基于超声波测距的高精度大范围定位系统硬件设计及实现
随着科学技术的发展，人们对定位系统的要求日益提高，希望定位范围能够从户外延展到室内，并且在室内场合能达到更高标准的定位要求。目前室外定位技术已经相当成熟，主要有GPS、伽利略、北斗等定位系统。然而由于室内环境的特殊性、复杂性，室外定位系统往往不能直接应用于室内。因此有必要专门为室内环境设计特殊的定位系统。 本课题采用超声波测距技术作为室内定位系统的功能基础，设计了一套基于ATmega16、MAXQ7667、NRF24L01射频模块以及超声波传感器的室内定位系统设备。论文阐述了该系统的原理与整体设计方案，分为硬件与软件设计两部分。设备的硬件电路设计主要包括超声波发射模块与超声波接收模块的设计工作，着重描述了超声波传感器驱动电路、超声波检测电路以及超声波传感器阵列的设计。在软件方面，给出的系统软件流程包括如何实现信号到达时间差(Time Diffence of Arrival，TDOA)检测技术以及与位置相关的定位算法，并分析了实现超声波检测技术的关键驱动程序设计。 最后，在现场安装、调试该超声波室内定位系统，并通过实验数据表明，该系统满足课题要求，即在6m*11m的目标定位范围中实现定位坐标数据更新率大于10次/秒且相对误差在2cm以内的定位需求。该定位系统能够稳定运行于现场环境。 论文提出的基于超声波技术的室内定位解决方案具有定位精度高，定位范围广，实时性强，电路结构简单且易于实现、安装等优点，能够满足部分室内环境下如实验室、工厂、仓库等地点的定位需求。
超声波测距;室内定位;传感器阵列;抗干扰技术
广东工业大学
硕士
控制理论与控制工程
王钦若
2012
中文
TB559
85
2015-10-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）