CN109782229A - 一种基于超声波的室内定位方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于超声波的室内定位方法，包括：移动发射端发射调制超声波；超声波接收端组接收调制超声波，并向控制器传输信号数据；控制器根据信号数据及预设规则计算移动发射端的位置。本发明还公开了一种基于超声波的室内定位系统，其特征在于，包括移动发射端、超声波接收端组及控制器。超声波接收端组与控制器连接。超声波接收端组按照特定位置关系进行安装。采用本发明，能简化后台数据处理量，使得定位更为及时，同时减小超声波定位设备的数量，也无需移动发射端与控制器通讯。

Description

一种基于超声波的室内定位方法及系统

技术领域

本发明涉及一种室内定位技术，尤其涉及一种基于超声波的室内定位方法及系统

背景技术

在开阔的室外环境，全球定位系统(Global Positioning System，简称GPS)能够提供非常精确的定位信息。但是，在工农业生产、军事国防中，有时需要在室内环境进行定位和监测。例如，在机器人、移动车、安全防护、矿井作业环境需要准确的室内定位信息来实现空间上的高效控制。与室外环境相比，室内环境受到建筑物结构、内部布局及其他人为限制因素的影响，对现有的定位系统，如GPS定位系统等，在精确度乃至有效性造成影响，尤其是GPS信号无法穿透房间的建筑材料，很多时候在室内进行定位时，难以获取到精确的位置信息乃至无法定位。

专门的室内定位技术，例如基于红外线、超宽带、射频等传输技术的室内定位技术旨在为室内定位提供可靠的解决方案。其中，基于超声波的室内定位技术相比较来说，体积小，性价比较高，电路简单，穿透性强，能有效抗电磁干扰，对于发送数据量不是很大、定位范围较小的情况下，用超声波通讯更为合适。现有的基于超声波的室内定位方法及系统，多是在一个房间、车间内进行定位，定位范围相对狭窄，应用领域相对有限。一些大型、开阔的场地，如商城、酒店等，许多都是在封闭的建筑物内，而且由于商铺或房间众多，室内定位需求更大。大型商城、酒店楼层较多，仅通过现有技术的两点或三点定位方法，定位的有效性和精确度无法保证。故此，需要针对定位位置所在建筑物的层数设置相应数量的超声波定位设备。然而然而随着层数增多，不管是超声波定位设备，还是后台数据处理量都会增多，使得定位方法更为复杂，甚至影响定位的及时性，也增加了经济成本。另外，发射端需通过射频等其他传输技术向控制器传输超声波发射时间等信息，也增加了定位方法及系统的复杂性。

故此，如何改进现有基于超声波的室内定位方法及系统，简化后台数据处理量，使得定位更为及时，同时减小超声波定位设备的数量，也无需发射端与控制器通讯，是目前需要解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种基于超声波的室内定位方法及系统，能简化后台数据处理量，使得定位更为及时，同时减小超声波定位设备的数量，也无需移动发射端与控制器通讯。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于超声波的室内定位方法，其特征在于，包括：

移动发射端发射调制超声波；

超声波接收端组接收调制超声波，并向控制器传输信号数据；

控制器根据信号数据及预设规则计算移动发射端的位置。

作为上述方案的改进，所述移动发射端发射调制超声波的步骤，包括：

记录超声波发射时刻；

将包含超声波发射时刻信息的电信号调制成超声波；

发射调制超声波。

作为上述方案的改进，所述超声波接收端组接收调制超声波，并向控制器传输信号数据的步骤，包括：

接收调制超声波；

记录接收时刻；

解调超声波并记录解调的超声波发射时刻；

向所述控制器传输接收时刻、所述超声波接收端的ID信息及超声波发射时刻。所述ID信息是所述超声波接收端的身份信息(Identification Information)。

