【摘要】：室內(nèi)環(huán)境中的磁場是由相對穩(wěn)定的可預(yù)測的地球磁場和我們周圍鐵磁物件所產(chǎn)生的磁場混疊而成的,具有空間上的差異性和時間上的相對穩(wěn)定性,可以用來標(biāo)識地理位置;地磁導(dǎo)航技術(shù)是一種無源自主的定位技術(shù),可以廣泛的運用在地下礦井、軍事反恐演練、監(jiān)獄以及對安全可靠性要求較高的室內(nèi)。目前礦井地下導(dǎo)航采用的主要是基于無線電技術(shù)的定位方案,依靠電源發(fā)射無線電波實現(xiàn)信息傳遞,當(dāng)井下供電中斷、網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定甚至災(zāi)難發(fā)生時,定位服務(wù)功能將遭到干擾甚至損壞,而地磁導(dǎo)航技術(shù)不需要網(wǎng)絡(luò)和基站,更能應(yīng)對礦井下災(zāi)害發(fā)生時的危急情況,本文的主要工作如下:(1)分析了地磁場和室內(nèi)磁場的參考模型,根據(jù)磁偶極子模型仿真模擬室內(nèi)磁場的分布情況,用泊松分布產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)目的磁偶極子,每個磁偶極子的磁場強(qiáng)度服從截斷分布,磁偶極子的分布服從重尾分布;分析了室內(nèi)磁場的干擾因素及其去干擾算法。(2)建立地磁基準(zhǔn)圖,對磁場數(shù)據(jù)進(jìn)行測試,在地圖上劃分測試位置的網(wǎng)格,每隔0.8m采集一次地磁數(shù)據(jù)(連續(xù)采集30次數(shù)據(jù)求取平均值),使匹配區(qū)域中的坐標(biāo)位置與地磁場強(qiáng)度值相對應(yīng);分析了行人運動模型,介紹航位推算算法(Pedestrian Dead Reckoning,PDR),給出了結(jié)合地磁場粒子濾波與行人航位推算的地磁場輔助PDR自主定位方案。(3)設(shè)計一個定位模塊實現(xiàn)三維磁場數(shù)據(jù)的采集和行人航位推算功能,通過引進(jìn)一個粒子濾波器來比較目標(biāo)載體實時磁場數(shù)據(jù)與地磁基準(zhǔn)圖里的磁場數(shù)據(jù)來估計目標(biāo)的坐標(biāo),以此對行人航位推算算法產(chǎn)生的累積誤差進(jìn)行修正,相比于單獨的行人航位推算方案,通過實驗驗證本文提出的地磁場輔助PDR自主定位方案的平均定位精確度提高了0.4m左右。
【學(xué)位授予單位】：中國計量大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TD76
【圖文】：

圖 1.1 邊測量法AOA）通過測量至少兩個已維位置，增加信標(biāo)節(jié)點，可TDOA 相比，AOA 不需要節(jié)點是復(fù)雜且昂貴的，此外，隨著測量法，都需要信標(biāo)節(jié)點發(fā) WSN (Wireless Sensor Netw于 VLC（Visible Light Com定位系統(tǒng)，由于不同頻段無線度和性能，基于 TOA\TDOA 的定位系統(tǒng)，其中，UWB 技的定位精度，可以實現(xiàn)厘米

算（AOA）通過測量至少兩個已知位算二維位置，增加信標(biāo)節(jié)點，可以提 和 TDOA 相比，AOA 不需要節(jié)點之間硬件是復(fù)雜且昂貴的，此外，隨著目標(biāo)是角測量法，都需要信標(biāo)節(jié)點發(fā)射信于 WSN (Wireless Sensor Network、基于 VLC（Visible Light Commun4]等定位系統(tǒng)，由于不同頻段無線電波位精度和性能，基于 TOA\TDOA\AOSS 的定位系統(tǒng)，其中，UWB 技術(shù)由最高的定位精度，可以實現(xiàn)厘米級定被測目標(biāo)之間的同步要求極高，實現(xiàn)范圍空間定位場合并未獲得廣泛應(yīng)用

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本文編號：2746878