CN113504564A - 一种用于目标仪器检测的定位系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种用于目标仪器检测的定位系统，包括：位置获取系统、定位机器人、目标仪器；所述位置获取系统，包括：空间坐标单元和仪器位置获取单元；所述空间坐标单元，用于创建空间坐标系；所述仪器位置获取单元，用于实时地获取所述目标仪器在所述空间坐标系中的位置信息作为仪器实时位置信息；所述定位机器人，用于从所述仪器实时位置信息所对应的位置处将所述目标仪器运载到指定的目标位置信息所对应的位置处。

Description

一种用于目标仪器检测的定位系统

技术领域

本发明涉及实验室内目标仪器检测领域，尤其涉及一种用于目标仪器检测的定位系统。

背景技术

在电离辐射标准实验室内使用辐射源校准或测试仪器时，需要将仪器的接收端正对辐射源的辐射输出端，并且需要将仪器设置在辐射源的辐射输出端前的指定一个或多个距离位置处，使仪器能够接收到指定的辐射量，以便校准或测量仪器的测量精度。当前仪器或其他被校准或测量的设备的定位基本上都是基于地面轨道，即将辐射源放置在导轨的一端，并且辐射源的辐射路径与导轨平行，将仪器或设备放置在多维度定位平台上，现有技术中的定位平台通过沿导轨前后移动调整与辐射源之间的水平距离，通过升降移动调整仪器或设备与辐射源输出端的相对高度。距离或高度的反馈采用编码器、光栅尺、磁栅尺或伺服码盘等实现，这种分维度反馈的方式不能给出各个维度机械结构组合的误差，导致最终的定位位置不准确，同时布置轨道的方式也导致多个定位平台共享同一个轨道，在更换定位平台时，操作复杂，无法简单灵活的更换定位平台。

在实现本发明过程中，申请人发现现有技术中至少存在如下问题：

分维度反馈位置信息出现累积误差，导致定位位置不准确。

发明内容

本发明实施例提供一种用于目标仪器检测的定位系统，解决了在使用辐射源校准仪器时分维度反馈位置信息出现累积误差，导致定位位置不准确的问题。

为达上述目的，一方面，本发明实施例提供了一种用于目标仪器检测的定位系统，包括：位置获取系统、定位机器人、目标仪器；

所述位置获取系统，包括：空间坐标单元和仪器位置获取单元；

所述空间坐标单元，用于创建空间坐标系；

所述仪器位置获取单元，用于实时地获取所述目标仪器在所述空间坐标系中的位置信息作为仪器实时位置信息；

所述目标仪器放置在所述定位机器人上；

所述定位机器人，用于从所述仪器实时位置信息所对应的位置处将所述目标仪器运载到指定的目标位置信息所对应的位置处。

进一步地，用于目标仪器检测的定位系统，还包括：信号源；

所述信号源，用于向指定的方向输出指定能量的标准信号；所述标准信号用于被所述目标仪器在所述目标位置信息所对应的位置处接收；

所述位置获取系统，还包括：信号源位置获取单元；

所述信号源位置获取单元，用于获取所述信号源在所述空间坐标系中的信号源位置信息；

进一步地，所述信号源包括：第一定位部件；

所述第一定位部件安装于所述信号源上的指定位置处；

所述信号源位置获取单元，具体用于获取所述第一定位部件在所述空间坐标系中的位置信息作为第一位置信息，并根据所述第一位置信息以及第一相对位置信息获得所述信号源位置信息；

其中，所述第一相对位置信息由所述第一定位部件与所述信号源的相对位置确定；

进一步地，所述位置获取系统，还包括：目标位置获取单元；

所述目标位置获取单元，用于根据指定的第一测试距离和所述信号源位置信息获得所述目标位置信息；

其中，所述第一测试距离是所述目标仪器与所述信号源在所述信号源输出的标准信号的路径上的距离，在这个距离处所述目标仪器接收到指定能量的标准信号。

进一步地，所述定位机器人包括：第二定位部件；

所述第二定位部件安装于所述定位机器人的指定位置处；

所述仪器位置获取单元，具体用于实时获取所述第二定位部件在所述空间坐标系中的位置信息作为第二位置信息，并实时地根据第二位置信息以及第二相对位置信息获得所述仪器实时位置信息；

