一种声源智能联合分布定位定向方法技术

本发明专利技术提供一种声源智能联合分布定位定向方法，其包括：步骤1，利用多个枪声定位模块通过自组网算法自动组网，并根据该自组网算法挑选出多个枪声定位模块中的一个枪声定位模块作为服务模块；步骤2，所述多个枪声定位模块均计算各自的枪声方位和距离，并将计算结果以及自身gps信息、枪声信息发送给服务模块；步骤3，所述服务模块通过对所述多个枪声定位模块发送来的数据进行分析，丢掉该数据中的无效数据，并将剩余数据进行运算，得出最终的多个枪声定位模块的枪声方位和距离；步骤4，所述服务模块将所述最终的多个枪声定位模块的枪声方位和距离发送给所有枪声定位模块。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及定位数据处理领域，尤其涉及一种声源智能联合分布定位定向方法。
技术介绍
现有定位器是车载定位器和便携式定位器，他们都是单台单独工作，由于单台枪声定位设备中的拾音器间距小，所以检测枪声方位和距离时，其计算精度比较低。当有单台枪声定位设备与枪之间有障碍物时无法进行枪声定位和测距检测；当单台枪声定位设备姿态不对时无法进行枪声定位和距离检测；当枪上装了消音器后，枪口膛口波就会很小，用传统通过膛口波实现枪声定位的方法就无法对枪声定位和测距。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种声源智能联合分布定位定向方法。本专利技术的声源智能联合分布定位定向方法，其包括：步骤1，利用多个枪声定位模块通过自组网算法自动组网，并根据该自组网算法挑选出多个枪声定位模块中的一个枪声定位模块作为服务模块；步骤2，所述多个枪声定位模块均计算各自的枪声方位和距离，并将计算结果以及自身gps信息、枪声信息发送给服务模块；步骤3，所述服务模块通过对所述多个枪声定位模块发送来的数据进行分析，丢掉该数据中的无效数据，并将剩余数据进行运算，得出最终的多个枪声定位模块的枪声方位和距离；步骤4，所述服务模块将所述最终的多个枪声定位模块的枪声方位和距离发送给所有枪声定位模块。进一步的，所述步骤3得出最终的多个枪声定位模块的枪声方位和距离的运算方法为：将所有枪声定位模块传来的有效定位结果进行求交集得到精度较高的结果。进一步的，所述步骤3得出最终的多个枪声定位模块的枪声方位和距离的运算方法为：步骤31，利用式1）计算获得子弹由P点飞行到Q点的时间：ti′=|PA‾|sin(π-θ-arccosPA‾·n‾|PA‾|·|n‾|)c---(1)]]>步骤32，将各节点测得的马赫角的平均值作为马赫角，如式2）所示：θ=1PΣi=1pθi---(2)]]>步骤33，将各节点测得的弹道方向的平均值作为弹道方向，如式3）所示：n‾=1pΣi=1pni‾---(3)]]>步骤34，将式2）、式3）代入式1），对平面上所有点进行遍历，获得枪手坐标P（x，y），该枪手坐标P（x，y）为：P(x,y)=argminf(x,y)其中，i为第i个枪声传感器节点，第i个枪声传感器节点表示为(xi,yi)，狙击手位置为P(x,y)，弹道方向为n(nx,ny)，马赫角为θ，声速为C，子弹速度为v，且sinθ=c/v，PA=（xi-x，yi-y），且其中，f(x,y)=Σi=1b-1[(ti′-tb′)-(ti-tb)]+Σi=b+1p[(ti′-tb′)-(ti-tb)],]]>i节点检测到马赫波的时刻为ti，取p个节点中任意节点b，其检测到马赫波的时刻为tb，子弹由P(x，y)飞行至b点的时间为tb’。本专利技术的有益效果在于：本专利技术通过模块间的自组网将处在同一区域内的所有单独枪声定位模块连接到一块，可以把所有模块采集到的数据联合起来通过多种方法进行处理，从而得到更加精确的定位结果。而且本专利技术能通过自组网络将定位结果发给自组网中的所有模块。附图说明图1是本专利技术的马赫波波形1示意图；图2是本专利技术的马赫波波形2示意图；图3是本专利技术的节点相对与弹道分布情况示意图；图4是本专利技术的马赫波传播方向示意图；图5是本专利技术的数据融合示意图。具体实施方式为了使专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图与实例对本专利技术作进一步详细说明。但所举实例不作为对本专利技术的限定。一种将多台独立的枪声定位设备通过组网的方式联合到一块完成定位的方法，即能提高枪声定位和距离精度又能够使某些无法计算出枪声方位和距离的单台设备获取枪声定位和距离的方法，该算法将对从各个单独的枪声定位模块传来的枪声数据进行筛选和计算，得到精度较高的打枪方位和距离；并且即使装了消音器也可以准确的识别枪声方位和距离；最后将计算得到的结果通过自组网路传给所有在网络中的枪声定位模块。本申请中，自组网络是通过zigbee、蓝牙等通过自组网算法从网络中的自动选出一个作为服务器，其他设备为客户端，所有客户端的数据都会发到服务器上，并由服务器负责数据的计算和分发。工作原理如果环境中有大于2台枪声定位模块构成，那么枪声定位模块会通过zigbb、蓝牙等通过自组网算法自动组网，并通过算法挑选出一个枪声定位模块作为服务器，枪声定位模块在自己计算枪声方位和距离的同时还将自己计算的结果、gps信息、枪声信息等发送给服务器，服务器通过对各模块数据的分析将无效数据丢掉，将余下的数据进行运算得出精度较高的枪声方位和距离，最后服务器将得到的结果发送给网络中的所有枪声定位模块。现在服务器通过客户端传过来的信息计算枪声方位和距离方法有两种。第一种方法：将所有枪声定位模块传来的有效定位结果进行求交集得到精度较高的结果。设战场_L p个定位系统定位狙击手范围分别为Si(i一1，…，P)，则通过这些范围求交集的方法，可以求出更精确的范围：Area=∩i=1pSi]]>其数据融合方式如图5所示。第二种方法：假设在战场中有p（p>=3）个枪声传感器节点4(i=1,2,…,P)，它们的坐标为Ai(xi,yi)，其坐标可由gps系统给出；由于每个节点中3麦克风矩离相比于战场上各节点之间的距离非常小，所以取节点中3个麦克风检测到马赫波的平均时刻作为该节点检测到马赫波的时刻，不妨设第i节点检测到马赫波的时刻为ti；设狙击手的位置为P(x,y)，弹道方向为n(nx,ny)；马赫角为θ，声速为C，子弹速度为v，根据马赫角定义，它们的关系满足sinθ=c/v。在二维平面当中，其几何位置关系如图1所示。超音速的子弹在空间中飞行会形成马赫锥。在图1中，波面传播方向与子弹传播方向成(π/2)-θ角度，以速度C向两边传播。当播面到达Ai时，Ai节点可检测到马赫波，设此时子弹到达的位置为Q。如图2所示。下面根据图2中的几何图形，求解子弹经过PQ的时间ti。在三角形APQ中，角AQP为马赫角，设角大小为a，有α=arccosPA‾·n&OverB本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种声源智能联合分布定位定向方法，其特征在于，包括：步骤1，利用多个枪声定位模块通过自组网算法自动组网，并根据该自组网算法挑选出多个枪声定位模块中的一个枪声定位模块作为服务模块；步骤2，所述多个枪声定位模块均计算各自的枪声方位和距离，并将计算结果以及自身gps信息、枪声信息发送给服务模块；步骤3，所述服务模块通过对所述多个枪声定位模块发送来的数据进行分析，丢掉该数据中的无效数据，并将剩余数据进行运算，得出最终的多个枪声定位模块的枪声方位和距离；步骤4，所述服务模块将所述最终的多个枪声定位模块的枪声方位和距离发送给所有枪声定位模块。

