輔助定位系統及方法和室內定位系統及方法

輔助定位系統及方法和室內定位系統及方法
【專利摘要】本發明公開了一種輔助定位系統及方法和室內定位系統及方法，其包括：定位光束發射裝置，設置在定位空間內的預定位置，以預定的掃射周期和預定的角速度向定位空間掃射定位光束，定位光束具有線狀截面，并且繞掃射轉軸轉動，掃射轉軸與線狀截面的延伸方向不垂直；深度成像裝置，設置在定位空間內的預定位置，用于對定位空間成像，基于深度成像裝置所成的圖像能夠確定待定位物體相對于深度成像裝置的相對位置；通信模塊，用于將圖像或相對位置發送給用于基于待定位物體上的光接收器接收的定位光束進行定位的定位裝置。本發明可以解決無法對被遮擋的物體進行定位的問題。
【專利說明】
輔助定位系統及方法和室內定位系統及方法
技術領域
[0001]本發明涉及定位領域，特別是涉及一種輔助定位系統及方法和室內定位系統及方法。
【背景技術】
[0002]室內定位技術作為衛星定位的輔助定位，可以解決衛星信號到達地面時較弱、不能穿透建筑物的問題。
[0003]激光定位技術是一種常見的室內定位技術，該方案是通過在定位空間內搭建發射激光的定位光塔，對定位空間進行激光掃射，在被定位物體上設計多個激光接收感應器，并在接收端對數據進行運算處理，直接輸出三維位置坐標信息。
[0004]激光定位技術在一定程度上可以滿足一般的室內定位需求，但是在待定位物體處在有障礙物遮擋的情況下，激光無法掃射到，從而無法對被遮擋的待定位物體進行定位。

【發明內容】

[0005]本發明要解決的技術問題是提供一種輔助定位系統及方法和室內定位系統及方法，其可以解決在有障礙物遮擋的情況下，無法對待定位物體進行定位的問題。
[0006]根據本發明的一個方面，提供一種輔助定位系統，該系統包括:定位光束發射裝置，設置在定位空間內的預定位置，用于以預定的掃射周期和預定的角速度向定位空間掃射定位光束，定位光束具有線狀截面，并且繞掃射轉軸轉動，掃射轉軸與線狀截面的延伸方向不垂直;深度成像裝置，設置在定位空間內的預定位置，用于對定位空間成像，基于深度成像裝置所成的圖像能夠確定待定位物體相對于深度成像裝置的相對位置;通信模塊，用于將圖像或相對位置發送給用于基于待定位物體上的光接收器接收的定位光束進行定位的定位裝置。
[0007]優選地，定位空間包括多個子定位空間，定位光束發射裝置為多個，分別設置在多個子定位空間內的預定位置，每個定位光束發射裝置用于以預定的掃射周期和預定的角速度向其所在的子定位空間掃射定位光束，多個深度成像裝置分別設置在多個子定位空間內的預定位置，每個深度成像裝置用于對其所在的子定位空間成像，該系統還包括:多個標定光源，分別設置在多個子定位空間內的預定位置，每個標定光源用于向其所在的子定位空間發射標定光束，不同的標定光源所發射的標定光束能夠被區分。
[0008]優選地，該輔助定位系統還可以包括:控制器，分別與多個定位光束發射裝置連接，用于控制多個定位光束發射裝置的掃射模式，以使得同一時間相鄰子定位空間內的定位光束發射裝置所掃射的定位光束不同，并且/或者，相鄰子定位空間內的定位光束發射裝置所掃射的定位光束的時期不同。
[0009]優選地，每個定位光束發射裝置在每個掃射周期內以兩種掃射模式向其所在的子定位空間掃射定位光束，兩種掃射模式的工作時期不同，第二種掃射模式下的第二定位光束的掃射轉軸與第一種掃射模式下的第一定位光束的掃射轉軸具有預定夾角。
[0010]根據本發明的另一個方面，還提供了另一種輔助定位系統，其包括:多個定位光束接收器，適于設置在待定位物體的外表面，用于接收由定位空間內的定位光束發射裝置發出的定位光束，其中，多個光束接收器之間的相對空間位置關系固定，基于多個定位光束接收器在定位光束發射裝置的一個掃射周期內分別接收到定位光束的時間、定位光束發射裝置的角速度、相對空間位置關系以及定位光束發射裝置的預定位置，能夠確定待定位物體的位置;深度成像裝置，適于設置在待定位物體上，用于對定位空間成像，基于深度成像裝置所成的圖像能夠確定待定位物體相對于深度成像裝置的位置;和/或動作捕捉裝置，適于設置在待定位物體上，用于獲取待定位物體的姿態信息，基于動作捕捉裝置獲取的姿態信息能夠確定待定位物體的位置變化信息。
[0011 ]優選地，該輔助定位系統還可以包括:處理器，分別與多個定位光束接收器、深度成像裝置和/或動作捕捉裝置連接，用于獲取多個定位光束接收器接收的定位光束的信息、深度成像裝置獲取的定位空間的圖像信息和/或動作捕捉裝置獲取的姿態信息，并根據預定的判斷規則確定以哪種方式獲取待定位物體的位置。
[0012]優選地，預定的判斷規則可以被設置為，在定位光束接收器接收不到定位光束或接收到的定位光束較弱的情況下，處理器可以基于深度成像裝置獲取的定位空間的圖像信息和/或動作捕捉裝置獲取的姿態信息來確定待定位物體的位置。
[0013]優選地，定位空間可以包括多個子定位空間，該系統還可以包括:標定光束接收器，適于固定在待定位物體的外表面，用于接收由待定位物體所處的子定位空間內的標定光源發出的標定光束，基于接收到的標定光束，能夠確定待定位物體所處的子定位空間。
[0014]根據本發明的另一個方面，還公開了一種輔助定位方法，該方法包括:在待定位物體的外表面布置多個定位光束接收器，定位光束接收器用于接收由定位空間內的定位光束發射裝置發出的定位光束，其中，多個光束接收器之間的相對空間位置關系固定，基于多個定位光束接收器在定位光束發射裝置的一個掃射周期內分別接收到定位光束的時間、定位光束發射裝置的角速度、相對空間位置關系以及定位光束發射裝置的預定位置，能夠確定待定位物體的位置;在待定位物體上設置深度成像裝置，深度成像裝置用于對定位空間成像，基于深度成像裝置所成的圖像能夠確定待定位物體的位置;并且/或者在待定位物體上設置動作捕捉裝置，動作捕捉裝置用于獲取待定位物體的姿態信息，基于動作捕捉裝置獲取的姿態信息能夠確定待定位物體的位置變化信息。
[0015]優選地，該方法還可以包括:根據預定的判斷規則確定以哪種方式獲取待定位物體的位置。
[0016]優選地，根據預定的判斷規則確定以哪種方式獲取待定位物體的位置的步驟包括:在定位光束接收器接收不到定位光束或接收到的定位光束較弱的情況下，基于深度成像裝置獲取的定位空間的圖像信息和/或動作捕捉裝置獲取的姿態信息來確定待定位物體的位置。
[0017]優選地，定位空間包括多個子定位空間，該方法還可以包括:在待定位物體的外表面布置標定光束接收器，標定光束接收器用于接收由定位空間內的標定光源發出的標定光束，基于接收到的標定光束，能夠確定待定位物體所處的子定位空間。