其中，所述第二相对位置信息由所述目标仪器与所述第二定位部件的相对位置确定。

进一步地，所述定位机器人，还包括：水平移动平台、水平移动部件、竖向移动部件、旋转台、托盘；

所述水平移动平台，为轮式驱动的移动平台，用于在水平方向上进行粗定位的移动；

所述水平移动部件，安装于所述水平移动平台的中部上面，用于在水平方向上进行精定位的移动；

所述竖向移动部件，安装于所述水平移动部件的上部，用于在竖向方向上的静定位升降；

所述旋转台，安装于所述竖向移动部件的上部，用于旋转所述托盘旋转；

所述托盘，安装于所述旋转台上部，用于放置所述目标仪器；

所述第二定位部件，安装于所述托盘上。

进一步地，所述水平移动部件，包括：横向移动部件和纵向移动部件；

所述横向移动部件，安装于所述水平移动平台的中部上面，用于在水平方向的横向进行精定位；

所述纵向移动部件，安装于所述横向移动部件的上部，用于在水平方向上的纵向进行静定位；

所述竖向移动部件，安装于所述纵向移动部件的上部；

或者，

所述纵向移动部件，安装于所述水平移动平台的中部上面，用于在水平方向的纵向进行精定位；

所述横向移动部件，安装于所述纵向移动部件的上部，用于在水平方向上的横向进行静定位；

所述竖向移动部件，安装于所述横向移动部件的上部。

进一步地，用于目标仪器检测的定位系统，还包括：控制单元；

所述控制单元与所述位置获取系统信号连接；

所述控制单元还与所述定位机器人信号连接；

所述控制单元根据所述仪器实时位置信息和所述目标位置信息的差异，控制所述定位机器人从所述仪器实时位置信息所对应的位置处将所述目标仪器运载到指定的目标位置信息所对应的位置处。

进一步地，所述定位机器人还包括：通信单元；

所述通信单元与所述控制单元信号连接；

所述通信单元根据从所述控制单元接收到的控制命令移动所述定位机器人，从所述仪器实时位置信息所对应的位置处将所述目标仪器运载到指定的目标位置信息所对应的位置处。

进一步地，用于目标仪器检测的定位系统，还包括：位置显示单元；

所述位置显示单元与所述位置获取系统信号连接；

所述位置显示单元用于向操作人员显示来自所述位置获取系统的所述仪器实时位置信息。

上述技术方案具有如下有益效果：通过在仪器检测环境中建立的空间坐标系，并在空间坐标系中直接获取仪器位置信息，并直接根据所见即所得的仪器的位置信息将仪器移动到指定的目标位置，并将仪器朝向也调整为目标位置信息定义的朝向。实现了基于目标仪器的所见即所得的仪器实时位置的精确定位，从而避免了分别计算并设置运载仪器的定位平台的水平、高度、角度等维度的数据来定位仪器位置带来的累积误差，显著提高了定位精度；进一步地，本发明实施例还通过先粗定位再精定位，进一步提高了定位的效率；进一步地，本发明实施例还通过无轨移动平台运载被测仪器或设备，结合根据指定的目标位置定位仪器，实现了仪器在测试环境下的自由移动，在存在多个被测仪器或设备的情况下，可以更方便地移动多个移动平台交替完成测试，充分的利用检测环境空间，实现批量的仪器检测任务相比现有技术显著提高检测效率；通过提供位置显示单元例如显示屏，显示仪器实时位置信息，可允许操作人员手动推动定位机器人，并观察仪器实时位置信息，将仪器定位到指定的目标位置；还可以通过控制单元和通信单元实现定位机器人的远程控制或自动控制，通过定位机器人运载目标仪器到指定的目标位置，避免操作人员频繁进出辐射测试环境，显著提高操作安全性。

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，下面将对实施例或现有技术描述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。

图1是本发明实施例之一的一种用于目标仪器检测的定位系统的架构示意图；

图2是现有技术中的基于导轨的定位平台的示意图；

图3是本发明实施例之一的计算目标位置信息的一种示意图；

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

在电离辐射标准实验室内，如图2所示，现有技术中，基于导轨的定位平台为了将目标仪器定位在与辐射信号源指定的距离处，需要精确地测量定位平台在导轨上移动的距离，同时定位平台上还需要升降装置精确的控制目标仪器的高度与辐射信号源的辐射信号处于同一高度。技术人员发现分别计算距离和高度并且分别根据计算结果调整距离和高度，容易引入累积误差，导致目标仪器定位不准确；并且在对多个仪器进行测量时，基于导轨移动的定位平台需要频繁的拆装目标仪器或者更换导轨上的定位平台，以便更换为其他目标仪器，操作过于复杂，本发明以下实施例即为了解决上述问题。

