CN105891778A - 定位光束发射系统、方法及室内定位系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种定位光束发射系统、方法及室内定位系统。定位空间包括多个子定位空间。多个定位光束发射装置适于分别固定在多个子定位空间内的预定位置，多个定位光束发射装置分为至少两个发射装置组。控制器分别与多个定位光束发射装置连接，用于控制多个定位光束发射装置在预定周期内切换其工作状态，预定周期包括至少两个子周期，分别对应于至少两个发射装置组，每个发射装置组中的定位光束发射装置在其对应的子周期内工作，而在其它子周期内不工作。本发明可以在定位空间被扩展时，避免激光重叠区域的产生，从而解决由激光重叠区域带来的定位不准确的问题。
Description
技术领域
本发明涉及定位领域，特别是涉及一种定位光束发射系统、方法及室内定位系统。
背景技术
室内定位技术作为卫星定位的辅助定位，可以解决卫星信号到达地面时较弱、不能穿透建筑物的问题。
激光定位技术是一种常见的室内定位技术，该方案是通过在定位空间内搭建发射激光的定位光塔，对定位空间进行激光扫射，在被定位物体上设计多个激光接收感应器，并在接收端对数据进行运算处理，直接输出三维位置坐标信息。其定位流程可以由图1所示。
由于激光的扫射面积有限，因此，可以定位的空间大小受到激光射程的限制(一般在5*5*2m范围左右)，而如果简单的将单个定位空间的基站结构进行复用拓展，会出现在激光重叠区域(即在同一时间，有来自不同基站的激光扫射过的区域)，在待定位物体处于激光重叠区域中时，待定位物体上的接收器有可能会同时接收到来自多个基站的激光，使得接收器不能区分其所接收到的激光，从而无法对待定位物体准确定位。
由此，需要一种在扩展定位空间的同时，可以解决由激光重叠区域带来的定位不准确的问题。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种定位光束发射系统、方法及室内定位系统，其可以在定位空间被扩展时，避免激光重叠区域的产生，从而解决由激光重叠区域带来的定位不准确的问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种定位光束发射系统，用于向定位空间发射定位光束，定位空间包括多个子定位空间，该系统包括：多个定位光束发射装置，适于分别设置在多个子定位空间内的预定位置，多个定位光束发射装置分为至少两个发射装置组；以及控制器，分别与多个定位光束发射装置连接，用于控制多个定位光束发射装置在预定周期内切换其工作状态，预定周期包括至少两个子周期，分别对应于所述至少两个发射装置组，每个发射装置组中的定位光束发射装置在其对应的子周期内工作，而在其它子周期内不工作。
优选地，每个定位光束发射装置在其对应的子周期内可以依次以至少两种扫射模式向其所在的子定位空间扫射定位光束，所述至少两种扫射模式的工作时期不同。
优选地，每一个发射装置组可以分为至少两个发射装置小组，每个发射装置小组中的定位光束发射装置以相同的顺序启动至少两种扫射模式，不同发射装置小组中的定位光束发射装置以不同的顺序启动至少两种扫射模式，同一个发射装置组中适于分别设置在相邻近的两个子定位空间或同一个子定位空间中的两个定位光束发射装置分别属于不同的发射装置小组。
优选地，在定位空间中分别被设置在定位光束的有效范围有重叠的不同位置处的定位光束发射装置分别属于不同的发射装置组或者相同发射装置组中的不同发射装置小组。
优选地，对角相邻的两个子定位空间中：在彼此远离的对角位置附近，可以分别设置属于同一个发射装置组的定位光束发射装置；并且/或者在彼此相邻的对角位置附近，可以分别设置属于同一个发射装置组的定位光束发射装置。
优选地，在一个子定位空间中两个相互远离的位置附近，可以分别设置有一个属于不同发射装置组的定位光束发射装置。
优选地，属于同一个发射装置小组的定位光束发射装置分别设置在彼此不相邻的子定位空间中，在彼此相邻的子定位空间中分别设置有属于不同发射装置小组的定位光束发射装置。
优选地，属于同一个发射装置组但不同发射装置小组的定位光束发射装置分别设置在对角相邻的子定位空间中，在共边相邻的子定位空间中分别设置有属于不同发射装置组的定位光束发射装置；或者在同一个子定位空间中设置有属于同一个发射装置组但不同发射装置小组的至少两个定位光束发射装置，在彼此相邻的子定位空间中分别设置有属于不同发射装置组的定位光束发射装置。
优选地，多个子定位空间分别对应于水平面上的四边形区域，在对角相邻的四边形区域对应的子定位空间中分别设置有属于同一个发射装置组但不同发射装置小组的定位光束发射装置，在共边相邻的四边形区域对应的子定位空间中分别设置有属于不同发射装置组的定位光束发射装置；或者在同一行的四边形区域对应的子定位空间中分别设置有属于同一个发射装置组但不同发射装置小组的定位光束发射装置，在不同行的四边形区域对应的子定位空间中分别设置有属于不同发射装置组的定位光束发射装置；或者在同一列的四边形区域对应的子定位空间中分别设置有属于同一个发射装置组但不同发射装置小组的定位光束发射装置，在不同列的四边形区域对应的子定位空间中分别设置有属于不同发射装置组的定位光束发射装置。
优选地，共边相邻的两个子定位空间中，可以设置属于不同发射装置组的定位光束发射装置，对角相邻的两个子定位空间中：在彼此远离的对角位置附近，可以分别设置属于同一个发射装置组的定位光束发射装置；并且/或者在彼此相邻的对角位置附近，可以分别设置属于同一个发射装置组的定位光束发射装置。
优选地，定位光束发射装置可以包括：第一扫射光源，用于向其所在的子定位空间扫射第一定位光束；第二扫射光源，用于向其所在的子定位空间扫射第二定位光束；以及面光源，用于在每个其对应的子周期内向其所在的子定位空间发射平面光脉冲，第一扫射光源和第二扫射光源在其对应的子周期内的不同时期向其所在的子定位空间扫射定位光束，在每个对应的子周期内，第一扫射光源开始扫射第一定位光束的时间与面光源发射平面光脉冲的时间之间具有第一固定时间间隔，第二扫射光源开始扫射第二定位光束的时间与面光源发射平面光脉冲的时间之间具有第二固定时间间隔。
优选地，在每个对应的子周期内，在面光源发射第一平面光脉冲后，第一扫射光源开始向其所在的子定位空间扫射定位光束，在面光源发射第二平面光脉冲后，第二扫射光源开始向其所在的子定位空间扫射定位光束，第一平面光脉冲和第二平面光脉冲之间具有固定时间间隔，第一扫射光源开始扫射第一定位光束的时间与面光源发射第一平面光脉冲的时间之间具有第一固定时间间隔，第二扫射光源开始扫射第二定位光束的时间与面光源发射第二平面光脉冲的时间之间具有第二固定时间间隔。
优选地，定位光束发射装置中的面光源所发出的平面光脉冲可以具有唯一标识编码。
优选地，该定位光束发射系统还可以包括：多个参考光源，分别适于设置在多个子定位空间内的预定位置，每个参考光源与其所处的子定位空间内的定位光束发射装置中的面光源同步发射具有相同唯一标识编码的平面光脉冲。
优选地，每个定位光束发射装置在其对应的子周期内以预定的角速度向其所在的子定位空间扫射定位光束，定位光束具有线状截面，并且绕扫射转轴转动，扫射转轴与线状截面的延伸方向不垂直。
优选地，至少两种扫射模式可以包括第一种扫射模式和第二种扫射模式，第二种扫射模式下的第二定位光束的扫射转轴与第一种扫射模式下的第一定位光束的扫射转轴具有预定夹角。
优选地，预定夹角可以为90°。
优选地，定位光束发射装置所扫射的定位光束的有效范围可以被设置为能够覆盖其所在的子定位空间而不超出与其所在的子定位空间相邻的子定位空间。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种定位光束发射方法，用于向定位空间发射定位光束，定位空间包括多个子定位空间，该方法包括：适于设置在多个子定位空间内的预定位置的多个定位光束发射装置分为至少两个发射装置组；由分别与多个定位光束发射装置连接的控制器控制多个定位光束发射装置在预定周期内切换其工作状态，预定周期包括至少两个子周期，分别对应于至少两个发射装置组，每个发射装置组中的定位光束发射装置在其对应的子周期内工作，而在其它子周期内不工作。
优选地，该方法还可以包括：每个定位光束发射装置在其对应的子周期内可以依次以至少两种扫射模式向其所在的子定位空间扫射定位光束，所述至少两种扫射模式的工作时期不同。
优选地，每一个发射装置组可以分为至少两个发射装置小组，每个发射装置小组中的定位光束发射装置以相同的顺序启动至少两种扫射模式，不同发射装置小组中的定位光束发射装置以不同的顺序启动至少两种扫射模式，同一个发射装置组中适于分别设置在相邻近的两个子定位空间或同一个子定位空间中的两个定位光束发射装置分别属于不同的发射装置小组。
