[发明专利]一种用于减少时间同步的三维空间定位方法、装置及系统

说明书

本发明公开了一种用于减少时间同步的三维空间定位方法、装置及系统。该三维空间定位方法包括：在初始周期根据检测到的同步信号、超声波信号及激光平面信号，分别获取该周期超声波信号的发射时刻和接收时刻，激光平面信号的参考时刻和接收时刻；初始周期后的每一周期，依次分别获取每一周期的超声波信号与激光平面信号的接收时刻，计算各周期相对于上一周期的超声波信号接收时刻和激光平面信号接收时刻的时间增量；依次计算各周期信号接收装置的三维坐标。因此，本三维空间定位方法解决了现有定位方法需要每周期都进行时间同步，而使得整个定位系统同步消耗的计算量和功耗很大的问题。

技术领域

本发明涉及一种用于减少时间同步的三维空间定位方法，同时也涉及用于实现该三维空间定位方法的装置及系统，属于空间定位技术领域。

背景技术

近年来，随着移动互联网的迅速发展，数据和多媒体业务快速增加，人们对于室内定位的需求日益增加，特别是在虚拟现实(VR)和增强现实(AR)技术领域，定位技术已经成为虚拟现实技术和增强现实技术交互的基础。

在申请号为201610381598.2的中国专利申请中公开了一种基于光场扫描的虚拟现实设备空间定位系统，包括虚拟现实设备和两个灯塔。虚拟现实设备包含激光探测器，灯塔用于发射经调制的红外激光线束，扫描整个被定位空间。每个灯塔包含两组激光管和电机分别对应横纵两个激光扫描轴。为避免接收端被环境光等其他光源干扰，由灯塔发出的红外激光线束采用2MHz OOK调制。该技术方案的优点在于同步信号使用无线射频信号，同步时间准确。

但是，上述的空间定位方法中，每个扫描周期都需要一个灯塔发送一次系统同步信号，而另一个灯塔则通过接收此同步信号实现和上一个灯塔的同步，使得待定位设备的位置计算基于同一时钟。对于定位精度高的场合，数据的计算和发送频率很快，因此，整个定位系统的同步(发射同步信号和接收同步信号)频率也很快，使得整个定位系统同步消耗的计算量和功耗很大。

发明内容

本发明所要解决的首要技术问题在于提供一种用于减少时间同步的三维空间定位方法。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种实现上述的三维空间定位方法的装置及系统。

为了实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

根据本发明实施例的第一方面，提供一种用于减少时间同步的三维空间定位方法，包括如下步骤：

步骤S10：在初始周期根据检测到的同步信号、超声波信号及激光平面信号，分别获取初始周期超声波信号的发射时刻和接收时刻，激光平面信号的参考时刻和接收时刻；

步骤S20：初始周期后的每一周期，依次分别获取每一周期的超声波信号与激光平面信号的接收时刻，计算各周期相对于上一周期的超声波信号接收时刻和激光平面信号接收时刻的时间增量；

步骤S30：根据初始周期超声波信号的发射时刻和接收时刻，激光平面信号的参考时刻和接收时刻，及各周期相对于上一周期的超声波信号接收时刻和激光平面信号接收时刻的时间增量，依次计算各周期信号接收装置的三维坐标。

其中较优地，获取初始周期所述超声波信号的发射时刻和接收时刻，所述激光平面信号的参考时刻和接收时刻之后，还包括如下步骤：

步骤S11：初始周期根据所述超声波信号的发射时刻和接收时刻，获得信号接收装置到信号发送装置的距离；

步骤S12：初始周期根据所述激光平面信号的参考时刻和接收时刻，计算初始周期所述激光平面信号的旋转角度；

步骤S13：根据初始周期获取的所述信号接收装置到所述信号发送装置的距离及所述激光平面信号的旋转角度，计算初始周期所述信号接收装置的三维坐标。

其中较优地，步骤S11中，初始周期所述信号接收装置到所述信号发送装置的距离表示为：