本發(fā)明涉及無線測距領(lǐng)域，具體涉及一種旋轉(zhuǎn)式距離測量驗證方法。

背景技術(shù)：

目前無線測距的方式有很多種，每一種測距方式都存在其自身的有點，但是在復(fù)雜多變的環(huán)境下，不同的測距方式會受到各種因素的影響后，降低測距的精度，尤其對于一些需要精確測距的情況下，實現(xiàn)高精度的距離測量變的也越來越重要。

無線測距技術(shù)是實現(xiàn)無線定位、導(dǎo)航等實際應(yīng)用的基礎(chǔ)，如果能夠準確的測定距離，那么就可以實現(xiàn)高精度的定位和導(dǎo)航等，因此其受到越來越收到諸多行業(yè)的高度關(guān)注，應(yīng)用需求遍及眾多行業(yè)領(lǐng)域。

無線測距技術(shù)的基礎(chǔ)是距離測量裝置和方法的準確，并且由于工藝等諸多因素的影響，同一類或者同一批的測距裝置中有些存在缺陷，測量精度差，如果能夠提前選出質(zhì)量優(yōu)異的測距裝置則可以提高測量精度、并且淘汰存在缺陷的測距裝置，節(jié)約成本，提高效率，然而目前現(xiàn)有技術(shù)中的沒有專門針對測距裝置或其傳感器及方法進行實際應(yīng)用前有效驗證的裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)對測距驗證裝置進行預(yù)先驗證修正，提供驗證數(shù)據(jù)進行研究分析，從而可以有效提高測距精度，減低成本提高效率的旋轉(zhuǎn)式距離測量驗證方法。

本發(fā)明提供了一種旋轉(zhuǎn)式距離測量驗證方法，利用旋轉(zhuǎn)式測距驗證裝置實現(xiàn)，旋轉(zhuǎn)式測距驗證裝置包括依次設(shè)置于邊長為a的正六邊形框架的六個頂點的高精度距離傳感單元T1-T6，其中六個頂點的位置坐標(biāo)已知，分別記為C₁(x₁，y₁，z₁),C₂(x₂，y₂，z₂),C₃(x₃，y₃，z₃),C₄(x₄，y₄，z₄),C₅(x₅，y₅，z₅),C₁(x₆，y₆，z₆)；

測距裝置設(shè)置于正六邊形框架的中心位置，其位置坐標(biāo)記為O(x',y',z')；

目標(biāo)設(shè)置于通過正六邊形的中心且垂直于正六邊形框架平面的延長線上，位置坐標(biāo)記為M(x，y，z)；

正六邊形框架的六個邊分別設(shè)置導(dǎo)軌H1-H6；

驅(qū)動單元，用于驅(qū)動高精度距離傳感單元T1-T6沿著正六邊形框架的六個邊設(shè)置的導(dǎo)軌H1-H6按順時針的方向移動。

依次包括如下步驟：

(1)初始化旋轉(zhuǎn)式測距驗證裝置，將測距裝置設(shè)置于正六邊形框架的中心位置，目標(biāo)設(shè)置于通過正六邊形的中心且垂直于正六邊形框架平面的延長線上；

(2)將高精度距離傳感單元T1、T3、T5分為第一組，T2、T4、T6為第二組，第一組高精度距離傳感單元通過TOA方法分別測得高精度距離傳感單元T1、T3、T5到目標(biāo)的直線距離L₁₁，L₃₁，L₅₁，第二組高精度距離傳感單元通過RSSI方法分別測得高精度距離傳感單元T2、T4、T6到目標(biāo)的直線距離L₂₁，L₄₁，L₆₁，計算：

分別得到中心位置到目標(biāo)2的距離D₁，D₂，D₃作為第一組測量數(shù)據(jù)；

(3)將高精度距離傳感單元T1、T2、T3分為第三組，T4、T5、T6為第四組，第三組高精度距離傳感單元通過TOA方法分別測得高精度距離傳感單元T1、T2、T3到目標(biāo)的直線距離L₁₂，L₂₂，L₃₂，第四組高精度距離傳感單元通過RSSI方法分別測得高精度距離傳感單元T4，T5、T6到目標(biāo)的直線距離L₄₂，L₅₂，L₆₂，通過公式分別得到中心位置到目標(biāo)的距離D₁₂，D₂₂，D₃₂，D₄₂，D₅₂，D₆₂，再分別求出D₁₂，D₂₂和D₃₂，D₄₂，D₅₂和D₆₂的平均值D₄，D₅作為第二組測量數(shù)據(jù)；

