一种校准定位基站坐标系的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种校准定位基站坐标系的方法及装置，方法包括：根据目标设备上的同一激光接收模块在定位基站坐标系下的N个第一坐标，确定定位基站在惯性坐标系下的第一姿态；其中，N个第一坐标为所述目标设备在N个校正位置点定位得到的坐标，N个校正位置点在惯性坐标系中具有相同的Z轴坐标，N大于等于3；根据目标设备在定位基站坐标系下的第一姿态和所述目标设备在惯性坐标系下的姿态，确定所述定位基站在惯性坐标系下的第二姿态；根据所述定位基站在惯性坐标系下的第一姿态和所述定位基站在惯性坐标系下的第二姿态，确定所述定位基站在惯性坐标系下的姿态。本发明专利技术实施一方面能达到好的定位效果，提高用户沉浸感，另一方面节约了硬件成本。

Method and device for calibrating and positioning base station coordinate system

The present invention provides a method and a device, the positioning station coordinates calibration method comprises: according to N first coordinate the same laser on the target device receiving module in the base station coordinates, the first base station positioning attitude determination in the inertial coordinate system; the first N coordinates for the target device in the N corrected position point positioning by the coordinates of N points with the Z axis position correction in the same inertial coordinate system, N is greater than or equal to 3; according to the target device in the base station location coordinates of the first pose and the target device in inertial coordinate system and the attitude, determined in the inertial coordinate system the second attitude of the positioning base station; the base station according to the first position in the inertial coordinate system and the base station positioning in inertial coordinates second posture, determine the positioning base station in inertial sit Attitude under the standard system. On the one hand, the invention can achieve good positioning effect, improve the immersion feeling of users, and save hardware cost on the other hand.

【技术实现步骤摘要】
一种校准定位基站坐标系的方法及装置
本专利技术实施例涉及激光和电子
，尤其涉及一种校准定位基站坐标系的方法及装置。
技术介绍
虚拟现实技术(VR)是一种利用计算机生成模拟环境，并借助专业设备，让用户进入虚拟空间，实时感知和操作，从而获得身临其境的真实感受的技术。目前VR产业处于启动期，随着近两年大量VR设备实现量产，并推向消费级市场，行业即将进入高速发展期。VR技术最重要的特征是其沉浸感，而一套精度高、实时性好的定位系统是实现这一特征的重要一环。激光定位方案的精度可以达到mm级别，是目前实现VR定位的主要技术手段之一。激光定位的基本原理是利用定位基站，对定位空间发射横竖两个方向扫射的激光，在被定位物体上放置多个激光感应接收器，分别测量出激光到达接收器的时间，然后通过各个传感器的位置差，解算出目标的三维空间位置。这里，解算得到的目标的三维空间坐标是相对于定位基站而言的，也就是说该三维坐标是在以基站为坐标原点的坐标系中的。而用户在使用过程中，是在惯性坐标系进行的。在定位基站摆放位置出现偏差时，定位基站坐标系和惯性坐标系之间会差别很大，导致定位效果差进而影响用户沉浸感。
