CN107356904B - 测量组件以及定位系统 - Google Patents

Abstract

本公开是关于一种测量组件，包括：第一光发射器组，包括在第一方向上等间距设置的多个光发射器，且各光发射器出射光的频率互不相同；光接收器，设于待测对象，用于接收来自所述光发射器的入射光；位置确定单元，用于根据所述光接收器当前接收的来自所述第一光发射器组的入射光的频率，确定所述待测对象的第一当前位置。本公开同时还公开了一种定位系统。本公开可以通过出射光的频率互不相同的多个光发射器实现对待测对象较为精确的位置定位，且该测量组件结构简单，成本低，可以应用于多种测量场景下，灵活方便，具有广阔的应用前景。

Description

测量组件以及定位系统

技术领域

本公开涉及光学测量技术领域，尤其涉及一种测量组件以及包含所述测量组件的定位系统。

背景技术

随着科学技术的进步，现今常见的定位技术如汽车定位技术大多是采用卫星导航定位系统进行如汽车的位置定位。

然而，目前普通的卫星导航定位系统定位精度较差，通常误差一般在10米左右。另外，目前的卫星导航定位系统一般仅限于单一的物体定位功能，功能较为单一，不够灵活方便，应用范围有限。

因此，有必要提供一种新的技术方案改善上述方案中存在的一个或者多个问题。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种测量组件以及包含所述测量组件的定位系统，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。

本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种测量组件，包括：

第一光发射器组，包括在第一方向上等间距设置的多个光发射器，且各光发射器出射光的频率互不相同；

光接收器，设于待测对象，用于接收来自所述光发射器组的入射光；

位置确定单元，用于根据所述光接收器当前接收的来自所述第一光发射器组的入射光的频率，确定所述待测对象的第一当前位置。

本公开的一种示例性实施例中，所述测量组件包括在所述第一方向上间隔设置的多个所述第一光发射器组。

本公开的一种示例性实施例中，来自各所述光发射器的出射光均能够在所述光接收器形成光环；所述测量组件还包括：

长度确定单元，用于根据同一时刻在光接收器形成的光环的数量确定所述待测对象在所述第一方向上的长度。

本公开的一种示例性实施例中，所述测量组件还包括：

第二光发射器组，包括在第二方向上等间距设置的多个光发射器，且各光发射器出射光的频率互不相同；其中，所述第二方向垂直于所述第一方向；

所述位置确定单元，还用于根据所述光接收器当前接收的来自所述第二光发射器组的入射光的频率，确定所述待测对象的第二当前位置。

本公开的一种示例性实施例中，所述测量组件包括在所述第二方向上间隔设置的多个所述第二光发射器组。

本公开的一种示例性实施例中，每一所述光发射器的出射光包括单一频率的光或者多个频率的光。

本公开的一种示例性实施例中，每个所述光发射器均包括光源以及位于所述光源的出射光光路上的锥透镜。

本公开的一种示例性实施例中，各所述光发射器均设置于所述待测对象所在平面之上。

本公开的一种示例性实施例中，各所述光发射器均设置于路灯上。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种定位系统，包括上述任意一实施例所述的测量组件。

本公开的一种示例性实施例中，所述定位系统还包括：

全球定位组件，用于确定所述待测对象的位置范围；

所述位置确定单元还用于根据所述位置范围以及所述第一位置对所述待测对象进行定位。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本公开的一种实施例中，通过上述测量组件以及定位系统，通过所述第一光发射器组与设于待测对象的光接收器的配合，再利用位置确定单元，根据所述光接收器当前接收的来自所述第一光发射器组的入射光的频率，确定待测对象如汽车的当前位置；这样，一方面，本公开提供了一种新的定位技术手段，其可以实现对待测对象的较为精确的定位，另一方面，该测量组件结构简单易实施，成本低廉，可以应用于多种测量场景下，灵活方便，具有广阔的应用前景。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示意性示出本公开示例性实施例中一测量组件示意图；

