CN108303676A - 光信号定位装置、方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种光信号定位装置、方法及系统，属于光电信号技术领域。装置包括：光信号发送模块和光信号处理模块，光信号发送模块和光信号处理模块光耦合，光信号发送模块用于安装待测物上。光信号发送模块，用于判断待测物的移动速度是否满足预设条件，在为是时，通过定位光源发射定位光，并通过至少两个光源发射闪烁光。光信号处理模块，用于根据采集的定位光获得待测物的定位信息，并根据采集的至少两路闪烁光和定位信息来确定待测物的位置变化情况。通过光信号发送模块根据移动速度来发射闪烁光，实现了对功耗的控制。再通过光信号处理模块采集待测物上光信号发送模块发送的闪烁光实现了对待测物进行中远距离精确的识别、定位和跟踪。

Description

光信号定位装置、方法及系统
技术领域
本发明涉及光电信号技术领域，具体而言，涉及一种光信号定位装置、方法及系统。
背景技术
随着科学技术的发展和进步，对待测物进行的定位的技术在社会上得到了广泛的应用。
目前，可通过GPS(Global Positioning System、全球定位系统)对安装GPS的待测物进行定位。GPS定位虽然能够实现远距离的定位，但却存在定位不够精确的技术问题。此外，目前还可通过RFID(Radio Frequency Identification、射频识别)对安装RFID的待测物进行定位。RFID虽然定位精度较高，但由于RFID需要通过感应识别才能实现定位，其只能应用到近距离的定位中，故使其应用范围受到极大限制。再者，在精确定位中，无论是RFID还通过其它技术，其功耗都较高，不能够做到节能。
因此，如何实现远距离的精确定位的同时，还能够控制功耗是目前业界一大难题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种光信号定位装置、方法及系统，其能够有效改善上述问题。
本发明实施例的实现方式如下：
第一方面，本发明实施例提供了一种光信号定位装置，所述光信号定位装置包括：光信号发送模块和光信号处理模块，所述光信号发送模块和所述光信号处理模块光耦合，所述光信号发送模块用于安装待测物上。所述光信号发送模块，用于判断所述待测物的移动速度是否满足预设条件，在为是时，通过定位光源发射定位光，并通过至少两个光源发射闪烁光。所述光信号处理模块，用于根据采集的所述定位光获得所述待测物的定位信息，并根据采集的至少两路闪烁光和所述定位信息来确定所述待测物的位置变化情况。
第二方面，本发明实施例提供了一种光信号定位方法，所述方法应用于光信号定位装置，所述光信号定位装置包括：光信号发送模块和光信号处理模块，所述光信号发送模块和所述光信号处理模块光耦合，所述光信号发送模块用于安装待测物上。所述方法包括：所述光信号发送模块判断所述待测物的移动速度是否满足预设条件，在为是时，通过定位光源发射定位光，并通过至少两个光源发射闪烁光；所述光信号处理模块根据采集的所述定位光获得所述待测物的定位信息，并根据采集的至少两路闪烁光和所述定位信息来确定所述待测物的位置变化情况。
第三方面，本发明实施例提供了一种光信号定位系统，所述光信号定位系统包括：待测物和所述的光信号定位装置，所述光信号定位装置中的光信号发送模块安装在所述待测物上。
本发明实施例的有益效果是：
光信号发送模块首先判断待测物的移动速度满足预设条件时，光信号发送模块其次才通过定位光源发射定位光，并通过至少两个光源发射闪烁光。进而，光信号处理模块可根据采集的定位光获得待测物的定位信息，并再根据相应采集到至少两路闪烁光和定位信息来确定待测物的位置变化情况。因此，通过光信号发送模块在移动速度满足预设条件时，才通过至少两个光源发射闪烁光，实现了对功耗的控制，达到了节能效果；而再通过光信号处理模块采集待测物上光信号发送模块发送的闪烁光实现了对待测物进行识别、定位和跟踪，由于光信号远距离传输的精准性，进而能够对待测物进行中远距离的精确定位和精确跟踪。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。通过附图所示，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。
图1示出了本发明第一实施例提供的一种光信号定位系统的结构示图；
图2示出了本发明第二实施例提供的一种光信号定位装置的第一结构管框图；
图3示出了本发明第二实施例提供的一种光信号定位装置的第二结构管框图；
图4示出了本发明第二实施例提供的一种光信号定位装置中光信号发送单元和光信号接收单元的结构示意图；
图5示出了本发明第二实施例提供的一种光信号定位装置中光信号发送模块至少两路闪烁光的第一示例图；
