一種空間定位系統(tǒng)、定位設(shè)備和光傳感器模組的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種空間定位系統(tǒng)、定位設(shè)備和光傳感器模組，空間定位系統(tǒng)包括定位設(shè)備、N個光傳感器模組和總控制器，其中，定位設(shè)備上設(shè)置有光掃描裝置，N個光傳感器模組設(shè)置在待定位空間中，每個光傳感器模組包括M個光觸發(fā)器；光掃描裝置用于生成第一方向和第二方向的掃描光線，第一方向和第二方向為相交的兩個方向；光觸發(fā)器用于在掃描光線的作用下生成電信號；總控制器用于根據(jù)至少三個不共線的光觸發(fā)器生成的電信號，確定定位設(shè)備在待定位空間中的位置。本方案利用了光沿直線傳播的特性以及光電效應(yīng)，將空間定位的精度從米級提高到了厘米級，滿足了人們對空間定位精度越來越高的要求。
【專利說明】
一種空間定位系統(tǒng)、定位設(shè)備和光傳感器模組
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及空間定位領(lǐng)域，尤其涉及一種空間定位系統(tǒng)、定位設(shè)備和光傳感器模組。
【背景技術(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= GlobalPosit1ning System;中文:全球定位系統(tǒng))技術(shù)來確定設(shè)備的位置。但是，隨著人們對定位精度的要求越來越高，GPS技術(shù)提供的米級精度已經(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遮擋GPS信號，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)來進行定位，具體是根據(jù)設(shè)備接收到多個位置已知的無線AP(英文:Access Point;中文:接入點，又被稱為熱點)的信號強度，然后利用信號衰減模型估算出移動設(shè)備距離各個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。
[0004]但是，無線定位技術(shù)提供的精度仍然在米級，無法滿足人們對空間定位精度越來越高的要求。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的是提供一種空間定位系統(tǒng)、定位設(shè)備和光傳感器模組，滿足了人們對空間定位精度越來越高的要求。
[0006]為了實現(xiàn)上述實用新型目的，本實用新型實施例第一方面提供了一種空間定位系統(tǒng)，包括定位設(shè)備、N個光傳感器模組和總控制器，其中，所述定位設(shè)備上設(shè)置有光掃描裝置，所述N個光傳感器模組設(shè)置在待定位空間中，每個光傳感器模組包括M個光觸發(fā)器，M和N為正整數(shù)且所述定位設(shè)備單次掃描時能夠掃描到至少三個不共線的光觸發(fā)器；
[0007]所述光掃描裝置用于生成第一方向和第二方向的掃描光線，所述第一方向和所述第二方向為相交的兩個方向；
[0008]所述光觸發(fā)器用于在所述掃描光線的作用下生成電信號；
[0009]所述總控制器用于根據(jù)至少三個不共線的光觸發(fā)器生成的電信號，確定所述定位設(shè)備在所述待定位空間中的位置。
[0010]可選地，所述光掃描裝置包括:
[0011 ]掃描光源，用于生成源光線；
[0012]光束整形單元，設(shè)置于所述源光線的光路上，用于將所述源光線整形為一字線光線；
[0013]掃描單元，設(shè)置于所述一字線光線的光路上，用于將所述一字線光線分別在所述第一方向和所述第二方向進行掃描，形成所述掃描光線。
[0014]可選地，所述光掃描裝置還包括計時起點光源，所述計時起點光源用于生成計時起點光信號，所述計時起點光信號用于使得所述光觸發(fā)器生成計時起點電信號。
[0015]可選地，所述計時起點光源為LED光源。
[0016]可選地，所述總控制器還用于向所述定位設(shè)備發(fā)送計時起點信號，使得所述定位設(shè)備在接收到所述計時起點信號后，在所述第一方向和所述第二方向進行掃描。
[0017]可選地，所述掃描光源為激光發(fā)生單元。
[0018]可選地，所述激光發(fā)生單元包括兩個激光發(fā)生子單元，所述掃描單元包括兩個一維MEMS掃描振鏡，其中，一個一維MEMS掃描振鏡與一個激光發(fā)生裝置配合，形成所述第一方向的掃描光線，另一個一維MEMS掃描振鏡與另一個激光發(fā)生裝置配合，形成所述第二方向的掃描光線。
[0019]可選地，所述光束整形單元具體為柱透鏡、鮑威爾棱鏡或一字線波浪棱鏡。
[0020]可選地，所述光觸發(fā)器具體為光敏二極管。
[0021 ] 可選地，所述光傳感器模組還包括:
[0022]M個放大整形電路，與所述M個光觸發(fā)器一一相連，用于對所述電信號進行放大和整形處理；
[0023]處理器，與所述M個放大整形電路相連；
[0024]網(wǎng)絡(luò)接口，與所述處理器相連，用于將處理后的電信號傳遞給所述總控制器。
[0025]可選地，所述總控制器與所述光傳感器模組之間通過有線或者無線的方式進行通
?目O
[0026]可選地，在所述定位設(shè)備為多個時，每個定位設(shè)備根據(jù)所述總控制器發(fā)送的分時掃描信號分時段進行掃描。
[0027]可選地，在所述定位設(shè)備為J個，且J個定位設(shè)備中的光掃描裝置能夠生成J種不同波長的掃描光線時，每個光觸發(fā)器與J種不同波長中一種波長的掃描光線對應(yīng)，每一種波長的掃描光線能夠單次掃描到K個與其對應(yīng)的光觸發(fā)器，且K個光觸發(fā)器中至少有3個不共線，其中，J為大于等于2的正整數(shù)，K為大于等于3的正整數(shù)。
[0028]本實用新型實施例第二方面還提供一種定位設(shè)備，應(yīng)用于一空間定位系統(tǒng)中，所述空間定位系統(tǒng)還包括N個光傳感器模組和總控制器，所述N個光傳感器模組設(shè)置在待定位空間中，每個光傳感器模組包括M個光觸發(fā)器，M和N為正整數(shù)且所述定位設(shè)備單次掃描時能夠掃描到至少三個不共線的光觸發(fā)器;所述定位設(shè)備包括光掃描裝置，所述光掃描裝置包括:
[0029]掃描光源，用于生成源光線；
