[發(fā)明專利]一種基于可擴(kuò)展的基站陣列的光學(xué)跟蹤方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810130187.5
• 申請(qǐng)日: 2018-02-08
• 公開（公告）號(hào): CN108414979B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 翁冬冬;荀航;李冬;胡翔;李躍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué);南昌虛擬現(xiàn)實(shí)檢測(cè)技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G01S5/16
• 分類號(hào): G01S5/16
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心 11120
• 代理人: 高會(huì)允;仇蕾安

1.一種基于可擴(kuò)展的基站陣列的光學(xué)跟蹤方法，其特征在于，所述跟蹤方法用于對(duì)待跟蹤目標(biāo)進(jìn)行跟蹤；該方法包括如下步驟：

S1、在所述待跟蹤目標(biāo)上設(shè)置接收器；

S2、采用可擴(kuò)展的基站陣列對(duì)所述待跟蹤目標(biāo)進(jìn)行掃描；

所述可擴(kuò)展的基站陣列由m行、n列共m×n個(gè)基站組成，其中相鄰基站間掃描范圍有重疊；

所述可擴(kuò)展的基站陣列中，每一行基站均由A類基站和B類基站間隔設(shè)置而成；

其中A類基站的工作周期設(shè)置為T_A，B類基站的工作周期設(shè)置為T_B，所述可擴(kuò)展的基站陣列的工作時(shí)間順序?yàn)門_AT_BT_AT_B……T_AT_B交錯(cuò)進(jìn)行；

在工作周期T_A時(shí)間內(nèi)，A類基站先進(jìn)行x方向掃描、再進(jìn)行y方向的掃描，分別記錄所述待跟蹤目標(biāo)對(duì)x方向和y方向掃描信號(hào)的接收時(shí)間；

在工作周期T_B時(shí)間內(nèi)，B類基站先進(jìn)行x方向掃描、再進(jìn)行y方向的掃描，分別記錄所述待跟蹤目標(biāo)對(duì)x方向和y方向掃描信號(hào)的接收時(shí)間；

在基站上設(shè)置頻閃器，采用頻閃器發(fā)射掃描開始信號(hào)，由所述接收器接收；

S3、判斷所述待跟蹤目標(biāo)對(duì)x方向和y方向掃描信號(hào)的接收時(shí)間及其對(duì)應(yīng)基站；

S4、依據(jù)所述開始信號(hào)的發(fā)射時(shí)間、接收器針對(duì)同一基站的掃描信號(hào)的接收時(shí)間以及標(biāo)定后的基站的內(nèi)外參數(shù)計(jì)算所述接收器的位姿。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述可擴(kuò)展的基站陣列中同一列基站、同一行基站均為直線排列；

則每一列基站也由A類基站和B類基站間隔設(shè)置而成。

3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述S3具體為：

所述基站陣列的最小單元為由2行2列共4個(gè)基站組成的單元陣列；所述單元陣列的掃描區(qū)域分為4類，分別為第一區(qū)域、第二區(qū)域、第三區(qū)域以及第四區(qū)域；其中第一區(qū)域?yàn)閮H能被一個(gè)A類基站的掃描范圍覆蓋的區(qū)域；第二區(qū)域?yàn)閮H能被一個(gè)B類基站的掃描范圍覆蓋的區(qū)域；第三區(qū)域?yàn)楸灰粋€(gè)A類基站和一個(gè)B類基站的掃描范圍同時(shí)覆蓋的區(qū)域；第四區(qū)域?yàn)楸粌蓚€(gè)A類基站和兩個(gè)B類基站的掃描范圍同時(shí)覆蓋的區(qū)域；

將所述基站陣列的掃描范圍投影至所述待跟蹤目標(biāo)所處平面，判斷所述待跟蹤目標(biāo)位置所屬單元陣列，且存在如下四種情況：

若所述待跟蹤目標(biāo)位置在所屬單元陣列的第一區(qū)域，則所述待跟蹤目標(biāo)僅在T_A周期內(nèi)接收到一個(gè)A類基站的一次x方向掃描信號(hào)和一次y方向掃描信號(hào)；

若所述待跟蹤目標(biāo)位置在所屬單元陣列的第二區(qū)域，則所述待跟蹤目標(biāo)僅在T_B周期內(nèi)接收到一個(gè)B類基站的一次x方向掃描信號(hào)和一次y方向掃描信號(hào)；

若所述待跟蹤目標(biāo)位置在所屬單元陣列的第三區(qū)域，則所述待跟蹤目標(biāo)在T_A周期內(nèi)接收到對(duì)應(yīng)的A類基站的一次x方向掃描信號(hào)和一次y方向掃描信號(hào)，在T_B周期內(nèi)接收到對(duì)應(yīng)的B類基站的一次x方向掃描信號(hào)和一次y方向掃描信號(hào)；

若所述待跟蹤目標(biāo)位置在所屬單元陣列的第四區(qū)域，則所述待跟蹤目標(biāo)在T_A周期內(nèi)接收到對(duì)應(yīng)兩個(gè)A類基站的兩次x方向掃描信號(hào)和兩次y方向掃描信號(hào)，在T_B周期內(nèi)接收到對(duì)應(yīng)的兩個(gè)B類基站的兩次x方向掃描信號(hào)和兩次y方向掃描信號(hào)，并將掃描信號(hào)的接收時(shí)間反饋至中央處理器，所述中央處理器依據(jù)所述待跟蹤目標(biāo)在第四區(qū)域中位置判斷x方向掃描信號(hào)的接收時(shí)間對(duì)應(yīng)的基站，以及y方向掃描信號(hào)的接收時(shí)間對(duì)應(yīng)的基站。