图6示出了本发明第二实施例提供的一种光信号定位装置中光信号发送模块至少两路闪烁光的第二示例图；
图7示出了本发明第二实施例提供的一种光信号定位装置中校准子单元执行采样误差校准的示例图；
图8示出了本发明第三实施例提供的一种光信号定位方法的第一流程图；
图9示出了本发明第三实施例提供的一种光信号定位方法中步骤S100的流程图；
图10示出了本发明第三实施例提供的一种光信号定位方法中步骤S200的流程图；
图11示出了本发明第三实施例提供的一种光信号定位方法的第二流程图。
图标：10-光信号定位系统；11-待测物；100-光信号定位装置；110-光信号发送模块；111-运动感应单元；112-光信号编码单元；1121-第一通信子单元；1122-第一编码子单元；113-光信号发送单元；1131-定位光源；1132-光源；120-光信号处理模块；121-光信号接收单元；1211-单波段编码信号采集传感器；1212-单波段定位信号采集传感器；122-光信号处理单元；1221-识别子单元；1222-校验子单元；1223-校准子单元；1224-第二编码子单元；1225-第二通信子单元。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
第一实施例
请参阅图1，本发明第一实施例提供了一种光信号定位系统10，该光信号定位系统10包括：待测物11和光信号定位装置100。
待测物11可以为需要被进行位置跟踪的物体，其可以为例如：人、动物、无人机等。光信号定位装置100中的光信号发送模块110可安装在待测物11上。当光信号发送模块110中的光信号发送模块110发送定位光和至少两路闪烁光时，光信号发送模块110中的光信号处理模块120则相应的采集到定位光和至少两路闪烁光，并根据定位光和至少两路闪烁光确定待测物11的位置变化情况，进而实现对待测物11远距离的精确跟踪和精确定位。
第二实施例
请参阅图2，本发明第二实施例提供了一种光信号定位装置100，该光信号定位装置100包括：光信号发送模块110和光信号处理模块120。其中，光信号发送模块110和光信号处理模块120光耦合，光信号发送模块110用于安装待测物11上。
光信号发送模块110用于判断待测物11的移动速度是否满足预设条件，在为是时，通过定位光源1131发射定位光，并通过至少两个光源1132发射闪烁光。
光信号处理模块120用于根据采集的定位光获得待测物11的定位信息，并根据采集的至少两路闪烁光和定位信息来确定待测物11的位置变化情况。
请参阅图3，光信号发送模块110包括：运动感应单元111、光信号编码单元112和光信号发送单元113。其中，运动感应单元111和光信号编码单元112均与光信号发送单元113连接，而光信号发送单元113和光信号处理模块120光耦合。
运动感应单元111，用于判断移动速度是否满足预设条件，在为是时，生成一触发信号至光信号发送单元113。
具体的，在本实施例中，运动感应单元111可以为集成电路芯片，例如，运动感应单元111可以为集成有三轴加速度传感器的处理芯片，但不作为对本实施例的限定。随着待测物11的运动，运动感应单元111可以相应的采样到待测物11运动时当前的移动速度。之后，运动感应单元111可以判断该移动速度是否满足预设条件，其中，判断是否满足预设条件可具体为：运动感应单元111可以判断该移动速度是否大于或等于预先设定一预设速度值。在判断为满足预设条件时，即判定移动速度大于或等于预设速度值时，则运动感应单元111根据预设的控制程序可生成一个触发信号，并持续的将触发信号输出至光信号发送单元113。在判断为不满足预设条件时，即判定移动速度小于预设速度值时，则运动感应单元111根据预设的控制程序可生成一个停止触发信号，并也将该停止触发信号持续的输出至光信号发送单元113，并直至再次生成触发信号时，停止生成并输出该停止触发信号。
可以理解的，持续的输出触发信号可以向光信号发送单元113持续的施加一高电平；相应的，持续的输出停止触发信号可以向光信号发送单元113持续的施加一低电平。反之，触发信号也可以为低电平，且相应的，停止触发信号则也可以为高电平。
也图3所示，光信号编码单元112用于根据从光信号处理模块120获得的待测物11的标签信息编码生成光信号数据，并将光信号数据发送至光信号发送单元113。
具体的，光信号编码单元112包括：第一通信子单元1121和第一编码子单元1122。第一通信子单元1121通过无线数据网络与光信号处理模块120连接，第一编码子单元1122则分别与第一通信子单元1121和光信号处理模块120电性连接。
第一通信子单元1121可以为集成电路芯片，其具备对信号的接收和处理能力。本实施例中，第一通信子单元1121能够预先获取该光信号处理模块120发送的待测物11的标签信息、光信号发送规则和光信号编码规则。进而第一通信子单元1121将标签信息、光信号发送规则和光信号编码规则均发送至第一编码子单元1122。此外，第一通信子单元1121还可获取到光信号处理模块120发送的控制指令。并在获取到控制指令后，将该控制指令转发至第一编码子单元1122。