[0030]光束整形單元，設(shè)置于所述源光線的光路上，用于將所述源光線整形為一字線光線；
[0031]掃描單元，設(shè)置于所述一字線光線的光路上，用于將所述一字線光線分別在第一方向和第二方向進行掃描，通過形成的掃描光線觸發(fā)所述光觸發(fā)器生成電信號，使得總控制器根據(jù)至少三個不共線的光觸發(fā)器生成的電信號，確定所述定位設(shè)備在所述待定位空間中的位置。
[0032]可選地，所述光掃描裝置還包括:計時起點光源，所述計時起點光源用于生成計時起點光信號，所述計時起點光信號用于使得所述光觸發(fā)器生成計時起點電信號。
[0033]可選地，所述計時起點光源為LED光源。
[0034]可選地，所述定位設(shè)備還包括通信單元，所述定位設(shè)備能夠通過所述通信單元接收所述總控制器發(fā)送的計時起點信號，并根據(jù)所述計時起點信號在所述第一方向和所述第二方向進行掃描。
[0035]可選地，所述掃描光源為激光發(fā)生單元。
[0036]可選地，所述激光發(fā)生單元包括兩個激光發(fā)生子單元，所述掃描單元包括兩個一維MEMS掃描振鏡，其中，一個一維MEMS掃描振鏡與一個激光發(fā)生子單元配合，形成所述第一方向的掃描光線，另一個一維MEMS掃描振鏡與另一個激光發(fā)生子單元配合，形成所述第二方向的掃描光線。
[0037]可選地，所述光束整形單元具體為柱透鏡、鮑威爾棱鏡或一字線波浪棱鏡。
[0038]可選地，所述定位設(shè)備還包括通信單元，所述定位設(shè)備能夠通過所述通信單元接收所述總控制器發(fā)送的分時掃描信號，并根據(jù)所述分時掃描信號在預設(shè)時間段內(nèi)進行掃描。
[0039]可選地，在每個光傳感器模組包括與多種波長的掃描光線分別對應(yīng)的光觸發(fā)器時，所述光掃描裝置能夠生成其中至少一種波長的掃描光線，且能夠單次掃描到K個與其生成的掃描光線對應(yīng)的光觸發(fā)器，且K個光觸發(fā)器中至少有3個不共線，其中，K為大于等于3的正整數(shù)。
[0040]本實用新型實施例第三方面還提供一種光傳感器模組，應(yīng)用于一空間定位系統(tǒng)中，所述空間定位系統(tǒng)還包括定位設(shè)備和總控制器，所述定位設(shè)備包括光掃描裝置，N個所述光傳感器模組設(shè)置在待定位空間中，所述光傳感器模組包括:
[0041]M個光觸發(fā)器，所述光觸發(fā)器用于在所述光掃描裝置生成的掃描光線的作用下生成電信號，M和N為正整數(shù)且所述定位設(shè)備單次掃描時能夠掃描到至少三個不共線的光觸發(fā)器；
[0042]M個放大整形電路，與所述M個光觸發(fā)器一一相連；
[0043]處理器，與所述M個放大整形電路相連；
[0044]網(wǎng)絡(luò)接口，與所述處理器相連，用于將所述電信號傳遞給所述總控制器，使得所述總控制器根據(jù)至少三個不共線的光觸發(fā)器生成的電信號，確定所述定位設(shè)備在所述待定位空間中的位置。
[0045]可選地，在所述定位設(shè)備為J個，且J個定位設(shè)備中的光掃描裝置能夠生成J種不同波長的掃描光線時，每個光觸發(fā)器與J種不同波長中一種波長的掃描光線對應(yīng)，J為大于等于2的正整數(shù)。
[0046]可選地，所述光觸發(fā)器具體為光敏二極管。
[0047]可選地，所述光傳感器模組與所述總控制器之間通過有線或者無線的方式進行通
?目O
[0048]本實用新型實施例第四方面還提供一種空間定位方法，包括:
[0049]在待定位空間中設(shè)置N個光傳感器模組，每個光傳感器模組包括M個光觸發(fā)器，M和N為正整數(shù)；
[0050]在定位設(shè)備進入待定位空間中后，所述定位設(shè)備中的光掃描裝置生成第一方向和第二方向的掃描光線并進行掃描，且所述定位設(shè)備單次掃描時能夠掃描到至少三個不共線的光觸發(fā)器；[0051 ]在所述掃描光線的作用下，所述光觸發(fā)器生成電信號；
[0052]總控制器根據(jù)至少三個不共線的光觸發(fā)器生成的電信號，確定所述定位設(shè)備在所述待定位空間中的位置。
[0053]可選地，在所述定位設(shè)備中的光掃描裝置生成第一方向和第二方向的掃描光線并進行掃描之前，所述方法還包括:在第一時間點，所述光掃描裝置生成計時起點光信號并發(fā)送；
[0054]在所述第一時間點，所述光觸發(fā)器在所述計時起點光信號的作用下生成計時起點電信號。
[0055]可選地，在所述定位設(shè)備中的光掃描裝置生成第一方向和第二方向的掃描光線并進行掃描之前，所述方法還包括:在第一時間點，所述定位設(shè)備接收所述總控制器發(fā)送的計時起點信號。
[0056]可選地，所述定位設(shè)備中的光掃描裝置生成第一方向和第二方向的掃描光線并進行掃描，具體包括:
[0057]在所述第一時間點之后的第二時間點，所述光掃描裝置通過所述第一方向的掃描光線，按第一時間周期進行所述第一方向上的掃描，所述第二時間點為所述第一時間點加上預設(shè)延遲時間段；
[0058]在所述第二時間點之后的第三時間點，所述光掃描裝置通過所述第二方向的掃描光線，進行所述第二方向上的掃描，所述第三時間點為所述第二時間點加上所述第一時間周期。
[0059]可選地，所述總控制器根據(jù)至少三個不共線的光觸發(fā)器生成的電信號，確定所述定位設(shè)備在所述待定位空間中的位置，具體包括:
[0060]所述總控制器以所述光掃描裝置為原點，建立局部坐標系；
[0061]所述總控制器根據(jù)每個光觸發(fā)器生成的電信號，確定每個光觸發(fā)器與光掃描裝置之間的直線方程；
[0062]所述總控制器根據(jù)至少三個不共線的光觸發(fā)器與光掃描裝置之間的直線方程，確定其中每個光觸發(fā)器在所述局部坐標系中的相對坐標；
[0063]所述總控制器根據(jù)每個光觸發(fā)器在所述局部坐標系中的相對坐標，以及每個光觸發(fā)器在世界坐標系中的世界坐標，確定所述局部坐標系與所述世界坐標系之間的變換矩陣；
[0064]所述總控制器根據(jù)所述變換矩陣，確定所述光掃描裝置在所述世界坐標系中的世界坐標，從而確定出所述定位設(shè)備在所述待定位空間中的位置。
[0065]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下有益效果:
