近年來隨著導(dǎo)航技術(shù)和定位技術(shù)的快速發(fā)展,人們對位置服務(wù)越來越依賴。室內(nèi)定位技術(shù)也愈發(fā)受到人們的重視,與傳統(tǒng)室外定位不同,它的工作場景復(fù)雜,空間小,所以對于室內(nèi)定位來說,需要合適的定位技術(shù)和定位系統(tǒng)來為人們服務(wù)。傳統(tǒng)的室內(nèi)定位技術(shù),例如紅外線,超聲波,藍牙,ZigBee等技術(shù),都有各自的優(yōu)點或者缺點,而超寬帶(Ultra-Wide Band,UWB)技術(shù)有著傳輸速率高,系統(tǒng)容量大,穿透能力強和發(fā)送功率小等優(yōu)點,在定位方面有著良好的表現(xiàn),因此文章提出利用UWB技術(shù)來建立室內(nèi)定位系統(tǒng),實現(xiàn)了室內(nèi)定位的基本功能。主要內(nèi)容如下:首先,在研究了當前的室內(nèi)定位方法的基礎(chǔ)上,結(jié)合UWB信號的特性,提出了利用雙路飛行時間測距法進行定位模塊系統(tǒng)的端對端的測量,并通過硬件設(shè)計實現(xiàn)了測距功能。其次,在分析學(xué)習(xí)了當前定位算法的基礎(chǔ)上,提出了一種最小二乘法聯(lián)合擴展卡爾曼濾波器的聯(lián)合算法,對待測目標進行靜態(tài)和動態(tài)定位,設(shè)計了運動檢測方式,并對聯(lián)合算法進行仿真,仿真結(jié)果驗證了算法的有效性。接著,設(shè)計實現(xiàn)了室內(nèi)定位系統(tǒng)的硬件電路和軟件系統(tǒng)�；贒WM1000測距模塊的硬件系統(tǒng),實現(xiàn)了信號收發(fā)和測距功能;軟件系統(tǒng)上采用了...

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 超帶寬發(fā)展歷程和研究現(xiàn)狀
    1.3 現(xiàn)有室內(nèi)定位技術(shù)的比較
    1.4 本文研究內(nèi)容及章節(jié)安排
第2章 超寬帶概述以及定位系統(tǒng)模型
    2.1 超寬帶概述
        2.1.1 UWB技術(shù)的概念
        2.1.2 UWB信號的定義
        2.1.3 UWB定位系統(tǒng)的優(yōu)勢和特點
    2.2 室內(nèi)定位系統(tǒng)的建立以及常用的定位方法
        2.2.1 基于信號到達角度
        2.2.2 基于信號到達時間
        2.2.3 基于信號到達時間差
        2.2.4 基于信號接收強度
    2.3 定位性能的評價指標
    2.4 本章小結(jié)
第3章 超寬帶定位系統(tǒng)聯(lián)合算法
    3.1 經(jīng)典定位算法
        3.1.1 最小二乘估計法
        3.1.2 Fang算法
        3.1.3 Chan算法
        3.1.4 Taylor迭代算法
        3.1.5 算法仿真分析和誤差比較
    3.2 雙路飛行時間測距
    3.3 最小二乘聯(lián)合擴展卡爾曼濾波定位算法
        3.3.1 傳統(tǒng)卡爾曼濾波模型
        3.3.2 擴展卡爾曼濾波跟蹤定位
        3.3.3 運動狀態(tài)檢測
        3.3.4 聯(lián)合算法流程
        3.3.5 聯(lián)合算法仿真分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 UWB室內(nèi)定位系統(tǒng)設(shè)計
    4.1 UWB室內(nèi)定位系統(tǒng)的硬件設(shè)計
        4.1.1 硬件電路設(shè)計
        4.1.2 UWB室內(nèi)定位系統(tǒng)PCB設(shè)計
    4.2 UWB室內(nèi)定位系統(tǒng)的軟件設(shè)計
        4.2.1 定位系統(tǒng)軟件整體框架
        4.2.2 下位機軟件設(shè)計
        4.2.3 上位機軟件設(shè)計
    4.3 室內(nèi)定位系統(tǒng)工作流程
    4.4 本章小結(jié)
第5章 UWB室內(nèi)定位系統(tǒng)測試
    5.1 室內(nèi)定位系統(tǒng)測試環(huán)境的搭建
    5.2 測距功能測試
        5.2.1 測距誤差
        5.2.2 測距實驗
    5.3 定位功能測試
        5.3.1 靜止狀態(tài)標簽的定位
        5.3.2 運動狀態(tài)標簽的定位
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝



本文編號：3794908