CN109789526B - 手持式工具系统 - Google Patents

Abstract

一种手持式工具系统，包括手持式工具以及与手持式工具配接的定位装置；手持式工具包括输出轴以及与输出轴配接的工作头；定位装置包括：检测模块，被设置用于检测定位装置的位置特征和/或运动特征，输出表征位置特征和/或运动特征的参数，所述检测模块与工作头之间具有预定距离；存储模块，被设置至少用于记录工作头的参照位置信息；控制模块，被设置用于根据所述参数、预定距离和参照位置信息获得所述工作头的实时位置信息；输出模块，被设置成将实时位置信息以被感知的方式输出。

Description

手持式工具系统

技术领域

本发明涉及一种手持式工具系统，尤其涉及一种设置定位装置的手持式工具系统。

背景技术

目前，利用手持工具，例如电动螺丝批、手电钻，在工件上连续打孔或安装螺丝钉用于在墙面挂画，为保证各打孔点之间按规定距离和方向排列，需要预先测量、画线、标示作业点位置，操作麻烦、且费时费力，同时还会在墙面或者工件上留下痕迹，而且挂画之前由于没有对画进行整体布局，使得画框与画框之间的位置不协调或者间距不合适，容易出现位置偏差等情况。

基于此，有必要研究开发能够直接进行定位测距打孔、操作简单、智能化、人性化、不留痕迹的辅助挂画的手持式工具系统。

发明内容

本发明为克服现有技术的缺陷，提供了一种能够准确、快速定位的持式工具系统。

本发明的技术方案是这样的，一种手持式工具系统，包括手持式工具、以及与手持式工具配接的定位装置，所述手持式工具包括输出轴、以及与输出轴配接的工作头，所述定位装置包括：检测模块，被设置用于检测定位装置的位置特征和/或运动特征，输出表征位置特征和/或运动特征的参数，所述检测模块与工作头之间具有预定距离；存储模块，被设置至少用于记录工作头的参照位置信息；控制模块，被设置用于根据所述参数、预定距离和参照位置信息获得所述工作头的实时位置信息；输出模块，被设置成将实时位置信息以被感知的方式输出。

优选地，所述手持式工具设置有主体部，以及与主体部呈角度设置的握持部，所述定位装置设置于所述主体部。

优选地，定位装置还包括输入单元，能够用于输入目标位置信息。

优选地，输入单元被设置为按键或触摸屏，所述按键或触摸屏设置于主体部上与工作头相对的尾端面。

优选地，定位装置还包括模式选择单元，用于可操作地选择定位装置处于预定工作模式，所述控制模块能够根据所述预定工作模式匹配对应的操作界面。

优选地，输出模块包括提醒装置，当所述控制模块判断所述定位部移动至邻近目标位置的预设区域时，控制所述提醒装置发出提示。

优选地，控制模块判断定位部移动至目标位置时，控制提醒装置发出到位指示。

优选地，定位装置还包括触发单元，用于触发对确定参照位置的信息记录，所述触发单元设于握持部并且紧邻握持部的开关扳机设置。

优选地，输出模块包括显示屏，以数字方式显示工作头位置信息。显示屏设置于主体部上与工作头相对的尾端面。

优选地，定位装置设有提供电能的直流电源。

优选地，检测模块包括惯性测量单元，所述惯性测量单元用于检测定位装置的姿态角度，所述惯性测量单元相对于手持式工具的输出轴轴线平行或者垂直设置。所述惯性测量单元包括加速度传感器和角速度传感器，所述加速度传感器采用三轴加速度计，所述角速度传感器采用三轴陀螺仪。

优选地，所述检测模块还包括激光测距单元，所述激光测距单元用于测量定位装置距离参照平面的直线距离，所述激光测距单元包括激光发射器和激光传感器。

优选地，所述激光测距单元包括呈相互垂直设置的第一激光测距单元和第二激光测距单元。

优选地，所述第一激光测距单元与第二激光测距单元的轴线定义一平面，所述平面与手持式工具的输出轴轴线相垂直。

优选地，所述激光测距单元绕一轴线可旋转地设置。

优选地，所述检测模块还包括图像传感单元，所述图像传感单元用于检测所述定位装置的位移，所述图像传感单元包括激光摄像头及激光发射器。

优选地，所述手持式工具包括互锁控制电路，用于控制手持工具与所述定位装置择一地启动工作。

优选地，所述控制模块包括处理模块，能够对所述参照位置信息清零。

本发明的另一种技术方案是，一种手持式工具系统，其特征在于，包括手持式工具、以及与手持式工具配接的定位装置，所述手持式工具包括输出轴、以及与输出轴配接的工作头，所述定位装置包括：检测模块，被设置用于检测所述定位装置的位置特征和/或运动特征，输出表征所述位置特征和/或运动特征的参数，所述检测模块与工作头之间具有预定距离；通讯模块，被设置用于与智能设备通讯，以获取目标位置信息；存储模块，被设置至少用于记录工作头的参照位置信息；控制模块，被设置用于根据所述参数、预定距离和参照位置信息获得所述工作头的实时位置信息；输出模块，被设置成基于实时位置信息与目标位置信息给出提示。

优选地，通讯模块与智能设备之间至少通过WIFI、蓝牙、红外、NFC其中之一方式进行信息关联。

优选地，所述信息关联中的信息至少包括位置信息、尺寸信息、图像信息、控制指令信息、状态监控信息、语音信息其中之一。

本发明的又一种技术方案是，一种手持式工具系统，其特征在于，包括手持式工具、以及与手持式工具配接的定位装置，所述手持工具包括输出轴、以及与输出轴配接的工作头，所述定位装置包括：检测模块，被设置用于检测定位装置的位置特征和/或运动特征，输出表征位置特征和/或运动特征的参数；定位部，与检测模块之间具有预定距离；存储模块，被设置至少用于记录定位部的参照位置信息；控制模块，被设置用于根据所述参数、预定距离和参照位置信息获得所述定位部的实时位置信息；输出模块，被设置成将实时位置信息以被感知的方式输出。

优选地，所述定位部的中心线与所述工作头的轴线重合。

优选地，所述手持式工具设置有主体部，以及与主体部呈角度设置的握持部，所述定位装置可活动地设置于所述主体部。

本发明的再一种技术方案是，一种手持式工具系统，其特征在于，包括手持式工具、以及与手持式工具配接的定位装置，所述手持式工具包括输出轴、以及与输出轴配接的工作头，所述定位装置包括：检测模块，被设置用于检测所述定位装置的位置特征和/或运动特征，输出表征所述位置特征和/或运动特征的参数；定位部，与检测模块之间具有预定距离；通讯模块，被设置用于与智能设备通讯，以获取目标位置信息；存储模块，被设置至少用于记录工作头的参照位置信息；控制模块，被设置用于根据所述参数、预定距离和参照位置信息获得所述定位部的实时位置信息；输出模块，被设置成基于实时位置信息与目标位置信息给出提示。

优选地，所述通讯模块与智能设备之间至少通过WIFI、蓝牙、红外、NFC其中之一方式进行信息关联。

优选地，所述信息至少包括位置信息、尺寸信息、图像信息、控制指令信息、状态监控信息、语音信息其中之一。

优选地，所述位置信息包括相对参照位置的预设目标位置信息。

本发明的又一种技术方案是，一种手持式工具系统，包括手持式工具、以及与手持式工具协同工作的定位装置，所述手持式工具包括输出轴、以及与输出轴配接的工作头，所述定位装置包括与手持式工具连接的定位主件，以及与定位主件分离的定位辅件，所述定件辅件被设置成能够与所述定位主件信号关联从而为所述定位主件提供定位基准，所述定位主件包括：检测模块，被设置用于检测定位主件的位置特征和/或运动特征，输出表征位置特征和/或运动特征的参数，所述检测模块与工作头之间具有预定距离；存储模块，被设置至少用于记录工作头的参照位置信息；控制模块，被设置用于根据所述参数、预定距离和参照位置信息获得所述工作头的实时位置信息；输出模块，被设置成将实时位置信息以被感知的方式输出。

优选地，所述定位辅件用于发射光信息，所述检测模块包括用于检测所述光信号的传感器单元。

优选地，所述定位辅件包括光塔,所述光塔能够发射三种不同的激光信号，所述传感器单元包括至少三个光电传感器。

优选地，所述定位主件具有壳体，至少三个光电传感器分布于所述壳体的多个平面或者曲面内。

优选地，所述定位辅件包括至少一个导光柱、光检测传感器、以及红外发射器，所述检测模块包括激光测距单元、红外接收单元；所述光检测传感器用于检测激光测距单元发出并经导光柱导入的激光信号；所述红外发射器用于在光检测传感器检测到激光测距单元发射的激光时发出红外信号；所述红外接收单元用于接收带有所述导光柱标记信息的红外信号。

优选地，所述激光测距单元垂直于输出轴轴线设置，所述红外接收单元与激光测距单元平行设置。

优选地，所述所述手持式工具设置有主体部，以及与主体部呈角度设置的握持部，所述定位主件设置于所述主体部。

优选地，所述定位主件还包括触发单元，用于触发对确定参照位置的信息记录，所述触发单元设于握持部并且紧邻握持部的开关扳机设置。

优选地，所述定位主件还包括输入单元，能够用于输入目标位置信息。

优选地，所述输入单元被设置为按键或触摸屏，所述按键或触摸屏设置于主体部上与工作头相对的尾端面。

优选地，所述输出模块包括显示屏，以数字方式显示工作头位置信息。

优选地，所述显示屏设置于主体部上与工作头相对的尾端面。

优选地，所述定位主件还包括模式选择单元，用于可操作地选择定位主件处于至少一种预定工作模式，所述控制模块能够根据所述预定工作模式匹配对应的操作界面。

优选地，所述输出模块包括提醒装置，当所述控制模块判断所述工作头移动至邻近目标位置的预设区域时，控制所述提醒装置发出提示。

优选地，控制模块判断工作头移动至目标位置时，控制提醒装置发出到位指示。

优选地，所述定位主件设有提供电能的直流电源。

本发明的又一种技术方案是，一种手持式工具系统，包括手持式工具、以及与手持式工具协同工作的定位装置，所述手持式工具包括输出轴、以及与输出轴配接的工作头，所述定位装置包括与手持式工具连接的定位主件，以及与定位主件分离的定位辅件，所述定件辅件被设置成能够与所述定位主件信号关联从而为所述定位主件提供定位基准，所述定位主件包括：检测模块，被设置用于检测所述定位装置的位置特征和/或运动特征，输出表征所述位置特征和/或运动特征的参数，所述检测模块与工作头之间具有预定距离；通讯模块，被设置用于与智能设备通讯，以获取目标位置信息；存储模块，被设置至少用于记录工作头的参照位置信息；控制模块，被设置用于根据所述参数、预定距离和参照位置信息获得所述工作头的实时位置信息；输出模块，被设置成基于实时位置信息与目标位置信息给出提示。

本发明上述技术方案的有益效果是，定位装置设置在手持式工具上，工具移动的过程中，工作头或者定位部与目标位置之间的距离能够通过输出模块发出提示或者能被操作者感知，从而能实现精确、快速的定位。一旦工作头移动到目标位置，工具不需要额外的定位工作，可以直接执行打孔工作。从而使得操作简单、智能化、且更具人性化，并且可以实现单人操作而不需要额外的人员辅助。

本发明还提供了一种利用手持式工具系统在工作区域实施定位打孔的操作方法，一种方案是这样实现的：其中所述输出模块为显示屏，所述操作方法包括以下操作步骤：在目标区域架设定位辅件并开启运行；移动手持式工具至目标区域的参照位置使工作头与参照位置对准；记录该参照位置；在工作区域移动手持式工具并观察显示屏的显示信息，直至显示信息与预设第一目标位置相匹配，停止移动所述手持式工具以使手持式工具的工作头保持在与第一目标位置对应的第一孔位；操作手持式工具使所述工作头在第一孔位实施打第一孔。

优选地，所述操作方法还包括如下操作步骤：记录第一孔位；在工作区域移动手持式工具并观察显示屏显示信息，直至显示信息与预设第二目标位置相匹配，停止移动所述手持式工具以使手持式工具的工作头保持于在与第二目标位置对应的第二孔位；操作手持式工具使所述工作头在第二孔位实施打第二孔。

优选地，所述操作方法还包括如下操作步骤：移动手持式工具至目标区域的参照位置使工作头与参照位置对准；记录该参照位置；在工作区域移动手持式工具并观察显示屏显示信息，直至显示信息与预设的第二目标位置相匹配，停止移动所述手持式工具以使手持式工具的工作头保持于与第二目标位置对应的第二孔位；操作手持式工具使所述工作头在所述第二孔位实施打第二孔。

优选地，所述检测模块包括惯性测量单元，所述手持式工具在所述惯性测量单元预设的姿态角范围内移动。

优选地，所述手持工具在俯仰角和航向角分别为0至30度的范围内移动。

优选地，停止移动所述手持式工具并保持静止预设时间用于零速修正。

另一种方案是这样实现的：所述输出模块包括提醒装置，所述操作方法包括以下操作步骤：在目标区域架设架设定位辅件并开启运行；移动手持式工具至工作区域的参照位置使工作头与参照位置对准；记录该参照位置；输入相对参照位置的第一目标信息；在工作区域移动手持式工具并判断是否收到提醒装置发出的提示，直至接收到提示停止移动所述手持式工具以使手持式工具的工作头保持于与所述第一目标信息对应的第一孔位；操作手持式工具使所述工作头在第一孔位实施打第一孔。

优选地，记录所述第一孔位；输入相对第一孔位的第二目标信息，在工作区域移动手持式工具并判断是否收到提醒装置发出的提示，直至接收到提示停止移动所述手持式工具以使手持式工具的工作头保持于与所述第二目标信息对应的第二孔位；操作手持式工具使所述工作头在第二孔位实施打第二孔。

优选地，移动手持式工具至参照位置使工作头与参照位置对准；记录该参照位置；输入相对参照位置的第二目标信息，在工作区域移动手持式工具并判断是否收到提醒装置发出的提示，直至接收到提示停止移动所述手持式工具以使手持式工具的工作头保持于与所述第二目标信息对应的第二孔位；操作手持式工具使所述工作头在第二孔位实施打第二孔。

优选地，所述检测模块包括惯性测量单元，所述手持式工具在所述惯性测量单元预设的姿态角范围内移动。

优选地，所述手持工具在俯仰角和航向角分别为0至30度的范围内移动。

优选地，停止移动所述手持式工具并保持静止预设时间用于零速修正。

再一种方案是这样实现的：所述输出模块包括提醒装置，所述操作方法包括以下操作步骤：在目标区域架设架设定位辅件并开启运行；启动定位主件并与智能设备建立通讯以接收目标信息；移动手持式工具至工作区域的参照位置使工作头与参照位置对准；记录该参照位置；在工作区域移动手持式工具并判断是否收到提醒装置发出的提示，直至接收到提示停止移动所述手持式工具以使手持式工具的工作头保持于与目标信息中的第一目标信息对应的第一孔位；操作手持式工具使所述工作头在第一孔位实施打第一孔。

优选地，所述操作方法还包括如下操作步骤：记录第一孔位；在工作区域移动手持式工具并判断是否收到提醒装置发出的提示，直至收到提示停止移动所述手持式工具以使手持式工具的工作头保持于与目标信息中的第二目标信息对应的第二孔位；操作手持式工具使所述工作头在第二孔位实施打第二孔。

优选地，所述检测模块包括惯性测量单元，所述手持式工具在所述惯性测量单元预设的姿态角范围内移动。

优选地，所述手持工具在俯仰角和航向角分别为0至30度的范围内移动。

又一种方案是这样实现的：所述输出模块为显示屏，所述操作方法包括以下操作步骤：在目标区域架设定位辅件并开启运行；移动手持式工具至工作区域的参照位置使工作头与参照位置对准并绕工作头旋转手持式工具；记录该参照位置；在工作区域移动手持式工具，绕工作头旋转手持式工具并观察显示屏显示信息，直至显示信息与第一目标信息相匹配，停止移动所述手持式工具以使手持式工具的工作头保持于第一目标信息对应的第一孔位；操作手持式工具使所述工作头在第一孔位实施打第一孔。

优选地，所述操作方法还包括如下操作步骤：记录第一孔位；在工作区域移动手持式工具，绕工作头旋转手持式工具并观察显示屏显示信息，直至显示信息与第二目标信息相匹配，停止移动所述手持式工具以使手持式工具保持于与第二目标信息对应的第二孔位；操作手持式工具使所述工作头在第二孔位实施打第二孔。

优选地，所述操作方法还包括如下操作步骤：移动手持式工具至目标区域的参照位置使工作头与参照位置对准并绕工作头旋转手持式工具；记录该参照位置；在工作区域移动手持式工具，绕工作头旋转并观察显示屏显示信息，直至显示信息与相对参照位置的第二目标信息相匹配，停止移动所述手持式工具以使手持式工具的工作头保持于相对参照位置的第二目标信息对应的第二孔位；操作手持式工具使所述工作头在所述第二孔位实施打第二孔。

优选地，所述检测模块包括惯性测量单元，所述手持式工具在所述惯性测量单元预设的姿态角范围内移动。

优选地，所述手持工具在俯仰角和航向角分别为0至30度的范围内移动。

又一种方案是这样实现的：所述输出模块包括提醒装置，所述操作方法包括以下操作步骤：在目标区域架设架设定位辅件并开启运行；移动手持式工具至工作区域的参照位置使工作头与参照位置对准并绕工作头旋转手持式工具；记录该参照位置；输入相对参照位置的第一目标信息；在工作区域移动手持式工具，绕工作头旋转手持式工具并判断是否收到提醒装置发出的提示，直至接收到提示停止移动所述手持式工具以使手持式工具的工作头保持于与所述第一目标信息对应的第一孔位；操作手持式工具使所述工作头在第一孔位实施打第一孔。

优选地，所述操作方法还包括如下操作步骤：记录第一孔位；输入相对第一孔位的第二目标信息；在工作区域移动手持式工具，绕工作头旋转手持式工具并判断是否收到提醒装置发出的提示，直至接收到提示停止移动所述手持式工具以使手持式工具的工作头保持于与所述第二目标信息对应的第二孔位；操作手持式工具使所述工作头在第二孔位实施打第一孔。

优选地，所述操作方法还包括如下操作步骤：移动手持式工具至参照位置使工作头与参照位置对准；记录该参照位置；输入相对参照位置的第二目标信息；在工作区域移动手持式工具，绕工作头旋转手持式工具并判断是否收到提醒装置发出的提示，直至接收到提示停止移动所述手持式工具以使手持式工具的工作头保持于与所述第二目标信息对应的第二孔位；操作手持式工具使所述工作头在第二孔位实施打第一孔。

优选地，所述检测模块包括惯性测量单元，所述手持式工具在所述惯性测量单元预设的姿态角范围内移动。

优选地，所述手持工具在俯仰角和航向角分别为0至30度的范围内移动。

又一种方案是这样实现的：所述输出模块包括提醒装置，所述操作方法包括以下操作步骤：在目标区域架设架设定位辅件并开启运行；启动定位主件并与智能设备建立通讯以接收目标信息信号；移动手持式工具至工作区域的参照位置使工作头与参照位置对准并绕工作头旋转手持式工具；记录该参照位置；在工作区域移动手持式工具，绕工作头旋转手持式工具并判断是否收到提醒装置发出的提示，接收到提示停止移动所述手持式工具以使手持式工具的工作头保持于与目标信息信号中的第一目标信息对应的第一孔位；操作手持式工具使所述工作头在第一孔位实施打第一孔。

