CN114637024A - 激光定位系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种激光定位系统及方法，应用于可移动装置，所述激光定位系统包括：激光雷达，设置在可移动装置上，配置为发射并接收探测激光信号，以及接收标识激光信号；至少两个主动信标，每个主动信标分别设置在一预定位置，配置为反射所述探测激光信号，并发射所述标识激光信号，其中标识激光信号具有对应主动信标的身份标识信息；以及处理器，与所述激光雷达通讯连接，配置为基于所述探测激光信号和标识激光信号定位所述可移动装置。

Description

激光定位系统及方法

技术领域

本公开涉及定位技术领域，具体而言，涉及一种激光定位系统及方法，特别涉及一种用于可移动装置的激光定位系统及方法。

背景技术

激光雷达定位在某些场景下存在失效问题，如长通道(隧道)定位失效，落地窗或玻璃墙较多场景定位失效，室外空旷场景定位失效等。基于信标的定位系统依赖于一系列环境中已知特征的被动信标，并需要在可移动装置，例如为移动机器人上安装传感器对被动信标进行观测。用于被动信标观测的传感器有很多种，比如红外传感器、超声波传感器、激光雷达、视觉传感器等。红外传感器与超声波传感器可以测得障碍物的距离，但是测量精度不是很高，而且红外信号在室内有反射，会造成误差。

发明内容

本公开一些实施例提供一种激光定位系统，应用于可移动装置，所述激光定位系统包括：

激光雷达，设置在可移动装置上，配置为发射并接收探测激光信号，以及接收标识激光信号；

至少两个主动信标，每个主动信标分别设置在一预定位置，配置为反射所述探测激光信号，并发射所述标识激光信号，其中标识激光信号具有对应主动信标的身份标识信息；以及

处理器，与所述激光雷达通讯连接，配置为基于所述探测激光信号和标识激光信号定位所述可移动装置。

在一些实施例中，所述的基于所述探测激光信号和标识激光信号定位所述可移动装置包括：通过标识激光信号确认主动信标的身份标识信息，并基于所述身份标识信息获取对应的主动信标的预定位置信息。

在一些实施例中，每个主动信标配置为在反射所述探测激光信号之后间隔预定时间后发射所述标识激光信号。

在一些实施例中，所述标识激光信号包括间隔发射的激光脉冲串，不同主动信标发射的激光脉冲串的时间间隔不同。

在一些实施例中，所述激光雷达具有码盘，配置为获得所述激光雷达转动的角度。

在一些实施例中，所述处理器设置在所述可移动装置中。

本公开提供一种激光定位方法，采用前述实施例所述的激光定位系统，所述激光定位方法包括：

按照预定方向旋转激光雷达依次探测所述至少两个主动信标，并根据所述探测激光信号获得所述至少两个主动信标与所述激光雷达之间的距离；

利用激光雷达接收所述至少两个主动信标的标识激光信号，以确定所述至少两个主动信标的预定位置；以及

根据所述至少两个主动信标与所述激光雷达之间的距离以及所述至少两个主动信标的预定位置确定所述可移动装置的位置。

在一些实施例中，所述至少两个主动信标包括第一主动信标和第二主动信标，所述第一主动信标和第二主动信标分别设置在第一预定位置和第二预定位置，所述第一主动信标与所述激光雷达相距第一距离，所述第二主动信标与所述激光雷达相距第二距离，

根据所述至少两个主动信标与所述激光雷达之间的距离以及所述至少两个主动信标的预定位置确定所述可移动装置的位置包括：

根据所述第一距离和第二距离以及所述第一预定位置和第二预定位置构建坐标方程组，求解所述坐标方程组获得坐标解；

根据所述激光雷达探测到所述第一主动信标和第二主动信标按照预定方向转动的角度确定所述激光雷达的真实坐标。

在一些实施例中，所述坐标方程组为：

其中，l₁为激光雷达与第一主动信标之间的距离，l₂为激光雷达与第二主动信标之间的距离，第一主动信标的第一预定位置的坐标为(x₁，y₁，z₁)，第二主动信标的第二预定位置的坐标为(x₂，y₂，z₂)。

在一些实施例中，所述至少两个主动信标包括第一主动信标、第二主动信标和第三主动信标，所述第一主动信标、第二主动信标和第三主动信标分别设置在第一预定位置、第二预定位置和第三预定位置，所述第一主动信标与所述激光雷达相距第一距离，所述第二主动信标与所述激光雷达相距第二距离，所述第三主动信标与所述激光雷达相距第三距离，

