基于车-车通讯技术的无线定位系统设计

针对车辆的主动安全性需求,应用车-车通讯技术设计了一种无线定位系统.首先,根据车-车通讯的技术要求,确定采用ZigBee技术作为无线通信方式;其次,对无线定位系统的构成进行了设计,利用基于测距技术的定位算法和"距离-损耗"模型对网络的移动节点进行了定位;最后,利用标定的定位模型对该无线定位系统进行了实验验证.结果表明:该无线定位系统性能良好,能够满足车辆行驶条件下的定位要求,提高了车辆的主动安全性.     

基于RFID定位技术的室内人员行为分析系统

针对实际场景中室内定位系统误差大、稳定性差的问题,建立一种基于射频识别技术的室内定位行为分析系统。该系统首先对信号强度进行拟合平滑处理并改善了无线信号传播损耗模型;然后提出了新的加权质心定位算法,考虑信标节点之间的影响,引入新加权因子,从三圆相交和两圆相交进行修正;最后对轰趴馆的区域热度和个体行为偏好进行了分析。实验结果表明,定位精度得到提高,人员行为分析结果具有一定参考价值。     

基于超声波的室内三维定位系统

为满足对室内定位技术和系统应用平台的迫切需求,提出一种基于超声波的室内三维定位系统,阐述了其工作原理并对三边定位算法进行了研究。该系统基于射频和超声波传感器的固有性质,对超声波信号采用CDMA（Code Division Multiple Access）技术进行编码,以便在目标节点上区分每个信标发来的超声波信号,并结合射频信号实现TDOA（Time Difference Of Arrival）测距算法,最终实现三维定位。实验研究表明,以一个信标为原点,另外两个信标分别放置为X轴和Y轴上,建立三维坐标系,能简化三边定位算法,并能实现精度较高的三维定位。     

WSN中基于多功率移动锚节点的智能定位算法

针对无线传感器网络节点定位,提出一种基于多功率移动锚节点的改进鸡群定位算法。移动锚节点按照移动模型遍历定位区域,通过功率控制发射信标信号,未知节点接收到信标信号后,利用测距模型建立距离方程并采用最小二乘法计算节点坐标,再使用鸡群算法对节点坐标进行修正。仿真结果表明,改进鸡群定位算法的定位精度和收敛速度皆有所提高。     

考虑信标运动的水下联合定位算法

为融合全球导航卫星系统/声学测量与海底信标之间声学测量优势，同时考虑导航信标因海底洋流等因素而引起的运动，本文提出考虑信标运动的水下联合定位算法，并采用3 000 m水深海域的实测数据进行试验计算。试验结果表明：联合定位估计的声速模型与声速测量值之间的差异小于0.15 m/s;与全球导航卫星系统/声学定位相比较，联合定位获得的海底导航信标运动轨迹具有更高的精度，全球导航卫星系统/声学定位及联合定位的基线残差统计值分别为-0.302±0.740 m、0.007±0.169 m;试验区海底导航信标水平运动幅度可达3 m,周期性运动模型可以较好地描述试验区海底导航信标的运动轨迹。     

内浮顶储油罐清洗机器人定位系统设计

针对内浮顶储油罐特殊环境及清洗机器人工作过程中存在的定位精度低、安全性差等缺陷,设计了一种内浮顶储油罐清洗机器人定位系统。充分考虑内浮顶储油罐复杂的内部环境,通过对已有定位技术的分析比较,确定定位方式为几何定位与图像定位相结合的定位方法,利用油罐2个人孔进行2点粗略定位,通过图像得到机器人精确定位。利用Proteus以及Keil软件按照设计的定位方案进行电路设计和软件设计,并进行模拟仿真分析。与传统的定位方法相比,该定位系统有效提高了定位的效率和精度。     

一种基于遗传模拟退火算法和RSSI的无线传感器网络定位算法

提出了一种基于遗传退火算法和RSSI的无线传感器网络的节点定位算法。首先利用RSSI测距技术收集网络中节点间的通信讯息和距离估计,并优选信标节点;其次通过将定位问题视为一种优化问题,采用遗传退火算法优化未知节点的定位结果。仿真实验结果表明,所提出的定位算法有较高的定位精度。     

蜂窝无线定位技术及其应用

介绍了蜂窝系统中无线定位系统的选择，包括基于移动台的定位系统、基于网络的定位系统以及混合定位系统。分析了几类常用的无线定位方法的确定以及产生定位误差的原因，分别阐述了GSM和CDMA两种蜂窝系统中无线定位的应用特点，最后还介绍了无线定位技术的应用。     

