CN106226733A - 定位方法、设备及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种定位方法、设备及系统。其中，判断光信号接收器接收的定位光束和在该定位光束之前接收的参照光脉冲是否相对应，即是否在同一个扫射周期内分别由相关联的定位光信号发射装置和参照光源发射。在定位光束与参照光脉冲相对应的情况下，基于定位光束与参照光脉冲对待定位物体进行定位，在定位光束与参照光脉冲不对应的情况下，不基于定位光束和参照光脉冲对待定物体进行定位。由此，通过对光信号接收器所接收到的定位光束和参照光脉冲进行判断，以确定其是否相对应，在判定相对应的情况下，利用该定位光束和参照光脉冲对待定位物体进行定位，从而可以提升定位的准确性。

Description

定位方法、设备及系统

技术领域

本发明涉及定位领域，特别是涉及一种定位方法、设备及系统。

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，在待定位物体上设计多个光信号接收器，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。

在定位空间被扩展成多个子定位空间时，每个子定位空间中都设有至少一个定位光塔。其中，为了使得每个定位光塔所发射的定位信号的有效照射范围能够覆盖其所在的子定位空间，每个定位光塔所发射的定位信号的有效照射范围会覆盖相邻的子定位空间中的部分区域。另外，在待定物体在多个子定位空间中进行移动时，由于定位光塔的扫射角度以及架设位置的问题，在子定位空间红的边缘区域可能会出现定位盲区，在待定位物体移动到盲区时，设置在待定位物体上的光信号接收器有可能会接收不到来自其所处的子定位空间中的定位光塔发射的定位信号，此时，需要根据其所接收的附近子定位空间中的定位光塔发出的定位信号进行定位。为此，每个定位光塔所发射的定位信号的有效照射范围需要进一步增大，以覆盖相邻子定位空间中的盲区。

综上，设置在待定位物体上的光信号接收器可能会接收到来自多个不同定位光塔的定位信号，而在定位计算中需要使用多个接收到来自同一定位光塔的光信号接收器所接收的定位信号来确定待定位物体的位置。因此，在根据多个光信号接收器所接收的定位信号对待定位物体进行定位之前，需要对定位信号进行判断，以确定投入计算的定位信号是否来自同一个定位光塔。

针对这种情况，本发明提出了一种能够确定光信号接收器所接收的定位信号是否有效的定位方法、设备及系统。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种定位方法、设备及系统，其能够判定接收端所接收的定位信号是否有效。

根据本发明的一个方面，提供了一种定位方法，该方法可以基于定位空间中的待定位物体表面上携带的光信号接收器所接收的定位光束和与定位光束相关联的参照光脉冲，对待定位物体进行定位，其中，定位空间包括多个子定位空间，每个子定位空间中分别设置有相关联的定位光信号发射装置和参照光源，每个定位光信号发射装置以预定的扫射周期和预定的角速度向其所处的子定位空间扫射定位光束，在每个扫射周期内，参照光源向其所处的子定位空间发射参照光脉冲，以作为其所关联的定位光信号发射装置所发射的定位光束的扫射期间的起始信号，参照光源发射的参照光脉冲被分别编码，以使得相邻近的子定位空间中的定位光信号发射装置所关联的参照光源所发射的参照光脉冲分别具有不同的编码，该方法包括：判断光信号接收器接收的定位光束和在该定位光束之前接收的参照光脉冲是否相对应，即是否在同一个扫射周期内分别由相关联的定位光信号发射装置和参照光源发射；在定位光束与参照光脉冲相对应的情况下，基于定位光束与参照光脉冲对待定位物体进行定位；在定位光束与参照光脉冲不对应的情况下，不基于定位光束和参照光脉冲对待定物体进行定位。

优选地，判断光信号接收器接收的定位光束和在该定位光束之前接收的参照光脉冲是否相对应的步骤可以包括：在定位光束和参照光脉冲的接收时间差大于扫射期间的情况下，判定定位光束和参照光脉冲不对应。

优选地，待定位物体表面上设置有多个光信号接收器，其中，判断光信号接收器接收的定位光束和在该定位光束之前接收的参照光脉冲是否相对应的步骤可以包括：基于在同一个扫射周期内接收到同一个参照光脉冲的多个光信号接收器分别接收到的定位光束和同一个参照光脉冲的接收时间差，确定多个光信号接收器中的每个光信号接收器相对于同一个参照光脉冲所对应的定位光信号发射装置的预估方向；判断所有预估方向中是否存在与其它预估方向的差异大于预定方向差异阈值的预估方向；在存在差异大于预定方向差异阈值的预估方向的情况下，判定该预估方向所对应的定位光束和参照光脉冲不对应。

优选地，判断光信号接收器接收的定位光束和在该定位光束之前接收的参照光脉冲是否相对应的步骤可以包括：基于定位光束和参照光脉冲的接收时间差确定待定位物体相对于参照光脉冲所对应的定位光信号发射装置的预估相对方向和/或位置；基于待定位物体在先前扫射周期中确定的位置判断预估相对方向和/或位置是否在位移可能范围之内；在预估相对方向和/或位置不在位移可能范围之内的情况下，判定定位光束和参照光脉冲不对应。