优选地，所述操作方法还包括如下操作步骤：记录第一孔位；在工作区域移动手持式工具，绕工作头旋转手持式工具并判断是否收到提醒装置发出的提示，直至收到提示停止移动所述手持式工具以使手持式工具的工作头保持于与目标信息信息中的第二目标信息对应的第二孔位；操作手持式工具使所述工作头在第二孔位实施打第二孔。

优选地，所述检测模块包括惯性测量单元，所述手持式工具在所述惯性测量单元预设的姿态角范围内移动。

优选地，所述手持工具在俯仰角和航向角分别为0至30度的范围内移动。

又一种方案是这样实现的：所述输出模块为显示屏，所述操作方法包括以下操作步骤：移动手持式工具至目标区域的参照位置使定位部与参照位置对准；记录该参照位置；在工作区域移动手持式工具并观察显示屏的显示信息，直至显示信息与第一目标信息相匹配，停止移动所述手持式工具以使定位装置的定位部保持在与第一目标信息对应的第一孔位；操作手持式工具使所述工作头在第一孔位实施打第一孔。

优选地，所述操作方法还包括如下操作步骤：记录第一孔位；在工作区域移动手持式工具并观察显示屏显示信息，直至显示信息与第二目标信息相匹配，停止移动所述手持式工具以使定位装置的定位部保持于第二目标信息对应的第二孔位；操作手持式工具使所述工作头在第二孔位实施打第二孔。

优选地，所述操作方法还包括如下操作步骤：移动手持式工具至目标区域的参照位置使定位部与参照位置对准；记录该参照位置；在工作区域移动手持式工具并观察显示屏显示信息，直至显示信息与第二目标信息相匹配，停止移动所述手持式工具以使定位装置的定位部保持于第二目标信息对应的第二孔位；操作手持式工具使所述工作头在所述第二孔位实施打第二孔。

优选地，所述检测模块包括惯性测量单元，所述手持式工具在所述惯性测量单元预设的姿态角范围内移动。

优选地，所述手持工具在俯仰角和航向角分别为0至30度的范围内移动。

又一种方案是这样实现的：所述输出模块包括提醒装置，所述操作方法包括以下操作步骤：移动手持式工具至工作区域的参照位置使定位部与参照位置对准；记录该参照位置；输入第一目标信息；在工作区域移动手持式工具并判断是否收到提醒装置发出的提示，直至接收到提示停止移动所述手持式工具以使定位装置的定位部保持于与第一目标信息对应的第一孔位；操作手持式工具使所述工作头在第一孔位实施打第一孔。

优选地，记录所述第一孔位；输入第二目标信息，在工作区域移动手持式工具并判断是否收到提醒装置发出的提示，直至接收到提示停止移动所述手持式工具以使定位装置的定位部保持于第二目标信息对应的第二孔位；操作手持式工具使所述工作头在第二孔位实施打第二孔。

优选地，移动手持式工具至参照位置使定位部与参照位置对准；记录该参照位置；输入相对参照位置的第二目标信息，在工作区域移动手持式工具并判断是否收到提醒装置发出的提示，直至接收到提示停止移动所述手持式工具以使定位装置的定位部保持于第二目标信息对应的第二孔位；操作手持式工具使所述工作头在第二孔位实施打第二孔。

优选地，所述检测模块包括惯性测量单元，所述手持式工具在所述惯性测量单元预设的姿态角范围内移动。

优选地，所述手持工具在俯仰角和航向角分别为0至30度的范围内移动。

又一种方案是这样实现的：所述输出模块包括提醒装置，所述操作方法包括以下操作步骤：启动定位装置并与智能设备建立通讯以接收来自于智能设备的目标信息信号；移动手持式工具至工作区域的参照位置使定位部与参照位置对准；记录该参照位置；在工作区域移动手持式工具并判断是否收到提醒装置发出的提示，直至接收到提示停止移动所述手持式工具以使定位装置的定位部保持于与目标信息信号中的第一目标信息对应的第一孔位；操作手持式工具使所述工作头在第一孔位实施打第一孔。

优选地，所述操作方法还包括如下操作步骤：记录第一孔位；在工作区域移动手持式工具并判断是否收到提醒装置发出的提示，直至收到提示停止移动所述手持式工具以使定位装置的定位部保持于与目标信息信息中的第二目标信息对应的第二孔位；操作手持式工具使所述工作头在第二孔位实施打第二孔。

优选地，所述检测模块包括惯性测量单元，所述手持式工具在所述惯性测量单元预设的姿态角范围内移动。

优选地，所述手持工具在俯仰角和航向角分别为0至30度的范围内移动。

又一种方案是这样实现的：所述操作方法包括以下操作步骤：移动手持式工具至目标区域的参照位置使工作头与参照位置对准；记录该参照位置；在工作区域移动手持式工具并观察显示屏的显示信息，直至显示信息与第一目标信息相匹配，停止移动所述手持式工具以使手持式工具的工作头保持在与第一目标信息对应的第一孔位；操作手持式工具使所述工作头在第一孔位实施打第一孔。

优选地，所述操作方法还包括如下操作步骤：记录第一孔位；在工作区域移动手持式工具并观察显示屏显示信息，直至显示信息与相对于第一孔位的第二目标信息相匹配，停止移动所述手持式工具以使手持式工具的工作头保持于所述第二目标信息对应的第二孔位；操作手持式工具使所述工作头在第二孔位实施打第二孔。

优选地，所述操作方法还包括如下操作步骤：移动手持式工具至目标区域的参照位置使工作头与参照位置对准；记录该参照位置；在工作区域移动手持式工具并观察显示屏显示信息，直至显示信息与相对参照位置的第二目标信息相匹配，停止移动所述手持式工具以使手持式工具的工作头保持于相对参照位置的第二目标信息对应的第二孔位；操作手持式工具使所述工作头在所述第二孔位实施打第二孔。

优选地，所述检测模块包括惯性测量单元，所述手持式工具在所述惯性测量单元预设的姿态角范围内移动。

优选地，所述手持工具在俯仰角和航向角分别为0至30度的范围内移动。

优选地，停止移动所述手持式工具并保持静止预设时间用于零速修正。

又一种方案是这样实现的：所述输出模块包括提醒装置，所述操作方法包括以下操作步骤：移动手持式工具至工作区域的参照位置使工作头与参照位置对准；记录该参照位置；输入相对参照位置的第一目标信息；在工作区域移动手持式工具并判断是否收到提醒装置发出的提示，直至接收到提示停止移动所述手持式工具以使手持式工具的工作头保持于与所述第一目标信息对应的第一孔位；操作手持式工具使所述工作头在第一孔位实施打第一孔。

优选地，记录所述第一孔位；输入相对第一孔位的第二目标信息，在工作区域移动手持式工具并判断是否收到提醒装置发出的提示，直至接收到提示停止移动所述手持式工具以使手持式工具的工作头保持于与所述第二目标信息对应的第二孔位；操作手持式工具使所述工作头在第二孔位实施打第二孔。

优选地，移动手持式工具至参照位置使工作头与参照位置对准；记录该参照位置；输入相对参照位置的第二目标信息，在工作区域移动手持式工具并判断是否收到提醒装置发出的提示，直至接收到提示停止移动所述手持式工具以使手持式工具的工作头保持于与所述第二目标信息对应的第二孔位；操作手持式工具使所述工作头在第二孔位实施打第二孔。

优选地，所述检测模块包括惯性测量单元，所述手持式工具在所述惯性测量单元预设的姿态角范围内移动。

优选地，所述手持工具在俯仰角和航向角分别为0至30度的范围内移动。

优选地，停止移动所述手持式工具并保持静止预设时间用于零速修正。

又一种方案是这样实现的：所述输出模块包括提醒装置，所述操作方法包括以下操作步骤：启动定位装置并与智能设备建立通讯以接收来自于智能设备的目标信息信号；移动手持式工具至工作区域的参照位置使工作头与参照位置对准；记录该参照位置；在工作区域移动手持式工具并判断是否收到提醒装置发出的提示，直至接收到提示停止移动所述手持式工具以使手持式工具的工作头保持于与目标信息信号中的第一目标信息对应的第一孔位；操作手持式工具使所述工作头在第一孔位实施打第一孔。

优选地，所述操作方法还包括如下操作步骤：记录第一孔位；在工作区域移动手持式工具并判断是否收到提醒装置发出的提示，直至收到提示停止移动所述手持式工具以使手持式工具的工作头保持于与目标信息信息中的第二目标信息对应的第二孔位；操作手持式工具使所述工作头在第二孔位实施打第二孔。

优选地，所述检测模块包括惯性测量单元，所述手持式工具在所述惯性测量单元预设的姿态角范围内移动。

优选地，所述手持工具在俯仰角和航向角分别为0至30度的范围内移动。

又一种方案是这样实现的：所述输出模块为显示屏，其特征在于，所述操作方法包括以下操作步骤：移动手持式工具至工作区域的参照位置使工作头与参照位置对准并绕工作头旋转手持式工具；记录该参照位置；在工作区域移动手持式工具，绕工作头旋转手持式工具并观察显示屏显示信息，直至显示信息与第一目标信息相匹配，停止移动所述手持式工具以使手持式工具的工作头保持于第一目标信息对应的第一孔位；操作手持式工具使所述工作头在第一孔位实施打第一孔。

优选地，所述操作方法还包括如下操作步骤：记录第一孔位；在工作区域移动手持式工具，绕工作头旋转手持式工具并观察显示屏显示信息，直至显示信息与第二目标信息相匹配，停止移动所述手持式工具以使手持式工具保持于第二目标信息对应的第二孔位；操作手持式工具使所述工作头在第二孔位实施打第二孔。

优选地，所述操作方法还包括如下操作步骤：移动手持式工具至目标区域的参照位置使工作头与参照位置对准并绕工作头旋转手持式工具；记录该参照位置；在工作区域移动手持式工具，绕工作头旋转并观察显示屏显示信息，直至显示信息与相对参照位置的第二目标信息相匹配，停止移动所述手持式工具以使手持式工具的工作头保持于相对参照位置的第二目标信息对应的第二孔位；操作手持式工具使所述工作头在所述第二孔位实施打第二孔。

优选地，所述检测模块包括惯性测量单元，所述手持式工具在所述惯性测量单元预设的姿态角范围内移动。

优选地，所述手持工具在俯仰角和航向角分别为0至30度的范围内移动。

本发明上述技术方案的有益效果是，定位装置设置在手持式工具上，工具移动的过程中，工作头或者定位部与目标位置之间的距离能够通过输出模块发出提示或者能被操作者感知，从而能实现精确、快速的定位。一旦工作头移动到目标位置，工具不需要额外的定位工作，可以直接执行打孔工作。从而使得打孔操作简单、智能化且更具人性化，并且可以实现单人操作而不需要额外的人员辅助。

本发明为克服现有技术的缺陷，提供了一种能够准确、快速定位的定位装置。

本发明的技术方案是这样的，一种定位装置，包括：检测模块，被设置用于检测定位装置的位置特征和/或运动特征，输出表征位置特征和/或运动特征的参数；定位部，与检测模块之间具有预定距离；存储模块，被设置至少用于记录定位部的参照位置信息；控制模块，被设置用于根据所述参数、预定距离和参照位置信息获得所述定位部的实时位置信息；输出模块，被设置成将实时位置信息以被感知的方式输出。

优选地，所述定位装置还包括模式选择单元，用于可操作地选择定位装置处于至少一种预定工作模式，所述控制模块能够根据所述预定工作模式匹配对应的操作界面。

优选地，所述定位装置还包括输入单元，能够用于输入目标位置信息。

优选地，所述输入单元被设置为按键或触摸屏。

优选地，所述输出模块包括提醒装置，当所述控制模块判断所述定位部移动至邻近目标位置的预设区域时，控制所述提醒装置发出提示信号。

优选地，控制模块判断定位部移动至目标位置时，控制提醒装置发出到位指示。

优选地，所述定位装置还包括提供电能的直流电源。

优选地，所述检测模块包括惯性测量单元，用于检测定位装置的姿态角度。

优选地，所述惯性测量单元包括包括加速度传感器和角速度传感器，所述加速度传感器采用三轴加速度计，所述角速度传感器采用三轴陀螺仪。

优选地，所述检测模块还包括图像传感单元，用于检测所述定位装置的位移，所述图像传感单元包括激光摄像头及激光发射器。

优选地，所述检测模块还包括激光测距单元，用于测量距离参照平面的直线距离，所述激光测距单元包括激光发射器和激光传感器。所述激光测距单元包括呈相互垂直设置的第一激光测距单元和第二激光测距单元。

优选地，所述控制模块包括处理模块，能够对所述参照位置信息清零。

优选地，所述定位装置还包括通讯模块，所述通讯模块被设置成用于与智能设备通讯。

优选地，所述通讯模块与智能设备之间至少通过WIFI、蓝牙、红外、NFC其中之一方式进行信息关联。

优选地，所述信息至少包括位置信息、尺寸信息、图像信息、控制指令信息、状态监控信息、语音信息其中之一。

本发明的另一种技术方案是，一种定位装置，包括：检测模块，被设置用于检测定位装置的位置特征和/或运动特征，输出表征位置特征和/或运动特征的参数；定位部，与检测模块之间具有预定距离；存储模块，被设置至少用于记录定位部的参照位置信息和目标位置信息；控制模块，被设置用于根据所述参数、预定距离和位置信息获得所述定位部的实时位置信息；输出模块，被设置成基于实时位置信息与目标位置信息给出提示。

本发明的另一种技术方案是，一种定位装置，包括：检测模块，被设置用于检测定位装置的位置特征和/或运动特征，输出表征位置特征和/或运动特征的参数；定位部，与检测模块之间具有预定距离；通讯模块，被设置用于与智能设备通讯，以获取目标位置信息；存储模块，被设置至少用于记录定位部的参照位置信息；控制模块，被设置用于根据所述参数、预定距离和参照位置信息获得所述定位部的实时位置信息；输出模块，被设置成基于实时位置信息与目标位置信息给出提示。

本发明的另一种技术方案是，一种定位装置，包括：检测模块，用于检测所述定位装置的位置特征和/或运动特征，输出表征所述位置特征和/或运动特征的参数；信息输入模块，提供目标区域信息以及目标物体在目标区域内的位置信息；控制模块，被设置根据所述信息和参数控制输出模块以投影方式投射所述信息于目标区域。

优选地，所述定位装置还包括调节模块，用于修正目标物体在目标区域内的投影比例。

优选地，所述定位装置还包括通讯模块，用于与智能设备通讯，从而获得目标物体和目标区域的信息。

优选地，所述输出模块包括激光振镜投影设备。

优选地，所述输出模块还包括驱动电路，所述激光振镜投影设备包括激光发射器、X轴扫描电机、以及Y轴扫描电机，所述驱动电路用于接收所述显示数据并控制所述激光发射器的启、停，以及X轴扫描电机的运动角度。

优选地，所述X轴扫描电机、Y轴扫描电机设置为高速电机，所述激光发射器设置为点状激光发射器。

优选地，所述检测模块包括惯性测量单元，用于检测定位装置的姿态角度并修正其俯仰畸变角度参数。

优选地，所述惯性测量单元包括加速度传感器和角速度传感器，所述加速度传感器采用三轴加速度计，所述角速度传感器采用三轴陀螺仪。

优选地，所述定位装置包括为定位装置工作提供能量的电源。

优选地，所述信息输入模块能够与智能设备通讯，用于获取目标区域信息以及目标物体在目标区域内的位置信息。

本发明的另一种技术方案是，一种定位装置，其特征在于，所述定位装置包括：电池；检测模块，用于用于获取目标物体以及目标区域信息；信息输入模块，提供目标区域信息以及目标物体在目标区域内的位置信息；控制模块，被设置根据所述信息和参数获得所述目标物体的实时位置信息；输出模块，设置成基于实时位置信息与目标位置信息给出提示。

优选地，所述检测模块包括摄像头。

优选地，所述定位装置还包括输入模块和处理模块，所述输入模块用于可操作地选择处理模块执行人机交互或者电池电量状态监控，并通过输出模块进行输出。

优选地，所述处理模块包括视觉识别单元，视觉测距单元。

优选地，所述信息至少包括尺寸信息、图像信息、控制命令信息、状态监控信息其中之一。

优选地，所述状态监控信息包括电池电量、剩余工作时间。

优选地，所述控制命令信息包括视觉测距模糊度容限。

优选地，所述图像信息包括预设目标的正面图像，排版预设目标图像。

本发明上述技术方案的有益效果是，定位装置在移动的过程中，定位部与目标位置之间的距离能够通过输出模块发出提示或者能被操作者感知，从而能使定位实现更精确、快速。

本发明还提供了一种利用所述定位装置在目标区域内确定目标位置的方法。

本发明的一种技术方案是，包括如下操作步骤：移动定位装置使定位部至目标区域的参照位置；记录参照位置坐标；移动定位装置并观察输出模块的实时位置信息；当判断实时位置信息与第一目标位置相一致时停止移动所述定位装置，通过定位部标记第一目标位置。

优选地，还包括所述操作步骤：记录第一目标位置；移动定位装置并观察输出模块的实时位置信息；当判断实时位置信息与第二目标位置相一致时停止移动所述定位装置，通过定位部标记第二目标位置。

优选地，移动定位装置使定位部至目标区域的参照位置；记录参照位置；输入第一目标位置；移动定位装置并观察输出模块的实时位置信息；当判断实时位置信息与第一目标位置相一致时停止移动所述定位装置，通过定位部标记第一目标位置。

优选地，记录第一目标位置；输入第二目标位置；移动定位装置并观察输出模块的实时位置信息；当判断实时位置信息与第二目标位置相一致时停止移动所述定位装置，通过定位部标记第二目标位置。

本发明的一种技术方案是，包括如下操作步骤：启动通讯模块与智能设备建立通讯连接，接收来自智能设备的目标位置信息；移动定位装置使定位部至参照位置；记录参照位置信息；移动定位装置并判断是否收到输出模块的提示，当收到提示信号时停止移动定位装置；通过定位部标记目标位置信息中的第一目标位置。

优选地，包括如下操作步骤：记录第一目标位置坐标；移动定位装置并判断是否收到输出模块发出的提示，当收到提示信号时停止移动定位装置；通过定位部标记目标位置中的第二目标位置。

本发明的一种技术方案是，包括如下操作步骤：启动定位装置与智能设备建立通讯连接；接收来自智能设备的包含目标物体在目标区域的信息；将所述信息以投影方式投射于目标区域；调整及校正投影以使目标物体能够与目标区域投影重叠从而确定投影中的目标位置；在目标位置实施打孔并安装挂钉；将目标物体安装于挂钉。

优选地，通过操作智能设备调整及校正投影。

本发明还提供了一种利用定位装置执行定位检测的方法。

本发明的一种技术方案是，包括如下操作步骤：记录参照位置；检测定位装置的运动特征和/或运动特征，输出表征位置特征和/或运动特征的参数；根据所述参数、预定距离和参照位置信息获得所述定位部的实时位置信息；将实时位置信息以被感知的方式输出。

