[发明专利]用于定位第一装置的设备和方法、定位设备和定位方法

说明书

公开了一种用于定位第一装置的设备和方法、定位设备和定位方法。该用于定位第一装置的设备包括飞行时间电路，其被配置成发送第一调制光信号并且接收来自第一装置的第一调制光信号的反射。此外，该用于定位第一装置的设备包括处理电路，其被配置成基于第一调制光信号和反射来确定第一装置在与设备相关联的第一坐标系中的位置。处理电路还被配置成基于第一装置在第一坐标系中的位置、设备在第二坐标系中的位置以及设备在第二坐标系中的取向来确定第一装置在第二坐标系中的位置。该设备还包括发送电路，其被配置成将第二调制光信号发射至第一装置，其中，第二调制光信号包括指示第一装置在第二坐标系中的位置的数据。

技术领域

本公开涉及使用飞行时间(ToF)模块来定位和通信。具体地，示例涉及用于定位第一装置的设备和方法、定位设备和用于定位的方法。

背景技术

在许多领域(例如，物联网(IoT)、智能家居或无线传感器网络(WSN))中，嵌入式装置的位置感知是令人期望的或者甚至是至关重要的。然而，由于尺寸和成本的限制，此类小电子器件通常无法确定其位置。使用无线电频率(RF)、声音或磁定位的常规定位技术在精确度和范围方面是十分受限的。

类似地，固定电子器件与几何位置的关联是有问题的。即使预期的位置是已知的，手动确定哪个器件位于哪个位置也会是劳动密集型的。

此外，3D运动跟踪和室内定位的复杂性是有问题的。工业自动化、自动机器人和增强/虚拟现实领域中的装置目前使用复杂的系统用于定位。这阻碍了普遍存在的位置感知装置的发展。常规的系统例如使用ToF传感器、广角运动跟踪摄像机、惯性传感器和专用计算机视觉处理器的组合。这产生了具有高成本和过大功耗以及空间需求的复杂系统。

因此，存在可以用于改善定位的需求。

发明内容

这种需求可以通过本文中描述的示例来满足。

一个示例涉及一种用于定位第一装置的设备。该设备包括ToF电路，其被配置成发射第一调制光信号并且接收来自第一装置的第一调制光信号的反射。此外，该设备包括处理电路，处理电路被配置成基于第一调制光信号和反射来确定第一装置在与设备相关联的第一坐标系中的位置。处理电路还被配置成基于第一装置在第一坐标系中的位置、设备在第二坐标系中的位置以及设备在第二坐标系中的取向来确定第一装置在第二坐标系中的位置。该设备还包括发送电路，发送电路被配置成将第二调制光信号发送至第一装置，其中，第二调制光信号包括指示第一装置在第二坐标系中的位置的数据。第二调制光信号可以是由发送第一调制光信号的相同电路生成的光信号。在一些实施方式中，第二调制光信号可以从与发送第一调制光信号的电路分离的电路发送。例如，可以使用无线信道来发射第二调制光信号。

另一示例涉及一种定位设备。该设备包括ToF电路，ToF电路被配置成发送第一调制光信号并且接收来自至少三个装置的第一调制光信号的反射。此外，该设备包括处理电路，处理电路被配置成基于第一调制光信号和反射来确定至少三个装置在与设备相关联的第一坐标系中的位置。该设备还包括接收电路，接收电路被配置成接收来自至少三个装置的第二调制光信号，其中，第二调制光信号包括指示至少三个装置在第二坐标系中的位置的数据。处理电路还被配置成基于至少三个装置在第一坐标系中的位置和指示至少三个装置在第二坐标系中的位置的数据来确定设备在第二坐标系中的位置和取向。

又一示例涉及一种用于定位第一装置的方法。该方法包括发送第一调制光信号，并且接收来自第一装置的第一调制光信号的反射。此外，该方法包括基于第一调制光信号和反射来确定第一装置在与第一调制光信号的发送器相关联的第一坐标系中的位置。该方法另外包括基于第一装置在第一坐标系中的位置、发送器在第二坐标系中的位置以及发送器在第二坐标系中的取向来确定第一装置在第二坐标系中的位置。此外，该方法包括将第二调制光信号发送至第一装置，其中，第二调制光信号包括指示第一装置在第二坐标系中的位置的数据。