申请/专利权人：小派科技(上海)有限责任公司

申请日：2017-02-20

公开（公告）日：2020-06-23

公开（公告）号：CN106872989B

主分类号：G01S17/06(20060101)

分类号：G01S17/06(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.06.23#授权;2017.07.14#实质审查的生效;2017.06.20#公开

摘要：本发明公开了一种空间定位系统，包括第一光波扫描仪、第二光波扫描仪、反射或者接收装置、数据采集模块和计算模块，所述第一光波扫描仪，依次围绕第一方向轴扫描所述空间、围绕第二方向轴扫描所述空间；所述第二光波扫描仪，围绕第一方向轴或者第二方向轴扫描所述空间；所述反射或者接收装置，在所述空间中，依次反射或者接收所述第一光波扫描仪或者第二光波扫描仪发出的扫描光波；所述数据采集模块，采集所述第一光波扫描仪或者第二光波扫描仪接受到的反射光波，或者采集所述反射或者接收装置接受到的光波；计算模块，根据数据采集模块采集数据，计算获得所述反射或者接收装置的空间位置数值。

主权项：1.一种空间定位系统，包括第一光波扫描仪、第二光波扫描仪、反射或者接收装置、数据采集模块和计算模块、同步模块，其特征在于，所述第一光波扫描仪，依次围绕第一方向轴扫描所述空间、围绕第二方向轴扫描所述空间，所述第一方向轴与第二方向轴为垂直关系；所述第二光波扫描仪，围绕第一方向轴或者第二方向轴扫描所述空间；所述第一光波扫描仪与所述第二光波扫描仪之间保持一定距离；所述反射或者接收装置，在所述空间中，依次反射或者接收所述第一光波扫描仪或者第二光波扫描仪发出的扫描光波；所述数据采集模块，采集所述第一光波扫描仪或者第二光波扫描仪接受到的反射光波，或者采集所述反射或者接收装置接受到的光波；计算模块，根据所述第一光波扫描仪、第二光波扫描仪的扫描角速度、所述数据采集模块提供的采集数据和所述第一光波扫描仪、第二光波扫描仪的距离关系，计算获得所述反射或者接收装置的空间位置数值；所述同步模块，控制所述第一光波扫描仪和第二光波扫描仪的扫描频率。

全文数据：一种空间定位系统以及空间定位方法技术领域[0001]本专利申请涉及空间定位技术领域，具体涉及空间定位的虚拟现实设备以及方法。背景技术[0002]虚拟现实技术是支撑一个定性和定量相结合，感性认识和理性认识相结合的综合集成多维信息空间的关键技术。虚拟现实技术把计算机从善于处理数字化的单维信息改变为善于处理人所能感受到的、在思维过程中所接触到的、除了数字化信息之外的其他各种表现形式的多维信息。近年来，在VR技术研究领域十分活跃，虚拟现实是多媒体技术发展的更高境界，是这些技术高层次的集成和渗透。它给用户以更逼真的体验，为人们探索宏观世界和微观世界中由于种种原因不便于直接观察的事物的运动变化规律，提供了极大便利。[0003]现有的虚拟现实装置多为动感影和动感座舱，动感影院是利用电机驱动座椅制造触感式沉浸，动感座舱是利用舱体的整体运动给用户带来触感体验，但是现有的虚拟现实装置存在着部署成本高。本申请的，虚拟现实游戏通过玩家的肢体动作来控制游戏中人物的动作，能够让玩家真实的投入到游戏当中，为玩家带来更好的体验。[0004]中国专利申请号为CN201610141299.1，一种实时空间定位系统，包括激光发射扫描部分和激光接收部分，激光发射扫描部分包括360度横向扫描激光和360度纵向扫描激光，并分别通过零刻度感应传感器进行零刻度激活;在需空间定位设备上设置激光接收传感器;还通过设置红外LED灯阵列，实现激光发射扫描与激光接收的信号同步。本发明还公开了一种空间定位方法和包含上述空间定位系统的虚拟现实设备。本发明通过两个相互垂直设置的360度激光发射扫描和多个接收传感器接收，还通过零刻度红外曝光，实现激光发射扫描与激光接收的信号同步，再通过计算一个工作周期内的四次信号时间差，精确的得出激光接收部分在定位空间的三维位置，达到实时精确的定位效果。使用方便，定位精确刷新率高。