一方面，如图1所示，本发明实施例提供了一种用于目标仪器检测的定位系统，包括：位置获取系统1、定位机器人2、目标仪器3；

所述位置获取系统1，包括：空间坐标单元11和仪器位置获取单元12；

所述空间坐标单元11，用于创建空间坐标系；

所述仪器位置获取单元12，用于实时地获取所述目标仪器在所述空间坐标系中的位置信息作为仪器实时位置信息；

所述目标仪器3放置在所述定位机器人2上；

所述定位机器人2，用于从所述仪器实时位置信息所对应的位置处将所述目标仪器3运载到指定的目标位置信息所对应的位置处。

在一个实施例中，位置获取系统1可以包括但不限于光学三维动作捕捉系统，位置获取系统1在用于检测目标仪器3的实验室或工作空间中建立空间坐标系，具体的建立空间坐标系的方法可根据具体的位置获取系统1的要求执行。需要先将创建坐标系的参考工具放在工作空间中的指定位置，光学三维动作捕捉系统创建工作空间中的空间坐标系。目标仪器3被按指定的方式放置在定位机器人2上，例如目标仪器3可以通过相应的夹具备固定在定位机器人2上，一般定位机器人2上会设置用于放置仪器的托盘，夹具或目标仪器3可以固定在托盘上，并且按照与定位机器人2上的指定的参考点指定的相对位置关系放置目标仪器3。定位机器人2运载着目标仪器3在创建了空间坐标系的工作空间中移动，位置获取系统1可以直接或间接的捕获目标仪器3的仪器实时位置信息，位置信息中可以包括目标仪器3的x,y,z三维坐标以及目标仪器3的姿态数据；目标仪器3的姿态数据可以包括：以目标仪器3中心为中心绕x轴方向转动的角度、以目标仪器3中心为中心绕y轴方向转动的角度和以目标仪器3中心为中心绕z轴方向转动的角度；在一些实施例中，操作人员可以手动推动定位机器人2运载目标仪器移动，并根据仪器实时位置信息将目标仪器3移动到指定的目标位置信息所对应的目标位置，并将目标仪器的姿态调整为目标位置信息指定的姿态。在一些实施例中，操作人员也可以在工作空间外的安全区域通过遥控，控制定位机器人2运载目标仪器3到指定目标位置，并设置为目标位置信息指定的姿态。在一些实施例中，定位机器人2可以自行根据接收到的仪器实时位置信息以及指定的目标位置信息，自行运载目标仪器3，并将目标仪器3定位到指定的目标位置以及设置为指定的目标位置信息对应的姿态。指定的目标位置信息可以是在空间坐标系中直接固定指定的一个或多个位置和姿态的信息；在指定的目标位置信息也可以是由位置获取系统1根据工作空间中的当前环境中各设备的位置关系计算得到的；指定的目标位置信息也可以预置在定位机器人2中，也可以在定位机器人2移动前加载到定位机器人2中。

本发明实施例具有如下技术效果：通过在仪器检测环境中建立的空间坐标系，并在空间坐标系中直接获取仪器位置信息，并直接根据所见即所得的仪器的位置信息将仪器移动到指定的目标位置，并将仪器朝向也调整为目标位置信息定义的朝向。实现了基于目标仪器的所见即所得的仪器实时位置的精确定位，从而避免了分别计算并设置运载仪器的定位平台的水平、高度、角度等维度的数据来定位仪器位置带来的累积误差，显著提高了定位精度；进一步地，本发明实施例还通过先粗定位再精定位，进一步提高了定位的效率；进一步地，本发明实施例还通过无轨移动平台运载被测仪器或设备，结合根据指定的目标位置定位仪器，实现了仪器在测试环境下的自由移动，在存在多个被测仪器或设备的情况下，可以更方便地移动多个移动平台交替完成测试，充分的利用检测环境空间，实现批量的仪器检测任务相比现有技术显著提高检测效率；通过提供位置显示单元例如显示屏，显示仪器实时位置信息，可允许操作人员手动推动定位机器人，并观察仪器实时位置信息，将仪器定位到指定的目标位置；还可以通过控制单元和通信单元实现定位机器人的远程控制或自动控制，通过定位机器人运载目标仪器到指定的目标位置，避免操作人员频繁进出辐射测试环境，显著提高操作安全性。

进一步地，如图1所示，用于目标仪器检测的定位系统，还包括：信号源4；

所述信号源4，用于向指定的方向输出指定能量的标准信号；所述标准信号用于被所述目标仪器3在所述目标位置信息所对应的位置处接收；

所述位置获取系统1，还包括：信号源位置获取单元13；

所述信号源位置获取单元13，用于获取所述信号源4在所述空间坐标系中的信号源位置信息；

在一个实施例中，对目标仪器检测时，需要信号源4提供标准信号，目标仪器3接收到标准信号，并与期望的信号数值作比较，达到校准目标仪器3的作用。信号源4包括但不限于电离辐射信号源和核辐射信号源；在检测的过程中，信号源4发射的辐射信号在距离信号源不同的距离上，具有不同的辐射能量，所以需要将目标仪器3准确的定位到距离信号源4指定的一个或几个距离上，以便对目标仪器3的不同测量范围的测量精度进行检测或校准。信号源位置获取单元13可以获取放置在工作空间中的信号源4在空间坐标系中的信号源位置信息。在一些实时例中，优选地，在创建空间坐标系时，将信号源4所在的位置作为空间坐标系的原点，将空间坐标系的水平坐标中的x轴或y轴之一的正方向与信号源4发射的标准信号的辐射路径方向设置为相同，可简化获取信号源位置信息的计算量，以及还可以简化根据指定的测试距离计算指定目标位置信息的计算量。在另一些实施例中，也可以不将信号源4与空间坐标系的原点重合，由信号源位置获取单元13捕获信号源在空间坐标系中的具体位置和姿态；降低部署工作空间时对操作人员的精度要求，由位置获取系统确保位置信息的精度。

本发明实施例具有如下技术效果：对于需要使用信号源的场景，通过信号源位置获取单元，可以获取信号源在空间坐标系中的位置和姿态，再此基础上，可以进一步根据信号源的位置信息计算目标仪器完成指定测试时必须被设置的位置和姿态。进一步地，本实施例提供了一种优选地方案，将信号源设置为空间坐标系的原点，显著简化了后续计算的复杂度。

