[实用新型]基于超声波和红外线的三维空间追踪定位装置

说明书

本实用新型公开了一种基于超声波和红外线的三维空间追踪定位装置，包括信标模块、接收模块、红外接收盘，所述信标模块，包括一个超声波发送探头和一个红外线发送灯；所述接收模块，包括温度计、三个超声波接收探头、一个红外线接收探头及处理芯片，三个所述超声波接收探头，分别为超声波接收探头一、超声波接收探头二、超声波接收探头三，所述温度计、三个超声波接收探头、一个红外线接收探头均与处理芯片连接；所述红外接收盘，包括六个红外线接收管，红外线接收管之间相互成60°分布在一个环状的红外接收盘上。通过红外接收盘对信标进行追踪判断方向，通过超声波和红外线求出信标到接收模块上三个超声波的距离，从而得到信标的三维空间位置。

技术领域

本实用新型属于三维空间立体定位领域，具体涉及一种基于超声波和红外线的三维空间追踪定位装置。

背景技术

目前，主要的三维空间定位技术是依靠摄像头、加速度计电子陀螺仪等，摄像头模块的价格相对较高，识别目标不稳定，受光环境响较大。加速度计电子陀螺仪漂移严重，通过积分求得位置，受先前状况影响，定位不准。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种基于超声波和红外线的三维空间追踪定位装置，通过运用一定的技术手段减弱超声波和红外线本身的缺陷，优势互补，具有较强的实用性，成本低廉，由于超声波和红外线的定位具有一定的方向局限性，使用红外盘对信标追踪定位方向，可以实现360°无死角定位。应用范围广泛，如室内无人机的定位，室外物体高度位置的测量等。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种基于超声波和红外线的三维空间追踪定位装置，包括信标模块、接收模块、红外接收盘，

所述信标模块，包括一个超声波发送探头和一个红外线发送灯；

所述接收模块，包括温度计、三个超声波接收探头、一个红外线接收探头及处理芯片，三个所述超声波接收探头，分别为超声波接收探头一、超声波接收探头二、超声波接收探头三，所述温度计、三个超声波接收探头、一个红外线接收探头均与处理芯片连接；

所述红外接收盘，包括六个红外线接收管，分别为红外线接收管一、红外线接收管二、红外线接收管三、红外线接收管四、红外线接收管五、红外线接收管六，红外线接收管之间相互成60°分布在一个环状的红外接收盘上。

其中，所述红外线接收探头，选取HS-0038红外线接收管。

其中，所述红外线发送灯以100ms为周期，间歇性的发送红外线，将红外线和超声波异步。

有益效果：

本实用新型所述的一种基于超声波和红外线的三维空间追踪定位装置，红外接收盘实现对信标的追踪判断方向，再求出信标到三个超声波接收探头的距离，从而实现对信标的三维空间立体定位。环境中时常存在红外线光的干扰，如太阳光，超声波也存在反射、干涉等现象，普通方式难以准确测量距离。而十厘米的距离误差会导致计算出的信标的三维空间位置偏差二三十厘米。要保证信标位置的准确性，需要保证测得的误差在两三厘米以内。因此间歇性的发送红外线，选取HS-0038红外线接收管可以保证距离的同时排除外界恒定红外线的干扰。将红外线和超声波异步，红外线接收探头接收到信号后关闭红外线感应，开启超声波感应，超声波接收探头接收到信号后关闭超声波感应，开启红外线感应，保证获取的信号时间是每一个周期内第一次接收到的信号，从而排除超声波反射的影响。超声波红外线可接收到的信号角度有限，通过红外接收盘对信标进行方向追踪，判断信标方向。超声波传播速度受温度影响，因此使用一个温度计测量温度，进行声速矫正。本实用新型选用超声波和红外线进行三维空间定位，极大地降低了成本，使用5V供电能耗低，通过选取合适的信号和控制方法，提高了抗干扰性和可靠性，在保证探测范围的同时还保证了精度。本实用新型可以应用到室内无人机的定位，室外小范围尺度内某物体某位置的准确定位。

附图说明