CN109143214B

CN109143214B - 一种采用激光扫描的目标定位方法及装置

Info

Publication number: CN109143214B
Application number: CN201810835772.5A
Authority: CN
Inventors: 刘超; 何风行; 陈玉琨
Original assignee: Shanghai Lexiang Technology Co ltd
Current assignee: Shanghai Lexiang Technology Co ltd
Priority date: 2018-07-26
Filing date: 2018-07-26
Publication date: 2021-01-08
Anticipated expiration: 2038-07-26
Also published as: CN109143214A

Abstract

本发明公开了一种采用激光扫描的目标定位方法及装置。所述方法包括：获取被激光扫描基站扫描到的第一激光接收装置在世界坐标系中的第一坐标，然后在待定位目标的局部坐标系中确定待定位目标中预先设置的定位点和第一激光接收装置之间的第一相对位置关系，进而根据待定位目标的姿态信息，确定第一相对位置关系在世界坐标系下的第一修正位置关系，最后可以根据第一坐标及所述第一修正位置关系，确定定位点在世界坐标系中的第三坐标，并将所述第三坐标作为待定位目标所在的位置。如此，可以解决现有技术中多个激光接收装置解算出的定位结果不同而导致待定位目标的三维空间位置出现定位抖动的问题，提高了对待定位目标进行定位的精确性。

Description

一种采用激光扫描的目标定位方法及装置

技术领域

本发明涉及激光和电子技术领域，尤其涉及一种采用激光扫描的目标定位方法及装置。

背景技术

虚拟现实(Virtual Reality，VR)技术是一种利用计算机生成模拟环境，并借助专业设备，让用户进入虚拟空间，实时感知和操作，从而获得身临其境感受的技术。

VR技术最重要的特征是其沉浸感，而一套精度高、实时性好的三维空间定位系统是实现这一特征的重要一环，激光定位方案的精度可以达到毫米级别，是目前实现VR定位的主要技术手段之一。其中，激光定位的基本原理是利用激光扫描基站，对检测空间发射横竖的扫描激光，在激光扫描区域内，安装在待定位目标上的激光接收装置可以测量激光到达时间，然后根据激光的数量及到达接收器的时间解算出待定位目标的三维空间位置。然而，为了避免激光被遮挡的问题，待定位目标上通常会布置多个激光接收装置。如果同一时刻有多个激光接收装置被激光扫描基站扫描到，那么不同的激光接收装置将会解算出不同的定位结果，导致待定位目标的三维空间位置出现定位抖动问题。

基于此，目前亟需一种采用激光扫描的目标定位方法，用于解决现有技术中多个激光接收装置解算出的定位结果不同而导致待定位目标的三维空间位置出现定位抖动的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种采用激光扫描的目标定位方法及装置，以解决现有技术中多个激光接收装置解算出的定位结果不同而导致待定位目标的三维空间位置出现定位抖动的技术问题。

本发明实施例提供一种采用激光扫描的目标定位方法，所述方法包括：

获取待定位目标中被激光扫描基站扫描到的第一激光接收装置在世界坐标系中的第一坐标；所述第一坐标是根据所述第一激光接收装置在所述激光扫描基站的局部坐标系中的第二坐标确定的；

在所述待定位目标的局部坐标系中确定所述待定位目标中预先设置的定位点和所述第一激光接收装置之间的第一相对位置关系；

根据所述待定位目标的姿态信息，确定所述第一相对位置关系在所述世界坐标系下的第一修正位置关系；

根据所述第一坐标及所述第一修正位置关系，确定所述定位点在所述世界坐标系中的第三坐标，并将所述第三坐标作为所述待定位目标所在的位置。

采用上述方法，本发明实施例可以先计算出任一激光接收装置在世界坐标系中与定位点之间的相对位置关系，进而可以根据该相对位置关系对激光接收装置在世界坐标系中的坐标进行计算，这种计算相当于将激光接收装置在世界坐标系中的坐标进行了移动，而移动后的位置即为定位点在世界坐标系中的坐标，如此，可以解决现有技术中多个激光接收装置解算出的定位结果不同而导致待定位目标的三维空间位置出现定位抖动的问题，提高了对待定位目标进行定位的精确性。

