一种室内定位装置及其定位系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种室内定位装置及其定位系统，该发射基站装置包括通信接口电路、超声波发射电路、第一NRF电路以及第一主控电路；该接收锚节点装置包括ID编码电路、超声波接收电路、第二NRF电路以及第二主控电路；所述第二主控电路的信号输入端分别连接所述第二NRF电路的信号输出端、超声波接收电路的信号输出端和ID编码电路的数据输出端，所述第二主控电路的发射控制端连接所述第二NRF电路的发射控制端，所述第二主控电路的输出端连接所述第二NRF电路的数据输入端。本实用新型专利技术的室内导航定位装置和系统，结构简单、操作便利，功耗低，定位精度高，成本低廉。

【技术实现步骤摘要】
一种室内定位装置及其定位系统
本技术涉及导航控制系统，尤其是室内高导航精度的定位发射基站装置、接收锚节点装置及包括该定位发射基站装置和接收锚节点装置的定位系统。
技术介绍
目前，在导航定位行业采用的方案有：采用超声波电路加Zigbee芯片的组合定位装置，功能实现起来软件程序较为复杂，功耗比较大、采购Zigbee芯片硬件成本较高；采用UWB测距定位系统，UWB高频电磁波受金属屏蔽及电场干扰较大，应用场合局限性大，系统定位精度较差，一般＞50cm；采用激光雷达定位测距装置，激光测距受环境影响较大，比如遇透明玻璃、强光时无法测距，系统定位范围较小6*6米内；采用视觉定位系统，其系统受环境变化影响较大，现场如果有大屏幕电视墙及透明玻璃，人员移动时，无法定位，上述现有的定位装置和系统，存在定位精度差、通信协议复杂、硬件成本高等缺点。
技术实现思路
鉴于以上问题，本技术提供一种室内定位装置及其定位系统，以解决现有装置定位精度差、通信协议复杂、硬件成本高的问题。本技术的具体技术方案如下：第一方面，本技术涉及一种室内定位发射基站装置，包括适于与目标导航上位机通信的通信接口电路、超声波发射电路、适于发射同步NRF信号和接收RF数据的第一NRF电路以及适于获取通信接口的信号则发送同步信号发射指令的第一主控电路，所述第一主控电路的同步信号发射控制端分别连接所述超声波发射电路的发射控制端和所述第一NRF电路的发射控制端，所述第一主控电路的信号接收端连接所述第一NRF电路的信号输出端，所述第一主控电路与所述通信接口电路通信连接。所述通信接口电路包括适于与所述目标导航上位机通信的USB接口和连接所述USB接口的USB转TTL电路，所述USB转TTL电路与所述第一主控电路通信连接。可选地，还包括稳压器电源，所述稳压器电源的电压输入端连接所述USB接口，所述稳压器电源的电压输出端连接所述第一主控电路的供电端。可选地，所述超声波发射电路中包括第一信号放大电路和超声波发射器，所述第一主控电路的同步信号发射控制端连接第一信号放大电路的信号输入端，所述第一信号放大电路的信号输出端连接超声波发射电路的信号输入端。可选地，还包括DC-DC升压电路，所述USB接口连接DC-DC升压电路的电压输入端，所述DC-DC升压电路的电压输出端与所述第一信号放大电路的供电端连接。可选地，所述超声波发射电路中包括若干超声波发射器，所述若干超声波发射器的超声波发射口均位于同一球体表面，所述若干超声波发射器的发射方向相对于所述球体的球心呈放射状分布。可选地，所述室内定位发射基站装置设置于一机器人上，所述若干超声波发射器位于一机器人的头部，所述若干超声波发射器的超声波发射口均位于同一上半球体表面。可选地，还包括一半球体件，所述半球体件的表面均匀环绕设置有若干凹槽，所述若干超声波发射器分别嵌入在所述半球体件的所述若干凹槽内。可选地，所述第一主控电路至少包括：发射MCU芯片、晶振电路、第一电阻、第四电阻、第五电阻、第六电容、第十一电容、第十二电容、第十三电容以及第十五电容；第一NRF电路包括第一NRF芯片和第八电容；第一电阻的一端接入电源电压，另一端连接发射MUC芯片的芯片复位端和第六电容的一端，第六电容的另一端接地；第四电阻的一端连接发射MUC芯片的发送端，另一端连接USB转TTL电路的发射端；第五电阻的一端连接发射MUC芯片的接收端，另一端连接USB转TTL电路的接收端；第十一电容的一端接电源电压和发射MUC芯片的供电端，另一端接地；第二十一电容的一端连接发射MCU芯片的内核电压退耦电容端，另一端接地；所述晶振电路包括：晶振、第十二电容和第十三电容；第十二电容的一端连接晶振的一端和发射MCU芯片的数据接收端；第十三电容的一端连接晶振的另一端和发射MCU芯片的时钟端，第十二电容的另一端和第十三电容的另一端均接地；第八电容的一端连接第一NRF芯片的供电端，另一端连接第一NRF芯片的接地端。