CN117970871A - 一种激光定位控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光定位控制方法及系统，包括：控制至少一个激光灯根据设定的运动方向和运动速度在设定的路线上进行运动；当激光灯到达设定的位置时，设定激光灯的停止方向和停止速度，并根据停止速度拟合一个运动过冲量；根据在设定路线上进行运动、且在停止方向上位置最远的激光灯的实时位置，以及运动过冲量，计算获得每个激光灯的目标停止位置；控制每个激光灯移动至目标停止位置后停止。本发明可以使激光灯移动到指定的目标停止位置后再停止运动，实现精准的定位控制。

Description

一种激光定位控制方法及系统

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其是涉及一种激光定位控制方法及系统。

背景技术

激光定位系统是一种用于使用激光灯来辅助进行定位以协助展开医疗活动的机械装置，可使患者在影像诊断以及在治疗床上实现精确、可重复的定位。而在激光定位系统的使用过程中，需要调节激光灯的位置，使得激光灯射出的激光光束能够打在需要的位置上。

而在调节激光灯的位置的过程中，当控制激光灯停止运动时，激光灯会由于接收控制指令的时间差以及惯性等原因而向前多运动一段距离，而这段多运动的距离是不明确的，因此，现有的激光定位控制方法无法准确地控制激光灯的停止位置，而不能准确地控制激光灯的停止位置会带来额外的麻烦。

例如，在一些激光定位系统中，会通过设置在相互平行的两个轴上的两个可移动的激光灯来进行交叉定位，从而提高激光定位的精确度，这种激光定位系统可以称为双轴系统。然而，在双轴系统中，通过遥控器等各种控制设备控制激光灯移动时，包含控制指令的数据包可能会在不同的时间到达不同的轴，因此，由于控制指令到达不同轴的顺序有先后，导致即使双轴上激光灯的运动起始位置是相同的情况下，也会因为接收到停止运动指令有先后顺序而出现双轴上的激光灯最终停在不同的位置，即双轴系统中存在无法准确控制两个轴运动到相同的位置的问题。当双轴激光灯停止在不同的位置时，两个激光灯射出的激光光束的交汇点会发生变化，从而偏离原来想要定位的位置。而在医疗过程中，即使是微小的偏差，也会导致出现巨大的安全隐患。因此，这种无法准确控制两个轴上的激光灯运动到相同位置的问题是难以接受的。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本发明提供一种激光定位控制方法及系统，用以解决现有技术中激光定位系统中无法准确控制激光灯的运动停止位置的问题。

根据本发明的第一方面，提供一种激光定位控制方法，所述方法包括：

控制至少一个激光灯根据设定的运动方向和运动速度在设定的路线上进行运动；

当激光灯到达设定的位置时，设定激光灯的停止方向和停止速度，并根据所述停止速度拟合一个运动过冲量；

根据在设定路线上进行运动、且在所述停止方向上位置最远的激光灯的实时位置，以及所述运动过冲量，计算获得每个激光灯的目标停止位置；

控制每个激光灯移动至所述目标停止位置后停止。

优选地，所述激光灯至少包括设置在相互平行的两个设定路线上的激光灯。

优选地，在控制激光灯根据设定的运动方向和运动速度在设定的路线上进行运动前，所述设置在相互平行的两个设定路线上的激光灯的实时位置相同。

优选地，所述运动过冲量与所述停止速度成正比；所述根据激光灯的停止速度拟合一个运动过冲量，包括：

根据以下公式拟合所述运动过冲量：

其中，为所述运动过冲量，/>为所述停止速度。

优选地，所述根据在设定路线上进行运动、且在停止方向上位置最远的激光灯的实时位置，以及所述运动过冲量，计算获得每个激光灯的目标停止位置，包括：

若所述停止方向为正方向，则根据所有设定路线上的激光灯的所述实时位置中的最大值，加上所述运动过冲量，计算获得每个激光灯的所述目标停止位置；

若所述停止方向为负方向，则根据所有设定路线上的激光灯的所述实时位置中的最小值，减去所述运动过冲量，计算获得每个激光灯的所述目标停止位置。

优选地，所述控制每个激光灯移动至所述目标停止位置后停止，包括：

控制每个激光灯在所述停止方向上继续运动，同时实时获取所述激光灯的实时位置；

当所述激光灯的实时位置与所述目标停止位置一致时，控制所述激光灯停止运动。

根据本发明的第二方面，提供一种激光定位控制系统，所述系统包括有控制器、位置检测装置、供电模块及至少一个运动驱动装置，所述运动驱动装置包括有导轨、电机和机械调节机构；

其中，所述机械调节机构的主动件与所述电机的输出轴连接，所述机械调节机构上安装有激光灯；所述导轨用于限定所述激光灯的运动路线；

所述控制器包含嵌入式程序，所述嵌入式程序用于实现如本发明任一实施例所述的激光定位控制方法，以控制所述电机驱动所述机械调节机构在所述导轨上运动，从而带动所述激光灯随所述机械调节机构一起运动；

所述位置检测装置用于获取所述激光灯在所述导轨上的实时位置；

所述供电模块用于为所述电机、机械调节机构、激光灯、控制器和位置检测装置供电。

优选地，所述位置检测装置为与所述导轨平行设置的光栅尺。

优选地，所述运动驱动装置还包括驱动器，所述驱动器和所述控制器连接；所述驱动器用于根据所述控制器的指令驱动所述机械调节机构在导轨上运动。

优选地，所述驱动器安装在所述导轨的一端。

优选地，所述系统还包括控制设备；所述控制设备与各个所述控制器无线连接；所述控制设备用于生成并向各个所述控制器发送运动控制指令，以控制所述控制器根据所述运动控制指令去控制所述激光灯进行运动；所述运动控制指令包含所述运动方向和所述运动速度。

