论文部分内容阅读
随着我国城市汽保有量的高速增长,城市的停车位数量出现严重的短缺,这种状况导致了停车场内交通拥堵、停车难、乱停车等问题频繁发生。为了解决这些问题,传统的停车场开始引进智能停车场管理系统。车主使用智能停车场管理系统的服务可以更加方便地停车和反向寻车,车主根据导航服务停车和取车将会提高停车位的使用效率。但是目前阶段,一些智能停车场管理系统能够提供在线查询、预约以及缴费等功能,却极少能够提供精确的停车导航、反向寻车等功能。主要原因是目前的智能停车场管理系统缺少一套对汽车精确、实时的定位系统。Bluetooth、ZigBee、WiFi等传统的无线定位技术,受室内环境复杂的影响导致定位精度比较差,难以满足停车场汽车定位对于高精度的要求。因此,本文引入UWB定位技术用于停车场汽车的定位,丰富智能停车场管理系统的功能。理论上基于UWB技术的DW1000芯片测距误差在10cm左右,定位精度比较高,完全满足智能停车场管理系统对定位精度的要求。本文的主要工作和成果如下:(1)设计了一套基于UWB技术的停车场汽车定位系统。根据停车场内的应用环境以及结合DW1000芯片的特点,讨论了基站和电子标签的布置方式;主要设计和研究了基站、电子标签嵌入式软件程序和定位算法。最后的测试实验得出定位系统具备对多个静止和移动电子标签实时定位的能力。(2)研究了一种Chan-Taylor协同定位算法。利用了MATLAB软件对最小二乘定位算法、Fang算法、Chan算法和四基站模型的Chan算法进行了仿真分析,仿真结果表明四基站模型的Chan算法定位精度较好。为了提高定位精度,又引入Taylor级数展开算法,协同定位算法使用Chan算法首次定位结果作为Taylor算法的初始坐标,多次迭代估算标签的坐标。最后仿真结果表明了Chan-Taylor协同定位算法的定位精度优于其他定位算法。(3)定位系统的整体测试。室内停车场的测试实验中包括不同距离的测距测试、单标签定位测试、多标签定位测试和移动标签定位测试。测试结果得出定位系统的定位误差在30cm左右。