一种处理系统及相关设备的制作方法

本技术涉及激光，具体涉及一种处理系统及相关设备。

背景技术：

1、诸如虚拟现实(virtual reality，vr)、增强现实(augmented reality，ar)、混合现实(mixed reality，mr)的电子设备在游戏、医疗、在线教育等领域都有着广泛的应用前景。而这些电子设备在实际应用过程中，通常需要借助三维场景地图来为用户提供沉浸式的体验。例如，用户可以通过ar头盔或者vr头盔身临其境地体验不同的场景。

2、ar设备、vr设备以及mr设备在使用中，常常会随用户一起移动。目前，为了能够在使用过程中，对ar设备、vr设备以及mr设备进行充电以及通信，而不受设备移动的影响，通常是采用连接线与其他设备进行有线连接，以对ar设备、vr设备以及mr设备等电子设备进行充电或者数据传输。

技术实现思路

1、本技术实施例提供一种处理系统，以提供一种向电子设备传输无线的激光信号的可行方案，能够较准确地对ar设备、vr设备以及mr设备等电子设备进行无线充电或者高速的无线通信，而不受连接线的束缚，从而提升了用户对ar设备、vr设备以及mr设备等电子设备的使用体验。本技术实施例还提供了相应的方法、计算设备、激光设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品等。

2、本技术第一方面提供一种处理系统，该处理系统包括计算设备、第一激光模块和电子设备；计算设备用于：获取至少一个第一激光雷达的第一检测数据；根据第一检测数据，获得三维场景地图；获取电子设备上的目标激光模块在三维场景地图中的第一位置信息；获取第一激光模块关于三维场景地图的第二位置信息；基于第一位置信息和第二位置信息，控制第一激光模块向目标激光模块发射第一激光，第一激光用于对电子设备进行无线激光充电或者无线激光通信。

3、在上述第一方面中，通过计算设备获得三维场景地图，可以将一部分计算分离至计算设备中，从而减少了电子设备的计算资源的需求，并且降低了电子设备的功耗需求，提升了电子设备的续航时间。

4、此外，上述第一方面中，通过第一激光雷达来采集用于生成三维场景地图的第一检测数据，可以在三维空间中实现对使用电子设备的用户等目标物体的动态感知，而无需用户穿戴很多辅助设备，大大提升了用户的使用体验。

5、并且，计算设备可以根据第一激光雷达的第一检测数据，获得三维场景地图，然后可以获取电子设备在三维场景地图中的第一位置信息，并获取第一激光模块在三维场景地图中的第二位置信息，以基于第一位置信息和第二位置信息，控制第一激光模块开始向电子设备发射第一激光。这样，计算设备可以基于三维场景地图中电子设备和第一激光模块分别对应的位置信息，帮助第一激光模块对电子设备进行较准确地瞄准，从而向电子设备发射第一激光，以便于对电子设备进行无线的激光充电或者激光通信，使得电子设备不需要通过连接线连接其他设备，提升了用户对电子设备的使用体验。

6、在第一方面的一种可能的实现方式中，计算设备用于：获取第二激光雷达的第二检测数据，第一激光雷达位于电子设备对应的环境中，第二激光雷达位于电子设备上；根据第一检测数据和第二检测数据，获得三维场景地图。

7、该种可能的实现方式中，第一激光雷达距离使用电子设备的用户较远，导致第一激光雷达难以采集到针对该用户的稠密的点云数据，使得计算设备无法较为精确地识别该用户的手势以及其他肢体动作等用户操作。为此，该种可能的实现方式中，在电子设备上设置有第二激光雷达，以通过第二激光雷达来采集关于用户的检测数据，可以极大地提升数据采集的全面性和针对性，保证计算设备所获得的三维场景地图不仅能够较全面地覆盖电子设备对应的环境，还可以针对电子设备以及使用电子设备的用户进行高精度的识别，为后续针对电子设备的准确控制和信息交互提供较好的数据基础。

8、在第一方面的一种可能的实现方式中，计算设备用于：根据第一检测数据和第二检测数据，确定第二激光雷达和至少一个第一激光雷达之间的第一位姿变换关系；根据第一位姿变换关系和第二位姿变换关系，以及第一检测数据和第二检测数据，获得三维场景地图，第二位姿变换关系指第一激光雷达之间的位姿变换关系。

