1.本技术涉及高精度空间三维定位系统的技术领域,特别是一种应用于空间三维定位系统的定位方法和设备。
背景技术:2.高精度空间三维定位系统是一种结合光电经纬仪空间角度前方交会测量与gps定位原理的新型非正交坐标测量系统,可以应用于在大型装备的装配过程。高精度空间三维定位系统基于多站组网测量模式,实现三维坐标及六自由度位姿,具备实时多任务、动态高效率优势,可以满足多工位大范围产品多点同步在线测量的需求,改变测量基准需随着产品转移而进行转站和重新找正的应用现状,对提升我国大型产品柔性化制造模式的变革和装备创新提供重要支撑。如何提高大型装备大范围空间三维信息感知的精度,是需要解决的问题。
技术实现要素:3.本技术提供一种应用于空间三维定位系统的定位方法,目的是解决由于传统人工扫描变速、高度不稳定等因素导致三维模型构建精度不高的问题,实现快速、高效、高精度、高稳定性的产品整体构型测量。
4.第一方面,提供了一种应用于空间三维定位系统的定位方法,包括:
5.将n个标定杆布置在系统内,所述系统内设置有m个扫描站;
6.获取所述m个扫描站分别扫过所述n个标定杆的多个旋转角度;
7.根据所述多个旋转角度、所述n个标定杆上传感器的参数、所述m个扫描站上激光扫描单元的参数以及所述n个标定杆的长度,获取内参数标定结果和外参数标定结果。
8.与现有技术相比,本技术提供的方案至少包括以下有益技术效果:解决全局测量场精度不确定度统一的问题,同时实现大范围内定位精度误差的一致性,避免误差随着范围的增大而增大,提高整个测量系统的定位精度。
9.结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述方法还包括:
10.根据所述内参数标定结果和所述外参数标定结果,对所述系统内的物体进行定位。
11.结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述获取内参数标定结果和外参数标定结果,包括:
12.根据的最小值,确定内参数标定结果和外参数标定结果,其中,
13.——第i个杆位处标定杆上端点p1到第j台扫描站激光平面1的距离的平方;
14.——第i个杆位处标定杆上端点p1到第j台激光扫描装置激光平面2的距离的平方;
15.——第i个杆位处标定杆上端点p2到第j台激光扫描装置激光平面1的距离的平方;
16.——第i个杆位处标定杆上端点p2到第j台扫描站激光平面2的距离的平方
17.——第i个杆长残差的平方。
18.在杆长约束的基础上,又引入了目标点交汇精度约束,以各扫描站的激光平面扫过待测目标点时点到激光平面的距离最小作为另一约束条件,和杆长约束同时作用于待优化的内外参数,使所有的参数满足一定的精度要求,从而为整个系统提供高精度的内外参数,保证系统的测量精度。
19.结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述方法还包括:
20.确定不同的多个扫描站布局样本,每个扫描站布局样本定义多个扫描站在测量空间内的坐标;
21.根据布站优化适应度函数,从所述多个扫描站布局样本中确定目标扫描站布局样本,所述目标扫描站布局样本满足预设条件。
22.可以依据实际场景和环境约束条件,进行快速、自动的扫描站布局最优位置解算,可依据实际场景和环境约束条件快速、自动的完成扫描站布局位置解算,实现测量成本、系统复杂度与测量精度最优解,避免扫描站数量冗余,解决全局测量场精度不确定度统一的问题,同时实现大范围内定位精度误差的一致性,避免误差随着范围的增大而增大,支持三维图形化显示、场景参数输入、场景和被测物模型导入、约束参数设置等。
23.结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述确定不同的多个扫描站布局样本,包括:
24.对已有的扫描站布局样本进行变异操作,包括:
25.对扫描站布局样本xi(g),从已有扫描站布局样本中选择3个扫描站布局样本x
p1
(g),x
p2
(g),x
p3
(g),且p1≠p2≠p3≠i,变异后的扫描站布局样本hi(g)为:
26.hi(g)=x
p1
