CN107831469A - 光信号定位装置、方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种光信号定位装置、方法及系统，属于光电信号技术领域。光信号定位装置包括：光信号发送模块和光信号处理模块，光信号发送模块和光信号处理模块耦合。光信号发送模块，用于通过至少两个光源发射的闪烁光。光信号处理模块，用于采集至少两路闪烁光，并获取每个光源发送闪烁光时的定位信息，根据每路闪烁光和每个定位信息获取待测物的位置变化情况。通过光信号处理模块采集待测物上光信号发送模块发送的闪烁光实现了对待测物进行识别、定位和跟踪，由于光信号远距离传输的精准性，进而能够对待测物进行中远距离的精确定位和精确跟踪。

Description

光信号定位装置、方法及系统

技术领域

本发明涉及光电信号技术领域，具体而言，涉及一种光信号定位装置、方法及系统。

背景技术

随着科学技术的发展和进步，对待测物进行的定位的技术在社会上得到了广泛的应用。

目前，可通过GPS(Global Positioning System、全球定位系统)对安装GPS的待测物进行定位。GPS定位虽然能够实现远距离的定位，但却存在定位不够精确的技术问题。此外，目前还可通过RFID(Radio Frequency Identification、射频识别)对安装RFID的待测物进行定位。RFID虽然定位精度较高，但由于RFID需要通过感应识别才能实现定位，其只能应用到近距离的定位中，故使其应用范围受到极大限制。

因此，如何实现远距离的精确定位是目前业界一大难题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种光信号定位装置、方法及系统，其能够有效改善上述问题。

本发明实施例的实现方式如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种光信号定位装置，所述光信号定位装置包括：光信号发送模块和光信号处理模块，所述光信号发送模块和所述光信号处理模块耦合。所述光信号发送模块，用于通过至少两个光源发射的闪烁光。所述光信号处理模块，用于采集至少两路所述闪烁光，并获取每个所述光源发送所述闪烁光时待测物的定位信息，根据每路所述闪烁光和每个所述定位信息获取所述待测物的位置变化情况。

第二方面，本发明实施例提供了一种光信号定位方法，所述方法应用于光信号定位装置，所述装置包括：光信号发送模块和光信号处理模块，所述光信号发送模块和所述光信号处理模块耦合。所述方法包括：所述光信号发送模块通过至少两个光源发射的闪烁光；所述光信号处理模块采集至少两路所述闪烁光，并获取每个所述光源发送所述闪烁光时待测物的定位信息，根据每路所述闪烁光和每个所述定位信息获取所述待测物的位置变化情况。

第三方面，本发明实施例提供了一种光信号定位系统，所述光信号定位系统包括：待测物和所述的光信号定位装置，所述光信号定位装置中的光信号发送模块安装在所述待测物上。

本发明实施例的有益效果是：

光信号发送模块通过至少两个光源发射的闪烁光，而光信号处理模块则采集该至少两路所述闪烁光，并获取每个光源发送闪烁光时待测物的定位信息。光信号处理模块根据每路闪烁光和每个定位信息则获取该待测物的位置变化情况。因此，通过光信号处理模块采集待测物上光信号发送模块发送的闪烁光实现了对待测物进行识别、定位和跟踪，由于光信号远距离传输的精准性，进而能够对待测物进行中远距离的精确定位和精确跟踪。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

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，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。通过附图所示，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1示出了本发明第一实施例提供的一种光信号定位系统的结构示图；

图2示出了本发明第二实施例提供的一种光信号定位装置的第一结构管框图；

图3示出了本发明第二实施例提供的一种光信号定位装置的第二结构管框图；

图4示出了本发明第二实施例提供的一种光信号定位装置中光信号发送单元和光信号接收单元的结构示意图；

图5示出了本发明第二实施例提供的一种光信号定位装置中光信号发送模块至少两路闪烁光的第一示例图；

图6示出了本发明第二实施例提供的一种光信号定位装置中光信号发送模块至少两路闪烁光的第二示例图；

图7示出了本发明第二实施例提供的一种光信号定位装置中校准子单元执行采样误差校准的示例图；

图8示出了本发明第三实施例提供的一种光信号定位方法的第一流程图；

图9示出了本发明第三实施例提供的一种光信号定位方法中步骤S200的流程图；

图10示出了本发明第三实施例提供的一种光信号定位方法中步骤S220的流程图；

图11示出了本发明第三实施例提供的一种光信号定位方法的第二流程图。

图标：10-光信号定位系统；11-待测物；100-光信号定位装置；110-光信号发送模块；111-光信号编码单元；1111-第一通信子单元；1112-第一编码子单元；112-光信号发送单元；1121-光源；120-光信号处理模块；121-光信号接收单元；1211-单波段编码信号采集传感器；1212-定位信号采集传感器；122-光信号处理单元；1221-识别子单元；1222-校验子单元；1223-校准子单元；1224-第二编码子单元；1225-第二通信子单元。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

