本文選題：室內(nèi)定位　切入點(diǎn)：UWB　出處：《湖北工業(yè)大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：定位技術(shù)主要分為室外定位和室內(nèi)定位兩大類。目前,室外定位由于精度要求以及GPS的支撐,技術(shù)已經(jīng)日趨成熟,例如現(xiàn)今車輛導(dǎo)航系統(tǒng)、共享單車(如摩拜、ofo等)及物流監(jiān)測等方面GPS都有很大的應(yīng)用。至于室內(nèi)定位技術(shù)的發(fā)展,由于受到室內(nèi)復(fù)雜環(huán)境及多種障礙物的影響,高精確室內(nèi)定位技術(shù)的發(fā)展面臨著許多瓶頸的限制。本文致力于研究基于UWB的室內(nèi)定位技術(shù)方案,UWB技術(shù)以其功耗低、多徑分辨能力強(qiáng)、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)很好地滿足室內(nèi)定位技術(shù)的需求。首先,論文從UWB信號(hào)的實(shí)現(xiàn)方式以及從調(diào)制擴(kuò)頻方式和脈沖波形入手分析適合測距定位的UWB信號(hào)脈沖屬性。其次,本文著手搭建了基于UWB定位系統(tǒng)的軟硬件平臺(tái),從節(jié)點(diǎn)的硬件電路入手分別介紹節(jié)點(diǎn)每個(gè)電路原理圖,重點(diǎn)介紹了UWB信號(hào)收發(fā)模塊以及主控部分,并對整個(gè)硬件電路進(jìn)行了安裝調(diào)試,保證了整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。然后闡述了整個(gè)軟件平臺(tái)的開發(fā)流程以及UWB信號(hào)的通信流程,并研究了UWB信號(hào)的前導(dǎo)碼、信道以及脈沖重復(fù)頻率(PRF)參數(shù)配置對于整個(gè)測距定位系統(tǒng)的影響,最終確定信號(hào)的參數(shù)配置。同時(shí)本文制作了定位系統(tǒng)的上位機(jī)界面,以便實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的顯示和實(shí)時(shí)監(jiān)控,并為后文的實(shí)驗(yàn)測試提供數(shù)據(jù)依據(jù)。最后對比了目前應(yīng)用較廣的幾種定位算法,并進(jìn)一步改進(jìn)了基于三邊定位的質(zhì)心定位算法。同時(shí)在仿真實(shí)驗(yàn)以及實(shí)際環(huán)境條件進(jìn)行了測試實(shí)驗(yàn),得到了15cm左右的測距定位精度,進(jìn)一步驗(yàn)證了本文搭建的UWB室內(nèi)定位系統(tǒng)的可行性。
[Abstract]:Positioning technology is mainly divided into outdoor positioning and indoor positioning. At present, outdoor positioning technology has become more and more mature due to precision requirements and the support of GPS, such as today's vehicle navigation system. Shared bicycles (such as mobike OFO, etc.) and logistics monitoring have great applications. As for the development of indoor positioning technology, due to the impact of complex indoor environment and various obstacles, The development of high-precision indoor positioning technology is facing many bottlenecks. This paper focuses on the research of indoor positioning technology based on UWB because of its low power consumption and strong multi-path resolution. The characteristics of strong anti-jamming ability can meet the needs of indoor positioning technology. Firstly, this paper analyzes the pulse attributes of UWB signal suitable for ranging and positioning from the realization of UWB signal and the modulation and spread spectrum mode and pulse waveform. In this paper, the hardware and software platform based on UWB positioning system is set up. The schematic diagram of each node circuit is introduced from the hardware circuit of the node, and the UWB signal transceiver module and the main control part are introduced emphatically. The whole hardware circuit is installed and debugged to ensure the stability of the whole system. Then the development process of the whole software platform and the communication flow of the UWB signal are described, and the preamble code of the UWB signal is studied. The influence of channel and pulse repetition frequency (PRF) parameter configuration on the whole ranging and positioning system is finally determined. At the same time, the upper computer interface of the location system is made in order to display and monitor the data in real time. And provide the data basis for the later experiment test. Finally, compare several localization algorithms which are widely used at present. Furthermore, the centroid localization algorithm based on triangulation is improved, and the accuracy of ranging and positioning is obtained by the experiment of simulation and the actual environment, and the accuracy of location is about 15cm. The feasibility of the UWB indoor positioning system built in this paper is further verified.
【學(xué)位授予單位】：湖北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TN925

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本文編號(hào)：1607980