一种采用激光扫描的目标定位方法及激光接收装置的制造方法

一种采用激光扫描的目标定位方法及激光接收装置的制造方法
【专利摘要】本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种采用激光扫描的目标定位方法及激光接收装置，包括：激光接收装置记录接收到第一激光旋转扫描装置发射的同步信号的第一时间及接收到激光信号的第二时间，确定接收时长并根据接收时长确定第一激光旋转扫描装置的旋转角度，根据N个激光旋转扫描装置的旋转角度确定激光接收装置的位置(与目标对象位置相同)，第一激光旋转扫描装置为激光发射装置的N个激光旋转扫描装置中的任一个，N大于等于3。该方法只需要至少三个激光旋转扫描装置，即可实现对激光接收装置定位，对光、机、电要求不高，并且激光接收装置中的激光敏感元件的数量只需要至少一个就可以，因而装置结构比较简单。
【专利说明】
一种采用激光扫描的目标定位方法及激光接收装置
技术领域
[0001] 本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种采用激光扫描的目标定位方法及激光接 收装置。
【背景技术】
[0002] 定位技术是基于位置的服务、虚拟现实等应用的支撑技术。为提升用户体验，对定 位的精准性、实时性要求越来越高。激光由于单色性、方向性好，是实现目标精准定位的主 要技术手段之一。目前激光用于目标定位和跟踪的主要方法有：
[0003] 1)基于测量激光飞行时间（ToF，Time of Flight)的方法，典型应用有激光测距 仪，2D(2dimensional，二维)激光雷达，3D(3dimensional，三维)激光雷达。该方法要求达到 nS(纳秒)级以内的精准计时，对光、机、电都有较高要求。而且该方法采用点光斑，3D空间扫 描的时间周期长、实时性差。
[0004] 2)基于测量激光到达角度(AoA，Angle of Arrival)的方法，利用激光方向性好的 特点，测量激光的到达角度，然后用AoA方法进行目标定位。该方法通过在目标对象上安装 多个激光敏感元件，分别测量出激光到达多个激光敏感元件的时间。通过各个多个激光敏 感元件的位置差，计算出目标的位置和运动轨迹。该方法对激光敏感元件的数量及安装位 置有苛刻要求，导致装置结构复杂，不利于规模生产和维护。
[0005] 综上所述，现有技术目标定位方法存在对设备的要求比较高，装置结构比较复杂 的问题。

【发明内容】

[0006] 本发明提供一种采用激光扫描的目标定位方法及激光接收装置，用以解决现有技 术目标定位方法存在对设备的要求比较高，装置结构比较复杂的问题。
[0007] -方面，本发明实施例提供一种采用激光扫描的目标定位方法，包括：
[0008] 激光接收装置记录接收到第一激光旋转扫描装置发射的同步信号的第一时间，所 述第一激光旋转扫描装置为激光发射装置的N个激光旋转扫描装置中的任一个，所述激光 发射装置的N个激光旋转扫描装置发射的激光面可相交于一点且所述N个激光旋转扫描装 置按顺序启动，N大于等于3;
[0009]所述激光接收装置记录接收到所述第一激光旋转扫描装置发射的激光信号的第 二时间；
[0010]所述激光接收装置根据所述第一时间和所述第二时间，确定接收时长，所述接收 时长用于表示自接收到所述同步信号至接收到激光信号之间的时间间隔；
[0011]所述激光接收装置根据所述接收时长，确定所述第一激光旋转扫描装置的旋转角 度；
[0012]所述激光接收装置根据所述N个激光旋转扫描装置的旋转角度，确定所述激光接 收装置的位置，并将所述激光接收装置的位置作为目标对象的位置，所述激光接收装置位 于所述目标对象所在的位置。
[0013]本发明实施例提供的方法，激光接收装置记录接收到第一激光旋转扫描装置发射 的同步信号的第一时间，记录接收到所述第一激光旋转扫描装置发射的激光信号的第二时 间，根据所述第一时间和所述第二时间确定接收时长，根据所述接收时长，确定所述第一激 光旋转扫描装置的旋转角度，以及根据N个激光旋转扫描装置的旋转角度，确定激光接收装 置的位置，并将激光接收装置的位置作为目标对象的位置，所述激光接收装置位于所述目 标对象所在的位置，其中，第一激光旋转扫描装置为激光发射装置的N个激光旋转扫描装置 中的任一个，所述激光发射装置的N个激光旋转扫描装置发射的激光面可相交于一点且所 述N个激光旋转扫描装置按顺序启动，N大于等于3。该方法的激光发射装置中只需要三个或 三个以上的激光旋转扫描装置，就可以通过接收激光发射装置发射的同步信号及激光信号 实现对激光接收装置的定位，从而实现对目标对象的定位，该方法对光、机、电要求不高，并 且激光接收装置中的激光敏感元件的数量只需要至少一个就可以，因而装置结构比较简 单。
[0014]可选地，所述激光接收装置记录接收到第一激光旋转扫描装置发射的同步信号的 第一时间，包括：
[0015] 所述激光接收装置通过所述激光接收装置中的至少一个激光敏感元件接收所述 同步信号，并在接收到所述同步信号后，通知所述激光接收装置中的计时单元记录所述第 一时间；
[0016] 所述激光接收装置记录接收到所述第一激光旋转扫描装置发射的激光信号的第 二时间，包括：
[0017] 所述激光接收装置通过所述至少一个激光敏感元件接收所述激光信号，并在接收 到所述激光信号后，通知所述计时单元记录所述第二时间。
[0018] 可选地，所述激光接收装置根据所述接收时长，确定所述第一激光旋转扫描装置 的旋转角度，包括：
