超聲波的定位系統應用

什么是超聲波定位系統

超聲波定位系統是利用超聲波的空間傳播特性，來確定目標的具體位置。將超聲波發生器置于被定位的目標上面，向周圍按照一定的時間間隔發送超聲波脈沖，在周圍3個固定位置上分別接收超聲波發射裝置發出來的脈沖信號，由于超聲波在空間傳送速度比較慢，所以通過比較三個接收裝置收到信號的時間先后，可以反演出超聲波發生器的具體位置，也就是被定位目標的位置，當目標移動時候，可以通過不間斷測量，描出目標的運動軌跡。

超聲波自動定位儀的技術指標包括定位精度、響應速度、定位范圍。定位精度在5cm之內，響應速度為0.1秒，定位范圍為場地內，半徑30米的區間。因此超聲波定位系統的應用領域主要是室內定位和場地定位。如汽車駕駛考場，將發射裝置置于汽車上，跟隨汽車運動，接收系統可在電腦上描出汽車行駛的軌跡，從而可以通過電腦自動判斷汽車駕駛員是否合格，減少了監考人員的工作量。

超聲波定位原理

超聲波定位系統主要是依據超聲波測距方法，然后根據距離和算法來定位物體的位置，例如：

超聲波發生器內部有兩個壓電晶片和一個共振板，當兩極外加脈沖信號的頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率時，壓電晶片將發生共振，并帶動共振板振動，從而產生超聲波；同理，當共振板接收到超聲波時，將壓迫壓電晶片產生振動，將機械能轉換為電信號。

被測距離

中：s為超聲波傳播距離；h為發射探頭與接收探頭之間的距離。由于s遠大于h，因此可近似認為d=s，則d=s=ct／2，t為發射超聲波與接收超聲波的時間間隔，c為超聲波在空氣中的傳播速度。在空氣中，常溫下超聲波的傳播速度是334m／s，但其傳播速度c易受空氣中溫度的影響，聲速與溫度關系如表1所示，由此可修正超聲波傳播速度c=331.5+0.607T

在未來市場應用前景中超聲波定位系統市場相當廣闊，保加利亞Hexamite科技是一家專注于超聲波定位系統的開發商，并可為用戶開發適合特定應用的解決方案。工采網作為傳感器供應商引薦兩款用于定位的超聲波產品：美國hexamite 超聲波傳感器 - Rx-HX、美國hexamite 超聲波傳感器 Tx-HX這兩款產品位置追蹤定位系統是一款高速、多點超聲波定位和本地化系統適用于追蹤及導航。