基于UWB的室內(nèi)定位系統(tǒng)設(shè)計
發(fā)布時間:2021-07-27 16:15
通過精確定位技術(shù)對室內(nèi)危險設(shè)備、貴重物品進行管理和監(jiān)控對保障財產(chǎn)和人身安全有重要意義。目前室內(nèi)定位技術(shù)有WIFI、ZigBee、超寬帶(Ultra WideB and,UWB)等,其中UWB技術(shù)具備良好的抗多徑、抗干擾能力和高定位精度等優(yōu)點,使其在室內(nèi)定位領(lǐng)域具有較大優(yōu)勢。于是本課題以UWB技術(shù)為基礎(chǔ)研制了一套高精度室內(nèi)定位系統(tǒng)。本文首先對Fang、Chan及Taylor等傳統(tǒng)TDOA定位算法進行了研究。在仿真分析其定位性能后,選擇定位精度最高的Taylor算法作為本文的研究對象。為了解決實際定位應(yīng)用中標簽處于三維空間但只需要其二維信息時,采用3維Taylor算法定位精度高實時性差,而2維Taylor算法定位實時性好精度差的問題,本文基于標簽高度對2維Taylor算法進行了改進。建立了數(shù)學(xué)模型,對算法進行了仿真,仿真結(jié)果表明,改進的Taylor算法,比3維Taylor算法定位實時性好,比2維Taylor算法定位精度高,能夠滿足實際應(yīng)用中對定位精度與實時性的要求。在理論研究的基礎(chǔ)上,對系統(tǒng)的總體方案進行了設(shè)計。系統(tǒng)硬件包括基站和標簽,系統(tǒng)上位機軟件包括后臺和前端界面;竞蜆撕灢捎靡惑w式...
【文章來源】:東北電力大學(xué)吉林省
【文章頁數(shù)】:72 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【圖文】:
圖3-1三種算法位置估計曲線圖??
然由Chan和Taylor算法求出的標簽位置相對集中,但Taylor算法的??定位結(jié)果比由Chan算法更集中,定位精度更好。??+?Fang箄法??^?e?〇?Chan算法??5?6???x?Taylor算法.??*?*歡▲??實際位s??54.????C??4.6?.??*????????4?4?|?|?I?i?i?i?i?i?i???45?4?6?4?7?4?8?4?9?5?5?1?5?2?5.3?5?4?55??X軸/m??圖3-2三種算法運行]0000次得到的標簽位置散點圖??對仿真模型中第三組實驗進行了仿真,得到不同測距誤差下三種算法運行10000次的??RMSE曲線圖如圖3-3所示。??0.?35?1?1?1?1 ̄ ̄?I?—??厶?Fang算法??n?q?—ChanK法????一A—Taylor?算法??0.?25???-??0.05-?^-??°?3?6?9?12?15?18??瀾距誤差/cm??圖3-3不同測距誤差下三種算法運行10000次得到的RMSE曲線圖??由圖3-3可以看出測距誤差對三種定位算法的定位精度都有影響,隨著測距誤差的增??大,各算法的均方根誤差值都越大,定位精度都有所下降。但在三種算法中,Taylor算法??的RMSE值在不同測距誤差下都要小于另外兩種算法,可以看出Taylor算法的定位精度更??好。??通過對以上三組仿真實驗進行的分析可知,在相同實驗情況卜_,Taylor算法的定位精??度要優(yōu)于其他兩種算法,且在不同測距誤差情況下,Taylor算法定位精度依然高于其他算??法,因此本文選用T
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【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于Fang算法的TDOA室內(nèi)定位技術(shù)[J]. 陳思翰. 太赫茲科學(xué)與電子信息學(xué)報. 2017(05)
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碩士論文
[1]基于ZigBee技術(shù)的無線傳感網(wǎng)絡(luò)定位系統(tǒng)的研究[D]. 高雁.南京郵電大學(xué) 2019
[2]基于UWB的無線室內(nèi)定位系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 汪義庭.安徽理工大學(xué) 2019
[3]基于WiFi位置指紋的室內(nèi)定位算法研究[D]. 郭妍.南京信息工程大學(xué) 2019
[4]基于UWB技術(shù)的槍支管控系統(tǒng)研究與實現(xiàn)[D]. 高鈞.東北電力大學(xué) 2019
[5]基于超聲波的高精度室內(nèi)定位系統(tǒng)研究與實現(xiàn)[D]. 謝地.合肥工業(yè)大學(xué) 2019
[6]基于UWB與偽衛(wèi)星組合系統(tǒng)的無人機室內(nèi)定位研究[D]. 盛利.湘潭大學(xué) 2018
[7]基于UWB室內(nèi)定位算法的研究與實現(xiàn)[D]. 仲江濤.深圳大學(xué) 2017
[8]基于RFID技術(shù)的室內(nèi)定位系統(tǒng)的研究[D]. 張春香.南昌大學(xué) 2017
[9]基于超聲波與紅外線的室內(nèi)實時定位系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D]. 曾顯彬.華僑大學(xué) 2017
[10]基于UWB技術(shù)的TDOA定位算法的研究與實現(xiàn)[D]. 羅勃.海南大學(xué) 2017
本文編號:3306117
【文章來源】:東北電力大學(xué)吉林省
【文章頁數(shù)】:72 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【圖文】:
圖3-1三種算法位置估計曲線圖??