作为上述上述方案的改进，所述控制器根据信号数据计算移动发射端的位置的步骤，包括：

控制器根据所述超声波接收端的ID信息及预设规则将所述信号数据分为两类；

控制器根据第一类信号数据及预设规则计算移动发射端到部分超声波接收端的距离；

控制器对所述移动发射端到部分超声波接收端的距离进行比较，找出最小距离及其对应的第一定位超声波接收端的ID信息；

控制器根据所述第一定位超声波接收端的ID信息及预设规则从第二类信号数据中筛选出第二定位超声波接收端传输的信号数据；

控制器根据第一定位超声波接收端传输的信号数据、第二定位超声波接收端传输的信号数据及预设规则计算移动发射端的位置。

相应地，本发明还公开了一种基于超声波的室内定位系统，用于实现上述基于超声波的室内定位方法，其特征在于，包括：

移动发射端，用于发射调制超声波；

超声波接收端组，用于接收调制超声波，并向控制器传输信号数据；

控制器，用于根据信号数据及预设规则计算移动发射端的位置；

所述超声波接收端组与控制器连接。

作为上述方案的改进，所述移动发射端包括：

发射信息记录模块，用于记录超声波发射时刻；

发射信息调制模块，用于将包含超声波发射时刻信息的电信号调制成超声波；

发射模块，用于发射调制超声波。

作为上述方案的改进，所述超声波接收端组包含至少2个超声波接收端，所述超声波接收端包括：

接收模块，用于接收调制超声波；

接收信息记录模块，用于记录超声波接收时刻；

发射信息解调模块，用于解调超声波并记录解调的超声波发射时刻；

传输模块，用于向所述控制器传输超声波接收时刻、所述超声波接收端的ID信息及超声波发射时刻等信号数据。

作为上述方案的改进，所述控制器包括：

分类模块，用于根据所述超声波接收端的ID信息及预设规则将所述信号数据分为两类；

第一计算模块，用于根据第一类信号数据及预设规则计算移动发射端到部分超声波接收端的距离；

比较模块，用于对所述移动发射端到部分超声波接收端的距离进行比较，找出最小距离及其对应的第一定位超声波接收端的ID信息；

筛选模块，用于根据所述第一定位超声波接收端的ID信息及预设规则从第二类信号数据中筛选出第二定位超声波接收端传输的信号数据；

第二计算模块，根据第一定位超声波接收端传输的信号数据、第二定位超声波接收端传输的信号数据及预设规则计算移动发射端的位置。

作为上述方案的改进，所述超声波接收端组中超声波接收端数量根据定位位置所在建筑物层数设置；

所述超声波接收端组按照特定位置关系进行安装。

作为上述方案的改进，所述特定位置关系，包括：

定位位置所在建筑物的每一层有两个超声波接收端，其中一个属于超声波接收端一组，另一个属于超声波接收端二组；

所述超声波接收端一组所有超声波接收端连线形成楼层定位直线，所述楼层定位直线与地平线垂直；

定位位置所在建筑物的每一层中两个所述超声波接收端连线与所述楼层定位直线垂直；

所述超声波接收端一组所有超声波接收端的ID信息的功能标识相同，所述超声波接收端二组所有超声波接收端的ID信息的功能标识相同。

实施本发明，具有如下有益效果：

本发明基于超声波的室内定位方法及系统，减小超声波定位设备的数量，简化后台数据处理量，使得定位更为及时，同时将移动发射端的发射信息调制进超声波中，无需移动发射端与控制器通讯。

具体来说，超声波接收端组接收到移动发射端发射的调制超声波后，对超声波解调后，向控制器传输超声波发射时刻、超声波接收端ID信息及接收时刻等信号数据。控制器在接收到所有信号数据后，将信号数据分为两类，根据第一类信号数据计算移动发射端到部分超声波接收端的最小距离，进而确定移动发射端所在层数，然后控制器从第二类信号数据中筛选出移动发射端所在楼层另一个超声波接收端传输的数据，然后控制器就可以根据该楼层的两个超声波接收器传输的信号数据计算出移动发射端在该楼层的具体位置。这样分两步，先确定移动发射端所在楼层，再确定移动发射端在该层的位置，无需控制器进行大量、复杂的三维数据计算。

为实现上述定位方法，本发明公开的定位系统，在每个楼层安装两个不同功能的超声波接收端，一个用于确定移动发射端所在楼层，同时也用于确定移动发射端在所在楼层的具体位置。每个楼层的这一功能的超声波接收端分布在一条垂直于地平线的直线上，保证控制器能通过计算最小距离来确定移动发射端的所在楼层。另一个超声波接收端则只用于确定移动发射端在所在楼层的具体位置。这样的设置使得上述第一种功能超声波接收端既能用于确定楼层，也能用于确定楼层具体位置，有效减少超声波接收端的数量，减轻了定位系统的成本。