第一实施例

请参阅图1，本发明第一实施例提供了一种光信号定位系统10，该光信号定位系统10包括：待测物11和光信号定位装置100。

待测物11可以为需要被进行位置跟踪的物体，其可以为例如：人、动物、无人机等。光信号定位装置100中的光信号发送模块110可安装在待测物11上。当光信号发送模块110中的光信号发送模块110发送至少两路闪烁光时，光信号发送模块110中的光信号处理模块120采集到该至少两路闪烁光，并根据该至少两路闪烁光来获取待测物11的位置变化情况，进而实现对待测物11的精确跟踪和精确定位。

第二实施例

请参阅图2，本发明第二实施例提供了一种光信号定位装置100，该光信号定位装置100包括：光信号发送模块110和光信号处理模块120。其中，光信号发送模块110和光信号处理模块120之间通过光信号的传输实现耦合。

光信号发送模块110用于安装在待测物上，并通过自身的至少两个光源1121来发射的闪烁光。

光信号处理模块120用于通过检测，来采集光信号发送模块110发送的至少两路闪烁光，并获取每个光源1121在发送闪烁光时待测物的定位信息。进而根据每路闪烁光和每个定位信息，获取该待测物在闪烁光的采集时间内的位置变化情况。其中，一个定位信息对应的是光源在发射一路闪烁光时发出亮光的一个时序，即一个定位信息为一帧。

请参阅图3，光信号发送模块110包括：光信号编码单元111和光信号发送单元112。其中，光信号编码单元111通过无线数据网络与光信号处理模块120连接，光信号编码单元111和光信号发送单元112电性连接，光信号发送单元112和光信号处理模块120之间通过光信号的传输实现耦合。

光信号编码单元111用于根据待测物的标签信息，编码生成光信号数据，并将光信号数据发送至光信号发送单元112。

具体的，光信号编码单元111包括：第一通信子单元1111和第一编码子单元1112。第一通信子单元1111通过无线数据网络与光信号处理模块120连接，第一编码子单元1112则分别与第一通信子单元1111和光信号处理模块120电性连接。

第一通信子单元1111可以为集成电路芯片，其具备对信号的接收和处理能力。本实施例中，第一通信子单元1111能够预先获取该光信号处理模块120发送的待测物的标签信息、光信号发送规则和光信号编码规则。进而第一通信子单元1111将标签信息、光信号发送规则和光信号编码规则均发送至第一编码子单元1112。此外，第一通信子单元1111还可获取到光信号处理模块120发送的控制指令。并在获取到控制指令后，将该控制指令转发至第一编码子单元1112。

第一编码子单元1112可以为集成电路芯片，其也具备对信号的接收和处理能力。本实施例中，第一编码子单元1112获取到标签信息、光信号发送规则和光信号编码规则后，第一编码子单元1112将标签信息、光信号发送规则和光信号编码规则均进行存储。当第一编码子单元1112获取到第一通信子单元1111转发的控制指令时，第一编码子单元1112对该控制指令进行解析，以基于该控制指令进行工作。具体的，该工作的模式可以包括但不限于：当第一编码子单元1112判定为进行光信号发送时，则第一编码子单元1112调用存储光信号发送规则和光信号编码规则来编码生成与的标签信息对应的光信号数据，并将该光信号数据发送至光信号发送单元112。当第一编码子单元1112判定为进行光信号校验，则第一编码子单元1112也调用存储光信号发送规则和光信号编码规则来编码生成光信号校准数据，并将该光信号数据也发送至光信号发送单元112。

