室內超聲波三維定位系統及方法與流程

2023-04-24 12:13:26

本發明涉及導航定位技術領域，尤其涉及一種室內超聲波三維定位系統及方法。

背景技術：

室內定位是指在室內環境中實現對室內人員、物體進行位置定位，目前的室內定位技術主要是採用紅外線技術、zigbee技術、無線藍牙技術、射頻識別技術、超寬帶技術和光跟蹤技術。

然而，採用目前的定位方法對室內人員、物體進行定位不僅容易受到室內複雜環境的影響，定位穩定性差，而且總體成本高。

由此，有必要提出一種受外界環境影響小，定位準確性高的解決方案。

技術實現要素：

本發明的主要目的在於提供一種成本低、安裝使用方便、抗電磁幹擾能力強、不受外界環境因素影響和時間信息直觀的室內超聲波三維定位系統及方法，旨在克服現有室內定位技術中信息誤差大、時間反應慢的缺點。

為實現上述目的，本發明是這樣實現的，本發明提供一種室內超聲波三維定位系統，包括信標端和目標節點，所述信標端包括原點信標和節點信標組，所述節點信標組包括兩個節點信標，所述原點信標及所述兩個節點信標布置於同一平面；

所述原點信標用於向所述目標節點發送定位超聲波，按預定的時間間隔向所述目標節點及兩個節點信標發送紅外光同步信號；

所述兩個節點信標用於接收所述原點信標發送的紅外光同步信號，並向所述目標節點發送定位超聲波；

所述目標節點用於接收所述原點目標發送的定位超聲波、紅外光同步信號、以及所述兩個節點信標發送的定位超聲波，並計算出所述原點信標以及所述兩個節點信標與所述目標節點的距離，根據所述距離計算出所述目標節點的三維坐標。

本發明的進一步的技術方案是，所述原點信標與所述兩個節點信標呈等腰直角三角形布置於同一平面。

本發明的進一步的技術方案是，所述原點信標包括第一控制器、第一超聲波發生傳感器、第一超聲波發射電路以及紅外光同步信號發生器，所述第一超聲波發射電路及紅外光同步信號發生器分別與所述第一控制器連接，所述第一超聲波發射電路與所述第一超聲波發生傳感器連接；其中，所述第一控制器用於控制所述第一超聲波發生傳感器、第一超聲波發射電路向所述節點信標及目標節點發送定位超聲波，控制所述紅外光同步信號發生器按預定的時間間隔向所述目標節點及兩個節點信標發送紅外光同步信號；

所述節點信標組中的每一個節點信標包括第二控制器、第二超聲波發生傳感器、第二超聲波發射電路以及第一紅外光同步信號接收器，所述第二超聲波發射電路及紅外光同步信號接收器分別與所述第二控制器連接，所述第二超聲波發射電路與所述第二超聲波發生傳感器連接；其中，所述第二控制器用於根據所述第一紅外光同步信號接收器接收到的紅外光同步信號控制所述第二超聲波發生傳感器、第二超聲波發射電路向所述目標節點發送定位超聲波；

所述目標節點包括第三控制器、兩個超聲波接收器、對應於所述兩個超聲波接收器的兩個超聲波檢測電路以及第二紅外光同步信號接收器，所述兩個超聲波接收器間隔設置；

所述兩個超聲波檢測電路、第二紅外光同步信號接收器分別與所述第三控制器連接，所述兩個超聲波接收器分別與所述兩個超聲波檢測電路中對應的超聲波檢測電路連接；其中，所述第三控制器用於在所述第二紅外光同步信號接收器接收到紅外光同步信號後計算出定位超聲波到達所述目標節點的時間，根據定位超聲波到達所述目標節點的時間計算出所述原點信標以及兩個節點信標與所述目標節點的距離，根據所述距離計算出所述目標節點的三維坐標。

本發明的進一步的技術方案是，所述目標節點還包括與外界應用主機連接的通信模塊，所述通信模塊與所述第三控制器連接，所述通信模塊用於將所述三維坐標發送至所述外界應用主機。