另外，移动发射端将反映超声波发射时间等信息的电信号调制成超声波进行发射，无需移动发射端通过其他传输技术，如射频、蓝牙等，向控制器传输超声波发射时间，简化了定位方法及系统。

附图说明

图1是本发明基于超声波的室内定位方法的总体流程图；

图2是本发明基于超声波的室内定位方法的移动发射端发射调制超声波的具体步骤流程图；

图3是本发明基于超声波的室内定位方法的超声波接收端组接收调制超声波，并向控制器传输信号数据的步骤流程图；

图4是本发明基于超声波的室内定位方法的控制器根据信号数据计算移动发射端的位置的步骤流程图；

图5是本发明基于超声波的室内定位方法的控制器根据信号数据计算移动发射端的位置的实施例示意图；

图6是本发明基于超声波的室内定位系统的总体结构示意图；

图7是本发明基于超声波的室内定位系统的移动发射端的功能模块图；

图8是本发明基于超声波的室内定位系统的超声波接收端组的实施例的功能模块图；

图9是本发明基于超声波的室内定位系统的控制器的功能模块图；

图10是本发明基于超声波的室内定位系统所述超声波接收端组的特定位置关系的实施例示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。仅此声明，本发明在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本发明的附图为基准，其并不是对本发明的具体限定。

图1是本发明基于超声波的室内定位方法的总体流程图，包括：

S100、移动发射端发射调制超声波；

S200、超声波接收端组接收调制超声波，并向控制器传输信号数据；

S300、控制器根据信号数据计算移动发射端的位置。

需要说明的是，本发明基于超声波的室内定位方法采取先确定楼层，再确定所在楼层的具体位置的两步走计算思路。超声波接收端组在接收到移动发射端发射的调制超声波后，对超声波解调后，向控制器传输超声波发射时刻、超声波接收端ID信息及接收时刻等信号数据。控制器在接收到所有信号数据后，将信号数据分为两类，然后根据第一类信号数据计算移动发射端到部分超声波接收端的最小距离，进而确定移动发射端所在层数。控制器从第二类信号数据中筛选出移动发射端所在楼层的另一个超声波接收端所传输的信号数据。这样，控制器就可以根据其所在楼层的两个超声波接收器传输的信号数据计算出移动发射端在该楼层的具体位置。

下面对本发明基于超声波的室内定位方法进行具体说明。

如图2所示，移动发射端发射调制超声波的具体步骤(S100)包括：

S101、记录超声波发射时刻；

S102、将包含超声波发射时间信息的电信号调制成超声波；

S103、发射调制超声波。

超声波的发射时刻是重要的计算参数。一些室内定位方法通过射频、蓝牙等传输技术向控制器传输超声波的发射时刻，这样虽然简单直接，但是却要安装射频、蓝牙等信号的收发设备，增加了定位装置的成本。本发明基于超声波的室内定位方法采取另一种传输方法。如图2所示，每次移动发射端发射超声波时，先记录超声波发射时刻，然后将超声波发射时刻的电信号调制成超声波，使得发射出去的超声波本身携带了重要信息，无需再另外再发射其他信号，将发射超声波及信号传输结合在一起，降低了实现定位方法的成本。

如图3所示，超声波接收端组接收调制超声波，并向控制器传输信号数据的步骤(S200)，包括：

S201、接收调制超声波；

S202、记录接收时刻；

S203、解调超声波并记录解调的超声波发射时刻；

S204、向控制器传输接收时刻、超声波接收端的ID信息及超声波发射时刻。

需要说明的是，超声波接收端组中每一个超声波接收端各自进行上述步骤。比如，超声波接收端组包含2个超声波接收端，分别是第一超声波接收端及第二超声波接收端。当移动发射端发送超声波时，超声波接收端组进行下述过程：

第一超声波接收端接收调制超声波，记录第一接收时刻，解调超声波并记录解调的超声波发射时刻，然后向控制器传输第一接收时刻、第一超声波接收端的ID信息及超声波发射时刻；