第一编码子单元1122可以为集成电路芯片，其也具备对信号的接收和处理能力。本实施例中，第一编码子单元1122获取到标签信息、光信号发送规则和光信号编码规则后，第一编码子单元1122将标签信息、光信号发送规则和光信号编码规则均进行存储。当第一编码子单元1122获取到第一通信子单元1121转发的控制指令时，第一编码子单元1122对该控制指令进行解析，以基于该控制指令进行工作。具体的，该工作的模式可以包括但不限于：当第一编码子单元1122根据控制指令而判定为进行光信号发送时，则第一编码子单元1122调用存储光信号发送规则和光信号编码规则来编码生成与的标签信息对应的光信号数据，并将该光信号数据发送至光信号发送单元113；当第一编码子单元1122根据控制指令而判定为进行光信号校验，则第一编码子单元1122也调用存储光信号发送规则和光信号编码规则来编码生成光信号校准数据，并将该光信号数据也发送至光信号发送单元113。
请参阅图4，光信号发送单元113可以为多个电路的集成。为便于对闪烁光和定位光的发送，光信号发送单元113包括：定位光源1131和至少两个光源1132。光源1132的数量可根据实际实施情况进行选择，例如，选择为3个或4个。
光信号发送单元113在工作的状态下，光信号发送单元113获取光信号数据或光信号校准数据后，光信号发送单元113将该光信号数据或光信号校准数据进行存储。在当光信号发送单元113获得触发信号时，首先，光信号发送单元113的处理电路可控制定位光源1131持续的发送一路连续状态的定位光。本实施例中，定位光源1131可以为单波段发射头，即定位光源1131发送的是一种特点波段的定位光。其中，该定位光可以为可见光的波段，也可以为除了可见光的其它波段，为便于对本发明实施例的理解，本实施例以可见光进行例举说明，但并不作为对本实施例的限定。与此同时，光信号发送单元113的处理电路对该光信号数据或光信号校准数据进行解析，以实现该光信号数据或该光信号校准数据均通过每个光源1132发送对应的一路闪烁光，进而发射出至少两路闪烁光。本实施例中，每个光源1132均可以为单波段发射头，即每个光源1132发送一种波段的闪烁光，且每个光源1132发送的闪烁光的波段和其它光源1132发送的闪烁光的波段均不相同，以及每个光源1132发送的闪烁光的波段和定位光源1131发送的定位光的波段也不相同。再者，每个光源1132发射一路闪烁光时与其它光源1132发射一路闪烁保持周期和频率的同步。其中，每个光源1132发送所发送的闪烁光可以为可见光的波段，也可以为除了可见光的其它波段，为便于对本发明实施例的理解，本实施例以可见光进行例举说明，但并不作为对本实施例的限定。另外，当光信号发送单元113获得停止触发信号时，无论光信号发送单元113是否在发射至少两路闪烁光，该光信号发送单元113均停止发射至少两路闪烁光。
需要说明的，在本实施例中，光信号发送模块110获取标签信息、光信号发送规则和光信号编码规则为光信号定位装置100正常工作之前预先进行的。之后，光信号定位装置100正常工作时，无需再获取该标签信息、光信号发送规则和光信号编码规则。直至标签信息、光信号发送规则和光信号编码规则中任一个需要更新时，光信号发送模块110才再次获取标签信息、光信号发送规则和光信号编码规则，进而完成对原有存储数据的更新。
请参阅图3、图4和图5，图5示出了本实施例中光信号发送模块110至少两路闪烁光的第一示例图。以光信号发送模块110中具有3个光源11321121为例，A光源11321121发射蓝色光，B光源11321121发射绿色光，以及C光源11321121发射红色光。作为一种方式，待测物11的标签信息中，该标签信息可具有一定的数据格式，标签信息的数据格式包括：起始位、数据位和校验位。光信号发送模块110根据光信号数据发射至少两路闪烁光，每路闪烁光应当与标签信息的数据格式对应。例如，当标签信息为起始位的标识为S，数据位为5621，校验位为的标识为C时。通过该方式，标签信息可表达的编码数量为(2m-2)n，其中m是数据的数量，n是数据位数。
每个光源1132均通过不断亮或灭的方式来发射对应该光信号数据的闪烁光，其中，亮为1，灭为0，但并不限定。例如，开始发射后，A光源1132、B光源1132和C光源1132均同步的亮，以表示起始位为S。之后，A光源1132亮，B光源1132灭，C光源1132亮，以表示数据位中的5。之后，A光源1132灭，B光源1132亮，C光源1132亮，以表示数据位中的6，之后，A光源1132灭，B光源1132亮，C光源1132灭，以表示数据位中的2。之后，A光源1132亮，B光源1132灭，C光源1132灭，以表示数据位中的1。最后，A光源1132灭，B光源1132亮，C光源1132灭，以表示校验位为C。在校验位的数据发送完成后，光信号发送模块110则完成了本次的至少两路闪烁光的发射。