进一步地，如图1所示，所述信号源4包括：第一定位部件41；

所述第一定位部件41安装于所述信号源4上的指定位置处；

所述信号源位置获取单元13，具体用于获取所述第一定位部件41在所述空间坐标系中的位置信息作为第一位置信息，并根据所述第一位置信息以及第一相对位置信息获得所述信号源位置信息；

其中，所述第一相对位置信息由所述第一定位部件41与所述信号源4的相对位置确定；

在一个实施例中，可以在信号源上按指定的相对位置和相对姿态(即第一相对位置信息)安装第一定位部件，位置获取系统可以捕获工作空间中的第一定位部件在空间坐标系中的位置和姿态(即第一位置信息)，从而可以间接的获得信号源在空间坐标系中的信号源位置信息。

本发明实施例具有如下技术效果：在信号源4上安装第一定位部件41，是信号源位置获取单元13获取信号源位置信息的一种方式，可以使信号源放置在工作空间的任意位置时，信号源位置获取单元13都可以准确的获得信号源4的位置信息，从而允许信号源4被部署在空间的合适位置上，充分利用工作空间。

进一步地，如图1所示，所述位置获取系统1，还包括：目标位置获取单元14；

所述目标位置获取单元14，用于根据指定的第一测试距离和所述信号源位置信息获得所述目标位置信息；

其中，所述第一测试距离是所述目标仪器3与所述信号源4在所述信号源4输出的标准信号的路径上的距离，在这个距离处所述目标仪器3接收到指定能量的标准信号。

在一个实施例中，需要将目标仪器3设置在与信号源4指定的距离处，且按指定的姿态朝向信号源4，在获取了信号源位置信息的基础上，可以根据期望的指定的测试距离，计算出目标仪器3在空间坐标系中应处的目标位置的目标位置信息。图3是一个实施例中获得目标位置的一个示例，在图3中，S表示信号源所在的位置，信号源的坐标是(Xs,Ys,Zs,0,0,a)表示信号源在空间坐标系中的水平位置位于(Xs,Ys)，高度是Zs，信号源的辐射方向以信号源的中心为中心绕z轴转动的角度即与x轴正方向的夹角为a，D点为目标位置，d为从信号源S到目标位置D的测试距离，E为目标仪器当前所在位置即(Xe,Ye,Ze,0,0,180)，目标仪器的正方向朝向x轴的负方向。通过空间坐标系统可以获得S和E的位置数据，结合测试距离d，可以计算得到D点的目标位置信息为(Xs+dcos(a),Ys+dsin(a),Zs,0,0,180+a)。

本发明实施例具有如下技术效果：根据信号源位置信息以及指定的测试距离，可以计算出目标仪器应在的目标位置信息；允许信号源被放置在工作空间中的任意位置，不需要操作人员明确知道或控制信号源的精确位置，操作人员只需要关心并向目标位置获取单元提供期望的测试距离，目标位置获取单元就可以为操作人员获其他单元计算出目标仪器应被放置的目标位置信息，操作人员可以推动或摇控定位机器人或由定位机器人自动移动目标仪器到目标位置信息对应的位置并调整为对应的姿态，从而在能所见即所得的获得目标仪器实时位置信息的基础上，实现对目标仪器的精确定位。

进一步地，如图1所示，所述定位机器人2包括：第二定位部件21；

所述第二定位部件21安装于所述定位机器人2的指定位置处；

所述仪器位置获取单元12，具体用于实时获取所述第二定位部件21在所述空间坐标系中的位置信息作为第二位置信息，并实时地根据第二位置信息以及第二相对位置信息获得所述仪器实时位置信息；

其中，所述第二相对位置信息由所述目标仪器3与所述第二定位部件21的相对位置确定。

在一个实施例中，在定位机器人2上安装第二定位部件21，位置获取系统可以根据第二定位部件21获取定位机器人2的位置信息即第二位置信息；目标仪器3被放置在定位机器人2上，并且目标仪器3相对于定位机器人2的第二定位部件21的相对位置关系表示为第二相对位置信息；通过第二位置信息以及第二相对位置信息，即可以确定仪器实时位置信息。第二相对位置信息可以通过将目标仪器3相对于第二定位部件21按指定的位置和姿态放置获得，例如第二定位部件可以是至少4个反光球，且至少4个反光球分布在至少两个平面上；具体的一个例子可以由四个反光球构成第二定位部件，第一反光球通过第一直杆垂直连接在定位机器人上，第二反光球与第三反光球通过第二直杆连接，第一直杆的中部与第二直杆的中部成直角十字交叉连接，第四反光球通过第三直杆连接于第一直杆与第二直杆的交点处，且第三直杆垂直于第一直杆和第二直杆。前述的第一定位部件的结构可以与第二定位部件相同，也可以是不同的。可以将目标仪器的中心线与第四反光球对齐，还可以将目标仪器的中心线与第二直杆的中心点对齐。还可以在定位机器人上放置标尺，通过标尺读取目标仪器与第二定位部件的相对位置信息。

