[發明專利]自由空間定位儀

有效

• 申請號: 201580080659.5
• 申請日: 2015-06-04
• 公開（公告）號: CN107709921B
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 古茲曼·斯萊特門
• 申請（專利權）人: 樂敏科德公司
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01B11/24;G01B11/25;G01D5/26
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 梁麗超;劉丹

1.一種用于自由空間定位的系統，包括傳感器裝置(1)和存儲單元(10)，所述存儲單元(10)攜帶參考數據庫，所述參考數據庫包括與圖案發生器相關聯的空間中的光的三維圖案(8)的相關圖像和相應的搬運器參考位置數據(31-R、32-R)，

所述傳感器裝置(1)用于計算機控制機器(2)，所述計算機控制機器具有用于相對于第二機器部件(5)的位置改變第一機器部件(4)的位置的可移動搬運器(3)，

其中，所述傳感器裝置(1)包括：

圖案發生器，能夠附接到所述第一機器部件(4)，

相干光照明器(7)中的第一照明器(7-1)，能夠附接到所述第一機器部件(4)或所述第二機器部件(5)，并被光學配置為用相關光照亮所述圖案發生器，用于共同創建空間中的光的三維圖案(8)，

相機(9)中的第一相機(9-1)，能夠附接到所述第二機器部件(5)，并且被光學配置為記錄空間中的光的所述三維圖案(8)的圖案圖像，

其中，所述傳感器裝置(1)進一步包括：

a)所述相機(9)中的第二相機(9-2)和傳感器裝置配置單元用于將傳感器裝置(1)配置為

使用相干光照明器中的所述第一照明器(7-1)和相機中的所述第一相機(9-1)的組合，捕獲空間中的光的三維圖案(8)的第一圖像，并且使用相干光照明器中的所述第一照明器(7-1)和相機中的所述第二相機(9-2)的組合，捕獲空間中的光的三維圖案(8)的第二圖像，

其中，第一光學配置(11A)的有效光學距離的范圍與第二光學配置(11B)的有效光學距離的范圍不重疊，在所述第一光學配置(11A)中，光沿著從所述第一照明器(7-1)經由所述圖案發生器到所述第一相機的光路傳播，用于捕獲所述第一圖像，在所述第二光學配置(11B)中，光沿著從所述第一照明器(7-1)經由所述圖案發生器到所述第二相機的光路傳播，用于捕獲所述第二圖像，并且

所述第一照明器被配置為利用相干長度大于每個光學配置(11A、11B)內的最大光路長度差的光照亮所述圖案發生器，或者

b)相干光照明器(7)中的第二照明器(7-2)和傳感器裝置配置單元用于將傳感器裝置(1)配置為使用相機中的所述第一相機(9-1)和相干光照明器中的所述第一照明器(7-1)的組合，捕獲空間中的光的三維圖案(8)的第一圖像，并且使用相機中的所述第一相機(9-1)和相干光照明器中的所述第二照明器(7-2)的組合，捕獲空間中的光的三維圖案(8)的第二圖像，其中，第一光學配置(11A)的有效光學距離的范圍與第二光學配置(11B)的有效光學距離的范圍不重疊，在所述第一光學配置(11A)中，光沿著從所述第一照明器(7-1)經由所述圖案發生器到所述第一相機的光路傳播，用于捕獲所述第一圖像，在所述第二光學配置(11B)中，光沿著從所述第二照明器(7-2)經由所述圖案發生器到所述第二相機的光路傳播，用于捕獲所述第二圖像，并且所述第一照明器(7-1)或所述第二照明器(7-2)中的每一個被配置為利用相干長度大于每個光學配置(11A、11B)內的最大光路長度差的光照亮所述圖案發生器，或者

c)相機(9)中的第二相機(9-2)和相干光照明器(7)中的第二照明器(7-2)以及傳感器裝置配置單元用于將傳感器裝置(1)配置為使用相干光照明器中的所述第一照明器(7-1)和相機中的所述第一相機(9-1)的組合，捕獲空間中的光的三維圖案(8)的第一圖像，并且使用相干光照明器中的所述第二照明器(7-2)和相機中的所述第二相機(9-2)的組合，捕獲空間中的光的三維圖案(8)的第二圖像，其中，第一光學配置(11A)的有效光學距離的范圍與第二光學配置(11B)的有效光學距離的范圍不重疊，在所述第一光學配置(11A)中，光沿著從所述第一照明器(7-1)經由所述圖案發生器到所述第一相機的光路傳播，用于捕獲所述第一圖像，在所述第二光學配置(11B)中，光沿著從所述第二照明器(7-2)經由所述圖案發生器到所述第二相機的光路傳播，用于捕獲所述第二圖像，并且所述第一照明器(7-1)和所述第二照明器(7-2)中的每一個被配置為利用相干長度大于每個光學配置(11A、11B)內的最大光路長度差的光照亮所述圖案發生器，

其中，在每個可移動搬運器位置，所述相機(9)記錄與所述可移動搬運器的位置相關的位置數據，所述傳感器裝置記錄在第一光學配置和第二光學配置中相應配置中的空間中的三維光圖案的第一圖像和第二圖像對，

所述系統進一步包括處理單元(12)，所述處理單元被配置為將所記錄的圖像數據對與所述參考數據庫的圖像數據對進行比較，并且找到相似圖像對，以獲得每個相似圖像對的圖像平移偏移數據，并且基于與多個不同光學配置相關的圖像平移偏移數據，獲得用于所述計算機控制機器(2)的位置校準的平移和旋轉數據。