需要说明的是，为便于光信号处理模块120对每路闪烁光的识别、定位和判定，光信号发送模块110中至少两路闪烁光发送到标签信息中的数据位时，至少两个光源1132不能全亮，也不能全灭。
请参阅图3、图4和图6，图6示出了本实施例中光信号发送模块110至少两路闪烁光的第二示例图。以光信号发送模块110中具有3个光源1132为例，A光源1132发射蓝色光，B光源1132发射绿色光，以及C光源1132发射红色光。作为一种方式，该光信号校准数据也可具有一定的数据格式，光信号校准数据的数据格式包括：校准数据头和每个光源1132的校验编码数据。可以理解到，此时的校验为对每个光源1132的阈值校准。当光信号发送模块110根据光信号校准数据发送对应的至少两路闪烁光时，每路闪烁光也应当与光信号校准数据的数据格式对应。例如，开始校验发射后，A光源1132、B光源1132和C光源1132均同步进行一次亮灭，以表示校准数据头。之后，A光源1132依次灭亮，B光源1132和C光源1132均同步依次亮灭，以表示A光源1132的校验编码数据。之后，B光源1132依次灭亮，A光源1132和C光源1132均同步依次亮灭，以表示B光源1132的校验编码数据。最后，C光源1132依次灭亮，A光源1132和B光源1132均同步依次亮灭，以表示C光源1132的校验编码数据。在C光源1132的校验编码数据发送完成后，光信号发送模块110则完成了本次的至少两路闪烁光的发射。
请参阅图3和图4，光信号处理模块120包括：光信号接收单元121和光信号处理单元122。其中，光信号接收单元121与光信号发送模块110光耦合，光信号接收单元121与光信号处理单元122连接，而光信号处理单元122通过无线数据网络与光信号发送模块110连接。
所述光信号接收单元121用于根据采集的定位光获得定位信息，并获得所采样的至少两路闪烁光中每路闪烁光的采样光闪时序，将每个采样光闪时序和定位信息均发送至光信号处理单元122。
本实施例中，光信号接收单元121包括：单波段编码信号采集传感器1211和单波段定位信号采集传感器1212。其中，单波段编码信号采集传感器1211与光源1132数量相同，且每个单波段编码信号采集传感器1211所采集的波段均与一个光源1132的波段相同。
光信号接收单元121可以为多个电路的集成。光信号接收单元121中的每个单波段编码信号采集传感器1211均对应采集一个光源1132所发送的一路闪烁光。例如，单波段编码信号采集传感器1211采集绿光，则该单波段编码信号采集传感器1211对应采集发射绿色光的光源1132所发射的闪烁光。每个单波段采集摄像在采集对应的一路闪烁光之后，光信号接收单元121中的处理电路基于每个单波段采集摄像所采集的闪烁光生对应的采样光闪时序。可以理解的到，一路闪烁光为持续的亮灭闪烁，故采样光闪时序中可包含多帧。光信号接收单元121获取到每个单波段采集摄像获取到对应的采样光闪时序后，将每个采样光闪时序发送至光信号处理单元122。
单波段定位信号采集传感器1212所采集的波段与定位光源1131的波段相同，故光信号接收单元121中的单波段定位信号采集传感器1212可采集到定位光源1131持续发送的定位光。具体的，单波段定位信号采集传感器1212包括：具有波段与定位光相同的窄带高透滤光片的摄像头组，该摄像头组可以为两个，其可分别为A摄像头和B摄像头。
当定位光源1131持续发射出常亮的定位光时，单波段定位信号采集传感器1212根据A摄像头和B摄像头的双目定位原理计算出该定位光源1131的定位信息。其中，该定位信息为在每个采样时刻该定位光源1131发送该定位光的所在位置。之后，光信号接收单元121再将定位信息发送至光信号处理单元122。
需要说明的是，为保证采样的准确性，并提高采样速率单波段编码信号采集传感器1211的采样速率均为闪烁光频率的整数倍，本实施例中，优选整数倍为2倍。
可以理解到，单波段定位信号采集传感器1212所采集的波段与定位光源1131的波段相同使得，单波段定位信号采集传感器1212首先可避免其它波段信号的干扰。其次，其具备较强的持续定位能力，而通过常亮的定位光信号可以提供可靠的持续定位，使得对待测物11的定位不会受到闪烁光故障的影响。尤其是避免了当各路闪烁光处于全黑状下定位的不确定性。另外，单纯基于定位光源1131来实现对待测物11进行位置确定，使得定位更加精准。
光信号处理单元122用于根据每个采样光闪时序获得待测物11的标签信息，并判断标签信息是否正确，在为是时，根据定位信息获取所述待测物11的位置变化情况。