基於上述室內超聲波定位系統，本發明還提出一種室內超聲波三維定位方法，所述方法應用於室內超聲波三維定位系統，所述室內超聲波三維定位系統包括信標端和目標節點，所述信標端包括原點信標和節點信標組，所述節點信標組包括兩個節點信標，所述原點信標及所述兩個節點信標布置於同一平面；所述方法包括以下步驟：

所述原點信標向所述目標節點及兩個節點信標發送紅外光同步信號，向所述目標節點發送定位超聲波；

所述節點信標接收所述原點信標發送的紅外光同步信號，並向所述目標節點發送定位超聲波；

所述目標節點接收所述原點目標發送的定位超聲波、紅外光同步信號、以及所述兩個節點信標發送的定位超聲波，並計算出所述原點信標以及所述兩個節點信標與所述目標節點的距離，根據所述距離計算出所述目標節點的三維坐標。

本發明的進一步的技術方案是，所述原點信標與所述兩個節點呈等腰直角三角形布置於同一平面。

本發明的進一步的技術方案是，所述原點信標包括第一控制器、第一超聲波發生傳感器、第一超聲波發射電路以及紅外光同步信號發生器，所述第一超聲波發射電路及紅外光同步信號發生器分別與所述第一控制器連接，所述第一超聲波發射電路與所述第一超聲波發生傳感器連接；

所述原點信標向所述目標節點及兩個節點信標發送紅外光同步信號，向所述目標節點發送定位超聲波的步驟包括：所述第一控制器控制所述第一超聲波發生傳感器、第一超聲波發射電路向所述節點信標及目標節點發送定位超聲波及紅外光同步信號；

所述節點信標組中的每一個節點信標包括第二控制器、第二超聲波發生傳感器、第二超聲波發射電路以及第一紅外光同步信號接收器，所述第二超聲波發射電路及紅外光同步信號接收器分別與所述第二控制器連接，所述第二超聲波發射電路與所述第二超聲波發生傳感器連接；

所述節點信標接收所述原點信標發送的紅外光同步信號，並向所述目標節點發送定位超聲波的步驟包括：所述第二控制器根據所述第一紅外光同步信號接收器接收到的紅外光同步信號控制所述第二超聲波發生傳感器、第二超聲波發射電路向所述目標節點發送定位超聲波；

所述目標節點包括第三控制器、兩個超聲波接收器、對應於所述兩個超聲波接收器的兩個超聲波檢測電路以及第二紅外光同步信號接收器，所述兩個超聲波接收器間隔設置；

所述兩個超聲波檢測電路、第二紅外光同步信號接收器分別與所述第三控制器連接，所述兩個超聲波接收器分別與所述兩個超聲波檢測電路中對應的超聲波檢測電路連接；

所述目標節點接收所述原點目標發送的定位超聲波、紅外光同步信號、以及所述兩個節點信標發送的定位超聲波，並計算出所述原點信標以及所述兩個節點信標與所述目標節點的距離，根據所述距離計算出所述目標節點的三維坐標的步驟包括：所述第三控制器在所述第二紅外光同步信號接收器接收到紅外光同步信號後計算出定位超聲波到達所述目標節點的時間，根據定位超聲波到達所述目標節點的時間計算出所述原點信標以及兩個節點信標與所述目標節點的距離，根據所述距離計算出所述目標節點的三維坐標。

本發明的進一步的技術方案是，所述目標節點還包括與外界應用主機連接的通信模塊，所述通信模塊與所述第三控制器連接；

所述目標節點接收所述原點目標發送的定位超聲波、紅外光同步信號、以及所述兩個節點信標發送的定位超聲波，並計算出所述原點信標以及所述兩個節點信標與所述目標節點的距離，根據所述距離計算出所述目標節點的三維坐標的步驟之後包括：所述通信模塊用於將所述三維坐標發送至所述外界應用主機。

