[發明專利]一種指示光斑二維定位方法及系統

在審

• 申請號: 201710253026.0
• 申請日: 2017-04-18
• 公開（公告）號: CN107024678A
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 發明（設計）人: 張望
• 申請（專利權）人: 大連道科特科技發展有限公司
• 主分類號: G01S5/22
• 分類號: G01S5/22;G06F3/0354;G06F3/043
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司21212
• 代理人: 王丹,李洪福

1.一種指示光斑二維定位方法，其特征在于，其步驟包括：

S1在指示光待投射區域覆蓋定位介質，用以承接指示光斑；

S2在所述定位介質邊緣布置若干聲波接收裝置；

S3利用激光發射裝置將調制激光作為指示光投射于定位介質上形成指示光斑，所述指示光斑所在定位介質處因受到調制激光照射，而激發產生聲波信號；

S4通過分布在所述定位介質邊緣的各聲波接收裝置接收以指示光斑為中心沿定位介質向四周傳播的聲波信號；

S5根據聲波到達各聲波接收裝置所用的時間，并結合各聲波接收裝置相對于所述定位介質的位置信息，計算指示光斑在該定位介質上的二維位置。

2.根據權利要求1所述的指示光斑二維定位方法，其特征在于：所述定位介質表面附有能增強對特定波長指示光吸收效果的涂層，使所述定位介質表面在吸收指示光的能量后于指示光斑位置局部升溫并產生熱彈性膨脹，進而激發與指示光強度變化趨勢一致的脈沖式聲波信號。

3.根據權利要求2所述的指示光斑二維定位方法，其特征在于：所述定位介質為均勻材料且對聲波傳導表現為各向同性，以確保聲波沿所述定位介質各方向傳播速度相同。

4.一種指示光斑二維定位系統，其特征在于，所述系統包括：

用以發送激光并同時發送標定激光產生時間標簽的激光投射單元；

用以承接指示光斑，且其表面施加有能夠增強其對特定波長激光吸收效果的涂層的定位介質，所述定位介質表面吸收激光的能量后于指示光斑位置發生局部升溫，并產生熱彈性膨脹，進而激發與激光強度變化趨勢一致的脈沖式聲波；

若干設置于定位介質邊緣，接收沿定位介質傳播的聲波信號，并將聲波信號轉換為脈沖式周期性變化電信號的聲波傳感器；

用于接收脈沖式電信號和時間標簽，并綜合各聲波傳感器在定位介質邊緣的位置信息，計算得到指示光斑相對于定位介質的二維位置的微處理單元，所述微處理單元還將得到的位置信息傳送至上層設備，以實現人機互動。

5.根據權利要求4所述的指示光斑二維定位系統，其特征在于：所述激光投射單元包括光源模塊、調制模塊、無線通訊模塊以及電源模塊；

所述光源模塊采用小型高效率的半導體激光器發送指示光；

所述調制模塊與所述光源模塊連接，將指示光調制為強度呈脈沖式周期性變化的調制激光；

所述無線通訊模塊向微處理器發送時間標簽以標識每個脈沖激光產生的時間。

6.根據權利要求4所述的指示光斑的二維定位系統，其特征在于：所述定位介質邊緣處設置吸聲結構，以減小聲聲波信號到達邊緣后產生的反射，進一步提高所述聲波接收單元所接收聲波信號的信噪比。

7.根據權利要求4所述的指示光斑二維定位系統，其特征在于：

所述微處理器對脈沖式電信號進行處理，并參考接收到的脈沖激光產生的時間標簽，判別脈沖聲波到達各聲波傳感器所用的時間；

所述微處理器還通過增加一定時間內脈沖式電信號的處理次數，提高判別脈沖聲波到達各聲波傳感器所用時間的準確性。