CN108964802B - 一种红外空间信号强度测量系统及测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种红外空间信号强度测量系统及测量方法，包括第一驱动马达，用于控制红外发射器按照预设角度进行旋转；第二驱动马达，用于控制红外接收器沿预设轨迹运动，红外接收器接收红外发射器发射的红外信号，并测量红外信号的接收功率；主控芯片，用于控制红外发射器的旋转角度和红外接收器的移动距离，并获取红外接收器的每个位置的接收功率；还包括控制终端，控制终端与主控芯片通信连接并绘制红外辐射图；从而实现红外数据自动采集，红外发射器及接收器自动定位的功能，从而极大的减少了人工参与度，并且数据准确率更高，能够更准确的检测红外发射信号的空间覆盖率。
Description
技术领域
本发明涉及一种红外空间信号强度测量系统及测量方法。
背景技术
当前红外遥控控制越来越流行，遥控器的设计者需要测试红外在多个范围的发射强度。现有技术的测试方法大部分是采用：固定红外接收器，调整红外发射器的方向，记录红外的发射功率。这样的测试方法误差比较大，需要人工参与程度高，参数误差比较大，在数据抄录的过程中，容易出错。
发明内容
本发明为解决上述问题，提供了一种红外空间信号强度测量系统及测量方法，能够实现红外数据自动采集，红外发射器及接收器自动定位的功能，从而极大的减少了人工参与度，并且数据准确率更高。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种红外空间信号强度测量系统，其包括：
第一驱动马达，用于控制红外发射器按照预设角度进行旋转；
第二驱动马达，用于控制红外接收器沿预设轨迹运动，所述红外接收器接收所述红外发射器发射的红外信号，并测量所述红外信号的接收功率；
主控芯片，用于控制所述第一驱动马达以控制所述红外发射器的旋转角度，以及控制所述第二驱动马达以控制所述红外接收器的移动距离，并且，获取所述红外接收器的每个位置的接收功率；
还包括控制终端，所述控制终端与所述主控芯片通信连接，所述控制终端或所述主控芯片根据所述红外发射器的旋转角度、所述红外接收器的移动距离、以及不同旋转角度和不同移动距离所对应的红外接收器的接收功率进行数据统计，所述控制终端根据数据统计结果进行绘制红外辐射图；
安装支架和旋转底盘，所述安装支架包括安装底座和弧形导杆，所述旋转底盘转动安装在所述安装底座上，所述弧形导杆设于所述旋转底盘的上方，所述红外发射器设置于所述旋转底盘上，所述第一驱动马达驱动所述旋转底盘并带动所述红外发射器按照预设角度进行旋转；所述红外接收器可移动装接在所述弧形导杆上并在所述第二驱动马达的驱动下沿所述弧形导杆运动；
其中，所述旋转底盘的转轴伸入所述安装底座内与所述第一驱动马达联动配合，通过第一驱动马达带动所述旋转底盘的转轴从而驱动旋转底盘转动；所述红外接收器设有与所述弧形导杆滑动套接配合的移动导槽；所述红外接收器设有接收镜头，该接收镜头朝向所述红外发射器的一侧；
其中，所述控制终端根据数据统计结果进行绘制红外辐射图，其绘制步骤包括：所述红外接收器位于初始位置时，所述控制终端建立一个水平方向的极坐标，以红外发射器作为极坐标的极点，以红外发射器的旋转角度作为极角，测量得到的接收功率作为极径；当红外发射器转过360°时，所述控制终端将测量的接收功率在极坐标上标注出来，并采用线段将相邻的极坐标值连接在一起，形成初始位置下的水平方向的红外辐射图；所述红外接收器沿预设轨迹移动至下一个位置时，所述控制终端根据主控芯片提供的红外接收器的位置，在水平的极坐标方向上建立高度坐标，所述高度坐标轴经过所述极坐标的极点，且垂直于所述极坐标；并在所述高度坐标的位置，建立新的水平方向的极坐标，并按照初始位置所述的测量方法，在所述高度坐标处形成当前位置下的新的水平方向的红外辐射图；以此类推，直至所述红外接收器移动至最终位置，并在最终位置对应的高度坐标处形成该最终位置下的新的水平方向的红外辐射图；所述控制终端将不同的高度坐标的红外辐射图进行合成，合成为一个立体的红外辐射图。
