UWB定位技术及智能制造应用

图书标准信息

• 作者 赵荣泳、张浩、林权威、陆剑峰 著
• 出版社 机械工业出版社
• 出版时间 2020-12
• 版次 1
• ISBN 9787111667445
• 定价 85.00元
• 装帧 平装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 560页
• 字数 312千字

【内容简介】

超宽带（Ultra WideBand，UWB）是一种新型的无线通信技术，近年来兴起了对该技术的研究和产品开发热潮。本书以科普性、理论性、技术性和实用性为编写原则，面向智能制造发展过程中对各类生产要素高精度定位的需求，深入浅出地阐述了UWB高精度定位技术的相关理论、方法、模型和实现算法。同时，结合本书作者及其科研团队在智能制造领域中的理论和技术研究，介绍了行业代表性产品的研发和应用案例。为增强本书的技术实用性，在附录部分涵盖了关于TDOA的定位程序、定位数据处理及显示程序、UWB典型产品选型指导以及UWB系统标准化接口协议等，兼具实用技术手册的功能。

 

本书可以为UWB定位软硬件研发人员、企业安全和生产运营管理人员、智能制造系统研发人员提供宝贵的技术参考，同时也可以作为无线通信、智能制造及其相关专业的高年级本科生或研究生的教材。

 

【作者简介】

:
    赵荣泳，博士，副教授，博导，同济大学电子信息与工程学院CIMS研究中心，企业数字化技术教育部工程中心主任助理。国际电气和电子工程师协会IEEEMember，中国人工智能学会粒计算与知识发现专业委员会委员，上海市微电脑应用学会会员；主要研究方向：复杂系统建模、智能制造。主持国家自然基金项目2项，上海市自然基金项目1项，上海市重大研究计划项目1项，参与国家自然基金重大计划项目1项，重点项目1项，上海市科技创新项目12项，上海市信息化项目6项。获得教育部科技进步奖二等奖1项，上海市科技进步奖三等奖2项，江苏省双创人才项目1项，发表学术论文80余篇发明专利12项，软件著作权21项，SC/EI收录26篇。采用UWB技术和人工智能技术，已研制“5G绿色园区智能工业云平台”和“大型制造企业安全管理工业云平台”。

【目录】

目录

 

 

 

前言

 

 

第1章常用无线定位技术概述

 

 

11RFID定位技术

 

 

111RFID技术简介

 

 

112RFID定位技术的原理及发展

 

 

12WiFi定位技术

 

 

121WiFi技术原理

 

 

122基于WiFi的无线定位技术

 

 

123WiFi定位技术的应用

 

 

13ZigBee定位技术

 

 

131ZigBee技术原理

 

 

132基于ZigBee的室内定位系统

 

 

14SLAM定位技术

 

 

141SLAM技术简介

 

 

142SLAM定位系统构建

 

 

15无线UWB定位技术

 

 

151UWB技术简介

 

 

152UWB室内定位技术

 

 

165G定位技术

 

 

1615G技术简介

 

 

1625G室内定位技术

 

 

17卫星定位技术

 

 

171卫星定位技术概述

 

 

172美国GPS卫星定位与导航系统

 

 

173中国北斗卫星定位与导航系统

 

 

174欧盟伽利略卫星定位与导航系统

 

 

175俄罗斯格洛纳斯卫星定位与导航系统

 

 

18常用定位技术性能对比

 

 

19定位技术发展趋势

 

 

110本章小结

 

 

第2章UWB无线通信技术

 

 

21UWB定位技术现状

 

 

211UWB技术的由来

 

 

212UWB技术的发展

 

 

213UWB定位关键技术

 

 

22UWB技术标准与规范

 

 

221IEEE相关标准

 

 

222ETSI国际标准

 

 

223ECMA国际标准

 

 

224无线多媒体UWB规范

 

 

225ISO国际标准

 

 

23各国监管机构及频谱分配

 

 

231中国频谱分配

 

 

232美国频谱分配

 

 

233日本频谱分配

 

 

24本章小结

 

 

第3章UWB无线定位原理及方法

 

 

31常见的测量方法

 

 

311三边测量法

 

 

312三角测量法

 

 

313极大似然估计法

 

 

32UWB室内定位系统原理

 

 

321UWB室内定位系统结构

 

 

322UWB室内定位系统发射器原理

 

 

323UWB室内定位系统接收器原理

 

 

33典型的无线定位方法

 

 

331基于信号到达时间的定位方法TOA估计法

 

 

332基于信号到达时间差的定位方法TDOA估计法

 

 

333基于信号到达角度的定位方法AOA估计法

 

 

334基于接收信号强度的定位方法RSSI估计法

 

 

335混合定位方法

 

 

336网络连通性

 

 

34本章小结

 

 

第4章UWB室内定位模型及算法

 

 