请参阅图4，光信号发送单元112可以为多个电路的集成。为便于对闪烁光的发送，光信号发送单元112包括：至少两个光源1121。光源1121的数量可根据实际实施情况进行选择，例如，选择为3个或4个。光信号发送单元112获取光信号数据后，光信号发送单元112的处理电路对该光信号数据进行解析，以实现该光信号数据和通过每个光源1121发送对应的一路闪烁光对应，进而发射出至少两路闪烁光。此外，光信号发送单元112获取到光信号校准数据，光信号发送单元112也根据该光信号校准数据发送对应的至少两路闪烁光。本实施例中，每个光源1121均可以为单波段发射头，即每个光源1121发送一种波段的闪烁光，再者，每个光源1121发射一路闪烁光时与其他光源1121发射一路闪烁保持周期和频率的同步。其中，每个光源1121发送所发送的闪烁光可以可见光的波段，也可以为除了可见光的其它波段，为便于对本发明实施例的理解，本实施例以可见光进行例举说明，但并不作为对本实施例的限定。

需要说明的，光信号发送模块110获取标签信息、光信号发送规则和光信号编码规则为光信号定位装置100正常工作之前预先进行的。之后，光信号定位装置100正常工作时，无需再获取该标签信息、光信号发送规则和光信号编码规则。直至标签信息、光信号发送规则和光信号编码规则中任一个需要更新时，光信号发送模块110才再次获取标签信息、光信号发送规则和光信号编码规则，进而完成对原有存储数据的更新。

请参阅图3、图4和图5，图5示出了本实施例中光信号发送模块110至少两路闪烁光的第一示例图。以光信号发送模块110中具有3个光源1121为例，A光源1121发射蓝色光，B光源1121发射绿色光，以及C光源1121发射红色光。作为一种方式，待测物的标签信息中，该标签信息可具有一定的数据格式，标签信息的数据格式包括：起始位、数据位和校验位。光信号发送模块110根据光信号数据发射至少两路闪烁光，每路闪烁光应当与标签信息的数据格式对应。例如，当标签信息为起始位的标识为S，数据位为5621，校验位为的标识为C时。通过该方式，标签信息可表达的编码数量为(2^m-2)ⁿ，其中m是数据的数量，n是数据位数。

每个光源1121均通过不断亮或灭的方式来发射对应该光信号数据的闪烁光，其中，亮为1，灭为0，但并不限定。例如，开始发射后，A光源1121、B光源1121和C光源1121均同步的亮，以表示起始位为S。之后，A光源1121亮，B光源1121灭，C光源1121亮，以表示数据位中的5。之后，A光源1121灭，B光源1121亮，C光源1121亮，以表示数据位中的6，之后，A光源1121灭，B光源1121亮，C光源1121灭，以表示数据位中的2。之后，A光源1121亮，B光源1121灭，C光源1121灭，以表示数据位中的1。最后，A光源1121灭，B光源1121亮，C光源1121灭，以表示校验位为C。在校验位的数据发送完成后，光信号发送模块110则完成了本次的至少两路闪烁光的发射。

需要说明的是，为便于光信号处理模块120对每路闪烁光的识别、定位和判定，光信号发送模块110中至少两路闪烁光发送到标签信息中的数据位时，至少两个光源1121不能全亮，也不能全灭。

请参阅图3、图4和图6，图6示出了本实施例中光信号发送模块110至少两路闪烁光的第二示例图。以光信号发送模块110中具有3个光源1121为例，A光源1121发射蓝色光，B光源1121发射绿色光，以及C光源1121发射红色光。作为一种方式，该光信号校准数据也可具有一定的数据格式，光信号校准数据的数据格式包括：校准数据头和每个光源1121的校验编码数据。可以理解到，此时的校验为对每个光源1121的阈值校准。当光信号发送模块110根据光信号校准数据发送对应的至少两路闪烁光时，每路闪烁光也应当与光信号校准数据的数据格式对应。例如，开始校验发射后，A光源1121、B光源1121和C光源1121均同步依次亮灭亮灭，以表示校准数据头。之后，A光源1121依次灭亮，B光源1121和C光源1121均同步依次亮灭，以表示A光源1121的校验编码数据。之后，B光源1121依次灭亮，A光源1121和C光源1121均同步依次亮灭，以表示B光源1121的校验编码数据。最后，C光源1121依次灭亮，A光源1121和B光源1121均同步依次亮灭，以表示C光源1121的校验编码数据。在C光源1121的校验编码数据发送完成后，光信号发送模块110则完成了本次的至少两路闪烁光的发射。