优选地，所述控制设备还用于生成运动停止指令，所述运动停止指令包含所述停止方向和所述停止速度；所述运动停止指令用于当激光灯到达设定的位置时，控制激光灯停止运动。

优选地，所述控制设备包括至少一个控制终端，其中至少一个所述控制终端为遥控器，所述遥控器上设置有对应不同方向的控制按钮，所述运动控制指令通过按压所述控制按钮触发；当所述运动控制指令被触发时，根据被按压的所述控制按钮确定所述运动方向。

优选地，所述控制按钮内设置有压力传感器，所述压力传感器用于采集所述控制按钮被按压时所受到的压力；当所述运动控制指令被触发时，根据所述压力传感器采集到的压力确定所述运动速度。

优选地，所述根据所述压力传感器采集到的压力确定所述运动速度，包括：

将所述压力传感器采集到的压力划分为若干个压力区间，每个所述压力区间对应一个预设的运动速度；根据所述压力传感器采集到的压力所在的压力区间确定所述运动速度。

优选地，所述控制设备包括至少一个控制终端，其中至少一个所述控制终端为计算机终端设备，所述计算机终端设备上运行有用于控制所述激光灯运动的计算机程序，所述计算机程序的图形界面上设置有拖动条组件，所述运动控制指令通过拖动所述拖动条组件触发；当所述运动控制指令被触发时，根据所述拖动条组件的拖动方向确定所述运动方向，根据所述拖动条组件的拖动长度确定所述运动速度。

优选地，所述拖动条组件的拖动长度限定为若干指定长度，每个所述指定长度对应一个预设的运动速度。

优选地，所述控制设备还用于生成点动控制指令；所述点动控制指令包括点动方向；所述点动控制指令用于控制所述激光灯向所述点动方向进行最小距离移动。

优选地，所述控制设备还用于生成旋转控制指令；所述旋转控制指令包括旋转轴、旋转方向和旋转速度；所述旋转控制指令用于控制所述激光灯围绕所述旋转轴以所述旋转速度和所述旋转方向进行旋转。

优选地，所述控制设备还用于生成调焦控制指令；所述调焦控制指令包括调焦方向和调焦速度；所述调焦控制指令用于控制所述激光灯以所述调焦方向和所述调焦速度调整自身的焦距。

本发明所公开的一种激光定位控制方法及系统，通过控制导轨上的激光灯进行运动和停止运动，并在激光灯到达设定位置而想要停止运动后，通过引入运动过冲量来描述激光灯到达的设定位置到激光灯停止运动这一过程激光灯所移动的距离，继而再通过对所有设定路线上的激光灯的实时位置进行判断，选出在原运动趋势上位置最远的激光灯的位置与拟合生成的运动过冲量来计算获得每个激光灯的目标停止位置，再控制所有设定路线上的激光灯达到该目标停止位置后再停止运动，从而保证所有设定路线上的激光灯能在相同的位置停止。由此可见，本发明可以使激光灯移动到指定的目标停止位置后再停止运动，实现精准的定位控制。并且，当激光定位系统中存在双轴系统时，本发明也可以解决双轴系统中无法准确控制两个轴上的激光灯运动到相同的位置的问题。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

图1是本发明根据一实施例示出的一种激光定位控制方法的流程图。

图2是本发明根据一实施例示出的一种获取两个导轨上的激光灯的实时位置的示意图。

图3是本发明根据一实施例示出的一种激光定位控制系统的结构示意图。

图4a是本发明根据一实施例示出的一种压力传感器采集到的压力与运动控制指令中指示激光灯运动的运动速度的对应表格示意图。

图4b是本发明根据一实施例示出的一种压力传感器采集到的压力与运动控制指令中指示激光灯运动的运动速度的关系曲线示意图。

图5a是本发明根据一实施例示出的一种拖动条组件的示意图。

图5b是本发明根据一实施例示出的一种向正方向拖动拖动条组件的示意图。

图5c是本发明根据一实施例示出的一种向负方向拖动拖动条组件的示意图。

图5d是本发明根据一实施例示出的一种拖动长度为指定长度的拖动条组件的示意图。

图6是本发明根据一实施例示出的一种控制激光灯旋转的示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明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。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本发明可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做详细描述。

如图1所示，图1是本发明根据一实施例示出的一种激光定位控制方法的流程图，包括以下步骤：

步骤S101，控制至少一个激光灯根据设定的运动方向和运动速度在设定的路线上进行运动；

步骤S102，当激光灯到达设定的位置时，设定激光灯的停止方向和停止速度，并根据停止速度拟合一个运动过冲量；

步骤S103，根据在设定路线上进行运动、且在停止方向上位置最远的激光灯的实时位置，以及运动过冲量，计算获得每个激光灯的目标停止位置；

步骤S104，控制每个激光灯移动至目标停止位置后停止。

具体地，在步骤S101中，可以控制激光灯根据设定的运动方向和运动速度进行运动，直到激光灯运动到设定路线限制的最大运动位置时或到达设定的位置时停止。

具体地，在一些实施例中，本发明可以将激光灯设置在导轨上，并通过该导轨来限定激光灯的运动路线。具体地，在其他实施例中，也可以通过其他的装置来限定激光灯的运动路线，本发明对此不作限制。

