三维定位方法及系统与流程

文档序号:13218748阅读:来源:国知局
技术特征:
1.一种三维定位方法,用于对位于感兴趣的空间中的待定位对象进行三维定位,其中所述待定位对象的三维空间坐标和方向通过在所述待定位对象上装配的定位装置的光敏传感器的三维空间坐标来反映,所述三维定位方法包括如下步骤:a)对具有相同发光波长(λ0)的多个光源(Q1…Qm)进行定时,由此确定所述多个光源(Q1…Qm)对感兴趣的空间进行扫描的时间和扫描顺序;b)按照所述扫描顺序使用由所述多个光源(Q1…Qm)发出的平面激光(L1…Lm)扫描所述感兴趣的空间,以便照射位于所述感兴趣的空间中的待定位对象上装配的定位装置的光敏传感器(S1…Sn);c)记录关于所述光敏传感器(S1…Sn)受到所述平面激光(L1…Lm)照射的时间数据(t2ij);d)对所记录的时间数据(t2ij)的有效性进行判断,从而过滤掉无效的时间数据;e)根据有效的时间数据(t′2ij)计算出所述光敏传感器(S1…Sn)的三维空间坐标;以及重复执行步骤b)至步骤e),直至停止执行所述方法为止。2.根据权利要求1所述的三维定位方法,其特征在于,对所记录的时间数据(t2ij)的有效性进行判断,从而过滤掉无效的时间数据,包括:将当前所记录的时间数据与此前最后一次记录的时间数据相减得到这两个时间数据的差Δt2ij,当所述差Δt2ij与所述多个光源(Q1…Qm)按照所述扫描顺序扫描一次所述感兴趣的空间总共需要的时间段T的比值的绝对值|Δt2ij/T|超过一预设的阈值时,将当前所记录的时间数据判断为无效的时间数据,将与当前所记录的时间数据相对应的光敏传感器标记为“有问题”的光敏传感\t器并且不根据当前所记录的无效的时间数据来计算所述“有问题”的光敏传感器的三维空间坐标。3.根据权利要求2所述的三维定位方法,其特征在于,所述阈值是自动确定的,或是由用户根据其自身的运动习惯自主选择的。4.根据权利要求2所述的三维定位方法,其特征在于,根据有效的时间数据(t′2ij)计算出光敏传感器(S1…Sn)的三维空间坐标,包括:如果存在被标记为“有问题”的光敏传感器,而在所述“有问题”的光敏传感器周边的光敏传感器的三维空间坐标能够被确定,并且所述“有问题”的光敏传感器与其周边的其它光敏传感器之间的位置关系是已知的并且是固定的,则能够根据所述位置关系来确定所述“有问题”的光敏传感器的三维空间坐标。5.一种三维定位方法,用于对位于感兴趣的空间中的待定位对象进行三维定位,其中所述待定位对象的三维空间坐标和方向通过在所述待定位对象上装配的定位装置的光敏传感器组的三维空间坐标来反映,并且其中一个光敏传感器组包括被安装在一起的、具有不同敏感波长的多个光敏传感器用于对具有不同发光波长的多种激光进行响应,所述三维定位方法包括如下步骤:a)对彼此具有不同发光波长(λ1…λm)的多个光源(Q1…Qm)进行定时,由此确定所述多个光源(Q1…Qm)对感兴趣的空间进行扫描的时间;b)使用由所述多个光源(Q1…Qm)发出的平面激光(L1…Lm)扫描所述感兴趣的空间,以便照射位于所述感兴趣的空间中的待定位对象上装配的定位装置的光敏传感器组((S11…S1m)、(S21…S2m)…(Sn1…Snm));c)记录关于所述光敏传感器组((S11…S1m)、(S21…S2m)…(Sn1…Snm))受到所述平面激光(L1…Lm)照射的时间数据(t2ij);d)对所记录的时间数据(t2ij)的有效性进行判断,从而过滤掉无效的时间数据;e)根据有效的时间数据(t′2ij)计算出所述光敏传感器组((S11…S1m)、(S21…S2m)…(Sn1…Snm))的三维空间坐标,以及重复执行步骤b)至步骤e),直至停止执行所述方法为止。6.根据权利要求5所述的三维定位方法,其特征在于,使用彼此具有不同发光波长(λ1…λm)的所述多个光源(Q1…Qm)发出的平面激光(L1…Lm)扫描所述感兴趣的空间能够在一时间段T内同时进行;或者,能够在所述时间段T内按一定顺序顺次执行,而执行每个扫描动作所用的时间无重叠;或者,能够在所述时间段T内按一定顺序顺次执行,而执行每个扫描动作所用的时间之间有重叠。7.根据权利要求6所述的三维定位方法,其特征在于,对所记录的时间数据(t2ij)的有效性进行判断,从而过滤掉无效的时间数据,包括:将当前所记录的时间数据与此前最后一次记录的时间数据相减得到这两个时间数据的差Δt2ij,当所述差Δt2ij与所述时间段T的比值的绝对值|Δt2ij/T|超过一预设的阈值时,将当前所记录的时间数据判断为无效的时间数据,将与当前所记录的时间数据相对应的光敏传感器组标记为“有问题”的光敏传感器组并且不根据当前所记录的无效的时间数据来计算所述“有问题”的光敏传感器的三维空间坐标。8.根据权利要求7所述的三维定位方法,其特征在于,所述阈值是自动确定的,或是由用户根据其自身的运动习惯自主选择的。9.