[發(fā)明專利]一種基于激光及無線技術(shù)的近距離移動(dòng)定位系統(tǒng)及其方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710058632.7
• 申請(qǐng)日: 2017-01-23
• 公開（公告）號(hào): CN106802412B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李維;王心佐;趙佳寶;談曉潔;寧海楠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S11/12
• 分類號(hào): G01S11/12;G01S11/04
• 代理公司: 江蘇瑞途律師事務(wù)所 32346
• 代理人: 蔣海軍

本發(fā)明公開了一種基于激光及無線技術(shù)的近距離移動(dòng)定位系統(tǒng)及其方法，屬于定位技術(shù)領(lǐng)域。包括激光發(fā)射器、處理模塊、無線通信模塊、接收裝置和發(fā)射裝置，所述的發(fā)射裝置上安裝有激光發(fā)射器和無線通信模塊，所述的接收裝置上安裝有激光接收器和無線通信模塊，發(fā)射裝置包括旋轉(zhuǎn)軸，激光發(fā)射器垂直安裝于旋轉(zhuǎn)軸上，旋轉(zhuǎn)軸以恒定角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，接收裝置包括固定架，激光接收器固定在固定架上端，激光接收器為激光傳感器，激光接收器與激光發(fā)射器產(chǎn)生的激光束處于同一平面，無線通信模塊和激光接收器均與處理模塊相連。它可以計(jì)算出各裝置的實(shí)時(shí)相對(duì)位置(包括相對(duì)距離、相對(duì)角度和裝置朝向)，從而在低成本下達(dá)到高精度的近距離移動(dòng)定位。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及定位技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于激光及無線技術(shù)的近距離移動(dòng)定位系統(tǒng)及其方法。

背景技術(shù)

目前，定位技術(shù)主要包括絕對(duì)位置定位和相對(duì)位置定位技術(shù)。絕對(duì)位置定位主要包括GPS定位技術(shù)，但因受限于場地、信號(hào)阻擋、精度有限等原因，不適用于近距離定位。相對(duì)位置定位涉及多種傳感模塊，包括接收信號(hào)強(qiáng)度指示器(RSSI)、視覺傳感器，以及近距離傳感器(常見有超聲波傳感器、激光傳感器、紅外傳感器等)。視覺傳感器由于算法計(jì)算量較大、設(shè)備較昂貴，接收信號(hào)強(qiáng)度指示器由于精度不佳，故二者在近距離定位技術(shù)中并不常用。近距離(0—5m)移動(dòng)機(jī)器人定位主要使用近距離傳感技術(shù)，以確定周圍移動(dòng)機(jī)器人的相對(duì)姿態(tài)(距離、角度、朝向等)，使用的傳感器原理、性能不同，會(huì)使用到不同的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，相應(yīng)的成本也會(huì)不同。現(xiàn)有的主流定位方法主要有超聲波模塊多點(diǎn)定位法、多紅外傳感模塊定位法和激光測(cè)距儀定位法。近距離傳感器中，超聲波模塊有價(jià)格低、精度適中的特點(diǎn)，紅外模塊價(jià)格較低，但是覆蓋距離較短，且易受環(huán)境影響。激光測(cè)距儀精度很高，但是設(shè)備價(jià)格昂貴。

進(jìn)入中國的PCT發(fā)明專利，公開號(hào)：CN101680942B，公開日：2013年11月6日，公開了一種組合式無線電和激光定位系統(tǒng)，其包括：地基無線電通信裝置網(wǎng)，配置成產(chǎn)生至少一激光束的激光發(fā)射器，以及至少一用戶單元。每一用戶單元包括：配置成接收由至少一地基通信裝置發(fā)送的至少一測(cè)距無線電信號(hào)的無線電接收器，配置成接收由激光發(fā)射器產(chǎn)生的至少一激光束的激光探測(cè)器，以及配置成將包含由至少一測(cè)距無線電信號(hào)傳送的數(shù)據(jù)組，以及由所述至少一激光束傳送的數(shù)據(jù)組}數(shù)據(jù)組轉(zhuǎn)換成用戶單元的位置坐標(biāo)的處理器，其中以激光輔助級(jí)精度獲得所述用戶單元的縱坐標(biāo)組。其不足之處在于，該專利采用激光測(cè)距技術(shù)，測(cè)量距離短，精度不高。

發(fā)明內(nèi)容

1.發(fā)明要解決的技術(shù)問題

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的近距離激光測(cè)距定位系統(tǒng)中成本較高的問題，本發(fā)明提供了一種基于激光及無線技術(shù)的近距離移動(dòng)定位系統(tǒng)及其方法。它可以計(jì)算出各裝置的實(shí)時(shí)相對(duì)位置(包括相對(duì)距離、相對(duì)角度和裝置朝向)，從而在低成本下達(dá)到高精度的近距離移動(dòng)定位。

2.技術(shù)方案

為解決上述問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

一種基于激光及無線技術(shù)的近距離移動(dòng)定位系統(tǒng)，包括激光發(fā)射器和處理模塊，包括無線通信模塊、接收裝置和發(fā)射裝置，所述的發(fā)射裝置上安裝有激光發(fā)射器和無線通信模塊，所述的接收裝置上安裝有激光接收器和無線通信模塊。

優(yōu)選地，所述的激光接收器為激光傳感器。

優(yōu)選地，所述的發(fā)射裝置包括旋轉(zhuǎn)軸，激光發(fā)射器垂直安裝于旋轉(zhuǎn)軸上。

優(yōu)選地，旋轉(zhuǎn)軸以恒定角速度轉(zhuǎn)動(dòng)。

優(yōu)選地，所述的接收裝置包括固定架，激光接收器固定在固定架上端。

優(yōu)選地，激光接收器與激光發(fā)射器產(chǎn)生的激光束處于同一平面。

優(yōu)選地，無線通信模塊和激光接收器均與處理模塊相連。

優(yōu)選地，所述的接收裝置上安裝有三個(gè)以上的激光接收器。