CN110595483A - 一种定位装置及定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供了一种定位装置及定位方法，涉及定位技术领域。本发明的实施例提供的定位装置包括投影装置和识别装置。投影装置用于向预设区域投射图案，该图案包括相互交叉的第一标识和第二标识。识别装置位于预设区域内，且用于识别位于识别装置的识别区域内的第一标识和/或第二标识，以确定识别装置的位置。由于多个第一标识沿第一预设方向间隔设置，多个第二标识沿第二预设方向间隔设置，且第一预设方向和第二预设方向成夹角，因此多个第一标识和多个第二标识在预设区域内形成网格状的图案，标识连续性好，定位更加准确，有助于提升移动设备的应用灵活性。

Description

一种定位装置及定位方法

技术领域

本发明涉及定位技术领域，具体而言，涉及一种定位装置及定位方法。

背景技术

随着科技的发展，移动设备得到了越来越多的应用，而移动设备在室内的定位影响移动设备使用的重要问题。

现有的用于移动设备室内定位的方式大致有两种：一种是识别现有环境，通过计算移动设备与现有环境中物体的相对位置来实现定位功能，如视觉定位、SLAM(simultaneous localization and mapping)定位等，然而此种定位方式计算复杂；另一种是通过在环境中布置已知的标识，移动设备通过识别标识进行定位，例如布置二维码并通过识别二维码进行定位，然而二维码断续设置，一个二维码表征一个坐标，一旦某一二维码被沾污就可能导致定位失败的问题，定位稳定性差，降低了移动设备的应用灵活性。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种定位装置，其能够改善现有技术中定位稳定性差、移动设备应用灵活性差的技术问题。

本发明的目的还包括，提供了一种定位方法，该定位方法能够采用上述的定位装置实现，其能够改善现有技术中定位稳定性差、移动设备应用灵活性差的技术问题。

本发明的实施例可以这样实现：

本发明的实施例提供了一种定位装置，其包括：投影装置，所述投影装置用于向预设区域投射图案；所述图案包括相互交叉的第一标识和第二标识；其中，多个所述第一标识沿第一预设方向间隔设置，多个所述第二标识沿第二预设方向间隔设置，所述第一预设方向与所述第二预设方向成夹角；以及

识别装置，所述识别装置位于所述预设区域内，且用于识别位于所述识别装置的识别区域内的所述第一标识和/或所述第二标识，以确认所述识别装置的位置。

可选的，上述多个所述第一标识中的任意两个包含的标识信息不同，所述识别装置用于识别位于所述识别区域内的所述第一标识，以确认所述识别装置在所述第一预设方向上的位置。

可选的，上述多个所述第二标识中的任意两个包含的标识信息不同，所述识别装置用于识别位于所述识别区域内的所述第二标识，以确认所述识别装置在所述第二预设方向上的位置。

可选的，上述识别区域的中心点的坐标为(X,Y)根据以下公式获得：

其中，X为所述中心点在所述第一预设方向上的坐标；Y为所述中心点在所述第二预设方向上的坐标；x为位于所述识别区域内的所述第一标识代表的坐标；dx为所述中心点与位于所述识别区域内的所述第一标识之间的距离；y为位于所述识别区域内的所述第二标识代表的坐标；dy为所述中心点与位于所述识别区域内的所述第二标识之间的距离。

可选的，上述第一标识为条形码，多个所述条形码中的任意两个表达的信息不同。

可选的，上述识别装置可活动地设置在所述预设区域内，所述识别装置用于计数所述识别装置活动过程中检测到的第一标识和/或第二标识的数量，以确定所述识别装置相对自身活动起点的位置。

可选的，上述识别区域能够覆盖相邻两个所述第一标识和相邻两个所述第二标识围成的空间，以使所述识别区域处于所述预设区域的任意位置时，所述识别区域内均有至少一个所述第一标识和至少一个所述第二标识。

可选的，上述投影装置包括依次设置的光源、光栅和投射件，所述光栅上设置有用于形成所述第一标识和所述第二标识的图形；所述光源用于发出光线，所述光线穿过所述光栅后通过所述图形向所述预设区域投射以形成所述第一标识和所述第二标识。

