本实用新型涉及一种定位治具，属于空间定位技术领域。
背景技术：
在虚拟现实(VR)和增强现实(AR)技术领域，定位技术已经成为虚拟现实技术和增强现实技术交互的基础。现有的定位技术包括红外光学定位、激光定位、超声波定位、可见光定位等技术。并且，通常采用手柄或手套等可持装置完成交互过程。
无论是采用上述的光学定位技术还是超声波定位技术进行定位，每个扫描周期都需要通过信号发送装置(如定位基站)向信号接收装置(待定位装置，如手柄、定位器)发送定位信号，信号接收装置接收这些定位信号，并计算出相对于信号发送装置的空间三维坐标系的位置。
信号接收装置通过标定使其位于信号发送装置设立的坐标系中，以进行信号接收装置的三维坐标计算。在进行信号接收装置合格率检查时需要进行标定的准确性检测，但是如果信号发送装置标定时信号发送装置不能完全固定，会导致信号发送装置标定存在误差。
技术实现要素：
本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种定位治具。
为了实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：
一种定位治具，包括支撑杆，所述支撑杆的一端设置有第一固定装置，所述支撑杆的另一端设置有第二固定装置；
所述第一固定装置用于固定信号发送装置，所述信号发送装置沿所述支撑杆纵向方向发送信号；
所述第二固定装置用于固定信号接收装置，所述信号接收装置接收所述信号发送装置发送的信号。
其中较优地，所述第一固定装置在所述支撑杆上的安装位置，正对所述第二固定装置。
其中较优地，所述第一固定装置包括基板、前挡板、后挡板及侧挡板，所述基板设置在所述支撑杆的上端，所述前挡板、所述后挡板及所述侧挡板分别以预设位置设置在所述基板上，形成用于固定所述信号发送装置的容纳腔。
其中较优地，所述前挡板上设置有弧形凹槽，所述弧形凹槽的形状和尺寸与所述信号发送装置的信号发送器的位置相匹配。
其中较优地，所述前挡板通过拉杆螺丝安装在所述基板上并与所述后挡板位置相对。
其中较优地，所述基板设有通道，所述拉杆螺丝的一端和套在所述拉杆螺丝上的弹簧安装在所述通道内，所述拉杆螺丝的另一端连接所述前挡板。
其中较优地，所述支撑杆上另一端设有凸台，所述第二固定装置设置在所述凸台上，所述凸台的高度与所述第一固定装置的基板的高度相同。
其中较优地，所述第二固定装置上设置有与所述信号接收装置相匹配的固定槽。
其中较优地，所述信号发送装置为基站，所述信号接收装置为标定PCB板。
其中较优地，所述信号发送装置为基站，所述信号接收装置为手柄。
本实用新型所提供的定位治具通过在支撑杆的两端分别设置第一固定装置和第二固定装置，并将信号发送装置与信号接收装置对应固定在第一固定装置和第二固定装置上，实现信号发送装置基于同一静止位置向各个信号接收装置同步信号、超声波信号及激光平面信号，从而辅助信号发送装置和信号接收装置完成信号发送装置进行标定的准确性检测，及信号接收装置的质量检测。因此，本定位治具不仅避免信号发送装置标定存在误差，还保证对各个手柄的质量检测的准确性，避免发生对手柄质量检测的误判断。
附图说明
图1为本实用新型所提供的定位治具的结构示意图；
图2为本实用新型所提供的定位治具中，第一固定装置的前挡板、拉杆螺丝及套在拉杆螺丝上的弹簧的连接示意图；
图3为本实用新型所提供的定位治具中，安装信号发送装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型的技术内容做进一步的详细说明。
需要说明的是，现有室内空间定位的三维空间定位系统包括信号发送装置和信号接收装置。信号发送装置作为三维空间定位的参考坐标基点，信号接收装置作为待定位点。信号接收装置可以是手柄或头部显示装置上安装的定位器；信号发送装置可以是基站，但不仅局限于此。
