[發明專利]室內超聲波三維定位系統及方法

在審

• 申請號: 201710331249.4
• 申請日: 2017-05-11
• 公開（公告）號: CN107037405A
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發明（設計）人: 徐源;張東升
• 申請（專利權）人: 深圳愛絡凱尋科技有限公司
• 主分類號: G01S5/26
• 分類號: G01S5/26
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙)44248
• 代理人: 孫偉

1.一種室內超聲波三維定位系統，其特征在于，包括信標端和目標節點，所述信標端包括原點信標和節點信標組，所述節點信標組包括兩個節點信標，所述原點信標及所述兩個節點信標布置于同一平面；

所述原點信標用于向所述目標節點發送定位超聲波，按預定的時間間隔向所述目標節點及兩個節點信標發送紅外光同步信號；

所述兩個節點信標用于接收所述原點信標發送的紅外光同步信號，并向所述目標節點發送定位超聲波；

所述目標節點用于接收所述原點目標發送的定位超聲波、紅外光同步信號、以及所述兩個節點信標發送的定位超聲波，并計算出所述原點信標以及所述兩個節點信標與所述目標節點的距離，根據所述距離計算出所述目標節點的三維坐標。

2.根據權利要求1所述的室內超聲波三維定位系統，其特征在于，所述原點信標與所述兩個節點信標呈等腰直角三角形布置于同一平面。

3.根據權利要求2所述的室內超聲波三維定位系統，其特征在于，

所述原點信標包括第一控制器、第一超聲波發生傳感器、第一超聲波發射電路以及紅外光同步信號發生器，所述第一超聲波發射電路及紅外光同步信號發生器分別與所述第一控制器連接，所述第一超聲波發射電路與所述第一超聲波發生傳感器連接；其中，所述第一控制器用于控制所述第一超聲波發生傳感器、第一超聲波發射電路向所述節點信標及目標節點發送定位超聲波，控制所述紅外光同步信號發生器按預定的時間間隔向所述目標節點及兩個節點信標發送紅外光同步信號；

所述節點信標組中的每一個節點信標包括第二控制器、第二超聲波發生傳感器、第二超聲波發射電路以及第一紅外光同步信號接收器，所述第二超聲波發射電路及紅外光同步信號接收器分別與所述第二控制器連接，所述第二超聲波發射電路與所述第二超聲波發生傳感器連接；其中，所述第二控制器用于根據所述第一紅外光同步信號接收器接收到的紅外光同步信號控制所述第二超聲波發生傳感器、第二超聲波發射電路向所述目標節點發送定位超聲波；

所述目標節點包括第三控制器、兩個超聲波接收器、對應于所述兩個超聲波接收器的兩個超聲波檢測電路以及第二紅外光同步信號接收器，所述兩個超聲波接收器間隔設置；

所述兩個超聲波檢測電路、第二紅外光同步信號接收器分別與所述第三控制器連接，所述兩個超聲波接收器分別與所述兩個超聲波檢測電路中對應的超聲波檢測電路連接；其中，所述第三控制器用于在所述第二紅外光同步信號接收器接收到紅外光同步信號后計算出定位超聲波到達所述目標節點的時間，根據定位超聲波到達所述目標節點的時間計算出所述原點信標以及兩個節點信標與所述目標節點的距離，根據所述距離計算出所述目標節點的三維坐標。

4.根據權利要求3所述的室內超聲波三維定位系統，其特征在于，所述目標節點還包括與外界應用主機連接的通信模塊，所述通信模塊與所述第三控制器連接，所述通信模塊用于將所述三維坐標發送至所述外界應用主機。

5.一種室內超聲波三維定位方法，其特征在于，所述方法應用于如權利要求1-4任意一項所述的室內超聲波三維定位系統，室內超聲波三維定位系統包括信標端和目標節點，所述信標端包括原點信標和節點信標組，所述節點信標組包括兩個節點信標，所述原點信標及所述兩個節點信標布置于同一平面；所述方法包括以下步驟：

所述原點信標向所述目標節點及兩個節點信標發送紅外光同步信號，向所述目標節點發送定位超聲波；

所述節點信標接收所述原點信標發送的紅外光同步信號，并向所述目標節點發送定位超聲波；

所述目標節點接收所述原點目標發送的定位超聲波、紅外光同步信號、以及所述兩個節點信標發送的定位超聲波，并計算出所述原點信標以及所述兩個節點信標與所述目標節點的距離，根據所述距離計算出所述目標節點的三維坐標。

6.根據權利要求5所述的室內超聲波三維定位方法，其特征在于，所述原點信標與所述兩個節點呈等腰直角三角形布置于同一平面。