具体地，在本发明中，在控制至少一个设定的路线上的激光灯进行运动时，其中每个设定路线可以构成一个轴，激光灯在设定路线上的运动方式主要是沿着设定路线方向来回做平移运动。具体地，同一个运动控制指令所控制的各个激光灯所在的设定路线可以具有相同的最大运动位置，即具有相同的运动限制范围，使得每个轴上的激光灯都可以在相同的运动限制范围内做出相同的运动动作，以使激光灯的实际运动过程符合用户的操作预期。

具体地，步骤S101中所控制的激光灯至少包括设置在相互平行的两个设定路线上的激光灯。其中，相互平行的两个设定路线可以构成双轴系统。具体地，步骤S101中所控制的激光灯包括相互平行的任意多个设定路线上的激光灯时，其中任意两个设定路线上的激光灯都可以构成一个双轴系统。

具体地，在控制激光灯根据设定的运动方向和运动速度在设定路线上进行运动前，设置在相互平行的两个设定路线上的激光灯可以具有相同的实时位置。即双轴系统中每个轴上的激光灯应该具有相同的实时位置，以保证激光灯射出的激光光束可以准确地达到想要的目标位置上。

具体地，在步骤S102中，当激光灯运动至设定的位置时，用户可以向激光灯给出一个设定的停止方向和停止速度，以控制激光灯停止运动，并根据激光灯的停止速度拟合一个运动过冲量。具体地，在控制激光灯停止运动时给出的停止速度和停止方向可以根据激光灯最后进行的运动的运动速度和运动方向确定。

具体地，当激光定位系统中存在多个轴上的激光灯时，激光定位系统可以仅使用一个信号接收器，如蓝牙适配器，来接收控制指令，然后再通过系统内部总线，如RS485总线，来将所接收到的指令通讯分发到不同的各个轴上。而由于每个轴具有不同的站点号，可以将指令封装成带有不同站点号的通讯数据包进行下发，而各个轴可以根据总线内传输的通讯数据包的站点号识别是否为需要处理的报文，再确定是否根据该指令控制对应激光灯进行运动或停止运动。

即在数据通讯过程中，激光定位系统通过单通道的方式分发带有指令的数据包，因此数据包到达不同轴的先后顺序不同。而在双轴系统的运动控制过程中，正常情况下是通过发送开始运动和停止运动两个指令来控制各个轴上的激光灯的运动。然而由于指令通过单通道到达不同轴的顺序有先后，导致在每个轴上的激光灯的运动起始位置是相同的情况下，由于接受停止运动的指令有先后顺序导致每个轴上的激光灯停在不同位置，以至于造成定位误差，不满足用户需求。

对此，本发明可以通过引入运动过冲量来描述在到达设定的位置时收到的停止运动的指令到激光灯停止运动这一过程激光灯所移动的距离，继而再通过对所有设定路线上的激光灯的实时位置进行判断，选出在原运动趋势上位置最远的激光灯的位置与拟合生成的运动过冲量来计算获得每个激光灯的目标停止位置，再控制所有设定路线上的激光灯达到该目标停止位置后再停止运动，从而保证所有设定路线上的激光灯能在相同的位置停止。

对此，本发明将引入运动过冲量这一概念来表述激光灯停止运动的过程，以实现双轴系统中激光灯的运动控制逻辑。具体地，激光灯在运动过程中会因为停止运动的指令的延迟接收，导致停止运动的指令下发时的激光灯的位置和激光灯最终停止的位置并不一致，对此可以将这两个位置之间的距离定义为激光灯的运动过冲量。则在整个停止过程中，为了保证双轴系统中每个激光灯运动前后的位置都具有一致性，则需要保证双轴系统中每个激光灯的运动过冲量一致。因此，当激光灯到达设定的位置后，即计划停止控制激光灯的运动时，可以根据设定的激光灯的停止速度，拟合一个运动过冲量，同时获取每个轴上的激光灯实时返回的当前位置，以判断在停止方向上位置最远的激光灯，从而使用该激光灯的实时位置加上拟合的运动过冲量计算出一个最终的目标停止位置，并发送给双轴系统，使得每个轴上的激光灯都能到达该目标停止位置。

具体地，在步骤S102中，可以根据设定的停止速度，拟合一个运动过冲量，来预估激光定位系统到达设定的位置并收到停止运动的指令时到激光灯停止运动这一过程激光灯即将移动的距离，从而可以根据该运动过冲量来调整各个激光灯最终停止的位置，使得所有轴上的激光灯最终停止的位置能够保持一致。

具体地，步骤S102中所拟合的运动过冲量可以与设定的停止速度成正比，以使得本发明拟合出来的运动过冲量能够更贴合实际运动停止过程中可能发生的运动过冲量。

具体地，可以通过一个线性公式来拟合运动过冲量。具体地，步骤S102中根据激光灯的停止速度拟合一个运动过冲量的具体过程可以包括：根据以下公式拟合运动过冲量：

其中，为运动过冲量，/>为停止速度；其中，运动过冲量/>的单位可以为mm，而停止速度的单位可以为mm/s。例如，若激光灯当前的运动速度为0.4mm/s，即运动停止指令中包含的停止速度为0.4mm/s，则根据上述公式，其拟合成的运动过冲量则为0.2mm。

