基于UWB测距定位的列车辅助防撞预警系统

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致谢

1 引言

1.1 课题研究的背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国外研究现状

1.2.2 国内研究现状

1.3 论文的主要工作和章节安排

2 列车辅助防撞预警系统的整体方案

2.1 系统功能设计和整体结构组成

2.1.1 主要功能设计

2.1.2 系统整体结构

2.2 列车辅助防撞预警系统关键技术

2.2.1 UWB无线通信技术

2.2.2 UWB帧结构和物理层调制方法

2.3 UWB通信距离影响因素分析

2.3.1 外部功率放大器对距离的影响

2.3.2 天线增益对距离的影响

2.3.3 信号频率对距离的影响

2.4 UWB测距方法和测距精度分析

2.4.1 单边双向测距

2.4.2 双边双向测距

2.4.3 障碍物对测距精度影响分析

2.4.4 列车实际运动对测距精度影响分析

3 列车辅助防撞预警系统测距终端设计

3.1 测距终端的外观示意图

3.2 测距终端的硬件设计

3.2.1 测距终端的硬件总体设计

3.2.2 测距终端的电源单元

3.2.3 测距终端的通信单元

3.2.4 测距终端的主控单元

3.3 测距终端的软件设计

3.3.1 测距终端的软件总体设计

3.3.2 测距终端的数据帧发送和接收

3.3.3 测距终端的工作模式

3.4 测距终端的通信模式配置

4 列车辅助防撞预警系统定位系统和预警系统设计

4.1 AOA定位算法

4.2 TOA定位算法

4.2.1 TOA静态定位实验

4.2.2 TOA动态定位实验

4.3 TDOA定位算法

4.3.1 Chan 算法

4.3.2 Taylor算法

4.3.3 列车动态轨迹仿真

4.4 列车定轨系统

4.5 系统控制模块工作原理

4.6 列车制动过程及预警距离分析

4.6.1 列车制动过程分析

4.6.2 预警距离分析

5 列车辅助防撞预警系统功能测试与验证

5.1 静态试验

5.1.1 静态试验方案

5.1.2 静态试验结果及分析

5.2 动态试验

5.2.1 预警显示终端报警模拟试验

5.2.2 手机实时显示通信距离

5.2.3 试车线上车测试

6 总结与展望

6.1 论文工作总结

6.2 展望

参考文献

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

独创性声明

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