优选地，待定位物体表面上设置有多个光信号接收器，多个光信号接收器之间具有确定的位置关系，其中，判断光信号接收器接收的定位光束和在该定位光束之前接收的参照光脉冲是否相对应的步骤可以包括：结合在同一个扫射周期内接收到同一个参照光脉冲的至少三个光信号接收器分别接收到的定位光束和同一个参照光脉冲的接收时间差以及至少三个光信号接收器之间的位置关系，确定待定位物体相对于同一个参照光脉冲所对应的定位光信号发射装置的预估位置；判断预估位置与待定位物体在先前扫射周期中确定的位置之间的距离是否大于预定位移阈值；在距离大于预定位移阈值的情况下，判定定位光束和参照光脉冲不对应。

优选地，待定位物体表面上设置有多个光信号接收器，多个光信号接收器之间具有确定的位置关系，其中，基于定位光束与参照光脉冲对待定位物体进行定位的步骤可以包括：结合在同一个扫射周期内接收到同一个参照光脉冲的至少三个接收器分别接收到的与同一个参照光脉冲相对应的定位光束和同一个参照光脉冲的接收时间差以及所述至少三个光信号接收器之间的位置关系，确定待定位物体相对于同一个参照光脉冲所对应的定位光信号发射装置的位置。

优选地，该方法还可以包括：判断在一个扫射周期内是否存在至少三个光信号接收器接收到了来自待定位物体在先前扫射周期中确定的位置所在的子定位空间中的参照光源所发射的参照光脉冲和与该参照光脉冲相对应的定位光束；在判定存在的情况下，基于所述至少三个光信号接收器接收到参照光脉冲和定位光束对待定位物体进行定位。

根据本发明的另一方面，还提供了一种定位设备，用于对定位空间中的待定位物体进行定位，其中，定位空间包括多个子定位空间，每个子定位空间中分别设置有相关联的定位光信号发射装置和参照光源，每个定位光信号发射装置以预定的扫射周期和预定的角速度向其所处的子定位空间扫射定位光束，在每个扫射周期内，参照光源向其所处的子定位空间发射参照光脉冲，以作为其所关联的定位光信号发射装置所发射的定位光束的扫射期间的起始信号，参照光源发射的参照光脉冲被分别编码，以使得相邻近的子定位空间中的定位光信号发射装置所关联的参照光源所发射的参照光脉冲分别具有不同的编码，该定位设备包括：光信号接收器，适于设置在待定位物体的外表面，用于接收定位光束和参照光脉冲；存储器，用于保存定位数据，定位数据包括光信号接收器分别接收到定位光束和参照光脉冲的时间以及参照光脉冲的编码；处理器，用于基于定位数据来确定待定位物体在定位空间中的位置，其中，处理器基于定位数据判断光信号接收器接收的定位光束和在该定位光束之前接收的参照光脉冲是否相对应，即是否在同一个扫射周期内分别由相关联的定位光信号发射装置和参照光源发射，并在定位光束与参照光脉冲不对应的情况下，丢弃基于定位光束和参照光脉冲的定位数据。

优选地，在定位光束和参照光脉冲的接收时间差大于扫射期间的情况下，处理器判定定位光束和参照光脉冲不对应。

优选地，待定位物体表面上设置有多个光信号接收器，处理器基于在同一个扫射周期内接收到同一个参照光脉冲的多个光信号接收器分别接收到的定位光束和同一个参照光脉冲的接收时间差，确定多个光信号接收器中每个光信号接收器相对于同一个参照光脉冲所对应的定位光信号发射装置的预估方向，并判断所有预估方向中是否存在与其它预估方向的差异大于预定方向差异阈值的预估方向，在存在差异大于预定方向差异阈值的预估方向的情况下，处理器判定该预估方向所对应的定位光束和参照光脉冲不对应。

优选地，处理器基于定位光束和参照光脉冲的接收时间差确定待定位物体相对于参照光脉冲所对应的定位光信号发射装置的预估相对方向，并基于待定位物体在先前扫射周期中确定的位置判断预估相对方向是否在位移可能范围之内，在预估相对方向不在位移可能范围之内的情况下，处理器判定定位光束和参照光脉冲不对应。

优选地，该定位设备还可以包括多个光信号接收器，多个光信号接收器之间具有确定的位置关系，其中，处理器结合在同一个扫射周期内接收到同一个参照光脉冲的至少三个光信号接收器分别接收到的定位光束和同一个参照光脉冲的接收时间差，确定待定位物体相对于同一个参照光脉冲所对应的定位光信号发射装置的预估位置，并判断预估位置与待定位物体在先前扫射周期中确定的位置之间的距离是否大于预定位移阈值，在距离大于预定位移阈值的情况下，处理器判定定位光束和参照光脉冲不对应。

