基于UWB和GNSS的一体化无缝定位系统的研究

发布时间：2022-01-12 09:37

　　随着智能机器人、工业自动化、无人机的迅猛发展,对高精度定位服务的需求也越来越急迫;由于在很多的定位场景下需要室内外无缝定位或多定位网络融合,因此要对高精度、多定位数据融合和多区域切换的无缝定位算法进行研究。在现阶段比较多的无缝定位算法都是基于GNSS和室内定位技术的方案,室内定位方案采用WiFi、蓝牙等,由于在众多方案中UWB定位精度最高,因此计划对UWB室内定位展开研究,并结合GNSS技术进行无缝定位算法的研究。本研究的主要成果如下:在本文中对已有的室内外定位技术和无缝定位技术进行了大量的研究,并对基于粒子滤波和卡尔曼滤波的无缝定位算法进行重点研究,在吸收了现有的算法的优点和思想的基础上提出了基于K最近邻算法的无缝定位算法,并对该算法进行了仿真和实现,最后搭建了小型的无缝定位系统。该算法核心是动态权重的K最近邻算法,利用权重的大小来完成了对有效数据的选择,从而完成定位区域的切换,包括室内定位区域、室内与室外定位区域的切换。由于该算法中加权决策的特点,对多径影响有一定的消除效果。而且该算法计算量较小,适合于高速、大容量的计算场合。采用UWB和GNSS完成了无缝定位系统的软硬件设计。开发... 

【文章来源】：沈阳航空航天大学辽宁省

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

单边双向测距法时序图

图 2.6 使用 3 消息的双边双向测距算法示意图UWB 设备 A 和 B 通过如上图的通信中记录的时间戳数据便可以求出两者间信号的时间 T，计算的公式如下所示： 1 2 1 21 2 1 2 round round reply replypropround round reply replyT T T TTT T T T （2.上述方案表示为不对称的，因为它们不要求来自每个设备的回复时间相同。采用方案，即使在 20ppm 晶体中，典型的时钟诱导误差也在低皮秒范围内。在这些错误上，确定消息在每个接收器处的到达时间的精度对总体propT 错误的贡献比时钟引起误更重要。ak 1-2bpropkerror T （2.其中，设备 A 中的时钟以所需频率的ak 倍运行，而设备 B 中的时钟以所需频率的运行，并且 &bk 两者都接近 1。为了给出这种误差的大小，如果设备 A 和 B 具钟，其中每个时钟在使其组合误差相加且等于 40ppm 的方向上距离标称时钟 20p

EE 802.15.4a 只规定了物理层和媒体接入层（MAC），而剩余现，因此就造成了无法统一通信的问题。而且由于 UWB 的此 UWB 通信的协议只有 IEEE 802.15.4a 规定的物理层和媒以在实际的应用中会存在许多的问题。位网络的拓扑结构域网中，常见的网络拓扑结构有：星型网络、对等型网络和扑进行组织和管理的协议已经不再 IEEE 802.15.4 中了，属于 UWB 技术的无线网络除了 IEEE 802.15.4 就没有上层的协议网络主要参照 ZigBee 的通信协议下面对常见的这两种网络进网络络中，通信是由一个协调器进行网络控制的。在该网络中，设备对网络中的其他节点进行管理和数据通信。在这种网络 协调器进行通信。


本文编号：3584543