第二方面，本技术还涉及一种室内定位接收锚节点装置，包括ID编码电路、超声波接收电路、适于接收同步NRF信号和发射RF数据的第二NRF电路以及第二主控电路，所述第二主控电路适于根据接收的超声波信号、同步NRF信号和ID数据来输出RF数据和RF数据发射指令；所述第二主控电路的信号输入端分别连接所述第二NRF电路的信号输出端、超声波接收电路的信号输出端和ID编码电路的数据输出端，所述第二主控电路的发射控制端连接所述第二NRF电路的发射控制端，所述第二主控电路的输出端连接所述第二NRF电路的数据输入端。可选地，所述接收锚节点装置中，超声波接收电路包括第二信号放大电路和超声波接收器，所述第二主控电路的信号输入端连接第二信号放大电路的信号输出端，所述第二信号放大电路的信号输入端连接所述超声波接收器的信号输出端。可选地，所述接收锚节点装置中，还包括AC/DC电源和LDO电源，所述AC/DC电源的电压输出端连接所述LDO电源的输入端，所述LDO电源的输出端连接所述第二主控电路的供电端。可选地，所述接收锚节点装置中，所述第二主控电路至少包括：接收MCU芯片、晶振电路、第二十四电阻、第十八电阻、第二十五电阻、第二十六电容、第二十电容、第十六电容以及第十七电容；第二NRF电路包括第二NRF芯片和第五电容；第二十四电阻的一端连接外部电路的使能输出端，另一端连接所述接收MCU芯片的功能使能端，第十八电阻的一端接入电源电压，另一端连接接收MUC芯片的芯片复位端和第七电容的一端，第七电容的另一端接地；第二十五电阻的一端连接接收MUC芯片的发送端，另一端连接USB转TTL电路的发射端；第二十六电阻的一端连接接收MUC芯片的接收端，另一端连接USB转TTL电路的接收端；第二十电容的一端接电源电压和接收MUC芯片的供电端，另一端接地；第二十电容的一端连接接收MCU芯片的内核电压退耦电容端，另一端接地；所述晶振电路包括：晶振、第十六电容和第十七电容；第十六电容的一端连接晶振的一端和接收MCU芯片的数据接收端；第十七电容的一端连接晶振的另一端和接收MCU芯片的时钟端，第十六电容的另一端和第十七电容的另一端均接地；第五电容的一端连接第二NRF芯片的供电端，另一端连接第二NRF芯片的接地端。第三方面，本技术还涉及一种室内定位系统，包括：上述第一方面任一所述的室内定位发射基站装置以及第二方面任一所述的室内定位接收锚节点装置。可选地，所述室内定位接收锚节点的数量大于等于三，各室内定位接收锚节点分布在所述内定位发射基站装置的不同的方向。可选地，还包括目标导航上位机，所述目标导航上位机包括数据收发接口，所述数据收发接口与所述通信接口电路的数据收发端连接。可选地，所述目标导航上位机为机器人的上位机。本技术的技术方案具有如下优点：本技术的室内定位装置及其定位系统，应用于机器人室内行走，采用“超声波电路加射频电路的组合的定位装置进行室内测距导航，避免了现有导航产品的各种缺陷。其中，射频电路的协议与Zigbee相比可以跳过复杂的Zigbee收发协议，电路实现简单，用一片MCU芯片即可实现所有功能，操作简易、直接，并且在功耗和成本上具备优势。该定位系统相比“UWB测距导航方案测距”和“激光雷达导航测距本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种室内定位发射基站装置，其特征在于，包括适于与目标导航上位机通信的通信接口电路、超声波发射电路、适于发射同步NRF信号和接收RF数据的第一NRF电路以及适于获取通信接口的信号则发送同步信号发射指令的第一主控电路，所述第一主控电路的同步信号发射控制端分别连接所述超声波发射电路的发射控制端和所述第一NRF电路的发射控制端，所述第一主控电路的信号接收端连接所述第一NRF电路的信号输出端，所述第一主控电路与所述通信接口电路通信连接。