第二超声波接收端接收调制超声波，记录第二接收时刻，解调超声波并记录解调的超声波发射时刻，然后向控制器传输第二接收时刻、第二超声波接收端的ID信息及超声波发射时刻。

其中，超声波接收端的ID信息(Identification Information)是进行信号数据分类、筛选的重要信息，根据控制器的处理需要，超声波接收端ID信息分为两部分。第一部分是功能标识，用于标识该超声波接收端的具体功能，功能标识是信号数据分类的参数，控制器将ID信息中功能标识相同的超声波接收端分为一组，也就是说，功能标识有多少个值，控制器就把超声波接收端分为几组。第二部分的楼层标识，用于标识该超声波接收端安装在第几楼层，楼层标识是信号数据筛选的参数。控制器在处理过程中，通过将一个作为筛选基准的超声波接收端的ID信息的楼层标识与其他超声波接收端的ID信息的楼层标识进行比对，来筛选出同一楼层的其他超声波接收端传输的信号数据。

如图4所示，控制器根据信号数据计算移动发射端的位置的步骤(S300)，包括：

S301、控制器根据超声波接收端的ID信息及预设规则将信号数据分为两类；

S302、控制器根据第一类信号数据及预设规则计算移动发射端到部分超声波接收端的距离；

S303、控制器对移动发射端到部分超声波接收端的距离进行比较，找出最小距离及其对应的第一定位超声波接收端的ID信息；

S304、控制器根据第一定位超声波接收端的ID信息及预设规则从第二类信号数据中筛选出第二定位超声波接收端传输的信号数据；

S305、控制器根据第一定位超声波接收端传输的信号数据、第二定位超声波接收端传输的信号数据及预设规则计算移动发射端的位置。

下面结合实施例对上述步骤进行具体说明。建筑物有二层，每层各有两个超声波接收端，分别是第一超声波接收端、第二超声波接收端、第三超声波接收端及第四超声波接收端，四个超声波接收端的ID信息分别是A1、B1、A2及B2。超声波接收器的ID信息含义如下：第一位字母为功能标识，A代表该超声波接收端用于确定所在楼层数及所在楼层具体位置，B代表该超声波接收端用于确定所在楼层的具体位置。第二位数字为楼层标识，代表该超声波接收端所在楼层数。

移动发射端在T₁时刻发射调制超声波，第一超声波接收端在T₂接收到超声波、第二超声波接收端在T₃接收到超声波、第三超声波接收端在T₄接收到超声波、第四超声波接收端在T₅接收到超声波。接收到调制超声波，经解调后，第一超声波接收端向控制器传输信号数据(A1，T₁，T₂)，第二超声波接收端向控制器传输信号数据(B1，T₁，T₃)，第三超声波接收端向控制器传输信号数据(A2，T₁，T₄)，第四超声波接收端向控制器传输信号数据(B2，T₁，T₅)。

控制器接收到上述信号数据后，根据超声波接收器ID信息的功能标识部分将四组信号数据分为两类。第一类信号数据是(A1，T₁，T₂)，(A2，T₁，T₄)。第二类信号数据是(B1，T₁，T₃)，(B2，T₁，T₅)。

控制器根据第一类信号数据(A1，T₁，T₂)以及(A2，T₁，T₄)计算移动发射端到第一超声波接收端及第三超声波接收端的距离，计算公式是：

S₁＝V×(T₂－T₁)

S₃＝V×(T₄－T₁)

其中，S₁为移动发射端到第一超声波接收端的距离，S₃为移动发射端到第三超声波接收端的距离，V为超声波速度，设为340m/s。

下一步控制器对上述两段距离进行比较，假设计算得S₁为1米，S₃为5米，经比较S₁距离最短，则移动发射端在第一超声波接收端所在楼层，根据第一超声波接收端的ID信息A1，可知其在第一层，即移动发射端此时在第一层，第一超声波接收端为第一定位超声波接收端。

下一步控制器根据第一定位超声波接收端的ID信息A1从第二类信号数据中筛选出ID信息的楼层数标识与其一致的超声波接收端ID信息，经筛选，第二超声波接收端传输的ID信息B1符合筛选条件，则第二超声波接收端为第二定位超声波接收端。

