基于聲波的移動設(shè)備測距方法研究.pdf

1、隨著社會的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進步，位置信息與人們的生活更加密切。目前的定位技術(shù)主要有GPS定位和移動網(wǎng)絡(luò)基站定位。前者的民用精度為10米以上，后者主要依賴于網(wǎng)絡(luò)的密集性，精度并沒有比GPS高。而人們在室內(nèi)的活動越來越多，且實際上室內(nèi)定位的應(yīng)用系統(tǒng)卻很少，因此有必要研究室內(nèi)定位系統(tǒng)與方法。目前，手機已經(jīng)相當(dāng)普及，幾乎每人每天都會有接觸并隨身攜帶，因此使用移動設(shè)備進行室內(nèi)定位十分方便且有廣泛需求。測距定位是定位的一種方式，測量距離的精度直接影

2、響了定位的精度。為了能夠在室內(nèi)精確定位，本文設(shè)計實現(xiàn)了一種適用于智能移動設(shè)備的高精度測距算法，利用到達時間的測距方法能達到厘米級的測距精度。
　　本文的工作是基于聲波的移動設(shè)備測距，包括了測距算法，具體實現(xiàn)以及一些應(yīng)用。造成聲波測距誤差的因素包括一些不確定的因素比如設(shè)備間時間不同步，記錄的時間和實際時間不一致，以及信噪比（SNR），多徑效應(yīng)和信號失真的影響。采用雙路監(jiān)聽的方式分別記錄兩次檢測到信號到達的時間點，交換兩機的到達時間差

3、（DTOA）并計算即得到兩設(shè)備間的距離，避免了時間的同步，又不用去處理時間點的不確定性。采用錄音的方式使檢測可以更加方便快捷，為異步甚至離線檢測創(chuàng)造了條件。為了更好的得到測距結(jié)果，為兩臺設(shè)備設(shè)計了特定波形，經(jīng)過相關(guān)性的檢測，需要進行候選點的校正，最終能準(zhǔn)確的得到信號到達點。建立網(wǎng)絡(luò)控制多臺設(shè)備間進行測距，建立節(jié)點信息隊列，等待任務(wù)隊列，測距結(jié)果隊列。當(dāng)所有測距任務(wù)完成后，可以從測距結(jié)果隊列中看到所有的測距結(jié)果。通過聲波來獲取移動設(shè)備間的

4、距離，設(shè)備不斷的加入，逐漸建立坐標(biāo)系，之后可以進行定位。
　　使用本文的方法進行測距可以達到比較好的距離精度。在一定條件下，兩個設(shè)備測距的誤差甚至小于5厘米，達到了很好的精度，為以后精確定位的應(yīng)用打下堅實的基礎(chǔ)。通過控制網(wǎng)絡(luò)調(diào)控進行多臺設(shè)備間的測距，獲取距離信息后能夠建立幾個設(shè)備組成的立體坐標(biāo)系，新加入的節(jié)點可以使用該坐標(biāo)系進行定位。準(zhǔn)確獲取距離的信息后，可以判斷多臺設(shè)備間的相對關(guān)系位置。實驗表明，本文測距方法能達到很好的精度并能