根据所述至少两个主动信标与所述激光雷达之间的距离以及所述至少两个主动信标的预定位置确定所述可移动装置的位置包括：

根据所述第一距离和第二距离以及所述第一预定位置和第二预定位置构建第一坐标方程组，求解所述第一坐标方程组获得第一坐标解；

根据所述第一距离和第三距离以及所述第一预定位置和第三预定位置构建第二坐标方程组，求解所述第二坐标方程组获得第二坐标解；以及

将所述第一坐标解和第二坐标解中相同的解作为所述激光雷达的真实坐标。

在一些实施例中，所述第一坐标方程组为：

其中，l₁为激光雷达与第一主动信标之间的距离，l₂为激光雷达与第二主动信标之间的距离，第一主动信标的第一预定位置的坐标为(x₁，y₁，z₁)，第二主动信标的第二预定位置的坐标为(x₂，y₂，z₂)，

所述第二坐标方程组为：

其中，l₁为激光雷达与第一主动信标之间的距离，l₃为激光雷达与第三主动信标之间的距离，第一主动信标的第一预定位置的坐标为(x₁，y₁，z₁)，第三主动信标的第三预定位置的坐标为(x₃，y₃，z₃)。

本公开实施例的上述方案与相关技术相比，至少具有以下有益效果：

采用激光雷达及至少两个主动信标来实现可移动装置的精确定位，利用激光雷达探测激光雷达与主动信标之间的距离，基于主动信标发射的标识激光信号确定主动信标的身份标识信息，根据激光雷达与至少两个主动信标之间的距离以及至少两个主动信标的位置信息可以对可移动装置精确定位；因使用的信标数量少而降低定位成本；并且采用激光定位和主动信标的方式提高了定位的精度和定位可信度。

每个主动信标在反射所述探测激光信号之后间隔预定时间后发射所述标识激光信号，避免所述标识激光信号干扰探测激光信号。

通过两个主动信标的确定的预定位置以及两个主动信标与激光雷达之间的距离，并结合激光雷达扫描这两个主动信标转动的角度即可确定激光雷达的精确位置，降低处理器的计算量。

通过利用主动信标发出的标识激光信号的物理属性识别信标身份标识，降低了信标识别成本，并提高了信标识别效率。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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。在附图中：

图1为本公开一些实施例提供的激光定位系统的结构示意图；

图2为本公开一些实施例提供的激光定位方法的流程图；

图3为本公开一些实施例提供的定位原理示意图；以及

图4为本公开另一些实施例提供的定位原理示意图。

具体实施方式

为了使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，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它实施例，都属于本公开保护的范围。

在本公开实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者装置中还存在另外的相同要素。

可移动装置，例如扫地机器人、自动驾驶车辆等通常需要自行规划路线并根据所述规划路线执行移动等操作，其通常需要精确的定位。在相关技术中，可以采用激光雷达和信标结合来实现定位，例如通过激光雷达结合二维码，或者激光雷达结合高反射板来实现定位，激光雷达例如设置在可移动装置上。对于一般固定路线的定位可以采用激光雷达结合二维码的方式，二维码放在固定路线附近，其由设置在可移动装置上的摄像头来进行识别。但对于非固定路线，场景又很大，激光雷达结合二维码的方式将不适用。对于激光雷达结合高反射板，可以作为一种大场景的非固定路线情况下的定位方式，但高反射板的数量需要很多，反光板自身无法编码，需要通过多块反光板的位置关系确定位置。反射板一般应用在工厂区域，不适用于复杂环境(例如机场、商场、车库等)，如果场景内有其它高反光目标，容易形成误判。

为了克服上述问题本公开提供一种激光定位系统及方法，应用于可移动装置，所述激光定位系统包括：激光雷达，设置在可移动装置上，配置为发射并接收探测激光信号，以及接收标识激光信号；至少两个主动信标，每个主动信标分别设置在一预定位置，配置为反射所述探测激光信号，并发射所述标识激光信号，其中标识激光信号具有对应主动信标的身份标识信息；以及处理器，与所述激光雷达通讯连接，配置为基于所述探测激光信号和标识激光信号定位所述可移动装置。