本发明的实施例还提供了一种定位方法。该定位方法包括向预设区域投影相互交叉的第一标识和第二标识；

识别位于识别区域内的所述第一标识和/或所述第二标识；

确定所述识别区域的位置。

可选的，上述第一标识和所述第二标识均为条形码，所述第一标识和所述第二标识的数量均为多个，多个所述第一标识和多个所述第二标识中的任意两个表达的信息不同；

所述确定所述识别区域的位置，包括：

根据位于所述识别区域内的所述第一标识和/或所述第二标识所表达的信息，确定所述识别区域的位置。

可选的，上述第一标识和所述第二标识的数量均为多个；

所述确定所述识别区域的位置，包括：

根据运动过程中进入所述识别区域内的所述第一标识和/或所述第二标识的数量，确定所述识别区域的位置。

本发明实施例的定位装置及定位方法的有益效果包括，例如：

本发明的实施例提供了一种定位装置，其包括投影装置和识别装置。投影装置用于向预设区域投射图案，该图案包括相互交叉的第一标识和第二标识。识别装置位于预设区域内，且用于识别位于识别装置的识别区域内的第一标识和/或第二标识，以确定识别装置的位置。由于多个第一标识沿第一预设方向间隔设置，多个第二标识沿第二预设方向间隔设置，且第一预设方向和第二预设方向成夹角，因此多个第一标识和多个第二标识在预设区域内形成网格状的图案，标识连续性好，定位更加准确，有助于提升移动设备的应用灵活性。

本发明的实施例还提供了一种定位方法，其能够采用上述的定位装置实现，因此也具有定位准确，有助于提升移动设备的应用灵活性的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例1提供的定位装置的整体结构示意图；

图2为本发明实施例1提供的定位装置使用过程的局部示意图；

图3为本发明实施例1提供的定位装置中另一种标识的示意图；

图4为本发明实施例1提供的定位装置中另一种识别区域的定位示意图。

图标：100-定位装置；110-投影装置；111-光源；112-光栅；113-投射件；114-光线；120-识别装置；121-识别区域；131-第一标识；132-第二标识；140-移动设备。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“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。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

实施例1

图1为本实施例提供的定位装置100的整体结构示意图，图2为本实施例提供的定位装置100使用过程的局部示意图。请结合参考图1和图2，本实施例提供了一种定位装置100，其包括投影装置110和识别装置120。投影装置110用于向预设区域投射图案，该图案包括相互交叉的第一标识131和第二标识132。识别装置120位于预设区域内，且用于识别位于识别装置120的识别区域121内的第一标识131和/或第二标识132，以确定识别装置120的位置。由于多个第一标识131沿第一预设方向(即a方向)间隔设置，多个第二标识132沿第二预设方向(即b方向)间隔设置，且第一预设方向和第二预设方向成夹角，因此多个第一标识131和多个第二标识132在预设区域内形成网格状的图案，标识连续性好，定位更加准确，有助于提升移动设备140的应用灵活性。

下面对本实施例提供的定位装置100进行进一步说明：

请继续参照图1和图2，在本实施例中，定位装置100用于为室内的移动设备140进行定位。预设区域为房间的地面，投影装置110安装在与预设区域相对的天花板上。识别装置120设置在移动设备140上，随移动设备140同步运动，也就是说识别装置120所在位置即为移动设备140所在位置，从而通过对识别装置120的定位实现移动设备140的定位。

需要说明的，在本实施例中，投影装置110的数量为一个，此时一个投影装置110即可满足移动设备140在室内的定位需求，可以理解的，在其他实施例中，当预设区域的范围大于投影装置110的投影面积，一个投影装置110难以满足使用需求时，可根据需求具体设置投影装置110的数量，通过多个投影装置110投影在预设区域内投影的相互拼接，以获得更大的定位场景。

投影装置110包括光源111、光栅112和投射件113。光源111用于发出光线114，光栅112上设置有用于形成第一标识131和第二标识132的图形，光线114穿过光栅112上的图形后通过投射件113向预设区域投射，从而在预设区域内形成相互交叉的第一标识131和第二标识132。需要说明的，光源111发出的光线114的种类可根据需求具体选择，例如各种可见光、不可件光等，投射到预设区域内的第一标识131和第二标识132能够被识别装置120识别即可。