请参阅图3和图4，光信号处理模块120包括：光信号接收单元121和光信号处理单元122。其中，光信号接收单元121与光信号发送模块110之间通过光信号的传输实现耦合，光信号接收单元121与光信号处理单元122电性连接，而光信号处理单元122通过无线数据网络与光信号发送模块110连接。

光信号接收单元121用于获取采样的每路闪烁光的采样光闪时序，并获取每个光源1121发送对应的一路闪烁光时待测物的定位信息，将每个采样光闪时序和每个定位信息均发送至光信号处理单元122。

本实施例中，光信号接收单元121包括：单波段编码信号采集传感器1211和定位信号采集传感器1212。其中，单波段编码信号采集传感器1211与所述光源1121数量相同。

光信号接收单元121可以为多个电路的集成。光信号接收单元121中的每个单波段编码信号采集传感器1211均对应采集一个光源1121所发送的闪烁光。例如，单波段编码信号采集传感器1211采集绿光，则该单波段编码信号采集传感器1211对应采集发射绿色光的光源1121所发射的闪烁光。每个单波段采集摄像在采集对应的一路闪烁光之后，光信号接收单元121中的处理电路基于每个单波段采集摄像所采集的闪烁光生对应的采样光闪时序。可以理解的到，一路闪烁光为持续的亮灭闪烁，故采样光闪时序中可包含多帧。光信号接收单元121获取到每个单波段采集摄像获取到对应的采样光闪时序后，将每个采样光闪时序发送至光信号处理单元122。

光信号接收单元121中的定位信号采集传感器1212可采集在每个光源1121发送对应的一路闪烁光时待测物的定位信息。具体的，定位信号采集传感器1212包括两个摄像头，其可分别为A摄像头和B摄像头，其中，A摄像头和B摄像头均为全波段宽频高透滤光摄像头。当每个光源1121发送对应的一路闪烁光时，光信号接收单元121根据定位信号采集传感器1212根据A摄像头和B摄像头的双目定位原理计算光源1121发送对应的一路闪烁光时待测物的定位信息。之后，光信号接收单元121再将每个采样光闪时序和每个定位信息均发送至光信号处理单元122。

需要说明的是，为保证采样的准确性，并提高采样速率单波段编码信号采集传感器1211和定位信号采集传感器1212的采样速率均为闪烁光频率的整数倍，本实施例中，优选整数倍为2倍。

光信号处理单元122用于根据每个采样光闪时序和每个定位信息获取待测物的标签信息，并判断标签信息是否正确，若是，根据每个定位信息获取所述待测物的位置变化情况。

本实施例中，光信号处理单元122包括：识别子单元1221、校验子单元1222、校准子单元1223、第二编码子单元1224和第二通信子单元1225。具体的。识别子单元1221与光信号接收单元121电性连接，校验子单元1222和校准子单元1223均与识别子单元1221电性连接，第二编码子单元1224与第二通信子单元1225电性连接，而第二通信子单元1225则通过无线数据网络与第一通信子单元1111电性连接。

识别子单元1221可以为集成电路芯片，其具备对信号的处理和运算能力。由于每个光源1121之间的位置相隔很近，为获知该每个光源1121在发射闪烁光时，具体是亮还是灭，则识别子单元1221通过将该光源1121发送一路闪烁光时的定位信息和该光源1121对应的采样光闪时序相结合，则能够准确反推出该光源1121在发射对应的一路闪烁光时的亮灭状态，该光源1121的亮灭状态即为发射对应的一路闪烁光时的光信号状态数据。进而识别子单元1221获取到每个光源1121所对应的光信号状态数据，则识别子单元1221将至少两个光信号状态数据结合，便能够获取待测物的标签信息。

也例如，A光源1121在发射一路蓝色闪烁光时的亮灭状态为：亮亮灭灭亮灭，则对应获取的A光源1121的光信号状态数据即为110010。与此同时，B光源1121在发射一路红色闪烁光时的亮灭状态为：亮灭亮亮灭亮，则对应获取的B光源1121的光信号状态数据即为101101。与此同时，C光源1121在发射一路绿色闪烁光时的亮灭状态为：亮亮亮灭灭灭，则对应获取的C光源1121的光信号状态数据即为111000。进一步的，根据A光源1121的光信号状态数据即为110010、B光源1121的光信号状态数据即为101101，以及C光源1121的光信号状态数据即为111000，识别子单元1221则获取该光源1121的标签信息，即获取数据格式为S5621C的标签信息。