优选地，所述实时位置信息以数字方式显示。

本发明的另一种技术方案是，包括如下操作步骤：记录参照位置；输入目标位置信息；检测定位装置的运动特征和/或运动特征，输出表征位置特征和/或运动特征的参数；根据所述参数、预定距离和位置信息获得所述定位部的实时位置信息；基于实时位置信息与目标位置信息给出提示。

优选地，将所述终极坐标或距离与所述预设坐标进行比较，当实时位置信息与目标位置信息相匹配时，输出模块发出提示。

优选地，包括如下操作步骤：启动定位装置获取目标位置信息；记录参照位置；检测定位装置的运动特征和/或运动特征，输出表征位置特征和/或运动特征的参数；根据所述参数、预定距离和位置信息获得所述定位部的实时位置信息；基于实时位置信息与目标位置信息给出提示。

本发明的另一种技术方案是，包括如下操作步骤：包括如下操作步骤：启动定位装置获取目标区域信息以及目标物体在目标区域内的位置信息；检测所述定位装置的位置特征和/或运动特征并输出表征所述位置特征和/或运动特征的参数；根据所述信息和参数控制输出模块以投影方式投射所述信息于目标区域。

本发明的另一种技术方案是，包括如下操作步骤：包括如下操作步骤：获取目标物体以及目标区域信息；获取目标区域信息以及目标物体在目标区域内的位置信息；根据所述信息和参数获得所述目标物体的实时位置信息；基于实时位置信息与目标位置信息给出提示。

优选地，所示提示为语音提示。

本发明上述技术方案的有益效果是，定位装置在移动的过程中，定位部与目标位置之间的距离能够通过输出模块发出提示或者能被操作者感知，从而能实现精确、快速的定位。

附图说明

图1为本发明第一实施例中的电钻的示意图。

图2为本发明第二实施例中的电钻的示意图。

图3为图2中电钻在第一种工况下进行坐标修正的示意图。

图4为图2中电钻在第二种工况下进行坐标修正的示意图。

图5为图2中电钻通过设置测距模块进行坐标修正的示意图。

图6为利用图2的电钻在人工辅助判断模式以参照位置为基准实施打第一、第二孔的流程图。

图7为利用图2的电钻在人工辅助判断模式以参照位置为基准实施打第一孔，以第一孔位为基准实施打第二孔的流程图。

图8是图2的电钻在人工辅助判断模式下，测距定位设备的工作流程图。

图9为利用图2的电钻在智能判断模式以输入预设工作坐标方式实施打第一、第二孔的流程图。

图10为图2的电钻在智能判断模式以接收手机预设工作坐标方式实施打第一、第二孔的流程图。

图11为图2的电钻通过与智能设备关联在智能判断模式下，测距定位设备的工作流程图。

图12为图2中的测距定位设备控制器的控制流程示意图。

图13为本发明第三实施例电钻的工作场景示意图。

图14为图13中电钻的激光测距单元的结构示意图。

图15为图13中电钻的测距定位设备的结构示意图。

图16是图15中测距定位设备各部件的连接示意图。

图17是图13中电钻在第一种工作场景下的工作状态示意图。

图18是图13中电钻在第三种工作场景下的工作状态示意图。

图19是图13中电钻在第五种工作场景下的工作状态示意图。

图20是图13中电钻在第六种工作场景下的工作状态示意图。

图21是图15的测距定位设备与智能设备之间的通讯信息及控制示意图。

图22是图13中电钻在人工辅助模式以参照位置为基准实施打第一、第二孔的流程图。

图23是图13中电钻在人工辅助模式以参照位置为基准实施打第一孔，以第一孔位为基准实施打第二孔的流程图。

图24是图13中电钻在智能判断模式以输入预设工作坐标方式实施打第一、第二孔的流程图。

图25是图13中电钻在智能判断模式以接收手机预设工作坐标方式实施打第一、第二孔的流程图。

图26是图13中电钻确定参照位置的工作流程示意图。

图27是本发明优选的第四实施例的测距定位设备结构示意图。

图28是图27中测距定位设备结合于电钻的结构示意图。

图29是图27中测距定位设备的各部件连接示意图。

图30是图27中测距定位设备局部结构的一种变形示意图。

图31是图27中测距定位设备修正定位坐标的示意图。

图32是图27中定位设备与智能设备之间的通讯信息及控制示意图。

图33是图27中测距定位设备在人工辅助模式以参照位置为基准确定并标记第一、第二目标孔位的流程图。

图34是图27中测距定位设备在智能判断模式以接收手机预设工作坐标方式确定并标记第一、第二目标孔位的流程图。

图35是图28中与电钻结合的测距定位设备关联智能设备的工作流程示意图。

图36是本发明第五实施例定位系统的工作场景示意图。

图37是图36中定位辅件之光塔结构示意图。

图38是图36中移动测距设备的结构示意图。

图39是图37中光塔扫描测角度的示意图。

图40是图37中光塔测距原理图。

图41是图36中移动测距设备的定位坐标修正示意图。

图42是图36中移动测距设备与智能设备之间的通讯信息及控制示意图。

图43是图36中电钻在人工辅助模式以参照位置为基准实施打第一孔，以第一孔位为基准实施打第二孔的流程图。

图44是图36中电钻在智能判断模式以输入预设工作坐标方式实施打第一、第二孔的流程图。

图45是图36中电钻在智能判断模式以接收手机预设工作坐标方式实施打第一、第二孔的流程图。

图46是图36中测距定位设备在人工辅助判断模式下的工作流程图。

图47是图36中测距定位设备在智能判断模式下关联智能设备的工作流程图。

图48是本发明第六实施例定位系统的工作场景示意图。

图49是图48中与电钻结合的移动测距设备的结构示意图。

图50是图49中移动测距设备的功能结构示意图。

图51是图48中定位辅件的结构示意图。

图52是图48中定位辅件的局部放大立体示意图。

图53是图51中定位辅件的功能结构示意图。

图54是图48中定位系统的二维坐标计算示意图。

图55是本发明第七实施例的定位辅件的结构示意图。

图56是图55中定位辅件的功能结构示意图。

图57是图55中定位辅件的工作场景示意图。

图58是图57中移动测距设备结构示意图。

图59是图57中移动测距设备的功能结构示意图。

图60是图57中定位系统的移动测距设备的二维坐标计算示意图。

图61是图48及图57中的定位辅件与移动测距设备在人工辅助模式以参照位置为基准实施打第一孔，以第一孔位为基准实施打第二孔的流程图。

图62是图48及图57中的定位辅件与移动测距设备在智能判断模式以接收手机预设工作坐标方式实施打第一、第二孔的流程图。

图63是本发明第八实施例定位设备的工作场景示意图。

图64是图63中定位设备与智能设备信息关联的工作示意图。

图65是图64中激光振镜显示装置的结构示意图。

图66是图63中定位设备与智能设备之间的通讯信息及控制示意图。

图67是图63中定位设备与智能设备配合在作业面进行工作目标定位以辅助挂画的流程示意图。

图68是本发明第九实施例定位设备的工作场景示意图。

图69是利用图68中定位设备投射于作业面的虚拟画框与实物画框位置比对示意图。

图70是利用图68中的智能定位设备在作业面进行工作目标定位以辅助挂画的流程示意图。

图71是图68中定位设备与智能设备之间的通讯信息及控制示意图。

具体实施方式

第一实施例

以下结合具体实施例对本发明定位设备、配备定位设备的手持式工具系统进行详细的描述。

本发明涉及的手持式工具系统中，手持式工具优选为钻类工具，如电钻、螺丝批、冲击扳手、电锤等进行定点工作的手持工具，或者是电圆锯、往复锯、链锯等对工件进行切割的手持工具。

图1为一种电钻的结构示意图，该电钻包括水平布置的主体部、与主体部呈一定角度布置的握持部，即手柄12，位于手柄底部与手柄可拆卸连接的电池包14。主体部的机壳10内设有马达(未图示)和由马达驱动旋转的输出轴(未图示)，在机壳10前端设有夹头20，用于将工作头固定安装在输出轴上。马达产生的动力通过输出轴传递给夹头20继而带动工作头进行工作。马达和夹头之间还可以有齿轮、气缸等用于驱动工作头进行旋转和/或者往复运动的传动机构。该输出轴的输出轴轴线X，与工作头的工作旋转轴方向平行或者同轴设置。手柄12上设有开关扳机18，用户可通过按压该开关扳机18来启动电钻使得工作头正向或反向旋转。当然，电钻也可以不使用电池包，而使用交流电源，或者通过气压、液压驱动等。

本实施例涉及的定位设备为测距定位设备，测距定位设备可以通过可拆卸的方式安装在电钻机壳上，也可以是以不可拆卸的方式与电钻集成为一体。或者是可脱离机器的可穿戴的惯性测量设备，好处是可以方便地用于不同的工具测距。

本实施例中优选以测距定位设备与电钻集成一体进行说明。

测距定位设备包括检测模块、输出模块、以及连接检测模块和输出模块的控制模块，检测模块用于检测机壳连续的位置特征值和/或运动特征值，检测模块设置于机壳内，当然检测模块也可以设置在机壳外部，与输出模块一体或者分开设置。另外，检测模块可以是以配件的形式固定在电钻的机壳上，即电钻上留有固定的接口，检测模块安装在机壳上即可实现与显示装置的连接。检测模块最好距离马达和电池包14有一个预设的距离，以防止对检测模块的干扰。检测模块包括惯性传感器42，如位移检测传感器和方位检测传感器，位移检测传感器包括加速度传感器，方位检测传感器包括角速度传感器和/或角度传感器，分别用于检测电钻在空间至少两个方向上的位移和电钻的方位，无论是加速度传感器还是角速度传感器，其相对于电钻的安装位置需要满足相对于输出轴轴线X平行或者垂直，这里的平行或者垂直并非完全的0°或者90°，大致平行或者垂直就可以了，即正负15°的范围都可以认为是大致平行或者大致垂直，优选为正负5°的范围。可以不平行和垂直，但一定要知道安装夹角，或可进行软件校正获得传感器的夹角，最后计算的时候会将该夹角考虑进去。其中加速度传感器优选为三轴加速度传感器，通过检测空间加速度，全面准确反映电钻在空间三个方向上的线性位移特征。角速度传感器优选为三轴陀螺仪，尤其是MEMS陀螺仪，通过检测偏转、倾斜时的转动角速度，准确的反映电钻在空间三个方向上的倾斜角度特征，而且不受磁场影响。当然，方位检测传感器也可以是电子罗盘或者其它用于检测方位的传感器。

本实施例的输出模块涉及一种设置于机壳外部的显示装置，其位置优选设置于电钻机壳上远离夹头或工作头的尾部，最好是尾部的端面上，方便用户随时随地都可以观测到，即无论是水平操作还是垂直打孔，用户都能够实时看到。显示装置用于显示检测到的电钻的位置信息，其中，控制模块包括处理模块，处理模块能够将检测模块检测到的位移特征和方位特征进行处理分析以转化为数值并将该数值发送给显示装置，即接收检测模块检测到的表述位置特征和/或运动特征的信号，对该信号进行数据处理和分析计算等，得到当前位置相对于参照位置的相对坐标或相对距离和/或当前位置的方位角数据，控制模块优选为MCU控制器44，控制模块也可以和检测模块集成，如传感器自带控制器。显示装置显示的电钻的位置信息包括三个方向上相对于基准位置移动的距离或者三维坐标，电钻的方位角度即水平/倾斜角度可根据需要设置显示或者不显示。本实施例中优选的显示装置包括显示屏46，显示屏46可以是LED或者LCD液晶显示屏，也可以是数码管显示，通过对距离或者坐标进行数字显示，使用户能够直观的了解电钻的实时位置。作为其它可选的方案，输出模块也可以包括投影设备，通过投影显示将坐标或者坐标值投到作业面上，用户观测更加清晰和方便。

测距定位设备还包括触发单元，对确定参照位置触发位置信息的记录。本实施例的触发单元设置成定位模式按键48，定位模式按键48安装在机壳上，优选为临近显示屏的位置。另一种优选方式为邻近手柄12上开关扳机18设置，方便操作者在握持手柄12时进行操作。定位模式按键48的触发至少可用于记录一个确定原点坐标，即参照位置，也可以对原点坐标进行清零并记录该零坐标，从而消除累积的误差。定位模式按键48的触发还可以同时用于启动测距定位设备供电，也就是说，坐标清零可以在测距定位设备通电的同时或者之后发生，即测距定位设备可以一直处于通电状态。基于节省能源考虑，在电钻到达目标位置后即可以给测距定位设备断电。另外为了消除电钻启动时的震动对惯性传感器的影响，在定位模式按键48按下时，电钻马达不上电，即马达不工作。当然，也可以通过减小震动的方式来消除对惯性传感器的影响，比如在惯性传感器和机壳之间设置减震装置，如橡胶垫、减震弹簧等等。

在测距定位设备开始检测之前，需要确定电钻的参照位置和/或方位，这里的参照位置可以是第一个工作过程的开始位置或者结束位置，比如钻孔，参照位置可以是钻头抵接到工件上准备启动扳机开始工作的位置，或者钻孔完成释放扳机钻头还留在孔内的工作结束位置，两者的区别在于检测到的下一次工作位置的数据是否包含打孔的深度数据，对于连续打孔作业时确定孔与孔之间的距离和角度并没有影响，因此这里把工作开始位置和工作结束位置统称为工作位置。参照位置可以固定为第一个工作位置，这样连续打孔作业时需要进行数据的累加。也可以定义为每次工作的前一个工作位置为参照位置，如果连续打孔是等距作业，那么只需记录一组数据即可。因为本实施例中的测距定位设备可以检测空间三个方向上的位移，也就是说，除了确认打孔的位置外，还可以检测打孔的深度，实现给定距离和深度的连续打孔。

本实施例优选通过触发定位模式按键48来确定电钻参照位置或者说是基准位置，即触发定位模式按键48时电钻所在的位置。一般的工况下，参照位置即电钻的原点位置，然后电钻移动的过程中，检测模块开始检测电钻的实时位置并通过显示装置进行实时显示。当然，定位模式按键也可以是其它形式，如独立的供用户触发的按钮、电钻的扳机或者触发件，安装在机壳上任何方便操作的位置，或者通过其它的方式进行触发检测，如声控、手势识别的方式等等。在其它可选择的方案中，定位模式按键与电钻的扳机合二为一，通过按压不同的深度实现触发检测和电钻的供电启动，也可以是扳机分成两部分，一部分实现定位模式按键的功能，另一部分实现扳机的功能，这两部分通过设置互锁来防止误操作，也就是说检测模块的检测工作和马达的运行只能择一进行。再者，定位模式按键和扳机之间具有特定距离以容许用户单手握持手柄操作扳机的同时又可触发定位模式按键。

用户触发定位模式按键48之后可以将电钻移动到需要工作的位置，观测显示屏上实时显示电钻当前位置的数据，根据该数据来确认电钻是否到达工作位置，到达工作位置后即可开始工作。为防止检测模块一直检测造成的误差累积，可以在开始工作的同时即停止检测，或给检测系统断电。停止检测的实现方式有很多，如定位模式按键与扳机分开设置的情况，可以设置定位模式按键的启动电路与扳机开关的启动电路为互锁电路，即触发定位模式按键开始检测，触发扳机开关即停止检测；或者再次触发定位模式按键，检测模块停止检测，显示屏固定显示当前位置和前触发位置之间的沿三个方向的距离，并且该数据可以被存储，也就是说，测距定位设备的控制模块包括存储模块，用于存储工作位置相对于参照位置的距离和方位角度等数据。在一次工作完成之后，如完成一个钻孔后，再次触发定位模式按键，即默认当前位置为参照位置，显示的数据全部清零，再次把电钻移动到下一个需要的工作位置，如此，每次触发定位模式按键时电钻所在的位置都可以成为下一次的参照位置，这样在进行同一条直线的等距离打孔工作时，只需记录一组数据，无论是用户自己判断或者存储单元存储并通过显示装置显示，都相对于只设置第一次触发位置为参照位置要简单方便。

当然，如果用户期望只设置一个参照位置，那么可以每次在选定的参照位置触发定位模式按键，然后再移位到需要工作的位置，移动的距离需要用户判断或者测距定位设备来计算。另外，还可以一次输入多个打孔点相对初始位置或者上一次打孔点的相对坐标，并存储。那么每次打孔时不需要重新输入打孔坐标，系统自动将目标坐标设置为存储模块里面预先存储的坐标值。

第二实施例

图2为另一种电钻的示意图，测距定位设备包括输入单元，用于设定相对于参照位置的位置参数，即目标位置信息，通过键盘或者触摸屏或者按钮输入目标位置，输入单元优选为键盘，用户可以根据需求输入移动的距离。然后用户可以在参照位置触发定位模式按键，移动电钻，当到达指定的位置时会以用户能够被感知的方式进行相应的提示，比如通过显示屏LED灯闪烁提示，或者测距定位设备还包括蜂鸣器43，通过蜂鸣器43发声提示，再或者通过震动提示等视觉、听觉或者触觉上能察觉到的方式。其中被感知的方式：包括但不仅限于光学的和/或声学和/或电学的方式。

当然，用户输入数据也可以通过其它的方式替换，比如与智能设备建立通讯连接，接收来自智能设备的预设位置或坐标信息。测距定位设备还可以进一步的包括通讯模块，能够用于在比如通过智能设备，例如手机、平板电脑等移动设备与测距定位设备之间实现有线或者无线的通讯连接，如USB接口、Wi-Fi、蜂窝移动网络等，本实施例中通讯模块优选为蓝牙模块45，在移动设备上输入数据，通过蓝牙将数据、信息传输给测距定位设备。

在测距定位设备进行位置检测时，因为惯性传感器是安装在机壳内的，而定义的坐标原点为钻头端部的位置，因此需要进行坐标修正，下面将针对不同的情形详细说明坐标修正的方法。

图3为电钻水平位置时，钻头相对惯性传感器的坐标修正方法的示意图，设传感器坐标(x0，y0，z0)，那么钻头坐标修正为(x0,y0-L,z0+H)。

图4为电钻倾斜时，钻头相对惯性传感器的坐标修正方法示意图，此时钻头坐标为(x0，y0-L1，z0-H1),

而此时

其中θ可以通过传感器获得，而L与H为传感器本身安装数据，默认为不变。但是，在实际的使用中，可能需要更换不同长度的钻头，为了更好的对钻头坐标进行修正，也可在电钻上安装测距模块。

如图5所示，为电钻通过设置测距模块进行坐标修正的示意图，测出所需要的参数L，如激光测距、超声波测距、红外线测距等等。另外，也可以手动输入或者通过选择系统设定的标准工作头的一种，自动得到参数L。

根据测距定位设备硬件构成的不同，电钻通过测距定位设备进行连续打孔的工作流程也不同，下面将具体说明。第一种测距定位设备包括惯性传感器，控制器，定位模式按键，显示屏，通过人工辅助判断模式打孔位置。

