基于超声波的车辆空间定位系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种基于超声波的车辆空间定位系统，其包括主控芯片、发射模块、接收模块、控制输入模块、串口屏显示模块和电源；所述主控芯片通过GPIO端口分别连接所述发射模块、转接处理模块和控制输入模块，同时还通过串口SCI与所述串口屏显示模块连接通信；所述主控芯片产生超声波信号，设有电源管理模块和用于计时的计时器，并通过所述电源管理模块连接所述电源。本实用新型专利技术结构设计简单、合理，运行稳定，可对定位置进行误差桥正，能有效提高最终定位信息的可靠性，可实现车辆空间的精确定位。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及一种基于超声波的车辆空间定位系统，其包括主控芯片、发射模块、接收模块、控制输入模块、串口屏显示模块和电源；所述主控芯片通过GPIO端口分别连接所述发射模块、转接处理模块和控制输入模块，同时还通过串口SCI与所述串口屏显示模块连接通信；所述主控芯片产生超声波信号，设有电源管理模块和用于计时的计时器，并通过所述电源管理模块连接所述电源。本技术结构设计简单、合理，运行稳定，可对定位置进行误差桥正，能有效提高最终定位信息的可靠性，可实现车辆空间的精确定位。【专利说明】基于超声波的车辆空间定位系统
本技术涉及车辆空间定位
，尤其涉及一种基于超声波的车辆空间定位系统。
技术介绍
TOA(Time of Arrive)型定位、AP(Access Point)讯号定位以及 GPS(GlobalPosit1n System)定位是目前世界上主要三大室内定位技术。TOA是目前常见的射频测距技术，其原理是通过测量电信号传输时间得到发送方和接收方之间的距离，在室内应用中，严重的多径和非视距现象造成测距误差较大；AP定位是通过无线信号定位这个网络覆盖下所有使用该网络的设备的位置了，其缺点是定位精度差；GPS定位是根据天空中高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，采用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置，其缺点是室内接受效果较差。综上所述，现有的定位方式受环境影响比较大，定位不稳定且有比较大的误差。因此研究利用超声波进行局部精确定位是很有必要的。香港的F-Tong等把超声波精确定位系统应用在自制导航车上，进行导航研究。陈永光等研究了无源时差定位原理与定位精度的关系，还有熊春山等利用波峰计数与零交叉点检测的方法来提闻超声测距的精度以实现精确定位等。
技术实现思路
本技术是为了解决现有车辆空间定位系统结构设计存在一定缺陷，受环境影响比较大，定位不稳定且误差较大，无法有效实现对车辆空间精确定位的问题而提出一种结构设计简单、合理，运行稳定，可对定位置进行误差桥正，能有效提高最终定位信息的可靠性，实现车辆在局部空间的精确定位的基于超声波的车辆空间定位系统。 本技术是通过以下技术方案实现的: 上述的基于超声波的车辆空间定位系统，包括主控芯片、发射模块、接收模块、转接处理模块、控制输入模块、串口屏显示模块和电源；所述主控芯片通过GP1端口分别连接所述发射模块、转接处理模块和控制输入模块，同时还通过串口 SCI与所述串口屏显示模块连接通信；所述主控芯片产生超声波信号，设有电源管理模块和用于计时的计时器，并通过所述电源管理模块连接所述电源；所述发射模块包括超声波发射模块驱动电路和发射探头；所述超声波发射模块驱动电路接收所述主控芯片产生的超声波信号，再由所述发射探头向外发送超声波信号；所述接收模块采用TL852芯片构成超声波信号检测电路，以进行信号的放大及检出。 所述基于超声波的车辆空间定位系统，其中:所述主控芯片采用的是TMS320F28027 芯片。 所述基于超声波的车辆空间定位系统，其中:所述发射模块由电阻RfR3、三极管P1、变压器Tl、超声波发射器US-Tx、场效应管NI和插针P连接组成；所述电阻R2 —端连接有Cut off端子，另一端连接于所述三极管Pl的基极；所述Cut off端子连接于所述主控芯片的GP1端口，用于余波抑制；所述三极管Pl的发射极连接5V电源，所述三极管Pl的集电极通过所述电阻Rl分别连接所述插针P的2号端口和所述变压器Tl初级线圈的负极端，所述变压器Tl初级线圈的正极端连接5V电源；所述超声波发射器US-Tx连接于所述变压器Tl次级线圈的正负极之间；所述场效应管NI的源极连接于所述插针P的I号端口，漏极接地，栅极连接有send ctrl端子；所述Send ctrl端子与所述主控芯片的超声波脉冲信号发射端口连接，并由所述主控芯片的超声波脉冲信号发射端口输入产生40KHZ超声波脉冲的控制信号；所述电阻R3 —端接地,另一端连接所述send ctrl端子。 