专利名称：一种具有多个接收器的定位系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用信号进行相对定位方法，属信息处理和信号处理领域。
背景技术：
一般现有的电子测距原理是信号的接收器分布在定位区域，当发射器发射的用于定位的信号被接收器中的一个或多个接收到后，就可以计算出发射器的位置信息。用于定位的信号一般有超声波、红外、激光、射频信号。基于不同原理，发射器和接收器有时会合并在一起。现在公开的数码笔产品可以在普通纸上写字、绘画的同时，将笔迹真实地显示在电脑上，然后实现在电脑上任意编辑、存储、打印，广泛地应用在电化教学、会议演讲等各种领域和场合。其中基于超声波原理的数码笔系统中，基本使用发射头在空气中发射超声波信号，另有一个接收器根据超声波到达的时间，再根据三角定位方法计算出发射头与接收器的相对距离，缺点是对外界环境的噪音非常敏感，超声波在传递中衰减很大，导致无法在大尺寸的工作范围内使用。
发明内容
本发明的目的是提供廉价和简单的方法，基于已有技术扩大定位区域，弥补定位信号易受干扰和衰减的问题，提高定位的精度。在这种具有多个接收器的定位系统中，至少含有两个信号接收器两个分布在定位区域，当发射器发射的用于定位的信号被接收器中的一个或多个接收到后，就可以计算出发射器的位置信息。也就是说发射器发射的定位信号可以被一个接收器接收到后就可以完成定位过程，也可以被两个或多个接收器接收后完成定位过程，而接收器是否可能接收到定位信号是由接收器的工作范围和灵敏度决定；多个接收器的定位范围一定有重叠部分， 可以两两有重叠部分，也可以三个接收器或更多个接收器之间重叠(后称多重叠)，也可是即使用两两重叠和多重叠的组合。这个具有多个接收器的定位系统，每个接收器可以是一个具有完整信号接收和处理功能的接收器，将处理定位信号得到的定位信息传输到一个信号处理器(如电脑)进行再处理后得出发射器位置信息；每个接收器可以只是一个定位信号传感器，可以接收发射器发射的用于定位的信号，当发射器发射的用于定位的信号被传感器中的两个或多个接收到后，就可以计算出发射器的位置信息。每个接收器是一个单纯的定位信号接收器传感器， 没有信号处理功能，需要把定位信号集中传输到一个信号处理器进行集中处理再得出发射器的位置信息。这个具有多个接收器的定位系统，可以通过增加接收器来尽量扩大定位系统定位区域，并将其摆放在不同的位置，尽量使各个接收器的定位重叠部分为最小。这些接收器可以摆放在定位区域的同一直线上，也可以不在同一直线上，但要求多个接收器的定位范围一定有重叠部分，可以两两有重叠部分，也可以全部重叠。
这个具有多个接收器的定位系统，其可以应用于电子白板的书写和操控，通过接收器级联的方式，使电子白板的书写范围理论上不受限制。在接受器之间的工作区域两两重叠的区域为A平方米，如果一个接收器可以工作在B平方米范围内，两个接收器就可以将近达到2^-A平方米范围内，采用η个接收器就可以将近r^B-A平方米范围内工作。可以容易地得知，通过不断增加接收器的数目，采用了此方法的电子白板的书写范围可以一直扩大。这个具有多个接收器的定位系统，发射器发射的定位信号可以有超声波、红外、激光、射频信号。因为本发明不在乎使用何种具体方法在一个接收器的范围内进行定位，主要关心如何通过多个接收器扩大定位范围，所以已知的通过超声、红外、激光、射频等信号进行定位的方式，在采用此方法后就可以简单地扩大定位范围。下面分成两种情况进行说明，第一种情况是每个接收器可以是一个具有完整信号接收和处理功能的接收器；第二种情况是每个接收器是一个单纯的定位信号接收器传感
O当每个接收器可以是一个具有完整信号接收和处理功能的接收器时，需要在使用本系统前进行校准。校准用的一些校准点必须选取在多个接收器的重叠定位区域内。采用了此方法的定位系统一定需要进行校准，否则各个接收器输出的定位信息会没有关系，从而无法在扩大后的定位区域内进行定位。而通过发射器在接收器之间重叠部分发射定位信号，多个接收器接收到同一定位信号后分别得到不同的定位信息，通过计算，从而就得到了定位系统各个接收器进行扩大后定位的校准值，使用此校准值就可以进行修正此定位系统，从而得出发射器的位置信息。