一种基于时间调制的超声波室内定位方法

摘要

一种基于时间调制的超声波室内定位方法，是在室内固定位置布置3个以上超声波发射终端，并进行编号，序号依次为1，2，3……n，n为发射终端数量，布置一个基准站，任意位置布置一个超声波接收终端；发射终端用于发射超声波信号，基准站用于校准发射终端和接收终端的时间信号，接收终端用于接收超声波信号。本发明所述利用超声波在室内环境下传输时间信息和发射终端ID的方法，包括一种基于直接序列扩频的超声波调制方法，以解决现有超声波室内定位技术手段中渡越时间估计不准，定位刷新率低，发射终端识别计算量大的问题。

主权项

一种基于时间调制的超声波室内定位方法，其特征在于：(1)在室内固定位置布置3个以上超声波发射终端，并进行编号，序号依次为1，2，3……n，n为发射终端数量，布置一个基准站，任意位置布置一个超声波接收终端；发射终端用于发射超声波信号，基准站用于校准发射终端和接收终端的时间信号，接收终端用于接收超声波信号；(2)所述定位方法步骤包括：1)基准站以一定时间间隔T同时对所有超声波发射终端和接收终端进行校准，以保证发射终端和接收终端所拥有的时间基准在一定误差之内；2)发射终端准备发射超声波，将发射时刻t1以及本终端的ID号n作为数据进行扩频调制；其中t表示发射时刻的具体时间，n为编号1，2，3……；3)发射终端通过超声波换能器发射超声波信号，此信号包含了2)中所述发射时间信息以及发射终端ID号；4)超声波接收终端接收到任意一个发射终端的超声波信号，立刻记录本地接收时刻t2；其中t2表示接收时刻的具体时间；5)与此同时，该接收终端经过解扩和信息解调，恢复跟2)中所述一致的发射终端ID号n和该发射终端超声波发送时刻t16)接收终端根据5)中所述获得的发射终端号n确定该超声波信号的发射源位置；7)接收终端根据5)中所获的超声波信号发射时刻t1以及4)中所记录接收时刻t2，根据公式s＝v(t₁‑t₂)   (1)计算出该接收终端到n号发射终端的距离s；公式(1)中，s表示超声波接收终端到发射了该信号的发射终端n号的距离，v表示超声波传播速度，t2表示超声波接收时刻具体时间，t1表示超声波发射时刻具体时间；8)接收终端在任意时刻只要接收到3个以上发射终端的有效信号，那即可进行定位解算。