本發明的有益效果是：本發明提出的室內超聲波三維定位系統及方法通過原點信標向目標節點發送定位超聲波，按預定的時間間隔向目標節點及兩個節點信標發送紅外光同步信號，兩個節點信標接收到同步信號後，向目標節點發送定位超聲波，目標節點接收到原點信標及兩個節點信標發送的定位超聲波後，計算出原點信標以及兩個節點信標與目標節點的距離，根據距離計算出目標節點的三維坐標，克服了現有室內定位技術中信息誤差大、時間反應慢的缺點，另外，使用超聲波定位技術，具有成本低、安裝使用方便、抗電磁幹擾能力強、不受外界環境因素影響和時間信息直觀等優點。

附圖說明

圖1是本發明提出的室內超聲波三維定位系統較佳實施例的結構示意圖；

圖2是本發明提出的室內超聲波三維定位系統較佳實施例採用三邊定位算法三維定位的原理示意圖；

圖3是本發明提出的室內超聲波三維定位系統較佳實施例原點信標的功能模塊示意圖；

圖4是本發明提出的室內超聲波三維定位系統較佳實施例節點信標的功能模塊示意圖；

圖5是本發明提出的室內超聲波三維定位系統較佳實施例目標節點的功能模塊示意圖；

圖6是本發明提出的室內超聲波三維定位方法的流程示意圖。

附圖標號：

目標節點-10；

第三控制器-101；

超聲波接收器-102；

超聲波檢測電路-103；

第二紅外光同步信號接收器-104；

通信模塊-105；

原點信標-20；

第一控制器-201；

第一超聲波發生傳感器-202；

第一超聲波發射電路-203；

紅外光同步信號發生器-204；

節點信標-30；

第二控制器-301；

第二超聲波發生傳感器-302；

第二超聲波發射電路-303；

第一紅外光同步信號接收器-304。

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。

具體實施方式

應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。

本發明的主要解決方案是：本發明通過原點信標向目標節點發送定位超聲波，按預定的時間間隔向目標節點及兩個節點信標發送紅外光同步信號，兩個節點信標接收到同步信號後，向目標節點發送定位超聲波，目標節點接收到原點信標及兩個節點信標發送的定位超聲波後，計算出原點信標以及兩個節點信標與目標節點的距離，根據距離計算出目標節點的三維坐標，克服了現有室內定位技術中信息誤差大、時間反應慢的缺點，另外，使用超聲波定位技術，具有成本低、安裝使用方便、抗電磁幹擾能力強、不受外界環境因素影響和時間信息直觀等優點。

目前的室內定位方法對室內人員、物體進行定位不僅容易受到室內複雜環境的影響，定位穩定性差，而且總體成本高。

由此，本發明提出一種受外界環境影響小，定位準確性高的室內超聲波三維定位系統及方法。

具體地，請參照圖1至圖5，本發明較佳實施例提出一種室內超聲波三維定位系統。

本發明較佳實施例提出的室內超聲波三維定位系統，包括信標端和目標節點10，其中，所述信標端包括原點信標20和節點信標組，所述節點信標組包括兩個節點信標30，所述原點信標20及所述兩個節點信標30布置於同一平面。

為了便於計算所述原點信標20、兩個節點信標30相互之間的距離，本實施例將所述原點信標20及兩個節點信標30布置為倒立的等腰直角三角形。

所述原點信標20用於向所述目標節點10發送定位超聲波，按預定的時間間隔向所述目標節點10及兩個節點信標30發送紅外光同步信號；

所述兩個節點信標30用於接收所述原點信標20發送的紅外光同步信號，並向所述目標節點10發送定位超聲波；

所述目標節點10用於接收所述原點目標發送的定位超聲波、紅外光同步信號、以及所述兩個節點信標30發送的定位超聲波，並計算出所述原點信標20以及所述兩個節點信標30與所述目標節點10的距離，根據所述距離計算出所述目標節點10的三維坐標。

