技術領域
本發明涉及車輛空間定位技術領域，尤其涉及一種基于超聲波的車輛空間定位系統。
背景技術
TOA(Time?of?Arrive)型定位、AP(Access?Point)訊號定位以及?GPS(Global?Position?System)定位是目前世界上主要三大室內定位技術。TOA是目前常見的射頻測距技術，其原理是通過測量電信號傳輸時間得到發送方和接收方之間的距離，在室內應用中，嚴重的多徑和非視距現象造成測距誤差較大；AP定位是通過無線信號定位這個網絡覆蓋下所有使用該網絡的設備的位置了，其缺點是定位精度差；GPS定位是根據天空中高速運動的衛星瞬間位置作為已知的起算數據，采用空間距離后方交會的方法，確定待測點的位置，其缺點是室內接受效果較差。綜上所述，現有的定位方式受環境影響比較大,定位不穩定且有比較大的誤差。因此研究利用超聲波進行局部精確定位是很有必要的。香港的F-Tong等把超聲波精確定位系統應用在自制導航車上,進行導航研究。陳永光等研究了無源時差定位原理與定位精度的關系,?還有熊春山等利用波峰計數與零交叉點檢測的方法來提高超聲測距的精度以實現精確定位等。
發明內容
本發明是為了解決現有車輛空間定位系統結構設計存在一定缺陷，受環境影響比較大,定位不穩定且誤差較大，無法有效實現對車輛空間精確定位的問題而提出一種結構設計簡單、合理，運行穩定，可對定位置進行誤差橋正，能有效提高最終定位信息的可靠性，實現車輛在局部空間的精確定位的基于超聲波的車輛空間定位系統。
本發明是通過以下技術方案實現的：
上述的基于超聲波的車輛空間定位系統，包括主控芯片、發射模塊、接收模塊、轉接處理模塊、控制輸入模塊、串口屏顯示模塊和電源；所述主控芯片通過GPIO端口分別連接所述發射模塊、轉接處理模塊和控制輸入模塊，同時還通過串口SCI與所述串口屏顯示模塊連接通信；所述主控芯片設有電源管理模塊，其通過所述電源管理模塊連接所述電源；所述接收模塊連接于所述轉接處理模塊并通過所述轉接處理模塊與所述主控芯片連接；所述控制輸入模塊接收外部對系統的控制操作并將操作結果轉化為系統可識別的信息送至所述主控芯片；所述發射模塊接收所述主控芯片發送的控制命令并發出超聲波，所述接收模塊接收所述發射模塊發出的超聲波；當所述主控芯片得到所述接收模塊發出的接收中斷后，所述主控芯片給所述轉接處理模塊控制信號并控制所述轉接處理模塊將所述接收模塊接收的數據轉化為所述主控芯片可以接收的信號送至所述主控芯片，所述主控芯片根據接收結果計算得到相應的位置坐標并經過處理后送至所述串口屏顯示模塊，所述串口屏顯示模塊將結果顯示出來。
所述基于超聲波的車輛空間定位系統，其中：?所述主控芯片是將所述串口SCI的波特率和數據格式以及所述串口屏顯示模塊設置為一致，以實現正常通信；所述串口屏顯示模塊是通過觸控配置設置相應的指令給所述主控芯片發送數據。
所述基于超聲波的車輛空間定位系統，其中：所述主控芯片采用的是TMS320F28027芯片且還設有用于產生40KHz方波和用于計時的計時器，其通過所述串口SCI的FIFO中斷模式接受所述串口屏顯示模塊發送過來的數據并保存在相應的數組中，同時，所述主控芯片以所述串口SCI的FIFO查詢模式給所述串口屏顯示模塊發送數據。
所述基于超聲波的車輛空間定位系統，其中：所述發射模塊由電阻R1~R3、三極管P1、變壓器T1、超聲波發射器US-Tx、場效應管N1和插針P連接組成；所述電阻R2一端連接有Cut?off端子，另一端連接于所述三極管P1的基極；所述Cut?off端子連接于所述主控芯片的GPIO端口，用于余波抑制；所述三極管P1的發射極連接5V電源，所述三極管P1的集電極通過所述電阻R1分別連接所述插針P的2號端口和所述變壓器T1初級線圈的負極端，所述變壓器T1初級線圈的正極端連接5V電源；所述超聲波發射器US-Tx連接于所述變壓器T1次級線圈的正負極之間；所述場效應管N1的源極連接于所述插針P的1號端口，漏極接地，柵極連接有send?ctrl端子；所述Send?ctrl端子與所述主控芯片的超聲波脈沖信號發射端口連接，并由所述主控芯片的超聲波脈沖信號發射端口輸入產生40KHZ超聲波脈沖的控制信號；所述電阻R3一端接地，另一端連接所述send?ctrl端子。
所述基于超聲波的車輛空間定位系統，其中：所述插針P在正常使用過程中處于短接狀態；所述三極管P1采用的是PNP型三極管。
