[发明专利]一种红外多机坐标定位与通信的实现方法

权利要求书

1.一种红外多机坐标定位与通信的实现方法，包括IRDA协议与CSMA仲裁协议，其特征在于，至少包括两组通信模块，每个通信模块包括至少两个红外接收管和一个红外发射管，一组作为目标方，一组作为本机，目标方的红外发射管对本机发射信号，本机红外接收管接收信号，包括如下具体步骤：

1) 红外信号由本机的红外接收管转换为电信号，经具有信号放大、带通滤波、阈值比较器的接收信号处理电路处理后形成脉宽与距离相关的数字信号；

2) 接收信号处理电路将输出信号分别送入IRDA协议解码器与数字脉冲宽度测量器4；

3) IRDA协议解码器输出数据，由主控制器中CSMA收发仲裁控制协议中的数据测距接收器来校验数据、测距帧的完整性与正确性后，输出目标方标识，数据及到本机各个红外接收管位置的距离，通过各个红外接收管测量的不同距离、本机红外接收管相对本机中心参考系，即本机红外发射管位置为原点的二维参考坐标系的坐标位置联立方程组，可以求解目标发射管在本机参考系下的二维坐标值，从而得到目标方相对于本机红外发射管的距离和方向；

4) 主控制器中 CSMA收发仲裁控制协议中的数据测距发送器收到数据发送请求后，会在信道空闲时，将测距帧直接通过测距帧旁路传输，将数据帧发送至IRDA协议编码器；

5) 经IRDA协议编码器编码后，编码数据帧被输入到信号选择器，测距帧则直接通过测距帧旁路输入到信号选择器的另一路；

6) 根据发送协议时序要求，信号选择器先行输出测距帧，随后输出数据帧，并且由红外发射管发送；

7) 数据测距发送器发送的同时，数据测距接收器监听发送数据测距帧内容是否受到干扰以保证发送内容的正确性。

2.根据权利要求1所述红外多机坐标定位与通信的实现方法，其特征在于，所述步骤3）中数据测距接收器将目标方标识、数据及到本机的距离输出到接收数据处理器以形成临近节点表，可为多机器人多传感器网络系统提供服务。

3.根据权利要求1所述红外多机坐标定位与通信的实现方法，其特征在于，所述步骤7）中数据测距发送器的发送是由发送数据处理器生成本机发送数据后驱动发送。

4.根据权利要求1所述红外多机坐标定位与通信的实现方法，其特征在于，所述两组通信模块每组由三个红外接收管分别以发射管为圆心O以120度均匀分布，来建立模块的参考平面坐标系；本机三个红外接收管可以分别得到目标发射方P的距离、                                               、结合坐标系可以得到方程组:

通过主控制器解方程，计算出目标中心P点的坐标后，就可以得到本机中心O到目标发射方中心P之间的距离与OP相对本机中心O的X轴夹角，得到距离和方向数据。

5.根据权利要求1所述红外多机坐标定位与通信的实现方法，其特征在于，所述两组通信模块每组由两个或以上独立红外接收测距模块，一组发射模块组成；红外接收管与发射管任意排布，且接收管相对于发射管的位置关系全部已知；额外冗余接收管可以建立两个以上方程数的方程组，可以通过最小二乘原理求解目标中心P点的坐标，就可以得到本机中心O到目标发射方中心P之间的距离与OP相对本机中心O的X轴夹角，实现了模块的测距测向。