發(fā)布時(shí)間：2020-09-12 09:22

　　 目前,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks-WSN)技術(shù)發(fā)展迅速,室內(nèi)環(huán)境下的位置的服務(wù)(Location Based Service-LBS)技術(shù)成為新的研究熱點(diǎn)�，F(xiàn)有的定位技術(shù)大多采用測(cè)距方式和無需測(cè)距方式,前者定位簡單但易受到非視距的影響,后者對(duì)于定位算法有著更苛刻的要求。超寬帶(Ultra Wide Band-UWB)是一種短距離無線通信技術(shù),具有高傳輸速率、高的時(shí)間和空間分辨率、低功耗、保密性好以及低成本等特點(diǎn)。本文基于超寬帶技術(shù)并結(jié)合嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)室內(nèi)定位系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)目標(biāo)的準(zhǔn)確定位和軌跡跟蹤�；诔瑢拵У氖覂�(nèi)移動(dòng)目標(biāo)定位系統(tǒng)采用嵌入式系統(tǒng)完成定位基站和移動(dòng)標(biāo)簽的硬件設(shè)計(jì)。在室內(nèi)固定基站的位置,并在移動(dòng)目標(biāo)上安裝定位標(biāo)簽,定位基站和移動(dòng)標(biāo)簽通過同步收發(fā)UWB數(shù)據(jù)信號(hào)實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,并測(cè)量移動(dòng)目標(biāo)的定位數(shù)據(jù)信息,完成對(duì)移動(dòng)物體的實(shí)時(shí)定位。通過對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的TDOA(到達(dá)時(shí)間差)定位算法進(jìn)行優(yōu)化。測(cè)量基站與標(biāo)簽之間的信號(hào)到達(dá)的時(shí)間差并建立雙曲線交叉模型來實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)目標(biāo)的實(shí)時(shí)定位,配合卡爾曼濾波算法對(duì)系統(tǒng)輸入輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行觀測(cè)以及系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行最優(yōu)估計(jì),并結(jié)合實(shí)驗(yàn)測(cè)試的目標(biāo)實(shí)際位置參數(shù)對(duì)定位精度進(jìn)行修正來減小定位誤差,提高系統(tǒng)的準(zhǔn)確性、可靠性和穩(wěn)定性。上位機(jī)應(yīng)用軟件的開發(fā)采用Qt(C++圖形用戶界面應(yīng)用程序開發(fā)框架)設(shè)計(jì),可以實(shí)現(xiàn)與定位基站的數(shù)據(jù)傳輸及遠(yuǎn)程的信息交互,并實(shí)時(shí)顯示定位目標(biāo)的移動(dòng)軌跡。搭建實(shí)驗(yàn)測(cè)試平臺(tái),對(duì)移動(dòng)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行定位和跟蹤,比較分析移動(dòng)目標(biāo)實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡和規(guī)劃軌跡的偏差來進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試,結(jié)果表明系統(tǒng)整體通信穩(wěn)定,定位誤差為±20cm,實(shí)現(xiàn)了對(duì)移動(dòng)目標(biāo)的定位和軌跡跟蹤。
【學(xué)位單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN925
【部分圖文】：

定位技術(shù)現(xiàn)狀波定位技術(shù)是一種在方向性和傳播距離上有一定優(yōu)勢(shì)的無線技術(shù)，上最廣泛的一種測(cè)距技術(shù)。較短距離的超聲波測(cè)距系統(tǒng)度為也可達(dá)到厘米級(jí)。超聲波技術(shù)在定位方面針對(duì)不同用反射式測(cè)距法，而定位則通過三角定位算法完成對(duì)目標(biāo)聲波定位比較流行的做法為在一定環(huán)境下的特定位置放被定位目標(biāo)攜帶信號(hào)接收器，可測(cè)定目標(biāo)到各個(gè)發(fā)射器的可定位目標(biāo)位置，此種方案可以較大的避免環(huán)境的影響1 所示，目標(biāo)發(fā)射位置一般以直角搭建,發(fā)射器可以放置0,Y,0）三個(gè)坐標(biāo)處[25]。

ure 1-3 A infrared positioning technology理為：紅外線發(fā)射器和接收器共同組的交流對(duì)射來傳輸數(shù)據(jù)，室內(nèi)環(huán)境下區(qū)域中若有目標(biāo)進(jìn)入時(shí)，兩側(cè)紅外設(shè)器不能正常的接收到有效的信息，則示目標(biāo)位置[27]。這種定位方式的優(yōu)強(qiáng)，一般可以用于安防環(huán)境。但是在外通信設(shè)備，成本昂貴，因此這種定使用和部署。藍(lán)牙定位技術(shù)是藍(lán)牙 iBeacon 定位的現(xiàn)定位目標(biāo)。如圖 1-4 所示。

FID 定位系統(tǒng)一般由電子標(biāo)簽、讀寫器及服務(wù)器信息數(shù)據(jù)庫等，結(jié)構(gòu)如圖 1-6 所示。其中射頻標(biāo)簽和讀寫器的信息交換可以輸。在定位系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，移動(dòng)物體要攜帶小型的射頻讀簽則可以內(nèi)置嵌入。射頻標(biāo)簽上一般處理和存儲(chǔ)位置識(shí)別的信則通過有線或無線形式連接到服務(wù)器的信息數(shù)據(jù)庫[31]。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2817456