优选的，所述第一驱动马达还设有第一转速检测模块，通过所述第一转速检测模块对第一驱动马达进行转速检测以计算得到所述红外发射器的旋转角度；所述第二驱动马达还设有第二转速检测模块，通过所述第二转速检测模块对第二驱动马达进行转速检测以计算得到所述红外接收器的移动距离。
优选的，还包括红外发射控制模块，用于控制红外发射器进行发射红外信号；所述控制终端或所述主控芯片根据所述红外发射器的旋转角度、所述红外接收器的移动距离、以及不同旋转角度和不同移动距离所对应的红外接收器的接收功率进行数据统计和建立红外辐射图模型，并根据所述红外辐射图模型进行绘制红外辐射图。
优选的，所述主控芯片获取所述红外接收器的每个位置的接收功率后，每隔预设时间再传送至所述控制终端，或者，每获得一次接收功率的测量值就传送至所述控制终端，所述控制终端再对所有数据进行统计和绘制红外辐射图。
优选的，所述红外接收器测量所述红外信号的接收功率，其测量步骤包括：
所述红外接收器先固定在初始位置，所述红外发射器从0°开始并在所述第一驱动马达的控制下旋转至360°，所述红外接收器测量初始位置下的所述红外发射器从0°至360°的不同旋转角度的接收功率；
所述红外接收器在第二驱动马达的控制下沿预设轨迹移动至下一个位置，所述红外发射器从0°开始并在所述第一驱动马达的控制下旋转至360°，所述红外接收器测量当前位置下的所述红外发射器从0°至360°的不同旋转角度的接收功率；
以此类推，直至所述红外接收器移动至最终位置，并测量最终位置下的所述红外发射器从0°至360°的不同旋转角度的接收功率。
进一步的，所述预设轨迹为0°至90°的弧形轨迹，所述初始位置为0°，所述最终位置为90°；或者，所述初始位置为90°，所述最终位置为0°。
进一步的，所述红外发射器随着所述旋转底盘作360°旋转，所述红外接收器沿着所述弧形导杆移动，且移动范围大于或等于90°。
对应的，本发明还提供一种红外空间信号强度测量方法，其采用所述的一种红外空间信号强度测量系统进行。
本发明的有益效果是：
(1)、本发明根据红外发射器的旋转角度、红外接收器的移动距离、以及不同旋转角度和不同移动距离所对应的红外接收器的接收功率进行数据统计和绘制红外辐射图，从而实现红外数据自动采集，红外发射器及接收器自动定位的功能，从而极大的减少了人工参与度，并且数据准确率更高。
(2)本发明通过转速检测进行计算红外发射器的旋转角度和红外接收器的移动距离，算法更简单，计算结果更准确；
(3)、本发明的红外发射器随着旋转底盘进行360°旋转，且红外接收器沿着弧形导杆在90°范围内移动，不仅能够更完整的覆盖红外发射信号的空间范围，而且使得结构布局更紧凑；
(4)采用本发明的测量方法和绘制方法构建立体的红外辐射图，使得测量数据更全面更直观，用户可以全方位了解红外发射参数，如红外发射角度，不同方向的发射功率。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明一种红外空间信号强度测量系统的结构示意图之一；
图2为本发明一种红外空间信号强度测量系统的结构示意图之二；
图3为本实施例第一实施例的红外空间信号强度测量系统的框架示意图；
图4为本实施例第二实施例的红外空间信号强度测量系统的框架示意图；
图中：
10-安装支架；11-安装底座；12-弧形导杆；
20-旋转底盘；21-被测的红外发射器；
30-红外接收器；31-移动导槽；32-接收镜头。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图3所示，本发明的一种红外空间信号强度测量系统，其包括：
第一驱动马达，用于控制红外发射器21按照预设角度进行旋转；
第二驱动马达，用于控制红外接收器30沿预设轨迹运动，所述红外接收器30接收所述红外发射器21发射的红外信号，并测量所述红外信号的接收功率；
