進一步，所述超聲波接收陣列理論中心與信標模塊的距離由如下公式獲得，
式中，4為接收同一編碼超聲波的兩個超聲波感應元與信標模塊的直線距離，由步 驟（4)計算得出，且4< ^為超聲波感應元與超聲波接收陣列理論中心的直線距離，^ 為兩個超聲波感應元之間的直線距離，a為直線J1與直線s之間的夾角，A為與J1相對應 的超聲波感應元到超聲波接收陣列理論中心的直線R與直線^之間的夾角，其中，角度A和 直線6·均為超聲波接收陣列的固定尺寸。
[0018] 進一步，所述信標模塊與超聲波接收陣列理論中心的右旋角由如下公式獲得， CN 105116406 A 說明書 4/8 頁
式中，為與4相對應的超聲波感應元的右旋角，右旋角為超聲波接收陣列的固定尺寸。
[0019] -種根據上述第二種所述復合測距儀的測距方法，其特征在于：包括以下步驟： (1) 由主測模塊發起建立無線聯絡信號請求，向定位系統平臺申請定位信號，再由定位 系統平臺發射無線電信號呼喚需要的信標模塊；定位系統平臺與需要的信標模塊聯絡成功 后， 定位系統平臺向信標模塊發射啟動測距無線信號，收到啟動測距無線信號的信標模 塊，立即向主測模塊發射無線同步信號，使信標模塊和主測模塊配合同步測試； (2) 由信標模塊向主測模塊發射已編碼的超聲波信號，同時收到同步信號的主測模塊 開啟數據采集時間窗口 T，實時采集數據并存儲，處理計算接收到的超聲波信號數據段，識 別其編碼，若接收到多組相同編碼的超聲波信號，只取最先到達的一組超聲波編碼信號，剔 除其余雜波，再經計算找到最先到達的此組超聲波編碼信號的起頭時間Τ' ； (3) 計算得到超聲波接收陣列與該信標模塊之間的距離功古Τ' Xc，其中，c為超聲 波信號在常溫下的傳播速度。
[0020] 本發明與現有技術相比具有如下特點： (1) 將接收到的超聲波信號根據其信號的強弱自動進行增益控制，使輸出的超聲波模 擬信號強度保持相對穩定，并將接收到的模擬信號轉換成數字信號；計算出判斷閾值，根據 判斷閾值判斷當前信號為超聲波信號還是噪聲信號，從而實現超聲波檢測，解決了超聲波 信號在傳輸過程中的衰減問題； (2) 利用超聲波陣列中超聲波感應元之間的相位差和信號強度，分辨不同途徑的超聲 波，只取直線到達的超聲波，這樣可解決多徑效應和非視距傳播問題，濾除環境聲波的干 擾，大大提尚測距精度和可靠性； (3) 使用編碼超聲波方式可便于確定接收的超聲波是否是需要的信標模塊發送的，同 時通過與發射源的理論編碼比對，可精確確定超聲波的起始點和發射角度，提高測距的準 確度。
【附圖說明】
[0021] 圖1為本發明實施例1的結構示意圖； 圖2為本發明實施例1超聲波接收陣列所接收的超聲波方向與超聲波接受陣列理論中 心在同一條直線上的結構示意圖； 圖3為本發明實施例1超聲波接收陣列所接收的超聲波方向與超聲波接受陣列理論中 心不在同一條直線上的結構示意圖； 圖4為本發明實施例1超聲波接收陣列理論中心與超聲波發射源之間的角度示意圖。
【具體實施方式】
[0022] 以下結合附圖和【具體實施方式】對本發明的詳細結構作進一步描述。
[0023] 實施例1 一種復合測距儀，包括主測模塊和信標模塊，主測模塊可安裝在一個移動體上(如機器 人，智能車等)，用于獲取該移動體的距離；信標模塊的位置必須是固定的，從而獲得固定位 置坐標，其可以安裝于墻上或者其它固定物體上(放置的位置沒有具體要求)，以達到檢測 主測模塊位置的目的。主測模塊1與信標模塊之間采用雙工模式聯絡。
[0024] 其中，信標模塊包括第一智能處理模塊以及分別與第一智能處理模塊連接的第一 無線收發模塊：和超聲波發射模塊。
