[實(shí)用新型]室內(nèi)超聲波三維定位系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720522011.5
• 申請日: 2017-05-11
• 公開（公告）號: CN206804856U
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐源;張東升
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳愛絡(luò)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(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙)44248
• 代理人: 孫偉

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及導(dǎo)航定位技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種室內(nèi)超聲波三維定位系統(tǒng)。

背景技術(shù)

室內(nèi)定位是指在室內(nèi)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)對室內(nèi)人員、物體進(jìn)行位置定位，目前的室內(nèi)定位技術(shù)主要是采用紅外線技術(shù)、ZigBee技術(shù)、無線藍(lán)牙技術(shù)、射頻識別技術(shù)、超寬帶技術(shù)和光跟蹤技術(shù)。

然而，采用目前的定位方法對室內(nèi)人員、物體進(jìn)行定位不僅容易受到室內(nèi)復(fù)雜環(huán)境的影響，定位穩(wěn)定性差，而且總體成本高。

由此，有必要提出一種受外界環(huán)境影響小，定位準(zhǔn)確性高的解決方案。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種成本低、安裝使用方便、抗電磁干擾能力強(qiáng)、不受外界環(huán)境因素影響和時(shí)間信息直觀的室內(nèi)超聲波三維定位系統(tǒng)，旨在克服現(xiàn)有室內(nèi)定位技術(shù)中信息誤差大、時(shí)間反應(yīng)慢的缺點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，本實(shí)用新型提供一種室內(nèi)超聲波三維定位系統(tǒng)，包括信標(biāo)端和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，所述信標(biāo)端包括原點(diǎn)信標(biāo)和節(jié)點(diǎn)信標(biāo)組，所述節(jié)點(diǎn)信標(biāo)組包括兩個(gè)節(jié)點(diǎn)信標(biāo)，所述原點(diǎn)信標(biāo)及所述兩個(gè)節(jié)點(diǎn)信標(biāo)布置于同一平面；

所述原點(diǎn)信標(biāo)用于向所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)發(fā)送定位超聲波，按預(yù)定的時(shí)間間隔向所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)及兩個(gè)節(jié)點(diǎn)信標(biāo)發(fā)送紅外光同步信號；

所述兩個(gè)節(jié)點(diǎn)信標(biāo)用于接收所述原點(diǎn)信標(biāo)發(fā)送的紅外光同步信號，并向所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)發(fā)送定位超聲波；

所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)用于接收所述原點(diǎn)信標(biāo)發(fā)送的定位超聲波、紅外光同步信號、以及所述兩個(gè)節(jié)點(diǎn)信標(biāo)發(fā)送的定位超聲波，并獲得所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的三維坐標(biāo)。

本實(shí)用新型的進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述原點(diǎn)信標(biāo)與所述兩個(gè)節(jié)點(diǎn)信標(biāo)呈等腰直角三角形布置于同一平面。

本實(shí)用新型的進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述原點(diǎn)信標(biāo)包括第一控制器、第一超聲波發(fā)生傳感器、第一超聲波發(fā)射電路以及紅外光同步信號發(fā)生器，所述第一超聲波發(fā)射電路及紅外光同步信號發(fā)生器分別與所述第一控制器連接，所述第一超聲波發(fā)射電路與所述第一超聲波發(fā)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(fā)生傳感器、第一超聲波發(fā)射電路向所述節(jié)點(diǎn)信標(biāo)及目標(biāo)節(jié)點(diǎn)發(fā)送定位超聲波，控制所述紅外光同步信號發(fā)生器按預(yù)定的時(shí)間間隔向所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)及兩個(gè)節(jié)點(diǎn)信標(biāo)發(fā)送紅外光同步信號；

所述節(jié)點(diǎn)信標(biāo)組中的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)信標(biāo)包括第二控制器、第二超聲波發(fā)生傳感器、第二超聲波發(fā)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(fā)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(fā)射電路與所述第二超聲波發(fā)生傳感器連接；其中，所述第二控制器用于根據(jù)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(fā)生傳感器、第二超聲波發(fā)射電路向所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)發(fā)送定位超聲波；

所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)包括第三控制器、兩個(gè)超聲波接收器、對應(yīng)于所述兩個(gè)超聲波接收器的兩個(gè)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(gè)超聲波接收器間隔設(shè)置；

所述兩個(gè)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(gè)超聲波接收器分別與所述兩個(gè)超聲波檢測電路中對應(yīng)的超聲波檢測電路連接。

本實(shí)用新型的進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)還包括與外界應(yīng)用主機(jī)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(biāo)發(fā)送至所述外界應(yīng)用主機(jī)。

本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型提出的室內(nèi)超聲波三維定位系統(tǒng)通過原點(diǎn)信標(biāo)向目標(biāo)節(jié)點(diǎn)發(fā)送定位超聲波，按預(yù)定的時(shí)間間隔向目標(biāo)節(jié)點(diǎn)及兩個(gè)節(jié)點(diǎn)信標(biāo)發(fā)送紅外光同步信號，兩個(gè)節(jié)點(diǎn)信標(biāo)接收到同步信號后，向目標(biāo)節(jié)點(diǎn)發(fā)送定位超聲波，目標(biāo)節(jié)點(diǎn)接收到原點(diǎn)信標(biāo)及兩個(gè)節(jié)點(diǎn)信標(biāo)發(fā)送的定位超聲波后，獲得目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的三維坐標(biāo)，克服了現(xiàn)有室內(nèi)定位技術(shù)中信息誤差大、時(shí)間反應(yīng)慢的缺點(diǎn)，另外，使用超聲波定位技術(shù)，具有成本低、安裝使用方便、抗電磁干擾能力強(qiáng)、不受外界環(huán)境因素影響和時(shí)間信息直觀等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型提出的室內(nèi)超聲波三維定位系統(tǒng)較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型提出的室內(nèi)超聲波三維定位系統(tǒng)較佳實(shí)施例采用三邊定位算法三維定位的原理示意圖；

圖3是本實(shí)用新型提出的室內(nèi)超聲波三維定位系統(tǒng)較佳實(shí)施例原點(diǎn)信標(biāo)的功能模塊示意圖；

圖4是本實(shí)用新型提出的室內(nèi)超聲波三維定位系統(tǒng)較佳實(shí)施例節(jié)點(diǎn)信標(biāo)的功能模塊示意圖；

圖5是本實(shí)用新型提出的室內(nèi)超聲波三維定位系統(tǒng)較佳實(shí)施例目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的功能模塊示意圖。

附圖標(biāo)號：

目標(biāo)節(jié)點(diǎn)-10；

第三控制器-101；