[發(fā)明專利]基于射頻信號(hào)飛行時(shí)間測(cè)量的定位裝置的主機(jī)與手持裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010175971.1
• 申請(qǐng)日: 2010-05-19
• 公開（公告）號(hào): CN101819268A
• 公開（公告）日: 2010-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 衛(wèi)健將
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 無錫鑫立奧機(jī)電有限公司
• 主分類號(hào): G01S5/02
• 分類號(hào): G01S5/02
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 張?jiān)姯?/td>

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于2.4Ghz射頻信號(hào)飛行時(shí)間測(cè)量的定位裝置。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的機(jī)器人定位方法一般采用三角定位，如下圖1所示。

因?yàn)榛鶞?zhǔn)邊L3為定長，只要能確定L1、L2的長度，就能準(zhǔn)確計(jì)算出機(jī)器人相對(duì)于所要定位目標(biāo)的距離D和朝向角θ。

機(jī)器人三角定位技術(shù)中的關(guān)鍵點(diǎn)是精確的測(cè)量L1和L2的長度。目前的測(cè)量方法有基于超聲波信號(hào)的飛行時(shí)間，測(cè)量超聲波從A到C以及從B到C飛行所要經(jīng)過的時(shí)間，再乘以超聲波在空氣中的傳播速度(340m/s)，即可計(jì)算出L1和L2的長度。該技術(shù)由于超聲波信號(hào)的局限性，例如無法穿透人體、墻等一些物體，在應(yīng)用場(chǎng)合有著很大的限制，應(yīng)用時(shí)，點(diǎn)A、B和點(diǎn)C之間必須空曠無遮擋，才能進(jìn)行準(zhǔn)確定位。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于2.4Ghz射頻信號(hào)飛行時(shí)間測(cè)量的定位裝置，解決現(xiàn)有技術(shù)采用超聲波信號(hào)無法穿透人體、墻等障礙物的問題。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

基于2.4Ghz射頻信號(hào)飛行時(shí)間測(cè)量的定位裝置主機(jī)，包括發(fā)射芯片、CPU、接收芯片和時(shí)間測(cè)量芯片TDC-GP2，所述發(fā)射芯片通過射頻開關(guān)、耦合器、濾波器與發(fā)射天線連接，由發(fā)射芯片發(fā)出的信號(hào)由濾波器傳送給時(shí)間測(cè)量芯片；所述接收芯片經(jīng)過耦合器、濾波器與接收天線連接，所述接收天線的信號(hào)經(jīng)過耦合器后由變頻濾波模塊傳送給時(shí)間測(cè)量芯片，并與發(fā)射信號(hào)做比較；所述時(shí)間測(cè)量芯片與CPU連接。

與所述主機(jī)配合使用的手持裝置，包括發(fā)射天線、接收天線和CPU，所述接收天線接收的信號(hào)先后經(jīng)過濾波器、器放大、混頻變、濾波器、放大器、混頻器、濾波器、放大器、濾波器后到發(fā)射天線，兩個(gè)混頻器之間通過鎖相回路PLL連接，并由鎖相回路連接到CPU處理。

無線射頻信號(hào)有著很強(qiáng)的可穿透性，且是廣泛應(yīng)用的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)射頻頻段。

本專利針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，使用了TDC-GP2時(shí)間測(cè)量芯片，來測(cè)量2.4Ghz射頻信號(hào)的飛行時(shí)間，乘以電波信號(hào)在空氣中的傳播速度(299792458m/s)，可以得到距離數(shù)據(jù)。由于采用射頻信號(hào)，可以穿透障礙物，使用起來比傳統(tǒng)的超聲波信號(hào)更為方便。

附圖說明

下面根據(jù)附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

圖1是三角定位的檢測(cè)示意圖；

圖2是基于2.4Ghz射頻信號(hào)飛行時(shí)間測(cè)量的定位裝置主機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是手持裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

具體實(shí)施方式

如圖1-3所示，基于2.4Ghz射頻信號(hào)飛行時(shí)間測(cè)量的定位裝置主機(jī)，包括發(fā)射芯片、CPU、接收芯片和時(shí)間測(cè)量芯片TDC-GP2，所述發(fā)射芯片通過射頻開關(guān)、耦合器、濾波器與發(fā)射天線連接，由發(fā)射芯片發(fā)出的信號(hào)由濾波器傳送給時(shí)間測(cè)量芯片；所述接收芯片經(jīng)過耦合器、濾波器與接收天線連接，所述接收天線的信號(hào)經(jīng)過耦合器后由變頻濾波模塊傳送給時(shí)間測(cè)量芯片，并與發(fā)射信號(hào)做比較；所述時(shí)間測(cè)量芯片與CPU連接。

對(duì)應(yīng)所述主機(jī)的手持裝置，包括發(fā)射天線、接收天線和CPU，所述接收天線接收的信號(hào)先后經(jīng)過濾波器、器放大、混頻變、濾波器、放大器、混頻器、濾波器、放大器、濾波器后到發(fā)射天線，兩個(gè)混頻器之間通過鎖相回路PLL連接，并由鎖相回路連接到CPU處理。

2.4Ghz無線射頻信號(hào)有著很強(qiáng)的可穿透性，且是廣泛應(yīng)用的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)射頻頻段。本專利針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，使用了TDC-GP2時(shí)間測(cè)量芯片，來2.4Ghz射頻信號(hào)在A、C和B、C之間的飛行時(shí)間，乘以電波信號(hào)在空氣中的傳播速度(299792458m/s)，即可計(jì)算出L1和L2的長度。