移动轨迹记录装置的制作方法

本发明涉及室内定位技术领域，尤其涉及一种移动轨迹记录装置。

背景技术：

室内定位技术是已经发展了很多年的技术，目前的技术包括：wi-fi定位、蓝牙定位、rfid定位、uwb(超宽带)定位、红外技术、超声波等，各项技术的定位精度在厘米与米之间,定位精度的差异主要取决于每项技术的使用环境。这些技术的共同点都是需要辅助设备(如：发射基站)来实现定位。很显然，存在一定的缺陷或是局限性：基站设备增加了设备成本和操作成本(需要事先安装、调试基站)，而且在这些基站之外的范围无法实现定位，这很不利于大面积、多房间场景的定位。另外，在上个世纪80年代还出现了一种即时定位与地图构建simultaneouslocalizationandmapping(slam)技术。slam技术利用惯导器件实现连续定位，精度也在厘米-米之间。slam定位技术将slam器件安装在被定位物体上即可实现定位，而不需要任何其它辅助设备。相对上面几种定位技术而言，slam技术显得更为方便。但是，由于使用了惯导器件，slam设备的相对成本也比较高。

技术实现要素：

在下文中给出的关于本发明的简要概述，以便于提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述，并不意图限定本发明的使用范围，其目的仅仅是以简化的方式对本发明进行概述。

本发明提供了一种移动轨迹记录装置，用以解决现有室内定位技术不利于大面积定位，且设备成本和操作成本较高的问题。

根据以上技术问题，本发明提供了以下技术方案：

一种移动轨迹记录装置(100)，包括第一旋转编码器(101)和第二旋转编码器(102)，其中所述第一旋转编码器(101)被配置为记录所述装置(100)的移动距离，所述第二旋转编码器(102)被配置为记录所述装置(100)的移动方向。

可选地，所述第一旋转编码器(101)和第二旋转编码器(102)均为光电旋转编码器。

可选地，所述第一旋转编码器(101)和第二旋转编码器(102)被配置为对同一车轮进行记录。

可选地，所述装置(100)还包括与第一旋转编码器(101)和第二旋转编码器(102)连接的处理器(103)，所述处理器(103)被配置为根据记录的所述移动距离和移动方向确定所述装置(100)的移动轨迹。

可选地，所述装置(100)还包括与所述处理器(103)连接的通信模块(104)，所述通信模块(104)被配置为将所述装置(100)的移动距离和/或移动方向和/或移动轨迹发送到预设的外部设备。

可选地，所述装置(100)还包括与第一旋转编码器(101)和第二旋转编码器(102)连接的通信模块(104)，所述通信模块(104)被配置为将所述装置(100)的移动距离和移动方向发送到预设的外部设备，以便所述外部设备根据所述移动距离和移动方向确定所述装置(100)的移动轨迹。

可选地，所述通信模块(104)还被配置为响应于接收到外部的控制指令，将所述控制指令发送至相应的元件，以便控制开启/关闭/暂停所述第一旋转编码器(101)和第二旋转编码器(102)。

可选地，所述装置(100)还包括与车架连接的前叉组件(105)，所述前叉组件(105)的上端与所述第二旋转编码器(102)相连，下端与车轮(1061)相连。

可选地，所述前叉组件(105)与车架可拆卸连接。

可选地，所述装置(100)还包括滚轮组件(106)，所述滚轮组件(106)与所述前叉组件(105)的下端连接。

可选地，所述滚轮组件(106)包括一平行于地面的滚轴(1062)，所述第一旋转编码器(101)安装于所述滚轴(1062)上。

可选地，所述前叉组件(105)的上端包括安装孔。

可选地，所述装置(100)还包括与车架连接的转向组件(107)，所述转向组件(107)与所述前叉组件(105)连接，在转动所述转向装置(107)时，所述前叉组件(105)相应转动，并控制相连的车轮(1061)进行转动。

可选地，所述转向组件(107)包括手把(1071)，所述转向组件(107)与所述前叉组件(105)的上端套接，位于所述第二旋转编码器(102)的下方。

可选地，所述转向组件(107)还包括限位组件，被配置为限制所述转向组件(107)的转动幅度。

可选地，所述装置(100)还包括伸缩组件(108)，所述伸缩组件(108)与所述前叉组件(105)的上端连接，所述转向组件(107)以及第二旋转编码器(102)自下至上与所述伸缩组件(108)的上端依次连接。