41UWB的系统信号

 

 

411脉冲波形

 

 

412脉冲的调制方式

 

 

413扩频技术

 

 

42UWB的信道模型

 

 

421双簇模型

 

 

422SV模型

 

 

423IEEE 802153a UWB信道模型

 

 

424IEEE 802154a UWB信道模型

 

 

43UWB的定位算法

 

 

431最小二乘法

 

 

432Fang算法

 

 

433Chan算法

 

 

434Taylor算法

 

 

435高斯才６偎惴

 

 

44基于UWB的室内定位实现

 

 

441TDOA模型

 

 

442算法介绍

 

 

443仿真与分析

 

 

45本章小结

 

 

第5章UWB定位误差分析及消除方法

 

 

51UWB系统的定位精度影响因素

 

 

52定位性能评价指标

 

 

53UWB室内定位系统的误差分析

 

 

54UWB定位误差消除方法

 

 

55本章小结

 

 

第6章UWB系统中的惯性导航辅助定位

 

 

61惯性导航原理介绍

 

 

611惯性导航的作用

 

 

612IMU部件介绍

 

 

613惯性器件确定性误差

 

 

614惯性器件随机误差

 

 

615惯性导航系统

 

 

62三维空间刚体运动

 

 

621坐标系

 

 

622坐标系间的欧氏变换

 

 

623欧拉角

 

 

624四元数

 

 

63卡尔曼滤波技术

 

 

631经典卡尔曼滤波技术

 

 

632扩展卡尔曼滤波技术

 

 

633无迹卡尔曼滤波技术

 

 

634容积卡尔曼滤波技术

 

 

64定位耦合算法

 

 

641松耦合算法

 

 

642紧耦合算法

 

 

65耦合算法与仿真验证

 

 

651耦合导航系统初始化

 

 

652运动学模型

 

 

653量测方程

 

 

654耦合导航

 

 

655仿真验证

 

 

66本章小结

 

 

第7章UWB定位系统产品迭代研制的行业案例

 

 

71位置传感器

 

 

72位置到业务

 

 

73UWB定位引擎软件

 

 

74UWB定位系统后台软件研制

 

 

75UWB定位系统接口研发

 

 

76产品迭代与性能图谱

 

 

77本章小结

 

 

第8章智能制造原理与UWB定位系统建设

 

 

81智能制造概述

 

 

811智能制造的内涵

 

 

812智能制造的发展历程

 

 

813智能制造分类

 

 

814智能制造关键技术

 

 

82智能制造中物流柔性化和透明化

 

 

821柔性与物流的概念

 

 

822物流的柔性化和透明化策略

 

 

83智能制造中的柔性物流系统

 

 

831柔性物流系统分类

 

 

832柔性物流系统优点

 

 

833企业对物流系统柔性化的需求

 

 

84物流系统柔性的测度

 

 

841物流系统的范围柔性和响应柔性测度

 

 

842物流系统的多路径柔性

 

 

843物流系统柔性的可靠性测度

 

 

85智能制造中柔性物流的技术基础

 

 

851定位精度

 

 

852实时性

 

 

853可靠性

 

 

854透明化

 

 

86智能制造中柔性物流的定位需求

 

 

861柔性物流中的定位对象

 

 

862柔性物流对定位的功能需求

 

 

863柔性物流对定位的性能需求

 

 

864无线定位技术对比与选取

 

 

865物流中UWB定位方法的选取

 

 

87智能制造UWB定位系统的建设

 

 

871UWB定位的空间维度

 

 

872UWB定位系统的设备选型

 

 

873影响定位精度的因素分析

 

 

874UWB定位系统建设流程

 

 

88本章小结

 

 

第9章UWB定位技术在智能制造领域的应用

 

 

91电气设备行业生产线的效率提升

 

 

92汽车制造行业车间现场安灯系统支持

 

 

93汽车制造行业车间工序效率提升

 

 

94电子产品制造行业生产线优化

 

 

95钢铁行业仓储管理优化

 

 

96工程机械行业液压油缸生产线柔性物流UWB定位

 

 

961油缸车间柔性物流系统集成需求与UWB系统设计

 

 

962基于UWB的实时3D车间内物料位置采集

 

 

963基于UWB定位和AR透明化的车间物料配送

 

 

97UWB精确定位技术支撑智能运营中心建设

 

 

98本章小结

 

 

附录

 

 

附录AUWB系统TDOA定位程序

 

 

附录BUWB定位数据处理及显示程序

 

 

附录CUWB系统典型产品性能与选型指导参考

 

 

附录DUWB定位系统标准化接口协议参考

 

 

D1用户登录接口协议

 

 

D2实时位置获取协议

 

 

D3添加和修改地图节点协议

 

 

D4删除地图协议

 

 

D5添加和修改地图信息协议

 

 

参考文献