在很多室內(nèi)應用場景下,需要定位系統(tǒng)對現(xiàn)存物品以及工作人員進行定位,起到系統(tǒng)管理和監(jiān)控的作用。相比于WIFI、藍牙、射頻、ZigBee、超聲波等技術(shù),UWB技術(shù)具有良好的抗多徑能力和抗干擾能力,定位精度高,在室內(nèi)定位領域具有很大優(yōu)勢。本課題根據(jù)這一需求,設計并實現(xiàn)了一套基于UWB的室內(nèi)高精度定位系統(tǒng),基站與標簽通過UWB通信得到標簽與各基站之間的距離,在PC端上位機接收到主基站發(fā)送的定位信息,通過定位算法解算后進行實時位置顯示和軌跡繪制�；赨WB通信模塊設計了基站和標簽硬件終端和嵌入式軟件。選取DecaWave公司設計的DWM1000作為UWB通信模塊,基站與標簽記錄下每次接收或發(fā)送UWB信號的時間戳,基于對稱雙邊雙向測距算法進行了UWB通信軟件設計,STM32計算出標簽到達各基站的時間差后,主基站將原始測量數(shù)據(jù)通過WIFI模塊發(fā)送到上位機進一步解算。采用偏最小二乘法對硬件測量得到的標簽到達基站時間差進行初步位置估計,將初值作為粒子群算法的輸入端,得到標簽坐標值。并結(jié)合無跡卡爾曼濾波算法進行跟蹤預測,以預測值為中心設置粒子群算法的搜索范圍,加速了粒子群算法收斂,提高了算法運行速度,得到... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

Ubisense7100實時定位系統(tǒng)

圖 1-1 Ubisense7100 實時定位系統(tǒng)[13]源于清華大學測試技術(shù)與儀器國家重點實驗室的清研訊科研發(fā)calSense 精確定位系統(tǒng)，定位精度最高可達 10cm，已成功應用于工廠、電、隧道、監(jiān)獄、煤炭、化工等行業(yè)，解決了工業(yè)現(xiàn)場供應鏈組件、設備人員精確定位的問題，如圖 1-2 所示各種類型的基站和標簽，標簽主要分、車載型、胸牌型、安全帽型和資產(chǎn)型標簽。

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文2.2 基于 UWB 的基站與標簽硬件設計方案圖 2-3 是基于 UWB 的基站和標簽的硬件終端設計方案�；竞蜆撕炗布傮w設計大致相同，遵循低功耗原則設計整體硬件電路�；竞蜆撕灦及ㄎ⑻幚砥髯钚∠到y(tǒng)、UWB 收發(fā)模塊和電源管理單元等，標簽還具有 MPU6050 模塊通過 IIC總線與 STM32 相連用于測量加速度。WIFI模塊上位機軟件UARTUART

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于臨近聽域超聲波TDOA室內(nèi)定位的實現(xiàn)[J]. 齊恒,彭林寧,姜禹,胡愛群.  數(shù)據(jù)采集與處理. 2018(06)
[2]礦井NLOS環(huán)境下改進UKF超寬帶定位算法[J]. 李旭虹,張同麗,張育芝.  西安科技大學學報. 2018(05)
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[9]卡爾曼濾波的基本原理及應用[J]. 彭丁聰.  軟件導刊. 2009(11)
[10]基于粒子群優(yōu)化算法的WSNs節(jié)點定位研究[J]. 王曉樂,徐家品.  計算機應用. 2009(02)

博士論文
[1]無線傳感器網(wǎng)絡中的傳輸參考超寬帶技術(shù)研究[D]. 趙華.南京師范大學 2012

碩士論文
[1]基于UWB的高精度室內(nèi)三維定位技術(shù)研究[D]. 陳燕.電子科技大學 2018
[2]基于超寬帶的定位技術(shù)研究與應用[D]. 陽熊.電子科技大學 2015
[3]基于UWB的室內(nèi)定位算法研究與應用[D]. 朱永龍.山東大學 2014



本文編號：2935816