[实用新型]一种无线同步收发分离的定位系统

说明书

本实用新型属于超声波定位技术领域，提供了一种无线同步收发分离的定位系统。该种无线同步收发分离的定位系统包括：车体、设置于车体上的发射及数据处理单元和设置于目标定位范围内的多个信标单元，发射及数据处理单元包括：超声波信号发生器、数据处理模块一、无线通讯模块一、定向旋转装置、旋转编码器，信标单元包括超声波信号接收器、无线通讯模块二、数据处理模块二。该种无线同步收发分离的定位系统缩短了超声波定位校准时间，延长了信标单元的维护周期，节约成本。

技术领域

本实用新型涉及超声波定位技术领域，具体涉及一种无线同步收发分离的定位系统。

背景技术

超声波定位技术主要用于室内、需要较高定位精度、无法利用卫星定位信号或卫星定位精度无法满足要求的场合。有代表性的超声波定位方法及系统有ActiveBat和Cricket等，此外，也有利用无线传感器研发双向收发一体化的超声波测距方法及系统。

ActiveBat定位系统根据到达时间(TOA)定位方法进行定位，并且采用极大似然估计算法以提高定位精度。定位终端上装有ActiveBat标签，控制器发送射频信号作为时间同步信号，信号发射器(Bat标签)收到时间同步信号立即发送超声波波信号，屋顶上的定位信标(AP)用于接收控制器发送的射频信号以及Bat标签发送的超声波信号，并计算出到达时间差t，测得Bat标签与信标节点之间的距离信息。中心器收集各个距离测量值并进行定位解算。

Cricket定位系统根据到达时间差(TDOA)定位算法进行定位，它由定位终端、固定位置在屋内天花板上的信标节点以及中心控制器组成。信标节点通过载波监听方式来分配射频信道，当射频信号信道空闲时，信标节点同时发射超声波信号和射频信号；定位终端用于接收并提取两种信号的到达时间差，然后计算定位终端与信标节点之间的距离，最后进行定位运算。

基于无线传感器的双向收发一体化的超声波测距方法及系统通过无线网络同步系统内各节点后，由发送节点发送超声波信号，接收节点接收超声波信号并计时，采用到达时间(TOA)方法进行测距和定位。

而ActiveBat定位系统和Cricket定位系统的主要缺陷在于系统布设复杂，为防止障碍物对超声波信号的影响，定位信标(AP)需要全部安装在房间的天花板上；当信标发生故障或电量不足的问题时，维护比较困难；由于安装位置的缘故，这两种定位系统无法应用于室外。此外，ActiveBat定位系统不适宜进行系统扩展，因此不适合大范围室内定位，Cricket定位系统定位终端能耗较大，且响应时间较慢。

基于无线传感器的双向收发一体化的超声波测距方法及系统缺陷在于每个节点要采用8个以上超声波模块，体积大，系统构造复杂，造价较高。由于每个节点都要进行超声波收发作业并且要进行数据处理，所以耗能较大，不利于定位系统的长时间免维护使用。

因此亟需一种能耗低，响应时间短，适应范围广，维护方便的定位方法。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种能耗低，响应时间短，应用场景多，维护方便的定位系统及方法。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供的一种无线同步收发分离的定位系统采用如下技术方案：

一种无线同步收发分离的定位系统，包括车体、设置于车体上的发射及数据处理单元和设置于目标定位范围内的多个信标单元，所述发射及数据处理单元包括：超声波信号发生器、数据处理模块一、无线通讯模块一、定向旋转装置、旋转编码器，所述信标单元包括超声波信号接收器、无线通讯模块二、数据处理模块二，

所述旋转编码器记录车体运动的信息并将信息发送至数据处理模块一，

所述数据处理模块一接收旋转编码器信息并控制定向旋转装置、超声波信号发生器工作，

所述定向旋转装置控制所述超声波信号发生器的发射方向，