下一步控制器根据第一定位超声波接收端传输的信号数据(A1，T₁，T₂)、第二定位超声波接收端传输的信号数据(B1，T₁，T₃)计算移动发射端的位置。假设第一定位超声波接收端M及第二定位超声波接收端N的位置分布如图5所示：坐标原点在第一层的矩形平面图的左上角，第一定位超声波接收端在X轴上，距离原点1米。第二定位超声波接收端在Y轴上，距离原点1米，移动发射端在第一层的任意位置L上，由于已经计算移动发射端到第一定位超声波接收端的距离S₁为1米，只须按下列计算公式计算移动发射端到第一定位超声波接收端的距离S₂：

S₂＝V×(T3－T₁)

假设算得S₂为1米，则移动发射端在第一层的位置坐标为(1,1)。

本发明还公开了一种基于超声波的室内定位系统，如图6所示，包括：

移动发射端100，用于发射调制超声波；

超声波接收端组200，用于接收调制超声波，并向控制器传输信号数据；

控制器300，用于根据信号数据及预设规则计算移动发射端的位置；

超声波接收端组200与控制器300连接。

如图7所示，移动发射端包括：

发射信息记录模块101，用于记录超声波发射时刻；

发射信息调制模块102，用于将包含超声波发射时刻信息的电信号调制成超声波；

发射模块103，用于发射调制超声波。

超声波接收端组200包含至少2个超声波接收端，如图8所示，超声波接收端210是超声波接收端组的其中一个超声波接收端，其包括：

接收模块211，用于接收调制超声波；

接收信息记录模块212，用于记录超声波接收时刻；

发射信息解调模块213，用于解调超声波并记录解调的超声波发射时刻；

传输模块214，用于向控制器传输超声波接收时刻、超声波接收端的ID信息及超声波发射时刻。

如图9所示，控制器300包括：

分类模块301，用于根据超声波接收端的ID信息及预设规则将信号数据分为两类；

第一计算模块302，用于根据第一类信号数据及预设规则计算移动发射端到部分超声波接收端的距离；

比较模块303，用于对移动发射端到部分超声波接收端的距离进行比较，找出最小距离及其对应的第一定位超声波接收端的ID信息；

筛选模块304，用于根据第一定位超声波接收端的ID信息及预设规则从第二类信号数据中筛选出第二定位超声波接收端传输的信号数据；

第二计算模块305，根据第一定位超声波接收端传输的信号数据、第二定位超声波接收端传输的信号数据及预设规则计算移动发射端的位置。

超声波接收端组200超声波接收端数量根据定位位置所在建筑物层数设置，比如建筑物有两层，超声波接收端组200中超声波接收端的数量为建筑物层数的2倍，即有4个。这是实现本发明定位方法至少要达到的数量要求，用户还可以根据需要增加超声波接收端数量。

超声波接收端组按照特定位置关系进行安装，特定位置关系，包括：

定位位置所在建筑物的每一层有两个超声波接收端，其中一个属于超声波接收端一组，另一个属于超声波接收端二组；

超声波接收端一组所有超声波接收端连线形成楼层定位直线，楼层定位直线与地平线垂直；

定位位置所在建筑物的每一层中的两个超声波接收端一组的超声波接收端与属于超声波接收端二组的超声波接收端的连线均与楼层定位直线垂直；

超声波接收端一组所有超声波接收端的ID信息的功能标识相同，超声波接收端二组所有超声波接收端的ID信息的功能标识相同。

下面结合图10对上述位置关系及本发明基于超声波的室内定位系统进行具体描述。

建筑物有二层，合共有四个超声波接收端，分别是第一超声波接收端210、第二超声波接收端220、第三超声波接收端230及第四超声波接收端240。其中，第一超声波接收端的ID信息是A1。第二超声波接收端的ID信息是B1。第三超声波接收端的ID信息是A2。第四超声波接收端的ID信息是B2。上述超声波接收器的ID信息含义如下：ID信息的第一位字母是功能标识，A代表该超声波接收端用于确定所在楼层数及所在楼层具体位置，B代表该超声波接收端用于确定所在楼层的具体位置。ID信息的第二位数字代表该超声波接收端所在楼层数。

