一种被测物体的状态参数确定方法和系统技术方案

本发明专利技术提出一种被测物体的状态参数确定方法和系统。该方法包括：在声波发射端产生声波信号，将声波信号和扩频伪随机码进行乘积以得到声波测距信号，发出声波测距信号，并且提取声波发射端的声波特征参数；在声波接收端捕获声波测距信号，提取声波接收端的声波特征参数；基于声波发射端的声波特征参数和声波接收端的声波特征参数检测被测物体的状态参数。本发明专利技术将扩频技术应用于声波测量，可以更准确地测量被测物体的状态参数。

Method and system for determining state parameters of a measured object

The invention provides a method and a system for determining the state parameters of a measured object. The method includes: the sound wave signal is generated at the transmitter of the sound wave, the acoustic signal and the spread spectrum pseudo-random code are multiplied to get the acoustic range signal, the acoustic range signal is sent out, and the acoustic characteristic parameters of the acoustic wave end are extracted. The acoustic range signal is captured at the receiver end of the sound wave and the acoustic characteristic parameter of the acoustic receiver is extracted. Based on the acoustic characteristic parameters of the acoustic emission terminal and the acoustic characteristic parameters of the acoustic receiving end, the state parameters of the object are detected. The invention applies spread spectrum technology to acoustic measurement, and can accurately measure the state parameters of the object being measured.

【技术实现步骤摘要】
一种被测物体的状态参数确定方法和系统
本专利技术属于声波测量
，特别是一种被测物体的状态参数确定方法和系统。
技术介绍
目前，主要用于定位的系统有电磁波定位系统、声波定位系统、光线定位系统等。电磁波定位系统(GPS、蓝牙、wifi等)不够精准，尤其在环境复杂的地方或者是电磁波无法覆盖的地方，几乎无法定位。由于脉冲声波定位精度低，抗干扰能力弱，又由于多普勒效应，声波定位的定位精度也不高。
技术实现思路
本专利技术实施方式提出一种被测物体的状态参数确定方法和系统。本专利技术的技术方案如下：一种被测物体的状态参数确定方法，该方法包括：在声波发射端产生声波信号，将声波信号和扩频伪随机码进行乘积以得到声波测距信号，发出声波测距信号，并且提取声波发射端的声波特征参数；在声波接收端捕获声波测距信号，提取声波接收端的声波特征参数；基于声波发射端的声波特征参数和声波接收端的声波特征参数检测被测物体的状态参数。在一个实施方式中，所述声波发射端和所述声波接收端位于同一设备以共同构成单端系统；或所述声波发射端和所述声波接收端位于不同设备以共同构成双端系统。