[發(fā)明專(zhuān)利]一種水下光定位裝置和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011237284.8
• 申請(qǐng)日: 2020-11-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112558085A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 熊明磊;陳龍冬;桑永鋒
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 博雅工道（北京）機(jī)器人科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01S17/06
• 分類(lèi)號(hào): G01S17/06;G01S7/481
• 代理公司: 北京紐樂(lè)康知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11210
• 代理人: 唐忠慶

本發(fā)明公開(kāi)了一種水下光定位裝置及方法，該裝置包括：防水裝置一、防水裝置二，防水裝置一與防水裝置二相連，防水裝置一內(nèi)部安裝有基站A，防水裝置二內(nèi)部安裝有被定位體B、反饋元件；基站A包括電機(jī)，電機(jī)一端與反饋元件連接，電機(jī)內(nèi)部安裝有激光發(fā)射模塊，激光發(fā)射模塊一端通過(guò)激光反射光路與光學(xué)器件連接，光學(xué)器件一端通過(guò)激光反射光路與被定位體B連接，被定位體B包括感光元件、解算電路，感光元件、解算電路相連。通過(guò)該裝置及方法，提供了一種有效的水下光定位結(jié)構(gòu)和方法，通過(guò)若干個(gè)成本較低/結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單的光基站，可以實(shí)現(xiàn)極為精準(zhǔn)的定位效果；降低了定位成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光定位技術(shù)領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)，涉及一種水下光定位裝置和方法。

背景技術(shù)

在現(xiàn)有技術(shù)中，水下光定位存在一定的難度，缺少一種有效的水下光定位系統(tǒng)，不能達(dá)到精準(zhǔn)的定位；其定位信號(hào)是由非被定位的光傳感器發(fā)出的，不能同時(shí)支持大量光傳感器的定位，當(dāng)同時(shí)有多個(gè)光傳感器被定位到，不能確定其姿勢(shì)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)相關(guān)技術(shù)中的上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出一種水下光定位裝置和方法，能夠克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種種光定位裝置，該裝置包括：防水裝置一、防水裝置二，所述防水裝置一與所述防水裝置二相連，所述防水裝置一內(nèi)部安裝有基站A，所述防水裝置二內(nèi)部安裝有被定位體B、反饋元件、光學(xué)器件；所述基站A包括電機(jī)，所述電機(jī)一端與所述反饋元件連接，所述電機(jī)內(nèi)部安裝有激光發(fā)射模塊，所述激光發(fā)射模塊一端通過(guò)激光反射光路與光學(xué)器件連接，所述光學(xué)器件一端通過(guò)所述激光反射光路與所述被定位體B連接，所述被定位體B包括感光元件、解算電路，所述感光元件、解算電路相連。

進(jìn)一步的，所述電機(jī)為一個(gè)。

進(jìn)一步的，所述激光發(fā)射模塊發(fā)出的光為藍(lán)紫光。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種水下光定位方法，該方法包括以下步驟：

S1：激光發(fā)射模塊驅(qū)動(dòng)激光二極管發(fā)射激光并對(duì)激光進(jìn)行編碼，其中，編碼時(shí)必須同步，編碼采用LFSR序列，編碼周期內(nèi)的每組數(shù)都唯一，通過(guò)任意一段碼值推算得整段周期，并得到該段碼在整段碼中的位置，碼值為同步時(shí)間戳；

S2：激光反射光路將激光發(fā)射模塊發(fā)出的激光變成線狀輸出，其中，發(fā)出的激光為藍(lán)紫光，激光發(fā)射模塊發(fā)出編碼的激光來(lái)自同一個(gè)光源或?qū)山M激光同步編碼，線狀輸出的激光線相互垂直；

S3：電機(jī)及反饋元件進(jìn)行固定頻率的轉(zhuǎn)動(dòng)，其中，反饋元件將一個(gè)光耦器件作為檢測(cè)點(diǎn)，測(cè)得檢測(cè)點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率作為反饋數(shù)據(jù)，調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速；

S4：被定位體B上的感光元件對(duì)藍(lán)紫激光開(kāi)始掃描，其中，感光元件組成定位點(diǎn)，被定位體B上設(shè)有若干個(gè)定位點(diǎn)，定位點(diǎn)為剛體，定位點(diǎn)的位置不變；

S5：解算電路采用解算原理進(jìn)行位置解算，完成位置定位；

所述解算原理為：

初始化，基站A內(nèi)置電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)光耦元件觸發(fā)后，從0開(kāi)始編碼；

掃描，其中，掃描時(shí)，激光區(qū)A1和A2分別左右傾斜45°且?guī)в芯幋a的線狀激光；

接收與解算，定位點(diǎn)接收到激光區(qū)A1的激光及編碼，結(jié)合初始編碼，計(jì)算出A1發(fā)出的激光相對(duì)于起始點(diǎn)轉(zhuǎn)過(guò)的角度，把發(fā)射和反射的光線構(gòu)成的平面作為一個(gè)平面，同理，對(duì)激光區(qū)A2確定一個(gè)平面，確定一條射線，完成定位點(diǎn)的位置，其中，起始點(diǎn)為光耦元件被觸發(fā)的點(diǎn)，兩平面為垂直的平面，定位點(diǎn)為感光元件，起始點(diǎn)為光耦元件被觸發(fā)的點(diǎn)，射線以基站A為頂點(diǎn)。

本發(fā)明的有益效果：通過(guò)該裝置及方法，提供了一種有效的水下光定位結(jié)構(gòu)和方法，通過(guò)若干個(gè)成本較低/結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單的光基站，可以實(shí)現(xiàn)極為精準(zhǔn)的定位效果；降低了定位成本。

附圖說(shuō)明