[0018]根據本發明的另一個方面，還公開了一種室內定位系統，包括:定位光束發射裝置，設置在定位空間中的預定位置，用于以預定的掃射周期和預定的角速度向定位空間掃射定位光束，定位光束具有線狀截面，并且繞掃射轉軸轉動，掃射轉軸與線狀截面的延伸方向不垂直;多個定位光束接收器，適于設置在待定位物體的外表面，用于接收定位光束，多個定位光束接收器之間的相對空間位置關系固定，基于多個定位光束接收器在一個掃射周期內分別接收到定位光束的時間、角速度、相對空間位置關系以及定位光束發射裝置的預定位置，能夠確定待定位物體的位置;深度成像裝置，固定設置在定位空間中的預定位置或適于固定設置在待定位物體上，用于對定位空間成像，基于深度成像裝置所成的圖像能夠確定待定位物體的位置;和/或動作捕捉裝置，適于固定設置在待定位物體上，用于獲取待定位物體的姿態信息，基于動作捕捉裝置獲取的姿態信息能夠確定待定位物體的位置變化?目息O
[0019]優選地，該室內定位系統還可以包括:處理器，分別與多個定位光束接收器、深度成像裝置和/或動作捕捉裝置連接，用于獲取多個定位光束接收器接收的定位光束的信息、深度成像裝置獲取的定位空間的圖像信息和/或動作捕捉裝置獲取的姿態信息，并根據預定的判斷規則確定以哪種方式獲取待定位物體的位置。
[0020]優選地，預定的判斷規則可以被設置為，在定位光束接收器接收不到定位光束或接收到的定位光束較弱的情況下，處理器可以基于深度成像裝置獲取的定位空間的圖像信息和/或動作捕捉裝置獲取的姿態信息來確定待定位物體的位置。
[0021]優選地，定位空間包括多個子定位空間，多個定位光束發射裝置分別設置在多個子定位空間內的預定位置，多個深度成像裝置分別設置在多個子定位空間內的預定位置，或者，深度成像裝置為一個，適于固定在待定位物體上，該系統還可以包括:多個標定光源，分別設置在多個子定位空間內的預定位置，每個標定光源用于向其所在的子定位空間發射標定光束，不同的標定光源所發射的標定光束能夠被區分；以及標定光束接收器，適于固定在待定位物體的外表面，用于接收由待定位物體所處的子定位空間內的標定光源發出的標定光束，處理器根據標定光束接收器接收到的標定光束確定待定位物體所處的子定位空間。
[0022]優選地，每個定位光束發射裝置在每個掃射周期內以兩種掃射模式向其所在的子定位空間掃射定位光束，兩種掃射模式的工作時期不同，第二種掃射模式下的第二定位光束的掃射轉軸與第一種掃射模式下的第一定位光束的掃射轉軸具有預定的夾角，處理器基于定位光束接收器在每個掃射周期內接收到第一定位光束的時間以及接收到第二定位光束的時間，能夠確定定位光束接收器相對于定位光束發射裝置的方向。
[0023]優選地，處理器根據在一個掃射周期內既接收到第一定位光束又接收到第二定位光束的多個定位光束接收器相對于定位光束發射裝置的方向和多個定位光束接收器之間的相對位置關系，能夠確定待定位物體的位置。
[0024]優選地，定位光束發射裝置可以包括:第一掃射光源，用于向其所在的子定位空間掃射第一定位光束;第二掃射光源，用于向其所在的子定位空間掃射第二定位光束；以及面光源，用于在每個掃射周期內向其所在的子定位空間發射平面光脈沖，第一掃射光源和第二掃射光源在掃射周期內的不同時期向其所在的子定位空間掃射定位光束，在每個掃射周期內，第一掃射光源開始掃射第一定位光束的時間與面光源發射平面光脈沖的時間之間具有第一固定時間間隔，第二掃射光源開始掃射第二定位光束的時間與面光源發射平面光脈沖的時間之間具有第二固定時間間隔。
[0025]優選地，在每個掃射周期內，在面光源發射第一平面光脈沖后，第一掃射光源開始向其所在的子定位空間掃射定位光束，在面光源發射第二平面光脈沖后，第二掃射光源開始向其所在的子定位空間掃射定位光束，第一平面光脈沖和第二平面光脈沖之間具有固定時間間隔，第一掃射光源開始掃射第一定位光束的時間與面光源發射第一平面光脈沖的時間之間具有第一固定時間間隔，第二掃射光源開始掃射第二定位光束的時間與面光源發射第二平面光脈沖的時間之間具有第二固定時間間隔。
[0026]優選地，定位光束發射裝置所掃射的定位光束的有效范圍被設置為能夠覆蓋其所在的子定位空間而不超出與其所在的子定位空間相鄰的子定位空間。
[0027]優選地，在每個子定位空間內彼此遠離的兩個位置處分別設置有定位光束發射裝置，相鄰子定位空間內同時進行掃射的定位光束發射裝置的兩種掃射模式的啟動順序不同，同一子定位空間內的不同定位光束發射裝置掃射定位光束的時期不同；或者相鄰子定位空間內的定位光束發射裝置掃射定位光束的時期不同，同一子定位空間內的不同定位光束發射裝置的兩種掃射模式的啟動順序不同。
[0028]根據本發明的另一個方面，還公開了一種室內定位方法，用于對處在定位空間內的待定位物體定位，在定位空間內設置有定位光束發射裝置，在待定位物體的外表面布置有多個定位光束接收器，多個定位光束接收器之間的相對空間位置關系固定，在定位空間內或待定位物體上設置有深度成像裝置，并且/或者，在待定位物體上設置有動作捕捉裝置，該方法包括:定位光束發射裝置以預定的掃射周期和預定的角速度向該子定位空間掃射定位光束，定位光束具有線狀截面，并且繞掃射轉軸轉動，掃射轉軸與線狀截面的延伸方向不垂直;多個定位光束接收器接收定位光束，基于多個定位光束接收器在一個掃射周期內分別接收到定位光束的時間、角速度、相對空間位置關系以及定位光束發射裝置的預定位置，能夠確定待定位物體的位置;深度成像裝置對定位空間成像，基于深度成像裝置所成的圖像能夠確定待定位物體的位置;并且/或者動作捕捉裝置獲取待定位物體的姿態信息，基于動作捕捉裝置獲取的姿態信息能夠確定待定位物體的位置變化信息。
[0029]優選地，該方法還可以包括:根據預定的判斷規則確定以哪種方式獲取待定位物體的位置。
[0030]優選地，根據預定的判斷規則確定以哪種方式獲取待定位物體的位置的步驟可以包括:在定位光束接收器接收不到定位光束或接收到的定位光束較弱的情況下，基于深度成像裝置獲取的定位空間的圖像信息和/或動作捕捉裝置獲取的姿態信息來確定待定位物體的位置。
[0031 ] 優選地，定位空間包括多個子定位空間，該方法還可以包括:在每個子定位空間內設置有標定光源，每個標定光源向其所在的子定位空間發射定位光束，不同的標定光源發射的標定光束能夠被區分;在待定位物體的外表面布置標定光束接收器，標定光束接收器用于接收由標定光束，基于接收到的標定光束，能夠確定待定位物體所處的子定位空間。
[0032]綜上，本發明的輔助定位系統及方法和室內定位系統及方法可以解決在有障礙物遮擋的情況下，無法對待定位物體進行定位的問題。
【附圖說明】
[0033]通過結合附圖對本公開示例性實施方式進行更詳細的描述，本公開的上述以及其它目的、特征和優勢將變得更加明顯，其中，在本公開示例性實施方式中，相同的參考標號通常代表相同部件。
[0034]圖1示出了本發明一實施例的輔助定位系統的結構的示意性方框圖。
[0035]圖2示出了定位光束發射裝置的一種結構示意圖。
[0036]圖3示出了定位光束的線狀截面的示意圖。
[0037]圖4示出了一種在多個子定位空間布置本發明的輔助定位系統的狀態示意圖。
[0038]圖5示出了本發明另一實施例的輔助定位系統的結構的示意性方框圖。
[0039]圖6示出了另一種在多個子定位空間布置本發明的輔助定位系統的狀態示意圖。
