CN109521399B - 一种定位控制器的室内定位装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种定位控制器的室内定位装置及方法，属于定位检测技术领域，旨在提高定位控制器的定位精度，实现方法为：定位解算器产生定位开始命令和时间基准信号并发送；定位控制器产生超声波信号并发射；四个超声波接收器各自获取超声波的飞行时间t_i并发送；定位解算器计算每个超声波接收器距离超声波发射头之间的模糊距离R_i；定位解算器对每个超声波接收器距离超声波发射头之间的模糊距离R_i进行修正；定位解算器计算定位控制器的中心位置。本发明的定位精度高，可用于对室内的移动物体进行实时定位。

Description

一种定位控制器的室内定位装置及方法

技术领域

本发明属于定位检测技术领域，涉及一种定位控制器的室内定位装置及方法，可用于对室内的移动物体进行实时定位。

背景技术

在室内和室外的环境下，连续地可靠地提供被测物体的位置信息可以为用户带来更好的体验。室外定位和基于位置的服务已经成熟，基于卫星导航定位系统和地图的位置服务被广泛应用，并成为各种移动设备被使用最多的应用之一。近年来，位置服务的相关技术和产业正向室内发展，其主要推动力是室内位置服务所能带来的巨大的应用和商业潜能。目前的室内定位技术主要有Wi-Fi技术、蓝牙技术、RFID技术、红外技术、UWB技术、超声波技术等。

超声波室内定位技术作为一个有效的室内定位方法，在海上探矿、无人车间的物品定位上已经被广泛应用，当前超声波室内定位技术主要采用发射超声波并接收被测物体的回波，根据回波的强度或回波与发射波之间的时间差计算发射点与被测物体间的距离，整体定位精度较高，系统结构较简单，有一定的穿透性且超声波本身具有较强的抗干扰能力；但超声波反射测距时受多径效应和非视距传播影响很大，导致定位精度降低。申请公布号为CN108646220A,名称为“超声波室内定位装置”的专利申请，公开了一种超声波室内定位装置及方法，定位装置包括第一超声波收发模块组、第二超声波收发模块组和控制模块，其中第一超声波收发模块组包括用于在第一方向上间隔设置的多个超声波收发模块；第二超声波收发模块组包括用于在不同于所述的第一方向的第二方向上间隔设置的多个超声波收发模块；控制模块，连接所述第一超声波收发模块组合所述第二超声波收发模块组中的各个超声波收发模块，用于根据各个所述超声波收发模块接收到的信号强度和所述超声波收发模块间的距离进行室内定位；实现方法包括，在房间墙壁贴上超声波收发模块带，首次贴好后，各超声波模块将测距数据传给控制模块，预定时间后重新上传一次，若前后两次数据一样，则默认对应物体为家具等不易移动物品，由此，可以获得房间的整体布局图，并利用获取的超声波的信号强度以及各个超声波模块之间的间隔计算出移动物体在室内的具体位置：在矩形的室内空间，在侧壁上等距地布置有超声波收发模块，假设各个模块之间的距离为L；在移动物体处于位置P时，由于超声波的指向性很强，在X轴方向，仅距离移动物体最近的超声波收发模块X₁发射出的超声波能够到达P位置，并且反射波被超声波收发模块X₁接收；此外，在X轴方向上，可能有少量反射波被附近的超声波收发模块X₂和X₃接收，但是由于大部分的反射波返回至X₁的位置，而且在X轴上，X₁与P的距离最短，接收到的反射波衰减最小，因此，P接收到信号最强，由此控制模块可以确定移动物体在X轴方向距离原点O的距离，即为模块X₁距离原点O的距离；类似地，在Y轴方向上可以确定移动物体在Y轴方向距离原点O的距离，由此可以获得移动物体在室内的定位坐标。

