水下高精度超声定位设备制造技术

本实用新型专利技术公开了水下高精度超声定位设备，包括超声波发射装置、超声波接收装置、主机和水下超声定位系统，超声波发射装置包括发射电路和发射信号转换模块，发射电路的输出端与发射信号转换模块的输入端电连接。本实用新型专利技术通过设置超声波发射装置、超声波接收装置、主机、数码显示及存储模块、单片机处理及控制模块、发射电路、发射信号转换模块、被测物体、接收信号转换模块和接收电路配合使用，具有造价低，效率高，功耗低便于安装和维护的优点，解决了现有的水下定位技术布设、校准和维护等方面都比较困难，费时耗资，灵活性差，不能机动，作用范围有限，无法满足水下航行器的导航、以及高精度水下绝对定位要求的问题。

【技术实现步骤摘要】
水下高精度超声定位设备
本技术涉及水下定位
，具体为水下高精度超声定位设备。
技术介绍
振动频率高于20KHZ的声波称之为超声波，超声波具有方向性强、反射性强和功率大的特点，因此，超声技术的应用几乎遍及工农业生产、医疗卫生、科学研究及国防建设等方面，利用超声波作为定位技术也是蝙蝠等生物作为防御及捕捉猎物的手段，超声波是一种弹性机械波，它在水中可实现远距离传播，所以在声纳、超声波鱼群探测仪等得到了广泛的研究和应用，近来在机器人的障碍探测方面也应用相当普遍，目前，水下定位方法主要包括声学定位和声学定位暂停，声学定位方法有两个主要问题：第一，覆盖率低，解决方案存在差距，在30千赫兹超声波频带中，沉积物损失的吸收率很高，应答器不能接收脉冲调查，不能发送脉冲响应，位置数据的持续损失，第二，应答器失败率很高，水下声学测量元件：在使用中，很难避免转发器损坏、电池短缺、人造框架和误差操作，位置传统上是事后第一，受天气和海洋条件的限制，这是非常困难的。现在已有的水下定位技术有：超短基线定位系统、短基线定位系统、长基线定位系统、组合定位系统等，由于这些系统在布设、校准和维护等方面都比较困难，费时耗资，灵活性差，不能机动，作用范围有限，无法满足水下航行器的导航、以及高精度水下绝对定位的要求，因此需设计一种新型水下超声定位设备解决上述问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供水下高精度超声定位设备，具备造价低，效率高，功耗低便于安装和维护的优点，解决了现有的水下定位技术布设、校准和维护等方面都比较困难，费时耗资，灵活性差，不能机动，作用范围有限，无法满足水下航行器的导航、以及高精度水下绝对定位要求的问题。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：水下高精度超声定位设备，包括超声波发射装置、超声波接收装置、主机和水下超声定位系统，所述超声波发射装置包括发射电路和发射信号转换模块，所述发射电路的输出端与发射信号转换模块的输入端电连接，所述超声波接收装置包括接收信号转换模块和接收电路，所述接收电路的输入端与接收信号转换模块的输出端电连接，所述水下超声定位系统包括单片机处理及控制模块和被测物体，所述单片机处理及控制模块的输出端电连接有数码显示及存储模块，所述单片机处理及控制模块的输出端与发射电路的输入端电连接，所述单片机处理及控制模块的输入端与接收电路的输出端电连接。优选的，所述数码显示及存储模块具体为主机，所述单片机处理及控制模块为单片机MCU。优选的，所述发射信号转换模块为发射换能器，所述接收信号转换模块为接收换能器。与现有技术相比，本技术的有益效果如下：1、本技术通过设置超声波发射装置、超声波接收装置、主机、数码显示及存储模块、单片机处理及控制模块、发射电路、发射信号转换模块、被测物体、接收信号转换模块和接收电路配合使用，具有造价低，效率高，功耗低便于安装和维护的优点，解决了现有的水下定位技术布设、校准和维护等方面都比较困难，费时耗资，灵活性差，不能机动，作用范围有限，无法满足水下航行器的导航、以及高精度水下绝对定位要求的问题。附图说明图1为本技术系统原理图；图2为本技术系统原理图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。