一種定位設(shè)備、定位基站、空間定位系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種定位設(shè)備、定位基站、空間定位系統(tǒng)及方法，所述定位設(shè)備包括：殼體；光敏傳感器，設(shè)置于所述殼體上；超聲波接收器，設(shè)置于所述殼體上，所述超聲波接收器的位置與所述光敏傳感器的位置不相同。本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案根據(jù)激光掃描信號(hào)來確定定位設(shè)備相對(duì)于定位基站的方向，并根據(jù)定位基站發(fā)出的超聲波信號(hào)，確定定位設(shè)備相對(duì)于定位基站的距離，由于激光掃描定位的精度和超聲波測(cè)距的精度都在毫米級(jí)，并且定位速度都在毫秒級(jí)，所以定位速度較快，因此實(shí)現(xiàn)了快速和精準(zhǔn)地實(shí)現(xiàn)空間定位的技術(shù)效果。
【專利說明】
一種定位設(shè)備、定位基站、空間定位系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及空間定位領(lǐng)域，尤其涉及一種定位設(shè)備、定位基站、空間定位系統(tǒng)及方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]空間定位是指定位設(shè)備在空間的位置，例如，可以通過GPS (英文:Global Posit1ning System;中文:全球定位系統(tǒng))技術(shù)來確定設(shè)備的位置。但是，隨著人們對(duì)定位精度的要求越來越高，GPS技術(shù)提供的米級(jí)精度已經(jīng)無法滿足人們的需要，并且在一些特定的空間如室內(nèi)、地下室等等，由于墻壁等障礙物會(huì)遮擋GPS信號(hào)，所以GPS技術(shù)也無法應(yīng)用在這些特定的空間。
[0003]目前，在室內(nèi)、地下室等特定的空間，一般通過無線定位技術(shù)來進(jìn)行定位，具體是根據(jù)設(shè)備接收到多個(gè)位置已知的無線AP(英文:Access Point;中文:接入點(diǎn)，又被稱為熱點(diǎn))的信號(hào)強(qiáng)度，然后利用信號(hào)衰減模型估算出移動(dòng)設(shè)備距離各個(gè)AP的距離，最后利用三角定位算法確定出該設(shè)備所在的位置。但是，無線定位技術(shù)提供的精度仍然在米級(jí)，無法滿足人們對(duì)空間定位精度越來越高的要求。
[0004]隨著虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域的日益繁榮，虛擬游戲開始出現(xiàn)，在虛擬游戲提供的沉浸式交互體驗(yàn)中，精確的空間定位追蹤技術(shù)顯得尤為關(guān)鍵，因此如何快速和精準(zhǔn)地實(shí)現(xiàn)空間定位， 成為亟待解決的問題之一。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種定位設(shè)備、定位基站、空間定位系統(tǒng)及方法，以快速和精準(zhǔn)地實(shí)現(xiàn)空間定位。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明實(shí)施例第一方面提供一種定位設(shè)備，包括:
[0007]殼體；
[0008]光敏傳感器，設(shè)置于所述殼體上；
[0009]超聲波接收器，設(shè)置于所述殼體上，所述超聲波接收器的位置與所述光敏傳感器的位置不相同。
[0010]可選地，所述殼體具體為球形殼體。
[0011]可選地，所述定位設(shè)備的定位范圍為A;
[0012]每個(gè)所述光敏傳感器的光束接收范圍為B，所述殼體上至少設(shè)置有M個(gè)所述光敏傳感器，M為對(duì)A/B進(jìn)行向上取整而獲得；
[0013]每個(gè)所述超聲波接收器的波束寬度接收范圍為C，所述殼體上至少設(shè)置有N個(gè)所述光敏傳感器，N為對(duì)A/C進(jìn)行向上取整而獲得。
[0014]可選地，M個(gè)所述光敏傳感器的接收面和N個(gè)所述超聲波接收器的接收面均勻分布在所述殼體上。
[0015]可選地，所述光敏傳感器上還設(shè)置有濾光片。
[0016]可選地，所述光敏傳感器為光敏二極管、光敏三極管或硅光電池。
[0017]可選地，所述定位設(shè)備還包括射頻信號(hào)接收裝置，所述射頻信號(hào)接收裝置設(shè)置于所述殼體內(nèi)，所述射頻信號(hào)接收裝置用于接收同步信號(hào)。
[0018]可選地，所述定位設(shè)備還包括運(yùn)動(dòng)傳感器。
[0019]本發(fā)明實(shí)施例第二方面提供一種定位基站，包括:[0〇2〇]底座；[0021 ]旋轉(zhuǎn)軸，設(shè)置于所述底座上；
[0022]第一激光掃描器，設(shè)置于所述旋轉(zhuǎn)軸的第一位置；
[0023]第二激光掃描器，設(shè)置于所述旋轉(zhuǎn)軸的第二位置，第二位置和第一位置不相同，所述第一激光掃描器對(duì)應(yīng)的第一掃描平面和所述第二激光掃描器對(duì)應(yīng)的第二掃描平面掃描到空間中同一點(diǎn)時(shí)能夠相交成一條直線，且所述第一掃描平面和所述第二掃描平面不垂直于所述旋轉(zhuǎn)軸；
[0024]超聲波發(fā)射器，設(shè)置于所述底座上。
[0025]可選地，所述第一激光掃描器發(fā)出的激光掃描信號(hào)的波長(zhǎng)為第一波長(zhǎng)，所述第二激光掃描器發(fā)出的激光掃描信號(hào)的波長(zhǎng)為第二波長(zhǎng)，所述第一波長(zhǎng)與所述第二波長(zhǎng)不相同。
[0026]可選地，所述第一激光掃描器和所述第二激光掃描器的光源為同一個(gè)激光光源， 所述激光光源生成的激光通過分光裝置被分別傳導(dǎo)至所述第一激光掃描器和所述第二激光掃描器。
[0027]可選地，所述定位基站還包括同步裝置，所述同步裝置設(shè)置于所述底座上，所述同步裝置用于發(fā)送同步信號(hào)。
[0028]可選地，所述同步裝置具體為L(zhǎng)ED陣列和/或射頻信號(hào)發(fā)生器。
[0029]可選地，所述定位基站還包括旋轉(zhuǎn)軸定位裝置，所述轉(zhuǎn)軸定位裝置設(shè)用于檢測(cè)所述旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)位置。
[0030]本發(fā)明實(shí)施例第三方面還提供一種空間定位系統(tǒng)，包括定位基站、定位設(shè)備和數(shù)據(jù)處理設(shè)備；