具体地，根据实际需求，也可以通过其他的线性公式或其他方式来拟合该运动过冲量，本发明对此不作限制。

具体地，在步骤S103中，可以根据在设定路线上进行运动、且在停止方向，即激光灯最后的运动方向上位置最远的激光灯的实时位置，以及运动过冲量，来计算获得每个激光灯的目标停止位置，使得每个轴上的激光灯的实际运动过冲量可以保持一致，每个轴上的激光灯可以停止在相同的目标停止位置上。

具体地，步骤S103中根据所有设定路线上在停止方向上位置最远的激光灯的实时位置以及运动过冲量计算获得每个激光灯的目标停止位置的具体过程可以包括：若停止方向为正方向，则根据所有设定路线上的激光灯的实时位置中的最大值，加上运动过冲量，计算获得每个激光灯的目标停止位置；若停止方向为负方向，则根据所有设定路线上的激光灯的实时位置中的最小值，减去运动过冲量，计算获得每个激光灯的目标停止位置。具体地，此处正方向的定义为设定路线上激光灯的实际位置增大的方向，负方向的定义为设定路线上激光灯的实际位置减小的方向。

具体地，如图2所示，图2是本发明根据一实施例示出的一种获取两个设定路线上的激光灯的实时位置的示意图。在该实施例中，假设所有设定路线仅包含路线1和路线2两个路线且当到达设定的位置时，获得路线1上的激光灯1的实时位置为x1，而路线2上的激光灯2的实时位置为x2，且x1与x2满足以下关系：

其中，max为路线1和路线2上激光灯可移动的最大位置。则当停止方向为正方向时，此时所有路线上在停止方向上位置最远的激光灯为激光灯2，其实时位置为所有两个激光灯的实时位置中的最大值，则此时应该根据路线2上的激光灯2的实时位置x2加上步骤S102所拟合的运动过冲量/>，来获得目标停止位置x_t，其计算公式为：

而当停止方向为负方向时，此时所有路线上在停止方向上位置最远的激光灯为激光灯1，其实时位置为所有两个激光灯的实时位置中的最小值，则此时应该根据路线1上的激光灯1的实时位置x1减去步骤S102所拟合的运动过冲量，来获得目标停止位置/>，其计算公式为：

具体地，在如图2所示的实施例中，在设定路线上标注位置的方式可以为最小值为0，最大值为x_max；在其他的实施例中，在设定路线上标注位置的方式也可以为将路线的中间设为0，而正方向上的位置为正值，正方向上的最大位置为+x_max，而负方向上的位置为负值，负方向上的最大位置为-x_max，本发明对此不作限制。

具体地，当控制进行运动的激光灯只有一个的时候，在停止方向上位置最远的激光灯即为唯一的激光灯，则此时可以直接获取该激光灯的实时位置并根据停止方向来结合步骤S102所拟合的运动过冲量来计算获得每个激光灯的目标停止位置。具体地，假设唯一的激光灯的实时位置为x，则当停止方向为正方向时，可以根据激光灯的实时位置x加上步骤S102所拟合的运动过冲量，来获得目标停止位置x_t，其计算公式为：

而当停止方向为负方向时，则可以根据激光灯的实时位置x减去步骤S102所拟合的运动过冲量，来获得目标停止位置/>，其计算公式为：

具体地，在步骤S104中，当计算获得最终的目标停止位置后，可以控制每个设定路线上的激光灯移动至该目标停止位置后停止，使得每个轴上的激光灯都可以停止在相同的位置，从而解决现有技术中在双轴系统中无法准确控制两个轴运动到相同的位置的问题，实现更加精准的定位控制。

具体地，步骤S104中控制每个设定路线上的激光灯移动至目标停止位置后停止的具体过程可以包括：控制每个激光灯在停止方向上继续运动，同时实时获取激光灯的实时位置；当激光灯的实时位置与目标停止位置一致时，控制激光灯停止运动。

具体地，当用户控制激光灯停止运动，并通过步骤S102和步骤S103计算获得每个激光灯的目标停止位置后，可以触发控制激光灯移动到目标停止位置。而在激光灯停止运动的过程中可以通过激光灯的运动状态返回，此时可以再次读取激光灯的实时位置来判断该实时位置是否与目标停止位置一致，若不一致则令激光灯继续运动，直到一致后再控制激光灯停止运动。

具体地，本发明所提出的激光定位控制方法不仅适用于存在双轴系统的激光定位系统，也可以适用于仅有一个轴或包含两个以上轴的激光定位系统，使得无论多少个轴都可以使得所有轴上的激光灯都运动至相同的目标停止位置，从而实现精准的定位控制。

与前文所述的激光定位控制方法实施例相对应，本发明还提供一种激光定位控制系统。

如图3所示，图3是本发明根据一实施例示出的一种激光定位控制系统的结构示意图，该系统包括有控制器、位置检测装置、供电模块及至少一个运动驱动装置，其中，运动驱动装置包括有导轨、电机和机械调节机构；其中，机械调节机构的主动件与电机的输出轴连接，机械调节机构上安装有激光灯；导轨用于限定激光灯的运动路线；控制器包含嵌入式程序，该嵌入式程序用于实现如本发明任一实施例所提出的激光定位控制方法，以控制电机驱动机械调节机构在导轨上运动，从而带动激光灯随机械调节机构一起运动；位置检测装置用于获取激光灯在导轨上的实时位置；供电模块用于为电机、机械调节机构、激光灯、控制器和位置检测装置供电。

具体地，虽然图3中示出的实施例中，共包括了数量在三个以上的N个运动驱动装置（其中，N为运动驱动装置的实际数量），事实上，在其他实施例中，该系统也可以仅包括一个或两个运动驱动装置，其具体数量可以根据实际需求进行设置，本发明对此不作限制。

