光曲面定位方法和装置制造方法及图纸

一种光曲面定位装置，包括发射器和接收器，所述发射器能够发射光信号至所述接收器，所述接收器能够接收所述发射器发射的光信号，所述光曲面定位装置根据所述接收器接收到的光信号判断接收器的位置，所述发射器包括：所述发光装置能够发射至少两种闪烁频率的光信号；中空半球形罩体，所述罩体上设有固定角挡光区和可变角挡光区，所述固定角挡光区和所述可变角挡光区之间的部分为透光区。本发明专利技术提供的光曲面定位装置和方法，可精准定位接收器位置，接收器可放置在物体表面接收发射器的光信号，可进行室内精准定位，在智能生产环境中，使机器人能够精准辅助组装、运送物料和产品。本发明专利技术的定位精准度可达到厘米至毫米级的定位要求。

Optical Surface Location Method and Device

A light surface positioning device includes a transmitter and a receiver, the transmitter can emit light signals to the receiver, the receiver can receive the light signals emitted by the transmitter, the light surface positioning device judges the position of the receiver according to the light signals received by the receiver, the transmitter includes: the light emitting device can emit at least two kinds of scintillation. A frequency optical signal; a hollow hemispherical cover, which is provided with a fixed angle light shield area and a variable angle light shield area. The part between the fixed angle light shield area and the variable angle light shield area is a light transmission area. The optical surface positioning device and method provided by the invention can accurately locate the position of the receiver. The receiver can be placed on the surface of the object to receive the light signal of the transmitter, and can accurately locate indoors. In the intelligent production environment, the robot can accurately assist in assembling, transporting materials and products. The positioning accuracy of the invention can meet the positioning requirements of centimeter to millimeter level.