[0031]如第一方面提供的定位設(shè)備；
[0032]如第二方面提供的定位基站；
[0033]所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備具體用于根據(jù)所述定位基站發(fā)出的激光掃描信號(hào)，確定所述定位設(shè)備相對(duì)于所述定位基站的方向，并根據(jù)所述定位基站發(fā)出的超聲波信號(hào)，確定所述定位設(shè)備相對(duì)于所述定位基站的距離，從而確定所述定位設(shè)備在空間中的位置。
[0034]本發(fā)明實(shí)施例第四方面還提供一種空間定位方法，包括:
[0035]定位基站通過一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)第一激光掃描器和第二激光掃描器進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并發(fā)出第一激光掃描信號(hào)、第二激光掃描信號(hào)和超聲波信號(hào)，所述第一激光掃描器對(duì)應(yīng)的第一掃描平面和所述第二激光掃描器對(duì)應(yīng)的第二掃描平面掃描到空間中同一點(diǎn)時(shí)能夠相交成一條直線，且所述第一激光掃描器發(fā)出的第一掃描線和所述第二激光掃描器發(fā)出的第二掃描線均不垂直于所述旋轉(zhuǎn)軸；[〇〇36]定位設(shè)備通過光敏傳感器和超聲波接收器，接收所述第一激光掃描信號(hào)、所述第二激光掃描信號(hào)和所述超聲波信號(hào)；
[0037]數(shù)據(jù)處理設(shè)備根據(jù)所述第一激光掃描信號(hào)、所述第二激光掃描信號(hào)和所述超聲波信號(hào)的發(fā)送時(shí)間點(diǎn)以及接收時(shí)間點(diǎn)，確定所述定位設(shè)備相對(duì)于所述定位基站的位置。
[0038]可選地，在所述定位基站通過一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)第一激光掃描器和第二激光掃描器進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并發(fā)出第一激光掃描信號(hào)、第二激光掃描信號(hào)和超聲波信號(hào)之前，所述方法還包括:[〇〇39]所述定位基站向所述定位設(shè)備發(fā)送同步光信號(hào)和同步射頻信號(hào)；[〇〇4〇]所述定位設(shè)備在接收到同步光信號(hào)時(shí)，若同時(shí)接收到所述同步射頻信號(hào)，則將所述同步光信號(hào)的上升沿作為同步時(shí)刻。
[0041]本發(fā)明實(shí)施例中的一個(gè)或者多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或者優(yōu)點(diǎn):
[0042]本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案利用了光沿直線傳播的特性，根據(jù)激光掃描信號(hào)來確定定位設(shè)備相對(duì)于定位基站的方向，并利用了超聲波測(cè)距的原理，根據(jù)定位基站發(fā)出的超聲波信號(hào)，確定定位設(shè)備相對(duì)于定位基站的距離，從而能夠確定定位設(shè)備在空間的位置，由于激光掃描定位的精度和超聲波測(cè)距的精度都在毫米級(jí)，并且定位速度都在毫秒級(jí)，所以定位速度較快，因此實(shí)現(xiàn)了快速和精準(zhǔn)地實(shí)現(xiàn)空間定位的技術(shù)效果?！靖綀D說明】
[0043]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖:
[0044]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的空間定位系統(tǒng)的模塊圖；
[0045]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的定位設(shè)備10的正視圖；
[0046]圖3為本實(shí)施例提供的定位設(shè)備的定位范圍的示意圖；
[0047]圖4為本實(shí)施例提供的定位設(shè)備10的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0048]圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的定位設(shè)備10的電路圖；
[0049]圖6為本實(shí)施例提供的定位基站的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0050]圖7為本實(shí)施例提供的定位基站20發(fā)出激光掃描信號(hào)的示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0051]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0052]本實(shí)施例提供了一種空間定位系統(tǒng)，請(qǐng)參考圖1，圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的空間定位系統(tǒng)的模塊圖，如圖1所示，該空間定位系統(tǒng)包括定位設(shè)備10、定位基站20和數(shù)據(jù)處理設(shè)備30,數(shù)據(jù)處理設(shè)備30能夠根據(jù)定位基站20發(fā)出的激光掃描信號(hào)，確定定位設(shè)備10相對(duì)于定位基站20的方向，并根據(jù)定位基站20發(fā)出的超聲波信號(hào)，確定定位設(shè)備10相對(duì)于定位基站20的距離，從而確定定位設(shè)備10在空間中的位置。
[0053]可以看出，本實(shí)施例中的技術(shù)方案利用了光沿直線傳播的特性，根據(jù)激光掃描信號(hào)來確定定位設(shè)備10相對(duì)于定位基站20的方向，并利用了超聲波測(cè)距的原理，根據(jù)定位基站20發(fā)出的超聲波信號(hào)，確定定位設(shè)備10相對(duì)于定位基站20的距離，從而能夠確定定位設(shè)備10在空間的位置，由于激光掃描定位的精度和超聲波測(cè)距的精度都在毫米級(jí)，并且定位速度都在毫秒級(jí)，所以定位速度較快，因此實(shí)現(xiàn)了快速和精準(zhǔn)地實(shí)現(xiàn)空間定位的技術(shù)效果。 [〇〇54]在接下來的部分中，將詳細(xì)介紹上述技術(shù)方案。
