基于毫米波雷达的室内高精度定位研究.pdf

目录

摘要I

AbstractII

第一章绪论1

1.1课题研究背景及意义1

1.2国内外研究现状3

1.2.1室内定位技术研究现状3

1.2.2毫米波雷达技术应用研究现状6

1.2.3毫米波雷达在室内定位中的研究现状7

1.3本文主要内容及结构安排8

第二章毫米波雷达检测原理10

2.1FMCW雷达原理分析10

2.1.1基本原理10

2.1.2测距原理12

2.1.3测速原理12

2.2毫米波雷达开发平台13

2.3性能参数分析14

2.3.1最大测量距离和距离分辨率14

2.3.2最大测量速度和速度分辨率16

2.3.3最大测量角度和角度分辨率17

2.43D-FFT处理17

2.5毫米波雷达室内定位过程19

2.6本章小结21

第三章噪声处理及离散时间的聚类定位22

3.1室内环境噪声预处理22

3.1.1数据预处理22

3.1.2空环境预处理23

3.2运动过程的目标聚类方法24

3.2.1常用聚类算法24

3.2.2密度聚类算法25

3.3自适应参数的CM-DBSCAN28

3.3.1Eps参数列表生成29

3.3.2MinPts参数列表生成29

3.3.3最优参数的选择30

3.4本章小结30

第四章轨迹生成融合算法31

4.1融合算法的提出31

4.2恒虚警检测算法31

4.2.1恒虚警检测算法概念31

4.2.2均值类CFAR检测器33

4.2.3应用示例分析34

4.3基于速度的轨迹微调模型37

4.4Kalman38

4.5本章小结40

第五章算法测试与分析41

5.1实验环境及参数设置41

5.2算法参数生成42

5.2.1CM-DBSCAN算法最优参数42

5.2.2轨迹微调模型比例参数46

5.2.3卡尔曼滤波结果47

5.3多实验场景系统性测试47

5.4讨论53

5.5本章小结54

第六章总结与展望55

6.1本课题已完成工作总结55

6.2未来工作展望56

参考文献57

致谢64

攻读学位期间发表的学术著作65

摘要

随着物联网技术的不断演进和广泛应用，人类社会正稳步踏入一个崭新的信息技术

时代，这个时代以万物互联和通感一体为核心特征。亿万级别的无线终端与嵌入式设备

正逐步融入全球智能生活的每一个角落，深刻影响着大众的日常生活。人们对智能化生

活的期望和要求也在日益提升，对更加便捷、高效和个性化的智能体验提出了新要求。

在这个过程中非接触式室内定位技术应运而生，传统非接触式检测存在隐私性差、精度

低等问题，毫米波雷达的室内应用解决了这一问题，本文以毫米波雷达搭建检测平台，

提出一系列融合算法用以解决室内定位中存在的问题。具体工作如下：

（1）基于调频连续波（FrequencyModulatedContinuousWave，FMCW）毫米波雷达

搭建硬件检测平台，通过该平台能够实现毫米波雷达的收发信号，解析原始信号，得到

带有距离、角度、速度的点云信息。

（2）为了克服室内环境中复杂静态杂波的干扰，提出了一种环境噪声的处理方法，

通过对数据和空环境的预处理，能够有效地