在過(guò)去的一個(gè)多世紀(jì),動(dòng)物在遷徙的過(guò)程中能夠利用自然線(xiàn)索實(shí)現(xiàn)洲際范圍內(nèi)長(zhǎng)距離精確導(dǎo)航,這一現(xiàn)象一直吸引著學(xué)術(shù)界熱切的關(guān)注。盡管GPS和基于通信基站的導(dǎo)航系統(tǒng)不斷改變著人類(lèi)的生活方式,但對(duì)于電磁波靜默的特殊環(huán)境、需要較高精度的桌面定位、反射和散射情況復(fù)雜的室內(nèi)環(huán)境中,現(xiàn)存的導(dǎo)航方式依然備受挑戰(zhàn)。因此,動(dòng)物長(zhǎng)距離遷徙背后的導(dǎo)航機(jī)制成了一種新體制導(dǎo)航系統(tǒng)的探索熱點(diǎn)。本研究通過(guò)綜合動(dòng)物洲際遷徙所依據(jù)的自然線(xiàn)索,利用數(shù)學(xué)建模、工程模擬,提出了一個(gè)仿生學(xué)地磁導(dǎo)航模型。經(jīng)過(guò)導(dǎo)航模型仿真結(jié)果與動(dòng)物實(shí)際導(dǎo)航行為和特征對(duì)比,本研究提出的導(dǎo)航模型能夠解釋大量的生物行為學(xué)研究結(jié)論,甚至能夠?qū)σ恍┛此泼艿慕Y(jié)論給出合理解釋。本研究在提出一種可用于電磁靜默環(huán)境下導(dǎo)航系統(tǒng)的同時(shí),也為動(dòng)物遷徙行為的研究提供了一個(gè)合理的假設(shè)和方向。地磁場(chǎng)可以近似的等效為一個(gè)巨大磁鐵的磁場(chǎng),其磁軸與地球自轉(zhuǎn)軸之間所存在的夾角使地球表面形成了梯度變化的地球磁場(chǎng)。本文采用磁鐵或電磁螺線(xiàn)管在指定區(qū)域構(gòu)建出類(lèi)似于地磁場(chǎng)梯度分布的磁場(chǎng),利用所設(shè)計(jì)的磁場(chǎng)參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)和提出的導(dǎo)航算法實(shí)現(xiàn)了在該區(qū)域的導(dǎo)航實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了以上導(dǎo)航算法的可行性,也表明了該系統(tǒng)在桌面機(jī)器人、機(jī)械手臂等精確導(dǎo)航領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景�；诼暡�、光通信和電磁場(chǎng)等的導(dǎo)航系統(tǒng)都不可避免會(huì)受到信號(hào)反射、衍射和多徑效應(yīng)的影響,在室內(nèi)導(dǎo)航的實(shí)際應(yīng)用中存在諸多問(wèn)題。而低頻交流磁場(chǎng)具有優(yōu)越的穿透特性,室內(nèi)環(huán)境中的墻體和家具等可以簡(jiǎn)化為超薄介質(zhì)或瑞利散射體,對(duì)其幾乎沒(méi)有衰減和反射作用。利用低頻交流磁場(chǎng)作為無(wú)線(xiàn)室內(nèi)定位的信號(hào)具有其他場(chǎng)所不具有的優(yōu)勢(shì),本文通過(guò)對(duì)低頻交流磁場(chǎng)的研究,提出并實(shí)驗(yàn)演示了基于低頻交流磁場(chǎng)的室內(nèi)定位系統(tǒng),在數(shù)瓦特功耗的情況下實(shí)現(xiàn)室內(nèi)精確定位。綜上所述,本研究從探索動(dòng)物導(dǎo)航機(jī)制出發(fā),提出一種基于地磁場(chǎng)空間參數(shù)的洲際導(dǎo)航模型,實(shí)現(xiàn)了在電磁靜默環(huán)境下的洲際導(dǎo)航。在此基礎(chǔ)上,還設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于利用人工磁場(chǎng)靜磁場(chǎng)區(qū)域定位系統(tǒng)和低頻交流磁場(chǎng)的室內(nèi)定位系統(tǒng)。
【學(xué)位單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：TN96
【部分圖文】：

其中ＴｏＡ、ＴＤｏＡ、ＡｏＡ分別是通過(guò)測(cè)量射頻信號(hào)發(fā)射源到達(dá)定位目標(biāo)的時(shí)間、??時(shí)間差或者方位角來(lái)實(shí)現(xiàn)基于信號(hào)源的定位，本文只對(duì)ＴｏＡ的基本原理進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。??圖１．３顯示了基于ＷＭ等射頻信號(hào)發(fā)射源的無(wú)線(xiàn)室內(nèi)定位系統(tǒng)的原理。待定位設(shè)備??６??

２基于地球磁場(chǎng)的洲際導(dǎo)航］，［２８］，［２９］。即使在近年來(lái)，隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展和生物學(xué)手段的不斷提物磁感應(yīng)器的研究仍然在不斷繼續(xù)［３０］。??Ａ?０°??

?＾?Ｊ－９０。??＼＾ｙ?膽抓在謂放??１８０°??從ＣＳ２抓獲后在ＴＳ２釋放??圖２．１．海龜和龍蝦的地磁導(dǎo)航實(shí)驗(yàn)??與此同時(shí)，關(guān)于動(dòng)物如何利用地磁場(chǎng)信息來(lái)完成洲際導(dǎo)航，以及這一行為背后的??導(dǎo)航機(jī)制再次成為了學(xué)術(shù)界討論的熱點(diǎn)［３１］－［３５］。通過(guò)研究地磁場(chǎng)對(duì)海龜洄游行為的??１５??
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本文編號(hào)：2887258