[0055]請(qǐng)參考圖2,圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的定位設(shè)備10的正視圖，如圖2所示，定位設(shè)備10包括:
[0056]殼體 101;[〇〇57] 光敏傳感器102，設(shè)置于殼體101上，在本實(shí)施例中，光敏傳感器102在殼體101表面的接收窗口為六角形；[〇〇58]超聲波接收器103,設(shè)置于殼體101上，超聲波接收器103的位置與光敏傳感器102 的位置不相同，在本實(shí)施例中，超聲波接收器103在殼體101表面的接收窗口為圓形。
[0059]在具體實(shí)施過程中，如圖2所示，殼體101具體為球形殼體。當(dāng)然，在其他實(shí)施例中， 殼體101根據(jù)實(shí)際情況，可以設(shè)置為立方體形狀的殼體、橢球體形狀的殼體、椎體形狀的殼體等等，以滿足實(shí)際情況的需要，在此就不再贅述了。
[0060]在具體實(shí)施過程中，請(qǐng)參考圖3,圖3為本實(shí)施例提供的定位設(shè)備的定位范圍的示意圖，如圖3所示，在本實(shí)施例中，定位設(shè)備的定位范圍為A，例如A可以為300° ;
[0061]設(shè)定每個(gè)光敏傳感器102的光束接收范圍為B，例如B可以為25°或30°等等，殼體 101上至少設(shè)置有M個(gè)光敏傳感器102，M為對(duì)A/B進(jìn)行向上取整而獲得；
[0062]具體來講，光敏傳感器102的光束接收范圍可以為光束半角(half angle)的兩倍， 具體為一個(gè)圓錐形狀，所以，為了保證光敏傳感器102能夠采集到定位設(shè)備的定位范圍A內(nèi)所有的激光掃描信號(hào)，因此需要在殼體101上至少設(shè)置M個(gè)光敏傳感器，M為對(duì)A/B進(jìn)行向上取整而獲得，例如，在本實(shí)施例中，M為12個(gè)，在另一實(shí)施例，若A為300°，B為35°，則M為對(duì) (300°/35° =8.5714)進(jìn)行向上取整而為9個(gè)，在此就不再贅述了。[〇〇63]需要說明的是，光敏傳感器102的數(shù)量還與定位基站20上發(fā)出的激光掃描信號(hào)有關(guān)，具體的，若定位基站20上發(fā)出的激光掃描信號(hào)只包括1個(gè)波長(zhǎng)的信號(hào)，則光敏傳感器102 的數(shù)量為至少M(fèi)個(gè)，若定位基站20上發(fā)出的激光掃描信號(hào)只包括2個(gè)波長(zhǎng)的信號(hào)，則光敏傳感器102的數(shù)量為至少2M個(gè)。[0〇64]設(shè)定每個(gè)超聲波接收器103的波束寬度(total beam angle)接收范圍為C，例如C 可以為40°或50°等等，殼體101上至少設(shè)置有N個(gè)光敏傳感器102，N為對(duì)A/C進(jìn)行向上取整而獲得。超聲波接收器103的數(shù)量設(shè)置與光敏傳感器102的原理一致，在此就不再贅述了。 [〇〇65]當(dāng)然了，在另一實(shí)施例中，為了保證能夠準(zhǔn)確接收到定位基站20發(fā)送的激光掃描信號(hào)和超聲波信號(hào)，可以在定位設(shè)備10的殼體101上設(shè)置更多的光敏傳感器和超聲波傳感器，在此不做限制。
[0066]在本實(shí)施例中，為了保證能夠準(zhǔn)確接收到定位基站20發(fā)送的激光掃描信號(hào)和超聲波信號(hào)，如圖2所示，M個(gè)光敏傳感器102的接收面和N個(gè)超聲波接收器103的接收面均勻分布在殼體101上。
[0067]當(dāng)然，在另一實(shí)施例中，本領(lǐng)域所屬的技術(shù)人員能夠根據(jù)實(shí)際情況，合適地調(diào)整M 個(gè)光敏傳感器102的接收面和N個(gè)超聲波接收器103的接收面的位置，使得M個(gè)光敏傳感器102的接收面和N個(gè)超聲波接收器103的接收面非均勻地分布在殼體101上，以滿足實(shí)際情況的需求，例如在定位設(shè)備10上定位頻繁的范圍內(nèi)設(shè)置較多的光敏傳感器102和超聲波接收器103,而在定位較少的范圍內(nèi)設(shè)置較少的光敏傳感器102和超聲波接收器103,等等，在此就不做限制。
[0068]在具體實(shí)施過程中，為了避免外界環(huán)境光線對(duì)光敏傳感器102的干擾，光敏傳感器 102上還設(shè)置有濾光片，濾光片用于濾去環(huán)境光，使得光敏傳感器只能夠接收到定位基站20 發(fā)出的激光掃描光線，在此就不再贅述了。當(dāng)然了，若定位基站20通過LED陣列發(fā)出的光線來傳輸同步信號(hào)，則濾光片也不能濾去該LED陣列發(fā)出的光線。
[0069]請(qǐng)參考圖4,圖4為本實(shí)施例提供的定位設(shè)備10的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，如圖4所示，定位設(shè)備10的殼體101內(nèi)部的柱體即為光敏傳感器102或超聲波接收器103,當(dāng)然，光敏傳感器 102超聲波接收器103還需要通過一定的電路連接至內(nèi)部的處理芯片，在此就不再贅述了。
[0070]如前，若定位基站20發(fā)出的激光掃描信號(hào)包括兩個(gè)波長(zhǎng)，則每個(gè)六角形的接收面所在空心柱體中會(huì)設(shè)置兩個(gè)對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的光敏傳感器102,以便接收兩個(gè)波長(zhǎng)的激光掃描信號(hào)，在此就不再贅述了。
[0071]請(qǐng)參考圖5,圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的定位設(shè)備10的電路圖，如圖5所示，M個(gè)光敏傳感器102和N個(gè)超聲波接收器103分別并聯(lián)，這樣，所有光敏傳感器和超聲波接收器總共只需兩路信號(hào)處理電路，對(duì)激光掃描信號(hào)和超聲波信號(hào)只需要處理最早接收的信號(hào)即可，電路成本和處理成本大大降低。[〇〇72]在具體實(shí)施過程中，光敏傳感器102為光敏二極管、光敏三極管或硅光電池等等， 在此不做限制。
[0073]在具體實(shí)施過程中，定位設(shè)備10還包括射頻信號(hào)接收裝置，射頻信號(hào)接收裝置設(shè)置于殼體101內(nèi)，射頻信號(hào)接收裝置用于接收同步信號(hào)。