【技术特征摘要】
1.一种室内定位发射基站装置，其特征在于，包括适于与目标导航上位机通信的通信接口电路、超声波发射电路、适于发射同步NRF信号和接收RF数据的第一NRF电路以及适于获取通信接口的信号则发送同步信号发射指令的第一主控电路，所述第一主控电路的同步信号发射控制端分别连接所述超声波发射电路的发射控制端和所述第一NRF电路的发射控制端，所述第一主控电路的信号接收端连接所述第一NRF电路的信号输出端，所述第一主控电路与所述通信接口电路通信连接。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述通信接口电路包括适于与所述目标导航上位机通信的USB接口和连接所述USB接口的USB转TTL电路，所述USB转TTL电路与所述第一主控电路通信连接。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括稳压器电源，所述稳压器电源的电压输入端连接所述USB接口，所述稳压器电源的电压输出端连接所述第一主控电路的供电端。4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述超声波发射电路中包括第一信号放大电路和超声波发射器，所述第一主控电路的同步信号发射控制端连接第一信号放大电路的信号输入端，所述第一信号放大电路的信号输出端连接超声波发射电路的信号输入端。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，还包括DC-DC升压电路，所述USB接口连接DC-DC升压电路的电压输入端，所述DC-DC升压电路的电压输出端与所述第一信号放大电路的供电端连接。6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述超声波发射电路中包括若干超声波发射器，所述若干超声波发射器的超声波发射口均位于同一球体表面，所述若干超声波发射器的发射方向相对于所述球体的球心呈放射状分布。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述室内定位发射基站装置设置于一机器人上，所述若干超声波发射器位于一机器人的头部，所述若干超声波发射器的超声波发射口均位于同一上半球体表面。8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括一半球体件，所述半球体件的表面均匀环绕设置有若干凹槽，所述若干超声波发射器分别嵌入在所述半球体件的所述若干凹槽内。9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一主控电路至少包括：发射MCU芯片、晶振电路、第一电阻、第四电阻、第五电阻、第六电容、第十一电容、第十二电容、第十三电容以及第十五电容；第一NRF电路包括第一NRF芯片和第八电容；第一电阻的一端接入电源电压，另一端连接发射MUC芯片的芯片复位端和第六电容的一端，第六电容的另一端接地；第四电阻的一端连接发射MUC芯片的发送端，另一端连接USB转TTL电路的发射端；第五电阻的一端连接发射MUC芯片的接收端，另一端连接USB转TTL电路的接收端；第十一电容的一端接电源电压和发射MUC芯片的供电端，另一端接地；第二十一电容的一端连接发射MCU芯片的内核电压退耦电容端，另一端接地；所述晶振电路包括：晶振、第十二电容和第十三电容；第十二电容的一端连接晶振的一端和发射MCU芯片的数据接收端；第十三电容的一端连接晶振的另一端和发射MCU芯片的时钟端，第十二电容的另一端和第...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晓禾，阮胜田，赵海青，黄俊杰，侯迎超，吴玲俐，
申请(专利权)人：无锡辰星机器人科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32