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[IEEE 2018年国际室内定位与室内导航会议(IPIN) - 法国南特(2018.9.24-2018.9.27)] 2018年国际室内定位与室内导航会议(IPIN) - 基于高精度光电声BPSK-CDMA测距的移动物体跟踪

DOI：10.1109/IPIN.2018.8533773 出版年份：2018 更新时间：2025-09-09 09:28:46
摘要： 基于超声波和红外的光声室内定位系统，可用于复杂手工工业装配与搬运流程（如涂胶或密封材料应用）中工具及手部动作的追踪。但该系统需在多普勒效应与噪声干扰下，实现对运动状态下多个目标对象的同步定位。既往研究聚焦于采用Gold码的码分多址（CDMA）环境下振幅键控（ASK）调制方法，用于静止物体的单边测距。本文创新点在于采用二进制相移键控（BPSK）调制方法，并引入多普勒效应抑制算法处理运动物体。该算法通过捕获与跟踪双步骤实现实时运算，且BPSK能持续提供相位信息用于多移动发射器的精确定位，对建模误差与噪声具有更强鲁棒性。实验展示了同时追踪四个不同速度（最高0.54米/秒）移动物体的单边测距结果，证实相比未考虑多普勒效应的ASK-CDMA及BPSK-CDMA方案，具备多普勒抑制功能的BPSK-CDMA系统（平均误差低于6.9毫米）具有显著优势。
作者： Dominik Esslinger，Philipp Rapp，Oliver Sawodny，Cristina Tar′?n
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究二进制相移键控（BPSK）调制方法的实现，并考虑采用多普勒效应抑制算法来精确定位室内移动物体。

研究成果

采用多普勒效应抑制的BPSK-CDMA系统性能优于ASK-CDMA及未抑制多普勒效应的BPSK-CDMA，在所有运动速度下均实现平均误差低于6.9毫米、最大误差67.5毫米。该算法支持实时多普勒效应抑制，适用于工业装配过程中多个移动物体的追踪。

研究不足

该研究仅限于受控环境中的单向距离测量。未充分解决近远问题和多径传播效应。在具有不同距离多个发射器的更复杂场景中，系统的性能需要进一步研究。

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