CN110426676B - 一种基于超声波的定位***及定位方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于超声波的定位***，包括超声波发射模块、移动接收模块和处理模块，所述超声波发射模块包括超声波发射探头、发射记录模块和发射信号传输模块，所述超声波发射探头用于发射超声波信号，所述发射记录模块用于记录超声波发生的时间，所述发射信号传输模块用于将记录的超声波发生的时间远程传输给处理模块，所述移动接收模块包括超声波接收探头、接收记录模块和接收信号传输模块。本发明只需一组目标设备和一组参***，通过移动参***来测量目标设备相对参***的位置，以此确定目标设备的位置，相比现有技术，结构更加简单，减少了***中参***的数量，有效降低了定位成本，便于使用。

Description

一种基于超声波的定位***及定位方法
技术领域
本发明涉及超声波定位相关技术领域，具体为一种基于超声波的定位***及定位方法。
背景技术
在开阔的室外环境，全球定位***已经能够提供非常精确的定位信息，与室外环境相比，室内环境要复杂的多，建筑物的结构、内部布局的情况，还有许多人为限制因素等会对室内定位的准确性产生影响，利用现有的定位***，如 GPS定位***等，由于GPS信号无法穿透房间的建筑材料而难以用于室内环境，导致需要对室内的移动目标进行定位时，难以获取到精确的位置信息，因此需要利用超声波进行定位。
现有的超声波定位***及其定位方法在实施过程中需要多个参***，从而导致***中参***的数量较多，增加了定位成本，且在实施过程中，大多只取一组测量值，容易出现较大的误差，需要进行改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于超声波的定位***及定位方法，以解决上述背景技术中提到的现有的超声波定位***及其定位方法在实施过程中需要多个参***，从而导致***中参***的数量较多，增加了定位成本，且在实施过程中，大多只取一组测量值，容易出现较大的误差的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于超声波的定位***，包括超声波发射模块、移动接收模块和处理模块，所述超声波发射模块包括超声波发射探头、发射记录模块和发射信号传输模块，所述超声波发射探头用于发射超声波信号，所述发射记录模块用于记录超声波发生的时间，所述发射信号传输模块用于将记录的超声波发生的时间远程传输给处理模块，所述移动接收模块包括超声波接收探头、接收记录模块和接收信号传输模块，所述超声波接收探头用于接收超声波信号，所述接收记录模块用于记录超声波接收的时间，所述接收信号传输模块用于将记录超声波接收的时间传输给处理模块，所述处理模块包括获取模块、第一计算模块、存储模块和第二计算模块，所述获取模块用于获取目标设备与位于不同位置的参***之间的多次超声波传输时间，所述第一计算模块用于计算目标设备与不同位置的参***之间的距离，从而根据计算得到的距离以及各个位置参***的位置坐标获取目标设备的位置坐标，所述存储模块用于存储多次获取目标设备的位置坐标，所述第二计算模块用于对存储模块内存储的多组目标设备的位置坐标进行平均值计算，从而得出目标设备的位置坐标。
优选的，所述超声波发射探头和超声波接收探头均为一组，所述超声波接收探头每次接收超声波的位置发生变换。
优选的，所述超声波发射模块位于目标设备上，所述移动接收模块位于参***上。
一种基于超声波的定位方法，包括如下步骤：
步骤一：将参***放置在固定位置，并记录其坐标，同时利用目标设备上的超声波发射模块发射超声波，利用移动接收模块接收超声波，并将接收时间记录为T1；
步骤二：将参***在水平位置上向上移动一段距离并固定，并记录其坐标，然后再次利用目标设备上的超声波发射模块发射超声波，利用移动接收模块接收超声波，并将接收时间记录为T2；
步骤三：将参***复位到步骤一所在位置，并在此基础上向一侧移动一段距离并固定定，同时记录其坐标，然后再次利用目标设备上的超声波发射模块发射超声波，利用移动接收模块接收超声波，并将接收时间记录为T3；
步骤四：将参***复位到步骤一所在位置，并在此基础上向另一侧移动一段距离并固定定，同时记录其坐标，然后再次利用目标设备上的超声波发射模块发射超声波，利用移动接收模块接收超声波，并将接收时间记录为T4；
步骤五：处理模块通过第一计算模块计算目标设备与不同位置的参***之间的距离，从而根据计算得到的距离以及各个位置参***的位置坐标获取目标设备的多个位置坐标，然后通过第二计算模块对存储模块内存储的多组目标设备的位置坐标进行平均值计算，从而得出目标设备的位置坐标。
本发明提供了一种基于超声波的定位***及定位方法，具备以下有益效果：
本发明只需一组目标设备和一组参***，通过移动参***来测量目标设备相对参***的位置，以此确定目标设备的位置，相比现有技术，结构更加简单，减少了***中参***的数量，有效降低了定位成本，便于使用，通过计算多组目标设备的坐标值，并通过第二计算模块进行计算，可以增加定位精度，便于使用。
附图说明
图1为本发明的整体模块结构示意图；
图2为本发明的超声波发射模块结构示意图；
图3为本发明的超声波接收模块结构示意图；