具体的，光栅112上刻蚀有用于形成第一标识131和第二标识132的纹路，从而使穿过光栅112的光线114在投射件113的作用下投射在预设区域内。可以理解的，光栅112上刻蚀的图形的具体结构可根据使用需求，如不同形式的第一标识131和第二标识132或相邻标识之间的间距不同，等具体设计更换。可选的，投射件113为透镜，使用时根据需求选择合适焦距的透镜对光线114进行投射，以使投射到预设区域内的包含第一标识131和第二标识132的图案范围与预设区域的范围相匹配。可以理解的，在其他实施例中，可以将投射件113设置为焦距可调的结构，通过调节投射件113的焦距使得投影装置110满足使用需求。

请参照图2，在本实施例中，多个第一标识131沿第一预设方向间隔设置，多个第二标识132沿第二预设方向间隔设置，第一标识131和第二标识132交叉设置，且第一预设方向和第二预设方向成夹角。因此，多个第一标识131和多个第二标识132在预设区域内形成网状图案，移动设备140在预设区域内运动的过程中，设置在移动设备140上的识别装置120至少能识别到第一标识131或第二标识132，以确认移动设备140的位置。可选的，第一预设方向和第二预设方向垂直设置。可选的，相邻两个第一标识131之间的距离与相邻两个第二标识132之间的距离相等，即多个第一标识131和多个第二标识132在预设区域内形成的网格的最小网格单元为正方形。

多个第一标识131中的任意两个包含的标识信息不同，识别装置120用于识别位于识别区域121内的第一标识131，从而确认识别装置120在第一预设方向上的位置。需要说明的，标识信息指构成第一标识131的文字或图案等信息，其能够被识别装置120识别，进而判断该第一标识131代表的坐标信息。具体的，第一标识131采用条形码，构成该条形码的多根线条沿垂直第一预设方向(即第二预设方向所在方向)的方向延伸。多个用于代表第一标识131的条形码中的任意两个表达的信息不同，即当识别装置120处于预设区域内的任一位置时，识别装置120通过识别位于自身识别区域121内的第一标识131所表达的信息，即可确认识别装置120相对预设区域在第一预设方向上的位置。可以理解的，在其他实施例中，也可以采用其他图案作为第一标识131，例如构成每一第一标识131的线条数量不同等，识别装置120能够根据识别的单一第一标识131获得其在第一预设方向上的坐标即可。

在本实施例中，多个第二标识132中的任意两个包含的标识信息不同，识别装置120用于识别位于识别区域121内的第二标识132，从而确认识别装置120在第二预设方向上的位置。具体的，第二标识132采用条形码，构成该条形码的多根线条沿垂直第二预设方向(即第一预设方向所在方向)的方向延伸。多个用于代表第二标识132的条形码中的任意两个表达的信息不同，即当识别装置120处于预设区域内的任一位置时，识别装置120通过识别位于自身识别区域121内的第二标识132所表达的信息，即可确认识别装置120相对预设区域在第二预设方向上的位置。同时，第一标识131和第二标识132中任意两个表达的信息不同，使得定位过程更加准确快捷。可以理解的，代表第一标识131和第二标识132的条形码可采用多种方式进行编码，例如ENA(European Article Number)条形码、UPC(UniversalProduct Code)条形码、二五条形码、交叉二五条形码、库德巴条形码、三九条形码和128条形码等。

需要说明的，在本实施例中，第一标识131和第二标识132均采用条形码，且第一标识131和第二标识132中的任意两个表达的信息不同，使得每一第一标识131均能表达在第一预设方向上的一个坐标，每一第二标识132均能表达在第二预设方向上的一个坐标，识别装置120通过识别位于自身识别区域121内的第一标识131和/或第二标识132，即可获得对应坐标信息，此时该坐标的原点为定点。可以理解的，在其他实施例中，也可以根据需求，设置第一标识131和第二标识132，例如将第一标识131和第二标识132均设置为直线，识别装置120通过计数在运动过程中识别到的第一标识131和第二标识132的数目，从而确定识别装置120的位置坐标，该坐标的原点为识别装置120的运动起点(即移动设备140的运动起点)(如图3所示)。

在本实施例中，识别装置120包括识别传感器(图未示出)以及与识别传感器电连接的控制器(图未示出)，识别传感器用于采集位于识别区域121内的第一标识131和/或第二标识132的信息，并将该信息发送给控制器，通过控制器分析识别，以确定识别装置120的位置。可选的，识别传感器为条形码识别器。可以理解的，在其他实施例中，也可以根据需求设置识别传感器的类型，例如将识别传感器设置为图像传感器，图像传感器朝上设置，用于采集投影装置110投影到识别区域121内的图像。