所述激光定位方法包括：按照预定方向旋转激光雷达依次探测所述至少两个主动信标，并根据所述探测激光信号获得所述至少两个主动信标与所述激光雷达之间的距离；利用激光雷达接收所述至少两个主动信标的标识激光信号，以确定所述至少两个主动信标的预定位置；以及根据所述至少两个主动信标与所述激光雷达之间的距离以及所述至少两个主动信标的预定位置确定所述可移动装置的位置。

本公开提供的方案是一种适用于复杂环境、大场景的非固定路线定位方案，雷达与主动信标之间有主动信号交互，一旦交互成功，位置置信度可以认为是100％。

下面结合附图详细说明本公开的可选实施例。

图1为本公开一些实施例提供的激光定位系统的结构示意图，如图1所示，本公开一些实施例提供一种激光定位系统，应用于可移动装置10，例如为扫地机器人、自动驾驶车辆等。可移动装置10例如可在一平面G内移动。本实施例以可移动装置为扫地机器人进行举例说明。

激光定位系统包括激光雷达11、至少两个主动信标20、以及处理器12。

激光雷达11例如设置在可移动装置10上，其可以发射并接收探测激光信号，探测激光信号，例如为激光脉冲，且到达主动信标20后可以被主动信标反射，激光雷达11接收反射的探测激光信号，可以确定激光雷达11与相应的主动信标20之间的距离。具体地，例如基于飞行时间法(TOF，Time of flight)，利用激光雷达11探测主动信标20到该激光雷达11的距离信息，激光雷达会向特定的方向发射激光束，发射出的激光遇到物体会被反射，这样就能得到激光从发射到收到的时间差，乘以速度除以二就得到了激光雷达到该方向上物体的距离。激光雷达11可以为单线激光雷达，还可以为多线激光雷达。

主动信标20的位置是预先确定的，每个主动信标20分别设置在一预定位置处，图1示出了三个主动信标20，分别设置在三个预定位置处。主动信标20例如为激光发射器，且可以发射标识激光信号，标识激光信号具有对应主动信标20的身份标识信息。每个主动信标20发射的标识激光信号不同，激光雷达可以接收主动信标20发射的标识激光信号，根据不同的标识激光信号可以识别出对应的主动信标。

在一些实施例中，主动信标20的反射表面，可以用高反光材质制成，以增加探测距离和探测概率。

处理器12与所述激光雷达11通讯连接，配置为基于所述探测激光信号、标识激光信号以及所述预定位置定位所述可移动装置10，基于所述探测激光信号和标识激光信号可以精确定位激光雷达11所在的位置。在本公开一些实施例中，例如可以将激光雷达11的位置作为可移动装置10的位置，在另一些实施例中，可以根据激光雷达11与可移动装置10的固有的位置关系来确定可移动装置10的位置。如图1所示，处理器12例如设置在可移动装置10中。在其他实施例中，处理器也可以不设置在可移动装置中。

在一些实施例中，基于所述探测激光信号和标识激光信号定位所述可移动装置具体可以包括：通过激光雷达11接收到的标识激光信号确认主动信标20的身份标识信息，区分不同的主动信标20，并基于所述身份标识信息获取对应的主动信标20的预定位置信息，即确定该对应的主动信标20所在的预定位置。在一些实施例中，激光雷达11还可以基于探测激光信号获得该对应的主动信标20与激光雷达之间的距离，根据至少两个主动信标20的预定位置及其与激光雷达11之间的距离即可确定激光11的实际位置，从而对可移动装置10定位。

在一些实施例中，每个主动信标20配置为在反射所述探测激光信号之后间隔预定时间后发射所述标识激光信号。考虑到激光雷达对回波信号的处理能力问题，需要将主动信标20反射的探测激光信号，亦称探测激光回波与该主动信标20发射的所述标识激光信号区分开，避免该主动信标20发射的所述标识激光信号对其反射的探测激光信号相互干扰。该预定时间例如为20ns～100ns，例如为20ns，30ns，50ns等。

在一些实施例中，探测激光信号例如为激光脉冲，脉冲宽度例如为5～10ns，激光雷达10接收端对回波信号的处理能力一般要求两个回波间隔至少大于10ns才能探测区分多个回波。因此，该预定时间要大于脉冲宽度与回波最小间隔的和，通常至少要20ns以上。

在一些实施例中，所述标识激光信号包括间隔发射的激光脉冲串，不同主动信标发射的激光脉冲串的时间间隔不同。激光脉冲串至少包括两个脉冲，激光脉冲串的时间间隔指的是激光脉冲串中的相邻两个脉冲之间的时间间隔。