其中，信号发送装置用于通过无线传输的方式向信号接收装置发送超声波信号、绕着第一旋转轴旋转发送第一激光平面信号以及绕着第二旋转轴旋转发送第二激光平面信号；信号接收装置用于检测超声波信号、第一激光平面信号以及第二激光平面信号。较佳地，信号发送装置还用于向信号接收装置发送时间同步信号，信号接收装置还用于从信号发送装置接收时间同步信号，从而实现在信号发送装置和信号接收装置之间同步基准时刻。
具体地说，信号发送装置上设置有分别用于发送第一激光平面信号和第二激光平面信号的两个旋转激光平面发射器。每个旋转激光平面发射器可以包括激光发射器、透镜以及电动机(例如，直流电动机)。激光发射器、透镜(反光镜)分别设置在电动机上，电动机上对应于透镜的位置设置有透光孔，激光发射器可以沿着电动机的转轴将一束激光发射到电动机转轴上的透镜，该束激光通过透镜形成一个激光平面，电动机带动透镜旋转，从而形成旋转激光平面。或者，激光发射器可以不设置在电动机上，激光发射器可以将一束激光发射到电动机转轴的镜面上，镜面可以将激光反射并通过透镜使激光束成为一个跟随电动机转动的激光平面。然而，本实施例对此并不限定。在其他实现方式中，可以不采用透镜，而使用光栅等其他可以形成平面信号的光学元件。
为了保证每个旋转激光平面发射器在每个周期的同一时刻向信号接收装置发送激光平面信号，因此，在电动机上还设置触发装置，触发装置可以是材质为铝箔的定位条，也可以是霍尔传感器等其他装置，只要能在电动机转动到触发装置对应的位置时，启动触发信号发送同步信号即可。以下，为了便于描述，以定位条为例进行说明。理论上定义该定位条所在位置为0点时刻，并且定位条所在位置需要保证与透光孔的位置成90°夹角。当每个旋转激光平面发射器的电动机从定位条所在位置开始顺时针转动至30°时，开始使每个旋转激光平面发射器向空间内发射激光平面信号。
但是，由于每个电动机上的定位条的位置在实际生产过程中会有一定误差，导致定位条与对应的透光孔之间的实际夹角可能大于或小于90°(理论夹角)，因此，需要对基站上的每个旋转激光平面发射器进行标定，标定的目的在于计算每个电动机上的定位条与对应的透光孔之间的实际夹角，从而得到该实际夹角相对于理论夹角(90度)的误差，以便于得到准确的信号接收装置相对于信号发送装置的三维坐标。
因此，为了保证信号发送装置进行标定的过程中都是基于同一静止位置，以避免信号发送装置标定存在误差。本实用新型提供了一种定位治具，该定位治具主要用于辅助信号发送装置和信号接收装置完成信号发送装置进行标定的准确性检测，及信号接收装置的质量检测。
如图1和图3所示，本实用新型所提供的定位治具包括支撑杆1，在支撑杆1的一端设置有第一固定装置2，在支撑杆1的另一端设置有第二固定装置3，第一固定装置2在支撑杆1上的安装位置，正对着第二固定装置3。第一固定装置用于固定信号发送装置，第二固定装置用于固定信号接收装置；通过第一固定装置使得信号发送装置基于同一静止位置向各个信号接收装置发送同步信号和激光平面信号，信号发送装置接收信号接收装置发送的定位信号，并反馈激光平面信号的旋转角度(旋转激光平面发射器的电动机从定位条所在位置开始顺时针转动的旋转角度)，完成信号发送装置的标定过程。根据该旋转角度可以得到对应的定位条与对应的透光孔之间的实际夹角，从而得到该实际夹角相对于理论夹角(定位条与对应的透光孔之间的理论夹角为90度)的误差，以便于得到准确的信号接收装置相对于信号发送装置的三维坐标。
本定位治具还可以实现对信号接收装置的质量检测过程，以验证信号接收装置的合格率。即通过第一固定装置使得信号发送装置基于同一静止位置向各个信号接收装置发送同步信号、超声波信号及激光平面信号，信号接收装置检测并判断超声波信号的发送时刻和接收时刻，及激光平面信号的参考时刻和接收时刻等参数是否与预设值相同。