高精度水下声学综合定位系统

技术开发单位哈尔滨工程大学技术简介水下声学定位系统是进行海洋开发的必备工具。该高精度水下声学综合定位系统能够为海底勘查设备如水下机器人(ROV)和自主水下航行器(AUV)等设备提供重要的定位、导航和通讯支撑。     

受限浮动水下传感器网络定位

为了确保水下传感器网络节点不会随水流离开监测区域,通常用缆绳把节点与固定在水底的锚相连,使水下节点具有受限浮动性,然而考虑这一重要特性的研究成果非常有限。针对水下节点受限浮动考虑不足的问题,提出了受限浮动水下传感器网络定位算法(restricted floating localization,RFL)。首先,根据水下节点在重力、浮力、水流冲力、缆绳拉力作用下的活动规律,建立受限浮动节点模型;然后,采用一个移动信标辅助定位,该移动信标在部署区域内沿直线移动,每过一段时间变换一次方向并广播位置信息,利用移动信标的位置信息结合水下节点的受限移动规律,通过理论分析推导锚的位置,并通过多次计算取中值以降低锚位置的求解误差;接下来,利用锚和移动信标的位置信息,计算出水下节点的位置。仿真分析了RFL算法中锚位置误差、锚对节点定位的影响以及节点位置误差,并将RFL算法与现有的TL算法、MFLA算法和LSLS算法进行比较。仿真结果表明,RFL算法的平均定位误差分别是TL算法的49.6%,MFLA算法的44.8%,LSLS算法的32.1%,其最大误差与最小误差都小于TL算法、MFLA算法和LSLS算法。RFL算法定位精度高于现有算法,而且具有较好的稳定性,简单可行,具备较高的实用价值。     

基于距离量测的主从式AUV协同定位系统观测性研究

研究了基于距离量测的主从式自主水下航行器(AUV)协同定位系统观测性问题。主AUV可以利用装备的高精度导航设备进行精确定位,从AUV装备低精度导航设备,需融合主从AUV之间的距离量测进行水下定位。针对控制输入对协同定位系统可观测性的影响,建立了从AUV在主AUV体坐标系中的运动学模型,并选取主从AUV间的距离值作为观测量,利用基于Lie导数的非线性系统观测性秩判据分析了不同控制输入下协同定位系统的观测性。仿真结果表明,对于可观测的协同定位系统,从AUV的位置估计具有良好的收敛性和定位精度。     

基于改进APIT的移动机器人动态定位

针对室内无线传感器网络通信传输不稳定和定位精度较差的情况,提出了一种移动机器人自主动态定位系统,通过实时选择邻近信标节点,确定节点坐标构成的边界,绘制局部网格空间,实现机器人动态定位.利用接收信号强度指标实现测距,然后采用基于测距的改进近似三角形内点测试（APIT）算法完成定位,再使用卡尔曼算法修正定位误差.该方法适用于室内网络传输不稳定的实际情况,采用卡尔曼滤波器获得最优数据.实验结果表明,该移动机器人自主动态定位方法比基于网格的极大似然方法具有更好的精度和适应性.     

长基线定位系统在海洋油气开发中的应用

长基线定位系统属于声学定位系统的一种,是目前水下导航定位的主要手段,由于其定位精度与水深无关,因此被广泛应用于深海领域。首先简要介绍长基线定位系统的工作原理,然后以Sonardyne Fusion系列的长基线定位系统在流花4-1油田开发过程中的应用为例,详细介绍了长基线定位系统在海洋油气开发中的应用。     

基于CDMA-TDOA的室内超声波定位系统

针对国内外对室内定位技术中定位精度不高问题,提出一种基于CDMA（Code Division Multiple Access）-TDOA（Time Difference of Arrival）的室内超声波定位系统,并给出实时性差异等缺点,进行了其工作原理和超声波信号的分析。该系统基于射频和超声波传感器的固有性质,对超声波信号采用CDMA技术进行编码,以便在目标节点上能区分各个信标发来的超声波信号,并结合射频信号实现TDOA测距算法,最终实现三维定位。采用Matlab/Simulink模块对3个信标的超声波信号进行发射仿真与分析。仿真结果表明,该系统在目标节点上能被接收并识别相对应的超声波信号。     