具体地，上述嵌入式程序实现的激光定位控制方法的实现过程具体详见上述方法实施例中各个步骤的实现过程，在此不再赘述。

具体地，在一些实施例中，上述位置检测装置可以为与导轨平行设置的光栅尺。光栅尺也称为光栅尺位移传感器，是一种利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置。具体地，光栅尺可以并列设置在每个导轨边上，通过光栅感应导轨上的激光灯并将激光灯的实时位置进行输出。

具体地，光栅尺还可以作为激光灯实际运动信号的反馈校准形成闭环控制。具体地，当给出了目标位置后，设定路线如导轨上的驱动器接收到目标位置后，可以控制激光灯进行对应的运动，同时，驱动器还可以实时读取光栅尺输出的数字量位置信息，并将该位置信息与目标位置实时进行比较，直到光栅尺输出的数字量位置信息与目标位置一致时停止运动，以使得激光灯可以停止在指定的目标位置上，而不会因为惯性等缘故超出或达不到指定的目标位置。

具体地，光栅尺还可以将读取的实时位置存储在对应的寄存器上，从而可以通过定时读取寄存器来获取各个导轨上的激光灯的实时位置。具体地，读取寄存器以获取激光灯的实时位置的读取间隔可以设置为300ms左右。具体地，也可以实际需求设置更长或更短的读取间隔，本发明对此不作限制。

具体地，在其他的实施例中，上述位置检测装置也可以是其他可以用于获取导轨上的激光灯的实时位置的其他设备，本发明对此不作限制。

具体地，该运动驱动装置还可以包括驱动器，该驱动器和控制器连接；该驱动器可以用于根据控制器的指令驱动机械调节机构在导轨上运动。即控制器发出的指令可以先送到驱动器上，再由驱动器来驱动电机在导轨上运动，从而带动机械调节机构和激光灯随电机在导轨上一起运动，而非使用电机本身自带的驱动功能来驱动机械调节机构在导轨上运动。

具体地，上述驱动器可以安装在导轨的一端，以方便驱动电机在导轨上运动。具体地，驱动器也可以安装在其他能够驱动电机的位置，本发明对此不作限制。

具体地，本发明所提出的系统还可以包括控制设备；该控制设备可以与各个控制器无线连接；控制设备可以用于生成并向各个控制器发送运动控制指令，以控制控制器根据该运动控制指令去控制激光灯进行运动。其中，该运动控制指令包含有指示激光灯进行运动的运动方向和运动速度。

具体地，运动控制指令可以由用户操作控制设备上对应的按键等方式触发，本发明对此不作限制。而控制设备可以通过无线传输的方式将生成的运动控制指令传输到激光灯上。如控制设备可以通过蓝牙发送运动控制指令，而激光灯则可以通过蓝牙适配器来接收该运动控制指令。具体地，在其他的实施例中，也可以通过其他的无线传输方式，如Wi-Fi或红外线等，本发明对此不作限制。具体地，根据实际的应用条件，也可以使用有线连接的方式来将控制设备的指令传输到激光灯上，本发明对此不作限制。

具体地，控制设备所发出的运动控制指令中应该包含指示激光灯运动的运动方向和运动速度，通过获取运动控制指令中包含的运动方向和运动速度，可以控制激光灯根据该运动控制指令向指示的运动方向以指示的运动速度进行运动，直到激光灯运动到导轨限制的最大运动位置时或收到运动停止指令时停止。

具体地，控制设备还可以用于生成运动停止指令，该运动停止指令包含停止方向和停止速度；该运动停止指令可以用于当激光灯到达设定的位置时，控制激光灯停止运动。

具体地，当激光灯运动至设定的位置时，用户可以通过触发运动停止指令来控制激光灯停止运动。与运动控制指令相同，运动停止指令可以由用户操作控制设备上对应的按键来触发，也可以由用户松开控制设备上触发运动控制指令的对应按键来触发，或者通过其他的方式触发，本发明对此不作限制。同样地，运动停止指令可以通过与运动控制指令相同或不同的任意一种无线传输方式发送到激光定位系统中来控制激光灯停止运动，本发明对运动停止指令的发送方式不作限制。

具体地，控制设备所发出的运动停止指令中可以包含指示激光灯停止运动的停止方向和停止速度，以控制激光灯根据该停止方向和停止速度控制激光灯停止。具体地，运动停止指令中所包含的停止方向和停止速度可以根据激光灯当前运动的运动方向和运动速度确定。具体地，运动停止指令中所包含的停止方向和停止速度可以根据控制设备最新发出的一次运动控制指令中所包含的运动方向和运动速度确定，以保证激光灯从运动到停止的整个过程具有连贯性。

具体地，在一些实施例中，可以在控制设备上设置有对应不同指示方向和指示速度的按键，而用户可以通过按压或点击对应按键触发运动控制指令，该运动控制指令的运动方向和运动速度为该按键对应的指示方向和指示速度；而当用户想要使激光灯停止运动时，则可以松开对应按键的按压或点击，从而触发运动停止指令，该运动停止指令的停止方向和停止速度同样为该按键对应的指示方向和指示速度，因此，用户可以通过同一个按键的不同操作方式来触发对应的运动控制指令和运动停止指令，使得用户控制激光灯运动的过程操作便捷高效。

