定位光束发射系统、方法及室内定位系统的制作方法

文档序号:9863944阅读:425来源:国知局
定位光束发射系统、方法及室内定位系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及定位领域,特别是涉及一种定位光束发射系统、方法及室内定位系统。
【背景技术】
[0002]室内定位技术作为卫星定位的辅助定位,可以解决卫星信号到达地面时较弱、不能穿透建筑物的问题。
[0003]激光定位技术是一种常见的室内定位技术,该方案是通过在定位空间内搭建发射激光的定位光塔,对定位空间进行激光扫射,在被定位物体上设计多个激光接收感应器,并在接收端对数据进行运算处理,直接输出三维位置坐标信息。其定位流程可以由图1所示。
[0004]由于激光的扫射面积有限,因此,可以定位的空间大小受到激光射程的限制(一般在5*5*2m范围左右),而如果简单的将单个定位空间的基站结构进行复用拓展,会出现在激光重叠区域(即在同一时间,有同一方向的激光扫射过的区域),这又势必会造成定位不准确。
[0005]由此,需要一种在扩展定位空间的同时,可以避免激光重叠区域的室内定位方案。

【发明内容】

[0006]本发明主要解决的技术问题是提供一种室内定位系统,其可以避免激光重叠区域的产生,以使得定位空间能够被扩展。
[0007]根据本发明的一个方面,提供了一种定位光束发射系统,用于向定位空间发射定位光束,定位空间包括多个子定位空间,该系统包括:多个定位光束发射装置,分别设置在多个子定位空间内的预定位置,每个定位光束发射装置用于以预定的扫射周期和预定的角速度向其所在的子定位空间扫射定位光束,定位光束具有线状截面,并且绕扫射转轴转动,扫射转轴与线状截面的延伸方向不垂直;以及控制器,分别与多个定位光束发射装置连接,用于控制多个定位光束发射装置的扫射模式,以使得同一时间相邻子定位空间内的定位光束发射装置所扫射的定位光束不同,并且/或者,相邻子定位空间内的定位光束发射装置所扫射的定位光束的时期不同。
[0008]优选地,每个定位光束发射装置在每个扫射周期内可以以两种扫射模式向其所在的子定位空间扫射定位光束,两种扫射模式的工作时期不同,第二种扫射模式下的第二定位光束的扫射转轴与第一种扫射模式下的第一定位光束的扫射转轴具有预定夹角。
[0009]优选地,第一定位光束的线状截面的延伸方向和扫射转轴垂直于水平面,并且第二定位光束的线状截面的延伸方向和扫射转轴平行于水平面;或者第一定位光束的线状截面的延伸方向和扫射转轴平行于水平面,并且第二定位光束的截面的延伸方向和扫射转轴垂直于水平面。
[0010]优选地,定位光束发射装置所扫射的定位光束的有效范围被设置为能够覆盖其所在的子定位空间而不超出与其所在的子定位空间相邻的子定位空间。
[0011]优选地,在每个子定位空间内彼此远离的两个位置处分别设置有定位光束发射装置,相邻子定位空间内同时进行扫射的定位光束发射装置的两种扫射模式的启动顺序不同,同一子定位空间内的不同定位光束发射装置扫射定位光束的时期不同;或者相邻子定位空间内的定位光束发射装置扫射定位光束的时期不同,同一子定位空间内的不同定位光束发射装置的两种扫射模式的启动顺序不同。
[0012]优选地,定位光束发射装置可以包括:第一扫射光源,用于向其所在的子定位空间扫射第一定位光束;第二扫射光源,用于向其所在的子定位空间扫射第二定位光束;以及面光源,用于在每个扫射周期内向其所在的子定位空间发射平面光脉冲,第一扫射光源和第二扫射光源在扫射周期内的不同时期向其所在的子定位空间扫射定位光束,在每个扫射周期内,第一扫射光源开始扫射第一定位光束的时间与面光源发射平面光脉冲的时间之间具有第一固定时间间隔,第二扫射光源开始扫射第二定位光束的时间与面光源发射平面光脉冲的时间之间具有第二固定时间间隔。
