一种基于共振光束的同时高精度被动定位与传能系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于共振光束的同时高精度被动定位与传能系统，该系统包括：定位基站：包括泵浦源、用以测距的激光ToF模块、第一微处理单元和解调器以及沿光路依次设置的增益介质、第一回复反射器以及设置在第一回复反射器后部的用以进行AoA估计的CMOS图像传感器；定位目标：包括作为回复反射器的第二回复反射器、用以实现光伏发电的光伏电池PV、电池、第二微处理单元、液晶开关和LCD驱动源。与现有技术相比，本发明专利技术具有无源目标定位和通信、高精度被动定位等优点。被动定位等优点。被动定位等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于共振光束的同时高精度被动定位与传能系统


[0001]本专利技术涉及共振光定位
，尤其是涉及一种基于共振光束的同时高精度被动定位与传能系统。

技术介绍

[0002]目前共振光定位领域中出现了基于LED系统的完整定位系统。如一种具有识别目标能力的基于LED的定位系统，其发送定位精度为2cm，发送ID数据需要数十μW的外部电源。而基于LED的无源定位系统完全消除了目标中任何电子元件的必要性，并且具有厘米级的精度。然而，上述方案无法为目标提供足够的功率，以克服物联网设备的续航瓶颈，此外，上述系统面临着将定位精度提高到毫米级的挑战。
[0003]中国专利201910294606.3公开了一种基于分离腔的跟踪定位系统，其通过腔内激光进行角度测量和距离测量，一部分腔内激光通过光感元件测角度，一部分腔内激光通过利用干涉测距原理进行测距，但是该系统发射端需要发射机处的转动电机和发射机、接收机处的通信模块实现定位。
[0004]中国专利202110825793.0公开了一种基于共振光束的高精度被动定位系统，该专利使用共振光束进行AOA本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于共振光束的同时高精度被动定位与传能系统，其特征在于，该系统包括：定位基站：包括泵浦源、用以测距的激光ToF模块、第一微处理单元和解调器以及沿光路依次设置的增益介质、第一回复反射器以及设置在第一回复反射器后部的用以进行AoA估计的CMOS图像传感器，所述的第一微处理单元分别与解调器和CMOS图像传感器连接；至少一个定位目标：包括作为回复反射器的第二回复反射器、用以实现光伏发电的光伏电池PV、电池、第二微处理单元、液晶开关和LCD驱动源，所述的光伏电池PV设置在第二回复反射器后方进行光伏发电与电池连接，所述的电池分别为第二微处理单元和LCD驱动源供电，所述的液晶开关设置在第二回复反射器前方通过微处理单元控制LCD驱动源实现对共振光束的线性调制，空间分离的第一回复反射器和第二回复反射器构成双回复反射器谐振腔。2.根据权利要求1所述的一种基于共振光束的同时高精度被动定位与传能系统，其特征在于，所述的第一回复反射器和第二回复反射器分别采用猫眼型逆反射器、角锥棱镜回复反射器或由回复反射器组成的阵列结构，当第一回复反射器和第二回复反射器采用猫眼型逆反射器时，猫眼型逆反射器均由反射镜和薄透镜构成，且反射镜均采用具有部分反射率的反射镜。3.根据权利要求2所述的一种基于共振光束的同时高精度被动定位与传能系统，其特征在于，基于该系统能够分别实现共振光系统的稳定谐振、功率输出、ToF测距、角度测量、光电转换以及ID信息获取功能。4.根据权利要求3所述的一种基于共振光束的同时高精度被动定位与传能系统，其特征在于，对于稳定谐振，定位基站的第一回复反射器、增益介质和定位目标处的第二回复反射器共同形成一个共振光系统，给定泵浦源的泵浦功率，增益介质全向传输光子，双回复反射器谐振腔使得光子在腔内来回反射，从而使光子多次通过增益介质被放大，当腔内的增益足够补偿腔内传输损耗和输出耦合损耗时，则能够建立稳定的谐振。5.根据权利要求3所述的一种基于共振光束的同时高精度被动定位与传能系统，其特征在于，对于功率输出，定位基站处输出一部分共振光束用于定位，定位目标处输出一部分共振光束，其能量用于转换为电功率，则定位基站与定位目标处的激光输出功率计算如下：I
base
＝(1
‑
R1)I
circ
I
target
＝(1
‑
R2)I
circ
I
‑
(z)≈I
+
(z)≈I
circ
其中，R1、R2分别为第一回复反射器和第二回复反射器中反射镜的反射率，I
base
为定位基站处的激光输出功率，I
target
为定位目标处的激光输出功率，I
circ
为谐振腔内循环光束的单向强度，I...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘庆文，刘明清，徐梦圆，姜清伟，熊明亮，方稳，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：