根据ID信息的功能标识，四个超声波接收端分为超声波接收端一组及超声波接收端二组。超声波接收端一组中所有超声波接收端的ID信息的功能标识均为A，超声波接收端二组中所有超声波接收端的ID信息的功能标识均为B。

定位位置所在建筑物的每一层有两个超声波接收端，第一层有第一超声波接收端210及第二超声波接收端220。第二层有第三超声波接收端230及第四超声波接收端240。第一超声波接收端210及第三超声接收端230属于超声波接收端一组，第二超声波接收端220及第四超声接收端240属于超声波接收端二组。

超声波接收端一组所有超声波接收端，即第一超声波接收端210及第三超声接收端230连线形成楼层定位直线，楼层定位直线与地平线垂直。

定位位置所在建筑物的每一层中的两个超声波接收端的连线均与楼层定位直线垂直，即第一超声波接收端210与第二超声波接收端220的连线，第三超声波接收端230与第三超声波接收端240的连线，均与楼层定位直线垂直。

移动发射端100的发射模块103在T₁时刻发射调制超声波，第一超声波接收端210在T₂接收到超声波、第二超声波接收端220在T₃接收到超声波、第三超声波接收端230在T₄接收到超声波、第四超声波接收端240在T₅接收到超声波。接收到调制超声波并经解调后，第一超声波接收端210的传输模块213向控制器传输信号数据(A1，T₁，T₂)，第二超声波接收端220的传输模块223向控制器传输信号数据(B1，T₁，T₃)，第三超声波接收端230的传输模块233向控制器传输信号数据(A2，T₁，T₄)，第四超声波接收端240的传输模块243向控制器传输信号数据(B2，T₁，T₅)。

控制器300的分类模块301根据超声波接收端的ID信息的功能标识部分(也是超声波接收端所在分组标识)，将四组信号数据分为两类。第一类信号数据是(A1，T₁，T₂)，(A2，T₁，T₄)。第二类信号数据是(B1，T₁，T₃)，(B2，T₁，T₅)。

控制器300的第一计算模块302根据第一类信号数据(A1，T₁，T₂)以及(A2，T₁，T₄)计算移动发射端100到第一超声波接收端210及第三超声波接收端230的距离，计算公式是：

S₁＝V×(T₂－T₁)

S₃＝V×(T₄－T₁)

其中，S₁为移动发射端100到第一超声波接收端210的距离，S₃为移动发射端100到第三超声波接收端230的距离，V为超声波速度，设为340m/s。

下一步控制器300的比较模块303对上述两段距离进行比较，假设计算得S₁为1米，S₃为5米，经比较S₁距离最短，则移动发射端在第一超声波接收端所在楼层，根据第一超声波接收端的ID信息A1，可知其在第一层，即移动发射端100此时在第一层，第一超声波接收端210为第一定位超声波接收端。

下一步控制器的筛选模块304根据第一定位超声波接收端的ID信息A1从第二类信号数据中筛选出ID信息的楼层数标识与其一致的超声波接收端ID信息，经筛选，第二超声波接收端220的ID信息B1符合筛选条件，则第二超声波接收端为第二定位超声波接收端。

下一步控制器的第二计算模块305根据第一定位超声波接收端传输的信号数据(A1，T₁，T₂)、第二定位超声波接收端传输的信号数据(B1，T₁，T₃)计算移动发射端100的位置。假设第一定位超声波接收端，本实施例中为第一超声波接收端210，及第二定位超声波接收端，本实施例中为第二超声波接收端220的具体位置分布如图4所示：坐标原点在第一层的矩形平面图的左上角，第一定位超声波接收端在X轴上，距离原点1米。第二定位超声波接收端在Y轴上，距离原点1米，移动发射端在第一层的任意位置上，由于已经计算移动发射端到第一定位超声波接收端的距离S₁为1米，只须按下列计算公式计算移动发射端到第一定位超声波接收端的距离S₂：

S₂＝V×(T₃-T₁)

假设算得S₂为1米，则移动发射端在第一层的位置坐标为(1,1)。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于超声波的室内定位方法，其特征在于，包括：