优选地，在定位空间中分别被设置在定位光束的有效范围有重叠的不同位置处的定位光束发射装置可以分别属于不同的发射装置组或者相同发射装置组中的不同发射装置小组。
优选地，对角相邻的两个子定位空间中：在彼此远离的对角位置附近，可以分别设置属于同一个发射装置组的定位光束发射装置；并且/或者在彼此相邻的对角位置附近，可以分别设置属于同一个发射装置组的定位光束发射装置。
优选地，在一个子定位空间中两个相互远离的位置附近，可以分别设置有一个属于不同发射装置组的定位光束发射装置。
优选地，属于同一个发射装置小组的定位光束发射装置分别设置在彼此不相邻的子定位空间中，在彼此相邻的子定位空间中分别设置有属于不同发射装置小组的定位光束发射装置。
优选地，属于同一个发射装置组但不同发射装置小组的定位光束发射装置分别设置在对角相邻的子定位空间中，在共边相邻的子定位空间中分别设置有属于不同发射装置组的定位光束发射装置；或者在同一个子定位空间中设置有属于同一个发射装置组但不同发射装置小组的至少两个定位光束发射装置，在彼此相邻的子定位空间中分别设置有属于不同发射装置组的定位光束发射装置。
优选地，多个子定位空间分别对应于水平面上的四边形区域，该方法还可以包括：在对角相邻的四边形区域对应的子定位空间中分别设置有属于同一个发射装置组但不同发射装置小组的定位光束发射装置，在共边相邻的四边形区域对应的子定位空间中分别设置有属于不同发射装置组的定位光束发射装置；或者在同一行的四边形区域对应的子定位空间中分别设置有属于同一个发射装置组但不同发射装置小组的定位光束发射装置，在不同行的四边形区域对应的子定位空间中分别设置有属于不同发射装置组的定位光束发射装置；或者在同一列的四边形区域对应的子定位空间中分别设置有属于同一个发射装置组但不同发射装置小组的定位光束发射装置，在不同列的四边形区域对应的子定位空间中分别设置有属于不同发射装置组的定位光束发射装置。
优选地，共边相邻的两个子定位空间中，可以设置属于不同发射装置组的定位光束发射装置，对角相邻的两个子定位空间中：在彼此远离的对角位置附近，可以分别设置属于同一个发射装置组的定位光束发射装置；并且/或者在彼此相邻的对角位置附近，可以分别设置属于同一个发射装置组的定位光束发射装置。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种室内定位系统，用于向定位空间发射定位光束，定位空间包括多个子定位空间，该系统包括：多个定位光束发射装置，适于分别设置在多个子定位空间内的预定位置，多个定位光束发射装置分为至少两个发射装置组，其中，多个定位光束发射装置在预定周期内切换其工作状态，预定周期包括至少两个子周期，分别对应于至少两个发射装置组，每个发射装置组中的定位光束发射装置在其对应的子周期内工作，而在其它子周期内不工作；以及多个光束接收器，适于固定在待定位物体的外表面，用于接收定位光束，多个光束接收器之间的相对空间位置关系固定。
优选地，每个定位光束发射装置在其对应的子周期内依次以至少两种扫射模式向其所在的子定位空间扫射定位光束，至少两种扫射模式的工作时期不同。
优选地，每一个发射装置组分为至少两个发射装置小组，每个发射装置小组中的定位光束发射装置以相同的顺序启动至少两种扫射模式，不同发射装置小组中的定位光束发射装置以不同的顺序启动至少两种扫射模式，同一个发射装置组中适于分别设置在相邻近的两个子定位空间或同一个子定位空间中的两个定位光束发射装置分别属于不同的发射装置小组。
优选地，在定位空间中分别被设置在定位光束的有效范围有重叠的不同位置处的定位光束发射装置分别属于不同的发射装置组或者相同发射装置组中的不同发射装置小组。
优选地，对角相邻的两个子定位空间中：在彼此远离的对角位置附近，可以分别设置属于同一个发射装置组的定位光束发射装置；并且/或者在彼此相邻的对角位置附近，可以分别设置属于同一个发射装置组的定位光束发射装置。
优选地，在一个子定位空间中两个相互远离的位置附近，可以分别设置有一个属于不同发射装置组的定位光束发射装置。
优选地，属于同一个发射装置小组的定位光束发射装置分别设置在彼此不相邻的子定位空间中，在彼此相邻的子定位空间中分别设置有属于不同发射装置小组的定位光束发射装置。
优选地，属于同一个发射装置组但不同发射装置小组的定位光束发射装置分别设置在对角相邻的子定位空间中，在共边相邻的子定位空间中分别设置有属于不同发射装置组的定位光束发射装置；或者在同一个子定位空间中设置有属于同一个发射装置组但不同发射装置小组的至少两个定位光束发射装置，在彼此相邻的子定位空间中分别设置有属于不同发射装置组的定位光束发射装置。
优选地，多个子定位空间分别对应于水平面上的四边形区域，在对角相邻的四边形区域对应的子定位空间中分别设置有属于同一个发射装置组但不同发射装置小组的定位光束发射装置，在共边相邻的四边形区域对应的子定位空间中分别设置有属于不同发射装置组的定位光束发射装置；或者在同一行的四边形区域对应的子定位空间中分别设置有属于同一个发射装置组但不同发射装置小组的定位光束发射装置，在不同行的四边形区域对应的子定位空间中分别设置有属于不同发射装置组的定位光束发射装置；或者在同一列的四边形区域对应的子定位空间中分别设置有属于同一个发射装置组但不同发射装置小组的定位光束发射装置，在不同列的四边形区域对应的子定位空间中分别设置有属于不同发射装置组的定位光束发射装置。
优选地，共边相邻的两个子定位空间中，可以设置属于不同发射装置组的定位光束发射装置，对角相邻的两个子定位空间中：在彼此远离的对角位置附近，可以分别设置属于同一个发射装置组的定位光束发射装置；并且/或者在彼此相邻的对角位置附近，可以分别设置属于同一个发射装置组的定位光束发射装置。
优选地，每个定位光束发射装置在其对应的子周期内以预定的角速度向其所在的子定位空间扫射定位光束，定位光束具有线状截面，并且绕扫射转轴转动，扫射转轴与线状截面的延伸方向不垂直。
优选地，至少两种扫射模式可以包括第一种扫射模式和第二种扫射模式，第二种扫射模式下的第二定位光束的扫射转轴与第一种扫射模式下的第一定位光束的扫射转轴具有预定夹角。
优选地，预定夹角为90°。
优选地，该室内定位系统还可以包括：处理器，分别与多个光束接收器连接，用于根据多个光束接收器在一个预定周期内分别接收到定位光束的时间、角速度、相对空间位置关系以及对应的定位光束发射装置的预定位置，确定待定位物体的位置。
优选地，处理器根据光束接收器在每个预定周期内接收到第一定位光束的时间以及接收到第二定位光束的时间，确定光束接收器相对于定位光束发射装置的方向，或者/并且，处理器根据在一个预定周期内既接收到第一定位光束又接收到第二定位光束的多个光束接收器相对于定位光束发射装置的方向和多个光束接收器之间的预定相对空间位置关系，确定待定位物体的位置。
优选地，定位光束发射装置可以包括：第一扫射光源，用于向其所在的子定位空间扫射第一定位光束；第二扫射光源，用于向其所在的子定位空间扫射第二定位光束；以及面光源，用于在每个其对应的子周期内向其所在的子定位空间发射平面光脉冲，光束接收器还用于接收所述平面光脉冲，第一扫射光源和第二扫射光源在其对应的子周期内的不同时期向其所在的子定位空间扫射定位光束，在每个对应的子周期内，第一扫射光源开始扫射第一定位光束的时间与面光源发射平面光脉冲的时间之间具有第一固定时间间隔，第二扫射光源开始扫射第二定位光束的时间与面光源发射平面光脉冲的时间之间具有第二固定时间间隔。
优选地，在每个对应的子周期内，在面光源发射第一平面光脉冲后，第一扫射光源开始向其所在的子定位空间扫射定位光束，在面光源发射第二平面光脉冲后，第二扫射光源开始向其所在的子定位空间扫射定位光束，第一平面光脉冲和第二平面光脉冲之间具有固定时间间隔，第一扫射光源开始扫射第一定位光束的时间与面光源发射第一平面光脉冲的时间之间具有第一固定时间间隔，第二扫射光源开始扫射第二定位光束的时间与面光源发射第二平面光脉冲的时间之间具有第二固定时间间隔。
优选地，定位光束发射装置中的面光源所发出的平面光脉冲具有唯一标识编码。
优选地，该室内定位系统还可以包括：多个参考光源，分别设置在多个子定位空间内的预定位置，每个参考光源与其所处的子定位空间内的定位光束发射装置中的面光源同步发射具有相同唯一标识编码的平面光脉冲。
优选地，处理器根据光束接收器接收到的平面光脉冲能够确定该平面光脉冲所对应的定位光束发射装置。
优选地，处理器可以根据上一次有效定位的位置推测光束接收器接收到的平面光脉冲所对应的定位光束发射装置。
优选地，定位光束发射装置所扫射的定位光束的有效范围可以被设置为能够覆盖其所在的子定位空间而不超出与其所在的子定位空间相邻的子定位空间。