在一种可能的实现方式中，根据所述第一坐标及所述修正位置关系，确定所述定位点在所述世界坐标系中的第三坐标之前，还包括：

获取所述待定位目标中被激光扫描基站扫描到的第二激光接收装置在所述世界坐标系中的第四坐标；所述第四坐标是根据所述第二激光接收装置在所述激光扫描基站的局部坐标系中的第五坐标确定的；所述第二激光接收装置至少为一个；

在所述待定位目标的局部坐标系中确定所述定位点和所述第二激光接收装置之间的第二相对位置关系；

根据所述待定位目标的姿态信息，确定所述第二相对位置关系在所述世界坐标系下的第二修正位置关系；

根据所述第一坐标及所述第一修正位置关系，确定所述定位点在所述世界坐标系中的第三坐标，包括：

根据所述第一坐标及所述第一修正位置关系，确定所述定位点在所述世界坐标系中的第一初始坐标；

根据所述第四坐标及所述第二修正位置关系，确定所述定位点在所述世界坐标系中的第二初始坐标；

根据所述第一初始坐标和所述第二初始坐标，确定所述定位点的第三坐标。

如此，充分考虑了同一时刻有多个激光接收装置被激光扫描基站扫描到的情况，能够降低第三坐标的计算误差，提高对待定位目标进行定位的准确度。

在一种可能的实现方式中，所述待定位目标的姿态信息通过以下方式得到：

根据所述待定位目标中的传感器记录的数据，确定所述待定位目标的初始姿态信息；

在所述待定位目标的局部坐标系中确定所述第一激光接收装置和第二激光接收装置之间的第三相对位置关系；所述第二激光接收装置与所述第一激光接收装置在同一时刻被所述激光扫描基站扫描到；

确定所述第一激光接收装置和所述第二激光接收装置在所述世界坐标系中的第四相对位置关系；

根据所述第三相对位置关系和所述第四相对位置关系，对所述待定位目标的初始姿态信息进行修正，得到所述待定位目标的姿态信息。

如此，能够降低待定位目标的姿态信息的误差，能够提高激光接收装置在世界坐标系中与定位点之间的相对位置关系的准确度。

在一种可能的实现方式中，根据所述待定位目标的姿态信息，确定所述第一相对位置关系在所述世界坐标系下的第一修正位置关系，包括：

根据所述待定位目标的姿态信息，确定所述待定位目标在所述世界坐标系的旋转矩阵；

根据所述第一相对位置关系和所述旋转矩阵，确定第一相对位置关系在所述世界坐标系下的第一修正位置关系。

采用旋转矩阵的方式来确定修正位置关系，计算较为方便，准确度也较高。

在一种可能的实现方式中，所述定位点在所述世界坐标系中的第三坐标通过以下方式得到：

P＝p_i-R·L_i

其中，P为所述定位点在所述世界坐标系中的第三坐标；p_i为第i个激光接收装置在世界坐标系中的第一坐标；R为待定位目标在世界坐标系的旋转矩阵；L_i为第i个激光接收装置和待定位目标中预先设置的定位点之间在待定位目标的局部坐标系中的相对位置关系。

本发明实施例提供一种采用激光扫描的目标定位装置，所述装置包括：

获取单元，用于获取待定位目标中被激光扫描基站扫描到的第一激光接收装置在世界坐标系中的第一坐标；所述第一坐标是根据所述第一激光接收装置在所述激光扫描基站的局部坐标系中的第二坐标确定的；

处理单元，用于在所述待定位目标的局部坐标系中确定所述待定位目标中预先设置的定位点和所述第一激光接收装置之间的第一相对位置关系；并根据所述待定位目标的姿态信息，确定所述第一相对位置关系在所述世界坐标系下的第一修正位置关系；以及根据所述第一坐标及所述第一修正位置关系，确定所述定位点在所述世界坐标系中的第三坐标，并将所述第三坐标作为所述待定位目标所在的位置。