[0074]在具體實(shí)施過程中，定位設(shè)備10還可以包括運(yùn)動(dòng)傳感器，運(yùn)動(dòng)傳感器檢測(cè)定位終端的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，利用運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)對(duì)定位終端的空間位置進(jìn)行修正計(jì)算和彌補(bǔ)。運(yùn)動(dòng)傳感器可以為慣性傳感器(英文:Inertial measurement unit;簡(jiǎn)稱:IMU)、加速度傳感器、陀螺儀中的一種或多種。當(dāng)本實(shí)施例的定位設(shè)備10被安裝在其他智能終端上使用時(shí)，該運(yùn)動(dòng)傳感器可以借用智能終端上的運(yùn)動(dòng)傳感器，在此就不再贅述了。
[0075]在實(shí)際應(yīng)用中，定位設(shè)備10可以集成在手持設(shè)備、頭戴設(shè)備上，在此不做限制。 [〇〇76]在接下來的部分中，將介紹定位基站20的具體結(jié)構(gòu)及運(yùn)行過程。[〇〇77]請(qǐng)參考圖6A和圖6B，圖6A為本實(shí)施例提供的定位基站的正視圖，圖6B為本實(shí)施例提供的定位基站的立體圖，如圖6A和圖6B所示，定位基站20包括:
[0078]底座 201;[〇〇79]旋轉(zhuǎn)軸202，設(shè)置于底座201上;在具體實(shí)施過程中，可以通過一個(gè)或者多個(gè)電機(jī)來帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸202進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，在此不做限制；
[0080]第一激光掃描器203,設(shè)置于旋轉(zhuǎn)軸202的第一位置；[〇〇81]第二激光掃描器204,設(shè)置于旋轉(zhuǎn)軸202的第二位置，第二位置和第一位置不相同， 第一激光掃描器203對(duì)應(yīng)的第一掃描平面和第二激光掃描器204對(duì)應(yīng)的第二掃描平面掃描到空間中同一點(diǎn)時(shí)能夠相交成一條直線，且第一激光掃描器203發(fā)出的第一掃描線和所述第二激光掃描器204發(fā)出的第二掃描線均不垂直于所述旋轉(zhuǎn)軸；
[0082]超聲波發(fā)射器205，設(shè)置于底座201上；在本實(shí)施例中，超聲波發(fā)射器205為一個(gè)全向的超聲波發(fā)射器，。[〇〇83] 在本實(shí)施例中，第一激光掃描器203可以通過一個(gè)激光發(fā)生器發(fā)出點(diǎn)激光，再通過一字線透鏡如柱透鏡、鮑威爾棱鏡或一字線波浪棱鏡等將點(diǎn)激光整形為一字線激光，這樣， 由第一激光掃描器203出射的一字線激光即形成了第一激光掃描平面，再通過旋轉(zhuǎn)軸202的旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)空間的掃描。在另一實(shí)施例中，第一激光掃描器203也可以直接通過一字線激光器發(fā)出一字線激光，在此就不再贅述了。[〇〇84] 第二激光掃描器204的具體結(jié)構(gòu)與第一激光掃描器203—致，在此就不再贅述了。 [〇〇85]當(dāng)然，在另一實(shí)施例中，還可以通過在旋轉(zhuǎn)軸202上設(shè)置更多的激光掃描器來提高對(duì)定位設(shè)備10的方向進(jìn)行定位的準(zhǔn)確性，但其原理不會(huì)發(fā)生變化，在此就不再贅述了。 [〇〇86]需要說明的是，在本實(shí)施例中，第一激光掃描器203和第二激光掃描器204在垂直方向上的高度相同，在其他實(shí)施例中，第一激光掃描器203和第二激光掃描器204在垂直方向上的高度也可以不相同，也即第一激光掃描器203和第二激光掃描器204可以在旋轉(zhuǎn)軸 202上呈一上一下的相對(duì)位置，在此不做限制。
[0087]請(qǐng)參考圖7,圖7為本實(shí)施例提供的定位基站20發(fā)出激光掃描信號(hào)的示意圖，如圖7 所示，在本實(shí)施例中，第一激光掃描器203對(duì)應(yīng)的第一掃描平面701為豎直方向的平面，第二激光掃描器204對(duì)應(yīng)的第二掃描平面702為與豎直方向呈45°的平面。[〇〇88]在具體實(shí)施過程中，為了區(qū)分第一激光掃描器203發(fā)出的激光掃描信號(hào)和第二激光掃描器204發(fā)出的激光掃描信號(hào)，第一激光掃描器203發(fā)出的激光掃描信號(hào)的波長(zhǎng)為第一波長(zhǎng)，第二激光掃描器204發(fā)出的激光掃描信號(hào)的波長(zhǎng)為第二波長(zhǎng)，第一波長(zhǎng)與第二波長(zhǎng)不相同。
[0089]在實(shí)際應(yīng)用中，例如可以通過兩個(gè)激光發(fā)生器，分別生成的不同波長(zhǎng)的激光，并傳遞到第一激光掃描器203和第二激光掃描器204中。
[0090]當(dāng)然，在另一實(shí)施例中，所述第一激光掃描器和所述第二激光掃描器的光源可以為同一個(gè)激光光源，該激光光源生成的激光可以通過分光裝置如分光器等，分束至第一激光掃描器203和第二激光掃描器204中，再通過時(shí)序的方式來區(qū)分第一激光掃描器203發(fā)出的激光掃描信號(hào)和第二激光掃描器204發(fā)出的激光掃描信號(hào)，例如，定位基站20還可以包括同步裝置，先由同步裝置發(fā)出同步信號(hào)，再根據(jù)第一激光掃描器203和第二激光掃描器204 的掃描順序，從而區(qū)分第一激光掃描器203發(fā)出的激光掃描信號(hào)和第二激光掃描器204發(fā)出的激光掃描信號(hào)。
[0091]在具體實(shí)施過程中，同步裝置具體可以為L(zhǎng)ED陣列和/或射頻信號(hào)發(fā)生器，例如，通過LED陣列發(fā)出同步光信號(hào)，同步光信號(hào)例如可以為紅外光信號(hào)等等，定位設(shè)備10通過光敏傳感器102接收到同步光信號(hào)后，即能夠?qū)?dāng)前時(shí)間點(diǎn)作為同步時(shí)間點(diǎn)；同理，射頻信號(hào)發(fā)生裝置生成同步射頻信號(hào)并發(fā)送后，定位設(shè)備10通過射頻信號(hào)接收裝置接收到同步射頻信號(hào)后，也能夠?qū)?dāng)前時(shí)間點(diǎn)作為同步時(shí)間點(diǎn)，在此就不再贅述了。