需要说明的是，由于光信号接收单元121中每个单波段采集摄像在采样每路闪烁光时的时序与其他单波段采集摄像采集其他路闪烁光时的时序可能存在误差，以及定位信号采集传感器1212在采集定位信息时的时序和单波段采集摄像采集的时序也可能存在误差。因此，对于采集相位同步时得到的各光信号状态数据，可直接将其组合。对于相位不同步的采集装置采集得到的各光信号状态数据，则需要按顺序，依次将相位最接近光信号状态数据两两进行组合。进而可最终通过组合得到标签信息。

本实施例中，识别子单元1221还将获取的标签信息发送至校验子单元1222进行校准。并在发送之后获取校验子单元1222返回的校验结果信息。识别子单元1221解析该校验结果信息来判断校验结果是否正确。当识别子单元1221判定校验结果不正确时，则说明闪烁光在发射过程中受到干扰，或者闪烁光在发射中发生错误，进而识别子单元1221则将本次获取到标签信息抛掉，以便于重新获取下一次的标签信息。当识别子单元1221判定校验结果正确时，则说明待测物的标签信息正确，进而识别子单元1221据获取的至少两个定位信息，则能够获取该待测物在该闪烁光发射周期内的位置变化情况。

再者，识别子单元1221还可以通过对标签信息的解析，来判断每个光信号状态数据中是否均包含有校准数据头。若否，不对该该光信号状态数据做校准处理。若是，则判定该光信号状态数据为光信号校准数据，并将该光信号校准数据需要校准的发送至校准子单元1223，并告知校准子单元1223执行阈值校准。另外，若识别子单元1221获取的外部设备发送的采样误差校准指令，或根据自身的预设控制程序判定需要执行采样误差校准时，则识别子单元1221根据采样误差校准指令或预设控制程序，将标签信息中需要进行采样误差校准的至少一个光信号状态数据发送至校准子单元1223，并告知校准子单元1223执行采样误差校准。

在实际操作过程中，阈值校准或采样误差校准可根据使用需求随时执行，本实施例对阈值校准或采样误差校准的执行条件并不限定。

校验子单元1222可以为集成电路芯片，其具备对信号的处理和运算能力。本实施例中，校验子单元1222根据标签信息中的光信号状态数据来对标签信息的正确与否进行校验。

作为一种方式，每个光信号状态数据包含的是1或0，校验子单元1222首先获取所有光信号状态数据中为1的总数，或者为0的总数。本实施例可以为获取为1的总数，但并不限定。此外，校验子单元1222中设有标签信息中校验位的预设值。该预设值可以为：当1的总数为基数时，预设值即为校验位所对应每个光信号状态数据，其依次为100...0，当1的总数为偶数时，预设值即为校验位所对应每个光信号状态数据，其依次为010...0。进而当校验子单元1222首先获取所有光信号状态数据中为1的总数为基数时，再依次获取校验位所对应每个光信号状态数据。当校验位所对应每个光信号状态数据和预设值100...0相同时，校验子单元1222便生成校验正确的校验结果信息至识别子单元1221，反之，则生成校验错误的校验结果信息至识别子单元1221。进一步的，当校验子单元1222首先获取所有光信号状态数据中为1的总数为偶数时，也再依次获取校验位所对应每个光信号状态数据。当校验位所对应每个光信号状态数据和预设值010...0相同时，校验子单元1222便生成校验正确的校验结果信息至识别子单元1221，反之，则生成校验错误的校验结果信息至识别子单元1221。

也例如，校验子单元1222获取标签信息中所有的光信号状态数据依次为：A光源1121的110010、B光源1121的101101，以及C光源1121的111000。校验子单元1222便获取所有的光信号状态数据中为1的总数为耦合。校验子单元1222再获取校验位所对应所有的光信号状态数据依次为：010，其与预设值相同，进而校验子单元1222生成校验正确的校验结果信息至识别子单元1221。

校准子单元1223可以为集成电路芯片，其具备对信号的处理和运算能力。本实施例中，为保证光信号处理模块120采集每路闪烁光时的准确性，校准子单元1223可对在采集每路闪烁光时，对每路的采样进行阈值校准或采样误差校准。