(4)利用驅(qū)動單元驅(qū)動高精度距離傳感單元T1-T6分別沿著正六邊形框架的六個邊設(shè)置的導(dǎo)軌H1-H6按順時針的方向移動；

(5)將高精度距離傳感單元T1、T3、T5分為第一組，T2、T4、T6為第二組，第一組高精度距離傳感單元通過TOA方法分別測得高精度距離傳感單元T1、T3、T5到目標(biāo)的直線距離L₁₃，L₃₃，L₅₃，第二組高精度距離傳感單元通過RSSI方法分別測得高精度距離傳感單元T2、T4、T6到目標(biāo)的直線距離L₂₃，L₄₃，L₆₃，計算：

分別得到中心位置到目標(biāo)2的距離D₇，D₈，D₉作為第三組測量數(shù)據(jù)；

(6)再將高精度距離傳感單元T1、T2、T3分為第三組，T4、T5、T6為第四組，第三組高精度距離傳感單元通過TOA方法分別測得高精度距離傳感單元T1、T2、T3到目標(biāo)2的直線距離L₁₄，L₂₄，L₃₄，第四組高精度距離傳感單元通過RSSI方法分別測得高精度距離傳感單元T4，T5、T6到目標(biāo)2的直線距離L₄₄，L₅₄，L₆₄，通過公式分別得到中心位置到目標(biāo)的距離D₁₄，D₂₄，D₃₄，D₄₄，D₅₄，D₆₄，再分別求出D₁₄，D₂₄和D₃₄，D₄₄，D₅₄和D₆₄的平均值D₁₀，D₁₁作為第四組測量數(shù)據(jù)；

(7)利用高精度距離傳感單元T1、T3、T5的位置處的坐標(biāo)C₁(x₁，y₁，z₁),C₃(x₃，y₃，z₃),C₅(x₅，y₅，z₅)和到目標(biāo)的直線距離L₁₁，L₃₁，L₅₁，計算得到目標(biāo)的位置坐標(biāo)M1(x₁₁，y₁₁，z₁₁)，再利用高精度距離傳感單元T2、T4、T6的位置處的坐標(biāo)C₂(x₂，y₂，z₂),C₄(x₄，y₄，z₄),C₆(x₆，y₆，z₆)和到目標(biāo)的直線距離L₂₁，L₄₁，L₆₁，計算得到目標(biāo)的位置坐標(biāo)M2(x₂₂，y₂₂，z₂₂)；

(8)將M1(x₁₁，y₁₁，z₁₁)和M2(x₂₂，y₂₂，z₂₂)對應(yīng)的坐標(biāo)求平均值后得到目標(biāo)的位置坐標(biāo)M(x，y，z)；

利用高精度距離傳感單元T1和T4的已知坐標(biāo)C₁(x₁，y₁，z₁)和C₄(x₄，y₄，z₄)計算得到測距裝置的位置坐標(biāo)O(x',y',z')；

利用目標(biāo)的位置坐標(biāo)M(x，y，z)和測距裝置O的位置坐標(biāo)O(x',y',z')，通過距離公式得到計算距離D₆，作為第五組測量數(shù)據(jù)；

(9)通過測距裝置測量得到其到目標(biāo)的距離D，判斷誤差是否滿足預(yù)設(shè)的閾值，如果大于等于閾值，則認為測距裝置測量不準確，不滿足測距要求，如果小于閾值，則認為測距裝置測量準確，滿足測距要求。

其中，測距裝置測量得到其到目標(biāo)的距離D的具體方法為TOA方法或RSSI方法。

其中，判斷誤差是否滿足預(yù)設(shè)的閾值的具體方法為計算誤差率W₁和W₂是否滿足預(yù)設(shè)的閾值:

如果誤差率W₁和W₂同時滿足預(yù)設(shè)的閾值，則認為測距裝置準確，滿足測距要求，如果有其中一個不滿足或同時不滿足預(yù)設(shè)的閾值，則認為測距裝置不準確，不滿足測距要求。

其中，閾值為0.01。

其中，還包括步驟(10)，將第一、第二、第三、第四、第五組測量數(shù)據(jù)進行存儲。

本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)式距離測量驗證方法，可以實現(xiàn)：

1)能夠?qū)崿F(xiàn)對測距驗證裝置進行預(yù)先驗證修正，提供驗證數(shù)據(jù)進行研究分析；

2)有效提高測距精度，減低成本，提高效率；

3)不但利用多種方式得到距離數(shù)據(jù)，測量數(shù)據(jù)豐富，還可將測量數(shù)據(jù)進行存儲留備研究分析，供；

4)裝置結(jié)構(gòu)簡單，并且利用多種數(shù)學(xué)模型進行計算，方式簡單，效率高；

5)利用軌道實現(xiàn)高精度距離傳感單元的位置可變，從而有效的有規(guī)律的改變驗證環(huán)境，具有一定的隨機性，提高了驗證的準確率，并且轉(zhuǎn)換后的結(jié)構(gòu)依然保持正六邊形的結(jié)構(gòu)，減小了計算難度；

6)多種距離測量方式的結(jié)合，對于數(shù)據(jù)的處理多樣化。

附圖說明

圖1為旋轉(zhuǎn)式測距驗證裝置結(jié)構(gòu)示意圖

圖2為正六邊形框架及距離傳感單元設(shè)置變化結(jié)構(gòu)示意圖

具體實施方式

下面詳細說明本發(fā)明的具體實施，有必要在此指出的是，以下實施只是用于本發(fā)明的進一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制，該領(lǐng)域技術(shù)熟練人員根據(jù)上述本發(fā)明內(nèi)容對本發(fā)明做出的一些非本質(zhì)的改進和調(diào)整，仍然屬于本發(fā)明的保護范圍。

本發(fā)明提供了一種旋轉(zhuǎn)式距離測量驗證方法，利用旋轉(zhuǎn)式測距驗證裝置1實現(xiàn)，如圖1、2所示，通過旋轉(zhuǎn)式測距驗證裝置1對目標(biāo)2進行距離測量，實現(xiàn)對位于O點的距離測量傳感裝置的準確率驗證，從而對距離測量傳感裝置即時進行校正，并且將測量數(shù)據(jù)進行大數(shù)據(jù)處理、存儲，提供研究分析的測量數(shù)據(jù)，從而有效的提高測距精度。

如圖2所示，旋轉(zhuǎn)式測距驗證裝置1包括依次設(shè)置于邊長為a的正六邊形框架的六個頂點的高精度距離傳感單元T1-T6，其中六個頂點的位置坐標(biāo)已知，分別記為C₁(x₁，y₁，z₁),C₂(x₂，y₂，z₂),C₃(x₃，y₃，z₃),C₄(x₄，y₄，z₄),C₅(x₅，y₅，z₅),C₁(x₆，y₆，z₆),測距裝置O位于正六邊形框架的中心位置，記為O(x',y',z')，目標(biāo)2設(shè)置于通過正六邊形框架的中心且垂直于正整六邊形框架平面的延長線上，位置坐標(biāo)記為M(x，y，z)；正六邊形框架的六個邊分別設(shè)置導(dǎo)軌3，分別記為H1-H6，其中利用驅(qū)動單元，能夠驅(qū)動高精度距離傳感單元T1-T6沿著正六邊形框架的六個邊的導(dǎo)軌3移動，驅(qū)動單元優(yōu)選為步進電機。

首先，將高精度距離傳感單元T1、T3、T5分為第一組，T2、T4、T6為第二組，第一組高精度距離傳感單元通過TOA方法分別測得高精度距離傳感單元T1、T3、T5到目標(biāo)的直線距離L₁₁，L₃₁，L₅₁，第二組高精度距離傳感單元通過RSSI方法分別測得高精度距離傳感單元T2、T4、T6到目標(biāo)的直線距離L₂₁，L₄₁，L₆₁，計算：

