超声波接收装置、超声波发射装置及超声波室内定位系统制造方法及图纸

本发明专利技术适用于室内定位技术领域，提供了一种超声波接收装置、超声波发射装置及超声波室内定位系统，其中，上述超声波接收装置包括：第一转动部件、至少两个超声波接收探头和计时器、第一通信模块以及第一控制器；第一控制器用于根据至少两个计时器的计时信息计算超声波发射装置的位置，并根据位置控制第一转动部件的转动。本发明专利技术实施例提供的超声波接收装置、超声波发射装置及超声波室内定位系统，通过设置第一转动部件，使得超声波接收装置能够根据其对应的超声波发射装置的位置，实时调整第一转动部件的转动角度，从而使设置在第一转动部件上的超声波接收探头能够与其对应的超声波发射装置保持正面朝向，避免出现接收死区和多径效应。

【技术实现步骤摘要】
超声波接收装置、超声波发射装置及超声波室内定位系统
本专利技术属于室内定位
，尤其涉及一种超声波接收装置、超声波发射装置及超声波室内定位系统。
技术介绍
随着科技的发展，卫星定位技术得到不断的完善。由于卫星信号难以穿过建筑物，使得卫星定位难以在封闭的室内发挥作用，室内定位技术成为近几年来研究的热点。室内定位即在运动物体工作的二维环境下通过某些传感器进行环境感知获取环境信息，在经过信息处理后确定该物体自身的坐标及位姿。超声波定位凭借反射性强、穿透能力强、能量易集中、定位精度和稳定度较高等优点，在室内定位中应用比较广泛。超声波定位就是通过超声波接收装置接收到超声波的时间，结合超声波的传播速度，计算出目标点的位置。在物流中心、仓库以及工厂里，存在着许多代替人们做繁重工作的的移动机器人和搬运车，通过超声波定位技术能够掌控这些移动物体的状态以及位置；在医疗领域，超声波定位被应用于药物和医疗设备的实时查找、婴儿防盗以及工作人员的实时监控。有的医院引进了超声波盲人导航系统，即通过超声波定位，将具体方位和障碍物的大小转换成声音，使盲人能够在医院内自主的运动。虽然超声波定位技术发展迅速，但由于超声波定位存在接收死区和多径效应，使得超声定位的精度有待进一步提高。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种超声波接收装置、超声波发射装置及超声波室内定位系统，以解决现有技术中超声波定位存在的接收死区和多径效应问题。根据第一方面，本专利技术实施例提供了一种超声波接收装置，包括：第一转动部件、至少两个超声波接收探头、至少两个计时器、第一通信模块以及第一控制器；所述至少两个超声波接收探头设置在所述第一转动部件上；每个所述超声波接收探头与对应的所述计时器电连接，并在所述超声波接收探头接收到超声波信号后控制对应的所述计时器停止计时；所述第一控制器用于通过所述第一通信模块发出超声波发射指令并启动所述至少两个计时器，以及根据所述至少两个计时器的计时信息计算超声波发射装置的位置，并根据所述超声波发射装置的位置控制所述第一转动部件的转动。本专利技术实施例提供的超声波接收装置，通过设置第一转动部件，使得超声波接收装置能够根据其对应的超声波发射装置的位置，实时调整第一转动部件的转动角度，从而使设置在第一转动部件上的超声波接收探头能够始终朝向与其对应的超声波发射装置，避免出现接收死区和多径效应。结合第一方面，在第一方面第一实施方式中，所述第一转动部件包括第一舵机以及与所述第一舵机枢接的第二舵机；所述第二舵机上设置有所述至少两个超声波接收探头。本专利技术实施例提供的超声波接收装置，通过第一舵机和第二舵机构成的第一转动部件实现超声波接收装置中超声波接收探头的转动。由于第一转动部件包括两个舵机，从而使超声波接收探头能够进行两个方向上的角度调整，进而使超声波接收探头能够始终朝向与其对应的超声波发射装置，避免出现接收死区和多径效应。根据第二方面，本专利技术实施例提供了一种超声波发射装置，包括：第二转动部件、超声波发射探头、第二通信模块以及第二控制器；所述超声波发射探头设置在所述第二转动部件上；所述第二控制器用于通过所述第二通信模块接收超声波发射指令，并根据所述超声波发射指令控制所述超声波发射探头发射超声波信号，以及接收所述超声波发射装置的位置，并根据所述超声波发射装置的位置控制所述第二转动部件的转动。本专利技术实施例提供的超声波发射装置，通过设置第二转动部件，使得超声波发射装置能够根据其位置，实时调整第二转动部件的转动角度，从而使设置在第二转动部件上的超声波发射探头能够始终朝向与其对应的超声波接收装置，避免出现接收死区和多径效应。结合第二方面，在第二方面第一实施方式中，所述第二转动部件包括第三舵机以及与所述第三舵机枢接的第四舵机；所述第四舵机上设置有所述超声波发射探头。本专利技术实施例提供的超声波发射装置，通过第三舵机和第四舵机构成的第二转动部件实现超声波发射装置中超声波发射探头的转动。由于第二转动部件包括两个舵机，从而使超声波发射探头能够进行两个方向上的角度调整，进而使超声波发射探头能够始终朝向与其对应的超声波接收装置，避免出现接收死区和多径效应。根据第三方面，本专利技术实施例提供了一种超声波室内定位系统，包括如第一方面或第一方面第一实施方式所述的超声波接收装置。结合第三方面，在第三方面第一实施方式中，所述超声波室内定位系统还包括超声波发射装置，所述超声波发射装置包括设置在移动物体上的超声波发射探头、第二通信模块以及第二控制器；所述第二控制器用于通过所述第二通信模块接收所述超声波接收装置发出的超声波发射指令，并根据所述超声波发射指令控制所述超声波发射探头发射超声波信号。根据第四方面，本专利技术实施例提供了另一种超声波室内定位系统，包括如第二方面或第二方面第一实施方式所述的超声波发射装置。结合第四方面，在第四方面第一实施方式中，所述超声波室内定位系统还包括超声波接收装置，所述超声波接收装置包括设置在屋顶上的至少两个超声波接收探头、至少两个计时器、第一通信模块以及第一控制器；每个所述超声波接收探头与对应的所述计时器电连接，并在所述超声波接收探头接收到超声波信号后控制对应的所述计时器停止计时；所述第一控制器用于通过所述第一通信模块发出超声波发射指令并启动所述至少两个计时器，以及根据所述至少两个计时器的计时信息计算所述超声波发射装置的位置。根据第五方面，本专利技术实施例提供了第三种超声波室内定位系统，包括第一方面或第一方面第一实施方式所述的超声波接收装置以及如第二方面或第二方面第一实施方式所述的超声波发射装置。结合第五方面，在第五方面第一实施方式中，所述超声波接收装置设置在屋顶上，所述超声波发射装置设置在移动物体上。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的超声波接收装置的一个具体示例的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的超声波室内定位系统的一个具体示例的结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的超声波发射装置的一个具体示例的结构示意图；图4是本专利技术实施例提供的超声波室内定位系统的另一个具体示例的结构示意图；图5是本专利技术实施例提供的超声波室内定位系统的第三个具体示例的结构示意图。具体实施方式以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本专利技术实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本专利技术。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本专利技术的描述。为了说明本专利技术所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。本专利技术实施例提供了一种超声波接收装置，如图1所示，该超声波接收装置可以包括：第一转动部件100、超声波接收探头201～204、计时器、第一通信模块300以及第一控制器400。超声波接收探头201～204设置在第一转动部件100上。在图1所示的超声波接收装置中，为每个超声波接收探头201～204分别配置了一个计时器，每个超声波接收本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声波接收装置，其特征在于，包括：第一转动部件、至少两个超声波接收探头、至少两个计时器、第一通信模块以及第一控制器；所述至少两个超声波接收探头设置在所述第一转动部件上；每个所述超声波接收探头与对应的所述计时器电连接，并在所述超声波接收探头接收到超声波信号后控制对应的所述计时器停止计时；所述第一控制器用于通过所述第一通信模块发出超声波发射指令并启动所述至少两个计时器，以及根据所述至少两个计时器的计时信息计算超声波发射装置的位置，并根据所述超声波发射装置的位置控制所述第一转动部件的转动。

