[發(fā)明專利]一種基于局部坐標(biāo)系的空間定位裝置、系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510930657.2
• 申請(qǐng)日: 2015-12-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105572671B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 司劍峰;鐘冬望;涂勝武;李琳娜;何理;吳亮;操鵬;黃雄;陳晨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S15/06
• 分類號(hào): G01S15/06
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11212
• 代理人: 楊立

1.一種基于局部坐標(biāo)系的空間定位系統(tǒng)，其特征在于：包括至少五組基于局部坐標(biāo)系的空間定位裝置；

其中一個(gè)所述基于局部坐標(biāo)系的空間定位裝置設(shè)置在目標(biāo)點(diǎn)處作為目標(biāo)定位裝置(101)，所述目標(biāo)定位裝置(101)用于測(cè)量目標(biāo)點(diǎn)的空間三維坐標(biāo)；

其余所述基于局部坐標(biāo)系的空間定位裝置作為輔助定位裝置在局部空間內(nèi)構(gòu)建空間三維立體坐標(biāo)系，且所述輔助定位裝置之間，以及每個(gè)所述輔助定位裝置和所述目標(biāo)定位裝置(101)之間均可以通過(guò)對(duì)應(yīng)的無(wú)線收發(fā)器(8)無(wú)線連接；

其中，所述基于局部坐標(biāo)系的空間定位裝置包括殼體(1)，所述殼體(1)表面設(shè)有按鍵單元(2)和顯示單元(3)，所述殼體(1)表面標(biāo)有測(cè)距刻度尺(4)，所述殼體(1)內(nèi)設(shè)有超聲波發(fā)射器(5)、超聲波接收器(6)、主控制器(7)、無(wú)線收發(fā)器(8)和電池組(9)，所述按鍵單元(2)、顯示單元(3)、超聲波發(fā)射器(5)、超聲波接收器(6)和無(wú)線收發(fā)器(8)均與所述主控制器(7)電連接，所述超聲波發(fā)射器(5)、超聲波接收器(6)、主控制器(7)、無(wú)線收發(fā)器(8)均與所述電池組(9)連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于局部坐標(biāo)系的空間定位系統(tǒng)，其特征在于：所述按鍵單元(2)和顯示單元(3)共面設(shè)置在所述殼體(1)一側(cè)表面，所述測(cè)距刻度尺(4)設(shè)置在所述殼體上設(shè)有按鍵單元(2)一側(cè)表面的上端邊沿處，且所述測(cè)距刻度尺(4)的中點(diǎn)為參照基準(zhǔn)點(diǎn)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于局部坐標(biāo)系的空間定位系統(tǒng)，其特征在于：所述電池組(9)包括多個(gè)相互串聯(lián)設(shè)置的可充電電池。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于局部坐標(biāo)系的空間定位系統(tǒng)，其特征在于：所述輔助定位裝置中，其中一個(gè)設(shè)置為空間三維坐標(biāo)的原點(diǎn)處，作為原點(diǎn)定位裝置(102)，其余的所述輔助定位裝置分別設(shè)置在空間三維坐標(biāo)的x軸、y軸和z軸上的預(yù)設(shè)單位長(zhǎng)度處，且所述空間三維坐標(biāo)的x軸、y軸和z軸上均至少設(shè)有一個(gè)所述輔助定位裝置，分別作為x軸定位裝置(103)、y軸定位裝置(104)和z軸定位裝置(105)，所述原點(diǎn)定位裝置(102)、x軸定位裝置(103)、y軸定位裝置(104)和z軸定位裝置(105)構(gòu)成空間三維立體坐標(biāo)系。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種基于局部坐標(biāo)系的空間定位系統(tǒng)，其特征在于：在所述空間三維立體坐標(biāo)系中，所述原點(diǎn)定位裝置(102)、x軸定位裝置(103)、y軸定位裝置(104)和z軸定位裝置(105)均以其測(cè)距刻度尺(4)的中點(diǎn)為參照基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置在坐標(biāo)軸上，所述目標(biāo)定位裝置(101)也以其測(cè)距刻度尺(4)的中點(diǎn)為參照基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置在目標(biāo)點(diǎn)處。

6.一種基于局部坐標(biāo)系的空間定位方法，其特征在于：其采用權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的基于局部坐標(biāo)系的空間定位系統(tǒng)，包括：

步驟1：在局部空間內(nèi)構(gòu)建三維立體坐標(biāo)系；

步驟2：在所述三維立體坐標(biāo)系內(nèi)，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的單位長(zhǎng)度選定x軸、y軸和z軸上的單位基點(diǎn)；

步驟3：選取目標(biāo)點(diǎn)，并計(jì)算出目標(biāo)點(diǎn)的三維坐標(biāo)，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)點(diǎn)定位。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種基于局部坐標(biāo)系的空間定位方法，其特征在于，所述步驟1的具體實(shí)現(xiàn)為：

步驟11：在局部空間內(nèi)選取坐標(biāo)原點(diǎn)，并將所述原點(diǎn)定位裝置(102)設(shè)置在所述坐標(biāo)原點(diǎn)處；

步驟12：根據(jù)所述坐標(biāo)原點(diǎn)選定x軸、y軸和z軸，并將所述x軸定位裝置(103)、y軸定位裝置(104)和z軸定位裝置(105)分別設(shè)置在所述x軸、y軸和z軸上，構(gòu)成三維立體坐標(biāo)系，且所述空間三維坐標(biāo)的x軸、y軸和z軸上分別設(shè)有至少一個(gè)所述x軸定位裝置(103)、y軸定位裝置(104)和z軸定位裝置(105)。