优选地，该定位设备可以包括多个光信号接收器，多个光信号接收器之间具有确定的位置关系，其中，处理器结合在同一个扫射周期内接收到同一个参照光脉冲的至少三个光信号接收器分别接收到的与同一个参照光脉冲相对应的定位光束和同一个参照光脉冲的接收时间差，确定待定位物体相对于同一个参照光脉冲所对应的定位光信号发射装置的位置。

优选地，处理器判断在一个扫射周期内是否存在至少三个光信号接收器接收到了来自待定位物体在先前扫射周期中确定的位置所在的子定位空间中的参照光源所发射的参照光脉冲和与该参照光脉冲相对应的定位光束，在判定存在的情况下，处理器基于所述至少三个光信号接收器接收到参照光脉冲和定位光束对待定位物体进行定位。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种定位系统，用于对定位空间中的待定位物体进行定位，其中，定位空间包括多个子定位空间，该定位系统包括：多个定位光信号发射装置和多个参照光源，适于设置在多个子定位空间中，其中，每个子定位空间中分别设置有相关联的定位光信号发射装置和参照光源，每个定位光信号发射装置以预定的扫射周期和预定的角速度向其所处的子定位空间扫射定位光束，在每个扫射周期内，参照光源向其所处的子定位空间发射参照光脉冲，以作为其所关联的定位光信号发射装置所发射的定位光束的扫射期间的起始信号，参照光源发射的参照光脉冲被分别编码，以使得相邻近的子定位空间中的定位光信号发射装置所关联的参照光源所发射的参照光脉冲分别具有不同的编码；和上文述及的定位设备。

综上，本发明的定位方法、设备及系统可以对光信号接收器所接收到的定位光束和参照光脉冲进行判断，以确定其是否相对应，在判定相对应的情况下，利用该定位光束和参照光脉冲对待定位物体进行定位，可以提升定位的准确性。

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示出了定位空间由多个子定位空间构成时的一种状态示意图。

图2示出了将多个光信号接收器布设在适于用户佩戴的头盔上时的状态示意图。

图3示出了根据本发明一实施例的定位方法的示意性流程图。

图4示出了根据本发明一实施例的定位设备的结构的示意性方框图。

图5示出了根据本发明一实施例的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。

如前文所述，本发明提出了一种能够确定接收端所接收的定位信号是否有效的定位方案，为了便于对本发明的定位方案进行说明，下面首先就本发明的定位方案可以适用的具体定位场景进行说明。

为了便于理解，在对本发明的定位方案可以适用的具体定位场景进行说明之前，首先就本发明涉及的“相邻近的子定位空间”中的术语“相邻近”的概念进行说明。

本发明述及的术语“相邻近”包括“共边相邻”和“共角相邻”两种情况。以图1为例，子定位空间f分别和子定位空间b、e、j、g属于“共边相邻”，子定位空间f分别和子定位空间a、c、i、k属于“共角相邻”。对于下文中出现的“相邻近”，在没有明确指明其属于“共边相邻”或“共角相邻”时，其含义包括“共边相邻”和“共角相邻”两种情况。

本发明的定位方案可以基于定位空间中的待定位物体表面上携带的光信号接收器所接收的定位光束和与定位光束相关联的参照光脉冲，对待定位物体进行定位。

其中，待定位物体表面携带的光信号接收器可以是多个，多个光信号接收器之间的相对空间位置关系固定。光信号接收器可以以多种形式布设在待定位物体的表面。例如，在待定物体为用户时，可以将多个光信号接收器布设在适于用户穿戴的可穿戴设备上，如头盔、背包等，用户通过佩戴相关设备，就可以携带多个光信号接收器；也可以将多个光信号接收器布设在适于用户持有的设备(如游戏手柄)上；当然还可以直接将多个光信号接收器布设在用户身上。另外，还可以通过多种方式使得待定位物体适于携带多个光信号接收器，这里不再赘述。其中，作为示例，图2示出了将多个光信号接收器1布设在适于用户佩戴的头盔5上时的状态示意图。

定位空间可以包括多个子定位空间，每个子定位空间中可以分别设置有相关联的定位光信号发射装置和参照光源，每个定位光信号发射装置以预定的扫射周期和预定的角速度向其所处的子定位空间扫射定位光束。在每个扫射周期内，参照光源向其所处的子定位空间发射参照光脉冲，以作为其所关联的定位光信号发射装置所发射的定位光束的扫射期间的起始信号，并且参照光源发射的参照光脉冲被分别编码，以使得相邻近的子定位空间中的定位光信号发射装置所关联的参照光源所发射的参照光脉冲分别具有不同的编码。

进一步地，定位光信号发射装置在每个扫射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，不同扫射模式的扫射时期不同。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，在每个扫射周期内，定位光信号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。

在定位光束发射装置以两种扫射模式向其所在的子定位空间扫射定位光束时，与其关联的参照光源发射的参照光脉冲也可以有两种编码方式，分别对应于不同的扫射模式。其中，本文述及的术语“参照光脉冲”可以认为是具有一定立体角的脉冲形式的扩散光束，可以通过多种方式产生。例如，参照光源可以是一个面光源，面光源以脉冲的形式向外发射具有一定张角的扩散光束，当然，根据“参照光脉冲”的特点，参照光源还可以有其它具体结构，这里不再赘述。

