声波导航定位系统的制作方法

本实用新型涉及声波定位领域，具体而言，涉及一种声波导航定位系统。

背景技术：

工业机器人导航与定位的方法众多，常用的声波导航定位方法主要是基于体空间中声波的直线传播原理进行定位。这种方法作用区域较小，主要用于小空间范围内的三维定位，并且在接收传感器与发射传感器之间有障碍物(如隔板)时，此种方法将不再适用，或者当空间中不只存在一种介质，如下部为液体，上层为空气，此时超声波传播在气液介质处发生折射，此种方法将不适用。

在实际中经常需要机器人在曲面或曲线构件上进行行走，且这些曲面或曲线一般难以接触，如为高空、埋置等情况，如大型储罐储油状态下的底板检测机器人的定位、球形储罐内部检测机器人定位、管道内检测机器人(管道猪)定位。上述利用体空间中声波的直线传播原理进行定位的方法较难在这些情况下使用。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供了一种声波导航定位系统，以至少解决利用声波在空间中直线传播的导航定位方法的定位范围小、定位精度不够高且无法在接收装置和目标体之间存在障碍物、空间介质不均或目标体在曲面上运动时进行定位的技术问题。

根据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种声波导航定位系统，包括：发射装置，与目标物体设置在一起，用于在对所述目标物体进行导航定位时，产生声波，其中，所述目标物体位于波导体的表面上，在所述发射装置产生声波时，所述声波从所述目标物体的位置沿所述波导体传播；接收装置，设置在所述波导体的预定位置，用于在接收到所述声波时，记录接收到所述声波的接收时间；定位装置，与所述发射装置和所述接收装置相连接，用于根据所述接收时间、所述声波在所述波导体中传播的速度以及所述接收装置的所述预定位置对所述目标物体的位置进行定位。

进一步地，所述系统包括：驱动装置，所述驱动装置与所述发射装置相连接，用于向所述发射装置发送驱动信号以驱动所述发射装置产生声波。

进一步地，所述驱动装置与所述目标物体设置在一起，或者所述驱动装置单独设置。

进一步地，所述发射装置包括同步信号发射模块，所述接收装置包括同步信号接收模块，所述同步信号发射模块与所述同步信号接收模块相连接，所述同步信号发射模块向所述同步信号接收模块发送同步信号。

进一步地，所述波导体为直线类波导体或者曲线类波导体，所述接收装置至少包括第一接收装置和第二接收装置，所述第一接收装置设置在所述直线类波导体或者曲线类波导体的第一预定位置，所述第二接收装置设置在所述直线类波导体或者曲线类波导体的第二预定位置，所述第一预定位置与所述第二预定位置不同。

进一步地，所述波导体为平面类波导体或者曲面类波导体，所述接收装置至少包括第一接收装置、第二接收装置和第三接收装置，所述第一接收装置设置在所述平面类波导体或者曲面类波导体的第一预定位置，所述第二接收装置设置在所述平面类波导体或者曲面类波导体的第二预定位置，所述第三接收装置设置在所述平面类波导体或者曲面类波导体的第三预定位置，所述第一预定位置、所述第二预定位置和所述第三预定位置不共线。

进一步地，所述系统还包括显示装置，与所述定位装置相连接，用于显示所述目标物体在所述波导体上的位置。

进一步地，所述系统还包括通讯装置，与所述定位装置相连接，用于将所述目标物体在所述波导体上的位置发送给云端。

在本实用新型实施例中，采用声波导航定位系统，包括：发射装置，与目标物体设置在一起，用于在对所述目标物体进行导航定位时，产生声波，其中，所述目标物体位于波导体的表面上，在所述发射装置产生声波时，所述声波从所述目标物体的位置沿所述波导体传播；接收装置，设置在所述波导体的预定位置，用于在接收到所述声波时，记录接收到所述声波的接收时间；定位装置，与所述发射装置和所述接收装置相连接，用于根据所述接收时间、所述声波在所述波导体中传播的速度以及所述接收装置的所述预定位置对所述目标物体的位置进行定位。通过目标物体携带发射装置，利用发射装置在波导体中产体声波使声波在波导体中传播，并利用设置在预定位置的接收装置接收声波，达到了利用声波对目标物体进行定位的目的，从而实现了在利用声波对目标物体进行定位时，不受空间中障碍物及空间介质影响的技术效果，并且定位范围较大，进而解决了利用声波在空间中直线传播的导航定位方法的定位范围小、定位精度不够高且无法在接收装置和目标体之间存在障碍物、空间介质不均或目标体在曲面上运动时进行定位的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是根据本实用新型实施例的一种声波导航定位系统的示意图；

