准点之间的初始距离；所述初始距离即为所述第一距离；

步骤S52b的具体过程为：

预先获取在第一初始时间点时所述测距装置的测距端与所述基准点所在直线在所述惯性元件的惯性元件坐标系中的的第一初始方向；所述第一初始方向即为所述第一方向；

步骤S53b的具体过程为：

预先获取在第一初始时间点时所述测距装置的测量方向所在直线在所述惯性元件的惯性元件坐标系中的第二初始方向；所述第二初始方向即为所述第二方向。

当所述测距装置在所述惯性元件的惯性元件坐标系中能够移动时；

如图7所示，步骤S51b的具体过程为：

S51b1预先获取在第一初始时间点时所述测距装置的测距端与所述基准点之间的初始距离；

S51b2通过预先设置的第二测量装置获取所述测距装置在第一初始时间点到第一采集时间点这段时间内于惯性元件坐标系中的第二运动轨迹；

S51b3根据所述初始距离和第二运动轨迹获取第一采集时间点时预先设置的测距装置的测距端与所述基准点的第一距离；

如图8所示，步骤S52b的具体过程为：

S52b1预先获取在第一初始时间点时所述测距装置的测距端与所述基准点所在直线在所述惯性元件的惯性元件坐标系中的的初始方向；

S52b2通过预先设置的第二测量装置获取所述测距装置在第一初始时间点到第一采集时间点这段时间内于惯性元件坐标系中的第二运动轨迹；

S52b3根据所述初始方向和第二运动轨迹获取第一采集时间点时测距装置的测距端与基准点所在直线在所述惯性元件的惯性元件坐标系中的第一方向；

如图9所示，步骤S53b的具体过程为：

S53b1预先获取在第一初始时间点时所述测距装置的测量方向所在直线在所述惯性元件的惯性元件坐标系中的第二初始方向；

S53b2通过预先设置的第二测量装置获取所述测距装置在第一初始时间点到第一采集时间点这段时间内于惯性元件坐标系中的第二运动轨迹；

S53b3根据所述第二初始方向和第二运动轨迹获取第一采集时间点时测距装置的测量方向所在直线在所述惯性元件的惯性元件坐标系中的第二方向。

综上所述：上述的目标点位置获取方法，通过设有惯性元件的惯性体作为一个中间体来间接测量目标点在基准坐标系中的三维坐标(即确定其位置)，由于惯性元件能够测量自身的运动轨迹，在确定了惯性元件的惯性元件坐标系在基准坐标系中的空间姿态后，就能够实时确定其以后在基准坐标系的三维坐标。

另外，通过上述两种方式获取设于惯性体的基准点在惯性体的惯性元件坐标系中的三维坐标，扩大了应用范围。

还有，目标点是通过与设置在惯性体的基准点进行三维坐标的转化，从而获得在惯性体的惯性元件坐标系中的三维坐标；再以上述的两种方式通过基准点来获取目标点在惯性体的惯性元件坐标系中的三维坐标，操作也非常方便。

实施例2

一种物体分布位置获取方法，包括如下步骤：

采用如实施例1所述的目标点位置获取方法获取预先设于所述物体的所有目标点在所述基准坐标系中的三维坐标；

根据所述所有目标点在所述基准坐标系中的三维坐标获取所述物体在采集时间点于所述基准坐标系中的分布位置。

进一步的，在其他实施例中，预先对所述多个目标点进行标记。

综上所述：通过预先在目标物体的特殊位置设置目标点，再采用上述的目标点位置获取方法获取目标点的实时位置，从而就能够得出该目标物体在基准坐标系中的分布位置；另外，预先对目标点进行标记，就方便了对物体各个部位在基准坐标系中的分布位置。

实施例3

一种跑步机启闭方法，所述跑步机包括机架，设于机架的控制器，设于机架且与控制器电性连接的驱动电机，设于机架且被驱动电机带动的跑步带，以及与控制器连接的人体位置获取装置；