主控芯片，用于控制所述第一驱动马达以控制所述红外发射器21的旋转角度，以及控制所述第二驱动马达以控制所述红外接收器30的移动距离，并且，获取所述红外接收器30的每个位置的接收功率；
还包括控制终端，所述控制终端与所述主控芯片通信连接，所述控制终端或所述主控芯片根据所述红外发射器21的旋转角度、所述红外接收器30的移动距离、以及不同旋转角度和不同移动距离所对应的红外接收器30的接收功率进行数据统计，所述控制终端根据数据统计结果进行绘制红外辐射图。
本实施例中，所述控制终端采用PC机，并在所述PC机上安装可以与主控芯片通信的软件，并且，控制终端与主控芯片的通信可以通过无线或者USB、串口等总线的方式。
如图1和图2所示，本实施例中，所述测量系统包括安装支架10和旋转底盘20，所述安装支架10包括安装底座11和弧形导杆12，所述旋转底盘20转动安装在所述安装底座11上，所述弧形导杆12设于所述旋转底盘20的上方，所述第一驱动马达驱动所述旋转底盘20并带动所述红外发射器21按照预设角度进行旋转；所述红外接收器30可移动装接在所述弧形导杆12上并在所述第二驱动马达的驱动下沿所述弧形导杆12运动。其中，所述旋转底盘20的转轴伸入所述安装底座11内与所述第一驱动马达联动配合，通过第一驱动马达带动所述旋转底盘20的转轴从而驱动旋转底盘20转动。所述红外接收器30设有与所述弧形导杆12滑动套接配合的移动导槽31。所述红外接收器30设有接收镜头32，该接收镜头32朝向所述红外发射器21的一侧。
其中，所述旋转底盘20的转动范围可根据需要进行调整，所述弧形导杆12的行程也可根据所述旋转底盘20的转动范围作相应的调整设计，以使二者配合能够完整覆盖红外发射信号的空间范围。本实施例中，所述红外发射器21随着所述旋转底盘20作360°旋转，所述红外接收器30沿着所述弧形导杆12移动，且移动范围大于或等于90°。或者，还可以使所述旋转20作180°旋转，并使所述红外接收器30在所述弧形导杆12上的移动范围大于或等于180°。以此类推。
如图4所述，优选的，本实施例中，还包括红外发射控制模块，用于控制红外发射器进行发射红外信号；并且，采用对第一驱动马达进行转速检测来获取旋转圆盘转过角度，同理，红外接收器在弧形导杆的位置也是通过计算第二驱动马达的转速来计算。具体的：所述第一驱动马达还设有第一转速检测模块，通过所述第一转速检测模块对第一驱动马达进行转速检测以计算得到所述红外发射器21的旋转角度；所述第二驱动马达还设有第二转速检测模块，通过所述第二转速检测模块对第二驱动马达进行转速检测以计算得到所述红外接收器30的移动距离。其中，第一驱动马达和第二驱动马达采用角度可控制的马达，优选的，采用步进马达。主控芯片可以通过控制第二驱动马达的转过的角度来获取红外接收器在导杆位置可以通过计算；同理，主控芯片可以通过控制第一驱动马达的转过的角度来获取旋转底盘转过的角度。
本实施例中，所述控制终端或所述主控芯片根据所述红外发射器21的旋转角度、所述红外接收器30的移动距离、以及不同旋转角度和不同移动距离所对应的红外接收器30的接收功率进行数据统计和建立红外辐射图模型，并根据所述红外辐射图模型进行绘制红外辐射图。其中，所述主控芯片获取所述红外接收器30的每个位置的接收功率后，每隔预设时间再传送至所述控制终端，或者，每获得一次接收功率的测量值就传送至所述控制终端，所述控制终端再对所有数据进行统计和绘制红外辐射图。
所述红外接收器30测量所述红外信号的接收功率，其测量步骤包括：
所述红外接收器30先固定在初始位置，所述红外发射器21从0°开始并在所述第一驱动马达的控制下旋转至360°，所述红外接收器30测量初始位置下的所述红外发射器21从0°至360°的不同旋转角度的接收功率；
所述红外接收器30在第二驱动马达的控制下沿预设轨迹移动至下一个位置，所述红外发射器21从0°开始并在所述第一驱动马达的控制下旋转至360°，所述红外接收器30测量当前位置下的所述红外发射器21从0°至360°的不同旋转角度的接收功率；