需要說明的是，為了區分所述原點信標20和兩個節點信標30，便於所述目標節點10區分並計算所述原點信標20以及所述兩個節點信標30與所述目標節點10的距離，可以預先對所述原點信標20及兩個節點信標30進行32bits地址編碼和8bits控制編碼。

比如，所述原點信標20首先發送紅外光同步信號和定位超聲波信號至所述目標節點10，所述目標節點10接收到紅外光同步信號後，開始計時，計算定位超聲波到達所述目標節點10的時間，並根據定位超聲波到達所述目標節點10的時間t1和超聲波的波速c計算出所述原點信標20與所述目標節點10的距離l,計算公式為：l＝c*t1(c為超聲波在室溫下的傳播速度)；然後，在間隔50ms後，發送紅外光同步信號至所述兩個節點信標30中的第一節點信標30，所述第一節點信標30接收到紅外光同步信號後，發送定位超聲波至所述目標節點10，此時，所述目標節點10接收到所述第一節點信標30發送的定位超聲波的時間為t2，其中，t2＝t1-50ms，由此根據定位超聲波到達所述目標節點10的時間t2和超聲波的波速c計算出所述原點信標20與所述目標節點10的距離m；最後，再次間隔50ms後，發送紅外光同步信號至所述兩個節點信標30中的第二節點信標30，所述第二節點信標30接收到紅外光同步信號後，發送定位超聲波至所述目標節點10，此時，所述目標節點10接收到所述第二節點信標30發送的定位超聲波的時間為t3，其中，t3＝t1-100ms，由此根據定位超聲波到達所述目標節點10的時間t3和超聲波的波速c計算出所述原點信標20與所述目標節點10的距離n。

可以理解的是，由於對所述原點信標20、第一節點信標30以及第二個進行了32bits地址編碼和8bits控制編碼，因此，所述目標節點10能準確區分所述原點信標20、第一節點信標30和第二節點信標30。

如圖2所示，所述目標節點10計算出所述原點信標20、第一節點信標30、第二節點信標30與所述目標節點10的距離l、m、n後，根據三邊定位算法計算出所述目標節點10的三維坐標m(x，y，z)，其中，圖2中的點1對應原點信標20，點2對應第一節點信標30，點3對應第二節點信標30。所述三邊定位算法如下：

值得提出的是，由於光的速度遠大於超聲波的波速，所以在室內環境下，可以用紅外光作為同步信號，由此克服現有室內定位技術中信息誤差大、時間反應慢的確定，從而提高定位的準確性。

由此，本實施例提出的室內超聲波三維定位系統通過原點信標20向目標節點10發送定位超聲波，按預定的時間間隔向目標節點10及兩個節點信標30發送紅外光同步信號，兩個節點信標30接收到同步信號後，向目標節點10發送定位超聲波，目標節點10接收到原點信標20及兩個節點信標30發送的定位超聲波後，計算出原點信標20以及兩個節點信標30與目標節點10的距離，根據距離計算出目標節點10的三維坐標，克服了現有室內定位技術中信息誤差大、時間反應慢的缺點，另外，使用超聲波定位技術，具有成本低、安裝使用方便、抗電磁幹擾能力強、不受外界環境因素影響和時間信息直觀等優點。

進一步的，所述原點信標20包括第一控制器201、第一超聲波發生傳感器202、第一超聲波發射電路203以及紅外光同步信號發生器204，所述第一超聲波發射電路203及紅外光同步信號發生器204分別與所述第一控制器201連接，所述第一超聲波發射電路203與所述第一超聲波發生傳感器202連接；其中，所述第一控制器201用於控制所述第一超聲波發生傳感器202、第一超聲波發射電路203向所述節點信標30及目標節點10發送定位超聲波，控制所述紅外光同步信號發生器204按預定的時間間隔向所述目標節點10及兩個節點信標30發送紅外光同步信號；

