声波接收装置、声波发射装置及声波定位系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种声波接收装置、声波发射装置及声波定位系统，其中声波接收装置包括：第一通信模块、第一处理器以及多个声波接收单元；第一通信模块接收无线通信信号，以及记录对应的第一接收时刻；声波接收单元接收声波信号，以及记录对应的第二接收时刻；第一处理器获取并根据预设声波传输速度、第一接收时刻、以及每一个声波接收单元的预设位置信息和记录的第二接收时刻，计算得到声波发射装置的位置信息；无线通信信号和声波信号是由声波发射装置同时发射的。本方案，计算无线通信信号接收的时间和各个声波接收单元接收到声波信号的时间差异，忽略短距离上无线通信的时间，从而可以定位空间上的任一一点声波发射装置的位置。

Acoustic receiving device, acoustic transmitting device and acoustic positioning system

【技术实现步骤摘要】
声波接收装置、声波发射装置及声波定位系统
本专利技术属于声波定位
，尤其涉及一种声波接收装置、声波发射装置及声波定位系统。
技术介绍
随着技术的发展，人们的生活越来越智能化，智能机器人的应用越来越多，特别是扫地机器人、服务机器人近年更是越来越普遍。利用声波的方式，可以为机器人定位和避障。但是，现有的声波定位方法中，都是将声波接收装置(例如麦克风)安装在机器人装置中进行声源方向定位，这种方式不能得到机器人的准确位置。例如一现有技术中，如图1所示，使用机器人端放置双麦克风或者多麦克风方式，声源在充电座端，机器人位置1和机器人位置2与声源的距离相等。当机器人在识别到声源发出的声波信号时，只能识别到声源与机器人前进方向的角度信息，能够让机器人前进方向对准声源方向，并不能知道机器人的具体位置，如图1中机器人并不能知道自己是在位置1还是位置2。因此，现有的声波定位方式仅能得到声源的方向和大致位置，不能实现精确定位。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种声波接收装置、声波发射装置及声波定位系统，以解决现有技术中声波定位存在的不能实现精确定位的问题。本专利技术第一方面实施例的一种声波接收装置，包括：第一通信模块、第一处理器以及多个声波接收单元；其中，所述第一通信模块和每一个所述声波接收单元均与所述第一处理器连接；所述第一通信模块，用于接收无线通信信号，以及记录对应的第一接收时刻；所述声波接收单元，用于接收声波信号，以及记录对应的第二接收时刻；所述第一处理器，用于获取并根据预设声波传输速度、所述第一接收时刻、以及每一个所述声波接收单元的预设位置信息和记录的第二接收时刻，计算得到声波发射装置的位置信息；其中，所述无线通信信号和所述声波信号是由所述声波发射装置同时发射的。本专利技术第一方面实施例的声波接收装置，接收到的无线通信信号和声波信号是由声波发射装置同时发射的，计算无线通信信号接收的时间和各个声波接收单元接收到声波信号的时间差异，忽略短距离上无线通信的时间，即可定位空间上的任一一点声波发射装置的位置。在本专利技术的一些实施例中，所述第一处理器，具体用于：针对每一个所述声波接收单元，计算该声波接收单元记录的第二接收时刻与所述第一接收时刻之间的时间差值；根据所述时间差值和预设声波传输速度，计算得到每一个所述声波接收单元与所述声波发射装置之间的距离；根据每一个所述声波接收单元对应的预设位置信息以及所述距离，计算得到所述声波发射装置的位置信息。在本专利技术的一些实施例中，所述声波接收装置还包括：第一制图模块，用于根据所述声波发射装置的位置信息绘制环境地图。在本专利技术的一些实施例中，所述声波接收单元为麦克风。本专利技术第二方面实施例的声波发射装置，包括：声源模块、第二处理器以及第二通信模块；其中，所述第二通信模块和所述声源模块均与所述第二处理器连接；所述声源模块，用于发射声波信号；所述第二通信模块，用于发射无线通信信号；所述第二处理器，用于控制所述声源模块和所述第二通信模块同时发射声波信号和无线通信信号。在本专利技术的一些实施例中，所述声波发射装置还包括：第二制图模块，用于获取所述声波发射装置的位置信息，并根据所述声波发射装置的位置信息绘制环境地图。本专利技术第二方面实施例的声波发射装置，同时发射无线通信信号和声波信号，使得声波接收装置可以在计算无线通信信号接收的时间和各个声波接收单元接收到声波信号的时间差异时，忽略短距离上无线通信的时间，即可定位空间上的任一一点声波发射装置的位置。本专利技术第三方面实施例的一种声波定位系统，包括第一方面的声波接收装置及第二方面的声波发射装置。本专利技术的一些实施例中，所述声波接收装置设置在移动物体上，所述声波发射装置设置在一固定位置。本专利技术的一些实施例中，所述声波发射装置设置在移动物体上，所述声波接收装置设置在一固定位置。本专利技术的一些实施例中，所述声波接收装置和所述声波发射装置之间的距离在预设距离范围内。本专利技术第三方面实施例的声波定位系统，声波接收装置接收到的无线通信信号和声波信号是由声波发射装置同时发射的，计算无线通信信号接收的时间和各个声波接收单元接收到声波信号的时间差异，忽略短距离上无线通信的时间，即可定位空间上的任一一点声波发射装置的位置。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：附图1示出了现有的一种声波定位系统的结构示意图；附图2示出了本专利技术的一种声波接收装置的结构示意图；附图3示出了本专利技术的一种声波发射装置的结构示意图；附图4示出了本专利技术的一种声波定位系统的结构示意图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。本专利技术提出了一种声波接收装置、声波发射装置及声波定位系统，声波发射装置同时发射无线通信信号和声波信号，由于无线通信信号为电磁波信号，其传输速度远大于声波信号的传输速度，因此可以忽略短距离上无线通信的时间。声波接收装置接收到无线通信信号和声波信号后，可以直接计算无线通信信号接收的时间和各个声波接收单元接收到声波信号的时间差异，乘以声波信号的传输速度可以得到各个声波接收单元到声波发射装置之间的距离。由于各个声波接收单元的位置信息已知，从而可以准确计算出声波发射装置的位置信息。实施例一如图2所示，本专利技术的一种声波接收装置100，包括：第一通信模块110、第一处理器120以及多个声波接收单元130；其中，所述第一通信模块110和每一个所述声波接收单元130均与所述第一处理器120连接。所述第一通信模块110，用于接收无线通信信号，以及记录对应的第一接收时刻；所述声波接收单元130，用于接收声波信号，以及记录对应的第二接收时刻；具体的，该声波接收单元130可以包括麦克风等声电转换器。所述第一处理器120，用于获取并根据预设声波传输速度、所述第一接收时刻、以及每一个所述声波接收单元的预设位置信息和记录的第二接收时刻，计算得到声波发射装置的位置信息；具体的，预设声波传输速度可以根据声波传输环境的温度、气压等物理指标，通过查表获得，通常情况下，空间中声波的速度为340m/s。而电磁波的传播速度为3*10^8m/s。每一个所述声波接收单元的预设位置信息是提前设定的。本实施例中，上述无线通信信号和声波信号是由所述声波发射装置同时发射的，该无线通信信号作为时间同步的标致信号。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种声波接收装置，其特征在于，包括：第一通信模块、第一处理器以及多个声波接收单元；其中，所述第一通信模块和每一个所述声波接收单元均与所述第一处理器连接；/n所述第一通信模块，用于接收无线通信信号，以及记录对应的第一接收时刻；/n所述声波接收单元，用于接收声波信号，以及记录对应的第二接收时刻；/n所述第一处理器，用于获取并根据预设声波传输速度、所述第一接收时刻、以及每一个所述声波接收单元的预设位置信息和记录的第二接收时刻，计算得到声波发射装置的位置信息；/n其中，所述无线通信信号和所述声波信号是由所述声波发射装置同时发射的。/n

