[发明专利]一种移动设备的定位系统及定位方法

权利要求书

1.一种移动设备的定位系统，其特征在于，包括：激光定位基站和安装在所述移动设备上的定位视觉模块，所述激光定位基站包括：测距激光、水平电机、俯仰电机、电机驱动器及控制器；

所述定位视觉模块，用于捕获所述测距激光发出的激光斑点，生成定位视觉模块消息，并将所述定位视觉模块消息发送至所述控制器；

所述控制器，用于根据接收到的定位视觉模块消息，通过所述电机驱动器下发控制指令驱动所述水平电机、俯仰电机带动所述测距激光在水平、竖直方向上做旋转摆动运动，并根据测距激光的测距值，水平电机、俯仰电机的旋转角度及接收到的定位视觉模块消息进行坐标运算，确定所述移动设备所处位置的三维坐标；其中，

所述定位视觉模块包括：相机、接光屏、视觉图像处理板和无线通讯单元；

所述相机，用于捕获所述测距激光发出的射在所述接光屏上任意一点B点的激光斑点；

所述视觉图像处理板，用于当捕获到接光屏上的激光斑点时，对捕获到的B点的激光斑点进行处理，生成定位视觉模块消息，所述定位视觉模块消息包括：B点相对于接光屏正中心A点的水平偏差量m、竖直偏差量n及捕获标识；

所述无线通讯单元，用于将所述定位视觉模块消息发送至所述控制器。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，按照预设的时间间隔，通过所述无线通讯单元向所述控制器发送定位视觉模块消息，所述控制器根据接收到的所述定位视觉模块消息控制水平电机、俯仰电机的运动，若接光屏上无激光斑点，所述定位视觉模块消息包括：未捕获标识。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，当所述控制器接收到定位视觉模块消息包括捕获标识时，通过电机驱动器下发控制器发出的控制指令驱动所述水平电机和俯仰电机的运动，通过水平电机、俯仰电机的运动带动测距激光在水平方向和竖直方向上做旋转摆动运动使测距激光发出的激光斑点向接光屏的正中心A点移动；

当所述控制器接收到定位视觉模块消息包括未捕获标识时，通过电机驱动器下发控制器发出的控制指令驱动所述水平电机和俯仰电机带动测距激光在朝向所述移动设备的方向做W型扫描运动。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，预先在所述移动设备的工作场地确定坐标原点O(0，0，0)建立系统坐标系，在系统坐标系内测量所述激光定位基站的坐标为O₁(x_O1,y_O1,z_O1)，当所述定位视觉模块捕获到激光斑点时，根据下式确定所述移动设备所处位置的三维坐标A(x_A,y_A,z_A)：

[x_B,y_B,z_B]^T＝[x_O1,y_O1,z_O1]^T+l·[cosβ·cosα,cosβ·sinα,cosβ]^T

[x_A,y_A,z_A]^T＝[x_B,y_B,z_B]^T+[m·cosγ,m·sinγ,n]^T

式中，(x_A,y_A,z_A)为接光屏正中心A点在系统坐标系中的三维坐标，即为所述移动设备的所处位置，(x_B,y_B,z_B)为B点在系统坐标系中的三维坐标，m、n分别为B点相对于接光屏正中心A点的水平偏差量、竖直偏差量，α为水平电机的旋转角度，β为俯仰电机的旋转角度，l为测距激光的测距值，γ为所述移动设备航向角。