定位光束发射系统、方法及室内定位系统的制作方法_4

文档序号:9863944阅读:来源:国知局
图8所示,每个扫射周期内,面光源13发射两次平面光脉冲,在面光源13发射第一平面光脉冲Pl后,第一扫射光源11开始向其所在的子定位空间扫射定位光束(图中tl段),在面光源13发射第二平面光脉冲P2后,第二扫射光源12开始向其所在的子定位空间扫射定位光束(图中t2段),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。
[0074]至此,结合附图1-8详细叙述了本发明的定位光束发射系统和方法。基于上述定位光束发射系统和方法,本发明还提出了一种室内定位系统。
[0075]如图9所示,本发明的室内定位系统10包括多个定位光束发射装置(图中1-1、1_2...1-Ν,Ν为整数)和多个光束接收器(图中2-1、2-2-_2-1^为整数)。其中,多个定位光束发射装置的布置方式及其扫射模式,可参照上文中相关描述,此处不再赘述。
[0076]多个光束接收器适于固定在待定位物体的外表面。在对待定位物体定位时,可以将多个光束接收器固定在待定位物体的外表面,此时,多个光束接收器之间的相对空间位置固定。每个光束接收器都可以接收定位光束发射装置发射的定位光束。
[0077]如图10所示,本发明的室内定位系统10还可以包括处理器3。处理器3分别与多个光束接收器连接(可以是无线连接,也可以是有线连接)。处理器3可以适于固定在待定位物体上,也可以固定在其它位置。处理器3可以接收到光束接收器所接收到的定位光束。待定位物体在多个子定位空间内移动时,处理器3就可以基于待定位物体上的光束接收器所接收到的定位光束,识别出对应的定位光束发射装置,从而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,就可以确定待定位物体的位置。其中,光束接收器接收到定位光束的时间可以由光束接收器记录,也可以由处理器3记录(即在处理器3实时接收光束接收器所接收到的定位光束时,可以由处理器3记录从光束接收器获取到定位光束的时刻作为该光束接收器接收到定位光束的时刻)。本发明的室内定位系统10具体的定位过程描述如下。
[0078]每个子定位空间内的定位光束发射装置的扫射周期、角速度已知。在定位光束发射装置的一个扫射周期内,定位光束发射装置开始扫射定位光束的时刻可以记为to,光束接收器接收到定位光束的时刻可以记为,由于定位光束发射装置的角速度一定(已知),因此,根据之间的时间差,就可以确定定位光束发射装置在扫射到该定位光束接收器时,定位光束发射装置所转过的角度,由此,光束接收器相对于定位光束发射装置的方向就可以确定。以此类推,在一个扫射周期内,可以接收到定位光束的多个定位光束接收器相对于光束定位发射装置的方向都可以确定,然后根据多个定位光束接收器之间的相对空间位置关系就可以确定多个定位光束接收器的水平方向上的位置信息,从而可以确定待定位物体所处的水平位置。
[0079]进一步地,如上文所述,每个子定位空间内的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,这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。这里,作为优选,在每个扫射周期内,定位光束发射装置可以时分地向其所在的子定位空间横向扫射和纵向扫射,其中,横向扫射的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,纵向扫射的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。
[0080]此时,处理器3可以根据光束接收器在一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。由此,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相对位置关系,就可以确定待定位物体的位置。
[0081]下面以在每个扫射周期内,定位光束发射装置分别向子定位空间横向扫射定位光束和纵向扫射定位光束为例,对待定位物体的定位过程进行详细说明。
[0082]在每个扫射周期内,定位光束发射装置横向扫射和纵向扫射的时期不同,并且,横向扫射和纵向扫射的角速度已知。以定位光束发射装置先横向扫射后纵向扫射为例,在定位光束发射装置的一个扫射周期内,定位光束发射装置开始横向扫射定位光束的时刻可以记为to,光束接收器接收到横向扫射的定位光束的时刻可以记为,由于定位光束发射装置的横向扫射时的角速度一定(已知),因此,处理器3根据之间的时间差、横向扫射的角速度,就可以确定^时,横向扫射的定位光束所在的平面。相应地,定位光束发射装置开始纵向扫射定位光束的时刻可以记为t2,光束接收器接收到纵向扫射的定位光束的时刻可以记为t3,由于定位光束发射装置的纵向扫射时的角速度一定(已知),因此,处理器3根据t3、t2之间的时间差、纵向角速度,就可以确定t3时,纵向扫射的定位光束所在的平面,由于定位光束发射装置和光束接收器都处于这两个平面上,因此这两个平面的交线方向即为光束接收器相对于定位光束发射装置的方向。由此,可以确定多个光束接收器所处的交线方向,然后根据多个光束接收器之间的相对空间位置关系就可以得出待定位物体所处的三维位置?目息O
[0083]上文中已经参考附图详细描述了根据本发明的定位光束发射系统、方法及室内定位系统。基于上述描述可知,本发明的定位光束发射系统、方法及室内定位系统相比于已有的激光定位技术,本发明在保持了激光定位的定位精度高(毫米级别)、延时小、被定位点独立计算坐标位置、不受自然光影响的诸多优势下,又提供了可无限扩展定位空间的可能。
[0084]以上已经描述了本发明的各实施例,上述说明是示例性的,并非穷尽性的,并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下,对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择,旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进,或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
【主权项】
1.一种定位光束发射系统,用于向定位空间发射定位光束,所述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,分别设置在所述多个子定位空间内的预定位置,每个所述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,所述定位光束具有线状截面,并且绕扫射转轴转动,所述扫射转轴与所述线状截面的延伸方向不垂直;以及 控制器,分别与所述多个定位光束发射装置连接,用于控制所述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。2.根据权利要求1所述的定位光束发射系统,其中, 每个所述定位光束发射装置在每个所述扫射周期内以两种扫射模式向其所在的子定位空间扫射定位光束, 所述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。3.根据权利要求2所述的定位光束发射系统,其中, 所述第一定位光束的线状截面的延伸方向和所述扫射转轴垂直于水平面,并且所述第二定位光束的线状截面的延伸方向和所述扫射转轴平行于水平面;或者 所述第一定位光束的线状截面的延伸方向和所述扫射转轴平行于水平面,并且所述第二定位光束的线状截面的延伸方向和所述扫射转轴垂直于水平面。4.根据权利要求3所述的定位光束发射系统,其中, 所述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。5.根据权利要求4所述的定位光束发射系统,其中, 在每个所述子定位空间内彼此远离的两个位置处分别设置有所述定位光束发射装置,相邻子定位空间内同时进行扫
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