如图6所示，利用电钻在人工辅助判断模式以参照位置为基准实施打第一、第二孔的流程图，具体包括如下：步骤S110，用户手持电钻将其移动至初始位置，即参照位置，将钻头末端与作业面接触的位置定义为参照位置，也就是作业面的原点坐标；此时需要将钻头抵接在作业面(如墙壁)。步骤S120,按下定位模式按键，记录该参照位置；如果定位模式按键同时触发检测系统的上电和坐标清零，则检测模块通电启动和坐标清零、记录电钻的姿态，如果检测系统的已经在通电状态，则只进行坐标清零，记录电钻的姿态。步骤S130,接下来，用户移动电钻，显示屏显示实时位置，这里的实时位置是相对参照位置的原点坐标而言，利用传感器数据通过算法计算出电钻钻头的实时相对位置。步骤S140，观察坐标显示。步骤S150，用户根据显示屏的测距坐标值判断电钻是否移动到目标打孔点。步骤S160,如果到达目标点，电钻停止移动并保持静止预设的时间，用于零速修正，通过零速修正进行误差控制，是一种成本低而有效的手段，也能够达到更精确的检测效果。这里让电钻保持静止仅是触发零速修正的其中一种方式，也可以通过其他的方式，比如再次触发定位模式按键，即认为电钻到达目标位置，或者通过钻头顶在作业面上的接触或者受力检测以表明电钻到达目标位置，都可以实现达到这些条件即开始零速修正。步骤S170,到达目标位置后，用户即可实施打第一个孔工作。当然也可以停止检测，即给测距定位设备断电，断电并非必要，为节省能源以及减小检测误差考虑。当需要进行下一个打孔工作时，一种可选择地方式是再次执行步骤S110，将电钻移动至原参照位置；然后执行步骤S120，按下定位模式按键，记录该参照位置；然后执行步骤S130，移动电钻；执行步骤S140，观察坐标显示；然后执行步骤S152，用户根据观察显示屏的测距坐标值判断电钻是否移动到第二预设坐标，即第二目标打孔点，如果到达目标点，执行步骤S160，电钻停止移动并保持静止预设的时间，用于零速修正；然后执行步骤S172，在第二孔位实施打第二孔。

参照图7，是另一种可替换的打孔操作方式，与前一电钻在人工辅助判断模式以参照位置为基准实施打第一、第二孔的流程不同之处是将第一个打孔位置设定为参照位置，也就是说在步骤S170后，即完成第一个打孔之后；执行步骤S120，在该孔位按下定位模式按键记录该参照位置。然后重复前面流程中S130至S172的操作步骤即可，该定位打孔步骤可重复进行，这样在作业面上可高效地连续打出多个孔位。

参照图8所示，测距定位设备执行定位检测的工作流程包括如下步骤：当用户按下定位模式按键时，测距定位设备的控制器进行如下操作：步骤P110，记录参照位置的坐标；当用户移动电钻时，惯性传感器分别进行如下操作：步骤P120，实时检测定位设备的运动特征，步骤P130，输出运动参数；同时执行步骤P122，实时检测定位设备的位置特征，步骤P132，输出位置参数；然后执行步骤140，控制器根据记录的参照位置的坐标、检测到的位置和运动参数、以及电钻钻头与定位设备的预设距离，经过算法计算后获得电钻钻头相对于参照位置的坐标或距离，也就是对定位设备的坐标修正为电钻钻头的坐标或距离；最后执行步骤P160，显示屏上输出坐标或距离，即为修正后的电钻钻头当前的坐标或距离。

另一种可替换的测距定位设备包括惯性传感器，控制器，定位模式按键，显示屏，输入单元以及提示模块。这里的输入单元如果是设置在机壳上的输入面板，则直接输入数据，如电钻自带键盘，用于用户输入坐标。用户可利用智能判断模式识别打孔位置。

参照图9所示，电钻在智能判断模式以输入预设工作坐标方式实施打第一、第二孔的流程，具体包括如下：步骤S110,用户手持电钻移动至参照位置；步骤S120,按下定位模式按键，记录电钻的姿态，坐标清零；步骤S122,通过输入模块输入第一个打孔点相对原点坐标的数据，即输入第一预设坐标，比如输入向右15厘米，向上10厘米，即生成目标位置信息M(15，10，0，角度)。接下来，执行步骤S130，用户移动电钻；处理器利用惯性器件数据获得钻头实时位置m，在显示屏上显示实时坐标，控制器通过比较钻头实时坐标与输入坐标，当两者相等时，通过显示屏LED亮灯或者以蜂鸣器发声等方式向用户提示信号；步骤S154，判断是否收到预设的提示信号，若观察到LED亮灯或者倾听到蜂鸣器发声，表示电钻已移动到打孔目标位置。步骤S160，电钻停止移动并保持静止预设的时间，用于零速修正；步骤S170,用户实施打第一孔。当需要进行打第二个孔时，如果下一个打孔的高度和距离与前一个打孔的高度和距离相等，则不需要再次输入，如果不同，则重新输入数据或者一次性输入所有打孔目标点的数据都可以。步骤S120，以第一孔为基准，按下定位模式按键；步骤S130，再次移动电钻；再次重复步骤S154以及步骤S160；最后执行步骤S172，在第二预设目标位置实施打第二孔，依次类推。

参照图10所示，电钻在智能判断模式以接收手机预设工作坐标方式实施打第一、第二孔的流程图。与图9所示的流程不同之处在于，通过外部移动设备例如智能手机与电钻建立通讯连接，在移动设备上输入一系列预设坐标或者下一个打孔点相对原点坐标数据，使电钻的测距定位设备接收来自于手机的预设工作坐标；测距定位设备上的输入模块优选为蓝牙通讯模块。具体工作步骤包括：步骤S100，与手机建立蓝牙连接；步骤S102，接收来自手机的预设工作坐标，预设工作坐标可以包括一系列坐标，也就是连续多个打孔位的坐标；步骤S110，移动电钻至参照位置；步骤S120，按下定位模式按键；步骤S130，移动电钻；步骤S154，判断是否收到预设的提示信号，若观察到LED亮灯或者倾听到蜂鸣器发声，表示电钻已移动到打孔目标位置；步骤S160，电钻停止移动并保持静止预设的时间，用于零速修正；步骤S170,用户实施打第一孔。如果要实现打第二孔，以第一孔为基准，执行步骤S120，按下定位模式按键；步骤S130，再次移动电钻；再次重复步骤S154以及步骤S160；最后执行步骤S172，在第二预设目标位置实施打第二孔，依次类推。

参照图11所示，下面具体说明测距定位设备在电钻以智能判断模式以接收手机预设工作坐标方式实施打孔作业的过程中，控制器进行数据处理的工作流程。步骤P100，控制器接收预设坐标；当电钻移动至参照位置按下定位模式按键时，执行步骤P110，记录参照位置坐标；当用户移动电钻时，惯性传感器分别进行如下操作：步骤P120，实时检测定位设备的运动特征，步骤P130，输出运动参数；同时执行步骤P122，实时检测定位设备的位置特征，步骤P132，输出位置参数；然后执行步骤140，控制器根据记录的参照位置的坐标、检测到的位置和运动参数、以及电钻钻头与定位设备的预设距离，经过算法计算后获得电钻钻头相对于参照位置的坐标或距离，也就是对定位设备的坐标修正为电钻钻头的坐标或距离；然后执行步骤P150，当控制器判断当前坐标与预设坐标是否相等；当时判断当前坐标与预设坐标相等时，执行步骤P162，发出表示电钻移动到位的预设提示信号。

参照图12所示，触发定位模式按键，控制器即收到启动信号，开始进行传感器数据处理，即开始进行温度补偿、重力消除、数据融合、卡尔曼滤波等等，接下来根据惯性传感器的位置进行坐标修正，即将传感器实际所在的坐标修正为钻头端部的坐标，然后开始积分测量，通过积分算法和/或零速修正算法，能够有效抑制惯导随时间积累的定位误差，最后通过显示屏显示出实时的坐标，测距定位设备断电结束或者再次触发定位模式按键结束。

考虑到厂家生产的电钻会销售到世界各地，而由于世界各地重力加速度有所不同，需要进行重力消除。重力消除的方法如可以通过当地经纬度修正，或者手机与电钻蓝牙通讯时，也会根据手机中的位置信息智能修正惯性传感器中的重力加速度值。

在惯性传感器的数据处理过程中，除了重力消除，还需要其他的处理，如温度补偿、数据融合、卡尔曼滤波等等，从而消除外部因素对惯性传感器的影响以及随机干扰，使得惯性传感器的检测更加准确。

在实际的打孔操作中，用户除了需要打多个同一条直线等距的孔之外，还有一些比如打一些各孔之间的连线具有特定形状的孔，比如三角形、四边形、五角星形等等，可以在测距定位设备中预先存储这些特定的形状，使用的时候，用户只需选择需要的形状，输入确定形状大小的数值，如外接圆半径、边长、内角的角度等等，确定好参照位置，有两种方式可以确认是否到达目标位置，第一种与上述人工辅助判断打孔位置类似，即确定好参照位置，系统会自动生成各个目标点的坐标位置供用户查看，用户只需判断实时的坐标显示是否与目标点的坐标数值相同即可。另一种与上述智能方式判断打孔位置类似，控制器通过比较钻头实时坐标与系统生成的预设的坐标点进行比较，当两者相等时，通过显示屏或者蜂鸣器LED灯等方式向用户提示移动到目标打孔位置。

本领域技术人员可以设想，如果将测距定位设备与电钻分离，定位设备能够独立的在工作面上先进行定位，然后再通过电钻在目标位置进行打孔。测距定位设备设置有定位部，该定位部的作用等同于电钻钻头，用于作为测距坐标修正的依据，该定位部优选设置在检测模块与控制模块之间，处理模块依据检测模块与定位部之间预设的距离，在显示屏实时显示定位部的终极坐标；或者以定位部的坐标作为提醒装置的发出提示信息的依据。定位部最好能在确定的目标位置进行标志，以方便电钻准确的目标位置实施打孔。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

第三实施例

请参考图13，本实施例的测距定位设备30与电钻100a结合于一体。其中电钻100a包括机身11，机身11包括主体部、以及与主体部呈角度、提供握持操作的手柄12，测距定位设备30安装于机身11的主体部上。动力马达(未图示)设置于机身11上，手柄12上设置有控制马达的开关板机13，手柄12沿轴线延伸的尾端连接有电池包14。本发明实施例的测距定位设备30集成于机身11设置。本领域技术人员可以设想，测距定位设备30可以也可以作为一个模块单独设计，再以附件方式可以拆卸式方式安装于机身11。

测距定位设备30包括检测模块、控制模块、输入单元、以及输出模块；其中检测模块包括激光测距单元310。本发明实施例的测距定位设备30包括两个呈固定角度设置的激光测距单元310、320，第一激光测距单元310和第二激光测距单元320相互呈90度设置。激光测距单元310、320分别包括相互连接的激光发射器和激光传感器。

参照图14所示，为表述方例，本实施例仅以第一激光测距单元310为例进行说明。第一激光测距单元310包括并列设置又相互紧靠的第一激光发射器310a及第一激光传感器310b。其中，第一激光发射器310a用于发射激光，第一激光传感器310b用于测量第一激光发射器310a发射点与其发出的激光至参照平面D的反射点之间的直线距离。第一激光传感器310b的测距原理是这样的：第一激光发射器310a发射投向参照平面D的激光经反射后由第一激光传感器310b感应接收，第一激光传感器310b根据激光在空气中传播的速度V和激光开始发射至接收到反射的激光所化的时间T计算获得激光的总行程S。作为同一个激光测距单元的不同部件，激光发射器的发射光与激光传感器接收的反射光之间的夹角小到可以忽略，也就是说，总行程S的二分之一就是第一激光传感器310a能够测得的第一激光发射器310a发出的激光至参照平面D的反射点之间的直线距离。第二激光测距单元320的结构的测量原理同第一激光测距单元310相同。由于第一激光测距单元310与第二激光测距单元320之间呈90度，也就是说，第一激光传感器310b与第二激光传感器之间也是呈90度设置。第一激光测距单元310与第二激光测距单元320的轴线位于同一平面内，电钻100a的输出轴轴线与该平面相垂直，且第一激光测距单元310的轴线与第二激光测距单元320的轴线交点位于电钻输出轴轴线上。

本实施例的激光发射器发射出的是可见性激光，激光至参照平面后会产生可见的反射点，这样有于操作者确定参照平面。其它一些可选择的方案中，用于测距的激光可以选择非可见性激光，但是为了使操作者识别参照面，还需要配备辅助的可见性激光。

设定作业面W为电钻100a的工作对象，如果电钻100a需要在作业面W上定位打出一排水平孔；可以选取作业面W的顶面，例如为天花板或者天棚作为参照平面D，当然也可以选择作业面W的底面，如平整的地面作为参照平面。如果电钻100a需要在作业面W上定位打出一排垂直孔，则可以选取作业面W的侧面作为参照平面C。在测距定位工作时，将第一激光测距单元310对应第一参照平面D,第二激光测距单元320对应第二参照平面C。其中第一激光发射器310a发射朝向参照平面D的激光,第二激光发射器320a发射朝向参照平面C的激光。

由于第一激光测距单元310与第二激光测距单元320的位置相对固定，使得当电钻100a产生角度偏转或者旋转时，第一激光发射器310a和第二激光发射器320a随电钻同时改变偏转或旋转方向。另一种可选择的方式中，第一激光测距单元310与第二激光测距单元320设置成一个整体，并且可相对机身11绕一轴线旋转，这样的设置能使两个激光测距单元310，320相对机身11一起旋转从而方便确定参照面。

当第一激光发射器310a发射的激光投射至参照平面D时，会在参照平面D形成反射点，第一激光传感器310b用于测量第一激光发射器310a与其发出的激光至参照平面D的反射点之间的直线距离。相应地，第二激光发射器320a发射的激光投射至参照平面C时，会在参照平面C形成反射点，第二激光传感器320b用于测量第二激光发射器320a发出的激光至参照平面C的反射点之间的直线距离。

参照图15所示，检测模块还包括用于检测电钻100a的姿态角的惯性测量单元350。惯性测量单元350相对于电钻100a的输出轴线平行或者垂直设置安装。由于激光测距单元310、320及惯性测量单元350关系紧密，因此可作为一个整体设置于机身11靠近电钻夹头的前端，或者远离机身11电钻夹头的后端。这样的设置使得测距定位设备30于机身11的安装位置与手柄12一端的电池包14在机身11上的投影不相重叠，即在轴向上相互错开，从而避免激光发射器310a、320a发出的朝向参照平面的激光不会受到电池包14的干涉，或者受到操作者握持手柄12的手的干涉。

本实施例的输出模块包括显示装置340，测距定位设备30还包括模式选择单元，选择工作模式，工作模式包括但不仅限于水平等间距，竖直等间距，倾斜等间距，三角形等间距，以及不等间距定位；水平或竖直等间距时，用户的操作界面中会提示输入目标间距数值，而不会考虑移动方向等其他参数。本实施例模式选择单元采用模式选择按键330。触发单元采用定位模式按键15。测距定位设备30整体设置于机身11的后端，其中显示装置340优选地设置于便于操作者观察机身11的后端面上。本发明实施例的显示装置340采用是液晶显示屏，惯性测量单元350测得的姿态角等参数可以数显方式显示于液晶显示屏；控制模块360包括微处理器(MCU)。

参照图16所示，控制模块360分别与惯性测量单元350和激光测距单元300电性连接。控制模块360根据激光测距单元300测得的直线距离和惯性测量单元350测得的姿态角度计算获得电钻100a距离对应参照平面的法向距离。显示装置340用于可选择地显示姿态角、直线距离、法向距离和预设法向距离。模式选择按键330则可用于用于选择至少一种工作模式，不同的工作模式对应不同的工作场景，对应解决不同的技术问题。具体地，每一种工作模式下都包括控制模块360对获得的法向距离的处理方法及对应该处理方法获得数据进行的比对结果的提示或显示方式，最终以提示或显示作为调整电钻100a的移动方位的操作指导。其中模式选择按键330采用按键或者触摸屏；提示方式可以采用发声或者发光方式，声音可以是语音，也可以是具有特定频率的发声；发光可以采用LED亮灯或者以光进行闪烁。显示可以通过显示器以数字或符号进行显示。

本实施例的惯性测量单元350包括加速度传感器351和角速度传感器352，其中加速度传感器351采用的是三轴加速度计，角速度传感器352采用的是三轴陀螺仪。三轴加速度计用以测量移动载体的三个方向的加速度，三轴陀螺仪用以测量移动载体的三个轴向的角速度，测得的数据经融合处理后可以分别精确测得电钻100a相对水平面的两上夹角，即横滚角和俯仰角，以及一个在水平面的旋转角，即航向角，由此可以根据这倾斜角用来提供水平基准，计算在作业面的水平或垂直分量的夹角。本发明实施例横滚角、俯仰角、航向角都属于姿态角。

其中电源380可为测距定位设备30的用电部件提供电能。当测距定位设备30作为一个附件可以从电钻100a上分离，电源380能为这些工作部件供电并且能保持一定的工作时间。当然，本领域技术人员可以设想，当测距定位设备30的各功能部件集合于电钻100a时，电池包14可为上述用电部件以充当电源提供电量，而不需要另外设置电源。

参照图13、图17所示，为电钻100a在作业面W进行打孔的第一种工作场景。操作者需要在竖直的作业面W上打出多个位于同一水平线的孔，首先通过操作模式选择按键330的按键选择第一工作模式。在该工作模式下，选择作业面W的顶面D作为参照面，参与测距的是第一激光测距单元310。在打孔作业之前，先在作业面W上设定一个参照点。具体地，可以根据操作者经验在作业面W上选择参照点或者利用第一激光测距单元310测量并通过控制模块360计算获得的钻头17自由末端至参照面D的法线距离来寻找确认参照点的位置，也就是说，根据获得的法线距离与预设的法线距离进行比较，当获得的法线距离与预设法线距离相等时，参照点的位置被确定。一旦选择好或者确定参照点之后，需要将记录该参照点。具体地，将电钻100a的钻头17对准该参照点，操作定位模式按键记录该参照点位置。

本实施例的定位模式按键15相当于一个学习单元，紧邻把手12的扳机13设置，操作者可以用握持电钻把手12的手同时操作定位模式按键15，从而能方便地将测得的法线距离进行存储或记录。参照点距离参考平面D的法线距离可作为一个参数选择性地显示于显示装置340上。

设定完参照点之后，沿水平方向移动电钻100a。如设定手持工具100a的横滚角为0度，此时第一激光测距单元310的第一激光发射器310a向参照平面D投射出激光，第一激光传感器310b用于检测激第一光发射器310a与其发出的激光至参照平面D的反射点之间的直线距离d1；由三轴加速度计和三轴陀螺仪测量并获得电钻100a在该位置相对竖直平面的姿态角即俯仰角θ1，控制模块360根据该直线距离d1及对应姿态角θ1按设定的程序进行计算并获得激光发射器310a至参照平面D的法定距离d2＝d1*cosθ1。此时倾斜的电钻100a相对于水平面也有一个倾斜角θ2，而倾斜角θ2与姿态角θ1为同位角，因此姿态角θ1与倾斜角θ2等值。由于第一激光发射器310a至电钻钻头17之间的距离L1是根据钻头的规格设定或者预设，因此可以根据倾斜角θ2及距离L1计算获得距离h＝sinθ1*L1，距离h为第一激光发射器310a在作业面W上的水平投影点至电钻钻头在作业面W上的打孔点之间的法线距离。

由此控制模块360计算得出电钻100a钻头17自由末端至顶面D的法线距离H＝d2-sinθ1*L1，操作者通过这一法线距离H与预设的法线距离与作比较后在作业面W上确定第一个孔位，也就是说，当法线距离H达到预设的法线距离等值时，贴近于作业面W的钻头17自由末端对准于作业面W的位置即为第一个打孔目标位置，第一个目标位置与参照点保持于同一水平线。