根据权利要求7所述的三维定位方法,其特征在于,根据有效的时间数据(t′2ij)计算出光敏传感器组((S11…S1m)、(S21…S2m)…(Sn1…Snm))的三维空间坐标,包括:如果存在被标记为“有问题”的光敏传感器组,而在所述“有问题”的光敏传感器组周边的光敏传感器组的三维空间坐标能够被确定,并且所述“有问题”的光敏传感器组与其周边的其它光敏传感器组之间的位置关系是已知\t的并且是固定的,则能够根据所述位置关系来确定所述“有问题”的光敏传感器组的三维空间坐标。10.一种三维定位系统,用于对位于感兴趣的空间中的待定位对象进行三维定位,其中所述待定位对象的三维空间坐标和方向通过在所述待定位对象上装配的光敏传感器的三维空间坐标来反映,所述三维定位系统包括:多个激光基站(P1…Pm),所述多个激光基站发出的激光具有相同的发光波长(λ0),所述多个激光基站中的每一个激光基站都具有定时控制模块、平面激光源和旋转装置,其中所述定时控制模块接收定时信号并按照所述定时信号控制所述旋转装置的启动时间和顺序,其中所述平面激光源发出平面激光,所述平面激光源被安装在所述旋转装置上并被设置成使得所述平面激光源发出的平面激光所在的平面与所述旋转装置的旋转方向正交,其中所述旋转装置匀速旋转从而使得在其上安装的所述平面激光源发出的平面激光能够对所述感兴趣的空间进行扫描;定位装置,所述定位装置具有光敏传感器和数据记录/传输模块,其中所述光敏传感器受到所述平面激光源发出的平面激光的照射并发出响应信号,其中所述数据记录/传输模块记录关于所述光敏传感器发出响应信号的时间数据;以及计算装置,所述计算装置具有定时信号发生装置、数据接收装置、评估模块和计算模块,其中所述定时信号发生装置生成所述定时信号,并将所述定时信号发送至所述多个激光基站,其中所述数据接收装置从所述定位装置的数据记录/传输模块接\t收所记录的时间数据,其中所述评估模块对所接收的时间数据的有效性进行评估,从而过滤掉无效的时间数据,其中所述计算模块根据有效的时间数据计算出所述光敏传感器的三维空间坐标。11.根据权利要求10所述的三维定位系统,其特征在于,能够在一个旋转装置上安装彼此有间隔的多个平面激光源,所述彼此有间隔的多个平面激光源被设置成保持其各自发出的平面激光所在的平面与所述一个旋转装置的旋转方向正交。12.根据权利要求10所述的三维定位系统,其特征在于,能够将两个或更多个激光基站组合到一起。13.根据权利要求10所述的三维定位系统,其特征在于,所述数据接收装置能够通过有线传输或者无线传输方式从所述定位装置的数据记录/传输模块接收所记录的时间数据。14.一种三维定位系统,用于对位于感兴趣的空间中的待定位对象进行三维定位,其中所述待定位对象的三维空间坐标和方向通过在所述待定位对象上装配的定位装置的光敏传感器组的三维空间坐标来反映,并且其中一个光敏传感器组包括被安装在一起的、具有不同敏感波长的多个光敏传感器用于对具有不同发光波长的多种激光进行响应,所述三维定位系统包括:多个激光基站(P1…Pm),所述多个激光基站发出的激光具有不同的发光波长(λ1…λm),所述多个激光基站中的每一个激光基站都具有定时控制模块、平面激光源和旋转装置,其中所述定时控制模块接收定时信号并按照所述定时信号控制所述旋转装置的启动时间,其中所述平面激光源发出平面激光,所述平面激光源被安装在\t所述旋转装置上并被设置成使得所述平面激光源发出的平面激光所在的平面与所述旋转装置的旋转方向正交,其中所述旋转装置匀速旋转从而使得在其上安装的所述平面激光源发出的平面激光能够对所述感兴趣的空间进行扫描;定位装置,所述定位装置具有光敏传感器组和数据记录/传输模块,其中所述光敏传感器组受到所述平面激光源发出的、具有不同的发光波长(λ1…λm)的平面激光的照射并发出响应信号,其中所述数据记录/传输模块记录关于所述光敏传感器组发出响应信号的时间数据;以及计算装置,所述计算装置具有定时信号发生装置、数据接收装置、评估模块和计算模块,其中所述定时信号发生装置生成所述定时信号,并将所述定时信号发送至所述多个激光基站,其中所述数据接收装置从所述定位装置的数据记录/传输模块接收所记录的时间数据,其中所述评估模块对所接收的时间数据的有效性进行评估,从而过滤掉无效的时间数据,其中所述计算模块根据有效的时间数据计算出所述光敏传感器组的三维空间坐标。15.根据权利要求14所述的三维定位系统,其特征在于,能够在一个旋转装置上安装彼此有间隔的多个平面激光源,所述彼此有间隔的多个平面激光源被设置成保持其各自发出的平面激光所在的平面与所述旋转装置的旋转方向正交。16.根据权利要求14所述的三维定位系统,其特征在于,能够将两个或更多个所述激光基站组合到一起。17.根据权利要求14所述的三维定位系统,其特征在于,所述数据接收装置能够通过有线传输或者无线传输方式从所述定位装置的数据记录/传输模块接收所记录的时间数据。
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