[0019] 所述激光接收装置将所述接收时长，作为所述第一激光旋转扫描装置的旋转时 长；
[0020] 所述激光接收装置根据所述第一激光旋转扫描装置的旋转时长及所述第一激光 旋转扫描装置的转速，确定所述第一激光旋转扫描装置的旋转角度。
[0021] 可选地，所述激光接收装置根据所述N个激光旋转扫描装置的旋转角度，确定所述 激光接收装置的位置，包括：
[0022] 所述激光接收装置从所述N个激光旋转扫描装置中选择三个激光旋转扫描装置， 所述三个激光旋转扫描装置发射的激光面可相交于一点；
[0023]所述激光接收装置根据所述三个激光旋转扫描装置的旋转角度及所述三个激光 旋转扫描装置所在的位置，通过三角定位法确定所述激光接收装置的位置。
[0024] 可选地，所述第一激光旋转扫描装置包含一字线激光模组、直流无刷马达及驱动 器、镜面装置，且所述镜面装置固定在所述直流无刷马达及驱动器；
[0025] 所述激光信号是由所述第一激光旋转扫描装置按如下方式发射的，包括：
[0026] 所述第一激光旋转扫描装置通过所述镜面装置将所述一字线激光模组发射的激 光信号反射到监测区域形成激光面，并通过所述直流无刷马达及驱动器的转动带动所述镜 面装置的旋转，使得激光面旋转扫描所述监测区域，所述目标对象位于所述监测区域内。
[0027] 可选地，所述同步信号是由所述第一激光旋转扫描装置按如下方式发射的：
[0028] 所述第一激光旋转扫描装置通过所述第一激光旋转扫描装置中的角度传感器检 测到所述直流无刷马达及驱动器旋转到需要启动扫描的初始角度时，通过同步模块发射所 述同步信号到所述监测区域。
[0029] 可选地，所述激光发射装置包含三个激光旋转扫描装置，其中两个激光旋转扫描 装置中的镜面装置沿水平方向旋转且与一字线激光模组位于同一水平线；另外一个激光旋 转扫描装置中的镜面装置沿竖直方向进行旋转且与一字线激光模组位于同一竖直线。
[0030] 另一方面，本发明实施例提供一种激光接收装置，包括：
[0031] 计时单元，用于记录接收到第一激光旋转扫描装置发射的同步信号的第一时间， 所述第一激光旋转扫描装置为激光发射装置的N个激光旋转扫描装置中的任一个，所述激 光发射装置的N个激光旋转扫描装置发射的激光面可相交于一点且所述N个激光旋转扫描 装置按顺序启动，N大于等于3;记录接收到所述第一激光旋转扫描装置发射的激光信号的 第二时间；以及根据所述第一时间和所述第二时间，确定接收时长，所述接收时长用于表示 自接收到所述同步信号至接收到激光信号之间的时间间隔；
[0032]定位单元，用于根据所述接收时长，确定所述第一激光旋转扫描装置的旋转角度； 根据所述N个激光旋转扫描装置的旋转角度，确定所述激光接收装置的位置，并将所述激光 接收装置的位置作为目标对象的位置，所述激光接收装置位于所述目标对象所在的位置。
[0033] 可选地，所述激光接收装置还包括至少一个激光敏感元件，用于:在接收到所述同 步信号后，通知所述计时单元记录所述第一时间；以及在接收到所述激光信号后，通知所述 计时单元记录所述第二时间；
[0034] 所述计时单元，具体用于:在接收到所述至少一个激光敏感元件的通知后记录所 述第一时间；以及在接收到所述至少一个激光敏感元件的通知后记录所述第二时间。
[0035] 可选地，所述定位单元，具体用于：
[0036]将所述接收时长，作为所述第一激光旋转扫描装置的旋转时长；
[0037]根据所述第一激光旋转扫描装置的旋转时长及所述第一激光旋转扫描装置的转 速，确定所述第一激光旋转扫描装置的旋转角度。
[0038] 可选地，所述定位单元，还用于：
[0039]从所述N个激光旋转扫描装置中选择三个激光旋转扫描装置，所述三个激光旋转 扫描装置发射的激光面可相交于一点；
[0040] 根据所述三个激光旋转扫描装置的旋转角度及所述三个激光旋转扫描装置所在 的位置，通过三角定位法确定所述激光接收装置的位置。
[0041] 可选地，所述第一激光旋转扫描装置包含一字线激光模组、直流无刷马达及驱动 器、镜面装置，且所述镜面装置固定在所述直流无刷马达及驱动器；
[0042] 所述一字线激光模组用于发射激光信号到所述镜面装置；
[0043] 所述镜面装置，用于将所述一字线激光模组发射的激光信号反射到监测区域形成 激光面；
[0044] 所述直流无刷马达及驱动器，用于通过所述直流无刷马达及驱动器的转动带动所 述镜面装置的旋转，使得所述激光面旋转扫描所述监测区域，所述目标对象位于所述监测 区域内。
[0045] 可选地，所述第一激光旋转扫描装置还包括角度传感器，用于在检测到所述直流 无刷马达及驱动器旋转到需要启动扫描的初始角度时，通知同步模块发射所述同步信号到 所述监测区域。
[0046] 可选地，所述激光发射装置包含三个激光旋转扫描装置，其中两个激光旋转扫描 装置中的镜面装置沿水平方向旋转且与一字线激光模组位于同一水平线；另外一个激光旋 转扫描装置中的镜面装置沿竖直方向进行旋转且与一字线激光模组位于同一竖直线。
【附图说明】
[0047] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使 用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本 领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其 他的附图。
[0048] 图1为本发明实施例提供的一种采用激光扫描的目标定位方法流程图；
