一种用于三维空间传感器的空间位置检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及空间位置检测技术领域，尤其涉及一种用于三维空间传感器的空间位置检测装置。


背景技术：

2.在虚拟现实应用中，广泛采用三维空间传感器来实时跟踪检测物体在空间中的位置和姿态。在三维空间中，可以用6个自由度参数(degree of freedom，dof)即6dof来确定物体的位置，包括x、y、z坐标轴上的位置参数以及围绕x、y、z坐标轴的旋转值即俯仰角α、偏航角β和滚转角γ。定位精度和定位速度是用于评估三维空间传感器的性能指标，其中定位精度是指传感器所检测出的位置与实际位置的差异，定位速度是指传感器测量位置信息的快慢。目前大多数空间传感器的定位速度都是以超过每秒20次的位置信息刷新，完全可以进行实时定位。而如何检测三维空间传感器的定位精度，一直没有很好的解决方案。


技术实现要素：

3.本实用新型的主要目的在于针对现有技术中无法检测三维空间传感器的定位精度的问题，提供一种用于三维空间传感器的空间位置检测装置。
4.为实现上述目的，本实用新型提供一种用于三维空间传感器的空间位置检测装置，包括滑轨、移动台、旋转台和转接固定装置，所述移动台对称安装在所述滑轨上沿所述滑轨水平移动，所述旋转台固定在所述移动台上相对所述移动台进行旋转运动，所述旋转台和所述移动台同轴设置，所述转接固定装置安装在所述旋转台上，待测的三维空间传感器通过所述转接固定装置固定到所述空间位置检测装置上。
5.在本实用新型提供的用于三维空间传感器的空间位置检测装置中，还包括放置在所述移动台上的水平仪。
6.在本实用新型提供的用于三维空间传感器的空间位置检测装置中，所述水平仪为万向水平泡。
7.在本实用新型提供的用于三维空间传感器的空间位置检测装置中，还包括设置在所述旋转台的上适配器，所述转接固定装置通过所述适配器安装在所述旋转台上。
8.在本实用新型提供的用于三维空间传感器的空间位置检测装置中，所述适配器设置在所述旋转台的中心位置。
9.在本实用新型提供的用于三维空间传感器的空间位置检测装置中，所述适配器为开设在所述旋转台上表面的螺孔或者插口
10.在本实用新型提供的用于三维空间传感器的空间位置检测装置中，所述转接固定装置包括转接部和固定部，所述待测的三维空间传感器卡持在所述固定部上，所述转接部与所述适配器连接，所述转接部的形状与所述适配器的形状相匹配。
11.在本实用新型提供的用于三维空间传感器的空间位置检测装置中，所述移动台上设置有第一驱动电机，驱动所述移动台沿所述滑轨移动。
12.在本实用新型提供的用于三维空间传感器的空间位置检测装置中，所述旋转台上设置有第二驱动电机，驱动所述旋转台相对所述移动台旋转。
13.在本实用新型提供的用于三维空间传感器的空间位置检测装置中，所述移动台上设有标准刻度尺，所述旋转台上设有刻度标识
14.本实用新型提供的用于三维空间传感器的空间位置检测装置具有以下有益效果：本实用新型提供的用于三维空间传感器的空间位置检测装置，将待测的三维空间传感器通过转接固定装置固定到空间位置检测装置的旋转台上，通过设置在滑轨上的移动台在滑轨所在的水平面进行水平移动反映移动前后的三维坐标变化，通过设置在移动台上的旋转台相对移动台进行旋转运动反映旋转前后的旋转值变化，以及待测的三维空间传感器在移动前后的6自由度的参数变化，可以快速、准确地检测出三维空间传感器的定位精度；整个检测过程简单高效，可以有效降低检测成本，提高检测效率。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图：
16.图1所示为本实用新型一实施例提供的用于三维空间传感器的空间位置检测装置的俯视图；
17.图2所示为本实用新型一实施例提供的用于三维空间传感器的空间位置检测装置的侧视图；
18.图3所示为待测的三维空间传感器安装在图1所示的空间位置检测装置上的示意图；
19.图4所示为移动台上的连接杆的刻度尺的示意图；
20.图5所示为旋转台上的刻度标识示意图。
21.图中：1、滑轨，2、移动台，3、旋转台，4、适配器，5、水平仪，6、转接固定装置，7、待测的三维空间传感器。
具体实施方式
22.为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的典型实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。
23.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。
24.本实用新型总的思路是：针对现有技术中的无法检测三维空间传感器的定位精度的问题，本实用新型提供一种用于三维空间传感器的空间位置检测装置，待测的三维空间传感器通过转接固定装置固定到空间位置检测装置的旋转台上，通过设置在滑轨上的移动
台在滑轨所在的水平面进行水平移动反映移动前后的三维坐标变化，通过设置在移动台上的旋转台相对移动台进行旋转运动反映旋转前后的旋转值变化，进而得到待测的三维空间传感器的6自由度的参数精度。
25.为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明，应当理解本实用新型实施例以及实施例中的具体特征是对本技术技术方案的详细的说明，而不是对本技术技术方案的限定，在不冲突的情况下，本实用新型实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
26.图1所示为本实用新型一实施例提供的用于三维空间传感器的空间位置检测装置的俯视图；图2所示为本实用新型一实施例提供的用于三维空间传感器的空间位置检测装置的侧视图；图3所示为待测的三维空间传感器安装在图1所示的空间位置检测装置上的示意图。如图1-3所示，本实用新型提供的空间位置检测装置包括滑轨1、移动台2、旋转台3、适配器4、水平仪5和转接固定装置6，其中，使用时，待测的三维空间传感器7通过转接固定装置6固定到该空间位置检测装置上。
