基于UWB的室内高精度三维定位系统研究

目录

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引言

1 绪论

1.1 课题研究背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文主要内容与安排

2 室内定位理论及相关技术

2.1 室内定位的关键因素

2.1.1 频谱干扰

2.1.2 视距与非视距传播

2.1.3 多径衰落

2.2 室内定位测距方法

2.2.1 到达时间法

2.2.2 到达时间差法

2.2.3 飞行时间法

2.2.4 波达方向法

2.2.5 接收信号强度法

2.3 室内定位常用的技术

2.3.1 基于接收信号强度的定位技术

2.3.2 基于到达时间的定位技术

2.3.3 其他定位技术

2.3.4 多技术融合定位

2.3.5 各种定位技术比较

2.4 UWB室内定位的基本理论

2.4.1 UWB技术基本概念

2.4.2 UWB收发信机基本构成

2.4.3 UWB室内定位的特点

2.5 定位精度评估方法

2.5.1 均方根误差(RMSE)

2.5.2 累积分布函数(CDF)

2.5.3 球误差概率(SEP)

2.6 本章小结

3 UWB定位系统硬件设计

3.1 UWB室内定位系统架构

3.2 基站标签一体化硬件整体布局

3.3 控制及通信部分硬件设计

3.3.1 主控部分电路

3.3.2 通信模块电路

3.3.3 电源及开关电路

3.4 UWB收发信模块设计

3.4.1 DW1000模块设计

3.4.2 超宽带天线优化设计

3.4.3 接收通路 LNA 电路设计

3.5 传感器模块硬件设计

3.5.1 IMU传感器单元硬件设计

3.5.2 气压传感器电路设计

3.6 硬件电路制作与调试

3.6.1 硬件 PCB设计与制作

3.6.2 硬件电路测试

3.7 本章小结

4 UWB定位系统软件开发

4.1 嵌入式底层软件的开发

4.1.1 软件架构与工作流程

4.1.2 测距算法分析

4.2 上位机软件开发

4.2.1 上位机软件工作流程

4.2.2 上位机通信帧设计

4.2.3 位置解析算法分析

4.3 本章小结

5.1 系统测试平台搭建

5.2 实验与结果分析

5.2.1 室内距离测试实验

5.2.2 室内二维定位测试

5.2.3 室内三维定位测试

5.3 本章小结

6.1 工作总结

6.2 工作展望

参考文献

在学研究成果

致谢