使用光束对设备进行定位的方法和系统技术方案

提供了一种使用光束对设备进行定位的方法，所述设备上部署有至少三个光接收器，所述三个光接收器不共线，所述方法包括：通过所述设备上的光接收器接收光发射器发射的一个或多个光束，其中，每个光束中编码有该光束相对于所述光发射器的发射角度信息；对所述光接收器接收到的光束进行解码以获得其发射角度信息；基于每个所述光接收器接收到的一个或多个光束的发射角度信息，确定该光接收器相对于所述光发射器的方向信息；基于所述设备上的光接收器之间的相对位置关系以及各个光接收器相对于所述光发射器的方向信息，确定所述设备相对于所述光发射器的位置和/或姿态信息。对于所述光发射器的位置和/或姿态信息。对于所述光发射器的位置和/或姿态信息。

【技术实现步骤摘要】
使用光束对设备进行定位的方法和系统


[0001]本专利技术涉及定位领域，尤其涉及一种使用光束对设备进行定位的方法和系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是为了提供与本申请的技术方案有关的背景信息，以帮助理解，其对于本申请的技术方案而言并不一定构成现有技术。
[0003]在现实生活中，经常需要对设备进行定位。目前常见的定位技术有卫星定位技术、基站定位技术、RFID定位技术、超声波定位技术、WIFI定位技术、蓝牙定位技术、地磁定位技术等。但是，现有的这些定位技术存在一些缺陷，例如精度不高(GPS定位误差在几米到几十米之间)、易受信号干扰、不能确定设备的姿态信息等等。
[0004]本申请提供了一种使用光束对设备进行定位的方法和系统。

