一種采用激光掃描的目標定位方法及激光接收裝置的制造方法
【專利摘要】本發明涉及電子技術領域，尤其涉及一種采用激光掃描的目標定位方法及激光接收裝置，包括：激光接收裝置記錄接收到第一激光旋轉掃描裝置發射的同步信號的第一時間及接收到激光信號的第二時間，確定接收時長并根據接收時長確定第一激光旋轉掃描裝置的旋轉角度，根據N個激光旋轉掃描裝置的旋轉角度確定激光接收裝置的位置(與目標對象位置相同)，第一激光旋轉掃描裝置為激光發射裝置的N個激光旋轉掃描裝置中的任一個，N大于等于3。該方法只需要至少三個激光旋轉掃描裝置，即可實現對激光接收裝置定位，對光、機、電要求不高，并且激光接收裝置中的激光敏感元件的數量只需要至少一個就可以，因而裝置結構比較簡單。
【專利說明】
一種采用激光掃描的目標定位方法及激光接收裝置
技術領域
[0001] 本發明涉及電子技術領域，尤其涉及一種采用激光掃描的目標定位方法及激光接 收裝置。
【背景技術】
[0002] 定位技術是基于位置的服務、虛擬現實等應用的支撐技術。為提升用戶體驗，對定 位的精準性、實時性要求越來越高。激光由于單色性、方向性好，是實現目標精準定位的主 要技術手段之一。目前激光用于目標定位和跟蹤的主要方法有：
[0003] 1)基于測量激光飛行時間（ToF，Time of Flight)的方法，典型應用有激光測距 儀，2D(2dimensional，二維)激光雷達，3D(3dimensional，三維)激光雷達。該方法要求達到 nS(納秒)級以內的精準計時，對光、機、電都有較高要求。而且該方法采用點光斑，3D空間掃 描的時間周期長、實時性差。
[0004] 2)基于測量激光到達角度(AoA，Angle of Arrival)的方法，利用激光方向性好的 特點，測量激光的到達角度，然后用AoA方法進行目標定位。該方法通過在目標對象上安裝 多個激光敏感元件，分別測量出激光到達多個激光敏感元件的時間。通過各個多個激光敏 感元件的位置差，計算出目標的位置和運動軌跡。該方法對激光敏感元件的數量及安裝位 置有苛刻要求，導致裝置結構復雜，不利于規模生產和維護。
[0005] 綜上所述，現有技術目標定位方法存在對設備的要求比較高，裝置結構比較復雜 的問題。
【發明內容】
[0006] 本發明提供一種采用激光掃描的目標定位方法及激光接收裝置，用以解決現有技 術目標定位方法存在對設備的要求比較高，裝置結構比較復雜的問題。
[0007] -方面，本發明實施例提供一種采用激光掃描的目標定位方法，包括：
[0008] 激光接收裝置記錄接收到第一激光旋轉掃描裝置發射的同步信號的第一時間，所 述第一激光旋轉掃描裝置為激光發射裝置的N個激光旋轉掃描裝置中的任一個，所述激光 發射裝置的N個激光旋轉掃描裝置發射的激光面可相交于一點且所述N個激光旋轉掃描裝 置按順序啟動，N大于等于3;
[0009]所述激光接收裝置記錄接收到所述第一激光旋轉掃描裝置發射的激光信號的第 二時間；
[0010]所述激光接收裝置根據所述第一時間和所述第二時間，確定接收時長，所述接收 時長用于表示自接收到所述同步信號至接收到激光信號之間的時間間隔；
[0011]所述激光接收裝置根據所述接收時長，確定所述第一激光旋轉掃描裝置的旋轉角 度；
[0012]所述激光接收裝置根據所述N個激光旋轉掃描裝置的旋轉角度，確定所述激光接 收裝置的位置，并將所述激光接收裝置的位置作為目標對象的位置，所述激光接收裝置位 于所述目標對象所在的位置。
[0013]本發明實施例提供的方法，激光接收裝置記錄接收到第一激光旋轉掃描裝置發射 的同步信號的第一時間，記錄接收到所述第一激光旋轉掃描裝置發射的激光信號的第二時 間，根據所述第一時間和所述第二時間確定接收時長，根據所述接收時長，確定所述第一激 光旋轉掃描裝置的旋轉角度，以及根據N個激光旋轉掃描裝置的旋轉角度，確定激光接收裝 置的位置，并將激光接收裝置的位置作為目標對象的位置，所述激光接收裝置位于所述目 標對象所在的位置，其中，第一激光旋轉掃描裝置為激光發射裝置的N個激光旋轉掃描裝置 中的任一個，所述激光發射裝置的N個激光旋轉掃描裝置發射的激光面可相交于一點且所 述N個激光旋轉掃描裝置按順序啟動，N大于等于3。該方法的激光發射裝置中只需要三個或 三個以上的激光旋轉掃描裝置，就可以通過接收激光發射裝置發射的同步信號及激光信號 實現對激光接收裝置的定位，從而實現對目標對象的定位，該方法對光、機、電要求不高，并 且激光接收裝置中的激光敏感元件的數量只需要至少一個就可以，因而裝置結構比較簡 單。
[0014]可選地，所述激光接收裝置記錄接收到第一激光旋轉掃描裝置發射的同步信號的 第一時間，包括：
[0015] 所述激光接收裝置通過所述激光接收裝置中的至少一個激光敏感元件接收所述 同步信號，并在接收到所述同步信號后，通知所述激光接收裝置中的計時單元記錄所述第 一時間；
[0016] 所述激光接收裝置記錄接收到所述第一激光旋轉掃描裝置發射的激光信號的第 二時間，包括：
[0017] 所述激光接收裝置通過所述至少一個激光敏感元件接收所述激光信號，并在接收 到所述激光信號后，通知所述計時單元記錄所述第二時間。
[0018] 可選地，所述激光接收裝置根據所述接收時長，確定所述第一激光旋轉掃描裝置 的旋轉角度，包括：
[0019] 所述激光接收裝置將所述接收時長，作為所述第一激光旋轉掃描裝置的旋轉時 長；