在一个实施方式中，所述伪随机码为m序列或基于m序列衍生出的伪随机序列；或，所述伪随机码基于下列方式获取：设置长度为(2n－1)的m序列，其中n为正整数；将长度为(2n－1)的m序列扩展为长度为2n的m序列；基于长度为2n的m序列生成M序列，M＝FFT(1－2m)，其中FFT为快速傅里叶变换函数；基于M序列生成一个长度为2n的M’序列，其中：其中k是点数编号；abs是取绝对值函数；对所述长度为2n的M’序列执行逆快速傅里叶变换以生成m’序列，作为所述伪随机码。在一个实施方式中，该方法还包括：通过上采样或下采样将在声波接收端捕获的声波测距信号的长度转换为与在声波发射端发出的声波测距信号的长度相同；基于在声波发射端发出的声波测距信号与所述长度转换后的声波测距信号执行互相关运算以得到互相关序列；在互相关序列中寻找最大相关值点所对应的位置；基于最大相关值点所对应的位置、声波发射端的声波特征参数和声波接收端的声波特征参数，计算声波延迟时间。在一个实施方式中，所述状态参数包括被测物体与声波发射端之间的距离；当声波发射端与声波接收端位于同一设备中时，计算被测物体与声波发射端之间的距离L，其中L＝C*ΔT/2，ΔT为所述声波延迟时间，C为声波在空气中的传播速度；当声波发射端与声波接收端位于不同设备中时，计算被测物体与声波发射端之间的距离，其中L＝C*ΔT，ΔT为所述声波延迟时间，C为声波在空气中的传播速度。在一个实施方式中，所述状态参数还包括被测物体的坐标和被测物体运动速度；所述声波发送端有三个且所有声波发送端与声波接收端都保持时钟同步，第一个声波发送端与被测物体之间的距离为L1，第二个声波发送端与被测物体之间的距离为L2，第三个声波发送端与被测物体之间的距离为L3，第一个声波发送端的坐标为(x1，y1，z1)，第二个声波发送端的坐标为(x2，y2，z2)，第三个声波发送端的坐标为(x3，y3，z3)，C为声波在空气中的传播速度；该方法包括：基于下列方程组确定被测物体的坐标(x，y，z)和被测物体运动速度V；其中Tt为所述声波发射端的声波特征参数，Tr为所述声波接收端的声波特征参数。在一个实施方式中，所述状态参数还包括被测物体的坐标、被测物体运动速度和被测物体的环境温度；所述声波发送端有四个且所有声波发送端与声波接收端都保持时钟同步，第一个声波发送端与被测物体之间的距离为L1，第二个声波发送端与被测物体之间的距离为L2，第三个声波发送端与被测物体之间的距离为L3，第四个声波发送端与被测物体之间的距离为L4，第一个声波发送端的坐标为(x1，y1，z1)，第二个声波发送端的坐标为(x2，y2，z2)，第三个声波发送端的坐标为(x3，y3，z3)，第四个声波发送端的坐标为(x4，y4，z4)，C为声波在空气中的传播速度；该方法包括：基于下列方程组确定被测物体的坐标(x，y，z)、被测物体运动速度V和被测物体的环境温度T：其中Tt为所述声波发射端的声波特征参数，Tr为所述声波接收端的声波特征参数；C0为温度为零度时的声波速度。在一个实施方式中，所述状态参数还包括被测物体的坐标和被测物体运动速度；所述声波发送端有四个且不是所有声波发送端与声波接收端都保持时钟同步，第一个声波发送端与被测物体之间的距离为L1，第二个声波发送端与被测物体之间的距离为L2，第三个声波发送端与被测物体之间的距离为L3，第四个声波发送端与被测物体之间的距离为L4，第一个声波发送端的坐标为(x1，y1，z1)，第二个声波发送端的坐标为(x2，y2，z2)，第三个声波发送端的坐标为(x3，y3，z3)，第四个声波发送端的坐标为(x4，y4，z4)，C为声波在空气中的传播速度；该方法包括：基于下列方程组确定被测物体的坐标(x，y，z)和被测物体运动速度V：其中Tt为所述声波发射端的声波特征参数，Tr为所述声波接收端的声波特征参数；r0为不时钟同步所导致的距离误差。