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定位技术

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  定位技术
  本定位技术是指鼠标定位的方式,和鼠标的工作方式密切相关,常见的定位方式有光栅定位、轨迹球定位、发光二极管定位、激光定位等。
  中文名定位技术
  外文名Mouse positioning Technology
  常见方式光栅定位、轨迹球定位等
  原 理轨迹球定位
  技 术PPD定位技术
  定 义鼠标定位的方式
  目录
  1工作原理
  2定位方式
  3技术优势
  4技术应用
  5GPS数据
  6评价标准
  7重要性
  1工作原理
  轨迹球定位的工作原理和其实与光栅类似,只是改变了滚轮的运动方式,其球座固定不动,直接用手拨动轨迹球来控制鼠标箭头的移动。轨迹球被搓动时带动其左右及上下两侧的滚轴,滚轴上带有栅轮,通过发光管和接收组件产生脉冲信号进行定位。不过轨迹球的滚轮积大、行程长,这种定位方式能够作出十分精确的操作。并且轨迹球另一大优点是稳定,通过一根手指来操控定位,不会因为手部动作移动影响定位。此外,使用光电方式的轨迹球,其工作原理和发光二级管定位类似。
  2定位方式
  发光二极管定位是大多数光电鼠标的定位方式,这是一种电眼的工作方式。在光电鼠标内部有一个发光二极管,通过该发光二极管发出的光线,照亮光电鼠标底部表面(这就是为什么鼠标底部总会发光的原因)。然后将光电鼠标底部表面反射回的一部分光线,经过一组光学透镜,传输到一个光感应器件(微成像器)内成像。这样,当光电鼠标移动时,其移动轨迹便会被记录为一组高速拍摄的连贯图像。最后利用光电鼠标内部的一块专用图像分析芯片(DSP,即数字微处理器)对移动轨迹上摄取的一系列图像进行分析处理,通过对这些图像上特征点位置的变化进行分析,来判断鼠标的移动方向和移动距离,从而完成光标的定位。
  激光定位也是光电鼠标的一种定位方式,其特点是使用了激光来代替发光二极管发出的普通光。激光是电子受激发出的光,与普通光相比具有极高的单色性和直线性,用于定位的激光主要是不可见光。普通光在不同颜色表面上的反射率并不一致,这就导致光电鼠标在某些颜色表面上由于光线反射率低,使DSP不能识别的“色盲”问题。此外普通光在透明等物质表面无法使用,或者产生跳动。由于激光近乎单一的波长能够更好的识别表面情况,灵敏度大大提高,因此使用激光定位的鼠标可以有效解决这些问题。
  光栅定位主要是机械鼠标所使用的方式,不过由于纯粹的机械鼠标已消失,这里的机械鼠标实际是指光机式鼠标。鼠标移动时带动胶球滚动,胶球的滚动又摩擦鼠标内的分管水平和垂直两个方向的栅轮滚轴,驱动栅轮转动。栅轮的轮沿为格栅状,紧靠格栅两侧,一侧是一红外发光管,另一侧是红外接收组件。鼠标的移动转换为水平和垂直栅轮不同方向和转速的转动。栅轮转动时,栅轮的轮齿周期性遮挡红外发光管发出的红外线照射到水平和垂直两个红外接收组件,产生脉冲。鼠标内控制芯片通过两个脉冲的相位差判知水平或垂直栅轮的转动方向,通过脉冲的频率判知栅轮的转动速度,并不断通过数据线向主机传送鼠标移动信息,主机通过处理使屏幕上的光标同鼠标同步移动。
  3技术优势
  主要体现在以下几个方面:  1采用较小的扭力推动电位器和机械装置的紧固,有效降低机械应力的拉伤。
  2提高电气元件和机械部分的定位平行度,减少了机械磨损。
  3消除了齿轮的传动间隙,提高了传动精度和效率。
  4结构更简单,无需拆卸零件,即可使用较小的扭力方便实现电气元件和机械装置的离合,进行调试。
  传统的机械电气定位技术大多是使用拉簧对电位器滑动轴和机械采样齿轮进行简单的拉力固定。使用时间较长后,就会因长期的机械应力而产生严重的变形和磨损。从而大幅降低定位采样精度和寿命。PPD定位技术开创了一种全新的定位模式。
  4技术应用
  电气和机械定位装置在工业自动化过程控制设备中电动执行机构实现机电一体的关键技术。定位是否精准直接关系到设备的控制精度和稳定性以及运转寿命。
  PPD定位技术是GRAT格莱特控制阀公司于2010年发明的一种用于:工业自动化过程控制装置(电动执行机构、电动执行器、电动调节阀等)机械和电气元件的定位装置实用新型专利技术。
  属于:长寿命,定位精度高,调试简单的一种新技术。
  PPD定位技术可广泛应用于各种机电产品中的机械和电气定位装置。
  5GPS数据
  卜默示条件,GPS模块SiRFStarIII接受每二输出位置的数据,通常$GPRMC精简数据格式的数据,包括纬度,经度的目的,速度(结),运动方向角,年,月,时,分,秒,毫秒,定位数据是有效的或无效的,和其他重要信息。语句格式如下:
  $GPRMC,,,,,,,,,,,,*,HH
  只需要知道位置信息,所以在阅读唯一的,可以实际应用。
  <1>:当地时间代表UTC。格式“当每分钟,小时,分钟和秒2。
  <2>:工作代表国家。”“显示可用的数据,“V”表示接受警报,没有可用的数据。
  <3>:代表纬度数据。“子级的格式。分分分。”
  <4>:纬度半球为代表的“N”或“S”。
  <5>:代表经度数据。格式和LD
  现状;度分钟。sub-sub-sub-sub.”
