CN105807258B

CN105807258B - 三维定位方法及***

Info

Publication number: CN105807258B
Application number: CN201610355495.9A
Authority: CN
Inventors: 赵锦秋; 胡全生
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-05-25
Filing date: 2016-05-25
Publication date: 2018-11-20
Anticipated expiration: 2036-05-25
Also published as: CN105807258A

Abstract

本申请公开了一种三维定位方法，用于对位于感兴趣的空间中的待定位对象进行三维定位，其中待定位对象的三维空间坐标和方向通过在其上装配的定位装置的光敏传感器的三维空间坐标来反映，该方法包括：a)对具有相同发光波长的多个光源进行定时，确定多个光源对感兴趣的空间进行扫描的时间和扫描顺序；b)按照扫描顺序使用平面激光扫描感兴趣的空间，以便照射位于感兴趣的空间中的光敏传感器；c)记录关于光敏传感器受到平面激光照射的时间数据；d)判断所记录的时间数据的有效性；e)根据有效的时间数据计算出光敏传感器的三维空间坐标；以及，重复执行步骤b)至步骤e)，直至停止执行所述方法为止。此外，本申请还公开了一种三维定位***。

Description

三维定位方法及***

技术领域

本申请涉及三维定位领域，具体地涉及的是一种三维定位方法及***。

背景技术

近年来，作为下一代人机交互体验的重要形式之一，虚拟现实技术(VR：VirtualReality，也称灵境技术)已受到越来越多关注。虚拟现实技术的原理在于，利用计算装置模拟出一个完整的虚拟三维世界，从而为用户提供在视觉、听觉、触觉等感官上的模拟，让用户得到身临其境一般的感受，并且能够对该虚拟的三维世界中发生/出现的事件和场景进行实时无障碍的互动。

随着虚拟现实技术的不断完善和进步，用户对于虚拟现实场景的真实度，以及用户的浸入感受的要求也越来越高。由此推动了3D头戴显示器、手势识别技术、三维定位技术等相关技术的迅猛发展，而其中对于人机交互体验的提升而言，至关重要的就是精确且实时的三维定位技术。通过三维定位技术的运用，使得用户在佩戴VR头盔时，除了可通过原地旋转来改变在虚拟三维世界中的视角之外，还能利用各种传感器来检测并跟踪用户在真实世界中的运动并根据算法来确定用户在虚拟三维世界中的相应位移和动作。由此，不仅能更好地为用户提供沉浸感，而且还能大幅降低眩晕感，同时由用户自身运动所造成的画面不同步感甚至能够完全消失。

目前流行的三维定位技术包括：蓝牙定位、WiFi定位、无线电定位、超声波定位、红外定位、激光定位等。为了能够对用户的细微运动进行更加有效的跟踪，在虚拟现实技术中所采用的三维定位技术在定位速度和精度方面有很高的要求，因此在实践中通常不使用在以上两方面的缺陷相对明显的定位技术，如蓝牙定位、WiFi定位、无线电定位、超声波定位等等。然而，使用现有的红外定位、激光定位技术虽然可以满足虚拟现实技术在定位速度和精度方面的要求，但是实现这些技术的成本过高，难以得到推广。

发明内容

因此，本发明所要实现的目的在于，提出一种三维定位方法及***。借助根据本发明的三维定位方法及***可以在改善虚拟现实场景的真实度以及用户的浸入感受的同时，有效地降低成本。

在一个实施方式中，本发明提出了一种三维定位方法，用于对位于感兴趣的空间中的待定位对象进行三维定位，其中待定位对象的三维空间坐标和方向通过在待定位对象上装配的定位装置的光敏传感器的三维空间坐标来反映，该三维定位方法包括如下步骤：

步骤110，对具有相同发光波长λ₀的多个光源Q₁…Q_m的时间进行对时，由此确定多个光源Q₁…Q_m对感兴趣的空间进行扫描的时间和扫描顺序；

步骤120，按照扫描顺序使用由多个光源Q₁…Q_m发出的平面激光L₁…L_m扫描感兴趣的空间，以便照射位于感兴趣的空间中的待定位对象上装配的定位装置的光敏传感器S₁…S_n，其中第i个平面激光L_i在t_0i时刻进入感兴趣的空间，并且在t_1i时刻离开，其中m为光源的数量，i为1至m之间的整数；

