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专利号: 2018100201780
申请人: 河南大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于红外光色散的波长编码室内定位系统,其特征在于,包括定位仪、光电探测器和处理器;所述定位仪包括红外光源和色散三棱镜,所述红外光源为红外线宽带光源,所述红外光源包括第一红外光源和第二红外光源,所述第一红外光源竖直布设,所述第二红外光源水平布设,第一红外光源的一端与第二红外光源的一端相交于空间的一个上顶点,并将所述上顶点定义为原点;所述第一红外光源的一侧平行布设有第一色散三棱镜,所述第二红外光源的下方平行布设有第二色散三棱镜,所述第一色散三棱镜和第二色散三棱镜的任一面分别与第一红外光源和第二红外光源平行;所述光电探测器的个数为四个,所述光电探测器布设在定位物体表面的处于同一平面内的四个点上;所述光电探测器均包含无线传输模块;所述处理器包括计算机。

2.根据权利要求1所述的基于红外光色散的波长编码室内定位系统,其特征在于,所述第一红外光源的波段为800~1200nm;所述第二红外光源的波段为1400~1800nm。

3.根据权利要求1所述的基于红外光色散的波长编码室内定位系统,其特征在于,所述第一色散三棱镜与第二色散三棱镜处于同一平面内;所述第一红外光源与第一色散三棱镜、第二红外光源与第二色散三棱镜的水平距离均为0.5cm。

4.根据权利要求1所述的基于红外光色散的波长编码室内定位系统,其特征在于,所述红外光源,用于发出不同波段的红外光;

所述色散三棱镜,用于将红外光源分散成不同的红外光覆盖到空间中。

5.根据权利要求1所述的基于红外光色散的波长编码室内定位系统,其特征在于,所述光电探测器,用于检测红外光信号,并将红外光信号转换为电信号,电信号通过无线传输模块传送至处理器;

所述处理器,用于接收电信号,并对其进行处理计算得处光电探测器的坐标,从而得到定位物体的位置信息。

6.基于权利要求1-5所述的任一种基于红外光色散的波长编码室内定位系统的一种基于红外光色散的波长编码室内定位方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:第一红外光源发出竖直方向的红外光;第二红外光源发出水平方向的红外光;

步骤2:竖直方向的红外光经第一色散三棱镜色散后布满空间;水平方向的红外光经第二色散三棱镜色散后布满空间;

步骤3:光电探测器检测通过自身的红外光信号,并将红外光信号的波长信息转换为电信号通过无线传输模块发送至计算机;

步骤4:计算机对携带有红外光波长信息的电信号进行波长编码,根据编码信息获得定位物体的位置信息。

7.根据权利要求6所述的基于红外光色散的波长编码室内定位方法,其特征在于,在第一红外光源发出竖直方向的红外光;第二红外光源发出水平方向的红外光之前,还包括:以上顶点为原点,在定位空间内建立xyz三维坐标系;水平方向的红外光经过空间中任一点,该点在xOz平面投影后与z轴方向的夹角为 竖直方向的红外光经过空间中任一点,定义该点在xOy平面投影后与x轴方向的夹角为θ,定义空间内任一点距坐标原点的距离为r,空间内任一点的坐标为

8.根据权利要求6所述的基于红外光色散的波长编码室内定位方法,其特征在于,所述步骤3具体包括:每个光电探测器分别检测到水平方向和竖直方向的红外光;并将红外光信号转换为电信号通过无线传输模块发送至计算机。

9.根据权利要求6所述的基于红外光色散的波长编码室内定位方法,其特征在于,所述步骤4具体包括:设定每个光电探测器所在点的坐标为

所述光电探测器两两之间的距离为d0,d1,d2,d3,d4,d5;

计算机对接收到的红外光信号进行波长编码,得到光电探测器所在点的 和θ值;

根据每个光电探测器所在点的坐标之间关系,建立方程,通过求解得到r值,从而得到定位物体的位置信息。