【技术特征摘要】
1.一种声源智能联合分布定位定向方法，其特征在于，包括：
步骤1，利用多个枪声定位模块通过自组网算法自动组网，并根据该自组
网算法挑选出多个枪声定位模块中的一个枪声定位模块作为服务模块；
步骤2，所述多个枪声定位模块均计算各自的枪声方位和距离，并将计算
结果以及自身gps信息、枪声信息发送给服务模块；
步骤3，所述服务模块通过对所述多个枪声定位模块发送来的数据进行分
析，丢掉该数据中的无效数据，并将剩余数据进行运算，得出最终的多个枪
声定位模块的枪声方位和距离；
步骤4，所述服务模块将所述最终的多个枪声定位模块的枪声方位和距离
发送给所有枪声定位模块。
2.如权利要求1所述的声源智能联合分布定位定向方法，其特征在于，
所述步骤3得出最终的多个枪声定位模块的枪声方位和距离的运算方法为：
将所有枪声定位模块传来的有效定位结果进行求交集得到精度较高的结
果。
3.如权利要求1所述的声源智能联合分布定位定向方法，其特征在于，
所述步骤3得出最终的多个枪声定位模块的枪声方位和距离的运算方法为：
步骤31，利用式1）计算获得子弹由P点飞行到Q点的时间：
ti′=|PA‾|sin(π-θ-arccosPA‾·n&Ove...

【专利技术属性】
技术研发人员：高越超，王庚，习伟力，窦晓喆，
申请(专利权)人：易美泰克影像技术北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11