在一种可能的实现方式中，所述获取单元还用于：

所述处理单元还用于：

在所述待定位目标的局部坐标系中确定所述定位点和所述第二激光接收装置之间的第二相对位置关系；并根据所述待定位目标的姿态信息，确定所述第二相对位置关系在所述世界坐标系下的第二修正位置关系；

所述处理单元具体用于：

根据所述第一坐标及所述第一修正位置关系，确定所述定位点在所述世界坐标系中的第一初始坐标；并根据所述第四坐标及所述第二修正位置关系，确定所述定位点在所述世界坐标系中的第二初始坐标；以及根据所述第一初始坐标和所述第二初始坐标，确定所述定位点的第三坐标。

在一种可能的实现方式中，所述处理单元具体用于：

P＝p_i-R·L_i

本申请实施例的还提供一种装置，该装置具有实现上文所描述的采用激光扫描的目标定位方法的功能。该功能可以通过硬件执行相应的软件实现，在一种可能的设计中，该装置包括：处理器、收发器、存储器；该存储器用于存储计算机执行指令，该收发器用于实现该装置与其他通信实体进行通信，该处理器与该存储器通过该总线连接，当该装置运行时，该处理器执行该存储器存储的该计算机执行指令，以使该装置执行上文所描述的采用激光扫描的目标定位方法。

本发明实施例还提供一种计算机存储介质，所述存储介质中存储软件程序，该软件程序在被一个或多个处理器读取并执行时实现上述各种可能的实现方式中所描述的采用激光扫描的目标定位方法。

本发明实施例还提供一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各种可能的实现方式中所描述的采用激光扫描的目标定位方法。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍。

图1为本发明实施例适用的一种系统架构图；

图2为本发明实施例提供的一种采用激光扫描的目标定位方法所对应的流程示意图；

图3为本发明实施例中采用激光扫描基站对手柄进行定位的场景示意图；

图4a为本发明实施例中手柄中的定位点的一种示意图；

图4b为本发明实施例中手柄中的定位点的另一种示意图；

图5为本发明实施例提供的一种手柄的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种确定定位点的第三坐标的流程示意图；

图7为本发明实施例提供的一种采用激光扫描的目标定位装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本申请进行具体说明，方法实施例中的具体操作方法也可以应用于装置实施例中。

图1示例性示出了本发明实施例适用的一种系统架构图，如图1所示，包括服务器101、待定位目标102、至少一个激光扫描基站，如图1中示出的激光扫描基站103。其中，服务器101可以通过无线连接的方式与待定位目标102和激光扫描基站103，从而获取待定位目标102和激光扫描基站103分别对应的位置信息。

本发明实施例中，待定位目标102可以是手柄，也可以是VR头盔，或者还可以是其它能够接收激光的设备，具体不做限定。

基于图1所示的系统架构，图2示例性示出了本发明实施例提供的一种采用激光扫描的目标定位方法所对应的流程示意图，该方法可以由图1中示出的服务器来执行，具体包括以下步骤：

步骤201，获取待定位目标中被激光扫描基站扫描到的第一激光接收装置在世界坐标系中的第一坐标。

步骤202，在所述待定位目标的局部坐标系中确定所述待定位目标中预先设置的定位点和所述第一激光接收装置之间的第一相对位置关系。

步骤203，根据所述待定位目标的姿态信息，确定所述第一相对位置关系在所述世界坐标系下的第一修正位置关系。

步骤204，根据所述第一坐标及所述第一修正位置关系，确定所述定位点在所述世界坐标系中的第三坐标，并将所述第三坐标作为所述待定位目标所在的位置。

需要说明的是，上述步骤编号仅为一种执行流程的示例性表示，本申请对各个步骤的先后顺序不做具体限定，例如，上述步骤201和步骤202中，也可以是先确定待定位目标中预先设置的定位点和第一激光接收装置之间的第一相对位置关系，再获取待定位目标中被激光扫描基站扫描到的第一激光接收装置在世界坐标系中的第一坐标，具体不做限定。