该发明利用各个超声波收发模块的预定间隔以及超声波反射信号强弱的方法确定室内移动物体的位置，可以实现对室内的移动物体实时定位，但采用超声波反射信号强弱确定室内移动物体的位置的方法，受多径效应影响大，即被测物体的反射波经多条路径到达控制模块，控制模块接收到的是路径不同、强度不同的多个信号的叠加，因而信号强度会受到很大的影响，产生较大的定位误差；该发明利用在墙壁及被测物体上贴超声波收发模块带的方法，受非视距传播影响大，即一旦墙壁和被测物体间的超声波传播路径中有障碍物存在，导致超声波无法正常传播，在上述墙壁所在的某一方向上，会导致定位结果缺失，定位误差大，从而导致定位精度较低。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提出了一种定位控制器的室内定位装置及方法，旨在提高定位控制器的定位精度。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种定位控制器的室内定位装置，包括位于空间直角坐标系OXYZ中的移动平台1和固定在其上的定位控制器2，所述定位控制器2的上方设置有呈矩形分布且与定位解算器3连接的第一超声波接收器4、第二超声波接收器5、第三超声波接收器6和第四超声波接收器7，该四个超声波接收器所处的平面与水平面XOY平行，所述移动平台1能够在水平面XOY上且位于所述四个超声波接收器的接收范围内移动，其中：

所述定位控制器2，包括第一无线收发器21和六个周向均匀分布的超声波发射头22，所述第一无线收发器21，用于根据接收到的定位开始命令，以等时间间隔的方式逐批发射六个超声波发射头22产生的超声波信号；所述六个超声波发射头22，用于连续产生批量的超声波信号；

所述定位解算器3，包括单片机31和第二无线收发器32，所述单片机31，用于产生定位开始命令和连续批量的四个时间基准信号，以及计算定位控制器2的中心位置；所述第二无线收发器32，用于向定位控制器2发送定位开始命令，向四个超声波接收器同时以等时间间隔的方式逐批发送时间基准信号，将接收到的四个超声波接收器获取的超声波的飞行时间发送至单片机31中；

所述第一超声波接收器4、第二超声波接收器5、第三超声波接收器6和第四超声波接收器7，用于计算各自接收到的超声波的飞行时间，接收六个超声波发射头22产生的超声波信号，向第二无线收发器32发送传输请求。

上述一种定位控制器的室内定位装置，所述第一无线收发器21，其以等时间间隔的方式逐批发射的六个超声波信号，与第二无线收发器32以等时间间隔的方式逐批发送的四个时间基准信号的时间间隔相同，且不同步。

一种定位控制器的室内定位方法，包括如下步骤：

(1)定位解算器产生定位开始命令和时间基准信号并发送：

(1a)单片机产生定位开始命令和连续批量的时间基准信号，每批时间基准信号的数量为四个；

(1b)第二无线收发器将定位开始命令发送给定位控制器，同时以一个时间基准信号对应一个超声波接收器的方式，以相同的时间间隔t逐批将四个时间基准信号发送给四个超声波接收器，t≥150ms；

(2)定位控制器产生超声波信号并发射：

(2a)第一无线收发器将接收的定位开始命令发送至六个超声波发射头；

(2b)六个超声波发射头根据定位开始命令，各产生一路连续的超声波信号，并通过第一无线收发器以相同的时间间隔t逐批发射六路连续的超声波信号；

(3)四个超声波接收器各自获取超声波的飞行时间t_i并发送：

(3a)每个超声波接收器接收到当前时刻第二无线收发器逐批发送的一个时间基准信号时开始计时，同时对第一无线收发器以等时间间隔的方式逐批发射的六路超声波信号进行实时检测，当检测到频率为40kHz的波段M(n)时停止检测，并采用滞后滤波方法对M(n)波段进行滤波，得到滤波后的波段N(n)；

(3b)每个超声波接收器对N(n)波段进行模数转换采样，同时记录每个采样点对应的时刻及采样值，并判断所有采样值中的最大值是否大于预设的阈值，若是，将最大值所在采样点对应的时刻至收到当前时刻时间基准信号所经历的时间t_i，作为第一无线收发器逐批发射的超声波飞行到第i个超声波接收器的飞行时间，并向第二无线收发器发送传输请求；否则，将当前时刻所计时间清零，以下一时刻代替当前时刻，并执行步骤(3a)；