所述基于超声波的车辆空间定位系统，其中:所述插针P在正常使用过程中处于短接状态；所述三极管Pl采用的是PNP型三极管。 所述基于超声波的车辆空间定位系统，其中:所述超声波信号检测电路由TL852芯片U2、电阻Rf R3、电容Cf C3和C7飞9、电感LI和L2、超声波接收器US-Rx连接组成；所述TL852芯片U2包括REC引脚、NC引脚、GCA引脚、GCB引脚、GCC引脚、GCD引脚、BIAS引脚、LC引脚、G21N引脚、G1UT引脚、GADJ引脚、GIIN引脚、XIN引脚、VCC引脚和GND引脚；所述REC引脚连接有输出端子SOUT ;所述TL852芯片通过所述VCC引脚连接+5V电源，通过所述GND引脚接地，通过所述GCA引脚、GCB引脚、GCC引脚和G⑶引脚与所述主控芯片的GP1端口连接；所述电阻Rl —端连接所述BIAS引脚，另一端接地；所述电阻R2 —端连接所述GADJ引脚，另一端连接所述GIIN引脚；所述电阻R3 —端连接所述XIN引脚，另一端连接所述GIIN引脚；所述电容Cl 一端接地，另一端连接于所述+5V电源与VCC引脚的连接点；所述电容C7—端连接于所述输出端子S0UT，另一端接地；所述电容C8连接于所述G21N引脚与G1UT引脚之间；所述电感LI 一端连接所述+5V电源，另一端连接所述LC引脚；所述电容C2并联于所述电感LI两端；所述电感L2 —端连接所述XIN引脚，另一端通过所述电容C3连接所述超声波接收器US-Rx —端，所述超声波接收器US-Rx的另一端接地；所述电容C9并联于超声波接收器US-Rx两端。 所述基于超声波的车辆空间定位系统，其中:所述输出端子SOUT连接有TL852芯片输出信号处理电路，所述TL852芯片输出信号处理电路由运算放大器Al和A2、电阻R4?R6、电容C10、二极管Dl和D2连接组成；所述运算放大器Al的同向输入端连接所述输出端子SOUT，所述运算放大器Al的反向输入端与输出端连接在一起，所述运算放大器Al的输出端还通过所述电阻R4连接于所述运算放大器A2的同向输入端；所述运算放大器Al的正极连接3.3V电源，负极接地；所述电阻R5 —端连接所述运算放大器A2的反向输入端，另一端通过所述电阻R6连接3.3V电源；所述电容ClO —端接地，另一端连接于所述运算放大器Al与3.3V电源的连接点；所述二极管Dl的阳极端连接于所述电阻R5与R6的连接点，所述二极管Dl的阴极端连接于所述二极管D2的阳极端，所述二极管D2的阴极端接地。 所述基于超声波的车辆空间定位系统，其中:所述串口屏显示模块采用的是迪文串口屏，所述迪文串口屏是采用的异步、全双工串口，串口模式为8nl，每个数据传送10个位即I个起始位，8个数据位和I个停止位。 所述基于超声波的车辆空间定位系统，其中:所述电源采用50W三路开关电源提供稳定5V-3A电源；所述串口屏显示模块供电需求为5V-800mA ;所述转接处理模块采用AMSl117-3.3V稳压芯片的三端稳压电源将开关电源的5V电压转换为3.3V为所述主控芯片供电。 有益效果:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于超声波的车辆空间定位系统，其特征在于：所述车辆空间定位系统包括主控芯片、发射模块、接收模块、控制输入模块、串口屏显示模块和电源；所述主控芯片通过GPIO端口分别连接所述发射模块和控制输入模块，同时还通过串口SCI与所述串口屏显示模块连接通信；所述主控芯片产生超声波信号，设有电源管理模块和用于计时的计时器，并通过所述电源管理模块连接所述电源；所述发射模块包括超声波发射模块驱动电路和发射探头；所述超声波发射模块驱动电路接收所述主控芯片产生的超声波信号，再由所述发射探头向外发送超声波信号；所述接收模块采用TL852芯片构成超声波信号检测电路，以进行信号的放大及检出。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张凯，程登良，刘熙民，王鹏，陈恢妹，
申请(专利权)人：湖北汽车工业学院，
类型：新型
国别省市：湖北;42