基于UWB的AGV高精度室内定位系统研究

摘要

近年来，随着生产过程中的物流自动化、物流智能化程度的提高及AGV（Automated Guided Vehicle,AGV）在柔性制造中表现出来的独特优势，AGV市场需求持续高速增长，拥有巨大的应用与发展前景。 定位是AGV完成导航任务必须首要解决的问题，是提高AGV智能化水平的关键。而UWB具有发射功率低、抗多晶效果好、穿透力强、精度高等特点，成为当前无线定位技术研究的热点，有着重大的研究价值与广阔的应用前景。 本文在此背景下，对基于UWB（UltraWide Band,UWB）的AGV室内定位系统进行了深入研究，论文主要工作如下： 1.对当前AGV的发展现状、无线定位技术的实现方式进行了整理与综述，选择了基于UWB技术的定位方式，叙述了UWB的技术原理、特点；简单介绍了在定位技术中常用的TOA、TDOA、AOA及RSSI等方式的原理及特点。针对基于UWB的定位技术，详细描述了其基于TOA的测距原理，对测距误差因素进行了分析，并归纳了无线定位性能评价指标。 2.针对UWB测距定位过程中的NLOS（None-Line of Sight，NLOS）误差、多径干扰及欠观测条件下由未知环境、测量设备等因素引起的量测系统误差带来较大误差的问题，提出运用增量卡尔曼滤波算法对所获得的距离值进行滤波；对比经典 Chan 与Taylor定位解算法，采用更合适的Chan算法对包含距离值的非线性方程解算获得标签位置坐标，与小波去噪、卡尔曼滤波等算法相比较，本文算法有良好的定位仿真效果。 3.基于DWM1000模块支持USB虚拟串口，采用串口通信，分析了基于MATLAB串口通信的基本原理，利用serial类及相关函数设计并编写了基于MATLAB串口通信的上位机程序，设计并实现了上位机所需要的串口距离数据解析、数学计算及可视化显示等功能模块。 4.在室内定位现场测试试验之前，对试验环境中存在的测距误差进行了拟合修正，然后基于AGV对象分别进行了静态、动态定位测试，分析了其中的误差来源，测试结果表明了良好的定位效果。

目录

2015210255-蔡博-基于UWB的AGV高精度室内定位系统研究

img-Y23071516

2015210255-蔡博-基于UWB的AGV高精度室内定位系统研究 - 副本