【技术特征摘要】
1.一种超声波接收装置，其特征在于，包括：第一转动部件、至少两个超声波接收探头、至少两个计时器、第一通信模块以及第一控制器；所述至少两个超声波接收探头设置在所述第一转动部件上；每个所述超声波接收探头与对应的所述计时器电连接，并在所述超声波接收探头接收到超声波信号后控制对应的所述计时器停止计时；所述第一控制器用于通过所述第一通信模块发出超声波发射指令并启动所述至少两个计时器，以及根据所述至少两个计时器的计时信息计算超声波发射装置的位置，并根据所述超声波发射装置的位置控制所述第一转动部件的转动。2.如权利要求1所述的超声波接收装置，其特征在于，所述第一转动部件包括第一舵机以及与所述第一舵机枢接的第二舵机；所述第二舵机上设置有所述至少两个超声波接收探头。3.一种超声波发射装置，其特征在于，包括：第二转动部件、超声波发射探头、第二通信模块以及第二控制器；所述超声波发射探头设置在所述第二转动部件上；所述第二控制器用于通过所述第二通信模块接收超声波发射指令，并根据所述超声波发射指令控制所述超声波发射探头发射超声波信号，以及接收所述超声波发射装置的位置，并根据所述超声波发射装置的位置控制所述第二转动部件的转动。4.如权利要求3所述的超声波发射装置，其特征在于，所述第二转动部件包括第三舵机以及与所述第三舵机枢接的第四舵机；所述第四舵机上设置有所述超声波发射探头。5.一种超声波室内定位系统，其特征在于，所述超声波室...

【专利技术属性】
技术研发人员：张岩，赵江，
申请(专利权)人：河北科技大学，
类型：发明
国别省市：河北,13