以此类推，直至所述红外接收器30移动至最终位置，并测量最终位置下的所述红外发射器21从0°至360°的不同旋转角度的接收功率。
所述控制终端根据数据统计结果进行绘制红外辐射图，其绘制步骤包括：
所述红外接收器30位于初始位置时，所述控制终端建立一个水平方向的极坐标，以红外发射器21作为极坐标的极点，以红外发射器21的旋转角度作为极角，测量得到的接收功率作为极径；当红外发射器21转过360°时，所述控制终端将测量的接收功率在极坐标上标注出来，并采用线段将相邻的极坐标值连接在一起，形成初始位置下的水平方向的红外辐射图；
所述红外接收器30沿预设轨迹移动至下一个位置时，所述控制终端根据主控芯片提供的红外接收器30的位置，在水平的极坐标方向上建立高度坐标，所述高度坐标轴经过所述极坐标的极点，且垂直于所述极坐标；并在所述高度坐标的位置，建立新的水平方向的极坐标，并按照初始位置所述的测量方法，在所述高度坐标处形成当前位置下的新的水平方向的红外辐射图；
以此类推，直至所述红外接收器30移动至最终位置，并在最终位置对应的高度坐标处形成该最终位置下的新的水平方向的红外辐射图；
所述控制终端将不同的高度坐标的红外辐射图进行合成，合成为一个立体的红外辐射图。
其中，所述预设轨迹为0°至90°的弧形轨迹，所述初始位置为0°，所述最终位置为90°；或者，所述初始位置为90°，所述最终位置为0°。
对应的，本发明还提供一种红外空间信号强度测量方法，其包括以下步骤：
a.控制红外发射器进行发射红外信号；
b.控制红外发射器按照预设角度进行旋转；
c.控制红外接收器沿预设轨迹运动，所述红外接收器接收所述红外发射器发射的红外信号，并测量所述红外信号的接收功率；
d.控制所述红外发射器的旋转角度，以及控制所述红外接收器的移动距离，并且，获取所述红外接收器的每个位置的接收功率；
e.根据所述红外发射器的旋转角度、所述红外接收器的移动距离、以及不同旋转角度和不同移动距离所对应的红外接收器的接收功率进行数据统计，并根据数据统计结果进行绘制红外辐射图。
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于方法实施例而言，由于其与系统实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见系统实施例的部分说明即可。
上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (8)
1.一种红外空间信号强度测量系统，其特征在于，包括：
第一驱动马达，用于控制红外发射器按照预设角度进行旋转；
第二驱动马达，用于控制红外接收器沿预设轨迹运动，所述红外接收器接收所述红外发射器发射的红外信号，并测量所述红外信号的接收功率；
主控芯片，用于控制所述第一驱动马达以控制所述红外发射器的旋转角度，以及控制所述第二驱动马达以控制所述红外接收器的移动距离，并且，获取所述红外接收器的每个位置的接收功率；
还包括控制终端，所述控制终端与所述主控芯片通信连接，所述控制终端或所述主控芯片根据所述红外发射器的旋转角度、所述红外接收器的移动距离、以及不同旋转角度和不同移动距离所对应的红外接收器的接收功率进行数据统计，所述控制终端根据数据统计结果进行绘制红外辐射图；
安装支架和旋转底盘，所述安装支架包括安装底座和弧形导杆，所述旋转底盘转动安装在所述安装底座上，所述弧形导杆设于所述旋转底盘的上方，所述红外发射器设置于所述旋转底盘上，所述第一驱动马达驱动所述旋转底盘并带动所述红外发射器按照预设角度进行旋转；所述红外接收器可移动装接在所述弧形导杆上并在所述第二驱动马达的驱动下沿所述弧形导杆运动；
其中，所述旋转底盘的转轴伸入所述安装底座内与所述第一驱动马达联动配合，通过第一驱动马达带动所述旋转底盘的转轴从而驱动旋转底盘转动；所述红外接收器设有与所述弧形导杆滑动套接配合的移动导槽；所述红外接收器设有接收镜头，该接收镜头朝向所述红外发射器的一侧；