具体来说，步骤201中，第一激光接收装置可以是指在某一时刻被激光扫描基站扫描到的任一激光接收装置。第一激光接收装置在世界坐标系中的第一坐标可以是根据第一激光接收装置在激光扫描基站的局部坐标系中的第二坐标确定的。进一步地，服务器可以是在待定位目标可以根据第一激光接收装置的第二坐标计算出第一坐标后，直接从待定位目标中获取第一激光接收装置的第一坐标；或者，服务器也可以是从待定位目标中获取第一激光接收装置的第二坐标后，通过计算确定出第一激光接收装置的第一坐标。

以图1示出系统中只有一个激光扫描基站为例，图3示例性示出了本发明实施例中采用激光扫描基站对手柄进行定位的场景示意图。如图3所示，激光扫描基站103可以用于对监测区域进行周期性扫描。激光扫描基站103可以设置有多个激光扫描装置，例如图3中示出的激光扫描装置301、激光扫描装置302和激光扫描装置303。激光扫描装置301、激光扫描装置302和激光扫描装置303可以依次在三维空间内扫描，其中，激光扫描装置301和激光扫描装置303可以通过发出激光在水平方向上扫描，激光扫描装置302可以在垂直方向上扫描，任意时刻仅有一个激光扫描装置处于工作状态。待定位目标102可以为手柄，且待定位目标上设置有多个激光接收装置，例如图3中示出的激光接收装置201、激光接收装置202和激光接收装置203。激光接收装置可以接收激光扫描装置发出的激光。

具体实施例过程中，以激光接收装置201为例，可以根据激光扫描基站103发出激光的时间和该激光被激光接收装置201接收到的时间之间的时间差，来确定激光接收装置201在激光扫描基站103的局部坐标系中的位置；进而根据激光扫描基站103的局部坐标系与世界坐标系之间的相对位置关系，确定激光接收装置201在世界坐标系中的位置，即可以确定激光接收装置201的第一坐标。举个例子，激光扫描装置301可以发出激光A，激光A从起始位置到被激光接收装置201接收到中间花费的时间为ΔT₁；激光扫描装置302可以发出激光B，激光B从起始位置到被激光接收装置201接收到中间花费的时间为ΔT₂；激光扫描装置303可以发出激光C，激光C从起始位置到被激光接收装置201接收到中间花费的时间为ΔT₃。根据下文示出的角度计算公式(1)，可以计算得到激光接收装置与激光扫装置301起始扫描位置之间的角度α₁＝ω×ΔT₁，激光接收装置与激光扫装置302起始扫描位置之间的角度α₂＝ω×ΔT₂，激光接收装置与激光扫装置303起始扫描位置之间的角度α₃＝ω×ΔT₃；进一步地，采用三角函数关系可以根据α₁、α₂和α₃来确定激光接收装置201在激光扫描基站103的局部坐标系中的第二坐标，比如第二坐标可以为p’＝(x’，y’，z’)；进一步地，根据激光扫描基站103的局部坐标系与世界坐标系之间的相对位置关系(如激光扫描基站103的局部坐标系与世界坐标系之间的旋转矩阵)，采用公式(2)可以确定激光接收装置201的第一坐标，可以记作第一坐标为p＝(x，y，z)。

α＝ω×ΔT 公式(1)

其中，α为在激光扫描基站的局部坐标系中激光接收装置与激光扫描装置起始扫描位置之间的角度；ω为激光扫描装置的扫描角速度；ΔT为激光扫描装置发出激光开始扫描的时间和该激光被激光接收装置接收到的时间之间的时间差。

p＝r×p’ 公式(2)

其中，p为激光接收装置在世界坐标系中的第一坐标；r为激光扫描基站的局部坐标系与世界坐标系之间的旋转矩阵；p’为激光接收装置在激光扫描基站的局部坐标系中的第二坐标。