如背景技术部分所述，每个子定位空间中定位光束发射装置和与其相关联的参照光源所发射的定位信号(定位光束和参照光脉冲)会覆盖与其所处的子定位空间相邻近的子定位空间中的部分区域。因此，设置在待定位物体上的光信号接收器所接收的定位信号(定位光束和参照光脉冲)可能来自同一子定位空间中的相关联的定位光信号发射装置和参照光源，也可能来自属于不同子定位空间的不相关联的定位光信号发射装置和参照光源。所以，在根据光信号接收器接收到的定位信号(定位光束和参照光脉冲)进行定位计算前，需要判断其接收的定位信号是否有效，即判断光信号接收器接收到的定位光束和参照光脉冲是否相对应。

针对于此，本发明提供了一种能够判断光信号接收器接收到的定位光束和参照光脉冲是否相对应的定位方案。其中，本发明的定位方案可以实现为一种定位方法，也可以实现为一种定位设备，还可以实现为一种定位系统。下面首先对本发明的定位方法进行说明。

图3示出了根据本发明一实施例的定位方法的示意性流程图。

参见图3，在步骤S110，判断光信号接收器接收的定位光束和在该定位光束之前接收的参照光脉冲是否相对应，即是否在同一个扫射周期内分别由相关联的定位光信号发射装置和参照光源发射。

这里，可以通过多种方式来判断光信号接收器接收的定位光束和在该定位光束之前接收的参照光脉冲是否相对应。

例如，可以通过判断光信号接收器接收的定位光束和参照光脉冲的接收时间差是否合理来确定定位光束和参照光脉冲是否对应。具体地说，对于相对应的参照光源和定位光信号发射装置来说，参照光源向其所处的子定位空间发射参照光脉冲，以作为其所关联的定位光信号发射装置所发射的定位光束的扫射期间的起始信号。因此，光信号接收器所接收的相对应的定位光束和参照光脉冲的时间间隔应该小于一个扫射周期，所以，在定位光束和参照光脉冲的接收时间差大于扫射期间的情况下，可以判定定位光束和参照光脉冲不对应。

再例如，在待定位物体表面上设置有多个光信号接收器时，还可以基于一个扫射周期内接收到同一个参照光脉冲的多个光信号接收器(这里，作为优选，可以是五个及以上)分别接收到的定位光束和同一个参照光脉冲的接收时间差，确定多个光信号接收器中每个光信号接收器相对于同一个参照光脉冲所对应的定位光信号发射装置的预估方向。然后判断所确定的预估方向中是否存在与其它预估方向的差异大于预定方向差异阈值的预估方向，在存在差异大于预定方向差异阈值的预估方向的情况下，可以判定该预估方向所对应的定位光束和参照光脉冲不对应。这里，预定方向差异阈值可以根据实际情况设定。

具体地说，由于相邻近的子定位空间中的定位光信号发射装置所关联的参照光源所发射的参照光脉冲分别具有不同的编码，因此，根据光信号接收器所接收的参照光脉冲，可以确定其所对应的定位光信号发射装置。又由于参照光源发射的参照光脉冲作为其所关联的定位光信号发射装置所发射的定位光束的扫射期间的起始信号，所以根据接收的参照光脉冲和定位光信号的时间差、定位光信号发射装置的角速度，可以确定该光信号接收器相对于定位光信号发射装置的零角度线的偏离方向，从而可以确定该光信号接收器相对于其所接收的参照光脉冲所对应的定位光信号发射装置的预估方向。

其中，零角度线是定位光信号发射装置在每个扫射周期内扫射期间的起始时刻所扫射的定位光束在传播方向上的平面。预估方向可以用坐标表示，也可以用立体角表示，例如，预估方向可以是偏离定位光信号发射装置的零角度线一定立体角时的方向，也可以是相对于定位光信号发射装置的方向。

对于固定在待定位物体上的同一个扫射周期内接收到同一个参照光脉冲的多个光信号接收器来说，可以采用上述方法确定这多个光信号接收器分别相对于该同一个参照光脉冲所对应的定位光信号发射装置的预估方向。在所确定的多个预估方向中存在某个预估方向与其它预估方向的差异较大时，可以认为该预估方向所对应的定位光束和参照光脉冲不对应。这里，可以设置一个预定方向差异阈值作为判定基准，在某个预估方向与其它预估方向的差异大于预定方向差值阈值时，可以认为该预估方向所对应的定位光束和参照光脉冲不相对应。