[0092]需要說明的是，在同步裝置為L(zhǎng)ED陣列時(shí)，定位設(shè)備10可以通過光敏傳感器102來接收LED陣列發(fā)出的同步光信號(hào)，也可以專門設(shè)置額外的光敏傳感器來接收LED陣列發(fā)出的同步光信號(hào)，在此不做限制。[〇〇93] 請(qǐng)繼續(xù)參考圖6A和圖6B，如圖6A和圖6B所示，在本實(shí)施例中，LED陣列2061包括多個(gè)子陣列，射頻信號(hào)發(fā)生器可以設(shè)置定位基站20中的任意位置，圖中未示出。
[0094]需要說明的是，圖6A和圖6B均為示意圖，在另一實(shí)施例中，底座201可以根據(jù)實(shí)際情況，設(shè)置為其他合適的形狀，LED陣列2061也可以設(shè)置為合適的數(shù)量，以滿足實(shí)際情況的需要，在此就不再贅述了。
[0095]在單獨(dú)使用LED陣列發(fā)送同步光信號(hào)的時(shí)候，會(huì)因?yàn)長(zhǎng)ED陣列和定位設(shè)備10上的光敏傳感器102之間的距離遠(yuǎn)近、角度問題而導(dǎo)致光敏傳感器102的脈寬發(fā)生變化，并且還會(huì)因?yàn)橥饨绻饩€而產(chǎn)生雜波，單獨(dú)判斷同步光信號(hào)的上升沿容易出錯(cuò)，這樣無法獲得準(zhǔn)確的同步時(shí)刻，所以單獨(dú)使用LED陣列發(fā)送同步信號(hào)有可能導(dǎo)致誤差。
[0096]在單獨(dú)使用射頻信號(hào)發(fā)生裝置來發(fā)送同步射頻信號(hào)的時(shí)候，因?yàn)殡娐诽匦詴?huì)導(dǎo)致同步射頻信號(hào)到達(dá)定位設(shè)備上的射頻信號(hào)接收裝置的時(shí)間不確定，存在一定的時(shí)延，這樣無法獲得準(zhǔn)確的同步時(shí)刻，所以單獨(dú)使用射頻信號(hào)發(fā)生裝置來發(fā)送同步射頻信號(hào)也有可能導(dǎo)致誤差。
[0097]因此，為了避免在實(shí)際應(yīng)用時(shí)單獨(dú)使用LED陣列和/或射頻信號(hào)發(fā)生裝置來發(fā)送同步信號(hào)有可能導(dǎo)致誤差的缺陷，本實(shí)施例采用將兩者進(jìn)行結(jié)合的方式，具體如下:
[0098]在同步時(shí)刻到達(dá)時(shí)，也即在需要發(fā)出同步信號(hào)的時(shí)刻到達(dá)時(shí)，定位基站20同時(shí)通過LED陣列發(fā)出同步光信號(hào)和射頻信號(hào)發(fā)生裝置發(fā)送同步射頻信號(hào)，定位設(shè)備10中的光敏傳感器102接收到同步光信號(hào)時(shí)，判斷是否同時(shí)收到了同步射頻信號(hào)，若收到了同步射頻信號(hào)，具體地，例如檢測(cè)是否接收到持續(xù)時(shí)長(zhǎng)超過預(yù)設(shè)值的同步射頻信號(hào)，則表明該次信號(hào)為有效地同步信號(hào)，可以將同步光信號(hào)的上升沿作為同步時(shí)刻。
[0099]可以看出，通過LED陣列發(fā)出同步光信號(hào)的方式具有能夠精確地確定同步光信號(hào)的接收時(shí)刻的優(yōu)點(diǎn)，但因?qū)嶋H應(yīng)用情況或外界干擾而會(huì)導(dǎo)致信號(hào)不穩(wěn)定，而通過射頻信號(hào)發(fā)生裝置發(fā)送同步射頻信號(hào)的方式具有發(fā)出信號(hào)的可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，但因電路特性等原因而會(huì)導(dǎo)致一定的時(shí)延，本實(shí)施例中的方案將兩者結(jié)合后，能夠保留通過LED陣列發(fā)出同步光信號(hào)的方式具有的精確確定接收時(shí)刻的優(yōu)點(diǎn)、以及通過射頻信號(hào)發(fā)生裝置發(fā)送同步射頻信號(hào)的方式具有的信號(hào)的可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)避免了通過LED陣列發(fā)出同步光信號(hào)的方式具有的信號(hào)不穩(wěn)定的缺點(diǎn)，也避免了射頻信號(hào)發(fā)生裝置發(fā)送同步射頻信號(hào)的方式具有一定的時(shí)延的缺點(diǎn)。
[0100]在同步裝置發(fā)送同步信號(hào)，定位設(shè)備10接收到同步信號(hào)后，根據(jù)旋轉(zhuǎn)軸202的旋轉(zhuǎn)方向，設(shè)置先由第一激光掃描器203發(fā)出激光掃描信號(hào)，再由第二激光掃描器204發(fā)出激光掃描信號(hào)，這樣，即能夠確定定位設(shè)備10第一次接收到的激光掃描信號(hào)為第一激光掃描器203發(fā)出的，并確定定位設(shè)備10第二次接收到的激光掃描信號(hào)為第二激光掃描器204發(fā)出的。
[0101]在具體實(shí)施過程中，定位基站20還包括旋轉(zhuǎn)軸定位裝置，旋轉(zhuǎn)軸定位裝置設(shè)用于檢測(cè)旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)位置。在實(shí)際應(yīng)用中，旋轉(zhuǎn)軸定位裝置可以由霍爾傳感器和磁體組成，或者可以由激光發(fā)生器和光敏傳感器組成，或者可以由碼盤組成。
[0102]首先，介紹旋轉(zhuǎn)軸定位裝置由霍爾傳感器和磁體組成的情形:磁體可以設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸202上的固定位置，霍爾傳感器設(shè)置于底座201上磁體的運(yùn)動(dòng)路徑附近，這樣，在旋轉(zhuǎn)軸202旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，磁體經(jīng)過霍爾傳感器所在的位置，引起霍爾傳感器附近的磁場(chǎng)變化，因此霍爾傳感器會(huì)輸出一個(gè)脈沖信號(hào)，定位基站20內(nèi)的控制裝置如單片機(jī)、處理芯片等等接收該脈沖信號(hào)后，即會(huì)控制同步裝置發(fā)出同步信號(hào)，而旋轉(zhuǎn)軸202會(huì)帶動(dòng)第一激光掃描器203和第二激光掃描器204進(jìn)行掃描，磁體在旋轉(zhuǎn)軸202旋轉(zhuǎn)一周后再次經(jīng)過霍爾傳感器所在的位置時(shí)，即會(huì)再次觸發(fā)霍爾傳感器輸出脈沖信號(hào)，在此就不再贅述了。
[0103]當(dāng)然，在實(shí)際應(yīng)用中，也可以設(shè)定在霍爾傳感器輸出預(yù)設(shè)次數(shù)的脈沖信號(hào)后，例如可以設(shè)定霍爾傳感器輸出兩次脈沖信號(hào)后，也即旋轉(zhuǎn)軸202每旋轉(zhuǎn)兩次，定位基站20內(nèi)的控制裝置才輸出同步信號(hào)，預(yù)設(shè)次數(shù)的具體數(shù)值可以根據(jù)實(shí)際情況確定，以滿足實(shí)際情況的需要，在此就不再贅述了。