步骤202中，定位点所在的位置可以用于表示待定位目标的位置。本发明实施例中，可以将待定位目标的中心点预先设置为定位点，以待定位目标为手柄为例，如图4a所示，为手柄中的定位点的一种示例，即可以将手柄圆环的中心点作为定位点；或者，也可以将待定位目标的最低点预先设置为定位点，仍然以待定位目标为手柄为例，如图4b所示，为手柄中的定位点的另一种示例，即可以将手柄握把的底部作为定位点。

需要说明的是，本领域技术人员可以根据经验和实际情况预先设置待定位目标的定位点，该定位点可以为待定位目标中的任意位置具体不做限定。

本发明实施例中，确定第一相对位置关系的方式有多种。一种可能的实现方式为，根据待定位目标的尺寸和各激光接收装置的位置，在待定位目标的局部坐标系中确定出定位点的坐标和第一激光接收装置的坐标，进而可以计算得到定位点和第一激光接收装置之间的第一相对位置关系(即定位点和第一激光接收装置的坐标差)。

另一种可能的实现方式为，将定位点作为待定位目标的局部坐标系的坐标原点，然后根据待定位目标的尺寸和各激光接收装置的位置，确定第一激光接收装置在待定位目标的局部坐标系中的坐标，进而可以将第一激光接收装置在待定位目标的局部坐标系中的坐标作为定位点和第一激光接收装置之间的第一相对位置关系。

举个例子，图5示例性示出了本发明实施例提供的一种手柄的结构示意图。如图5所示，若预先设置的手柄的定位点为手柄圆环的中心点，即图5中示出的O点，则可以以O点为原点建立待定位目标的局部坐标系；然后，根据待定位目标的尺寸和各激光接收装置的位置，若确定第一激光接收装置在待定位目标的局部坐标系中的坐标为(x₁，y₁，z₁)，则第一相对位置关系用坐标的方式可以表示为L₁＝(x₁，y₁，z₁)。

考虑到待定位目标的局部坐标系与世界坐标系之间存在一定的角度偏差，因此，步骤202中计算得到的第一相对位置关系并不能直接用于体现定位点和第一激光接收装置在世界坐标系中的相对位置关系。

基于此，步骤203中需要根据待定位目标的姿态信息，对第一相对位置关系进行修正，从而得到第一相对位置关系在世界坐标系下的第一修正位置关系。

一种可能的实现方式为，可以根据待定位目标的姿态信息，确定待定位目标在世界坐标系的旋转矩阵，进而可以根据第一相对位置关系和旋转矩阵，确定第一相对位置关系在世界坐标系下的第一修正位置关系。

具体来说，可以先通过待定位目标中的传感器记录的数据，确定待定位目标的姿态信息，然后再确定待定位目标在世界坐标系的旋转矩阵。其中，确定待定位目标在世界坐标系的旋转矩阵的方式有多种，一个示例中，可以根据待定位目标的姿态信息，确定待定位目标的三个欧拉角(即Yaw角、Pitch角和Roll角)，然后可以根据Yaw角、Pitch角和Roll角得到待定位目标在世界坐标系的旋转矩阵。另一个示例中，可以根据待定位目标的姿态信息，确定待定位目标的四元数，然后根据待定位目标的四元数得到定位目标在世界坐标系的旋转矩阵。其中，待定位目标在世界坐标系的旋转矩阵可以用R来表示，

本发明实施例中，传感器可以为多种类型的传感器，比如可以为九轴惯性传感器、陀螺仪传感器、加速度传感器等，具体不做限定。

进一步地，考虑到根据传感器得到的待定位目标的姿态信息可能会存在一定误差，可以对待定位目标中的传感器记录的数据得到的初始姿态信息进行修正后，得到待定位目标的姿态信息，从而提高激光接收装置在世界坐标系中与定位点之间的相对位置关系的准确度。具体来说，可以先根据待定位目标中的传感器记录的数据，确定待定位目标的初始姿态信息，然后在待定位目标的局部坐标系中确定第一激光接收装置和第二激光接收装置之间的第三相对位置关系，进而确定第一激光接收装置和第二激光接收装置在所述世界坐标系中的第四相对位置关系，最后可以根据第三相对位置关系和第四相对位置关系，对待定位目标的初始姿态信息进行修正，得到待定位目标的姿态信息。其中，第二激光接收装置与第一激光接收装置可以在同一时刻被激光扫描基站扫描到。