步骤130，记录关于光敏传感器S₁…S_n受到平面激光L₁…L_m照射的时间数据t_2ij，其中光敏传感器S₁…S_n代表各个待定位点，n为待定位点的数量以及光敏传感器的数量，j为1至n之间的整数；

步骤140，对所记录的时间数据t_2ij的有效性进行判断，从而过滤掉无效的时间数据；

步骤150，根据有效的时间数据t′_2ij计算出光敏传感器S₁…S_n的三维空间坐标；以及

重复执行步骤120至步骤150，直至停止执行该方法为止。

在另一个实施方式中，本发明还提出了一种三维定位方法，用于对位于感兴趣的空间中的待定位对象进行三维定位，其中待定位对象的三维空间坐标和方向通过在待定位对象上装配的定位装置的光敏传感器组的三维空间坐标来反映，并且其中一个光敏传感器组包括被安装在一起的多个光敏传感器用于对具有不同波长的多种激光进行响应，该三维定位方法包括如下步骤：

步骤210，对彼此具有不同发光波长λ₁…λ_m的多个光源Q₁…Q_m进行定时，由此确定多个光源Q₁…Q_m对感兴趣的空间进行扫描的时间；

步骤220，使用由多个光源Q₁…Q_m发出的平面激光L₁…L_m扫描感兴趣的空间，以便照射位于感兴趣的空间中的待定位对象上装配的定位装置的光敏传感器组(S₁₁…S_1m)、(S₂₁…S_2m)…(S_n1…S_nm)，其中第i个平面激光L_i在t_0i时刻进入感兴趣的空间，并且在t_1i时刻离开，其中m为光源的数量，i为1至m之间的整数；

步骤230，记录关于光敏传感器组(S₁₁…S_1m)、(S₂₁…S_2m)…(S_n1…S_nm)受到平面激光L₁…L_m照射的时间数据t_2ij，其中光敏传感器组(S₁₁…S_1m)、(S₂₁…S_2m)…(S_n1…S_nm)代表各个待定位点，n为待定位点的数量和光敏传感器组的组数量，每个光敏传感器组中所包括的、具有不同敏感波长λ₁…λ_m的光敏传感器的数量m与彼此具有不同发光波长λ₁…λ_m的多个光源的数量m相同，并且这些敏感波长λ₁…λ_m与光源的发光波长λ₁…λ_m一一对应，其中j为1至n之间的整数；

步骤240，对所记录的时间数据(t_2ij)的有效性进行判断，从而过滤掉无效的时间数据；

步骤250，根据有效的时间数据t′_2ij计算出光敏传感器组(S₁₁…S_1m)、(S₂₁…S_2m)…(S_n1…S_nm)的三维空间坐标；以及

重复执行步骤220至步骤250，直至停止执行该方法为止。

在另一个实施方式中，本发明提出了一种三维定位***，用于对位于感兴趣的空间中的待定位对象进行三维定位，其中待定位对象的三维空间坐标和方向通过在待定位对象上装配的光敏传感器的三维空间坐标来反映，该三维定位***包括：