请参照图2，识别区域121能够覆盖相邻两个第一标识131和相邻两个第二标识132围成的空间，在本实施例中，识别区域121为方形，其边长大于最小网格单元的边长，因此在移动设备140在预设区域内运动的过程中，始终有至少一个第一标识131和至少一个第二标识132位于识别区域121内，即识别装置120能够始终连续识别到识别区域121在第一标识131和第二标识132，从而实现了移动设备140的连续准确定位，定位效果好，可用于定位精度要求高的场合，例如无人驾驶的室内定位。

需要说明的，此处并不对识别区域121的形状大小进行限制，可以理解的，在其他实施例中，也可以根据需求，具体设置识别区域121的形状大小，例如将识别区域121设置为圆形等，或者将识别区域121设置为长方形，其长度尺寸大于最小网格单元的边长，宽度尺寸小于最小网格单元的边长(如图4所示)，因此识别区域121仅能实现在第一预设方向或第二预设方向上的连续定位，定位精度较本实施例低，因此可用于定位精度要求较低的场合，例如GPS(全球定位系统)的校准。

进一步的，当识别装置120位于第一位置时，识别区域121的中心点为图2中A点，该中心点的坐标(X，Y)可根据以下公式获得：

其中，X为中心点在第一预设方向上的坐标；Y为中心点在第二预设方向上的坐标；x为位于识别区域121内的第一标识131代表的坐标；dx为中心点与位于识别区域121内的第一标识131之间的距离；y为位于识别区域121内的第二标识132代表的坐标；dy为中心点与位于识别区域121内的第二标识132之间的距离。

当识别装置120位于第二位置时，此时识别区域121的中心点为图2中的B点，此时不仅能够获得B点的坐标，而且识别区域121的旋转角度可通过检测位识别区域121内的第一标识131相对识别区域121的旋转角度获得，从而有助于获得移动设备140的运动姿态。

根据本实施例提供的一种定位装置100，定位装置100的工作原理是：

使用时，投影装置110向预设区域投影交叉设置的第一标识131和第二标识132。多个第一标识131沿第一预设方向间隔设置，每一第一标识131代表在第一预设方向上的一个坐标位置。多个第二标识132沿第二预设方向间隔设置，每一第二标识132均代表在第二预设方向上的一个坐标位置。移动设备140在预设区域内运动，设置在移动设备140上的识别装置120随移动设备140同步运动，识别装置120用于识别位于自身识别区域121内的第一标识131和第二标识132的信息，并将该信息发送给控制器，控制器根据预设公式计算出识别区域121的中心点的坐标信息，从而实现对移动设备140的精确定位。

本实施例提供的一种定位装置100至少具有以下优点：

本发明的实施例提供的定位装置100，通过投影装置110向预设区域投影形成第一标识131和第二标识132，第一标识131和第二标识132的位置准确度高，容易布置，而且由于第一标识131和第二标识132为投影形成，其不会被污损，稳定性好。多个第一标识131和多个第二标识132在预设区域内形成网格状图案标识，标识连续性好，定位更加准确，有助于提升移动设备140的应用灵活性。第一标识131和第二标识132均采用条形码，可以通过第一标识131定位第一预设方向上的坐标，通过第二标识132定位第二预设方向上的坐标，实现移动设备140的绝对定位。

实施例2

本实施例提供了一种定位方法，该方法能够基于实施例1提供定位装置实现。定位方法具体包括：

S01：向预设区域投影相互交叉的第一标识和第二标识。

通过投影装置向预设区域投影，以在预设区域内形成相互交叉的第一标识和第二标识。

S02：识别位于识别区域内的第一标识和/或第二标识。

识别装置对位于自身识别区域内的第一标识和/或第二标识进行识别。

S03：确定识别区域的位置。

在本实施例中，第一标识和第二标识为表征相应位置坐标的条形码。通过识别装置识别到的第一标识和/或第二标识所表达的信息，确认识别装置在第一预设方向和/或第二预设方向上的坐标，从而定位识别区域的位置。