所述人体位置获取装置包括至少一个设有线加速度计、角速度计和基准点的第一传感器；

包括如下步骤：

1)确定基准坐标系；安放好跑步机，控制器接收到第一传感器的触发信号(如可以在第一传感器设置触发按钮，按下触发按钮时，控制器即可接收到相应触发信号)时，将此时第一传感器的自带的惯性元件坐标系确定为基准坐标系；

2)获取所述机架在所述基准坐标系中的最终分布位置；

3)根据所述最终分布位置设置跑步机启闭时所有基准点各自在所述基准坐标系中的启动坐标范围值；

4)采用如实施例1中的步骤S4的具体过程来获取所有第一传感器上的基准点在各自的采集时间点于所述基准坐标系中的第一三维坐标；

5)在最后一个采集时间点或以后，同时获取所有第一传感器上的基准点在所述基准坐标系中的三维坐标；

6)判断此时间点时所有第一传感器上的基准点是否均处于各自对应的启动坐标范围值内；

当刚开始使用跑步机时，若是，则自动启动；若否，则不启动；

当正在使用跑步机时，若是，则继续工作；若否，则自动关闭。

具体的，步骤2)具有如下三种不同的具体过程：

第一种

获取第二初始时间点；

获取第二初始时间点时所述机架在所述基准坐标系中的初始分布位置；

获取最终时间点；

获取预先固设于所述机架且设有线加速度计和角速度计的定位传感器从第二初始时间点到最终时间点这段时间内的第三运动轨迹；

根据所述初始分布位置和第三运动轨迹获取所述机架在所述基准坐标系中的最终分布位置；

此时机架固定或者移动都不影响使用者使用；

第二种

确定以预先固设于所述机架且设有线加速度计和角速度计的定位传感器自带的坐标系为基准坐标系；

预先获取所述机架在所述基准坐标系中的分布位置，以获取所述最终分布位置；

此时机架固定或者移动都不影响使用者使用；

第三种

采用如实施例2所述的物体分布位置获取方法获取所述机架在基准坐标系中的最终分布位置；此时机架若发生移动，则需重置，重复上述步骤才能继续使用。

具体的，所述人体位置获取装置包括一个第一传感器，用于获取人体腰部在所述基准坐标系中的位置；

或；

所述人体位置获取装置包括两个第一传感器，一个用于获取人体左脚在所述基准坐标系中的位置，一个用于获取人体右脚在所述基准坐标系中的位置；

或，所述人体位置获取装置包括三个第一传感器，一个用于获取人体腰部在所述基准坐标系中的位置，一个用于获取人体左脚在所述基准坐标系中的位置，剩下的一个用于获取人体右脚在所述基准坐标系中的位置。

综上所述：采用实施例1中的步骤S4的具体过程来获取设于第一传感器(即目标点实时位置获取方法中的惯性体)的基准点在基准坐标系中的实时位置，过程简单、方便；通过基准点的位置来确定人体的位置，简单且方便地实现了跑步机的自动启动或自动关闭。

实施例4

一种跑步机启闭方法，所述跑步机包括机架，设于机架的控制器，设于机架且与控制器电性连接的驱动电机，设于机架且被驱动电机带动的跑步带，以及与控制器连接的人体位置获取装置；

所述人体位置获取装置包括至少一个设有线加速度计、角速度计和基准点的第一传感器，以及至少一个设有线加速度计、角速度计和目标点的第二传感器；

包括如下步骤：

1)确定基准坐标系；

2)获取所述机架在所述基准坐标系中的最终分布位置；

3)根据所述最终分布位置设置跑步机启闭时所有基准点和所有目标点各自在所述基准坐标系中的启动坐标范围值；

4)采用如实施例1中的步骤S4的具体过程来获取所有第一传感器上的基准点在各自的采集时间点于所述基准坐标系中的第一三维坐标；

5)采用如实施例1所述的目标点位置获取方法来获取至少一个第二传感器上的目标点在各自的采集时间点于所述基准坐标系中的第三三维坐标；

6)以获取到第三三维坐标的第二传感器上的目标点和基准点中的任一个作为新基准点，再采用如实施例1所述的目标点位置获取方法来获取剩余的第二传感器上的目标点在各自的采集时间点于所述基准坐标系中的第三三维坐标；