[0020] 所述激光接收裝置根據所述第一激光旋轉掃描裝置的旋轉時長及所述第一激光 旋轉掃描裝置的轉速，確定所述第一激光旋轉掃描裝置的旋轉角度。
[0021] 可選地，所述激光接收裝置根據所述N個激光旋轉掃描裝置的旋轉角度，確定所述 激光接收裝置的位置，包括：
[0022] 所述激光接收裝置從所述N個激光旋轉掃描裝置中選擇三個激光旋轉掃描裝置， 所述三個激光旋轉掃描裝置發射的激光面可相交于一點；
[0023]所述激光接收裝置根據所述三個激光旋轉掃描裝置的旋轉角度及所述三個激光 旋轉掃描裝置所在的位置，通過三角定位法確定所述激光接收裝置的位置。
[0024] 可選地，所述第一激光旋轉掃描裝置包含一字線激光模組、直流無刷馬達及驅動 器、鏡面裝置，且所述鏡面裝置固定在所述直流無刷馬達及驅動器；
[0025] 所述激光信號是由所述第一激光旋轉掃描裝置按如下方式發射的，包括：
[0026] 所述第一激光旋轉掃描裝置通過所述鏡面裝置將所述一字線激光模組發射的激 光信號反射到監測區域形成激光面，并通過所述直流無刷馬達及驅動器的轉動帶動所述鏡 面裝置的旋轉，使得激光面旋轉掃描所述監測區域，所述目標對象位于所述監測區域內。
[0027] 可選地，所述同步信號是由所述第一激光旋轉掃描裝置按如下方式發射的：
[0028] 所述第一激光旋轉掃描裝置通過所述第一激光旋轉掃描裝置中的角度傳感器檢 測到所述直流無刷馬達及驅動器旋轉到需要啟動掃描的初始角度時，通過同步模塊發射所 述同步信號到所述監測區域。
[0029] 可選地，所述激光發射裝置包含三個激光旋轉掃描裝置，其中兩個激光旋轉掃描 裝置中的鏡面裝置沿水平方向旋轉且與一字線激光模組位于同一水平線；另外一個激光旋 轉掃描裝置中的鏡面裝置沿豎直方向進行旋轉且與一字線激光模組位于同一豎直線。
[0030] 另一方面，本發明實施例提供一種激光接收裝置，包括：
[0031] 計時單元，用于記錄接收到第一激光旋轉掃描裝置發射的同步信號的第一時間， 所述第一激光旋轉掃描裝置為激光發射裝置的N個激光旋轉掃描裝置中的任一個，所述激 光發射裝置的N個激光旋轉掃描裝置發射的激光面可相交于一點且所述N個激光旋轉掃描 裝置按順序啟動，N大于等于3;記錄接收到所述第一激光旋轉掃描裝置發射的激光信號的 第二時間；以及根據所述第一時間和所述第二時間，確定接收時長，所述接收時長用于表示 自接收到所述同步信號至接收到激光信號之間的時間間隔；
[0032]定位單元，用于根據所述接收時長，確定所述第一激光旋轉掃描裝置的旋轉角度； 根據所述N個激光旋轉掃描裝置的旋轉角度，確定所述激光接收裝置的位置，并將所述激光 接收裝置的位置作為目標對象的位置，所述激光接收裝置位于所述目標對象所在的位置。
[0033] 可選地，所述激光接收裝置還包括至少一個激光敏感元件，用于:在接收到所述同 步信號后，通知所述計時單元記錄所述第一時間；以及在接收到所述激光信號后，通知所述 計時單元記錄所述第二時間；
[0034] 所述計時單元，具體用于:在接收到所述至少一個激光敏感元件的通知后記錄所 述第一時間；以及在接收到所述至少一個激光敏感元件的通知后記錄所述第二時間。
[0035] 可選地，所述定位單元，具體用于：
[0036]將所述接收時長，作為所述第一激光旋轉掃描裝置的旋轉時長；
[0037]根據所述第一激光旋轉掃描裝置的旋轉時長及所述第一激光旋轉掃描裝置的轉 速，確定所述第一激光旋轉掃描裝置的旋轉角度。
[0038] 可選地，所述定位單元，還用于：
[0039]從所述N個激光旋轉掃描裝置中選擇三個激光旋轉掃描裝置，所述三個激光旋轉 掃描裝置發射的激光面可相交于一點；
[0040] 根據所述三個激光旋轉掃描裝置的旋轉角度及所述三個激光旋轉掃描裝置所在 的位置，通過三角定位法確定所述激光接收裝置的位置。
[0041] 可選地，所述第一激光旋轉掃描裝置包含一字線激光模組、直流無刷馬達及驅動 器、鏡面裝置，且所述鏡面裝置固定在所述直流無刷馬達及驅動器；
[0042] 所述一字線激光模組用于發射激光信號到所述鏡面裝置；
[0043] 所述鏡面裝置，用于將所述一字線激光模組發射的激光信號反射到監測區域形成 激光面；
[0044] 所述直流無刷馬達及驅動器，用于通過所述直流無刷馬達及驅動器的轉動帶動所 述鏡面裝置的旋轉，使得所述激光面旋轉掃描所述監測區域，所述目標對象位于所述監測 區域內。
[0045] 可選地，所述第一激光旋轉掃描裝置還包括角度傳感器，用于在檢測到所述直流 無刷馬達及驅動器旋轉到需要啟動掃描的初始角度時，通知同步模塊發射所述同步信號到 所述監測區域。
[0046] 可選地，所述激光發射裝置包含三個激光旋轉掃描裝置，其中兩個激光旋轉掃描 裝置中的鏡面裝置沿水平方向旋轉且與一字線激光模組位于同一水平線；另外一個激光旋 轉掃描裝置中的鏡面裝置沿豎直方向進行旋轉且與一字線激光模組位于同一豎直線。
【附圖說明】
[0047] 為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使 用的附圖作簡要介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本 領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其 他的附圖。
[0048] 圖1為本發明實施例提供的一種采用激光掃描的目標定位方法流程圖；
[0049] 圖2為本發明實施例提供的類型一的激光發射裝置示意圖；