技术实现思路
本专利技术提供一种一种校准定位基站坐标系的方法及装置，用于解决现有技术中在定位基站摆放位置出现偏差时，定位基站坐标系和惯性坐标系之间会差别很大，导致定位效果差进而影响用户沉浸感的问题。本专利技术实施例提供一种校准定位基站坐标系的方法，所述方法包括：根据目标设备上的同一激光接收模块在定位基站坐标系下的N个第一坐标，确定所述定位基站在惯性坐标系下的第一姿态；其中，所述N个第一坐标为所述目标设备在N个校正位置点定位得到的坐标，所述N个校正位置点在惯性坐标系中具有相同的Z轴坐标，N大于等于3；根据所述目标设备在定位基站坐标系下的第一姿态和所述目标设备在惯性坐标系下的姿态，确定所述定位基站在惯性坐标系下的第二姿态；根据所述定位基站在惯性坐标系下的第一姿态和所述定位基站在惯性坐标系下的第二姿态，确定所述定位基站在惯性坐标系下的姿态。本专利技术实施例中，根据目标设备上同一激光接收模块在不同的校正位置得到的坐标确定的第一坐标确定定位基站的第一姿态，且根据目标设备在任一位置点得到的第一姿态以及目标设备在该位置点的惯性坐标下的姿态确定定位基站的第二姿态，实现了对定位基站从定位基站坐标系向惯性坐标系的转换，从而一方面在定位基站摆放存在偏差时仍能达到好的定位效果，提高用户沉浸感，另一方面不需要在定位基站中额外加入惯性传感器，节约了硬件成本。进一步地，所述目标设备在定位基站坐标系下的第一姿态，通过以下方式获得：根据所述目标设备上的至少两个激光接收模块在所述定位基站坐标系下的第二坐标，确定所述目标设备在定位基站坐标系下的第一姿态；其中，所述第二坐标为所述目标设备在同一位置点定位得到的坐标；所述目标设备在惯性坐标系下的姿态，通过以下方式获得：获取所述目标设备在所述同一位置点的九轴传感器信息，并根据所述九轴传感器信息确定所述目标设备在惯性坐标系下的姿态。本专利技术实施例中，可以只使用在同一位置的两个激光接收模块的坐标确定目标设备在该位置的坐标，减少了操作的复杂性，又可以直接确定需要用到的第一姿态。进一步地，获取所述目标设备上的M个激光接收模块分别在所述N个校正位置点定位的坐标，其中M大于等于2；从所述M个激光接收模块中确定任一激光接收模块，获取所述任一激光接收模块在所述N个校正位置点定位的坐标；从所述M个激光接收模块中确定至少两个激光接收模块，获取所述至少两个激光接收模块在同一校正位置点定位的坐标。本专利技术实施例中，在第一姿态确定时已经使用了在N个校正位置点的激光结合搜模块的坐标，所以在确定至少两个激光接收模块在某一位置点的定位坐标时，可以优先使用已经使用过的N个校正位置点，减少了计算量，提高了计算效率。进一步地，所述根据所述目标设备在定位基站坐标系下的第一姿态和所述目标设备在惯性坐标系下的姿态，确定所述定位基站在惯性坐标系下的第二姿态，包括：所述姿态包括俯仰角、翻滚角和偏航角，所述第一姿态包括俯仰角和翻滚角，所述第二姿态包括偏航角；根据所述目标设备在定位基站坐标系下的俯仰角和翻滚角以及所述目标设备在惯性坐标系下的俯仰角、翻滚角确定所述目标设备在定位基站坐标系下的偏航角；根据所述目标设备在定位基站坐标系下的偏航角以及所述目标设备在惯性坐标系下的偏航角确定所述定位基站在惯性坐标系下的第二姿态。进一步地，所述N个第一坐标为所述目标设备在N个校正位置点定位得到的坐标，包括：针对所述目标设备中的任意一个激光接收模块，在N个校正位置点的任一位置点，执行：所述激光接收模块接收并记录第一激光旋转扫描模块发射的同步信号的第一时间，所述第一激光旋转扫描模块为所述定位基站中的P个激光旋转扫描模块中的任一个，所述定位基站的P个激光旋转扫描模块发射的激光面可相交于一点且所述P个激光旋转扫描模块按顺序启动，其中P大于等于3；所述激光接收模块接收并记录所述第一激光旋转扫描模块发射的激光信号的第二时间；所述激光接收模块根据所述第一时间和所述第二时间，确定所述第一激光旋转扫描模块的旋转角度；所述激光接收模块根据所述P个激光旋转扫描模块的旋转角度，确定所述激光接收模块在所述校正位置点的坐标。本专利技术提供一种校准定位基站坐标系的装置，包括：第一姿态确定单元，用于根据目标设备上的同一激光接收模块在定位基站坐标系下的N个第一坐标，确定所述定位基站在惯性坐标系下的第一姿态；其中，所述N个第一坐标为所述目标设备在N个校正位置点定位得到的坐标，所述N个校正位置点在惯性坐标系中具有相同的Z轴坐标，N大于等于3；第二姿态确定单元，用于根据所述目标设备在定位基站坐标系下的第一姿态和所述目标设备在惯性坐标系下的姿态，确定所述定位基站在惯性坐标系下的第二姿态；校准单元，用于根据所述定位基站在惯性坐标系下的第一姿态和所述定位基站在惯性坐标系下的第二姿态，确定所述定位基站在惯性坐标系下的姿态。本专利技术实施例中，根据目标设备上同一激光接收模块在不同的校正位置得到的坐标确定的第一坐标确定定位基站的第一姿态，且根据目标设备在任一位置点得到的第一姿态以及目标设备在该位置点的惯性坐标下的姿态确定定位基站的第二姿态，实现了对定位基站从定位基站坐标系向惯性坐标系的转换，从而一方面在定位基站摆放存在偏差时仍能达到好的定位效果，提高用户沉浸感，另一方面不需要在定位基站中额外加入惯性传感器，节约了硬件成本。