(4)定位解算器计算每个超声波接收器距离超声波发射头之间的模糊距离R_i：

(4a)第二无线收发器接收到各个超声波接收器发送的传输请求后，接收各个超声波接收器发送的超声波的飞行时间t_i，并将t_i发送至单片机中；

(4b)单片机根据t_i分别计算每个超声波接收器距离其接收到的超声波对应的超声波发射头之间的模糊距离R_i；

(5)定位解算器对每个超声波接收器距离超声波发射头之间的模糊距离R_i进行修正：

(5a)单片机计算每个超声波接收器距离其接收到的超声波对应的超声波发射头之间的附加距离dR：

其中R_m和R_n分别表示第m超声波接收器和第n超声波接收器距离其接收到的超声波对应的超声波发射头之间的模糊距离，

表示在四个超声波接收器所处的平面内，第m超声波接收器和第n超声波接收器之间的距离，m≠n，m＜n，且

即在四个超声波接收器所处的平面内，以第i超声波接收器为圆心、以R_i为半径构成的四个圆，两两相交，ε为补偿参数；

(5b)单片机根据dR对R_i进行修正，得到每个超声波接收器距离其接收到的超声波对应的超声波发射头之间的修正距离R‘_i：R‘_i＝R_i-dR；

(6)定位解算器计算定位控制器的中心位置：

(6a)单片机将四个超声波接收器所处的平面内以第i超声波接收器为圆心、以R‘_i为半径构成的四个圆中，每相邻两圆相交的八个交点其中距离四个超声波接收器所在的矩形的中心A最近的四个交点作为内交点，并计算各内交点的坐标(A_k,B_k)，其中k＝1,2,3,4，再将以(A_k,B_k)为顶点的四边形区域的重心作为定位控制器2中心的估计位置(x₀,y₀)；

(6b)单片机根据(x₀,y₀)对修正距离R‘_i进行修正，得到每个超声波接收器距离其接收到的超声波对应的超声波发射头之间的最终距离

修正公式为：

其中，

为定位控制器中心的估计位置(x₀,y₀)到四个内交点(A_k,B_k)的距离，δ为补偿参数；

(6c)单片机计算四个超声波接收器所处的平面内以第i超声波接收器为圆心、以

为半径构成的四个圆的内交点坐标，并将以该四个内交点的坐标为顶点的四边形区域的重心作为定位控制器中心的位置。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

1.本发明定位控制器中包括有六个周向均匀分布的超声波发射头，可以实现以定位控制器所在平面为底面的半球范围内超声波全覆盖，避免了现有技术中超声波收发模块受非视距传播影响导致的定位误差大的缺陷，同时由于设置在定位控制器的上方的四个超声波接收器与超声波发射头分开放置，一旦超声波接收器接收到第一无线收发器以等时间间隔的方式逐批发射的六路超声波信号时就停止检测，超声波发射头与超声波接收器间没有特定的对应关系，且定位方法与超声波的传播路径没有直接关系，避免了现有技术中超声波收发模块受多径效应影响导致的定位误差大的缺陷，有效提高定位控制器的定位精度。

2.本发明由于在计算定位控制器的中心位置时，是首先通过对每个超声波接收器距离其接收到的超声波对应的超声波发射头之间的模糊距离进行修正，然后再对模糊距离进行修正实现的，避免了现有技术通过超声波反射信号强弱的方法计算带来的误差，进一步提高定位控制器的定位精度。

附图说明

图1为本发明定位装置的结构示意图；

图2为本发明定位控制器的结构示意图；

图3为本发明定位方法实现流程框图；

图4为本发明第二无线收发器接收各个超声波接收器发送的超声波的飞行时间的时序图；

图5为本发明单片机计算四个内交点的坐标及定位控制器的中心位置示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步详细描述：

参照图1，一种定位控制器的室内定位装置，包括位于空间直角坐标系OXYZ中的移动平台1和固定在其上的定位控制器2，所述定位控制器2的上方设置有呈矩形分布且与定位解算器3通过导线连接的第一超声波接收器4、第二超声波接收器5、第三超声波接收器6和第四超声波接收器7，为了计算方便，令四个超声波接收器所处的平面与水平面XOY平行，所述移动平台1能够在水平面XOY上且位于所述四个超声波接收器的接收范围内移动，其中：

