一种定位设备、定位基站、空间定位系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种定位设备、定位基站、空间定位系统及方法，所述定位设备包括：壳体；光敏传感器，设置于所述壳体上；超声波接收器，设置于所述壳体上，所述超声波接收器的位置与所述光敏传感器的位置不相同。本发明专利技术实施例中的技术方案根据激光扫描信号来确定定位设备相对于定位基站的方向，并根据定位基站发出的超声波信号，确定定位设备相对于定位基站的距离，由于激光扫描定位的精度和超声波测距的精度都在毫米级，并且定位速度都在毫秒级，所以定位速度较快，因此实现了快速和精准地实现空间定位的技术效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及空间定位领域，尤其涉及一种定位设备、定位基站、空间定位系统及方法。
技术介绍
空间定位是指定位设备在空间的位置，例如，可以通过GPS(英文：Global Positioning System；中文：全球定位系统)技术来确定设备的位置。但是，随着人们对定位精度的要求越来越高，GPS技术提供的米级精度已经无法满足人们的需要，并且在一些特定的空间如室内、地下室等等，由于墙壁等障碍物会遮挡GPS信号，所以GPS技术也无法应用在这些特定的空间。目前，在室内、地下室等特定的空间，一般通过无线定位技术来进行定位，具体是根据设备接收到多个位置已知的无线AP(英文：Access Point；中文：接入点，又被称为热点)的信号强度，然后利用信号衰减模型估算出移动设备距离各个AP的距离，最后利用三角定位算法确定出该设备所在的位置。但是，无线定位技术提供的精度仍然在米级，无法满足人们对空间定位精度越来越高的要求。随着虚拟现实领域的日益繁荣，虚拟游戏开始出现，在虚拟游戏提供的沉浸式交互体验中，精确的空间定位追踪技术显得尤为关键，因此如何快速和精准地实现空间定位，成为亟待解决的问题之一。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种定位设备、定位基站、空间定位系统及方法，以快速和精准地实现空间定位。为了实现上述专利技术目的，本专利技术实施例第一方面提供一种定位设备，包括：壳体；光敏传感器，设置于所述壳体上；超声波接收器，设置于所述壳体上，所述超声波接收器的位置与所述光敏
传感器的位置不相同。可选地，所述壳体具体为球形壳体。可选地，所述定位设备的定位范围为A；每个所述光敏传感器的光束接收范围为B，所述壳体上至少设置有M个所述光敏传感器，M为对A/B进行向上取整而获得；每个所述超声波接收器的波束宽度接收范围为C，所述壳体上至少设置有N个所述光敏传感器，N为对A/C进行向上取整而获得。可选地，M个所述光敏传感器的接收面和N个所述超声波接收器的接收面均匀分布在所述壳体上。可选地，所述光敏传感器上还设置有滤光片。可选地，所述光敏传感器为光敏二极管、光敏三极管或硅光电池。可选地，所述定位设备还包括射频信号接收装置，所述射频信号接收装置设置于所述壳体内，所述射频信号接收装置用于接收同步信号。可选地，所述定位设备还包括运动传感器。本专利技术实施例第二方面提供一种定位基站，包括：底座；旋转轴，设置于所述底座上；第一激光扫描器，设置于所述旋转轴的第一位置；第二激光扫描器，设置于所述旋转轴的第二位置，第二位置和第一位置不相同，所述第一激光扫描器对应的第一扫描平面和所述第二激光扫描器对应的第二扫描平面扫描到空间中同一点时能够相交成一条直线，且所述第一扫描平面和所述第二扫描平面不垂直于所述旋转轴；超声波发射器，设置于所述底座上。可选地，所述第一激光扫描器发出的激光扫描信号的波长为第一波长，所述第二激光扫描器发出的激光扫描信号的波长为第二波长，所述第一波长与所述第二波长不相同。可选地，所述第一激光扫描器和所述第二激光扫描器的光源为同一个激光光源，所述激光光源生成的激光通过分光装置被分别传导至所述第一激光扫描器和所述第二激光扫描器。可选地，所述定位基站还包括同步装置，所述同步装置设置于所述底座上，
所述同步装置用于发送同步信号。可选地，所述同步装置具体为LED阵列和/或射频信号发生器。可选地，所述定位基站还包括旋转轴定位装置，所述转轴定位装置设用于检测所述旋转轴的转动位置。本专利技术实施例第三方面还提供一种空间定位系统，包括定位基站、定位设备和数据处理设备；如第一方面提供的定位设备；如第二方面提供的定位基站；所述数据处理设备具体用于根据所述定位基站发出的激光扫描信号，确定所述定位设备相对于所述定位基站的方向，并根据所述定位基站发出的超声波信号，确定所述定位设备相对于所述定位基站的距离，从而确定所述定位设备在空间中的位置。本专利技术实施例第四方面还提供一种空间定位方法，包括：定位基站通过一个旋转轴带动第一激光扫描器和第二激光扫描器进行旋转，并发出第一激光扫描信号、第二激光扫描信号和超声波信号，所述第一激光扫描器对应的第一扫描平面和所述第二激光扫描器对应的第二扫描平面扫描到空间中同一点时能够相交成一条直线，且所述第一激光扫描器发出的第一扫描线和所述第二激光扫描器发出的第二扫描线均不垂直于所述旋转轴；定位设备通过光敏传感器和超声波接收器，接收所述第一激光扫描信号、所述第二激光扫描信号和所述超声波信号；数据处理设备根据所述第一激光扫描信号、所述第二激光扫描信号和所述超声波信号的发送时间点以及接收时间点，确定所述定位设备相对于所述定位基站的位置。可选地，在所述定位基站通过一个旋转轴带动第一激光扫描器和第二激光扫描器进行旋转，并发出第一激光扫描信号、第二激光扫描信号和超声波信号之前，所述方法还包括：所述定位基站向所述定位设备发送同步光信号和同步射频信号；所述定位设备在接收到同步光信号时，若同时接收到所述同步射频信号，则将所述同步光信号的上升沿作为同步时刻。本专利技术实施例中的一个或者多个技术方案，至少具有如下技术效果或者优