9、该种可能的实现方式中，由于第二激光雷达位于电子设备上，第二激光雷达的空间位置通常会随着穿戴电子设备的用户的位置而变化。因此，第二激光雷达与第一激光雷达之间的相对位置关系并不是确定的，而第二检测数据与第一检测数据之间的坐标系的变换关系也可能实时变化。基于此，为了获得准确的三维场景地图，可以根据第一检测数据和第二检测数据，确定第二激光雷达和至少一个第一激光雷达之间的第一位姿变换关系。在获得第一位姿变换关系之后，可以根据第一位姿变换关系和第二位姿变换关系，以及第一检测数据和第二检测数据，获得三维场景地图。

10、在第一方面的一种可能的实现方式中，第一激光模块用于：以第一方向，向目标激光模块发射第一激光，第一方向基于第一位置信息和第二位置信息而得到；在发射第一激光的过程中，根据第一光强，调整第一激光模块发射第一激光的方向，直到将第一激光模块发射第一激光的方向调整至目标发射方向，目标发射方向对应的第一光强大于第一光强阈值，第一光强为第一激光模块基于第一激光被反射所产生的反射光检测到的光强，或者，第一光强为电子设备基于接收到的第一激光检测到的光强。

11、该种可能的实现方式中，第一激光模块与目标激光模块精确对准时，激光可以在第一激光模块和目标激光模块之间反复地反射。此时，第一激光模块所接收到的反射激光的光强远大于未精确对准时所接收到的反射激光的光强，并且，目标激光模块所接收到的激光的光强远大于未与第一激光模块精确对准时的光强。因此，可以基于判断第一激光模块基于第一激光被反射所产生的反射光检测到的光强是否大于第一光强阈值，或者，判断电子设备基于接收到的第一激光检测到的光强是否大于第一光强阈值，来准确地判断第一激光模块是否与目标激光模块精确对准。

12、在第一方面的一种可能的实现方式中，处理系统还包括第二激光模块；第二激光模块用于：基于第一激光模块发射激光的方向，向电子设备发射第二激光。

13、该种可能的实现方式中，在第一激光模块与目标激光模块精确对准之后，第二激光模块可以充分利用第一激光模块精确对准的方向的信息，以使得第二激光模块能够以较为准确地方向对电子设备发射第二激光，从而减少甚至避免第二激光模块在与目标激光模块精确对准这一操作上花费较多的时间和资源。

14、在第一方面的一种可能的实现方式中，计算设备还用于：获取第一激光模块发送的目标发射方向的信息；获取第二激光模块关于三维场景地图的第三位置信息；根据目标发射方向和第三位置信息，控制第二激光模块向电子设备发射第二激光。

15、该种可能的实现方式中，第一激光模块可以向计算设备反馈目标发射方向的信息，以使得计算设备可以根据该目标发射方向的信息，控制第二激光模块以较为准确的方向向电子设备发射第二激光。

16、在第一方面的一种可能的实现方式中，第一激光模块包括第一指向器件，第一指向器件的指向方向为第一激光模块发射激光的方向，第一激光模块用于控制第一指向器件的指向方向，第一激光模块产生的激光和第二激光模块产生的激光均通过第一指向器件进行发射。

17、该种可能的实现方式中，第一激光模块可以调整第一指向器件的指向方向，从而与目标激光模块进行精确对准。可见，当第一激光模块将第一指向器件的指向方向调整为目标发射方向之后，若第二激光模块产生了第二激光，该第二激光可以直接经由第一指向器件以该目标发射方向对目标激光模块进行发射，而无需第二激光模块再执行与目标激光模块精确对准的控制操作，提升了控制效率。

18、在第一方面的一种可能的实现方式中，第一激光模块包括第一光学器件；第一激光和第二激光分别通过不同的光路发射至第一光学器件，并且，第一激光和第二激光从第一光学器件通过第一指向器件向电子设备发射。