本实施例中，光信号处理单元122包括：识别子单元1221、校验子单元1222、校准子单元1223、第二编码子单元1224和第二通信子单元1225。具体的。识别子单元1221与光信号接收单元121电性连接，校验子单元1222和校准子单元1223均与识别子单元1221电性连接，第二编码子单元1224与第二通信子单元1225电性连接，而第二通信子单元1225则通过无线数据网络与第一通信子单元1121电性连接。
识别子单元1221可以为集成电路芯片，其具备对信号的处理和运算能力。由于识别子单元1221与每个光源1132之间的位置相隔很近，为了获知该每个光源1132在发射闪烁光时，具体是亮还是灭，则识别子单元1221通过将每个光源1132发送一路闪烁光时和每个光源1132对应的采样光闪时序相结合，则能够准确反推出每个光源1132在发射对应的一路闪烁光时的亮灭状态，该光源1132的亮灭状态即为发射对应的一路闪烁光时的光信号状态数据。进而识别子单元1221获取到每个光源1132所对应的光信号状态数据，则识别子单元1221将至少两个光信号状态数据结合，便能够反推获取待测物11的标签信息。
也例如，A光源1132在发射一路蓝色闪烁光时的亮灭状态为：亮亮灭灭亮灭，则对应获取的A光源1132的光信号状态数据即为110010。与此同时，B光源1132在发射一路红色闪烁光时的亮灭状态为：亮灭亮亮灭亮，则对应获取的B光源1132的光信号状态数据即为101101。与此同时，C光源1132在发射一路绿色闪烁光时的亮灭状态为：亮亮亮灭灭灭，则对应获取的C光源1132的光信号状态数据即为111000。进一步的，根据A光源1132的光信号状态数据即为110010、B光源1132的光信号状态数据即为101101，以及C光源1132的光信号状态数据即为111000，识别子单元1221则获取该光源1132的标签信息，即获取数据格式为S5621C的标签信息。
需要说明的是，由于光信号接收单元121中每个单波段编码信号采集传感器1211在采样每路闪烁光时的时序与其它单波段编码信号采集传感器1211采集其它路闪烁光时的时序可能存在误差。因此，对于采集相位同步时得到的各光信号状态数据，可直接将其组合。对于相位不同步的采集装置采集得到的各光信号状态数据，则需要按顺序，依次将相位最接近光信号状态数据两两进行组合。进而可最终通过组合得到标签信息。
本实施例中，识别子单元1221还将获取的标签信息发送至校验子单元1222进行校准。并在发送之后获取校验子单元1222返回的校验结果信息。识别子单元1221解析该校验结果信息来判断校验结果是否正确。当识别子单元1221判定校验结果不正确时，则说明闪烁光在发射过程中受到干扰，或者闪烁光在发射中发生错误，进而识别子单元1221则将本次获取到标签信息抛掉，以便于重新获取下一次的标签信息。当识别子单元1221判定校验结果正确时，则说明待测物11的标签信息正确，进而识别子单元1221根据获取的定位信息，则能够获取该待测物11在该闪烁光发射周期内的位置变化情况。
再者，识别子单元1221还可以通过对标签信息的解析，来判断每个光信号状态数据中是否均包含有校准数据头。若否，不对该光信号状态数据做校准处理。若是，则判定该光信号状态数据为光信号校准数据，并将该光信号校准数据需要校准的发送至校准子单元1223，并告知校准子单元1223执行阈值校准。另外，若识别子单元1221获取的外部设备发送的采样误差校准指令，或根据自身的预设控制程序判定需要执行采样误差校准时，则识别子单元1221根据采样误差校准指令或预设控制程序，将标签信息中需要进行采样误差校准的至少一个光信号状态数据发送至校准子单元1223，并告知校准子单元1223执行采样误差校准。
在实际操作过程中，阈值校准或采样误差校准可根据使用需求随时执行，本实施例对阈值校准或采样误差校准的执行条件并不限定。
校验子单元1222可以为集成电路芯片，其具备对信号的处理和运算能力。本实施例中，校验子单元1222根据标签信息中的光信号状态数据来对标签信息的正确与否进行校验。
作为一种方式，每个光信号状态数据包含的是1或0，校验子单元1222首先获取所有光信号状态数据中为1的总数，或者为0的总数。本实施例可以为获取为1的总数，但并不限定。此外，校验子单元1222中设有标签信息中校验位的预设值。该预设值可以为：当1的总数为基数时，预设值即为校验位所对应每个光信号状态数据，其依次为100...0，当1的总数为偶数时，预设值即为校验位所对应每个光信号状态数据，其依次为010...0。进而当校验子单元1222首先获取所有光信号状态数据中为1的总数为基数时，再依次获取校验位所对应每个光信号状态数据。当校验位所对应每个光信号状态数据和预设值100...0相同时，校验子单元1222便生成校验正确的校验结果信息至识别子单元1221，反之，则生成校验错误的校验结果信息至识别子单元1221。进一步的，当校验子单元1222首先获取所有光信号状态数据中为1的总数为偶数时，也再依次获取校验位所对应每个光信号状态数据。当校验位所对应每个光信号状态数据和预设值010...0相同时，校验子单元1222便生成校验正确的校验结果信息至识别子单元1221，反之，则生成校验错误的校验结果信息至识别子单元1221。