本发明实施例具有如下技术效果：通过定位机器人上的第二定位部件，位置获取系统可以准确地获得定位机器人的位置信息；目标仪器被放置在定位机器人上，并且可以通过按指定位置安装或者通过标尺读出来获得目标仪器与第二定位部件的第二相对位置信息，第二相对位置信息在将目标仪器安装在定位机器人上后，就不会再实时改变，且第二定位部件与目标仪器的相对位置可以设置的比较近或方便测量，所以在获取仪器实时位置信息时，第二相对位置信息引入的误差很小，可以忽略不计。本实施例在确保仪器实时位置信息精确度的情况下，为目标仪器在定位机器人上的安装和定位提供了灵活性和方便性，只要准确读取第二相对位置信息，定位机器人可以适应更多种类的目标仪器的精确定位，扩大了定位机器人对目标仪器的适用范围。

进一步地，如图1所示，所述定位机器人2，还包括：水平移动平台22、水平移动部件23、竖向移动部件24、旋转台25、托盘26；

所述水平移动平台22，为轮式驱动的移动平台，用于在水平方向上进行粗定位的移动；

所述水平移动部件23，安装于所述水平移动平台22的中部上面，用于在水平方向上进行精定位的移动；

所述竖向移动部件24，安装于所述水平移动部件23的上部，用于在竖向方向上的静定位升降；

所述旋转台25，安装于所述竖向移动部件24的上部，用于旋转所述托盘26旋转；

所述托盘26，安装于所述旋转台25上部，用于放置所述目标仪器3；

所述第二定位部件21，安装于所述托盘26上。

在一个是实施例中，定位机器人2被设计为通过粗定位移动与精定位移动相结合的方式完成对目标仪器3的定位。水平移动平台22运载着其他用于精定位的部件移动，用于对目标仪器3进行粗定位，粗定位的精度可以达到±10毫米，即可以将目标仪器3定位在距离指定的目标位置信息所对应的水平位置处的±10毫米范围内且包括±10毫米的位置处；水平移动部件23在水平移动平台22的粗定位基础上，将目标仪器移动到距离目标位置信息所对应的水平位置处的±0.1毫米位置且包括±0.1毫米处；竖向移动部件24可以将目标仪器3移动到距离目标位置信息所对应的高度处的±0.1毫米范围内且包括±0.1毫米处；旋转台25可以将目标仪器3转动到目标位置信息所对应的姿态的角度的±0.1度范围内且包括±0.1度。在上述移动过程中，水平移动过程是先进行水平移动平台的粗定位再进行水平移动部件的精定位；对于其他方向或角度的移动，移动的顺序可以是任意的，根据具体情况决定，例如可以先粗定位移动平台，再精定位水平移动部件，再精定位竖向移动部件，最后精定位旋转台；也可以先精定位竖向移动部件，再粗定位移动平台，再精定位水平移动部件，最后精定位旋转台；其他移动顺序不再举例。水平移动平台可以是包括但不限于轮式和履带驱动。水平移动部件和竖向移动部件可以是包括但不限于滚珠丝杠驱动滑动部件在直线导轨上滑动，旋转台可以是包括但不限于涡轮蜗杆驱动旋转部件的旋转；驱动来源可以是步进电机或伺服电机，通过脉冲定位，脉冲距离可以设置，优选地，可实现每脉冲0.01毫米。

本发明实施例具有如下技术效果：通过粗定位和精定位相结合，实现在保证定位精度的情况下的快速定位，并且与现有技术相比，在执行粗定位期间，不需要对移动距离进行精确的监测，降低了粗定位移动期间的监测成本，提高了移动效率。与位置获取系统相结合，实现了通过定位机器人对目标仪器的所见即所得的精确定位。无轨式的水平移动平台消除了现有技术基于轨道的方案对定位平台移动的限制，本实施例的定位机器人可以更自由的在工作空间中移动，从而方便多个定位机器人依次完成检测，实现批量的检测，提高检测效率。

进一步地，所述水平移动部件23，包括：横向移动部件和纵向移动部件；

所述横向移动部件，安装于所述水平移动平台22的中部上面，用于在水平方向的横向进行精定位；

所述纵向移动部件，安装于所述横向移动部件的上部，用于在水平方向上的纵向进行静定位；

所述竖向移动部件24，安装于所述纵向移动部件的上部；

或者，

所述纵向移动部件，安装于所述水平移动平台22的中部上面，用于在水平方向的纵向进行精定位；

所述横向移动部件，安装于所述纵向移动部件的上部，用于在水平方向上的横向进行静定位；

所述竖向移动部件24，安装于所述横向移动部件的上部。

在一个实施例中，水平移动部件由横向移动部件和纵向移动部件层叠构成，通过横向和纵向移动相结合实现对目标仪器在水平方向上的精确定位，可以有效的利用滚珠丝杠驱动的直线导轨实现在整个水平面方向上的精确定位，简化了结果设计，易于替换相关部件，降低维护和维修成本。

进一步地，如图1所示，用于目标仪器检测的定位系统，还包括：控制单元5；

所述控制单元5与所述位置获取系统1信号连接；

所述控制单元5还与所述定位机器人2信号连接；

所述控制单元5根据所述仪器实时位置信息和所述目标位置信息的差异，控制所述定位机器人2从所述仪器实时位置信息所对应的位置处将所述目标仪器3运载到指定的目标位置信息所对应的位置处。