[0025] 第一無線收發模塊用于以無線的方式與主測模塊聯絡，收發指令和同步信號；第 一無線收發模塊可以采用符合多種無線通信協議的網絡模塊、例如WIFI模塊、ZigBee模 塊、藍牙通信模塊等無線通訊模塊。第一無線收發模塊采用無線串口通信模塊。
[0026] 超聲波發射模塊，用于發出已編址的超聲波信號；由于信標模塊都賦予唯一編碼， 以便于主測模塊通過識別編碼來判斷接收的超聲波是否是需要的信標模塊發送的。
[0027] 第一智能處理模塊用于處理接收的指令和儲存超聲波編碼，處理同步時序安排。
[0028] 其中，主測模塊包括第二智能處理模塊以及分別與第二智能處理模塊連接的第二 無線收發模塊和超聲波接收陣列。
[0029] 第二無線收發模塊用于以無線的方式與所需的信標模塊聯絡，收發指令和同步信 號，并接收超聲波信號的時序；第二無線收發模塊采用無線串口通信模塊。
[0030] 超聲波接收陣列，用于接收來自信標模塊發出的不同角度的超聲波信號；超聲波 收發陣列為具有多個超聲波感應元的集成環陣列，全部集成于一塊電路板上，且位置關系 固定，便于計算，簡化程序。該陣列不僅可測試超聲波到達時間，還可測試超聲波發射源的 角度。另外還可通過與發射源的理論編碼的比對，可確認該超聲波編碼是否為需要的信標 模塊發送，還可精確確定超聲波的起始點，以可以解決環境聲波的干擾問題。
[0031] 第二智能處理模塊，用于處理接收的指令、模塊各部分的邏輯關系、做出同步時序 安排、識別編碼、儲存和分析接收到的超聲波數據信息。第二智能處理模塊包括超聲波陣列 處理模塊和中央處理器，超聲波陣列處理模塊包括前置放大模塊和A/D轉換模塊，超聲波 接收陣列連接前置放大模塊的輸入端，前置放大模塊的輸出端連接A/D轉換模塊的模擬輸 入端，A/D轉換模塊的數字輸出端連接中央處理器；中央處理器還與第二無線收發模塊連 接。
[0032] 本實施例的前置放大模塊采用了帶AGC功能的放大器，AGC為自動增益控制。當 超聲波接收陣列接收到的信號較弱時，AGC放大器會自動增加信號放大倍數，將弱信號幅度 增強。當超聲波接收陣列接收到的信號較強時，AGC放大器會自動降低信號放大倍數，以實 現無論信號較強還是較弱，前置放大模塊的輸出信號都保持相對穩定。
[0033] A/D轉換模塊用于將檢測時間段內的超聲波模擬信號連續轉換成數字信號（需要 的超聲波信號未到達時，超聲波幅值接近零，到達時超聲波幅值將在設計范圍內），并存入 RAM，成為一數據組；通過中央處理器掃描采集到的超聲波信號幅度，并處理該組超聲波數 據；根據接收到的超聲波脈沖群的平均幅值，來計算判斷閾值。本實施例將轉換后的超聲波 數字信號的多個最高峰值超聲波信號，取其平均值，再以該平均值的合適比例的值做為判 斷閥值。
[0034] 掃描采集到的超聲波信號幅度，達到判斷閾值的點則認為當前測試的超聲波信號 到達起始點，否則認為是噪聲信號。從而實現超聲波檢測，解決了超聲波信號在傳輸過程中 的衰減問題。
[0035] 如圖1所示：復合測距儀的測距方法包括以下步驟： (1) 由主測模塊1發起建立無線聯絡信號請求，呼喚需要的信標模塊2,被呼喚到的信 標模塊2發送無線信號回應，主測模塊1收到回應后完成無線握手； (2) 主測模塊1再次發射無線信號啟動測距命令，信標模塊2收到命令后，先發射無線 同步信號，再發射已編址的超聲波信號； (3) 主測模塊1在收到信標模塊2發射的無線同步信號時啟動數據采集時間窗口 T1，開 始連續采集數據，開啟數據采集窗口的那一刻標記為采集時間零點，在時間窗口內采集的 數據全部存入RAM。在時間窗口關閉后，主測模塊1將立即處理RAM中的數據，找到超聲波 接收陣列4接收到的超聲波信號數據段，再對該數據段的超聲波信號進行處理計算，識別 其編碼，若接收到