也例如，校验子单元1222获取标签信息中所有的光信号状态数据依次为：A光源1132的110010、B光源1132的101101，以及C光源1132的111000。校验子单元1222便获取所有的光信号状态数据中为1的总数为耦合。校验子单元1222再获取校验位所对应所有的光信号状态数据依次为：010，其与预设值相同，进而校验子单元1222生成校验正确的校验结果信息至识别子单元1221。
校准子单元1223可以为集成电路芯片，其具备对信号的处理和运算能力。本实施例中，为保证光信号处理模块120采集每路闪烁光时的准确性，校准子单元1223可对在采集每路闪烁光时，对每路的采样进行阈值校准或采样误差校准。
具体的，校准子单元1223在获取到需要执行阈值校准时，校准子单元1223相应的获取阈值校准所需的至少一个光信号校准数据。校准子单元1223获取每个光信号校准数据中校准数据头之后的校准数据。每个校准数据均为该光信号校准数据所对应的光源1132执行“灭亮”操作时产生的数据，即每个校准数据均为“01”。校准子单元1223通过获取每个校准数据在“0”时的产生的最高值，将该最高值则作为识别该光源1132为灭时的阈值，该光源1132灭时小于该最高值时则均能够被识别。之后，校准子单元1223通过获取每个校准数据在“1”时的产生的最低值，将该最低值则作为识别该光源1132为亮时的阈值，该光源1132亮时大于该最低值时则均能够被识别。校准子单元1223按照上述操作，则能够依次对每个光信号校准数据进行阈值校准。
例如，该光信号校准数据为A光源1132的亮灭亮灭灭亮亮灭亮灭，即为1010011010，其中，1010为校准数据头。校准子单元1223获取该光信号校准数据中校准数据头之后的01数据，由于0表示A光源1132持续一段时间的灭，而1表示A光源1132持续一段时间的亮。校准子单元1223获取A光源11321121在灭的持续时间段中信号强度的最高值，该最高值则作为为0时的阈值。之后，校准子单元1223再获取A光源1132在亮的持续时间段中信号强度的最低值，该最低值则作为为1时的阈值。此外，保证阈值校准时的准确型，每个光源1132闪烁而处于亮的状态，其它光源1132均为灭的状态，以校准该光源1132处于亮的时候的最低阈值。反之，当该光源1132闪烁而处于灭的状态，其它光源1132均为亮的状态，以校准该光源1132处于灭的时候的最高阈值。
请参阅图3和图7，图7示出了本实施例中校准子单元1223执行采样误差校准的示例图。校准子单元1223在获取到需要执行采样误差校准时，校准子单元1223相应的获取采样误差校准所需的至少一个光信号状态数据。
本实施例中，由于每个单波段编码信号采集传感器1211在采集时，每个光源1132和每个单波段编码信号采集传感器1211的时钟长时间运行后，均会产生累积偏差，使得每个单波段编码信号采集传感器1211在采集时与对应的光源1132发生的闪烁光之间会有相位差。又由于单波段编码信号采集传感器1211的采样频率为闪烁光的两倍，其产生相位差后，单波段编码信号采集传感器1211在采集为“亮灭”闪烁光时则会出现帧1为“全亮”，第一帧2为“弱亮”，第二帧2为“全灭”。其中，第一帧2为“弱亮”则为由于相位差所导致的不确定数据。
校准子单元1223在进行采样误差校准时，采样误差校准采集分析光信号状态数据中“全灭”所对应的“0”的数据。当校准子单元1223获取到光信号状态数据中的第一次获取到“0”的数据时，校准子单元1223将该帧的“0”作为有效数据，并将该帧之后包含不确定数据的下一帧抛掉，并再将抛掉的下一帧之后的一帧作为有效数据，并形成循环。可以理解到，抛掉不确定数据的帧数，则避免了光信号状态数据中存在采集到不确定数据，进而可通过上述方式实现对光信号处理单元122采集每个光信号状态数据的采样误差校准。
需要说明的是，本实施例将为“0”的数据作为有效数据，可有效的避免将为“1”的数据作为有效数据时，由于光源1132距离较远，而光信号强度弱，导致采样误差校准不准确。
此外，在本实施例的光信号处理模块120中，光信号处理模块120根据预设控制程序，当接收到标签信息中的起始位时，便开始执行采样。若未接到起始位，则不处理。当光信号处理模块120采集到的光源1132位置固定，但根据该光源1132所得到的标签信息却不正确时，则判定该光源1132为背景，例如，太阳、LED灯等。