[0005]中国专利申请号为CN2〇1610719030•7，该发明提供一种基于图像识别的空间定位方法及系统，包括图像模块、定位模块和处理模块，所述图像模块包括图像处理装置和至少两个摄像装置，所述摄像装置均固定位置和朝向，所述定位模块包括可以发光的球形发光体，所述球形发光体为球形。本发明利用摄像装置拍摄的图像进行分析定位，利用拍摄图像中球形发光体的直径数据与距离的对应来测量距离，利用拍摄图像中球形发光体的中心坐标与方向角度的对应来测量角度，并通过测得的距离和角度来还原球形发光体的位置，提供了一种新颖的定位手段，高效且准确。但是基于摄像头的空间定位技术，技术难点更高，多个摄像头的数据融合也比较繁琐[0006]现有空间定位技术算法繁琐，实现较难。传感器使用过多，数据融合复杂，而且将误差放大，导致定位不准。使用本发明可以简单方便地定位三维空间中的位置信息。发明内容[0007]为了解决上述现有技术存在的技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：[0008]一种空间定位系统，包括第一光波扫描仪、第二光波扫描仪、反射或者接收装置、数据采集模块和计算模块，[0009]所述第一光波扫描仪，依次围绕第一方向轴扫描所述空间、围绕第二方向轴扫描所述空间，所述第一方向轴比如Z轴与第二方向轴比如X轴为垂直关系；[0010]所述第二光波扫描仪，围绕第一方向轴（比如z轴或者第二方向轴比如x轴扫描所述空间；[0011]所述第一光波扫描仪与所述第二光波扫描仪之间保持一定距离；[0012]所述反射或者接收装置，在所述空间中，依次反射或者接收所述第一光波扫描仪或者第二光波扫描仪发出的扫描光波；[0013]所述数据采集模块，采集所述第一光波扫描仪或者第二光波扫描仪接受到的反射光波，或者采集所述反射或者接收装置接受到的光波；[0014]计算模块，根据所述第一光波扫描仪、第二光波扫描仪的扫描角速度、所述数据采集模块提供的采集数据和所述第一光波扫描仪、第二光波扫描仪的距离关系，计算获得所述反射或者接收装置的空间位置数值。[0015]所述反射或者接收装置，可携带头戴式显示器，穿戴者可从显示器中观察自己所在虚拟空间中的位置；[0016]所述反射或者接收装置，可携带头戴式多媒体显示器，穿戴者可从显示器和耳麦中了解自己在虚拟空间中的位置。[0017]进一步，所述的空间定位系统，所述第一光波扫描仪为双激光扫描器，所述双激光扫描器包括同步光源、相互垂直的第一高速转子和第二高速转子，[0018]所述第一高速转子或者第二高速转子包括激光收发模块或者红外发射器，所述第一高速转子围绕所述第一方向轴扫描所述空间;所述第二高速转子围绕所述第二方向轴扫描所述空间；[0019]所述同步光源，配合所述第一高速转子和第二高速转子的所述空间扫描工作。[0020]进一步，所述的空间定位系统，所述第二光波扫描仪为单激光扫描器，所述单激光扫描器包括同步光源、一个高速转子，[0021]所述高速转子包括一个激光收发模块或者红外发射器，所述高速转子围绕所述第一方向轴或者第二方向轴扫描所述空间；[0022]所述同步光源，配合所述高速转子的所述空间扫描工作。[0023]其中，双激光扫描器包括激光发射扫描部分和激光接收部分，[0024]所述激光发射扫描部分包括两个由高速电机分别带动的转子、两个激光发射器、两个零刻度感应传感器和一个红外LED灯阵列；[0025]其中，所述两个转子的转轴相互垂直设置;所述两个激光发射器均为一字线激光器，分别固定在两个转子上，且其发射的一字线激光与其固定转子的转轴平行，所述一字线激光器发射的一字线激光在其转子的带动下对定位空间进行360度匀速扫描；[0026]所述两个零刻度感应传感器分别对应的设置在所述两个转子的旁边，当所述任一转子带动其上的一字线激光扫描到与其对应的零刻度线时激活其对应的零刻度感应传感器；[0027]所述红外led灯阵列与所述零刻度感应传感器和所述激光接收部分相连接，在所述零刻度感应传感器被激活时，所述红外LED灯阵列被瞬间曝光点亮，实现激光发射扫描与激光接收的信号同步；[0028]所述激光接收部分包括接收传感器，用于接收所述激光发射扫描部分发射的激光以及零刻度红外曝光同步信号，并计算出所述激光接收部分在定位空间中的位置关系。