【摘要】：在礦山實(shí)際開采環(huán)境中,產(chǎn)生的沙石和粉塵以及前車行駛所產(chǎn)生的巨大揚(yáng)塵等因素導(dǎo)致駕駛視野非常不好,并且巨型卡車與普通卡車不管是自身尺寸還是駕駛方式都差異巨大,所以礦山中的巨型卡車在行駛中的安全問(wèn)題尤為重要。而基于UWB的礦山巨型卡車防碰撞系統(tǒng)在提高運(yùn)行安全性和生產(chǎn)效率等方面具有重大意義。在硬件平臺(tái)搭建方面,本文介紹了UWB硬件的設(shè)計(jì)及參數(shù)等詳細(xì)信息,所應(yīng)用的SPI四線通信協(xié)議和IEEE 802.15.4-2011無(wú)線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,硬件開發(fā)平臺(tái)CoIDE的使用和開發(fā)環(huán)境的配置,以及使用雙向飛行時(shí)間法(TD-TOF,two direction-time of flight)作為改進(jìn)定位技術(shù)的基本測(cè)距方法,并將其燒錄到UWB硬件設(shè)備當(dāng)中。軟件方面,在防碰撞系統(tǒng)的上位機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)中針對(duì)基于TOA定位產(chǎn)生多解的缺點(diǎn)進(jìn)行了改良,提高了精度,并基于此改進(jìn)的定位技術(shù)結(jié)合實(shí)際應(yīng)用背景和條件設(shè)計(jì)了防碰撞預(yù)警算法及其中的軌跡判斷算法,包括了有碰撞趨勢(shì)和無(wú)碰撞趨勢(shì)的算法設(shè)計(jì)原理。使用QT 5.7.0對(duì)所需要的功能進(jìn)行上位機(jī)的開發(fā)后,分別在平面場(chǎng)和梯度場(chǎng)中通過(guò)八種實(shí)際情況的模擬實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證整個(gè)防碰撞預(yù)警系統(tǒng)的可行性,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本設(shè)計(jì)具有良好的穩(wěn)定性,精確性和實(shí)用性。最后對(duì)UWB的硬件設(shè)備的定位精度進(jìn)行了誤差測(cè)量,測(cè)得定位精度可以達(dá)到厘米級(jí)且此定位精度誤差在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景的可接受范圍內(nèi),并結(jié)合定位原理對(duì)測(cè)量結(jié)果所產(chǎn)生的誤差進(jìn)行分析。
【圖文】：

6圖 2.1 UWB 硬件設(shè)計(jì)原理圖Figure 2.1 UWB hardware design schematic diagramUWB 硬件設(shè)備由基于 STM32F105 芯片的單片機(jī)和 DW1000 通信模塊、復(fù)位電路、LED燈、撥碼開關(guān)等共同構(gòu)成。該模塊進(jìn)行標(biāo)簽及基站功能之間的切換可以通過(guò)電路中的撥碼開

UWB的PCB硬件封裝圖
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TD56

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本文編號(hào)：2664424