可选地，所述第一旋转编码器(101)和第二旋转编码器(102)均被配置为基于预设频率对所述装置(100)进行记录。

可选地，所述第二旋转编码器(102)被配置为在所述第一旋转编码器(101)记录的所述装置(100)距离上一定位点的移动距离满足预设阈值后，记录所述装置(100)的移动方向。

可选地，所述移动方向的角度为移动方向与预设的地理正方向之间的夹角。

可选地，所述预设的地理正方向为地理正北方向。

本发明所提出的一种移动轨迹记录装置，该装置结构简单，设备成本和人工操作成本相对较低，工作稳定性高，提高了室内二维定位的效率，进而可以提高室内三维建模技术的效率。

附图说明

图1为本发明一实施方式提供的移动轨迹记录装置的结构示意图；

图2为本发明另一实施方式提供的移动轨迹记录装置的结构示意图；

图3为本发明又一实施方式提供的移动轨迹记录装置与外部设备交互的示意图；

图4为本发明再一实施方式提供的移动轨迹记录装置与外部设备交互的示意图；

图5为本发明又一实施方式提供的移动轨迹记录装置与外部设备交互的示意图；

图6为本发明另一实施方式提供的移动轨迹记录装置与外部设备交互的示意图；

图7为本发明又一实施方式提供的安装有转向组件的移动轨迹记录装置的结构示意图；

图8为本发明又一实施方式提供的安装有伸缩组件的移动轨迹记录装置的结构示意图；

图9为本发明各个实施方式中所述移动轨迹记录装置确定的移动轨迹示意图；

图10为本发明各个实施方式中确定车轮偏转角度的方法示意图；

图中，100-装置整体、101-第一旋转编码器、102-第二旋转编码器、103-处理器、104-通信模块、105-前叉组件、106-滚轮组件、107-转向组件、108-伸缩组件、1061-滚轮、1062-滚轴、1071-手把。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明进行清楚完整的描述，应当理解，这里所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。

应当理解的是，虽然在这里使用了技术术语“第一”、“第二”等来描述编码器，但是这些编码器应当不受这些术语的限制，使用这些术语仅仅是为了方便对各个编码器进行区分。举例来说，在不背离示例性实施例的前提下，第一旋转编码器可以被称为第二旋转编码器，第二旋转编码器也可以被称为第一旋转编码器。

参照图1，根据本实施方式的一个方面，提供一种移动轨迹记录装置100，包括第一旋转编码器101和第二旋转编码器102，其中所述第一旋转编码器101被配置为记录所述装置100的移动距离，所述第二旋转编码器102被配置为记录所述装置100的移动方向；图中所示的装置100通过车轮的滚动来进行移动，所述第一旋转编码器101和第二旋转编码器102可以通过分别安装于不同的车轮上来记录所述装置100的移动距离和移动方向。

考虑到，不同的车轮的位置可能不同，若所述第一旋转编码器101和第二旋转编码器102分别安装于不同位置处的车轮上，很有可能造成记录的移动距离和移动方向不匹配的后果，使得最后得到的移动轨迹存在偏差，因此，在本实施方式的一个实施例中，所述第一旋转编码器101和第二旋转编码器102安装于同一车轮，以使得它们对同一车轮进行记录。

另外，需要说明的是，在本实施例中，所述第一旋转编码器101和第二旋转编码器102为同一类型的旋转编码器，例如光电旋转编码器。但是，所述第一旋转编码器和第二旋转编码器也可以分别采用不同类型的旋转编码器，例如磁电式或触点电刷式等类型，本发明对此不做限定。

在本实施方式的一个实施例中，参照图2，所述装置100还包括与第一旋转编码器101和第二旋转编码器102连接的处理器103，所述处理器103用于根据记录的所述移动距离和移动方向确定所述装置100的移动轨迹，具体的，在所述装置100的移动过程中，第一旋转编码器101和第二旋转编码器102将其所记录的移动信息(移动距离和移动方向)传输至处理器103，处理器103根据所述移动信息生成移动轨迹，参照图9，装置100从d1移动到d2，第一旋转编码器101记录移动过程中产生的移动距离的集合(距离集合ji)，第二旋转编码器102记录移动过程中产生的移动方向的集合(角度集合fi)，那么根据d1的坐标(x1，y1)，即可利用计算公式(1)和(2)计算出d2的坐标(x2，y2)，所述计算公式为：