[0049] 图2为本发明实施例提供的类型一的激光发射装置示意图；
[0050] 图3为本发明实施例提供的类型二的激光发射装置中的激光旋转扫描装置示意 图；
[0051] 图4为本发明实施例提供的三角定位法示意图；
[0052] 图5为本发明实施例提供的一种采用激光扫描的目标定位方法详细流程图；
[0053]图6为本发明实施例提供的一种激光接收装置示意图。
【具体实施方式】
[0054] 为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进 一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施 例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的 所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0055] 下面结合说明书附图对本发明实施例作进一步详细描述。
[0056] 如图1所示，本发明实施例提供的一种采用激光扫描的目标定位方法，包括：
[0057] 步骤101、激光接收装置记录接收到第一激光旋转扫描装置发射的同步信号的第 一时间，所述第一激光旋转扫描装置为激光发射装置的N个激光旋转扫描装置中的任一个， 所述激光发射装置的N个激光旋转扫描装置发射的激光面可相交于一点且所述N个激光旋 转扫描装置按顺序启动，N大于等于3;
[0058] 步骤102、所述激光接收装置记录接收到所述第一激光旋转扫描装置发射的激光 信号的第二时间；
[0059] 步骤103、所述激光接收装置根据所述第一时间和所述第二时间，确定接收时长， 所述接收时长用于表示自接收到所述同步信号至接收到激光信号之间的时间间隔；
[0060] 步骤104、所述激光接收装置根据所述接收时长，确定所述第一激光旋转扫描装置 的旋转角度；
[0061] 步骤105、所述激光接收装置根据所述N个激光旋转扫描装置的旋转角度，确定所 述激光接收装置的位置，并将所述激光接收装置的位置作为目标对象的位置，所述激光接 收装置位于所述目标对象所在的位置。
[0062]在本发明实施例中，目标定位系统包含激光发射装置和激光接收装置，并且激光 发射装置包含N个激光旋转扫描装置，N为大于或等于3的整数，也就是说，在本发明中，激光 发射装置中包含至少三个激光旋转扫描装置，并且所述至少三个激光旋转扫描装置可以是 安装为一体结构，也可以是激光发射装置中的多个激光旋转扫描装置相互之间独立分布， 下面对两种类型的激光发射装置分别介绍。
[0063]类型一、所述至少三个激光旋转扫描装置安装为一体结构
[0064]即一个激光发射装置内部安装有至少三个激光旋转扫描装置，在使用的时候，所 有的激光旋转扫描装置都是位于同一个位置，所有的激光旋转扫描装置可以当做一个整体 来看待，每个激光旋转扫描装置都可以发射出激光面对监测区域进行扫描，所述至少三个 激光旋转扫描装置发射出的激光面可以相交于一点，如图2所示，为类型一的激光发射装置 示意图，其中，示例性地给出了其中包含三个激光旋转扫描装置(实际应用中，可以多于三 个），每个激光旋转扫描装置包含有一字线激光模组、镜面装置、联轴器、直流无刷马达及驱 动器，所述一字线激光模组用于发射激光信号到镜面装置，所述镜面装置用于将一字线激 光模组发射到镜面装置的激光信号反射到监测区域，联轴器用于将镜面装置固定于直流无 刷马达及驱动器，直流无刷马达及驱动器可进行匀速转动，从而带动镜面装置的旋转，因而 可实现对监测区域进行激光扫描。此外激光发射装置中还包含一个同步模块和一个多轴联 动控制模块，同步模块用于发射同步信号给激光接收装置，实现与激光接收装置之间的初 始角度同步，多轴联动控制模块控制每个激光旋转扫描装置中的直流无刷马达及驱动器的 转速，以及用于实现对所有激光旋转扫描装置的激光扫描顺序进行控制。
[0065]类型二、激光发射装置包含的至少三个激光旋转扫描装置分别为独立装置 [0066]在该类型中，每个激光旋转扫描装置是一个单独的装置，所述至少三个激光旋转 扫描装置可以位于同一个位置，也可以位于不同的位置，举例来说，假设监测区域是一个房 间，则在类型二中，可以将多个激光旋转扫描装置分别放置于房间各个角落、房间中间、或 是房间内天花板上，从而实现从多个位置发射激光信号对监测区域进行激光扫描。如图3所 示，为类型二的激光发射装置中的激光旋转扫描装置示意图，其中包含有一字线激光模组、 镜面装置、联轴器、直流无刷马达及驱动器，每个模块的功能与类型一中的相应模块的功能 相同，在此不赘述，并且，类型二中的每个激光旋转扫描装置都包含有一个同步模块，用于 发射同步信号给激光接收装置，实现与激光接收装置之间的初始角度同步。所有的激光旋 转扫描装置之间可以通过有线连接的方式进行通信，也可以通过无线数据传输的方式进行 通信，并且，优选地，可以在监测区域中增加一个总控装置，其用途与类型一的多轴联动控 制模块的用途类似，用于实现对每个激光旋转扫描装置中的直流无刷马达及驱动器的转速 进行控制，以及用于实现对所有激光旋转扫描装置的激光扫描顺序进行控制。
[0067] 本发明实施例中的激光接收装置放置于目标对象所在的位置，通过接收多个激光 旋转扫描装置发射的激光信号，从而确定激光接收装置分别与每个激光旋转扫描装置之间 的相对位置关系，进而定位出激光接收装置所在的位置，也即定位出目标对象所在的位置。