在一个实施方式中，所述状态参数还包括被测物体的坐标、被测物体运动速度和被测物体的环境温度；所述声波发送端有五个且不是所有声波发送端与声波接收端都保持时钟同步，第一个声波发送端与被测物体之间的距离为L1，第二个声波发送端与被测物体之间的距离为L2，第三个声波发送端与被测物体之间的距离为L3，第四个声波发送端与被测物体之间的距离为L4，第五个声波发送端与被测物体之间的距离为L5，第一个声波发送端的坐标为(x1，y1，z1)，第二个声波发送端的坐标为(x2，y2，z2)，第三个声波发送端的坐标为(x3，y3，z3)，第四个声波发送端的坐标为(x4，y4，z4)，第五个声波发送端的坐标为(x5，y5，z5)，C为声波在空气中的传播速度；该方法包括：基于下列方程组确定被测物体的坐标(x，y，z)、被测物体运动速度V和被测物体的环境温度T：其中Tt为所述声波发射端的声波特征参数，Tr为所述声波接收端的声波特征参数；r0为不时钟同步所导致的距离误差；C0为温度为零度时的声波速度。一种被测物体的状态参数确定系统，包括：声波发射端，用于产生声波信号，将声波信号和扩频伪随机码进行乘积以得到声波测距信号，发出声波测距信号，并且提取声波发射端的声波特征参数；声波接收端，用于捕获声波测距信号，提取声波接收端的声波特征参数；计算单元，用于基于声波发射端的声波特征参数和声波接收端的声波特征参数检测被测物体的状态参数。在一个实施方式中，所述声波发射端和所述声波接收端位于同一设备以共同构成单端系统；或所述声波发射端和所述声波接收端位于不同设备以共同构成双端系统。在一个实施方式中，所述伪随机码为m序列或基于m序列衍生出的伪随机序列；或，所述伪随机码基于下列方式获取：设置长度为(2n－1)的m序列，其中n为正整数；将长度为(2n－1)的m序列扩展为长度为2n的m序列；基于长度为2n的m序列生成M序列，M＝FFT(1－2m)，其中FFT为快速傅里叶变换函数；基于M序列生成一个长度为2n的M’序列，其中：其中k是点数编号；对所述长度为2n的M’序列执行逆快速傅里叶变换以生成m’序列，作为所述伪随机码。在一个实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种被测物体的状态参数确定方法，其特征在于，该方法包括：在声波发射端产生声波信号，将声波信号和扩频伪随机码进行乘积以得到声波测距信号，发出声波测距信号，并且提取声波发射端的声波特征参数；在声波接收端捕获声波测距信号，提取声波接收端的声波特征参数；基于声波发射端的声波特征参数和声波接收端的声波特征参数检测被测物体的状态参数。

【技术特征摘要】
1.一种被测物体的状态参数确定方法，其特征在于，该方法包括：在声波发射端产生声波信号，将声波信号和扩频伪随机码进行乘积以得到声波测距信号，发出声波测距信号，并且提取声波发射端的声波特征参数；在声波接收端捕获声波测距信号，提取声波接收端的声波特征参数；基于声波发射端的声波特征参数和声波接收端的声波特征参数检测被测物体的状态参数。2.根据权利要求1所述的被测物体的状态参数确定方法，其特征在于，所述声波发射端和所述声波接收端位于同一设备以共同构成单端系统；或所述声波发射端和所述声波接收端位于不同设备以共同构成双端系统。3.根据权利要求1所述的被测物体的状态参数确定方法，其特征在于，所述伪随机码为m序列或基于m序列衍生出的伪随机序列；或，所述伪随机码基于下列方式获取：设置长度为(2n－1)的m序列，其中n为正整数；将长度为(2n－1)的m序列扩展为长度为2n的m序列；基于长度为2n的m序列生成M序列，M＝FFT(1－2m)，其中FFT为快速傅里叶变换函数；基于M序列生成一个长度为2n的M’序列，其中：其中k是点数编号；abs是取绝对值函数；对所述长度为2n的M’序列执行逆快速傅里叶变换以生成m’序列，作为所述伪随机码。4.根据权利要求1所述的被测物体的状态参数确定方法，其特征在于，该方法还包括：通过上采样或下采样将在声波接收端捕获的声波测距信号的长度转换为与在声波发射端发出的声波测距信号的长度相同；基于在声波发射端发出的声波测距信号与所述长度转换后的声波测距信号执行互相关运算以得到互相关序列；在互相关序列中寻找最大相关值点所对应的位置；基于最大相关值点所对应的位置、声波发射端的声波特征参数和声波接收端的声波特征参数，计算声波延迟时间。5.