[0040]圖7示出了根據本發明一實施例的定位光束發射裝置的結構的示意性方框圖。
[0041]圖8示出了根據本發明一實施例的定位光束發射裝置內的兩個掃射光源和面光源的信號發生示意圖。
[0042]圖9示出了根據本發明一實施例的定位光束發射裝置內的兩個掃射光源和面光源的信號發生示意圖。
[0043]圖10示出了本發明另一實施例的輔助定位系統的結構的示意性方框圖。
[0044]圖11示出了本發明一實施例的室內定位系統可以具有的結構的示意性方框圖。
【具體實施方式】
[0045]下面將參照附圖更詳細地描述本公開的優選實施方式。雖然附圖中顯示了本公開的優選實施方式，然而應該理解，可以以各種形式實現本公開而不應被這里闡述的實施方式所限制。相反，提供這些實施方式是為了使本公開更加透徹和完整，并且能夠將本公開的范圍完整地傳達給本領域的技術人員。
[0046]如前所述，對于現有的激光定位方案來說，在待定位物體被遮擋時，無法對待定位物體進行定位。針對這種情況，本發明提出了一種新的定位方案，基于本發明的定位方案，在待定位物體被遮擋時，也能夠對待定位物體進行定位。簡要來說，本發明協同使用包括激光定位技術在內的多種定位技術，使得待定位物體被遮擋時，也能夠根據其它定位技術，確定待定位物體位置。
[0047]下面結合具體實施例對本發明的定位方案進行詳細說明。
[0048]本發明的定位方案可以實現為一種適于安裝在定位空間內的輔助定位系統，如圖1所示，本發明的定位方案可以實現為一種輔助定位系統10，輔助定位系統10包括定位光束發射裝置1、深度成像裝置2以及通信模塊3。
[0049]定位光束發射裝置I設置在定位空間內的預定位置，用于以預定的掃射周期和預定的角速度向定位空間掃射定位光束，定位光束發射裝置所掃射的定位光束具有線狀截面，并且繞掃射轉軸轉動，掃射轉軸與線狀截面的延伸方向不垂直。
[0050]可以通過多種方式實現定位光束發射裝置向其所在的子定位空間掃射定光束。例如，可以通過電機轉動掃描、MEMS掃描鏡掃描、單模光纖抖動掃描等多種方式實現定位光束發射裝置向其所在的子定位空間掃射定位光束。當然，對本領域技術人員來說，還可以有其它實現方式，此處不再贅述。
[0051 ]預定的掃射周期(T)可以對應于預定的角速度(ω )，也可以不對應。
[0052]例如，在定位光束發射裝置圍繞掃射轉軸做勻速圓周旋轉時，可以認為掃射周期對應于預定的角速度，此時有T = 2V?。
[0053]另一方面，在一些情況下，定位光束發射裝置只需要轉動不到一周，例如約四分之一周，即約90°，就可以使掃描光束完全掃描該子定位空間。這樣，在掃描光束掃描子定位空間時和不掃描子定位空間時的旋轉速度可以不同。或者，定位光束發射裝置也可以被設置為使得掃描光束在子定位空間中往復掃描。在這些情況下，T在2V ω。
[0054]線狀截面指的是由垂直于定位光束的中心線的平面截取的截面，為了更好地理解定位光束的線狀截面，下面結合圖2、圖3做進一步說明。
[0055]圖2示出了定位光束發射裝置的一種結構示意圖。如圖2所示，定位光束發射裝置可以由掃射光源21和旋轉裝置22構成，掃射光源21固定在旋轉裝置22上，旋轉裝置22可以繞固定軸旋轉。其中，掃射光源21可以是豎直的線狀光源(如光源經過狹縫后得到的線狀光源)，也可以是陣列光源，當然還可以是其它類型的光源。
[0056]在旋轉裝置22圍繞轉軸轉動一定角度后，掃射光源21所發出的定位光束就可以覆蓋子定位空間的大部分區域或者整個區域。
[0057]掃射光源21所發出的定位光束具有線狀截面，這里的線狀截面指的是由平行于掃射轉軸(即旋轉軸)的平面α截取的平面，截取的平面如圖3所示，該截面的寬度較小，長度較大，因此，可以稱為線狀截面，線狀截面的延伸方向指的是線狀截面的長度的方向(圖中雙向箭頭所示的方向)。
[0058]在掃射轉軸與線狀截面的延伸方向垂直的情況下，在掃射轉軸轉動時，定位光束所能達到的范圍是一個厚度很小的平面，其所能覆蓋的范圍很小。因此，這里要限定掃射轉軸與線狀截面的延伸方向不垂直，以使得在掃射轉軸轉動時，掃射光束能夠覆蓋子定位空間的大部分區域甚至整個區域。
[0059]其中，定位光束發射裝置在每個掃射周期內所掃射的定位光束所能達到的有效范圍可以被設置為能夠覆蓋其所在的子定位空間，以使得待定位物體在每個子定位空間內任意移動時，待定位物體上的接收裝置都可以接收到定位光束。作為一種優選，定位光束發射裝置所掃射的定位光束的有效范圍可以被設置為能夠覆蓋其所在的子定位空間而不超出與其所在的子定位空間相鄰的子定位空間。其中，有效范圍指的是能夠被接收裝置接收并識別，以用于定位的距離范圍。這樣，可以避免產生較多的激光重疊區域。
[0060]深度成像裝置2設置在定位空間內的預定位置，用于對定位空間成像，基于深度成像裝置2所成的圖像能夠確定待定位物體相對于深度成像裝置2的相對位置。其中，對本發明實施例來說，深度成像裝置2也可以設置在待定位物體上，隨著待定位物體對定位空間成像，這樣，基于所成的像也能夠判斷出待定位物體的位置。
[0061]通信模塊3可以將深度成像裝置2所成的圖像或基于深度成像裝置2所成的圖像確定的待定位物體相對于深度成像裝置2的相對位置發送給用于基于待定位物體上的光接收器接收的定位光束進行定位的定位裝置。
[0062]這樣，在正常情況下(如待定位物體不被遮擋時)，待定位物體上的光接收器可以接收定位光束發射裝置I掃射的定位光束，以此來確定待定位物體在定位空間內的位置信息。在待定位物體被遮擋，或者待定位物體上的光接收器接收到的定位光束較弱的情況下，可以根據深度成像裝置2所成的圖像，來確定待定位物體的位置。
[0063]另外，考慮到激光具有一定的射程，使用激光定位技術對定位空間進行定位時，定位空間的大小受到激光的射程的限制，因此，還可以對本發明的輔助定位系統10進行擴展，使得定位空間的大小可以不受激光射程的限制。
[0064]如圖4所示，可以根據定位光束發射裝置所掃射的定位光束的射程，將需要進行定位的定位空間分成多個子定位空間(圖中的A、B、C、D)。圖4示出了將定位空間劃分出多個方形子定位空間時的示意圖，應該知道，子定位空間的形狀還可以根據需要劃分成其它不同形狀。在每個子定位空間內設置有定位光束發射裝置(圖中的A1、B1、C1、D1)、深度成像裝置(圖中的六2、82、(:2、02)以及標定光源(圖中的?/1七上七)，定位光束發射裝置用于向其所在的子定位空間掃射定位光束，標定光源向其所在的子定位空間發射標定光束，不同子定位空間內的標定光束能夠被區分，在待定位物體上分別設置用以接收定位光束的定位光束接收器和標定光束的標定光束接收器，基于標定光束接收器接收到的標定光束可以確定待定位物體所處的子定位空間，基于定位光束接收器接收到的定位光束可以確定待定位物體在子定位空間內的位置，將待定位物體在子定位空間內的坐標映射到全局坐標系，就可以得到待定位物體在全局坐標系下的位置信息。