以间隔发射的激光脉冲串间隔时间来区分不同的主动信标20。在一些实施例中，间隔发射的激光脉冲串，例如包括两个脉冲，激光雷达10可以探测出两个脉冲的时间间隔，由此可以确定对应的主动信标20。

在一些实施例中，标识激光信号也可以是激光脉冲，激光脉冲的脉冲宽度和脉冲幅度也可以用于区分主动信标20。

在一些实施例中，通过标识激光信号识别出主动信标的身份标识信息后，可查询预先存储的数据库而获得该主动信标的坐标值，即该主动信标的预定位置信息。例如，所述的各个主动信标的身份标识信息和预定位置信息及其映射关系可预先存储在存储单元中，处理器12在获得主动信标的身份标识信息后，可通过查询身份标识信息与预定位置信息的映射关系等方式获得该主动信标的具体位置坐标。

在一些实施例中，所述激光雷达11具有码盘，配置为获得所述激光雷达11转动的角度。激光雷达11本身就是测角、测距仪器，激光雷达内部可以设置有高精度码盘，根据码盘位置可以得到高精度角度信息。单线雷达只有水平角度信息，多线雷达有水平角度、垂直角度信息。

激光雷达11通常有探测视场角FOV，探测视场角例如为1°～10°，会在FOV内向空间发射探测激光信号，而不仅是向主动信标发射信号。如图1所示的示意图中，激光雷达11在FOV区域内向空间发射信号，可以顺次收到不同主动信标反射的探测激光信号，根据激光雷达内部的码盘位置可获得激光雷达到不同主动信标之间的夹角的数值。

图2为本公开一些实施例提供的激光定位方法的流程图，如图2所示，本公开一些实施例提供一种激光定位方法，其可以采用前述实施例中所述的激光定位系统，所述激光定位方法包括以下具体步骤：

S201：按照预定方向旋转激光雷达依次探测所述至少两个主动信标，并根据所述探测激光信号获得所述至少两个主动信标与所述激光雷达之间的距离；

S203：利用激光雷达接收所述至少两个主动信标的标识激光信号，以确定所述至少两个主动信标的预定位置；以及

S205：根据所述至少两个主动信标与所述激光雷达之间的距离以及所述至少两个主动信标的预定位置确定所述可移动装置的位置。

在以下具体实施例中以主动信标的数量为两个为例进行解释说明。

图3为本公开一些实施例提供的定位原理示意图。所述至少两个主动信标包括第一主动信标A和第二主动信标B，所述第一主动信标和第二主动信标分别设置在第一预定位置和第二预定位置，所述第一主动信标A与所述激光雷达11相距第一距离l₁，所述第二主动信标B与所述激光雷达相距第二距离l₂。

为了更方便的解释本案的定位原理，可以假定第一主动信标A和第二主动信标B与激光雷达11设置在同一平面内，例如为同一水平面内，可移动装置10可以在平行于该水平面的平面内移动。也就是说激光雷达11、第一主动信标A和第二主动信标B在同一个高度平面内。以激光雷达11、第一主动信标A和第二主动信标B所在的水平面为XY基准平面建立坐标系，第一主动信标A的第一预定位置的坐标例如为(x₁,y₁,0)，第二主动信标B的第二预定位置的坐标例如为(x₂,y₂,0)，需要确定激光雷达11的坐标(x,y,0)，即R点的坐标，只需要确定x,y的值即可。

在步骤S201中，例如按照顺时针的方式旋转激光雷达，使得激光雷达依次探测到第一主动信标A和第二主动信标B，第一主动信标A和第二主动信标B依次反射探测激光信号，激光雷达11可以确定其与第一主动信标A和第二主动信标B之间的距离。例如利用基于飞行时间法确定所述第一主动信标A与所述激光雷达11的第一距离l₁，所述第二主动信标B与所述激光雷达的第二距离l₂。并且还可以利用激光雷达11中的码盘确定激光雷达11依次探测到第一主动信标A和第二主动信标B顺时针转过的角度α。

