本文關(guān)鍵詞：零相位差及相位差變化率定位技術(shù)研究　出處：《太原理工大學(xué)》2017年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 射頻定位法 零相位差-測(cè)向 相位差變化率 GDOP誤差分析 UKF濾波算法

【摘要】：隨著城市的快速發(fā)展以及人們對(duì)高效率、自動(dòng)化、環(huán)保等的需求,智能機(jī)器人在越來(lái)越多的領(lǐng)域被廣泛運(yùn)用,如家政服務(wù)類(lèi)、醫(yī)療器械、農(nóng)業(yè)自動(dòng)化等方面,因其工作效率及對(duì)一些特殊環(huán)境較人力有很大的優(yōu)勢(shì)已成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。對(duì)于走行機(jī)器人在方圓幾百米的工作區(qū)域內(nèi)對(duì)其自身位置的定位是其實(shí)現(xiàn)其它功能的前提,并且其獨(dú)立工作的性質(zhì)也決定了其需采用無(wú)線定位技術(shù)。本文重點(diǎn)就基于射頻信號(hào)的無(wú)線定位技術(shù)進(jìn)行研究,通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)TDOA定位法及干涉儀測(cè)向定位法、相位差變化率等方法各自的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比分析,并綜合各方法的優(yōu)點(diǎn)及其高精度參數(shù)測(cè)量的方法,提出了零相位差-測(cè)向的隨動(dòng)二分法定位。并就此方法不能實(shí)現(xiàn)三維定位的問(wèn)題,在零相位差-測(cè)向的基礎(chǔ)上,增加相位差變化率參數(shù)測(cè)量,構(gòu)造方程組來(lái)求解Z坐標(biāo)實(shí)現(xiàn)三維定位。本文采用常用于評(píng)價(jià)定位誤差的幾何定位精度因子GDOP分布圖來(lái)分析不同參數(shù)測(cè)量方差對(duì)新模型定位精度的影響,及誤差分布情況。通過(guò)對(duì)比分析新模型與傳統(tǒng)TDOA定位模型的GDOP分布圖,表明了新模型較傳統(tǒng)模型在提高定位精度的同時(shí),也擴(kuò)大了定位范圍。并且對(duì)于二維平面的定位,其測(cè)量參數(shù)僅有角度測(cè)量值和0相位差監(jiān)測(cè)值,目前采用絕對(duì)式編碼器測(cè)量角度精度較高,為此定位法的實(shí)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。同時(shí)采用電纜線延遲補(bǔ)償使0相位差這一測(cè)量精度最差的測(cè)量點(diǎn)遷移到相位差測(cè)量芯片AD8302線性度較好的位置,來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)0相位差的準(zhǔn)確監(jiān)控。此外為進(jìn)一步優(yōu)化相位差測(cè)量的系統(tǒng)誤差,通過(guò)監(jiān)測(cè)0相位差上下界對(duì)應(yīng)的角度值,并取均值作為測(cè)量值,來(lái)求解目標(biāo)的方位角。根據(jù)定位模型設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了此定位法較傳統(tǒng)TDOA定位法不僅減小了定位誤差,也擴(kuò)大了定位范圍。對(duì)零相位差-測(cè)向定位法不能實(shí)現(xiàn)三維定位,提出了增加相位差變化率測(cè)量參數(shù)的零相位差及相位差變化率的定位法。為從理論上分析此定位法的定位效果,采用GDOP分布圖分析不同參數(shù)測(cè)量方差對(duì)定位誤差的影響,表明了此定位法的參數(shù)測(cè)量精度易于實(shí)現(xiàn)。并采用UKF無(wú)跡卡爾曼濾波算法對(duì)三維目標(biāo)的定位跟蹤進(jìn)行仿真,表明了此定位法對(duì)三維目標(biāo)的位置和速度均有快速、準(zhǔn)確的跟蹤能力,為此定位法的實(shí)現(xiàn)提供了較好的理論指導(dǎo)。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TN95

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