[0013]优选地,在每个扫射周期内,在面光源发射第一平面光脉冲后,第一扫射光源开始向其所在的子定位空间扫射定位光束,在面光源发射第二平面光脉冲后,第二扫射光源开始向其所在的子定位空间扫射定位光束,第一平面光脉冲和第二平面光脉冲之间具有固定时间间隔,第一扫射光源开始扫射第一定位光束的时间与面光源发射第一平面光脉冲的时间之间具有第一固定时间间隔,第二扫射光源开始扫射第二定位光束的时间与面光源发射第二平面光脉冲的时间之间具有第二固定时间间隔。
[0014]根据本发明的另一个方面,还提供了一种定位光束发射方法,用于向定位空间发射定位光束,定位空间包括多个子定位空间,在每个子定位空间设置有定位光束发射装置,该方法包括:每个子定位空间内的定位光束发射装置以预定的扫射周期和预定的角速度向该子定位空间扫射定位光束,定位光束具有线状截面,并且绕扫射转轴转动,扫射转轴与线状截面的延伸方向不垂直;同一时间向相邻子定位空间内所扫射的定位光束不同,并且/或者,向相邻子定位空间内扫射的定位光束的时期不同。
[0015]根据本发明的另一个方面,还提供了一种室内定位系统,用于对处在定位空间内的待定位物体定位,其中,定位空间包括多个子定位空间,该室内定位系统包括:多个定位光束发射装置,分别固定设置在多个子定位空间内的预定位置,每个定位光束发射装置用于以预定的扫射周期和预定的角速度向其所在的子定位空间扫射定位光束,其中,其中,定位光束具有线状截面,并且绕扫射转轴转动,扫射转轴与线状截面的延伸方向不垂直,同一时间相邻子定位空间内的定位光束发射装置所扫射的定位光束不同,并且/或者,相邻子定位空间内的定位光束发射装置所扫射的定位光束的时期不同;多个光束接收器,适于固定在待定位物体的外表面,用于接收定位光束,多个光束接收器之间的相对空间位置关系固定。
[0016]优选地,该室内定位系统还可以包括处理器,处理器可以根据多个光束接收器接收到的定位光束和/或所接收到的定位光束的时间确定与该定位光束所对应的定位光束发射装置,并根据多个光束接收器在一个扫射周期内分别接收到定位光束的时间、角速度、相对空间位置关系以及所确定的定位光束发射装置的预定位置,确定待定位物体的位置。
[0017]优选地,每个定位光束发射装置在每个扫射周期内可以以两种扫射模式向其所在的子定位空间扫射定位光束,两种扫射模式的工作时期不同,第二种扫射模式下的第二定位光束的扫射转轴与第一种扫射模式下的第一定位光束的扫射转轴具有预定夹角。
[0018]优选地,处理器可以根据光束接收器在每个扫射周期内接收到第一定位光束的时间以及接收到第二定位光束的时间,确定光束接收器相对于定位光束发射装置的方向,并且/或者,处理器根据在一个扫射周期内既接收到第一定位光束又接收到第二定位光束的多个光束接收器相对于定位光束发射装置的方向和多个光束接收器之间的预定相对空间位置关系,确定待定位物体的位置。
[0019]优选地,第一定位光束的线状截面的延伸方向和扫射转轴垂直于水平面,并且第二定光束的线状截面的延伸方向和扫射转轴平行于水平面;或者第一定位光束的线状截面的延伸方向和扫射转轴平行于水平面,第二定光束的线状截面的延伸方向和扫射转轴垂直于水平面。
[0020]优选地,定位光束发射装置所扫射的定位光束的有效范围被设置为能够覆盖其所在的子定位空间而不超出与其所在的子定位空间相邻的子定位空间。
[0021]优选地,在每个子定位空间内彼此远离的两个位置处分别设置有定位光束发射装置,相邻子定位空间内同时进行扫射的定位光束发射装置的两种扫射模式的启动顺序不同,同一子定位空间内的不同定位光束发射装置扫射定位光束的时期不同;或者相邻子定位空间内的定位光束发射装置扫射定位光束的时期不同,同一子定位空间内的不同定位光束发射装置的两种扫射模式的启动顺序不同。
[0022]优选地,定位光束发射装置可以包括:第一扫射光源,用于向其所在的子定位空间扫射第一定位光束;第二扫射光源,用于向其所在的子定位空间扫射第二定位光束;以及面光源,用于在每
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