基于FPGA的UWB隧道内人员定位系统设计与实现

作     者：夏俊辉 李杰 罗飞舟 彭晓飞 常宏磊 于海波 XIA Junhui;LI Jie;LUO Feizhou;PENG Xiaofei;CHANG Honglei;YU Haibo

作者机构：中北大学仪器与电子学院山西太原030051 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051 中国运载火箭技术研究院宇航业务部北京100071 

出 版 物：《现代电子技术》 (Modern Electronics Technique)

年 卷 期：2024年第47卷第1期

页      面：7-13页

学科分类：0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(61973280) 山西省重点研发计划项目(202003D111007) 山西省基础研究计划项目(202103021224186) 

主　　题：现场可编程门阵列 超宽带 自适应卡尔曼滤波 双边双向测距 三边测量算法 鲁棒性 

摘      要：针对现阶段国内隧道施工中采用的通信定位手段通信信号不佳,无法提供精准定位信号的现象,基于现场可编辑门阵列(FPGA)为主控硬件提出一种以超宽带(UWB)定位技术为原理的无线传输定位系统,UWB定位基本原理基于三边测量算法并在后端数据处理中引入自适应卡尔曼滤波进一步提高其定位精度。该系统硬件层面具有低功耗、高效率的优点;算法层面卡尔曼滤波可以使系统达到更高精度,静态测距精度可达到0.1 m以内,动态测距精度可达到0.2 m以内。该系统可对工作人员长时间进行高精度、高效率的定位。经实验验证,该系统能够在无网络的情况下及时进行高精度跟踪定位,具有极强的鲁棒性。