多个激光基站P₁…P_m，其发出的激光具有相同的发光波长λ₀，多个激光基站中的每一个激光基站都具有定时控制模块、平面激光源和旋转装置，

其中定时控制模块接收定时信号并按照该定时信号控制旋转装置的启动时间和顺序，

其中平面激光源发出平面激光，平面激光源被安装在旋转装置上并被设置成使得平面激光源发出的平面激光所在的平面与旋转装置的旋转方向正交，

其中旋转装置匀速旋转从而使得在其上安装的平面激光源发出的平面激光能够对感兴趣的空间进行扫描；定位装置，其具有光敏传感器和数据记录/传输模块，

其中光敏传感器受到平面激光源发出的平面激光的照射并发出响应信号，

其中数据记录/传输模块记录关于光敏传感器发出响应信号的时间数据；以及

计算装置，其具有定时信号发生装置、数据接收装置、评估模块和计算模块，

其中定时信号发生装置生成定时信号，并将该定时信号发送至多个激光基站，

其中数据接收装置从定位装置的数据记录/传输模块接收所记录的时间数据，

其中评估模块对所接收的时间数据的有效性进行评估，从而过滤掉无效的时间数据，

其中计算模块根据有效的时间数据计算出光敏传感器的三维空间坐标。

在另一个实施方式中，本发明还提出了一种三维定位***，用于对位于感兴趣的空间中的待定位对象进行三维定位，其中待定位对象的三维空间坐标和方向通过在待定位对象上装配的定位装置的光敏传感器组的三维空间坐标来反映，并且其中一个光敏传感器组包括被安装在一起的、具有不同敏感波长的多个光敏传感器用于对具有不同发光波长的多种激光进行响应，该三维定位***包括：

多个激光基站P₁…P_m，其发出的激光具有不同的发光波长λ₁…λ_m，多个激光基站中的每一个激光基站都具有定时控制模块、平面激光源和旋转装置，

其中定时控制模块接收定时信号并按照定时信号控制旋转装置的启动时间，

其中旋转装置匀速旋转从而使得在其上安装的平面激光源发出的平面激光能够对感兴趣的空间进行扫描；

定位装置，其具有光敏传感器组和数据记录/传输模块，

其中光敏传感器组受到平面激光源发出的、具有不同的发光波长λ₁…λ_m的平面激光的照射并发出响应信号，光敏传感器组中所包括的、具有不同敏感波长的光敏传感器的数量与具有不同的发光波长的多个激光基站的数量相同，并且这些敏感波长与激光基站的发光波长一一对应，

其中数据记录/传输模块记录关于光敏传感器组发出响应信号的时间数据；以及

其中定时信号发生装置生成定时信号，并将定时信号发送至多个激光基站，

其中计算模块根据有效的时间数据计算出光敏传感器组的三维空间坐标。

本申请实施方式采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果。

通过使用基于激光定位的根据本发明的三维定位方法及***能够很好地满足虚拟现实技术在定位速度和精度方面的要求，从而为用户提供良好的沉浸感。此外，根据本发明的三维定位方法及***实现起来成本较低，并且非常灵活，例如通过使用多个激光基站可以覆盖更大的感兴趣区域，或者可以应对更加复杂的环境条件。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施方式描述中所需要使用的附图进行简要说明。

图1为根据本发明的一种三维定位方法的流程图；

图2为使用根据本发明的三维定位方法来确定光敏传感器位置的示意图；

图3为根据本发明的另一种三维定位方法的流程图；

图4为根据本发明的一种三维定位***的示意图；以及

图5为根据本发明的另一种三维定位***的示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施方式及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式仅是本申请的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施方式，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图，详细说明本申请各实施方式提供的技术方案。

实施方式1

本申请的实施方式1提供一种三维定位方法，用于对位于感兴趣的空间中的待定位对象进行三维定位，其中待定位对象的三维空间坐标和方向通过在待定位对象上装配的定位装置的光敏传感器的三维空间坐标来反映。具体地，实施方式1提供的三维定位方法的实现流程示意图如图1所示，包括如下步骤：

重复执行步骤120至步骤150，直至停止执行该方法为止。

其中，由多个光源Q₁…Q_m发出的平面激光L₁…L_m可以是红外光、可见光、紫外光等等。

在步骤120中，各个扫描动作在执行时所用的时间不可重叠，即利用每个光源所发出的平面激光执行一次对感兴趣的空间的扫描总共需要的时间段T＝(t₁₁-t₀₁)+(t₁₂-t₀₂)+…+(t_1m-t_0m)，其中t₁₁＝t₀₂、t₁₂＝t₀₃…t_1(m-1)＝t_0m。

其中要说明的是，在本实施方式中，时间段T的设置能够通过调整平面激光的扫描速度来方便地实现。而时间段T的选择必须要满足的条件在于，该时间段T应当足够小使得待定位对象的运动被映射到虚拟显示装置中时示出的画面足够连贯。在现有视频技术中，通常使用的视频帧数为30～60fps，因此时间段T的值至少为1/30fps，即33.34ms，优选为小于1/60fps，即16.67ms。

