[发明专利]基于超声波和无线的联合定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种定位方法，尤其是涉及一种基于超声波和无线的联合定位方法。

背景技术

当今社会已越来越智能化，人们的生活也在逐步智能化，像照顾小孩的机器人、智能轮椅以及智能清洁车等等。虽然这些智能化的产品都很方便，但是它们都需要充电，这些机器能不能定位充电器的位置，自动寻找充电器并充电，这就涉及到定位问题。本发明的超声波定位技术就可以解决这类问题。

目前常见的室内定位技术有红外技术、图像识别技术以及超声波技术。但现有的技术都有很多缺点：如中国专利CN201010609587.8中使用基于网络环境的超声波定位，虽然可以定位多个目标，但是由于安装的设备较多，成本较高。再如中国专利CN200710026504.0中虽然只使用超声波，成本低，但是安装较复杂，需要在待定位区域的4个位置放置4个接收装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种多目标、成本低、安装方便、效率较高的基于超声波和无线的联合定位方法。

本发明包括以下步骤：

1)设定基准点，所述基准点由至少1个超声波发射探头、具备定时触发超声波的处理模块及无线射频发射模块组成，实现超声波和无线信号发射；

2)设定至少2个待定位点，所述待定位点由4个超声波接收探头、将超声波探头收到的信号进行处理并输出某个信号的调理模块、无线射频接收模块及能够对调理电路输出的信号进行处理的主处理模块组成；所述4个超声波接收探头分别位于待定位物体的前后左右4个方向，前后探头的连线与左右探头的连线相互垂直平分，超声波探头与无线模块结合，实现计算本探头与基准点之间的超声波传输时间；

3)定位时，基准点的处理模块同时触发超声波发射探头和无线射频模块，发送超声波和无线信号，每隔一段时间就发送1次，待定位点不断接收无线信号，当无线模块收到无线信号时，即触发4个超声波发射探头各自对应的计时器开始计时，当超声波发射探头收到超声波信号时对应的计时器就停止计时，即知道声波从基准点传输到超声波发射探头的时间，再算出基准点到超声波发射探头的距离；当得出4个超声波发射探头分别到基准点的距离，即由几何知识定位出待定位点相对于基准点的坐标，从而实现定位。

当有多个目标时，目标之间的计时是相互独立，可以实现多目标的定位，本发明具有很强的抗干扰性。

本发明的基准点周期性地同时发射超声波信号和无线射频信号，待定位点不断接收无线射频信号，当接收到时，启动计时器，直到某个接收探头收到超声波信号，此探头对应的计时器才停止，根据超声波的声速和传播时间便可算出此探头到基准点的直线距离。当此待定位点的4个探头都收到超声波信号时，主处理模块便可根据几何原理计算出待定位点的位置，从而实现定位。

本发明能广泛应用在多目标定位领域。它包括1个基准点和多个待定位点，基准点是由超声波发射模块、无线射频发射模块和定时模块组成，待定位点是由超声波接收模块、无线射频接收模块以及处理超声波和无线射频信号的主处理模块组成。基准点周期性地同时发射超声波信号和无线射频信号，待定位点不断接收无线射频信号，当接收到时，启动对应的计时器直到收到超声波信号停止计时，并由主处理模块处理各探头至基准点的距离，计算出待定位点的位置，从而实现定位。本发明具有结构简单、安装方便、成本低、多目标定位和抗干扰性强等优点，非常适于家庭及企业的智能化定位领域。

附图说明

图1是本发明的系统架构原理示意图。

图2是本发明的基准点原理示意图。

图3是本发明的待定位点原理示意图。

图4是本发明的定位方法几何原理示意图。

在图1～3中，标记T表示发送，R表示接收。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步地描述。

如图1所示，系统的架构包括1个基准点1和多个待定位点，图中只画出2个待定位点21和22。基准点1周期性地发送超声波信号和无线射频信号，待定位点21和22不断接收超声波信号和无线射频信号。

所述基准点原理示意图如图2所示，包括1个无线射频发射模块11、多个超声波发射模块12、13、14，以及1个定时模块15。相邻超声波模块之间成一定角度，能实现完整覆盖待定位点所在区域。定时模块控制无线射频模块和超声波发射模块周期性的发射信号。