图2示意性示出本公开示例性实施例中锥透镜光线折射示意图；

图3示意性示出本公开示例性实施例中又一锥透镜光线折射示意图；

图4示意性示出本公开示例性实施例中光发射器组形成的光环示意图；

图5示意性示出本公开示例性实施例中光发射器组形成的另一光环流程图；

图6示意性示出本公开示例性实施例中测量组件汽车定位场景示意图；

图7示意性示出本公开示例性实施例中另一测量组件示意图；

图8示意性示出本公开示例性实施例中又一测量组件示意图；

图9示意性示出本公开示例性实施例中测量组件二维测量示意图；

图10示意性示出本公开示例性实施例中一定位系统示意图。

各附图标记如下：

101 第一光发射器组

1011 光发射器

102 光接收器

103 位置确定单元

701 长度确定单元

801 第二光发射器组

1000 全球定位组件。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。

此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体。

本示例实施方式中首先提供了一种测量组件。参考图1中所示，该测量组件可以包括第一光发射器组101、光接收器102和位置确定单元103。其中：所述第一光发射器组101可以包括在第一方向A上等间距设置的多个光发射器1011，且各光发射器1011出射光的频率互不相同。所述光接收器102设于待测对象，用于接收来自所述光发射器组101的入射光。所述位置确定单元103用于根据所述光接收器102当前接收的来自所述第一光发射器组101的入射光的频率，确定所述待测对象的第一当前位置。

通过上述测量组件，一方面，本公开提供了一种新的定位技术手段，其可以实现对待测对象的较为精确的定位，另一方面，该测量组件结构简单易实施，成本低廉，可以应用于多种测量场景下，灵活方便，具有广阔的应用前景。

下面，将参考图1至图9对本示例实施方式中的上述测量组件的各个部分进行更详细的说明。

参考图1中所示，所述第一光发射器组101可以包括在第一方向A上等间距设置的多个光发射器1011，且各光发射器1011出射光的频率互不相同。示例性的，可以按照出射不同色系的光的多个光发射器1011为一组形成所述第一光发射器组101，不同色系也即对应不同出射光的频率，所述不同色系的光可以是红光、绿光、蓝光等等，对此不作限制。所述第一光发射器组101中的多个光发射器1011可以布置在例如公路道路边缘，沿道路延伸方向等间距设置，具体间距可以根据测量需求设置，对此不作特殊限制。

在本公开的一种示例性实施例中，每个所述光发射器1011均可以包括光源以及位于所述光源的出射光光路上的锥透镜(图未示)。所述第一光发射器组101中各个光源发出不同颜色的光。如图2～3中所示，所述锥透镜通常也被称作轴对称棱镜，它是一种带一个圆锥面和一个平面的透镜。锥透镜常用来产生贝塞尔强度轮廓光束或者锥形非发散光束。由于同种传输介质对不同光的折射率不同，所以各个光源发出的具有几种颜色或频率的光束在经过圆锥透镜后会产生同心圆形状的相息图，因此在以光轴为法线的任一截面内各种颜色之间的距离是一定的。那么可以预先定义某一颜色的光源即光发射器为刻度零，另一颜色的光源即光发射器为终点，则所述第一光发射器组中所有光发射器位置均对应有一个刻度，如图4和图5中所示。这种设计可以应用于例如平面内待测对象的尺寸测量或者位置定位。

参考图6中所示，在本公开的一个具体实施例中，各所述光发射器1011均可以设置于道路沿线的路灯(图未示)上，相应各个光源发出的光经过所述锥透镜后可以在路面上形成同心圆形状的图案或称光圈，该光圈照射在图6中下方所示的汽车上，以便于汽车的定位。具体实施部署时只需要在路灯上面安装所述的锥透镜即可构成光发射器，简单方便，成本低。图6中不同灰度颜色的圆圈表示出射不同颜色光的各个光发射器即各个光源，汽车上的光接收器图6中未示出。

所述光接收器102设于待测对象，用于接收来自所述光发射器组101的入射光。示例性的，所述待测对象可以是行驶于道路上的汽车，所述光接收器102可以设置在所述汽车上，接收来自例如沿道路延伸方向等间距设置的所述第一光发射器组101中的各个光发射器1011的入射光。在本公开的一种示例性实施例中，各所述光发射器1011均设置于所述待测对象所在平面之上，例如设置在道路边的路灯上，位于汽车的上方，这样由于光是从上方发射的，不存在被阻挡的情况，便于汽车定位，如图6中所示。所述汽车行驶时在同一位置只会接收到相同频率的光信号，即单色光频率的光或是几种光频率叠加的光。所述第一光发射器组101发出的入射光形成的光圈是固定的，所以每个位置的光信号是相同的。通过在例如道路侧路灯上设置相同间距距离的不同频率出射光的光发射器1011，该各个光发射器1011产生不同频率的光信号，相应车内装载的所述光接收器102接收不同频率的光信号。

