理论教育 超声波在室内定位的应用技术

超声波在室内定位的应用技术

时间:2023-07-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:在室内定位中常常用到的超声波频率在40 000 Hz左右,其传播速度会随着温度的变化而发生改变,如式(2.1):超声波的波速受温度影响而发生改变这一特性,会使定位结果发生变化,因此,现有的定位系统很难单独应用超声波技术来定位。最常用的做法是将超声波和其他测量方式联合起来进行室内定位。最常见的有基于超声波技术和红外技术研发的定位系统、基于射频技术和超声波技术研发的系统。

超声波在室内定位的应用技术

声波[41](Ultrasound,US)是一种频率在20 000 Hz以上的声波。因为其超出了人类听觉的上限而得名。它由于频率高而具有很强的穿透性能,能够轻松地在空气、水、墙壁中进行传播。在室内定位中常常用到的超声波频率在40 000 Hz左右,其传播速度会随着温度的变化而发生改变,如式(2.1):

超声波的波速受温度影响而发生改变这一特性,会使定位结果发生变化,因此,现有的定位系统很难单独应用超声波技术来定位。最常用的做法是将超声波和其他测量方式联合起来进行室内定位。最常见的有基于超声波技术和红外技术研发的定位系统、基于射频技术和超声波技术研发的系统。例如,AT&T的Bat系统和MI开发的Cricket系统。

超声波定位一般采用到达时间测量法,即在定位过程中将超声波发射器和超声波接收传感器置于同一处,当超声波发射器发射出的超声波到达待定目标后,超声波会被反射,当超声波接收传感器接收到反射回来的超声波后,根据超声波的传播时间及速度,确定传感器到被测物体的距离。当能计算出超过三个距离值后,就可以利用定位算法确定待定目标的位置。(www.daowen.com)

超声波定位的优点在于硬件结构简单,布设成本低廉,定位精度适中。但超声波定位技术也存在明显缺点:超声波在室内环境中会产生反射、散射现象,定位过程中会产生多径效应,造成定位误差增大;超声波的作用距离较短,不适合空间过大的室内环境。

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