[0050] 圖3為本發明實施例提供的類型二的激光發射裝置中的激光旋轉掃描裝置示意 圖；
[0051] 圖4為本發明實施例提供的三角定位法示意圖；
[0052] 圖5為本發明實施例提供的一種采用激光掃描的目標定位方法詳細流程圖；
[0053]圖6為本發明實施例提供的一種激光接收裝置示意圖。
【具體實施方式】
[0054] 為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進 一步地詳細描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施 例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的 所有其它實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0055] 下面結合說明書附圖對本發明實施例作進一步詳細描述。
[0056] 如圖1所示，本發明實施例提供的一種采用激光掃描的目標定位方法，包括：
[0057] 步驟101、激光接收裝置記錄接收到第一激光旋轉掃描裝置發射的同步信號的第 一時間，所述第一激光旋轉掃描裝置為激光發射裝置的N個激光旋轉掃描裝置中的任一個， 所述激光發射裝置的N個激光旋轉掃描裝置發射的激光面可相交于一點且所述N個激光旋 轉掃描裝置按順序啟動，N大于等于3;
[0058] 步驟102、所述激光接收裝置記錄接收到所述第一激光旋轉掃描裝置發射的激光 信號的第二時間；
[0059] 步驟103、所述激光接收裝置根據所述第一時間和所述第二時間，確定接收時長， 所述接收時長用于表示自接收到所述同步信號至接收到激光信號之間的時間間隔；
[0060] 步驟104、所述激光接收裝置根據所述接收時長，確定所述第一激光旋轉掃描裝置 的旋轉角度；
[0061] 步驟105、所述激光接收裝置根據所述N個激光旋轉掃描裝置的旋轉角度，確定所 述激光接收裝置的位置，并將所述激光接收裝置的位置作為目標對象的位置，所述激光接 收裝置位于所述目標對象所在的位置。
[0062]在本發明實施例中，目標定位系統包含激光發射裝置和激光接收裝置，并且激光 發射裝置包含N個激光旋轉掃描裝置，N為大于或等于3的整數，也就是說，在本發明中，激光 發射裝置中包含至少三個激光旋轉掃描裝置，并且所述至少三個激光旋轉掃描裝置可以是 安裝為一體結構，也可以是激光發射裝置中的多個激光旋轉掃描裝置相互之間獨立分布， 下面對兩種類型的激光發射裝置分別介紹。
[0063]類型一、所述至少三個激光旋轉掃描裝置安裝為一體結構
[0064]即一個激光發射裝置內部安裝有至少三個激光旋轉掃描裝置，在使用的時候，所 有的激光旋轉掃描裝置都是位于同一個位置，所有的激光旋轉掃描裝置可以當做一個整體 來看待，每個激光旋轉掃描裝置都可以發射出激光面對監測區域進行掃描，所述至少三個 激光旋轉掃描裝置發射出的激光面可以相交于一點，如圖2所示，為類型一的激光發射裝置 示意圖，其中，示例性地給出了其中包含三個激光旋轉掃描裝置(實際應用中，可以多于三 個），每個激光旋轉掃描裝置包含有一字線激光模組、鏡面裝置、聯軸器、直流無刷馬達及驅 動器，所述一字線激光模組用于發射激光信號到鏡面裝置，所述鏡面裝置用于將一字線激 光模組發射到鏡面裝置的激光信號反射到監測區域，聯軸器用于將鏡面裝置固定于直流無 刷馬達及驅動器，直流無刷馬達及驅動器可進行勻速轉動，從而帶動鏡面裝置的旋轉，因而 可實現對監測區域進行激光掃描。此外激光發射裝置中還包含一個同步模塊和一個多軸聯 動控制模塊，同步模塊用于發射同步信號給激光接收裝置，實現與激光接收裝置之間的初 始角度同步，多軸聯動控制模塊控制每個激光旋轉掃描裝置中的直流無刷馬達及驅動器的 轉速，以及用于實現對所有激光旋轉掃描裝置的激光掃描順序進行控制。
[0065]類型二、激光發射裝置包含的至少三個激光旋轉掃描裝置分別為獨立裝置 [0066]在該類型中，每個激光旋轉掃描裝置是一個單獨的裝置，所述至少三個激光旋轉 掃描裝置可以位于同一個位置，也可以位于不同的位置，舉例來說，假設監測區域是一個房 間，則在類型二中，可以將多個激光旋轉掃描裝置分別放置于房間各個角落、房間中間、或 是房間內天花板上，從而實現從多個位置發射激光信號對監測區域進行激光掃描。如圖3所 示，為類型二的激光發射裝置中的激光旋轉掃描裝置示意圖，其中包含有一字線激光模組、 鏡面裝置、聯軸器、直流無刷馬達及驅動器，每個模塊的功能與類型一中的相應模塊的功能 相同，在此不贅述，并且，類型二中的每個激光旋轉掃描裝置都包含有一個同步模塊，用于 發射同步信號給激光接收裝置，實現與激光接收裝置之間的初始角度同步。所有的激光旋 轉掃描裝置之間可以通過有線連接的方式進行通信，也可以通過無線數據傳輸的方式進行 通信，并且，優選地，可以在監測區域中增加一個總控裝置，其用途與類型一的多軸聯動控 制模塊的用途類似，用于實現對每個激光旋轉掃描裝置中的直流無刷馬達及驅動器的轉速 進行控制，以及用于實現對所有激光旋轉掃描裝置的激光掃描順序進行控制。
[0067] 本發明實施例中的激光接收裝置放置于目標對象所在的位置，通過接收多個激光 旋轉掃描裝置發射的激光信號，從而確定激光接收裝置分別與每個激光旋轉掃描裝置之間 的相對位置關系，進而定位出激光接收裝置所在的位置，也即定位出目標對象所在的位置。