(g)+f
·
(x
p2
(g)-x
p3
(g)),f为缩放因子。
27.通过变异操作,可以增加种群的数量。控制f值,可以调整算法收敛速度,并避免陷入局部最优。
28.结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述确定不同的多个扫描站布局样本,包括:
29.对已有的扫描站布局样本进行交叉操作,交叉后的扫描站布局样本vi(g)满足:
[0030][0031]
式中,cr∈[0,1],为交叉概率,rand(0,1)是[0,1]上服从均匀分布的随机数。
[0032]
交叉操作可以增加种群的多样性。
[0033]
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述适应度函数满足:
[0034][0035]
其中,ε
′i(x)表示第i个测量空间的最大不确定度,m为测量空间数量。
[0036]
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述多个扫描站布局样本的数量为(5~10)*m*s,m为所述系统内扫描站的数量,s为扫描站的外参数变量。
[0037]
种群的数量大小会影响算法收敛速度以及算法可靠程度。较小的种群数量会加快算法收敛,但容易导致局部收敛或停止演化;较大的种群数量会加大对解空间的搜索能力,增加搜索到最优解的可能性,但会增大运算负载,降低收敛速度。一般而言,种群规模设定在求解参数的5-10倍之间。
[0038]
第二方面,提供了一种应用于空间三维定位系统的定位方法,包括:
[0039]
确定不同的多个扫描站布局样本,每个扫描站布局样本定义多个扫描站在测量空间内的坐标;
[0040]
根据布站优化适应度函数,从所述多个扫描站布局样本中确定目标扫描站布局样本,所述目标扫描站布局样本满足预设条件。
[0041]
结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,所述方法还包括:
[0042]
按照所述目标扫描站布局样本,布局所述系统内的多个扫描站,并对所述系统内的物体进行定位。
[0043]
第三方面,提供了一种电子设备,所述电子设备应用于空间三维定位系统,所述电子设备包括:
[0044]
一个或多个处理器;
[0045]
一个或多个存储器;
[0046]
所述一个或多个存储器存储有一个或多个计算机程序,所述一个或多个计算机程序包括指令,当所述指令被所述一个或多个处理器执行时,使得所述电子设备执行如上述第一方面至第二方面中的任意一种实现方式中所述的方法。
附图说明
[0047]
图1为本技术实施例提供的一种高精度空间三维定位仪系统软件的示意性结构图。
[0048]
图2为本技术实施例提供的一种系统数据集成处理软件的整体框架的示意性结构图。
[0049]
图3为本技术实施例提供的一种内外参数标定方法的示意性流程图。
[0050]
图4为本技术实施例提供的一种内外参数标定方法的示意性流程图。
[0051]
图5为本技术实施例提供的一种扫描站布局的优化方法的示意性流程图。
[0052]
图6为本技术实施例提供的一种扫描站布局的优化方法的示意性流程图。
[0053]
图7是本技术实施例提供的一种应用于空间三维定位系统的定位方法的示意性流程图。
具体实施方式
[0054]
下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步详细的描述。
[0055]
图1示出了本技术实施例提供的一种高精度空间三维定位仪系统软件的示意性结构图。高精度空间三维定位仪系统软件由系统数据集成处理软件及嵌入式信号采集数据处理单元两部分组成。系统数据集成处理软件主要运行在数据处理显示单元(平板电脑),主要功能包括初始扫描站场景建模布局优化、可视化显示;扫描站的内外参数标定;测量及扫描结果计算;与嵌入式信号采集单元进行通讯等。嵌入式信号采集数据处理软件主要运行在嵌入式信号处理器,主要功能包括对于激光平面的识别,信号放大、调制和滤波,激光平面时间参数向位置参数的解析,测量结果的求解、与系统数据集成处理软件系统软件通讯等。
