[发明专利]一种控照型光测距与定位系统

权利要求书

1.一种控照型光测距与定位系统，其特征在于，包括点光源（1）、内壁反光罩（2）、光接收器阵列（4）、发射端控制电路（6）、接收端控制电路（7）和电机传动装置I（91），点光源（1）设置在内壁反光罩（2）的顶部，内壁反光罩（2）通过反射作用将点光源（1）发出的光向一个方向散射形成投射光柱（3），投射光柱（3）上设有光接收器阵列（4），投射光柱（3）在光接收器阵列（4）上产生投射区域（5），投射区域（5）与投射光柱（3）的轴线之间设定有夹角，投射光柱（3）的轴线指向投射区域（5），光接收器阵列（4）的覆盖面积大于投射区域（5）的面积；所述发射端控制电路（6）和电机传动装置I（91）均与点光源（1）相连接，发射端控制电路（6）与电机传动装置I（91）相连接，光接收器阵列（4）与接收端控制电路（7）相连接；

应用在非接触供电的原边线圈与副边线圈电能传输时的定位，所述内壁反光罩（2）的底部设有非接触供电副边板（82），内壁反光罩（2）的轴线与非接触供电副边板（82）所在平面垂直，非接触供电副边板（82）上放置非接触供电的副边线圈；所述投射区域（5）的平面上设有非接触供电原边板（81），非接触供电原边板（81）上放置非接触供电的原边线圈；所述接收端控制电路（7）与电机传动装置II（92）相连接，电机传动装置II（92）与非接触供电原边板（81）相连接，所述光接收器阵列（4）为圆形或椭圆形的光接收器阵列。

2.根据权利要求1所述的控照型光测距与定位系统，其特征在于，所述点光源（1）的类型是激光、可见光或不可见光的光源；点光源（1）为连续照射或断续照射的光源；光接收器阵列（4）的光接收器使用的光敏器件是光敏二极管、光敏三极管或CCD传感器；发射端控制电路（6）按照特定时钟频率控制断续照射的点光源（1）可实现点对点单向通信。

3.根据权利要求2所述的控照型光测距与定位系统，其特征在于，所述点光源（1）的通信采用异步串行通信方式，异步串行通信以字符为单位，即一个字将传送一个字符，一个字符是1位或多位二进制数；异步串行通信每帧的字符包括依次串接的起始位、1个或若干个数据位、奇偶校验位和停止位；异步串行通信是一帧接一帧进行，数据传送是连续或断续的。

4.根据权利要求1所述的控照型光测距与定位系统，其特征在于，所述内壁反光罩（2）包括细部与截面部，细部与截面部固定连接，细部的顶部封闭，细部与截面部连接处的截面贯通，截面部的底部开口；当点光源位于细部的顶部时，细部能使点光源（1）发出的光汇聚在一个小区域或一个点上；当点光源位于细部与截面部的结合处时，截面部能使点光源（1）发出的光沿一个方向散射。

5.根据权利要求4所述的控照型光测距与定位系统，其特征在于，所述内壁反光罩（2）的细部为细长的柱体或多面体，内壁反光罩（2）的截面部为圆锥体、椭圆锥体或多面锥体。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的控照型光测距与定位系统，其特征在于，其测量点光源（1）到投射区域（5）的距离的方法为：

当投射区域（5）的法向量与内壁反光罩（2）的中轴线重合，内壁反光罩（2）与投射区域（5）垂直，已知内壁反光罩（2）的高度AB和底面直径D₁，使用光接收器阵列（4）检测投射区域（5）的直径为D₂，则点光源（1）到投射区域（5）的垂直距离AC计算得到：AC=AB×D₂/D₁；

当投射区域（5）的法向量与内壁反光罩（2）中轴线不重合，内壁反光罩（2）与投射区域（5）不垂直，点光源（1）位于E点，且内壁反光罩（2）底圆周的最高点为F点，过F点作平行于投射区域（5）的平行线交内壁反光罩（2）于G点，测量内壁反光罩（2）上过点E垂直于FG的长度H₂，投射区域（5）是不规则的圆形，使用光接收器阵列（4）检测投射区域（5）上平行于线段FG的为直径D₃，则点光源（1）到投射区域（5）的垂直距离H₁计算得到：H₁= H₂×D₃/FG。