图2是根据本实用新型实施例的对曲线类波导体上的目标物体进行导航定位的示意图；

图3是根据本实用新型实施例的一种可选的声波导航定位方法的流程图；

图4是根据本实用新型实施例的对行走于管道内的机器人进行导航定位的示意图；

图5是根据本实用新型实施例的构造双曲线的示意图；

图6是根据本实用新型实施例的另一种可选的声波导航定位方法的流程图；

图7是根据本实用新型实施例的对行走于储罐底板的机器人进行导航定位的示意图；

图8是根据本实用新型实施例的另一种可选地声波导航定位方法的流程图；

图9是根据本实用新型实施例的对行走于起伏的坡面的机器人进行导航定位的示意图；

图10是根据本实用新型实施例的对行走于球形储罐内、外表面的机器人进行导航定位的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

根据本实用新型实施例，提供了一种声波导航定位方法的方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1是根据本实用新型实施例的一种声波导航定位系统的示意图，如图1所示，该声波导航定位系统包括：

发射装置，与目标物体设置在一起，用于在对目标物体进行导航定位时，产生声波，其中，目标物体位于波导体的表面上，在发射装置产生声波时，声波从目标物体的位置沿波导体传播；

接收装置，设置在波导体的预定位置，用于在接收到声波时，记录接收到声波的接收时间；

定位装置，与发射装置和接收装置相连接，用于根据接收时间、声波在波导体中传播的速度以及接收装置的预定位置对目标物体的位置进行定位。

在本实用新型实施例中，目标物体是待定位的物体，目标物体位于波导体的表面上，可以在波导体的表面上移动，波导体可以进行声波的传播。目标物体携带有声波的发射装置，声波发射装置可以在波导体中的产生声波，声波由目标物体所在的位置沿波导体向周围传播。其中，声波发射装置在波导体中产生的声波可以是多种形式的声波，例如：应力波、超声导波、次声波等。接收装置用于记录接收装置接收到声波的接收时间，其中，接收装置设置在波导体的预定位置，在声波沿波导体传播到预定位置时，接收装置接收声波。接收装置预先设置在波导体的预定位置上，并且预定位置是已知的，当声波沿波导体传播到接收装置所在的位置时被接收装置接收。记录下接收装置接收到声波的时间。定位装置用于根据接收时间、声波在波导体中传播的速度以及接收装置的预定位置对目标物体的位置进行定位。声波在波导体中传播的速度是已知的，根据声波在波导体中传播的速度、声波接收装置接收声波的时间以及声波接收装置的预定位置，即可以确定目标物体在波导体上所处的位置。

在本实用新型实施例中，采用控制发射装置在波导体中产生声波，其中，目标物体包括：发射装置，目标物体位于波导体的表面上，声波从目标物体的位置开始沿波导体传播；记录接收装置接收到声波的接收时间，其中，接收装置设置在波导体的预定位置，在声波沿波导体传播到预定位置时，接收装置接收声波；根据接收时间、声波在波导体中传播的速度以及预定位置对目标物体的位置进行定位的方式，通过目标物体携带发射装置，利用发射装置在波导体中产体声波使声波在波导体中传播，并利用设置在预定位置的接收装置接收声波，达到了利用声波对目标物体进行定位的目的，从而实现了在利用声波对目标物体进行定位时，不受空间中障碍物及空间介质影响的技术效果，并且定位范围较大，进而解决了利用声波在空间中直线传播的导航定位方法的定位范围小、定位精度不够高且无法在接收装置和目标体之间存在障碍物、空间介质不均或目标体在曲面上运动时进行定位的技术问题。