所述節點信標30組中的每一個節點信標30包括第二控制器301、第二超聲波發生傳感器302、第二超聲波發射電路303以及第一紅外光同步信號接收器304，所述第二超聲波發射電路303及紅外光同步信號接收器分別與所述第二控制器301連接，所述第二超聲波發射電路303與所述第二超聲波發生傳感器302連接；其中，所述第二控制器301用於根據所述第一紅外光同步信號接收器304接收到的紅外光同步信號控制所述第二超聲波發生傳感器302、第二超聲波發射電路303向所述目標節點10發送定位超聲波；

所述目標節點10包括第三控制器101、兩個超聲波接收器102、對應於所述兩個超聲波接收器102的兩個超聲波檢測電路103以及第二紅外光同步信號接收器104，所述兩個超聲波接收器102間隔設置；

所述兩個超聲波檢測電路103、第二紅外光同步信號接收器104分別與所述第三控制器101連接，所述兩個超聲波接收器102分別與所述兩個超聲波檢測電路103中對應的超聲波檢測電路103連接；其中，所述第三控制器101用於在所述第二紅外光同步信號接收器104接收到紅外光同步信號後計算出定位超聲波到達所述目標節點10的時間，根據定位超聲波到達所述目標節點10的時間計算出所述原點信標20以及兩個節點信標30與所述目標節點10的距離，根據所述距離計算出所述目標節點10的三維坐標。

需要強調的是，當所述目標節點10為兩個目標節點10時，因為超聲波的傳輸需要一定的時間，雖然兩個目標節點10的實際位置不一樣，但間隔50ms發送的超聲波仍然可能會出現第一個時間點與第二個時間點同時到達所述兩個目標節點10的超聲波傳感器，而不能區分所述目標節點10。本實施例中每個目標節點10實用兩個超聲波接收器，由於兩個超聲波接收器的位置有所區別，所以能區分開此特殊情況。具體實施時，為了進一步區分不同的目標節點10，也可以對不同的目標節點10進行32bits地址編碼。

另外，所述目標節點10還包括與外界應用主機連接的通信模塊105，其中，所述通信模塊105可以選用藍牙通訊模塊，所述通信模塊105與所述第三控制器101連接，所述通信模塊105用於將所述目標節點10的三維坐標或地址編碼發送至所述外界應用主機，也可以將所述目標節點10的三維坐標和地址編碼一起發送至外界應用主機，所述外界應用主機根據地址編碼來區別不同的目標節點10。

綜上所述，本發明提出的室內超聲波三維定位系統通過原點信標向目標節點發送定位超聲波，按預定的時間間隔向目標節點及兩個節點信標發送紅外光同步信號，兩個節點信標接收到同步信號後，向目標節點發送定位超聲波，目標節點接收到原點信標及兩個節點信標發送的定位超聲波後，計算出原點信標以及兩個節點信標與目標節點的距離，根據距離計算出目標節點的三維坐標，克服了現有室內定位技術中信息誤差大、時間反應慢的缺點，另外，使用超聲波定位技術，具有成本低、安裝使用方便、抗電磁幹擾能力強、不受外界環境因素影響和時間信息直觀等優點。

基於上述室內超聲波三維定位系統，本發明還提出一種室內超聲波三維定位方法。

具體地，請參照圖6，本發明較佳實施例提出一種室內超聲波三維定位方法，所述方法應用於室內超聲波三維定位系統，所述室內超聲波三維定位系統包括信標端和目標節點，其中，所述信標端包括原點信標和節點信標組，所述節點信標組包括兩個節點信標，所述原點信標及所述兩個節點信標布置於同一平面。

為了便於計算所述原點信標、兩個節點信標之間的距離，本實施例將所述原點信標及兩個節點信標布置為倒立的等腰直角三角形。

所述方法包括以下步驟：

步驟s10，原點信標向所述目標節點及兩個節點信標發送紅外光同步信號，向所述目標節點發送定位超聲波；

步驟s20，所述兩個節點信標接收所述原點信標發送的紅外光同步信號，並向所述目標節點發送定位超聲波；

步驟s30，所述目標節點接收所述原點目標發送的定位超聲波、紅外光同步信號、以及所述兩個節點信標發送的定位超聲波，並計算出所述原點信標以及所述兩個節點信標與所述目標節點的距離，根據所述距離計算出所述目標節點的三維坐標。