具体的，校准子单元1223在获取到需要执行阈值校准时，校准子单元1223相应的获取阈值校准所需的至少一个光信号校准数据。校准子单元1223获取每个光信号校准数据中校准数据头之后的校准数据。每个校准数据均为该光信号校准数据所对应的光源1121执行“灭亮”操作时产生的数据，即每个校准数据均为“01”。校准子单元1223通过获取每个校准数据在“0”时的产生的最高值，将该最高值则作为识别该光源1121为灭时的阈值，该光源1121灭时小于该最高值时则均能够被识别。之后，校准子单元1223通过获取每个校准数据在“1”时的产生的最低值，将该最低值则作为识别该光源1121为亮时的阈值，该光源1121亮时大于该最低值时则均能够被识别。校准子单元1223按照上述操作，则能够依次对每个光信号校准数据进行阈值校准。

例如，该光信号校准数据为A光源1121的亮灭亮灭灭亮亮灭亮灭，即为1010011010，其中，1010为校准数据头。校准子单元1223获取该光信号校准数据中校准数据头之后的01数据，由于0表示A光源1121持续一段时间的灭，而1表示A光源1121持续一段时间的亮。校准子单元1223获取A光源1121在灭的持续时间段中信号强度的最高值，该最高值则作为为0时的阈值。之后，校准子单元1223再获取A光源1121在亮的持续时间段中信号强度的最低值，该最低值则作为为1时的阈值。此外，保证阈值校准时的准确型，每个光源1121闪烁而处于亮的状态，其它光源1121均为灭的状态，以校准该光源1121处于亮的时候的最低阈值。反之，当该光源1121闪烁而处于灭的状态，其它光源1121均为亮的状态，以校准该光源1121处于灭的时候的最高阈值。

请参阅图3和图7，图7示出了本实施例中校准子单元1223执行采样误差校准的示例图。校准子单元1223在获取到需要执行采样误差校准时，校准子单元1223相应的获取采样误差校准所需的至少一个光信号状态数据。

本实施例中，由于每个单波段编码信号采集传感器1211在采集时，每个光源1121和每个单波段编码信号采集传感器1211的时钟长时间运行后，均会产生累积偏差，使得每个单波段编码信号采集传感器1211在采集时与对应的光源1121发生的闪烁光之间会有相位差。又由于单波段编码信号采集传感器1211的采样频率为闪烁光的两倍，其产生相位差后，单波段编码信号采集传感器1211在采集为“亮灭”闪烁光时则会出现帧1为“全亮”，第一帧2为“弱亮”，第二帧2为“全灭”。其中，第一帧2为“弱亮”则为由于相位差所导致的不确定数据。

校准子单元1223在进行采样误差校准时，采样误差校准采集分析光信号状态数据中“全灭”所对应的“0”的数据。当校准子单元1223获取到光信号状态数据中的第一次获取到“0”的数据时，校准子单元1223将该帧的“0”作为有效数据，并将该帧之后包含不确定数据的下一帧抛掉，并再将抛掉的下一帧之后的一帧作为有效数据，并形成循环。可以理解到，抛掉不确定数据的帧数，则避免了光信号状态数据中存在采集到不确定数据，进而可通过上述方式实现对光信号处理单元122采集每个光信号状态数据的采样误差校准。

需要说明的是，本实施例将为“0”的数据作为有效数据，可有效的避免将为“1”的数据作为有效数据时，由于光源1121距离较远，而光信号强度弱，导致采样误差校准不准确。

此外，在本实施例的光信号处理模块120中，光信号处理模块120根据预设控制程序，当接收到标签信息中的起始位时，便开始执行采样。若未接到起始位，则不处理。当光信号处理模块120采集到的光源1121位置固定，但根据该光源1121所得到的标签信息却不正确时，则判定该光源1121为背景，例如，太阳、LED灯等。

第二编码子单元1224可以为集成电路芯片，其具备对信号的处理和运算能力。第二编码子单元1224根据预设的控制程序，或者由外部设备发送的指令，第二编码子单元1224可设定标签信息、光信号发送规则和光信号编码规则。将该标签信息、光信号发送规则和光信号编码规则发送至第二通信子单元1225。

第二通信子单元1225可以为集成电路芯片，其具备对信号的接收和发送能力。第二通信子单元1225在获取到标签信息、光信号发送规则和光信号编码规则后，第二通信子单元1225则通过无线网络将该标签信息、光信号发送规则和光信号编码规则均发送至第一通信子单元1111。