作为本实用新型实施例的一种可选的实施方式，系统包括：驱动装置，驱动装置与发射装置相连接，用于向发射装置发送驱动信号以驱动发射装置产生声波。在对目标物体进行导航定位时，可以控制驱动装置生成驱动信号，通过驱动信号驱动发射装置产生声波，声波由目标物体所在的位置沿波导体向周围传播。

作为本实用新型实施例的一种可选的实施方式，驱动装置与目标物体设置在一起，或者驱动装置单独设置。目标物体可以同时携带有声波发射源和声波发射传感器，也可以只携带有声波发射传感器。

作为本实用新型实施例的一种可选的实施方式，发射装置包括同步信号发射模块，接收装置包括同步信号接收模块，同步信号发射模块与同步信号接收模块相连接，同步信号发射模块向同步信号接收模块发送同步信号。根据同步信号和接收装置接收到声波的时间，可以得到声波传到每一个接收装置的绝对时间。由于声波传播速度已知，因此，可以计算出目标物体与每一个接收装置之间的距离，该距离是声波从目标物体所处的位置沿波导体传播到接收装置的传播距离。进一步地，根据声波从目标物体所处的位置沿波导体传播到接收装置的传播距离可以确定出目标物体在波导体上的位置。

作为本实用新型实施例的一种可选的实施方式，当波导体是直线类波导体或者曲线类的波导体时，其中，直线类波导体或者曲线类波导体是指长度与半径之比非常大的波导体，例如：管道、棒材以及钢梁等均可以认为是直线类波导体或者曲线类波导体。接收装置至少包括第一接收装置和第二接收装置，第一接收装置设置在直线类波导体或者曲线类波导体的第一预定位置，第二接收装置设置在直线类波导体或者曲线类波导体的第二预定位置，第一预定位置与第二预定位置不同。

直线类波导体可以视作是曲线类波导体的一种特殊情况，以曲线类波导体为例：目标物体在曲线波导体上移动，根据曲线类波导体的实际长度，可以选择在曲线类波导体上预先设置有两个或者两个以上的接收装置来接收声波，并且每一个接收装置的位置是已知的。目标物体上携带有声波发射装置，当目标物体在曲线类波导体上移动，并且其位置处于预设设置的任意两个接收装置之间时，令发射装置产生声波，以使声波在曲线类波导体上传播，当声波传播至接收装置所在的位置时，记录下接收装置接收到声波的接收时间，进而根据不同的接收装置接收到声波的时间的差值以及声波传播的速度，可以计算出声波传播到不同的接收装置的距离差值。由于接收装置的位置是已知的，而声波传播到不同的接收装置的距离差值也就是目标物体到不同的接收装置的距离的差值，因此，可以确定出目标物体的具体位置。如图2所示，目标物体位于接收装置1和接收装置2所处的位置之间，t₁是声波传播到接收装置1所用的时间，t₂是声波传播到接收装置2所用的时间，其中，由于声波发射装置发出声波的时间是未知的，所以t₁和t₂是未知的，但声波传播到接收装置1和接收装置2的时间差t₂-t₁是已知的，也就是接收装置1接收到声波的时间与接收装置2接收到声波的时间差。d是声波传播到接收装置1的传播距离，是未知的，D是接收装置1与接收装置2的距离，是已知的。D与d具有如下关系：

因此，可以得出其中，V是声波在波导体中传播的速度。在得出声波传播到接收装置1的传播距离之后，即确定了目标物体在波导体上的具体位置。需要说明的是，目标物体的位置应该位于任意两个接收装置之间，当目标物体的位置位于所有接收装置的同一侧时，会出到定位盲区，无法完成对目标物体的定位。而在对位于曲线波导体上的目标物体定位的过程中，声波的传播距离为声波沿曲线类波导体传播的距离，接收传感器之间的距离为声波在接收传感器之间传播的路径长度。