需要說明的是，為了區分所述原點信標和兩個節點信標，便於所述目標節點區分並計算所述原點信標以及所述兩個節點信標與所述目標節點的距離，可以預先對所述原點信標及兩個節點信標進行32bits地址編碼和8bits控制編碼。

比如，所述原點信標首先發送紅外光同步信號和定位超聲波信號至所述目標節點，所述目標節點接收到紅外光同步信號後，開始計時，計算定位超聲波到達所述目標節點的時間，並根據定位超聲波到達所述目標節點的時間t1和超聲波的波速c計算出所述原點信標與所述目標節點的距離l,計算公式為：l＝c*t1(c為超聲波在室溫下的傳播速度)；然後，在間隔50ms後，發送紅外光同步信號至所述兩個節點信標中的第一節點信標，所述第一節點信標接收到紅外光同步信號後，發送定位超聲波至所述目標節點，此時，所述目標節點接收到所述第一節點信標發送的定位超聲波的時間為t2，其中，t2＝t1-50ms，由此根據定位超聲波到達所述目標節點的時間t2和超聲波的波速c計算出所述原點信標與所述目標節點的距離m；最後，再次間隔50ms後，發送紅外光同步信號至所述兩個節點信標中的第二節點信標，所述第二節點信標接收到紅外光同步信號後，發送定位超聲波至所述目標節點，此時，所述目標節點接收到所述第二節點信標發送的定位超聲波的時間為t3，其中，t3＝t1-100ms，由此根據定位超聲波到達所述目標節點的時間t3和超聲波的波速c計算出所述原點信標與所述目標節點的距離n。

可以理解的是，由於對所述原點信標、第一節點信標以及第二個進行了32bits地址編碼和8bits控制編碼，因此，所述目標節點能準確區分所述原點信標、第一節點信標和第二節點信標。

所述目標節點計算出所述原點信標、第一節點信標、第二節點信標與所述目標節點的距離l、m、n後，根據三邊定位算法計算出所述目標節點的三維坐標m(x，y，z)。其中，三邊定位算法如下：

值得提出的是，由於光的速度遠大於超聲波的波速，所以在室內環境下，可以用紅外光作為同步信號，由此克服現有室內定位技術中信息誤差大、時間反應慢的確定，從而提高定位的準確性。

由此，本實施例提出的室內超聲波三維定位系統通過原點信標向目標節點發送定位超聲波，按預定的時間間隔向目標節點及兩個節點信標發送紅外光同步信號，兩個節點信標接收到同步信號後，向目標節點發送定位超聲波，目標節點接收到原點信標及兩個節點信標發送的定位超聲波後，計算出原點信標以及兩個節點信標與目標節點的距離，根據距離計算出目標節點的三維坐標，克服了現有室內定位技術中信息誤差大、時間反應慢的缺點，另外，使用超聲波定位技術，具有成本低、安裝使用方便、抗電磁幹擾能力強、不受外界環境因素影響和時間信息直觀等優點。

進一步的，所述原點信標包括第一控制器、第一超聲波發生傳感器、第一超聲波發射電路以及紅外光同步信號發生器，所述第一超聲波發射電路及紅外光同步信號發生器分別與所述第一控制器連接，所述第一超聲波發射電路與所述第一超聲波發生傳感器連接。

步驟s10，所述原點信標向所述目標節點及兩個節點信標發送紅外光同步信號，向所述目標節點發送定位超聲波的步驟包括：

步驟s101，所述第一控制器控制所述第一超聲波發生傳感器、第一超聲波發射電路向所述節點信標及目標節點發送定位超聲波及紅外光同步信號。

所述節點信標組中的每一個節點信標包括第二控制器、第二超聲波發生傳感器、第二超聲波發射電路以及第一紅外光同步信號接收器，所述第二超聲波發射電路及紅外光同步信號接收器分別與所述第二控制器連接，所述第二超聲波發射電路與所述第二超聲波發生傳感器連接。