【技术实现步骤摘要】
光曲面定位方法和装置
本专利技术涉及空间定位
，特别是涉及光曲面定位方法和装置。
技术介绍
在机器人、大空间虚拟现实等新兴应用中，定位跟踪是一项重要的支撑技术。在智能生产环境中，机器人辅助组装、运送物料和产品时，需要精准的位置指示以保证不会出错；娱乐机器人编组可能需要在精准位置的帮助下协同完成某些动作。目前主要的光定位技术精度低、覆盖面积小和成本高，只能达到米或分米级的定位。卫星信号由于受建筑物遮挡，无法在室内提供位置服务，而且精度达不到要求。
技术实现思路
基于此，有必要针对光定位技术的精度低、覆盖面积小和成本高问题，提供一种光曲面定位方法和装置。一种光曲面定位装置，包括发射器和接收器，所述发射器能够发射光信号至所述接收器，所述接收器能够接收所述发射器发射的光信号，所述光曲面定位装置根据所述接收器接收到的光信号判断接收器的位置，所述发射器包括：发光装置，所述发光装置能够发射至少两种闪烁频率的光信号；中空半球形罩体，所述罩体上设有固定角挡光区和可变角挡光区，所述固定角挡光区和所述可变角挡光区之间的部分为透光区，所述固定角挡光区在所述罩体任意纬度线上的弧长所对应圆心角均相同，所述可变角挡光区在所述罩体纬度线上的弧长所对应的圆心角随所述罩体纬度的升高而单调递减或者递增。在其中一个实施例中，所述固定角挡光区包括第一固定角挡光区和第二固定角挡光区，所述第一固定角挡光区与第二固定角挡光区在所述罩体底面圆上的正投影为扇形。在其中一个实施例中，所述可变角挡光区在所述罩体底面圆上的正投影由三条弧形边围成，其中一条所述弧形边以所述罩体的底面圆的圆心为圆心，另外两条所述弧形边相交于所述底面圆的圆心并且分别与所述第一弧形边两端相交。在其中一个实施例中，所述另外两条弧形边对应的圆心角相同，且朝向所述一条第一弧形边凸起。在其中一个实施例中，所述发射器至少设置有控制器、驱动装置、基座和旋转座所述控制器与所述驱动装置相连接，控制所述驱动装置的运行；所述驱动装置与所述旋转座相连接，带动所述旋转座以预定的角速度进行旋转；所述旋转座与所述罩体固定连接，所述旋转座转动时能够带动所述罩体同步转动。在其中一个实施例中，所述发射器还设置有转动检测单元，所述转动检测单元检测旋转所述座旋转的旋转周期，所述控制器根据所述转动检测单元的检测结果控制所述发光装置在相邻的转动周期内的闪烁频率不同。在其中一个实施例中，所述转动检测单元包括光耦合器和挡光片，所述光耦合器上设置有凹口；所述挡光片位于旋转座位置与光耦合器相对应，当旋转座旋转时所述挡光片可穿过所述光耦合器的凹口。在其中一个实施例中，所述接收器至少设置有接收单片机、光传感器和无线模块；所述光传感器接收发射器发射的光信号；所述接收单片机与光传感器相连接，处理所述光传感器接收光信号的信息；所述无线模块与接收单片机相连接，接收所述接收单片机信息处理结果，发送至服务器。一种光曲面定位方法，发射器通过发光装置发送预设闪烁频率的光信号，通过罩体的挡光区产生阴影；发射器启动驱动装置使所述罩体以预定角速度进行旋转；接收器以预定的采样频率接收光信号，通过光传感器的模数转换，获取可变角挡光区的阴影宽度和帧长；接收器中接收单片机根据预设信息，计算得出接收器的位置。在其中一个实施例中，所述预设信息至少包括罩体半径、可变角挡光区弧形边所对应的圆直径、旋转座转速、固定角挡光区在罩体任意纬度线上的弧长所对应圆心角角度、发射器高度及发射器与接收器的之间的垂直高度差。本专利技术提供的光曲面定位装置和方法，可精准定位接收器位置，接收器可放置在物体表面接收发射器的光信号，可进行室内精准定位，在智能生产环境中，使机器人能够精准辅助组装、运送物料和产品。本专利技术的定位精准度可达到厘米至毫米级的定位要求。附图说明图1为本专利技术实施方式的光曲面定位装置的示意图；图2为图1的光曲面定位装置的发射器的示意图；图3为图2的发射器的罩体的仰视图；图4为图1的接收器的示意图；图5为图1的发射器投影在地面形成的极坐标区域图；图6为图1的环形缓冲区坐标图；图7为光曲面定位算法示意图一；图8为光曲面定位算法示意图二。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对光曲面定位方法和装置进行更全面的描述。附图中给出了光曲面定位方法和装置的首选实施例。但是，光曲面定位方法和装置可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对光曲面定位方法和装置的公开内容更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在光曲面定位方法和装置的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。如图1中示出一个实施例中光曲面定位装置的示意图，所述光曲面定位装置包括发射器10和接收器30，所述发射器10用于发射信号，所述接收器30用于接收所述发射器10发射的信号，并能够根据所接收到的信号确定自身位置。请参阅图2，在本实施例中，发射器10包括基座111、控制器112、驱动装置113、转动检测单元114、罩体115、发光装置116以及旋转座117。所述发光装置116用于发射预定闪烁频率的光信号，具体地，所述发光装置116可以为LED灯、CFL灯或其他发射光信号可被光传感器接收的灯。在其中一个实施例中，所述发光装置116为LED灯。所述LED灯位于罩体115的底面圆圆心位置。所述发光装置116能够发射至少两种闪烁频率的光信号。更进一步的，本实施例中发光装置116设于所述基座111上，具体地，所述基座111具有圆柱形的安装部，所述安装部朝向所述罩体115的一侧表面与罩体115底面圆共面，所述发光装置116设于所述安装部朝向所述罩体115的一侧表面且与所述底面圆圆心位置重合。所述驱动装置113与控制器112相连接，且位于基座111内部。所述驱动装置113与所述旋转座117相连接，能够驱动旋转座117以预定的角速度进行匀速旋转。所述控制器112控制驱动装置113，使驱动装置113按照预定的方式运行。所述转动检测单元114用于检测所述旋转座117的转动位置。本实施方式中，所述转动检测单元114在所述旋转座117旋转一个完整转动周期时产生对应的检测信号，并将所述检测信号传输至所述控制器112，所述控制器112依据所述检测信号控制所述发光装置116在第一闪烁频率与第二闪烁频率的光信号之间切换，具体地，所述控制器112控制相邻的转动周期的光信号以不同频率闪烁。具体地，所述转动检测单元114包括光耦合器1141和挡光片1142。所述光耦合器1141设置于所述基座111，所述挡光片1142设于所述旋转座117并能够随所述旋转座117转动而转动。所述光耦合器器1141上设置有凹口1143，所述凹口1143朝向所述旋转座117。所述挡光片1142的位置与光耦合器1141上的凹口1143相对应，即所述挡光片1142随所述旋转座117转动的过程中，能够穿过所述凹口1143但不与所述光耦合器1141接触。所述光耦合器1141的光信号经过所述凹口1143，当挡光片1142位于光耦合器1141的凹口1143时，光信号被阻挡，光耦合器1141检测不到光信号。此时，所述控制器112控制发光装本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光曲面定位装置，包括发射器和接收器，所述发射器能够发射光信号至所述接收器，所述接收器能够接收所述发射器发射的光信号，所述光曲面定位装置根据所述接收器接收到的光信号判断接收器的位置，其特征在于，所述发射器包括：发光装置，所述发光装置能够发射至少两种闪烁频率的光信号；中空半球形罩体，所述罩体上设有固定角挡光区和可变角挡光区，所述固定角挡光区和所述可变角挡光区之间的部分为透光区，所述固定角挡光区在所述罩体任意纬度线上的弧长所对应圆心角均相同，所述可变角挡光区在所述罩体纬度线上的弧长所对应的圆心角随所述罩体纬度的升高而单调递减或者递增。