根据权利要求4所述的被测物体的状态参数确定方法，其特征在于，所述状态参数包括被测物体与声波发射端之间的距离；当声波发射端与声波接收端位于同一设备中时，计算被测物体与声波发射端之间的距离L，其中L＝C*ΔT/2，ΔT为所述声波延迟时间，C为声波在空气中的传播速度；当声波发射端与声波接收端位于不同设备中时，计算被测物体与声波发射端之间的距离，其中L＝C*ΔT，ΔT为所述声波延迟时间，C为声波在空气中的传播速度。6.根据权利要求5所述的被测物体的状态参数确定方法，其特征在于，所述状态参数还包括被测物体的坐标和被测物体运动速度；所述声波发送端有三个且所有声波发送端与声波接收端都保持时钟同步，第一个声波发送端与被测物体之间的距离为L1，第二个声波发送端与被测物体之间的距离为L2，第三个声波发送端与被测物体之间的距离为L3，第一个声波发送端的坐标为(x1，y1，z1)，第二个声波发送端的坐标为(x2，y2，z2)，第三个声波发送端的坐标为(x3，y3，z3)，C为声波在空气中的传播速度；该方法包括：基于下列方程组确定被测物体的坐标(x，y，z)和被测物体运动速度V；其中Tt为所述声波发射端的声波特征参数，Tr为所述声波接收端的声波特征参数。7.根据权利要求5所述的被测物体的状态参数确定方法，其特征在于，所述状态参数还包括被测物体的坐标、被测物体运动速度和被测物体的环境温度；所述声波发送端有四个且所有声波发送端与声波接收端都保持时钟同步，第一个声波发送端与被测物体之间的距离为L1，第二个声波发送端与被测物体之间的距离为L2，第三个声波发送端与被测物体之间的距离为L3，第四个声波发送端与被测物体之间的距离为L4，第一个声波发送端的坐标为(x1，y1，z1)，第二个声波发送端的坐标为(x2，y2，z2)，第三个声波发送端的坐标为(x3，y3，z3)，第四个声波发送端的坐标为(x4，y4，z4)，C为声波在空气中的传播速度；该方法包括：基于下列方程组确定被测物体的坐标(x，y，z)、被测物体运动速度V和被测物体的环境温度T：其中Tt为所述声波发射端的声波特征参数，Tr为所述声波接收端的声波特征参数；C0为温度为零度时的声波速度。8.根据权利要求5所述的被测物体的状态参数确定方法，其特征在于，所述状态参数还包括被测物体的坐标和被测物体运动速度；所述声波发送端有四个且不是所有声波发送端与声波接收端都保持时钟同步，第一个声波发送端与被测物体之间的距离为L1，第二个声波发送端与被测物体之间的距离为L2，第三个声波发送端与被测物体之间的距离为L3，第四个声波发送端与被测物体之间的距离为L4，第一个声波发送端的坐标为(x1，y1，z1)，第二个声波发送端的坐标为(x2，y2，z2)，第三个声波发送端的坐标为(x3，y3，z3)，第四个声波发送端的坐标为(x4，y4，z4)，C为声波在空气中的传播速度；该方法包括：基于下列方程组确定被测物体的坐标(x，y，z)和被测物体运动速度V：其中Tt为所述声波发射端的声波特征参数，Tr为所述声波接收端的声波特征参数；r0为不时钟同步所导致的距离误差。9.根据权利要求5所述的被测物体的状态参数确定方法，其特征在于，所述状态参数还包括被测物体的坐标、被测物体运动速度和被测物体的环境温度；所述声波发送端有五个且不是所有声波发送端与声波接收端都保持时钟同步，第一个声波发送端与被测物体之间的距离为L1，第二个声波发送端与被测物体之间的距离为L2，第三个声波发送端与被测物体之间的距离为L3，第四个声波发送端与被测物体之间的距离为L4，第五个声波发送端与被测物体之间的距离为L5，第一个声波发送端的坐标为(x1，y1，z1)，第二个声波发送端的坐标为(x2，y2，z2)，第三个声波发送端的坐标为(x3，y3，z3)，第四个声波发送端的坐标为(x4，y4，z4)，第五个声波发送端的坐标为(x5，y5，z5)，C为声波在空气中的传播速度；该方法包括：基于下列方程组确定被测物体的坐标(x，y，z)、被测物体运动速度V和被测物体的环境温度T：

【专利技术属性】
技术研发人员：窦新玉，
申请(专利权)人：苏州触达信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32