[发明专利]用于生成建筑物地图的便携式外壳

权利要求书

1.一种用于动态产生建筑物内部地图的设备，包括：

外壳（11），当使用者（12）走查建筑物时能够被附着到所述使用者（12）；

在所述外壳（11）中的信标（13），用于朝接近所述外壳（11）的建筑物内的特征发射一系列脉冲（18），所发射的脉冲（18）从接近所述外壳（11）的建筑物内的特征反射以产生一系列反射的脉冲（18）；

在所述外壳（11）中的定位设备（15），用于确定在发射所述一系列脉冲的时刻或接近该时刻的所述外壳（11）的动态位置；

在所述外壳（11）中的传感器（14），用于接收所述一系列反射的脉冲（18），并用于产生接收的脉冲信号，该接收的脉冲信号对应于至少所选择的发射和接收的脉冲（18）；以及

处理器，用于将接收的脉冲信号和对应的外壳（11）的位置相关联，并为建筑物中的至少选择的特征提取位置信息，

其中当所述使用者（12）沿非线性路径行走，使得至少三个动态位置不落在一条直线上时，所述处理器为所述建筑物内的特征提取二维位置信息，以及所述二维位置信息指示所述特征离使用者的相对距离和所述特征相对于使用者的方向。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述建筑物内的所述特征相对于所述建筑物是大致静止的。

3.根据权利要求1所述的设备，其中在发射的脉冲和从特定特征接收的脉冲信号中出现对应的反射之间的延迟取决于在所述外壳（11）和所述特定特征之间该脉冲的往返时间。

4.根据权利要求1所述的设备，其中接收的脉冲信号随着与动态冲激响应卷积的发射的脉冲而变化，所述动态冲激响应取决于所述建筑物内的特征和所述外壳（11）的动态位置之间的相对距离。

5.根据权利要求1所述的设备，其中所述信标（13）以有规律的周期发射所述一系列脉冲（18）。

6.根据权利要求1所述的设备，其中所述定位设备（15）使用电磁信号来生成所述外壳（11）的动态位置，所述电磁信号包括全球定位系统（10）（GPS）、蜂窝通信信号、电视信号或无线电信号中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的设备，

其中，所述定位设备（15）使用惯性测量（1）单元，该惯性测量（1）单元测量所述外壳（11）的动态加速度和所述外壳（11）的动态旋转；以及

其中，所述惯性测量（1）单元至少部分地基于测量的动态加速度和测量的动态旋转来计算所述外壳（11）的动态位置。

8.根据权利要求1所述的设备，进一步包括显示器，所述显示器从处理器接收动态信号并从所述使用者（12）的视点产生所述建筑物内的特征的看得见的表示。

9.根据权利要求1所述的设备，其中所述发射脉冲（18）是电磁的，并且包括从墙反射但穿透烟雾的电磁频谱的一部分。

10.根据权利要求1所述的设备，其中所述脉冲（18）是音波脉冲（18）。

11.一种包括多个权利要求1的设备的系统（10），所述系统包括中央处理器，用于将在多个外壳（11）中的每一个外壳处的接收的脉冲信号与所述多个外壳（11）中的每一个外壳（11）的对应外壳（11）位置相关联，并用于为建筑物内的特征从中提取位置信息。

12.根据权利要求11所述的设备，进一步包括可由各个使用者（12）佩戴的多个显示器，每个显示器从所述中央处理器接收动态信号，并且从所述各个使用者（12）的视点产生建筑物内的特征的看得见的表示。

13.一种用于动态产生建筑物内部地图的方法，包括：

从可移动外壳（11）发射一系列脉冲（18），每个脉冲具有发射脉冲的对应的外壳（11）位置，每个脉冲从外壳（11）向外扩展并从所述建筑物内的特征反射；

移动外壳（11）使得所述一系列脉冲（18）中的至少三个脉冲（18）从不沿着一条直线的外壳（11）位置发射；

在所述外壳（11）处感测一系列反射的脉冲（18）；

将感测的所述一系列反射的脉冲（18）和所述对应的外壳（11）位置相关联；以及

分析所述感测的一系列反射的脉冲（18）和它们对应的外壳（11）位置以提取所述建筑物内的每个特征的位置和方向。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述分析步骤包括：

形成多个加权，每个加权对应于与所述外壳（11）移动方向有关的不同方向；

对每个方向，计算对应于一系列加权的多个往返时间延迟，所述往返时间延迟针对一系列外壳（11）位置而计算；

对每个方向，对感测的所述一系列反射的脉冲（18）应用所述多个时间延迟以获取距离信息；以及

从每个方向的所述距离信息中提取所述建筑物内的特征的位置。