[0068] 下面进行具体说明。在本发明实施例中，为方便说明，后续均以类型一的激光发射 装置为例进行说明，即所有的激光旋转扫描装置是安装为一体结构的。对于类型二的激光 发射装置，其原理与类型一的激光发射装置相同。以及，为方便说明，下面对激光发射装置 中的任一个激光旋转扫描装置统称为第一激光旋转扫描装置。
[0069] 在进行目标对象定位之前，首先要部署好激光发射装置的位置，例如将激光发射 装置放置于监测区域的一个角落，从而只要激光旋转扫描装置中的镜面装置旋转45度，SP 可实现对监测区域的90度激光扫描，也即实现了对监测区域的完整激光扫描。
[0070] 可选地，第一激光旋转扫描装置包含一字线激光模组、直流无刷马达及驱动器、镜 面装置，且所述镜面装置固定在所述直流无刷马达及驱动器;所述激光信号是由所述第一 激光旋转扫描装置按如下方式发射的，包括:所述第一激光旋转扫描装置通过所述镜面装 置将所述一字线激光模组发射的激光信号反射到监测区域形成激光面，并通过所述直流无 刷马达及驱动器的转动带动所述镜面装置的旋转，使得激光面旋转扫描所述监测区域，所 述目标对象位于所述监测区域内。
[0071] 可参照图2,第一激光旋转扫描装置中的一字线激光模组发射出激光信号，打到镜 面装置上，镜面装置将激光信号反射到监测区域中，形成一个激光面，并且由于镜面装置固 定在所述直流无刷马达及驱动器，例如可选地，镜面装置通过一个联轴器固定在所述直流 无刷马达及驱动器，由多轴联动控制模块驱动所述直流无刷马达及驱动器的转动，从而带 动镜面装置的旋转，因而可实现将一字线激光模组发射的激光信号反射到监测区域，且形 成一个激光面对监测区域进行扫描，只要激光接收装置位于监测区域，且位于第一激光旋 转扫描装置的激光扫描范围，则激光接收装置一定可以接收到第一激光旋转扫描装置发射 出的激光信号。
[0072] 在部署好激光发射装置后，通过多轴联动控制模块控制多个激光旋转扫描装置分 别对监测区域进行激光扫描，举例来说，假设有三台激光旋转扫描装置，分别用A、B、C表示， 则可以控制按照A-B-C-A-B-C-A-B-C-……的顺序对监测区域进行周期性的激光扫描，并且 同一时刻只能有一个激光旋转扫描装置对监测区域进行激光扫描。
[0073]可选地，所述激光发射装置包含三个激光旋转扫描装置，其中两个激光旋转扫描 装置中的镜面装置沿水平方向旋转且与一字线激光模组位于同一水平线；另外一个激光旋 转扫描装置中的镜面装置沿竖直方向进行旋转且与一字线激光模组位于同一竖直线。 [0074]以激光发射装置具有三个激光旋转扫描装置为例，则为了保证三个激光旋转扫描 装置发射出的激光面可以相交于一点，因此可以使得其中两个激光旋转扫描装置中的镜面 装置沿水平方向旋转且与一字线激光模组位于同一水平线，另外一个激光旋转扫描装置中 的镜面装置沿竖直方向进行旋转且与一字线激光模组位于同一竖直线，其结构如图2中所 示，其中两侧的激光旋转扫描装置中的镜面装置沿水平方向旋转，中间的激光旋转扫描装 置中的镜面装置沿竖直方向旋转，从而三个激光旋转扫描装置发射的激光面可以相交于一 点。
[0075]当然，上述方式只是给出的一种优选方式，实际应用中，只要所有的激光旋转扫描 装置的扫描方向不是完全一样就可以（比如各种倾斜的部署方式等），之所以有这种部署上 的要求，是为了保证各个激光旋转扫描装置发射的激光面可以相交于一点。
[0076]可选地，所述沿水平方向进行旋转发射激光信号的两个激光旋转扫描装置之间的 距离大于或等于0.05m。
[0077]在上述步骤101中，激光接收装置放置在监测区域中，当激光接收装置接收到第一 激光旋转扫描装置发射的同步信号时，记录下第一时间，其中，所述第一激光旋转扫描装置 为激光发射装置的N个激光旋转扫描装置中的任一个，所述激光发射装置的N个激光旋转扫 描装置发射的激光面可相交于一点且所述N个激光旋转扫描装置按顺序启动，N大于等于3。
[0078] 其中，可选地，所述同步信号是由所述第一激光旋转扫描装置按如下方式发射的： 所述第一激光旋转扫描装置通过所述第一激光旋转扫描装置中的角度传感器检测到所述 直流无刷马达及驱动器旋转到需要启动扫描的初始角度时，通过同步模块发射所述同步信 号到所述监测区域。可选地，所述角度传感器为光电编码器、霍尔传感器或光电开关。
[0079] 即，当第一激光旋转扫描装置检测到直流无刷马达及驱动器旋转位于初始角度位 置(初始角度位置可以由认为预先设定）时，可通知同步模块发送一个同步信号到监测区 域，可选地，所述同步信号为射频信号、闪烁光信号或有线信号，从而使得接收装置在接收 到所述同步信号后，记录下第一时间，所述第一时间表明第一激光旋转扫描装置当前处于 初始角度位置。
[0080] 可选地，所述激光接收装置记录接收到第一激光旋转扫描装置发射的同步信号的 第一时间，包括:所述激光接收装置通过所述激光接收装置中的至少一个激光敏感元件接 收所述同步信号，并在接收到所述同步信号后，通知所述激光接收装置中的计时单元记录 所述第一时间。
[0081] 即第一激光旋转扫描装置中包含至少一个激光敏感元件，用于接收所述同步信 号，以及包含一个计时单元，用于记录所述第一时间。
[0082] 在现有技术中，由于激光发射装置中一般只包含有一个或两个激光旋转扫描装 置，因此为了能够对激光接收装置的位置进行精确定位，在激光接收装置中一般包含有多 个激光敏感元件，具体地，一般需要十个以上的激光敏感元件才可以配合激光发射装置中 的旋转扫描装置确定出激光接收装置的具体位置;而在本发明实施例中，激光接收装置中 的激光敏感元件最少只需要一个即可，当然也可以是多个，如果是多个的话，只需要其中一 个可以正常工作即可。实际应用中，激光敏感元件可以是光敏二极管、光敏三极管等。因此， 在本发明实施例中，通过对激光接收装置中激光敏感元件数量的减少，大大降低了激光接 收装置的结构复杂性，同时保证了激光接收装置定位的精确性。