所述位置确定单元103，用于根据所述光接收器102当前接收的来自所述第一光发射器组101的入射光的频率，确定所述待测对象的第一当前位置。

示例性的，所述位置确定单元103可以由逻辑计算单元(如微处理器、微控制器或者其他逻辑计算装置等)构成，由于所述第一光发射器组101中的每个光发射器1011都有固定的位置，如绝对的经纬度坐标，所述汽车行驶时在道路不同位置处时，车载的所述光接收器102可以接收到不同频率的光，如图6中所示。而所述位置确定单元103可以判断所述光接收器102当前接收到的光的频率，进而判断汽车的当前位置。本实施例中根据光的种类可以做到非常精密的测量。

在本公开的一种示例性实施例中，所述测量组件可以包括在所述第一方向A上间隔设置的多个所述第一光发射器组101。示例性的，例如可以根据测量需求沿道路延伸方向增加设置所述第一光发射器组101，这样各个光源发出的光经过所述锥透镜后在路面上形成的同心圆形状的图案可以首尾相接，那么，就可建立无限长的刻度，从而便于进行更长距离内的汽车定位。具体的，例如可以在沿道路延伸方向每隔例如预设距离10m放置重复的所述第一光发射器组101，10m距离区域内有一组光发射器，其中各光发射器出射光的频率互不相同。也即相邻的区域内光信号不一样就可以，只要能区分不同频率的光波即可以。

本公开不仅可以用于定位，也可以用于测量待测对象的例如尺寸长度。在本公开的一种示例性实施例中，所述第一光发射器组101中，来自各所述光发射器1011的出射光均能够在所述光接收器102形成光环。在一种示例性实施例中，每一所述光发射器1011的出射光包括单一频率的光或者多个频率的光。单一频率的光经过锥透镜后可以在所述光接收器102形成如单一颜色的光环，如图4所示，其中不同灰度的圆环代表不同颜色的光环。同一光源发出的多个频率的光经过锥透镜后可以在所述光接收器形成多种不同颜色的圆形光环，如图5所示。

继续参考图7中所示，所述测量组件还可以包括长度确定单元701，所述长度确定单元701用于根据同一时刻在光接收器102形成的光环的数量确定所述待测对象在所述第一方向A上的长度。例如，所述长度确定单元701可以根据同一时刻在光接收器102形成的光环的数量确定道路上行驶的汽车的长度。

另外，本公开不仅可以用于定位，也可以部署二维光发射器组，从而可以精密测量物体的横坐标和纵坐标。参考图8～9中所示，本公开的一种示例性实施例中，所述测量组件还可以包括第二光发射器组801。该第二光发射器组801可以包括在第二方向B上等间距设置的多个光发射器，且各光发射器出射光的频率互不相同。进一步的，在一种示例性实施例中，所述测量组件可以包括在所述第二方向B上间隔设置的多个所述第二光发射器组801(图未示)。其中，所述第二方向B垂直于所述第一方向A。示例性的，所述第一方向A可以是水平方向，所述第二方向B可以是竖直方向。所述第二光发射器组801与所述第一光发射器组101相同，也可以形成所述光圈，仅仅是布置方向不同。该第二光发射器组801可参考上述关于第一光发射器组的具体描述，此处不再赘述。

相应的，所述位置确定单元103还可以用于根据所述光接收器102当前接收的来自所述第二光发射器组801的入射光的频率，确定所述待测对象的第二当前位置。例如，所述位置确定单元103可以确定所述待测对象在第二方向B上的第二当前位置，同时可以确定所述待测对象在第一方向A上的第一当前位置，这样就可以得到测量物体的横坐标和纵坐标，实现二维坐标测量，本公开实施例拓展了测量组件的应用场景范围，测量灵活方便。

进一步的，本示例实施方式中还提供了一种定位系统。所述定位系统可以包括测量组件。具体的，如图1所示，所述测量组件可以包括第一光发射器组101、光接收器102和位置确定单元103。其中，所述第一光发射器组101包括在第一方向A上等间距设置的多个光发射器1011，且各光发射器1011出射光的频率互不相同；所述光接收器102设于待测对象，用于接收来自所述光发射器组101的入射光；所述位置确定单元103用于根据所述光接收器102当前接收的来自所述第一光发射器组101的入射光的频率，确定所述待测对象的第一当前位置。

在本公开的一种示例性实施例中，所述测量组件还可以包括在所述第一方向A上间隔设置的多个所述第一光发射器组101。本公开的一种示例性实施例中，来自各所述光发射器1011的出射光均能够在所述光接收器102形成光环。如图7所示，所述测量组件还可以包括长度确定单元701，用于根据同一时刻在光接收器102形成的光环的数量确定所述待测对象在所述第一方向A上的长度。