第二编码子单元1224可以为集成电路芯片，其具备对信号的处理和运算能力。第二编码子单元1224根据预设的控制程序，或者由外部设备发送的指令，第二编码子单元1224可设定标签信息、光信号发送规则和光信号编码规则。将该标签信息、光信号发送规则和光信号编码规则发送至第二通信子单元1225。
第二通信子单元1225可以为集成电路芯片，其具备对信号的接收和发送能力。第二通信子单元1225在获取到标签信息、光信号发送规则和光信号编码规则后，第二通信子单元1225则通过无线网络将该标签信息、光信号发送规则和光信号编码规则均发送至第一通信子单元1121。
本实施例的光信号定位装置100在进行采样时，若采用6光色，3位数据位的模式，则可以表达约23万种标签信息。若采用6光色，4位数据位的模式，可以表达约1400万种标签信息。若采用6光色，6位数据位的模式，则可以表达约500多亿种标签信息。若6位数据位，8位数据位的模式，则可以表达约百万亿种标签信息。此外，4位编码加上起始和校验位共计6位，进行12次周期采样，且采样速率为120帧/秒时，光信号定位装置100识别速度为0.1秒。当光信号定位装置100采用1280*720的分辨率，120帧/秒的采样速率时，对12.8m*7.2m的空间中的待测物11进行定位跟踪时，待测物11的识别精度可以达到0.01m。若光信号定位装置100采用120帧/秒的采样速率，且多个待测物11相互之间的间距为至少1米。则光信号定位装置100跟踪该待测物11时，该待测物11速度最高可为30米/秒。
第三实施例
请参阅图8，本发明第三实施例提供了一种光信号定位方法，该方法应用于光信号定位装置，所述方法包括：
步骤S100：所述光信号发送模块判断所述待测物的移动速度是否满足预设条件，在为是时，通过定位光源发射定位光，并通过至少两个光源发射闪烁光。
步骤S200：所述光信号处理模块根据采集的所述定位光获得所述待测物的定位信息，并根据采集的至少两路闪烁光和所述定位信息来确定所述待测物的位置变化情况。
请参阅图9，本发明第三实施例提供了一种光信号定位方法中，步骤S100包括：
步骤S110：所述光信号发送模块判断所述移动速度是否满足预设条件，在为是时，生成一触发信号。
步骤S120：所述光信号发送模块根据从所述光信号处理模块获得的所述待测物的标签信息编码生成光信号数据。
步骤S130：所述光信号发送模块根据生成的所述触发信号，通过所述定位光源发射定位光，以及根据所述光信号数据控制至少两个光源开始发射闪烁光。
请参阅图10，本发明第三实施例提供了一种光信号定位方法中，步骤S200包括：
步骤S210：所述光信号处理模块根据采集的所述定位光获得所述定位信息，并获得所采样的所述至少两路闪烁光中每路闪烁光的采样光闪时序。
步骤S220：所光信号处理模块根据每个采样光闪时序获得所述待测物的标签信息，并判断所述标签信息是否正确，在为是时，根据所述定位信息获取所述待测物的位置变化情况。
请参阅图11，本发明第三实施例提供了一种光信号定位方法中，所述方法还包括：
步骤S101：所述光信号处理模块判断根据每个采样光闪时序是否可对应获得每个校准数据头。
步骤S102：在为是时，所述光信号处理模块对获得的每个采样光闪时序进行阈值校准，或所述光信号处理模块对获得的每个采样光闪时序进行采样误差校准。
需要说明的是，由于所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的方法的具体工作过程，可以参考前述系统、装置和单元的实施例中的对应过程，在此不再赘述。
综上所述，本发明实施例提供了一种光信号定位装置、方法及系统。光信号定位装置包括：光信号发送模块和光信号处理模块，光信号发送模块和光信号处理模块光耦合，光信号发送模块用于安装待测物上。光信号发送模块，用于判断待测物的移动速度是否满足预设条件，在为是时，通过定位光源发射定位光，并通过至少两个光源发射闪烁光。光信号处理模块，用于根据采集的定位光获得待测物的定位信息，并根据采集的至少两路闪烁光和定位信息来确定待测物的位置变化情况。
光信号发送模块首先判断待测物的移动速度满足预设条件时，光信号发送模块其次才通过定位光源发射定位光，并通过至少两个光源发射闪烁光。进而，光信号处理模块可根据采集的定位光获得待测物的定位信息，并再根据相应采集到至少两路闪烁光和定位信息来确定待测物的位置变化情况。因此，通过光信号发送模块在移动速度满足预设条件时，才通过至少两个光源发射闪烁光，实现了对功耗的控制，达到了节能效果；而再通过光信号处理模块采集待测物上光信号发送模块发送的闪烁光实现了对待测物进行识别、定位和跟踪，由于光信号远距离传输的精准性，进而能够对待测物进行中远距离的精确定位和精确跟踪。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光信号定位装置，其特征在于，所述光信号定位装置包括：光信号发送模块和光信号处理模块，所述光信号发送模块和所述光信号处理模块光耦合，所述光信号发送模块用于安装待测物上；