7)在最后一个采集时间点或以后，同时获取所有基准点和目标点在所述基准坐标系中的三维坐标；

8)判断此时间点时所有基准点和所有目标点是否均处于各自对应的启动坐标范围值内；

当刚开始使用跑步机时，若是，则自动启动；若否，则不启动；

当正在使用跑步机时，若是，则继续工作；若否，则自动关闭。

具体的，步骤2)具有如下三种不同的具体过程：

第一种

获取第二初始时间点；

获取第二初始时间点时所述机架在所述基准坐标系中的初始分布位置；

获取最终时间点；

获取预先固设于所述机架且设有线加速度计和角速度计的定位传感器从第二初始时间点到最终时间点这段时间内的第三运动轨迹；

根据所述初始分布位置和第三运动轨迹获取所述机架在所述基准坐标系中的最终分布位置；

此时机架固定或者移动都不影响使用者使用；

第二种

确定以预先固设于所述机架且设有线加速度计和角速度计的定位传感器自带的坐标系为基准坐标系；

预先获取所述机架在所述基准坐标系中的分布位置，以获取所述最终分布位置；

此时机架固定或者移动都不影响使用者使用；

第三种

采用如实施例2所述的物体分布位置获取方法获取所述机架在基准坐标系中的最终分布位置；此时机架若发生移动，则需重置，重复上述步骤才能继续使用。

具体的，所述人体位置获取装置包括一个第一传感器和一个第二传感器，一个用于获取人体左脚在所述基准坐标系中的位置，一个用于获取人体右脚在所述基准坐标系中的位置；

或；

所述人体位置获取装置包括一个第一传感器和两个第二传感器，一个用于获取人体腰部在所述基准坐标系中的位置，一个用于获取人体左脚在所述基准坐标系中的位置，剩下的一个用于获取人体右脚在所述基准坐标系中的位置；

或；

所述人体位置获取装置包括两个第一传感器和一个第二传感器，一个用于获取人体左脚在所述基准坐标系中的位置，剩下的一个用于获取人体右脚在所述基准坐标系中的位置。

综上所述：采用实施例1中的步骤S4的具体过程来获取设于第一传感器(即目标点实时位置获取方法中的惯性体)的基准点在基准坐标系中的实时位置，再采用采用实施例1所述的目标点实时位置获取方法来获取设于传感器(即目标点实时位置获取方法中的惯性体)的目标点在基准坐标系中的实时位置，过程简单、方便；通过基准点和目标点的位置来确定人体的位置，简单且方便地实现了跑步机的自动启动或自动关闭。

实施例5

一种测距方法，包括如下步骤：

确定相对于两个固定目标点固定不动的基准坐标系；

采用如实施例1所述的目标点位置获取方法分别获取所述两个固定目标点在各自的采集时间点于所述基准坐标系中的三维坐标；

根据两个固定目标点的三维坐标获取所述两个固定目标点之间的距离。

综上所述：采用实施例1所述的目标点实时位置获取方法来获取了在基准坐标系中固定不动的目标点的三维坐标后，非常简单方便就能得出该两个目标点之间的距离。

实施例6

如图10所示，一种目标点位置获取装置100，包括，

确定单元10，用于确定基准坐标系；

第一获取单元20，用于获取第一采集时间点；

第二获取单元30，用于获取预先设置的惯性体的惯性元件坐标系在第一采集时间点于基准坐标系中的第一空间姿态；

第三获取单元40，用于获取预先设于惯性体的基准点在第一采集时间点于惯性元件坐标系中的第一三维坐标；

第一分析单元50，用于根据所述第一三维坐标获取所述目标点在第一采集时间点于所述惯性元件坐标系中的第二三维坐标；

第二分析单元60，用于根据所述第一空间姿态和第二三维坐标获取所述目标点在第一采集时间点于基准坐标系中的第三三维坐标。

上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (11)