[0068] 下面進行具體說明。在本發明實施例中，為方便說明，后續均以類型一的激光發射 裝置為例進行說明，即所有的激光旋轉掃描裝置是安裝為一體結構的。對于類型二的激光 發射裝置，其原理與類型一的激光發射裝置相同。以及，為方便說明，下面對激光發射裝置 中的任一個激光旋轉掃描裝置統稱為第一激光旋轉掃描裝置。
[0069] 在進行目標對象定位之前，首先要部署好激光發射裝置的位置，例如將激光發射 裝置放置于監測區域的一個角落，從而只要激光旋轉掃描裝置中的鏡面裝置旋轉45度，SP 可實現對監測區域的90度激光掃描，也即實現了對監測區域的完整激光掃描。
[0070] 可選地，第一激光旋轉掃描裝置包含一字線激光模組、直流無刷馬達及驅動器、鏡 面裝置，且所述鏡面裝置固定在所述直流無刷馬達及驅動器;所述激光信號是由所述第一 激光旋轉掃描裝置按如下方式發射的，包括:所述第一激光旋轉掃描裝置通過所述鏡面裝 置將所述一字線激光模組發射的激光信號反射到監測區域形成激光面，并通過所述直流無 刷馬達及驅動器的轉動帶動所述鏡面裝置的旋轉，使得激光面旋轉掃描所述監測區域，所 述目標對象位于所述監測區域內。
[0071] 可參照圖2,第一激光旋轉掃描裝置中的一字線激光模組發射出激光信號，打到鏡 面裝置上，鏡面裝置將激光信號反射到監測區域中，形成一個激光面，并且由于鏡面裝置固 定在所述直流無刷馬達及驅動器，例如可選地，鏡面裝置通過一個聯軸器固定在所述直流 無刷馬達及驅動器，由多軸聯動控制模塊驅動所述直流無刷馬達及驅動器的轉動，從而帶 動鏡面裝置的旋轉，因而可實現將一字線激光模組發射的激光信號反射到監測區域，且形 成一個激光面對監測區域進行掃描，只要激光接收裝置位于監測區域，且位于第一激光旋 轉掃描裝置的激光掃描范圍，則激光接收裝置一定可以接收到第一激光旋轉掃描裝置發射 出的激光信號。
[0072] 在部署好激光發射裝置后，通過多軸聯動控制模塊控制多個激光旋轉掃描裝置分 別對監測區域進行激光掃描，舉例來說，假設有三臺激光旋轉掃描裝置，分別用A、B、C表示， 則可以控制按照A-B-C-A-B-C-A-B-C-……的順序對監測區域進行周期性的激光掃描，并且 同一時刻只能有一個激光旋轉掃描裝置對監測區域進行激光掃描。
[0073]可選地，所述激光發射裝置包含三個激光旋轉掃描裝置，其中兩個激光旋轉掃描 裝置中的鏡面裝置沿水平方向旋轉且與一字線激光模組位于同一水平線；另外一個激光旋 轉掃描裝置中的鏡面裝置沿豎直方向進行旋轉且與一字線激光模組位于同一豎直線。 [0074]以激光發射裝置具有三個激光旋轉掃描裝置為例，則為了保證三個激光旋轉掃描 裝置發射出的激光面可以相交于一點，因此可以使得其中兩個激光旋轉掃描裝置中的鏡面 裝置沿水平方向旋轉且與一字線激光模組位于同一水平線，另外一個激光旋轉掃描裝置中 的鏡面裝置沿豎直方向進行旋轉且與一字線激光模組位于同一豎直線，其結構如圖2中所 示，其中兩側的激光旋轉掃描裝置中的鏡面裝置沿水平方向旋轉，中間的激光旋轉掃描裝 置中的鏡面裝置沿豎直方向旋轉，從而三個激光旋轉掃描裝置發射的激光面可以相交于一 點。
[0075]當然，上述方式只是給出的一種優選方式，實際應用中，只要所有的激光旋轉掃描 裝置的掃描方向不是完全一樣就可以（比如各種傾斜的部署方式等），之所以有這種部署上 的要求，是為了保證各個激光旋轉掃描裝置發射的激光面可以相交于一點。
[0076]可選地，所述沿水平方向進行旋轉發射激光信號的兩個激光旋轉掃描裝置之間的 距離大于或等于0.05m。
[0077]在上述步驟101中，激光接收裝置放置在監測區域中，當激光接收裝置接收到第一 激光旋轉掃描裝置發射的同步信號時，記錄下第一時間，其中，所述第一激光旋轉掃描裝置 為激光發射裝置的N個激光旋轉掃描裝置中的任一個，所述激光發射裝置的N個激光旋轉掃 描裝置發射的激光面可相交于一點且所述N個激光旋轉掃描裝置按順序啟動，N大于等于3。
[0078] 其中，可選地，所述同步信號是由所述第一激光旋轉掃描裝置按如下方式發射的： 所述第一激光旋轉掃描裝置通過所述第一激光旋轉掃描裝置中的角度傳感器檢測到所述 直流無刷馬達及驅動器旋轉到需要啟動掃描的初始角度時，通過同步模塊發射所述同步信 號到所述監測區域。可選地，所述角度傳感器為光電編碼器、霍爾傳感器或光電開關。
[0079] 即，當第一激光旋轉掃描裝置檢測到直流無刷馬達及驅動器旋轉位于初始角度位 置(初始角度位置可以由認為預先設定）時，可通知同步模塊發送一個同步信號到監測區 域，可選地，所述同步信號為射頻信號、閃爍光信號或有線信號，從而使得接收裝置在接收 到所述同步信號后，記錄下第一時間，所述第一時間表明第一激光旋轉掃描裝置當前處于 初始角度位置。
[0080] 可選地，所述激光接收裝置記錄接收到第一激光旋轉掃描裝置發射的同步信號的 第一時間，包括:所述激光接收裝置通過所述激光接收裝置中的至少一個激光敏感元件接 收所述同步信號，并在接收到所述同步信號后，通知所述激光接收裝置中的計時單元記錄 所述第一時間。
[0081] 即第一激光旋轉掃描裝置中包含至少一個激光敏感元件，用于接收所述同步信 號，以及包含一個計時單元，用于記錄所述第一時間。
