[實用新型]基于聲波的空間定位系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201020143642.4
• 申請日: 2010-03-26
• 公開（公告）號: CN201654224U
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭進(jìn)科;貢祥林;陳靜;周三元;竇萬成
• 申請（專利權(quán)）人: 北京物資學(xué)院
• 主分類號: G01S5/22
• 分類號: G01S5/22
• 代理公司: 北京凱特來知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;田治

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及定位領(lǐng)域，特別是涉及一種基于聲波的空間定位系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前室內(nèi)定位技術(shù)有很多種，如A-GPS定位技術(shù)、超聲波定位技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)、紅外線技術(shù)、射頻識別技術(shù)、超寬帶技術(shù)、無線局域網(wǎng)絡(luò)、光跟蹤定位技術(shù)，以及圖像分析、信標(biāo)定位、計算機(jī)視覺定位技術(shù)等等，各有各的應(yīng)用優(yōu)點和缺點。

其中，A-GPS、藍(lán)牙技術(shù)、紅外線技術(shù)、射頻識別技術(shù)、超寬帶技術(shù)、無線局域網(wǎng)絡(luò)等定位技術(shù)定位精度都比較差，一般在米級分辨率；光跟蹤定位技術(shù)、圖像分析、計算機(jī)視覺定位技術(shù)雖精度較高，但是系統(tǒng)成本比較高；現(xiàn)行的超聲波室內(nèi)定位技術(shù)可以有較高精度，但是普遍采用的是超聲波反射回波測距，然后根據(jù)計算距離對被測物體進(jìn)行定位，但由于超聲波發(fā)送端接受回波，這種情況會存在超聲波多徑效應(yīng)的影響，從而無法保證測量的靈敏性和準(zhǔn)確性。

實用新型內(nèi)容

基于上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，本實用新型實施例提供一種基于聲波的空間定位系統(tǒng)，可以方便對空間中的被測對象進(jìn)行準(zhǔn)確定位。

本實用新型的目的是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的：

本實用新型實施例提供一種基于聲波的空間定位系統(tǒng)，包括：

多個聲波接收裝置、聲波發(fā)送裝置和處理裝置；

多個聲波接收裝置，用于設(shè)置在所定位空間中多個接收位置接收被測對象所發(fā)送的具有一定頻譜特征的聲波，并將所接收的聲波轉(zhuǎn)換為電信號；

聲波發(fā)送裝置，用于設(shè)置在被測對象上，向所定位空間中發(fā)送具有一定頻譜特征的聲波；

處理裝置，用于記錄所述聲波發(fā)送裝置發(fā)送聲波的頻譜特征；并接收所述多個聲波接收裝置根據(jù)所接收聲波轉(zhuǎn)換的多個電信號；將各電信號中承載的聲波信號的頻譜特征與所記錄的被測對象所發(fā)送聲波的頻譜特征進(jìn)行匹配，利用接收和發(fā)送聲波之間的時間差計算得出被測對象與各接收位置之間的距離，并通過得出的距離計算確定被測對象在所定位空間中的空間位置。

所述處理裝置包括：

記錄單元、電信號接收單元、計時單元、計算處理單元和輸出裝置；

記錄單元，用于記錄聲波發(fā)送裝置所發(fā)送聲波的頻譜特征；

電信號接收單元，用于接收所述多個聲波接收裝置根據(jù)所接收聲波轉(zhuǎn)換的多個電信號；

計時單元，用于根據(jù)所述聲波發(fā)送裝置發(fā)送聲波的時刻與所述聲波接收裝置接收聲波的時刻得出接收和發(fā)送聲波之間的時間差；

計算處理單元，用于利用接收和發(fā)送聲波之間的時間差計算得出被測對象與各接收位置之間的距離，并通過得出的距離計算確定被測對象在所定位空間中的空間位置；

輸出裝置，用于輸出被測對象在所定位空間中的空間位置信息。

所述計時單元包括：

多個接收計時子單元、發(fā)送計時單元和計算單元；

所述多個接收計時子單元，分別用于記錄各聲波接收裝置接收到聲波的時刻；

所述發(fā)送計時單元，用于記錄所述聲波發(fā)送裝置發(fā)送聲波的時刻；

計算單元，用于根據(jù)所述各接收計時子單元記錄的接收到聲波的時刻與所述發(fā)送計時單元記錄的發(fā)送聲波的時刻，計算得出發(fā)送聲波與各接收位置的聲波接收裝置接收到聲波之間的時間差。

所述輸出裝置包括：

語音輸出裝置和/或顯示輸出裝置。

所述聲波接收裝置包括：

聲波接收器和轉(zhuǎn)換單元；

所述聲波接收器，用于接收聲波；

所述轉(zhuǎn)換單元，用于將所述聲波接收器接收的聲波轉(zhuǎn)換為電信號。

從上述本實用新型實施例提供的技術(shù)方案中可以看出，本實用新型實施例中利用聲波信號傳輸?shù)乃俣扰c發(fā)送、接收該聲波的時間差來計算所定位的被測對象與多個接收位置之間的距離，從而利用獲得的距離計算得出被測對象在所定位空間中的空間位置。該定位方法可利用普通聲波或超聲波，由于聲波發(fā)送端不接受回波，在這種情況下可以減弱聲波多徑效應(yīng)產(chǎn)生的影響，保證測量的靈敏性和準(zhǔn)確性，并且，該方法簡單，成本低。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例二提供的定位系統(tǒng)的處理裝置的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明實施例二提供的定位系統(tǒng)的處理裝置的計時單元結(jié)構(gòu)框圖

圖3為本發(fā)明實施例二提供的定位系統(tǒng)的聲波接收裝置的結(jié)構(gòu)框圖

圖4為本發(fā)明實施例一提供的定位方法示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例二提供的定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明。

實施例

本實施例提供一種基于聲波的空間定位系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)可實現(xiàn)上述實施例一中給出的定位方法，如圖1所示，該系統(tǒng)包括：