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  • 室内定位高精度室内定位超宽带定位算法
  • 为减小因非视距带来的定位误差,提出一种基于非视距鉴别加权拟合的矿井超宽带定位方法,该方法首先进行非视距鉴别,鉴别的原理是比较视距情况下距离测量值的概率密度函数与非视距情况下概率密度函数的接近程度,并将两者...
  • 针对室内复杂环境所引起的NLOS误差,提出了一种利用小波良好抑制噪声特性的室内定位优化算法,选定IEEE 802.15.4a模型为超宽带室内无线定位的普适模型,在室内传统定位算法基础上利用小波去噪消除NLOS误差,从而改进...
  • 针对IEEE802.15.4a标准下基带窄脉冲方式超宽带定位技术的研究,主要研究内容包括定位方式的选择、定位算法的选择和在此基础上的性能仿真分析。
  • 超宽带(UWB)信号具有穿透能力强、抗多径能力强的特点,能够提供较高的定位精度,因此成为NLOS环境下定位的首选。针对NLOS环境下的定位精度不高的问题,在接收信号强度(RSSI)测距和三边算法联合定位的基础上,提出以联合...
  • 使用MATLAB对超宽带通信基于到达时间的一种定位算法的核心程序,对于研究定位UWB定位算法的应用提供帮助。
  • 利用稀疏采样采集超宽带窄脉冲,避免了高速ADC采集带来的高成本和功耗
  • 基于相干TOA 测距算法,研究了IR-UWB 无线室内定位系统中由脉冲信号传播特性导致的多径误差和NLOS 误差的建模问题。首先利用IEEE 802.15.4a 信道模型中的多径信息给出了与系统带宽有关的多径距离误差分布参数。结合...
  • 本文回顾了目前UWB的定位技术和3个定位系统
  • 超宽带定位系统中,多径效应、NLOS 等因素会导致一定程度的测量误差。详细介绍了基于超宽带的各类定位技术及其实现原理,并着重于定位性能较好的TDOA技术,从定位模型建立到定位解算方面系统地介绍了各类基于TDOA...
  • 超宽带定位技术介绍、原理图、算法介绍、应用介绍
  • 为解决这一问题,在深入研究微惯性传感器(MEMS)与超宽带定位原理与算法的基础上,提出采用MEMS辅助UWB定位的算法,以提高定位精度。实验结果表明,MEMS/UWB算法与单独的UWB定位算法相比,有效提高了定位覆盖率以及定位...
  • 针对目前常用的井下人员定位技术存在传输距离短、抗多径效应差、定位精度低等问题,采用基于到达时间差的超宽带定位技术,提出了一种井下人员定位系统。该系统通过多个定位传感器发送测距信号,井下人员携带的目标节点...
  • 超宽带室内定位技术

    2015-06-21 10:11:57
    超宽带室内定位技术的演示ppt,文字较多,还算不错
  • 超宽带技术由于功耗低、抗多径干扰能力强、系统复杂度低、定位精度高等优点,已经成为室内无线定位技术中极具潜力的技术。基于到达时间差(TDOA)定位技术,提出了一种基于Taylor算法和Chan算法的定位方法,并对三种...
  • 超宽带无线定位技术