在步骤140中，对所记录的时间数据t_2ij的有效性进行判断，从而过滤掉无效的时间数据包括按照一定规则对时间数据t_2ij进行过滤。所述规则例如但不限于，将当前所记录的时间数据与此前最后一次记录的时间数据相减得到这两个时间数据之间的差Δt_2ij，该差Δt_2ij与时间段T的比值的绝对值|Δt_2ij/T|实际上侧面代表了对应的光敏传感器在两次定位之间发生位置变化的速度。即如果|Δt_2ij/T|趋近于1，则表示对应的光敏传感器在两次定位之间没有发生位置变化，或者位置变化很小。而与之相对地，如果|Δt_2ij/T|的值偏移1越远，则表示对应的光敏传感器在两次定位之间发生位置变化的速度越快。一旦这一改变速度超过一预设的阈值，将当前所记录的时间数据判断为无效的时间数据，将与当前所记录的时间数据相对应的光敏传感器标记为“有问题”的光敏传感器并且不根据当前所记录的无效的时间数据来计算所述“有问题”的光敏传感器的三维空间坐标。造成此类问题的原因包括但不限于：由于光敏传感器本身故障造成无法正确对平面激光进行响应；在用户的运动过程中发生了遮挡，从而导致平面激光无法达到对应的光敏传感器；用户周边环境中出现杂光，从而干扰了对应的光敏传感器的正确响应，等等。

优选地，阈值可根据感兴趣区域与光源Q₁…Q_m的相对位置关系来确定。这种确定可以是自动确定的，或者例如可以是由用户根据其运动习惯自主选择的。

优选地，如果待定位对象上配有多个光敏传感器并且这些光敏传感器之间的位置关系是已知的并且是固定的，则可以通过与之前所记录的、与其它光敏传感器的相对应的时间数据来判断当前所记录的时间数据t_2ij是否有效。

通过对时间数据t_2ij的有效性进行判断，可以及时发现因设备本身的故障所造成的影响，并且能够有效过滤用户自身的运动和周边环境对光敏传感器所造成的影响，从而使后续计算步骤中得出的三维空间坐标不会出现异常的突变，由此保证了用户的实际体验。

在步骤150中，根据有效的时间数据t′_2ij计算出光敏传感器S₁…S_n的三维空间坐标，例如但不限于通过如下方式：

为了简单说明的目的，此处仅使用三个光源Q₁、Q₂、Q₃和一个光敏传感器L₁。感兴趣的空间为长L宽W高H已知的理想长方体，三个光源Q₁、Q₂、Q₃的位置如图2所示，其对应三维坐标分别为Q₁(0,0,0)、Q₂(L,0,0)、Q₃(0,W,0)。此外，由这三个光源Q₁、Q₂、Q₃发出的平面激光L₁、L₂、L₃以同样的角速度ω按照指定顺序在t₀时刻开始进入感兴趣的空间并且在t₁时刻最终离开感兴趣的空间，其中光源Q₁发出的平面激光L₁以x轴为旋转轴在逆时针方向上转动，光源Q₂发出的平面激光L₂以y轴为旋转轴在逆时针方向上转动，光源Q₃发出的平面激光L₃以x轴为旋转轴在顺时针方向上转动，并且分别在t₂₁₁、t₂₂₁和t₂₃₁时刻到达光敏传感器S₁。

根据以上条件，通过计算可知，光敏传感器S₁的三维空间坐标为：

x＝L-tanα*tanγ*W/(tanβ*(tanα+tanγ))；

y＝tanγ*W/(tanα+tanγ)；

z＝-tanα*tanγ*W/(tanα+tanγ)；

其中α＝ω*(t₂₁₁-t₀)；β＝ω*(t₂₂₁-t₀-t₂₁₁)；γ＝ω*(t₂₃₁-t₀-t₂₁₁-t₂₂₁)。

虽然本实施方式仅以三个光源和一个光敏传感器来举例说明，并且三个光源发出的平面激光按指定的理想旋转轴以同样的角速度按指定顺序进入和离开感兴趣的空间。然而，本领域中的技术人员还能够领会的是，可以使用更多个光源，并且可以自由选择光源的扫描方向以便无死角地对位于感兴趣的空间中的待定位对象进行扫描，从而保证设置在待定位对象上的传感器始终能够受到来自于数量大于等于三个的、在不同方向上的平面激光的照射，并由此确保光敏传感器始终能够被定位。