分別得到中心位置到目標(biāo)2的距離D₁，D₂，D₃作為第一組測量數(shù)據(jù)。

其次，正六邊形具有空間的對稱性，T1、T2、T3和T4、T5、T6對稱，因此將高精度距離傳感單元T1、T2、T3分為第三組，T4、T5、T6為第四組，第三組高精度距離傳感單元通過TOA方法分別測得高精度距離傳感單元T1、T2、T3到目標(biāo)2的直線距離L₁₂，L₂₂，L₃₂，第四組高精度距離傳感單元通過RSSI方法分別測得高精度距離傳感單元T4，T5、T6到目標(biāo)2的直線距離L₄₂，L₅₂，L₆₂，通過公式分別得到中心位置到目標(biāo)2的距離D₁₂，D₂₂，D₃₂，D₄₂，D₅₂，D₆₂，再分別求出D₁₂，D₂₂和D₃₂，D₄₂，D₅₂和D₆₂的平均值D₄，D₅作為第二組測量數(shù)據(jù)。

通常情況，設(shè)備會因外各種因素產(chǎn)生誤差，而且往往這些誤差如果是一個相對穩(wěn)定的數(shù)值，不容易被發(fā)現(xiàn)，因此為了更好的驗證，可以變換測距驗證裝置的結(jié)構(gòu)，從而具有一定的隨機性，有助于數(shù)據(jù)的驗證。因此，本發(fā)明的正六邊形框架的六個邊分別設(shè)置導(dǎo)軌3，分別記為H1-H6，其中利用驅(qū)動單元，通過改變高精度距離傳感單元T1-T6的位置，來實現(xiàn)驗證環(huán)境的變換，從而提高驗證的精度。

具體的，利用驅(qū)動單元驅(qū)動高精度距離傳感單元T1-T6沿著對應(yīng)的導(dǎo)軌作順時針方向移動，因為這種轉(zhuǎn)動方式使得移動后的高精度距離傳感單元T1-T6依然位于一邊長為a的正六邊形的頂點，高精度距離傳感單元T1-T6距離中心的距離依然為a，因此既保證了運算的簡化，又保證了測距驗證裝置的結(jié)構(gòu)變化，從而可以依然利用正六邊形的性質(zhì)，移動后的結(jié)構(gòu)如圖2所示。

那么移動后，依然將高精度距離傳感單元T1、T3、T5分為第一組，T2、T4、T6為第二組，第一組高精度距離傳感單元通過TOA方法分別測得高精度距離傳感單元T1、T3、T5到目標(biāo)的直線距離L₁₃，L₃₃，L₅₃，第二組高精度距離傳感單元通過RSSI方法分別測得高精度距離傳感單元T2、T4、T6到目標(biāo)的直線距離L₂₃，L₄₃，L₆₃，計算；

分別得到中心位置到目標(biāo)2的距離D₇，D₈，D₉作為第三組測量數(shù)據(jù)。

同樣，再將高精度距離傳感單元T1、T2、T3分為第三組，T4、T5、T6為第四組，第三組高精度距離傳感單元通過TOA方法分別測得高精度距離傳感單元T1、T2、T3到目標(biāo)2的直線距離L₁₄，L₂₄，L₃₄，第四組高精度距離傳感單元通過RSSI方法分別測得高精度距離傳感單元T4，T5、T6到目標(biāo)2的直線距離L₄₄，L₅₄，L₆₄，通過公式分別得到中心位置到目標(biāo)2的距離D₁₄，D₂₄，D₃₄，D₄₄，D₅₄，D₆₄，再分別求出D₁₄，D₂₄和D₃₄，D₄₄，D₅₄和D₆₄的平均值D₁₀，D₁₁作為第四組測量數(shù)據(jù)。