其中，所述控制终端根据数据统计结果进行绘制红外辐射图，其绘制步骤包括：所述红外接收器位于初始位置时，所述控制终端建立一个水平方向的极坐标，以红外发射器作为极坐标的极点，以红外发射器的旋转角度作为极角，测量得到的接收功率作为极径；当红外发射器转过360°时，所述控制终端将测量的接收功率在极坐标上标注出来，并采用线段将相邻的极坐标值连接在一起，形成初始位置下的水平方向的红外辐射图；所述红外接收器沿预设轨迹移动至下一个位置时，所述控制终端根据主控芯片提供的红外接收器的位置，在水平的极坐标方向上建立高度坐标，所述高度坐标轴经过所述极坐标的极点，且垂直于所述极坐标；并在所述高度坐标的位置，建立新的水平方向的极坐标，并按照初始位置所述的测量方法，在所述高度坐标处形成当前位置下的新的水平方向的红外辐射图；以此类推，直至所述红外接收器移动至最终位置，并在最终位置对应的高度坐标处形成该最终位置下的新的水平方向的红外辐射图；所述控制终端将不同的高度坐标的红外辐射图进行合成，合成为一个立体的红外辐射图。
2.根据权利要求1所述的一种红外空间信号强度测量系统，其特征在于：
所述第一驱动马达还设有第一转速检测模块，通过所述第一转速检测模块对第一驱动马达进行转速检测以计算得到所述红外发射器的旋转角度；
所述第二驱动马达还设有第二转速检测模块，通过所述第二转速检测模块对第二驱动马达进行转速检测以计算得到所述红外接收器的移动距离。
3.根据权利要求1所述的一种红外空间信号强度测量系统，其特征在于：还包括红外发射控制模块，用于控制红外发射器进行发射红外信号；所述控制终端或所述主控芯片根据所述红外发射器的旋转角度、所述红外接收器的移动距离、以及不同旋转角度和不同移动距离所对应的红外接收器的接收功率进行数据统计和建立红外辐射图模型，并根据所述红外辐射图模型进行绘制红外辐射图。
4.根据权利要求1所述的一种红外空间信号强度测量系统，其特征在于：所述主控芯片获取所述红外接收器的每个位置的接收功率后，每隔预设时间再传送至所述控制终端，或者，每获得一次接收功率的测量值就传送至所述控制终端，所述控制终端再对所有数据进行统计和绘制红外辐射图。
5.根据权利要求1所述的一种红外空间信号强度测量系统，其特征在于：所述红外接收器测量所述红外信号的接收功率，其测量步骤包括：
所述红外接收器先固定在初始位置，所述红外发射器从0°开始并在所述第一驱动马达的控制下旋转至360°，所述红外接收器测量初始位置下的所述红外发射器从0°至360°的不同旋转角度的接收功率；
所述红外接收器在第二驱动马达的控制下沿预设轨迹移动至下一个位置，所述红外发射器从0°开始并在所述第一驱动马达的控制下旋转至360°，所述红外接收器测量当前位置下的所述红外发射器从0°至360°的不同旋转角度的接收功率；
以此类推，直至所述红外接收器移动至最终位置，并测量最终位置下的所述红外发射器从0°至360°的不同旋转角度的接收功率。
6.根据权利要求1或5所述的一种红外空间信号强度测量系统，其特征在于：所述预设轨迹为0°至90°的弧形轨迹，所述初始位置为0°，所述最终位置为90°；或者，所述初始位置为90°，所述最终位置为0°。
7.根据权利要求1所述的一种红外空间信号强度测量系统，其特征在于：所述红外发射器随着所述旋转底盘作360°旋转，所述红外接收器沿着所述弧形导杆移动，且移动范围大于或等于90°。
8.一种红外空间信号强度测量方法，其特征在于，采用根据权利要求1至7中任意一项所述的一种红外空间信号强度测量系统进行。
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| CN108964802A (zh) | 2018-12-07 |
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| GR01 | Patent grant | ||
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