【技术特征摘要】
1.一种声波接收装置，其特征在于，包括：第一通信模块、第一处理器以及多个声波接收单元；其中，所述第一通信模块和每一个所述声波接收单元均与所述第一处理器连接；
所述第一通信模块，用于接收无线通信信号，以及记录对应的第一接收时刻；
所述声波接收单元，用于接收声波信号，以及记录对应的第二接收时刻；
所述第一处理器，用于获取并根据预设声波传输速度、所述第一接收时刻、以及每一个所述声波接收单元的预设位置信息和记录的第二接收时刻，计算得到声波发射装置的位置信息；
其中，所述无线通信信号和所述声波信号是由所述声波发射装置同时发射的。


2.根据权利要求1所述的声波接收装置，其特征在于，所述第一处理器，具体用于：
针对每一个所述声波接收单元，计算该声波接收单元记录的第二接收时刻与所述第一接收时刻之间的时间差值；
根据所述时间差值和预设声波传输速度，计算得到每一个所述声波接收单元与所述声波发射装置之间的距离；
根据每一个所述声波接收单元对应的预设位置信息以及所述距离，计算得到所述声波发射装置的位置信息。


3.根据权利要求1所述的声波接收装置，其特征在于，所述声波接收装置还包括：
第一制图模块，用于根据所述声波发射装置的位置信息绘制环境地图。


4.根据权利要求1至3中任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜海波，周技锋，孙涛，
申请(专利权)人：广东美的厨房电器制造有限公司，美的集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44