  <6>:代表经度半球,为“E”或“
  软件读取经纬度数据获取用户位置停止分析,确定用户的具体位置在该地区建立和平。方法是基于用户的设置确定中心的纬度和经度和纬度和经度计算出活动维持当前的对象可以超过和平活动预定半径。结果的基础上的歧视,设置相应的标志。
  6评价标准
  无线传感器网络定位性能的评价标准主要分为7 种, 下面分别进行介绍。
  1) 定位精度。定位技术首要的评价指标就是定位精确度, 其又分为绝对精度和相对精度。绝对精度是测量的坐标与真实坐标的偏差, 一般用长度计量单位表示。相对误差一般用误差值与节点无线射程的比例表示, 定位误差越小定位精确度越高。
  2) 规模。不同的定位系统或算法也许可以在一栋楼房、一层建筑物或仅仅是一个房间内实现定位。
  另外, 给定一定数量的基础设施或一段时间, 一种技术可以定位多少目标也是一个重要的评价指标。
  3) 锚节点密度。锚节点定位通常依赖人工部署或使用GPS 实现。人工部署锚节点的方式不仅受网络部署环境的限制, 还严重制约了网络和应用的可扩展性。而使用GPS 定位, 锚节点的费用会比普通节点高两个数量级, 这意味着即使仅有10%的节点是锚节点, 整个网络的价格也将增加10 倍, 另外, 定位精度随锚节点密度的增加而提高的范围有限, 当到达一定程度后不会再提高。因此, 锚节点密度也是评价定位系统和算法性能的重要指标之一。
  4) 节点密度。节点密度通常以网络的平均连通度来表示, 许多定位算法的精度受节点密度的影响。
  在无线传感器网络中, 节点密度增大不仅意味着网络部署费用的增加, 而且会因为节点间的通信冲突问题带来有限带宽的阻塞。
  5) 容错性和自适应性。定位系统和算法都需要比较理想的无线通信环境和可靠的网络节点设备。
  而真实环境往往比较复杂, 且会出现节点失效或节点硬件受精度限制而造成距离或角度测量误差过大等问题, 此时, 物理地维护或替换节点或使用其他高精度的测量手段常常是困难或不可行的。因此, 定位系统和算法必须有很强的容错性和自适应性, 能够通过自动调整或重构纠正错误, 对无线传感器网络进行故障管理, 减小各种误差的影响。
  6) 功耗。功耗是对无线传感器网络的设计和实现影响最大的因素之一。由于传感器节点的电池能量有限, 因此在保证定位精确度的前提下, 与功耗密切相关的定位所需的计算量、通信开销、存储开销、时间复杂性是一组关键性指标。
  7) 代价。定位系统或算法的代价可从不同的方面来评价。时间代价包括一个系统的安装时间、配置时间、定位所需时间; 空间代价包括一个定位系统或算法所需的基础设施和网络节点的数量、硬件尺寸等; 资金代价则包括实现一种定位系统或算法的基础设施、节点设备的总费用。
  上述7 个性能指标不仅是评价无线传感器网络自身定位系统和算法的标准, 也是其设计和实现的优化目标。为了实现这些目标的优化, 有大量的研究工作需要完成。同时, 这些性能指标相互关联, 必须根据应用的具体需求做出权衡以设计合适的定位技术。
  7重要性
  抢占制高点,为其全球战略服务。全球定位系统是现代高技术武器的核心之一,可为陆、海、空三军提供实时、全天候和全球性导航服务,并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等军事目的。美国军事力量的导弹防御、远程火力、全球打击、特种作战等核心能力均依赖于该系统。而且,全球定位系统免费开放之后,广泛应用于各种行业的导航、定位、授时、监测、救援等工作,其最终控制权由美国独家掌握,是美国在全球范围内掌握主动权的关键之一,美国理所当然要抢夺这个制高点。


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