优选地，如果存在被标记为“有问题”的光敏传感器，而在该“有问题”的光敏传感器周边的光敏传感器的三维空间坐标能够被确定，并且该“有问题”的光敏传感器与其周边的其它光敏传感器之间的位置关系是已知的并且是固定的，则能够根据所述位置关系来确定该“有问题”的光敏传感器的三维空间坐标。

优选地，执行在本实施例中所公开的方法之前，可预先对光源的位置和扫描方向进行校准，从而优化定位的速度和精度。

实施方式2

本申请的实施方式2也提供一种三维定位方法，用于对位于感兴趣的空间中的待定位对象进行三维定位，其中待定位对象的三维空间坐标和方向通过在待定位对象上装配的定位装置的n个光敏传感器组(S₁₁…S_1m)、(S₂₁…S_2m)…(S_n1…S_nm)的三维空间坐标来反映，并且其中一个光敏传感器组(S_i1…S_im)包括被安装在一起的多个(例如m个)光敏传感器S_i1、S_i2…S_im(其中i为1至m之间的整数)用于对具有不同波长的多种激光进行响应。具体地，实施方式2提供的三维定位方法的实现流程示意图如图3所示，包括如下步骤：

步骤240，对所记录的时间数据t_2ij的有效性进行判断，从而过滤掉无效的时间数据；

重复执行步骤220至步骤250，直至停止执行该方法为止。

在步骤220中，使用彼此具有不同发光波长λ₁…λ_m的多个光源Q₁…Q_m发出的平面激光L₁…L_m扫描感兴趣的空间例如可以在一时间段T同时进行，即t₀₁＝t₀₂＝t₀₃…＝t_0m且t₁₁＝t₁₂＝t₁₃…＝t_1m；或者例如可以在一时间段T内按一定顺序顺次执行，而执行每个扫描动作所用的时间不可重叠，即T＝(t₁₁-t₀₁)+(t₁₂-t₀₂)+…+(t_1m-t_0m)，其中t₁₁＝t₀₂、t₁₂＝t₀₃…t_1(m-1)＝t_0m；或者例如可以在一时间段T内按一定顺序顺次执行，而执行每个扫描动作所用的时间有重叠，即T<(t₁₁-t₀₁)+(t₁₂-t₀₂)+…+(t_1m-t_0m)，其中t₁₁≠t_0i(i＝2…m)、t₁₂≠t_0i(i＝3…m)…t_1(m-1)≠t_0m。

优选地，在步骤220中，使用彼此具有不同发光波长λ₁…λ_m的多个光源Q₁…Q_m发出的平面激光L₁…L_m扫描感兴趣的空间可以在一时间段T内多次进行，例如T＝k*(t₁₁-t₀₁)，其中k为大于1的整数，t₀₁＝t₀₂＝t₀₃…＝t_0m且t₁₁＝t₁₂＝t₁₃…＝t_1m。因此，通过这种方式可在该时间段T内得到关于同一光敏传感器组的多组三维空间坐标值，通过求这些组三维空间坐标值的平均值，可有效减小随机误差。

在实施方式1中所记载的其它的技术特征同样适用于本实施方式，在此不再赘述。

通过使用实施方式2中所公开的技术方案，能够有效地避免例如由于平面激光高速旋转所导致的光源振动引起的多于一个的平面激光同时到达同一光敏传感器，由于这些平面激光所具有的发光波长λ₀相同使得该光敏传感器无法正确区别应当对哪一个光源发出的平面激光进行响应的问题。此外，通过上述求平均值的方法能够使得被映射在虚拟显示装置中的动作更加平滑流畅。虽然该实施方式中在同一定位点处使用了多个具有不同敏感波长的光敏传感器，这在一定程度上增加了成本，但是随着传感器技术的不断发展，这种成本的增加已经被有效地控制在一个用户可接受的范围内。

实施方式3

本申请的实施方式3提供一种三维定位***，用于对位于感兴趣的空间中的待定位对象进行三维定位，其中待定位对象的三维空间坐标和方向通过在待定位对象上装配的光敏传感器的三维空间坐标来反映。具体地，实施方式3提供的三维定位***如图4所示，该三维定位***包括：