参照图2，所述定位控制器2，包括第一无线收发器21和六个周向均匀分布的超声波发射头22，所述第一无线收发器21，用于根据接收到的定位开始命令，以等时间间隔的方式逐批发射六个超声波发射头22产生的超声波信号，其以等时间间隔的方式逐批发射的六个超声波信号，与第二无线收发器32以等时间间隔的方式逐批发送的四个时间基准信号的时间间隔相同，且不同步；所述六个超声波发射头22，可以实现以定位控制器所在平面为底面的半球范围内超声波全覆盖，用于连续产生批量的超声波信号；

参照图3，所述定位解算器3，包括单片机31和第二无线收发器32，所述单片机31，用于产生定位开始命令和连续批量的四个时间基准信号，以及计算定位控制器2的中心位置；所述第二无线收发器32，用于向定位控制器2发送定位开始命令，向四个超声波接收器同时以等时间间隔的方式逐批发送时间基准信号，将接收到的四个超声波接收器获取的超声波的飞行时间发送至单片机31中；

所述第一超声波接收器4、第二超声波接收器5、第三超声波接收器6和第四超声波接收器7，用于计算各自接收到的超声波的飞行时间，接收六个超声波发射头22产生的超声波信号，向第二无线收发器32发送传输请求；为了计算方便，令四个超声波接收器呈矩形分布；

参照图4，一种定位控制器的室内定位方法，包括如下步骤：

步骤1，定位解算器产生定位开始命令和时间基准信号并发送：

(1a)单片机产生定位开始命令和连续批量的时间基准信号，每批时间基准信号的数量为四个，相邻两批时间基准信号的时间间隔为t，由于超声波接收器获取超声波的飞行时间的处理耗时约150ms，因此t>150ms，本发明中t取200ms；

(1b)第二无线收发器将定位开始命令发送给定位控制器，同时以一个时间基准信号对应一个超声波接收器的方式，以相同的时间间隔t逐批将四个时间基准信号发送给四个超声波接收器；

步骤2，定位控制器产生超声波信号并发射：

(2a)第一无线收发器将接收的定位开始命令发送至六个超声波发射头；

(2b)六个超声波发射头根据定位开始命令，各产生一路连续的超声波信号，并通过第一无线收发器以相同的时间间隔t逐批发射六路连续的超声波信号；该时间间隔与第一无线收发器逐批发射的时间基准信号的时间间隔相同，是为了保证在一个时间基准信号周期内能够检测到超声波信号；由于时间基准信号通过有线传输，超声波信号通过无线传输，两者传输过程中耗时不同，因此两者不同步；

步骤3，四个超声波接收器各自获取超声波的飞行时间t_i并发送：

(3a)每个超声波接收器接收到当前时刻第二无线收发器逐批发送的一个时间基准信号时开始计时，并停止接收后续批次的时间基准信号，同时对第一无线收发器以等时间间隔的方式逐批发射的六路超声波信号进行实时检测，当检测到频率为40kHz的波段M(n)时停止检测，并采用滞后滤波方法对M(n)波段进行滤波，得到滤波后的波段N(n)，滞后滤波方法计算公式为：

N(n)＝αM(n)+(1-α)N(n-1)

其中，α为滤波系数，N(n-1)为上次滤波输出值，N(n)为本次滤波输出值；

(3b)每个超声波接收器对N(n)波段进行模数转换采样，同时记录每个采样点对应的时刻及采样值，并判断所有采样值中的最大值是否大于预设的阈值，若是，将最大值所在采样点对应的时刻至收到当前时刻时间基准信号所经历的时间t_i，作为第一无线收发器逐批发射的超声波飞行到第i个超声波接收器的飞行时间，并向第二无线收发器发送传输请求；否则，将当前时刻所计时间清零，以下一时刻代替当前时刻，并执行步骤(3a)；

步骤4，定位解算器计算每个超声波接收器距离超声波发射头之间的模糊距离R_i：

(4a)第二无线收发器接收到各个超声波接收器发送的传输请求后，接收各个超声波接收器发送的超声波的飞行时间t_i，如图4所示，只有在当前超声波接收器的超声波的飞行时间发送完毕后，才会接收下一个超声波接收器发送的超声波的飞行时间，直至四个超声波的飞行时间全部接收完毕，并将t_i发送至单片机中；

