基于无线定位技术的坐标测量引导定位网络

发布时间：2017-10-09 20:26

  本文关键词：基于无线定位技术的坐标测量引导定位网络

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【摘要】：本硕士论文选题来源于国家自然科学基金资助课题(51275149)。课题拟针对重大装备的几何量测量,构建一个由多路激光测距仪组成的超大空间坐标测量系统。由于该系统所面向的测量对象多为大型单件,其往往具有被测点分布较为分散、精度需求差异较大等特性。为避免测量过程中因为手动调节测量设备瞄准待测点而造成的关键点遗漏,测量效率不高,以及因为规则的布置测量基站而带来的局部测量基站资源浪费等问题,亟需构建一个基于无线传感定位技术的柔性化引导定位网络,引导测量设备自动瞄准待测目标。因此,本学位论文的任务为研究构建无线传感定位网络,对待测目标上的标靶基站进行粗略定位,从而引导多路激光测距仪瞄准标靶基站对其精确测距,实现高效快速测量。由于所使用的标靶基站拟采用了一个直径为50mm的球作为合作目标,因此所构建的引导定位系统的定位误差应小于25mm。论文的各章节主要内容如下：(1)结合本论文的任务需求,总结了国内外无线传感定位网络以及三维空间定位网络结构问题的当前的研究现状,阐述了本论文的主要研究内容；(2)根据本文所采用的无线传感定位网络的空间定位原理,推导出了理论定位精度的数学模型,并对测量节点网络布局结构参数对定位精度的影响进行研究,最终提出了一种柔性定位网络构建方案；(3)研制了定位网络硬件系统,其主要包括测量节点,主控节点,目标节点以及用于节点间互联的无线通讯网络；(4)研制了定位网络的测控软件系统,其主要包括中心控制平台、测量节点工作模块、目标节点工作模块以及无线网络工作模块；(5)实验研究了节点间空间夹角对测距精度的影响,提出了相应的误差修正公式；对柔性定位网络构建方案的正确性进行了验证；标定了所设计的三维空间定位网络系统的定位精度。
【关键词】：无线传感网络 引导定位 网络结构 柔性优化设计
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN92;TH721
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-16
• 第一章 绪论16-24
• 1.1 课题研究的背景及意义16-17
• 1.2 无线传感定位网络的研究现状17-20
• 1.2.1 无线传感网络概述17
• 1.2.2 无线传感网络定位技术选择与分析17-20
• 1.3 常见的定位网络布局结构分析20-22
• 1.4 课题研究的主要内容22-23
• 1.5 本章小结23-24
• 第二章 无线网络定位原理及其柔性构建方案24-35
• 2.1 定位精度数学模型分析24-26
• 2.2 定位网络布局结构参数对定位精度的影响研究26-28
• 2.3 柔性定位网络构建方案28-30
• 2.4 应用仿真实验30-34
• 2.5 本章小结34-35
• 第三章 定位网络硬件系统设计35-49
• 3.1 定位网络硬件系统整体设计35
• 3.2 网络节点硬件设计35-45
• 3.2.1 主控节点设计35-37
• 3.2.2 目标节点设计37-40
• 3.2.3 测量节点设计40-45
• 3.3 无线通信网络45-48
• 3.4 本章小结48-49
• 第四章 定位网络测控软件系统设计49-59
• 4.1 无线网络工作模块49-52
• 4.2 目标节点工作模块52
• 4.3 测量节点工作模块52-56
• 4.3.1 温度信号采集53
• 4.3.2 配置计时模块参数53-54
• 4.3.3 时间数据测量和读取54-56
• 4.4 控制平台模块56-58
• 4.4.1 人机交互界面56-57
• 4.4.2 指令发送57-58
• 4.4.3 数据接收及处理58
• 4.5 本章小结58-59
• 第五章 实验与误差修正59-74
• 5.1 节点空间夹角对测距精度的影响研究实验59-65
• 5.1.1 实验内容及步骤59-64
• 5.1.2 实验结果及分析64-65
• 5.2 柔性定位网络构建方案验证实验65-70
• 5.2.1 实验步骤与结果66-70
• 5.3 系统定位精度标定实验70-73
• 5.3.1 实验内容及步骤71
• 5.3.2 实验结果及分析71-73
• 5.4 本章小结73-74
• 第六章 总结与展望74-75
• 6.1 工作总结74
• 6.2 工作展望74-75
• 参考文献75-78
• 附录1 d为不同值时各距离误差值与β的关系78-81
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况81

【参考文献】

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本文编号：1002240