在本实施方式的一个实施例中，所述装置100还包括与所述处理器103连接的通信模块104，以便于将所述装置100的移动距离和/或移动方向和/或移动轨迹发送到预设的外部设备，如图3所示，所述处理器103可以分别从所述第一旋转编码器101和第二旋转编码器102获取装置100移动过程中的移动距离和移动方向信息，然后基于所述移动距离和移动方向信息进行处理，得到所述装置100的移动轨迹，然后将所述移动轨迹传输至通信模块104，以便所述通信模块104将所述移动轨迹发送到预设的外部设备进行显示。另外，所述通信模块104还可以将所述移动距离和移动方向同步发送至所述外部设备，方便所述外部设备同时显示移动信息(移动方向和移动距离)，另外，所述外部设备还可以根据所述移动距离得到所述装置100当前的移动速度并显示出来；其中，所述的外部设备可以包括手机、平板电脑和电脑，或者其他有视频拍摄功能和数据通信功能的通用或专用设备。

可以理解的是，通信模块104也可以将未经处理的移动信息直接发送至外部设备，由所述外部设备根据所述移动信息得到所述装置100的移动轨迹并显示，此时，所述装置100可以不包括上述实施例中的处理器103，参照图4，在本实施方式的一个实施例中，所述通信模块104直接与第一旋转编码器101和第二旋转编码器102连接，所述通信模块104被配置为将所述装置100的移动距离和/或移动方向发送到预设的外部设备，需要说明的是，在本实施例中，所述外部设备依然可以依据上述实施例中所描述的方法得到所述装置的移动速度以及显示所述装置的移动信息(所述移动信息也可包括所述移动速度)。

在本实施方式的另一个实施例中，参照图5，所述通信模块104还被配置为响应于接收到外部的控制指令，向相应的元件发送所述控制指令，所述控制指令可以包括控制开启/关闭/暂停所述第一旋转编码器和第二旋转编码器记录移动信息，在本实施例中，所述外部设备可以根据室内环境的实际情况，向所述通信模块104发出相应的控制指令，另外，所述通信模块104还可以接收所述第一旋转编码器101和第二旋转编码器102的工作状态并发送至相应的外部设备，以便随时监测所述装置的运行情况。需要说明的是，在本实施例中，所述通信模块104可以仅用于接收外部的控制指令并向相应的元件转发。

另外，在本实施方式的一个实施例中，参照图6，所述通信模块104还用于向外部设备发送移动信息以及接收外部设备的控制指令。

需要说明的是，在所述装置100同时包括所述处理器103和通信模块104时，所述通信模块104可以将接收到的控制指令发送至处理器103，由所述处理器103根据所述控制指令分别控制所述第一旋转编码器101和第二旋转编码器102。

可以理解的是，所述第一旋转编码器101通过记录所述装置100在移动过程中车轮滚动的圈数来记录所述装置的移动距离，同时，所述第二旋转编码器102通过记录装置100在移动过程中车轮偏转的方向及角度来记录所述装置的移动方向，具体的，如图2所示，所述装置100还包括与所述车轮连接的前叉组件105，所述前叉组件105的上端与所述第二旋转编码器102相连，下端与所述车轮相连，以便记录所述车轮的偏转方向及角度；所述前叉组件105是将车轮和车架连接，并且在此基础上使车轮自由移动和旋转。

在所述装置100的移动过程中，装置100转向时，车轮带动前叉组件105旋转，前叉组件105带动所述第二旋转编码器102旋转，以便记录所述装置100的移动方向信息，在此基础上，所述装置100通过所述第一旋转编码器记录的移动距离和第二旋转编码器102记录的移动方向的集合可以确定移动过程中任意两点的相对定位。

在本实施方式的一个实施例中，所述前叉组件105与所述车架的是可拆卸的连接(图中未示出)，便于所述装置100在使用过程中安装和/或更换零部件；在本实施例中，所述装置100的前叉组件105与车架套接并固定，所述前叉组件105上可用于安装第二旋转编码器102或者套接其他组件。

在本实施方式的一个实施例中，如图2所示，所述移动轨迹记录装置100还包括滚轮组件106，所述滚轮包括至少一个滚轮1061、滚轴1062和其他用于安装滚轮的零部件，所述滚轮组件106与所述前叉组件105的下端连接；在本实施例中，所述滚轮组件106也可根据需要设置多个滚轮，使所述装置100在记录时移动更稳定，本实施例对此不做限定。