在操作过程中，相对于现有技术，省去出在测量操作之前必须先将电钻100a调整至水平位置的操作步骤。目标位置的确定，是基于控制模块360的三次计算，即进行数据修正后获得对应测量结果的精确数值。第一次计算：根据第一激光测距单元310测得的激光测距单元310距离参照面D的直线距离d1与惯性测量单元350测得姿态角θ1，计算获得法线距离d2；第二次计算：由控制模块360根据激光测距单元310距离钻头自由端的直线距离L1与该姿态角θ1，计算获得激光测距单元310投影在作业面W的点至钻头自由末端的直线距离h；第三次计算：将法线距离d2与直线距离h比较计算后获得钻头自由末端距离参照面D的法线距离，即获得钻头自由末端的坐标位置。

由此，在第一个打孔目标位置实施打第一孔。再沿水平方向移动电钻100a寻找第二个孔位。如果不考虑各孔之间的距离，只要当显示装置340显示的当前的法线距离与记录的预设法线距离H相等时，此时钻头17自由末端对准于作业面W的位置即是第二个水平孔位，在该第二孔位打出第二个孔，依次类推，可打出第三个孔，第四孔…,第一工作模式下，选择参照平面D能打出平行于该参照平面、距离参照平面的法向距离为H的一排水平孔。由此，通过激光测距单元及惯性测量单元的实时检测，通过与控制模块的计算及控制，以及显示装置的显示，实现实时定位。

本实施例的测距定位设备30还包括提醒装置(未图示)，当控制模块360判断当前法向距离与预设法向距离H符合预设条件时，例如预设条件是当前法向距离与预设法向距离H相等，控制提醒装置发出提示信号,提示信号为声或光。如果采用声音作为提示，可以是特定频率的声响或者是语音；如果采用是光，可以是点亮LED灯或者以特定频率的灯光闪烁。通过提示信号能协助操作者判断电钻100a移动是否到位，从而快速地确定打孔位置。本实施例所指的当前法向距离与预设法向距离H相等，是指当前法向距离与预设法向距离之间的差值的绝对值小于等于预设值，该预设值是一个允许的精度误差值。也就是说，当电钻100a移动到某一位置时，提醒装置发出提示信号则代表操作者已找到打孔位置。对应工作模式下的精度误差值是可以预设的。

当然，预设条件也可以设定当前法向距离与预设法向距离H之间的差值的绝对值大于预设值，这里的预设值同样指允许的精度误差值。也就是说，当电钻100a移动未到达或靠近打孔位置时，提醒装置发出提示信号让操作者进一步移动电钻100a。例如，电钻100a距离打孔位置越远，提醒装置发出高频率的声音，如果越靠近打孔位置，提醒装置发出低频率的声音，当达到打孔位置，提醒装置不发声，这样操作者就能被指导按某一方向移动电钻100a，从而能准确、快速地确定第二、第三、第四…孔位。这里所指的提示信号不限于频率不同的声音，也可以是语音的提示信号等。

提醒装置的设置，省去了操作者时刻地通过观察显示器数字获得信息，从而使得操作更方便、省力。当然，对于第一工作模式，实际上操作者并不需要知道预设法向距离及当前法向距离的数值，因此，此时显示装置340显示的参数并不是必需，可以选择忽略或者关闭，操作者只需要知道当前电钻100a位置相对预设参考打孔位的位置是否至达预设水平位置，因此只需要提醒装置发出提示信号即可完成打孔工作。

第二种工作场景中，利用电钻100a需要在作业面W打出多个位于同一垂直线的孔。可通过模式选择按键设定第二工作模式，选择作业面W的侧面C作为参照平面，配合利用第二激光测距单元320。第二工作模式下，第二激光测距单元320及惯性测量单元350的工作方式、以及控制模块360的计算方法同一工作模式相同。具体操作时，在作业面W上先确定一个预设参考点，即在预设打孔位打第一个孔；将电钻100a的钻头17定位于该第一个孔，此时第二激光测距单元320的第二激光发射器320a向参照平面投射出激光，第二激光传感器320b用于检测激第二光发射器320a与其发出的激光至参照平面的反射点之间的直线距离,最终由控制模块360计算得出电钻100a钻头17至第二参照平面C的法向距离。将获得的预设参考点的这一法向距离进行记录，作为电钻100a距离参照平面预设法向距离；沿竖直方向移动电钻100a寻找第二孔位，使第二孔位距离第二参照面C的法向距离等于预设法向距离时，提醒装置发出提示信号,或者当显示装置上显示的法向距离值与预设法向距离值相等时，第二个孔位确定即可执行打孔，依次类推，确定第三、第四……孔位。这样在确定孔位上打出的孔保证位于同一垂直线上。

参照图18所示，第三种工作场景中，利用电钻100a需要在作业面W打出多个位于同一水平线上且等间距的孔。通过模式选择按键选择第三工作模式。第三工作模式下，分别选择作业面W的顶面D作为第一参照平面，作业面W的侧面C为第二参照平面，分别利用第一激光测距单元310对应第一参照平面，第二激光测距单元320对应第二参照平面。第一激光测距单元310、惯性测量单元350、控制模块360配合工作用于获得预设参考点距离第一参照平面的法向距离Y；第二激光测距单元320、惯性测量单元350、控制模块360配合工作用于获得预设参考点距离第二参照平面的法向距离X。通过操作按键以记录预设参考点在作业面W上的坐标值(X,Y)。要在作业面W上打多个位于同一水平线上且等间距的孔，只要使得钻头17在对应的孔位获得的法向距离Y值保持恒定，就能保证该孔位与预设参考点位于同一水平线。具体操作过程中，先设定第二个孔位距离第一孔位的间距，即设定第二个孔位距离预设参照点的横坐标增加的预设距离n，则可以通过按键手动输入使预设法向距离为X+n，然后沿水平方向移动电钻100a，控制装置360会根据其通过计算获得的实测法向距离与预设法向距离X+n作比较，当实测法向距离与预设法向距离X+n之间的差值的绝对值达到预设条件时，提醒装置就发出提示信号，以协助操作者找到距离第一孔位间距n的位置，然后再沿上下方向移动电钻100a，根据提醒装置发出提示信号找到距离第一参照平面的法向距离为Y的位置，第二个孔位即被确定。对于在作业面W上找到第三孔位，通过按键手动输入使预设法向距离为X+n+n，然后参考以上的做法，确定第三个孔位。依次类推，在作业面W上确定第四、第五孔位…。

对于第三工作模式，另一种可以选择的操作的方法是，在每打一个孔之前先以前一个孔位作为基准，将该位置的实测水平法向距离，即至第二参照面W的法向距离X设置为零，该基准孔位的坐标是(0，Y)，也就是说，以电钻100a的钻头17对准前一个孔位，通过定位模式按键15记录相对两个参照平面的法向距离后再将法向距离X归零设置。然后通过按键手动输入水平方向的预设法向距离n，然后沿水平方向移动电钻100a，当实测法向距离与预设法向距离n之间的差值的绝对值达到预设条件时，提醒装置就发出提示信号，然后再沿上下方向移动电钻100a，根据提醒装置发出提示信号找到距离第一参照平面的法向距离为Y的位置，第二个孔位即被确定。依次类推，在作业面W上确定一排水平的等间距孔。

第四种工作场景中，利用电钻100a需要在作业面W打出多个位于同一垂直线上且等间距的孔。通过模式选择按键选择第四工作模式。具体操作方法与第三工作模式相类似，利用第一激光测距单元310对应第一参照平面D，第二激光测距单元320对应第二参照平面C。不同的是，记录预设参考点在作业面W上的坐标值(X,Y)后，使得钻头17在对应的孔位获得的法向距离X值保持恒定，就能保证该孔位与预设参考点位于同一垂直线，至于设定各垂直孔之间等间距，可参照第三模式中的法进行。每设定一个新孔位，先手动输入孔间距，即设定预设法向距离为Y+n,再移动电钻100a确定孔位，随着孔位数增加法向距离依次增加Y+n+n…。另一种方法是先将预设参考点在作业面W上的坐标值(X,Y)中的至少一个坐标，即纵坐标归零，设预设参考点的坐标为(X，0)，然后通过按键手动输入垂直方向的预设法向距离n，然后沿竖直方向移动电钻100a，当实测法向距离与预设法向距离n之间的差值的绝对值达到预设条件时，提醒装置就发出提示信号，然后再沿水平方向移动电钻100a，根据提醒装置发出提示信号找到距离第二参照平面的法向距离为X的位置，第二个孔位即被确定。依次类推，在作业面W上确定一排垂直的等间距孔。

参照图19所示，第五种工作场景中，利用电钻100a可以在作业面W打孔使各孔的连线呈特定的几何形状，例如三角形、四边形、五角星等，本实施例以各孔连线与水平线或垂直线呈一定角度的斜线进行举例说明。通过模式选择按键选择第五工作模式。利用第一激光测距单元310对应第一参照平面D，第二激光测距单元320对应第二参照平面C。先确定一个预设孔位K1,根据预设孔位K1的精度要求，有不同的操作方法。一种是如果对预设孔位K1有一定的空间尺寸要求，可以移动电钻100a，利用显示装置340显示当前实测的距离第一参照面D及第二参照面C的法线距离实与对应预设法线距离对比确定预设孔位K1的位置。另一种是如果对预设孔位K1没有精确要求，则可以根据操作者的经验判断在作业面W上确定第一预设孔位K1。

根据确定的第一孔位K1，然后按以下操作步骤确定第二孔。例如，要使第二孔位K2与预设孔位K1连线与水平线之间的夹角θ为30度，第二孔位K2距离第一参照面D的法向距离Y2与预设孔位K1的法向距离差值为+1m。操作者通过按键先记录预设孔位K1距离对应参照面的法向距离，即坐标值(X1,Y1)，移动电钻100a至第二孔位K2，控制模块360根据计算获得实测的法线距离(X2,Y2)，从而通过公式tanθ＝Y2-Y1/X2-X1进行二次计算获得θ的角度值，其中θ是第二孔与预设孔位连线与水平线之间的夹角。操作者可以根据控制模块360实时计算并显示于显示装置340的角度θ、结合实时显示的法线距离Y1+1m的出现来判断是否已到达预定的第二孔位K2。

另一种可替换的方案中，根据确定的第一孔位K1，操作者先通过按键记录第一孔位K1距离对应参照面的法向距离，即坐标值(X1,Y1)，然后手动输入相对水平线的角度θ等于30度，以及第二孔位K2的法向距离Y2与预设孔位K1的法向距离差值+1m，移动电钻100，当控制模块判断预设法向距离及预设角度符合预设条件时，则判断电钻100a钻头17到达第二孔位K2,提醒装置发出提示信号。

以同样的方法，在作业面W上确定第三个孔位K3，第三孔位K3与第二孔位K2相对第一孔位K1对称设置，当三个孔位K1、K2、K3依次连线形成一个等边三角形，这种工作模式下在作业面W上确定的孔位适合于挂画等用途。当然本领域技术人员可以设想在该工作模式能够打出以不同形式排布的孔以适用其它用途。

参照图20所示，第六种工作场景，还可以利用电钻100可以在作业面W打出等间距的孔且各孔连线是相对水平呈角度的斜线。第一孔位K1、第二孔位K2的确定可以参照对应图7描述的方式进行。其中第一孔位K1、第二孔位K2、第三孔位K3各孔连线与水平线之间的夹角θ相等。因此第三孔位K3可以基于第二孔位K2，也可以基于第一孔位K1确定。当基于第二孔位K2时，记录第二孔位K2分别相对参照平面的法线距离(X2,Y2),移动电钻100，操作者可以根据控制模块360实时计算并显示于显示装置340的角度θ、结合实时显示的法线距离Y2+1m的出现来判断是否已到达预定的第三孔位K3。当基于第一孔位K1时，记录第一孔位K1分别相对参照平面的法线距离(X1,Y1),移动电钻100，根据控制模块360实时计算并显示于显示装置340的角度θ、结合实时显示的法线距离Y1+2m的出现来判断是否已到达预定的第三孔位K3(X3,Y4)。当然，也可以选择手动输入预设条件，即角度θ，各孔位的相对第一参照平面D的相对法线位移差值，然后移动电钻100a，当控制模块判断预设法向距离及预设角度符合预设条件时，则判断电钻100a钻头17到达第三孔位K3,提醒装置发出提示信号。

以上不同的工作场景对应不同的工作模式，对应不同的操作界面，操作者可以根据需要选择至少一种工作模式，选择了工作模式也就意味着选择了控制模块对获得法向距离的处理方法及对应该处理方法的提示或显示。

本发明的电钻100a在打孔作业过程中，测距定位设备30集成于电钻100a，由于采用一惯性传感器，因此在定位打孔操作时不需要人为的修正电钻100a的水平，也就是说，测距定位设备能够在姿态度为不大于30度范围在内自动地修正电钻100a的倾斜度，从而使得打孔操作更方便、快捷并且打孔位置非常精准。

测距定位设备移动的过程中，定位部或者工作头的实时位置信息发生变化。测距定位设备设置在电动工具上，工具移动的过程中，工作头与目标位置之间的距离能够通过输出模块发出提示。一旦工作头移动到目标位置，工具不需要额外的定位工作，可以直接执行打孔工作。

在一些工作场景，在目标区域内辅助安装目标物体，例如在预定墙面上实施定位、打孔、挂画，定位设备能够与智能设备通讯关联。智能设备可用于安装与定位设备相关联的APP排版软件。智能设备通过wifi、蓝牙或红外线或NFC无线方式与定位设备进行信息传输或交换。智能设备利用APP排版软件可进行一些信息预设，例如预设目标点距离参考点的距离和方向、工作模式参数等，然后将预设信息传输至定位设备。其中定位设备可以是测距定位设备、视觉识别定位设备、或者投影定位设备等，其中信息的形式可以是位置信息、尺寸信息、图像信息、控制指令信息、状态监控信息、语音信息等。

参照图21所示，手持式工具系统中，还涉及一种能够与智能设备通讯关联的激光测距定位设备。激光测距定位设备作为与手持工具配合使用进行打孔定位前面已经详述。利用激光测距定位设备在作业面上定位打孔并安装挂画，对于激光测距定位设备具有进一步要求，其包括通讯模块、检测模块以及处理模块；其中通讯模块包括用于接收智能设备发送信息的接收模块，检测模块用于获取预设目标的位置和/或定位设备的运动信息，处理模块对来自所述接收模块和/或检测模块的信息进行处理。处理模块的处理包括定位设备距离参考平面的法向距离的计算、水平和/垂直或角度的计算、坐标转换和/或修正等。其中控制命令信息包括水平偏角容限。状态监控信息包括监测当前工作姿态角。状态监控信息包括电池电量、剩余工作时间。

通讯模块还包括发送模块，用于将处理模块处理的或者检测模块获取的信息发送至智能设备。本实施例的尺寸信息包括待挂的各幅画画框的长、宽；相邻画框之间水平、垂直间距。位置信息包括画框挂钩相对各自参考点的位置。控制命令信息包括工作模式、以及测距精度容限；其中工作模式包括独立测量模式、以及挂画模式；独立测量模式中，有水平测距、垂直测距、设定角度直线测距、水平等距、垂直等距、设定角度直线等距。状态监控信息包括电池电量、设备连续工作的时间、剩余工作时间、当前可识别特征点数量、经过测量或计算获得的数据等。

测距定位设备通过发送模块可以将其当前的状态监控信息，例如与墙面距离的监测信息发送至智能设备。

定位设备包括输入单元，输入单元与处理模块电性连接。输入单元可以采用按键或者触摸屏的形式，通过输入单元能够为定位设备选择至少一种工作模式，即模式切换处理，对应工作模式下的处理模块包括至少一种对应该工作模式的信息处理方法。通过输入单元也可以设置定位设备执行人机交互、电池电量监控等功能。

检测模块包括激光测距传感器以及惯性传感器，用于检测激光测距定位设备的运动和/或状态参数。处理模块的处理包括定位设备移动距离的计算、水平和/或垂直角度的计算、坐标转换和/或修正等。

定位设备还包括输出模块，用于将经处理模块处理后的信息以被感知的方式输出。本实施例的输出模块可以是一种提醒装置，用于根据处理模块的处理结果发出提示信号。提醒装置包括至少一个指示单元和/或显示单元，显示单元发出光信号，指示单元发出声音信号。显示单元可以采用LED或者显示器；指示单元可以采用蜂鸣器、扬声器。

参照图22所示，电钻在人工辅助模式以参照位置为基准实施打第一、第二孔的操作流程如下：具体包括如下：步骤S110，用户手持电钻100a将其移动至参照位置，将钻头末端与作业面接触的位置定义为参照位置，也就是作业面的原点坐标；此时需要将钻头抵接在作业面(如墙壁)。步骤S120,按下定位模式按键，记录该参照位置；如果定位模式按键同时控制检测系统的上电和坐标清零，则检测模块通电启动和坐标清零、记录电钻的姿态，如果检测系统的已经在通电状态，则只进行坐标清零，记录电钻的姿态。步骤S130,接下来，用户移动电钻，显示屏显示实时位置，这里的实时位置是相对参照位置的原点坐标而言，利用传感器数据通过算法计算出电钻钻头的实时相对位置。步骤S140，观察坐标显示。步骤S150，用户根据显示屏的测距坐标值判断电钻是否移动到目标打孔点。步骤S170,到达目标位置后，用户即可实施打第一个孔工作。当然也可以停止检测，即给测距定位设备断电，断电并非必要，为节省能源以及减小检测误差考虑。当需要进行下一个打孔工作时，一种可选择地方式是再次执行步骤S110，将电钻移动至原参照位置；然后执行步骤S120，按下定位模式按键，记录该参照位置；然后执行步骤S130，移动电钻；执行步骤S140，观察坐标显示；然后执行步骤S152，用户根据观察显示屏的测距坐标值判断电钻是否移动到第二预设坐标，即第二目标打孔点，如果到达目标点，然后执行步骤S172，在第二孔位实施打第二孔。

参照图23所示，电钻100a在人工辅助判断模式以参照位置为基准实施打第一孔，再以第一孔位为基准实施打第二孔的流程图。与前述在人工辅助判断模式以参照位置为基准实施打第一、第二孔的流程不同之处是将第一个打孔位置设定为参照位置，也就是说在步骤S170后，即完成第一个打孔之后；执行步骤S120，在该孔位按下定位模式按键记录该参照位置。然后重复前面流程中S130至S172的操作步骤即可，该定位打孔步骤可重复进行，这样在作业面上可高效地连续打出多个孔位。

参照图24所示，电钻100a在智能判断模式以输入预设工作坐标方式实施打第一、第二孔的流程图。具体包括如下：步骤S110,用户手持电钻移动至参照位置；步骤S120,按下定位模式按键，记录电钻的姿态，坐标清零；步骤S122,通过输入模块输入第一个打孔点相对原点坐标的数据，即输入第一预设坐标，比如输入向右15厘米，向上10厘米，即生成目标位置信息M(15，10，0，角度)。接下来，执行步骤S130，用户移动电钻；处理器利用惯性器件数据获得钻头实时位置m，在显示屏上显示实时坐标，控制器通过比较钻头实时坐标与输入坐标，当两者相等时，通过显示屏LED亮灯或者以蜂鸣器发声等方式向用户提示信号；步骤S154，判断是否收到预设的提示信号，若观察到LED亮灯或者倾听到蜂鸣器发声，表示电钻已移动到打孔目标位置。步骤S170，在目标位置实施打第一孔。当需要进行打第二个孔时，执行步骤S120，以第一孔为基准，按下定位模式按键；步骤S124，输入第二预设工作坐标；步骤S130，再次移动电钻；再次重复步骤S154，判断是否收到预设的提示信号；最后执行步骤S172，在第二预设目标位置实施打第二孔，依次类推。