具体地，在本发明中，同一个控制设备所发出的运动停止指令应该和运动控制指令控制相同的一个或若干个导轨上的激光灯停止运动。

具体地，在一些实施例中，本发明所使用的控制设备可以包括至少一个控制终端，其中至少一个控制终端为遥控器，遥控器上可以设置有对应不同方向的控制按钮，而运动控制指令可以通过按压各个控制按钮触发；当运动控制指令被触发时，可以根据被按压的控制按钮确定激光灯的运动方向。

具体地，还可以通过松开按压的控制按钮来触发运动停止指令，并根据激光灯当前的运动方向和运动速度来确定运动停止指令中包含的停止方向和停止速度。

具体地，控制按钮内可以设置有压力传感器，该压力传感器可以用于采集控制按钮被按压时所受到的压力；当运动控制指令被触发时，可以根据压力传感器采集到的压力确定激光灯的运动速度。

具体地，如图4a和图4b所示，图4a和图4b分别是本发明根据一实施例示出的一种压力传感器采集到的压力与运动控制指令中指示激光灯运动的运动速度的对应表格示意图和关系曲线示意图，随着压力的上升，其对应的运动速度也随之上升，因此，通过以不同的压力按压按键，可以产生对应不同运动速度的运动控制指令，从而实现对激光灯运动的自适应无级调速，能够智能化且更方便快速精准地实现激光灯调节到位，实现精准定位。

具体地，在根据压力传感器采集到的压力确定运动速度的过程中还可以包括：将压力传感器采集到的压力划分为若干个压力区间，每个压力区间对应一个预设的运动速度；根据压力传感器采集到的压力所在的压力区间确定运动速度。具体地，在其他实施例中，对于压力传感器采集到的压力所划分的压力区间的数量及其对应的运动速度的具体数值可以根据实际需求进行设置，本发明对此不作限制。

具体地，遥控器内嵌的压力传感器可以是微型压力传感器，其可以根据压力大小自动调整运动速度，也可以通过点动变慢速。具体地，在每次调整对控制按钮的按压力度后可以获得新的运动速度，从而生成新的运动控制指令，控制激光灯以新获得的运动速度进行运动。具体地，当控制按钮按压松开后，可以使按键回正，同时触发运动停止指令，并根据最后按压的力度生成的运动控制指令的运动方向和运动速度相同的停止方向和停止速度。

具体地，在控制激光灯运动的过程中，可以在距离目标位置较远时使用较快的运动速度进行控制，而等到快调整到位的时候再使用较慢的运动速度进行控制或点动控制，使得激光灯的运动速度自动变慢，从而实现快速且精准的智能调节，与普通的运动控制方法相比，其操作更方便快捷。

具体地，遥控器上还可以设置有控制摇杆，并通过摇摆该控制摇杆来触发生成运动控制指令。具体地，可以通过操作控制摇杆的摇摆方向来确定运动方向。具体地，还可以通过操作控制摇杆的摇摆程度来确定运动速度。具体地，还可以通过松开对控制摇杆的控制，使控制摇杆回正来触发生成运动停止指令。

具体地，遥控器上还可以设置其他的控制装置来实现对激光灯运动和停止运动的控制，本发明对此不作限制。

具体地，在一些实施例中，控制设备还可以包括至少一个控制终端，其中至少一个控制终端为计算机终端设备，该计算机终端设备上可以运行有用于控制激光灯运动的计算机程序，该计算机程序的图形界面上可以设置有拖动条组件，而运动控制指令可以通过拖动该拖动条组件触发；当运动控制指令被触发时，可以根据拖动条组件的拖动方向确定激光灯的运动方向，且可以根据拖动条组件的拖动长度确定激光灯的运动速度。具体地，可以当拖动条组件的拖动长度较长时生成较快的运动速度，而当拖动条组件的拖动长度较短时生成较慢的运动速度。具体地，在每次改变拖动条组件的拖动长度后，可以获得新的运动速度，从而生成新的运动控制指令，控制激光灯以新获得的运动速度进行运动。

具体地，如图5a所示，图5a是本发明根据一实施例示出的一种拖动条组件的示意图。其中，拖动条组件的基点位于中心，其对应的速度为0；基点的左右两边分别对应导轨的负方向和正方向，用于指示不同的运动方向；拖动条组件的最左端和最右端分别对应两个运动方向下运动控制的最高运动速度；具体地，在图示实施例中，该最高运动速度为5mm/s；在其他的实施例中，该最高运动速度也可以设置为其他的速度，本发明对此不作限制。

具体地，在其他的实施例中，拖动条组件也可以呈现为其他的形式，本发明对此不作限制。

具体地，如图5b所示，图5b是本发明根据一实施例示出的一种向正方向拖动拖动条组件的示意图。当向正方向拖动拖动条组件中的基点后，可以触发生成对应正方向的运动控制指令，其中，运动控制指令包含的运动速度可以根据拖动的长度获得。

具体地，如图5c所示，图5c是本发明根据一实施例示出的一种向负方向拖动拖动条组件的示意图。当向负方向拖动拖动条组件中的基点后，可以触发生成对应负方向的运动控制指令，其中，运动控制指令包含的运动速度同样可以根据拖动的长度获得。具体地，相对于图5b中的拖动长度，图5c中的拖动长度更长，因此，图5c对应生成的运动控制指令所包含的运动速度应该比图5b对应生成的运动控制指令中所包含的运动速度更快。

具体地，拖动条组件的拖动长度对应的运动速度可以是平均的，即根据拖动长度获得的运动速度可以根据拖动长度占拖动条组件中一边长度的比例获得；具体地，拖动长度对应的运动速度也可以是不平均的，例如可以设置为距离基点较近的拖动增加长度对应的获得的运动速度增加幅度比较小，而距离基点较远，而距离组件末端较近的拖动增加长度对应的获得的运动速度增加幅度则比较大，其具体可以根据实际需求进行设置，只要其遵循长度越长速度越快的规则即可，本发明对此不作限制。