[0065]由此，參見圖5，本發明的輔助定位系統10還可以包括多個定位光束發射裝置(圖中1-1、1-2...1-Ν，Ν為整數)、多個深度成像裝置(圖中2-1、2-2...2-Ν，Ν為整數)、多個標定光源(圖中4-1、4-2…4-Ν，N為整數)以及通信模塊3。
[0066]在定位空間包括多個子定位空間的情況下，對于鄰近的子定位空間(當單個子定位空間內有多個定位光束發射裝置時，這里還可以是單個的子定位空間)來說，可能存在光束重疊區域(即在同一時刻有由不同的定位光束發射裝置掃射的同一方向的定位光束)。當待定位物體處于光束重疊區域時，對于待定位物體上的光束接收器所接收到的定位光束而言，不能識別出其是由哪個定位光束發射裝置發出的，這無疑會給后續的定位過程造成干擾。
[0067]因此，需要避免出現激光重疊區域。如圖5所示，本發明的光束發射系統還可以包括控制器5。控制器5分別與多個定位光束發射裝置連接，用于控制多個定位光束發射裝置的掃射模式，以使得同一時間相鄰子定位空間內的定位光束發射裝置所掃射的定位光束不同，并且/或者，相鄰子定位空間內的定位光束發射裝置所掃射的定位光束的時期不同。
[0068]通過控制多個定位光束發射裝置的掃射模式，可以避免激光重疊區域的產生。這里，可以有多種避免出現激光重疊區域的方法。例如，可以對可能造成激光重疊區域的定位光束發射裝置所掃射的定位光束進行編碼，或控制這些定位光束發射裝置所掃射的定位光束(例如，可以控制定位光束發射裝置所掃射的定位光束的頻率或幅度)，以使得可能造成激光重疊區域的定位光束發射裝置所掃射的定位光束不同，根據定位光束可以確定對應的定位光束發射裝置。這里，對定位光束發射裝置所掃射的定位光束進行編碼或控制定位光束發射裝置所掃射的定位光束頻率或幅度的技術已經成熟，此處不再贅述。
[0069]另外，還可以通過控制可能造成激光重疊區域的定位光束發射裝置所掃射的定位光束的時間，來避免出現激光重疊區域。例如，可以控制可能造成激光重疊區域的定位光束發射裝置，使其掃射定光束的時期不同，以此來避免出現激光重疊區域。
[0070]其中，每個子定位空間內的定位光束發射裝置在每個掃射周期內可以以兩種掃射模式向其所在的子定位空間掃射定位光束，這兩種掃射模式的工作時期不同。第二種掃射模式下的第二定位光束的掃射轉軸與第一種掃射模式下的第一定位光束的掃射轉軸具有預定夾角。這里，作為優選，在每個掃射周期內，定位光束發射裝置可以時分地向其所在的子定位空間橫向掃射(沿水平方向掃射)和縱向掃射(沿豎直方向掃射)，其中，橫向掃射的定位光束的線狀截面的延伸方向和掃射轉軸垂直于水平面，縱向掃射的定位光束的線狀截面的延伸方向和掃射轉軸平行于水平面。
[0071]在定位光束發射裝置包括兩種掃射模式的情況下，可以通過控制可能造成激光重疊區域的定位光束發射裝置的兩種掃射模式的順序，或者掃射定位光束的時期來避免出現激光重疊區域。
[0072]如圖6所示，可以在每個子定位空間內彼此遠離的兩個位置處分別設置有定位光束發射裝置。其中，圖6示出的是子定位空間基本上是方形區域的情形，應該知道子定位空間還可以是其它形狀，并且不同子定位空間的形狀可以不同。在子定位空間是其它形狀的情況下，可以在子定位空間距離最遠的兩端分別設置一個定位光束發射裝置。下面結合圖6所示的實施例對這種避免激光重疊區域的方式做進一步說明。
[0073]如圖6所示，本發明述及的子定位空間可以基本上是方形區域，為了避免由于遮擋造成待定位物體上的光束接收裝置接收不到定位光束的情況的發生，可以在每個子定位空間(圖中的A、B、C、D)內靠近對角線的兩個頂點附近分別設置一個定位光束發射裝置(圖中的Al、A2，B1、B2，C1、C2，D1、D2)。就圖6來說，每個子定位空間內的定位光束發射裝置可以在其所處的角落以90°的掃射范圍向其所在的子定位空間掃射定位光束。如前文所述，每個定位光束發射裝置在每個掃射周期內可以具有兩種掃射模式，這里以兩種掃射模式分別為橫向掃射(掃射的定位光束的線狀截面的延伸方向和掃射轉軸垂直于水平面)和縱向掃射(掃射的定位光束的線狀截面的延伸方向和掃射轉軸平行于水平面)為例加以說明。
[0074]參見圖6，為了使得定位光束發射裝置所掃射的定位光束的有效范圍能夠覆蓋其所在的子定位空間而不超出與其所在的子定位空間相鄰的子定位空間。可以在子定位空間的處于對角線的兩個角落處分別設置一個定位光束發射裝置，每個定位光束發射裝置所掃射的定位光束所能到達的最大距離應該大于或等于所述對角線的長度，并且小于或等于所述方形區域邊長的2倍，以使得每個子定位空間內的定位光束發射裝置在每個掃射周期內掃射的定位光束可以覆蓋其所在的子定位空間，并且盡可能少地覆蓋其它子定位空間。
[0075]此時，對于圖6中子定位空間C來說，定位光束發射裝置Cl向子定位空間C掃射的定位光束會達到子定位空間A和子定位空間D中的部分區域(圖中的陰影部分)。由此，在定位光束發射裝置Cl向陰影部分的方向掃射定位光束時，如果陰影部分所在的子定位空間內的定位光束發射裝置也向該區域掃射相同方向的定位光束，那么就會出現激光重疊區域，從而會對后期的定位造成干擾。
[0076]另外，對于子定位空間C內的定位光束發射裝置Cl和定位光束發射裝置C2來說，由于定位光束發射裝置Cl和定位光束發射裝置C2都是向子定位空間Cl掃射的，因此，定位光束發射裝置Cl和定位光束發射裝置C2所掃射的定位光束也可能會在子定位空間C內產生激光重疊區域。
[0077]所以，需要對相鄰子定位空間內的定位光束發射裝置和同一子定位空間內的定位光束發射裝置的掃射的過程進行一些調整，以避免激光重疊區域的出現。
[0078]具體地說，在定位光束發射裝置具有一種掃射模式的情況下，可以通過控制定位光束發射裝置掃射定位光束的時期，使得在同一時間，對于可能會產生重疊區域的定位光束發射裝置而言，只有一個定位光束發射裝置處于掃射狀態。
[0079]另外，如前所述，定位光束發射裝置可以具有兩種掃射模式，此時還可以通過控制定位光束發射裝置的兩種掃射模式的啟動順序和/或掃射時間，以避免產生激光重疊區域。例如可以通過控制相鄰子定位空間內同一時間掃射的定位光束發射裝置的兩種掃射模式的啟動順序不同，同一子定位空間內的定位光束發射裝置掃射定位光束的時期不同，來避免產生激光重疊區域。還可以通過控制相鄰子定位空間內的定位光束發射裝置掃射定位光束的時期不同，同一子定位空間內的定位光束發射裝置的兩種掃射模式的啟動順序不同，來避免產生激光重疊區域。
[0080]舉例來說，對于相鄰的子定位空間A和子定位空間C來說，可以控制定位光束發射裝置Al和定位光束發射裝置C1兩種掃射模式的啟動順序，使得定位光束發射裝置A1和定位光束發射裝置Cl在每種掃射周期內的兩種掃射模式的啟動順序相反。即光束發射裝置Al先橫向掃射后縱向掃射時，定位光束發射裝置Cl先縱向掃射，橫向掃射。由此，根據光束接收器接收的兩種定位光束的順序，可以區分對應的光束發射裝置。對于子定位空間C內的定位光束發射裝置Cl和定位光束發射裝置C2來說，可以控制定位光束發射裝置Cl和定位光束發射裝置C2掃射定位光束的時期，使得對于子定位空間C而言，在同一時間，最多只有一個定位光束發射裝置處于工作狀態。
