【正文】 正是基于這樣的條件，本文提出了基于 UWB 實現(xiàn)的 iLocate 無線定 位系統(tǒng)。 碰撞檢測 (Collision Detection)技術(shù)一直以來都是圖像處理及游戲開發(fā)領(lǐng)域中的研究熱點，它旨在通過圖像處理的技術(shù)來實現(xiàn)不同物體間碰撞時的感知與響應(yīng)。碰撞檢測系統(tǒng)主要對物體間的碰撞及相互作用進(jìn)行模擬，使物體之間的碰撞更加逼真；動態(tài)模 擬系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)模擬影響物體的各種作用力，使物體的移動更加逼真。 SceneNode 類 ： SceneNode 類負(fù)責(zé)跟蹤附著于其上的對象的位置與行動信息。 Resource Management： Resource Management 模塊負(fù)責(zé)維護(hù)對象的渲染資源，例如對象的地理位置信息、質(zhì)地、字體等信息。 OGRE 使用 C++語言實現(xiàn)，能夠在 Windows， Linux 與 Mac OS等操作系統(tǒng)上運行。 Mesh 支持 ：提供對 Mesh 的靈活支持，將定 點緩沖，索引緩沖，定點申明，緩沖映射等概念進(jìn)行分別處理。 Google Sketchup 因為使用了相對簡單的實現(xiàn)方式來完成復(fù)雜的圖形繪制功能，因此在在性能上擁有良好的表現(xiàn)。它采用了 Wavefront Explorer 與 Alias PowerAnimator 的技術(shù)，演變?yōu)橐豢畋粡V泛接受的 3D 模型軟件。 Google Sketchup 使 用的是基于表面的建模技術(shù)，如圖 所示： 南京大學(xué)碩士學(xué)位論文 第三章 3D 模型處理技術(shù) 19 圖 基于表面的建模與實心建模 基于多邊形的建模： 另外一種建模的劃分方式為：基于多邊形（ Polygonal）的建模，與基于弧線（ Curvebased）的建模。 因為 Sketchup 提供了對 Google Earth 很好的插件支持， Google 在 2020 年三月收購了 Last Software 軟件公司，并將 Sketchup 更名為 Google Sketchup。表 列出了 UWB與其它技術(shù)在數(shù)據(jù)傳輸上的統(tǒng)計，在單位時間里的數(shù)據(jù)傳輸量上， UWB 擁有相對明顯的優(yōu)勢。 UWB 與其它技術(shù) 與藍(lán)牙、 WLAN 等帶寬相對較窄的傳統(tǒng)無線系統(tǒng)不同， UWB 能在寬頻上發(fā)送一系列非常窄的低功率脈沖。另外， UWB 還應(yīng)用于汽車防碰撞傳感器、學(xué)校等公共場所的無線定位、港口設(shè)備等。UWB 也適用于短距離數(shù)字化的音視頻無線鏈接、短距離寬帶高速無線接入等相關(guān)民用領(lǐng)域。 6) 抗干擾能力強(qiáng) UWB 采用跳時擴(kuò)頻信號，系統(tǒng)具有較大的處理增益，在發(fā)射時將微弱的無線電脈沖信號分散在寬闊的頻帶中，輸出功率甚至低于普通設(shè)備產(chǎn)生的噪聲。 2) 高速的數(shù)據(jù)傳輸 UWB 系統(tǒng)使用上吉赫茲的超寬頻帶，根據(jù)香農(nóng)信道容量公式，即使把發(fā)送信號功率密度控制得很低，也可以實現(xiàn)高的信息速率。 [王金龍等 , 2020]。功率譜密度比之?dāng)U頻信號 （ 無線 LAN 低于 10mW/MHz） ， UWB 信號也低得多 （ 低于 10nW/MHz） 。 UWB 的歷史 開始自 20 世紀(jì) 60 年代， 當(dāng)時主要 研究 為 微波網(wǎng)絡(luò)在面對時域脈沖所產(chǎn)生的瞬間行為。因此，假如物體處在室內(nèi)等衛(wèi)星不可見的區(qū)域中時， GPS 定位將無法發(fā)揮作用。當(dāng) GPS信號通過電離層時，與其他電磁波一樣，信號的路徑要發(fā)生彎曲，傳播速度也會發(fā)生變化，從而使測量的距離發(fā)生偏差。 載波相位法 ：該方法是把載波作為測量信號，對載波進(jìn)行量測，確定衛(wèi)星 信號和接受機(jī)參考信號的相位差，推算出相位觀測值。通常在這些運動載體上安裝 GPS 接收機(jī)，實時測得 GPS 接受信號天線所在的位置。主控站位于美國科羅拉多（ Colorado）的法爾孔（ Falcon）空軍基地，主控站根據(jù)各監(jiān)控站對 GPS 的觀測計算出衛(wèi)星的星歷和衛(wèi)星鐘的改正參數(shù)等，并將這些數(shù)據(jù)通過注入站注入到衛(wèi)星中去，以調(diào)整偏離軌道的衛(wèi)星至預(yù)訂軌道，或啟用備用衛(wèi)星替代失效衛(wèi)星等。從 1973 年開始， GPS 系統(tǒng)由美國國防部組織三軍共同研制，并與 1993 年基本完成。解釋了 UWB 的工作原理，并說明了 UWB 能夠完成室內(nèi)高精度的定位工作。本文還就 Google Sketchup、 OGRE、碰撞檢測等技術(shù)的介紹與應(yīng)用進(jìn)行了闡述。 本文正是基于這樣的背景，對無線定位技術(shù)進(jìn)行了分析，并接著介紹 了國內(nèi)比較領(lǐng)先的移動定位系統(tǒng) iLocate 無線定位系統(tǒng)。 處在亞洲的日本與韓國也屬于無線定位的先驅(qū)國家之列。 射頻指紋技術(shù)已經(jīng)在一些領(lǐng)域得到了成熟的應(yīng)用，比如跟蹤無線電話語音的E911 系統(tǒng)（參見 無線定位技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r）和無線資產(chǎn)管理系統(tǒng)等。測量開始時，以基站為原點，把經(jīng)過基站的某一固定方向作為角的一邊，將基站與移動設(shè)備相連形成的射線作為角的另 外一邊，由此可以確定出移動設(shè)備相對于基站的偏移角，當(dāng)有兩個基站時，兩條偏移射線相交將會形成一個交點，該交點即為移動設(shè)備的準(zhǔn)確位置。 關(guān)鍵詞： 無線定位， iLocate， UWB，無線網(wǎng)絡(luò) 南京大學(xué)碩士學(xué)位論文 摘要 II Abstract Wireless Location is a technology that can provide realtime location information about moving objects. By using wireless equipments, position of people can be located precisely. In the worldwide environment, wireless location systems such as E911 or E122 have already been existed for a while. However, in the domestic environment, not enough wireless location systems have been developed, especially for the systems that can