定位装置，其具有光敏传感器和数据记录/传输模块，

优选地，在一个旋转装置上可安装彼此有间隔的多个平面激光源，这些平面激光源被设置成保持其各自发出的平面激光所在的平面与旋转装置的旋转方向正交。其中，平面激光源的数量和间隔可根据需要进行调整。通过使用多个平面激光源，可以大幅降低旋转装置的旋转速度，从而有效地降低由于旋转装置的高速旋转给激光基站带来的振动。

优选地，可将两个或更多个激光基站进行组合，例如将两个激光基站组合在一起使得这两个激光基站中的旋转装置的旋转轴彼此正交。

优选地，数据接收装置能够通过有线传输或者无线传输方式从定位装置的数据记录/传输模块接收所记录的时间数据。

实施方式4

本申请的实施方式4提供一种三维定位***，用于对位于感兴趣的空间中的待定位对象进行三维定位，其中待定位对象的三维空间坐标和方向通过在待定位对象上装配的定位装置的光敏传感器组的三维空间坐标来反映，并且其中一个光敏传感器组包括被安装在一起的、具有不同敏感波长的多个光敏传感器用于对具有不同发光波长的多种激光进行响应。具体地，该实施方式4提供的三维定位***如图5所示，该三维定位***包括：

定位装置，其具有光敏传感器组和数据记录/传输模块，

其中光敏传感器组受到平面激光源发出的、具有不同的发光波长λ₁…λ_m的平面激光的照射并发出响应信号，光敏传感器组中所包括的、具有不同敏感波长λ₁…λ_m的光敏传感器的数量m与具有不同的发光波长λ₁…λ_m的多个激光基站的数量m相同，并且这些敏感波长λ₁…λ_m与激光基站的发光波长λ₁…λ_m一一对应；

在实施方式3中所记载的其它的技术特征同样适用于本实施方式，在此不再赘述。

本领域的技术人员应明白，本申请的实施方式可提供为方法、装置(设备)、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施方式、完全软件实施方式、或结合软件和硬件方面的实施方式的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施方式的方法、装置(设备)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其它可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其它可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其它可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其它可编程数据处理设备上，使得在计算机或其它可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其它可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请的优选实施方式，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施方式做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施方式以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种三维定位方法，用于对位于感兴趣的空间中的待定位对象进行三维定位，其中所述待定位对象的三维空间坐标和方向通过在所述待定位对象上装配的定位装置的光敏传感器的三维空间坐标来反映，所述三维定位方法包括如下步骤：

a)对具有相同发光波长λ₀的多个光源Q₁…Q_m进行定时，由此确定所述多个光源Q₁…Q_m对感兴趣的空间进行扫描的时间和扫描顺序；

b)按照所述扫描顺序使用由所述多个光源Q₁…Q_m发出的平面激光L₁…L_m扫描所述感兴趣的空间，以便照射位于所述感兴趣的空间中的待定位对象上装配的定位装置的光敏传感器S₁…S_n；

c)记录关于所述光敏传感器S₁…S_n受到所述平面激光L₁…L_m照射的时间数据t_2ij；

d)基于当前所记录的时间数据与此前最后一次记录的时间数据、以及所述多个光源Q1…Qm按照所述扫描顺序扫描一次所述感兴趣的空间总共需要的时间段，对所记录的时间数据t_2ij的有效性进行判断，从而过滤掉无效的时间数据；

e)根据有效的时间数据t′_2ij计算出所述光敏传感器S₁…S_n的三维空间坐标；以及

重复执行步骤b)至步骤e)，直至停止执行所述方法为止。

2.根据权利要求1所述的三维定位方法，其特征在于，对所记录的时间数据t_2ij的有效性进行判断，从而过滤掉无效的时间数据，包括：

将当前所记录的时间数据与此前最后一次记录的时间数据相减得到这两个时间数据的差Δt_2ij，当所述差Δt_2ij与所述多个光源Q₁…Q_m按照所述扫描顺序扫描一次所述感兴趣的空间总共需要的时间段T的比值的绝对值|Δt_2ij/T|超过一预设的阈值时，将当前所记录的时间数据判断为无效的时间数据，将与当前所记录的时间数据相对应的光敏传感器标记为“有问题”的光敏传感器并且不根据当前所记录的无效的时间数据来计算所述“有问题”的光敏传感器的三维空间坐标。