在一些实施例中，激光雷达11可以相对于移动装置10固定，通过旋转移动装置10使得激光雷达11旋转来依次探测第一主动信标A和第二主动信标B。

在一些实施例中，激光雷达11可以相对于移动装置10旋转，移动装置10不动，即可实现激光雷达11旋转来依次探测第一主动信标A和第二主动信标B。

在步骤S203中，利用激光雷达11接收所述第一主动信标A发射的标识激光信号，根据标识激光信号中的身份标识信息，例如为激光脉冲串的时间间隔，将第一主动信标A的位置信息，即第一预定位置，例如为坐标(x₁,y₁,0)和其与所述激光雷达11的第一距离l₁相关联。同样的，利用激光雷达11接收所述第二主动信标B发射的标识激光信号，根据标识激光信号中的身份标识信息，例如为激光脉冲串的时间间隔将第二主动信标B的位置信息，即第二预定位置，例如为坐标(x₂,y₂,0)和其与所述激光雷达11的第二距离l₂相关联。

在步骤S205中，根据所述第一距离l₁和第二距离l₂以及所述第一预定位置(x₁,y₁,0)和第二预定位置(x₂,y₂,0)构建坐标方程组，求解所述坐标方程组获得坐标解；

具体地，所述坐标方程组为

如图3所示，求解上述坐标方程组可以发现存在两个解，即在图3中存在两个坐标位置，分别位于图3中的点R和点R’处。

进一步地，根据所述激光雷达11探测到所述第一主动信标A和第二主动信标B按照预定方向转动的角度α确定所述激光雷达的真实坐标。

具体的，在一些实施例中，激光雷达11安装在可移动装置10上，如安装在扫地机器人上，当进行定位时，激光雷达11会随着可移动装置10转动来搜索信标。例如，当激光雷达跟随扫地机顺时针转动过程中探测到第一主动信标A后，扫地机会原地继续转动以搜索第二主动信标B。当然，当激光雷达11相对于移动装置10可旋转时，也可通过控制激光雷达11转动来先后探测第一主动信标A和第二主动信标B。对于图1中的实线三角形RAB，由于∠RAB小于180°，也即真实的激光雷达11顺时针依次探测到第一主动信标A和第二主动信标B转动的角度α小于180°。但是对于点R’所在的虚假位置处，扫地机在探测到第一主动信标A再继续顺时针转动的角度要大于180°才能探测到第二主动信标B。因此，通过激光雷达的转动方向和转动角度即可确定真实的坐标点，并排除虚假坐标点。实践中，激光雷达11在可移动装置10上的安装位置是预先设计的，或者安装后测量得到的；因此可获得激光雷达11在绝对坐标系下的高度信息z；进而基于前述计算结果可以得到激光雷达11在绝对坐标系下的坐标值(x,y,z)。

图4为本公开另一些实施例提供的定位原理示意图。所述至少两个主动信标包括第一主动信标A和第二主动信标B，所述第一主动信标和第二主动信标分别设置在第一预定位置和第二预定位置，所述第一主动信标A与所述激光雷达11相距第一距离l₁，所述第二主动信标B与所述激光雷达相距第二距离l₂。

如图4所示，第一主动信标A和第二主动信标B与激光雷达11并不位于同一水平面内，例如激光雷达11、第一主动信标A和第二主动信标B位于不同的高度。以激光雷达11所在的水平面ORP为XY基准平面建立坐标系，第一主动信标A的第一预定位置的坐标例如为(x₁,y₁,z₁)，第二主动信标B的第二预定位置的坐标例如为(x₂,y₂,z₂)，需要确定激光雷达11的坐标(x,y,0)即R点的坐标，只需要确定x,y的值即可。需要说明的是，上述是以激光雷达11所在平面建立的坐标系，相应的两个主动信标的Z轴绝对坐标系下的坐标均需要根据激光雷达的高度进行处理以完成坐标转换。例如，通过计算各个主动信标在绝对坐标下的z轴坐标值与激光雷达11的安装高度的差值即可获得其在以激光雷达11所在平面建立的坐标系下的高度坐标值。

在步骤S201中，例如按照顺时针的方式旋转激光雷达，使得激光雷达依次探测到第一主动信标A和第二主动信标B，第一主动信标A和第二主动信标B依次反射探测激光信号，激光雷达11可以确定其与第一主动信标A和第二主动信标B之间的距离。例如利用基于飞行时间法确定所述第一主动信标A与所述激光雷达11的第一距离l₁，所述第二主动信标B与所述激光雷达的第二距离l₂。并且还可以利用激光雷达11中的码盘确定激光雷达11依次探测到第一主动信标A和第二主动信标B顺时针转过的角度α。