在本公开的一种示例性实施例中，如图8所示，所述测量组件还可以包括第二光发射器组801，该第二光发射器组801可以包括在第二方向B上等间距设置的多个光发射器，且各光发射器出射光的频率互不相同；其中，所述第二方向B垂直于所述第一方向A；所述位置确定单元103，还用于根据所述光接收器102当前接收的来自所述第二光发射器组801的入射光的频率，确定所述待测对象的第二当前位置。

在本公开的一种示例性实施例中，所述测量组件可以包括在所述第二方向B上间隔设置的多个所述第二光发射器组801。每一所述光发射器1011的出射光包括单一频率的光或者多个频率的光。每个所述光发射器1011均可以包括光源以及位于所述光源的出射光光路上的锥透镜。各所述光发射器1011均设置于所述待测对象所在平面之上。各所述光发射器1011均可以设置于路灯上。

需要说明的是，关于上述实施例中的定位系统中的测量组件，其中各个部分的具体方式已经在有关该测量组件的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

如图10中所示，本公开中所述定位系统的区别在于，所述定位系统还可以包括全球定位组件1000，用于确定所述待测对象的位置范围。示例性的，所述全球定位组件1000可以包括但不限于GPS(Global Positioning System)定位模块等，在例如汽车定位时，可以先根据GPS定位模块初步定位汽车的大概范围，例如10米以内。

所述位置确定单元103还可以用于根据所述位置范围以及所述第一位置对所述待测对象进行定位。示例性的，在通过GPS初步定位后，按照10米区域内的一组光发射器出射的不同频率光对应的不同位置划分，所述位置确定单元103根据汽车上的所述光接收器102当前接收到的光的频率，判断汽车所在的具体位置。这样先通过GPS确定大致范围，再通过所述位置确定单元103、光接收器102和所述第一光发射器组101或者第二光发射器组801的配合实现精细定位，使得例如汽车的定位更为准确。

本公开实施例中的上述测量组件以及定位系统，通过所述第一光发射器组101与设于待测对象的光接收器102的配合，再利用位置确定单元103，根据所述光接收器102当前接收的来自所述第一光发射器组101的入射光的频率，确定待测对象如汽车的当前位置。一方面，本公开提供了一种新的定位技术手段，其可以实现对待测对象的较为精确的定位，另一方面，该测量组件结构简单易实施，成本低廉，可以应用于多种测量场景下，灵活方便，具有广阔的应用前景。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本公开的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (10)

1.一种测量组件，其特征在于，包括：

多个第一光发射器组，所述多个第一光发射器组沿第一方向排列，每一所述第一光发射器组包括多个光发射器，各所述第一光发射器组内的光发射器数量相同，且各所述第一光发射器组的所有光发射器在第一方向上等间距设置；各所述第一光发射器组内各光发射器出射光的频率互不相同，且各所述第一光发射器组内对应位置的光发射器出射光的频率相同；

光接收器，设于待测对象，用于接收来自所述光发射器组的入射光；

位置确定单元，用于根据所述光接收器当前接收的来自所述第一光发射器组的入射光的频率，确定所述待测对象的第一当前位置。

2.根据权利要求1所述测量组件，其特征在于，来自各所述光发射器的出射光均能够在所述光接收器形成光环；所述测量组件还包括：

长度确定单元，用于根据同一时刻在光接收器形成的光环的数量确定所述待测对象在所述第一方向上的长度。

3.根据权利要求1～2任意一项所述测量组件，其特征在于，还包括：

第二光发射器组，包括在第二方向上等间距设置的多个光发射器，且各光发射器出射光的频率互不相同；其中，所述第二方向垂直于所述第一方向；

所述位置确定单元，还用于根据所述光接收器当前接收的来自所述第二光发射器组的入射光的频率，确定所述待测对象的第二当前位置。

4.根据权利要求3所述测量组件，其特征在于，所述测量组件包括在所述第二方向上间隔设置的多个所述第二光发射器组。

5.根据权利要求3所述测量组件，其特征在于，每一所述光发射器的出射光包括单一频率的光或者多个频率的光。

6.根据权利要求1所述测量组件，其特征在于，每个所述光发射器均包括光源以及位于所述光源的出射光光路上的锥透镜。

7.根据权利要求6所述测量组件，其特征在于，各所述光发射器均设置于所述待测对象所在平面之上。

8.根据权利要求7所述测量组件，其特征在于，各所述光发射器均设置于路灯上。

9.一种定位系统，其特征在于，包括根据权利要求1～8任意一项所述的测量组件。

10.根据权利要求9所述定位系统，其特征在于，所述定位系统还包括：

全球定位组件，用于确定所述待测对象的位置范围；

所述位置确定单元还用于根据所述位置范围以及所述第一当前位置对所述待测对象进行定位。

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