零相位差及相位差变化率定位技术研究
本文关键词：零相位差及相位差变化率定位技术研究 出处：《太原理工大学》2017年硕士论文 论文类型：学位论文
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【摘要】：随着城市的快速发展以及人们对高效率、自动化、环保等的需求,智能机器人在越来越多的领域被广泛运用,如家政服务类、医疗器械、农业自动化等方面,因其工作效率及对一些特殊环境较人力有很大的优势已成为国内外研究的热点。对于走行机器人在方圆几百米的工作区域内对其自身位置的定位是其实现其它功能的前提,并且其独立工作的性质也决定了其需采用无线定位技术。本文重点就基于射频信号的无线定位技术进行研究,通过对传统TDOA定位法及干涉仪测向定位法、相位差变化率等方法各自的优缺点对比分析,并综合各方法的优点及其高精度参数测量的方法,提出了零相位差-测向的随动二分法定位。并就此方法不能实现三维定位的问题,在零相位差-测向的基础上,增加相位差变化率参数测量,构造方程组来求解Z坐标实现三维定位。本文采用常用于评价定位误差的几何定位精度因子GDOP分布图来分析不同参数测量方差对新模型定位精度的影响,及误差分布情况。通过对比分析新模型与传统TDOA定位模型的GDOP分布图,表明了新模型较传统模型在提高定位精度的同时,也扩大了定位范围。并且对于二维平面的定位,其测量参数仅有角度测量值和0相位差监测值,目前采用绝对式编码器测量角度精度较高,为此定位法的实现奠定了基础。同时采用电缆线延迟补偿使0相位差这一测量精度最差的测量点迁移到相位差测量芯片AD8302线性度较好的位置,来实现对0相位差的准确监控。此外为进一步优化相位差测量的系统误差,通过监测0相位差上下界对应的角度值,并取均值作为测量值,来求解目标的方位角。根据定位模型设计实验,通过实验证实了此定位法较传统TDOA定位法不仅减小了定位误差,也扩大了定位范围。对零相位差-测向定位法不能实现三维定位,提出了增加相位差变化率测量参数的零相位差及相位差变化率的定位法。为从理论上分析此定位法的定位效果,采用GDOP分布图分析不同参数测量方差对定位误差的影响,表明了此定位法的参数测量精度易于实现。并采用UKF无迹卡尔曼滤波算法对三维目标的定位跟踪进行仿真,表明了此定位法对三维目标的位置和速度均有快速、准确的跟踪能力,为此定位法的实现提供了较好的理论指导。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TN95
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，本文编号：1349964
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