[发明专利]3D地理位置定位系统

权利要求书

1.一种用于监测用户的位移的3D地理位置定位系统，包括：

一对惯性传感器，被配置成定位在所述用户的左侧和右侧的脚部-踝关节结构处，所述惯性传感器提供所述用户的生物力学信息；

提供指示所述用户的右侧和左侧的大腿以及躯干的空间定向的信息的至少一对空间定向传感器；

提供指示所述用户的右侧和左侧的小腿的空间定向的信息的至少一对空间定向传感器；

处理器，所述处理器经由通信链路与所述惯性传感器和所述空间定向传感器通信，所述处理器具有相关联的存储器，所述存储器包括储存在其上的指令，当在所述处理器上执行所述指令时，所述指令实施下述步骤：

接收所述生物力学信息和指示所述用户的右侧和左侧的大腿、躯干以及右侧和左侧的小腿的空间定向的信息；

使用所述生物力学信息和指示右侧和左侧的大腿、躯干以及右侧和左侧的小腿的空间定向的信息来计算所述用户的3D坐标；以及

提供计算出的所述用户的3D坐标；

其中，将所述生物力学信息和指示右侧和左侧的大腿、躯干以及右侧和左侧的小腿的空间定向的信息持续地提供给所述处理器，所述处理器持续地计算所述用户的3D坐标，由此允许监测所述用户的位移；

其中，所述用户的生物力学信息包括在被配置成定位在所述用户的左侧和右侧的脚部-踝关节结构处的所述惯性传感器中的每一个处的加速度，并且其中，计算所述用户的3D坐标的步骤包括下述子步骤：

通过应用全球参考系统旋转矩阵，将被配置成定位在所述用户的左侧和右侧的脚部-踝关节结构处的所述惯性传感器中的每一个的、关于所述用户的脚部的加速度在全球参考系统中表达；

对在所述全球参考系统中表达的加速度进行二重积分，以获得被配置成定位在所述用户的左侧和右侧的脚部-踝关节结构处的所述惯性传感器中的每一个的位置；

使用指示所述用户的右侧和左侧的大腿、躯干以及右侧和左侧的小腿的定向的信息来生成所述用户的姿势；

使用传感器融合算法将每个惯性传感器的位置与所述用户的姿势合并，以获得所述3D坐标，

还包括至少一个激光雷达型传感器，所述激光雷达型传感器提供在其中监测所述用户的位移的结构的壁的位置，并且其中，储存在所述存储器中的所述指令在所述处理器上被执行时实施另外的步骤：当所述壁的位置指示所述用户静止时，停止对在所述全球参考系统中表达的加速度进行二重积分的子步骤，以限制漂移误差。