[发明专利]一种超声波定位方法及超声波定位系统

说明书

技术领域

本发明涉及移动设备定位技术，尤其涉及一种超声波定位方法及超声波定位系统。

背景技术

超声波具有定向性好、能量消耗小、在传输过程中衰减较小、反射能量较强等优点，它不受光线、被测物颜色等影响，在恶劣工作环境下具有一定的适应能力，可以利用超声波进行定位、测量、探伤和加工处理等。因此，很多领域都通过与超声波定位技术的结合，获得了更好的领域拓展和新产品开发。

但是，在移动设备的定位方面，目前的移动设备定位系统都是利用GPS卫星实现定位的，GPS卫星定位系统虽然可以用来测定移动设备是否在地面上某一区域，但其精确度较低，一般只能测定移动设备进入一个较大的区域，无法判断移动设备是否已经进入商店、学校等较小的区域。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种超声波定位方法及超声波定位系统，可利用瞬时测频算法准确地定位出超声波信号的起始位置，及时采集超声波信号，采用快速傅里叶变换将超声波信号转换为频域信号，高效地还原超声波信号，提取设备编码，实现客户端位置的准确定位。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种超声波定位方法，包括：超声波发射装置根据预设的设备编码及时间编码生成超声波信号，并发送所述超声波信号；客户端采集超声波发射装置所发射的超声波信号；客户端对采集的所述超声波信号进行解码以生成设备编码及时间编码，并发送至服务器；服务器根据所述设备编码查找与所述设备编码对应的超声波发射装置的位置信息以定位出客户端的实时位置；服务器根据所述时间编码，判断所述超声波信号是否正常，判断为是时，将所述位置信息转发至客户端。

作为上述方案的改进，所述超声波发射装置根据预设的设备编码及时间编码生成超声波信号的步骤包括：根据预设的设备编码及时间编码，通过CRC算法，计算CRC码；将所述CRC码转换为超声波信号，其中20kHZ表示0，21kHZ表示1。

作为上述方案的改进，所述服务器获取历史编码，并计算所述客户端实时发送的时间编码与历史编码的差值，所述历史编码为所述客户端上一次发送的时间编码；判断所述差值是否处于校验范围内，判断为是时，超声波信号正常，判断为否时，超声波信号异常。

作为上述方案的改进，所述客户端采集超声波发射装置所发射的超声波信号的步骤包括：客户端利用瞬时测频算法实时测量所述超声波信号的频率值；判断所述频率值所对应的采样点是否为超声波信号的起始点，判断为是时，客户端采集所述超声波信号。

作为上述方案的改进，所述客户端对采集的超声波信号进行解码以生成设备编码及时间编码的步骤包括：将所述采集的超声波信号划分为独立的段，每段为32ms；通过快速傅里叶变换将每段超声波信号由时域信号转换为频域信号，并滤除频率为20kHZ以下的频域信号；将所述频域信号划分为独立的帧，每帧包含5个子帧；利用瞬时测频算法实时测量所述子帧内的频域信号的频率值；将所述子帧的频率值依次组合为频率值串，并对所述频率值串进行滤波处理；将所述经滤波处理后的频率值串转换为二进制字符串，其中0表示20kHZ，1表示21kHZ； 提取所述二进制字符串中的设备编码及时间编码。

作为上述方案的改进，所述超声波发射装置根据预设的设备编码及时间编码生成超声波信号的步骤之前还包括：所述超声波发射装置通过计算机预设设备编码及时间编码。

相应地，本发明还提供了一种超声波定位系统，包括：超声波发射装置，用于根据预设的设备编码及时间编码生成并向外发送超声波信号；客户端，用于采集所述超声波发射装置所发射的超声波信号，并对采集的所述超声波信号进行解码以生成设备编码及时间编码，并发送至服务器；服务器，用于根据客户端发送的设备编码查找与所述设备编码对应的超声波发射装置的位置信息以定位出客户端的实时位置，并根据时间编码，判断所述客户端采集的超声波信号是否正常，将所述位置信息转发至客户端。

作为上述方案的改进，所述超声波发射装置包括：编码单元，用于根据预设的设备编码及时间编码生成超声波信号；与所述编码单元相连的处理单元，用于对所述超声波信号进行滤波、放大处理；与所述处理单元相连的发射单元，用于向外发射经所述处理单元处理后的超声波信号。

作为上述方案的改进，所述客户端包括：采集单元，用于采集超声波发射装置所发射的超声波信号；与所述采集单元相连的解码单元，用于对采集的所述超声波信号进行解码以生成设备编码及时间编码；与所述解码单元相连的发送单元，用于将所述解码单元生成的设备编码及时间编码发送至服务器。