实施例3

本实施例还提供了一种定位方法，方法能够基于实施例1提供定位装置实现。定位方法具体包括：

S01：向预设区域投影相互交叉的第一标识和第二标识。

通过投影装置向预设区域投影，以在预设区域内形成相互交叉的第一标识和第二标识。

S02：识别位于识别区域内的第一标识和/或第二标识。

识别装置对位于自身识别区域内的第一标识和/或第二标识进行识别。

S03：确定识别区域的位置。

在本实施例中，第一标识和第二标识为直线。识别装置设置在移动设备上，随移动设备同步运动。识别装置对运动过程中识别到的第一标识和/或第二标识的数量进行计数，确认识别装置在第一预设方向和/或第二预设方向上相对运动起点的坐标，从而定位识别区域相对运动起点的位置。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种定位装置，其特征在于，包括：

投影装置(110)，所述投影装置(110)用于向预设区域投射图案；所述图案包括相互交叉的第一标识(131)和第二标识(132)；其中，多个所述第一标识(131)沿第一预设方向间隔设置，多个所述第二标识(132)沿第二预设方向间隔设置，所述第一预设方向与所述第二预设方向成夹角；以及

识别装置(120)，所述识别装置(120)位于所述预设区域内，且用于识别位于所述识别装置(120)的识别区域(121)内的所述第一标识(131)和/或所述第二标识(132)，以确认所述识别装置(120)的位置。

2.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于，多个所述第一标识(131)中的任意两个包含的标识信息不同，所述识别装置(120)用于识别位于所述识别区域(121)内的所述第一标识(131)，以确认所述识别装置(120)在所述第一预设方向上的位置。

3.根据权利要求2所述的定位装置，其特征在于，多个所述第二标识(132)中的任意两个包含的标识信息不同，所述识别装置(120)用于识别位于所述识别区域(121)内的所述第二标识(132)，以确认所述识别装置(120)在所述第二预设方向上的位置。

4.根据权利要求3所述的定位装置，其特征在于，所述识别区域(121)的中心点的坐标为(X,Y)根据以下公式获得：

其中，X为所述中心点在所述第一预设方向上的坐标；Y为所述中心点在所述第二预设方向上的坐标；x为位于所述识别区域(121)内的所述第一标识(131)代表的坐标；dx为所述中心点与位于所述识别区域(121)内的所述第一标识(131)之间的距离；y为位于所述识别区域(121)内的所述第二标识(132)代表的坐标；dy为所述中心点与位于所述识别区域(121)内的所述第二标识(132)之间的距离。

5.根据权利要求2所述的定位装置，其特征在于，所述第一标识(131)为条形码，多个所述条形码中的任意两个表达的信息不同。

6.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于，所述识别装置(120)可活动地设置在所述预设区域内，所述识别装置(120)用于计数所述识别装置(120)活动过程中检测到的第一标识(131)和/或第二标识(132)的数量，以确定所述识别装置(120)相对自身活动起点的位置。

7.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于，所述识别区域(121)能够覆盖相邻两个所述第一标识(131)和相邻两个所述第二标识(132)围成的空间，以使所述识别区域(121)处于所述预设区域的任意位置时，所述识别区域(121)内均有至少一个所述第一标识(131)和至少一个所述第二标识(132)。

8.根据权利要求1-7任一项所述的定位装置，其特征在于，所述投影装置(110)包括依次设置的光源(111)、光栅(112)和投射件(113)，所述光栅(112)上设置有用于形成所述第一标识(131)和所述第二标识(132)的图形；所述光源(111)用于发出光线(114)，所述光线(114)穿过所述图形后通过所述投射件(113)向所述预设区域投射以形成所述第一标识(131)和所述第二标识(132)。

9.一种定位方法，其特征在于，包括：

向预设区域投影相互交叉的第一标识(131)和第二标识(132)；

识别位于识别区域(121)内的所述第一标识(131)和/或所述第二标识(132)；

确定所述识别区域(121)的位置。

10.根据权利要求9所述的定位方法，其特征在于，所述第一标识(131)和所述第二标识(132)均为条形码，所述第一标识(131)和所述第二标识(132)的数量均为多个，多个所述第一标识(131)和多个所述第二标识(132)中的任意两个表达的信息不同；

所述确定所述识别区域(121)的位置，包括：

根据位于所述识别区域(121)内的所述第一标识(131)和/或所述第二标识(132)所表达的信息，确定所述识别区域(121)的位置。

11.根据权利要求9所述的定位方法，其特征在于，所述第一标识(131)和所述第二标识(132)的数量均为多个；

所述确定所述识别区域(121)的位置，包括：

根据运动过程中进入所述识别区域(121)内的所述第一标识(131)和/或所述第二标识(132)的数量，确定所述识别区域(121)的位置。