[0029]其中，单激光扫描器包括激光发射扫描部分和激光接收部分，所述激光发射扫描部分包括一个由高速电机带动的转子、一个激光发射器、一个零刻度感应传感器和一个红外LH灯阵列。[0030]进一步，所述的空间定位系统，所述空间定位系统还包括同步模块，[0031]所述同步模块，控制所述第一光波扫描仪和第二光波扫描仪的扫描频率，即扫描的时间间隔。[0032]进一步，所述的空间定位系统，所述空间定位系统还包括输出模块或者显示器，[0033]所述输出模块，以有线或者无线方式传送所述空间位置数值；[0034]所述显示器，以数字、声音播报或者三维图像形式展示所述空间位置数值。广义的显示器，包括多媒体功能，显示装置和声音装置。[0035]本专利还提供了一种新的空间定位方法：[0036]一种基于上述的空间定位系统的空间定位方法，包括如下步骤：[0037]S200:所述第一光波扫描仪的第一高速转子围绕所述第一方向轴扫描所述空间；[0038]S300:所述第一光波扫描仪的第二高速转子围绕所述第二方向轴扫描所述空间；[0039]S400:所述第二光波扫描仪的高速转子围绕所述第一方向轴或者第二方向轴扫描所述空间；[0040]S500:所述反射或者接收装置依次反射或者接收所述第一光波扫描仪或者第二光波扫描仪发出的扫描光波；[0041]S600:所述数据采集模块采集所述第一光波扫描仪或者第二光波扫描仪接受到的反射光波，或者采集所述反射或者接收装置接受到的光波，以及采集所述反射或者接收装置的偏转角度；[0042]S700:计算模块根据所述第一光波扫描仪、第二光波扫描仪的扫描角速度、所述数据采集模块提供的采集数据和所述第一光波扫描仪、第二光波扫描仪的距离关系，计算获得所述反射或者接收装置的空间位置数值。[0043]进一步，所述的空间定位方法，所述第一方向轴与第二方向轴为垂直关系。[0044]进一步，所述的空间定位方法，所述第一光波扫描仪与所述第二光波扫描仪之间保持一定距离。[0045]进一步，所述的空间定位方法，所述S200步骤前包括如下步骤：[0046]S100:所述同步模块控制所述第一光波扫描仪和第二光波扫描仪的扫描频率。[0047]进一步，所述的空间定位方法，所述S700步骤后包括如下步骤：[0048]S800:所述输出模块以有线或者无线方式传送所述空间位置数值；[0049]S900:所述显示器以数字、声音播报或者三维图像形式展示所述空间位置数值。[0050]本发明至少具有以下有益效果之一：[0051]1•本发明克服了原先空间定位技术的三维空间的定位算法过于繁琐的技术问题，=二:又叫安求，怡号时间差计算误差较大。算法难度较高。522.士发明赋予空间定位系统，设置简单，技术实现容易，成本不高。发」明赋予空间定位方法，方、法中含有的算法通俗易懂，计算量不高，计算硬件成本便宜，并且计算结果的空间定位精准。IT附图说明[0054]下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：[0055]图1为本发明第一实施例空间定位系统的模块示意图；[0056]图2为本发明第一实施例空间定位方法的流程示意图；[0057]_为本发鴨二实齡控|1]定位方法随程示細；[0058]目4为本剧脂三实脑空舰位纖空酿翻放示細；[0059]图5为本发明第三实施例双激光扫描器示意图；[0060]图6为本发明第三实施例单激光扫描器示意图；[0061]图7为本发明第四实施例空间定位步骤示意图；[0062]图8为本发明第四实施例空间定位算法示意图。[0063]附图标记说明[0064]空间一1000、第一光波扫描仪一100、第一高速转子一105、第二高速转子一1〇6、红外发射器一102103、第二光波扫描仪一120、红外发射器一U3、高速转子一ue、同步光源一107127、反射或者接收装置一uo、数据采集模块一140、计算模块一150、同步模块一16〇、输出模块一170、显示器一180。