用户通过输入模块输入下一个打孔点相对原点的坐标数据，这里的输入模块如果是设置在机壳上的输入面板，则直接输入数据，例如电钻自带键盘，用于用户输入坐标。

参照图25所示，电钻在智能判断模式以接收手机预设工作坐标方式实施打第一、第二孔的流程图。与图23所示的流程不同之处在于，通过外部移动设备例如智能手机与电钻建立通讯连接，在移动设备上输入一系列预设坐标或者下一个打孔点相对原点坐标数据，使电钻的测距定位设备接收来自于手机的预设工作坐标；测距定位设备上设蓝牙通讯模块。具体工作步骤包括：步骤S100，与手机建立蓝牙连接；步骤S102，接收来自手机的预设工作坐标，预设工作坐标可以包括一系列坐标，也就是连续多个打孔位的坐标；步骤S110，移动电钻至参照位置；步骤S120，按下定位模式按键；步骤S130，移动电钻；步骤S154，判断是否收到预设的提示信号，若观察到LED亮灯或者倾听到蜂鸣器发声，表示电钻已移动到打孔目标位置；步骤S170,用户实施打第一孔。如果要实现打第二孔，以第一孔为基准，执行步骤S120，按下定位模式按键；步骤S130，再次移动电钻；再次重复步骤S154，判断是否收到预设的提示信号；最后执行步骤S172，在第二预设目标位置实施打第二孔，依次类推。

参照图26所示，在电钻100a移动至参照位置前，先要设定参照位置，再考虑预设一个距离参照位置的工作目标。通常做法是，在设定参照位置时，按操作步骤S104，在作业面任意选择一个参照位置或者依据已知的参照面确认作业面相对参照面特定距离的参照位置。如果确定是凭作业经验在作业面选择一个参照位置，则进行步骤S108，标记该参照位置。如果不是选择凭经验选择参照位置，而是对参照位置有明确的精度要求，则可以按照操作步骤S105，判断是否能根据预设参照面设定参照位置；如果答案是肯定的，则执行操作步骤S106，控制测距定位设备使激光测距单元向预设参照面投射激光；然后执行步骤S130，移动电钻；从及步骤S140，观察显示装置340的坐标显示，寻找距离预设参照面为预设法线距离的点；步骤S150，当判断显示装置340的显示的坐标与预设工作目标坐标相等时，停止电钻移动，确定参照点；步骤S108，记录参照位置，具体地，可以在该参照位置按下定位模式按键以记录该参照点坐标。

本发明实施例中的手持式工具不限于电钻100a，只要是有需求对作业面或加工工件的工作位置进行测量定位的手持式工具，均可适用本发明的测距定位设备的原理，例如可以是实现摆动切割的多功能机、对工作实施打磨的磨光机、用于工作切割的电圆锯等。

第四实施例

请参考图27，定位系统包括在作业面W上移动工作的测距定位设备40，本实施例的测距定位设备40大致呈一个圆形体，圆形体具有的顶部和底部，类似于在作业面W上移动的光电鼠标。因此利用测距定位设备40在作业面W上对目标位置进行定位也称为光鼠定位。

参照图28所示，另一种可替换的方式中，测距定位设备40与手持工具可组合使用，且可以通过无线方式与手持工具进行数据关联，该手持工具优选为电钻100b。本实施例测距定位设备40结合于电钻100b的定位支撑杆16上，定位支撑杆16相对电钻100b机身可伸缩；测距定位设备40可于作业面W上移动接触实现测距定位。测距定位设备40的定位模式按键440可以部分或者全部设置于机身上方便操作的位置。例如用于坐标清零的按键442可设置电钻100b手柄靠近开关扳机的位置，类似于第三实施例的按键13；用于工作模式选择、坐标显示的按键等可以设置于机身的操作时靠近操作者的端面上，类似于第三实施例。

参照图27、图29所示，测距定位设备40包括电源380、图像传感单元410、惯性测量单元420、以及控制模块430。其中图像传感单元410靠近圆形体底部设置，其包括至少一个激光摄像头412以及至少一个激光发射器414。激光发射器414用于向作业面W投射激光，激光摄像头412用于实时感应该激光并且拍摄该激光于作业面W的投射图像。其中惯性测量单元420用于实时测量测距定位设备40的姿态角；本实施例的惯性测量单元420包括加速度传感器及角速度传感器。其中控制模块450用于根据激光摄像头412拍摄的相邻两帧图像中识别的同一特征信息的像素差值计算两帧图像拍摄时间段内产生的位移，并根据测得的姿态角和位移进行计算，计算结果包括测距定位设备40移动产生的水平位移和垂直位移(X0,Y0)。

测距定位设备40还包括设置于顶面的输出模块400、定位模式按键440，以及定位单元22；其中输出模块400可以是用于观察的显示装置，显示装置优选是显示屏，也可以设置成用于发出提示信号的的提醒装置，例如是能以发光的方式提供一个能观察的光信号。当输出模块400为显示装置时，定位模式按键440用于选择性地控制其能显示的检测参数及控制模块450的计算结果或者用于对参数进行清零操作。定位模式按键440可以采用触摸屏或者操作按键，本实施例的定位模式按键440包括若干个能够手动操作的按键442，每个按键442对应特定的功能，可用于工作模式选择，学习记录或者清零等。本实施例的显示装置400采用是液晶显示器，参数以数显方式显示。其中定位单元22是用于将测距定位设备40确定的参照点或者工作目标在作业面W上进行标记或定位。本实施例的定位单元采用的是定位孔，定位孔实质上是一个贯通测距定位设备40的通孔。

控制模块450(MCU)分别与惯性测量单元420和图像传感单元410电性连接；具体地，惯性测量单元420的三轴加速度计测量移动载体的3个方向的加速度，三轴陀螺仪测量移动载体的3个轴向的角速度，经融合处理后可以精确测得与水平面的两上夹角，即横滚角和俯仰角，以及一个在水平面的旋转角，即航向角。本发明实施例横滚角、俯仰角、航向角都属于姿态角。图像传感单元410的激光发射器414采用红外激光发射器，激光摄像头412采用红外激光摄像头。控制模块450用于根据激光摄像头412拍摄的相邻两帧图像中识别的同一特征信息的像素差值计算两帧图像拍摄时间段内产生的位移，并根据姿态角和位移进行计算。显示单元用于显示控制模块450测得的姿态角和计算结果，计算结果包括测距定位设备移动产生的水平位移和垂直位移。选择单元330用于将所述记录和计算结果选择性地显示于显示单元。其中电源380为各用电部件提供电能，并且能满足一定时间的工作需求。

参照图30所示，是定位孔的一种简单变形，定位单元22’包括相对作业面W活动设置的定位柱23，定位柱23靠近作业面W的一端设置有标记物25，标记物25设置成类似于笔尖的形状，测距定位设备40底部设有供标记物25穿过的开孔(图未示)。正常状态下，定位柱23由弹性件24支撑，标记物25与作业面W之间保持有间隙，当操作者施与沿箭头P所示的外力作用下于定位柱23时，定位柱23克服弹性件24作用力向靠近作业面W方向运动，从而使标记物25抵接作业面W并在作业面W上留下作业标记。定位柱23优选为透明材料制成，这样操作者可以看清标记物25于作业面W接触位置或作业标记。当操作者在作业面W确定参照位置时，可将测距定位设备40移动至使定位柱23的标记物25对准该参照位置后进行零位置设定。然后使测距定位设备40在作业面W移动至使显示装置显示的水平位移、垂直位移都达到预设值，此时通过按压定位柱23使得测距定位设备40这一位置进行作业标记，这一标记的位置即是工作位置。

参照图31所示，在测量过程中，测距定位设备40在作业面W上移动测量时会有角度偏转，并且定位孔22的中心距离图像传感单元410具有一定的距离，因此测距定位设备40移动产生的水平位移和垂直位移(X0,Y0)并不代表定位孔22中心的位置，因此需要控制模块450进行计算修正，修正之后的位移值代表定位孔22的中心位置，显示单元显示的参数也是经过修正后的表示定位孔22中心位置的参数。

在二维坐标系内，具体修正的计算方式如下：已知图像传感单元410的定位坐标(X0,Y0)，图像传感单元410到定位孔22中心的距离L，测距定位设备40旋转的角度，即横滚角θ；定位孔22中心的坐标计算公式：X＝X0+L*cosθ；Y＝Y0+L*sinθ。

当测距定位设备40的显示单元显示达到预设参照点或工作目标的参数时，以定位孔22中心对应的位置即为准参照位置或者工作目标位置，操作者可以在通孔中心进行标记，或直接利用电钻钻头17穿过通孔进行打孔作业。

打开电源开关使测距定位设备40启动工作，此时图像传感单元410启动，激光发射器414投射出激光，激光摄像头412感应该激光并实时拍摄激光于作业面的投射的图像，控制模块450检测激光摄像头412所拍摄的动态图像，并根据相邻两帧图像中识别的同一特征信息的像素差值用光流图像法处理图像，从而获得两帧图像拍摄时间段内测距定位设备40产生的直线位移。

惯性测量单元420同时启动工作，其中的三轴加速度计实时测量测距定位设备40的加速度参数，三轴陀螺实时测量测距定位设备40的角速度参数，并用滤波融合算法获得测距定位设备40的姿态角。滤波融合算法中优先采用卡尔曼滤波，当然本领域技术人员可以用其它滤波方式进行替代。控制模块450根据获得的以上姿态角和直线位移进行计算从而获得代表测距定位设备40的产生的水平位移和垂直位移(X,Y)。

参照图32所示，手持式工具系统中涉及一种能够与智能设备通讯关联的光鼠测距定位设备。本实施例的光鼠测距定位设备的控制模块同样包括通讯模块、检测模块以及处理模块；其中通讯模块包括用于接收智能设备发送信息的接收模块，检测模块用于获取预设目标的位置和/或定位设备的运动信息，处理模块对来自所述接收模块和/或检测模块的信息进行处理。

通讯模块还包括发送模块，用于将处理模块处理的或者检测模块获取的信息发送至智能设备。本实施例信息传输涉及的尺寸信息包括待挂的各幅画画框的长、宽；相邻画框之间水平、垂直间距。涉及的位置信息包括画框挂钩相对各自参考点的位置。控制指令信息包括工作模式、以及测距精度容限；其中工作模式包括独立测量模式、以及挂画模式；独立测量模式中，有水平测距、垂直测距、设定角度直线测距、水平等距、垂直等距、设定角度直线测距等。状态监控信息包括电池电量、设备连续工作的时间、剩余工作时间、当前可识别特征点数量、经过测量或计算获得的数据等。

光鼠测距定位设备通过发送模块可以将其当前的状态监控信息，例如与墙面距离的监测信息发送至智能设备。

光鼠测距定定位设备还包括输入模块，输入模块与处理模块电性连接。输入模块可以采用按键或者触摸屏的形式，通过输入模块能够为定位设备选择至少一种工作模式，即模式切换处理，对应工作模式下的处理模块包括至少一种对应该工作模式的信息处理方法。通过输入模块也可以设置定位设备执行人机交互、电池电量监控等功能。

检测模块包括图像传感器以及惯性传感器，用于检测光鼠测距定位设备的运动和/或状态参数。处理模块的处理包括定位设备移动距离的计算、水平和/或垂直角度的计算、坐标转换和/或修正等。

光鼠测距定位设备还包括输出模块，用于将经处理模块处理后的信息以被感知的方式输出。本实施例的输出模块可以是一种提醒装置，用于根据处理模块的处理结果发出提示信号。提醒装置包括至少一个指示单元和/或显示装置，显示装置发出光信号，指示单元发出声音信号。显示装置可以采用LED或者显示器；指示单元可以采用蜂鸣器、扬声器。

参照图27、图28至图31所示，下面将对测距定位设备40独立于手持工具，在人工辅助模式以参照位置为基准在作业面确定并标记第一、第二目标孔位的流程进行说明。如果操作者要在作业面W上打出一排位于同一水平线或垂直线的孔，需要先要在作业面W上设定参照位置。具体操作是：步骤S110a，在作业面上移动测距定位设备40至定位孔22中心达到选择的参照位置；步骤S120，按下定位模式按键，也就是按下的按键442，以记录参照位置坐标，包括对参照位置进行坐标清零；步骤S130a，移动测距定位设备40；步骤S140，观察坐标显示；步骤S150，判断显示的实时坐标是否等于第一预设坐标，当相等时，该位置即第一目标位置；再执行步骤S170a，通过定位单元的定位孔或者定位柱对该第一目标位置进行标记，第一目标位置即第一打孔位置；如果观察并判断到实时坐标与第一预设坐标不等，则需要进一步移动测距定位设备40。如果要实施打第二孔，必须要定位第二个目标位置，执行步骤S120，按下定位模式按键，以对显示单元的显示结果清零；再次执行步骤S130a，移动测距定位设备40；步骤S140，观察坐标显示；步骤S152，判断显示的坐标等于第二预设坐标；再执行步骤S172a，通过定位单元的定位孔或者定位柱对标记该第二目标位置。如果判断显示的坐标不等于第二预设坐标，则需要进一步移动测距定位设备40，直至观察并判断显示的坐标等于第二预设坐标，即到达第二目标位置，也就是说第二打孔位置；通过定位单元的定位孔或者定位柱对该第二目标位置进行标记；依次类推进行第三目标、第四目标进行定位和标记。第一、第二目标打孔位置一旦确定，即可以用电钻实施在目标位置实施打孔作业。

参照图34所示，下面将对测距定位设备40独立于手持工具，在智能判断模式以接收手机预设工作坐标方式确定并标记第一、第二目标孔位的流程进行说明。具体工作步骤包括：步骤S100，与手机建立蓝牙连接；步骤S102，接收来自手机的预设工作坐标，预设工作坐标可以包括一系列坐标，也就是连续多个打孔位的坐标；步骤S110a，移动测距定位设备至参照位置；步骤S120，按下定位模式按键；步骤S130a，移动测距定位设备；步骤S154，判断是否收到预设的提示信号，若观察到LED亮灯或者倾听到蜂鸣器发声，表示测距定位设备已移动到打孔目标位置；步骤S170a,在目标位置标记第一孔位。如果要实现打第二孔，以第一孔为基准，执行步骤S120，按下定位模式按键；步骤S130a，再次移动测距定位设备；再次重复步骤S154，判断是否收到预设的提示信号；最后执行步骤S172a，在第二预设目标位置标记第二孔位，依次类推。

参照图28所示，当测距定位设备40结合于电钻100b时，用电钻进行测距定位并执行打孔操作的工作流程，可参照实施例三中的图23，图24，本实施例不再赘述。

参照图32、图35所示，测距定位设备40结合于电钻100b，并且可与外部智能设备例如智能手机之间以无线方式进行数据联通，输出模块400具体为提醒装置，测距定位设备40执行定位检测的工作流程如下：步骤P010，与智能手机建立蓝牙连接；步骤P100，接收来自手机传送的预设坐标；步骤P110，当电钻移动至参照位置且操作者按下定位模式按键时，测定测距定位设备40记录参照位置的坐标；步骤P124及步骤126，分别是测距定位设备40的惯性测量单元和图像传感单元启动工作；步骤P127，惯性测量单元检测电钻的角速度、加速度；步骤P128，图像传感单元检测动态图像；步骤P134，惯性测量单元进行滤波融合；步骤P136，图像传感单元处理图像；步骤P137，惯性测量单元输出测距定位设备的位置参数；步骤P138，图像传感单元输出测距定位设备的运动参数；步骤P148，根据上述参数及坐标，控制模块计算获得定位测距设备之定位孔或定位柱相对于参照位置的实时坐标或距离，参照图27，也就是说，当测距定位设备组合于电钻的定位支撑杆的自由端时，其定位孔中心位置即是电钻钻头对准作业面的位置；步骤P150，控制模块根据计算获得的实时坐标与接收到的预设坐标进行对比及判断；当判断为相等时，执行步骤P162，提醒装置发出提示信号，表示电钻已移动到目标位置；如果控制模块判断实时坐标与预设坐标不相等，则不会发出提示信号以提示操作者，操作者会继续移动电钻。

本实施例的按键442可以设置于电钻的手柄并且紧邻扳机。按键442与测距定位设备40的控制模块430无线连接，只要按键442被触发，控制单制430就能接收到清零信号并执行坐标清零操作。这样的好处是，操作者可以一手在作业面W控制移动的测距定位设备40，同时以另一握持电钻的手进行控制及实施打孔。

清零操作后，输入目标值，其中目标值可以是横坐标值、纵坐标值，或者是横坐标值与纵坐标值，根据工作场景进行设定。移动测距定位设备40，当测距定位设备40未达到目标位置时，提醒装置发出指示信号，提醒操作者调整移动方位，当移动测距定位设备40到达目标位移时，测距定位设备40停止发出指示信号。

另一种可替换的方案是，移动测距定位设备40至使显示装置400显示的水平位移或者垂直位移达到预设目标值，说明测距定位设备40当前的定位孔中心位置已与目标位置一致，即第一个孔位已到达，通过定位孔利用电钻的钻头再次对第一孔位进行打孔。依次类推，在作业面W上继续移动测距定位设备40，确定第二、第三及更多孔位，并利用电钻实时打孔。

具体操作过程中，本领域技术人员可以第一个参照位置为基准，也可以前一个孔位作为参照。当选定参照位置后都需要对该位置进行清零操作，后面的孔位都是以该参照位置位为基准保持水平或垂直。

由于本发明的测距定位设备40的一种可选择的方式是独立在作业面W上自由的移动，因此在测距定位设备40上可以设置有利于移动的滚轮或导轮，使得在作业面W的移动变成滑动接触，减小测距定位设备40与作业面W之间的摩擦力，滑移操作更省力。本发明的测距定位设备40可作为附件与电钻以可拆卸的方式连接，也可以与电钻完整的组合或一体设置。当测距定位设备40作为附件与电钻分离后，独立于作业面工作时，用测距定位设备40先执行测量及定位标记工作，然再用电钻类手持式工具进行打孔作业，打孔修作业完成后，附件又可以与电钻组装在一起，这样使得测距定位设备40便于携带，不容易遗失。

当然本领域技术人员可以设想，测距定位设备40结合于手持式工具上，是可以相对手持式工具活动的，例如测距定位设备40的的图像传感单元410可以设置于相对机身伸缩的支撑杆的端部，定位孔或定位柱的中心与电钻的输出轴中心始终位于同一轴线上，这样，与输出轴同轴的电钻钻头一旦确定参照位置或者目标位置，即可以实施打孔作业，不仅方便而且精准，避免单独作出标记。在完成打孔作业后，可以将支撑杆相对机身缩回至非测距位置，且不影响电钻的打孔操作。测距定位设备40的其它元件，例如微控制模块450、惯性测量单元420、显示装置400、模式选择按键440可以设置于电钻的机身上，特别是显示装置400、模式选择按键440的定位模式按键可以设置于适合观察和方便操作的电钻机身部位，例如电钻机身尾部端面上；而惯性传感器420安装于机身时要保持于电钻100a的输出轴线平行或者垂直设置。从而测距定位设备40与电钻相互独立工作，不相互影响。当测距定位设备40配接至手持式直流电动工具使用时，电动工具上的电池包可以同时充当电源为上述用电部件提供电量，而不需要另外设置电源。