[0104]然后，介紹旋轉(zhuǎn)軸定位裝置由激光發(fā)生器和光敏傳感器組成的情形:光敏傳感器可以設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸202上，激光發(fā)生器可以設(shè)置在底座201上，這樣，光敏傳感器在旋轉(zhuǎn)軸202的帶動(dòng)下，光敏傳感器經(jīng)過激光發(fā)生器所在的位置時(shí)，就會(huì)在激光發(fā)生器發(fā)出的激光的觸發(fā)下而生成電信號(hào)，該電信號(hào)被定位基站20內(nèi)的控制裝置接收后，即會(huì)控制同步裝置發(fā)出同步信號(hào)，而旋轉(zhuǎn)軸202會(huì)帶動(dòng)第一激光掃描器203和第二激光掃描器204進(jìn)行掃描，光敏傳感器在旋轉(zhuǎn)軸202旋轉(zhuǎn)一周后再次經(jīng)過激光發(fā)生器所在的位置時(shí)，即會(huì)再次觸發(fā)光敏傳感器輸出電信號(hào)，在此就不再贅述了。
[0105]當(dāng)然，在實(shí)際應(yīng)用中，激光發(fā)生器和光敏傳感器的位置不限于上述方式，例如可以將激光發(fā)生器設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸202上，以及將光敏傳感器設(shè)置在底座201上，或者將激光發(fā)生器和光敏傳感器同時(shí)設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸202或底座201上，并在底座201或旋轉(zhuǎn)軸202上對(duì)應(yīng)的位置貼上反光條或者反光鏡，或者將紅外一體收發(fā)器設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸202或底座201上，并在底座201或旋轉(zhuǎn)軸202上對(duì)應(yīng)的位置貼上反光條或者反光鏡，等等，在此就不再贅述了。
[0106]需要說明的是，旋轉(zhuǎn)軸定位裝置中的光敏傳感器和激光發(fā)生器需要和定位設(shè)備10中的光敏傳感器、以及定位基站20中的光掃描器區(qū)分開來，以避免對(duì)定位設(shè)備10和定位基站20中激光定位數(shù)據(jù)造成干擾，例如可以通過設(shè)置不同波長(zhǎng)的方式進(jìn)行區(qū)分等等。
[0107]最后，介紹旋轉(zhuǎn)軸定位裝置由碼盤組成的情形:碼盤(英文:encoding disk)是測(cè)量角位移的數(shù)字編碼器，包括接觸編碼器和光學(xué)編碼器兩類，接觸編碼器或光學(xué)編碼器可以設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸202上，從而能夠在旋轉(zhuǎn)軸202旋轉(zhuǎn)的過程中準(zhǔn)確測(cè)量出旋轉(zhuǎn)軸202的位置，并生成相應(yīng)的信號(hào)，定位基站20內(nèi)的控制裝置根據(jù)該信號(hào)即能夠控制同步裝置生成發(fā)出同步信號(hào)，在此就不再贅述了。
[0?08]當(dāng)然，在一個(gè)理想的情況下，若定位設(shè)備10和定位基站20上的時(shí)間均相同，則無需定位基站20生成同步信號(hào)，根據(jù)定位基站發(fā)出激光掃描信號(hào)和超聲波信號(hào)的發(fā)送時(shí)間點(diǎn)，以及定位設(shè)備接收激光掃描信號(hào)和超聲波信號(hào)的接收時(shí)間點(diǎn)，即能夠確定定位設(shè)備的位置，在此就不再贅述了。
[0109]在介紹完定位設(shè)備10和定位基站20之后，在接下來的部分中，將介紹本實(shí)施例提供的空間定位系統(tǒng)具體如何進(jìn)行定位，本實(shí)施例中的數(shù)據(jù)處理設(shè)備30通過激光測(cè)方向原理和超聲波測(cè)距離原理結(jié)合進(jìn)行定位:
[0110]1、激光測(cè)方向原理:假設(shè)激光掃描信號(hào)按Θ/秒角速度掃描，從啟動(dòng)位置開始計(jì)時(shí)，從定位光束啟動(dòng)到激光掃描信號(hào)被定位設(shè)備10接收到的時(shí)間為t秒，則定位設(shè)備10所在的方位與激光掃描信號(hào)的啟動(dòng)位置夾角a = 9*t。這樣，通過兩個(gè)方向激光進(jìn)行掃射，即可準(zhǔn)確確定定位終端相對(duì)于基站的方向向量；
[0111]具體來講，以定位設(shè)備10上的01號(hào)光敏傳感器為例，設(shè)該點(diǎn)為PO，假設(shè)定位基站20上的旋轉(zhuǎn)軸202恒定以Θ角速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，貝Ij定位基站20指向pO點(diǎn)的方向向量的計(jì)算方法如下:
[0112]第一激光掃描器203在接收到同步信號(hào)后發(fā)出第一激光掃描信號(hào)，記錄下發(fā)送時(shí)間點(diǎn)，直到定位設(shè)備10上的01號(hào)光敏傳感器被第一激光掃描器203對(duì)應(yīng)的第一掃描平面掃描到，也即定位設(shè)備10接收到該第一激光掃描信號(hào)，記錄下接收時(shí)間點(diǎn)，設(shè)定第一激光掃描信號(hào)的發(fā)送時(shí)間點(diǎn)與接收時(shí)間點(diǎn)之間的差值為11，則獲得的偏轉(zhuǎn)角度α = Θ*t I為p0點(diǎn)相對(duì)于第一掃描平面的偏轉(zhuǎn)角度；
[0113]同理，通過記錄第二激光掃描器204發(fā)出的第二掃描信號(hào)的發(fā)送時(shí)間點(diǎn)和接收時(shí)間點(diǎn)，設(shè)定第二激光掃描信號(hào)的發(fā)送時(shí)間點(diǎn)與接收時(shí)間點(diǎn)之間的差值為t2，獲得的偏轉(zhuǎn)角度i3 = 0*t2為pO點(diǎn)相對(duì)于第二掃描平面的偏轉(zhuǎn)角度；
[0114]這樣，已知兩個(gè)方位角，作為約束，即可以求得原點(diǎn)指向ρ0點(diǎn)的方向向量，即定位基站20指向ρΟ點(diǎn)的方向向量，具體的數(shù)學(xué)計(jì)算方法有多種，在此就不再贅述了。