其中，对于所确定的多个预估方向，可以通过多种方式从中找出与其它预估方向的差异较大的一个或多个预估方向。例如，可以做出关于多个预估方向的中心线，在某个预估方向与中心线的差异(可以认为是预估方向偏离中心线的夹角)大于一定阈值时，可以认为该预估方向所对应的定位光束和参照光脉冲不相对应。再例如，在预估方向以偏离定位光信号发射装置的零角度线的立体角表示时，还可以对多个立体角进行比较，从中找出与其它立体角有很大差异的立体角，可以认为将该立体角所对应的定位光束和参照光脉冲不相对应。当然，还可以采用其它多种方式从多个预估方向中找出与大多数预估方向差异较大的预估方向，这里不再赘述。

再例如，还可以基于定位光束和参照光脉冲的接收时间差确定待定位物体相对于参照光脉冲所对应的定位光信号发射装置的预估相对方向和/或位置。然后基于待定位物体在先前扫射周期中确定的位置判断预估相对方向和/或位置是否在位移可能范围之内，在预估相对方向和/或位置不在位移可能范围之内的情况下，判定定位光束和参照光脉冲不对应。

其中，确定预估相对方向的过程可以参见上个例子中对预估方向的确定过程的描述，这里不再赘述。位移可能范围可以根据待定位物体可能的运动速度、该次定位和上次定位的时间差来确定。

再例如，还可以结合在同一个扫射周期内接收到同一个参照光脉冲的至少三个光信号接收器分别接收到的定位光束和同一个参照光脉冲的接收时间差以及至少三个光信号接收器之间的位置关系，确定待定位物体相对于同一个参照光脉冲所对应的定位光信号发射装置的预估位置。然后判断预估位置与待定位物体在先前扫射周期中确定的位置之间的距离是否大于预定位移阈值，在距离大于预定位移阈值的情况下，判定定位光束和参照光脉冲不对应。

其中，可以根据待定位物体可能的运动速度和该次定位和上次定位的时间差，来确定预定位移阈值。另外，如上文所述，可以根据光信号接收器所接收的定位光束和参照光脉冲的时间差、定位光信号发射装置的角速度，可以确定该光信号接收器相对于定位光信号发射装置的零角度线的偏离方向，从而可以确定该光信号接收器相对于定位光信号发射装置的方向。由此，根据同一个扫射周期内接收到同一个参照光脉冲的多个信号接收器(作为优选，可以至少三个)分别接收到的定位光束和同一个参照光脉冲的接收时间差，可以确定多个光信号接收器分别相对于同一个参照光脉冲所对应的定位光信号发射装置的方向，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确定多个光束接收器相对于同一定位光信号发射装置的相对位置信息，从而可以确定待定位物体所处的预估位置。

至此，详细叙述了几种判断光信号接收器接收的定位光束和在该定位光束之前接收的参照光脉冲是否相对应的方式。其中，可以采用上文列举的几种判断方式中的任一种进行判断，也可以采用上文列举的几种判断方式中的多种进行判断，并且采用多种方式进行判断时，还可以设置一定的优先级。例如，可以先判断定位光束和参照光脉冲的接收时间差是否在可能的时间范围内，在判定在可能的时间范围内时，再采用相关判断方式进行后续判断。

在定位光束与参照光脉冲相对应的情况下，执行步骤S120，基于定位光束与参照光脉冲对待定位物体进行定位。

这里，可以结合在同一个扫射周期内接收到同一个参照光脉冲的多个(优选地，可以是至少三个)光信号接收器分别接收到的与同一个参照光脉冲相对应的定位光束和同一个参照光脉冲的接收时间差，确定待定位物体相对于同一个参照光脉冲所对应的定位光信号发射装置的位置。

具体地说，可以根据多个光信号接收器分别接收到定位光束和同一参照光脉冲的时间差确定多个光信号接收器分别相对于同一个定位光信号发射装置的方向，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确定多个光束接收器的位置信息，从而可以确定待定位物体所处的位置。

进一步地，如上文所述，定位光信号发射装置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，与其关联的参照光源可以分别发出对应于两种扫射模式的参照光脉冲。以定位光信号发射装置发射分别向其所在的子定位空间横向扫射定位光束和纵向扫射定位光束为例，对确定待定位物体的位置的过程进行详细说明。

在定位光信号发射装置在每个扫射周期内发射两种定位光束时，光信号接收器可以在每个扫射周期内接收到分别对应于两种扫射模式的定位光束和参照光脉冲。

由此，可以根据在同一个扫射周期内分别接收到横向扫射模式下的同一参照光脉冲和纵向扫射模式下的同一参照光脉冲的多个光信号接收器在两种扫射模式下接收到的定位光束和同一个参照光脉冲的接收时间差，确定多个光信号接收器在横向扫射模式下分别对应于同一定位光束发射装置的第一方向和多个光信号接收器在纵向扫射模式下分别对应于同一定位光束发射装置的第二方向。对于同一光信号接收器来说，定位光信号发射装置和光信号接收器都处于第一方向和第二方向所在的平面上，因此这两个平面的交线方向即为该光信号接收器相对于定位光信号发射装置的方向。由此，可以确定多个光信号接收器所处的交线方向，然后根据多个光信号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。