举个例子，采用九轴惯性传感器记录的数据计算待定位目标的姿态信息，由于九轴惯性传感器计算出的Yaw角是一个相对量，因此，Yaw角可能存在一定误差。如此，以上述示例中根据三个欧拉角确定旋转矩阵的方式为例，可以先根据待定位目标中的九轴惯性传感器记录的数据，确定待定位目标的初始姿态信息，即可以确定待定位目标的三个欧拉角(即初始Yaw角、初始Pitch角和初始Roll角)；进一步地，根据初始Yaw角、初始Pitch角和初始Roll角，可以确定待定位目标在世界坐标系的初始旋转矩阵，记作R’；进一步地，若确定在待定位目标的局部坐标系中第一激光接收装置的坐标为(x₂，y₂，z₂)，在待定位目标的局部坐标系中第二激光接收装置的坐标为(x₃，y₃，z₃)，则可以确定第一激光接收装置和第二激光接收装置之间的第三相对位置关系D＝(x₃-x₂，y₃-y₂，z₃–z₂)；进一步地，若确定第一激光接收装置在世界坐标系中的坐标为(x₂’，y₂’，z₂’)，第二激光接收装置在世界坐标系中的坐标为(x₃’，y₃’，z₃’)，则可以确定第一激光接收装置和第二激光接收装置之间的第四相对位置关系D’＝(x₃’-x₂’，y₃’-y₂’，z₃’–z₂’)；进一步地，根据待定位目标在世界坐标系的初始旋转矩阵(R’)、第三相对位置关系(D)和第四相对位置关系(D’)，计算R’*D和D’之间的角度差ΔY；进一步地，采用ΔY对初始Yaw角进行修正，得到修正后的Yaw角；进一步地，根据修正后的Yaw角、初始Pitch角和初始Roll角，可以确定待定位目标在世界坐标系的旋转矩阵，记作R。

在其它可能的实现方式为，也可以根据待定位目标的姿态信息，采用其它方式来确定第一修正位置关系，比如，根据待定位目标的姿态信息，可以确定待定位目标在世界坐标系中的角度，然后根据待定位目标在世界坐标系中的角度和第一相对位置关系，确定第一修正位置关系，具体不做限定。

步骤204中，根据第一坐标及第一修正位置关系，可以将第一激光扫描装置在世界坐标系中的坐标根据第一修正位置关系进行移动，从而确定定位点在世界坐标系中的第三坐标。具体地，定位点在世界坐标系中的第三坐标可以通过公式(3)得到。

P＝p_i-R·L_i公式(3)

进一步地，考虑到同一时刻可能存在多个激光接收装置被激光扫描基站扫描到，因此，可以根据每个激光接收装置的位置来确定定位点的第三坐标，如此，能够降低第三坐标的计算误差，提高对待定位目标进行定位的准确度。

具体来说，如图6所示，为本发明实施例提供的一种确定定位点的第三坐标的流程示意图，包括如下步骤：

步骤601，获取待定位目标中被激光扫描基站扫描到的第一激光接收装置在世界坐标系中的第一坐标，并获取待定位目标中被激光扫描基站扫描到的第二激光接收装置在世界坐标系中的第四坐标。

具体来说，第一坐标的确定方式可以参考上文所述的内容，此处不再赘述。而第四坐标的确定方式与第一坐标的确定方式类似，可以根据第二激光接收装置在激光扫描基站的局部坐标系中的第五坐标确定的，在此也不做详细描述。