[0115]2、超聲波測(cè)距離原理:超聲波信號(hào)在空氣中的傳播速度為V，則從超聲波信號(hào)的發(fā)出到被定位設(shè)備10接收到的時(shí)間為t3秒，則定位設(shè)備10與定位基站20之間的舉例d = V*t3。當(dāng)然，在實(shí)際計(jì)算中，由于不同溫度下，超聲波的傳輸速度不同，因此，需要根據(jù)當(dāng)前溫度對(duì)V進(jìn)行調(diào)整，以保證計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，在此就不再贅述了。
[0116]在具體實(shí)施過程中，數(shù)據(jù)處理設(shè)備30可以通過有線或者無線的方式獲得定位設(shè)備10和定位基站20中的數(shù)據(jù)，在此就不再贅述了。
[0117]當(dāng)然，在實(shí)際應(yīng)用中，為了避免超聲波的回波干擾，可以設(shè)定發(fā)出兩次超聲波信號(hào)之間的時(shí)間間隔足夠大，另外，由于超聲波的回波干擾的信號(hào)強(qiáng)度值較小，還可以設(shè)定濾除強(qiáng)度值過小的超聲波信號(hào)，這樣來保證測(cè)量所得距離的準(zhǔn)確性。
[0?18]以定位基站20的定位準(zhǔn)確距離為5m為例，超聲波信號(hào)傳播5111所耗費(fèi)的時(shí)間大約為15ms，因此，可以將兩次超聲波信號(hào)之間的間隔設(shè)置為20ms，當(dāng)然，理論上上只要大于15ms即可；另外，可以將距定位基站20的距離為5m處的超聲波信號(hào)的強(qiáng)度值作為標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度值，濾除小于該標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度值的信號(hào)。通過這兩種方式中的任一種或者組合，都能夠較佳地避免超聲波回波信號(hào)的干擾，在此就不再贅述了。
[0119]由于激光測(cè)量和超聲波測(cè)量的精度在毫米級(jí)，并且定位速度在毫秒級(jí)，所以定位精度和定位速度相比于現(xiàn)有技術(shù)都大大提高，實(shí)現(xiàn)了快速和精準(zhǔn)地實(shí)現(xiàn)空間定位的技術(shù)效果O
[0120]在實(shí)際應(yīng)用中，數(shù)據(jù)處理設(shè)備30在物理上可以集成在定位設(shè)備10或者定位基站20上，或者獨(dú)立存在，在此不做限制。
[0121 ]基于前述部分的介紹可知，通過本實(shí)施例中的一個(gè)定位基站20，即能夠?qū)崿F(xiàn)全向定位的效果，也即在一空間中，通過單個(gè)定位基站20，就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)定位設(shè)備10在該空間中的定位。
[0122]本實(shí)施例還提供一種空間定位方法，該方法包括:
[0123]首先，定位基站通過一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)第一激光掃描器和第二激光掃描器進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并發(fā)出第一激光掃描信號(hào)、第二激光掃描信號(hào)和超聲波信號(hào)，第一激光掃描器對(duì)應(yīng)的第一掃描平面和第二激光掃描器對(duì)應(yīng)的第二掃描平面掃描到空間中同一點(diǎn)時(shí)能夠相交成一條直線，且第一掃描平面和第二掃描平面均不垂直于旋轉(zhuǎn)軸；
[0124]然后，定位設(shè)備通過光敏傳感器和超聲波接收器，接收第一激光掃描信號(hào)、第二激光掃描信號(hào)和超聲波信號(hào)；
[0125]最后，數(shù)據(jù)處理設(shè)備根據(jù)第一激光掃描信號(hào)、第二激光掃描信號(hào)和超聲波信號(hào)的發(fā)送時(shí)間點(diǎn)以及接收時(shí)間點(diǎn)，確定定位設(shè)備相對(duì)于定位基站的位置。
[0126]在具體實(shí)施過程中，在定位基站通過一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)第一激光掃描器和第二激光掃描器進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并發(fā)出第一激光掃描信號(hào)、第二激光掃描信號(hào)和超聲波信號(hào)之前，方法還包括:
[0127]定位基站向定位設(shè)備發(fā)送同步光信號(hào)和同步射頻信號(hào)；
[0128]定位設(shè)備在接收到同步光信號(hào)時(shí)，若同時(shí)接收到同步射頻信號(hào)，則將同步光信號(hào)的上升沿作為同步時(shí)刻。
[0129]本實(shí)施例提供的空間定位方法的具體運(yùn)行過程在前述部分中已經(jīng)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，在此為了說明書的簡(jiǎn)潔，就不再贅述了。
[0130]本發(fā)明實(shí)施例中的一個(gè)或者多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或者優(yōu)點(diǎn):
[0131]本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案利用了光沿直線傳播的特性，根據(jù)激光掃描信號(hào)來確定定位設(shè)備10相對(duì)于定位基站20的方向，并利用了超聲波測(cè)距的原理，根據(jù)定位基站20發(fā)出的超聲波信號(hào)，確定定位設(shè)備10相對(duì)于定位基站20的距離，從而能夠確定定位設(shè)備10在空間的位置，由于激光掃描定位的精度和超聲波測(cè)距的精度都在毫米級(jí)，并且定位速度都在毫秒級(jí)，所以定位速度較快，因此實(shí)現(xiàn)了快速和精準(zhǔn)地實(shí)現(xiàn)空間定位的技術(shù)效果。
[0132]本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
[0133]本說明書(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列等效或類似特征中的一個(gè)例子而已。