综上，本发明的室内定位系统相比于已有的激光定位技术，本发明在保持了激光定位的优势下，又使得定位空间可以被扩展，并且在扩展的同时，可以避免激光重叠区域的产生，从而可以解决由激光重叠区域带来的定位不准确的问题。
附图说明
通过结合附图对本公开示例性实施方式进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了现有的激光定位方案的实现流程。
图2示出了根据本发明一实施例的定位光束发射系统的结构的示意性方框图。
图3示出了定位光束发射装置的一种结构示意图。
图4示出了定位光束的线状截面的示意图。
图5示出了多个发射装置组的一种工作状态示意图。
图6-图8以及图10-图13示出了几种在多个子定位空间内布置定位光束发射装置的状态示意图。
图9示出了多个发射装置组的另一种工作状态示意图。
图14示出了根据本发明一实施例的定位光束发射装置的结构的示意性方框图。
图15示出了根据本发明一实施例的定位光束发射装置内的两个扫射光源和面光源的信号发生示意图。
图16示出了另一种在多个子定位空间内布置定位光束发射装置的状态示意图。
图17示出了根据本发明另一实施例的定位光束发射装置内的两个扫射光源和面光源的信号发生示意图。
图18示出了根据本发明一实施例的室内定位系统的结构的示意性方框图。
图19示出了根据本发明另一实施例的室内定位系统的结构的示意性方框图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
如前所述，针对在定位空间扩展时容易出现激光重叠区域，从而给定位造成干扰的问题，本发明提出了一种新的定位方案，使得基于本发明的定位方案，在定位空间被扩展时，可以尽量避免出现激光重叠区域的现象。简要来说，本发明的定位方案通过对不同定位空间中的定位光束发射装置的工作时期进行分类，使得可能造成激光重叠区域的定位光束发射装置的工作时期不同。
下面结合具体实施例对本发明的定位方案进行详细说明。
本发明的定位方案可以实现为一种适于安装在定位空间内的定位光束发射系统，用于向定位空间发射定位光束。其中，这里的定位空间包括多个被扩展的子定位空间，每个子定位空间可以是矩形、菱形等规则的四边形区域，也可以是其它规则或不规则的多边形区域。
如图2所示，本发明的定位光束发射系统包括多个定位光束发射装置(图中1-1、1-2…1-N，N为整数)和控制器3。
多个定位光束发射装置适于分别设置在多个子定位空间内的预定位置，如可以在每个子定位空间内都设置至少一个定位光束发射装置。
定光束发射装置可以向其所在的子定位空间扫射定位光束，定位光束具有线状截面，并且绕扫射转轴转动，扫射转轴与线状截面的延伸方向不垂直。
其中，可以通过多种方式实现定位光束发射装置向其所在的子定位空间扫射定位光束。例如，可以通过电机转动扫描、MEMS扫描镜扫描、单模光纤抖动扫描等多种方式实现定位光束发射装置向其所在的子定位空间扫射定位光束。当然，对本领域技术人员来说，还可以有其它实现方式，此处不再赘述。
预定的角速度(ω)可以是一个确定的常数，还可以是符合一定函数关系的变量。
例如，定位光束发射装置可以围绕扫射转轴做匀速圆周旋转时。
另一方面，在一些情况下，定位光束发射装置只需要转动不到一周，例如约四分之一周，即约90°，就可以使扫描光束完全扫描该子定位空间。这样，在扫描光束扫描子定位空间时和不扫描子定位空间时的旋转速度可以不同。或者，定位光束发射装置也可以被设置为使得扫描光束在子定位空间中往复扫描。
线状截面指的是由平行于扫射转轴的平面截取的截面，为了更好地理解定位光束的线状截面，下面结合图3、图4做进一步说明。
图3示出了定位光束发射装置的一种结构示意图。如图3所示，定位光束发射装置可以由扫射光源21和旋转装置22构成，扫射光源21固定在旋转装置22上，旋转装置22可以绕固定轴旋转。其中，扫射光源21可以是竖直的线状光源(如光源经过狭缝后得到的线状光源)，也可以是阵列光源，当然还可以是其它形式的光源，
在旋转装置22围绕转轴转动一定角度后，扫射光源21所发出的定位光束就可以覆盖子定位空间的大部分区域或者整个区域。
扫射光源21所发出的定位光束具有线状截面，这里的线状截面指的是由平行于扫射转轴(即旋转轴)的平面α截取的平面，截取的平面如图4所示，该截面的宽度较小，长度较大，因此，可以称为线状截面，线状截面的延伸方向指的是线状截面的长度的方向(图中双向箭头所示的方向)。
在扫射转轴与线状截面的延伸方向垂直的情况下，在扫射转轴转动时，定位光束所能达到的范围为一个厚度很小的平面，其所能覆盖的范围很小。因此，这里要限定扫射转轴与线状截面的延伸方向不垂直，以使得在扫射转轴转动时，扫射光束能够覆盖子定位空间的大部分区域或者整个区域。
其中，定位光束发射装置所扫射的定位光束所能达到的有效范围可以被设置为能够覆盖其所在的子定位空间，以使得待定位物体在每个子定位空间内任意移动时，待定位物体上的接收装置都可以接收到定位光束。作为一种优选，定位光束发射装置所扫射的定位光束的有效范围可以被设置为能够覆盖其所在的子定位空间而不超出与其所在的子定位空间相邻的子定位空间，这样，可以避免产生较多的激光重叠区域。其中，有效范围指的是能够被接收装置接收并识别，以用于定位的距离范围，例如，可以将定位光束的强度衰减到一定阈值时所能达到的区域作为有效范围，这里的阈值可以是接收装置所能接收到定位信号的最小强度。
可以根据具体情况将多个定位光束发射装置分成多个(至少两个)发射装置组。例如，可以根据在每个子定位空间内设置的定位光束发射装置的数量将多个定位光束发射装置分成不同数量的发射装置组，也可以根据子定位空间的形状对多个定位光束发射装置进行分组，当然还可以根据其它因素进行分组，此处不再赘述。
控制器3分别与多个定位光束发射装置连接，用于控制多个定位光束发射装置在预定周期内切换其工作状态，其中，预定周期包括多个子周期，分别对应于多个发射装置组，每个发射装置组中的定位光束发射装置在其对应的子周期内工作，而在其它子周期内不工作。举例来说，如图3所示，定位光束发射装置在工作时，其扫射光源发光，而在不工作时，其扫射光源不发光，但是其旋转装置仍然可以保持旋转。
换句话说，预定周期具体所包含的子周期的个数与发射装置组的个数相当，多个发射装置组共用一个预定周期，且不同的发射装置组对应于每个预定周期内的不同的子周期。在每个预定周期内，每个发射装置组内的定位光束发射装置仅在其所处的子周期内工作。
举例来说，如图5所示，以发射装置组为4组为例，分别记为：组12、组34、组1′2′、组3′4′。预定周期为T，在每个预定周期T内，组12内的定位光束发射装置在t1时间内工作，组34内的定位光束发射装置在t2时间内工作，组1′2′内的定位光束发射装置在t3时间内工作，组3′4′内的定位光束发射装置在t4时间内工作。组12、组34、组1′2′、组3′4′这四组定位发射装置组的工作时期不同，并且它们的工作周期都为T。
由此，本发明的定位光束发射系统可以将多个适于设置在多个子定位空间内的定位光束发射装置分成多个发射装置组，不同的发射装置组内的定位光束发射装置在不同时期内工作。
在包含多个子定位空间的定位空间内布置上述定位光束发射装置时，就可以根据定位光束发射装置所属的发射装置组进行布置，以使得可能产生相互干扰的子定位空间内的定位光束发射装置属于不同的发射装置组，由此就可以避免定位光束重叠、扫描光束重叠、和/或面光源照射重叠等干扰的产生。举例来说，所述相互干扰可以是定位光束重叠，比如扫描光束重叠、和/或面光源照射重叠，也就是来自不同光束发射装置的光信号被光接收装置和/或光束接收器同时接收，并且达到了光接收装置和/或光束接收器的有效信号检测阈值，从而引起的相互之间的干扰。
根据上文描述可知，发射装置组的数量不定。在实际应用中，定位光束发射装置一般需要一个转动机构带动其旋转，以使得其扫射的定位光束可以覆盖整个其所在的子定位空间，受转动机构的转速的限制，定位光束发射装置扫射一圈需要一定的时间。因此，发射装置组越多，全部定位光束发射装置完成一次扫射所需的时间也就越长，这无疑会给定位的时效性带来困扰。因此，对多个定位光束发射装置进行分组时，发射装置组的数量不宜过多。
另外，每个定位光束发射装置在其对应的子周期内还可以依次以多种(至少两种)扫射模式向其所在的子定位空间扫射定位光束，不同扫射模式的工作时期不同。
也就是说，每个定位光束发射装置在每个预定周期内其对应的子周期(即工作时间段)内，可以依次遍历多种不同的扫射模式。这里的不同扫射模式可以是指扫射的定位光束不同，例如，可以是不同扫射模式下扫射的定位光束的强度、频率不同，或者还可以是不同扫射模式下扫射的定位光束经过不同方式的编码。