图3是根据本实用新型实施例的一种可选的声波导航定位方法的流程图，作为本实用新型实施例的一种可选的实施方式，当波导体为曲线类的波导体时，根据接收时间、声波在波导体中传播的速度以及预定位置对目标物体的位置进行定位可以包括如下步骤：

步骤S301，各声波接收传感器接收声波信号。在本实用新型实施例中，目标物体在曲线波导体上移动，其中，曲线类波导体是指长度与半径之比非常大的波导体。例如：管道、棒材以及钢梁等均可以认为是曲线类波导体。曲线波导体上预先设置至少两个接收传感器。目标物体上携带有声波发射装置，在对目标物体进行定位时，声波发射装置发出声波，声波在波导体中传播，并由声波接收传感器接收。

步骤S302，计算各接收传感器接收信号的时间差。根据声波接收传感器接收到声波的时间，确定任意两个接收传感器接收到声波信号的时间差。

步骤S303，d_i＝(D_ij-V△t_ij)/2，利用任意一对接收传感器接收声波信号的时间差计算目标物体距离第i个传感器的距离。由于声波在波导体中传播的速度是已知的，任意两个接收传感器之间的距离也是已知的，因此，可以计算出声波传播到接收传感器的传播距离，也就是目标物体距离接收传感器的距离。其中，无论是接收传感器之间的距离，还是目标物体与传感器之间的距离，都是按照声波在波导体中的传播路径计算的。

步骤S304，确定目标物体的位置。已知接收传感器的位置，根据目标物体与接收传感器的距离即可确定目标物体的位置。

例如：如图4所示，以对管道内的进行控测的机器人进行定位为例，机器人行走于长输管道内部，由于长输管道的长度与半径之比非常大，因此，长输管道可以认为是曲线类的波导体。机器人携带有声波发射传感器(相当于发射装置)，声波接收传感器阵列1、2、3、4(相当于接收装置)设置与管道外表面，用于接收沿管道结构传播的声波。在对机器进行定位时，控制声波发射传感器向管道结构中发射声波，并由声波接收传感器接收声波。如图4所示，当机器人运动到图示位置时，可以选择通过接收传感器2和接收传感器3来进行定位，即根据声波接收传感器2和3接收到的声波信号，计算出声波传播到接收传感器2和接收传感器3的时间差△t₂₃，其中，d₂为机器人与接收传感器2的距离，D₂₃为接收传感器2和接收传感器3之间的距离，V是声波在管道结构中的传播速度，则可以利用关系式：得到机器人与接收传感器2的距离，从而确定机器人在管道中的位置。

可选地，波导体为平面类波导体或者曲面类波导体，接收装置至少包括第一接收装置、第二接收装置和第三接收装置，第一接收装置设置在平面类波导体或者曲面类波导体的第一预定位置，第二接收装置设置在平面类波导体或者曲面类波导体的第二预定位置，第三接收装置设置在平面类波导体或者曲面类波导体的第三预定位置，第一预定位置、第二预定位置和第三预定位置不共线。

平面类波导体可以视作是曲面类波导体的一种特殊情况，以曲面类波导体为例：目标物体在曲面类波导体上移动，根据曲面类波导体的实际面积的大小，可以选择在曲面类波导体上预先设置有三个或者三个以上的接收装置来接收声波，并且每一个接收装置的位置是已知的。目标物体上携带有声波发射装置，在对目标物体进行定位时，令发射装置产生声波，以使声波从目标物体所处的位置沿曲面类波导体向四周传播。当声波传播至接收装置所在的位置时，记录下接收装置接收到声波的接收时间。根据任意三个接收装置(第一接收装置、第二接收装置和第三接收装置)接收到声波的时间的差值以及声波传播的速度，可以计算出声波传播到上述三个接收装置的距离差值。由于每一个接收装置的位置是已知的，而声波传播到不同的接收装置的距离差值也就是目标物体到不同的接收装置的距离的差值，因此，可以确定出目标物体的具体位置。