[0066]由于采用了預先在待定位空間設(shè)置包括光觸發(fā)器的光傳感器模組，并通過定位設(shè)備中的光掃描裝置生成的掃描光線來掃描光觸發(fā)器，且總控制器根據(jù)至少三個不共線的光觸發(fā)器在掃描光線的作用下生成的電信號來確定定位設(shè)備在待定位空間中的位置的技術(shù)方案，利用了光沿直線傳播的特性以及光電效應(yīng)，將空間定位的精度從米級提高到了厘米級，滿足了人們對空間定位精度越來越高的要求。
【附圖說明】
[0067]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖:
[0068]圖1為本實用新型實施例提供的空間定位系統(tǒng)的示意圖；
[0069]圖2為本實用新型實施例提供的光掃描裝置1011的模塊示意圖；
[0070]圖3為本實用新型實施例提供的光掃描裝置1011的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0071 ]圖4A為本實用新型實施例提供的將源光線整形為一字線光線的示意圖；
[0072]圖4B為本實用新型實施例提供的一維MEMS掃描振鏡的偏轉(zhuǎn)示意圖；
[0073]圖4C和圖4D為本實用新型實施例提供的光掃描裝置1011分別在第一方向和第二反向進行掃描的示意圖；
[0074]圖4E為本實用新型實施例提供的LED光源發(fā)出計時起點光信號的示意圖；
[0075]圖5為本實用新型實施例提供的光傳感器模組102的模塊示意圖；
[0076]圖6為本實用新型實施例提供的光傳感器模組102的正面示意圖；
[0077]圖7為本實用新型實施例提供的空間定位方法的流程圖；
[0078]圖8為本實用新型實施例提供的在待定位空間設(shè)置光傳感器模組102的示意圖；
[0079]圖9為被掃描光線覆蓋的光觸發(fā)器輸出脈沖信號的示意圖。
【具體實施方式】
[0080]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0081]第一方面，請參考圖1，圖1為本實用新型實施例提供的空間定位系統(tǒng)的示意圖，如圖1所示，該空間定位系統(tǒng)包括:
[0082]定位設(shè)備101，定位設(shè)備101設(shè)置有光掃描裝置1011，該光掃描裝置1011能夠生成第一方向和第二方向的掃描光線，第一方向和第二方向為相交的兩個方向；較優(yōu)地，第一方向和第二方向為正交的兩個方向。例如，第一方向可以為水平方向也即X軸方向，第二方向可以為垂直方向也即y軸方向；
[0083]N個光傳感器模組102，每個光傳感器模組包括M個光觸發(fā)器1021為正整數(shù)且定位設(shè)備101單次掃描時能夠掃描到至少三個不共線的光觸發(fā)器1021，其中的每個光觸發(fā)器1021能夠在掃描光線的作用下生成電信號；
[0084]總控制器103。
[0085]需要說明的是，N個光傳感器模組102需要預先設(shè)置在待定位空間中，這樣，每一個光傳感器模組102的位置在待定位空間中的位置即是已知的，每個光觸發(fā)器1021在待定位空間中的位置也是已知的。
[0086]在具體實施過程中，在定位設(shè)備101進入待定位空間后，定位設(shè)備101中的光掃描裝置1011即生成第一方向和第二方向的掃描光線并進行掃描，使得光觸發(fā)器1021在掃描光線的作用下，生成電信號，總控制器103根據(jù)至少三個不共線的光觸發(fā)器1021生成的電信號，從而確定定位設(shè)備101在待定位空間中的位置。
[0087]可以看出，由于利用了光沿直線傳播的特性以及光電效應(yīng)，根據(jù)掃描光線掃描過的光觸發(fā)器生成的電信號來確定定位設(shè)備在待定位空間中的位置，將空間定位的精度從米級提高到了厘米級，大大提高了空間定位的精度，滿足了人們對空間定位精度越來越高的要求。
[0088]在接下來的部分中，將分別介紹定位設(shè)備101、光傳感器模組102和總控制器103的具體實現(xiàn)。
[0089]在實際應(yīng)用中，定位設(shè)備101可以是手柄、手套等手持設(shè)備，也可以是頭戴顯示器等頭戴式設(shè)備，或者也可以是其他類型的穿戴式設(shè)備，在此不做限制。
[0090]具體地，請參考圖2，圖2為本實用新型實施例提供的光掃描裝置1011的模塊示意圖，如圖2所示，光掃描裝置1011包括:
[0091]掃描光源10111，用于生成源光線；例如，掃描光源10111可以是激光發(fā)生單元，也可以是LED(英文:Light Emitting D1de;中文:發(fā)光二極管)光源；
[0092]光束整形單元10112，設(shè)置于源光線的光路上，用于將源光線整形為一字線光線，以便后續(xù)利用一字線光線進行掃描;例如，光束整形單元10112可以是柱透鏡、鮑威爾棱鏡或一字線波浪棱鏡等等；
[0093]掃描單元10113，設(shè)置于一字線光線的光路上，用于將一字線光線分別在第一方向和第二方向進行掃描，形成掃描光線；例如，掃描單元10113可以為MEMS(英文:Micro-Electro-Mechanical System；中文:微機電系統(tǒng))掃描振鏡。
[0094]在接下來的部分中，將以掃描光源10111為激光發(fā)生單元，光束整形單元10112為柱透鏡，掃描單元10113為MEMS掃描振鏡為例來進行介紹。
[0095]請繼續(xù)參考圖3，圖3為本實用新型實施例提供的光掃描裝置1011的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示，在本實施例中，激光發(fā)生單元包括兩個激光發(fā)生子單元，分別提供第一方向和第二方向的掃描光線的源光線;光束整形單元10112也包括兩個分別設(shè)置在第一方向和第二方向的源光線的光路上的柱透鏡，兩個柱透鏡分別將第一方向和第二反向的源光線整形為第一方向和第二方向的一字線光線，請參考圖4A，圖4A為本實用新型實施例提供的將源光線整形為一字線光線的示意圖，如圖4A所示，將激光發(fā)生子單元101111發(fā)出的源光線通過柱透鏡101121整形為一字線光線，其中，21、22、23、24為垂直發(fā)散光束，25為水平發(fā)散光束;掃描單元10113也包括兩個分別設(shè)置在第一方向和第二方向的一字線光線的光路上的一維MEMS掃描振鏡，請參考圖4B，圖4B為本實用新型實施例提供的一維MEMS掃描振鏡的偏轉(zhuǎn)示意圖，其中，31為入射的一字線光線，32為出射的掃描光線，33為一維MEMS掃描振鏡的封裝結(jié)構(gòu)，34為一維MEMS掃描振鏡的鏡面結(jié)構(gòu)，通常為矩形，35為該一維MEMS掃描振鏡的旋轉(zhuǎn)軸，如圖4B所示，設(shè)置在第一方向的一字線光路上的一維MEMS掃描振鏡在驅(qū)動信號的作用下偏轉(zhuǎn)，即能夠?qū)⒌谝环较虻囊蛔志€光線轉(zhuǎn)化為第一方向的掃描光線，也即一個一維MEMS掃描振鏡與一個激光發(fā)生子單元配合，能夠形成第一方向的掃描光線，同理，另一個一維MEMS掃描振鏡與另一個激光發(fā)生子單元配合，能夠形成第二方向的掃描光線，請繼續(xù)參考圖4C和圖4D，圖4C和圖4D為本實用新型實施例提供的光掃描裝置1011分別在第一方向和第二反向進行掃描的示意圖。