[0082] 在現有技術中，由于激光發射裝置中一般只包含有一個或兩個激光旋轉掃描裝 置，因此為了能夠對激光接收裝置的位置進行精確定位，在激光接收裝置中一般包含有多 個激光敏感元件，具體地，一般需要十個以上的激光敏感元件才可以配合激光發射裝置中 的旋轉掃描裝置確定出激光接收裝置的具體位置;而在本發明實施例中，激光接收裝置中 的激光敏感元件最少只需要一個即可，當然也可以是多個，如果是多個的話，只需要其中一 個可以正常工作即可。實際應用中，激光敏感元件可以是光敏二極管、光敏三極管等。因此， 在本發明實施例中，通過對激光接收裝置中激光敏感元件數量的減少，大大降低了激光接 收裝置的結構復雜性，同時保證了激光接收裝置定位的精確性。
[0083] 上述步驟102中，激光接收裝置在接收到第一激光旋轉掃描裝置發射的激光信號 時，記錄下第二時間，所述第二時間用于表明激光接收裝置接收到第一激光旋轉掃描裝置 發射的激光信號的時間。
[0084] 可選地，所述激光接收裝置記錄接收到所述第一激光旋轉掃描裝置發射的激光信 號的第二時間，包括:所述激光接收裝置通過所述至少一個激光敏感元件接收所述激光信 號，并在接收到所述激光信號后，通知所述計時單元記錄所述第二時間。
[0085] 上述步驟103中，所述激光接收裝置根據所述第一時間和所述第二時間，確定接收 時長，所述接收時長用于表示自接收到所述同步信號至接收到激光信號之間的時間間隔。
[0086] 上述步驟104中，所述激光接收裝置根據所述接收時長，確定所述第一激光旋轉掃 描裝置的旋轉角度。
[0087]可選地，所述激光接收裝置根據所述接收時長，確定所述第一激光旋轉掃描裝置 的旋轉角度，包括:所述激光接收裝置將所述接收時長，作為所述第一激光旋轉掃描裝置的 旋轉時長;所述激光接收裝置根據所述第一激光旋轉掃描裝置的旋轉時長及所述第一激光 旋轉掃描裝置的轉速，確定所述第一激光旋轉掃描裝置的旋轉角度。
[0088] 舉例來說，假設直流無刷馬達及驅動器的轉速為3000轉/分鐘，即為20毫秒/轉，因 此轉45度的時間為20毫秒/8 = 2.5毫秒。假設當前接收裝置中的計時單元的統計的接收時 長為1.25毫秒，則表明直流無刷馬達及驅動器選擇了22.5度，因而可以確定激光接收裝置 處于第一激光旋轉掃描裝置的45度方向角位置。
[0089] 上述步驟105中，所述激光接收裝置根據所述N個激光旋轉掃描裝置的旋轉角度， 確定所述激光接收裝置的位置，并將所述激光接收裝置的位置作為目標對象的位置，所述 激光接收裝置位于所述目標對象所在的位置。
[0090] 可選地，所述激光接收裝置根據所述N個激光旋轉掃描裝置的旋轉角度，確定所述 激光接收裝置的位置，包括:所述激光接收裝置從所述N個激光旋轉掃描裝置中選擇三個激 光旋轉掃描裝置，所述三個激光旋轉掃描裝置發射的激光面可相交于一點；所述激光接收 裝置根據所述三個激光旋轉掃描裝置的旋轉角度及所述三個激光旋轉掃描裝置所在的位 置，通過三角定位法確定所述激光接收裝置的位置。
[0091] 舉例來說，參照圖4，為三角定位法示意圖，其中圖4例子中包含有三個激光旋轉掃 描裝置且位于同一水平線上，其中，激光旋轉掃描裝置A和激光旋轉掃描裝置C發射的激光 信號沿水平方向對監測區域進行掃描，激光旋轉掃描裝置B發射的激光信號沿豎直方向對 監測區域進行掃描，激光旋轉掃描裝置A、激光旋轉掃描裝置B、激光旋轉掃描裝置C在坐標 系中的位置分別為(3,0,0)，（0,0,0)，（(：，0,0)，并且乂軸負方向為激光旋轉掃描裝置4和激 光旋轉掃描裝置C發射出的激光信號的初始角度位置，Y軸負方向為激光旋轉掃描裝置B發 射出的激光信號的初始角度位置，激光接收裝置確定得到的激光旋轉掃描裝置A的旋轉角 度為α，激光旋轉掃描裝置B的旋轉角度為β，激光旋轉掃描裝置C的旋轉角度為γ，假設激光 接收裝置所在的位置為D(x，y，z)，則可以通過下列公式計算得到D的坐標：
[0093] 通過上述方程，由于α，β，γ，a，b都是已知量，因此可以求解得到激光接收裝置所 在的位置為D(x，y，z)，并且由于激光接收裝置位于目標對象所在的位置，因此得到了激光 接收裝置所在的位置，即可得知目標對象所在的位置。
[0094]本發明實施例提供的方法，激光接收裝置記錄接收到第一激光旋轉掃描裝置發射 的同步信號的第一時間，記錄接收到所述第一激光旋轉掃描裝置發射的激光信號的第二時 間，根據所述第一時間和所述第二時間確定接收時長，根據所述接收時長，確定所述第一激 光旋轉掃描裝置的旋轉角度，以及根據N個激光旋轉掃描裝置的旋轉角度，確定激光接收裝 置的位置，并將激光接收裝置的位置作為目標對象的位置，所述激光接收裝置位于所述目 標對象所在的位置，其中，第一激光旋轉掃描裝置為激光發射裝置的N個激光旋轉掃描裝置 中的任一個，所述激光發射裝置的N個激光旋轉掃描裝置發射的激光面可相交于一點且所 述N個激光旋轉掃描裝置按順序啟動，N大于等于3。該方法的激光發射裝置中只需要三個或 三個以上的激光旋轉掃描裝置，就可以通過接收激光發射裝置發射的同步信號及激光信號 實現對激光接收裝置的定位，從而實現對目標對象的定位，該方法對光、機、電要求不高，并 且激光接收裝置中的激光敏感元件的數量只需要至少一個就可以，因而裝置結構比較簡 單。
[0095]下面對本發明實施例提供的一種采用激光掃描的目標定位方法做詳細描述，如圖 5所示，包括：
[0096]步驟501、激光接收裝置通過所述激光接收裝置中的至少一個激光敏感元件接收 第一激光旋轉掃描裝置發射的同步信號，并在接收到所述同步信號后，通知所述激光接收 裝置中的計時單元記錄所述第一時間，所述第一激光旋轉掃描裝置為激光發射裝置的N個 激光旋轉掃描裝置中的任一個，所述激光發射裝置的N個激光旋轉掃描裝置發射的激光面 可相交于一點且所述N個激光旋轉掃描裝置按順序啟動，N大于等于3;