[0083] 上述步骤102中，激光接收装置在接收到第一激光旋转扫描装置发射的激光信号 时，记录下第二时间，所述第二时间用于表明激光接收装置接收到第一激光旋转扫描装置 发射的激光信号的时间。
[0084] 可选地，所述激光接收装置记录接收到所述第一激光旋转扫描装置发射的激光信 号的第二时间，包括:所述激光接收装置通过所述至少一个激光敏感元件接收所述激光信 号，并在接收到所述激光信号后，通知所述计时单元记录所述第二时间。
[0085] 上述步骤103中，所述激光接收装置根据所述第一时间和所述第二时间，确定接收 时长，所述接收时长用于表示自接收到所述同步信号至接收到激光信号之间的时间间隔。
[0086] 上述步骤104中，所述激光接收装置根据所述接收时长，确定所述第一激光旋转扫 描装置的旋转角度。
[0087]可选地，所述激光接收装置根据所述接收时长，确定所述第一激光旋转扫描装置 的旋转角度，包括:所述激光接收装置将所述接收时长，作为所述第一激光旋转扫描装置的 旋转时长;所述激光接收装置根据所述第一激光旋转扫描装置的旋转时长及所述第一激光 旋转扫描装置的转速，确定所述第一激光旋转扫描装置的旋转角度。
[0088] 举例来说，假设直流无刷马达及驱动器的转速为3000转/分钟，即为20毫秒/转，因 此转45度的时间为20毫秒/8 = 2.5毫秒。假设当前接收装置中的计时单元的统计的接收时 长为1.25毫秒，则表明直流无刷马达及驱动器选择了22.5度，因而可以确定激光接收装置 处于第一激光旋转扫描装置的45度方向角位置。
[0089] 上述步骤105中，所述激光接收装置根据所述N个激光旋转扫描装置的旋转角度， 确定所述激光接收装置的位置，并将所述激光接收装置的位置作为目标对象的位置，所述 激光接收装置位于所述目标对象所在的位置。
[0090] 可选地，所述激光接收装置根据所述N个激光旋转扫描装置的旋转角度，确定所述 激光接收装置的位置，包括:所述激光接收装置从所述N个激光旋转扫描装置中选择三个激 光旋转扫描装置，所述三个激光旋转扫描装置发射的激光面可相交于一点；所述激光接收 装置根据所述三个激光旋转扫描装置的旋转角度及所述三个激光旋转扫描装置所在的位 置，通过三角定位法确定所述激光接收装置的位置。
[0091] 举例来说，参照图4，为三角定位法示意图，其中图4例子中包含有三个激光旋转扫 描装置且位于同一水平线上，其中，激光旋转扫描装置A和激光旋转扫描装置C发射的激光 信号沿水平方向对监测区域进行扫描，激光旋转扫描装置B发射的激光信号沿竖直方向对 监测区域进行扫描，激光旋转扫描装置A、激光旋转扫描装置B、激光旋转扫描装置C在坐标 系中的位置分别为(3,0,0)，（0,0,0)，（(：，0,0)，并且乂轴负方向为激光旋转扫描装置4和激 光旋转扫描装置C发射出的激光信号的初始角度位置，Y轴负方向为激光旋转扫描装置B发 射出的激光信号的初始角度位置，激光接收装置确定得到的激光旋转扫描装置A的旋转角 度为α，激光旋转扫描装置B的旋转角度为β，激光旋转扫描装置C的旋转角度为γ，假设激光 接收装置所在的位置为D(x，y，z)，则可以通过下列公式计算得到D的坐标：
[0093] 通过上述方程，由于α，β，γ，a，b都是已知量，因此可以求解得到激光接收装置所 在的位置为D(x，y，z)，并且由于激光接收装置位于目标对象所在的位置，因此得到了激光 接收装置所在的位置，即可得知目标对象所在的位置。
[0094]本发明实施例提供的方法，激光接收装置记录接收到第一激光旋转扫描装置发射 的同步信号的第一时间，记录接收到所述第一激光旋转扫描装置发射的激光信号的第二时 间，根据所述第一时间和所述第二时间确定接收时长，根据所述接收时长，确定所述第一激 光旋转扫描装置的旋转角度，以及根据N个激光旋转扫描装置的旋转角度，确定激光接收装 置的位置，并将激光接收装置的位置作为目标对象的位置，所述激光接收装置位于所述目 标对象所在的位置，其中，第一激光旋转扫描装置为激光发射装置的N个激光旋转扫描装置 中的任一个，所述激光发射装置的N个激光旋转扫描装置发射的激光面可相交于一点且所 述N个激光旋转扫描装置按顺序启动，N大于等于3。该方法的激光发射装置中只需要三个或 三个以上的激光旋转扫描装置，就可以通过接收激光发射装置发射的同步信号及激光信号 实现对激光接收装置的定位，从而实现对目标对象的定位，该方法对光、机、电要求不高，并 且激光接收装置中的激光敏感元件的数量只需要至少一个就可以，因而装置结构比较简 单。
[0095]下面对本发明实施例提供的一种采用激光扫描的目标定位方法做详细描述，如图 5所示，包括：
[0096]步骤501、激光接收装置通过所述激光接收装置中的至少一个激光敏感元件接收 第一激光旋转扫描装置发射的同步信号，并在接收到所述同步信号后，通知所述激光接收 装置中的计时单元记录所述第一时间，所述第一激光旋转扫描装置为激光发射装置的N个 激光旋转扫描装置中的任一个，所述激光发射装置的N个激光旋转扫描装置发射的激光面 可相交于一点且所述N个激光旋转扫描装置按顺序启动，N大于等于3;
[0097]步骤502、所述激光接收装置通过所述至少一个激光敏感元件接收所述第一激光 旋转扫描装置发射的激光信号，并在接收到所述激光信号后，通知所述计时单元记录所述 第二时间；