另外，不同扫射模式还可以指扫射定位光束的扫射方向不同。例如，在多种扫射模式包括第一种扫射模式和第二种扫射模式的情况下，第二种扫射模式下的第二定位光束的扫射转轴可以与第一种扫射模式下的第一定位光束的扫射转轴具有预定夹角。
这里，作为优选，预定夹角可以为90°，即第二定位光束的扫射转轴可以与第一种扫射模式下的第一定位光束的扫射转轴相互垂直。这样，就可以使得两种扫射模式下的定位光束基本上可以覆盖整个定位空间。
例如，在每个扫射周期内，定位光束发射装置可以时分地向其所在的子定位空间横向扫射(沿水平方向扫射)和纵向扫射(沿竖直方向扫射)，其中，横向扫射下的定位光束的线状截面的延伸方向和扫射转轴垂直于水平面，纵向扫射下的定位光束的线状截面的延伸方向和扫射转轴平行于水平面。另外，在横向扫射时，对应的扫射转轴还可以与水平面不垂直，相应地，在纵向扫射时，对应的扫射转轴也可以和水平面有一定的倾斜。
在每个定位光束发射装置包括多种不同扫射模式的情况下，还可以将每个发射装置组分为多个发射装置小组，同一发射装置小组中的定位光束发射装置以相同的顺序启动多种扫射模式，同一发射装置组中的不同发射装置小组中的定位光束发射装置以不同的顺序启动多种扫射模式，同一个发射装置组中适于分别设置在相邻近的两个子定位空间或同一个子定位空间中的两个定位光束发射装置分别属于不同的发射装置小组。
由此，可以根据定位光束发射装置的扫射模式，将发射装置组进一步划分为多个发射装置小组，使得同一发射装置组中的不同发射装置小组中的定位光束发射装置的不同扫射模式的启动顺序不同，这样，将属于同一发射装置组中的不同的发射装置小组的定位光束发射装置设置在可能造成重叠区域的子定位空间(如相邻的子定位空间，或同一个子定位空间)内，也可以避免重叠区域的产生。
其中，需要说明的是，在定位光束发射装置包括多种不同扫射模式的情况下，定位光束发射装置所扫射的定位光束所能达到的有效范围是多种工作模式下所能达到的有效范围的并集。例如，在定位光束发射装置在每个其对应的子周期内依次向其所在的子定位空间横向扫射和纵向扫射时，定位光束发射装置在每个其对应的子周期内所扫射的定位光束所能达到的有效范围就等于其进行横向扫射时定位光束多能达到的有效范围和纵向扫射时定位光束所能达到的有效范围的并集。
在对定位光束发射装置进行分组以后，就可以根据具体情况，以多种方式将定位光束发射布置在多个子定位空间内，以防止重叠区域的产生。
总的来说，在定位空间内布置定位光束发射装置的一般性原则可以被设置为，在定位空间中分别被设置在定位光束的有效范围有重叠的不同位置处的定位光束发射装置应属于不同的发射装置组或相同发射装置组中的不同发射装置小组。
基于上述布置原则，就可以将属于不同的发射装置组或相同发射装置组中的不同发射装置小组的定位光束发射装置布置在有效范围可能重叠的位置处。
一般来说，在定位空间包括多个子定位空间的情况下，对于向邻近的子定位空间内布置的定位光束发射装置，它们各自扫射的定位光束的有效范围产生重叠概率较大。另外，在同一子定位空间内设置多个定位光束发射装置的情况下，同一子定位空间内的多个定位光束发射装置各自所扫射的定位光束的有效范围也很有可能会产生重叠。
因此，布置在这些可能造成有效范围的重叠位置的定位光束发射装置应属于不同的发射装置组或同一发射装置组的不同发射装置小组。
下面结合附图介绍几种在包含多个子定位空间的定位空间内布置多个定位光束发射装置的可行方案。
图6-图8以及图10-图13示出了几种在多个子定位空间内布置定位光束发射装置的状态图。其中，图6-图8以及图10-图13是以子定位空间分别对应于水平面上的矩形区域为例进行说明的，应该知道，本发明所述及的子定位空间还可以是对应于水平面上的三角形区域、其它四边形区域(如菱形区域)、六边形区域等多种规则或不规则的形状所对应的区域。在子定位空间为其它形状区域时，也可以应用下列布置方式。
如图6所示，多个定位光束发射装置可以分成四个发射装置组：12、34、1′2′、3′4，在子定位空间a、b、c、d内可以分别设置一个属于不同发射装置组的定位光束发射装置。这样，就可以将子定位空间a、b、c、d看成一个定位单元(图中粗线框所示)，然后就可以按照该定位单元(子定位空间a、b、c、d)内的定位光束发射装置的布置方式，在多个其它定位单元内布置相应的定位光束发射装置。另外，图7、图8以及图10-图13中，由粗线框围成的多个子定位空间也可以看成是一个定位单元。
由图6可知，可以在每个子定位空间中分别设置一个定位光束发射装置，并且相邻子定位空间的定位光束发射装置属于不同的发射装置组。
其中，本发明述及的相邻包括共边相邻和对角相邻，如图6所示，子定位空间a和b为共边相邻，a和d为对角相邻。在没有明确说明的情况下，本文中述及的相邻适用于共边相邻和对角相邻两种情况。
图6示出了在每个子定位空间内设置一个定位光束发射装置时的状态示意图。另外，在每个子定位空间内还可以设置多个定位光束发射装置，以使得由于待定位物体所处的位置、角度等原因被遮挡而无法接收其中一个定位光束发射装置所扫射的定位光束的情况下，还可以接收由另一个位置的定位光束发射装置所扫射的定位光束。其中，作为优选，可以在子定位空间内较远的不同位置处设置多个定位光束发射装置。
例如，如图7所示，可以在每个子定位空间内设置两个属于不同发射装置组的定位光束发射装置。而在对角相邻的两个子定位空间中(如子定位空间b和c)，可以设置属于同一发射装置组的定位光束发射装置。具体地说，在彼此远离的对角位置附近(对于图7所示的b和c来说，可以是在对角线上彼此远离的两个位置，即对角线上两端的两个位置)，分别设置属于同一个发射装置组的定位光束发射装置。另外，在彼此相邻的对角位置附近(对于图7所示的b和c来说，可以是在对角线上彼此靠近的两个位置，即对角线上中间的两个位置)，也可以分别设置属于同一个发射装置组的定位光束发射装置。
也就是说，可以在每个子定位空间内相互远离的两个位置处(如图7所示，可以是对角线的两端)设置两个子定位光束发射装置。其中，共边相邻的子定空间内的定位光束发射装置属于不同的发射装置组，并且同一子定位空间内的定位光束发射装置也属于不同的发射装置组。
再例如，如图8、图9所示，可以将多个定位光束发射装置分成8组，并在每个子定位空间中两个相互远离的位置附近(如对角线两端的两个位置)设置属于不同发射装置组的定位光束发射装置，并且相邻的子定位空间内的定位光束发射装置属于不同的发射装置组。
参见图9，在将多个定位光束发射装置分成8个发射装置组时，与图5所示的将多个定位光束发射装置分成4个发射装置组相比，全部定位光束发射装置完成一次扫射所需的时间增加了两倍左右。这无疑给定位的时效性带来影响，但是可以通过例如提高扫描光束旋转的角速度来解决，这里不再详细说明。
因此，可以如上文所述，进一步地对发射装置组进行划分，将每个发射装置分成多个发射装置小组，同一发射装置小组中的定位光束发射装置以相同的顺序启动多种扫射模式，同一发射装置组中的不同发射装置小组中的定位光束发射装置以不同的顺序启动多种扫射模式。
如图10所示，以将多个定位光束发射装置分成四个发射装置组(12、34、1′2′、3′4)为例，进一步地，每个发射装置组还可以分成两个发射装置小组，即组12可以分成1V2H、1H2V两个小组，相应地，组34可以分成3V4H、3H4V两个小组，组1′2′可以分成1′V2′H、1′H2′V两个小组，组3′4′可以分成3′V4′H、3′H4′V两个小组。其中，V表示第一种扫射模式，H表示第二种扫射模式，1V2H表示在每个其对应的子周期内先执行第一种扫射模式，再执行第二种扫射模式，1H2V表示在每个其对应的子周期内先执行第二种扫射模式，再执行第一种扫射模式。另外，如前文所述，在两种扫射模式分别是横扫射和竖向扫射时，V可以表示竖向扫射，H可以表示横向扫射。
如图10所示，对于对角相邻的子定位空间(如b和c)来说，b和c中属于同一发射装置组的定位光束发射装置属于不同的发射装置小组。这样，对于b内的1′H2′V和c内的1′V2′H来说，由于它们工作时期相同，所以通过控制它们工作时的工作模式的顺序不同，可以使得属于对角相邻的子定位空间内的属于同一发射装置组的定位光束发射装置所扫射的定位光束也可以区分。由此，在保证了定位光束的时效性的情况下，还可以很好地对定位光束进行区分。
由图10可知，属于同一个发射装置组的不同发射装置小组的定位光束发射装置可以分别设置在对角相邻的子定位空间中，在共边相邻的子定位空间中分别设置有属于不同发射装置组的定位光束发射装置。
另外，属于同一发射装置组中的不同发射装置小组的定位光束发射装置还可以分别设置在共边相邻的子定位空间中，并且属于不同发射装置组的定位光束发射装置分别设置在对角相邻的子定位空间中。