另外，所述滚轴1062可以用于连接所述滚轮1061和所述前叉组件105，且所述滚轴1062与地面平行设置，在本实施例中，记录移动距离的第一旋转编码器101安装在滚轴1062上，以便确定在所述装置100的移动过程中，相应的车轮转过的圈数；可以理解的是，在本实施例中，所述滚轮1061与所述滚轴1062固定连接，所述装置100移动时，滚轮1061和滚轴1062同步转动，进而带动所述第一编码器的旋转轴转动，以便所述第一旋转编码器101记录所述装置100的移动距离信息。

在本实施方式的一个实施例中，如图2所示，所述前叉组件105的上端有一安装孔，以便安装所述第二旋转编码器102，在本实施例中，所述装置100在移动过程中发生移动方向的变换时，所述车轮1061带动所述前叉组件105偏转，进而带动所述第二旋转编码器的旋转轴转动，使得其能够记录所述偏转方向，即所述装置100的移动方向。

在本实施方式的一个实施例中，如图7所示，所述移动轨迹记录装置100还包括与车架连接的转向组件107，所述转向组件107与所述前叉组件105连接，在所述装置100移动的过程中，通过转动所述转向装置107，即可带动所述前叉组件105相应转动，相应的，与所述前叉组件105连接的所述滚轮组件106上的车轮1061进行相同幅度的转动，此时，所述第二旋转编码器102可以根据上述实施例相同的原理进行移动方向的记录。

在本实施方式的一个实施例中，如图7所示，所述转向组件107还包括手把1071，所述转向组件1071与所述前叉组件105的上端套接并且固定，所述转向组件107上端安装所述第二旋转编码器102；由所述手把1071控制所述转向组件107，进而控制前叉组件105连接的车轮1061的偏转方向，再由所述第二旋转编码器102记录所述装置100的移动方向信息，需要说明的是，所述转向组件107中的手把1071并不限于图7中所示的形状结构，还可以是方向盘，转向舵等便于操作，能够进行方向的转换的其他形状结构，本实施例对此不做限定。

在本实施方式的一个实施例中，所述转向组件107上还安装有限位组件(图中未示出)，用于限制所述转向组件107的转动幅度，以使得所述转向组件控制的转向车轮在合适的角度范围内转动。在本实施例中，所述限位组件还可安装于所述前叉组件上，通过限制所述车轮的偏转幅度来限制所述装置100的偏转方向。另外，在本实施例中，所述限位组件的还可以在所述装置100转向后，固定所述转向车轮的偏转角度，使得所述装置100在移动过程中不会发生移动方向的变化。

在本实施方式的一个实施例中，如图8所示，所述移动轨迹记录装置100还包括伸缩组件108，以便适应不同室内环境和/或操作环境(例如，操作人员可以根据自己的身高对所述伸缩组件108进行设置，以使得其能够更加舒适的操作所述转向组件107)。在本实施例中，所述伸缩组件108的下端与所述前叉组件105的上端连接，所述转向组件107的下端与所述伸缩组件108的上端连接，所述转向组件107的上部安装所述第二旋转编码器102。

在本实施方式的一个实施例中，所述第一旋转编码器101和所述第二旋转编码器102均被配置为基于预设频率对移动轨迹记录装置进行记录，参照图9，在任意两d点之间，移动轨迹记录装置100将记录多个移动距离/方向，所述预设频率的可以基于距离或时间设置，例如，当装置移动一定距离或时间时，第一旋转编码器101和第二旋转编码器102可以同时记录这个时间或距离段内的移动信息。

在根据移动距离进行移动信息的记录时，记录装置100的所述第二旋转编码器102被配置为在所述第一旋转编码器记录移动轨迹记录装置100距离上一个定位点的移动距离满足预设阈值后，记录所述移动轨迹记录装置100的移动方向，例如：预设移动距离为j，即每当所述装置100移动的距离达到j时，所述第二旋转编码器记录当下的移动方向，例如，当所述装置100从一个记录点dn出发，并移动到相距所述记录点dn的距离为j的位置时，所述第二旋转编码器记录当下车轮的偏转情况(偏转角度)，即所述装置的移动方向。

需要说明的是，在本实施方式的一个实施例中，所述移动轨迹记录装置100的移动方向可以通过以下方式确定：基于预设的地理正方向，以及所述第二旋转编码器记录的车轮偏转方向确定所述移动方向(角)，具体的，如图10所述，所述移动方向的角度为车轮偏转方向与预设的地理正方向之间的夹角f，在本实施例中，预设的地理正方向为地理的正北方向，可以理解的是，所述地理正方向也可以是其他的方位的地理正方向(例如东、西和南等)，本实施例对此不做限定。