[0098]步骤503、所述激光接收装置根据所述第一时间和所述第二时间，确定接收时长， 所述接收时长用于表示自接收到所述同步信号至接收到激光信号之间的时间间隔；
[0099]步骤504、所述激光接收装置将所述接收时长，作为所述第一激光旋转扫描装置的 旋转时长；
[0100]步骤505、所述激光接收装置根据所述第一激光旋转扫描装置的旋转时长及所述 第一激光旋转扫描装置的转速，确定所述第一激光旋转扫描装置的旋转角度；
[0101]步骤506、所述激光接收装置从所述N个激光旋转扫描装置中选择三个激光旋转扫 描装置，所述三个激光旋转扫描装置发射的激光面可相交于一点；
[0102] 步骤507、所述激光接收装置根据所述三个激光旋转扫描装置的旋转角度及所述 三个激光旋转扫描装置所在的位置，通过三角定位法确定所述激光接收装置的位置。
[0103] 本发明实施例提供的方法，激光接收装置记录接收到第一激光旋转扫描装置发射 的同步信号的第一时间，记录接收到所述第一激光旋转扫描装置发射的激光信号的第二时 间，根据所述第一时间和所述第二时间确定接收时长，根据所述接收时长，确定所述第一激 光旋转扫描装置的旋转角度，以及根据N个激光旋转扫描装置的旋转角度，确定激光接收装 置的位置，并将激光接收装置的位置作为目标对象的位置，所述激光接收装置位于所述目 标对象所在的位置，其中，第一激光旋转扫描装置为激光发射装置的N个激光旋转扫描装置 中的任一个，所述激光发射装置的N个激光旋转扫描装置发射的激光面可相交于一点且所 述N个激光旋转扫描装置按顺序启动，N大于等于3。该方法的激光发射装置中只需要三个或 三个以上的激光旋转扫描装置，就可以通过接收激光发射装置发射的同步信号及激光信号 实现对激光接收装置的定位，从而实现对目标对象的定位，该方法对光、机、电要求不高，并 且激光接收装置中的激光敏感元件的数量只需要至少一个就可以，因而装置结构比较简 单。
[0104] 基于相同的技术构思，本发明实施例还提供一种激光接收装置，如图6所示，包括：
[0105] 计时单元601，用于记录接收到第一激光旋转扫描装置发射的同步信号的第一时 间，所述第一激光旋转扫描装置为激光发射装置的N个激光旋转扫描装置中的任一个，所述 激光发射装置的N个激光旋转扫描装置发射的激光面可相交于一点且所述N个激光旋转扫 描装置按顺序启动，N大于等于3;记录接收到所述第一激光旋转扫描装置发射的激光信号 的第二时间；以及根据所述第一时间和所述第二时间，确定接收时长，所述接收时长用于表 示自接收到所述同步信号至接收到激光信号之间的时间间隔；
[0106] 定位单元602,用于根据所述接收时长，确定所述第一激光旋转扫描装置的旋转角 度;根据所述N个激光旋转扫描装置的旋转角度，确定所述激光接收装置的位置，并将所述 激光接收装置的位置作为目标对象的位置，所述激光接收装置位于所述目标对象所在的位 置。
[0107] 可选地，所述激光接收装置还包括至少一个激光敏感元件603，用于:在接收到所 述同步信号后，通知所述计时单元记录所述第一时间；以及在接收到所述激光信号后，通知 所述计时单元记录所述第二时间；
[0108] 所述计时单元601，具体用于:在接收到所述至少一个激光敏感元件的通知后记录 所述第一时间；以及在接收到所述至少一个激光敏感元件的通知后记录所述第二时间。 [0 109] 可选地，所述定位单元602,具体用于：
[0110]将所述接收时长，作为所述第一激光旋转扫描装置的旋转时长； Com]根据所述第一激光旋转扫描装置的旋转时长及所述第一激光旋转扫描装置的转 速，确定所述第一激光旋转扫描装置的旋转角度。
[0112] 可选地，所述定位单元602,还用于：
[0113]从所述N个激光旋转扫描装置中选择三个激光旋转扫描装置，所述三个激光旋转 扫描装置发射的激光面可相交于一点；
[0114]根据所述三个激光旋转扫描装置的旋转角度及所述三个激光旋转扫描装置所在 的位置，通过三角定位法确定所述激光接收装置的位置。
[0115] 可选地，所述第一激光旋转扫描装置包含一字线激光模组、直流无刷马达及驱动 器、镜面装置，且所述镜面装置固定在所述直流无刷马达及驱动器；
[0116] 所述一字线激光模组用于发射激光信号到所述镜面装置；
[0117]所述镜面装置，用于将所述一字线激光模组发射的激光信号反射到监测区域形成 激光面；
[0118] 所述直流无刷马达及驱动器，用于通过所述直流无刷马达及驱动器的转动带动所 述镜面装置的旋转，使得所述激光面旋转扫描所述监测区域，所述目标对象位于所述监测 区域内。
[0119] 可选地，所述第一激光旋转扫描装置还包括角度传感器，用于在检测到所述直流 无刷马达及驱动器旋转到需要启动扫描的初始角度时，通知同步模块发射所述同步信号到 所述监测区域。
[0120] 可选地，所述激光发射装置包含三个激光旋转扫描装置，其中两个激光旋转扫描 装置中的镜面装置沿水平方向旋转且与一字线激光模组位于同一水平线；另外一个激光旋 转扫描装置中的镜面装置沿竖直方向进行旋转且与一字线激光模组位于同一竖直线。
[0121] 可选地，所述沿水平方向进行旋转发射激光信号的两个激光旋转扫描装置之间的 距离大于或等于0.05m。
[0122] 可选地，所述同步信号为射频信号、闪烁光信号或有线信号。
[0123] 可选地，所述角度传感器为光电编码器、霍尔传感器或光电开关。