[0097]步驟502、所述激光接收裝置通過所述至少一個激光敏感元件接收所述第一激光 旋轉掃描裝置發射的激光信號，并在接收到所述激光信號后，通知所述計時單元記錄所述 第二時間；
[0098]步驟503、所述激光接收裝置根據所述第一時間和所述第二時間，確定接收時長， 所述接收時長用于表示自接收到所述同步信號至接收到激光信號之間的時間間隔；
[0099]步驟504、所述激光接收裝置將所述接收時長，作為所述第一激光旋轉掃描裝置的 旋轉時長；
[0100]步驟505、所述激光接收裝置根據所述第一激光旋轉掃描裝置的旋轉時長及所述 第一激光旋轉掃描裝置的轉速，確定所述第一激光旋轉掃描裝置的旋轉角度；
[0101]步驟506、所述激光接收裝置從所述N個激光旋轉掃描裝置中選擇三個激光旋轉掃 描裝置，所述三個激光旋轉掃描裝置發射的激光面可相交于一點；
[0102] 步驟507、所述激光接收裝置根據所述三個激光旋轉掃描裝置的旋轉角度及所述 三個激光旋轉掃描裝置所在的位置，通過三角定位法確定所述激光接收裝置的位置。
[0103] 本發明實施例提供的方法，激光接收裝置記錄接收到第一激光旋轉掃描裝置發射 的同步信號的第一時間，記錄接收到所述第一激光旋轉掃描裝置發射的激光信號的第二時 間，根據所述第一時間和所述第二時間確定接收時長，根據所述接收時長，確定所述第一激 光旋轉掃描裝置的旋轉角度，以及根據N個激光旋轉掃描裝置的旋轉角度，確定激光接收裝 置的位置，并將激光接收裝置的位置作為目標對象的位置，所述激光接收裝置位于所述目 標對象所在的位置，其中，第一激光旋轉掃描裝置為激光發射裝置的N個激光旋轉掃描裝置 中的任一個，所述激光發射裝置的N個激光旋轉掃描裝置發射的激光面可相交于一點且所 述N個激光旋轉掃描裝置按順序啟動，N大于等于3。該方法的激光發射裝置中只需要三個或 三個以上的激光旋轉掃描裝置，就可以通過接收激光發射裝置發射的同步信號及激光信號 實現對激光接收裝置的定位，從而實現對目標對象的定位，該方法對光、機、電要求不高，并 且激光接收裝置中的激光敏感元件的數量只需要至少一個就可以，因而裝置結構比較簡 單。
[0104] 基于相同的技術構思，本發明實施例還提供一種激光接收裝置，如圖6所示，包括：
[0105] 計時單元601，用于記錄接收到第一激光旋轉掃描裝置發射的同步信號的第一時 間，所述第一激光旋轉掃描裝置為激光發射裝置的N個激光旋轉掃描裝置中的任一個，所述 激光發射裝置的N個激光旋轉掃描裝置發射的激光面可相交于一點且所述N個激光旋轉掃 描裝置按順序啟動，N大于等于3;記錄接收到所述第一激光旋轉掃描裝置發射的激光信號 的第二時間；以及根據所述第一時間和所述第二時間，確定接收時長，所述接收時長用于表 示自接收到所述同步信號至接收到激光信號之間的時間間隔；
[0106] 定位單元602,用于根據所述接收時長，確定所述第一激光旋轉掃描裝置的旋轉角 度;根據所述N個激光旋轉掃描裝置的旋轉角度，確定所述激光接收裝置的位置，并將所述 激光接收裝置的位置作為目標對象的位置，所述激光接收裝置位于所述目標對象所在的位 置。
[0107] 可選地，所述激光接收裝置還包括至少一個激光敏感元件603，用于:在接收到所 述同步信號后，通知所述計時單元記錄所述第一時間；以及在接收到所述激光信號后，通知 所述計時單元記錄所述第二時間；
[0108] 所述計時單元601，具體用于:在接收到所述至少一個激光敏感元件的通知后記錄 所述第一時間；以及在接收到所述至少一個激光敏感元件的通知后記錄所述第二時間。 [0 109] 可選地，所述定位單元602,具體用于：
[0110]將所述接收時長，作為所述第一激光旋轉掃描裝置的旋轉時長； Com]根據所述第一激光旋轉掃描裝置的旋轉時長及所述第一激光旋轉掃描裝置的轉 速，確定所述第一激光旋轉掃描裝置的旋轉角度。
[0112] 可選地，所述定位單元602,還用于：
[0113]從所述N個激光旋轉掃描裝置中選擇三個激光旋轉掃描裝置，所述三個激光旋轉 掃描裝置發射的激光面可相交于一點；
[0114]根據所述三個激光旋轉掃描裝置的旋轉角度及所述三個激光旋轉掃描裝置所在 的位置，通過三角定位法確定所述激光接收裝置的位置。
[0115] 可選地，所述第一激光旋轉掃描裝置包含一字線激光模組、直流無刷馬達及驅動 器、鏡面裝置，且所述鏡面裝置固定在所述直流無刷馬達及驅動器；
[0116] 所述一字線激光模組用于發射激光信號到所述鏡面裝置；
[0117]所述鏡面裝置，用于將所述一字線激光模組發射的激光信號反射到監測區域形成 激光面；
[0118] 所述直流無刷馬達及驅動器，用于通過所述直流無刷馬達及驅動器的轉動帶動所 述鏡面裝置的旋轉，使得所述激光面旋轉掃描所述監測區域，所述目標對象位于所述監測 區域內。
[0119] 可選地，所述第一激光旋轉掃描裝置還包括角度傳感器，用于在檢測到所述直流 無刷馬達及驅動器旋轉到需要啟動掃描的初始角度時，通知同步模塊發射所述同步信號到 所述監測區域。
[0120] 可選地，所述激光發射裝置包含三個激光旋轉掃描裝置，其中兩個激光旋轉掃描 裝置中的鏡面裝置沿水平方向旋轉且與一字線激光模組位于同一水平線；另外一個激光旋 轉掃描裝置中的鏡面裝置沿豎直方向進行旋轉且與一字線激光模組位于同一豎直線。
[0121] 可選地，所述沿水平方向進行旋轉發射激光信號的兩個激光旋轉掃描裝置之間的 距離大于或等于0.05m。