如图11所示，可以在同一列的矩形区域(图中虚线框所示)对应的子定位空间中分别设置有属于同一个发射装置组的不同发射装置小组定位光束发射装置，在不同列的矩形区域对应的子定位空间中分别设置有属于不同发射装置组的定位光束发射装置。
其中，同一列相邻的子定位空间中的定位光束发射装置属于不同的发射装置小组。
如图12所示，还可以在在同一行的矩形区域(图中虚线框所示)对应的子定位空间中分别设置有属于同一个发射装置组的不同发射装置小组定位光束发射装置，在不同行的矩形区域对应的子定位空间中分别设置有属于不同发射装置组的定位光束发射装置。
其中，同一行相邻的子定位空间的定位光束发射装置属于不同的发射装置小组。
如图13所示，还可以在同一个矩形区域对应的子定位空间中设置有属于同一个发射装置组的不同发射装置小组的两个定位光束发射装置，在彼此相邻(包括共边相邻和对角相邻的情形)的矩形区域对应的子定位空间中分别设置有属于不同发射装置组的定位光束发射装置。
如上参考图6至图13介绍了几种在包含多个子定位空间的定位空间内布置本发明的多个定位光束发射装置的方案的示意图。应该知道，基于本发明的定位光束发射系统，还可以有多种其它的布置方案，其都应属于本发明所保护的范围之内。
如前文所述，每个子定位空间内的定位光束发射装置在每个其对应的子周期内可以分时地以两种扫射模式向其所在的子定位空间扫射定位光束。此时，如图14所示，每个定位光束发射装置可以包括第一扫射光源31、第二扫射光源32以及面光源33。
在每个对应的子周期内(即每个预定周期内的工作时期)，第一扫射光源31可以以预定的角速度向子定位空间横向扫射第一定位光束，第二扫射光源32可以以预定的角速度向子定位空间纵向扫射第二第定位光束。
面光源33在每个扫射周期内向其所在的子定位空间发射平面光脉冲。
在每个对应的子周期内，第一扫射光源31开始扫射第一定位光束的时间与面光源33发射平面光脉冲的时间之间具有第一固定时间间隔，第二扫射光源32开始扫射第二定位光束的时间与面光源33发射平面光脉冲的时间之间具有第二固定时间间隔。
其中，可以如图15所示，面光源33可以在其对应的子周期T′(即预定周期内的工作时期)内向其所在的子定位空间发射平面光脉冲P，第一扫射光源31和第二扫射光源32可以在每个子周期T′内的不同时期(t1′、t2′)扫射定位光束。
作为一种优选，定位光束发射装置中的面光源33所发出的平面光脉冲具有唯一标识编码，这样，根据接收到的平面光脉冲，就可以确定发射该平面光脉冲的面光源33所对应的定位光束发射装置。
由于不同的定位光束发射装置中的面光源所发出的平面光脉冲具有唯一的标识编码，由此，对于可能造成相互干扰的子定位空间(如可以是某些相邻近的子定位空间)，也可以设置属于同一发射装置组(可以属于同一发射装置小组，也可属于不同发射装置小组)的定位光束发射装置。此时可以根据定位光束发射装置中的面光源所发出的平面光脉冲进行区分。
如图16所示，对于共边相邻的两个子定位空间，可以设置属于不同发射装置组的定位光束发射装置，而对于对角相邻的两个子定位空间，可以设置属于同一发射装置组的定位光束发射装置。例如，对于对角相邻的子定位空间b和c，可以在彼此远离的对角位置附近(即对角线上彼此远离的两端)，可以分别设置属于同一个发射装置组的定位光束发射装置。另外，对于对角相邻的子定位空间b和c，在彼此相邻的对角位置附近(即对角线上中间彼此靠近的两个位置)，也可以分别设置属于同一个发射装置组的定位光束发射装置。以图16中的情况为例，子定位空间b中的定位光束发射装置是1’V2’H和3’V4’H，而子定位空间c中的定位光束发射装置也是1’V2’H和3’V4’H。其中两个1’V2’H属于同一发射装置组，且被分别设置在彼此远离的对角位置附近；同时两个3’V4’H也属于同一个发射装置组，且被分别设置在彼此相邻的对角位置附近。对于这样的两个属于同一个发射装置组的定位光束发射装置，比如两个3’V4’H，可以在其中设置面光源，而且可以将各自的面光源的编码设置为不同。
图16示出了只用到每个发射装置组的一个发射装置小组的情况，应该知道，还可以使用每个发射装置组的不同发射装置小组。
另一方面，对于图15示出的情况，具体实现起来不太方便，因此，本发明提出了另一种面光源和两个扫射光源相配合的工作模式，如图17所示，每个扫射周期内，面光源33发射两次平面光脉冲，在面光源33发射第一平面光脉冲P1后，第一扫射光源31开始向其所在的子定位空间扫射定位光束(图中t1段)，在面光源33发射第二平面光脉冲P2后，第二扫射光源32开始向其所在的子定位空间扫射定位光束(图中t2段)，第一平面光脉冲和第二平面光脉冲之间具有固定时间间隔。
另外，本发明的定位光束发射系统还可以包括多个参考光源(图中未示出)，可以分别设置在多个子定位空间内的预定位置，每个参考光源与其所处的子定位空间内的定位光束发射装置中的面光源同步发射具有相同唯一标识编码的平面光脉冲。
至此，结合附图1-17详细叙述了本发明的定位光束发射系统。
与定位光束发射系统相对应，本发明还提出了一种定位光束发射方法。用于向定位空间发射定位光束，定位空间包括多个子定位空间，该方法包括：适于设置在多个子定位空间内的预定位置的多个定位光束发射装置分为至少两个发射装置组；由分别与多个定位光束发射装置连接的控制器控制多个定位光束发射装置在预定周期内切换其工作状态，预定周期包括至少两个子周期，分别对应于至少两个发射装置组，每个发射装置组中的定位光束发射装置在其对应的子周期内工作，而在其它子周期内不工作。
该方法还可以包括：每个定位光束发射装置在其对应的子周期内依次以至少两种扫射模式向其所在的子定位空间扫射定位光束，至少两种扫射模式的工作时期不同；每一个发射装置组分为至少两个发射装置小组，每个发射装置小组中的定位光束发射装置以相同的顺序启动至少两种扫射模式，不同发射装置小组中的定位光束发射装置以不同的顺序启动至少两种扫射模式。
其中，本发明的方法还可以包括上文中述及的定位光束发射装置的工作模式、在子定位空间内的布置方式，定位光束发射装置可以具有的结构等内容，其已在上文做了详细说明，此处不再赘述。另外，基于上述定位光束发射系统和方法，本发明还提出了一种室内定位系统。
如图18所示，本发明的室内定位系统10包括多个定位光束发射装置(图中1-1、1-2…1-N，N为整数)和多个光束接收器(图中2-1、2-2…2-N，N为整数)。其中，多个定位光束发射装置的分组过程、在多个子定位空间中的布置方式及其扫射模式、定位光束发射装置可以具有的结构等内容可参照上文中相关描述，此处不再赘述。
多个光束接收器适于固定在待定位物体的外表面。在对待定位物体定位时，可以将多个光束接收器固定在待定位物体的外表面，此时，多个光束接收器之间的相对空间位置固定。每个光束接收器都可以接收定位光束发射装置发射的定位光束。
另外，光束接收器还可以接收由面光源和/或子定位空间内的参考光源发出的平面光脉冲。如前文所述，在平面光脉冲具有唯一标识编码的情况下，就可以根据光束接收器所接收到的平面光脉冲确定待定位物体所处的子定位空间和/或对应的定位光束发射装置。
如图19所示，本发明的室内定位系统10还可以包括处理器3。处理器3分别与多个光束接收器连接(可以是无线连接，也可以是有线连接)。处理器3可以适于固定在待定位物体上，也可以固定在其它位置。处理器3可以接收到光束接收器所接收到的定位光束。待定位物体在多个子定位空间内移动时，处理器3就可以基于待定位物体上的光束接收器所接收到的平面光脉冲，识别出对应的定位光束发射装置。
另外，处理器3还可以根据上一次有效定位的位置推测光束接收器接收到的平面光脉冲所对应的定位光束发射装置。
具体地说，处理器3可以根据上一次所确定的待定位物体的位置，或者可以根据所确定的待定位物体在前一段时间内的历史位置信息，来确定待定位物体可能所处的子定位空间，从而推测光束接收器所接收到的定位光束来自哪个定位光束发射装置。以图16为例，如果与子定位空间a共边相邻的两个子定位空间b和c内安装的定位光束发射装置在相同的时期工作，当待定位物体处在子定位空间a中靠近子定位空间b的边缘位置，之后该物体移动到子定位空间b中，可以根据历史位置信息判断，其进入到了子定位空间b中而不是c中。
在确定了光束接收器所接收到的定位光束来自哪个定位光束发射装置后，处理器3就可以根据多个光束接收器在一个预定周期内分别接收到定位光束的时间、角速度、相对空间位置关系以及所确定的定位光束发射装置的预定位置，就可以确定待定位物体的位置。其中，光束接收器接收到定位光束的时间可以由光束接收器记录，也可以由处理器3记录(即在处理器3实时接收光束接收器所接收到的定位光束时，可以由处理器3记录从光束接收器获取到定位光束的时刻作为该光束接收器接收到定位光束的时刻)。本发明的室内定位系统10具体的定位过程描述如下。