1.一种目标点位置获取方法，其特征在于，包括如下步骤：

确定基准坐标系；

获取第一采集时间点；

获取预先设置的惯性体的惯性元件坐标系在第一采集时间点于基准坐标系中的第一空间姿态；

获取预先设于惯性体的基准点在第一采集时间点于惯性元件坐标系中的第一三维坐标；

根据所述第一三维坐标获取所述目标点在第一采集时间点于所述惯性元件坐标系中的第二三维坐标；

根据所述第一空间姿态和第二三维坐标获取所述目标点在第一采集时间点于基准坐标系中的第三三维坐标；

所述获取预先设置的惯性体的惯性元件坐标系在第一采集时间点于基准坐标系中的第一空间姿态的具体过程为：

获取第一初始时间点；

获取所述惯性元件的惯性元件坐标系在第一初始时间点于所述基准坐标系中的初始空间姿态；

获取所述惯性元件在第一初始时间点到第一采集时间点时的移动轨迹；

根据所述初始空间姿态和移动轨迹获取所述惯性元件的惯性元件坐标系在第一采集时间点于所述基准坐标系中的第一空间姿态。

2.根据权利要求1所述的目标点位置获取方法，其特征在于，所述获取预先设于惯性体的基准点在第一采集时间点于惯性元件坐标系中的第一三维坐标的具体过程为：

预先设置所述基准点在所述惯性元件坐标系中不动；

预先获取所述基准点在第一初始时间点于所述惯性元件坐标系中的初始三维坐标；所述第一三维坐标即为初始三维坐标；

或，

预先获取所述基准点在第一初始时间点于所述惯性元件坐标系中的初始三维坐标；

通过预先设置的第一测量装置获取所述基准点在第一初始时间点到第一采集时间点这段时间内于惯性元件坐标系中的第一运动轨迹；

根据所述初始三维坐标和第一运动轨迹获取所述基准点在第一采集时间点于所述惯性元件的惯性元件坐标系中的第一三维坐标。

3.根据权利要求1或2所述的目标点位置获取方法，其特征在于，所述根据所述第一三维坐标获取所述目标点在第一采集时间点于所述惯性元件坐标系中的第二三维坐标的具体过程为：

