一种基于位置补偿的三维空间定位方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于位置补偿的三维空间定位方法及系统。其中，在对信号接收装置进行定位计算的过程中，通过对接收超声波信号的超声波信号接收单元和对接收激光平面信号的激光平面信号接收单元进行准确定位，然后根据超声波信号接收单元和激光平面信号接收单元在信号接收装置上的位置，结合信号接收装置的位姿数据，计算出激光平面信号接收单元的精确位置，进而计算信号接收装置中心的三维坐标，提高了空间定位精度。本发明专利技术所公开的基于位置补偿的三维空间定位方法及系统，能够基于超声波信号和激光平面信号实现空间精确定位。

A 3D spatial positioning method and system based on position compensation

【技术实现步骤摘要】
一种基于位置补偿的三维空间定位方法及系统
本专利技术涉及一种基于位置补偿的三维空间定位方法，同时涉及用于实现三维空间定位方法的系统，属于空间定位

技术介绍
现有的VR(虚拟现实)设备为了进行头部或者手部的定位，需要采用各种定位方法。通过激光平面信号或超声波信号进行定位的方法，为了避免来自信号发射器的信号被遮挡导致定位失败，通常在信号接收装置上布置若干激光平面信号接收单元或超声波信号接收单元。例如在公告号为CN304056557S的中国外观专利中公开了一种声光信号接收装置，在该声光信号接收装置中，在球体的表面均匀设置有多个激光平面信号接收单元和多个超声波信号接收单元。在现有技术中，在信号接收装置中，每个信号接收单元(包括激光平面信号接收单元和超声波信号接收单元)均对应于一路处理电路，然后把所有的处理电路的电信号给微处理器处理。对于这些电信号的处理，通常是进行融合后增益放大，然后再发送给信号处理单元进行处理。上述针对超声波信号的融合、增益放大可以通过公开号为CN206369805U的中国技术专利中所公开的超声波全向接收电路及设备实现。针对激光平面信号的处理也可以通过类似的接收电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维空间定位方法，其特征在于包括如下步骤：确定信号发射装置发射超声波信号的发射时刻、发射第一激光平面信号的第一参考时刻和第二激光平面信号的第二参考时刻；确定超声波信号接收单元检测到所述超声波信号的接收时刻以及激光平面信号接收单元检测到所述第一激光平面信号和第二激光平面信号的第一时刻和第二时刻；根据所述第一参考时刻和所述第一时刻确定第一旋转角度；根据所述第二参考时刻和所述第二时刻确定第二旋转角度；根据所述超声波信号的发射时刻和所述超声波信号的接收时刻确定信号发射装置和超声波信号接收单元之间的距离；根据所述第一旋转角度、所述第二旋转角度以及所述超声波信号接收单元与所述信号发射装置之间的距离...

【技术特征摘要】
1.一种三维空间定位方法，其特征在于包括如下步骤：确定信号发射装置发射超声波信号的发射时刻、发射第一激光平面信号的第一参考时刻和第二激光平面信号的第二参考时刻；确定超声波信号接收单元检测到所述超声波信号的接收时刻以及激光平面信号接收单元检测到所述第一激光平面信号和第二激光平面信号的第一时刻和第二时刻；根据所述第一参考时刻和所述第一时刻确定第一旋转角度；根据所述第二参考时刻和所述第二时刻确定第二旋转角度；根据所述超声波信号的发射时刻和所述超声波信号的接收时刻确定信号发射装置和超声波信号接收单元之间的距离；根据所述第一旋转角度、所述第二旋转角度以及所述超声波信号接收单元与所述信号发射装置之间的距离，结合所述激光平面信号接收单元和所述超声波信号接收单元在所述信号接收装置中的位置数据，以及所述信号接收装置的姿态数据，确定所述信号接收装置的中心在三维测量坐标系中的三维坐标。2.如权利要求1所述的三维空间定位方法，其特征在于，确定所述信号接收装置的中心在三维测量坐标系中的三维坐标的过程，包括如下步骤：(1)根据超声波信号接收单元和所述信号发射装置之间的距离、超声波信号接收单元和激光平面信号接收单元在信号接收装置上的位置数据，以及信号接收装置的姿态数据，计算激光平面信号接收单元和信号发射装置之间的距离；(2)根据与激光平面信号接收单元对应的第一旋转角度、第二旋转角度以及激光平面信号接收单元与信号发射装置之间的距离，计算激光平面信号接收单元的三维坐标；(3)结合信号接收装置的姿态数据、激光平面信号接收单元在信号接收装置上的位置数据和激光平面信号接收单元的三维坐标，计算信号接收装置中心的三维坐标。3.如权利要求2所述的三维空间定位方法，其特征在于，确定超声波信号接收单元检测到所述超声波信号的接收时刻，包括：确定最优超声波信号接收单元检测到所述超声波信号的接收时刻，其中，最优超声波信号接收单元是所述信号接收装置上多个超声波信号接收单元中最先接收到所述超声波信号的超声波信号接收单元；根据所述发射时刻和所述接收时刻，确定所述最优超声波信号接收单元和所述信号发射装置之间的距离。4.如权利要求2所述的三维空间定位方法，其特征在于，所述确定激光平面接收单元检测到所述第一激光平面信号和第二激光平面信号的第一时刻和第二时刻；包括：确定最优激光平面接收单元检测到所述第一激光平面信号和第二激光平面信号的第一时刻和第二时刻；其中，所述最优激光平面信号接收单元是所述信号接收装置上多个激光平面信号接收单元中接收到最强的第一激光平面信号的激光平面信号接收单元；所述第一时刻和所述第二时刻分别为所述最优激光平面信号接收单元接收到第一激光平面信号和第二激光平面信号的时刻。5.如权利要求2所述的三维空间定位方法，其特征在于：当信号接收装置为球体时，以位于O1位置的激光平面信号接收单元B为所述激光平面信号接收单元，以位于O2位置的超声波信号接收单元A为所述超声波信号接收单元，球心位于O3位置，则激光平面信号接收单元B距离信号发射装置O的距离OB的计算过程如下：其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：张益铭，张佳宁，张道宁，
申请(专利权)人：北京凌宇智控科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11