利用移动数据的方位和取向确定制造技术

本发明专利技术提供一种定位系统和方法。特定便携装置包括校准组件，该校准组件与本地定位系统通信以确定便携装置在与目标结构关联的本地定位系统内的初始方位和取向。便携装置还包括至少一个移动传感器以检测便携装置的移动。便携装置进一步包括处理器以基于便携装置在本地坐标系统内的初始方位和取向并基于检测的便携装置的移动来确定便携装置的测量的方位和取向。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开一般涉及利用移动数据的方位和取向确定。
技术介绍
例如可重定位结构的大型物体的装配和维护可以使用定位系统以帮助弓I导组件的放置。例如，飞行器可以在包括定位系统和设备的设施中进行装配以确保组件的适当放置，其中定位系统和设备用于测量飞行器的某些组件例如机翼和尾翼的方位。其它大型装配设施可使用相似的方位确定系统。某些方位确定系统限于视线测量。这些方位确定系统对确定正在装配或维护的结构的内部或该结构的其它封闭区域中的方位信息可能是无益的。例如，定向为确定飞行器机翼的方位的基于激光的系统可能无法同样确定飞行器货舱内组件的方位。
技术实现思路
本专利技术公开方位确定系统和方法。特定方法包括通过在便携装置的存储器中存储初始方位和取向数据初始化能够感测运动的便携装置。初始方位和取向数据可表示便携装置在与例如可重定位结构或移动平台的目标结构关联的本地坐标系统内的方位和取向。该方法还包括检测便携装置的移动。该方法进一步包括基于检测的移动确定测量数据。该方法还包括至少部分基于初始方位和取向数据以及移动数据确定便携装置相对于目标结构的空间关系。在特定实施例中，便携装置包括校准组件以与本地定位系统通信，从而确定便携装置在与目标结构关联的本地坐标系统内的初始方位和取向。便携装置还包括至少一个移动传感器以检测便携装置的运动。便携装置可包括处理器以基于便携装置在本地坐标系统内的初始方位和取向以及检测的便携装置的运动确定便携装置的测量的方位和取向。另外或可替换地，便携装置可具有到远程处理器的有线或无线连接以便基于便携装置检测的运动确定测量值。特定定位系统包括多个本地方位检测器以确定第一坐标系统内目标结构上或目标结构内感兴趣位置的方位。定位系统还包括处理器以基于第一坐标系统内目标结构的方位和取向以及目标结构的一个或更多电子表示确定目标结构的第二坐标系统中的测量值。定位系统进一步包括便携装置，例如感测相对运动的装置。便携装置包括存储器以存储便携装置在第二坐标系统内的初始方位和取向。便携装置进一步包括至少一个移动传感器以检测便携装置的移动。便携装置还包括处理器以基于便携装置在第二坐标系统内的初始方位和取向以及检测的便携装置的移动确定便携装置的测量的方位和取向。已描述的特征、功能和优点可在各种实施例中独立实现，或者可在其它实施例中结合实现，其进一步详情参考以下描述和附图而公开。附图说明图I是包括便携装置的本地定位系统的第一特定实施例的框图；图2是包括便携装置的本地定位系统的第二特定实施例的框图；图3是确定便携装置相对于目标结构的空间关系的方法的第一特定实施例的流程图；图4是确定便携装置相对于目标结构的空间关系的方法的第二特定实施例的流程图；以及图5是确定便携装置相对于目标结构的空间关系的方法的第三特定实施例的流程图。具体实施方式 本公开涉及一种便携装置,其与定位系统交互以确定各位置(location)的方位信息，在这些位置定位系统由于例如定位系统的访问、成本、时间、能力或功能限制因此无法独立确定所述方位(position)信息。便携装置对例如飞行器、水上交通工具、陆地交通工具、航天器、石油平台、重型设备或其它可重定位或静止结构等大型结构的维护或装配可能是有用的。这种目标结构可装配到使用定位系统的设备中以提高装配或维护过程的精度、准确度或速度。某些定位系统例如激光定位系统可能限于在至方位感测装置的直接视线(direct line_of-sight)内的使用。因此,在目标结构内的方位可能难以确定。便携装置可操作用于确定目标结构内或其它位置的方位信息。另外，便携装置可使用方位和取向(orientation)信息向操作人员提供其它有用功能，例如识别特定组件的位置、基于位置识别组件、收集和存储特定位置的信息，等等。图I是本地坐标定位系统(也称为本地定位系统)的特定实施例的框图。该系统包括与定位系统102交互的便携装置120。定位系统102可包括本地定位系统或非本地定位系统。本地定位系统可测量在与被测量物体关联的具体坐标系统中的位置并描述该位置。测量装置如便携装置120可利用具体坐标系统中的参考信息如测量标记或另一参考点被校准到本地坐标系统。参考信息用来确定测量装置到目标结构的相对方位和取向。本地定位系统可使用光学或电磁测量传感器(例如激光传感器等)进行测量，并且然后将这些基于装置的测量值转换为目标结构的本地坐标中定义的测量值。非本地定位系统可确定或指定相对于与目标结构不关联的参考坐标系统的位置。例如，参考坐标系统可能与建筑或另一地理位置关联，例如干船坞设施。来自将卫星轨道方位用作参考的全球定位系统的原始输出(例如经纬度)是非本地定位系统的一个示例，其为简单标尺给定的测量值(该测量值提供相对于其外壳边缘的距离)。