然后，利用高精度距離傳感單元T1、T3、T5的位置處的坐標(biāo)C₁(x₁，y₁，z₁),C₃(x₃，y₃，z₃),C₅(x₅，y₅，z₅)和到目標(biāo)的直線距離L₁₁，L₃₁，L₅₁，計算得到目標(biāo)的位置坐標(biāo)M1(x₁₁，y₁₁，z₁₁)，再利用高精度距離傳感單元T2、T4、T6的位置處的坐標(biāo)C₂(x₂，y₂，z₂),C₄(x₄，y₄，z₄),C₆(x₆，y₆，z₆)和到目標(biāo)的直線距離L₂₁，L₄₁，L₆₁，計算得到目標(biāo)的位置坐標(biāo)M2(x₂₂，y₂₂，z₂₂)，將M1(x₁₁，y₁₁，z₁₁)和M2(x₂₂，y₂₂，z₂₂)對應(yīng)的坐標(biāo)求平均值后得到目標(biāo)的位置坐標(biāo)M(x，y，z)；利用高精度距離傳感單元T1和T4的已知坐標(biāo)C₁(x₁，y₁，z₁)和C₄(x₄，y₄，z₄)計算得到測距裝置O的位置坐標(biāo)O(x',y',z')，利用目標(biāo)的位置坐標(biāo)M(x，y，z)和測距裝置O的位置坐標(biāo)O(x',y',z')，通過距離公式得到計算距離D₆。

最后通過測距裝置O測量得到其到目標(biāo)2的距離D，其中測量的方式不受限制，根據(jù)其自身的測量方式確定，例如可以是TOA方式、RSSI方式等。判斷誤差是否滿足預(yù)設(shè)的閾值，如果大于等于閾值，則認為測距裝置O不準確，不滿足測距要求，可以進行調(diào)試更換，如果小于閾值，則認為測距裝置O準確，滿足測距要求。其中判斷誤差是否滿足預(yù)設(shè)的閾值的具體方法為計算誤差率:

如果誤差率W₁和W₂同時滿足預(yù)設(shè)的閾值，則認為測距裝置O準確，滿足測距要求，如果有其中一個不滿足或同時不滿足預(yù)設(shè)的閾值，則認為測距裝置O不準確，不滿足測距要求。

最后通過測距裝置O測量得到其到目標(biāo)2的距離D，其中測量的方式不受限制，根據(jù)其自身的測量方式確定，例如可以是TOA方式、RSSI方式等。判斷誤差是否滿足預(yù)設(shè)的閾值，如果大于等于閾值，則認為測距裝置O不準確，不滿足測距要求，可以進行調(diào)試更換，如果小于閾值，則認為測距裝置O準確，滿足測距要求。其中判斷誤差是否滿足預(yù)設(shè)的閾值的具體方法為計算誤差率:

此外，考慮到成本，性能等因素，高精度距離傳感單元可以根據(jù)實際情況進行選擇，例如高精度超聲波距離傳感單元，高精度激光距離傳感單元等。

本發(fā)明中對于距離的測量具有較多的測量和計算數(shù)據(jù)，對于測距裝置驗證完畢后，可以將測量和計算數(shù)據(jù)進行存儲，提供研究分析的理論數(shù)據(jù)。本發(fā)明中對于距離的測量具有較多的測量和計算數(shù)據(jù)，對于測距裝置驗證完畢后，可以將測量和計算數(shù)據(jù)進行存儲，提供研究分析的理論數(shù)據(jù)，此外需要說明書的是，本發(fā)明中的參數(shù)部分可以通過直接設(shè)置、測量的方式獲取，其他參數(shù)可以通過計算或其他本領(lǐng)域公知的方式獲得，尤其是誤差率的取值依據(jù)本領(lǐng)域的合理方式，例如取正數(shù)等，本發(fā)明是在合理的預(yù)期下完成，任何不適用的參數(shù)、公式、方案都應(yīng)排除。

盡管為了說明的目的，已描述了本發(fā)明的示例性實施方式，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，不脫離所附權(quán)利要求中公開的發(fā)明的范圍和精神的情況下，可以在形式和細節(jié)上進行各種修改、添加和替換等的改變，而所有這些改變都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護范圍，并且本發(fā)明要求保護的產(chǎn)品各個部門和方法中的各個步驟，可以以任意組合的形式組合在一起。因此，對本發(fā)明中所公開的實施方式的描述并非為了限制本發(fā)明的范圍，而是用于描述本發(fā)明。相應(yīng)地，本發(fā)明的范圍不受以上實施方式的限制，而是由權(quán)利要求或其等同物進行限定。