具体实施方式[0065]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，以下说明和附图对于本发明是示例性的，并且不应被理解为限制本发明。以下说明描述了众多具体细节以方便对本发明理解。然而，在某些实例中，熟知的或常规的细节并未说明，以满足说明书简洁的要求。[0066]在本申请一个典型的计算硬件配置中，客户端终端头戴式显示器、网络设备和可信方均包括一个或多个处理器CPU、输入输出接口、网络接口和内存。[0067]本发明中的客户端、移动终端或网络设备包括处理器，含单核处理器或多核处理器。处理器也可称为一个或多个微处理器、中央处理单元CPU等等。更具体地，处理器可为复杂的指令集计算CISC微处理器、精简指令集计算RISC微处理器、超长指令字VLIW微处理器、实现其他指令集的处理器，或实现指令集组合的处理器。处理器还可为一个或多个专用处理器，诸如专用集成电路ASIC、现场可编程门阵列（FPGA、数字信号处理器DSP、网络处理器、图形处理器、网络处理器、通信处理器、密码处理器、协处理器、嵌入式处理器、或能够处理指令的任何其他类型的逻辑部件。处理器用于执行本发明所讨论的操作和步骤的指令。[0068]本发明中的客户端、移动终端或网络设备包括存储器，用于存储大数据，可包括一个或多个易失性存储设备，如随机存取存储器RAM、动态RAMDRAM、同步DRAMSDRAM、静态RAMSRAM或其他类型的存储设备。存储器可存储包括由处理器或任何其他设备执行的指令序列的信息。例如，多种操作系统、设备驱动程序、固件例如，输入输出基本系统或BIOS和或应用程序的可执行代码和或数据可被加载在存储器中并且由处理器执行。[0069]本发明中的客户端、移动终端或网络设备的操作系统可为任何类型的操作系统，例如微软公司的Windows、WindowsPhone，苹果公司I0S，谷歌公司的Android,以及Linux、Unix操作系统或其他实时或嵌入式操作系统诸如Vxfforks等。[0070]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，以下说明和附图对于本发明是示例性的，并且不应被理解为限制本发明。以下说明描述了众多具体细节以方便对本发明理解。然而，在某些实例中，熟知的或常规的细节并未说明，以满足说明书简洁的要求。本发明的具体设备系统及方法参见下述实施例：[0071]第一实施例[0072]如图1为本发明第一实施例空间定位系统的模块示意图所示:一种空间定位系统，包括第一光波扫描伩100、第二光波扫描仪120、反射或者接收装置130、数据采集模块140和计算模块150，[0073]所述第一光波扫描仪100,依次围绕第一方向轴扫描所述空间、围绕第二方向轴扫描所述空间1000,所述第一方向轴比如Z轴与第二方向轴比如X轴为垂直关系；[0074]所述第二光波扫描仪12〇,围绕第一方向轴（比如Z轴或者第二方向轴（比如X轴）扫描所述空间1000;[0075]所述第一光波扫描仪100与所述第二光波扫描仪120之间保持一定距离；[0076]所述反射或者接收装置13〇,在所述空间1000中，依次反射或者接收所述第一光波扫描仪100或者第二光波扫描仪120发出的扫描光波；[0077]所述数据采集模块140,采集所述第一光波扫描仪100或者第二光波扫描伩120接受到的反射光波，或者采集所述反射或者接收装置接受到的光波；[0078]^算模块15〇,根据所述第一光波扫描仪100、第二光波扫描仪120的扫描角速度、所，数据采集模块140提供的采集数据和所述第一光波扫描仪100、第二光波扫描仪12〇的距离关系，计算获得所述反射或者接收装置13〇的空间位置数值。[0079]所述反射或者接收装置130,可携带头戴式显示器3〇〇,穿戴者可从显示器中观察自己所在虚拟空间中的位置；_]所述反射或者接收装置130,可携带头戴式多媒体显示器，穿戴者可从显示器和耳麦中了解自己在虚拟空间中的位置。