[0081]另外，還可以對光束發射裝置A1和定位光束發射裝置C1在每種掃射周期內掃射定位光束的時期進行調整，使得光束發射裝置A1和定位光束發射裝置C1掃射定位光束的時期不同，這樣，也可以避免激光重疊區域的產生。而對于單個子定位空間C內的定位光束發射裝置Cl和定位光束發射裝置C2來說，可以控制定位光束發射裝置Cl和定位光束發射裝置C2的兩種掃射模式的啟動順序，使得定位光束發射裝置C1和定位光束發射裝置C2的兩種掃射模式的啟動順序相反。
[0082]如前文所述，每個子定位空間內的定位光束發射裝置在每個掃射周期內可以分時地以兩種掃射模式向其所在的子定位空間掃射定位光束。此時，如圖7所示，每個定位光束發射裝置可以包括第一掃射光源11、第二掃射光源12以及面光源13。
[0083]在每個掃射周期內，第一掃射光源11可以以預定的角速度向子定位空間橫向掃射第一定位光束，第二掃射光源12可以以預定的角速度向子定位空間縱向掃射第二第定位光束。
[0084]面光源13在每個掃射周期內向其所在的子定位空間發射平面光脈沖。
[0085]在每個掃射周期內，第一掃射光源11開始掃射第一定位光束的時間與面光源13發射平面光脈沖的時間之間具有第一固定時間間隔，第二掃射光源12開始掃射第二定位光束的時間與面光源13發射平面光脈沖的時間之間具有第二固定時間間隔。
[0086]其中，可以如圖8所示，面光源13可以以預定的周期T向其所在的子定位空間發射平面光脈沖P，第一掃射光源11和第二掃射光源12可以在每個周期T內的不同時期U^t2)掃射定位光束。
[0087]作為一種優選，同一個子定位空間內的兩個定位光束發射裝置中的面光源所發射的平面光脈沖不同，這樣，根據接收到的平面光脈沖，就可以確定發射該平面光脈沖的面光源所對應的定位光束發射裝置。
[0088]圖8所示的情況，具體實現起來不太方便，因此，本發明提出了另一種面光源和兩個掃射光源相配合的工作模式，如圖9所示，每個掃射周期內，面光源13發射兩次平面光脈沖，在面光源13發射第一平面光脈沖Pl后，第一掃射光源11開始向其所在的子定位空間掃射定位光束(圖中tl段)，在面光源13發射第二平面光脈沖P2后，第二掃射光源12開始向其所在的子定位空間掃射定位光束(圖中t2段)，第一平面光脈沖和第二平面光脈沖之間具有固定時間間隔。
[0089]至此，結合具體實施例詳細描述了輔助定位系統可以具有的結構。另外，本發明的定位方案還可以實現為一種適于安裝在定位空間內的待定位物體上的輔助定位系統。
[0090]如圖10所示，本發明實施例的輔助定位系統10包括多個定位光束接收器(圖中6-
1、6-2-6-1N為整數)、深度成像裝置2和/或動作捕捉裝置7。
[0091]多個定位光束接收器適于固定在待定位物體的外表面，用于接收由待定位物體所處的子定位空間內的定位光束發射裝置發出的定位光束，多個定位光束接收器之間的相對空間位置關系固定。基于多個定位光束接收器接收到的定位光束的信息、多個定位光束接收器之間的相對空間位置關系能夠確定待定位物體的位置。
[0092]深度成像裝置2適于固定在待定位物體上，用于對定位空間成像，基于深度成像裝置所成的圖像能夠確定待定位物體相對于深度成像裝置的位置。
[0093]動作捕捉裝置7適于設置在待定位物體上，用于獲取待定位物體的姿態信息，基于動作捕捉裝置獲取的姿態信息能夠確定待定位物體的位置變化信息。這里的動作捕捉裝置7可以采用慣性測量單元(MU)，將慣性測量單元(MU)固定在待定位物體上時，就可以獲取待定位物體的加速度、角速度及待定位物體所處的地磁力等信息，基于這些信息就可以獲取待定位物體的姿態信息和相對于大地坐標系的位置信息。
[0094]這樣，在正常情況下(如待定位物體不被遮擋時)，待定位物體上的光接收器可以接收定位光束發射裝置掃射的定位光束，以此來確定待定位物體在定位空間內的位置信息。在待定位物體被遮擋，待定位物體上的光接收器接收不到定位光束，或者待定位物體上的光接收器接收到的定位光束較弱的情況下，可以根據深度成像裝置2所成的圖像，或者根據動作捕捉裝置7采集的待定位物體的姿態信息，來確定待定位物體的位置信息。
[0095]參見圖10，本發明實施例的輔助定位系統10還可以包括處理器8。處理器8分別與多個定位光束接收器、深度成像裝置2和/或動作捕捉裝置7連接，用于獲取多個定位光束接收器接收的定位光束的信息、深度成像裝置2獲取的定位空間的圖像信息和/或動作捕捉裝置7獲取的姿態信息，并根據預定的判斷規則確定以哪種方式獲取待定位物體的位置。
[0096]例如，在定位光束接收器接收不到定位光束或接收到的定位光束較弱的情況下，處理器8可以基于深度成像裝置2獲取的定位空間的圖像信息和/或動作捕捉裝置7獲取的姿態信息來確定待定位物體的位置。
[0097]另外，參見圖10，在定位空間包括多個子定位空間的情況下，本發明的實施例的輔助定位系統1還可以包括標定光束接收器9。
[0098]標定光束接收器9適于固定在待定位物體的外表面，用于接收由待定位物體所處的子定位空間內的標定光源發出的標定光束，基于接收到的標定光束，能夠確定待定位物體所處的子定位空間。
[0099]與圖10所示的輔助定位系統10對應，本發明還提出了一種輔助定位方法。該方法包括:在待定位物體的外表面布置多個定位光束接收器，定位光束接收器用于接收由定位空間內的定位光束發射裝置發出的定位光束，其中，多個光束接收器之間的相對空間位置關系固定，基于多個定位光束接收器在定位光束發射裝置的一個掃射周期內分別接收到定位光束的時間、定位光束發射裝置的角速度、相對空間位置關系以及定位光束發射裝置的預定位置，能夠確定待定位物體的位置;在待定位物體上設置深度成像裝置，深度成像裝置用于對定位空間成像，基于深度成像裝置所成的圖像能夠確定待定位物體的位置;并且/或者在待定位物體上設置動作捕捉裝置，動作捕捉裝置用于獲取待定位物體的姿態信息，基于動作捕捉裝置獲取的姿態信息能夠確定待定位物體的位置變化信息。
[0100]該方法還可以包括:根據預定的判斷規則確定以哪種方式獲取待定位物體的位置。
[0101]根據預定的判斷規則確定以哪種方式獲取待定位物體的位置的步驟包括:在定位光束接收器接收不到定位光束或接收到的定位光束較弱的情況下，基于深度成像裝置獲取的定位空間的圖像信息和/或動作捕捉裝置獲取的姿態信息來確定待定位物體的位置。
[0102]定位空間包括多個子定位空間，該方法還包括:在待定位物體的外表面布置標定光束接收器，標定光束接收器用于接收由定位空間內的標定光源發出的標定光束，基于接收到的標定光束，能夠確定待定位物體所處的子定位空間。
[0103]至此，詳細描述了本發明的定位方案實現為一種適于安裝在定位空間內的輔助定位系統時，系統可以具有的結構，和與該系統對應的方法的流程。