[0056]
系统数据集成处理软件运行在平板电脑,包含数据处理显示界面、坐标集成解算模块、参数标定模块、系统配置模块、系统数据库模块。主要完成内外标定参数采集和计算、接收器信息采集及三维坐标值计算、与外部设备进行通讯、参数数据库存储、工作状态数据监测、以及图形化点云显示,从而确保操作人员的便捷使用以及测量信息实时检测。同时依据实际场景和环境约束条件,进行快速、自动的扫描站布局最优位置解算,解决全局测量场精度不确定度统一的问题,同时实现大范围内定位精度误差的一致性,避免误差随着范围的增大而增大。
[0057]
在无线通信协议的选择上,采用的是tcp/ip通信协议。由于tcp/ip通信协议是面向连接的,传输作用于端到端之间,在系统中的系统数据集成处理软件与数据采集处理单元建立连接的过程中,需经历三次握手,连接更为可靠,更能够保证数据传输的稳定性,更好的保证了位姿测量过程中采集的数据的准确性,对整套测量系统的稳定性有着更好的保障。无线通信部分流程以及各流程的主要功能如下图所示。子功能模块分别为:
[0058]
(1)通信初始化:完成每个光电传感器对应的嵌入式处理器的ip地址信息配置,并启动监听线程。
[0059]
(2)建立连接:实现系统数据集成处理软件与每个光电传感器对应的嵌入式处理器的命令通信,实现向嵌入式处理器发送数据采集的开始与停止命令,并可实现命令的断线自动重发,确保测量过程的可靠性。
[0060]
(3)数据接收:各线程单独接收每台嵌入式信号处理器发送的脉冲时序数据并存储,实现原始数据的追溯。
[0061]
显示模块主要为了将系统数据集成处理软件的运行状态和测量结果直观的展现给用户,同时便于用户操作。系统数据集成处理软件主界面布局进行合理布置与分配,软件主界面效果如下图所示。界面左侧的树状图可通过右键单击对各台扫描站或者嵌入式模块参数进行查看、编辑等操作。菜单栏各按键则对应不同的子窗体,使整个系统数据集成处理软件能够完成所需的如内外参标定、设置,建立无线通信,计算测量网络中待测点空间位姿等工作。中心的图像显示控件用于实时显示空间待测目标的位置信息。软件下方的文本框为信息提示窗口,与用户进行实时交互,反馈软件工作状态和指令完成情况。为了提升坐标显示的直观性,软件提供了坐标折线图显示功能,用以展示一段时间内坐标值的变动情况。
[0062]
为了提升数据采集过程的便捷性,在界面中添加了“取消采集”以及“移除数据”的功能按键。在界面下方添加了信息提示栏,将采集过程的状态实时反馈给用户。
[0063]
此外,显示模块提供了系统数据集成处理软件和数据采集处理单元的ip地址及端口号的设置接口。在无线通信模块运行后,系统数据集成处理软件另开一新的线程,不断监听数据采集处理单元的连接请求,当与数据采集处理单元建立连接后,软件另开新的线程专门负责接收并处理从此台数据采集处理单元传输过来的脉冲信号等数据。
[0064]
图2示出了本技术实施例提供的一种系统数据集成处理软件的整体框架的示意性结构图。软件整体框架可以采用三层架构形式。表示层主要与用户进行交互,根据用户需求进入系统内外参标定、坐标点计算等相应模块。业务逻辑层是整个系统的核心,处理用户的请求,完成相应的计算处理并将结果反馈给表示层并向下与数据访问层建立连接。数据访问层实现对重要数据如内外参数、目标点坐标值的保存和读取。
[0065]
由系统测量原理可知,内外参数标定精度是影响系统测量精度的关键因素。系统各台扫描站布置安装好之后,需进行内外参数的标定工作。其中,内参数反映的是各台扫描站的结构参数,用以描述两激光平面在各扫描站坐标系下的初始位置并给出激光平面的初始法向量;外参数描述的是各台扫描站坐标系的相对位置关系,以将所有的扫描站统一到同一世界坐标系下。内外参数的精度会直接影响到整个测量系统的定位精度。
[0066]
图3是本技术实施例提供的一种内外参数标定方法的示意性流程图,参数标定方法可以应用于空间三维定位系统的定位。图3所示的方法可以以定长标定杆长度作为约束条件,实现高精度空间三维定位仪的内外参数联合标定。在一种可能的场景下,内外参数标定可以同时进行,通过一次数据采集工作完成系统内所有扫描站内外参数的求解。
