[实用新型]一种复合测距仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及定位导航技术领域，特别是一种复合测距仪。

背景技术

距离是在不同的场合和控制中需要检测的一个参数，测距成为数据采集中要解决的一个问题。目前常见的测距方法有：激光测距、雷达测距和超声波测距等。其中，激光测距是利用激光对目标的距离进行测定。激光测距在工作时向目标发射出一束细激光，然后光电元件接收目标反射的激光束，控制电路中的计数器测定从发射到接收的时间，从而计算观测者到目标的距离。雷达测距与激光测距相近，其优点是测距量程大，但是功耗大、价格高，使用场合受局限。

几种测距方法中，超声波的速度相对光速小的多，易于仿真模拟。超声波是频率超过20KHZ的机械波，它同样具有声波传输的基本物理特性——反射、折射、干涉等，超声波在不同媒介面超声波的大部分能量会反射。超声波测距是一种利用超声波特性、电子技术、光电开关相结合来实现非接触式距离测量的方法。且超声波传感器费用低，易于小型化和集成化，作为一种测距识别手段，已越来越引起人们的重视。

现有的超声波测距大多采用反射式测距法，优点是简单，但是定位精度差，通常只能判断物体的有无及大致的距离，但不适用于准确定位，精度及可靠性都很低。现有的超声波测距也有很少量采用直射式测距法，但超声波信号检测方法大多采用阈值判断法，这种方法的缺点是抗干扰能力差，当声源距离接收传感器较远时，接收到的超声波信号会有较大的衰减，达不到设定的阈值，进而导致检测不出来的现象。另外超声波受多径效应和非视距传播影响问题都未得到解决，使得其应用范围变的很窄。

上述问题一直以来是制约着超声波用于定位的主要问题，使得超声波定位方式没有能在比较大的范围得到应用。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种测距精度高的复合测距仪。

本实用新型一种复合测距仪的技术方案有两种，具体如下：

第一种，一种复合测距仪，包括主测模块和固定位置的信标模块；

所述信标模块包括：

第一无线收发模块，用于以无线的方式与主测模块联络，获取指令和发射同步信号；

超声波发射模块，用于发出已编址的超声波信号；

第一智能处理模块，用于处理接收的指令和储存超声波编码，处理同步时序安排；

所述主测模块包括：

第二无线收发模块，用于以无线的方式与信标模块联络，收发指令、接收同步信号，以及接收超声波信号的时序安排；

超声波接收阵列，用于接收来自信标模块发出的不同角度的超声波信号；

第二智能处理模块，包括阵列处理模块和中央处理器；

所述阵列处理模块用于将接收的超声波信号放大，根据其信号的强弱自动进行增益控制，使输出的超声波模拟信号强度保持相对稳定，并将接收到的模拟信号转换成数字信号；

所述中央处理器用于处理接收的指令、模块各部分的逻辑关系、做出同步时序安排、识别编码、储存和分析接收到的超声波数据信息。

进一步，所述阵列处理模块包括前置放大模块和A/D转换模块；

所述前置放大模块用于将接收的超声波信号放大，根据其信号的强弱自动进行增益控制，使输出的超声波模拟信号强度保持相对稳定；

所述A/D转换模块用于将检测时间段内的超声波模拟信号连续转换成数字信号并存储；通过中央处理器扫描采集到的超声波信号幅度，处理该组超声波数据；根据接收到的超

声波脉冲群的平均幅值，来计算用于判断的阈值；达到判断阈值的点则认为当前测试的超声波信号到达起始点，否则认为是噪声信号。

进一步，所述第一无线收发模块和第二无线收发模块为WIFI模块、ZigBee通讯模块、蓝牙通信模块或其他串口无线通信模块。

进一步，所述超声波收发阵列为具有至少四个超声波感应元的集成阵列，或由至少四个独立的超声波传感器分散而成的阵列；所述前置放大模块和A/D转换模块的通道数量与超声波感应元的数量相对应。超声波收发阵列的形状可以是弧形、直线形、环形、方形、椭圆形等等。

第二种，一种复合测距仪，包括主测模块、定位系统平台和固定位置的信标模块；

所述定位系统平台包括：

无线通讯模块，用于以无线的方式与主测模块和/或信标模块联络，收发指令并发出同步信号；

所述信标模块包括：

第一无线收发模块，用于以无线的方式与主测模块联络，收发指令和发射同步信号；

超声波发射模块，用于发出已编码的超声波信号；