第五实施例

参照图36所示，测距定位设备包括与手持工具100a一起使用的移动测距设备70，以及与手持工具相分离的定位辅件62，本实施例的定位辅件采用光塔62，移动测距设备70与手持工具相结合。光塔62可悬挂、旋置或者支撑在工作区域，启动光塔62即为定位建立了一个坐标基准；光塔62的扫描区域能覆盖整个作业面W。其中对光塔62的安置不需要符合水平或垂直度方向的要求，也就是说，光塔62在实际工作场合即使是倾斜安置也不影响测距定位设备的测量精度。手持工具为是电钻100a，移动测距设备70与电钻结合而随电钻100a一起移动。

参照图37所示，光塔62是在特定空间进行定位测距的重要定位辅件，主要用于提供三种激光信号，包括同步信号620、X轴旋转扫描激光束622、Y轴旋转扫描激光束624。以光塔62的中心点作为X轴、Y轴的原点O。

参照图38所示，移动测距设备70包括主体72，分布于主体72的多个光电传感器74，设置于主体72内的惯性测量单元76以及控制模块79(MCU)。主体72大致为环状体并具有一个端面72a。其中端面72a操作按键78，若干个操作按键78设置于显示屏77的下侧，每个操作按键78对应不同的功能，可用于工作模式选择，学习记录或者清零；光电传感器74数量至少为三个。其中光电传感器74在被光塔62的激光信号扫描到即产生电信号，控制模块79根据电信号计算获得以光塔62为中心的每一个光电传感器74在扫描区域内偏离光塔X轴的角度和偏离光塔Y轴的角度。惯性测量单元76包括3轴加速度计和3轴陀螺仪。加速度计用于测量移动载体即电钻100a的3个方向的加速度，陀螺仪用于测量手持工具的3个轴向的角速度，融合处理后，可以精确测量手持工具100a的姿态角度，包括横滚角、俯仰角、航向角。惯性测量单元76安装时要相对于电钻100a的输出轴线平行或者垂直设置。

参照图39，每一个光电传感器74在光塔62激光照射下会随时间产生电平变化，控制模块79根据该电平变化即电信号处理获得一个偏离光塔X轴的角度和一个偏离光塔Y轴的角度。以横坐标是时间T，纵坐标是电压V的意示图中，当光塔62的同步信号激光620开始扫描工作区域，产生高电平信号计时为零，经历时间t1后结束扫描。Y轴旋转扫描激光束624随即开始扫描，例如，当在t2时间点即4.3毫秒时光电传感器74被扫描到，光电传感器74产生一个高电平信号，控制模块79根据该电信号处理获得一个偏离X轴的角度θX等于30.2度，Y轴旋转扫描激光束624经历时间t3后结束扫描。X轴旋转扫描激光束622随即开始扫描，例如，当在t4时间点即8.1毫秒时光电传感器74被扫描到，光电传感器74产生又一个高电平信号，控制模块79根据该电信号处理后计算获得一个偏离Y轴的角度θY等于53.9度，X轴旋转扫描激光束622经历时间t5后结束扫描。

参照图40所示，移动测距设备70上设置有至少三个光电传感器74，其位置分别为定义为A,B,C。在光塔62的扫描区域内，每一个光电传感器74都会在被扫描到，并由控制模块79根据每一个光电传感器74反馈的电信号分别产生一个偏离光塔Y轴的角度θY和一个偏离光塔X轴的角度θX。本实施例的光电传感器74分布于电钻壳体的多个平面或者曲面内，有利于提高定位的精度；虽移动测距设备70随电钻一起移动的，但由于三个光电传感器74的相对位置是固定的，因此每两个光电传感器74之间的距离是已知的，即距离P1、P2以及P3是已知的。在光塔62扫描一个周期后，可以测得每个光电传感器74处于光塔坐标系中的方向，即可以直接测量出直线OA、OB、OC与立体坐标系中任意两个坐标轴(X,Y,Z)组成的面的夹角，也能间接计算获得OA、OB、OC的轴夹角θ1、θ2、θ3。根据以下公式计算分别获得OA的直线距离L1，OB的直线距离L2,OC的直线距离L3。

f(L1,L2,θ1)＝P1

f(L1,L3,θ2)＝P2

f(L2,L3,θ3)＝P3

另外，控制模块79根据惯性测量单元76测得的手持工具100a的姿态角，以及至少三个光电传感器74经光塔扫描后最终分别获得的偏离光塔Y轴的角度θY和偏离光塔X轴的角度θX，经数据修正处理后计算出每一个光电传感器74在以光塔62中心O为原点的空间坐标系内的坐标。光电传感器74于移动测距设备70上均匀分布，从而能确定移动测距设备70的中心点。

参照图36、图41所示，移动测距设备70相对电钻100a位置是固定的，移动测距设备70的中心点至钻头17具有一直线距离L，该直线距离L根据钻头的规格或长度可以设定。因此移动测距设备70的中心点的坐标并不代表钻头17的坐标，因此手持工具钻头17的三维空间的坐标需要修正计算。

具体地，惯性测量单元76测得电钻100a的轴线、即钻头17与移动测距设备70定位中心点连线的偏转角度分别为θX、θY、θz；则钻头17的坐标计算公式：

X＝X0+L*cosθx*sinθy

Y＝Y0+L*cosθY*sinθZ

Z＝Z0+L*cosθZ*sinθX

因此根据移动测距设备70中心点的坐标就能获得电钻100a钻头17的空间坐标，也就是说可以快速且准确的对电钻100a的钻头17进行定位，从而展开对作业面W实施打孔作业。

本实施例的光塔62配合移动测距设备70在工作空间执行工作的过程中，启动光塔62进行激光扫描，控制模块根据扫描时间分别计算被扫描的各个光电传感器偏离X轴、Y轴的角度θY、θX；然后根据公式计算获得各光电传感器距离坐标原点的直线距离L1,L2,L3。惯性测量单元76启动工作，测得电钻100a的姿态角，控制模块79根据姿态角及偏离X轴、Y轴的角度θY、θX进行修正处理，分别获得相对水平面的角度θY’以及相对垂直面的角度θX’。最后根据已获得的各光电传感器距离坐标原点的直线距离L1,L2,L3和角度θY’、θX’计算获得移动测距设备70中心点在水平坐标系的空间坐标实施定位，最后对钻头17三维空间坐标进行修正计算。

参照图42所示，手持式工具系统中还涉及一种能够与智能设备通讯关联的光塔测距定位设备。本实施例的光塔测距定位设备与前述的能够与智能设备通讯关联的激光测距定位设备、光鼠定位设备具有类似结构，为方便描述相同结构不作赘述。。不同之处在于其检测模块包括光电传感器以及惯性传感器，用于检测移动测距设备的运动和/或状态参数。处理模块的处理包括传感器三维坐标的计算、水平和/垂直或角度的计算、坐标转换和/或修正等。其中位置信息包括画框挂钩三维坐标。控制命令信息包括有效传感器个数容限。状态监控信息包括电池电量、剩余工作时间、移动测距设备当前工作姿态角、当前有效传感器个数、是否在光塔扫描区域。

参照图43所示，利用带有移动测距设备70的电钻以及作为定位辅件的光塔62，可在作业面W上可以实现测距定位并实施打孔，且通过显示屏可以实时观察定位。下面介绍在人工辅助模式以参照位置为基准实施打第一孔，以第一孔位为基准实施打第二孔的操作流程如下：步骤S020，架设并启动光塔；步骤S110，移动电钻至参照位置；步骤S120，按下定位模式按键，用定位模式按键记录参照点的坐标；步骤S130，移动电钻使移动测距设备一起移动；步骤S140，观察显示屏的坐标显示；步骤S150，判断坐标显示与预设的目标坐标是否一致，当一致时，表示电钻已移动到目标位置，当不一致，继续移动电钻，直至坐标显示与预设的目标坐标一致；步骤S150，在目标位置实施打第一孔；如需要继续打第二孔，则执行操作步骤S120,在第一孔位按下定位模式按键；再执行步骤S130,移动电钻；步骤S140，观察显示屏的坐标显示；步骤S152，判断坐标显示与预设的第二目标坐标是否一致，当一致时，表示电钻已移动到目标位置，当不一致，继续移动电钻，直至坐标显示与预设的第二目标坐标一致；步骤S172，在目标位置实施打第二孔。如果需要打更多第三、第四孔，依次类推，可以依照上述方法执行操作。

参照图44所示，电钻在智能判断模式以输入预设工作坐标方式实施打第一、第二孔的操作流程。与人工辅助模式不同之处主要在于，通过输入坐标方式确定工作坐标，当电钻移动至其实时坐标与预设工作坐标一致时，会以智能提醒方式提醒操作者。具体包括如下步骤：步骤S020，架设并启动光塔；步骤S110，用户手持电钻移动至参照位置；步骤S120，按下定位模式按键；步骤S122,输入第一预设坐标；接下来，执行步骤S130，移动电钻；步骤S154，判断是否收到预设的提示信号，若观察到LED亮灯或者倾听到蜂鸣器发声，表示电钻已移动到打孔目标位置；步骤S170，在目标位置实施打第一孔。当需要进行打第二个孔时，执行步骤S120，以第一孔为基准，按下定位模式按键；步骤S124，输入第二预设工作坐标；步骤S130，再次移动电钻；再次重复步骤S154，判断是否收到预设的提示信号；最后执行步骤S172，在第二预设目标位置实施打第二孔，依次类推。

参照图45所示，电钻在智能判断模式以接收手机预设工作坐标方式实施打第一、第二孔的操作流程，与图40所示的流程不同之处在于，通过外部移动设备例如智能手机与电钻建立通讯连接，在移动设备上输入一系列预设坐标或者下一个打孔点相对原点坐标数据，使电钻的测距定位设备接收来自于手机的预设工作坐标；包括如下：步骤S020，架设并启动光塔；步骤S100，与手机建立蓝牙连接；步骤S102，接收来自手机的预设工作坐标，预设工作坐标可以包括一系列坐标，也就是连续多个打孔位的坐标；步骤S110，移动电钻至参照位置；步骤S120，按下定位模式按键；步骤S130，移动电钻；步骤S154，判断是否收到预设的提示信号，若观察到LED亮灯或者倾听到蜂鸣器发声，表示电钻已移动到打孔目标位置；步骤S170,用户实施打第一孔。如果要实现打第二孔，以第一孔为基准，执行步骤S120，按下定位模式按键；步骤S130，再次移动电钻；再次重复步骤S154，判断是否收到预设的提示信号；最后执行步骤S172，在第二预设目标位置实施打第二孔，依次类推。

参照图46所示，测距定位设备之定位辅件、与结合于电钻的移动测距设备在人工辅助判断模式下的操作流程包括如下：步骤P020，建立标坐标基准，也就是说，架设于作业面的定位辅件之光塔一旦被启动，坐标基准即被建立；步骤P110，当操作者在参照位置执行步骤“按下定位模式按键”，控制模块(MCU)记录参照位置的坐标；当用户移动电钻时，执行步骤P120a，实时检测移动测距设备的运动特征，步骤P130a，输出运动参数；同时执行步骤P122a，实时检测移动测距设备的位置特征，步骤P132a，输出位置参数；然后执行步骤140，控制器根据记录的参照位置的坐标、检测到的位置和运动参数、以及电钻钻头与定位设备的预设距离，经过算法计算后获得电钻钻头相对于参照位置的坐标或距离，也就是对定位设备的坐标修正为电钻钻头的坐标或距离；最后执行步骤P160，显示屏上输出坐标或距离，即为修正后的电钻钻头当前的坐标或距离。

参照图47所示，测距定位设备之定位辅件、与结合于电钻的移动测距设备在在智能判断模式下关联智能设备的工作流程包括如下：步骤P020，建立标坐标基准；步骤P010，与智能手机建立蓝牙连接；步骤P100，接收来自智能手机传送的预设坐标；步骤P110，当电钻移动至参照位置且操作者按下定位模式按键；当用户移动电钻时，惯性传感器分别进行如下操作：步骤P120a，实时检测移动测距设备的运动特征，步骤P130a，输出运动参数；同时执行步骤P122a，实时检测移动测距设备的位置特征，步骤P132a，输出位置参数；然后执行步骤140，控制器根据记录的参照位置的坐标、检测到的位置和运动参数、以及电钻钻头与定位设备的预设距离，经过算法计算后获得电钻钻头相对于参照位置的坐标或距离，也就是对定位设备的坐标修正为电钻钻头的坐标或距离；步骤P150，控制模块根据计算获得的实时坐标与接收到的预设坐标进行对比及判断；当判断为相等时，执行步骤P162，提醒装置发出提示信号，表示电钻已移动到目标位置；如果控制模块判断实时坐标与预设坐标不相等，则不会发出提示信号以提示操作者，操作者会继续移动电钻。

第六实施例

参照图48至50所示，测距定位设备包括可移动地定位于垂直墙面即作业面W上的定位辅件50以及移动测距设备30a，移动测距设备30a相结合于电钻100a的机身11上。移动测距设备30a包括至少一个激光测距单元300、一个红外接收单元302、显示装置340、定位模式按键330、以及控制模块360及电源380a。移动测距设备30a的激光测距单元300及红外接收单元302连接于电钻主机身上靠近电钻顶端位置，其中激光测距单元300垂直于电钻钻头轴线设置，红外接收单元302平行于激光测距单元300设置。定位模式按键330及显示装置340则设置于电钻的尾端部，便于操作者观察及操作。本发明实施例的显示装置340采用是液晶显示器，控制模块为微处理器(MCU)。

参照图48、图51所示，定位辅件50界定了定位基准，本实施例的定位辅件包括大致呈等边三角形的基座51，以及分别设置于等边三角形的三个顶点的导光柱53，用于检测激光测距单元300发出的激光信号。定位辅件50包括水准泡或者惯性传感器用于提供定位辅件50的水平基准，也就是说，保证呈三角形分布的导光柱53位于同一水平面；图51中示出的是提供水平基准的是水准泡52。基座51的中心位置处设置有红外发射器55，包括三个沿周向均匀分布的红外发射管55a，红外发射管55a能向所有方向发射红外信号。

参照图52、图53所示，导光柱53分别垂直于基座51延伸设置，导光柱53靠近基座51的端部分别设置有光检测传感器54，导光柱53能将垂直导光柱柱面的光线引导至光检测传感器54。定位辅件50还包括吸附装置，例如吸盘或者微型真空气泵，用于将定位辅件50吸附在作业面W上。控制模块360采用微处理器(MCU)分别与惯性传感器42、光检测传感器54、红外发射器55、微型真空泵电性连接，电源380为这些电子装置提供电能。电源380采用充电式电池。其中水准泡52以惯性传感器42进行替代，用于提供定位辅件50的水位基准。

激光测距单元300发射固定波长的激光，根据测量激光发射返回的时间差测距。红外接收单元302用于接收红外发射器55发射的红外信号；当激光测距单元300发射的激光照射到导光柱53，光检测传感器54检测到激光测距单元发射激光的固定波长时，通过红外发射器55发射红外信号，该红外信号里包括导光柱53的标记信号，从而能使移动测距设备30a能识别相应导向柱的位置以及测得与该导光柱53的距离。

参照图54所示，在测量定位过程中，将定位辅件50定位于作业面W上，确认在工作平面内的XY二维轴坐标基准O。手持电钻100a，使电钻100a夹头的前端面贴合作业面W,使机身11相对夹头旋转从而使激光测距单元300与导光柱53相垂直，即激光测距单元300发出的激光垂直扫过三根导光柱53，光检测传感器54检测到激光测距固定波长时，通过红外发射器55发射红外信号，红外接收单元302接收红外发射器55发射的红外信号，移动测距设备30a的控制模块自动地计算并显示以坐标基准O为参考的三个导向柱53的二维坐标值，分别为(x1,y1)、(x2,y2)、(x3,y3)。

本实施例中，夹头用于夹持工作头，例如钻头，批头等，夹头的中心线与工作头的中心线共线，当机身11绕该中心线相对夹头旋转时，移动测距设备30a同样地以该中心线旋转，这样就保证在作业面W的二维坐标系中，工作头与移动测距设备30a为同一坐标值。在其它的一些工作平面中，例如水平面，用户可以在坐标基坐提供的XOY二维坐标系中，根据需要调整X、Y轴。由于坐标基座结构稳定，已知三根导向柱53坐标(x1,y1)、(x2,y2)、(x3,y3)，则可以地操作过程中测得每根据导向柱53距离移动测距设备30a的距离L1、L2、L3，即可按以下公式计算：

(x-x₁)²+(y-y₁)²＝L1²

(x-x₂)²+(y-y₂)²＝L2²

(x-x₃)²+(y-y3)²＝L3²

从而获得移动测距设备30a的在作业面W的坐标值(x,y)。通过利用这样的测距方式，用户可以在垂直墙面、木板等平面上工作，例如打孔，切割等，可以实现在作业平面内的二维定位，可以辅助完成直线切割、等距打孔、定位钻孔等作业，方便快捷，简单使用、精度高。

第七实施例

参照图55、图57所示，是第六实施例中中定位辅件50的一种简单变形，具有类似的结构，不同之处在于本实施例中定位辅件50a具有单个导光柱53。定位辅件50a的基座51也是大致呈圆盘形，单个导光柱53位于基座51的中心并垂直于基座51延伸。基座51上设置有红外发射器55，本实施例中红外发射器55包括多个红外发射管55a，能够向所有方向以射红外信号；基座51内设置有光电检测传感器58，可用于检测激光信号。导光柱53能将垂直柱面的光线引导至闪于导光柱53端部的光检测传感器54。定位辅件50a也包括将定位辅件50a吸附在作业面W上的吸附装置(图未示)，例如吸盘或者微型真空气泵。控制模块360采用微处理器(MCU)分别光检测传感器54、红外发射器55、微型真空泵56电性连接，电源380为这些电子装置提供电能。电源380采用充电式电池。

参照图57至图59所示，移动测距设备30a相结合于电钻100a的机身11上。移动测距设备30a包括至少一个激光测距单元300、一个红外接收单元302、显示装置340、模式选择按键、惯性测量单元350、控制模块360以及电源380。与第六实施例类似，激光测距单元300垂直于电钻钻头轴线设置，红外接收单元302平行于激光测距单元300设置。惯性传感器350设置于机身内，并保持与电钻输出轴轴线平行或者垂直。模式选择按键330及显示装置340则设置于电钻的尾端部，便于操作者观察及操作。本发明实施例的显示装置340采用是液晶显示器，控制模块为微处理器(MCU)，模式选择按键330包括多个控制按键，惯性测量单元350设置为惯性传感器。移动测距设备30a设置有独立的电源380a为上述用电单元提供电能。激光测距单元300用于发射固定波长的激光，根据测量激光反射返回时间差测距；红外接收单元302用于接收基座51上红外发射管55a发射的红外信号；当激光测距单元300发射的激光照射至导光柱53，光电检测传感器58检测到固定波长激光时，通过红外发射管55a发射红外信号，移动测距设备30a的红外接收单元302接收该红外信号时，激光测距单元300记录此测距值，即移动测距设备30a与导光柱53的距离。