19、该种可能的实现方式中，第一光学器件用于从不同的光路获得第一激光和第二激光，通过同一光路将获得的第一激光和第二激光发射至第一指向器件。

20、在第一方面的一种可能的实现方式中，第二激光的波长与第一激光的波长不同。

21、该种可能的实现方式中，第一激光和第二激光的波长不同，可以便于第一光学器件基于波长的特性分别从不同的光路接收第一激光和第二激光。

22、在第一方面的一种可能的实现方式中，第一激光模块包括第一面镜、增益介质和泵浦源，第一面镜用于与电子设备中的第二面镜形成谐振腔，增益介质和泵浦源位于第一面镜和第一指向器件之间。

23、该种可能的实现方式中，在第一激光模块的第一面镜和电子设备的第二面镜之间，设置有泵浦源和增益介质。这样，第一面镜、第二面镜以及泵浦源和增益介质可以构成一个激光器的形式，以用于在第一激光模块和电子设备之间不断产生高能量的激光，若第一激光模块用于对电子设备进行无线激光充电，则该高能量的激光可以为电子设备进行高效的激光充电。

24、在第一方面的一种可能的实现方式中，第一激光模块还包括第一透镜，第一面镜和第一透镜用于形成谐振腔中的逆反射器。

25、该种可能的实现方式中，第一面镜和第一透镜用于形成逆反射器，使得激光由电子设备反射回第一激光模块时，通过第一面镜和第一透镜实现逆反射。这样，第一激光模块和电子设备之间的激光的光路可以较好地集中在第一面镜和第二面镜之间，使得激光能够在第一面镜和第二面镜所形成的谐振腔之间进行来回反射并连续进行受激辐射，以不断给光子加速，从而产生高质量和高能量的能量输出。

26、在第一方面的一种可能的实现方式中，电子设备还包括第二透镜，第二面镜和第二透镜用于形成谐振腔中的逆反射器。

27、该种可能的实现方式中，第二面镜和第二透镜用于形成逆反射器，使得激光由第一指向器件发射至电子设备时，通过第二面镜和第二透镜实现逆反射。这样，第一激光模块和电子设备之间的激光的光路可以较好地集中在第一面镜和第二面镜之间，使得激光能够在第一面镜和第二面镜所形成的谐振腔之间进行来回反射并连续进行受激辐射，以不断给光子加速，从而产生高质量和高能量的能量输出。

28、在第一方面的一种可能的实现方式中，第一激光模块还包括第一检测器和第一控制单元，第一检测器和增益介质分别位于第一面镜的两侧，第一面镜的透射率大于0且小于1；第一检测器用于：在发射第一激光的过程中，检测第三激光的光强作为第一光强，第三激光为第一激光模块的第一面镜对第一激光被反射所产生的反射光进行透射后得到的激光；第一控制单元用于：根据第一检测器检测到的第三激光的光强，调整第一指向器件的指向方向，直到将指向方向调整至目标发射方向。

29、该种可能的实现方式中，第一面镜的透射率可以大于0且小于1，该第一面镜的透射率通常为固定值。示例性地，第一面镜的透射率可以较低，例如，可以低于5％，以使得大部分激光被第一面镜反射，以及发射至电子设备以用于激光充电等。

30、在第一方面的一种可能的实现方式中，第一激光模块用于对电子设备进行无线激光充电，第二激光模块用于与电子设备进行无线激光通信。

31、在第一方面的一种可能的实现方式中，电子设备还包括第二检测器和第二控制单元；第二检测器用于：基于电子设备接收到的第一激光或者接收到的第二激光进行检测，获得第二光强；第二控制单元用于：若第二光强大于第二光强阈值，则指示电子设备能够向激光设备中的第一指向器件发射激光。

32、该种可能的实现方式中，若该第二光强大于第二光强阈值，则电子设备可以确定激光设备中的第一指向器件已经与电子设备中的目标激光模块精对准，此时，电子设备可以将与激光设备的通信状态设置为目标通信状态，以指示电子设备能够向激光设备中的第一指向器件发射激光。该激光可以是携带通信信息的激光，从而实现了电子设备向激光设备的无线激光通信，进而实现了电子设备与激光设备之间的双向的无线激光通信。

33、在第一方面的一种可能的实现方式中，目标激光模块包括第二光学器件、第一激光接收单元和第二激光接收单元；第一激光发射至第二光学器件，并基于第三光路从第二光学器件发射至第一激光接收单元；第二激光发射至第二光学器件，并基于第四光路从第二光学器件发射至第二激光接收单元，第三光路与第四光路不同。

