基于超聲波的室內(nèi)導(dǎo)航定位方法研究.pdf

1、室內(nèi)環(huán)境下，移動(dòng)載體的室內(nèi)導(dǎo)航定位方法成為現(xiàn)階段各國(guó)研究學(xué)者研究的熱點(diǎn)，本文進(jìn)行了基于超聲波的室內(nèi)導(dǎo)航定位方法研究。論文以超聲波定位為核心進(jìn)行了一系列工作，根據(jù)現(xiàn)有的超聲波定位方法存在的問題進(jìn)行研究，提出了CDMA-TDMA超聲波定位方法以及室內(nèi)超聲波差分定位新方法；結(jié)合超聲波定位、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)以及非完整性約束將室內(nèi)超聲波定位方法與慣性導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行信息融合，以實(shí)現(xiàn)高精度室內(nèi)組合導(dǎo)航。本文主要工作如下：
　　1.介紹了超聲波基礎(chǔ)理論

2、以及超聲波定位原理，根據(jù)現(xiàn)有的超聲波定位方法對(duì)CDMA超聲波定位方法進(jìn)行了分析研究。介紹了超聲波信號(hào)形式以及系統(tǒng)工作原理，采用matlab對(duì)該方法進(jìn)行了仿真，為后續(xù)工作奠定基礎(chǔ)；
　　2.CDMA超聲波定位方法中在定位終端處將所接收到混合超聲波信號(hào)進(jìn)行自相關(guān)運(yùn)算，大范圍室內(nèi)需布設(shè)多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)使得自相關(guān)運(yùn)算量較大，針對(duì)這一問題本文提出了CDMA-TDMA超聲波定位方法。分析介紹了TDMA原理，CDMA-TDMA結(jié)合原理以及系統(tǒng)構(gòu)成及

3、實(shí)現(xiàn)方法。采用matlab對(duì)CDMA-TDMA超聲波定位方法中多路超聲波信號(hào)識(shí)別進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，結(jié)果表明該方法可以有效區(qū)分多路超聲波信號(hào)，適用于室內(nèi)定位；
　　3.針對(duì)常規(guī)超聲波定位精度受聲速誤差、時(shí)間同步誤差以及其他誤差等因素的影響使得定位精度降低，本文提出了超聲波差分定位方法。從測(cè)距差分、位置差分兩個(gè)方面分別進(jìn)行了研究分析，闡述了差分定位原理及具體實(shí)現(xiàn)步驟。室內(nèi)環(huán)境下對(duì)超聲波差分定位方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方法可以有效

4、提高定位精度；
　　4.室內(nèi)情況下，針對(duì)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)導(dǎo)航誤差隨時(shí)間的增加而發(fā)散的問題進(jìn)行了超聲波/INS組合導(dǎo)航研究。詳細(xì)介紹了慣性導(dǎo)航方法，對(duì)慣性傳感器以及捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中姿態(tài)、位置、速度的解算方法進(jìn)行了介紹；對(duì)組合導(dǎo)航方法中信息融合方法(卡爾曼濾波)進(jìn)行了分析，給出了具體實(shí)現(xiàn)流程；進(jìn)行了組合導(dǎo)航系統(tǒng)模型搭建。采用matlab根據(jù)實(shí)際室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行仿真驗(yàn)證，仿真結(jié)果表明該系統(tǒng)可以將導(dǎo)航誤差控制在一定的范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)高精度室內(nèi)導(dǎo)航定