在一个实施例中，还包括控制单元5，控制单元5可以被部署在定位机器人2上，也可以被部署在一台电脑上或手持的移动终端上，还可以与位置获取系统部署在同一个设备上。当控制单元5部署在定位机器人2上时，控制单元5根据接收到的仪器实时位置信息和目标位置信息在位置和姿态上的差异，控制定位机器人2向目标位置信息所对应的位置移动并将目标仪器3转动到对应的姿态上。当控制单元5没有被部署在定位机器人2上时，控制单元5可以通过与定位机器人2有线或无线通信控制定位机器人2从所述仪器实时位置信息所对应的位置处将所述目标仪器3运载到指定的目标位置信息所对应的位置处。

本发明实施例具有如下技术效果：通过控制单元，可以实现对定位机器人的遥控或自动控制定位机器人向目标位置信息对应的位置移动并调整为指定的姿态。降低操作人员操作的步骤，提高定位效率和精度。

进一步地，如图1所示，所述定位机器人2还包括：通信单元27；

所述通信单元27与所述控制单元5信号连接；

所述通信单元27根据从所述控制单元27接收到的控制命令移动所述定位机器人2，从所述仪器实时位置信息所对应的位置处将所述目标仪器3运载到指定的目标位置信息所对应的位置处。

在一个实施例中，定位机器人2包括通信单元27；操作人员可以通过操控控制单元5，并通过控制单元5与通信单元27通信，控制定位机器人2的运动。

本发明实施例具有如下技术效果：通过控制单元，可以实现对定位机器人的遥控或自动控制定位机器人向目标位置信息对应的位置移动并调整为指定的姿态。降低操作人员操作的步骤，提高定位效率和精度。

进一步地，如图1所示，用于目标仪器检测的定位系统，还包括：位置显示单元6；

所述位置显示单元6与所述位置获取系统1信号连接；

所述位置显示单元6用于向操作人员显示来自所述位置获取系统1的所述仪器实时位置信息。

在一个实施例中，通过在部署在工作空间中的位置显示单元6实时显示目标仪器3的仪器实时位置信息，工作空间中手动推动定位机器人2的操作人员可以实时查看仪器实时位置信息，将目标仪器3准确的定位在目标位置信息对应的位置处并调整为对应的姿态。

本发明实施例具有如下技术效果：为操作人员提供了一种通过手动推动定位机器人根据所见即所得的仪器实时位置信息精确地将目标仪器定位于目标位置信息对应的位置处并调整为对应的姿态的方法，达到精确手动定位目标仪器的效果。

在一个实施例中，如图1所示，在电离辐射标准实验室内对目标仪器进行检测或校准，需要使用辐射信号源(即信号源)发射辐射信号，在辐射信号的发射路径上，距离辐射信号源的距离不同，得到的辐射能量也会不同，并且根据距离可以获得用于检测或校准目标仪器的标准能量的辐射信号；将目标仪器准确地放置在辐射信号的发射路径的指定的一个或几个测试距离上，并且将目标仪器正对辐射信号源完成校准或检测。实验室一般会分为辐射区和无辐射区，在实验室内的辐射区中部署位置获取系统例如光学三维动作捕捉系统，位置获取系统可以获取辐射区内的设备的位置信息包括三维坐标和姿态数据，具体得，位置获取系统通过安装在信号源上得第一定位部件的第一位置信息间接或直接得到信号源的信号源位置信息，例如第一定位部件可以放在信号源的辐射信号起点，并且将第一定位部件上的两个反光点的连线与辐射信号路径的方向保持相同，此时可直接通过第一定位部件的第一位置信息得到信号源的位置信息；或者第一定位部件设置的位置与信号源的辐射信号起点存在由第一相对位置信息表达的相对关系，则可以通过第一位置信息和第一相对位置信息得到信号源位置信息。在获得信号源位置信息的基础上，可以根据信号源位置信息以及第一测试距离，获得目标位置信息；定位机器人上安装有第二定位部件，位置获取系统可以捕获第二定位部件的位置信息得到第二位置信息，目标仪器放置在定位机器人上时，目标仪器可以按固定的位置放置在定位机器人上，从而目标仪器与第二定位部件之间的相对位置关系即第二相对位置信息已知，或者目标仪器每次安装位置不同，在安装目标仪器的托盘上，可以有标尺，可以通过标尺读出目标仪器与第二定位部件之间的第二相对位置信息。根据第二位置信息和第二相对位置信息可以获得仪器实时位置信息。根据仪器实时位置信息和目标位置信息，可以通过操作人员手动推动定位机器人运载目标仪器，操作人员可以观察位置显示单元显示的仪器实时位置信息手动操作定位机器人将目标仪器移动到目标位置信息所代表的位置和姿态；根据仪器实时位置信息和目标位置信息，还可以操作人员通过控制单元向通信单元发送指令，通信单元控制定位机器人的水平移动平台、水平移动部件、竖向移动部件和旋转台的运动，移动目标仪器到目标位置信息所代表的位置和姿态上。还可以将控制单元也部署在定位机器人上，控制单元接收到仪器实时位置信息和目标位置信息后，自动根据仪器实时位置信息和目标位置信息，生成移动路径，经通信单元控制定位机器人的水平移动平台、水平移动部件、竖向移动部件和旋转台的运动，移动目标仪器到目标位置信息所代表的位置和姿态上。