[0124] 本发明实施例，激光接收装置记录接收到第一激光旋转扫描装置发射的同步信号 的第一时间，记录接收到所述第一激光旋转扫描装置发射的激光信号的第二时间，根据所 述第一时间和所述第二时间确定接收时长，根据所述接收时长，确定所述第一激光旋转扫 描装置的旋转角度，以及根据N个激光旋转扫描装置的旋转角度，确定激光接收装置的位 置，并将激光接收装置的位置作为目标对象的位置，所述激光接收装置位于所述目标对象 所在的位置，其中，第一激光旋转扫描装置为激光发射装置的N个激光旋转扫描装置中的任 一个，所述激光发射装置的N个激光旋转扫描装置发射的激光面可相交于一点且所述N个激 光旋转扫描装置按顺序启动，N大于等于3。本发明实施例，激光发射装置中只需要三个或三 个以上的激光旋转扫描装置，就可以通过接收激光发射装置发射的同步信号及激光信号实 现对激光接收装置的定位，从而实现对目标对象的定位，该方法对光、机、电要求不高，并且 激光接收装置中的激光敏感元件的数量只需要至少一个就可以，因而装置结构比较简单。
[0125] 本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程 图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流 程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序 指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产 生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实 现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0126] 这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特 定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指 令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或 多个方框中指定的功能。
[0127] 这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计 算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或 其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一 个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0128] 尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造 性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优 选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
[0129] 显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精 神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围 之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
【主权项】
1. 一种采用激光扫描的目标定位方法，其特征在于，包括： 激光接收装置记录接收到第一激光旋转扫描装置发射的同步信号的第一时间，所述第 一激光旋转扫描装置为激光发射装置的N个激光旋转扫描装置中的任一个，所述激光发射 装置的N个激光旋转扫描装置发射的激光面可相交于一点且所述N个激光旋转扫描装置按 顺序启动，N大于等于3; 所述激光接收装置记录接收到所述第一激光旋转扫描装置发射的激光信号的第二时 间； 所述激光接收装置根据所述第一时间和所述第二时间，确定接收时长，所述接收时长 用于表示自接收到所述同步信号至接收到激光信号之间的时间间隔； 所述激光接收装置根据所述接收时长，确定所述第一激光旋转扫描装置的旋转角度； 所述激光接收装置根据所述N个激光旋转扫描装置的旋转角度，确定所述激光接收装 置的位置，并将所述激光接收装置的位置作为目标对象的位置，所述激光接收装置位于所 述目标对象所在的位置。2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述激光接收装置记录接收到第一激光旋转 扫描装置发射的同步信号的第一时间，包括： 所述激光接收装置通过所述激光接收装置中的至少一个激光敏感元件接收所述同步 信号，并在接收到所述同步信号后，通知所述激光接收装置中的计时单元记录所述第一时 间； 所述激光接收装置记录接收到所述第一激光旋转扫描装置发射的激光信号的第二时 间，包括： 所述激光接收装置通过所述至少一个激光敏感元件接收所述激光信号，并在接收到所 述激光信号后，通知所述计时单元记录所述第二时间。3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述激光接收装置根据所述接收时长，确定 所述第一激光旋转扫描装置的旋转角度，包括： 所述激光接收装置将所述接收时长，作为所述第一激光旋转扫描装置的旋转时长； 所述激光接收装置根据所述第一激光旋转扫描装置的旋转时长及所述第一激光旋转 扫描装置的转速，确定所述第一激光旋转扫描装置的旋转角度。4. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述激光接收装置根据所述N个激光旋转扫 描装置的旋转角度，确定所述激光接收装置的位置，包括： 所述激光接收装置从所述N个激光旋转扫描装置中选择三个激光旋转扫描装置，所述 三个激光旋转扫描装置发射的激光面可相交于一点； 所述激光接收装置根据所述三个激光旋转扫描装置的旋转角度及所述三个激光旋转 扫描装置所在的位置，通过三角定位法确定所述激光接收装置的位置。5. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一激光旋转扫描装置包含一字线激光 模组、直流无刷马达及驱动器、镜面装置，且所述镜面装置固定在所述直流无刷马达及驱动 器； 所述激光信号是由所述第一激光旋转扫描装置按如下方式发射的，包括： 所述第一激光旋转扫描装置通过所述镜面装置将所述一字线激光模组发射的激光信 号反射到监测区域形成激光面，并通过所述直流无刷马达及驱动器的转动带动所述镜面装 置的旋转，使得激光面旋转扫描所述监测区域，所述目标对象位于所述监测区域内。6. 如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述同步信号是由所述第一激光旋转扫描装 置按如下方式发射的： 所述第一激光旋转扫描装置通过所述第一激光旋转扫描装置中的角度传感器检测到 所述直流无刷马达及驱动器旋转到需要启动扫描的初始角度时，通过同步模块发射所述同 步信号到所述监测区域。7. 如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述激光发射装置包含三个激光旋转扫描装 置，其中两个激光旋转扫描装置中的镜面装置沿水平方向旋转且与一字线激光模组位于同 一水平线；另外一个激光旋转扫描装置中的镜面装置沿竖直方向进行旋转且与一字线激光 模组位于同一竖直线。8. -种激光接收装置，其特征在于，包括： 计时单元，用于记录接收到第一激光旋转扫描装置发射的同步信号的第一时间，所述 第一激光旋转扫描装置为激光发射装置的N个激光旋转扫描装置中的任一个，所述激光发 射装置的N个激光旋转扫描装置发射的激光面可相交于一点且所述N个激光旋转扫描装置 按顺序启动，N大于等于3;记录接收到所述第一激光旋转扫描装置发射的激光信号的第二 时间；以及根据所述第一时间和所述第二时间，确定接收时长，所述接收时长用于表示自接 收到所述同步信号至接收到激光信号之间的时间间隔； 定位单元，用于根据所述接收时长，确定所述第一激光旋转扫描装置的旋转角度;根据 所述N个激光旋转扫描装置的旋转角度，确定所述激光接收装置的位置，并将所述激光接收 装置的位置作为目标对象的位置，所述激光接收装置位于所述目标对象所在的位置。9. 如权利要求8所述的激光接收装置，其特征在于，所述激光接收装置还包括至少一个 激光敏感元件，用于:在接收到所述同步信号后，通知所述计时单元记录所述第一时间；以 及在接收到所述激光信号后，通知所述计时单元记录所述第二时间； 所述计时单元，具体用于:在接收到所述至少一个激光敏感元件的通知后记录所述第 一时间；以及在接收到所述至少一个激光敏感元件的通知后记录所述第二时间。10. 如权利要求8所述的激光接收装置，其特征在于，所述定位单元，具体用于： 将所述接收时长，作为所述第一激光旋转扫描装置的旋转时长； 根据所述第一激光旋转扫描装置的旋转时长及所述第一激光旋转扫描装置的转速，确 定所述第一激光旋转扫描装置的旋转角度。11. 如权利要求8所述的激光接收装置，其特征在于，所述定位单元，还用于： 从所述N个激光旋转扫描装置中选择三个激光旋转扫描装置，所述三个激光旋转扫描 装置发射的激光面可相交于一点； 根据所述三个激光旋转扫描装置的旋转角度及所述三个激光旋转扫描装置所在的位 置，通过三角定位法确定所述激光接收装置的位置。12. 如权利要求8所述的激光接收装置，其特征在于，所述第一激光旋转扫描装置包含 一字线激光模组、直流无刷马达及驱动器、镜面装置，且所述镜面装置固定在所述直流无刷 马达及驱动器； 所述一字线激光模组用于发射激光信号到所述镜面装置； 所述镜面装置，用于将所述一字线激光模组发射的激光信号反射到监测区域形成激光 面； 所述直流无刷马达及驱动器，用于通过所述直流无刷马达及驱动器的转动带动所述镜 面装置的旋转，使得所述激光面旋转扫描所述监测区域，所述目标对象位于所述监测区域 内。13. 如权利要求12所述的激光接收装置，其特征在于，所述第一激光旋转扫描装置还包 括角度传感器，用于在检测到所述直流无刷马达及驱动器旋转到需要启动扫描的初始角度 时，通知同步模块发射所述同步信号到所述监测区域。14. 如权利要求12所述的激光接收装置，其特征在于，所述激光发射装置包含三个激光 旋转扫描装置，其中两个激光旋转扫描装置中的镜面装置沿水平方向旋转且与一字线激光 模组位于同一水平线;另外一个激光旋转扫描装置中的镜面装置沿竖直方向进行旋转且与 一字线激光模组位于同一竖直线。
【文档编号】G01S5/16GK106093863SQ201610379036
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年5月31日
【发明人】何风行, 吕铁汉, 罗春, 刘超
【申请人】上海乐相科技有限公司