[0096]在本實施例中，由于激光的方向性特別好，所以在掃描光源具體為激光發(fā)生單元時，空間定位系統(tǒng)的定位精度還可以進一步提升到毫米級;并且，由于采用了 MEMS掃描振鏡來實現(xiàn)掃描，無需使用高速電機等震動部件，所以大大減少了光觸發(fā)器輸出的電信號的誤差，從而大大降低了定位結(jié)果的誤差。
[0097]在實際應(yīng)用中，掃描單元10113分別在第一方向和第二方向上進行掃描時，兩個方向上的掃描速度可能不一樣，但在每個方向的掃描速度是恒定的，一般來講，在垂直方向上的掃描速度較快，在水平方向上的掃描速度較慢，在此不做限制。
[0098]為了避免待定位環(huán)境中自然環(huán)境光對計算結(jié)果造成影響，例如，自然環(huán)境光中總有一部分光也會引起光觸發(fā)器生成電信號，同時也避免對使用者造成視覺干擾，例如，某一種可見光的掃描線會快速地從使用者的視野中劃過，因此，在本實施例中，激光發(fā)生單元發(fā)出的激光為紅外激光，例如紅外激光的波長可以為900nm、940nm等等。
[0099]當然，在其他實施例中，也可以將激光發(fā)生單元發(fā)出的激光的強度設(shè)為遠大于自然環(huán)境光中的對應(yīng)的單色光的強度，并將光觸發(fā)器設(shè)置為在大于該特定強度的光的作用下才能夠生成電信號，或者是將光觸發(fā)器安裝在陽光等可見光無法直接照射的位置，從而也能夠避免自然環(huán)境光的影響，在此就不再贅述了。
[0100]在另一實施例中，也可以將光掃描裝置中的激光發(fā)生單元設(shè)置為一個激光發(fā)生器，在光掃描裝置進行第一方向的掃描后，通過機械裝置將該掃描裝置進行偏轉(zhuǎn)，使得光掃描裝置輸出第二方向的掃描光線以進行第二方向的掃描，這樣也能夠滿足生成第一方向和第二方向的掃描光線的要求，在此就不再贅述了。
[0101]在具體實施過程中，為了保證光掃描裝置1011在第一方向和第二方向進行掃描時能夠有一個準確的計時起點，本實用新型實施例提供的光掃描裝置1011還包括計時起點光源，該計時起點光源用于生成計時起點光信號，光傳感器模組102中的光觸發(fā)器1021在該計時起點光信號的作用下，能夠生成計時起點電信號，則可以將生成該計時起點電信號的時間作為計時起點；例如，光傳感器模組102可以將計時起點電信號的生成時間發(fā)送給總控制器103，以供總控制器103處理。
[0102]在本實施例中，計時起點光源具體為LED光源。同樣的，為了避免自然環(huán)境光的影響，此處的LED光源為紅外LED光源。
[0103]請參考圖4E，圖4E為本實用新型實施例提供的LED光源發(fā)出計時起點光信號的示意圖，如圖4E所示，LED光源發(fā)出的計時起點光信號覆蓋了前方的一個圓形區(qū)域，從而使得被覆蓋的光觸發(fā)器1021能夠在計時起點光信號的作用下，生成計時起點電信號。LED光源具體可以由多個LED點光源組成的LED點陣實現(xiàn)，該LED點陣可以設(shè)置在光掃描裝置1011的四周，也可以設(shè)置定位設(shè)備101上的任意位置，只需要保證計時起點光信號覆蓋的區(qū)域和光掃描裝置1011的掃描光線覆蓋的區(qū)域能夠大致重合即可，在此就不再贅述了。
[0104]當然，在實際應(yīng)用中，計時起點光信號覆蓋的區(qū)域可以是任意形狀，以滿足實際情況的需要為準，在此不做限制。
[0105]在其他實施例中，也可以將計時起點光源發(fā)出的計時起點光信號的強度設(shè)為遠大于自然環(huán)境光中的對應(yīng)的單色光的特定強度，并將光觸發(fā)器設(shè)置為在大于該特定強度的光的作用下才能夠生成計時起點電信號，從而也能夠避免自然環(huán)境光的影響，在此就不再贅述了。
[0106]當然，在另一實施例中，還可以由總控制器103向定位設(shè)備1I發(fā)送計時起點信號，定位設(shè)備101在接收到該計時起點信號后，即能夠在第一方向和第二方向進行掃描，因此可以將定位設(shè)備101接收到計時起點信號的時間點作為計時起點，這樣，定位設(shè)備101可以將接收到計時起點信號的時間點發(fā)送給總控制器103，以供總控制器103處理。
[0107]在介紹完定位設(shè)備101的具體實現(xiàn)之后，在接下來的部分中，將介紹光傳感器模組102的具體實現(xiàn)。
[0108]請繼續(xù)參考圖5，圖5為本實用新型實施例提供的光傳感器模組102的模塊示意圖，如圖2所示，該光傳感器模組102包括:
[0109]M個光觸發(fā)器1021，光觸發(fā)器1021用于在光掃描裝置1011生成的掃描光線的作用下生成電信號，M為正整數(shù)且定位設(shè)備單次掃描時能夠掃描到至少三個不共線的光觸發(fā)器；
[0110]M個放大整形電路1022，與M個光觸發(fā)器1021—一相連；
[0111]處理器1023，與M個放大整形電路1022相連；
[0112]網(wǎng)絡(luò)接口1024，與處理器1023相連，用于將電信號傳遞給總控制器103，使得總控制器103根據(jù)至少三個不共線的光觸發(fā)器1021生成的電信號，確定定位設(shè)備101在待定位空間中的位置。
[0113]在具體實施過程中，光觸發(fā)器1021可以為光敏二極管，該光敏二極管可響應(yīng)特定頻率的光照射而生成對應(yīng)的電信號，當然，在本實施例中，光敏二極管可以響應(yīng)前述介紹的光掃描單元10113生成的掃描光線和計時起點光源生成的計時起點光信號。
[0114]在其他實施例中，本領(lǐng)域所屬的光觸發(fā)器1021還可以根據(jù)實際情況，選擇其他合適的器件來實現(xiàn)，以滿足實際情況的需要，在此就不再贅述了。