移动发射端发射调制超声波；

超声波接收端组接收调制超声波，并向控制器传输信号数据；

控制器根据信号数据及预设规则计算移动发射端的位置。

2.如权利要求1所述基于超声波的室内定位方法，其特征在于，所述移动发射端发射调制超声波的步骤，包括：

记录超声波发射时刻；

将包含超声波发射时刻信息的电信号调制成超声波；

发射调制超声波。

3.如权利要求2所述基于超声波的室内定位方法，其特征在于，所述超声波接收端组接收调制超声波，并向控制器传输信号数据的步骤，包括：

接收调制超声波；

记录接收时刻；

解调超声波并记录解调的超声波发射时刻；

向所述控制器传输接收时刻、所述超声波接收端的ID信息及超声波发射时刻。

4.如权利要求3所述基于超声波的室内定位方法，其特征在于，所述控制器根据信号数据计算移动发射端的位置的步骤，包括：

控制器根据所述超声波接收端的ID信息及预设规则将所述信号数据分为两类；

控制器根据第一类信号数据及预设规则计算移动发射端到部分超声波接收端的距离；

控制器对所述移动发射端到部分超声波接收端的距离进行比较，找出最小距离及其对应的第一定位超声波接收端的ID信息；

控制器根据所述第一定位超声波接收端的ID信息及预设规则从第二类信号数据中筛选出第二定位超声波接收端传输的信号数据；

控制器根据第一定位超声波接收端传输的信号数据、第二定位超声波接收端传输的信号数据及预设规则计算移动发射端的位置。

5.一种基于超声波的室内定位系统，其特征在于，包括：

移动发射端，用于发射调制超声波；

超声波接收端组，用于接收调制超声波，并向控制器传输信号数据；

控制器，用于根据信号数据及预设规则计算移动发射端的位置；

所述超声波接收端组与控制器连接。

6.如权利要求5所述基于超声波的室内定位系统，其特征在于，所述移动发射端包括：

发射信息记录模块，用于记录超声波发射时刻；

发射信息调制模块，用于将包含超声波发射时刻信息的电信号调制成超声波；

发射模块，用于发射调制超声波。

7.如权利要求6所述基于超声波的室内定位系统，其特征在于，所述超声波接收端组包含至少2个超声波接收端，所述超声波接收端包括：

接收模块，用于接收调制超声波；

接收信息记录模块，用于记录超声波接收时刻；

发射信息解调模块，用于解调超声波并记录解调的超声波发射时刻；

传输模块，用于向所述控制器传输超声波接收时刻、所述超声波接收端的ID信息及超声波发射时刻。

8.如权利要求7所述基于超声波的室内定位系统，其特征在于，所述控制器包括：

分类模块，用于根据所述超声波接收端的ID信息及预设规则将所述信号数据分为两类；

第一计算模块，用于根据第一类信号数据及预设规则计算移动发射端到部分超声波接收端的距离；

比较模块，用于对所述移动发射端到部分超声波接收端的距离进行比较，找出最小距离及其对应的第一定位超声波接收端的ID信息；

筛选模块，用于根据所述第一定位超声波接收端的ID信息及预设规则从第二类信号数据中筛选出第二定位超声波接收端传输的信号数据；

第二计算模块，用于根据第一定位超声波接收端传输的信号数据、第二定位超声波接收端传输的信号数据及预设规则计算移动发射端的位置。

9.如权利要求8所述基于超声波的室内定位系统，其特征在于，所述超声波接收端组中超声波接收端数量根据定位位置所在建筑物层数设置；

所述超声波接收端组按照特定位置关系进行安装。

10.如权利要求9所述基于超声波的室内定位系统，其特征在于，所述特定位置关系，包括：

定位位置所在建筑物的每一层有两个超声波接收端，其中一个属于超声波接收端一组，另一个属于超声波接收端二组；

所述超声波接收端一组所有超声波接收端连线形成楼层定位直线，所述楼层定位直线与地平线垂直；

定位位置所在建筑物的每一层中两个所述超声波接收端连线与所述楼层定位直线垂直；

所述超声波接收端一组所有超声波接收端的ID信息的功能标识相同，所述超声波接收端二组所有超声波接收端的ID信息的功能标识相同。