[0081]优选地，所述的空间定位系统，所述第一光波扫描仪为双激光扫描器100，所述双激光扫描器包括同步光源107、相互垂直的第一高速转子105和第二高速转子106，[0082]所述第一速转子105或者第二高速转子1〇6包括激光收发模块或者红外发射器1021〇3,所述第一高速转子1〇5围绕所述第一方向轴扫描所述空间;所述第二高速转子1〇6围绕所述第二方向轴扫描所述空间1000;[0083]所述同步光源107,配合所述第一高速转子105和第二高速转子1〇6的所述空间扫描工作。[0084]优选地，所述的空间定位系统，所述第二光波扫描仪为单激光扫描器120，所述单激光扫描器120包括同步光源127、一个高速转子126，[0085]所述高速转子126包括一个激光收发模块或者红外发射器123,所述高速转子126围绕所述第一方向轴或者第二方向轴扫描所述空间1000;[0086]所述同步光源127,配合所述高速转子126的所述空间1000扫描工作。[0087]其中，双激光扫描器包括激光发射扫描部分和激光接收部分，[0088]所述激光发射扫描部分包括两个由高速电机分别带动的转子、两个激光发射器、两个零刻度感应传感器和一个红外LED灯阵列；[0089]其中，所述两个转子的转轴相互垂直设置;所述两个激光发射器均为一字线激光器，分别固定在两个转子上，且其发射的一字线激光与其固定转子的转轴平行，所述一字线激光器发射的一字线激光在其转子的带动下对定位空间进行360度匀速扫描；[0090]所述两个零刻度感应传感器分别对应的设置在所述两个转子的旁边，当所述任一转子带动其上的一字线激光扫描到与其对应的零刻度线时激活其对应的零刻度感应传感器；[0091]所述红外LED灯阵列与所述零刻度感应传感器和所述激光接收部分相连接，在所述零刻度感应传感器被激活时，所述红外Lm灯阵列被瞬间曝光点亮，实现激光发射扫描与激光接收的信号同步；[0092]所述激光接收部分包括接收传感器，用于接收所述激光发射扫描部分发射的激光以及零刻度红外曝光同步信号，并计算出所述激光接收部分在定位空间中的位置关系。[0093]其中，单激光扫描器包括激光发射扫描部分和激光接收部分，所述激光发射扫描部分包括一个由高速电机带动的转子、一个激光发射器、一个零刻度感应传感器和一个红外LED灯阵列。[0094]优选地，所述的空间定位系统，所述空间定位系统还包括同步模块160，[0095]所述同步模块160,控制所述第一光波扫描仪和第二光波扫描仪的扫描频率，即扫描的时间间隔。[0096]优选地，所述的空间定位系统，所述空间定位系统还包括输出模块170或者显示器180，[0097]所述输出模块170,以有线或者无线方式传送所述空间位置数值；[0098]所述显示器180,以数字、声音播报）或者三维图像形式展示所述空间位置数值。广义的显示器，包括多媒体功能，显示装置和声音装置。[00"]所述空间，位于第一光波扫描仪和第二光波扫描仪的共同的扫描空间范围。[0100]本实施例还提供了一种新的空间定位方法，如图2为本发明第一实施例空间定位方法的流程示意图所示：[0101]—种基于上述的空间定位系统的空间定位方法，包括如下步骤：[0102]S200:所述第一光波扫描仪的第一高速转子围绕所述第一方向轴扫描所述空间；[0103]S300:所述第一光波扫描仪的第二高速转子围绕所述第二方向轴扫描所述空间；[0104]S400:所述第二光波扫描仪的高速转子围绕所述第一方向轴或者第二方向轴扫描所述空间；[0105]S500:所述反射或者接收装置依次反射或者接收所述第一光波扫描仪或者第二光波扫描仪发出的扫描光波；[0106]S600:所述数据采集模块采集所述第一光波扫描伩或者第二光波扫描仪接受到的反射光波，或者采集所述反射或者接收装置接受到的光波，以及所述反射或者接收装置的偏转角度；[0107]S700:计算模块根据所述第一光波扫描仪、第二光波扫描仪的扫描角速度、所述数据采集模块提供的采集数据和所述第一光波扫描仪、第二光波扫描仪的距离关系，计算获得所述反射或者接收装置的空间位置数值。