具体地，拖动条组件的拖动长度还可以限定为若干指定长度，而每个指定长度可以分别对应一个预设的运动速度。如图5d所示，图5d是本发明根据一实施例示出的一种拖动长度为指定长度的拖动条组件的示意图。其中，拖动条每个方向上分别设置了二分之一长度和全部长度两个指定长度，其分别对应1mm/s和5mm/s两个指定的运动速度；当拖动长度在到二分之一长度或以下时，可以将其拖动点自动定位到二分之一长度所在的位置，并生成对应运动方向上运动速度为1mm/s的运动控制指令；而当拖动长度在二分之一长度以上时，则可以将其拖动点自动定位到全部长度所在的位置，并生成对应运动方向上运动速度为5mm/s的运动控制指令。具体地，在其他实施例中，还可以在拖动条组件上划分更多的指定长度，并设置对应的运动速度，其具体可以根据实际需求进行设置，本发明对此不作限制。

具体地，当拖动条组件拖动松开后，可以使拖动条组件的拖动点自动回归基点，同时触发运动停止指令，并根据最后拖动的长度生成的运动控制指令的运动方向和运动速度相同的停止方向和停止速度。

具体地，计算机终端设备的图形界面上也可以使用其他控制组件，如虚拟按键等方式来实现触发运动控制指令和运动停止指令，本发明对此不作限制。

具体地，本发明所使用的计算机终端设备可以是平板电脑、智能手机、个人电脑等计算机终端设备中的任意一种，本发明对此不作限制。

具体地，在其他实施例中，本发明还可以使用其他类型的控制设备来实现对激光灯运动的控制，其具体可以根据实际需求进行设置，本发明对此不作限制。

具体地，本发明可以通过一个或多个不同的控制设备来实现对激光灯运动的控制，其具体可以根据实际需求进行设置，本发明对此不作限制。

具体地，控制设备还可以用于生成点动控制指令；该点动控制指令可以包括点动方向；该点动控制指令可以用于控制激光灯向点动方向进行最小距离移动。具体地，激光灯移动的最小距离可以为0.1mm，则每触发一次点动控制指令，仅控制激光灯向点动方向运动0.1mm，其操作更精细方便快捷。具体地，当控制设备为遥控器时，点动控制指令可以通过操作对应的物理按键触发；而当控制设备为计算机终端设备时，点动控制指令可以通过操作对应的虚拟按键触发；具体地，控制设备也可以通过其他的方式触发对应的点动控制指令，具体可以根据实际需求进行设置，本发明对此不作限制。

具体地，控制设备还可以用于生成旋转控制指令；该旋转控制指令可以包括旋转轴、旋转方向和旋转速度；该旋转控制指令可以用于控制激光灯围绕该旋转轴以旋转速度和旋转方向进行旋转。

具体地，如图6所示，图6是本发明根据一实施例示出的一种控制激光灯旋转的示意图。其中，导轨轴所在平面上，以激光灯为原点O，可以引出水平和垂直的两条旋转轴X和Y，则可以根据控制设备发出的旋转控制指令控制激光灯围绕X轴或Y轴进行顺时针方向的旋转或逆时针方向的旋转，从而调整激光灯发射激光光束的角度，使得激光定位位置更准确地命中目标位置。

具体地，与激光灯运动控制类似，对于旋转控制指令中的旋转速度，也可以设置对应的无级调节和点动调节方案，其具体可以参照前述对激光灯的运动控制对应的无级调节和点动调节的具体实现方式，本发明对此不作限制。

具体地，当控制设备为遥控器时，旋转控制指令可以通过操作对应的物理按键触发；而当控制设备为计算机终端设备时，旋转控制指令可以通过操作对应的虚拟按键触发；具体地，控制设备也可以通过其他的方式触发对应的旋转控制指令，具体可以根据实际需求进行设置，本发明对此不作限制。

具体地，控制设备还可以用于生成调焦控制指令；该调焦控制指令可以包括调焦方向和调焦速度；该调焦控制指令可以用于控制激光灯以调焦方向和调焦速度调整自身的焦距。

具体地，与激光灯运动控制类似，对于调焦控制指令中的调焦速度，也可以设置对应的无级调节和点动调节方案，其具体可以参照前述对激光灯的运动控制对应的无级调节和点动调节的具体实现方式，本发明对此不作限制。

具体地，当控制设备为遥控器时，调焦控制指令可以通过操作对应的物理按键触发；而当控制设备为计算机终端设备时，调焦控制指令可以通过操作对应的虚拟按键触发；具体地，控制设备也可以通过其他的方式触发对应的调焦控制指令，具体可以根据实际需求进行设置，本发明对此不作限制。

具体地，控制设备还可以用于生成其他的控制指令，本发明对此不作限制。

在激光灯安装和维护过程中，如果设备激光灯线有偏移或者焦距有问题，就会影响设备正常使用。通过上述手段，本发明可以通过控制设备无线远程同时控制多个激光灯同时运动，并同时实现包括导轨上的平移、两个方向的旋转和焦距四个维度调节，并且可以实现自适应无级调速，以及点动控制变速。本发明无需要拆掉外壳就可以手动调节激光灯的位置和焦距，能够智能化更快速地调整激光灯的位置和焦距，避免因激光灯问题造成的设备正常使用进程，并且方便快速精准实现激光灯调节到位，实现精准定位。