在一些实施例中，激光雷达11可以相对于移动装置10固定，通过旋转移动装置10使得激光雷达11旋转来依次探测第一主动信标A和第二主动信标B。

在一些实施例中，激光雷达11可以相对于移动装置10旋转，移动装置10不动，即可实现激光雷达11旋转来依次探测第一主动信标A和第二主动信标B。

在步骤S203中，利用激光雷达11接收所述第一主动信标A发射的标识激光信号，根据标识激光信号中的身份标识信息，例如为激光脉冲串的时间间隔，将第一主动信标A的位置信息，即第一预定位置，例如为坐标(x₁,y₁,z₁)和其与所述激光雷达11的第一距离l₁相关联。同样的，利用激光雷达11接收所述第二主动信标B发射的标识激光信号，根据标识激光信号中的身份标识信息，例如为激光脉冲串的时间间隔将第二主动信标B的位置信息，即第二预定位置，例如为坐标(x₂,y₂,z₂)和其与所述激光雷达11的第二距离l₂相关联。

在步骤S205中，根据所述第一距离l₁和第二距离l₂以及所述第一预定位置(x₁,y₁,z₁)和第二预定位置(x₂,y₂,z₂)构建坐标方程组，求解所述坐标方程组获得坐标解；

具体地，所述坐标方程组为

由于是以激光雷达11所在的平面建立的坐标系，因此上述方程中的z为零。求解上述坐标方程组可以发现存在两个解，与前述实施例相类似的，可以根据所述激光雷达探测到所述第一主动信标和第二主动信标按照预定方向转动的角度确定所述激光雷达的真实坐标，即排出虚假坐标点。在此不再赘述。

本公开的实施例中通过两个主动信标的确定的预定位置以及两个主动信标与激光雷达之间的距离，并结合激光雷达扫描这两个主动信标转动的角度即可确定激光雷达的精确位置，降低处理器的计算量。

在一些实施例中，还可以通过更多个主动信标来确定可移动装置10的定位位置。

在以下具体实施例中以主动信标的数量为三个为例进行解释说明。

所述至少两个主动信标包括第一主动信标A、第二主动信标B和第三主动信标C，所述第一主动信标A、第二主动信标B和第三主动信标C分别设置在第一预定位置、第二预定位置和第三预定位置，所述第一主动信标A与所述激光雷达相距第一距离l₁，所述第二主动信标B与所述激光雷达相距第二距离l₂，所述第三主动信标C与所述激光雷达相距第三距离l₃。

以激光雷达11所在的水平面为XY基准平面建立坐标系，第一主动信标A的第一预定位置的坐标例如为(x₁,y₁,z₁)，第二主动信标B的第二预定位置的坐标例如为(x₂,y₂,z₂)，第三主动信标C的第二预定位置的坐标例如为(x₃,y₃,z₃)，需要确定激光雷达11的坐标(x,y,0)即R点的坐标，只需要确定x,y的值即可。

利用上述任意两个主动信标即可按照图4对应的实施例的方式列出一组方程组。列出至少两个不同的方程组，对两个方程组进行求解，两个方程组相同的解即为激光雷达11的真实坐标。

具体地，根据所述第一距离l₁和第二距离l₂以及所述第一预定位置(x₁,y₁,z₁)和第二预定位置(x₂,y₂,z₂)构建第一坐标方程组，求解所述第一坐标方程组获得第一坐标解。

所述第一坐标方程组为：

其中，l₁为激光雷达与第一主动信标之间的距离，l₂为激光雷达与第二主动信标之间的距离，第一主动信标的第一预定位置的坐标为(x₁，y₁，z₁)，第二主动信标的第二预定位置的坐标为(x₂，y₂，z₂)。

根据所述第一距离l₁和第三距离l₃以及所述第一预定位置(x₁,y₁,z₁)和第三预定位置(x₃,y₃,z₃)构建第二坐标方程组，求解所述第二坐标方程组获得第二坐标解。

所述第二坐标方程组为：

其中，l₁为激光雷达与第一主动信标之间的距离，l₃为激光雷达与第三主动信标之间的距离，第一主动信标的第一预定位置的坐标为(x₁，y₁，z₁)，第三主动信标的第三预定位置的坐标为(x₃，y₃，z₃)。

