[发明专利]一种旋转式测距验证装置及方法

权利要求书

1.一种旋转式测距验证装置，其特征在于：包括依次设置于边长为a的正六边形框架的六个顶点的高精度距离传感单元T1-T6，其中六个顶点的位置坐标已知，分别记为C₁(x₁，y₁，z₁),C₂(x₂，y₂，z₂),C₃(x₃，y₃，z₃),C₄(x₄，y₄，z₄),C₅(x₅，y₅，z₅),C₆(x₆，y₆，z₆)；

测距装置设置于正六边形框架的中心位置，其位置坐标记为O(x',y',z')；

目标设置于通过正六边形的中心且垂直于正六边形框架平面的延长线上，位置坐标记为M(x，y，z)；

正六边形框架的六个边分别设置导轨H1-H6；

驱动单元，用于驱动高精度距离传感单元T1-T6沿着正六边形框架的六个边设置的导轨H1-H6按顺时针的方向移动。

2.如权利要求1所述的旋转式测距验证装置，其特征在于：高精度距离传感单元为高精度超声波距离传感单元或高精度激光距离传感单元，或两者的组合。

3.如权利要求1所述的旋转式测距验证装置，其特征在于：还包括存储器，用于存储测量或计算数据。

4.如权利要求1所述的旋转式测距验证装置，其特征在于：驱动单元为步进电机。

5.一种利用上述权利要求1-4任一项所述的旋转式测距验证装置的测距验证方法，其特征在于，依次包括如下步骤：

(1)初始化旋转式测距验证装置，将测距装置设置于正六边形框架的中心位置，目标设置于通过正六边形的中心且垂直于正六边形框架平面的延长线上；

(2)将高精度距离传感单元T1、T3、T5分为第一组，T2、T4、T6为第二组，第一组高精度距离传感单元通过TOA方法分别测得高精度距离传感单元T1、T3、T5到目标的直线距离L₁₁，L₃₁，L₅₁，第二组高精度距离传感单元通过RSSI方法分别测得高精度距离传感单元T2、T4、T6到目标的直线距离L₂₁，L₄₁，L₆₁；

通过公式分别得到中心位置到目标的距离D₁₁，D₂₁，D₃₁，D₄₁，D₅₁，D₆₁，其中i为对应高精度距离传感单元的编号；

分别求出D₁₁和D₄₁，D₂₁和D₅₁，D₃₁和D₆₁的平均值D₁，D₂，D₃作为第一组测量数据；

(3)将高精度距离传感单元T1、T2、T3分为第三组，T4、T5、T6为第四组，第三组高精度距离传感单元通过TOA方法分别测得高精度距离传感单元T1、T2、T3到目标的直线距离L₁₂，L₂₂，L₃₂，第四组高精度距离传感单元通过RSSI方法分别测得高精度距离传感单元T4，T5、T6到目标的直线距离L₄₂，L₅₂，L₆₂，通过公式分别得到中心位置到目标的距离D₁₂，D₂₂，D₃₂，D₄₂，D₅₂，D₆₂，再分别求出D₁₂，D₂₂和D₃₂，D₄₂，D₅₂和D₆₂的平均值D₄，D₅作为第二组测量数据；

(4)利用驱动单元驱动高精度距离传感单元T1-T6分别沿着正六边形框架的六个边设置的导轨H1-H6按顺时针的方向移动；

(5)将高精度距离传感单元T1、T3、T5分为第一组，T2、T4、T6为第二组，第一组高精度距离传感单元通过TOA方法分别测得高精度距离传感单元T1、T3、T5到目标的直线距离L₁₃，L₃₃，L₅₃，第二组高精度距离传感单元通过RSSI方法分别测得高精度距离传感单元T2、T4、T6到目标的直线距离L₂₃，L₄₃，L₆₃；

通过公式分别得到中心位置到目标的距离D₁₃，D₂₃，D₃₃，D₄₃，D₅₃，D₆₃，其中i为对应高精度距离传感单元的编号；

分别求出D₁₃和D₄₃，D₂₃和D₅₃，D₃₃和D₆₃的平均值D₇，D₈，D₉作为第三组测量数据；

(6)再将高精度距离传感单元T1、T2、T3分为第三组，T4、T5、T6为第四组，第三组高精度距离传感单元通过TOA方法分别测得高精度距离传感单元T1、T2、T3到目标的直线距离L₁₄，L₂₄，L₃₄，第四组高精度距离传感单元通过RSSI方法分别测得高精度距离传感单元T4，T5、T6到目标的直线距离L₄₄，L₅₄，L₆₄，通过公式分别得到中心位置到目标的距离D₁₄，D₂₄，D₃₄，D₄₄，D₅₄，D₆₄，再分别求出D₁₄，D₂₄和D₃₄，D₄₄，D₅₄和D₆₄的平均值D₁₀，D₁₁作为第四组测量数据；

(7)利用高精度距离传感单元T1、T3、T5的位置处的坐标C₁(x₁，y₁，z₁),C₃(x₃，y₃，z₃),C₅(x₅，y₅，z₅)和到目标的直线距离L₁₁，L₃₁，L₅₁，计算得到目标的位置坐标M1(x₁₁，y₁₁，z₁₁)，再利用高精度距离传感单元T2、T4、T6的位置处的坐标C₂(x₂，y₂，z₂),C₄(x₄，y₄，z₄),C₆(x₆，y₆，z₆)和到目标的直线距离L₂₁，L₄₁，L₆₁，计算得到目标的位置坐标M2(x₂₂，y₂₂，z₂₂)；

(8)将M1(x₁₁，y₁₁，z₁₁)和M2(x₂₂，y₂₂，z₂₂)对应的坐标求平均值后得到目标的位置坐标M(x，y，z)；

利用高精度距离传感单元T1和T4的已知坐标C₁(x₁，y₁，z₁)和C₄(x₄，y₄，z₄)计算得到测距装置的位置坐标O(x',y',z')；

利用目标的位置坐标M(x，y，z)和测距装置O的位置坐标O(x',y',z')，通过距离公式得到计算距离D₆，作为第五组测量数据；

(9)通过测距装置测量得到其到目标的距离D，判断误差是否满足预设的阈值，如果大于等于阈值，则认为测距装置测量不准确，不满足测距要求，如果小于阈值，则认为测距装置测量准确，满足测距要求。