[0108]优选地，所述的空间定位方法，所述第一方向轴与第二方向轴为垂直关系。[0109]优选地，所述的空间定位方法，所述第一光波扫描仪与所述第二光波扫描仪之间保持一定距1¾。[0110]第二实施例[0111]本实施例还提供了另一种新的空间定位方法，如图3为本发明第二实施例空间定位方法的流程示意图所示：[0112]进一步优选地，在第一实施例的基础上，所述的空间定位方法，所述S200步骤前包括如下步骤：[0113]S100:所述同步模块控制所述第一光波扫描仪和第二光波扫描仪的扫描频率。[0114]进一步优选地，在第一实施例的基础上，，所述的空间定位方法，所述S700步骤后包括如下步骤：[0115]S800:所述输出模块以有线或者无线方式传送所述空间位置数值；[0116]S900:所述显示器以数字、声音播报或者三维图像形式展示所述空间位置数值。[0117]第三实施例[0118]本实施例公开了一种虚拟现实中三面定点的空间定位系统及方法。该系统包括一个双激光扫描器100、一个单激光扫描器120以及虚拟现实头戴显示器300,系统装置简图如图4为本发明第三实施例空间定位系统空间位置摆放示意图所示（图中双激光扫描器1〇〇和单激光扫描器12〇在空间1000中的对角摆放，只是一种摆放关系示意，但并不表示它们之间有且仅有此种摆放关系）。[0119]激光扫描器100，如图5为本发明第三实施例双激光扫描器示意图所示，包括两个由高速电机的转子1〇5106分别带动两个激光发射器和一个红外LED灯矩阵排列107。[0120]激光扫描器120,如图6为本发明第三实施例单激光扫描器示意图所示，包括一个由高速电机的转子I25带动的单个激光发射器和多个红外LED灯矩阵排列127。[0121]其中激光扫描器100中的两个转子垂直排布，分别进行横向扫描和纵向扫描，激光扫描器120中的一个转子水平排布，进行另一方向的横向或者纵向扫描。激光扫描器100与激光扫描器120，需要对面或者斜对角摆放并且固定。红外LED为同步信号发射器。[0122]本实施例是基于虚拟现实头戴显示器300,创新的一种便捷的空间定位方法与系统。[0123]目前的头戴显示器空间定位的技术有：1.通过单激光扫描器和LED同步发射器，然后通过特殊繁琐算法进行数据融合，以达到空间定位的效果。2.基于单个或者多个摄像头的技术。3.基于UWB超带宽的定位技术。[0124]1•单个激光扫描器，通过偏移角度以及同步信号时差来计算定位三维空间的位置，算法过于繁琐，过多依赖硬件精度的要求，信号时间差计算误差较大。算法难度较高。[0125]2.基于摄像头的空间定位技术，技术难点更高，多个摄像头的数据融合也比较繁琐。[0126]3.基于UWB的超带宽技术，成本过高。[0127]本实施例提供一种便捷通俗易懂的算法，并且定位精准的方法。[0128]本实施例属于虚拟现实中的一种空间定位系统与方法。本系统包含两个激光扫描器以及虚拟现实头戴显示器。激光扫描器中分为由两个互相垂直的高速运转的转子带动激光发射器，和一个单个高速运转的转子带动激光发射器进行360度方向的扫描。各个扫描器中都含有由多个LED矩阵排列的同步信号发射器。[0129]双转子的激光扫描器中，包含一个横向的激光发射器，一个纵向的激光发射器。和一个同步信号发射器。一个横向激光发射器扫描到存在三维空间的头戴显示器，可以确定头戴显示器存在在一个横向的一个面内。一个纵向的激光发射器扫描到存在三维空间内的头戴显示器，可以将头戴显示器存在的一个纵向的一个面内，两个面相交的直线，可以将头戴显示器确认在三维空间内的一根直线上。[0130]单转子的激光扫描器中，包含一个横向的激光发射器，和一个同步信号发射器。单转子的激光扫描器，位置需要摆放在与双转子激光扫描器放在不同的位置，单转子的激光发射器，也可以将三维空间内的头戴显示器确认在一个面内，然后这个面与双转子扫描确认的一根直线相交所得的三维空间内的一个交点，即为头戴显示器准确的位置。