另外，在执行步骤S120之前，还可以判断一个扫射周期内是否存在多个光信号接收器(作为优选，可以是至少三个)接收到了来自待定位物体在先前扫射周期中确定的位置所在的子定位空间中的参照光源所发射的参照光脉冲和与该参照光脉冲相对应的定位光束。在判定存在的情况下，可以基于多个光信号接收器接收到参照光脉冲和定位光束对待定位物体进行定位。

这样，在对待定位物体进行定位时，可以认为待定位物体仍处于先前扫射周期中所确定的子定位空间。此时，可以优选地使用接收到先前扫射周期中所确定的子定位空间中的定位光束和参照光脉冲的光信号接收器进行定位。

在定位光束与参照光脉冲不对应的情况下，执行步骤S130，不基于定位光束和参照光脉冲对待定物体进行定位。

在判定光信号接收器所接收的定位光束和参照光脉冲不对应的情况下，可以认为其所接收的定位光束和参照光脉冲属于无效信号，从而可以避免采用无效信号进行定位造成定位不准确的情况发生。

至此，结合图3详细叙述了本发明的定位方法，另外，如上文所述，本发明的定位方法还可以实现为一种定位设备和定位系统。下面分别就定位设备和定位系统进行说明，其中，本发明的定位设备和定位系统中涉及的定位细节部分已在上文做了详细说明，下面仅就定位设备和定位系统的基本结构进行说明，重复之处可参见上文相关描述，这里不再赘述。

图4示出了根据本发明一实施例的定位设备的结构的示意性方框图。

参见图4，本发明实施例的定位设备10包括光信号接收器1、存储器2以及处理器3。本发明实施例的定位设备10主要是接收端的设备，对于定位设备10可以应用的定位场景，可参见上文相关描述。

光信号接收器1适于设置在待定位物体的外表面，用于接收定位光束和参照光脉冲。存储器2可以保存定位数据，其中，定位数据包括光信号接收器1分别接收到定位光束和参照光脉冲的时间以及参照光脉冲的编码。处理器3可以基于定位数据来确定待定位物体在定位空间中的位置。

其中，图4示出了光信号接收器1与存储器2连接，存储器2与处理器3连接的示意图。应该知道，光信号接收器1还可以不与存储器2连接而直接与处理器3连接。也就是说，光信号接收器1在接收到定位光束和参照光脉冲后，可以直接将其发送给处理器3进行处理，也可以先发送给存储器2，然后由处理器3从存储器2获取。

处理器3可以基于定位数据判断光信号接收器1接收的定位光束和在该定位光束之前接收的参照光脉冲是否相对应，即是否在同一个扫射周期内分别由相关联的定位光信号发射装置和参照光源发射，并在定位光束与所述参照光脉冲不对应的情况下，丢弃基于定位光束和参照光脉冲的定位数据。

其中，处理器3判断光信号接收器1接收的定位光束和在该定位光束之前接收的参照光脉冲是否相对应的过程可参见上文图1中步骤S110的相关描述。

另外，处理器3还可以根据在同一个扫射周期内接收到同一个参照光脉冲的至少三个接收器分别接收到的与同一个参照光脉冲相对应的定位光束和同一个参照光脉冲的接收时间差，确定待定位物体相对于同一个参照光脉冲所对应的定位光信号发射装置的位置。这里具体的确定过程可参见上图1中步骤S120的相关描述。

图5示出了根据本发明一实施例的定位系统20的结构的示意性方框图。

参见图5，本发明实施例的定位系统20包括多个定位光信号发射装置(参见图中第一定位光信号发射装置21-1、第二定位光信号发射装置21-2……第N定光信号发射装置21-N，N大于1)、多个参照光源(参见图中第一参照光源22-1、第二参照光源22-2……第K参照光源22-K，K大于1)以及定位设备10。

其中，定位设备10的结构可参见上文图4的相关描述，这里不再赘述。多个定位光信号发射装置和多个参照光源适于设置在多个子定位空间中，其中，每个子定位空间中分别设置有相关联的定位光信号发射装置和参照光源，每个定位光信号发射装置以预定的扫射周期和预定的角速度向其所处的子定位空间扫射定位光束，在每个扫射周期内，参照光源向其所处的子定位空间发射参照光脉冲，以作为其所关联的定位光信号发射装置所发射的定位光束的扫射期间的起始信号，参照光源发射的参照光脉冲被分别编码，以使得相邻近的子定位空间中的定位光信号发射装置所关联的参照光源所发射的参照光脉冲分别具有不同的编码。

进一步地，定位光信号发射装置在每个扫射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，不同扫射模式的扫射时期不同。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，在每个扫射周期内，定位光信号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。

在定位光束发射装置以两种扫射模式向其所在的子定位空间扫射定位光束时，与其关联的参照光源发射的参照光脉冲也可以有两种编码方式，分别对应于不同的扫射模式。

上文中已经参考附图详细描述了根据本发明的定位方法、设备及系统。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 (15)

