空间感测装置、移动载体与其定位与控制的运算方法

1.一种移动载体，包括：
一感测模块，感测该移动载体在一空间中的动向，并输出至少一组空间参数；
一定位系统，耦接该感测模块，以依据这些空间参数而对该移动载体进行定位，并输出一定位信息；
一机械波收发装置，用以发射一机械波至该空间中，并在该机械波遭遇一物体而被反射后，接收被反射的机械波，而产生一环境信息；
一运算处理系统，耦接该定位系统和该机械波收发装置，以依据该定位信息和该环境信息而产生一即时运算信息；以及
一控制系统，耦接该运算处理模块，以依据该即时运算信息控制该移动载体在该空间中的动向。
2.如权利要求1所述的移动载体，其中该感测模块包括：
一角速度感测器，感测该移动载体在该空间中的角速度，并产生多个角速度参数给该定位系统；以及
一加速度感测器，感测该移动载体在该空间中的各方向轴上的加速度，并产生多个加速度参数给该定位系统。
3.如权利要求2所述的移动载体，其中该定位系统包括：
一四元素运算单元，耦接该角速度感测器，并接收多个反馈四元素运算元，以依据一第一反馈数据而将这些角速度参数转换成多个即时四元素运算元；
一方向余弦运算单元，耦接该四元素运算单元，以依据这些即时四元素运算元和该第一反馈数据而计算出该移动载体目前在该空间中与不同方向轴之间所夹的姿态角度；
一加速度运算单元，耦接该方向余弦运算单元，以依据这些姿态角度，并将重力加速度的因素从这些加速度参数中抽离，而计算出该移动载体在各方向上的重力加速度分量；
一加速度积分器，耦接该加速度运算单元，并接收这些角速度参数，以依据一第二反馈数据而将这些重力加速度分量进行积分运算，并获得该移动载体在不同方向上的速度分量；
一速度积分器，耦接该加速度积分器，以依据该第二反馈数据而将这些速度分量进行积分运算，并获得该移动载体在不同方向的位移值；
一坐标转换运算单元，耦接该速度积分器，以依据这些位移值计算出该移动载体在该空间中的相对位置坐标值，并当作该定位信息送给该运算处理系统；以及一校正单元，耦接该运算处理系统，以依据该即时运算信息来决定是否对这些相对位置坐标值进行校正处理，以产生该第一反馈数据和该第二反馈数据。
4.如权利要求3所述的移动载体，其中该第一反馈数据包括在前一单位时间所获得的这些四元素运算元和这些姿态角度，而该第二反馈数据则包括在前一单位时间所获得的这些速度分量、这些相对位置坐标值和该移动载体在不同方向的位移值。
5.如权利要求1所述的移动载体，其中该机械波为声纳波。
6.如权利要求1所述的移动载体，其中该运算处理系统包括：
一地图比对模块，耦接该定位系统，并具有该移动载体所在的空间的地图模型，以依据该定位信息产生一地图坐标数据；以及
一数据比对模块，耦接该地图比对模块、该机械波收发装置和该控制系统，以比对该地图坐标数据和该环境信息进行比对，并产生一比较值。
7.如权利要求6所述的移动载体，其中该控制系统包括：
一运算单元，耦接该数据比对模块，以依据该比较值而输出一运算结果；以及一控制单元，耦接该运算单元，以依据运算结果来控制该移动载体在该空间中的动向。
8.如权利要求1所述的移动载体，还包括一显示模块，用以显示该控制系统的状态。
9.如权利要求8所述的移动载体，其中显示模块包括发光二极管或液晶显示器。
10.一种空间感测装置，适于当一移动载体在一空间中运动时对其定位，而该空间感测装置包括：
一姿态角计算模块，用以依据该移动载体在该空间中运动时所产生的多个角速度参数并依据一第一反馈数据，而计算出该移动载体目前在该空间中与不同方向轴之间所夹的姿态角度；以及
一位置计算模块，耦接该姿态角计算模块，以依据这些姿态角度、多个加速度参数和一第二反馈数据，而计算该移动载体目前在该空间中的相对位置坐标值，以当作一定位信息输出，其中这些角速度参数是该移动载体在该空间中运动时在不同方向轴上的角速度。
11.如权利要求10所述的空间感测装置，其中该姿态角计算模块包括：
一四元素运算单元，接收这些角速度参数和该第一反馈数据，以将这些角速度参数转换成多个即时四元素运算元；以及
一方向余弦运算单元，耦接该四元素运算单元，以依据这些即时四元素运算元和该第一反馈数据而计算出这些姿态角度。
12.如权利要求10所述的空间感测装置，其中该位置计算模块包括：
一加速度运算单元，耦接该姿态角计算模块，以依据这些姿态角度，并将重力加速度的因素从这些加速度参数中抽离，而计算出该移动载体在各方向上的加速度分量；
一加速度积分器，耦接该加速度运算单元，并接收这些角速度参数，以依据该第二反馈数据而将这些重力加速度分量进行积分运算，并获得该移动载体在不同方向上的加速度分量；
一速度积分器，耦接该加速度积分器，以依据该第二反馈数据而将这些速度分量进行积分运算，并获得该移动载体在不同方向的位移值；以及
一坐标转换运算单元，耦接该速度积分器，以依据这些位移值计算出该移动载体在该空间中的相对位置坐标值，并当作该定位信息。
13.如权利要求10所述的空间感测装置，其中该移动载体具有一声纳装置，用来发射一声纳波，且在该声纳波被物体反射后接收被反射后的声纳波，以获得一环境信息。
14.如权利要求13所述的空间感测装置，还包括一运算处理系统，耦接该位置计算模块和该声纳装置，以依据这些相对位置坐标值和该环境信息而产生一即时运算信息。
15.如权利要求14所述的空间感测装置，其中该运算处理系统包括：
一地图比对模块，耦接该位置计算模块，并具有该移动载体所在的空间的地图模型，以依据该定位信息产生一地图坐标数据；以及
一数据比对模块，耦接该地图比对模块、该机械波收发装置和该控制系统，以比对该地图坐标数据和该环境信息进行比对，并产生一比较值。
16.一种移动载体在空间中的控制方法，包括下列步骤：
检测该移动载体在该空间中的动向，并依据检测的结果而对该移动载体定位，而产生一定位信息；
从该移动载体向该空间发出一机械波，并接收被物体反射后的机械波，以获得一环境信息；以及
对该定位信息和该环境信息进行运算，以控制该移动载体在该空间动向。
17.如权利要求16所述的控制方法，其中产生该定位信息的步骤，包括下列步骤：
检测该移动载体在该空间的不同方向轴上的角速度，并依据一第一反馈数据而获得该移动载体目前在该空间中的姿态角；
检测该移动载体在该空间不同方向轴上的加速度，并产生多个加速度参数；
依据这些姿态角，并将重力加速度的因素从这些加速度参数中抽离，而计算出该移动载体在该空间的不同方向轴上的加速度分量；
依据这些角速度参数和一第二反馈数据，而将这些加速度分量积分，而获得该移动载体在该空间中不同方向上的速度分量；
依据该第二反馈数据而将这些速度分量积分，并获得该移动载体在该空间中不同方向上的位移值；以及
依据这些位移值而计算出该移动载体在该空间中的相对位置坐标值，以当作该定位信息。
18.如权利要求16所述的控制方法，其中该机械波为声纳波。

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