所述光信号发送模块，用于判断所述待测物的移动速度是否满足预设条件，在为是时，通过定位光源发射定位光，并通过至少两个光源发射闪烁光；
所述光信号处理模块，用于根据采集的所述定位光获得所述待测物的定位信息，并根据采集的至少两路闪烁光和所述定位信息来确定所述待测物的位置变化情况。
2.根据权利要求1所述的光信号定位装置，其特征在于，所述光信号发送模块包括：运动感应单元、光信号编码单元和光信号发送单元，所述运动感应单元和所述光信号编码单元均与所述光信号发送单元连接，所述光信号发送单元和所述光信号处理模块光耦合；
所述运动感应单元，用于判断所述移动速度是否满足预设条件，在为是时，生成一触发信号至所述光信号发送单元；
所述光信号编码单元，用于根据从所述光信号处理模块获得的所述待测物的标签信息编码生成光信号数据，并将所述光信号数据发送至所述光信号发送单元；
所述光信号发送单元，用于在获得所述触发信号时，控制所述定位光源发射定位光，并根据所述光信号数据控制至少两个光源开始发射闪烁光。
3.根据权利要求2所述的光信号定位装置，其特征在于，所述定位光源和所述至少两个光源中每个光源均为单波段发射头。
4.根据权利要求3所述的光信号定位装置，其特征在于，所述光信号处理模块包括：光信号接收单元和光信号处理单元，所述光信号接收单元与所述光信号发送模块光耦合，所述光信号接收单元与所述光信号处理单元连接；
所述光信号接收单元，用于根据采集的所述定位光获得所述定位信息，并获得所采样的所述至少两路闪烁光中每路闪烁光的采样光闪时序，将每个采样光闪时序和定位信息均发送至所述光信号处理单元；
所述光信号处理单元，用于根据每个采样光闪时序获得所述待测物的标签信息，并判断所述标签信息是否正确，在为是时，根据所述定位信息获取所述待测物的位置变化情况。
5.根据权利要求4所述的光信号定位装置，其特征在于，所述光信号接收单元包括：单波段定位信号采集传感器、以及与所述至少两个光源的数量匹配的单波段编码信号采集传感器；
所述单波段定位信号采集传感器，用于采集所述定位光，并根据所述定位光获得所述待测物的定位信息，将所述定位信息发送至所述光信号处理单元；
所述单波段编码信号采集传感器，用于获得所采样的所述至少两路闪烁光中每路闪烁光的采样光闪时序，将每个采样光闪时序发送至所述光信号处理单元。
6.一种光信号定位方法，其特征在于，所述方法应用于光信号定位装置，所述光信号定位装置包括：光信号发送模块和光信号处理模块，所述光信号发送模块和所述光信号处理模块光耦合，所述光信号发送模块用于安装待测物上；所述方法包括：
所述光信号发送模块判断所述待测物的移动速度是否满足预设条件，在为是时，通过定位光源发射定位光，并通过至少两个光源发射闪烁光；
所述光信号处理模块根据采集的所述定位光获得所述待测物的定位信息，并根据采集的至少两路闪烁光和所述定位信息来确定所述待测物的位置变化情况。
7.根据权利要求6所述的光信号定位方法，其特征在于，所述光信号发送模块判断所述待测物的移动速度是否满足预设条件，在为是时，通过定位光源发射定位光，并通过至少两个光源发射闪烁光，包括：
所述光信号发送模块判断所述移动速度是否满足预设条件，在为是时，生成一触发信号；
所述光信号发送模块根据从所述光信号处理模块获得的所述待测物的标签信息编码生成光信号数据；
所述光信号发送模块根据生成的所述触发信号，通过所述定位光源发射定位光，以及根据所述光信号数据控制至少两个光源开始发射闪烁光。
8.根据权利要求7所述的光信号定位方法，其特征在于，所述光信号处理模块根据采集的所述定位光获得所述待测物的定位信息，并根据采集的至少两路闪烁光和所述定位信息来确定所述待测物的位置变化情况，所述方法包括：
所述光信号处理模块根据采集的所述定位光获得所述定位信息，并获得所采样的所述至少两路闪烁光中每路闪烁光的采样光闪时序；
所光信号处理模块根据每个采样光闪时序获得所述待测物的标签信息，并判断所述标签信息是否正确，在为是时，根据所述定位信息获取所述待测物的位置变化情况。
9.根据权利要求8所述的光信号定位方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述光信号处理模块判断根据每个采样光闪时序是否可对应获得每个校准数据头；
在为是时，所述光信号处理模块对获得的每个采样光闪时序进行阈值校准，或所述光信号处理模块对获得的每个采样光闪时序进行采样误差校准。
10.一种光信号定位系统，其特征在于，所述光信号定位系统包括：待测物和如权利要求1-5任一项所述的光信号定位装置，所述光信号定位装置中的光信号发送模块安装在所述待测物上。
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