每个子定位空间内的定位光束发射装置的角速度已知。在定位光束发射装置的一个预定周期内，定位光束发射装置开始扫射定位光束的时刻可以记为t0，光束接收器接收到定位光束的时刻可以记为t1，由于定位光束发射装置的角速度一定(已知)，因此，根据t1、t0之间的时间差，就可以确定定位光束发射装置在扫射到该定位光束接收器时，定位光束发射装置所转过的角度，由此，光束接收器相对于定位光束发射装置的方向就可以确定。以此类推，在一个预定周期内，可以接收到定位光束的多个定位光束接收器相对于光束定位发射装置的方向都可以确定，然后根据多个定位光束接收器之间的相对空间位置关系就可以确定多个定位光束接收器的水平方向上的位置信息，从而可以确定待定位物体所处的水平位置。
进一步地，如上文所述，每个子定位空间内的定位光束发射装置在每个预定周期内可以以两种扫射模式向其所在的子定位空间扫射定位光束，这两种扫射模式的工作时期不同。第二种扫射模式下的第二定位光束的扫射转轴与第一种扫射模式下的第一定位光束的扫射转轴具有预定夹角。这里，作为优选，在每个预定周期内，定位光束发射装置可以时分地向其所在的子定位空间横向扫射和纵向扫射，其中，横向扫射的定位光束的线状截面的延伸方向和扫射转轴垂直于水平面，纵向扫射的定位光束的线状截面的延伸方向和扫射转轴平行于水平面。
此时，处理器3可以根据光束接收器在一个预定周期内接收到第一定位光束的时间以及接收到第二定位光束的时间，确定光束接收器相对于定位光束发射装置的方向。由此，根据在一个预定周期内既接收到第一定位光束又接收到第二定位光束的多个光束接收器相对于定位光束发射装置的方向和多个光束接收器之间的相对位置关系，就可以确定待定位物体的位置。
下面以在每个预定周期内，定位光束发射装置分别向子定位空间横向扫射定位光束和纵向扫射定位光束为例，对待定位物体的定位过程进行详细说明。
在每个预定周期内，定位光束发射装置横向扫射和纵向扫射的时期不同，并且，横向扫射和纵向扫射的角速度已知。以定位光束发射装置先横向扫射后纵向扫射为例，在定位光束发射装置的一个预定周期内，定位光束发射装置开始横向扫射定位光束的时刻可以记为t0，光束接收器接收到横向扫射的定位光束的时刻可以记为t1，由于定位光束发射装置的横向扫射时的角速度一定(已知)，因此，处理器3根据t1、t0之间的时间差、横向扫射的角速度，就可以确定t1时，横向扫射的定位光束所在的平面。相应地，定位光束发射装置开始纵向扫射定位光束的时刻可以记为t2，光束接收器接收到纵向扫射的定位光束的时刻可以记为t3，由于定位光束发射装置的纵向扫射时的角速度一定(已知)，因此，处理器3根据t3、t2之间的时间差、纵向角速度，就可以确定t3时，纵向扫射的定位光束所在的平面，由于定位光束发射装置和光束接收器都处于这两个平面上，因此这两个平面的交线方向即为光束接收器相对于定位光束发射装置的方向。由此，可以确定多个光束接收器所处的交线方向，然后根据多个光束接收器之间的相对空间位置关系就可以得出待定位物体所处的三维位置信息。
上文中已经参考附图详细描述了根据本发明的定位光束发射系统、方法及室内定位系统。基于上述描述可知，本发明的定位光束发射系统、方法及室内定位系统相比于已有的激光定位技术，本发明在保持了激光定位的定位精度高(毫米级别)、延时小、被定位点独立计算坐标位置、不受自然光影响的诸多优势下，又提供了可无限扩展定位空间的可能。
根据本发明，公开了以下各项技术方案：
1.一种定位光束发射系统，用于向定位空间发射定位光束，所述定位空间包括多个子定位空间，该系统包括：
多个定位光束发射装置，适于分别设置在所述多个子定位空间内的预定位置，所述多个定位光束发射装置分为至少两个发射装置组；以及
控制器，分别与所述多个定位光束发射装置连接，用于控制所述多个定位光束发射装置在预定周期内切换其工作状态，所述预定周期包括至少两个子周期，分别对应于所述至少两个发射装置组，每个发射装置组中的定位光束发射装置在其对应的子周期内工作，而在其它子周期内不工作。
2.根据本发明上述第1方面所述的定位光束发射系统，其中，
每个所述定位光束发射装置在其对应的子周期内依次以至少两种扫射模式向其所在的子定位空间扫射定位光束，所述至少两种扫射模式的工作时期不同。
3.根据本发明上述第2方面所述的定位光束发射系统，其中，
每一个发射装置组分为至少两个发射装置小组，每个发射装置小组中的定位光束发射装置以相同的顺序启动所述至少两种扫射模式，不同发射装置小组中的定位光束发射装置以不同的顺序启动所述至少两种扫射模式，同一个发射装置组中适于分别设置在相邻近的两个子定位空间或同一个子定位空间中的两个定位光束发射装置分别属于不同的发射装置小组。
4.根据本发明上述第3方面所述的定位光束发射系统，其中，
在所述定位空间中分别被设置在定位光束的有效范围有重叠的不同位置处的定位光束发射装置分别属于不同的发射装置组或者相同发射装置组中的不同发射装置小组。
5.根据本发明上述第4方面所述的定位光束发射系统，其中，对角相邻的两个子定位空间中：
在彼此远离的对角位置附近，分别设置属于同一个发射装置组的定位光束发射装置；并且/或者
在彼此相邻的对角位置附近，分别设置属于同一个发射装置组的定位光束发射装置。
6.根据本发明上述第4方面所述的定位光束发射系统，其中，
在一个子定位空间中两个相互远离的位置附近，分别设置有一个属于不同发射装置组的定位光束发射装置。
7.根据本发明上述第4方面所述的定位光束发射系统，其中，
属于同一个发射装置小组的定位光束发射装置分别设置在彼此不相邻的子定位空间中，在彼此相邻的子定位空间中分别设置有属于不同发射装置小组的定位光束发射装置。
8.根据本发明上述第4方面所述的定位光束发射系统，其中，
属于同一个发射装置组但不同发射装置小组的定位光束发射装置分别设置在对角相邻的子定位空间中，在共边相邻的子定位空间中分别设置有属于不同发射装置组的定位光束发射装置；或者
在同一个子定位空间中设置有属于同一个发射装置组但不同发射装置小组的至少两个定位光束发射装置，在彼此相邻的子定位空间中分别设置有属于不同发射装置组的定位光束发射装置。
9.根据本发明上述第4方面所述的定位光束发射系统，其中，
所述多个子定位空间分别对应于水平面上的四边形区域，
在对角相邻的四边形区域对应的子定位空间中分别设置有属于同一个发射装置组但不同发射装置小组的定位光束发射装置，在共边相邻的四边形区域对应的子定位空间中分别设置有属于不同发射装置组的定位光束发射装置；或者
在同一行的四边形区域对应的子定位空间中分别设置有属于同一个发射装置组但不同发射装置小组的定位光束发射装置，在不同行的四边形区域对应的子定位空间中分别设置有属于不同发射装置组的定位光束发射装置；或者
在同一列的四边形区域对应的子定位空间中分别设置有属于同一个发射装置组但不同发射装置小组的定位光束发射装置，在不同列的四边形区域对应的子定位空间中分别设置有属于不同发射装置组的定位光束发射装置。
10.根据本发明上述第2方面所述的定位光束发射系统，其中，
共边相邻的两个子定位空间中，设置属于不同发射装置组的定位光束发射装置，
对角相邻的两个子定位空间中：
在彼此远离的对角位置附近，分别设置属于同一个发射装置组的定位光束发射装置；并且/或者
在彼此相邻的对角位置附近，分别设置属于同一个发射装置组的定位光束发射装置。
11.根据本发明上述第2至第10中任一方面所述的定位光束发射系统，其中，所述定位光束发射装置包括：
第一扫射光源，用于向其所在的子定位空间扫射第一定位光束；
第二扫射光源，用于向其所在的子定位空间扫射第二定位光束；以及
面光源，用于在每个其对应的子周期内向其所在的子定位空间发射平面光脉冲，
所述第一扫射光源和所述第二扫射光源在其对应的子周期内的不同时期向其所在的子定位空间扫射定位光束，
在每个对应的所述子周期内，所述第一扫射光源开始扫射所述第一定位光束的时间与所述面光源发射所述平面光脉冲的时间之间具有第一固定时间间隔，所述第二扫射光源开始扫射所述第二定位光束的时间与所述面光源发射所述平面光脉冲的时间之间具有第二固定时间间隔。
12.根据本发明上述第11方面所述的定位光束发射系统，其中，
在每个对应的子周期内，在所述面光源发射第一平面光脉冲后，所述第一扫射光源开始向其所在的子定位空间扫射定位光束，在所述面光源发射第二平面光脉冲后，所述第二扫射光源开始向其所在的子定位空间扫射定位光束，所述第一平面光脉冲和所述第二平面光脉冲之间具有固定时间间隔，