[0067]
在一些实施例中,图3所示的方法可以通过应用程序执行。具体地,将系统内外参联合标定算法打包封装成可调用的dll类型的动态链接库,并添加到应用程序当中去。在应用程序运行过程中调用相应的内外参标定或坐标计算函数,将各个函数所需的变量的值带入,得到所需的标定结果。
[0068]
110,将n个标定杆布置在设置有多个扫描站的系统内。
[0069]
120,获取m个扫描站分别扫过n个标定杆的多个旋转角度。
[0070]
扫描站可以通过其上设置的激光扫描单元形成激光平面。标定杆的两端可以设置有传感器,以接收扫描站上的激光扫描单元发出的激光时序脉冲信号,从而完成扫描站对标定杆的扫描。在一些实施例中,通过“取消采集”、“数据移除”等对传感器采集到的信号进行处理,以避免采集过程中的意外情况,剔除错误数据。
[0071]
130,根据多个旋转角度、n个标定杆上传感器的参数、m个扫描站上激光扫描单元的参数以及n个标定杆的长度,获取内参数标定结果和外参数标定结果。
[0072]
130例如可以通过标定算法执行。标定算法可以对采集的数据进行非线性迭代优化,获取系统内外参数结果,并计算标定残差。也就是说,可以通过软件自动解算得到各台扫描站相对于系统坐标系的旋转矩阵和平移向量。
[0073]
在一些实施例中,在140后,可以在界面中直观的显示标定结果与标定残差。标定结果与标定残差可以用于评判标定结果的优劣。
[0074]
下面结合图3和图4,阐述内外参数标定方法的一种具体实施方式。
[0075]
在测量系统中,每有一台扫描单元,便会引入3内参数、6个外参数共计9个变量,待优化参数数量多,仅通过标定杆杆长约束条件难以保证所有待优化的内外参数收敛到满足测量精度的程度。在杆长约束的基础上,又引入了目标点交汇精度约束,以各扫描站的激光
平面扫过待测目标点时点到激光平面的距离最小作为另一约束条件,和杆长约束同时作用于待优化的内外参数,使所有的参数满足一定的精度要求,从而为整个系统提供高精度的内外参数,保证系统的测量精度。
[0076]
此次标定共需确定m台扫描站的内外参数,标定杆共摆放了n个不同的位置。为表征扫描站对每个标定杆位的可达与否,引入一个n
×
m的标记矩阵,矩阵的每行代表标定数据采集过程中的每个标定杆位,每列代表不同的扫描站,矩阵第{i,j}元素代表标定数据采集过程中第j台扫描站是否覆盖第i个标定杆位,若覆盖则该元素值为1,否则为0。设在第i个标定杆位处,共有ki台扫描站可覆盖,因有两个待测目标点,一个目标点在一台扫描站下有两个到激光平面的距离约束,故一个杆位会有2
×2×ki
个点到激光平面的距离约束和1个杆长约束。对于不能覆盖该标定杆位的扫描站,其4个点到平面的距离约束直接置为0,从而使其不具有约束效力,同时不参与到杆长约束的计算当中。
[0077]
设标定杆长为l
bar
,在第i个标定杆位处,标定点两端点在世界坐标系下的坐标p1,p2,由此易得杆长残差为:
[0078]dres,i
=norm(p
1-p2)-l
bar
[0079]
任意扫描站两激光平面f1,f2扫过任意空间点p时,点p到两激光面的距离可按如下方式给出:
[0080]
(1)求解p点在扫描站坐标系下的坐标:
[0081]
p=r-1
(p-t)=[p
x p
y pz]
t
[0082]
(2)求解扫描站两激光平面扫过p点时,激光平面在自身坐标系下的法向量n
’1,n
’2:
[0083]n′1=r
θ1
n1=[n
′
1x n
′
1y n
′
1z
]
t
[0084]n′2=r
θ2
n2=[n
′
2x n
′
2y n
′
2z
]
t
[0085]
其中,n1,n2为激光平面在初始位置时的法向量,r
θ1
,r
θ2
为激光平面由初始位置旋转到与点p重合时的旋转矩阵。
[0086]
(3)在扫描站坐标系下计算点p到两激光平面的距离:
[0087][0088][0089]
由此可知,单个标定杆位处可建立的约束方程组为:
[0090][0091]
式中:i——标定杆位编号;d
11
,d
12
,d
21
,d
22
——分别代表该扫描站2平面扫过标定杆两端点时点到激光平面的距离残差。
