[實用新型]一種復合測距儀

有效

• 申請號: 201520768490.X
• 申請日: 2015-09-30
• 公開（公告）號: CN205049736U
• 公開（公告）日: 2016-02-24
• 發明（設計）人: 戴曉洪;戴苗苗
• 申請（專利權）人: 長沙開山斧智能科技有限公司
• 主分類號: G01S13/86
• 分類號: G01S13/86
• 代理公司: 長沙市標致專利代理事務所(普通合伙) 43218
• 代理人: 周正雄;徐邵華

技術領域

本實用新型涉及定位導航技術領域，特別是一種復合測距儀。

背景技術

距離是在不同的場合和控制中需要檢測的一個參數，測距成為數據采集中要解決的一個問題。目前常見的測距方法有：激光測距、雷達測距和超聲波測距等。其中，激光測距是利用激光對目標的距離進行測定。激光測距在工作時向目標發射出一束細激光，然后光電元件接收目標反射的激光束，控制電路中的計數器測定從發射到接收的時間，從而計算觀測者到目標的距離。雷達測距與激光測距相近，其優點是測距量程大，但是功耗大、價格高，使用場合受局限。

幾種測距方法中，超聲波的速度相對光速小的多，易于仿真模擬。超聲波是頻率超過20KHZ的機械波，它同樣具有聲波傳輸的基本物理特性——反射、折射、干涉等，超聲波在不同媒介面超聲波的大部分能量會反射。超聲波測距是一種利用超聲波特性、電子技術、光電開關相結合來實現非接觸式距離測量的方法。且超聲波傳感器費用低，易于小型化和集成化，作為一種測距識別手段，已越來越引起人們的重視。

現有的超聲波測距大多采用反射式測距法，優點是簡單，但是定位精度差，通常只能判斷物體的有無及大致的距離，但不適用于準確定位，精度及可靠性都很低。現有的超聲波測距也有很少量采用直射式測距法，但超聲波信號檢測方法大多采用閾值判斷法，這種方法的缺點是抗干擾能力差，當聲源距離接收傳感器較遠時，接收到的超聲波信號會有較大的衰減，達不到設定的閾值，進而導致檢測不出來的現象。另外超聲波受多徑效應和非視距傳播影響問題都未得到解決，使得其應用范圍變的很窄。

上述問題一直以來是制約著超聲波用于定位的主要問題，使得超聲波定位方式沒有能在比較大的范圍得到應用。

實用新型內容

本實用新型的目的是克服現有技術的上述不足而提供一種測距精度高的復合測距儀。

本實用新型一種復合測距儀的技術方案有兩種，具體如下：

第一種，一種復合測距儀，包括主測模塊和固定位置的信標模塊；

所述信標模塊包括：

第一無線收發模塊，用于以無線的方式與主測模塊聯絡，獲取指令和發射同步信號；

超聲波發射模塊，用于發出已編址的超聲波信號；

第一智能處理模塊，用于處理接收的指令和儲存超聲波編碼，處理同步時序安排；

所述主測模塊包括：

第二無線收發模塊，用于以無線的方式與信標模塊聯絡，收發指令、接收同步信號，以及接收超聲波信號的時序安排；

超聲波接收陣列，用于接收來自信標模塊發出的不同角度的超聲波信號；

第二智能處理模塊，包括陣列處理模塊和中央處理器；

所述陣列處理模塊用于將接收的超聲波信號放大，根據其信號的強弱自動進行增益控制，使輸出的超聲波模擬信號強度保持相對穩定，并將接收到的模擬信號轉換成數字信號；

所述中央處理器用于處理接收的指令、模塊各部分的邏輯關系、做出同步時序安排、識別編碼、儲存和分析接收到的超聲波數據信息。

進一步，所述陣列處理模塊包括前置放大模塊和A/D轉換模塊；

所述前置放大模塊用于將接收的超聲波信號放大，根據其信號的強弱自動進行增益控制，使輸出的超聲波模擬信號強度保持相對穩定；

所述A/D轉換模塊用于將檢測時間段內的超聲波模擬信號連續轉換成數字信號并存儲；通過中央處理器掃描采集到的超聲波信號幅度，處理該組超聲波數據；根據接收到的超

聲波脈沖群的平均幅值，來計算用于判斷的閾值；達到判斷閾值的點則認為當前測試的超聲波信號到達起始點，否則認為是噪聲信號。

進一步，所述第一無線收發模塊和第二無線收發模塊為WIFI模塊、ZigBee通訊模塊、藍牙通信模塊或其他串口無線通信模塊。

進一步，所述超聲波收發陣列為具有至少四個超聲波感應元的集成陣列，或由至少四個獨立的超聲波傳感器分散而成的陣列；所述前置放大模塊和A/D轉換模塊的通道數量與超聲波感應元的數量相對應。超聲波收發陣列的形狀可以是弧形、直線形、環形、方形、橢圓形等等。

第二種，一種復合測距儀，包括主測模塊、定位系統平臺和固定位置的信標模塊；

所述定位系統平臺包括：

無線通訊模塊，用于以無線的方式與主測模塊和/或信標模塊聯絡，收發指令并發出同步信號；

所述信標模塊包括：

第一無線收發模塊，用于以無線的方式與主測模塊聯絡，收發指令和發射同步信號；

超聲波發射模塊，用于發出已編碼的超聲波信號；