[0131]通过三个发射器扫描得到的时间差，与运行旋转的转子的角速度，得到3个维度的偏转角度，通过三面相交的几何算法，得到三维空间内的位置信息。[0132]图5和图6中的红外线发射器由高速转子带动进行匀速3e〇度扫描，即由红外线发射器担任扫描任务，头戴显示器3〇0负责接收红外线扫描光波。[0133]先由LED灯发射同步信号给头戴显示器300，头戴显示器300接收到同步信号以后，记录起始时间，同时红外发射器开始匀速转动扫描，当红外发射器扫描到头戴显示器后，再次记录时间，通过两次时间差以及红外发射器匀速运转角速度，可以计算出偏转角度。[0134]激光扫描器中的红外发射器，就只是发射红外射线的功能，通过转子带动，以及头戴显示器接收红外射线，以计算偏转位置。[0135]第四实施例[0136]本实施例的组成框架包括一个双激光扫描器1〇〇图5、一个单激光扫描器12〇图6以及虚拟现实头戴显示器300。[013^巧激光扫描器100A发射器）、单激光扫描器120B发射器）和头戴显示器300以及数据米集模块140、计算模块150完成空间定位计算的过程，如图7为本发明第四实施例空间定位步骤示意图所示。[01^8]激光扫100描器的转子都为角速度为a的匀速转动，通过头戴显示器300接收到同步信号的时间T0与接收1J的横向扫描时间T丨，得到时间差T丨_T〇，通过角速度和时间可以得到横向扫描到头戴显示器的角度为Tl-T0*a;同理可以得到纵向角度，以及扫描器12〇得到另一维度的旋转角度。[0139]具体算法的几何图示如图8为本发明第四实施例空间定位算法示意图所示：[0140]面HJ0D绕Z轴作逆时针旋转，面HI0F绕X轴作顺时针旋转，K0,平行于z轴，0，（-LM〇?[0141]面K〇’JH绕K0’轴作逆时针旋转。某一时刻三个平面相交如图所示，面耵㈤和面HIOF的交线为H0,面KO’JH与线HO的焦点为H。已知此时ZXOJ为LZ-ZOI为02，ZJ〇’L为03.[0142]求此时空间中坐标H头戴显示器300的位置）。[0143]双激光扫描器100位于0处，单激光扫描器120位于0’处。[0144]求解过程如下：[0145]直线J〇在面HJ0D上，J0直线方程为:y=xtan0i[0146]因此面HJ0D法向为nl=l，_cot0i，〇①[0147]直线1〇在面HI0F上，10直线方程为:y=ztanJi-02[0148]因此面HI0F法向为n2=〇，cot02，l②[0149]因为交线H〇同时位于面HJ0D和面HI0F上，所以H0丄nlMHO丄n2.条件1[0150]设H0方程为:Ax+By+Cz=0③[0151]联立①②③并根据条件1得出H0直线方程为：[0152]xcot0i+y_zcot02=〇Qi=12〇3Ttl=120*180tl，02=12〇Jit2=120*180t2④[0153]易得直线0’J方程为:xcot93+y-M+Lcot93=0;[0154]由0’J和面0’JHK的特殊关系可知，面0’JH的空间方程为：[0155]xcot03+yHVI+Lcot03=〇e3=12〇Jit3=120*180t3⑤[0156]联立④⑤两式得出：[0157]x=cot9iM-Lcot03cot9icot03+l[0158]y=M_Lcot03cot0icot03+l[0159]z=-cot02M-Lcot03C〇t01C〇t03+l[0160]令S=M_Lcot03cot9icot03+l[0161]贝lj:[0162]x=S*cot0i[0163]y=S[0164]z=S*_cot02[0165]如此可以得出三维空间内，头戴显示器的位置空间坐标（xyz可以为负，正负与定义〇或者〇’点的位置有关）。通过以上方案可以更加方便便捷地计算出三维空间内头戴显示器的位置信息。[0166]对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此夕卜，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。装置权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