本发明中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (20)

1.一种激光定位控制方法，其特征在于，所述方法包括：

控制至少一个激光灯根据设定的运动方向和运动速度在设定的路线上进行运动；

当激光灯到达设定的位置时，设定激光灯的停止方向和停止速度，并根据所述停止速度拟合一个运动过冲量；

根据在设定路线上进行运动、且在所述停止方向上位置最远的激光灯的实时位置，以及所述运动过冲量，计算获得每个激光灯的目标停止位置；

控制每个激光灯移动至所述目标停止位置后停止。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述激光灯至少包括设置在相互平行的两个设定路线上的激光灯。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在控制激光灯根据设定的运动方向和运动速度在设定的路线上进行运动前，所述设置在相互平行的两个设定路线上的激光灯的实时位置相同。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述运动过冲量与所述停止速度成正比；所述根据激光灯的停止速度拟合一个运动过冲量，包括：

根据以下公式拟合所述运动过冲量：

其中，为所述运动过冲量，/>为所述停止速度。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据在设定路线上进行运动、且在停止方向上位置最远的激光灯的实时位置，以及所述运动过冲量，计算获得每个激光灯的目标停止位置，包括：

若所述停止方向为正方向，则根据所有设定路线上的激光灯的所述实时位置中的最大值，加上所述运动过冲量，计算获得每个激光灯的所述目标停止位置；

若所述停止方向为负方向，则根据所有设定路线上的激光灯的所述实时位置中的最小值，减去所述运动过冲量，计算获得每个激光灯的所述目标停止位置。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制每个激光灯移动至所述目标停止位置后停止，包括：

控制每个激光灯在所述停止方向上继续运动，同时实时获取所述激光灯的实时位置；

当所述激光灯的实时位置与所述目标停止位置一致时，控制所述激光灯停止运动。

7.一种激光定位控制系统，其特征在于，所述系统包括有控制器、位置检测装置、供电模块及至少一个运动驱动装置，所述运动驱动装置包括有导轨、电机和机械调节机构；

其中，所述机械调节机构的主动件与所述电机的输出轴连接，所述机械调节机构上安装有激光灯；所述导轨用于限定所述激光灯的运动路线；

所述控制器包含嵌入式程序，所述嵌入式程序用于实现如权利要求1-6任一项所述的激光定位控制方法，以控制所述电机驱动所述机械调节机构在所述导轨上运动，从而带动所述激光灯随所述机械调节机构一起运动；

所述位置检测装置用于获取所述激光灯在所述导轨上的实时位置；

所述供电模块用于为所述电机、机械调节机构、激光灯、控制器和位置检测装置供电。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述位置检测装置为与所述导轨平行设置的光栅尺。

9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述运动驱动装置还包括驱动器，所述驱动器和所述控制器连接；所述驱动器用于根据所述控制器的指令驱动所述机械调节机构在导轨上运动。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述驱动器安装在所述导轨的一端。

11.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述系统还包括控制设备；所述控制设备与各个所述控制器无线连接；所述控制设备用于生成并向各个所述控制器发送运动控制指令，以控制所述控制器根据所述运动控制指令去控制所述激光灯进行运动；所述运动控制指令包含所述运动方向和所述运动速度。

12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述控制设备还用于生成运动停止指令，所述运动停止指令包含所述停止方向和所述停止速度；所述运动停止指令用于当激光灯到达设定的位置时，控制激光灯停止运动。

13.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述控制设备包括至少一个控制终端，其中至少一个所述控制终端为遥控器，所述遥控器上设置有对应不同方向的控制按钮，所述运动控制指令通过按压所述控制按钮触发；当所述运动控制指令被触发时，根据被按压的所述控制按钮确定所述运动方向。

14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述控制按钮内设置有压力传感器，所述压力传感器用于采集所述控制按钮被按压时所受到的压力；当所述运动控制指令被触发时，根据所述压力传感器采集到的压力确定所述运动速度。

15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，所述根据所述压力传感器采集到的压力确定所述运动速度，包括：

将所述压力传感器采集到的压力划分为若干个压力区间，每个所述压力区间对应一个预设的运动速度；根据所述压力传感器采集到的压力所在的压力区间确定所述运动速度。

16.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述控制设备包括至少一个控制终端，其中至少一个所述控制终端为计算机终端设备，所述计算机终端设备上运行有用于控制所述激光灯运动的计算机程序，所述计算机程序的图形界面上设置有拖动条组件，所述运动控制指令通过拖动所述拖动条组件触发；当所述运动控制指令被触发时，根据所述拖动条组件的拖动方向确定所述运动方向，根据所述拖动条组件的拖动长度确定所述运动速度。

17.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，所述拖动条组件的拖动长度限定为若干指定长度，每个所述指定长度对应一个预设的运动速度。

18.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述控制设备还用于生成点动控制指令；所述点动控制指令包括点动方向；所述点动控制指令用于控制所述激光灯向所述点动方向进行最小距离移动。

19.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述控制设备还用于生成旋转控制指令；所述旋转控制指令包括旋转轴、旋转方向和旋转速度；所述旋转控制指令用于控制所述激光灯围绕所述旋转轴以所述旋转速度和所述旋转方向进行旋转。

20.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述控制设备还用于生成调焦控制指令；所述调焦控制指令包括调焦方向和调焦速度；所述调焦控制指令用于控制所述激光灯以所述调焦方向和所述调焦速度调整自身的焦距。