34、该种可能的实现方式中，可以通过第二光学器件，对接收到的激光进行区分，以从接收到的激光中区分第一激光模块产生的激光和第二激光模块产生的激光，并分别进行对应的处理。

35、在第一方面的一种可能的实现方式中，目标激光模块上设置有反光件，反光件用于第一激光雷达获得第一检测数据中关于目标激光模块的子检测数据，子检测数据用于计算设备获得目标激光模块在三维场景地图中的第一位置信息。

36、该种可能的实现方式中，第一激光雷达在向电子设备发射激光检测信号时，发射到反光件上的激光检测信号会被反光件进行逆反射，使得相应的第一激光雷达接收到的关于目标激光模块的反射激光的强度较大，根据该反射激光所获得的关于目标激光模块的子检测数据的数据质量较好，计算设备根据该子检测数据构建得到的三维场景地图中，基于该子检测数据所获得的该目标激光模块的特征点的准确性较高，能够更好地进行识别和标识。

37、在第一方面的一种可能的实现方式中，反光件在目标激光模块上形成目标形状，目标形状用于在计算设备获得目标激光模块在三维场景地图中的第一位置信息。

38、该种可能的实现方式中，该反光件形成的目标形状可以有多种形式，在此不做限制。示例性地，该反光件可以是多条反光带，该多条反光带粘贴于目标激光模块的边缘或者周围的一定区域内，形成诸如一个或者多个圆形图案、一个或者方形图案、规则排列的条形图案(如条纹图案)、多个点状图案、交叉图案或者其他图案形式。此外，目标激光模块可以一个，也可以有多个。而当目标激光模块有多个时，可以是每个目标激光模块的边缘或者周围的一定区域内都分别设置有反光件。

39、该种可能的实现方式中，反光件在目标激光模块上形成目标形状，可以便于第一激光雷达采集关于目标激光模块的检测数据，该关于目标激光模块的检测数据可以是点云数据的形式，并且，该关于目标激光模块的检测数据的特征点所形成的形状与该目标形状对应。在根据关于目标激光模块的检测数据构建三维场景地图的过程中，可以基于该关于目标激光模块的检测数据的特征点所形成的形状与该目标形状对应，方便准确地识别目标激光模块的相关特征点，以确定目标激光模块的位置。

40、在第一方面的一种可能的实现方式中，计算设备用于：获取人眼在三维场景地图中的人眼位置信息；基于第一位置信息、第二位置信息和人眼位置信息，控制第一激光模块向电子设备发射第一激光。

41、由于激光可能会伤害到人眼，导致进行无线激光充电或者无线激光通信时，可能会存在人眼安全问题。而该种可能的实现方式中，可以在三维场景地图中确定人眼位置信息，该人眼位置信息可以包括人眼特征点的坐标等。在通过第一激光模块进行无线激光充电或者无线激光通信的过程中，可以控制激光避开人眼的方向，从而提升无线激光充电或者无线激光通信时人体的安全性。

42、本技术第二方面提供一种处理信息的方法，该方法应用于计算设备，该方法包括：获取至少一个第一激光雷达的第一检测数据；根据第一检测数据，获得三维场景地图；获取电子设备上的目标激光模块在三维场景地图中的第一位置信息；获取第一激光模块关于三维场景地图的第二位置信息；基于第一位置信息和第二位置信息，控制第一激光模块向目标激光模块发射第一激光，第一激光用于对电子设备进行无线激光充电或者无线激光通信。

43、在第二方面的一种可能的实现方式中，该方法还包括：获取第二激光雷达的第二检测数据，第一激光雷达位于电子设备对应的环境中，第二激光雷达位于电子设备上；根据第一检测数据，获得三维场景地图，包括：根据第一检测数据和第二检测数据，获得三维场景地图。

44、在第二方面的一种可能的实现方式中，上述步骤：根据第一检测数据和第二检测数据，获得三维场景地图，包括：根据第一检测数据和第二检测数据，确定第二激光雷达和至少一个第一激光雷达之间的第一位姿变换关系；根据第一位姿变换关系和第二位姿变换关系，以及第一检测数据和第二检测数据，获得三维场景地图，第二位姿变换关系指第一激光雷达之间的位姿变换关系。