将所述第一坐标解和第二坐标解中相同的解作为所述激光雷达的真实坐标。

需要说明的是，上述计算过程均是以激光雷达11所在平面为基准。因此，在获得激光雷达11在绝对坐标系下的高度信息z后可以基于前述计算结果而得到激光雷达11在绝对坐标系下的坐标值(x,y,z)。

附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

最后应说明的是：本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统或装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

以上实施例仅用以说明本公开的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本公开进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种激光定位系统，应用于可移动装置，其特征在于，所述激光定位系统包括：

激光雷达，设置在可移动装置上，配置为发射并接收探测激光信号，以及接收标识激光信号；

至少两个主动信标，每个主动信标分别设置在一预定位置，配置为反射所述探测激光信号，并发射所述标识激光信号，其中标识激光信号具有对应主动信标的身份标识信息；以及

处理器，与所述激光雷达通讯连接，配置为基于所述探测激光信号和标识激光信号定位所述可移动装置。

2.根据权利要求1所述的激光定位系统，其中，所述的基于所述探测激光信号和标识激光信号定位所述可移动装置包括：通过标识激光信号确认主动信标的身份标识信息，并基于所述身份标识信息获取对应的主动信标的预定位置信息。

3.根据权利要求1或2所述的激光定位系统，其中，每个主动信标配置为在反射所述探测激光信号之后间隔预定时间后发射所述标识激光信号。

4.根据权利要求1或2所述的激光定位系统，其中，所述标识激光信号包括间隔发射的激光脉冲串，不同主动信标发射的激光脉冲串的时间间隔不同。

5.根据权利要求1或2所述的激光定位系统，其中，所述激光雷达具有码盘，配置为获得所述激光雷达转动的角度。

6.根据权利要求1或2所述的激光定位系统，其中，所述处理器设置在所述可移动装置中。

7.一种激光定位方法，采用权利要求1-6中任一项所述的激光定位系统，所述激光定位方法包括：

按照预定方向旋转激光雷达依次探测所述至少两个主动信标，并根据所述探测激光信号获得所述至少两个主动信标与所述激光雷达之间的距离；

利用激光雷达接收所述至少两个主动信标的标识激光信号，以确定所述至少两个主动信标的预定位置；以及

根据所述至少两个主动信标与所述激光雷达之间的距离以及所述至少两个主动信标的预定位置确定所述可移动装置的位置。

8.根据权利要求7所述的激光定位方法，其中，所述至少两个主动信标包括第一主动信标和第二主动信标，所述第一主动信标和第二主动信标分别设置在第一预定位置和第二预定位置，所述第一主动信标与所述激光雷达相距第一距离，所述第二主动信标与所述激光雷达相距第二距离，

根据所述至少两个主动信标与所述激光雷达之间的距离以及所述至少两个主动信标的预定位置确定所述可移动装置的位置包括：

根据所述第一距离和第二距离以及所述第一预定位置和第二预定位置构建坐标方程组，求解所述坐标方程组获得坐标解；

根据所述激光雷达探测到所述第一主动信标和第二主动信标按照预定方向转动的角度确定所述激光雷达的真实坐标。

9.根据权利要求8所述的激光定位方法，其中，所述坐标方程组为：

其中，l₁为激光雷达与第一主动信标之间的距离，l₂为激光雷达与第二主动信标之间的距离，第一主动信标的第一预定位置的坐标为(x₁，y₁，z₁)，第二主动信标的第二预定位置的坐标为(x₂，y₂，z₂)。

10.根据权利要求7所述的激光定位方法，其中，所述至少两个主动信标包括第一主动信标、第二主动信标和第三主动信标，所述第一主动信标、第二主动信标和第三主动信标分别设置在第一预定位置、第二预定位置和第三预定位置，所述第一主动信标与所述激光雷达相距第一距离，所述第二主动信标与所述激光雷达相距第二距离，所述第三主动信标与所述激光雷达相距第三距离，

根据所述至少两个主动信标与所述激光雷达之间的距离以及所述至少两个主动信标的预定位置确定所述可移动装置的位置包括：

根据所述第一距离和第二距离以及所述第一预定位置和第二预定位置构建第一坐标方程组，求解所述第一坐标方程组获得第一坐标解；

根据所述第一距离和第三距离以及所述第一预定位置和第三预定位置构建第二坐标方程组，求解所述第二坐标方程组获得第二坐标解；以及

将所述第一坐标解和第二坐标解中相同的解作为所述激光雷达的真实坐标。

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