点：本专利技术实施例中的技术方案利用了光沿直线传播的特性，根据激光扫描信号来确定定位设备相对于定位基站的方向，并利用了超声波测距的原理，根据定位基站发出的超声波信号，确定定位设备相对于定位基站的距离，从而能够确定定位设备在空间的位置，由于激光扫描定位的精度和超声波测距的精度都在毫米级，并且定位速度都在毫秒级，所以定位速度较快，因此实现了快速和精准地实现空间定位的技术效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：图1为本专利技术实施例提供的空间定位系统的模块图；图2为本专利技术实施例提供的定位设备10的正视图；图3为本实施例提供的定位设备的定位范围的示意图；图4为本实施例提供的定位设备10的内部结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的定位设备10的电路图；图6为本实施例提供的定位基站的结构示意图；图7为本实施例提供的定位基站20发出激光扫描信号的示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本实施例提供了一种空间定位系统，请参考图1，图1为本专利技术实施例提供的空间定位系统的模块图，如图1所示，该空间定位系统包括定位设备10、定位基站20和数据处理设备30，数据处理设备30能够根据定位基站20发出的激光扫描信号，确定定位设备10相对于定位基站20的方向，并根据定位基
站20发出的超声波信号，确定定位设备10相对于定位基站20的距离，从而确定定位设备10在空间中的位置。可以看出，本实施例中的技术方案利用了光沿直线传播的特性，根据激光扫描信号来确定定位设备10相对于定位基站20的方向，并利本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种定位设备，其特征在于，包括：壳体；光敏传感器，设置于所述壳体上；超声波接收器，设置于所述壳体上，所述超声波接收器的位置与所述光敏传感器的位置不相同。

【技术特征摘要】
1.一种定位设备，其特征在于，包括：壳体；光敏传感器，设置于所述壳体上；超声波接收器，设置于所述壳体上，所述超声波接收器的位置与所述光敏传感器的位置不相同。2.如权利要求1所述的定位设备，其特征在于，所述壳体具体为球形壳体。3.如权利要求1所述的定位设备，其特征在于，所述定位设备的定位范围为A；每个所述光敏传感器的光束接收范围为B，所述壳体上至少设置有M个所述光敏传感器，M为对A/B进行向上取整而获得；每个所述超声波接收器的波束宽度接收范围为C，所述壳体上至少设置有N个所述光敏传感器，N为对A/C进行向上取整而获得。4.如权利要求3所述定位设备，其特征在于，M个所述光敏传感器的接收面和N个所述超声波接收器的接收面均匀分布在所述壳体上。5.如权利要求1所述定位设备，其特征在于，所述光敏传感器上还设置有滤光片。6.如权利要求1所述定位设备，其特征在于，所述光敏传感器为光敏二极管、光敏三极管或硅光电池。7.如权利要求1所述定位设备，其特征在于，所述定位设备还包括射频信号接收装置，所述射频信号接收装置设置于所述壳体内，所述射频信号接收装置用于接收同步信号。8.如权利要求1所述定位设备，其特征在于，所述定位设备还包括运动传感器。9.一种定位基站，其特征在于，包括：底座；旋转轴，设置于所述底座上；第一激光扫描器，设置于所述旋转轴的第一位置；第二激光扫描器，设置于所述旋转轴的第二位置，所述第二位置与所述第一位置不相同，所述第一激光扫描器对应的第一扫描平面和所述第二激光扫描
\t器对应的第二扫描平面扫描到空间中同一点时能够相交成一条直线，且所述第一激光扫描器发出的第一扫描线和所述第二激光扫描器发出的第二扫描线均不垂直于所述旋转轴；超声波发射器，设置于所述底座上。10.如权利要求9所述的定位基站，其特征在于，所述第一激光扫描器发出的激光扫描信号的波长为第一波长，所述第二激光扫描器发出的激光扫描信号的波长为第二波长，所述第一波长与所述第二波长不相同。11.如权利要求9所述的定位基站，其特征在于，所述第一激光扫描器和所述第二激光扫描器的光源为同一个激光光源，所述激光...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯州，李小虎，张超，
申请(专利权)人：成都理想境界科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51