权利要求：1.一种空间定位系统，包括第一光波扫描仪、第二光波扫描仪、反射或者接收装置、数据采集模块和计算模块，其特征在于，所述第一光波扫描仪，依次围绕第一方向轴扫描所述空间、围绕第二方向轴扫描所述空间，所述第一方向轴与第二方向轴为垂直关系；所述第二光波扫描仪，围绕第一方向轴或者第二方向轴扫描所述空间；所述第一光波扫描仪与所述第二光波扫描仪之间保持一定距离；所述反射或者接收装置，在所述空间中，依次反射或者接收所述第一光波扫描仪或者第二光波扫描仪发出的扫描光波；所述数据采集模块，采集所述第一光波扫描仪或者第二光波扫描仪接受到的反射光波，或者采集所述反射或者接收装置接受到的光波；计算模块，根据所述第一光波扫描仪、第二光波扫描仪的扫描角速度、所述数据采集模块提供的采集数据和所述第一光波扫描仪、第二光波扫描仪的距离关系，计算获得所述反射或者接收装置的空间位置数值。2.根据权利要求1所述的空间定位系统，其特征在于，所述第一光波扫描仪为双激光扫描器，所述双激光扫描器包括同步光源、相互垂直的第一高速转子和第二高速转子，所述第一高速转子或者第二高速转子包括激光收发模块或者红外发射器，所述第一高速转子围绕所述第一方向轴扫描所述空间；所述第二高速转子围绕所述第二方向轴扫描所述空间；所述同步光源，配合所述第一高速转子和第二高速转子的所述空间扫描工作。3.根据权利要求1所述的空间定位系统，其特征在于，所述第二光波扫描仪为单激光扫描器，所述单激光扫描器包括同步光源、一个高速转子，所述高速转子包括一个激光收发模块或者红外发射器，所述高速转子围绕所述第一方向轴或者第二方向轴扫描所述空间；所述同步光源，配合所述高速转子的所述空间扫描工作。4.根据权利要求1或者2或者3所述的空间定位系统，其特征在于，所述空间定位系统还包括同步模块，所述同步模块，控制所述第一光波扫描仪和第二光波扫描仪的扫描频率。5.根据权利要求4所述的空间定位系统，其特征在于，所述空间定位系统还包括输出模块或者显示器，所述输出模块，以有线或者无线方式传送所述空间位置数值；所述显示器，以数字、声音或者三维图像形式展示所述空间位置数值。6.—种基于权利要求1所述的空间定位系统的空间定位方法，其特征在于，包括如下步骤：S200:所述第一光波扫描仪的第一高速转子围绕所述第一方向轴扫描所述空间；S300:所述第一光波扫描仪的第二高速转子围绕所述第二方向轴扫描所述空间；S400:所述第二光波扫描仪的高速转子围绕所述第一方向轴或者第二方向轴扫描所述空间；S500:所述反射或者接收装置依次反射或者接收所述第一光波扫描仪或者第二光波扫描仪发出的扫描光波；S600:所述数据采集模块采集所述第一光波扫描仪或者第二光波扫描仪接受到的反射光波，或者采集所述反射或者接收装置接受到的光波，以及采集所述反射或者接收装置的偏转角度；S700:计算模块根据所述第一光波扫描仪、第二光波扫描仪的扫描角速度、所述数据采集模块提供的采集数据和所述第一光波扫描仪、第二光波扫描仪的距离关系，计算获得所述反射或者接收装置的空间位置数值。7.根据权利要求6所述的空间定位方法，其特征在于，所述第一方向轴与第二方向轴为垂直关系。8.根据权利要求6所述的空间定位方法，其特征在于，所述第一光波扫描仪与所述第二光波扫描仪之间保持一定距_。9.根据权利要求6所述的空间定位方法，其特征在于，所述S200步骤前包括如下步骤：S100:所述同步模块控制所述第一光波扫描仪和第二光波扫描仪的扫描频率。10.根据权利要求6所述的空间定位方法，其特征在于，所述S700步骤后包括如下步骤：S800:所述输出模块以有线或者无线方式传送所述空间位置数值；S900:所述显示器以数字、声音或者三维图像形式展示所述空间位置数值。

百度查询： 小派科技(上海)有限责任公司 一种空间定位系统以及空间定位方法

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