需要指明的是，此定位方式不同于一般的蜂窝网定位方式，是因为蜂窝网定位需要根据几个接收点和发射器之间的距离，通过圆弧相交点再计算出发射器的位置，这就要求至少有3个接收点同时接收到发射器的信号才能定位，而本发明只需要一个接收器接收到信号即可以完成定位。每个接收器是一个单纯的定位信号接收器传感器时与蜂窝网定位类似，但要求这些接收器传感器全部接于或门元件的输入，而接收器电路接在或门的输出。当发射器的信号为多于两组或多组的传感器所接收时，在各组传感器接于或门元件的输入，而接收器电路接在或门的输出，将传感器按摆放位置编号，奇数编号的传感器全部接入一个或门，奇数编号的传感器全部接入另一个或门，这个两个或门再接入处理器进行处理，另外通过编号得知是哪个接收器接收到信号，这样就可以进行定位过程，具体连接方式参见图4。发射器的第一个传感器的坐标为参考坐标零点，以有确定长度的电线连接第二个传感器并沿着上述的白板或LCD的上沿拉直后可以确定第二个传感器的坐标，当使用更多传感器时类推，这样就不需要额外的校准过程。
以下是本发明的图示。图1是采用了此发明的电子白板系统的示意图。其中，1.总定位区域，201.接收器1，202.接收器2，203.接收器3，3.发射器，402.定位信号1，403.定位信号2。
图2是接收器采用了两两重叠方式的定位系统的校准方式的示意图。其中，1.总定位区域，201.接收器1，202.接收器2，203.接收器3，301.定位区域1，302.定位区域2， 303.定位区域3，304.定位区域4，305.定位区域5。图3是接收器采用了全部重叠方式的定位系统的示意图。其中，1.定位区域1， 2.定位区域2，3.定位区域3，4.相交的定位区域，501.接收器1，502.接收器2，503.接收
3 ο图4是每个接收器是一个单纯的定位信号接收器传感器时定位系统的示意图。其中1.处理器，201.第1接收器，202.第2接收器，203.第3接收器，204.第4接收器，205. 第5接收器，301.或门1，302.或门2，303.或门3，304.或门4，305.或门5，306.或门6， 401.接收器传感器1，402.接收器传感器2，403.接收器传感器3，404.接收器传感器4， 405.接收器传感器5，406.接收器传感器6，501.定位区域1，502.定位区域2，503.定位区域3，504.定位区域4，505.定位区域5。
具体实施例方式下面是第一个实施例，参见图1，有三个具有完整信号接收和处理功能的接收器摆放在总定位区域(1)，分别是接收器1 001)，接收器2 002)，接收器3 003)。这三个接收器可以摆放在一条直线上，也可以不在一条直线上。在经过校准后，当发射器C3)在定位区域上的某点发射定位信号，由于信号衰减等原因，只有接收器W202)，接收器3(20 分别接收到定位信号1(40 和定位信号2 003)，接收器2 (20 和接收器3 (20 据此分别计算出一个坐标送给电脑，由电脑根据此前的校准得到的数据对得到接收器2(20 和接收器 3(203)两个坐标进行修正，从而得到最后发射器C3)在总定位区域(1)上所在位置的坐标。 定位区域(1)可以是一个大LCD屏幕，也可以是投影的屏幕。下面是第二个实施例，参见图2，有三个具有完整信号接收和处理功能的接收器摆放在总定位区域(1)，分别是接收器1 001)，接收器2 002)，接收器3 003)。这三个接收器可以摆放在一条直线上，也可以不在一条直线上。其中定位区域1(301)和定位区域2 (302) 是接收器1(201)的有效定位区域；定位区域2 (302)、定位区域3 (30 和定位区域4(304) 是接收器2 (20 的有效定位区域；定位区域4 (304)和定位区域5 (30 是接收器3 (203) 的有效定位区域。可以注意到每个接收器的定位区域至少与另外一个接收器的定位区域有部分重叠，这些多个接收器的小定位区域在如此方式重叠后就可以覆盖总定位区域(1)。当校准此定位系统时，需要分别让定位发射器分别在定位区域2 (30 和定位区域4(304)分别发射定位信号，即在重叠区域分别发射定位信号，让定位区域2(30 上的定位信号让接收器1(201)和接收器2 (20 接收到后进行校准，让让定位区域4 (304)上的定位信号让接收器2 (20 和接收器3 (20 接收到后进行校准，从而完整整个校准过程。这种在重叠区域进行校准的方法是本发明必须的。