[发明专利]多目标三维超声跟踪定位系统和方法

摘要

本发明涉及一种多目标三维超声跟踪定位系统和方法，具体涉及一种以红外信号为时基的超声传播时延TOA的多目标三维超声跟踪定位系统和方法。所述的定位系统包括发射组件、接收组件和信号处理与显示组件。所述的定位方法是以红外信号为时间基准，通过红外信号与超声信号的频分复用，实现多个目标的区分，采用陷波器电路与数字滤波器相结合的方式，分离出不同目标的超声信号，利用自动增益完成目标的远近定位无缝切换，实现高精度实时的多目标三维超声跟踪定位。优点在于：多目标间无干扰，精度高，网络协议简单，算法简单高效，可广泛应用在教育、娱乐、医疗等领域的小型化便携式的嵌入式设备中。

主权项

一种多目标三维超声跟踪定位系统，其特征包括：发射组件，包含超声发射器和红外发射器，用于周期的发射超声信号和红外信号，将他们分别安装在相应目标上，超声和红外信号都采用频分复用的方式实现所述目标的区分；接收组件，包含超声接收组件和红外接收组件，其中超声接收组件包含三个超声信号接收处理单元，用于接收和处理所述的发射单元发射的超声信号，红外接收组件包含红外接收处理单元，用于接收和处理所述的发射单元发射的红外信号；三个超声接收处理单元位于三角形的三个顶点，红外接收处理单元位于三角形内部，超声接收处理单元与红外接收处理单元一起协调完成三维空间的目标跟踪定位；信号处理与显示组件，包括控制单元和LCD显示单元，用于自动增益、响应红外信号、采样超声信号、提取超声时延、计算和显示定位目标位置；控制单元由多路A/D采样电路、存储器、处理器及外围电路组成，完成自动增益控制、数字滤波、时延提取、坐标计算和传送；LCD显示单元由LCD驱动芯片和LCD显示屏组成，用于显示目标的运动轨迹。