通过在仪器检测环境中建立的空间坐标系，并在空间坐标系中直接获取仪器位置信息，并直接根据所见即所得的仪器的位置信息将仪器移动到指定的目标位置，并将仪器朝向也调整为目标位置信息定义的朝向。实现了基于目标仪器的所见即所得的仪器实时位置的精确定位，从而避免了分别计算并设置运载仪器的定位平台的水平、高度、角度等维度的数据来定位仪器位置带来的累积误差，显著提高了定位精度；进一步地，本发明实施例还通过先粗定位再精定位，进一步提高了定位的效率；进一步地，本发明实施例还通过无轨移动平台运载被测仪器或设备，结合根据指定的目标位置定位仪器，实现了仪器在测试环境下的自由移动，在存在多个被测仪器或设备的情况下，可以更方便地移动多个移动平台交替完成测试，充分的利用检测环境空间，实现批量的仪器检测任务相比现有技术显著提高检测效率；通过提供位置显示单元例如显示屏，显示仪器实时位置信息，可允许操作人员手动推动定位机器人，并观察仪器实时位置信息，将仪器定位到指定的目标位置；还可以通过控制单元和通信单元实现定位机器人的远程控制或自动控制，通过定位机器人运载目标仪器到指定的目标位置，避免操作人员频繁进出辐射测试环境，显著提高操作安全性。

应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于所述的特定顺序或层次。

在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要比清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。

为使本领域内的任何技术人员能够实现或者使用本发明，上面对所公开实施例进行了描述。对于本领域技术人员来说；这些实施例的各种修改方式都是显而易见的，并且本文定义的一般原理也可以在不脱离本公开的精神和保护范围的基础上适用于其它实施例。因此，本公开并不限于本文给出的实施例，而是与本申请公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。

上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。

本领域技术人员还可以了解到本发明实施例列出的各种说明性逻辑块(illustrative logical block)，单元，和步骤可以通过电子硬件、电脑软件，或两者的结合进行实现。为清楚展示硬件和软件的可替换性(interchangeability)，上述的各种说明性部件(illustrative components)，单元和步骤已经通用地描述了它们的功能。这样的功能是通过硬件还是软件来实现取决于特定的应用和整个系统的设计要求。本领域技术人员可以对于每种特定的应用，可以使用各种方法实现所述的功能，但这种实现不应被理解为超出本发明实施例保护的范围。

本发明实施例中所描述的各种说明性的逻辑块，或单元都可以通过通用处理器，数字信号处理器，专用集成电路(ASIC)，现场可编程门阵列或其它可编程逻辑装置，离散门或晶体管逻辑，离散硬件部件，或上述任何组合的设计来实现或操作所描述的功能。通用处理器可以为微处理器，可选地，该通用处理器也可以为任何传统的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以通过计算装置的组合来实现，例如数字信号处理器和微处理器，多个微处理器，一个或多个微处理器联合一个数字信号处理器核，或任何其它类似的配置来实现。

本发明实施例中所描述的方法或算法的步骤可以直接嵌入硬件、处理器执行的软件模块、或者这两者的结合。软件模块可以存储于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM或本领域中其它任意形式的存储媒介中。示例性地，存储媒介可以与处理器连接，以使得处理器可以从存储媒介中读取信息，并可以向存储媒介存写信息。可选地，存储媒介还可以集成到处理器中。处理器和存储媒介可以设置于ASIC中，ASIC可以设置于用户终端中。可选地，处理器和存储媒介也可以设置于用户终端中的不同的部件中。

在一个或多个示例性的设计中，本发明实施例所描述的上述功能可以在硬件、软件、固件或这三者的任意组合来实现。如果在软件中实现，这些功能可以存储与电脑可读的媒介上，或以一个或多个指令或代码形式传输于电脑可读的媒介上。电脑可读媒介包括电脑存储媒介和便于使得让电脑程序从一个地方转移到其它地方的通信媒介。存储媒介可以是任何通用或特殊电脑可以接入访问的可用媒体。例如，这样的电脑可读媒体可以包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁性存储装置，或其它任何可以用于承载或存储以指令或数据结构和其它可被通用或特殊电脑、或通用或特殊处理器读取形式的程序代码的媒介。此外，任何连接都可以被适当地定义为电脑可读媒介，例如，如果软件是从一个网站站点、服务器或其它远程资源通过一个同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字用户线(DSL)或以例如红外、无线和微波等无线方式传输的也被包含在所定义的电脑可读媒介中。所述的碟片(disk)和磁盘(disc)包括压缩磁盘、镭射盘、光盘、DVD、软盘和蓝光光盘，磁盘通常以磁性复制数据，而碟片通常以激光进行光学复制数据。上述的组合也可以包含在电脑可读媒介中。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于目标仪器检测的定位系统，其特征在于，包括：位置获取系统(1)、定位机器人(2)和目标仪器(3)；