在本定位治具中，如图1所示，第一固定装置2包括基板201、前挡板203、后挡板202及侧挡板204；基板201设置在支撑杆1的一端，将后挡板202、前挡板203及侧挡板204分别设置在基板201的预设位置形成用于固定信号发送装置的容纳腔。具体的，后挡板202通过螺丝固定在基板上远离第二固定装置3的一侧，侧挡板204通过螺丝固定在基板上与后挡板202位置相邻的一侧，前挡板203通过拉杆螺丝205安装在基板201上并与后挡板202位置相对；在基板201内部有两个通道，放置拉杆螺丝205和套在拉杆螺丝205上的弹簧206；如图2所示，拉杆螺丝205的一端和套在拉杆螺丝上的弹簧206安装在通道内，拉杆螺丝205的另一端连接前挡板203。通过拉杆螺丝205与弹簧206配合实现将前挡板203安装在基板201上。
因此，在弹簧206弹力的作用下，使得拉杆螺丝205带动前挡板203发生移动，从而实现前挡板203与基板201连接或分离。即当拉动前挡板203的时候，拉杆螺丝205会压缩弹簧206产生反作用力，拉开前挡板203把信号发送装置放置于第一固定装置2的容纳腔内，放开前挡板203，在弹簧206的反作用力下，通过前挡板203与后挡板202把信号发送装置压紧，从而使得信号发送装置固定在第一固定装置2的容纳腔内。为了保证信号发送装置不会阻挡同步信号和激光平面信号发送至信号接收装置，在前挡板203上设置有弧形凹槽2030，该弧形凹槽2030的形状和尺寸与信号发送装置的信号发送器的所在位置相匹配，不会阻挡信号发送器发送的信号(激光平面信号和超声波信号)。
如图1所示，第二固定装置3设置在支撑杆1的另一端的凸台101上，该凸台的高度与第一固定装置2的基板201的高度相同，使得信号发送装置与信号接收装置安装后位于同一高度。第二固定装置3可以根据实际需求设计成任意形状的安装台，在一个可选实施例中，在该安装台上设置有与信号接收装置底部相匹配的固定槽301，将信号接收装置的底部插入该固定槽301，即可实现信号接收装置固定在支撑杆1的另一端，并使信号接收装置正对着信号发送装置。在其他可选实施例中，安装台可以设置为适配于定位器、标定用PCB板(Printed Circuit Board,印刷电路板)等。
优选地，第一固定装置2安装在支撑杆1时，安装在第一固定装置2内的信号发送装置沿支撑杆1纵向方向发送定位信号，安装在第二固定装置3内的信号接收装置正对着信号发送装置发送定位信号的方向。由于第一固定装置2与第二固定装置3的位置相对，因此，将信号发送装置、信号接收装置分别对应固定在第一固定装置2与第二固定装置3上，使得信号发送装置与信号接收装置的位置相对，并且信号发送装置的信号发送器对准信号接收装置的信号接收器。
为了便于对本实用新型实施例的理解，下面以信号发送装置为基站，信号接收装置分别为标定PCB板、手柄为例，对本定位治具的工作原理进行详细说明。
本定位治具可以实现对基站的标定过程，其标定过程为：拉开前挡板203把基站放置于第一固定装置2的容纳腔内，放开前挡板203，在弹簧206的反作用力下，通过前挡板203与后挡板202把基站压紧，从而使得基站固定在第一固定装置2的容纳腔内，并且信号发送装置可沿支撑杆1纵向方向发送定位信号。将一个标定PCB板放入第二固定装置3上(图中未示出)，此时，基站的信号发送器对准标定PCB板的信号接收端。开启基站，使得基站通过无线传输的方式向标定PCB板发送同步信号(同步信号可以为光信号或者无线电信号)，以及发送第一激光平面信号及第二激光平面信号，标定PCB板检测到同步信号进行同步基准时刻，手柄还会检测到第一激光平面信号与第二激光平面信号，并记录所检测到的第一激光平面信号与第二激光平面信号的参考时刻和接收时刻；标定PCB板根据所记录的第一激光平面信号与第二激光平面信号的参考时刻和接收时刻，计算出第一激光平面信号的第一旋转角度与第二激光平面信号的第二旋转角度，并将第一激光平面信号与第二激光平面信号的旋转角度(第一旋转角度与第二旋转角度)反馈给基站进行存储，从而完成基站的标定过程。其中，第一激光平面信号与第二激光平面信号的旋转角度可以根据如下公式计算得到，
a＝(K-J)×Wa (1)
