一种非接触式空间定位装置的制作方法

本实用新型涉及空间定位技术领域，尤其涉及一种基于高精度激光定位技术的非接触式空间定位装置。

背景技术：

随着近几年基于位置服务研究的普及，导航服务已迅速应用于各种移动设备。为了满足当今社会的实用性需求，公共室内空间的面积与复杂度也普遍提升，而人们一般80％以上的时间会停留在室内，于是，室内导航逐渐成为具有巨大潜在市场与需求的热门研究领域。然而，全球定位系统，这个最常用于定位和导航的技术并不能很容易地应用于室内环境，研究人员必须另寻其他方式来满足室内导航的要求。

目前对复杂空间的定位，一般采用超声波定位，利用反射式测距法，这种方法虽然系统结构简单，但容易受多径效应和非视距传播的影响，降低了定位精度；同时，它还需要大量的底层硬件设施投资，总体成本较高。其他一些蓝牙技术，超宽带技术稳定性较差，受噪声信号干扰大。

激光定位技术是近年来测量领域中形成的新测量技术。激光定位测量技术是以现代光学为基础、计算机图像学、信息处理、计算机视觉等科学技术为一体的现代测量技术，它广泛应用于施工测量，医学等有关的技术领域中。新的非接触测量法,其原理是将激光发射器在工作台上，并且通过可旋转的平台在360度范围内进行发射并接收激光信号，再通过计算机的运算处理转变成直观的二维空间示意图。该技术可用于多类不方便测空间形状的地方，例如化学工业上封闭容器内位置的测量，军事工业上一些比较危险的区域，或者不便于人类亲测的地区。

故，研究人员提出基于激光定位技术来解决现有的复杂空间的定位问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，提供一种非接触式空间定位装置，其能够在静止的状态下对相对复杂的二维空间形状进行测量及准确的定位。

本实用新型的一种非接触式空间定位装置，包括：一激光传感器、一可旋转平台和一处理设备；其中，所述可旋转平台用于使所述激光传感器在360度范围内旋转；所述激光传感器安装在所述可旋转平台的顶部，所述激光传感器用于向二维空间发射激光信号和接收激光信号，并且将接收到激光信号传送至所述处理设备；所述处理设备将所接收到的激光信号进行数据处理，以获得所测二维空间的形状和大小。

在本实用新型的一实施例中，在所述可旋转平台的底部安装一微型步进电机，所述微型步进电机与一可编程控制器相连，所述可编程控制器用于控制所述微型步进电机工作，以使所述可旋转平台的转轴随所述微型步进电机的工作而旋转。

在本实用新型的一实施例中，在所述处理设备和所述激光传感器之间安装一编译解码器，所述编译解码器用于将激光信号转变为电信号。

在本实用新型的一实施例中，所述激光传感器的测量精度为0.05mm，量程范围为0.05m至10m。

在本实用新型的一实施例中，所述旋转平台为圆柱体。

在本实用新型的一实施例中，所述圆柱体的直径为60mm。

在本实用新型的一实施例中，所述圆柱体具有一中空部，所述旋转平台的转轴设置在所述中空部的中央。

在本实用新型的一实施例中，在所述中空部内容纳一数据线，所述数据线用于连接所述处理设备和所述激光传感器。

在本实用新型的一实施例中，所述激光传感器设置在与工作区域的水平面距离大于一预设距离值的位置处。

在本实用新型的一实施例中，所述非接触式空间定位装置还包括一供电装置，所述供电装置用于给所述激光传感器、所述微型步进电机、所述可编程控制器和所述处理设备供电。

本实用新型的优点在于，本实用新型所示非接触式空间定位装置能够通过激光传感器、编译解码器及处理设备等完成相对复杂的二维空间的形状测量及准确的定位。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一实施例中的非接触式空间定位装置的结构示意图。

图2是本实用新型所述实施例中的非接触式空间定位装置中的可编程控制器和开关电源的结构示意图。

图3是本实用新型所述实施例中的非接触式空间定位装置的工作状态图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的说明书和权利要求书以及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应当理解，这样描述的对象在适当情况下可以互换。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本专利文档中，下文论述的附图以及用来描述本实用新型公开的原理的各实施例仅用于说明，而不应解释为限制本实用新型公开的范围。所属领域的技术人员将理解，本实用新型的原理可在任何适当布置的系统中实施。将详细说明示例性实施方式，在附图中示出了这些实施方式的实例。此外，将参考附图详细描述根据示例性实施例的终端。附图中的相同附图标号指代相同的元件。

