2 基于超声波的室内定位系统 5

2.1 超声波概述 5

2.2 超声波室内定位系统的发展 6

2.2.1 The Active Bat 定位系统 6

2.2.2 Cricket 系统 7

2.3 本文所使用的定位系统 7

2.4 系统的硬软件结构 8

2.5 本章小结 9

3 超声波室内定位的算法设计 9

3.1 三边定位算法 10

3.1.1 最小二乘法 10

3.1.2 基于 Cayley-Menger 行列式 11

3.2 三角定位 14

3.3 扩展卡尔曼滤波方法 15

3.4 基于最小二乘法的改进算法 18

3.4.1 算法原理及推导 18

3.4.2 算法误差分析 21

4 超声波传感器网络定位实验平台的设计和实现 26

4.1 系统硬件设计 26

本科毕业设计说明书（论文） 第 II  页  共 II 页

4.2 通信协议设计 29

4.2.1 协议基础定义 29

4.2.2 PC 机与超声波发射端之间通讯协议 30

4.2.3 超声波发射端和超声波接收端之间 31

4.3 系统软件设计 31

4.3.1 控制模块程序设计 34

4.3.2 上位机软件设计 34

4.4 实验结果 35

5 总结与展望 38

5.1 全文总结 38

5.2 研究展望 39

致谢 40

参考文献 41

绪论

1.1 室内定位问题的研究背景和意义

无论是在陆地，海洋还是太空，导航均需要对自身进行准确定位，而定位技 术作为一门核心的研究方向，早已渗透到我们的生活当中。早期的航海家们使用 天体观测仪、六分仪或者八分仪，获得某一时刻太阳或天体与海平线或地平线的 夹角等信息，以便迅速得知海船所在位置的经纬度[1]。到了 20 世纪，随着电子 和通信技术的高速发展，类似远程无线电导航（LORAN）、无线电探测定位论文网