获取第一采集时间点时预先设置的测距装置的测距端与所述基准点的第一距离；

获取第一采集时间点时测距装置的测距端与基准点所在直线在所述惯性元件的惯性元件坐标系中的第一方向；

获取第一采集时间点时所述测距装置的测量方向所在直线在所述惯性元件的惯性元件坐标系中的第二方向；

确认第一采集时间点时所述目标点位于所述测距装置的测量方向所在直线上；

通过所述测距装置获取在第一采集时间点所述测距装置的测距端与目标点之间的第二距离；

根据所述第一距离、第一方向、第二距离和第二方向获取所述目标点在第一采集时间点于所述惯性元件的惯性元件坐标系中的第二三维坐标。

4.根据权利要求3所述的目标点位置获取方法，其特征在于，当所述测距装置在所述惯性元件的惯性元件坐标系中固定不动时；

所述获取第一采集时间点时预先设置的测距装置的测距端与所述基准点的第一距离的具体过程为：

预先获取在第一初始时间点时所述测距装置的测距端与所述基准点之间的初始距离；

所述初始距离即为所述第一距离；

所述获取第一采集时间点时预先设置的测距装置的测距端与所述基准点所在直线在所述惯性元件的惯性元件坐标系中的第一方向的具体过程为：

预先获取在第一初始时间点时所述测距装置的测距端与所述基准点所在直线在所述惯性元件的惯性元件坐标系中的第一初始方向；

所述第一初始方向即为所述第一方向；

所述获取第一采集时间点时所述测距装置的测量方向所在直线在所述惯性元件的惯性元件坐标系中的第二方向的具体过程为：

预先获取在第一初始时间点时所述测距装置的测量方向所在直线在所述惯性元件的惯性元件坐标系中的第二初始方向；

所述第二初始方向即为所述第二方向。

5.根据权利要求3所述的目标点位置获取方法，其特征在于，当所述测距装置在所述惯性元件的惯性元件坐标系中能够移动时；

所述获取第一采集时间点时预先设置的测距装置的测距端与所述基准点的第一距离的具体过程为：

预先获取在第一初始时间点时所述测距装置的测距端与所述基准点之间的初始距离；

通过预先设置的第二测量装置获取所述测距装置在第一初始时间点到第一采集时间点这段时间内于惯性元件坐标系中的第二运动轨迹；

根据所述初始距离和第二运动轨迹获取第一采集时间点时预先设置的测距装置的测距端与所述基准点的第一距离；

所述获取第一采集时间点时测距装置的测距端与基准点所在直线在所述惯性元件的惯性元件坐标系中的第一方向的具体过程为：

预先获取在第一初始时间点时所述测距装置的测距端与所述基准点所在直线在所述惯性元件的惯性元件坐标系中的初始方向；

通过预先设置的第二测量装置获取所述测距装置在第一初始时间点到第一采集时间点这段时间内于惯性元件坐标系中的第二运动轨迹；

根据所述初始方向和第二运动轨迹获取第一采集时间点时测距装置的测距端与基准点所在直线在所述惯性元件的惯性元件坐标系中的第一方向；

所述获取第一采集时间点时所述测距装置的测量方向所在直线在所述惯性元件的惯性元件坐标系中的第二方向的具体过程为：

预先获取在第一初始时间点时所述测距装置的测量方向所在直线在所述惯性元件的惯性元件坐标系中的第二初始方向；

通过预先设置的第二测量装置获取所述测距装置在第一初始时间点到第一采集时间点这段时间内于惯性元件坐标系中的第二运动轨迹；

根据所述第二初始方向和第二运动轨迹获取第一采集时间点时测距装置的测量方向所在直线在所述惯性元件的惯性元件坐标系中的第二方向。

6.根据权利要求1或2所述的目标点位置获取方法，其特征在于，所述根据所述第一三维坐标获取所述目标点在第一采集时间点于所述惯性元件的惯性元件坐标系中的第二三维坐标的具体过程为：

预先获取所述目标点位于惯性体预先设置的识别区时，所述基准点与目标点之间的第三距离；

预先获取所述目标点位于惯性体预先设置的识别区时，所述基准点与目标点所在直线在所述惯性元件的惯性元件坐标系中的第三方向；

确认第一采集时间点时所述目标点位于所述惯性体预先设置的识别区；

根据所述第一三维坐标、第三距离和第三方向获取所述目标点在第一采集时间点于所述惯性元件的惯性元件坐标系中的第二三维坐标。

7.一种物体分布位置获取方法，其特征在于，包括如下步骤：

采用如权利要求1～6任一项所述的目标点位置获取方法获取预先设于所述物体的所有目标点在所述基准坐标系中的三维坐标；

根据所述所有目标点在所述基准坐标系中的三维坐标获取所述物体在采集时间点于所述基准坐标系中的分布位置。

8.一种跑步机启闭方法，其特征在于，所述跑步机包括机架，设于机架的控制器，设于机架且与控制器电性连接的驱动电机，设于机架且被驱动电机带动的跑步带，以及与控制器连接的人体位置获取装置；

所述人体位置获取装置包括至少一个设有线加速度计、角速度计和基准点的第一传感器；

包括如下步骤：

确定基准坐标系；

获取所述机架在所述基准坐标系中的最终分布位置；

根据所述最终分布位置设置跑步机启闭时所有基准点各自在所述基准坐标系中的启动坐标范围值；

采用如权利要求2所述的目标点位置获取方法中的获取预先设于惯性体的基准点在采集时间点于惯性元件坐标系中的第一三维坐标的具体过程来获取所有第一传感器上的基准点在各自的采集时间点于所述基准坐标系中的第一三维坐标；