所述步驟s20，所述節點信標接收所述原點信標發送的紅外光同步信號，並向所述目標節點發送定位超聲波的步驟包括：

步驟s201，所述第二控制器根據所述第一紅外光同步信號接收器接收到的紅外光同步信號控制所述第二超聲波發生傳感器、第二超聲波發射電路向所述目標節點發送定位超聲波。

所述目標節點包括第三控制器、兩個超聲波接收器、對應於所述兩個超聲波接收器的兩個超聲波檢測電路以及第二紅外光同步信號接收器，所述兩個超聲波接收器間隔設置。

所述兩個超聲波檢測電路、第二紅外光同步信號接收器分別與所述第三控制器連接，所述兩個超聲波接收器分別與所述兩個超聲波檢測電路中對應的超聲波檢測電路連接。

所述步驟s30，所述目標節點接收所述原點目標發送的定位超聲波、紅外光同步信號、以及所述兩個節點信標發送的定位超聲波，並計算出所述原點信標以及所述兩個節點信標與所述目標節點的距離，根據所述距離計算出所述目標節點的三維坐標的步驟包括：

步驟s101，所述第三控制器在所述第二紅外光同步信號接收器接收到紅外光同步信號後計算出定位超聲波到達所述目標節點的時間，根據定位超聲波到達所述目標節點的時間計算出所述原點信標以及兩個節點信標與所述目標節點的距離，根據所述距離計算出所述目標節點的三維坐標。

需要強調的是，當所述目標節點為兩個目標節點時，因為超聲波的傳輸需要一定的時間，雖然兩個目標節點的實際位置不一樣，但間隔50ms發送的超聲波仍然可能會出現第一個時間點與第二個時間點同時到達所述兩個目標節點的超聲波傳感器，而不能區分所述目標節點。本實施例中每個目標節點實用兩個超聲波接收器，由於兩個超聲波接收器的位置有所區別，所以能區分開此特殊情況。具體實施時，為了進一步區分不同的目標節點，也可以對不同的目標節點進行32bits地址編碼。

另外，所述目標節點還包括與外界應用主機連接的通信模塊，其中，所述通信模塊可以選用藍牙通訊模塊，所述通信模塊與所述第三控制器連接，所述通信模塊用於將所述目標節點的三維坐標或地址編碼發送至所述外界應用主機，也可以將所述目標節點的三維坐標和地址編碼一起發送至外界應用主機，所述外界應用主機根據地址編碼來區別不同的目標節點。

所述步驟s30，所述目標節點接收所述原點目標發送的定位超聲波、紅外光同步信號、以及所述兩個節點信標發送的定位超聲波，並計算出所述原點信標以及所述兩個節點信標與所述目標節點的距離，根據所述距離計算出所述目標節點的三維坐標的步驟之後包括：

步驟3101，所述通信模塊用於將所述目標節點的三維坐標和地址編碼發送至所述外界應用主機，或將所述目標節點的三維坐標和地址編碼一起發送至所述外界應用主機。

綜上所述，本發明提出的室內超聲波三維定位方法通過原點信標向目標節點發送定位超聲波，按預定的時間間隔向目標節點及兩個節點信標發送紅外光同步信號，兩個節點信標接收到同步信號後，向目標節點發送定位超聲波，目標節點接收到原點信標及兩個節點信標發送的定位超聲波後，計算出原點信標以及兩個節點信標與目標節點的距離，根據距離計算出目標節點的三維坐標，克服了現有室內定位技術中信息誤差大、時間反應慢的缺點，另外，使用超聲波定位技術，具有成本低、安裝使用方便、抗電磁幹擾能力強、不受外界環境因素影響和時間信息直觀等優點。

以上所述僅為本發明的優選實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或流程變換，或直接或間接運用在其它相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護範圍內。