进一步地，第二激光接收装置至少为一个，换言之，在某一时刻第一接收装置被激光扫描基站扫描到，同时，也可以存在至少一个第二激光接收装置被激光扫描基站扫描到。举个例子，若同一时刻有三个激光接收装置(分别为激光接收装置A、激光接收装置B、激光接收装置C)被激光扫描基站扫描到，则可以分别获取激光接收装置A在世界坐标系中的坐标、激光接收装置B在世界坐标系中的坐标和激光接收装置C在世界坐标系中的坐标。

步骤602，在待定位目标的局部坐标系中确定定位点和第一激光接收装置之间的第一相对位置关系，以及在待定位目标的局部坐标系中确定定位点和第二激光接收装置之间的第二相对位置关系。

具体来说，第一相对位置关系的确定方式可以参考上文所述的内容，此处不再赘述。而第二相对位置关系与第一相对位置关系的确定方式类似，在此也不做详细描述。

步骤603，根据第一坐标及第一修正位置关系，确定定位点在世界坐标系中的第一初始坐标，以及根据第四坐标及第二修正位置关系，确定定位点在世界坐标系中的第二初始坐标。

步骤604，根据第一初始坐标和第二初始坐标，确定定位点的第三坐标。

具体来说，根据第一初始坐标和第二初始坐标确定第三坐标的方式有多种，比如，可以根据第一初始坐标和第二初始坐标的平均值来确定第三坐标；或者，也可以在第一初始坐标、第二初始坐标的基础上，结合第一初始坐标和第二初始坐标分别对应的权值，来确定第三坐标。

以结合第一初始坐标和第二初始坐标分别对应的权值为例，定位点在世界坐标系中的第三坐标也可以通过公式(4)得到。

其中，P为定位点在世界坐标系中的第三坐标；n为同一时刻被激光扫描基站扫描到的激光接收装置的数目；p_i为第i个激光接收装置在世界坐标系中的坐标；R为待定位目标在所述世界坐标系的旋转矩阵；L_i为第i个激光接收装置和定位点之间在待定位目标的局部坐标系中的相对位置关系；w_i为第i个激光接收装置对应的权值。

进一步地，每个激光接收装置对应的权值可以根据激光接收装置被激光扫描基站扫描到的照射角度来确定，比如，当激光接收装置和激光扫描基站之间的照射夹角为0°时，可以设定该激光接收装置对应的权值为1；当激光接收装置和激光扫描基站之间的照射夹角为90°时，可以设定该激光接收装置对应的权值为0；当激光接收装置和激光扫描基站之间的照射夹角为0～90°时，可以在0～1之间设定该激光接收装置对应的权值。本领域技术人员也可以根据经验和实际情况采用其它方式来确定各激光接收装置的权值，具体不做限定。

为了更加清楚地说明本发明实施例中待定位目标所在的位置的具体确定方式，下面通过举例来说明。

假设在同一时刻存在3个激光接收装置(激光接收装置A、激光接收装置B、激光接收装置C)被激光扫描基站扫描到，且，激光接收装置A在世界坐标系中的坐标为p_A，激光接收装置B在世界坐标系中的坐标为p_B，激光接收装置C在世界坐标系中的坐标为p_C。

进一步地，若设定待定位目标的局部坐标系是以定位点为原点建立的，则可以确定在待定位目标的局部坐标系中确定定位点和激光接收装置A之间的相对位置关系为L_A，在待定位目标的局部坐标系中确定定位点和激光接收装置B之间的相对位置关系为L_B，在待定位目标的局部坐标系中确定定位点和激光接收装置C之间的相对位置关系为L_C。