作为本实用新型实施例的一种可选的实施方式，由于声波传播到不同的接收装置的距离差值也就是目标物体到不同的接收装置的距离的差值，可以根据目标物体与任意两个传感器的距离差值，构造多条双曲线，将多条双曲线的公共交点作为目标物体的位置，从而实现对目标物体的定位。可选地，接收传感器至少包括：接收传感器1、接收传感器2和接收传感器3，先以接收传感器1和接收传感器2为焦点，根据目标物体到接收传感器1和接收传感器2的距离差值，构造第一双曲线，然后以接收传感器2和接收传感器3为焦点，根据目标物体到接收传感器2和接收传感器3的距离差值，构造第二双曲线，再以接收传感器1和接收传感器3为焦点，根据目标物体到接收传感器1和接收传感器3的距离差值，构造第三双曲线，将三条双曲线的公共交点作为目标物体的位置。即根据第一预定位置、第二预定位置、第三预定位置以及第一距离差值、第二距离差值、第三距离差值对目标物体的位置进行定位包括：根据第一预定位置、第二预定位置和第一距离差值在曲面类波导体上构造第一双曲线，其中，第一预定位置和第二预定位置为第一双曲线的焦点；根据第二预定位置、第三预定位置和第二距离差值在曲面类波导体上构造第二双曲线，其中，第二预定位置和第三预定位置为第二双曲线的焦点；根据第一预定位置、第三预定位置和第三距离差值在曲面类波导体上构造第三双曲线，其中，第一预定位置和第三预定位置为第三双曲线的焦点；根据第一双曲线、第二双曲线和第三双曲线的公共交点确定目标物体的位置。需要说明的是，在构造多条双曲线，以对目标物体进行定位时，可以根据目标物体与作为焦点的预定位置的距离差值，仅构造双曲线在其中一支，这样构造出的多条双曲线的公共交点只有一个，该交点即为目标物体的定位位置；也可以在构造双曲线的过程中，不考虑目标物体与作为焦点的预定位置的远近，从而构造出完整的两条双曲线，这样构造出的双曲线的公共交点有两个，需要再根据目标物体与两焦点的距离差的正负，消除一个伪定位点，进而确定出目标物体的定位位置。如图5所示，构造三条双曲线得到三条双曲线的两个公共交点，根据目标物体与任意两个接收传感器距离差值，可以去除一个公共交点，将剩下的公共交点确定为目标物体的位置。需要说明的是，在对曲面波导体上的目标物体定位过程中，在构造双曲线时，应当沿声波在曲面波导体中的传播路径计算目标物体与接收装置的距离差。

作为本实用新型实施例的一种可选的实施方式，如图6所示，当波导体为曲面类的波导体时，根据接收时间、声波在波导体中传播的速度以及预定位置对目标物体的位置进行定位可以包括如下步骤：

步骤S601,各声波接收传感器接收声波信号。在本实用新型实施例中，目标物体在曲面类波导体上移动。曲面类波导体上预先设置至少三个接收传感器。目标物体上携带有声波发射装置，在对目标物体进行定位时，声波发射装置发出声波，声波在波导体中传播，并由声波接收传感器接收。

步骤S602,计算各接收传感器接收信号的时间差。根据声波接收传感器接收到声波的时间，确定任意两个接收传感器接收到声波信号的时间差。

步骤S603,△L_ij＝V×△t_ij，计算声波发射传感器到任意两个声波接收传感器的距离差(△L₁₂、△L₁₃、△L₂₃...)。由于声波在波导体中传播的速度是已知的，因此，可以计算出声波传播到任意两个接收传感器是传播距离的差值。