请参阅图1-2，水下高精度超声定位设备，包括超声波发射装置、超声波接收装置、主机和水下超声定位系统，超声波发射装置包括发射电路和发射信号转换模块，发射电路的输出端与发射信号转换模块的输入端电连接，发射信号转换模块为发射换能器，超声波接收装置包括接收信号转换模块和接收电路，接收电路的输入端与接收信号转换模块的输出端电连接，接收信号转换模块为接收换能器，水下超声定位系统包括单片机处理及控制模块和被测物体，单片机处理及控制模块为单片机MCU，单片机处理及控制模块的输出端电连接有数码显示及存储模块，数码显示及存储模块具体为主机，单片机处理及控制模块的输出端与发射电路的输入端电连接，单片机处理及控制模块的输入端与接收电路的输出端电连接，通过设置超声波发射装置、超声波接收装置、主机、数码显示及存储模块、单片机处理及控制模块、发射电路、发射信号转换模块、被测物体、接收信号转换模块和接收电路配合使用，具有造价低，效率高，功耗低便于安装和维护的优点，解决了现有的水下定位技术布设、校准和维护等方面都比较困难，费时耗资，灵活性差，不能机动，作用范围有限，无法满足水下航行器的导航、以及高精度水下绝对定位要求的问题。使用时，整个系统由单片机处理和控制，启动测量时，每隔20ms发出数个1Mhz的超声波，单片机处理及控制模块驱动发射电路发射对应电信号，在发射信号转换模块的转换下出超声脉冲，同时启动单片机处理及控制模块的计时器，当脉冲到达被测物体时，反射回来脉冲信号，由接收信号转换模块接收并将对应声信号转换为电信号，同时再由接收电路进行滤波放大，最终传输至单片机处理及控制模块，使其产生中断，技术停止，然后单片机处理及控制模块将对应数据传输至数码显示及存储模块，并进行计算机处理后实现定位的功能；整个系统使用单片机MCU作为处理系统，分为发射端和接收端整合了显示，存储，发射，接收和发射还有编解码等模块实现数据的传递和解析，最终将得到的数据传回主机计算机，通过特定算法计算声波返回方向和时延差得到障碍物的具体位置，整套系统采用了MCU和主流超声波作为传播媒介，所以拥有造价低，效率高，功耗低便于安装和维护的优点，此外，由于发射和接收部分独立开来，所以用户可以灵活搭配该系统，既可以单独联合使用得到相对于自己的目标物体具体位置，也可以作为水下分布式网络，当发射和接收装置处于不同坐标位置时对目标进行定位。综上所述：该水下高精度超声定位设备，通过设置超声波发射装置、超声波接收装置、主机、数码显示及存储模块、单片机处理及控制模块、发射电路、发射信号转换模块、被测物体、接收信号转换模块和接收电路配合使用，具有造价低，效率高，功耗低便于安装和维护的优点，解决了现有的水下定位技术布设、校准和维护等方面都比较困难，费时耗资，灵活性差，不能机动，作用范围有限，无法满足水下航行器的导航、以及高精度水下绝对定位要求的问题。尽管已经示出和描述了本技术的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本技术的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本技术的范围由所附权利要求及其等同物限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.水下高精度超声定位设备，包括超声波发射装置、超声波接收装置、主机和水下超声定位系统，其特征在于：所述超声波发射装置包括发射电路和发射信号转换模块，所述发射电路的输出端与发射信号转换模块的输入端电连接，所述超声波接收装置包括接收信号转换模块和接收电路，所述接收电路的输入端与接收信号转换模块的输出端电连接，所述水下超声定位系统包括单片机处理及控制模块和被测物体，所述单片机处理及控制模块的输出端电连接有数码显示及存储模块，所述单片机处理及控制模块的输出端与发射电路的输入端电连接，所述单片机处理及控制模块的输入端与接收电路的输出端电连接。/n

【技术特征摘要】
1.水下高精度超声定位设备，包括超声波发射装置、超声波接收装置、主机和水下超声定位系统，其特征在于：所述超声波发射装置包括发射电路和发射信号转换模块，所述发射电路的输出端与发射信号转换模块的输入端电连接，所述超声波接收装置包括接收信号转换模块和接收电路，所述接收电路的输入端与接收信号转换模块的输出端电连接，所述水下超声定位系统包括单片机处理及控制模块和被测物体，所述单片机处理及控制模块的输出端电连接有数码显示及存储模块，...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵壁如，赵健，刘宗坤，陈志麟，赵萱坤，方晓松，白光普，王涛，费春霞，陈啸然，
申请(专利权)人：成都星辰瀑布通信技术有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51