【技术特征摘要】
1.一种光曲面定位装置，包括发射器和接收器，所述发射器能够发射光信号至所述接收器，所述接收器能够接收所述发射器发射的光信号，所述光曲面定位装置根据所述接收器接收到的光信号判断接收器的位置，其特征在于，所述发射器包括：发光装置，所述发光装置能够发射至少两种闪烁频率的光信号；中空半球形罩体，所述罩体上设有固定角挡光区和可变角挡光区，所述固定角挡光区和所述可变角挡光区之间的部分为透光区，所述固定角挡光区在所述罩体任意纬度线上的弧长所对应圆心角均相同，所述可变角挡光区在所述罩体纬度线上的弧长所对应的圆心角随所述罩体纬度的升高而单调递减或者递增。2.根据权利要求1所述的光曲面定位装置，其特征在于，所述固定角挡光区包括第一固定角挡光区和第二固定角挡光区，所述第一固定角挡光区与第二固定角挡光区在所述罩体底面圆上的正投影为扇形。3.根据权利要求1所述的光曲面定位装置，其特征在于，所述可变角挡光区在所述罩体底面圆上的正投影由三条弧形边围成，其中一条所述弧形边以所述罩体的底面圆的圆心为圆心，另外两条所述弧形边相交于所述底面圆的圆心并且分别与所述第一弧形边两端相交。4.根据权利要求3所述的光曲面定位装置，其特征在于，所述另外两条弧形边对应的圆心角相同，且朝向所述一条第一弧形边凸起。5.根据权利要求1所述的光曲面定位装置，其特征在于，所述发射器至少设置有控制器、驱动装置、基座和旋转座所述控制器与所述驱动装置相连接，控制所述驱动装置的运行；所述驱动装置与所述旋转座相连接，带动所述旋转座以预定的角速度进行旋转；所述旋转座与所述罩体固定连接，...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭光，王兆广，刘勇，
申请(专利权)人：灵踪科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44