1.一种定位方法，基于定位空间中的待定位物体表面上携带的光信号接收器所接收的定位光束和与所述定位光束相关联的参照光脉冲，对所述待定位物体进行定位，

其中，所述定位空间包括多个子定位空间，每个子定位空间中分别设置有相关联的定位光信号发射装置和参照光源，每个所述定位光信号发射装置以预定的扫射周期和预定的角速度向其所处的子定位空间扫射所述定位光束，在每个所述扫射周期内，所述参照光源向其所处的子定位空间发射参照光脉冲，以作为其所关联的定位光信号发射装置所发射的定位光束的扫射期间的起始信号，所述参照光源发射的参照光脉冲被分别编码，以使得相邻近的子定位空间中的定位光信号发射装置所关联的参照光源所发射的参照光脉冲分别具有不同的编码，

该方法包括：

判断所述光信号接收器接收的定位光束和在该定位光束之前接收的参照光脉冲是否相对应，即是否在同一个扫射周期内分别由相关联的定位光信号发射装置和参照光源发射；

在所述定位光束与所述参照光脉冲相对应的情况下，基于所述定位光束与所述参照光脉冲对所述待定位物体进行定位；

在所述定位光束与所述参照光脉冲不对应的情况下，不基于所述定位光束和所述参照光脉冲对所述待定物体进行定位。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，判断所述光信号接收器接收的定位光束和在该定位光束之前接收的参照光脉冲是否相对应的步骤包括：

在所述定位光束和所述参照光脉冲的接收时间差大于所述扫射期间的情况下，判定所述定位光束和所述参照光脉冲不对应。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述待定位物体表面上设置有多个所述光信号接收器，

其中，判断所述光信号接收器接收的定位光束和在该定位光束之前接收的参照光脉冲是否相对应的步骤包括：

基于在同一个扫射周期内接收到同一个参照光脉冲的多个光信号接收器分别接收到的所述定位光束和所述同一个参照光脉冲的接收时间差，确定所述多个光信号接收器中每个光信号接收器相对于所述同一个参照光脉冲所对应的定位光信号发射装置的预估方向；

判断所有所述预估方向中是否存在与其它预估方向的差异大于预定方向差异阈值的预估方向；

在存在所述差异大于所述预定方向差异阈值的预估方向的情况下，判定该预估方向所对应的定位光束和参照光脉冲不对应。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，判断所述光信号接收器接收的定位光束和在该定位光束之前接收的参照光脉冲是否相对应的步骤包括：

基于所述定位光束和所述参照光脉冲的接收时间差确定所述待定位物体相对于所述参照光脉冲所对应的定位光信号发射装置的预估相对方向和/或位置；

基于所述待定位物体在先前扫射周期中确定的位置判断所述预估相对方向和/或位置是否在位移可能范围之内；

在所述预估相对方向和/或位置不在位移可能范围之内的情况下，判定所述定位光束和所述参照光脉冲不对应。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述待定位物体表面上设置有多个所述光信号接收器，所述多个光信号接收器之间具有确定的位置关系，其中，判断所述光信号接收器接收的定位光束和在该定位光束之前接收的参照光脉冲是否相对应的步骤包括：

结合在同一个扫射周期内接收到同一个参照光脉冲的至少三个光信号接收器分别接收到的所述定位光束和所述同一个参照光脉冲的接收时间差以及所述至少三个光信号接收器之间的所述位置关系，确定所述待定位物体相对于所述同一个参照光脉冲所对应的定位光信号发射装置的预估位置；

判断所述预估位置与所述待定位物体在先前扫射周期中确定的位置之间的距离是否大于预定位移阈值；

在所述距离大于所述预定位移阈值的情况下，判定所述定位光束和所述参照光脉冲不对应。

6.根据权利要求1-5中任何一项所述的方法，其中，所述待定位物体表面上设置有多个所述光信号接收器，所述多个光信号接收器之间具有确定的位置关系，

其中，基于所述定位光束与所述参照光脉冲对所述待定位物体进行定位的步骤包括：

结合在同一个扫射周期内接收到同一个参照光脉冲的至少三个光信号接收器分别接收到的与所述同一个参照光脉冲相对应的所述定位光束和所述同一个参照光脉冲的接收时间差以及所述至少三个光信号接收器之间的所述位置关系，确定所述待定位物体相对于所述同一个参照光脉冲所对应的定位光信号发射装置的位置。

7.根据权利要求6所述的方法，还包括：

判断在一个扫射周期内是否存在至少三个光信号接收器接收到了来自所述待定位物体在先前扫射周期中确定的位置所在的子定位空间中的参照光源所发射的参照光脉冲和与该参照光脉冲相对应的定位光束；

在判定存在的情况下，基于所述至少三个光信号接收器接收到所述参照光脉冲和所述定位光束对所述待定位物体进行定位。

8.一种定位设备，用于对定位空间中的待定位物体进行定位，

其中，所述定位空间包括多个子定位空间，每个子定位空间中分别设置有相关联的定位光信号发射装置和参照光源，每个所述定位光信号发射装置以预定的扫射周期和预定的角速度向其所处的子定位空间扫射定位光束，在每个所述扫射周期内，所述参照光源向其所处的子定位空间发射参照光脉冲，以作为其所关联的定位光信号发射装置所发射的定位光束的扫射期间的起始信号，所述参照光源发射的参照光脉冲被分别编码，以使得相邻近的子定位空间中的定位光信号发射装置所关联的参照光源所发射的参照光脉冲分别具有不同的编码，