27.具体地，在本实用新型一实施例中，移动台2对称安装在所述滑轨1上，可以在滑轨1上进行移动，移动方向取决于滑轨1的放置方式，滑轨1在三维空间坐标系x、y、z中可以预先放置在指定的任意坐标轴方向，移动台2将沿着三维空间坐标系中的坐标轴进行平移运动。例如，滑轨1沿着x轴方向放置，则移动台2即沿着x轴方向进行平移；滑轨1沿着y轴方向放置，则移动台2即沿着y轴方向进行平移。进一步地，移动台2通过连接杆连接到滑轨1上，连接杆上具有刻度，因此，可以通过连接杆上的标准刻度尺(如图4所示)的刻度变化来记录移动台2的移动距离。进一步地，移动台2上设置有第一驱动电机，驱动移动台沿所述滑轨1移动。进一步地，还可以通过手动控制的方式控制移动台2的移动。
28.具体地，在本实用新型一实施例中，旋转台3固定在移动台2上且与移动台2同轴设置。置于移动台2上的旋转台3相对于移动台2做圆周旋转运动，其旋转方向的选取，取决于移动台2沿坐标轴方向的移动。进一步地，如图5所示，通过旋转台3上的刻度标识记录旋转台3的旋转角度，旋转台3可以相对于移动台2进行360度旋转。进一步地，旋转台3上设置有第二驱动电机，驱动旋转台围绕移动台进行旋转。进一步地，还可以通过手动控制的方式控制旋转台3的旋转。
29.具体地，在本实用新型一实施例中，适配器4设置在旋转台3上，转接固定装置6通过适配器4安装在旋转台3上。进一步地，适配器4设置在旋转台3的中心位置，以使安装在转接固定装置6上的待测三维空间传感器可以安装在旋转台的中心，随旋转台的旋转而转动。进一步地，适配器4可以为开设在旋转台3上表面中心位置的的螺孔或者插口。
30.具体地，在本实用新型一实施例中，水平仪5设置在移动台2上，用来在使用前调节空间位置检测装置的水平，以确保检测的准确性。进一步地，水平仪5采用万向水平泡，通过万向水平泡的指示方向，调节空间位置检测装置的水平。
31.具体地，在本实用新型一实施例中，转接固定装置6通过适配器4安装在旋转台3上，以将待测的三维空间传感器7固定到所述空间位置检测装置上。进一步地，转接固定装置6包括转接部和固定部，待测的三维空间传感器7卡持在所述固定部上，转接部与适配器4连接，转接部的形状与适配器的形状相匹配以将待测的三维空间传感器7牢固的固定在旋转台3上，避免移动过程中发生晃动影响检测精度。
32.使用时，移动台2置于滑轨1上，旋转台3和水平仪5置于移动台2上，三维空间传感器7通过适配器4固定在旋转台3上，移动台2和旋转台3可以沿着滑轨1的方向进行平移进而带动三维空间传感器7移动。假设三维空间传感器7的初始坐标位置和旋转值设定为p0(x0，y0，z0，α0，β0，γ0)，三维空间传感器7随着移动台2进行移动以及随着旋转台3进行旋转后的状态为p(x，y，z，α，β，γ)。根据坐标变换可以计算出三维空间传感器7的6自由度参数的变化δp＝p-p0，则三维空间传感器7的定位精度δ＝δp-δp'，其中，δp'为空间位置检测装置进行了相对应平移的距离和旋转的角度后的6自由度变化量，其可以通过移动台2的连接杆上的标准刻度尺的刻度变化以及旋转台3上的刻度记录的旋转台3的旋转角度来表示。
33.下面详细阐述使用本实用新型提供的用于三维空间传感器的空间位置检测装置进行检测时的实施步骤：步骤s1，将待测的三维空间传感器7经过转接固定装置6固定到旋转台3上，确保待测的三维空间传感器7固定稳定；步骤s2，根据水平仪5的指示情况，将空间位置检测装置调水平；步骤s3，在正式测试前，先将空间位置检测装置复位，即将移动台2移动到初始位置，将旋转台3旋转到初始角度，记录下待测的三维空间传感器7的初始状态的6自由度参数；步骤s4，将移动台2移动到指定位置，分别沿x，y，z轴方向进行测试并记录待测的三维空间传感器7的6自由度参数；步骤s5，将旋转台3转动指定角度，分别围绕x，y，z轴方向进行旋转测试，记录下待测的三维空间传感器7的6自由度参数。完成测试后进行数据处理，根据上面的公式分析被测空间位置传感器7各参数的精度误差。
34.本实用新型提供的用于三维空间传感器的空间位置检测装置，将待测的三维空间传感器通过转接固定装置固定到空间位置检测装置的旋转台上，通过设置在滑轨上的移动台在滑轨所在的水平面进行水平移动反映移动前后的三维坐标变化，通过设置在移动台上的旋转台相对移动台进行旋转运动反映旋转前后的旋转值变化，以及待测的三维空间传感器在移动前后的6自由度的参数变化，可以快速、准确地检测出三维空间传感器的定位精度。整个检测过程简单高效，可以有效降低检测成本，提高检测效率。
35.在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
36.类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个实用新型方面中的一个或多个，在上面对本实用新型的示例性实施例的描述中，本实用新型的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本实用新型要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，实用新型方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本实用新型的单独实施例。
37.此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
38.应该注意的是上述实施例对本实用新型进行说明而不是对本实用新型进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利
要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本实用新型可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。