[0122] 可選地，所述同步信號為射頻信號、閃爍光信號或有線信號。
[0123] 可選地，所述角度傳感器為光電編碼器、霍爾傳感器或光電開關。
[0124] 本發明實施例，激光接收裝置記錄接收到第一激光旋轉掃描裝置發射的同步信號 的第一時間，記錄接收到所述第一激光旋轉掃描裝置發射的激光信號的第二時間，根據所 述第一時間和所述第二時間確定接收時長，根據所述接收時長，確定所述第一激光旋轉掃 描裝置的旋轉角度，以及根據N個激光旋轉掃描裝置的旋轉角度，確定激光接收裝置的位 置，并將激光接收裝置的位置作為目標對象的位置，所述激光接收裝置位于所述目標對象 所在的位置，其中，第一激光旋轉掃描裝置為激光發射裝置的N個激光旋轉掃描裝置中的任 一個，所述激光發射裝置的N個激光旋轉掃描裝置發射的激光面可相交于一點且所述N個激 光旋轉掃描裝置按順序啟動，N大于等于3。本發明實施例，激光發射裝置中只需要三個或三 個以上的激光旋轉掃描裝置，就可以通過接收激光發射裝置發射的同步信號及激光信號實 現對激光接收裝置的定位，從而實現對目標對象的定位，該方法對光、機、電要求不高，并且 激光接收裝置中的激光敏感元件的數量只需要至少一個就可以，因而裝置結構比較簡單。
[0125] 本發明是參照根據本發明實施例的方法、設備（系統）、和計算機程序產品的流程 圖和/或方框圖來描述的。應理解可由計算機程序指令實現流程圖和/或方框圖中的每一流 程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結合。可提供這些計算機程序 指令到通用計算機、專用計算機、嵌入式處理機或其他可編程數據處理設備的處理器以產 生一個機器，使得通過計算機或其他可編程數據處理設備的處理器執行的指令產生用于實 現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的裝置。
[0126] 這些計算機程序指令也可存儲在能引導計算機或其他可編程數據處理設備以特 定方式工作的計算機可讀存儲器中，使得存儲在該計算機可讀存儲器中的指令產生包括指 令裝置的制造品，該指令裝置實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或 多個方框中指定的功能。
[0127] 這些計算機程序指令也可裝載到計算機或其他可編程數據處理設備上，使得在計 算機或其他可編程設備上執行一系列操作步驟以產生計算機實現的處理，從而在計算機或 其他可編程設備上執行的指令提供用于實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一 個方框或多個方框中指定的功能的步驟。
[0128] 盡管已描述了本發明的優選實施例，但本領域內的技術人員一旦得知了基本創造 性概念，則可對這些實施例做出另外的變更和修改。所以，所附權利要求意欲解釋為包括優 選實施例以及落入本發明范圍的所有變更和修改。
[0129] 顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精 神和范圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍 之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
【主權項】
1. 一種采用激光掃描的目標定位方法，其特征在于，包括： 激光接收裝置記錄接收到第一激光旋轉掃描裝置發射的同步信號的第一時間，所述第 一激光旋轉掃描裝置為激光發射裝置的N個激光旋轉掃描裝置中的任一個，所述激光發射 裝置的N個激光旋轉掃描裝置發射的激光面可相交于一點且所述N個激光旋轉掃描裝置按 順序啟動，N大于等于3; 所述激光接收裝置記錄接收到所述第一激光旋轉掃描裝置發射的激光信號的第二時 間； 所述激光接收裝置根據所述第一時間和所述第二時間，確定接收時長，所述接收時長 用于表示自接收到所述同步信號至接收到激光信號之間的時間間隔； 所述激光接收裝置根據所述接收時長，確定所述第一激光旋轉掃描裝置的旋轉角度； 所述激光接收裝置根據所述N個激光旋轉掃描裝置的旋轉角度，確定所述激光接收裝 置的位置，并將所述激光接收裝置的位置作為目標對象的位置，所述激光接收裝置位于所 述目標對象所在的位置。2. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述激光接收裝置記錄接收到第一激光旋轉 掃描裝置發射的同步信號的第一時間，包括： 所述激光接收裝置通過所述激光接收裝置中的至少一個激光敏感元件接收所述同步 信號，并在接收到所述同步信號后，通知所述激光接收裝置中的計時單元記錄所述第一時 間； 所述激光接收裝置記錄接收到所述第一激光旋轉掃描裝置發射的激光信號的第二時 間，包括： 所述激光接收裝置通過所述至少一個激光敏感元件接收所述激光信號，并在接收到所 述激光信號后，通知所述計時單元記錄所述第二時間。3. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述激光接收裝置根據所述接收時長，確定 所述第一激光旋轉掃描裝置的旋轉角度，包括： 所述激光接收裝置將所述接收時長，作為所述第一激光旋轉掃描裝置的旋轉時長； 所述激光接收裝置根據所述第一激光旋轉掃描裝置的旋轉時長及所述第一激光旋轉 掃描裝置的轉速，確定所述第一激光旋轉掃描裝置的旋轉角度。4. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述激光接收裝置根據所述N個激光旋轉掃 描裝置的旋轉角度，確定所述激光接收裝置的位置，包括： 所述激光接收裝置從所述N個激光旋轉掃描裝置中選擇三個激光旋轉掃描裝置，所述 三個激光旋轉掃描裝置發射的激光面可相交于一點； 所述激光接收裝置根據所述三個激光旋轉掃描裝置的旋轉角度及所述三個激光旋轉 掃描裝置所在的位置，通過三角定位法確定所述激光接收裝置的位置。5. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一激光旋轉掃描裝置包含一字線激光 模組、直流無刷馬達及驅動器、鏡面裝置，且所述鏡面裝置固定在所述直流無刷馬達及驅動 器； 所述激光信號是由所述第一激光旋轉掃描裝置按如下方式發射的，包括： 所述第一激光旋轉掃描裝置通過所述鏡面裝置將所述一字線激光模組發射的激光信 號反射到監測區域形成激光面，并通過所述直流無刷馬達及驅動器的轉動帶動所述鏡面裝 置的旋轉，使得激光面旋轉掃描所述監測區域，所述目標對象位于所述監測區域內。6. 如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述同步信號是由所述第一激光旋轉掃描裝 置按如下方式發射的： 所述第一激光旋轉掃描裝置通過所述第一激光旋轉掃描裝置中的角度傳感器檢測到 所述直流無刷馬達及驅動器旋轉到需要啟動掃描的初始角度時，通過同步模塊發射所述同 步信號到所述監測區域。7. 如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述激光發射裝置包含三個激光旋轉掃描裝 置，其中兩個激光旋轉掃描裝置中的鏡面裝置沿水平方向旋轉且與一字線激光模組位于同 一水平線；另外一個激光旋轉掃描裝置中的鏡面裝置沿豎直方向進行旋轉且與一字線激光 模組位于同一豎直線。8. -種激光接收裝置，其特征在于，包括： 計時單元，用于記錄接收到第一激光旋轉掃描裝置發射的同步信號的第一時間，所述 第一激光旋轉掃描裝置為激光發射裝置的N個激光旋轉掃描裝置中的任一個，所述激光發 射裝置的N個激光旋轉掃描裝置發射的激光面可相交于一點且所述N個激光旋轉掃描裝置 按順序啟動，N大于等于3;記錄接收到所述第一激光旋轉掃描裝置發射的激光信號的第二 時間；以及根據所述第一時間和所述第二時間，確定接收時長，所述接收時長用于表示自接 收到所述同步信號至接收到激光信號之間的時間間隔； 定位單元，用于根據所述接收時長，確定所述第一激光旋轉掃描裝置的旋轉角度;根據 所述N個激光旋轉掃描裝置的旋轉角度，確定所述激光接收裝置的位置，并將所述激光接收 裝置的位置作為目標對象的位置，所述激光接收裝置位于所述目標對象所在的位置。9. 如權利要求8所述的激光接收裝置，其特征在于，所述激光接收裝置還包括至少一個 激光敏感元件，用于:在接收到所述同步信號后，通知所述計時單元記錄所述第一時間；以 及在接收到所述激光信號后，通知所述計時單元記錄所述第二時間； 所述計時單元，具體用于:在接收到所述至少一個激光敏感元件的通知后記錄所述第 一時間；以及在接收到所述至少一個激光敏感元件的通知后記錄所述第二時間。10. 如權利要求8所述的激光接收裝置，其特征在于，所述定位單元，具體用于： 將所述接收時長，作為所述第一激光旋轉掃描裝置的旋轉時長； 根據所述第一激光旋轉掃描裝置的旋轉時長及所述第一激光旋轉掃描裝置的轉速，確 定所述第一激光旋轉掃描裝置的旋轉角度。11. 如權利要求8所述的激光接收裝置，其特征在于，所述定位單元，還用于： 從所述N個激光旋轉掃描裝置中選擇三個激光旋轉掃描裝置，所述三個激光旋轉掃描 裝置發射的激光面可相交于一點； 根據所述三個激光旋轉掃描裝置的旋轉角度及所述三個激光旋轉掃描裝置所在的位 置，通過三角定位法確定所述激光接收裝置的位置。12. 如權利要求8所述的激光接收裝置，其特征在于，所述第一激光旋轉掃描裝置包含 一字線激光模組、直流無刷馬達及驅動器、鏡面裝置，且所述鏡面裝置固定在所述直流無刷 馬達及驅動器； 所述一字線激光模組用于發射激光信號到所述鏡面裝置； 所述鏡面裝置，用于將所述一字線激光模組發射的激光信號反射到監測區域形成激光 面； 所述直流無刷馬達及驅動器，用于通過所述直流無刷馬達及驅動器的轉動帶動所述鏡 面裝置的旋轉，使得所述激光面旋轉掃描所述監測區域，所述目標對象位于所述監測區域 內。13. 如權利要求12所述的激光接收裝置，其特征在于，所述第一激光旋轉掃描裝置還包 括角度傳感器，用于在檢測到所述直流無刷馬達及驅動器旋轉到需要啟動掃描的初始角度 時，通知同步模塊發射所述同步信號到所述監測區域。14. 如權利要求12所述的激光接收裝置，其特征在于，所述激光發射裝置包含三個激光 旋轉掃描裝置，其中兩個激光旋轉掃描裝置中的鏡面裝置沿水平方向旋轉且與一字線激光 模組位于同一水平線;另外一個激光旋轉掃描裝置中的鏡面裝置沿豎直方向進行旋轉且與 一字線激光模組位于同一豎直線。
【文檔編號】G01S5/16GK106093863SQ201610379036
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年5月31日
【發明人】何風行, 呂鐵漢, 羅春, 劉超
【申請人】上海樂相科技有限公司