步骤S604,以任意两个声波传感器的位置为焦点，根据目标物体到两相声波传感器的距离差，构造多条双曲线。由于接收传感器至少为三个，因此，至少可以构造出三条双曲线。

步骤S605,确定多条双曲线的公共交点，并将公共交点作为目标物体的位置。

例如：如图7所示，以对在储罐底板行走的机器人进行定位为例，机器人上携带有声波发射传感器，在储罐底板边外部设置声波接收传感器1、声波接收传感器2和声波接收传感器3，在对机器人进行定位时，控制声波发射传感器在某一时刻发射声波，声波接收传感器接收沿储罐底板传播的声波，并记录接收到声波的时间。由于声波的发射时间未知，因此无法获取到声波发射到接收的绝对时间，但可获得各声波接收传感器接收到的声波信号的时间差值，其中，声波接收传感器1与声波接收传感器2接收到声波的时间差为△t₁₂，声波接收传感器1与声波接收传感器3接收到声波的时间差为△t₁₃，声波接收传感器2与声波接收传感器3接收到声波的时间差为△t₂₃。由于声波沿储罐底板传播的速度已知，因此，可以求得声波发射源到各接收传感器的距离差，其中，声波发射源到接收传感器1和到声波传感器2的距离差为△L₁₂、声波发射源到接收传感器1和到声波传感器3的距离差为△L₁₃、声波发射源到接收传感器2和到声波传感器3的距离差为△L₂₃。即：MA-MB＝△L₁₂，MA-MC＝△L₁₃，MB-MC＝△L₂₃。以任意两个声波接收传感器位置坐标为焦点，根据声波发射源到相应的两个接收传感器的距离差构造出三条双曲线，并将双曲线的公共交点确定为机器人在储罐底板上的位置。

可选地，波导体为平面类波导体或者曲面类波导体，接收装置至少包括第一接收装置、第二接收装置和第三接收装置，第一接收装置设置在第一预定位置，第二接收装置设置在第二预定位置，第三接收装置设置在第三预定位置，发射装置与每一个接收装置之间设置有同步信号，根据接收时间、声波在波导体中的传播速度以及预定位置确定目标物体的位置包括：根据同步信号和接收时间获取第一传播时间、第二传播时间和第三传播时间，其中，第一传播时间为声波传播到第一预定位置的传播时间，第二传播时间为声波传播到第二预定位置的传播时间，第三传播时间为声波传播到第三预定位置的传播时间；根据第一传播时间、第二传播时间、第三传播时间和传播速度计算出第一传播距离、第二传播距离和第三传播距离，其中，第一传播距离为声波从发射装置的位置传播到第一预定位置的传播距离，第二传播距离为声波从发射装置的位置传播到第二预定位置的传播距离，第三传播距离为声波从发射装置的位置传播到第三预定位置的传播距离；根据第一传播距离、第二传播距离、第三传播距离以及第一预定位置、第二预定位置、第三预定位置对目标物体的位置进行定位。

在本实用新型实施例的一种可选的实施方式中，发射装置与每一个接收装置之间设置有同步信号，在发射装置发出的声波沿波导体传播并被接收装置接收之后，根据同步信号和接收装置接收到声波的时间，可以得到声波传到每一个接收装置的绝对时间。由于声波传播速度已知，因此，可以计算出目标物体与每一个接收装置之间的距离，该距离是声波从目标物体所处的位置沿波导体传播到接收装置的传播距离。可选地，可以采用如下方式对目标物体的位置进行定位：分别以每一个接收装置所处的位置为圆心，以目标物体到该接收装置的距离为半径，构造出多个圆，将圆的公共交点确定为目标物体的位置。即：以第一预定位置为圆心，以第一传播距离为半径，在平面类波导体或者曲面类波导体上构造第一圆形；以第二预定位置为圆心，以第二传播距离为半径，在平面类波导体或者曲面类波导体上构造第二圆形；以第三预定位置为圆心，以第三传播距离为半径，在平面类波导体或者曲面类波导体上构造第三圆形；将第一圆形、第二圆形和第三圆形的公共交点确定为目标物体的位置。

作为本实用新型实施例的一种可选的实施方式，如图8所示，当波导体为平面类波导体或者曲面类的波导体，且发射装置与每一个接收装置之间设置有同步信号时，根据接收时间、声波在波导体中传播的速度以及预定位置对目标物体的位置进行定位可以包括如下步骤：

步骤S801,各声波接收传感器接收声波信号。在本实用新型实施例中，平面类波导体可以视作是曲面类波导体的一种特殊情况，以曲面类波导体为例：目标物体在曲面类波导体上移动。曲面类波导体上预先设置至少三个接收传感器。发射传感器与接收传感器之间设置有同步信号。目标物体上携带有声波发射装置，在对目标物体进行定位时，声波发射装置发出声波，声波在波导体中传播，并由声波接收传感器接收。