参照图60所示，在测距定位过程中，将定位辅件50a即坐标基座固定在工作平面W内，手持带移动测距设备30a的电钻，开启测距功能。将电钻在工作平面W内旋转，使激光测距单元300发出的激光扫过坐标基座上的导光柱53，移动测距设备30a的激光测距单元300自动测量至导光柱53的距离，惯性测量单元350自动测量与水平面的夹角，计算并显示以坐标基座为参考的二维坐标值。

坐标基座提供以导光柱中心为原点O的二维坐标值,为作业面W上的水平或垂直线坐标轴的XOY二维坐标，移动测距设备30a通过激光测距单元300测量距离原点O点直线距离L，通过惯性测量单元350测量与原点O连线与水平面夹角θ，即可求得坐标(X，Y)，X＝L*sinθ；Y＝L*cosθ。通过利用这样的测距方式，用户可以在垂直墙面、木板等平面上工作，例如打孔，切割等，可以实现在作业平面内的二维定位，可以辅助完成直线切割、等距打孔、定位钻孔等作业，方便快捷，简单使用、精度高。其中人工辅助实施测距定位实施打孔的操作流程及利用智能方式判断打孔位置的流程可以参考实施例六，本实施例不作重复赘述。

参照图61所示，第六、第七实施例的移动测距设备集成于电钻，可在作业面W上可以实现测距定位并实施打孔，且通过显示屏可以实时观察定位，在人工辅助模式以参照位置为基准实施打第一孔，以第一孔位为基准实施打第二孔的操作流程如下：步骤S020a，在作业面上架设并启动光塔；步骤S110a，移动电钻至参照位置并使之旋转，使测距激光扫描到导光柱；步骤S120，按下定位模式按键，用定位模式按键记录参照点的坐标；步骤S130a，移动电钻并使之旋转；步骤S140，观察显示屏的坐标显示；步骤S150，判断坐标显示与预设的第一目标坐标是否一致，当一致时，表示电钻已移动到目标位置，当不一致，继续移动并旋转电钻，直至坐标显示与预设的第一目标坐标一致；步骤S150，在目标位置实施打第一孔；如需要继续打第二孔，则执行操作步骤S120,在第一孔位按下定位模式按键；再执行步骤S130a,移动电钻并使之旋转，使测距激光扫描到导光柱；步骤S140，观察显示屏的坐标显示；步骤S152，判断坐标显示与预设的第二目标坐标是否一致，当一致时，表示电钻已移动到目标位置，当不一致，继续移动电钻并旋转，直至坐标显示与预设的第二目标坐标一致；步骤S172，在目标位置实施打第二孔。如果需要打更多第三、第四孔，依次类推，可以依照上述方法执行操作。

参照图62所示，电钻在智能判断模式以接收手机预设工作坐标方式实施打第一、第二孔的操作流程，包括如下：步骤S020a，架设并启动定位辅件；步骤S100，与手机建立蓝牙连接；步骤S102，接收来自手机的预设工作坐标，预设工作坐标可以包括一系列坐标，也就是连续多个打孔位的坐标；步骤S110，移动电钻至参照位置；步骤S120，按下定位模式按键；步骤S130a，移动电钻并使之旋转；步骤S154，判断是否收到预设的提示信号，若观察到LED亮灯或者倾听到蜂鸣器发声，表示电钻已移动到打孔目标位置；步骤S170,用户实施打第一孔。如果要实现打第二孔，以第一孔为基准，执行步骤S120，按下定位模式按键；步骤S130a，再次移动电钻并使之旋转；再次重复步骤S154，判断是否收到预设的提示信号；最后执行步骤S172，在第二预设目标位置实施打第二孔，依次类推。

测距定位设备之定位辅件50，50a、与结合于电钻100a的移动测距设备30a，通过输入预设坐标实施打第一、第二孔的操作流程的操作流程可参照图44，不同之处在于：移动电钻至参照位置时需要绕钻头旋转电钻；以及在移动电钻时需要绕钻头旋转电钻以观察提醒装置是否发出提示信号，本实施例不作重复赘述。

第八实施例

参照图63、图64所示，本发明涉及一种适用于辅助挂画、与智能设备80通讯关联的定位设备81，该定位设备81包括激光振镜投影设备850，激光振镜投影设备850作为可以挂画墙面W投影的显示装置，电钻作为打孔工具在作业面准确定位后可独立进行打孔操作。具体地，定位设备81包括通讯模块，具体为蓝牙模块810；检测模块包括惯性传感器单元830；控制模块包括连接蓝牙模块810及惯性传感器单元830的控制器820、用于接收控制器的控制信号的驱动电路840；输出模块包括由驱动电路840控制执行工作的激光振镜投影设备850；定位设备81还包括输入模块，具体地，输入模块设置成按键或触摸屏。

定位设备81通过蓝牙模块810接受智能设备APP排版后生成的画框尺寸数据，并通过操作按键860输入指令通知控制器820接收来自智能设备发送的画框尺寸，并通过按键860控制激光振镜投影设备850修正投影比例以等比例图形投影到挂画墙面W。

参照图64、图65所示，激光振镜投影设备850包括一个激光发射器852，两个扫描反射单元，即X轴扫描反射单元和Y轴扫描反射单元。X轴扫描反射单元包括X轴扫描电机854，以及由X轴扫描电机854控制的X轴扫描反射镜858。Y轴扫描反射单元包括Y轴扫描电机856，以及由Y轴扫描电机856控制的Y轴扫描反射镜859。其中X轴扫描电机854、Y轴扫描电机856分别为高速电机；其中激光发射器为点状激光发射器，其发射出的点状激光分别经X轴扫描反射镜858、Y轴扫描反射镜859高速扫描，使点状激光在墙面扫描特定图形轨迹，由于人眼视觉暂停，就会在挂画墙面W上形成特定图形影像。

蓝牙模块810用于与智能设备之间进行通讯传输，智能设备例如智能手机、电脑、IPD或其它设备。智能设备通过安装相应的APP排版软件，可对多幅画的画框拍摄后进行排版，并能将排版生成的图像尺寸数据通过无线方式与定位设备81的蓝牙模块810进行传输，该蓝牙模块810不仅用于传输图像尺寸数据，也可用于传输控制信息，例如激光振镜投影设备850的扫描速度、图像亮度等；或者传输定位设备81的状态信息，例如电池电量、温度、扫描速度、图像亮度等。

控制器820是一种微控制器(MCU)，用于接收图像尺寸数据，并能该数据转换成X/Y轴扫描电机运动控制数据和激光发射器852控制数据，并将控制数据发送至驱动电路840。控制器820接收的图像尺寸数据包括排版、编辑每幅画框的外框尺寸，每幅画框的编号、每幅画框的挂钩相对各自画框的位置、各个画框相对位置关系等。

惯性传感器单元830包括三轴加速度计和三轴陀螺仪，用于实时测量定位设备81的姿态角度，根据测得的姿态角度，实时自动修正及调整投影图像以及俯仰畸变角度参数，保证投影图像在墙面W处于水平。也可以根据场景需求，将投影在在挂画墙面W处于垂直或预设的角度。

驱动电路840用于接收控制信息或数据，并控制激光发射器852的亮/灭状态，控制X轴扫描电机854运动角度。

参照图63所示，激光振镜投影设备850在挂画墙面W上投影信息包括排版编辑每幅画框的外框尺寸、每幅画框的编号、每幅画框的挂钩相对各自画框的位置、以及各个画框相对位置关系。用户只要在画框十字准星位置打孔或安装挂钩，将对应编号画框放置对应投影画框内，使边框和图像边界重合即可。

参照图66所示，能够与智能设备通讯关联的激光振镜投影设备包括通讯模块、检测模块、处理模块以及输出模块；其中通讯模块包括用于接收智能设备发送信息的接收模块，检测模块用于获取预设目标的位置和/或定位设备的运动信息，处理模块对来自所述接收模块和/或检测模块的信息进行处理。

通讯模块还包括发送模块，用于将处理模块处理的或者检测模块获取的信息发送至智能设备。本实施例的通信信息包括图像信息、控制命令信息、状态监控信息。其中图像信息包括排版画框图像。控制命令信息包括工作模式、投影比例调节系数、投影俯仰畸变调节系数、投影斜射畸变调节系数、投影亮度调置、扫描频率设置；其中的工作模式包括水平仪模式、投影仪模式、挂画模式。状态监控信息包括电池电量、设备连续工作的时间、剩余工作时间、当前工作姿态等。

投影定位设备通过发送模块可以将其当前的状态监控信息发送至智能设备。

投影定位设备包括输入单元，输入单元与处理模块电性连接。输入单元可以采用按键或者触摸屏的形式，通过输入单元能够为投影定位设备选择至少一种工作模式，即模式切换处理，对应工作模式下的处理模块包括至少一种对应该工作模式的信息处理方法。通过输入单元也可以设置定位设备执行人机交互、电池电量监控等功能。

检测模块包括惯性传感器，用于检测投影定位设备的运动和/或状态参数。处理模块的处理包括振镜电机扫描驱动、投影图像畸变修正、投影图像水平修正、投影图像比例调整等。

投影定位设备还包括输出模块，用于将经处理模块处理后的信息以被感知的方式输出。本实施例的输出模块可以是一种提醒装置，用于根据处理模块的处理结果发出提示信号。提醒装置包括至少一个指示单元和/或显示装置，显示装置发出光信号，指示单元发出声音信号。本实施例的显示装置采用激光振镜投影，当然也可以是LED、显示器等其它方式；指示单元可以采用蜂鸣器、扬声器等。

参照图67所示，在作业面W实施定位打孔挂画的操作流程如下：在作业空间架设激光振镜投影设备并开启工作以使激光振镜投影设备通过蓝牙模块810与智能设备建立通讯连接；接收来自于智能设备发送的信息；并将所述信息以图像投影方式投射于目标区域，使激光振镜投影设备在挂画墙面W投影画框和十字准星；调整及核正图像投影比例和俯仰畸变角度参数，以使实物画框能够与目标区域的投影画框图像重叠以确定准星位置，如果实物画框与投影画框尺寸不相符，则再次重复上述调整及核正图像投影比例和俯仰畸变角度参数；然后直接在准星位置处打孔并安装挂钉，或者先标记投影图像中的准星位置，然后再在准星位置打孔；在挂钉处挂上画框并将实物画框与投影画边沿框对齐，一次挂画完成。

其中校验真实画框尺寸与投影画框尺寸是否相符；可以通过输入模块的按键实现调整投影比例和俯仰畸变角度参数，也可以通过操作智能设备调整投影比例和俯仰畸变角度参数，直至真实画框尺寸与投影画框尺寸相符；在准星处打孔并安装挂钉；挂画并调整画框位置使之与投影线框边沿对齐，即一副画挂画完面，如果有多副画需要挂，可重复上述操作流程。

第九实施例

参照图68、图69所示，本发明定位设备由智能设备自身担当。基于实时视觉识别和测量技术，实时提醒挂画用户在墙面W摆放画框的正确位置和偏离方向，用于在辅助单人工作时在墙面挂画时提供便利。

本实施例中，智能设备900用于录入挂画图像信息，例如拍摄实物画框、实标挂画墙面及周边参照物；通过智能设备900上安装的排版APP设计生成位置数据；在挂画过程中，智能设备的摄像头实时识别墙面及移动画的图像，并通过比较画框边框与虚拟位置画框位置与方向，发出提示语音或其它声音信号，辅助挂画操作者调整画框位置。

具体地，如图69中虚线框指示的三幅画框设计图，是智能设备900录入画框尺寸和图像信息后通过排版APP生成的对应于实际墙面的虚拟画框位置。

参照图70所示，能够与智能设备通讯关联、具有视觉识别功能的定位设备包括通讯模块、检测模块、处理模块以及输出模块；其中通讯模块是基于智能设备内部软件的数据通信，其中通信信息包括尺寸信息、图像信息、控制命令信息、状态监控信息；检测模块采用是的摄像头，用于获取预设目标的位置信息；处理模块负责对来自摄像头或者智能设备内部软件数据进行处理。其中处理模块的处理包括视觉识别、视觉测距等。

视觉识别定位设备还包括输入单元，输入单元与处理模块电性连接。输入单元可以采用按键或者触摸屏的形式，通过输入单元可以设置视觉识别定位设备执行人机交互、电池电量监控等状态控制，并通过智能设备内部数据通信将状态控制信息反馈至智能设备。

输出模块用于将经处理模块处理的或者摄像头摄取的信息以被感知的方式输出。本实施例的输出模块是一种提醒装置，用于根据处理模块的处理结果发出提示信号。提示信号可以是光信号和/或声音信号。光信号可以采用显示器指示；声音信号可以采用扬声器提示。

其中的图像信息包括画框正面图像，排版画框图像。控制命令信息包括视觉测距模糊度容限。状态监控信息包括电池电量，剩余工作时间。

参照图71所示，利用智能设备在墙面辅助挂画的操作流程如下：架设智能设备900，并用三脚架或其它固定装置固定位置，使其摄像头视野对准挂画墙面W；开启辅助挂画排版APP，并根据排版APP在墙面生成的虚拟挂画位置投影，并使启动摄像头捕捉墙体图像，智能设备900识别墙体上的特征点，例如人为放置的参考物，或可识别的灯，已挂的画框等，将排版位置数据坐标与墙面W自动匹配；在摄像头拍摄视野内移入供排版时的实体画框之一，摄像头捕捉画框上的图像，通过识别判断该实体画框对应的位置；摄像头捕捉画框图像，自动识别画框边沿，并与对应的位置画框边界比较，判断相对位置；通过语音提示挂画操作者左移、右移、上移、下移、左旋转、右旋转、位置正确等信息，辅助挂画操作者挂画。当提示到位时，标示当前位置，打孔、安装挂钉、最后挂画完成；如果要挂的画不止一副，则可再次重复在摄像头拍摄视野内移入供排版时的实体画框，根据语音提示移动画框，直止提示移动到位，标示当前位置，打孔、安装挂钉、挂画。

这种利用智能设备900作为定位设备辅助挂画，充分利用及拓展了智能设备900的使用功能，使得智能设备900像真实的助手一样，提示操作者正确的作业步骤，显然非常具有人性化，使得在单人挂画更加智能、快捷；通过机器视觉技术，挂画精度比较高。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (23)

1.一种手持式工具系统，其特征在于，包括手持式工具、以及与手持式工具配接的定位装置，所述手持式工具包括输出轴、以及与输出轴配接的工作头，所述定位装置包括：

检测模块，被设置用于检测定位装置的位置特征和/或运动特征，输出表征位置特征和/或运动特征的参数，所述检测模块与工作头之间具有预定距离；

存储模块，被设置至少用于记录工作头的参照位置信息；

控制模块，被设置用于根据所述参数、预定距离和参照位置信息获得所述工作头的实时位置信息；所述实时位置信息为相对于所述参照位置信息的实时相对位置；

输出模块，被设置成将实时位置信息以被感知的方式输出。

2.根据权利要求1所述的手持式工具系统，其特征在于，所述手持式工具设置有主体部，以及与主体部呈角度设置的握持部，所述定位装置设置于所述主体部。

3.根据权利要求2所述的手持式工具系统，其特征在于，所述定位装置还包括输入单元，能够用于输入目标位置信息。

4.根据权利要求3所述的手持式工具系统，其特征在于，所述输入单元被设置为按键或触摸屏，所述按键或触摸屏设置于主体部上与工作头相对的尾端面。

5.根据权利要求1所述的手持式工具系统，其特征在于，所述定位装置还包括模式选择单元，用于可操作地选择定位装置处于预定工作模式，所述控制模块能够根据所述预定工作模式匹配对应的操作界面。

6.根据权利要求1所述的手持式工具系统，其特征在于，所述定位装置设置有定位部，所述输出模块包括提醒装置，当所述控制模块判断所述定位部移动至邻近目标位置的预设区域时，控制所述提醒装置发出提示。

7.根据权利要求6所述的手持式工具系统，其特征在于，控制模块判断定位部移动至目标位置时，控制提醒装置发出到位指示。

8.根据权利要求2所述的手持式工具系统，其特征在于，所述定位装置还包括触发单元，用于触发对确定参照位置的信息记录，所述触发单元设于握持部并且紧邻握持部的开关扳机设置。

9.根据权利要求2所述的手持式工具系统，其特征在于，所述输出模块包括显示屏，以数字方式显示工作头位置信息。

10.根据权利要求9所述的手持式工具系统，其特征在于，所述显示屏设置于主体部上与工作头相对的尾端面。

11.根据权利要求1所述的手持式工具系统，其特征在于，所述定位装置设有提供电能的直流电源。

12.根据权利要求1所述的手持式工具系统，其特征在于，所述检测模块包括惯性测量单元，所述惯性测量单元用于检测定位装置的姿态角度，所述惯性测量单元相对于手持式工具的输出轴轴线平行或者垂直设置。

13.根据权利要求12所述的手持式工具系统，其特征在于，所述惯性测量单元包括加速度传感器和角速度传感器，所述加速度传感器采用三轴加速度计，所述角速度传感器采用三轴陀螺仪。

14.根据权利要求1所述的手持式工具系统，其特征在于，所述检测模块还包括激光测距单元，用于测量定位装置距离参照平面的直线距离，所述激光测距单元包括激光发射器和激光传感器。

15.根据权利要求14所述的手持式工具系统，其特征在于，所述激光测距单元包括呈相互垂直设置的第一激光测距单元和第二激光测距单元。

16.根据权利要求15所述的手持式工具系统，其特征在于，所述第一激光测距单元与第二激光测距单元的轴线定义一平面，所述平面与手持式工具的输出轴轴线相垂直。

17.根据权利要求14所述的手持式工具系统，其特征在于，所述激光测距单元绕一轴线可旋转地设置。

18.根据权利要求12所述的手持式工具系统，其特征在于，所述检测模块还包括图像传感单元，所述图像传感单元用于检测所述定位装置的位移，所述图像传感单元包括激光摄像头及激光发射器。

19.根据权利要求1所述的手持式工具系统，其特征在于，所述手持式工具包括互锁控制电路，用于控制手持工具与所述定位装置择一地启动工作。

20.根据权利要求1所述的手持式工具系统，其特征在于，所述控制模块包括处理模块，能够对所述参照位置信息清零。

21.一种手持式工具系统，其特征在于，包括手持式工具、以及与手持式工具配接的定位装置，所述手持式工具包括输出轴、以及与输出轴配接的工作头，所述定位装置包括：

检测模块，被设置用于检测所述定位装置的位置特征和/或运动特征，输出表征所述位置特征和/或运动特征的参数，所述检测模块与工作头之间具有预定距离；

通讯模块，被设置用于与智能设备通讯，以获取目标位置信息；

存储模块，被设置至少用于记录工作头的参照位置信息；

控制模块，被设置用于根据所述参数、预定距离和参照位置信息获得所述工作头的实时位置信息；所述实时位置信息为相对于所述参照位置信息的实时相对位置；

输出模块，被设置成基于实时位置信息与目标位置信息给出提示。

22.根据权利要求21所述的手持式工具系统，其特征在于，所述通讯模块与智能设备之间至少通过WIFI、蓝牙、红外、NFC其中之一方式进行信息关联。

23.根据权利要求22所述的手持式工具系统，其特征在于，所述信息关联中的信息至少包括位置信息、尺寸信息、图像信息、控制指令信息、状态监控信息、语音信息其中之一。

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