然由Chan和Taylor算法求出的標簽位置相對集中,但Taylor算法的??定位結(jié)果比由Chan算法更集中,定位精度更好。??+?Fang箄法??^?e?〇?Chan算法??5?6???x?Taylor算法.??*?*歡▲??實際位s??54.????C??4.6?.??*????????4?4?|?|?I?i?i?i?i?i?i???45?4?6?4?7?4?8?4?9?5?5?1?5?2?5.3?5?4?55??X軸/m??圖3-2三種算法運行]0000次得到的標簽位置散點圖??對仿真模型中第三組實驗進行了仿真,得到不同測距誤差下三種算法運行10000次的??RMSE曲線圖如圖3-3所示。??0.?35?1?1?1?1 ̄ ̄?I?—??厶?Fang算法??n?q?—ChanK法????一A—Taylor?算法??0.?25???-??0.05-?^-??°?3?6?9?12?15?18??瀾距誤差/cm??圖3-3不同測距誤差下三種算法運行10000次得到的RMSE曲線圖??由圖3-3可以看出測距誤差對三種定位算法的定位精度都有影響,隨著測距誤差的增??大,各算法的均方根誤差值都越大,定位精度都有所下降。但在三種算法中,Taylor算法??的RMSE值在不同測距誤差下都要小于另外兩種算法,可以看出Taylor算法的定位精度更??好。??通過對以上三組仿真實驗進行的分析可知,在相同實驗情況卜_,Taylor算法的定位精??度要優(yōu)于其他兩種算法,且在不同測距誤差情況下,Taylor算法定位精度依然高于其他算??法,因此本文選用T
然由Chan和Taylor算法求出的標簽位置相對集中,但Taylor算法的??定位結(jié)果比由Chan算法更集中,定位精度更好。??+?Fang箄法??^?e?〇?Chan算法??5?6???x?Taylor算法.??*?*歡▲??實際位s??54.????C??4.6?.??*????????4?4?|?|?I?i?i?i?i?i?i???45?4?6?4?7?4?8?4?9?5?5?1?5?2?5.3?5?4?55??X軸/m??圖3-2三種算法運行]0000次得到的標簽位置散點圖??對仿真模型中第三組實驗進行了仿真,得到不同測距誤差下三種算法運行10000次的??RMSE曲線圖如圖3-3所示。??0.?35?1?1?1?1 ̄ ̄?I?—??厶?Fang算法??n?q?—ChanK法????一A—Taylor?算法??0.?25???-??0.05-?^-??°?3?6?9?12?15?18??瀾距誤差/cm??圖3-3不同測距誤差下三種算法運行10000次得到的RMSE曲線圖??由圖3-3可以看出測距誤差對三種定位算法的定位精度都有影響,隨著測距誤差的增??大,各算法的均方根誤差值都越大,定位精度都有所下降。但在三種算法中,Taylor算法??的RMSE值在不同測距誤差下都要小于另外兩種算法,可以看出Taylor算法的定位精度更??好。??通過對以上三組仿真實驗進行的分析可知,在相同實驗情況卜_,Taylor算法的定位精??度要優(yōu)于其他兩種算法,且在不同測距誤差情況下,Taylor算法定位精度依然高于其他算??法,因此本文選用T
【參考文獻】:
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[1]基于Fang算法的TDOA室內(nèi)定位技術(shù)[J]. 陳思翰. 太赫茲科學(xué)與電子信息學(xué)報. 2017(05)
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[6]行業(yè)發(fā)展的晴雨表 技術(shù)演進的風向標——2011年中國國際信息通信展覽會特別報道[J]. 張誠. 數(shù)字通信. 2011(05)
[7]基于位置的服務(wù):架構(gòu)與進展[J]. 周傲英,楊彬,金澈清,馬強. 計算機學(xué)報. 2011(07)
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[10]一種NLOS環(huán)境下的TOA/AOA定位算法[J]. 毛永毅,李明遠,張寶軍. 電子與信息學(xué)報. 2009(01)
碩士論文
[1]基于ZigBee技術(shù)的無線傳感網(wǎng)絡(luò)定位系統(tǒng)的研究[D]. 高雁.南京郵電大學(xué) 2019
[2]基于UWB的無線室內(nèi)定位系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 汪義庭.安徽理工大學(xué) 2019
[3]基于WiFi位置指紋的室內(nèi)定位算法研究[D]. 郭妍.南京信息工程大學(xué) 2019
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[5]基于超聲波的高精度室內(nèi)定位系統(tǒng)研究與實現(xiàn)[D]. 謝地.合肥工業(yè)大學(xué) 2019
[6]基于UWB與偽衛(wèi)星組合系統(tǒng)的無人機室內(nèi)定位研究[D]. 盛利.湘潭大學(xué) 2018
[7]基于UWB室內(nèi)定位算法的研究與實現(xiàn)[D]. 仲江濤.深圳大學(xué) 2017
[8]基于RFID技術(shù)的室內(nèi)定位系統(tǒng)的研究[D]. 張春香.南昌大學(xué) 2017
[9]基于超聲波與紅外線的室內(nèi)實時定位系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D]. 曾顯彬.華僑大學(xué) 2017
[10]基于UWB技術(shù)的TDOA定位算法的研究與實現(xiàn)[D]. 羅勃.海南大學(xué) 2017
本文編號:3306117
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