[0104]另外，本發明還公開了一種室內定位方法，用于對處在定位空間內的待定位物體定位，定位空間內設置有定位光束發射裝置，待定位物體的外表面布置有多個定位光束接收器，多個定位光束接收器之間的相對空間位置關系固定，定位空間內或待定位物體上設置有深度成像裝置，并且/或者，待定位物體上設置有動作捕捉裝置，該方法包括:定位光束發射裝置以預定的掃射周期和預定的角速度向該子定位空間掃射定位光束，定位光束具有線狀截面，并且繞掃射轉軸轉動，掃射轉軸與線狀截面的延伸方向不垂直;多個定位光束接收器接收定位光束，基于多個定位光束接收器在一個掃射周期內分別接收到定位光束的時間、角速度、相對空間位置關系以及定位光束發射裝置的預定位置，能夠確定待定位物體的位置;深度成像裝置對定位空間成像，基于深度成像裝置所成的圖像能夠確定待定位物體的位置;并且/或者動作捕捉裝置獲取待定位物體的姿態信息，基于動作捕捉裝置獲取的姿態信息能夠確定待定位物體的位置變化信息。
[0105]下面結合室內定位系統對本發明的室內定位方法進行說明。其中，本發明的室內定位系統由位于定位空間內的發射端和位于待定位物體上的接收端組成。發射端和接收端相配合，可以確定待定位物體所處的子定位空間和在子定位空間內的具體位置。其中，關于系統可以具有的結構已在上文做了詳細說明，此處僅介紹本發明的室內定位系統可以具有的結構，而對于其中的細節部分不再贅述。
[0106]參見圖11，本發明的室內定位系統20包括定位光束發射裝置1、多個定位光束接收器(圖中6-1、6-2...6-Ν，Ν為整數)、深度成像裝置2和/或動作捕捉裝置7。
[0107]其中，系統中各部件的相關描述可參見上文相關說明，此處不再贅述。需要說明的是，基于多個定位光束接收器在一個掃射周期內分別接收到定位光束的時間、角速度、相對空間位置關系以及定位光束發射裝置的預定位置，能夠確定待定位物體的位置。
[0108]具體地說，在定位光束發射裝置的一個掃射周期內，定位光束發射裝置I開始掃射定位光束的時刻可以記為to，光束接收器接收到定位光束的時刻可以記為tl，由于定位光束發射裝置的角速度一定(已知)，因此，根據thto之間的時間差，就可以確定定位光束發射裝置在掃射到該光束接收器時，定位光束發射裝置I所轉過的角度，由此，光束接收器相對于定位光束發射裝置的方向就可以確定。以此類推，在一個掃射周期內，可以接收到定位光束的多個光束接收器相對于定位光束發射裝置I的方向都可以確定，然后根據多個光束接收器之間的相對空間位置關系就可以確定多個光束接收器的水平方向上的位置信息，從而可以確定待定位物體所處的水平位置。
[0109]進一步地，如上文所述，定位光束發射裝置在每個掃射周期內可以以兩種掃射模式向定位空間掃射定位光束，這兩種掃射模式的工作時期不同，第二種掃射模式下的第二定位光束的掃射轉軸與第一種掃射模式下的第一定位光束的掃射轉軸具有預定夾角。這里，作為優選，在每個掃射周期內，定位光束發射裝置可以時分地向其所在的子定位空間橫向掃射和縱向掃射，其中，橫向掃射的定位光束的線狀截面的延伸方向和掃射轉軸垂直于水平面，縱向掃射的定位光束的線狀截面的延伸方向和掃射轉軸平行于水平面。
[0110]此時，可以根據定位光束接收器在一個掃射周期內接收到第一定位光束的時間以及接收到第二定位光束的時間，確定定位光束接收器相對于定位光束發射裝置的方向。由此，根據在一個掃射周期內既接收到第一定位光束又接收到第二定位光束的多個定位光束接收器相對于定位光束發射裝置的方向和多個光束接收器之間的相對位置關系，就可以確定待定位物體的位置。
[0111]下面以在每個掃射周期內，定位光束發射裝置分別向定位空間橫向掃射定位光束和縱向掃射定位光束為例，對確定待定位物體的位置的過程進行詳細說明。
[0112]在每個掃射周期內，定位光束發射裝置橫向掃射和縱向掃射的時期不同，并且，橫向掃射和縱向掃射的角速度已知。以定位光束發射裝置先橫向掃射后縱向掃射為例，在定位光束發射裝置的一個掃射周期內，定位光束發射裝置開始橫向掃射定位光束的時刻可以記為to，光束接收器接收到橫向掃射的定位光束的時刻可以記為，由于定位光束發射裝置橫向掃射的角速度一定(已知)，因此，根據之間的時間差、橫向掃射的角速度，就可以確定^時，橫向掃射的定位光束所在的平面。相應地，定位光束發射裝置開始縱向掃射定位光束的時刻可以記為t2，光束接收器接收到縱向掃射的定位光束的時刻可以記為t3，由于定位光束發射裝置的縱向掃射的角速度一定(已知)，因此，根據t3、t2之間的時間差、縱向掃射的角速度，就可以確定t3時，縱向掃射的定位光束所在的平面，由于定位光束發射裝置和定位光束接收器都處于這兩個平面上，因此這兩個平面的交線方向即為定位光束接收器相對于定位光束發射裝置的方向。由此，可以確定多個光束接收器所處的交線方向，然后根據多個光束接收器之間的相對空間位置關系就可以得出待定位物體所處的三維位置信息。
[0113]如圖11所示，本發明的室內定位系統還可以包括處理器8。處理器8分別與多個定位光束接收器、深度成像裝置以及動作捕捉裝置連接(可以是有線連接，也可以是無線連接)，用于獲取多個定位光束接收器接收的定位光束的信息、深度成像裝置獲取的定位空間的圖像信息以及動作捕捉裝置獲取的姿態信息，并根據預定的判斷規則確定以哪種方式獲取待定位物體的位置。
[0114]例如，在定位光束接收器接收不到定位光束或接收到的定位光束較弱的情況下，處理器8可以基于深度成像裝置2獲取的定位空間的圖像信息和/或動作捕捉裝置7獲取的姿態信息來確定待定位物體的位置。
[0115]由此，本發明相當于提供了多種定位方式，即利用定位光束發射裝置進行定位、利用動作捕捉裝置進行定位，利用深度成像裝置進行定位。對于待定位物體來說，可以根據實際情況，選擇合適的定位方式對其進行定位。例如，在正常情況下，可以根據定位光束接收器接收到的定位光源，確定待定位物體的位置信息。再例如，在待定位物體被遮擋，定位光束接收器接收不到定位光束的情況下，或者定位光束接收器接收到的定位光較弱的情況下，可以利用動作捕捉裝置獲取的待定位物體的姿態信息對待定位物體進行定位，由于這里是采取積分的方式來獲取姿態信息的，因此誤差也會積累，所以該種定位方式可以優選地作為待定位物體被遮擋的情況下的后補方案，另外，在對定位精度要求較高的情況下，還可以根據深度成像裝置所成的像對待定位物體進行定位。
[0116]如上文所述，針對定位空間的大小受到激光的射程的限制這一問題，本發明的室內定位系統可以將定位空間進行擴展，將定位空間分成多個子定位空間，此時，本發明的室內定位系統包括多個定位光束發射裝置和多個標定光源。
[0117]其中，多個定位光束發射裝置和多個標定光源的擺列方式和工作模式，可以參照上文相關敘述，此處不再贅述。
