本文選題：超寬帶 + 慣性測量單元　； 參考：《華南理工大學》2016年碩士論文

【摘要】：超寬帶(UWB)測距與通信模塊(RCM)能使在多種設備中的可靠的距離測量和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移成為可能。其中一種典型的情況就是進行遠超過GPS系統(tǒng)精確度的,或是在無法得到GPS信號的地區(qū),對無人機的定位。幾個模塊能夠被結(jié)合,來提供一個2D或3D的定位以及航向。這里呈現(xiàn)的工作主要有三個部分:第一部分是連接、塑造和評估所使用的無載波通信模塊。第二部分側(cè)重于通過使用幾個有不同濾波方式和參數(shù)的模塊,以及比較結(jié)果,來進行高精度的距離測量。抽樣頻率在很大程度上依賴于使用的參數(shù),測量給出了幾毫米的精確度。第三部分也是最重要的部分,即設計和建造一個于UWB測量相結(jié)合的2D定位和確定航向的系統(tǒng)。這些UWB測量來自于四個模塊和慣性測量:UWB模塊與幾何方法結(jié)合來確定位置、速度和航向,慣性測量確定出加速和角度速度。然后為了減少干擾,使用了一個與改進的中值濾波結(jié)合的3D(2D+航向)卡爾曼過濾器。達到了幾毫米和小于0.5度的精度,還有8到11赫茲的抽樣頻率。所有的處理都是實時用微控制器或電腦通過藍牙連接來完成的。此外,還設立了一個可以動的平臺來簡化系統(tǒng)進行的測量。該平臺還可用于未來對系統(tǒng)的擴展。
[Abstract]:UWB (UWB) ranging and communication module (RCM) enables reliable range measurement and data transfer in a variety of devices. One of the typical cases is the positioning of UAVs far beyond the accuracy of GPS systems or in areas where GPS signals are not available. Several modules can be combined to provide a 2D or 3D location and course. There are three main parts of the work presented here: the first part is to connect, mold and evaluate the carrier-free communication module used. The second part focuses on the use of several modules with different filtering methods and parameters, as well as the comparison results, to carry out high precision distance measurement. The sampling frequency depends largely on the parameters used and the measurement gives an accuracy of several millimeters. The third and most important part is the design and construction of a 2D positioning and course determination system combined with UWB measurement. These UWB measurements come from four modules and the inertial measurement: UWB module combined with geometric methods to determine position, velocity and heading, and inertial measurements determine acceleration and angular velocity. Then a 3D(2D heading Kalman filter combined with an improved median filter is used to reduce interference. Accuracy of several millimeters and less than 0.5 degrees has been achieved, and sampling frequencies of 8 to 11 Hz have been added. All processing is done in real time using a microcontroller or computer via a Bluetooth connection. In addition, a movable platform has been set up to simplify the measurement of the system. The platform can also be used to extend the system in the future.
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN925

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