[0115]請繼續(xù)參考圖6，圖6為本實用新型實施例提供的光傳感器模組102的正面示意圖，如圖6所示，在本實施例中，該光傳感器模組102包括16個光觸發(fā)器1021，當然，如對圖5進行介紹時的內(nèi)容，該光傳感器模組也包括16個放大整形電路1022，還包括處理器1023和網(wǎng)絡(luò)接口 1024，需要說明的是，此處的處理器是一個邏輯意義上的處理器，在物理上可以由一個或者多個實體處理器實現(xiàn)，在此就不再贅述了。
[0116]當然，在其他實施例中，通過本實施例的介紹，光傳感器模組102中光觸發(fā)器1021的數(shù)量可以由本領(lǐng)域所屬的普通技術(shù)人員根據(jù)實際情況進行設(shè)置，以滿足實際情況的需要，在此不做限制。
[0117]在具體實施過程中，光傳感器模組102可以通過該網(wǎng)絡(luò)接口1024將光觸發(fā)器1021在掃描光線的作用下生成的電信號傳遞給總控制器103，具體地，可以通過有線或者無線的方式進行通信。
[0118]當然，在實際應(yīng)用中，光傳感器模組102還可以根據(jù)需要設(shè)置存儲單元等等，在此就不再贅述了。
[0119]在介紹完光光傳感器模組102的具體實現(xiàn)之后，將介紹總控制器103的具體實現(xiàn)。
[0120]在本實施例中，總控制器103主要用于根據(jù)光傳感器模組102中光觸發(fā)器生成的電信號，來確定定位設(shè)備101在待定位空間中的位置，因此，總控制器103是一個邏輯意義上的處理器，在物理上可以由一個或者多個實體的處理器實現(xiàn)，總控制器103可以設(shè)置在任何需要的位置，例如，可以設(shè)置在一主機或者服務(wù)器上，該主機或者服務(wù)器能夠與定位設(shè)備101和光傳感器模組102進行通信，繼而根據(jù)從光傳感器模組102中獲取到光觸發(fā)器1021生成的電信號，從而確定定位設(shè)備101在待定位空間的位置，當然，也可以直接設(shè)置在定位設(shè)備101上，在此就不再贅述了。
[0121]通過上述部分可以看出，本實施例提供的空間定位系統(tǒng)，采用了通過掃描光線來掃描預先設(shè)置的光觸發(fā)器來對定位設(shè)備進行定位的技術(shù)方案，光掃描裝置和光觸發(fā)器的成本均非常低，因此系統(tǒng)成本也較低，同時定位效果也較好，有利于空間定位系統(tǒng)的大規(guī)模使用。
[0122]在介紹完本實用新型實施例提供的空間定位系統(tǒng)中定位設(shè)備101、光傳感器模組102和總控制器103的具體實現(xiàn)后，在接下來的部分中，將介紹具體如何確定定位設(shè)備101在待定位空間中的位置。
[0123]請參考圖7，圖7為本實用新型實施例提供的空間定位方法的流程圖，如圖7所示，該方法包括:
[0124]SI:在待定位空間中設(shè)置N個光傳感器模組，每個光傳感器模組包括M個光觸發(fā)器，M和N為正整數(shù)；
[0125]S2:在定位設(shè)備進入待定位空間中后，定位設(shè)備中的光掃描裝置生成第一方向和第二方向的掃描光線并進行掃描，且定位設(shè)備單次掃描時能夠掃描到至少三個不共線的光觸發(fā)器；
[0126]S3:在掃描光線的作用下，光觸發(fā)器生成電信號；
[0127]S4:總控制器根據(jù)至少三個不共線的光觸發(fā)器生成的電信號，確定定位設(shè)備在待定位空間中的位置。
[0128]在接下來的部分中，將結(jié)合前述部分介紹的定位設(shè)備101、光傳感器模組102和總控制器103的具體實現(xiàn)，來詳細介紹該方法。
[0129]在SI中，N個光傳感器模組102設(shè)置在待定位空間中的具體位置不限定，以滿足實際情況的需要為準，一般來講，N個光傳感器模組102在待定位空間中可以相對均勻的分布，也可以設(shè)置為定位精確度要求較高的地方設(shè)置的數(shù)量相對較多一些，定位精確度要求較低的地方設(shè)置的數(shù)量相對較少一些。
[0130]請參考圖8，圖8為本實用新型實施例提供的在待定位空間設(shè)置光傳感器模組102的示意圖，如圖8所示，在本實施例中，N個光傳感器模組102均勻地分布在待定位空間中。
[0131]在將N個光傳感器模組102設(shè)置在待定位空間后，在該定位空間中建立一個世界坐標系，即能夠通過尺子、激光測距儀等設(shè)備，測量出這些光傳感器模組102的世界坐標值，也即能夠獲得光傳感器模組102中每個光觸發(fā)器1021的世界坐標值。
[0132]在SI之后，在定位設(shè)備101進入待定位空間中后，在定位設(shè)備101中的光掃描裝置1011生成第一方向和第二方向的掃描光線并進行掃描之前，為了保證光掃描裝置1011在掃描之前能夠有一個準確的計時起點，本實用新型實施例提供的方法還包括:在第一時間點，光掃描裝置1011生成計時起點光信號并發(fā)送。在本實施例中，也即光掃描裝置1011通過計時起點光源發(fā)出了計時起點光信號。
[0133]在計時起點光源發(fā)出了計時起點光信號之后，在該第一時間點，光觸發(fā)器1021在計時起點光信號的作用下生成計時起點電信號，這第一時間點即能夠作為光掃描裝置1011進行第一方向和第二方向的掃描的計時起點。
[0134]當然，在另一實施例中，還可以通過總控制器103來向定位設(shè)備101發(fā)送計時起點信號，若定位設(shè)備101在第一時間點介紹到總控制器103發(fā)送的計時起點信號，則也可以將該第一時間點作為光掃描裝置1011進行第一方向和第二方向的掃描的計時起點。
[0135]在確定光掃描裝置1011進行第一方向和第二方向的掃描的計時起點后，即能夠執(zhí)行S2，S卩:定位設(shè)備中的光掃描裝置生成第一方向和第二方向的掃描光線并進行掃描。具體來講，可以包括:
[0136]在第一時間點之后的第二時間點，光掃描裝置1011通過第一方向的掃描光線，按第一時間周期進行第一方向上的掃描，第二時間點為第一時間點加上預設(shè)延遲時間段;預設(shè)延遲時間段是指在計時起點光源發(fā)出計時起點光信號后，給光觸發(fā)器留出的時間余量，當然了，若定位設(shè)備101和光觸發(fā)器1021都足夠靈敏，則預設(shè)延遲時間段可以設(shè)置為0，在此就不再贅述了；
[0137]在第二時間點之后的第三時間點，光掃描裝置1011通過第二方向的掃描光線，進行第二方向上的掃描，第三時間點為第二時間點加上第一時間周期。
