[发明专利]一种用于模拟座舱内的超声波无线位移测量方法及系统

权利要求书

1.一种用于模拟座舱内的超声波无线位移测量系统，该系统包括：

发射装置，包括发射超声波的超声波发射器，侦测携带该发射装置的移动物体的速度、方向以及角度的修正装置，无线传输装置以及处理装置；

多个接收器，接收发射装置中的超声波发射器发射的超声波，并发送信息至位置计算器；

位置计算器，包括：

接收单元，接收多个接收器以无线的方式发送的信息以及无线传输装置以无线的方式发射的修正装置所获得的速度、方向以及角度数据；

实时位置计算单元，使用接收器发送的信息计算移动物体的实时位置；

修正位置计算单元，使用修正装置提供的速度、方向以及角度数据计算移动物体的修正位置；

估算位置计算单元，使用最小均方误差为最佳估计准则，采用超声波信号的状态空间模型，利用前一时刻的位置估计值和当前时刻的观测值来更新对状态变量的估计，求出当前时刻的最优位置估计值；

控制单元，利用上述获得的移动物体的实时位置、修正位置以及最优位置估计值，计算移动物体的准确位置。

2.如权利要求1所述的系统，其中超声波发射器连接处理装置，在处理装置的控制下发射超声波并在发射的超声波中携带二元组[E_i，t]，E_i为超声波发射器i的ID，该ID是系统预先分配给超声波发射器的，可以在该系统内唯一标识该超声波发射器，t是发射此次超声波的时间。

3.如权利要求1所述的系统，其中接收器从接收的超声波中解析出二元组[E_i，t]，根据该二元组形成四元组[E_i，R_j，P_j,D_ij],其中E_i为发射器的ID，R_j为接收器的ID，P_j为该接收器j的位置数据，P_j＝(x_j,y_j,z_j)，为接收器j的三维坐标，D_ij为发射器i和接收器j之间的距离，使用如下公式计算D_ij：

D_ij＝(T-t)*v

T为接收器j接收到发射器i所发射的超声波的时间，t为发射器i发射超声波的时间，v为超声波的传播速度。

4.如权利要求3所述的系统，其中位置计算器的接收单元接收接收器发送的四元组，实时位置计算单元利用下述公式计算移动物体的实时位置I＝(x，y，z)：

(x-x_j)²+(y-y_j)²+(z-z_j)²＝D_ij

设置接收器的数量大于等于3，即可求解出I的解，即移动物体的实时位置。

5.如权利要求4所述的系统，其中修正位置计算单元利用下述公式计算移动物体的修正位置K：

K＝I’+ΔX

其中I’为前一时刻的实时位置，ΔX为根据修正装置发送的数据而获得的移动物体的惯性位移。