顾及BLE信标几何优化的室内测距定位方法

低功耗蓝牙(BLE)室内定位是位置服务的研究热点.现有BLE测距定位方法依靠接收信号强度(RSS)选择邻近信标,容易获得位置较远的信标,导致较大定位误差.为准确筛选邻近BLE信标并提高定位精度,提出了一种顾及BLE信标几何优化的室内测距定位方法.首先,构建了基于最小二乘的路径损耗模型,将RSS转换为距离;其次,提出了BLE信标优选方法,充分考虑了信标的先验几何分布;最后,根据不同的几何分布估算位置,设定某一信标不可用开展实验.结果表明:提出方法的平均定位误差为1.436 m,均方根误差为1.139 m,与常用方法相比,平均定位误差和均方根误差分别减小了20.5%和12.8%,最大误差减小了0.706 m.提出方法可以提高BLE室内定位精度和稳定性,抑制较大误差.     

基于主动形状模型的焊缝定位算法

针对焊接环境对工人造成伤害和焊件材质影响焊接质量的问题,提出了一种应用于机器视觉激光焊缝定位系统的基于主动形状模型的焊缝定位算法.利用支持向量机对焊缝图像局部区域梯度方向信息进行目标图像初定位,运用主动形状模型方法建立特征模型,并计算特征模型和测试样本间马氏距离,从而对形状和姿态参数进行更新得到焊缝坐标.结果表明,基于主动形状模型的焊缝定位算法具有准确性高、抗干扰和误差小的特点,能够满足激光焊缝定位系统对准确性的要求.     

水下单信标导航算法研究及置信区间分析

为了优化单信标导航算法中导航点的选取以提高导航精度,本文分析并比较了不同水下单信标导航算法的置信区间.考虑了3种典型的水下单信标导航算法:基于时延信息的单信标导航算法、基于方位角信息的单信标导航算法以及联合使用时延和方位角信息的单信标导航算法.本文首先基于偏微分矩阵建立了3种方法的导航误差和各测量误差的关系式,在此基础...     

混合噪声下移动受限水声传感器网络自定位算法

现有的水声传感器网络定位算法需要信标节点辅助定位,测距噪声服从高斯分布,定位成本高,精度低,对此,提出一种混合测距噪声下基于最大后验概率的自定位算法. 首先对受限移动节点的移动模式进行建模以获取节点位置的先验信息,测量节点间距离并基于加性和乘性混合噪声构建似然函数,在贝叶斯框架下将节点位置的先验与似然信息进行融合,通过最大化后验概率得到定位目标函数;然后利用BFGS拟牛顿法对目标函数进行优化求解. 仿真结果表明,相比同类定位方法,所提方法无需信标节点,定位精度高,收敛速度快,且对测距噪声的变化具有鲁棒性.     

基于Schmidt正交单位化的稀疏化定位算法

为了提高在一个移动信标节点下的无线传感器网络节点定位的精度,提出了一种稀疏化的无线传感器网络节点定位算法。该算法通过网格化感知区域把节点定位问题转化为稀疏信号重构问题,并提出了Schmidt正交单位化的预处理方法,对观测矩阵进行预处理,使其有效地满足了约束等距性条件。并针对稀疏定位模型中得到的稀疏信号是近似稀疏信号的问题,采用质心算法来优化算法的定位精度。实验结果表明,相比于MAP类算法,稀疏化的无线传感器网络节点定位算法的定位精度更优,同时所需要的信标节点的广播次数也更少。     

高性能水下传感器网络多信道MAC协议

为解决水下无线传感器网络中由于水声信号传播的时-空不确定性引起的空间公平性问题,并有效实现多信道通信,提出了一种基于单收发器的水下多信道MAC协议,即SFM-MAC。该协议利用水下定位信息进行时空信息转换,避免全网同步;通过RTS/CA/CL/CTS握手机制避免多信道隐蔽终端问题,并实现公平接入。采用马尔科夫链构建了控制信道的预约模型,理论分析并计算了考虑预约碰撞条件下的多信道MAC协议的理论吞吐量。仿真实验表明:SFM-MAC的网络公平性指数较传统RTS/CTS类协议提高15%;在2个业务场景下,网络有效吞吐量较单信道水下MAC协议SFAMA和多信道水下MAC协议UMMAC分别提高60%~70%及12%~15%,证明SFM-MAC可以有效提高网络公平性与网络吞吐量。