(4b)单片机根据t_i分别计算每个超声波接收器距离其接收到的超声波对应的超声波发射头之间的模糊距离R_i，计算公式为：

R_i＝vt_i

其中，v为超声波在空气中的传播速度，t_i为第一无线收发器逐批发射的超声波飞行到第i个超声波接收器的飞行时间；

步骤5，定位解算器对每个超声波接收器距离超声波发射头之间的模糊距离R_i进行修正：

(5a)单片机计算每个超声波接收器距离其接收到的超声波对应的超声波发射头之间的附加距离dR：

其中R_m和R_n分别表示第m超声波接收器和第n超声波接收器距离其接收到的超声波对应的超声波发射头之间的模糊距离，

表示在四个超声波接收器所处的平面内，第m超声波接收器和第n超声波接收器之间的距离，m≠n，m＜n，ε为补偿参数；由于连续批量的四个时间基准信号是由单片机产生并由第二无线收发器向四个超声波接收器同时以等时间间隔的方式逐批有线发送，它与由第一无线收发器根据定位开始命令以等时间间隔的方式逐批无线发射六个超声波发射头产生的超声波信号的时刻是不同步的，可以保证计时起点先于超声波信号发射起点，因此，超声波接收器所测量到的模糊距离大于实际距离，即为附加距离dR；由于超声波接收器接收到的时间基准信号是同步的，因此四个超声波接收器所增加的dR是相同的；设第一超声波接收器、第二超声波接收器、第三超声波接收器、第四超声波接收器分别安装在OXYZ坐标系中的(0,0,300)，(300,0,300)，(0,300,300)，(300,300,300)(单位：cm)处，在四个超声波接收器所处的平面内，分别以第i超声波接收器为圆心、以R‘_i为半径画出四个圆，为了确保四圆相交构成如图所示的四边形，并能够有四个内交点，要确保以第一超声波接收器为圆心的第1圆与以第四超声波接收器为圆心的第4圆、以第二超声波接收器为圆心的第2圆和以第三超声波接收器为圆心的第3圆都相交，即：

而且，还需要确保第1圆与第2圆、第1圆与第3圆、第2圆与第4圆、第3圆与第4圆都相交，即：

可以归纳出，R_m、R_n和

满足如下关系：

即在四个超声波接收器所处的平面内，以第i超声波接收器为圆心、以R_i为半径构成的四个圆，两两相交；

(5b)单片机根据dR对R_i进行修正，得到每个超声波接收器距离其接收到的超声波对应的超声波发射头之间的修正距离R‘_i：R‘_i＝R_i-dR；补偿参数ε可以保证在四个超声波接收器所处的平面内，以第i超声波接收器为圆心、以R‘_i为半径构成的四个圆，依然可以满足两两相交；

步骤6，定位解算器计算定位控制器的中心位置：

(6a)单片机将四个超声波接收器所处的平面内以第i超声波接收器为圆心、以R‘_i为半径构成的四个圆中，每相邻两圆相交的八个交点其中距离四个超声波接收器所在的矩形的中心A最近的四个交点作为内交点；单片机计算上述四个圆的四个内交点，分为四步：第一步，求第1圆和第2圆的交点，并根据交点位于第3圆之内，解出一个交点；第二步，求第1圆和第3圆的交点，并根据交点位于第2圆之内，解出一个交点；第三步，求第2圆和第4圆的交点，并根据交点位于第3圆之内，解出一个交点；第四步，求第3圆和第4圆之交点，并根据交点位于第1圆之内，解出一个交点；以第一步为例，说明两圆内交点的解法：