所述第一扫射光源开始扫射所述第一定位光束的时间与所述面光源发射所述第一平面光脉冲的时间之间具有第一固定时间间隔，所述第二扫射光源开始扫射所述第二定位光束的时间与所述面光源发射所述第二平面光脉冲的时间之间具有第二固定时间间隔。
13.根据本发明上述第11方面所述的定位光束发射系统，其中，
所述定位光束发射装置中的面光源所发出的平面光脉冲具有唯一标识编码。
14.根据本发明上述第13方面所述的定位光束发射系统，还包括：
多个参考光源，分别适于设置在所述多个子定位空间内的预定位置，每个所述参考光源与其所处的子定位空间内的定位光束发射装置中的面光源同步发射具有相同唯一标识编码的平面光脉冲。
15.根据本发明上述第2方面所述的定位光束发射系统，其中，
每个所述定位光束发射装置在其对应的子周期内以预定的角速度向其所在的子定位空间扫射定位光束，所述定位光束具有线状截面，并且绕扫射转轴转动，所述扫射转轴与所述线状截面的延伸方向不垂直。
16.根据本发明上述第15方面所述的定位光束发射系统，其中，所述至少两种扫射模式包括第一种扫射模式和第二种扫射模式，
所述第二种扫射模式下的第二定位光束的扫射转轴与所述第一种扫射模式下的第一定位光束的扫射转轴具有预定夹角。
17.根据本发明上述第16方面所述的定位光束发射系统，其中，所述预定夹角为90°。
18.根据本发明上述第1-10以及15-18中任何一方面所述的定位光束发射系统，其中，
所述定位光束发射装置所扫射的定位光束的有效范围被设置为能够覆盖其所在的子定位空间而不超出与其所在的子定位空间相邻的子定位空间。
19.一种定位光束发射方法，用于向定位空间发射定位光束，所述定位空间包括多个子定位空间，该方法包括：
适于设置在所述多个子定位空间内的预定位置的多个定位光束发射装置分为至少两个发射装置组；
由分别与所述多个定位光束发射装置连接的控制器控制所述多个定位光束发射装置在预定周期内切换其工作状态，所述预定周期包括至少两个子周期，分别对应于所述至少两个发射装置组，每个发射装置组中的定位光束发射装置在其对应的子周期内工作，而在其它子周期内不工作。
20.根据本发明上述第19方面所述的定位光束发射方法，其中，
每个所述定位光束发射装置在其对应的子周期内依次以至少两种扫射模式向其所在的子定位空间扫射定位光束，所述至少两种扫射模式的工作时期不同。
21.根据本发明上述第20方面所述的定位光束发射方法，其中，
每一个发射装置组分为至少两个发射装置小组，每个发射装置小组中的定位光束发射装置以相同的顺序启动所述至少两种扫射模式，不同发射装置小组中的定位光束发射装置以不同的顺序启动所述至少两种扫射模式，同一个发射装置组中适于分别设置在相邻近的两个子定位空间或同一个子定位空间中的两个定位光束发射装置分别属于不同的发射装置小组。
22.根据本发明上述第21方面所述的定位光束发射方法，其中，
在所述定位空间中分别被设置在定位光束的有效范围有重叠的不同位置处的定位光束发射装置分别属于不同的发射装置组或者相同发射装置组中的不同发射装置小组。
23.根据本发明上述第22方面所述的定位光束发射方法，其中，对角相邻的两个子定位空间中：
在彼此远离的对角位置附近，分别设置属于同一个发射装置组的定位光束发射装置；并且/或者
在彼此相邻的对角位置附近，分别设置属于同一个发射装置组的定位光束发射装置。
24.根据本发明上述第22方面所述的定位光束发射方法，其中，
在一个子定位空间中两个相互远离的位置附近，分别设置有一个属于不同发射装置组的定位光束发射装置。
25.根据本发明上述第22方面所述的定位光束发射方法，其中，
属于同一个发射装置小组的定位光束发射装置分别设置在彼此不相邻的子定位空间中，在彼此相邻的子定位空间中分别设置有属于不同发射装置小组的定位光束发射装置。
26.根据本发明上述第22方面所述的定位光束发射方法，其中，
属于同一个发射装置组但不同发射装置小组的定位光束发射装置分别设置在对角相邻的子定位空间中，在共边相邻的子定位空间中分别设置有属于不同发射装置组的定位光束发射装置；或者
在同一个子定位空间中设置有属于同一个发射装置组但不同发射装置小组的至少两个定位光束发射装置，在彼此相邻的子定位空间中分别设置有属于不同发射装置组的定位光束发射装置。
27.根据本发明上述第22方面所述的定位光束发射方法，其中，所述多个子定位空间分别对应于水平面上的四边形区域，该方法还包括：
在对角相邻的四边形区域对应的子定位空间中分别设置有属于同一个发射装置组但不同发射装置小组的定位光束发射装置，在共边相邻的四边形区域对应的子定位空间中分别设置有属于不同发射装置组的定位光束发射装置；或者
在同一行的四边形区域对应的子定位空间中分别设置有属于同一个发射装置组但不同发射装置小组的定位光束发射装置，在不同行的四边形区域对应的子定位空间中分别设置有属于不同发射装置组的定位光束发射装置；或者
在同一列的四边形区域对应的子定位空间中分别设置有属于同一个发射装置组但不同发射装置小组的定位光束发射装置，在不同列的四边形区域对应的子定位空间中分别设置有属于不同发射装置组的定位光束发射装置。
28.根据本发明上述第20方面所述的定位光束发射方法，其中，
共边相邻的两个子定位空间中，设置属于不同发射装置组的定位光束发射装置，
对角相邻的两个子定位空间中：
在彼此远离的对角位置附近，分别设置属于同一个发射装置组的定位光束发射装置；并且/或者
在彼此相邻的对角位置附近，分别设置属于同一个发射装置组的定位光束发射装置。
29.一种室内定位系统，用于向定位空间发射定位光束，所述定位空间包括多个子定位空间，该系统包括：
多个定位光束发射装置，适于分别设置在所述多个子定位空间内的预定位置，所述多个定位光束发射装置分为至少两个发射装置组，其中，所述多个定位光束发射装置在预定周期内切换其工作状态，所述预定周期包括至少两个子周期，分别对应于所述至少两个发射装置组，每个发射装置组中的定位光束发射装置在其对应的子周期内工作，而在其它子周期内不工作；以及
多个光束接收器，适于固定在待定位物体的外表面，用于接收所述定位光束，所述多个光束接收器之间的相对空间位置关系固定。
30.根据本发明上述第29方面所述的室内定位系统，其中，
每个所述定位光束发射装置在其对应的子周期内依次以至少两种扫射模式向其所在的子定位空间扫射定位光束，所述至少两种扫射模式的工作时期不同。
31.根据本发明上述第30方面所述的室内定位系统，其中，
每一个发射装置组分为至少两个发射装置小组，每个发射装置小组中的定位光束发射装置以相同的顺序启动所述至少两种扫射模式，不同发射装置小组中的定位光束发射装置以不同的顺序启动所述至少两种扫射模式，同一个发射装置组中适于分别设置在相邻近的两个子定位空间或同一个子定位空间中的两个定位光束发射装置分别属于不同的发射装置小组。
32.根据本发明上述第31方面所述的室内定位系统，其中，
在所述定位空间中分别被设置在定位光束的有效范围有重叠的不同位置处的定位光束发射装置分别属于不同的发射装置组或者相同发射装置组中的不同发射装置小组。
33.根据本发明上述第32方面所述的室内定位系统，其中，对角相邻的两个子定位空间中：
在彼此远离的对角位置附近，分别设置属于同一个发射装置组的定位光束发射装置；并且/或者
在彼此相邻的对角位置附近，分别设置属于同一个发射装置组的定位光束发射装置。
34.根据本发明上述第32方面所述的室内定位系统，其中，
在一个子定位空间中两个相互远离的位置附近，分别设置有一个属于不同发射装置组的定位光束发射装置。
35.根据本发明上述第32方面所述的室内定位系统，其中，
属于同一个发射装置小组的定位光束发射装置分别设置在彼此不相邻的子定位空间中，在彼此相邻的子定位空间中分别设置有属于不同发射装置小组的定位光束发射装置。
36.根据本发明上述第32方面所述的室内定位系统，其中，
属于同一个发射装置组但不同发射装置小组的定位光束发射装置分别设置在对角相邻的子定位空间中，在共边相邻的子定位空间中分别设置有属于不同发射装置组的定位光束发射装置；或者
在同一个子定位空间中设置有属于同一个发射装置组但不同发射装置小组的至少两个定位光束发射装置，在彼此相邻的子定位空间中分别设置有属于不同发射装置组的定位光束发射装置。
37.根据本发明上述第32方面所述的室内定位系统，其中，
所述多个子定位空间分别对应于水平面上的四边形区域，
在对角相邻的四边形区域对应的子定位空间中分别设置有属于同一个发射装置组但不同发射装置小组的定位光束发射装置，在共边相邻的四边形区域对应的子定位空间中分别设置有属于不同发射装置组的定位光束发射装置；或者
在同一行的四边形区域对应的子定位空间中分别设置有属于同一个发射装置组但不同发射装置小组的定位光束发射装置，在不同行的四边形区域对应的子定位空间中分别设置有属于不同发射装置组的定位光束发射装置；或者