进一步地，所述第二姿态确定单元具体用于：根据所述目标设备上的至少两个激光接收模块在所述定位基站坐标系下的第二坐标，确定所述目标设备在定位基站坐标系下的第一姿态；其中，所述第二坐标为所述目标设备在同一位置点定位得到的坐标；获取所述目标设备在所述同一位置点的九轴传感器信息，并根据所述九轴传感器信息确定所述目标设备在惯性坐标系下的姿态。进一步地，所述第二姿态确定单元还用于：获取所述目标设备上的M个激光接收模块分别在所述N个校正位置点定位的坐标，其中M大于等于2；从所述M个激光接收模块中确定任一激光接收模块，获取所述任一激光接收模块在所述N个校正位置点定位的坐标；从所述M个激光接收模块中确定至少两个激光接收模块，获取所述至少两个激光接收模块在同一校正位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种校准定位基站坐标系的方法，其特征在于，所述方法包括：根据目标设备上的同一激光接收模块在定位基站坐标系下的N个第一坐标，确定所述定位基站在惯性坐标系下的第一姿态；其中，所述N个第一坐标为所述目标设备在N个校正位置点定位得到的坐标，所述N个校正位置点在惯性坐标系中具有相同的Z轴坐标，N大于等于3；根据所述目标设备在定位基站坐标系下的第一姿态和所述目标设备在惯性坐标系下的姿态，确定所述定位基站在惯性坐标系下的第二姿态；根据所述定位基站在惯性坐标系下的第一姿态和所述定位基站在惯性坐标系下的第二姿态，确定所述定位基站在惯性坐标系下的姿态。

【技术特征摘要】
1.一种校准定位基站坐标系的方法，其特征在于，所述方法包括：根据目标设备上的同一激光接收模块在定位基站坐标系下的N个第一坐标，确定所述定位基站在惯性坐标系下的第一姿态；其中，所述N个第一坐标为所述目标设备在N个校正位置点定位得到的坐标，所述N个校正位置点在惯性坐标系中具有相同的Z轴坐标，N大于等于3；根据所述目标设备在定位基站坐标系下的第一姿态和所述目标设备在惯性坐标系下的姿态，确定所述定位基站在惯性坐标系下的第二姿态；根据所述定位基站在惯性坐标系下的第一姿态和所述定位基站在惯性坐标系下的第二姿态，确定所述定位基站在惯性坐标系下的姿态。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标设备在定位基站坐标系下的第一姿态，通过以下方式获得：根据所述目标设备上的至少两个激光接收模块在所述定位基站坐标系下的第二坐标，确定所述目标设备在定位基站坐标系下的第一姿态；其中，所述第二坐标为所述目标设备在同一位置点定位得到的坐标；所述目标设备在惯性坐标系下的姿态，通过以下方式获得：获取所述目标设备在所述同一位置点的九轴传感器信息，并根据所述九轴传感器信息确定所述目标设备在惯性坐标系下的姿态。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：获取所述目标设备上的M个激光接收模块分别在所述N个校正位置点定位的坐标，其中M大于等于2；从所述M个激光接收模块中确定任一激光接收模块，获取所述任一激光接收模块在所述N个校正位置点定位的坐标；从所述M个激光接收模块中确定至少两个激光接收模块，获取所述至少两个激光接收模块在同一校正位置点定位的坐标。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标设备在定位基站坐标系下的第一姿态和所述目标设备在惯性坐标系下的姿态，确定所述定位基站在惯性坐标系下的第二姿态，包括：所述姿态包括俯仰角、翻滚角和偏航角，所述第一姿态包括俯仰角和翻滚角，所述第二姿态包括偏航角；根据所述目标设备在定位基站坐标系下的俯仰角和翻滚角以及所述目标设备在惯性坐标系下的俯仰角、翻滚角确定所述目标设备在定位基站坐标系下的偏航角；根据所述目标设备在定位基站坐标系下的偏航角以及所述目标设备在惯性坐标系下的偏航角确定所述定位基站在惯性坐标系下的第二姿态。5.根据权利要求1～4任一项所述的方法，其特征在于，所述N个第一坐标为所述目标设备在N个校正位置点定位得到的坐标，包括：针对所述目标设备中的任意一个激光接收模块，在N个校正位置点的任一位置点，执行：所述激光接收模块接收并记录第一激光旋转扫描模块发射的同步信号的第一时间，所述第一激光旋转扫描模块为所述定位基站中的P个激光旋转扫描模块中的任一个，所述定位基站的P个激光旋转扫描模块发射的激光面可相交于一点且所述P个激光旋转扫描模块按顺序启动，其中P大于等于3；所述激光接收模块接收并记录所述第一激光旋转扫描模块发射的激光信号的第二时间；所述激光接收模块根据所述第一时间和所述第二时间，确定所述第一激光旋转扫描模块的旋转角度；所述激光接收模块根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕铁汉，刘超，陈朝阳，许孜奕，何风行，
申请(专利权)人：上海乐相科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31