45、在第二方面的一种可能的实现方式中，该方法还包括：获取第一激光模块发送的目标发射方向的信息，目标发射方向对应的第一光强大于第一光强阈值，第一光强为第一激光模块基于第一激光被反射所产生的反射光检测到的光强，或者，第一光强为电子设备基于接收到的第一激光检测到的光强；获取第二激光模块关于三维场景地图的第三位置信息；根据目标发射方向和第三位置信息，控制第二激光模块向电子设备发射第二激光。

46、在第二方面的一种可能的实现方式中，该方法还包括：获取人眼在三维场景地图中的人眼位置信息；基于第一位置信息、第二位置信息和人眼位置信息，控制第一激光模块向电子设备发射第一激光。

47、本技术第三方面提供一种计算设备，该计算设备包括至少一个处理器、存储器、通信接口以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机执行指令，当计算机执行指令被处理器执行时，处理器执行如上述第二方面或第二方面任意一种可能的实现方式的方法。

48、本技术第四方面提供一种存储一个或多个计算机执行指令的计算机可读存储介质，当计算机执行指令被处理器执行时，处理器执行如上述第二方面或第二方面任意一种可能的实现方式的方法。

49、本技术第五方面提供一种存储一个或多个计算机执行指令的计算机程序产品，当计算机执行指令被处理器执行时，处理器执行如上述第二方面或第二方面任意一种可能的实现方式的方法。

50、本技术第六方面提供了一种芯片系统，该芯片系统包括处理器，用于支持计算设备实现上述第二方面或第二方面任意一种可能的实现方式中所涉及的功能。在一种可能的设计中，芯片系统还可以包括存储器，存储器用于保存计算设备必要的程序指令和数据。该芯片系统，可以由芯片构成，也可以包含芯片和其他分立器件。

51、其中，第二方面至第六方面或者其中任一种可能实现方式所带来的技术效果可参见第一方面或第一方面任一相关的可能的实现方式所带来的技术效果，此处不再赘述。

52、本技术第七方面提供了一种激光设备，该激光设备包括第一激光模块和第二激光模块，第一激光模块包括第一指向器件，第一指向器件的指向方向为第一激光模块发射激光的方向，第一激光模块用于控制第一指向器件的指向方向，第一激光模块产生的第一激光和第二激光模块产生的第二激光均通过第一指向器件进行发射。

53、在第七方面的一种可能的实现方式中，第一激光模块包括第一光学器件；第一激光和第二激光分别通过不同的光路发射至第一光学器件，并且，第一激光和第二激光从第一光学器件通过第一指向器件向电子设备发射。

54、在第七方面的一种可能的实现方式中，第二激光的波长与第一激光的波长不同。

55、在第七方面的一种可能的实现方式中，第一激光模块包括第一面镜、增益介质和泵浦源，第一面镜用于与电子设备中的第二面镜形成谐振腔，增益介质和泵浦源位于第一面镜和第一指向器件之间。

56、在第七方面的一种可能的实现方式中，第一激光模块还包括第一透镜，第一面镜和第一透镜用于形成谐振腔中的逆反射器。

57、在第七方面的一种可能的实现方式中，第一激光模块还包括第一检测器和第一控制单元，第一检测器和增益介质分别位于第一面镜的两侧，第一面镜的透射率大于0且小于1；第一检测器用于：在发射第一激光的过程中，检测第三激光的光强，第三激光为第一激光模块的第一面镜对第一激光被反射所产生的反射光进行透射后得到的激光；第一控制单元用于：根据第一检测器检测到的第三激光的光强，调整第一指向器件的指向方向，直到将指向方向调整至目标发射方向，目标反射方向对应的第三激光的光强大于第一光强阈值。

58、在第七方面的一种可能的实现方式中，第一激光模块用于对电子设备进行无线激光充电，第二激光模块用于与电子设备进行无线激光通信。

59、第七方面或者其中任一种可能实现方式所带来的技术效果可参见第一方面或第一方面任一相关的可能的实现方式所带来的技术效果，此处不再赘述。