根据以上说明，可以看出本申请公开了以下技术方案：

1.一种移动轨迹记录装置，包括第一旋转编码器(101)和第二旋转编码器(102)，其中所述第一旋转编码器(101)被配置为记录所述装置(100)的移动距离，所述第二旋转编码器(102)被配置为记录所述装置(100)的移动方向。

2.如技术方案1所述的装置，其中，所述第一旋转编码器(101)和第二旋转编码器(102)均为光电旋转编码器。

3.如技术方案2所述的装置，其中，所述第一旋转编码器(101)和第二旋转编码器(102)被配置为对同一车轮进行记录。

4.如技术方案3所述的装置，其中，所述装置还包括与第一旋转编码器(101)和第二旋转编码器(102)连接的处理器(103)，所述处理器(103)被配置为根据记录的所述移动距离和移动方向确定所述装置(100)的移动轨迹。

5.如技术方案4所述的装置，其中，所述装置(100)还包括与所述处理器(103)连接的通信模块(104)，所述通信模块(104)被配置为将所述装置(100)的移动距离和/或移动方向和/或移动轨迹发送到预设的外部设备。

6.如技术方案1所述的装置，其中，所述装置(100)还包括与第一旋转编码器(101)和第二旋转编码器(102)连接的通信模块(103)，所述通信模块(104)被配置为将所述装置(100)的移动距离和移动方向发送到预设的外部设备，以便所述外部设备根据所述移动距离和移动方向确定所述装置(100)的移动轨迹。

7.如技术方案5或6所述的装置，其中，所述通信模块(104)还被配置为响应于接收到外部的控制指令，将所述控制指令发送至相应的元件，以便控制开启/关闭/暂停所述第一旋转编码器(101)和第二旋转编码器(102)。

8.如技术方案1所述的装置，其中，所述装置(100)还包括与车架连接的前叉组件(105)，所述前叉组件(105)的上端与所述第二旋转编码器(102)相连，下端与车轮(1061)相连。

9.如技术方案8所述的装置，其中，所述前叉组件(105)与车架可拆卸连接。

10.如技术方案9所述的装置，其中，所述装置(100)还包括滚轮组件(106)，所述滚轮组件(106)与所述前叉组件(105)的下端连接。

11.如技术方案10所述的装置，其中，所述滚轮组件(106)包括一平行于地面的滚轴(1062)，所述第一旋转编码器(101)安装于所述滚轴(1062)上。

12.如技术方案8-11任一所述的装置，其中，所述前叉组件(105)的上端包括安装孔。

13.如技术方案12所述的装置，其中，所述装置(100)还包括与车架连接的转向组件(107)，所述转向组件(107)与所述前叉组件(105)连接，在转动所述转向装置(107)时，所述前叉组件(105)相应转动，并控制相连的车轮(1061)进行转动。

14.如技术方案13所述的装置，其中，所述转向组件(107)包括手把(1071)，所述转向组件(107)与所述前叉组件(105)的上端套接，位于所述第二旋转编码器(102)的下方。

15.如技术方案14所述的装置，其中，所述转向组件(107)还包括限位组件，被配置为限制所述转向组件(107)的转动幅度。

16.如技术方案13-15任一所述的装置，其中，所述装置(100)还包括伸缩组件(108)，所述伸缩组件(108)与所述前叉组件(105)的上端连接，所述转向组件(107)以及第二旋转编码器(102)自下至上与所述伸缩组件(108)的上端依次连接。

17.如技术方案1-6任一所述的装置，其中，所述第一旋转编码器(101)和第二旋转编码器(102)均被配置为基于预设频率对所述装置(100)进行记录。

18.如技术方案1-6任一所述的装置，其中，所述第二旋转编码器(102)被配置为在所述第一旋转编码器(101)记录的所述装置(100)距离上一定位点的移动距离满足预设阈值后，记录所述装置(100)的移动方向。

19.如技术方案1-6任一所述的装置，其中，所述移动方向的角度为移动方向与预设的地理正方向之间的夹角。

20.如技术方案19所述的装置，其中，所述预设的地理正方向为地理正北方向。

对于本领域技术人员而言，本申请并限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点看，均应该将上述实施例看作是示范性的，而非限制性的，本申请的范围由所附权利要求限定，而不是有上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化包括在本申请内。不应该将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。

虽然前面特别示出并且描述了示例性实施例，但本领域技术人员将会理解的是，在不背离权利要求书的精神和范围的情况下，在其形式和细节方面可以有所变化。本申请所寻求的保护已在权利要求书中做了阐述。