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龙图腾网获悉广东海洋大学;廉江市台兴海洋生物科技有限公司申请的专利一种基于声波的自动定位装置及定位方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115701547B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-09发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202110883163.9，技术领域涉及：G01S5/20；该发明授权一种基于声波的自动定位装置及定位方法是由赖学辉;王慧;杨东红;陈春雷;师文庆;杨文虎;杨子棵;彭彬烘;李浩然;杨蔚设计研发完成，并于2021-08-02向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于声波的自动定位装置及定位方法在说明书摘要公布了：一种基于声波的自动定位装置，设置有待测端、数据端以及三个固定端，三个固定端位于同一水平面，待测端设置于三个固定端所在水平面的下方，待测端和数据端均与固定端信号连接。待测端，用于向固定端发送声波信号。固定端，用于接收待测端发送的声波信号并向数据端发送角度测量信号。数据端，用于接收固定端发送的角度测量信号并计算待测端的位置坐标。待测端设置有声波安装盘，声波发射盘的上半圆均匀安装6个声波发射头。固定端设置有用于沿水平面转动接收声波信号的第一传感器和用于沿垂直面转动接收声波信号的第二传感器。本发明的基于声波的自动定位装置，能够实现局部范围特殊环境中的精确定位，且定位过程稳定。

本发明授权一种基于声波的自动定位装置及定位方法在权利要求书中公布了：1.一种声波的自动定位方法，其特征在于：设置有待测端、数据端以及三个固定端，三个固定端位于同一水平面，所述待测端设置于三个固定端所在水平面的下方，所述待测端和数据端均与固定端信号连接； 所述待测端，用于向固定端发送声波信号； 所述固定端，用于接收待测端发送的声波信号并向数据端发送角度测量信号； 所述数据端，用于接收固定端发送的角度测量信号并计算待测端的位置坐标； 所述固定端设置有用于沿水平面转动接收声波信号的第一传感器和用于沿垂直面转动接收声波信号的第二传感器； 所述固定端还设置有定位立柱、浮台、支架和智能模块，所述浮台和支架均套接于定位立柱，所述支架与浮台固定连接，智能模块固定装配于所述浮台，接收头、罗盘仪和角度仪均与智能模块信号连接； 包括以下步骤： S1：建立空间坐标系； 具体是，定义第一个固定端所在点为A点，第二个固定端所在点为B点，安放在A点的正东方向，第三个固定端所在点为C点，安放在A点的正北方向，待测端所在点为O点，以A点、B点和C点所构成的水平面为坐标系的XY平面，则A点为坐标原点，B点为X轴上一点，C点为Y轴上一点，O点为定位坐标点建立空间坐标系； S2：测量A点和B点之间的距离记为L，测量A点和C点之间的距离记为L’； S3：记O点在XY平面上的投影点为OXY点，O点在XZ平面上的投影点为OXZ点，OXY点在X轴上的投影点为OX点，OXY点在Y轴上的投影点为OY点，OXYA与X轴的夹角∠1，OXYB与X轴的夹角∠2，OXZA与X轴的夹角∠3，OXYC与Y轴的夹角∠4； S4：定义位于A点的固定端的罗盘仪的读数为∠1’，位于B点的固定端的罗盘仪的读数为∠2’，位于A点的固定端的角度仪的读数为∠3’，位于C点的固定端的罗盘仪的读数为∠4’； 测量获得∠1’、∠2’、∠3’和∠4’，具体包括如下步骤： S41：在A点的固定端控制电机带动第一传感器转动，当第一传感器装配的接收头接收到声波信号，智能模块将罗盘仪的读数附值给∠1’，控制电机带动第二传感器转动，当第二传感器装配的接收头接收到声波信号，智能模块将角度仪的读数附值给∠3’； S42：在B点的固定端控制电机带动第一传感器转动，当第一传感器装配的接收头接收到声波信号，智能模块将罗盘仪的读数附值给∠2’； S43：在C点的固定端控制电机带动第一传感器转动，当第一传感器装配的接收头接收到声波信号，智能模块将罗盘仪的读数附值给∠4’； S5：智能模块将∠1’、∠2’、∠3’和∠4’发送至数据端； S6：数据端根据位于A、B和C点的固定端智能模块分别发来的∠1’、∠2’、∠3’和∠4’的角度数据计算出O点所在坐标X，Y，Z的位置，数据端的运算步骤如下： S61：设OXA距离为LX，OXOXY距离为LY,OXOXZ距离为LZ，点X，Y，Z为O点在空间坐标系中的坐标； S62：计算OXY落在XY水平面坐标的象限位置X，Y，计算情形包括： Ⅰ、当∠1'90°时，数据端进行如下运算： 1、计算∠1和∠2，其中∠1=90°‑∠1'，∠2=∠2'‑270°； 2、根据式1和式2计算出LY和LX的值； 式1； 式2； 3、由式1式2式可得：，； 4、将LX的值赋给X，将LY的值赋给Y； Ⅱ、当∠1'=90°时，数据端进行如下运算： 1、计算∠4，∠4=180°‑∠4'； 2、根据式3计算出LX的值； 式3； 3、由式3可得； 4、将LX的值赋给X，将0赋给Y；由于OXY落XY水平面坐标系的X 轴上，所以LY=0，Ⅲ、当90°∠1'≦180°时，数据端进行如下运算： 1、计算∠1、∠2，其中，∠1=∠1'‑90°，∠2=270°‑∠2'； 2、根据式1和式2计算出LY和LX的值； 式1； 式2； 3、由式1式2式可得：，； 4、将LX的值赋给X，将‑LY的值赋给Y； Ⅳ、当180°∠1'270°时，数据端进行如下运算： 1、计算∠1、∠2，其中∠1=270°‑∠1'，∠2=270°‑∠2'； 2、根据式1和式2计算出LY和LX的值； 式1； 式2； 3、由式1式2式可得：，； 4、将‑LX的值赋给X，将‑LY的值赋给Y； Ⅴ、当∠1'=270°时，数据端进行如下运算： 1、计算∠4，∠4=∠4'‑180°； 2、根据式3计算出LX的值； 式3； 3、由式3可得； 4、将‑LX的值赋给X，将0赋给Y； Ⅵ、当270°∠1'≦360°时，数据端进行如下运算： 1、计算∠1、∠2，其中∠1=∠1'‑270°，∠2=∠2'‑270°； 2、根据式1和式2计算出LY和LX的值； 式1； 式2； 3、由式1式2式可得：，； 4、将‑LX的值赋给X，将LY的值赋给Y； S63：计算OXY落在水下的深度Z； 1、计算∠3，∠3=∠3’； 2、根据式4计算出LZ的值； 式43、由式4式可得：； 4、将‑LZ赋值给Z； S64：将S62中的X、Y和S63中的Z进行耦合形成O点所在位置坐标X，Y，Z。

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