3.根据权利要求2所述的三维定位方法，其特征在于，所述阈值是自动确定的，或是由用户根据其自身的运动习惯自主选择的。

4.根据权利要求2所述的三维定位方法，其特征在于，根据有效的时间数据t′_2ij计算出光敏传感器S₁…S_n的三维空间坐标，包括：

如果存在被标记为“有问题”的光敏传感器，而在所述“有问题”的光敏传感器周边的光敏传感器的三维空间坐标能够被确定，并且所述“有问题”的光敏传感器与其周边的其它光敏传感器之间的位置关系是已知的并且是固定的，则能够根据所述位置关系来确定所述“有问题”的光敏传感器的三维空间坐标。

5.一种三维定位方法，用于对位于感兴趣的空间中的待定位对象进行三维定位，其中所述待定位对象的三维空间坐标和方向通过在所述待定位对象上装配的定位装置的光敏传感器组的三维空间坐标来反映，并且其中一个光敏传感器组包括被安装在一起的、具有不同敏感波长的多个光敏传感器用于对具有不同发光波长的多种激光进行响应，所述三维定位方法包括如下步骤：

a)对彼此具有不同发光波长λ₁…λ_m的多个光源Q₁…Q_m进行定时，由此确定所述多个光源Q₁…Q_m对感兴趣的空间进行扫描的时间；

b)使用由所述多个光源Q₁…Q_m发出的平面激光L₁…L_m扫描所述感兴趣的空间，以便照射位于所述感兴趣的空间中的待定位对象上装配的定位装置的光敏传感器组(S₁₁…S_1m)、(S₂₁…S_2m)…(S_n1…S_nm)；

c)记录关于所述光敏传感器组(S₁₁…S_1m)、(S₂₁…S_2m)…(S_n1…S_nm)受到所述平面激光L₁…L_m照射的时间数据t_2ij；

d)基于当前所记录的时间数据与此前最后一次记录的时间数据、以及所述多个光源Q1…Qm扫描一次所述感兴趣的空间总共需要的时间段，对所记录的时间数据t_2ij的有效性进行判断，从而过滤掉无效的时间数据；

e)根据有效的时间数据t′_2ij计算出所述光敏传感器组(S₁₁…S_1m)、(S₂₁…S_2m)…(S_n1…S_nm)的三维空间坐标，以及

重复执行步骤b)至步骤e)，直至停止执行所述方法为止。

6.根据权利要求5所述的三维定位方法，其特征在于，使用彼此具有不同发光波长λ₁…λ_m的所述多个光源Q₁…Q_m发出的平面激光L₁…L_m扫描所述感兴趣的空间能够在一时间段T内同时进行；或者，能够在所述时间段T内按一定顺序顺次执行，而执行每个扫描动作所用的时间无重叠；或者，能够在所述时间段T内按一定顺序顺次执行，而执行每个扫描动作所用的时间之间有重叠。

7.根据权利要求6所述的三维定位方法，其特征在于，对所记录的时间数据t_2ij的有效性进行判断，从而过滤掉无效的时间数据，包括：

将当前所记录的时间数据与此前最后一次记录的时间数据相减得到这两个时间数据的差Δt_2ij，当所述差Δt_2ij与所述时间段T的比值的绝对值|Δt_2ij/T|超过一预设的阈值时，将当前所记录的时间数据判断为无效的时间数据，将与当前所记录的时间数据相对应的光敏传感器组标记为“有问题”的光敏传感器组并且不根据当前所记录的无效的时间数据来计算所述“有问题”的光敏传感器的三维空间坐标。

8.根据权利要求7所述的三维定位方法，其特征在于，所述阈值是自动确定的，或是由用户根据其自身的运动习惯自主选择的。

9.根据权利要求7所述的三维定位方法，其特征在于，根据有效的时间数据t′_2ij计算出光敏传感器组(S₁₁…S_1m)、(S₂₁…S_2m)…(S_n1…S_nm)的三维空间坐标，包括：