[0134]本發(fā)明并不局限于前述的【具體實(shí)施方式】。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種定位設(shè)備，其特征在于，包括: 殼體； 光敏傳感器，設(shè)置于所述殼體上； 超聲波接收器，設(shè)置于所述殼體上，所述超聲波接收器的位置與所述光敏傳感器的位置不相同。2.如權(quán)利要求1所述的定位設(shè)備，其特征在于，所述殼體具體為球形殼體。3.如權(quán)利要求1所述的定位設(shè)備，其特征在于，所述定位設(shè)備的定位范圍為A; 每個(gè)所述光敏傳感器的光束接收范圍為B，所述殼體上至少設(shè)置有M個(gè)所述光敏傳感器，M為對(duì)A/B進(jìn)行向上取整而獲得； 每個(gè)所述超聲波接收器的波束寬度接收范圍為C，所述殼體上至少設(shè)置有N個(gè)所述光敏傳感器，N為對(duì)A/C進(jìn)行向上取整而獲得。4.如權(quán)利要求3所述定位設(shè)備，其特征在于，M個(gè)所述光敏傳感器的接收面和N個(gè)所述超聲波接收器的接收面均勻分布在所述殼體上。5.如權(quán)利要求1所述定位設(shè)備，其特征在于，所述光敏傳感器上還設(shè)置有濾光片。6.如權(quán)利要求1所述定位設(shè)備，其特征在于，所述光敏傳感器為光敏二極管、光敏三極管或硅光電池。7.如權(quán)利要求1所述定位設(shè)備，其特征在于，所述定位設(shè)備還包括射頻信號(hào)接收裝置，所述射頻信號(hào)接收裝置設(shè)置于所述殼體內(nèi)，所述射頻信號(hào)接收裝置用于接收同步信號(hào)。8.如權(quán)利要求1所述定位設(shè)備，其特征在于，所述定位設(shè)備還包括運(yùn)動(dòng)傳感器。9.一種定位基站，其特征在于，包括: 底座； 旋轉(zhuǎn)軸，設(shè)置于所述底座上； 第一激光掃描器，設(shè)置于所述旋轉(zhuǎn)軸的第一位置； 第二激光掃描器，設(shè)置于所述旋轉(zhuǎn)軸的第二位置，所述第二位置與所述第一位置不相同，所述第一激光掃描器對(duì)應(yīng)的第一掃描平面和所述第二激光掃描器對(duì)應(yīng)的第二掃描平面掃描到空間中同一點(diǎn)時(shí)能夠相交成一條直線，且所述第一激光掃描器發(fā)出的第一掃描線和所述第二激光掃描器發(fā)出的第二掃描線均不垂直于所述旋轉(zhuǎn)軸； 超聲波發(fā)射器，設(shè)置于所述底座上。10.如權(quán)利要求9所述的定位基站，其特征在于，所述第一激光掃描器發(fā)出的激光掃描信號(hào)的波長(zhǎng)為第一波長(zhǎng)，所述第二激光掃描器發(fā)出的激光掃描信號(hào)的波長(zhǎng)為第二波長(zhǎng)，所述第一波長(zhǎng)與所述第二波長(zhǎng)不相同。11.如權(quán)利要求9所述的定位基站，其特征在于，所述第一激光掃描器和所述第二激光掃描器的光源為同一個(gè)激光光源，所述激光光源生成的激光通過分光裝置被分束至所述第一激光掃描器和所述第二激光掃描器。12.如權(quán)利要求9所述的定位基站，其特征在于，所述定位基站還包括同步裝置，所述同步裝置設(shè)置于所述底座上，所述同步裝置用于發(fā)送同步信號(hào)。13.如權(quán)利要求12所述的定位基站，其特征在于，所述同步裝置具體為L(zhǎng)ED陣列和/或射頻信號(hào)發(fā)生器。14.如權(quán)利要求9所述的定位基站，其特征在于，所述定位基站還包括旋轉(zhuǎn)軸定位裝置，所述轉(zhuǎn)軸定位裝置設(shè)用于檢測(cè)所述旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)位置。15.—種空間定位系統(tǒng)，其特征在于，包括定位基站、定位設(shè)備和數(shù)據(jù)處理設(shè)備；如權(quán)利要求1-8中任一權(quán)項(xiàng)所述的定位設(shè)備；如權(quán)利要求9-14中任一權(quán)項(xiàng)所述的定位基站；所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備具體用于根據(jù)所述定位基站發(fā)出的激光掃描信號(hào)，確定所述定位設(shè) 備相對(duì)于所述定位基站的方向，并根據(jù)所述定位基站發(fā)出的超聲波信號(hào)，確定所述定位設(shè) 備相對(duì)于所述定位基站的距離，從而確定所述定位設(shè)備在空間中的位置。16.—種空間定位方法，其特征在于，包括:定位基站通過一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)第一激光掃描器和第二激光掃描器進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并發(fā)出第 一激光掃描信號(hào)、第二激光掃描信號(hào)和超聲波信號(hào)，所述第一激光掃描器對(duì)應(yīng)的第一掃描 平面和所述第二激光掃描器對(duì)應(yīng)的第二掃描平面掃描到空間中同一點(diǎn)時(shí)能夠相交成一條 直線，且所述第一激光掃描器發(fā)出的第一掃描線和所述第二激光掃描器發(fā)出的第二掃描線 均不垂直于所述旋轉(zhuǎn)軸；定位設(shè)備通過光敏傳感器和超聲波接收器，接收所述第一激光掃描信號(hào)、所述第二激 光掃描信號(hào)和所述超聲波信號(hào)；數(shù)據(jù)處理設(shè)備根據(jù)所述第一激光掃描信號(hào)、所述第二激光掃描信號(hào)和所述超聲波信號(hào) 的發(fā)送時(shí)間點(diǎn)以及接收時(shí)間點(diǎn)，確定所述定位設(shè)備相對(duì)于所述定位基站的位置。17.如權(quán)利要求16所述的空間定位方法，其特征在于，在所述定位基站通過一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸 帶動(dòng)第一激光掃描器和第二激光掃描器進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并發(fā)出第一激光掃描信號(hào)、第二激光掃 描信號(hào)和超聲波信號(hào)之前，所述方法還包括:所述定位基站向所述定位設(shè)備發(fā)送同步光信號(hào)和同步射頻信號(hào)；所述定位設(shè)備在接收到同步光信號(hào)時(shí)，若同時(shí)接收到所述同步射頻信號(hào)，則將所述同 步光信號(hào)的上升沿作為同步時(shí)刻。
【文檔編號(hào)】G01S5/30GK105974359SQ201610522023
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年6月30日
【發(fā)明人】馮州, 李小虎, 張超
【申請(qǐng)人】成都理想境界科技有限公司