采用红外扫描激光与超声技术的室内空间定位

摘要

为了解决当前定位方法无法兼顾高精度、高集成度、多任务性、实时性测量的问题,提出了一种基于激光测距原理的室内空间定位系统.该方法通过单台测量基站向被测空间内发射旋转扫描红外激光信号以及超声脉冲信号,采用旋转扫描红外激光形成多平面约束,采用高精度超声测距形成距离约束.然后,将多平面约束与距离约束相耦合,得到测量靶标的非线性约束方程组.最后,利用非线性最优化算法解算得到测量靶标的精确空间坐标.该方法仅采用单台测量基站即可完成全周向、多任务实时性的空间测量与定位.采用激光跟踪仪系统作为比对基准验证了本方法的测量精度及可靠性.结果显示,在5 m的被测空间内,其定位测量误差在0.3 mm以内,可满足大多数工业测量应用场合需求.与传统的室内定位方法相比,本方法极大地提高了测量系统的集成度以及测量效率,为全站式空间定位方法提供了新的思路.