b＝(T-S)×Wb (2)
其中，a表示第一激光平面信号的第一旋转角度，K表示第一激光平面信号的接收时刻,J表示第一激光平面信号的参考时刻,Wa表示第一激光电机的角速度；b表示第二激光平面信号的第二旋转角度，T表示第二激光平面信号的接收时刻,S表示第二激光平面信号的参考时刻；Wb表示第二激光电机的角速度。其中，每个激光电机的角速度依激光平面信号的扫描频率而定，例如激光平面信号的扫描频率为60HZ，每个周期约为16.666s,那么每个激光电机的角速度为21600°/s。
理论上，从电动机的定位条被触发，到标定PCB板接收到激光平面信号，等于电动机旋转过90°的时间，即4.166ms，如果不是这个时间，说明电动机上的定位条与对应的透光孔之间的实际夹角不是90°，根据标定PCB板发送的第一旋转角度与第二旋转角度可以得到与每个旋转激光平面发射器的电动机上的定位条与对应的透光孔之间的实际夹角，从而得到该实际夹角相对于理论夹角(定位条与对应的透光孔之间的理论夹角为90度)的误差，如误差超出一定阈值范围，则将电动机上的定位条与对应的透光孔之间的实际夹角发送到基站中，以实现对基站的标定，以便于得到准确的信号接收装置相对于信号发送装置的三维坐标。
因此，采用上述方法可以实现分别采用一个标定PCB板完成对多个基站的标定过程，并且由于标定PCB板始终位于同一静止位置接收多个基站发送的同步信号、超声波信号及激光平面信号，使得各个基站的标定结果更准确；
本定位治具还可以实现对手柄的质量检测过程，以验证手柄的合格率。如图3所示，在进行手柄合格率检查时需要进行标定的准确性检测，即手柄检测到激光平面信号的参考时刻和接收时刻，及超声波信号的发送时刻和接收时刻等参数是否与预设值相同。手柄质量检测过程为：拉开前挡板203把经检验为良品的基站放置于第一固定装置2的容纳腔内，放开前挡板203，在弹簧206的反作用力下，通过前挡板203与后挡板202把基站压紧，从而使得基站固定在第一固定装置2的容纳腔内。将手柄的底部插入第二固定装置3的固定槽301内，此时，基站的信号发送端对准手柄的信号接收端。开启基站，使得基站通过无线传输的方式向手柄分别发送同步信号(同步信号可以为光信号或者无线电信号)，以及发送第一激光平面信号、第二激光平面信号及超声波信号，手柄检测到同步信号进行同步基准时刻，手柄还会检测到第一激光平面信号、第二激光平面信号及超声波信号，并记录所检测到的第一激光平面信号与第二激光平面信号的参考时刻和接收时刻，及超声波信号的发送时刻和接收时刻；手柄根据第一激光平面信号与第二激光平面信号的参考时刻和接收时刻，及超声波信号的发送时刻和接收时刻的预设值，判断所记录的第一激光平面信号与第二激光平面信号的参考时刻和接收时刻，及超声波信号的发送时刻和接收时刻是否与预设值相同，若与预设值相同，则认为该手柄的质量合格；若与预设值不同，则认为该手柄的质量不合格。因此，采用上述方法可以完成对多个手柄的质量检测过程，并且通过本定位治具使得基站始终位于同一静止位置向多个手柄发送同步信号、超声波信号及激光平面信号，保证对多个手柄的质量检测的准确性，避免发生对手柄质量检测的误判断。
本实用新型所提供的定位治具通过在支撑杆的两端分别设置第一固定装置和第二固定装置，并将信号发送装置与信号接收装置对应固定在第一固定装置和第二固定装置上，实现信号发送装置基于同一静止位置向固定位置的信号接收装置同步信号、超声波信号及激光平面信号，从而辅助信号发送装置和信号接收装置完成信号发送装置进行标定的准确性检测，及信号接收装置的质量检测。因此，本定位治具不仅可以对存在误差的信号发送装置进行标定，还可以检测手柄的质量，避免发生对手柄质量检测的误判断。
以上对本实用新型所提供的定位治具进行了详细的说明。对本领域的一般技术人员而言，在不背离本实用新型实质精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将属于本实用新型专利权的保护范围。