本实施例的光信号定位装置100在进行采样时，若采用4光色，4位数据位的模式，则可以表达约3.8万种标签信息。若采用4光色，6位数据位的模式，可以表达约750万种标签信息。若采用4光色，8位数据位的模式，则可以表达约14亿种标签信息。若4位数据位，进行12次周期采样，且采样速率为120帧/秒时，光信号定位装置100识别速度为0.1秒。当光信号定位装置100采用1280*720的分辨率，120帧/秒的采样速率时，对12.8m*7.2m的空间中的待测物进行定位跟踪时，待测物的识别精度可以达到0.01m。若光信号定位装置100采用120帧/秒的采样速率，且多个待测物相互之间的间距为至少1米。则光信号定位装置100跟踪该待测物时，该待测物速度最高可为30米/秒。

第三实施例

请参阅图8，本发明第三实施例提供了一种光信号定位方法，该方法应用于光信号定位装置，所述方法包括：

步骤S100：所述光信号发送模块通过至少两个光源发射的闪烁光。

步骤S200：所述光信号处理模块采集至少两路所述闪烁光，并获取每个所述光源发送所述闪烁光时待测物的定位信息，根据每路所述闪烁光和每个所述定位信息获取所述待测物的位置变化情况。

请参阅图9，本发明第三实施例提供了一种光信号定位方法中，步骤S200包括：

步骤S210：所述光信号处理模块获取采样的每路所述闪烁光的采样光闪时序，并获取每个所述光源发送对应的一路所述闪烁光时所述待测物的定位信息。

步骤S220：所述光信号处理模块根据每个所述采样光闪时序和每个所述定位信息获取所述待测物的标签信息，并判断所述标签信息是否正确，若是，根据每个所述定位信息获取所述待测物的位置变化情况。

请参阅图10，本发明第三实施例提供了一种光信号定位方法中，步骤S220包括：

步骤S221：所述光信号处理模块根据每个所述光源发送所述闪烁光时所述待测物的所述定位信息，获取与该所述光源对应的所述采样光闪时序中的光信号状态数据，每个所述光信号状态数据均与对应的一路所述闪烁光的亮灭状态匹配。

步骤S222：根据每个所述光信号状态数据，获取该所述待测物的标签信息，并判断所述标签信息是否正确，若是，根据每个所述定位信息获取所述待测物的位置变化情况。

请参阅图11，本发明第三实施例提供了一种光信号定位方法中，所述方法还包括：

步骤S201：所述光信号处理模块判断获取的每个所述光信号状态数据中是否包含校准数据头，若是，执行采样该所述光信号状态数据采样时的阈值校准，或所述光信号处理模块执行采样该所述光信号状态数据时的采样误差校准。

需要说明的是，由于所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的方法的具体工作过程，可以参考前述系统、装置和单元的实施例中的对应过程，在此不再赘述。

综上所述，本发明实施例提供了一种光信号定位装置、方法及系统。光信号定位装置包括：光信号发送模块和光信号处理模块，光信号发送模块和光信号处理模块耦合。光信号发送模块，用于通过至少两个光源发射的闪烁光。光信号处理模块，用于采集至少两路闪烁光，并获取每个光源发送闪烁光时待测物的定位信息，根据每路闪烁光和每个定位信息获取待测物的位置变化情况。

光信号发送模块通过至少两个光源发射的闪烁光，而光信号处理模块则采集该至少两路所述闪烁光，并获取每个光源发送闪烁光时待测物的定位信息。光信号处理模块根据每路闪烁光和每个定位信息则获取该待测物的位置变化情况。因此，通过光信号处理模块采集待测物上光信号发送模块发送的闪烁光实现了对待测物进行识别、定位和跟踪，由于光信号远距离传输的精准性，进而能够对待测物进行中远距离的精确定位和精确跟踪。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光信号定位装置，其特征在于，所述光信号定位装置包括：光信号发送模块和光信号处理模块，所述光信号发送模块和所述光信号处理模块耦合；

所述光信号发送模块，用于通过至少两个光源发射的闪烁光；

所述光信号处理模块，用于采集至少两路所述闪烁光，并获取每个所述光源发送所述闪烁光时待测物的定位信息，根据每路所述闪烁光和每个所述定位信息获取所述待测物的位置变化情况。