该定位设备包括：

光信号接收器，适于设置在所述待定位物体的外表面，用于接收所述定位光束和所述参照光脉冲；

存储器，用于保存定位数据，所述定位数据包括所述光信号接收器分别接收到所述定位光束和所述参照光脉冲的时间以及所述参照光脉冲的编码；

处理器，用于基于所述定位数据来确定所述待定位物体在所述定位空间中的位置，

其中，所述处理器基于所述定位数据判断所述光信号接收器接收的定位光束和在该定位光束之前接收的参照光脉冲是否相对应，即是否在同一个扫射周期内分别由相关联的定位光信号发射装置和参照光源发射，并在所述定位光束与所述参照光脉冲不对应的情况下，丢弃基于所述定位光束和所述参照光脉冲的定位数据。

9.根据权利要求8所述的定位设备，其中，在所述定位光束和所述参照光脉冲的接收时间差大于所述扫射期间的情况下，所述处理器判定所述定位光束和所述参照光脉冲不对应。

10.根据权利要求8所述的定位设备，其中，所述待定位物体表面上设置有多个所述光信号接收器，

所述处理器基于在同一个扫射周期内接收到同一个参照光脉冲的多个光信号接收器分别接收到的所述定位光束和所述同一个参照光脉冲的接收时间差，确定所述多个光信号接收器中每个光信号接收器相对于所述同一个参照光脉冲所对应的定位光信号发射装置的预估方向，并判断所有所述预估方向中是否存在与其它预估方向的差异大于预定方向差异阈值的预估方向，

在存在所述差异大于所述预定方向差异阈值的预估方向的情况下，所述处理器判定该预估方向所对应的定位光束和参照光脉冲不对应。

11.根据权利要求8所述的定位设备，其中，

所述处理器基于所述定位光束和所述参照光脉冲的接收时间差确定所述待定位物体相对于所述参照光脉冲所对应的定位光信号发射装置的预估相对方向，并基于所述待定位物体在先前扫射周期中确定的位置判断所述预估相对方向是否在位移可能范围之内，

在所述预估相对方向不在位移可能范围之内的情况下，所述处理器判定所述定位光束和所述参照光脉冲不对应。

12.根据权利要求8所述的定位设备，包括多个所述光信号接收器，所述多个光信号接收器之间具有确定的位置关系，

其中，所述处理器结合在同一个扫射周期内接收到同一个参照光脉冲的至少三个光信号接收器分别接收到的所述定位光束和所述同一个参照光脉冲的接收时间差，确定所述待定位物体相对于所述同一个参照光脉冲所对应的定位光信号发射装置的预估位置，并判断所述预估位置与所述待定位物体在先前扫射周期中确定的位置之间的距离是否大于预定位移阈值，

在所述距离大于所述预定位移阈值的情况下，所述处理器判定所述定位光束和所述参照光脉冲不对应。

13.根据权利要求8-12中任何一项所述的定位设备，包括多个所述光信号接收器，所述多个光信号接收器之间具有确定的位置关系，

其中，所述处理器结合在同一个扫射周期内接收到同一个参照光脉冲的至少三个光信号接收器分别接收到的与所述同一个参照光脉冲相对应的所述定位光束和所述同一个参照光脉冲的接收时间差，确定所述待定位物体相对于所述同一个参照光脉冲所对应的定位光信号发射装置的位置。

14.根据权利要求13所述的定位设备，其中，

所述处理器判断在一个扫射周期内是否存在至少三个光信号接收器接收到了来自所述待定位物体在先前扫射周期中确定的位置所在的子定位空间中的参照光源所发射的参照光脉冲和与该参照光脉冲相对应的定位光束，在判定存在的情况下，所述处理器基于所述至少三个光信号接收器接收到所述参照光脉冲和所述定位光束对所述待定位物体进行定位。

15.一种定位系统，用于对定位空间中的待定位物体进行定位，其中，所述定位空间包括多个子定位空间，该定位系统包括：

多个定位光信号发射装置和多个参照光源，适于设置在所述多个子定位空间中，其中，每个子定位空间中分别设置有相关联的定位光信号发射装置和参照光源，每个所述定位光信号发射装置以预定的扫射周期和预定的角速度向其所处的子定位空间扫射定位光束，在每个所述扫射周期内，所述参照光源向其所处的子定位空间发射参照光脉冲，以作为其所关联的定位光信号发射装置所发射的定位光束的扫射期间的起始信号，所述参照光源发射的参照光脉冲被分别编码，以使得相邻近的子定位空间中的定位光信号发射装置所关联的参照光源所发射的参照光脉冲分别具有不同的编码；和

根据权利要求8-14中任何一项所述的定位设备。