[0092]
经过上述分析可知,未知数共有9
×
m个系统内外参数以及2
×3×
n个标定杆端点坐标值,约束方程共有个点到激光平面距离约束和n个杆长约束。由此易知,当满足条件时,即可保证约束方程个数大于未知数的条件,保证方程求解结果收敛于唯一解。
[0093]
在本技术提供的一些实施例中,内外参数迭代优化求解过程可以是非线性最小二乘优化求解过程。采用levenberg-marquardt优化算法,此算法能借由修改步长因子达到结合高斯-牛顿算法以及梯度下降法的优点,并改善两者的不足,算法稳定性较高。levenberg-marquardt优化算法的极值条件为:
[0094]
其中,极值条件可以取最小值,进而带入上面公式得到扫描站的。
[0095]
式中:——第i个杆位处标定杆上端点p1到第j台扫描站激光平面1的距离的平方;——第i个杆位处标定杆上端点p1到第j台激光扫描装置激光平面2的距离的平方;——第i个杆位处标定杆上端点p2到第j台激光扫描装置激光平面1的距离的平方;——第i个杆位处标定杆上端点p2到第j台扫描站激光平面2的距离的平方。
[0096]
根据已求解得到的公式,带入上面(1)~(3)中的公式,可以计算出扫描单元的3个内参数和3个外参数。3个内参数分别为,扫描单元的两个激光平面的法线方向和两个法线方向之间的夹角。3个外参数分别为,扫描单元在世界坐标系或系统坐标系下的x、y、z坐标。
[0097]
为求解扫描单元的剩余3个外参数(绕x、y、z轴的旋转角),一种可能的实施方式是,通过将标定杆放置在4个不同的空间方位,扫描单元的两个激光平面测量8个不同匹配
点的坐标。由此可以对扫描单元的剩余3个外参数进行标定。在另一种可能的实施方式中,可以近似求解的方式求解,并结合标定杆相对于扫描单元的前后方位、标定点到外极线距离最小等约束条件,剔除误差较大的解,最终求解出扫描单元的剩余3个外参数。
[0098]
通过上述迭代优化,根据光束平差原理,以标定杆长残差最小和各激光平面扫过目标点时点到激光平面距离最小作为约束,可以确定系统内外参数。
[0099]
图5是本技术实施例提供的一种扫描站布局的优化方法的示意性流程图。图5所示的方法可依据实际场景和环境约束条件快速、自动的完成扫描站布局位置解算,实现测量成本、系统复杂度与测量精度最优解,避免扫描站数量冗余,解决全局测量场精度不确定度统一的问题,同时实现大范围内定位精度误差的一致性,避免误差随着范围的增大而增大,支持三维图形化显示、场景参数输入、场景和被测物模型导入、约束参数设置等。
[0100]
210,确定不同的多个扫描站布局样本,每个扫描站布局样本定义多个扫描站在测量空间内的坐标。
[0101]
220,根据布站优化适应度函数,从多个扫描站布局样本中确定目标扫描站布局样本,目标扫描站布局样本满足预设条件。
[0102]
在一些实施例中,多个不同扫描站布局样本可以通过随机生成得到。在限定范围内随机生成扫描站布局样本的每个布站参数,每个扫描站布局样本可以代表一种布站方案。
[0103]
在一些实施例中,可以通过对已有的扫描站布局样本进行变异和/或交叉等操作,以得到更多数量的扫描站布局样本。
[0104]
在一些实施例中,扫描站布局样本数量过多时,可以对多个扫描站布局样本进行初筛。可以从已有的扫描站布局样本中选取适应度值较小的多个扫描站布局样本。
[0105]
在一些实施例中,可以将最优扫描站布局样本作为目标扫描站布局样本。在另一些实施例中,可以判断测量空间的最大测量不确定度是否满足使用需求。若是,则确定目标扫描站布局样本。
[0106]
优化任务的工作条件,设定样本数量、缩放因子与杂交概率等控制参数的值,并设置合适的适应度函数。采用进化算法能较好的对可行解空间进行概率性探索,以获取优化解。差分进化算法是一种种群迭代进化算法,采用实数编码,设计参数少易于实施。为借助差分进化算法良好的完成扫描站布站问题的求解,需要针对布站问题模型依据差分进化算法进行合理的组织。
[0107]
下面结合图5和图6,阐述内外参数标定方法的一种具体实施方式。
[0108]