步骤S802,计算声波从发射传感器传播到接收传感器的绝对时间(t₁,t₂,t₃...)。由于发射传感器与接收传感器之间设置有同步信号，因此，在接收传感器接收到声波时，即可得到声波从发射传感器传播到接收传感器的绝对时间(传播过程的时间)。

步骤S803,L_i＝V×t_i，计算声波从发射传感器传播到各接收传感器的传播距离(L₁、L₂、L₃...)。由于声波在波导体中传播的速度是已知的，因此，可以计算出声波传播到每一个接收传感器的传播距离。

步骤S804，以接收传感器为圆心，以声波从发射传感器传播到该接收传感器的传播距离为半径，构造多个圆。由于接收传感器至少为三个，因此，至少可以构造出三个圆。其中，构造出的圆的半径是沿声波在曲面波导体中的传播路径计算的。

步骤S805，确定多圆的公共交点，并将公共交点作为目标物体的位置。

例如：如图9所示，以对在起伏的坡面行走的机器人进行定位为例，机器人携带有声波发射传感器，声波发射源发射信号驱动声波发射传感器产生声波，声波发射传感器与声波接收传感器之间设置有同步信号，在声波发射传感器发射声波的同时，声波接收传感器开始接受声波信号，如此便可获得声波从发射传感器到各接收传感器之间的绝对时间，如声波从发射传感器传播到接收传感器1的传播时间t₁,声波从发射传感器传播到接收传感器2的传播时间t₂，以及声波从发射传感器传播到接收传感器1的传播时间t₃，由于声波在起伏坡面的传播速度V是已知的，利用距离L＝V×t可以计算出声波发射源到各声波接收传感器的距离，其中，距离L是声波沿着起伏坡面传播的路径长。以每一个声波接收传感器为圆心，以声波发射源到该声波接收传感器的距离为半径，在起伏坡面上作出多个圆，多个圆有公共交点即为声波发射源的位置，也就是机器人的位置。

例如：如图10所示，以对在球形储罐内、外表面行走的机器人进行定位为例，机器人沿球罐内、外表面行走，并携带有声波发射传感器，声波接收传感1、声波接收传感2和声波接收传感3设置于球罐的外表面上，用于接收沿球罐结构传播的声波。通过在声波发射传感器和声波接收传感器之间设置同步信号，并由声波接收传感器记录接收声波的时间，可得到从发射传感器到各接收传感器之间的绝对时间，如声波从发射传感器传播到接收传感器1的传播时间t₁、声波从发射传感器传播到接收传感器2的传播时间t₂以及声波从发射传感器传播到接收传感器3的传播时间t₃，再根据已知的声波在球罐结构中的传播速度，进一步计算出声波发射传感器到各接收传感器的距离L₁、L₂、L₃，此距离为声波沿球罐结构传播的路径长。以每一个接收传感器为圆心，以声波发射传感器到各接收传感器的距离为半径，在球罐表面上作出一系列的圆，这些圆的交点便是机器人的位置。

作为本实用新型实施例的一种可选的实施方式，系统还包括显示装置，与定位装置相连接，用于显示目标物体在波导体上的位置。显示装置可以是显示器，也可以是智能显示终端设备等，在定位装置对目标物体定位成功之后，将目标物体的位置显示出来。可选地，显示装置中预设存储有波导体的地图模型，显示装置可以将目标物体的位置显示在波导体地图模型的相应位置上。

作为本实用新型实施例的一种可选的实施方式，系统还包括通讯装置，与定位装置相连接，用于将目标物体在波导体上的位置发送给云端。可选地，云端可以设置有服务器，可以对目标物体的位置进行存储记录。云端还可以根据目标物体的位置信息对目标物体的移动情况进行分析。当目标物体为检测机器人时，云端可以将检测机器人检测到的信息与机器人的定位信息对应的存储到服务器中，或者，根据机器人检测到的信息及机器人所处的位置进行分析。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。