如果存在被标记为“有问题”的光敏传感器组，而在所述“有问题”的光敏传感器组周边的光敏传感器组的三维空间坐标能够被确定，并且所述“有问题”的光敏传感器组与其周边的其它光敏传感器组之间的位置关系是已知的并且是固定的，则能够根据所述位置关系来确定所述“有问题”的光敏传感器组的三维空间坐标。

10.一种三维定位***，用于对位于感兴趣的空间中的待定位对象进行三维定位，其中所述待定位对象的三维空间坐标和方向通过在所述待定位对象上装配的光敏传感器的三维空间坐标来反映，所述三维定位***包括：

多个激光基站P₁...P_m，所述多个激光基站发出的激光具有相同的发光波长λ₀，所述多个激光基站中的每一个激光基站都具有定时控制模块、平面激光源和旋转装置，

其中所述定时控制模块接收定时信号并按照所述定时信号控制所述旋转装置的启动时间和顺序，

其中所述平面激光源发出平面激光，所述平面激光源被安装在所述旋转装置上并被设置成使得所述平面激光源发出的平面激光所在的平面与所述旋转装置的旋转方向正交，

其中所述旋转装置匀速旋转从而使得在其上安装的所述平面激光源发出的平面激光能够对所述感兴趣的空间进行扫描；

定位装置，所述定位装置具有光敏传感器和数据记录/传输模块，

其中所述光敏传感器受到所述平面激光源发出的平面激光的照射并发出响应信号，

其中所述数据记录/传输模块记录关于所述光敏传感器发出响应信号的时间数据；以及

计算装置，所述计算装置具有定时信号发生装置、数据接收装置、评估模块和计算模块，

其中所述定时信号发生装置生成所述定时信号，并将所述定时信号发送至所述多个激光基站，

其中所述数据接收装置从所述定位装置的数据记录/传输模块接收所记录的时间数据，

其中所述评估模块对所接收的时间数据的有效性进行评估，从而过滤掉无效的时间数据，

其中所述计算模块根据有效的时间数据计算出所述光敏传感器的三维空间坐标。

11.根据权利要求10所述的三维定位***，其特征在于，能够在一个旋转装置上安装彼此有间隔的多个平面激光源，所述彼此有间隔的多个平面激光源被设置成保持其各自发出的平面激光所在的平面与所述一个旋转装置的旋转方向正交。

12.根据权利要求10所述的三维定位***，其特征在于，能够将两个或更多个激光基站组合到一起。

13.根据权利要求10所述的三维定位***，其特征在于，所述数据接收装置能够通过有线传输或者无线传输方式从所述定位装置的数据记录/传输模块接收所记录的时间数据。

14.一种三维定位***，用于对位于感兴趣的空间中的待定位对象进行三维定位，其中所述待定位对象的三维空间坐标和方向通过在所述待定位对象上装配的定位装置的光敏传感器组的三维空间坐标来反映，并且其中一个光敏传感器组包括被安装在一起的、具有不同敏感波长的多个光敏传感器用于对具有不同发光波长的多种激光进行响应，所述三维定位***包括：

多个激光基站P₁...P_m，所述多个激光基站发出的激光具有不同的发光波长λ₁...λ_m，所述多个激光基站中的每一个激光基站都具有定时控制模块、平面激光源和旋转装置，

其中所述定时控制模块接收定时信号并按照所述定时信号控制所述旋转装置的启动时间，

定位装置，所述定位装置具有光敏传感器组和数据记录/传输模块，

其中所述光敏传感器组受到所述平面激光源发出的、具有不同的发光波长λ1…λm的平面激光的照射并发出响应信号，

其中所述数据记录/传输模块记录关于所述光敏传感器组发出响应信号的时间数据；以及

其中所述计算模块根据有效的时间数据计算出所述光敏传感器组的三维空间坐标。

15.根据权利要求14所述的三维定位***，其特征在于，能够在一个旋转装置上安装彼此有间隔的多个平面激光源，所述彼此有间隔的多个平面激光源被设置成保持其各自发出的平面激光所在的平面与所述旋转装置的旋转方向正交。

16.根据权利要求14所述的三维定位***，其特征在于，能够将两个或更多个所述激光基站组合到一起。

17.根据权利要求14所述的三维定位***，其特征在于，所述数据接收装置能够通过有线传输或者无线传输方式从所述定位装置的数据记录/传输模块接收所记录的时间数据。