在同一列的四边形区域对应的子定位空间中分别设置有属于同一个发射装置组但不同发射装置小组的定位光束发射装置，在不同列的四边形区域对应的子定位空间中分别设置有属于不同发射装置组的定位光束发射装置。
38.根据本发明上述第30方面所述的室内定位系统，其中，
共边相邻的两个子定位空间中，设置属于不同发射装置组的定位光束发射装置，
对角相邻的两个子定位空间中：
在彼此远离的对角位置附近，分别设置属于同一个发射装置组的定位光束发射装置；并且/或者
在彼此相邻的对角位置附近，分别设置属于同一个发射装置组的定位光束发射装置。
39.根据本发明上述第30至38中任一方面所述的室内定位系统，其中，
每个所述定位光束发射装置在其对应的子周期内以预定的角速度向其所在的子定位空间扫射定位光束，所述定位光束具有线状截面，并且绕扫射转轴转动，所述扫射转轴与所述线状截面的延伸方向不垂直。
40.根据本发明上述第39方面所述的室内定位系统，其中，所述至少两种扫射模式包括第一种扫射模式和第二种扫射模式，
所述第二种扫射模式下的第二定位光束的扫射转轴与所述第一种扫射模式下的第一定位光束的扫射转轴具有预定夹角。
41.根据本发明上述第40方面所述的室内定位系统，其中，
所述预定夹角为90°。
42.根据本发明上述第39方面所述的室内定位系统，该系统还包括：
处理器，分别与所述多个光束接收器连接，用于根据所述光束接收器接收到的平面光脉冲确定该平面光脉冲所对应的定位光束发射装置，并根据所述多个光束接收器在一个预定周期内分别接收到所述定位光束的时间、所述角速度、所述相对空间位置关系以及对应的定位光束发射装置的预定位置，确定所述待定位物体的位置。
43.根据本发明上述第42方面所述的室内定位系统，其中，
所述处理器根据所述光束接收器在每个所述预定周期内接收到所述第一定位光束的时间以及接收到所述第二定位光束的时间，确定所述光束接收器相对于所述定位光束发射装置的方向，或者/并且，
所述处理器根据在一个预定周期内既接收到所述第一定位光束又接收到所述第二定位光束的多个光束接收器相对于所述定位光束发射装置的方向和所述多个光束接收器之间的预定相对空间位置关系，确定所述待定位物体的位置。
44.根据本发明上述第42方面所述的室内定位系统，其中，所述定位光束发射装置包括：
第一扫射光源，用于向其所在的子定位空间扫射第一定位光束；
第二扫射光源，用于向其所在的子定位空间扫射第二定位光束；以及
面光源，用于在每个其对应的子周期内向其所在的子定位空间发射平面光脉冲，所述光束接收器还用于接收所述平面光脉冲，
所述第一扫射光源和所述第二扫射光源在其对应的子周期内的不同时期向其所在的子定位空间扫射定位光束，
在每个对应的所述子周期内，所述第一扫射光源开始扫射所述第一定位光束的时间与所述面光源发射所述平面光脉冲的时间之间具有第一固定时间间隔，所述第二扫射光源开始扫射所述第二定位光束的时间与所述面光源发射所述平面光脉冲的时间之间具有第二固定时间间隔。
45.根据本发明上述第44方面所述的室内定位系统，其中，
在每个对应的子周期内，在所述面光源发射第一平面光脉冲后，所述第一扫射光源开始向其所在的子定位空间扫射定位光束，在所述面光源发射第二平面光脉冲后，所述第二扫射光源开始向其所在的子定位空间扫射定位光束，所述第一平面光脉冲和所述第二平面光脉冲之间具有固定时间间隔，
所述第一扫射光源开始扫射所述第一定位光束的时间与所述面光源发射所述第一平面光脉冲的时间之间具有第一固定时间间隔，所述第二扫射光源开始扫射所述第二定位光束的时间与所述面光源发射所述第二平面光脉冲的时间之间具有第二固定时间间隔。
46.根据本发明上述第44方面所述的室内定位系统，其中，
所述定位光束发射装置中的面光源所发出的平面光脉冲具有唯一标识编码。
47.根据本发明上述第46方面所述的室内定位系统，还包括：
多个参考光源，分别设置在所述多个子定位空间内的预定位置，每个所述参考光源与其所处的子定位空间内的定位光束发射装置中的面光源同步发射具有相同唯一标识编码的平面光脉冲。
48.根据本发明上述第46方面所述的室内定位系统，其中，
所述处理器根据所述光束接收器接收到的平面光脉冲能够确定该平面光脉冲所对应的定位光束发射装置。
49.根据本发明上述第42方面所述的室内定位系统，其中，
所述处理器根据上一次有效定位的位置推测所述光束接收器接收到的平面光脉冲所对应的定位光束发射装置。
50.根据本发明上述第29至38中任何一方面所述的室内定位系统，其中，
所述定位光束发射装置所扫射的定位光束的有效范围被设置为能够覆盖其所在的子定位空间而不超出与其所在的子定位空间相邻的子定位空间。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
Claims (10)
1.一种定位光束发射系统，用于向定位空间发射定位光束，所述定位空间包括多个子定位空间，该系统包括：
多个定位光束发射装置，适于分别设置在所述多个子定位空间内的预定位置，所述多个定位光束发射装置分为至少两个发射装置组；以及
控制器，分别与所述多个定位光束发射装置连接，用于控制所述多个定位光束发射装置在预定周期内切换其工作状态，所述预定周期包括至少两个子周期，分别对应于所述至少两个发射装置组，每个发射装置组中的定位光束发射装置在其对应的子周期内工作，而在其它子周期内不工作。
2.根据权利要求1所述的定位光束发射系统，其中，
每个所述定位光束发射装置在其对应的子周期内依次以至少两种扫射模式向其所在的子定位空间扫射定位光束，所述至少两种扫射模式的工作时期不同。
3.根据权利要求2所述的定位光束发射系统，其中，
每一个发射装置组分为至少两个发射装置小组，每个发射装置小组中的定位光束发射装置以相同的顺序启动所述至少两种扫射模式，不同发射装置小组中的定位光束发射装置以不同的顺序启动所述至少两种扫射模式，同一个发射装置组中适于分别设置在相邻近的两个子定位空间或同一个子定位空间中的两个定位光束发射装置分别属于不同的发射装置小组。
4.根据权利要求3所述的定位光束发射系统，其中，
在所述定位空间中分别被设置在定位光束的有效范围有重叠的不同位置处的定位光束发射装置分别属于不同的发射装置组或者相同发射装置组中的不同发射装置小组。
5.根据权利要求4所述的定位光束发射系统，其中，对角相邻的两个子定位空间中：
在彼此远离的对角位置附近，分别设置属于同一个发射装置组的定位光束发射装置；并且/或者
在彼此相邻的对角位置附近，分别设置属于同一个发射装置组的定位光束发射装置。
6.根据权利要求4所述的定位光束发射系统，其中，
在一个子定位空间中两个相互远离的位置附近，分别设置有一个属于不同发射装置组的定位光束发射装置。
7.根据权利要求4所述的定位光束发射系统，其中，
属于同一个发射装置小组的定位光束发射装置分别设置在彼此不相邻的子定位空间中，在彼此相邻的子定位空间中分别设置有属于不同发射装置小组的定位光束发射装置。
8.根据权利要求4所述的定位光束发射系统，其中，
属于同一个发射装置组但不同发射装置小组的定位光束发射装置分别设置在对角相邻的子定位空间中，在共边相邻的子定位空间中分别设置有属于不同发射装置组的定位光束发射装置；或者
在同一个子定位空间中设置有属于同一个发射装置组但不同发射装置小组的至少两个定位光束发射装置，在彼此相邻的子定位空间中分别设置有属于不同发射装置组的定位光束发射装置。
9.一种定位光束发射方法，用于向定位空间发射定位光束，所述定位空间包括多个子定位空间，该方法包括：
适于设置在所述多个子定位空间内的预定位置的多个定位光束发射装置分为至少两个发射装置组；
由分别与所述多个定位光束发射装置连接的控制器控制所述多个定位光束发射装置在预定周期内切换其工作状态，所述预定周期包括至少两个子周期，分别对应于所述至少两个发射装置组，每个发射装置组中的定位光束发射装置在其对应的子周期内工作，而在其它子周期内不工作。
10.一种室内定位系统，用于向定位空间发射定位光束，所述定位空间包括多个子定位空间，该系统包括：
多个定位光束发射装置，适于分别设置在所述多个子定位空间内的预定位置，所述多个定位光束发射装置分为至少两个发射装置组，其中，所述多个定位光束发射装置在预定周期内切换其工作状态，所述预定周期包括至少两个子周期，分别对应于所述至少两个发射装置组，每个发射装置组中的定位光束发射装置在其对应的子周期内工作，而在其它子周期内不工作；以及
多个光束接收器，适于固定在待定位物体的外表面，用于接收所述定位光束，所述多个光束接收器之间的相对空间位置关系固定。
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