    2013-09-24 08:49:28
    超宽带无线定位技术的很好的技术文档,大家可以参考下
  • 在对现有的矿山井下目标定位技术系统分析的基础上,提出了一种基于超宽带技术的矿山井下联合无线定位方法。在发射与接收台之间采用超宽带UWB技术,采用粒子滤波算法进行位置估计,并用TDOA/RSS联合技术获得的观测...
  • 针对煤矿井下综掘工作面的实际工况,提出了一种基于超宽带定位技术的悬臂式掘进机自主定位定向方法,建立了该方法的数学计算模型及误差随距离分布模型,并验证了该方法的可行性。分析结果表明:在满足煤炭巷道成型标准的...
  • 为了研究掘进机的定位误差,基于超宽带测距技术,根据波达时间和(Time Sum of Arrival,TSOA)定位原理,采用了间接法解算出定位点的坐标值。仿真分析了定位点在空间的分布,对三个坐标轴的定位误差进行分析,得出的结论为:...
  • _基于TOA方案的超宽带室内定位技术研究
  • 针对超宽带室内定位系统中的测量误差较大问题,提出了一种基于双路飞行时间测距方法来减小时钟偏移误差的解决方案。本方案针对静态和动态的待测节点的运动特性,通过对待测节点的运动状态检测,提出了一种联合算法,...
  • 利用查表技术的超宽带快速定位算法研究,祝忠明,韩文文,针对目前一些利用超宽带技术定位目标体的方法存在的缺陷,在前人研究的双椭圆交叉定位方法的基础上,推导了信号传播路径的时延解
  • 基于 UWB(超宽带)通信技术 所有节点自动无线组网,无需拉线 支持定位、导航、授时、通信功能 局部定位、分布式测距(去中心化)、数传三种模式 高容量与高刷新频率:40 标签/8 基站/1 控制台@50Hz 独立高速低延迟数...
  • 1、学习研究和分析LOS环境下基于UWB的定位算法,通过对脉冲准确到达时间的估计,精确的测量出脉冲发射源到接收机的距离。 2、用MATLAB仿真实现LOS环境下基于UWB的定位算法。
  • 针对现有矿井机车定位存在精度不足、时延较长、不能满足现代化矿井建设和生产的安全需要的问题,设计了一种基于超宽带(UWB)技术的新型矿井机车定位系统。重点阐述了系统的总体设计,给出了详细的硬件设计方案和软件...
  • 超宽带UWB高精度定位技术

    万次阅读 热门讨论 2015-06-21 09:38:09
    初次接触超宽带(UWB)无线通信技术,先了解和认识一下。准备做机器人室内定位,没拿到模块之前,先啃英文数据手册,好像还没有中文版本的,做个笔记。定位考虑过ZigBee和BLE,最后还是选择了UWB技术,抗干扰...
      初次接触超宽带(UWB)无线通信技术,先了解和认识一下。准备做机器人室内定位,没拿到模块之前,先啃英文数据手册,好像还没有中文版本的,做个笔记。定位考虑过ZigBee和BLE,最后还是选择了UWB技术,抗干扰性能更强,定位精度高(±10cm),低成本、低功耗,数据传输速度快,UWB能在10米左右的范围内实现数百Mbit/s至数Gbit/s的数据传输速率,可达到6.8Mb/s。

    1.背景及相关技术

    UWB(Ultra Wide Band,超宽带)是一种以极低功率在短距离内高速传输数据的无线通信技术,UWB具有抗干扰性能强、传输速率高、带宽极宽、消耗电能小、发送功率小等诸多优势,主要应用于室内通信、家庭网络、位置测定、雷达检测等领域。系统容量大发送功率非常小,其电磁波辐射对人体的影响也会很小,应用面就广。

    2.芯片选择

    选择DecaWave公司的DW1000芯片。符合IEEE802.15.4-2011超宽带标准。按照数据手册上应该最小误差在10厘米以内。DW1000的最远传输距离为450米(直视距离,非直视距离为45米)。芯片功耗低,可双向测距和定位,可作为目前室内定位(还有说法是地下定位也可以)技术RFID及WiFi的补充。参数如下:

    单电源电压:2.8 V至3.6 V

    数据传输速率:110 kbit/s,850 kbit/s和6.8 Mbit/s;

    6频段:从3.5 GHz至6.5 GHz

    发射功率:-14 dBm/-10 dBm

    发射功率密度:<-41.3dBm / MHz  

    支持数据包大小:1023字节

    调制方式:BPM(二相调制)与BPSK(二进制相位调制)

    FDMA:6通道

    CDMA:12种不同的信道编码

    工业级温度范围:-40°C至+ 85°C

    读数据手册的摘录及心得:

    DW1000需接外部38.4MHz的晶振,支持SPI通信。

    引脚说明:

    1.png

    DW1000有8个通道需要配置,最大接收带宽为900MHz,编程会用到。

    比如:模式1

    Channel_Config[8]={

    /*模式1*/

                           2,             //选择通道

                           DW1000_PRF_16M,   //脉冲频率

                           DW1000_BR_110K,   //波特率

                           3,            //前导码

                           DW1000_PLEN_1024, //前导码数据长度

                           DW1000_PAC32,     //指定PAC前导长度

                           1,      //非标SFD

                           (1025 + 64 - 32) //SFD超时

                       }

     

    QQ图片20150612103250.png

    支持的波特率为:

    DW1000有两个频率合成器,本地时钟即外部和系统时钟。带宽设置有两种模式:500MHz和900MHz。由相关寄存器设置特定的带宽模式。带宽设置的增加范围大了,相应功耗也就增加。因此该TX脉冲宽度允许传输的带宽应该合理控制。DW1000寄存器是不可编程的,需要写相关值来控制。

    看完数据手册,接下来就好好啃两百多页的英文用户手册,看看SPI读写操作和各个寄存器值的读写操作。大概有四十多个寄存器。DW1000对于寄存器的操作十分严格,尤其是时间同步控制。两种定位方法:到达时间差(TDOA)和双向测距(TOF)定位。时间控制不合适会导致定位误差。

     

        湿度大也会衰减发射信号的强度,影响距离,比如阴雨天时,收音机的信号就明显差很多。因为无线电波的传播介质发生了变化,介质的性质(介电常数)发生变化,电磁波波速就会产生变化。

    3.软件流程

    (1)使能DW1000软件操作流程:

    a.设备初始化(时钟初始化、GPIO初始化、中断优先级配置、串口及SPI初始化等);

    b.关中断(若开启了外部中断);

    c.复位;

    d.读取芯片32位ID号(如果读取设备寄存器成功,返回设备号0xDECA0130,说明硬件初始化正常);

    e.指定角色(Tag/Anchor)

    f.配置信道参数(通道数、频率、数据速率、引导码、PAC、SFD等)

    g.使能芯片寄存器操作;

    h.使能中断;

    i. Tag/Anchor发送(Poll message)接收(Response message)消息帧,记录时间戳(timestamp)。

    (2)双向测距TWR流程(如图):

     

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  • 基于Chirp扩频技术的超宽带室内定位技术研究
  • 超宽带技术的定位原理: 通过布设基站在室内(外),携带标签在定位目标上;标签发射超宽带信号,基站接收信息并通过网线或WIFI网传输到交换机与服务器,在服务器软件中运用TODA和AOA定位算法进行位置解算,实时显示...

    超宽带技术的定位原理:

    通过布设基站在室内(外),携带标签在定位目标上;标签发射超宽带信号,基站接收信息并通过网线或WIFI网传输到交换机与服务器,在服务器软件中运用TODA和AOA定位算法进行位置解算,实时显示全局标签位置。定位标签可以在各个单元自由行走,通过定位平台软件分析,将定位目标真实地以虚拟动态三维效果显示出来。UWB信号带宽很大,接收多径容易分离,抗衰落性能好,能够实现很高的定位精度,比较适合室内定位场景。Ubisense公司研发了基于超宽带信号的发射、接收模块。室内定位面临复杂的传播环境,房间结构设计各异、建筑材料不同都会导致信号的传播损耗随着环境的变化而产生较大的起伏。通常情况下室内障碍物众多,信号传播会经历发射、绕射、折射和散射,导致密集多径接收,信号幅度、相位和到达变化较大。UWB接收器接收标签发射的UWB信号后过滤电磁波传输过程中夹杂的各种噪声干扰,得到含有效信息的信号,再通过中央处理单元进行测距定位计算分析。

     

    Ubisense超宽带技术的算法:

    Ubisense 7000定位系统运用TODA(信号到达时间差)和AOA(信号到达时间角度)混合定位算法,通过信号到达的时间差、角度,利用双曲线交叉来定位。AOA法:AOA算法能测量未知点和参考点之间的角度并计算目标的位置。超宽带定位系统通过多个基站测量从定位目标最先到达接收机的信号的到达角度,从而估计出定位目标的位置。如果区域内的障碍物比较少,则可以利用AOA算法获得较高的定位精度,但是如果定位区域内的障碍物比较多,那么就要考虑多径效应的影响。TDOA法:当超宽带定位使用AOA方法来计算时,由于多路径效应和接收机天线的限制,往往需要较多的传感器同时工作,这样会增加系统的应用成本。而利用TOA/TDOA联合定位算法,可以减少同时工作的传感器数量,并且获得待定位目标的三维坐标。

     

     

     

    Ubisense超宽带系统的组成:

    Ubisense超宽带室内定位系统包括三个组成部分:电池供电的活动标签(Ubisense tag),能够发射UWB信号来确定位置;位置固定的传感器(Ubisense Sensor),能够接受并估算从标签发送过来的信号;软件平台(UbisenseiLocateTM),能够获取、分析并传输信息给用户和其它相关信息系统。

    1) 定位传感器:Series 7000系列传感器是一种精密测量仪器。它包含一个天线阵列,以及UWB信号接收器;可以通过检测定位标签发出的UWB信号,来计算该标签的实际位置。在工作过程中,每个传感器独立测定UWB信号的方向角和仰角(AOA);而到达时间差信息(TDOA)则必须由一对传感器来测定,而且这两个传感器均部署了时间同步线;这种独特的AOA、TDOA相结合的测量技术,可以构建灵活而强大的定位系统。目前Ubisense 单个传感器能测得较为准确的标签位置;而通过两个传感器的接收信号能测定更为精密的3D 信息;传感器的这种特性大大降低了系统部署的硬件开销,显著改善了系统的稳定性与可靠性。

    2) 定位标签: Ubisense 7000定位系统提供两种定位标签,即紧凑型标签(Ubisense Compact Tag)和细长型标签 (Ubisense SlimTag)。它们应用于实时交互定位系 统中,针对不同的应用而设计,并有不同的性能。紧凑型标签针对工业应用环境设计,可置于资产设备、交通工具上;细长型标签设计用于人员的携带或者固定于物体上。这两种标签均能够达到15cm的3D定位 精度,并且提供达每秒20次的位置数据刷新率。标签带有数据存储器,能够用来存储诸如识别码的数据。所有的标签均有UWB 信号发射器,以及一个2.4GHz ISM频段的双工射频传输设备。双向射频设备用来传输传感器与标签之间的控制信息。传感器可以控制标签只发射UWB 信号,而UWB信号的发射以及标签数据的刷新率均由传感器来驱动。这种动态的数据刷新方式,使得标签可根据其速度和应用的要求,仅在需要时发射信号节省了电池的能量。如果标签是固定的,它将以较低的速率进行数据刷新,直到传感器检测到标签的移动,并立即激活标签进行信号的发射。标签以低于1mW 的极低功率发射UWB 脉冲,这降低了UWB系统对其他RF 系统的干扰,并能够延长电池的使用寿命。在以5秒每次的持续数 据刷新状态下,电池能够使用5年。

    3) 定位平台:定位平台能够支持多种硬件底层如UWB、WSN、RFID、WIFI等,与上层场景、业务软件相结合,用户可以很方便地对监控场所进行部署,并将定位网络协同在一个实时、高精度的状态下获取定位的性能,能将场景实时动态地虚拟出来。平台具有系统稳定可靠,定位功能完整,实时性能好,管理功能健全,系统安装方便,集成方式简单,使用简单,易于二次开发等扩展特点。

    转载于:https://www.cnblogs.com/CodeWorkerLiMing/p/10673727.html

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空空如也

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