在應急救援行動中,救援人員與待救人員的位置信息對指揮救援中心均至關重要。救援人員攜帶的慣性測量單元(Inertial Measurement Unit,IMU)可以在各種復雜環(huán)境中,僅依靠慣性傳感信息實現(xiàn)對救援人員的位置估計,但在很大程度上仍無法獲取待救人員的位置信息。因此,發(fā)展具有搜尋功能的人員定位技術(shù)成為現(xiàn)代高效應急救援的關鍵。超寬帶(Ultra Wide Band,UWB)雷達技術(shù)發(fā)展迅速,雷達傳感器逐漸趨于小型化與便攜化,通過與慣性技術(shù)相結(jié)合,可以實現(xiàn)搜尋過程中的位置信息互補,完成對待救人員的搜尋,具有很好的應用前景。本文通過救援人員隨身攜帶慣性測量單元與UWB終端的方式獲取救援人員與待救人員的位置信息。由慣性測量單元和UWB終端提供救援人員的位置信息,由救援人員攜帶的UWB搜尋雷達獲取待救人員的位置信息,最終實現(xiàn)系統(tǒng)的定位與搜尋功能。主要研究內(nèi)容如下:針對救援人員的定位問題,本文提出了一種基于UWB和IMU的聯(lián)合定位算法。該算法以擴展卡爾曼濾波器作為信息融合框架,以UWB設備的測距信息作為觀測量,并建立非視距(Non-Line of Sight,NLOS)誤差識別與補償機制。...

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
注釋表
第1章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 室內(nèi)定位技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 UWB雷達探測技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.3 論文主要研究內(nèi)容與章節(jié)安排
第2章 定位與搜尋技術(shù)基本理論
    2.1 定位與搜尋技術(shù)理論框架
    2.2 定位算法
        2.2.1 PDR算法基礎與優(yōu)化
        2.2.2 UWB測距與定位技術(shù)基礎
    2.3 信息融合基本理論
        2.3.1 卡爾曼濾波算法
        2.3.2 擴展卡爾曼濾波算法
    2.4 UWB搜尋雷達的測距基礎
        2.4.1 匹配濾波
        2.4.2 脈沖壓縮
    2.5 SAR的基本理論
        2.5.1 SAR的回波信號特性
        2.5.2 SAR的探測原理
    2.6 本章小結(jié)
第3章 定位與搜尋算法研究
    3.1 定位與搜尋技術(shù)的難點分析與解決方案
        3.1.1 定位與搜尋技術(shù)的難點分析
        3.1.2 定位與搜尋技術(shù)的解決方案
    3.2 救援人員定位算法
        3.2.1 信息融合框架建立
        3.2.2 UWB信號的NLOS環(huán)境識別
        3.2.3 基于NLOS環(huán)境識別的聯(lián)合定位算法
    3.3 待救人員搜尋算法
        3.3.1 基于移動式雷達網(wǎng)絡的目標搜尋算法
        3.3.2 UWB搜尋雷達合成孔徑成像技術(shù)
    3.4 本章小結(jié)
第4章 測試和驗證
    4.1 硬件平臺與測試方案
        4.1.1 硬件平臺
        4.1.2 測試方案與目標要求
    4.2 聯(lián)合定位算法實驗驗證
        4.2.1 算法仿真
        4.2.2 實驗驗證
    4.3 基于移動式雷達網(wǎng)絡的目標搜尋算法實驗驗證
        4.3.1 算法仿真
        4.3.2 實驗驗證
    4.4 UWB搜尋雷達合成孔徑成像技術(shù)實驗驗證
        4.4.1 脈沖信號模型
        4.4.2 實驗驗證
    4.5 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 本文工作總結(jié)
    5.2 未來工作展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間從事的科研工作及取得的成果



本文編號：3992788