在它们的基本形式中，这些装置提供测量值而不考虑被测量物体的坐标系统。确定怎样将这些结果应用于此情形取决于用户(或其它系统)。当存在障碍物时某些定位系统102可能无法良好运行。例如，激光定位系统可能仅在激光源和目标之间的直接视线可用时起作用。另外，配置某些定位系统102或向其添加新测量位置可能是困难的、昂贵的或耗时的。例如，将激光定位系统配置为在激光定位系统服务的区域内每个可能位置处识别目标的方位可能是不期望的。在特定实施例中，便携装置120使定位系统102不直接服务的区域中方位和取向信息的确定成为可能(例如，由于这些区域在定位系统102的直接测量区域外，或者由于障碍物降低由定位系统102进行测量的准确度)。例如，大型制造和维护设施可使用本地定位系统如定位系统102来指导装配和维护功能。这种设施的示例可包括飞行器装配设施、船舶构建设施、石油平台或其他大型设备制造和维护设施。这样的设施可使用视线测量系统如激光定位系统来确定被装配系统(例如飞行器、船舶等)外的定位信息。然而，在某些位置例如被装配系统内的位置，利用这样的视线测量系统可能是困难的、昂贵的或笨重的。便携装置120可供在被装配系统内工作的员工用于确定方位和取向信息。定位系统102可包括一个或更多本地方位检测器104以确定目标结构上位置的方位(在图I中未不出)。在特定实施例中，本地方位检测器104包括适于传输目标位置152处的激光束162的激光装置。定位系统102也可包括处理器106。目标位置152可能处于目标结构上的已知位置，并可以被处理器106和坐标变换软件使用以校准本地方位检测器(多个)104至目标结构坐标系统。目标结构可包括为维护、装配或其它目的而移动到某一位置的飞行器、航天器、陆地交通工具、水上交通工具或其他可重定位结构。在其它示例中，目标结构可以是静止物体。定位系统102的处理器106可访问包括目标结构的电子表示110 的数据库108。例如，电子表示110可包括目标结构的电子示图、绘图或模型，例如提供目标结构上感兴趣位置的本地方位信息的计算机辅助设计绘图或三维模型。另外，电子表示可包括表示目标结构细节(例如尺寸或特性)的设计图或竣工图或测量数据(例如由本地定位系统采用的测量值)。便携装置120包括校准组件126。校准组件126与定位系统102通信，从而指定便携装置120的初始方位和取向。例如，初始方位和取向可关于目标结构上的特定位置来指定。便携装置120也可包括至少一个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.12.17 US 12/640,2111.一种方法，包括 通过在便携装置的存储器中存储方位和取向数据初始化所述便携装置，所述方位和取向数据表示所述便携装置在与目标结构关联的本地坐标系统内的方位和取向； 检测 所述便携装置的移动； 基于检测的移动确定移动数据；以及 至少部分基于所述方位与取向数据以及所述移动数据确定所述便携装置相对于所述目标结构的空间关系。2.根据权利要求I所述的方法，其中初始化所述便携装置包括接收目标组件数据，所述目标组件数据指定所述目标结构的至少一个目标组件的所述本地坐标系统中的位置。3.根据权利要求I或2所述的方法，进一步包含访问存储目标组件数据的存储器，所述目标组件数据指定所述目标结构的组件在所述本地坐标系统中的位置，其中所述目标组件数据基于所述目标结构的一个或更多电子表示指定所述目标结构的所述组件的位置。4.根据权利要求3所述的方法，其中确定所述便携装置相对于所述目标结构的所述空间关系包括确定所述便携装置相对于所述目标结构的所述一个或更多组件的方位和取向。5.根据前述权利要求的任何一项所述的方法，进一步包含当所述空间关系在目标组件的第一阈值距离内时，激活所述便携装置处的第一表示器。6.根据权利要求5所述的方法，进一步包含基于所述目标组件的识别选择所述第一阈值距离。7.根据权利要求5所述的方法，进一步包含当所述空间关系在目标组件的第二阈值距离内时，激活所述便携装置处的第二表示器，其中 所述第一阈值距离不同于所述第二阈值距离； 所述第一表示器不同于所述第二表示器；以及 所述第一表示器和所述第二表示器的至少一个表示到所述目标组件的方向或距离。8.根据前述权利要求的任何一项所述的方法，其中所述目标结构是飞行器、航天器、水上交通工具和陆地交通工具中的一种。9.根据前述权利要求的任何一项所述的方法，进一步包括 在所述便携装置接收选择所述便携装置的特定方位的输入；以及 搜索组件数据以识别具有到所述特定方位的指定空间关系的所述目标结构的一个或更多组件。10.一种便携装置，包含 校准组件，所述校准组件与本地定位系统通信以确定所述便携装置在与目标结构关联的本地坐标系统内的初始方位和取向； 至少一个移动传感器，所述移动传感器检测所述便携装置的移动；以及 处理器，所述处理器基于所述便携装置在所述本地坐标系统内的所述初始方位和取向与检测的所述便携装置的...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·P·默策，G·E·乔格森，S·W·李，P·J·海伦布兰德，J·J·特洛伊，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：