所述位置获取系统(1)，包括：空间坐标单元(11)和仪器位置获取单元(12)；

所述空间坐标单元(11)，用于创建空间坐标系；

所述仪器位置获取单元(12)，用于实时地获取所述目标仪器在所述空间坐标系中的位置信息作为仪器实时位置信息；

所述目标仪器(3)放置在所述定位机器人(2)上；

所述定位机器人(2)，用于从所述仪器实时位置信息所对应的位置处将所述目标仪器(3)运载到指定的目标位置信息所对应的位置处。

2.如权利要求1所述的用于目标仪器检测的定位系统，其特征在于，还包括：信号源(4)；

所述信号源(4)，用于向指定的方向输出指定能量的标准信号；所述标准信号用于被所述目标仪器(3)在所述目标位置信息所对应的位置处接收；

所述位置获取系统(1)，还包括：信号源位置获取单元(13)；

所述信号源位置获取单元(13)，用于获取所述信号源在所述空间坐标系中的信号源位置信息。

3.如权利要求2所述的用于目标仪器检测的定位系统，其特征在于，所述信号源包括：第一定位部件(41)；

所述第一定位部件(41)安装于所述信号源上的指定位置处；

所述信号源位置获取单元(13)，具体用于获取所述第一定位部件(41)在所述空间坐标系中的位置信息作为第一位置信息，并根据所述第一位置信息以及第一相对位置信息获得所述信号源位置信息；

其中，所述第一相对位置信息由所述第一定位部件与所述信号源(4)的相对位置确定。

4.如权利要求2或3所述的用于目标仪器检测的定位系统，其特征在于，

所述位置获取系统(1)，还包括：目标位置获取单元(14)；

所述目标位置获取单元(14)，用于根据指定的第一测试距离和所述信号源位置信息获得所述目标位置信息；

其中，所述第一测试距离是所述目标仪器(3)与所述信号源(4)在所述信号源(4)输出的标准信号的路径上的距离，在这个距离处所述目标仪器(3)接收到指定能量的标准信号。

5.如权利要求1所述的用于目标仪器检测的定位系统，其特征在于，所述定位机器人包括：第二定位部件(21)；

所述第二定位部件(21)安装于所述定位机器人(2)的指定位置处；

所述仪器位置获取单元(12)，具体用于实时获取所述第二定位部件(21)在所述空间坐标系中的位置信息作为第二位置信息，并实时地根据第二位置信息以及第二相对位置信息获得所述仪器实时位置信息；

其中，所述第二相对位置信息由所述目标仪器(3)与所述第二定位部件(21)的相对位置确定。

6.如权利要求5所述的用于目标仪器检测的定位系统，其特征在于，所述定位机器人(2)，还包括：水平移动平台(22)、水平移动部件(23)、竖向移动部件(24)、旋转台(25)、托盘(26)；

所述水平移动平台(22)，为轮式驱动的移动平台，用于在水平方向上进行粗定位的移动；

所述水平移动部件(23)，安装于所述水平移动平台(22)的中部上面，用于在水平方向上进行精定位的移动；

所述竖向移动部件(24)，安装于所述水平移动部件(23)的上部，用于在竖向方向上的静定位升降；

所述旋转台(25)，安装于所述竖向移动部件(24)的上部，用于旋转所述托盘(26)旋转；

所述托盘(26)，安装于所述旋转台(25)上部，用于放置所述目标仪器；

所述第二定位部件(21)，安装于所述托盘(26)上。

7.如权利要求6所述的用于目标仪器检测的定位系统，其特征在于，所述水平移动部件(23)，包括：横向移动部件和纵向移动部件；

所述横向移动部件，安装于所述水平移动平台(22)的中部上面，用于在水平方向的横向进行精定位；

所述纵向移动部件，安装于所述横向移动部件的上部，用于在水平方向上的纵向进行静定位；

所述竖向移动部件(24)，安装于所述纵向移动部件的上部；

或者，

所述纵向移动部件，安装于所述水平移动平台(22)的中部上面，用于在水平方向的纵向进行精定位；

所述横向移动部件，安装于所述纵向移动部件的上部，用于在水平方向上的横向进行静定位；

所述竖向移动部件(24)，安装于所述横向移动部件的上部。

8.如权利要求1所述的用于目标仪器检测的定位系统，其特征在于，还包括：控制单元(5)；

所述控制单元(5)与所述位置获取系统(1)信号连接；

所述控制单元(5)还与所述定位机器人(2)信号连接；

所述控制单元(5)根据所述仪器实时位置信息和所述目标位置信息的差异，控制所述定位机器人(2)从所述仪器实时位置信息所对应的位置处将所述目标仪器(3)运载到指定的目标位置信息所对应的位置处。

9.如权利要求8所述的用于目标仪器检测的定位系统，其特征在于，所述定位机器人(2)还包括：通信单元(27)；

所述通信单元(27)与所述控制单元(5)信号连接；

所述通信单元(27)根据从所述控制单元(5)接收到的控制命令移动所述定位机器人(2)，从所述仪器实时位置信息所对应的位置处将所述目标仪器(3)运载到指定的目标位置信息所对应的位置处。

10.如权利要求1所述的用于目标仪器检测的定位系统，其特征在于，还包括：位置显单元(6)；

所述位置显示单元(6)与所述位置获取系统(1)信号连接；

所述位置显示单元(6)用于向操作人员显示来自所述位置获取系统(1)的所述仪器实时位置信息。

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