进一步地，若确定根据待定位目标的姿态信息，采用欧拉角的方式确定出的待定位目标在所述世界坐标系的旋转矩阵为R。

进一步地，可以确定激光接收装置A对应的修正位置关系为L_A·R，激光接收装置B对应的修正位置关系为L_B·R，激光接收装置C对应的修正位置关系为L_C·R。

进一步地，若设定激光接收装置A对应的权值为w_A，激光接收装置B对应的权值为w_B，激光接收装置C对应的权值为w_C。

进一步地，根据上文公式(4)的内容，可以确定定位点的第三坐标为：

进一步地，可以将定位点的第三坐标作为待定位目标所在的位置。

基于同样的发明构思，图7示例性示出了本发明实施例提供一种采用激光扫描的目标定位装置，如图7所示，所述装置包括获取单元701和处理单元702；其中，

获取单元701，用于获取待定位目标中被激光扫描基站扫描到的第一激光接收装置在世界坐标系中的第一坐标；所述第一坐标是根据所述第一激光接收装置在所述激光扫描基站的局部坐标系中的第二坐标确定的；

处理单元702，用于在所述待定位目标的局部坐标系中确定所述待定位目标中预先设置的定位点和所述第一激光接收装置之间的第一相对位置关系；并根据所述待定位目标的姿态信息，确定所述第一相对位置关系在所述世界坐标系下的第一修正位置关系；以及根据所述第一坐标及所述第一修正位置关系，确定所述定位点在所述世界坐标系中的第三坐标，并将所述第三坐标作为所述待定位目标所在的位置。

在一种可能的实现方式中，所述获取单元701还用于：

所述处理单元702还用于：

所述处理单元702具体用于：

在一种可能的实现方式中，所述处理单元702具体用于：

P＝p_i-R·L_i

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种采用激光扫描的目标定位方法，其特征在于，所述方法包括：

根据所述第一相对位置关系和所述旋转矩阵，确定第一相对位置关系在所述世界坐标系下的第一修正位置关系；

根据所述第一坐标及所述第一修正位置关系，确定所述定位点在所述世界坐标系中的第三坐标，并将所述第三坐标作为所述待定位目标所在的位置；

其中，所述世界坐标系的旋转矩阵可通过如下方式中的一种来确定：

根据所述待定位目标的姿态信息，确定所述待定位目标的三个欧拉角，并根据所述三个欧拉角得到所述世界坐标系中的旋转矩阵；或，

根据所述待定位目标的姿态信息，确定所述待定位目标的四元数，并根据所述四元数得到所述世界坐标系中的旋转矩阵。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第一坐标及所述修正位置关系，确定所述定位点在所述世界坐标系中的第三坐标之前，还包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待定位目标的姿态信息通过以下方式得到：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述定位点在所述世界坐标系中的第三坐标通过以下方式得到：

P＝p_i-R·L_i

5.一种采用激光扫描的目标定位装置，其特征在于，所述装置包括：

处理单元，用于在所述待定位目标的局部坐标系中确定所述待定位目标中预先设置的定位点和所述第一激光接收装置之间的第一相对位置关系；并根据所述待定位目标的姿态信息，确定所述待定位目标在所述世界坐标系的旋转矩阵；根据所述第一相对位置关系和所述旋转矩阵，确定第一相对位置关系在所述世界坐标系下的第一修正位置关系；以及根据所述第一坐标及所述第一修正位置关系，确定所述定位点在所述世界坐标系中的第三坐标，并将所述第三坐标作为所述待定位目标所在的位置；其中，所述世界坐标系的旋转矩阵可通过如下方式中的一种来确定：根据所述待定位目标的姿态信息，确定所述待定位目标的三个欧拉角，并根据所述三个欧拉角得到所述世界坐标系中的旋转矩阵；或，根据所述待定位目标的姿态信息，确定所述待定位目标的四元数，并根据所述四元数得到所述世界坐标系中的旋转矩阵。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述获取单元还用于：

所述处理单元还用于：

所述处理单元具体用于：

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述待定位目标的姿态信息通过以下方式得到：

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述定位点在所述世界坐标系中的第三坐标通过以下方式得到：

P＝p_i-R·L_i

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机实现执行权利要求1至4中任一项所述的方法。

10.一种计算机设备，其特征在于，包括：

存储器，用于存储程序指令；

处理器，用于调用所述存储器中存储的程序指令，按照获得的程序执行如权利要求1至4任一权利要求所述的方法。