[0138]在S2之后，本實用新型實施例提供的空間定位方法進入S3，在光掃描裝置1011發(fā)出的第一方向和第二方向的掃描光線的作用下，光觸發(fā)器1021生成電信號，在本實施例中，由于光掃描裝置1011中的計時起點光源還會發(fā)出計時起點光信號，所以，被計時起點光信號和掃描光線覆蓋的光觸發(fā)器1021會輸出3個脈沖信號。
[0139]請參考圖9，圖9為被計時起點光信號和掃描光線覆蓋的光觸發(fā)器1021輸出脈沖信號的示意圖，如圖9所示，脈沖信號901為計時起點電信號，脈沖信號902為第一方向的掃描光線掃描到該光觸發(fā)器時輸出的脈沖信號，脈沖信號903為第二方向的掃描光線掃描到該光觸發(fā)器時輸出的脈沖信號。光傳感器模組102會在光觸發(fā)器輸出這3個脈沖信號時，將這3個脈沖信號標記各自的生成時間，并發(fā)送給總控制器103。
[0140]當然了，在另一實施例中，若是采用通過總控制器103向定位設(shè)備101發(fā)送計時起點信號的方式，則光觸發(fā)器1021只會生成兩個脈沖信號，總控制器103在計算時，會根據(jù)定位設(shè)備101接收到計時起點信號的時間作為計時起點時間，在此就不再贅述了。
[0141]可以看出，通過計時起點光源輸出計時起點光信號的方式，與通過總控制器103向定位設(shè)備101發(fā)送計時起點信號的方式相比，時延相對短一些，并且容易計算，所以光觸發(fā)器1021輸出的信號的準確度更高。
[0142]在S3之后，本實用新型實施例提供的空間定位方法進入S4，S卩:總控制器根據(jù)至少三個不共線的光觸發(fā)器生成的電信號，確定定位設(shè)備在待定位空間中的位置。
[0143]具體來講，S4包括以下步驟:
[0144]第一，總控制器103以光掃描裝置為原點，建立局部坐標系；建立坐標系的具體過程在此就不再贅述了。
[0145]第二，總控制器103根據(jù)每個光觸發(fā)器生成的電信號，確定每個光觸發(fā)器1021與光掃描裝置1011之間的直線方程；
[0146]在本實施例中，如S3中介紹的，由于掃描光線在每個方向上的掃描速度為恒定的速度，所以根據(jù)圖9所示的時間點即能夠計算出第一方向和第二方向的掃描光線的偏轉(zhuǎn)角度，例如，第一方向上的偏轉(zhuǎn)角度θι = ?.ι(ω，其中，Q1為該光觸發(fā)器1021在第一方向上的偏轉(zhuǎn)角度，fi()為掃描光線在第一方向上的掃描函數(shù)，ti為脈沖信號902的生成時間，同理，根據(jù)第二方向上的脈沖信號903的生成時間t2，能夠計算出該光觸發(fā)器1021在第二方向上的偏轉(zhuǎn)角度，在此就不再贅述了。
[0147]根據(jù)該光觸發(fā)器1021在第一方向和第二方向上的偏轉(zhuǎn)角度，即能夠確定該光觸發(fā)器1021與光掃描裝置1011之間的直線方程；同理，可以求得每個被光掃描裝置1011的計時光信號和掃描光線覆蓋的光觸發(fā)器1021與光掃描裝置1011之間的直線方程。
[0148]第三，總控制器103根據(jù)至少三個不共線的光觸發(fā)器1021與光掃描裝置1011之間的直線方程，確定其中每個光觸發(fā)器1021在局部坐標系中的相對坐標；
[0149]為了簡潔地說明本實用新型實施例中的方案，在本實施例中，將以三個不共線的光觸發(fā)器來進行舉例介紹，設(shè)定該三個不共線的光觸發(fā)器分別為Po、PdPP2。
[0150]由于通過前述步驟以及分別確定了過P^PhPdP原點之間的直線方程，同時由于光觸發(fā)器PiKPhP2的世界坐標為已知，從而可以聯(lián)立求解出光觸發(fā)器PiKPhP2在局部坐標系中的坐標值，具體過程通過數(shù)學方法可以有多種計算方法，在此就不再贅述了。
[0151]第四，總控制器103根據(jù)每個光觸發(fā)器1021在局部坐標系中的相對坐標，以及每個光觸發(fā)器1021在世界坐標系中的世界坐標，確定局部坐標系與世界坐標系之間的變換矩陣；
[0152]在本實施例中，在總控制器103確定出光觸發(fā)器PiP142在局部坐標系中的坐標值，再根據(jù)這三個光觸發(fā)器在世界坐標系中的世界坐標值，就能夠確定出局部坐標系與世界坐標系之間的變換矩陣，具體過程通過數(shù)學方法同樣可以有多種計算方法，在此也不再贅述了。
[0153]第五，總控制器103根據(jù)變換矩陣，確定光掃描裝置1011在世界坐標系中的世界坐標，從而確定出定位設(shè)備1I在待定位空間中的位置；
[0154]在本實施例中，由于光掃描裝置1011為局部坐標系中的原點，所以在知道局部坐標系與世界坐標系之間的變換矩陣后，即能夠輕松求得光掃描裝置1011的世界坐標，由于光掃描裝置1011是設(shè)置在定位設(shè)備101上的，所以即能夠確定出定位設(shè)備101在待定位空間中的位置。
[0155]可以看出，本實用新型實施例提供的空間定位系統(tǒng)在安裝調(diào)試時極為簡單方便，只需要在待定位空間中預先設(shè)置光傳感器模組即可實現(xiàn)定位，同時對待定位空間的大小沒有限制，能夠擴展到各類應(yīng)用場景，便于使用。
[0156]當然，在具體實施過程中，在計算能力、時間延遲允許的情況下，空間定位系統(tǒng)可以對比更多光觸發(fā)器輸出的信號，剔除其中的噪聲信號，該噪聲信號是指光觸發(fā)器輸出的信號不是由光掃描裝置的掃描光線的作用下生成的，再來計算光掃描裝置1011的世界坐標，這樣能夠大大提高最后計算結(jié)果的準確性，也能夠提高空間定位系統(tǒng)的魯棒性，例如，空間定位系統(tǒng)同時獲得20個、30個或者更多光觸發(fā)器輸出的脈沖信號，接著通過RANSAC (英文:RANdom SAmple Consensus;中文:隨機抽樣一致性)算法來剔除其中的噪聲信號，再根據(jù)剩下的脈沖信號來計算光掃描裝置的世界坐標，在此就不再贅述了。
[0157]前述部分介紹了一個定位設(shè)備在待定位空間中進行定位的具體過程，在接下來的部分中，將介紹多個定位設(shè)備在待定位空間中進行定位的具體過程，在本實施例中，將介紹兩種對多個定位設(shè)備進行定位的方式。
[0158]第一種:采用分時的方式。
[0159]具體來講，在多個需要定位的定位設(shè)備101進入待定位空間后，例如，每個定位設(shè)備101都可以通過向總控制器103發(fā)送請求定位的信號，總控制器103根據(jù)定位設(shè)備101的數(shù)量，為每個定位設(shè)備101分配一個掃描時間段，具體可以通過向每個定位設(shè)備發(fā)送分時掃描信號通知其何時進行掃描，定位設(shè)備101在接收到分時掃描信號后，即能夠確定自身應(yīng)該在哪個時間段進行掃描，然后在對應(yīng)的時間段進行掃描即可。
