基于聲波的移動(dòng)設(shè)備測(cè)距方法研究.pdf

1、隨著社會(huì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，位置信息與人們的生活更加密切。目前的定位技術(shù)主要有GPS定位和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)基站定位。前者的民用精度為10米以上，后者主要依賴于網(wǎng)絡(luò)的密集性，精度并沒(méi)有比GPS高。而人們?cè)谑覂?nèi)的活動(dòng)越來(lái)越多，且實(shí)際上室內(nèi)定位的應(yīng)用系統(tǒng)卻很少，因此有必要研究室內(nèi)定位系統(tǒng)與方法。目前，手機(jī)已經(jīng)相當(dāng)普及，幾乎每人每天都會(huì)有接觸并隨身攜帶，因此使用移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行室內(nèi)定位十分方便且有廣泛需求。測(cè)距定位是定位的一種方式，測(cè)量距離的精度直接影

2、響了定位的精度。為了能夠在室內(nèi)精確定位，本文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種適用于智能移動(dòng)設(shè)備的高精度測(cè)距算法，利用到達(dá)時(shí)間的測(cè)距方法能達(dá)到厘米級(jí)的測(cè)距精度。
　　本文的工作是基于聲波的移動(dòng)設(shè)備測(cè)距，包括了測(cè)距算法，具體實(shí)現(xiàn)以及一些應(yīng)用。造成聲波測(cè)距誤差的因素包括一些不確定的因素比如設(shè)備間時(shí)間不同步，記錄的時(shí)間和實(shí)際時(shí)間不一致，以及信噪比（SNR），多徑效應(yīng)和信號(hào)失真的影響。采用雙路監(jiān)聽(tīng)的方式分別記錄兩次檢測(cè)到信號(hào)到達(dá)的時(shí)間點(diǎn)，交換兩機(jī)的到達(dá)時(shí)間差

3、（DTOA）并計(jì)算即得到兩設(shè)備間的距離，避免了時(shí)間的同步，又不用去處理時(shí)間點(diǎn)的不確定性。采用錄音的方式使檢測(cè)可以更加方便快捷，為異步甚至離線檢測(cè)創(chuàng)造了條件。為了更好的得到測(cè)距結(jié)果，為兩臺(tái)設(shè)備設(shè)計(jì)了特定波形，經(jīng)過(guò)相關(guān)性的檢測(cè)，需要進(jìn)行候選點(diǎn)的校正，最終能準(zhǔn)確的得到信號(hào)到達(dá)點(diǎn)。建立網(wǎng)絡(luò)控制多臺(tái)設(shè)備間進(jìn)行測(cè)距，建立節(jié)點(diǎn)信息隊(duì)列，等待任務(wù)隊(duì)列，測(cè)距結(jié)果隊(duì)列。當(dāng)所有測(cè)距任務(wù)完成后，可以從測(cè)距結(jié)果隊(duì)列中看到所有的測(cè)距結(jié)果。通過(guò)聲波來(lái)獲取移動(dòng)設(shè)備間的

4、距離，設(shè)備不斷的加入，逐漸建立坐標(biāo)系，之后可以進(jìn)行定位。
　　使用本文的方法進(jìn)行測(cè)距可以達(dá)到比較好的距離精度。在一定條件下，兩個(gè)設(shè)備測(cè)距的誤差甚至小于5厘米，達(dá)到了很好的精度，為以后精確定位的應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)調(diào)控進(jìn)行多臺(tái)設(shè)備間的測(cè)距，獲取距離信息后能夠建立幾個(gè)設(shè)備組成的立體坐標(biāo)系，新加入的節(jié)點(diǎn)可以使用該坐標(biāo)系進(jìn)行定位。準(zhǔn)確獲取距離的信息后，可以判斷多臺(tái)設(shè)備間的相對(duì)關(guān)系位置。實(shí)驗(yàn)表明，本文測(cè)距方法能達(dá)到很好的精度并能