超寬帶（Ultra Wide Band，UWB）是一種新型的無線通信技術，近年來興起了對該技術的研究和產品開發(fā)熱潮。本書以科普性、理論性、技術性和實用性為編寫原則，面向智能制造發(fā)展過程中對各類生產要素高精度定位的需求，深入淺出地闡述了UWB高精度定位技術的相關理論、方法、模型和實現算法。同時，結合本書作者及其科研團隊在智能制造領域中的理論和技術研究，介紹了行業(yè)代表性產品的研發(fā)和應用案例。為增強本書的技術實用性，在附錄部分涵蓋了關于TDOA的定位程序、定位數據處理及顯示程序、UWB典型產品選型指導以及UWB系統(tǒng)標準化接口協議等，兼具實用技術手冊的功能。
本書可以為UWB定位軟硬件研發(fā)人員、企業(yè)安全和生產運營管理人員、智能制造系統(tǒng)研發(fā)人員提供寶貴的技術參考，同時也可以作為無線通信、智能制造及其相關專業(yè)的高年級本科生或研究生的教材。
目錄
前言
第1章常用無線定位技術概述
11RFID定位技術
111RFID技術簡介
112RFID定位技術的原理及發(fā)展
12WiFi定位技術
121WiFi技術原理
122基于WiFi的無線定位技術
123WiFi定位技術的應用
13ZigBee定位技術
131ZigBee技術原理
132基于ZigBee的室內定位系統(tǒng)
14SLAM定位技術
141SLAM技術簡介
142SLAM定位系統(tǒng)構建
15無線UWB定位技術
151UWB技術簡介
152UWB室內定位技術
165G定位技術
1615G技術簡介
1625G室內定位技術
17衛(wèi)星定位技術
171衛(wèi)星定位技術概述
172美國GPS衛(wèi)星定位與導航系統(tǒng)
173中國北斗衛(wèi)星定位與導航系統(tǒng)
174歐盟伽利略衛(wèi)星定位與導航系統(tǒng)
175俄羅斯格洛納斯衛(wèi)星定位與導航系統(tǒng)
18常用定位技術性能對比
19定位技術發(fā)展趨勢
110本章小結
第2章UWB無線通信技術
21UWB定位技術現狀
211UWB技術的由來
212UWB技術的發(fā)展
213UWB定位關鍵技術
22UWB技術標準與規(guī)范
221IEEE相關標準
222ETSI國際標準
223ECMA國際標準
224無線多媒體UWB規(guī)范
225ISO國際標準
23各國監(jiān)管機構及頻譜分配
231中國頻譜分配
232美國頻譜分配
233日本頻譜分配
24本章小結
第3章UWB無線定位原理及方法
31常見的測量方法
311三邊測量法
312三角測量法
313極大似然估計法
32UWB室內定位系統(tǒng)原理
321UWB室內定位系統(tǒng)結構
322UWB室內定位系統(tǒng)發(fā)射器原理
323UWB室內定位系統(tǒng)接收器原理
33典型的無線定位方法
331基于信號到達時間的定位方法TOA估計法
332基于信號到達時間差的定位方法TDOA估計法
333基于信號到達角度的定位方法AOA估計法
334基于接收信號強度的定位方法RSSI估計法
335混合定位方法
336網絡連通性
34本章小結
第4章UWB室內定位模型及算法
41UWB的系統(tǒng)信號
411脈沖波形
412脈沖的調制方式
413擴頻技術
42UWB的信道模型
421雙簇模型
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高斯牛頓算法
44基于UWB的室內定位實現
441TDOA模型
442算法介紹
443仿真與分析
45本章小結
第5章UWB定位誤差分析及消除方法
51UWB系統(tǒng)的定位精度影響因素
52定位性能評價指標
53UWB室內定位系統(tǒng)的誤差分析
54UWB定位誤差消除方法
55本章小結
第6章UWB系統(tǒng)中的慣性導航輔助定位
61慣性導航原理介紹
611慣性導航的作用
612IMU部件介紹
613慣性器件確定性誤差
614慣性器件隨機誤差
615慣性導航系統(tǒng)
62三維空間剛體運動
621坐標系
622坐標系間的歐氏變換
623歐拉角
624四元數
63卡爾曼濾波技術
631經典卡爾曼濾波技術
632擴展卡爾曼濾波技術
633無跡卡爾曼濾波技術
634容積卡爾曼濾波技術
64定位耦合算法
641松耦合算法
642緊耦合算法
65耦合算法與仿真驗證
651耦合導航系統(tǒng)初始化
652運動學模型
653量測方程
654耦合導航
655仿真驗證
66本章小結
第7章UWB定位系統(tǒng)產品迭代研制的行業(yè)案例
71位置傳感器
72位置到業(yè)務
73UWB定位引擎軟件
74UWB定位系統(tǒng)后臺軟件研制
75UWB定位系統(tǒng)接口研發(fā)
76產品迭代與性能圖譜
77本章小結
第8章智能制造原理與UWB定位系統(tǒng)建設
81智能制造概述
811智能制造的內涵
812智能制造的發(fā)展歷程
813智能制造分類
814智能制造關鍵技術
82智能制造中物流柔性化和透明化
821柔性與物流的概念
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統(tǒng)
831柔性物流系統(tǒng)分類
832柔性物流系統(tǒng)優(yōu)點
833企業(yè)對物流系統(tǒng)柔性化的需求
84物流系統(tǒng)柔性的測度
841物流系統(tǒng)的范圍柔性和響應柔性測度
842物流系統(tǒng)的多路徑柔性
843物流系統(tǒng)柔性的可靠性測度
85智能制造中柔性物流的技術基礎
851定位精度
852實時性
853可靠性
854透明化
86智能制造中柔性物流的定位需求
861柔性物流中的定位對象
862柔性物流對定位的功能需求
863柔性物流對定位的性能需求
864無線定位技術對比與選取
865物流中UWB定位方法的選取
87智能制造UWB定位系統(tǒng)的建設
871UWB定位的空間維度
872UWB定位系統(tǒng)的設備選型
873影響定位精度的因素分析
874UWB定位系統(tǒng)建設流程
88本章小結
第9章UWB定位技術在智能制造領域的應用
91電氣設備行業(yè)生產線的效率提升
92汽車制造行業(yè)車間現場安燈系統(tǒng)支持
93汽車制造行業(yè)車間工序效率提升
94電子產品制造行業(yè)生產線優(yōu)化
95鋼鐵行業(yè)倉儲管理優(yōu)化
96工程機械行業(yè)液壓油缸生產線柔性物流UWB定位
961油缸車間柔性物流系統(tǒng)集成需求與UWB系統(tǒng)設計
962基于UWB的實時3D車間內物料位置采集
963基于UWB定位和AR透明化的車間物料配送
97UWB精確定位技術支撐智能運營中心建設
98本章小結
附錄
附錄A UWB系統(tǒng)TDOA定位程序
附錄B UWB定位數據處理及顯示程序
附錄C UWB系統(tǒng)典型產品性能與選型指導參考
附錄D UWB定位系統(tǒng)標準化接口協議參考
D1用戶登錄接口協議
D2實時位置獲取協議
D3添加和修改地圖節(jié)點協議
D4刪除地圖協議
D5添加和修改地圖信息協議
參考文獻
書單推薦