[0160]當然，后續(xù)的處理過程與前述部分介紹的如何對一個定位設(shè)備進行定位的處理過程類似，在此就不再贅述了。
[0161]第二種:采用分頻率的方式。
[0162]具體來講，例如需要定位的定位設(shè)備101為J個，J為大于等于2的正整數(shù)，該J個定位設(shè)備中的光掃描裝置能夠生成J種不同波長的掃描光線，具體來講，可以是每個定位設(shè)備中的光掃描裝置都能夠生成J種不同波長的掃描光線，在對定位設(shè)備進行定位的過程中，每個定位設(shè)備使用與別的定位設(shè)備不同波長的掃描光線，也可以是每個定位設(shè)備只能生成J種不同波長的掃描光線中的一種波長的掃描光線，在此不做限制。
[0163]并且，光傳感器模組中每個光觸發(fā)器與其中一種波長的掃描光線對應(yīng)，也即能夠在與其對應(yīng)的掃描光線的作用下生成電信號，同時，還需要通過設(shè)置光光傳感器模組的位置，保證每個定位設(shè)備發(fā)出的掃描光線能夠單次掃描到K個與其對應(yīng)的光觸發(fā)器，K為大于等于3的正整數(shù)，并且，K個光觸發(fā)器中至少有3個是不共線的，這樣才能夠通過前述部分介紹的定位方法來對定位設(shè)備進行定位，后續(xù)的處理過程與前述部分介紹的如何對一個定位設(shè)備進行定位的處理過程類似，在此就不再贅述了。
[0164]綜上，由于采用了預先在待定位空間設(shè)置包括光觸發(fā)器的光傳感器模組，并通過定位設(shè)備中的光掃描裝置生成的掃描光線來掃描光觸發(fā)器，且總控制器根據(jù)至少三個不共線的光觸發(fā)器在掃描光線的作用下生成的電信號來確定定位設(shè)備在待定位空間中的位置的技術(shù)方案，利用了光沿直線傳播的特性以及光電效應(yīng)，將空間定位的精度從米級提高到了厘米級，滿足了人們對空間定位精度越來越高的要求。
[0165]基于同一實用新型構(gòu)思，本實用新型實施例第二方面還提供一種定位設(shè)備，應(yīng)用于一空間定位系統(tǒng)中，空間定位系統(tǒng)還包括N個光傳感器模組和總控制器，N個光傳感器模組設(shè)置在待定位空間中，每個光傳感器模組包括M個光觸發(fā)器，M和N為正整數(shù)且定位設(shè)備單次掃描時能夠掃描到至少三個不共線的光觸發(fā)器;定位設(shè)備包括光掃描裝置，光掃描裝置包括:
[0166]掃描光源，用于生成源光線；
[0167]光束整形單元，設(shè)置于源光線的光路上，用于將源光線整形為一字線光線；
[0168]掃描單元，設(shè)置于一字線光線的光路上，用于將一字線光線分別在第一方向和第二方向進行掃描，通過形成的掃描光線觸發(fā)光觸發(fā)器生成電信號，使得總控制器根據(jù)至少三個不共線的光觸發(fā)器生成的電信號，確定定位設(shè)備在待定位空間中的位置。
[0169]在具體實施過程中，光掃描裝置還包括:計時起點光源，計時起點光源用于生成計時起點光信號，計時起點光信號用于使得光觸發(fā)器生成計時起點電信號。
[0170]在具體實施過程中，計時起點光源為LED光源。
[0171]在具體實施過程中，定位設(shè)備還包括通信單元，定位設(shè)備能夠通過通信單元接收總控制器發(fā)送的計時起點信號，并根據(jù)計時起點信號在第一方向和第二方向進行掃描。
[0172]在具體實施過程中，掃描光源為激光發(fā)生單元。
[0173]在具體實施過程中，激光發(fā)生單元包括兩個激光發(fā)生子單元，掃描單元包括兩個一維MEMS掃描振鏡，其中，一個一維MEMS掃描振鏡與一個激光發(fā)生子單元配合，形成第一方向的掃描光線，另一個一維MEMS掃描振鏡與另一個激光發(fā)生子單元配合，形成第二方向的掃描光線。
[0174]在具體實施過程中，光束整形單元具體為柱透鏡、鮑威爾棱鏡或一字線波浪棱鏡。
[0175]在具體實施過程中，定位設(shè)備還包括通信單元，定位設(shè)備能夠通過通信單元接收總控制器發(fā)送的分時掃描信號，并根據(jù)分時掃描信號在預設(shè)時間段內(nèi)進行掃描。
[0176]在具體實施過程中，在每個光傳感器模組包括與多種波長的掃描光線分別對應(yīng)的光觸發(fā)器時，光掃描裝置能夠生成其中至少一種波長的掃描光線，且能夠單次掃描到K個與其生成的掃描光線對應(yīng)的光觸發(fā)器，且K個光觸發(fā)器中至少有3個不共線，其中，K為大于等于3的正整數(shù)。
[0177]第二方面提供的定位設(shè)備的結(jié)構(gòu)和具體原理在第一方面中已經(jīng)進行了詳細介紹，在此就不再贅述了。
[0178]基于同一實用新型構(gòu)思，本實用新型實施例第三方面還提供一種光傳感器模組，應(yīng)用于一空間定位系統(tǒng)中，空間定位系統(tǒng)還包括定位設(shè)備和總控制器，定位設(shè)備包括光掃描裝置，N個光傳感器模組設(shè)置在待定位空間中，光傳感器模組包括:
[0179]M個光觸發(fā)器，光觸發(fā)器用于在光掃描裝置生成的掃描光線的作用下生成電信號，M和N為正整數(shù)且定位設(shè)備單次掃描時能夠掃描到至少三個不共線的光觸發(fā)器；
[0180]M個放大整形電路，與M個光觸發(fā)器一一相連；
[0181]處理器，與M個放大整形電路相連；
[0182]網(wǎng)絡(luò)接口，與處理器相連，用于將電信號傳遞給總控制器，使得總控制器根據(jù)至少三個不共線的光觸發(fā)器生成的電信號，確定定位設(shè)備在待定位空間中的位置。
[0183]在具體實施過程中，在定位設(shè)備為J個，且J個定位設(shè)備中的光掃描裝置能夠生成J種不同波長的掃描光線時，每個光觸發(fā)器與J種不同波長中一種波長的掃描光線對應(yīng)，J為大于等于2的正整數(shù)。
[0184]在具體實施過程中，光觸發(fā)器具體為光敏二極管。
[0185]在具體實施過程中，光傳感器模組與總控制器之間通過有線或者無線的方式進行通信。
[0186]第三方面提供的光傳感器模組的結(jié)構(gòu)和具體原理在第一方面中已經(jīng)進行了詳細介紹，在此就不再贅述了。
[0187]本實用新型實施例中的一個或者多個技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)特征或者優(yōu)占.V.