本实用新型说明书中使用的术语仅用来描述特定实施方式，而并不意图显示本实用新型的概念。除非上下文中有明确不同的意义，否则，以单数形式使用的表达涵盖复数形式的表达。在本实用新型说明书中，应理解，诸如“包括”、“具有”以及“含有”等术语意图说明存在本实用新型说明书中揭示的特征、数字、步骤、动作或其组合的可能性，而并不意图排除可存在或可添加一个或多个其他特征、数字、步骤、动作或其组合的可能性。附图中的相同参考标号指代相同部分。

本实用新型实施例提供一种非接触式空间定位装置。以下将分别进行详细说明。

参见图1至图3所示，在本实用新型的一实施例中，提供一种非接触式空间定位装置。所述空间定位装置包括：一激光传感器120、一可旋转平台110和一处理设备(图中未示)。其中，

所述可旋转平台110用于使所述激光传感器120在360度范围内旋转。在本实施例中，在所述可旋转平台110的底部安装一微型步进电机130，所述微型步进电机130与一可编程控制器140相连，所述可编程控制器140用于控制所述微型步进电机130工作，以使所述可旋转平台110的转轴随所述微型步进电机130的工作而旋转，如图3所示的箭头A方向旋转，当然不限于此。也就是说，通过可编程控制器140的控制，使得调整所述可旋转平台110的旋转角度和旋转快慢。所述可编程控制器140可以采用市面上常规的控制器，例如采用台达(Delta)DVP-14SS型号的可编程控制器，但不限于此。

在本实施例中，所述旋转平台为圆柱体。当然，在其他部分实施例中，该旋转平台的形状不限于此。所述圆柱体的直径为60mm。另外，所述圆柱体具有一中空部，所述旋转平台的转轴设置在所述中空部的中央。

此外，在所述中空部内可以容纳一数据线，以便节约空间。所述数据线用于连接所述处理设备和所述激光传感器120，或者所述数据线用于连接所述处理设备和编译解码器(下文有进一步说明)。需说明的是，数据线要适当的加长，防止可旋转平台110旋转时，连接至激光传感器120的数据线因线长短问题而导致数据采集不够完整。另外，应该要保证可编程控制器140与其相连的数据吸纳尽可能整齐，且各数据线最好连接在一起，从而防止对被测量的二维空间造成干扰、测量结果不准确、甚至是测量失败的问题。

继续参见图1至图3所示，所述激光传感器120安装在所述可旋转平台110的顶部，所述激光传感器120用于向二维空间发射激光信号和接收激光信号，并且将接收到激光信号传送至所述处理设备。在本实施例中，所述激光传感器120的测量精度为0.05mm，量程范围为0.05m至10m。所述激光传感器可以采用例如盈勤RFA1-10-485M，但不限于此。

另外，所述激光传感器120设置在与工作区域的水平面距离大于一预设距离值的位置处。这样，有助于在进行测量二维空间时获得完整的二维空间的形状。且，所述激光传感器120摆放方向垂直于工作区域的水平面。

在本实施例中，在所述处理设备和所述激光传感器120之间安装一编译解码器(图中未示)，所述编译解码器用于将激光信号转变为电信号。所述编译解码器为本领域常用的编译解码器。

所述处理设备将所接收到的激光信号进行数据处理，包括对该数据进行拟合、检测和分析，并且对数据进行处理，以获得便捷直观的二维空间示意图，在所述二维空间示意图中得到准确的长度和位置信息，即获得所测二维空间的形状和大小。所述处理设备包括一市面上常规的工控机，例如研华(Advantech)ARK-1000，但是不限于此。

另外，在本实施例中，所述非接触式空间定位装置还包括一供电装置150，所述供电装置150用于给所述激光传感器120、所述微型步进电机130、所述可编程控制器140和所述处理设备供电。在本实施例中，所述供电装置150安装在所述可编程控制器140的附近。

以上对本实用新型实施例所提供的一种的非接触式空间定位装置进行了详细介绍。应理解，本文所述的示例性实施方式应仅被认为是描述性的，用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想，而并不用于限制本实用新型。在每个示例性实施方式中对特征或方面的描述通常应被视作适用于其他示例性实施例中的类似特征或方面。尽管参考示例性实施例描述了本实用新型，但可建议所属领域的技术人员进行各种变化和更改。本实用新型意图涵盖所附权利要求书的范围内的这些变化和更改。