基于超寬帶的室內(nèi)移動(dòng)目標(biāo)定位系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、目前，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks-WSN)技術(shù)發(fā)展迅速，室內(nèi)環(huán)境下的位置服務(wù)(Location Based Service-LBS)技術(shù)成為新的研究熱點(diǎn)。現(xiàn)有的定位技術(shù)大多采用測(cè)距方式和無需測(cè)距方式，前者定位簡單但易受到非視距的影響，后者對(duì)于定位算法有著更苛刻的要求。超寬帶(Ultra Wide Band-UWB)是一種短距離無線通信技術(shù)，具有高傳輸速率、高的時(shí)間和空間分辨率、低功耗、保密性好以及低

2、成本等特點(diǎn)。本文基于超寬帶技術(shù)并結(jié)合嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)室內(nèi)定位系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)目標(biāo)的準(zhǔn)確定位和軌跡跟蹤。
　　基于超寬帶的室內(nèi)移動(dòng)目標(biāo)定位系統(tǒng)采用嵌入式系統(tǒng)完成定位基站和移動(dòng)標(biāo)簽的硬件設(shè)計(jì)。在室內(nèi)固定基站的位置，并在移動(dòng)目標(biāo)上安裝定位標(biāo)簽，定位基站和移動(dòng)標(biāo)簽通過同步收發(fā)UWB數(shù)據(jù)信號(hào)實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，并測(cè)量移動(dòng)目標(biāo)的定位數(shù)據(jù)信息，完成對(duì)移動(dòng)物體的實(shí)時(shí)定位。通過對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的TDOA(到達(dá)時(shí)間差)定位算法進(jìn)行優(yōu)化。測(cè)量基站與標(biāo)簽之間的信號(hào)

3、到達(dá)的時(shí)間差并建立雙曲線交叉模型來實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)目標(biāo)的實(shí)時(shí)定位，配合卡爾曼濾波算法對(duì)系統(tǒng)輸入輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行觀測(cè)以及系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行最優(yōu)估計(jì)，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)測(cè)試的目標(biāo)實(shí)際位置參數(shù)對(duì)定位精度進(jìn)行修正來減小定位誤差，提高系統(tǒng)的準(zhǔn)確性、可靠性和穩(wěn)定性。上位機(jī)應(yīng)用軟件的開發(fā)采用Qt（C++圖形用戶界面應(yīng)用程序開發(fā)框架）設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)與定位基站的數(shù)據(jù)傳輸及遠(yuǎn)程的信息交互，并實(shí)時(shí)顯示定位目標(biāo)的移動(dòng)軌跡。
　　搭建實(shí)驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)，對(duì)移動(dòng)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行定位和跟蹤