2.根据权利要求1所述的光信号定位装置，其特征在于，所述光信号处理模块包括：光信号接收单元和光信号处理单元，所述光信号接收单元与所述光信号发送模块耦合，所述光信号接收单元与所述光信号处理单元连接；

所述光信号接收单元，用于获取采样的每路所述闪烁光的采样光闪时序，并获取每个所述光源发送对应的一路所述闪烁光时所述待测物的定位信息，将每个所述采样光闪时序和每个所述定位信息均发送至所述光信号处理单元；

所述光信号处理单元，用于根据每个所述采样光闪时序和每个所述定位信息获取所述待测物的标签信息，并判断所述标签信息是否正确，若是，根据每个所述定位信息获取所述待测物的位置变化情况。

3.根据权利要求2所述的光信号定位装置，其特征在于，所述光信号接收单元包括：定位信号采集传感器和与所述光源数量匹配的单波段编码信号采集传感器；所述单波段编码信号采集传感器，用于获取采样到的对应一路所述闪烁光的采样光闪时序，将该所述采样光闪时序发送至光信号处理单元；

所述定位信号采集传感器，用于获取每个所述光源发送对应一路所述闪烁光时所述待测物的定位信息，将每个所述定位信息均发送至所述光信号处理单元。

4.根据权利要求1所述的光信号定位装置，其特征在于，所述光信号发送模块包括：光信号编码单元和光信号发送单元，所述光信号编码单元和所述光信号发送单元连接，所述光信号发送单元和所述光信号处理模块耦合；

所述光信号编码单元，用于根据所述待测物的标签信息，编码生成光信号数据，并将所述光信号数据发送至所述光信号发送单元；

所述光信号发送单元，用于根据所述光信号数据，通过每个所述光源发送对应的一路所述闪烁光。

5.根据权利要求4所述的光信号定位装置，其特征在于，每个所述光源均为单波段发射头。

6.一种光信号定位方法，其特征在于，所述方法应用于光信号定位装置，所述装置包括：光信号发送模块和光信号处理模块，所述光信号发送模块和所述光信号处理模块耦合，所述方法包括：

所述光信号发送模块通过至少两个光源发射的闪烁光；

所述光信号处理模块采集至少两路所述闪烁光，并获取每个所述光源发送所述闪烁光时待测物的定位信息，根据每路所述闪烁光和每个所述定位信息获取所述待测物的位置变化情况。

7.根据权利要求6所述的光信号定位方法，其特征在于，所述光信号处理模块采集至少两路所述闪烁光，并获取每个所述光源发送所述闪烁光时所述待测物的定位信息，根据每路所述闪烁光和每个所述定位信息获取待测物的位置变化情况，包括：

所述光信号处理模块获取采样的每路所述闪烁光的采样光闪时序，并获取每个所述光源发送对应的一路所述闪烁光时所述待测物的定位信息；

所述光信号处理模块根据每个所述采样光闪时序和每个所述定位信息获取所述待测物的标签信息，并判断所述标签信息是否正确，若是，根据每个所述定位信息获取所述待测物的位置变化情况。

8.根据权利要求7所述的光信号定位方法，其特征在于，所述光信号处理模块根据每个所述采样光闪时序和每个所述定位信息获取所述待测物的标签信息，并判断所述标签信息是否正确，包括：

所述光信号处理模块根据每个所述光源发送所述闪烁光时所述待测物的所述定位信息，获取与该所述光源对应的所述采样光闪时序中的光信号状态数据，每个所述光信号状态数据均与对应的一路所述闪烁光的亮灭状态匹配；

根据每个所述光信号状态数据，获取该所述待测物的标签信息，并判断所述标签信息是否正确，若是，根据每个所述定位信息获取所述待测物的位置变化情况。

9.根据权利要求8所述的光信号定位方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述光信号处理模块判断获取的每个所述光信号状态数据中是否包含校准数据头，若是，执行采样该所述光信号状态数据采样时的阈值校准，或所述光信号处理模块执行采样该所述光信号状态数据时的采样误差校准。

10.一种光信号定位系统，其特征在于，所述光信号定位系统包括：待测物和如权利要求1-5任一项所述的光信号定位装置，所述光信号定位装置中的光信号发送模块安装在所述待测物上。