4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述可擴(kuò)展的基站陣列，以同一列基站、同一行基站均為直線排列時(shí)各基站所處位置為原位；行數(shù)和列數(shù)同為奇數(shù)或同為偶數(shù)的基站設(shè)置于原位；行數(shù)和列數(shù)的奇偶不同的基站設(shè)置于原位右下方設(shè)定的偏移量處；所述設(shè)定的偏移量保證相鄰基站之間掃描范圍有重疊；

對(duì)所述可擴(kuò)展的基站陣列中的基站，將列數(shù)為奇數(shù)的基站標(biāo)記為A類，將列數(shù)為偶數(shù)的基站標(biāo)記為B類。

5.如權(quán)利要求4所述的光學(xué)跟蹤方法，其特征在于，所述S3具體為：

所述基站陣列的最小單元為由2行2列共4個(gè)基站組成的單元陣列；所述單元陣列的掃描區(qū)域分為6類，分別為1號(hào)區(qū)域、2號(hào)區(qū)域、3號(hào)區(qū)域、4號(hào)區(qū)域、5號(hào)區(qū)域以及6號(hào)區(qū)域；

1號(hào)區(qū)域?yàn)閮H能被一個(gè)A類基站的掃描范圍覆蓋的區(qū)域；

2號(hào)區(qū)域?yàn)閮H能被一個(gè)B類基站的掃描范圍覆蓋的區(qū)域；

3號(hào)區(qū)域?yàn)楸粌蓚€(gè)A類基站的掃描范圍同時(shí)覆蓋的區(qū)域；

4號(hào)區(qū)域?yàn)楸粌蓚€(gè)B類基站的掃描范圍同時(shí)覆蓋的區(qū)域；

5號(hào)區(qū)域?yàn)楸灰粋€(gè)A類基站和一個(gè)B類基站的掃描范圍同時(shí)覆蓋的區(qū)域；

6號(hào)區(qū)域?yàn)楸粌蓚€(gè)A類基站和兩個(gè)B類基站的掃描范圍同時(shí)覆蓋的區(qū)域；

將所述基站陣列的掃描范圍投影至所述待跟蹤目標(biāo)所處平面，判斷所述待跟蹤目標(biāo)位置所屬單元陣列，且存在如下六種情況：

若所述待跟蹤目標(biāo)位置在所屬單元陣列的1號(hào)區(qū)域，則所述待跟蹤目標(biāo)僅在T_A周期內(nèi)接收到一個(gè)A類基站的一次x方向掃描信號(hào)和一次y方向掃描信號(hào)；

若所述待跟蹤目標(biāo)位置在所屬單元陣列的2號(hào)區(qū)域，則所述待跟蹤目標(biāo)僅在T_B周期內(nèi)接收到一個(gè)B類基站的一次x方向掃描信號(hào)和一次y方向掃描信號(hào)；

若所述待跟蹤目標(biāo)位置在所屬單元陣列的3號(hào)區(qū)域，則所述待跟蹤目標(biāo)在T_A周期內(nèi)接收到對(duì)應(yīng)兩個(gè)A類基站的兩次x方向掃描信號(hào)和兩次y方向掃描信號(hào)，并將掃描信號(hào)的接收時(shí)間反饋至中央處理器，所述中央處理器依據(jù)所述待跟蹤目標(biāo)在第四區(qū)域中位置判斷x方向掃描信號(hào)的接收時(shí)間對(duì)應(yīng)的A類基站，以及y方向掃描信號(hào)的接收時(shí)間對(duì)應(yīng)的A類基站；

若所述待跟蹤目標(biāo)位置在所屬單元陣列的4號(hào)區(qū)域，則所述待跟蹤目標(biāo)在T_B周期內(nèi)接收到對(duì)應(yīng)兩個(gè)B類基站的兩次x方向掃描信號(hào)和兩次y方向掃描信號(hào)，并將掃描信號(hào)的接收時(shí)間反饋至所述中央處理器，所述中央處理器依據(jù)所述待跟蹤目標(biāo)在4號(hào)區(qū)域中位置判斷x方向掃描信號(hào)的接收時(shí)間對(duì)應(yīng)的B類基站，以及y方向掃描信號(hào)的接收時(shí)間對(duì)應(yīng)的B類基站；

若所述待跟蹤目標(biāo)位置在所屬單元陣列的5號(hào)區(qū)域，則所述待跟蹤目標(biāo)在T_A周期內(nèi)接收到對(duì)應(yīng)一個(gè)A類基站的一次x方向掃描信號(hào)和一次y方向掃描信號(hào)，在T_B周期內(nèi)接收到對(duì)應(yīng)的一個(gè)B類基站的一次x方向掃描信號(hào)和一次y方向掃描信號(hào)；

若所述待跟蹤目標(biāo)位置在所屬單元陣列的6號(hào)區(qū)域，則所屬待跟蹤目標(biāo)在T_A周期內(nèi)接收到對(duì)應(yīng)兩個(gè)A類基站的兩次x方向掃描信號(hào)和兩次y方向掃描信號(hào)，在T_B周期內(nèi)接收到對(duì)應(yīng)的兩個(gè)B類基站的兩次x方向掃描信號(hào)和兩次y方向掃描信號(hào)，并將掃描信號(hào)的接收時(shí)間反饋至所述中央處理器，所述中央處理器依據(jù)所述待跟蹤目標(biāo)在6號(hào)區(qū)域中位置判斷x方向掃描信號(hào)的接收時(shí)間對(duì)應(yīng)的基站，以及y方向掃描信號(hào)的接收時(shí)間對(duì)應(yīng)的基站。