在最后一个采集时间点或以后，同时获取所有第一传感器上的基准点在所述基准坐标系中的三维坐标；

判断此时间点时所有第一传感器上的基准点是否均处于各自对应的启动坐标范围值内；

当刚开始使用跑步机时，若是，则自动启动；若否，则不启动；

当正在使用跑步机时，若是，则继续工作；若否，则自动关闭；

或；

所述人体位置获取装置包括至少一个设有线加速度计、角速度计和基准点的第一传感器，以及至少一个设有线加速度计、角速度计和目标点的第二传感器；

包括如下步骤：

确定基准坐标系；

获取所述机架在所述基准坐标系中的最终分布位置；

根据所述最终分布位置设置跑步机启闭时所有基准点和所有目标点各自在所述基准坐标系中的启动坐标范围值；

采用如权利要求2所述的目标点位置获取方法中的获取预先设于惯性体的基准点在采集时间点于惯性元件坐标系中的第一三维坐标的具体过程来获取所有第一传感器上的基准点在各自的采集时间点于所述基准坐标系中的第一三维坐标；

采用如权利要求1～6任一项所述的目标点位置获取方法来获取至少一个第二传感器上的目标点在各自的采集时间点于所述基准坐标系中的第三三维坐标；

以获取到第三三维坐标的第二传感器上的目标点和基准点中的任一个作为新基准点，再采用如权利要求1～6任一项所述的目标点位置获取方法来获取剩余的第二传感器上的目标点在各自的采集时间点于所述基准坐标系中的第三三维坐标；

在最后一个采集时间点或以后，同时获取所有基准点和目标点在所述基准坐标系中的三维坐标；

判断此时间点时所有基准点和所有目标点是否均处于各自对应的启动坐标范围值内；

当刚开始使用跑步机时，若是，则自动启动；若否，则不启动；

当正在使用跑步机时，若是，则继续工作；若否，则自动关闭。

9.根据权利要求8所述的跑步机启闭方法，其特征在于，所述获取所述机架在基准坐标系中的最终分布位置的具体过程为：

获取第二初始时间点；

获取第二初始时间点时所述机架在所述基准坐标系中的初始分布位置；

获取最终时间点；

获取预先固设于所述机架且设有线加速度计和角速度计的定位传感器从第二初始时间点到最终时间点这段时间内的第三运动轨迹；

根据所述初始分布位置和第三运动轨迹获取所述机架在所述基准坐标系中的最终分布位置；

或，

确定以预先固设于所述机架且设有线加速度计和角速度计的定位传感器自带的坐标系为基准坐标系；

预先获取所述机架在所述基准坐标系中的分布位置，以获取所述最终分布位置；

或，

采用如权利要求7所述的物体分布位置获取方法获取所述机架在基准坐标系中的最终分布位置。

10.根据权利要求8或9所述的跑步机启闭方法，其特征在于，所述人体位置获取装置包括一个第一传感器，用于获取人体腰部在所述基准坐标系中的位置；

或；

所述人体位置获取装置包括两个第一传感器；或，所述人体位置获取装置包括一个第一传感器和一个第二传感器；

所述两个传感器中，一个用于获取人体左脚在所述基准坐标系中的位置，一个用于获取人体右脚在所述基准坐标系中的位置；

或，所述人体位置获取装置包括三个第一传感器；或，所述人体位置获取装置包括一个第一传感器和两个第二传感器；或，所述人体位置获取装置包括两个第一传感器和一个第二传感器；

所述三个传感器中，一个用于获取人体腰部在所述基准坐标系中的位置，一个用于获取人体左脚在所述基准坐标系中的位置，剩下的一个用于获取人体右脚在所述基准坐标系中的位置。

11.一种测距方法，其特征在于，包括如下步骤：

确定相对于两个固定目标点固定不动的基准坐标系；

采用如权利要求1～6任一项所述的目标点位置获取方法分别获取所述两个固定目标点在各自的采集时间点于所述基准坐标系中的三维坐标；

根据两个固定目标点的三维坐标获取所述两个固定目标点之间的距离。

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