[0118]需要說明的是，在將定位空間進行擴展時，本發明的室內定位系統可以包括多個深度成像裝置，多個深度成像裝置分別設置在不同的子定位空間內的預定位置，用于向其所在的子定位空間成像。本發明的室內定位系統也可以包括一個深度成像裝置，設置在待定位物體上，用于對待定位物體所在的子定位空間成像。
[0119]上文中已經參考附圖詳細描述了本發明的輔助定位系統及方法和室內定位系統及方法。基于上述描述可知，本發明相比于已有的激光定位技術，可以解決在有障礙物遮擋的情況下，無法對待定位物體進行定位的問題。
[0120]以上已經描述了本發明的各實施例，上述說明是示例性的，并非窮盡性的，并且也不限于所披露的各實施例。在不偏離所說明的各實施例的范圍和精神的情況下，對于本技術領域的普通技術人員來說許多修改和變更都是顯而易見的。本文中所用術語的選擇，旨在最好地解釋各實施例的原理、實際應用或對市場中的技術的改進，或者使本技術領域的其它普通技術人員能理解本文披露的各實施例。
【主權項】
1.一種輔助定位系統，包括: 定位光束發射裝置，設置在定位空間內的預定位置，用于以預定的掃射周期和預定的角速度向所述定位空間掃射定位光束，所述定位光束具有線狀截面，并且繞掃射轉軸轉動，所述掃射轉軸與所述線狀截面的延伸方向不垂直； 深度成像裝置，設置在所述定位空間內的預定位置，用于對所述定位空間成像，基于所述深度成像裝置所成的圖像能夠確定所述待定位物體相對于所述深度成像裝置的相對位置； 通信模塊，用于將所述圖像或所述相對位置發送給用于基于待定位物體上的光接收器接收的定位光束進行定位的定位裝置。2.根據權利要求1所述的輔助定位系統，其中， 所述定位空間包括多個子定位空間，所述定位光束發射裝置為多個，分別設置在所述多個子定位空間內的預定位置，每個所述定位光束發射裝置用于以預定的掃射周期和預定的角速度向其所在的子定位空間掃射定位光束， 多個所述深度成像裝置分別設置在所述多個子定位空間內的預定位置，每個所述深度成像裝置用于對其所在的子定位空間成像，該系統還包括: 多個標定光源，分別設置在所述多個子定位空間內的預定位置，每個所述標定光源用于向其所在的子定位空間發射標定光束，不同的標定光源所發射的標定光束能夠被區分。3.根據權利要求2所述輔助定位系統，還包括: 控制器，分別與所述多個定位光束發射裝置連接，用于控制所述多個定位光束發射裝置的掃射模式，以使得同一時間相鄰子定位空間內的定位光束發射裝置所掃射的定位光束不同，并且/或者，相鄰子定位空間內的定位光束發射裝置所掃射的定位光束的時期不同。4.根據權利要求3所述的定位輔助系統，其中， 每個所述定位光束發射裝置在每個所述掃射周期內以兩種掃射模式向其所在的子定位空間掃射定位光束， 所述兩種掃射模式的工作時期不同， 第二種掃射模式下的第二定位光束的掃射轉軸與第一種掃射模式下的第一定位光束的掃射轉軸具有預定夾角。5.一種輔助定位系統，包括: 多個定位光束接收器，適于設置在待定位物體的外表面，用于接收由定位空間內的定位光束發射裝置發出的定位光束，其中，所述多個光束接收器之間的相對空間位置關系固定，基于所述多個定位光束接收器在所述定位光束發射裝置的一個掃射周期內分別接收到定位光束的時間、所述定位光束發射裝置的角速度、所述相對空間位置關系以及所述定位光束發射裝置的預定位置，能夠確定所述待定位物體的位置； 深度成像裝置，適于設置在所述待定位物體上，用于對所述定位空間成像，基于所述深度成像裝置所成的圖像能夠確定所述待定位物體相對于所述深度成像裝置的位置;和/或 動作捕捉裝置，適于設置在所述待定位物體上，用于獲取所述待定位物體的姿態信息，基于所述動作捕捉裝置獲取的姿態信息能夠確定所述待定位物體的位置變化信息。6.根據權利要求5所述的輔助定位系統，還包括: 處理器，所述處理器分別與所述多個定位光束接收器、所述深度成像裝置和/或所述動作捕捉裝置連接，用于獲取所述多個定位光束接收器接收的定位光束的信息、所述深度成像裝置獲取的定位空間的圖像信息和/或所述動作捕捉裝置獲取的姿態信息，并根據預定的判斷規則確定以哪種方式獲取所述待定位物體的位置。7.根據權利要求6所述的輔助定位系統，其中，所述預定的判斷規則被設置為， 在所述定位光束接收器接收不到定位光束或接收到的定位光束較弱的情況下，所述處理器基于所述深度成像裝置獲取的定位空間的圖像信息和/或所述動作捕捉裝置獲取的姿態信息確定所述待定位物體的位置。8.根據權利要求5所述的輔助定位系統，其中，所述定位空間包括多個子定位空間，該系統還包括: 標定光束接收器，適于固定在所述待定位物體的外表面，用于接收由所述待定位物體所處的子定位空間內的標定光源發出的標定光束，基于接收到的標定光束，能夠確定所述待定位物體所處的子定位空間。9.一種輔助定位方法，該方法包括: 在待定位物體的外表面布置多個定位光束接收器，所述定位光束接收器用于接收由定位空間內的定位光束發射裝置發出的定位光束，其中，所述多個光束接收器之間的相對空間位置關系固定，基于所述多個定位光束接收器在所述定位光束發射裝置的一個掃射周期內分別接收到定位光束的時間、所述定位光束發射裝置的角速度、所述相對空間位置關系以及所述定位光束發射裝置的預定位置，能夠確定所述待定位物體的位置； 在待定位物體上設置深度成像裝置，所述深度成像裝置用于對所述定位空間成像，基于所述深度成像裝置所成的圖像能夠確定所述待定位物體的位置;并且/或者 在待定位物體上設置動作捕捉裝置，所述動作捕捉裝置用于獲取所述待定位物體的姿態信息，基于所述動作捕捉裝置獲取的姿態信息能夠確定所述待定位物體的位置變化信息。10.根據權利要求9所述的輔助定位方法，還包括: 根據預定的判斷規則確定以哪種方式獲取所述待定位物體的位置。11.根據權利要求10所述的輔助定位方法，所述根據預定的判斷規則確定以哪種方式獲取所述待定位物體的位置的步驟包括: 在所述定位光束接收器接收不到定位光束或接收到的定位光束較弱的情況下，基于所述深度成像裝置獲取的定位空間的圖像信息和/或所述動作捕捉裝置獲取的姿態信息確定所述待定位物體的位置。12.根據權利要求9所述的輔助定位方法，其中，所述定位空間包括多個子定位空間，該方法還包括: 在待定位物體的外表面布置標定光束接收器，所述標定光束接收器用于接收由所述定位空間內的標定光源發出的標定光束，基于接收到的所述標定光束，能夠確定所述待定位物體所處的子定位空間。13.—種室內定位系統，包括: 定位光束發射裝置，設置在定位空間中的預定位置，用于以預定的掃射周期和預定的角速度向所述定位空間掃射定位光束，所述定位光束具有線狀截面，并且繞掃射轉軸轉動，所述掃射轉軸與所述線狀截面的延伸方向不垂直； 多個定位光束接收器，適于設置在待定位物體的外表面，用于接收所述定位光束，所述多個定位光束接收器之間的相對空間位置關系固定，基于所述多個定位光束接收器在一個掃射周期內分別接收到定位光束的時間、所述角速度、所述相對空間位置關系以及所述定位光束發射裝置的預定位置，能夠確定所述待定位物體的位置； 深度成像裝置，固定設置在所述定位空間中的預定位置或適于固定設置在所述待定位物體上，用于對所述定位空間成像，基于所述深度成像裝置所成的圖像能夠確定所述待定位物體的位置;和/或 動作捕捉裝置，適于固定設置在所述待定位物體上，用于獲取所述待定位物體的姿態信息，基于所述動作捕捉裝置獲取的姿態信息能夠確定所述待定位物體的位置變化信息。