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�，F(xiàn)有的定位技術(shù)大多采用測距方式和無需測距方式,前者定位簡單但易受到非視距的影響,后者對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、高的時間和空間分辨率、低功耗、保密性好以及低成本等特點。本文基于超寬帶技術(shù)并結(jié)合嵌入式系統(tǒng)設(shè)計室內(nèi)定位系統(tǒng),可以實現(xiàn)對移動目標(biāo)的準(zhǔn)確定位和軌跡跟蹤�；诔瑢拵У氖覂�(nèi)移動目標(biāo)定位系統(tǒng)采用嵌入式系統(tǒng)完成定位基站和移動標(biāo)簽的硬件設(shè)計。在室內(nèi)固定基站的位置,并在移動目標(biāo)上安裝定位標(biāo)簽,定位基站和移動標(biāo)簽通過同步收發(fā)UWB數(shù)據(jù)信號實時進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,并測量移動目標(biāo)的定位數(shù)據(jù)信息,完成對移動物體的實時定位。通過對標(biāo)準(zhǔn)的TDOA(到達(dá)時間差)定位算法進(jìn)行優(yōu)化。測量基站與標(biāo)簽之間的信號到達(dá)的時間差并建立雙曲線交叉模型來實現(xiàn)對移動目標(biāo)的實時定位,配合卡爾曼濾波算法對系統(tǒng)輸入輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行觀測以及系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行最優(yōu)估計,并結(jié)合實驗測試的目標(biāo)實際位置參數(shù)對定位精度進(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,可以實現(xiàn)與定位基站的數(shù)據(jù)傳輸及遠(yuǎn)程的信息交互,并實時顯示定位目標(biāo)的移動軌跡。搭建實驗測試平臺,對移動目標(biāo)運動軌跡進(jìn)行定位和跟蹤,比較分析移動目標(biāo)實際運動軌跡和規(guī)劃軌跡的偏差來進(jìn)行系統(tǒng)測試,結(jié)果表明系統(tǒng)整體通信穩(wěn)定,定位誤差為±20cm,實現(xiàn)了對移動目標(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)勢的無線技術(shù)，上最廣泛的一種測距技術(shù)。較短距離的超聲波測距系統(tǒng)度為也可達(dá)到厘米級。超聲波技術(shù)在定位方面針對不同用反射式測距法，而定位則通過三角定位算法完成對目標(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)攜帶信號接收器，可測定目標(biāo)到各個發(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，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，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)的運行過程中，移動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位置識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：2817456