求出第1圆和第2圆的两个交点：(x₁,y₁)，(x₂,y₂)，将两个交点(x₁,y₁)，(x₂,y₂)分别代入第3圆的方程中：

其中，

为第3圆的圆心位置，R₃为第3圆的半径，f₁、f₂为判别系数；如果f₁>0，则表示交点(x₁,y₁)位于第3圆之内；如果f₁＝0，则表示交点(x₁,y₁)位于第3圆之上；如果f₁＜0，则表示交点(x₁,y₁)位于第3圆之外；同理，如果f₂>0，则表示交点(x₂,y₂)位于第3圆之内；如果f₂＝0，则表示交点(x₂,y₂)位于第3圆之上；如果f₂＜0，则表示交点(x₂,y₂)位于第3圆之外；如果没有找到位于第3圆之内的交点，则从两个交点(x₁,y₁)，(x₂,y₂)内选取一个，该点位于([0～300],[0～300])内；将单片机计算的各内交点的坐标设为(A_k,B_k)，其中k＝1,2,3,4，再将以(A_k,B_k)为顶点的四边形区域的重心作为定位控制器中心的估计位置(x₀,y₀)，如图5所示，计算公式为：

标注x为以四个内交点为顶点的四边形的重心位置，标注o为定位控制器的中心位置B；

(6b)单片机根据(x₀,y₀)对修正距离R‘_i进行修正，得到每个超声波接收器距离其接收到的超声波对应的超声波发射头之间的最终距离

修正公式为：

其中，

为定位控制器中心的估计位置(x₀,y₀)到四个内交点(A_k,B_k)的距离，δ为补偿参数；

(6c)单片机计算四个超声波接收器所处的平面内以第i超声波接收器为圆心、以

为半径构成的四个圆的内交点坐标，并将以该四个内交点的坐标为顶点的四边形区域的重心作为定位控制器中心的位置。

以上描述仅是本发明的一个具体实例，并未构成对本发明的任何限制，显然对于本领域的专业人员来说，在了解了本发明内容和原理后，都可能在不背离本发明原理、结构的情况下，进行形式和细节上的各种修改和改变，但是这些基本发明思想的修正和改变仍在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (5)

1.一种定位控制器的室内定位装置，其特征在于，包括位于空间直角坐标系OXYZ中的移动平台(1)和固定在其上的定位控制器(2)，所述定位控制器(2)的上方设置有呈矩形分布且与定位解算器(3)连接的第一超声波接收器(4)、第二超声波接收器(5)、第三超声波接收器(6)和第四超声波接收器(7)，该四个超声波接收器所处的平面与水平面XOY平行，所述移动平台(1)能够在水平面XOY上且位于所述四个超声波接收器的接收范围内移动，其中：

所述定位控制器(2)，包括第一无线收发器(21)和六个周向均匀分布的超声波发射头(22)，所述第一无线收发器(21)，用于根据接收到的定位开始命令，以等时间间隔的方式逐批发射六个超声波发射头(22)产生的超声波信号；所述六个超声波发射头(22)，用于连续产生批量的超声波信号；

所述定位解算器(3)，包括单片机(31)和第二无线收发器(32)，所述单片机(31)，用于产生定位开始命令和连续批量的四个时间基准信号，以及计算定位控制器(2)的中心位置；所述第二无线收发器(32)，用于向定位控制器(2)发送定位开始命令，向四个超声波接收器同时以等时间间隔的方式逐批发送时间基准信号，将接收到的四个超声波接收器获取的超声波的飞行时间发送至单片机(31)中；

所述第一超声波接收器(4)、第二超声波接收器(5)、第三超声波接收器(6)和第四超声波接收器(7)，用于计算各自接收到的超声波的飞行时间，接收六个超声波发射头(22)产生的超声波信号，向第二无线收发器(32)发送传输请求。

2.根据权利要求1所述的一种定位控制器的室内定位装置，其特征在于，所述第一无线收发器(21)，其以等时间间隔的方式逐批发射的六个超声波信号，与第二无线收发器(32)以等时间间隔的方式逐批发送的四个时间基准信号的时间间隔相同，且不同步。

3.一种定位控制器的室内定位方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)定位解算器产生定位开始命令和时间基准信号并发送：

(1a)单片机产生定位开始命令和连续批量的时间基准信号，每批时间基准信号的数量为四个；

(1b)第二无线收发器将定位开始命令发送给定位控制器，同时以一个时间基准信号对应一个超声波接收器的方式，以相同的时间间隔t逐批将四个时间基准信号发送给四个超声波接收器，t≥150ms；