[0188]由于采用了預先在待定位空間設(shè)置包括光觸發(fā)器的光傳感器模組，并通過定位設(shè)備中的光掃描裝置生成的掃描光線來掃描光觸發(fā)器，且總控制器根據(jù)至少三個不共線的光觸發(fā)器在掃描光線的作用下生成的電信號來確定定位設(shè)備在待定位空間中的位置的技術(shù)方案，利用了光沿直線傳播的特性以及光電效應(yīng)，將空間定位的精度從米級提高到了厘米級，滿足了人們對空間定位精度越來越高的要求。
[0189]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。
[0190]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，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。
[0191]本實用新型并不局限于前述的【具體實施方式】。本實用新型擴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入口 ο
【主權(quán)項】
1.一種空間定位系統(tǒng)，其特征在于，包括定位設(shè)備、N個光傳感器模組和總控制器，其中，所述定位設(shè)備上設(shè)置有光掃描裝置，所述N個光傳感器模組設(shè)置在待定位空間中，每個光傳感器模組包括M個光觸發(fā)器，M和N為正整數(shù)且所述定位設(shè)備單次掃描時能夠掃描到至少三個不共線的光觸發(fā)器； 所述光掃描裝置用于生成第一方向和第二方向的掃描光線，所述第一方向和所述第二方向為相交的兩個方向； 所述光觸發(fā)器用于在所述掃描光線的作用下生成電信號； 所述總控制器用于根據(jù)至少三個不共線的光觸發(fā)器生成的電信號，確定所述定位設(shè)備在所述待定位空間中的位置。2.如權(quán)利要求1所述的空間定位系統(tǒng)，其特征在于，所述光掃描裝置包括: 掃描光源，用于生成源光線； 光束整形單元，設(shè)置于所述源光線的光路上，用于將所述源光線整形為一字線光線； 掃描單元，設(shè)置于所述一字線光線的光路上，用于將所述一字線光線分別在所述第一方向和所述第二方向進行掃描，形成所述掃描光線。3.如權(quán)利要求2所述的空間定位系統(tǒng)，其特征在于，所述光掃描裝置還包括計時起點光源，所述計時起點光源用于生成計時起點光信號，所述計時起點光信號用于使得所述光觸發(fā)器生成計時起點電信號。4.如權(quán)利要求1所述的空間定位系統(tǒng)，其特征在于，所述光傳感器模組還包括: M個放大整形電路，與所述M個光觸發(fā)器一一相連，用于對所述電信號進行放大和整形處理； 處理器，與所述M個放大整形電路相連； 網(wǎng)絡(luò)接口，與所述處理器相連，用于將處理后的電信號傳遞給所述總控制器。5.—種定位設(shè)備，應(yīng)用于一空間定位系統(tǒng)中，其特征在于，所述空間定位系統(tǒng)還包括N個光傳感器模組和總控制器，所述N個光傳感器模組設(shè)置在待定位空間中，每個光傳感器模組包括M個光觸發(fā)器，M和N為正整數(shù)且所述定位設(shè)備單次掃描時能夠掃描到至少三個不共線的光觸發(fā)器;所述定位設(shè)備包括光掃描裝置，所述光掃描裝置包括: 掃描光源，用于生成源光線； 光束整形單元，設(shè)置于所述源光線的光路上，用于將所述源光線整形為一字線光線； 掃描單元，設(shè)置于所述一字線光線的光路上，用于將所述一字線光線分別在第一方向和第二方向進行掃描，通過形成的掃描光線觸發(fā)所述光觸發(fā)器生成電信號，使得總控制器根據(jù)至少三個不共線的光觸發(fā)器生成的電信號，確定所述定位設(shè)備在所述待定位空間中的位置。6.如權(quán)利要求5所述的定位設(shè)備，其特征在于，所述光掃描裝置還包括:計時起點光源，所述計時起點光源用于生成計時起點光信號，所述計時起點光信號用于使得所述光觸發(fā)器生成計時起點電信號。7.如權(quán)利要求6所述的定位設(shè)備，其特征在于，所述計時起點光源為LED光源。8.如權(quán)利要求5所述的定位設(shè)備，其特征在于，所述掃描光源為激光發(fā)生單元。9.如權(quán)利要求8所述的定位設(shè)備，其特征在于，所述激光發(fā)生單元包括兩個激光發(fā)生子單兀，所述掃描單7Π包括兩個一維MEMS掃描振鏡，其中，一個一維MEMS掃描振鏡與一個激光發(fā)生子單元配合，形成所述第一方向的掃描光線，另一個一維MEMS掃描振鏡與另一個激光發(fā)生子單元配合，形成所述第二方向的掃描光線。10.—種光傳感器模組，應(yīng)用于一空間定位系統(tǒng)中，其特征在于，所述空間定位系統(tǒng)還包括定位設(shè)備和總控制器，所述定位設(shè)備包括光掃描裝置，N個所述光傳感器模組設(shè)置在待定位空間中，所述光傳感器模組包括: M個光觸發(fā)器，所述光觸發(fā)器用于在所述光掃描裝置生成的掃描光線的作用下生成電信號，M和N為正整數(shù)且所述定位設(shè)備單次掃描時能夠掃描到至少三個不共線的光觸發(fā)器； M個放大整形電路，與所述M個光觸發(fā)器一一相連； 處理器，與所述M個放大整形電路相連； 網(wǎng)絡(luò)接口，與所述處理器相連，用于將所述電信號傳遞給所述總控制器，使得所述總控制器根據(jù)至少三個不共線的光觸發(fā)器生成的電信號，確定所述定位設(shè)備在所述待定位空間中的位置。11.如權(quán)利要求10所述的光傳感器模組，其特征在于，所述光觸發(fā)器具體為光敏二極管。
【文檔編號】G01S5/16GK205643692SQ201620346255
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年4月22日
【發(fā)明人】李小虎, 張超, 周旭東
【申請人】成都理想境界科技有限公司