技术实现思路

[0005]本专利技术的一个方面涉及一种使用光束对设备进行定位的方法，所述设备上部署有至少三个光接收器，所述至少三个光接收器不共线，所述方法包括：通过所述设备上的光接收器接收光发射器发射的一个或多个光束，其中，每个光束中编码有该光束相对于所述光发射器的发射角度信息；对所述光接收器接收到的光束进行解码以获得其发射角度信息；基于每个所述光接收器接收到的一个或多个光束的发射角度信息，确定该光接收器相对于所述光发射器的方向信息；基于所述设备上的光接收器之间的相对位置关系以及各个光接收器相对于所述光发射器的方向信息，确定所述设备相对于所述光发射器的位置和/或姿态信息。
[0006]本专利技术的另一个方面涉及一种使用光束对设备进行定位的系统，包括：光发射器，其用于向外发射光束，其中，每个光束中编码有该光束相对于所述光发射器的发射角度信息；以及设备，其上部署有至少三个光接收器，所述至少三个光接收器不共线，所述设备被配置用于：通过所述设备上的光接收器接收所述光发射器发射的一个或多个光束；对所述光接收器接收到的光束进行解码以获得其发射角度信息；基于每个所述光接收器接收到的一个或多个光束的发射角度信息，确定该光接收器相对于所述光发射器的方向信息；以及基于所述设备上的光接收器之间的相对位置关系以及各个光接收器相对于所述光发射器的方向信息，确定所述设备相对于所述光发射器的位置和/或姿态信息。
[0007]本专利技术的另一个方面涉及一种存储介质，其中存储有计算机程序，在所述计算机程序被处理器执行时，能够用于实现上述的方法。
[0008]本专利技术的再一个方面涉及一种电子设备，其包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，在所述计算机程序被处理器执行时，能够用于实现上述的方法。
[0009]通过本申请的方案，提供了一种使用光束对设备进行定位的方法和系统，其适用于室内、室外环境，不会受到信号干扰，并且能够用于确定设备的姿态信息。另外，本申请的方案也不需要在光发射器和光接收器之间进行时间同步。
附图说明
[0010]以下参照附图对本专利技术的实施例作进一步说明，其中：
[0011]图1示出了根据一个实施例的用于使用光束对设备进行定位的系统；
[0012]图2示出了一个球坐标系；
[0013]图3示出了根据一个实施例的使用光束对设备进行定位的方法；
[0014]图4示出了根据另一个实施例的使用光束对设备进行定位的方法。
具体实施方式
[0015]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图通过具体实施例对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。
[0016]图1示出了根据一个实施例的用于使用光束对设备进行定位的系统，该系统包括光发射器110和设备120，设备120上部署有至少三个光接收器121、122、123，三个光接收器121、122、123不共线，相互之间具有预定的相对位置关系。光发射器110例如可以是激光雷达，其可以发射具有指向性的光束，例如激光束。设备120上的光接收器用于接收光发射器所发射的光束。设备120可以是包括光接收器的电子装置，例如可以是包括一个或者多个CPU以及存储装置等的手机、智能眼镜、智能头盔、机器人、汽车等。
[0017]在本申请中，以光发射器发出的光束在与光发射器正对的物体(例如，墙壁)上的成像的形状来定义光束形状。例如，如果光发射器发出的光束在与光发射器正对的墙壁上成点状，则将该光束定义为“点状光束”；如果光发射器发出的光束在与光发射器正对的墙壁上成线状，则将该光束定义为“线状光束”。在一个实施例中，光发射器可以每次发射一个点状光束。在一个实施例中，光发射器可以每次发射多个点状光束。在一个实施例中，光发射器可以每次发射一个线状光束。该线状光束在行进过程中例如可以覆盖或者掠扫过一个扇形形状。在一个实施例中，光发射器可以每次发射多个线状光束。在其他实施例中，根据需要，光发射器也可以生成不同形式的光束。在一个实施例中，光发射器中可以包括两个或更多个发射器件，这些发射器件可以以不同的方式分别发射光束。例如，光发射器中可以包括两个发射器件，一个发射器件发出的光束用于进行水平方向的扫描，另一个发射器件发出的光束用于进行竖直方向的扫描。
[0018]光发射器可以通过各种器件来控制光束的发射角度(也即，发射方向)，这些器件例如可以是可旋转的反射镜、DMD反射镜、机械振镜、舵机、快反镜、MEMS反射镜、光学相控阵列(Optical Phased Array)、光子集成电路(Photonic IC)、远场辐射方向图(Far Field Radiation Pattern)等。通常，光发射器可以控制反射镜等器件旋转到指定角度，并发射光束，之后，光发射器可以控制反射镜旋转到下一角度，并发射下一光束。可以根据实际的定位需求来设置两个相邻角度之间的步长，例如，1度、0.5度、0.2度、0.1度、0.05度、0.01度、等等。
[0019]光发射器所发射的光束中可以嵌入编码信息，该编码信息可以包括光束的发射角度信息。在一些实施例中，除了发射角度信息之外，编码信息还可以包括其他信息，例如光发射器的标识信息。可以使用各种可行的方式来在光束中嵌入编码信息，例如，可以通过对光信号的幅度、频率、相位等进行调制来在光束中嵌入编码信息。
[0020]在一个实施例中，光发射器可以发射点状光束，并可以使用球坐标系中的方位角和仰角θ来表示该点状光束的发射角度信息。图2示出了一个球坐标系，在球坐标系中，空间中的任何一个点可以用来表示,其中r表示该点到坐标系原点的距离，表示方位角，θ表示仰角。在将光发射器作为坐标系原点的情况下，从其发射的任一个点状光束的发射角度信息可以由方位角和仰角θ来表示。
[0021]在一个实施例中，光发射器可以发射线状光束，对于该线状光束，可以用一个角度值来表示其发射角度信息。例如，对于可以绕水平轴改变发射角度的线状光束，可以使用每个线状光束掠扫过的平面与水平面的夹角来确定该线状光束的发射角度信息；对于可以绕竖直轴改变发射角度的线状光束，可以使用每个线状光束掠扫过的平面与预定的某个竖直平面的夹角来确定该线状光束的发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种使用光束对设备进行定位的方法，所述设备上部署有至少三个光接收器，所述至少三个光接收器不共线，所述方法包括：通过所述设备上的光接收器接收光发射器发射的一个或多个光束，其中，每个光束中编码有该光束相对于所述光发射器的发射角度信息；对所述光接收器接收到的光束进行解码以获得其发射角度信息；基于每个所述光接收器接收到的一个或多个光束的发射角度信息，确定该光接收器相对于所述光发射器的方向信息；以及基于所述设备上的光接收器之间的相对位置关系以及各个光接收器相对于所述光发射器的方向信息，确定所述设备相对于所述光发射器的位置和/或姿态信息。2.根据权利要求1所述的方法，其中，每个光束中还编码有所述光发射器的标识信息，以及其中，所述方法还包括：对所述光接收器接收到的光束进行解码以获得所述光发射器的标识信息；基于所述光发射器的标识信息，获得所述光发射器的位姿信息；以及基于所述光发射器的位姿信息以及所述设备相对于所述光发射器的位置和/或姿态信息，确定所述设备的位置和/或姿态信息。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基于所述设备上的光接收器之间的相对位置关系以及各个光接收器相对于所述光发射器的方向信息确定所述设备相对于所述光发射器的位置和/或姿态信息包括：基于所述设备上的光接收器之间的相对位置关系以及各个光接收器相对于所述光发射器的方向信息，确定所述光接收器相对于所述光发射器的位置信息；以及基于所述光接收器相对于所述光发射器的位置信息，确定所述设备相对于所述光发射器的位置和/或姿态信息。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基于每个所述光接收器接收到的一个或多个光束的发射角度信息确定该光接收器相对于所述光发射器的方向信息包括：基于所述光接收器接收到的点状光束的发射角度信息，确定所述光接收器相对于所述光发射器的方向信息；或者基于所述光接收器接收到的至少两个线状光束的发射角度信息，确定所述光接收器相对于所述光发射器的方向信息。5.根据权利要求1所述的方法，其中，每个所述光接收器接收到至少两个线状光束，所述至少两个线状光束的扫描方向相交。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述设备上部署有四个或者更多个光接收器。7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述光束包括点状光束或线状光束。8.一种使用光束对设备进行定位的系统，包括：光发射器，其用于向外发射光束，其中，每个光束中编码有该光束相对于所述光发射器的发射角度信息；以及设备，其上部署有至少三个光接收器，所述至少三个光接收器不共线，所述设备被配置用于：通过所...

【专利技术属性】
技术研发人员：方俊，苏爱民，王强，李江亮，
申请(专利权)人：上海光视融合智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：