(2)定位控制器产生超声波信号并发射：

(2a)第一无线收发器将接收的定位开始命令发送至六个超声波发射头；

(2b)六个超声波发射头根据定位开始命令，各产生一路连续的超声波信号，并通过第一无线收发器以相同的时间间隔t逐批发射六路连续的超声波信号；

(3)四个超声波接收器各自获取超声波的飞行时间t_i并发送：

(3a)每个超声波接收器接收到当前时刻第二无线收发器逐批发送的一个时间基准信号时开始计时，同时对第一无线收发器以等时间间隔的方式逐批发射的六路超声波信号进行实时检测，当检测到频率为40kHz的波段M(n)时停止检测，并采用滞后滤波方法对M(n)波段进行滤波，得到滤波后的波段N(n)；

(3b)每个超声波接收器对N(n)波段进行模数转换采样，同时记录每个采样点对应的时刻及采样值，并判断所有采样值中的最大值是否大于预设的阈值，若是，将最大值所在采样点对应的时刻至收到当前时刻时间基准信号所经历的时间t_i，作为第一无线收发器逐批发射的超声波飞行到第i个超声波接收器的飞行时间，并向第二无线收发器发送传输请求；否则，将当前时刻所计时间清零，以下一时刻代替当前时刻，并执行步骤(3a)；

(4)定位解算器计算每个超声波接收器距离超声波发射头之间的模糊距离R_i：

(4a)第二无线收发器接收到各个超声波接收器发送的传输请求后，接收各个超声波接收器发送的超声波的飞行时间t_i，并将t_i发送至单片机中；

(4b)单片机根据t_i分别计算每个超声波接收器距离其接收到的超声波对应的超声波发射头之间的模糊距离R_i；

(5)定位解算器对每个超声波接收器距离超声波发射头之间的模糊距离R_i进行修正：

(5a)单片机计算每个超声波接收器距离其接收到的超声波对应的超声波发射头之间的附加距离dR：

其中R_m和R_n分别表示第m超声波接收器和第n超声波接收器距离其接收到的超声波对应的超声波发射头之间的模糊距离，

表示在四个超声波接收器所处的平面内，第m超声波接收器和第n超声波接收器之间的距离，m≠n，m＜n，且

即在四个超声波接收器所处的平面内，以第i超声波接收器为圆心、以R_i为半径构成的四个圆，两两相交，ε为补偿参数；

(5b)单片机根据dR对R_i进行修正，得到每个超声波接收器距离其接收到的超声波对应的超声波发射头之间的修正距离R‘_i：R‘_i＝R_i-dR；

(6)定位解算器计算定位控制器的中心位置：

(6a)单片机将四个超声波接收器所处的平面内以第i超声波接收器为圆心、以R‘_i为半径构成的四个圆中，每相邻两圆相交的八个交点其中距离四个超声波接收器所在的矩形的中心A最近的四个交点作为内交点，并计算各内交点的坐标(A_k,B_k)，其中k＝1,2,3,4，再将以(A_k,B_k)为顶点的四边形区域的重心作为定位控制器中心的估计位置(x₀,y₀)；

(6b)单片机根据(x₀,y₀)对修正距离R‘_i进行修正，得到每个超声波接收器距离其接收到的超声波对应的超声波发射头之间的最终距离

修正公式为：

其中，

为定位控制器中心的估计位置(x₀,y₀)到四个内交点(A_k,B_k)的距离，δ为补偿参数；

(6c)单片机计算四个超声波接收器所处的平面内以第i超声波接收器为圆心、以

为半径构成的四个圆的内交点坐标，并将以该四个内交点的坐标为顶点的四边形区域的重心作为定位控制器中心的位置。

4.根据权利要求3所述的一种定位控制器的室内定位方法，其特征在于，步骤(4b)中所述的计算每个超声波接收器距离其接收到的超声波对应的超声波发射头之间的模糊距离R_i，计算公式为：

R_i＝vt_i

其中，v为超声波在空气中的传播速度，t_i为第一无线收发器逐批发射的超声波飞行到第i个超声波接收器的飞行时间。

5.根据权利要求3所述的一种定位控制器的室内定位方法，其特征在于，步骤(6a)中所述的定位控制器中心的估计位置(x₀,y₀)，计算公式为：

其中，(A_k,B_k)为四个内交点的坐标。

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