王震,郭建

(湘潭大学 物理与光电工程学院，湘潭 411105)

改进TDOA算法的UWB室内定位系统设计

王震,郭建

(湘潭大学 物理与光电工程学院，湘潭 411105)

提出了一种基于UWB的无线传感器网络室内定位系统的设计方案。通过锚节点与标签节点信息交互，得到时间差，通过nRF24L01把时间差传送给上位机，上位机利用改进的TDOA算法和卡尔曼滤波算法，计算出目标物体的位置，并在上位机中显示出来。实验结果表明，该系统最终使得室内定位的达到了20 cm左右，并且抗多径能力强、稳定性高,为无线网络传感器定位提供了更多的参考。

室内定位；UWB；多径干扰；卡尔曼滤波;TDOA算法

引 言

室内定位是一种对未知事物的位置进行预判的技术。室外定位有比较成熟的解决方案,如GPS(Global Position System，全球定位系统)、北斗通信等系统。然而室内定位的发展却一直处在一个不断探索的道路上，还没有非常成熟的解决方案。目前，国内外的研究者针对室内定位，主要提出了两种室内定位的思想。其一是根据目标物体上的信号接收器接收到周围信号发射器的信号强度来确定目标物体的位置，称为RSS[1](Received Signal Strength Indication，接收的信号强度指示)。此思想需要在定位的场景里放置一些信号发射器，主要用到了蓝牙[2]、WiFi[3]、红外线等方法，但是这些方法信号传播距离短，易受环境的影响，功耗较高，且定位精度也不是很高，只能达到米级。其二是根据信号到达时间来确定目标物体的位置，称为TOA[4](Time of Advent，到达时间)，也需要在定位场景里放置一些发射基……