基于扫描站布局参数分析,可以直接利用每一扫描站的5个外参数变量作为一个扫描站布局样本进行编码。如此,每一个扫描站布局样本x由n台激光扫描装置的5n个变量构成,为一个长度为5n的向量:
[0109]
x=[x1,y1,z1,α1,β1,...,xi,yi,zi,αi,βi,...,xn,yn,zn,αn,βn]
t
[0110]
在优化计算中,种群的数量大小会影响算法收敛速度以及算法可靠程度。较小的种群数量会加快算法收敛,但容易导致局部收敛或停止演化;较大的种群数量会加大对解空间的搜索能力,增加搜索到最优解的可能性,但会增大运算负载,降低收敛速度。一般而言,种群规模设定在求解参数的5-10倍之间。
[0111]
种群更新的过程包含了变异、交叉、选择三种操作,更新种群内所有扫描站布局样
本的布局参数。
[0112]
首先是变异,在第g次迭代中,对扫描站布局样本xi(g),从已有扫描站布局样本中随机选择3个扫描站布局样本x
p1
(g),x
p2
(g),x
p3
(g),且p1≠p2≠p3≠,i则变异后的扫描站布局样本hi(g)为:
[0113]hi
(g)=x
p1
(g)+f
·
(x
p2
(g)-x
p3
(g))
[0114]
式中,f为缩放因子,用于控制差分向量的影响力。f值较小会加速算法收敛,但容易陷入局部最优。
[0115]
交叉操作可以增加种群的多样性,得到交叉后的扫描站布局样本vi(g)的方法如下:
[0116][0117]
式中,cr∈[0,1],为交叉概率,rand(0,1)是[0,1]上服从均匀分布的随机数。根据评价函数选择扫描站布局样本vi(g)或xi(g)作为下一代的扫描站布局样本xi(g+1)。
[0118]
评价函数f(x)如下:
[0119][0120]
其中,ε’m表示第m个测量空间的最大不确定度。当m个子空间的测量不确定度都满足要求不确定度时,f(x)小于1;任何一个子空间的测量不确定度不满足要求时,f(x)大于1;同时规定,当个体使得布局位于有效安装区域之外时,直接令该个体适应度f(x)=1e6,当r布站未能保证目标测量空间的覆盖,则设定对应测量子空间的测量精度ε’m=1e6。
[0121]
在种群迭代中基于解的收敛情形停止搜索以获取最优解,这里设置两种停止准则:(1)满足最大迭代次数kmax时停止,如果当前最优扫描站布局样本不满足测量空间的精度要求,则可重新进行迭代优化,或增加扫描站的数量进行重新求解;(2)当最优扫描站布局样本适应度值f≤1且连续k代不变时停止搜索,该扫描站布局样本保证了全部测量子空间的测量精度都满足要求,该扫描站布局样本即为优化后的扫描站布站解。
[0122]
图7是本技术实施例提供的一种应用于空间三维定位系统的定位方法的示意性流程图。在图7所示的实施例中,在对空间三维定位系统内的物体进行定位之前,可以先执行图3或图4所示的内外参数标定方法,以及图5和图6所示的扫描站布局的优化方法。可以先执行图5和图6所示的扫描站布局的优化方法,之后再执行图3或图4所示的内外参数标定方法。在另一些实施例中,在对空间三维定位系统内的物体进行定位之前,可以仅执行内外参数标定方法或仅执行扫描站布局的优化方法。在布局优化和/或参数标定后,通过旋转扫描站,并对扫描站采集到的信号进行坐标解算,可以得到空间三维定位系统内的物体的坐标。通过激光空间扫描单元站组成空间定位网络,扫描站发射两个扇形光平面,扇形光平面对整个测量空间进行扫描,通过研制的异构特定光电接收装置实现信号的处理和解算,从而实现待测特定目标的定位。
[0123]
本技术实施例还提供一种电子设备,电子设备包括:一个或多个处理器;一个或多个存储器;一个或多个存储器存储有一个或多个计算机程序,一个或多个计算机程序包括指令,当指令被一个或多个处理器执行时,使得电子设备执行如图3至图7所示的方法。
[0124]
本发明虽然以较佳实施例公开如上,但其并不是用来限定本发明,任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内,都可以做出可能的变动和修改,因此,本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。