provide accurate location service within short distance under indoor circumstances. As for the background knowledge introduction, this paper firstly shows the wireless technologies and wireless location technologies. You will see the concepts about GPS and UWB. At the other hand, realtime graphics rendering and image displaying is usually used in wireless location system. So this paper also introduces relative 3D graphics technologies. Technologies such as Google Sketchup, OGRE and Collision Detection, are given special attention in this paper. After showing background technologies, this paper proposes a wireless location system: iLocate Wireless Location System. It’s a system that is used for doing precisely location within short distances. iLocate is divided into three main subsystems: iLocateEngine, iLocateServer and iLocateClient. And this paper will introduce the design and implementation for them, as well as showing the running effect. iLocateEngine is used for providing uniformed location information for upper layers. iLocateServer is used for municating with iLocateEngine and iLocateClient, as well as database management. iLocateClient is used for acquiring realtime data of scenes and moving objects, displaying realtime data with 2D/3D graphics, and providing graphics manipulating interfaces for users (Orbit, Pan and Zoom). iLocate is a prehensive solution that involves both hardware and 南京大學(xué)碩士學(xué)位論文 摘要 III software ponents. It aims at developing precise wireless location system for objects within short distance. So far, iLocate has been deployed into some places and has won its reputation. iLocate has good feasibility and extensibility. Keywords: Wireless Location, iLocate, UWB, Wireless Inter 南京大學(xué)碩士學(xué)位論文 目錄 IV 目錄 摘 要 ............................................................. I Abstract........................................................... II 第一章 緒 論 ..................................................... 1 無線定位技術(shù) ................................................ 1 無線定位技術(shù) ........................................... 1 無線定位技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r ................................. 3 選題意義 .................................................... 4 本文的工作 .................................................. 5 第二章 無線定位相關(guān)技術(shù) ............................................. 7 GPS 無線定位 ................................................. 7 GPS 的組成 ............................................. 7 GPS 的定位方法 ......................................... 8 GPS 的誤差 ............................................. 9 GPS 定位技術(shù)小結(jié) ...................................... 11 UWB 無線定位 ................................................ 11 UWB 無線技術(shù) .......................................... 11 UWB 特點與發(fā)展?fàn)顩r .................................... 12 UWB 與其它技術(shù) ........................................ 15 UWB 定位技術(shù)小節(jié) ...................................... 16 第三章 3D 模型處理技術(shù) ............................................. 18 Google Sketchup ............................................ 18 Google Sketchup 的特點 ................................ 18 Google Sketchup 與其它 3D 模型軟件 ..................... 20 OGRE 技術(shù) .................