下面是第三个实施例，参见图3，有三个具有完整信号接收和处理功能的接收器摆放在附近，分别是接收器1 (501)，接收器2 (502)，接收器3 (503)。这三个接收器可以摆放在一条直线上，也可以不在一条直线上。其中圆形定位区域1(1)是接收器1(501)的有效定位区域，圆形定位区域2( 是接收器2 (50 的有效定位区域，圆形定位区域3 C3)是接收器3 (50 的有效定位区域。这些定位区域全部重叠，其中相交的定位区域(4)是它们的重叠区域。当在相交的定位区域(4)选择校准点完成校准后，此定位系统即可以在定位区域 1 (1)，定位区域2 (2)，定位区域3 (3)覆盖的总区域内进行定位。 下面是第四个实施例，参见图4，有5个接收器分别摆放在各自的定位区域，接收器为第1接收器(201)，第2接收器(20 ，第3接收器(20 ，第4接收器(204)，第5接收器 (205)，第一接收器(201)包含处理器(1)、或门(301)、或门(302)，接收器传感器1 (401)， 接收器传感器2 002)。其中第1接收器O01)的工作区域是定位区域1(501)，第1接收器 (201)和第2接收器Q02)的工作区域是定位区域(502)，第2接收器(20 和第3接收器 (203)的工作区域是定位区域(503)，第3接收器(20 和第4接收器(204)的工作区域是定位区域(504)，第4接收器(204)和第5接收器Q05)的工作区域是定位区域(505)。这 5个定位区域的所覆盖的范围就是这个多个接收器的定位系统的总体定位区域。奇数编号的接收传感器G01) “403) “405)接收到的信号都通过或门(302)最终连接到处理器⑴ 进行处理；偶数编号的接收传感器(40 ，(404)，(406)接收到的信号都通过或门(301)最终连接到处理器(1)进行处理。这样就可以通过增加接收器不断地扩展总体定位区域。
权利要求
1.一种具有多个接收器的定位系统，其特征在于其含有的两个或多个接收器分布在定位区域，当发射器发射的用于定位的信号被接收器中的两个或多个接收到后，就可以计算出发射器的位置信息。
2.根据权利要求1所述的一种具有多个接收器的定位系统，其特征在于每个接收器可以是一个独立的定位信号接收器，当接收到发射器发射的用于定位的信号后，各自可得出发射器的位置信息。
3.根据权利要求1所述的一种具有多个接收器的定位系统，其特征在于通过增加接收器并将其摆放在不同的位置来扩大定位系统定位区域。
4.根据权利要求1所述的一种具有多个接收器的定位系统，其特征在于其应用于电子白板的书写和操控，通过接收器级联的方式，使电子白板的书写范围理论上不受限制。
5.根据权利要求2所述的一种具有多个接收器的定位系统，其特征在于校准用的一些校准点选取在多个接收器的重叠的定位区域内。
6.根据权利要求1所述的一种具有多个接收器的定位系统，其特征在于发射器发射的定位信号可以有超声波、红外、激光、射频信号。
7.根据权利要求1所述的一种具有多个接收器的定位系统，其特征在于每个接收器可以只是一个定位信号传感器，可以接收发射器发射的用于定位的信号，当发射器发射的用于定位的信号被传感器中的两个或多个接收到后，就可以计算出发射器的位置信息。
8.根据权利要求7所述的一种具有两个或多个传感器的定位系统，其特征在于当发射器的信号为多于两组或多组的传感器所接收时，在各组传感器，接于或门元件的输入，而接收器电路接在或门的输出。
9.根据权利要求7所述的一种具有两个或多个传感器的定位系统，其特征在于当发射器的第一个传感器的坐标为参考坐标零点，以有确定长度的电线连接第二个传感器并沿着上述的白板或LCD的上沿拉直后可以确定第二个传感器的坐标，当使用更多传感器时类推，这样就不需要校准过程。
全文摘要
一种具有多个接收器的定位系统，其含有的两个或多个接收器分布在定位区域，当发射器发射的用于定位的信号被接收器中的一个或多个接收到后，就可以计算出发射器的位置信息。此方式提供廉价和简单的方法基于已有技术扩大定位区域，弥补定位信号易受干扰和衰减的问题，也可以提高定位的精度。
文档编号G01S5/00GK102243297SQ20101018309
公开日2011年11月16日 申请日期2010年5月12日 优先权日2010年5月12日
发明者任颖君, 冯穗力, 旋永南, 苗胜, 陈基春 申请人:李幸超