14.根據權利要求13所述的室內定位系統，還包括: 處理器，分別與所述多個定位光束接收器、所述深度成像裝置和/或所述動作捕捉裝置連接，用于獲取所述多個定位光束接收器接收的定位光束的信息、所述深度成像裝置獲取的定位空間的圖像信息和/或所述動作捕捉裝置獲取的姿態信息，并根據預定的判斷規則確定以哪種方式獲取所述待定位物體的位置。15.根據權利要求14所述的室內定位系統，其中，所述預定的判斷規則設置為， 在所述定位光束接收器接收不到定位光束或接收到的定位光束較弱的情況下，所述處理器基于所述深度成像裝置獲取的定位空間的圖像信息和/或所述動作捕捉裝置獲取的姿態信息確定所述待定位物體的位置。16.根據權利要求14所述的室內定位系統，其中， 所述定位空間包括多個子定位空間，多個所述定位光束發射裝置分別設置在所述多個子定位空間內的預定位置，多個所述深度成像裝置分別設置在所述多個子定位空間內的預定位置，或者，所述深度成像裝置為一個，適于固定在所述待定位物體上，該系統還包括: 多個標定光源，分別設置在所述多個子定位空間內的預定位置，每個所述標定光源用于向其所在的子定位空間發射標定光束，不同的標定光源所發射的標定光束能夠被區分；以及 標定光束接收器，適于固定在待定位物體的外表面，用于接收由所述待定位物體所處的子定位空間內的標定光源發出的標定光束， 所述處理器根據所述標定光束接收器接收到的標定光束確定所述待定位物體所處的子定位空間。17.根據權利要求16所述的室內定位系統，其中， 每個所述定位光束發射裝置在每個所述掃射周期內以兩種掃射模式向其所在的子定位空間掃射定位光束，所述兩種掃射模式的工作時期不同，第二種掃射模式下的第二定位光束的掃射轉軸與第一種掃射模式下的第一定位光束的掃射轉軸具有預定的夾角， 所述處理器基于所述定位光束接收器在每個所述掃射周期內接收到所述第一定位光束的時間以及接收到所述第二定位光束的時間，能夠確定所述定位光束接收器相對于所述定位光束發射裝置的方向。18.根據權利要求17所述的室內定位系統，其中， 所述處理器根據在一個掃射周期內既接收到所述第一定位光束又接收到所述第二定位光束的多個定位光束接收器相對于所述定位光束發射裝置的方向和所述多個定位光束接收器之間的相對位置關系，能夠確定所述待定位物體的位置。19.根據權利要求16所述的室內定位系統，其中，所述定位光束發射裝置包括: 第一掃射光源，用于向其所在的子定位空間掃射所述第一定位光束； 第二掃射光源，用于向其所在的子定位空間掃射所述第二定位光束；以及 面光源，用于在每個所述掃射周期內向其所在的子定位空間發射平面光脈沖， 所述第一掃射光源和所述第二掃射光源在所述掃射周期內的不同時期向其所在的子定位空間掃射定位光束， 在每個所述掃射周期內，所述第一掃射光源開始掃射所述第一定位光束的時間與所述面光源發射所述平面光脈沖的時間之間具有第一固定時間間隔，所述第二掃射光源開始掃射所述第二定位光束的時間與所述面光源發射所述平面光脈沖的時間之間具有第二固定時間間隔。20.根據權利要求19所述的室內定位系統，其中， 在每個所述掃射周期內，在所述面光源發射第一平面光脈沖后，所述第一掃射光源開始向其所在的子定位空間掃射定位光束，在所述面光源發射第二平面光脈沖后，所述第二掃射光源開始向其所在的子定位空間掃射定位光束，所述第一平面光脈沖和所述第二平面光脈沖之間具有固定時間間隔， 所述第一掃射光源開始掃射所述第一定位光束的時間與所述面光源發射所述第一平面光脈沖的時間之間具有第一固定時間間隔，所述第二掃射光源開始掃射所述第二定位光束的時間與所述面光源發射所述第二平面光脈沖的時間之間具有第二固定時間間隔。21.根據權利要求16所述的室內定系統，其中， 所述定位光束發射裝置所掃射的定位光束的有效范圍被設置為能夠覆蓋其所在的子定位空間而不超出與其所在的子定位空間相鄰的子定位空間。22.根據權利要求21所述的室內定位系統，其中， 在每個所述子定位空間內彼此遠離的兩個位置處分別設置有所述定位光束發射裝置，相鄰子定位空間內同時進行掃射的定位光束發射裝置的兩種掃射模式的啟動順序不同，同一子定位空間內的不同定位光束發射裝置掃射定位光束的時期不同；或者 相鄰子定位空間內的定位光束發射裝置掃射定位光束的時期不同，同一子定位空間內的不同定位光束發射裝置的兩種掃射模式的啟動順序不同。23.一種室內定位方法，用于對處在定位空間內的待定位物體定位，在所述定位空間內設置有定位光束發射裝置，在所述待定位物體的外表面布置有多個定位光束接收器，所述多個定位光束接收器之間的相對空間位置關系固定，在所述定位空間內或所述待定位物體上設置有深度成像裝置，并且/或者，在所述待定位物體上設置有動作捕捉裝置，該方法包括: 所述定位光束發射裝置以預定的掃射周期和預定的角速度向該子定位空間掃射定位光束，所述定位光束具有線狀截面，并且繞掃射轉軸轉動，所述掃射轉軸與所述線狀截面的延伸方向不垂直； 所述多個定位光束接收器接收所述定位光束，基于所述多個定位光束接收器在一個掃射周期內分別接收到定位光束的時間、所述角速度、所述相對空間位置關系以及所述定位光束發射裝置的預定位置，能夠確定所述待定位物體的位置； 所述深度成像裝置對所述定位空間成像，基于所述深度成像裝置所成的圖像能夠確定所述待定位物體的位置;并且/或者 所述動作捕捉裝置獲取所述待定位物體的姿態信息，基于所述動作捕捉裝置獲取的姿態信息能夠確定所述待定位物體的位置變化信息。24.根據權利要求23所述的室內定位方法，還包括: 根據預定的判斷規則確定以哪種方式獲取所述待定位物體的位置。25.根據權利要求24所述的室內定位方法，其中，所述根據預定的判斷規則確定以哪種方式獲取所述待定位物體的位置的步驟包括: 在所述定位光束接收器接收不到定位光束或接收到的定位光束較弱的情況下，基于所述深度成像裝置獲取的定位空間的圖像信息和/或所述動作捕捉裝置獲取的姿態信息來確定所述待定位物體的位置。26.根據權利要求23所述的室內定位方法，其中，所述定位空間包括多個子定位空間，該方法還包括: 在每個所述子定位空間內設置有標定光源，每個所述標定光源向其所在的子定位空間發射定位光束，不同的標定光源發射的標定光束能夠被區分； 在待定位物體的外表面布置標定光束接收器，所述標定光束接收器用于接收由所述標定光束，基于接收到的所述標定光束，能夠確定所述待定位物體所處的子定位空間。
【文檔編號】G01S5/16GK105842659SQ201610150019
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月16日
【發明人】董榮省, 郭成, 謝祖永, 孫舶寒
【申請人】北京國承萬通信息科技有限公司