图4为本发明的处理模块结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1-4所示，本发明提供一种技术方案：一种基于超声波的定位***，包括超声波发射模块、移动接收模块和处理模块，所述超声波发射模块包括超声波发射探头、发射记录模块和发射信号传输模块，所述超声波发射探头用于发射超声波信号，所述发射记录模块用于记录超声波发生的时间，所述发射信号传输模块用于将记录的超声波发生的时间远程传输给处理模块，所述移动接收模块包括超声波接收探头、接收记录模块和接收信号传输模块，所述超声波接收探头用于接收超声波信号，所述接收记录模块用于记录超声波接收的时间，所述接收信号传输模块用于将记录超声波接收的时间传输给处理模块，所述处理模块包括获取模块、第一计算模块、存储模块和第二计算模块，所述获取模块用于获取目标设备与位于不同位置的参***之间的多次超声波传输时间，所述第一计算模块用于计算目标设备与不同位置的参***之间的距离，从而根据计算得到的距离以及各个位置参***的位置坐标获取目标设备的位置坐标，所述存储模块用于存储多次获取目标设备的位置坐标，所述第二计算模块用于对存储模块内存储的多组目标设备的位置坐标进行平均值计算，从而得出目标设备的位置坐标。
优选的，所述超声波发射探头和超声波接收探头均为一组，所述超声波接收探头每次接收超声波的位置发生变换。
优选的，所述超声波发射模块位于目标设备上，所述移动接收模块位于参***上。
一种基于超声波的定位方法，包括如下步骤：
步骤一：将参***放置在固定位置，并记录其坐标，同时利用目标设备上的超声波发射模块发射超声波，利用移动接收模块接收超声波，并将接收时间记录为T1；
步骤二：将参***在水平位置上向上移动一段距离并固定，并记录其坐标，然后再次利用目标设备上的超声波发射模块发射超声波，利用移动接收模块接收超声波，并将接收时间记录为T2；
步骤三：将参***复位到步骤一所在位置，并在此基础上向一侧移动一段距离并固定定，同时记录其坐标，然后再次利用目标设备上的超声波发射模块发射超声波，利用移动接收模块接收超声波，并将接收时间记录为T3；
步骤四：将参***复位到步骤一所在位置，并在此基础上向另一侧移动一段距离并固定定，同时记录其坐标，然后再次利用目标设备上的超声波发射模块发射超声波，利用移动接收模块接收超声波，并将接收时间记录为T4；
步骤五：处理模块通过第一计算模块计算目标设备与不同位置的参***之间的距离，从而根据计算得到的距离以及各个位置参***的位置坐标获取目标设备的多个位置坐标，然后通过第二计算模块对存储模块内存储的多组目标设备的位置坐标进行平均值计算，从而得出目标设备的位置坐标。
本发明通过设置一组目标设备和一组参***，可以通过移动参***来测量目标设备相对参***的位置，以此确定目标设备的位置，相比现有技术，结构更加简单，减少了***中参***的数量，有效降低了定位成本，便于使用，通过计算多组目标设备的坐标值，并通过第二计算模块进行计算，可以增加定位精度，便于使用。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种基于超声波的定位***，其特征在于，包括超声波发射模块、移动接收模块和处理模块，所述超声波发射模块包括超声波发射探头、发射记录模块和发射信号传输模块，所述超声波发射探头用于发射超声波信号，所述发射记录模块用于记录超声波发生的时间，所述发射信号传输模块用于将记录的超声波发生的时间远程传输给处理模块，所述移动接收模块包括超声波接收探头、接收记录模块和接收信号传输模块，所述超声波接收探头用于接收超声波信号，所述接收记录模块用于记录超声波接收的时间，所述接收信号传输模块用于将记录超声波接收的时间传输给处理模块，所述处理模块包括获取模块、第一计算模块、存储模块和第二计算模块，所述获取模块用于获取目标设备与位于不同位置的参***之间的多次超声波传输时间，所述第一计算模块用于计算目标设备与不同位置的参***之间的距离，从而根据计算得到的距离以及各个位置参***的位置坐标获取目标设备的位置坐标，所述存储模块用于存储多次获取目标设备的位置坐标，所述第二计算模块用于对存储模块内存储的多组目标设备的位置坐标进行平均值计算，从而得出目标设备的位置坐标；
所述超声波发射探头和超声波接收探头均为一组，所述超声波接收探头每次接收超声波的位置发生变换。
2.根据权利要求1所述的一种基于超声波的定位***，其特征在于，所述超声波发射模块位于目标设备上，所述移动接收模块位于参***上。
3.一种基于超声波的定位方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：将参***放置在固定位置，并记录其坐标，同时利用目标设备上的超声波发射模块发射超声波，利用移动接收模块接收超声波，并将接收时间记录为T1；
步骤二：将参***在水平位置上向上移动一段距离并固定，并记录其坐标，然后再次利用目标设备上的超声波发射模块发射超声波，利用移动接收模块接收超声波，并将接收时间记录为T2；
步骤三：将参***复位到步骤一所在位置，并在此基础上向一侧移动一段距离并固定，同时记录其坐标，然后再次利用目标设备上的超声波发射模块发射超声波，利用移动接收模块接收超声波，并将接收时间记录为T3；
步骤四：将参***复位到步骤一所在位置，并在此基础上向另一侧移动一段距离并固定，同时记录其坐标，然后再次利用目标设备上的超声波发射模块发射超声波，利用移动接收模块接收超声波，并将接收时间记录为T4；
步骤五：处理模块通过第一计算模块计算目标设备与不同位置的参***之间的距离，从而根据计算得到的距离以及各个位置参***的位置坐标获取目标设备的多个位置坐标，然后通过第二计算模块对存储模块内存储的多组目标设备的位置坐标进行平均值计算，从而得出目标设备的位置坐标。
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