基于超寬帶的室內(nèi)服務機器人定位技術研究與應用.pdf

1、隨著無線通信技術的飛速發(fā)展，無線定位已成為室內(nèi)環(huán)境下位置信息獲取的主要方式。超寬帶定位具有發(fā)射信號功耗低，信號速率高、信道容量大，信號的穿透力強和高精度等優(yōu)點，已成為無線定位技術中極具發(fā)展?jié)摿Φ募夹g，因此對超寬帶定位系統(tǒng)的研究具有重要的實用價值。本文研究了無線定位技術的原理和特點，設計實現(xiàn)了基于超寬帶技術的室內(nèi)無線定位系統(tǒng)。
　　本文首先對超寬帶與其他無線定位技術的原理與優(yōu)缺點進行了闡述，然后根據(jù)實際的需求，設計了超寬帶定位系統(tǒng)的

2、總體方案，并針對方案中的需求進行了關鍵器件的選型。在討論和比較超寬帶TOA/TDOA與泰勒級數(shù)展開等傳統(tǒng)定位方法與定位算法的基礎上，最終采用了高精度Fang-泰勒級數(shù)聯(lián)合定位算法。
　　針對提出的超寬帶系統(tǒng)方案，本文設計了定位標簽、藍牙傳輸和電池供電等硬件模塊，其中定位標簽包括錨節(jié)點與標簽節(jié)點，其主要由DW1000超寬帶收發(fā)芯片、超低功耗微處理器以及其他外圍電路組成。通過在底層硬件處理器中嵌入μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)實現(xiàn)了對超寬帶數(shù)

3、據(jù)的實時快速處理。此外，本文還設計了上下位機通信協(xié)議、上位機數(shù)據(jù)處理和顯示軟件。系統(tǒng)工作時，標簽節(jié)點接收錨節(jié)點的數(shù)據(jù)幀，并讀取錨節(jié)點的時間戳信號和獨有的ID，由微處理器打包發(fā)送給上位機，上位機調(diào)用位置估計算法對數(shù)據(jù)進行處理得到相應的坐標值，然后在顯示界面對節(jié)點坐標進行實時顯示。
　　本文設計的超寬帶定位系統(tǒng)在實驗室環(huán)境下完成了整體測試，實驗結果表明，本系統(tǒng)，對靜止節(jié)點與運動節(jié)點均可進行準確定位，定位精度和定位穩(wěn)定性都達到了預期目標