基于RSSI测距误差修正的方法

基于RSSI的测距是一种低成本的距离测量技术。在分析影响RSSI测距误差的因素后,根据实际情况设计一种用于修正RSSI测距误差的方法,以减少由各种综合性因素引起的测距误差给节点定位带来的不良影响。理论分析和仿真结果表明,该修正方法可以有效地降低节点的定位误差。     

基于RSSI测距误差修正的改进型DV-distance差分定位算法

DV-distance是一种基于多跳机制的定位算法,其相邻节点间的距离通过RSSI测距技术实际测量得到。为了减少RSSI测距误差对定位精度的影响,首先对RSSI测距误差进行修正,再对已有的信标节点间计算距离误差修正值的方法作进一步改进,提出一种基于RSSI测距误差修正的改进型DV-distance差分定位算法。仿真结果表明,相比已有的定位算法,该改进算法不仅能提高节点的定位精度,还能减少网络通信开销及计算复杂度。     

基于跳数梯度的传感器网络节点距离测量

针对无线传感器网络节点距离测量精度问题,提出了一种基于平滑跳数梯度的间接测距方法DV-SHG(DV-hop with Smoothing Hop Gradient)。DV-SHG应用节点的邻居节点信息对跳数值和平均每跳距离进行修正以提高测距精度。理论分析及仿真结果表明,与DV-GNN(DV-hop with the Number of Gradient Neighbors)算法相比,在相同的计算和通信开销下,DV-SHG算法能获得较高的测距精度,在节点密集分布的无线传感器网络中具有很好的测距效果。     

水下移动传感器网络中的光通讯与测距设计方案

针对水下无线移动传感器网络通信和移动节点间测距的需要,我们给出了一种基于IrDA物理协议和蓝绿可见光的水下无线通讯设计方案并予以实现。以此为基础,探讨了基于光强检测的直线测距方法,并建立实验系统、完成基于光强检测的测距实验。实验数据表明该方法能够实现距离的测量,但测量距离和测量精度还有待进一步提高。     

基于RS485数据帧计时的总线设备间距离测量

针对煤矿井下大量工作的在线设备不具备定位功能、已安装无线定位的设备易受电磁干扰导致定位精度低等问题,结合电缆故障测距的时域反射法和无线单边双向测距飞行时间法,提出了一种基于RS485数据帧计时的总线设备间距离测量方法,即以通信电缆为载体,利用通信数据在一对主从机之间往返的飞行时间来测量主从机之间的距离,总线沿线设备通过监听数据测量自身与从机之间的距离,从而实现总线上所有设备之间距离测量,并可根据2次不同参考从机的测量结果计算出设备一维分布。从计时时钟频率、主从机时钟偏差、电路时延、电磁波传播速度4个方面分析了影响距离测量精度的因素,并提出了相应措施以提高测量精度。采用1台矿用本安型显示屏为主机、8台矿用传感器为从机建立试验平台,采用该方法测量总线设备间距离,结果表明该方法无需改变硬件,只更新软件即可测量出RS485总线上所有设备之间的距离,并可建立以主机为原点的一维分布;在电缆长度5km范围内距离测量误差不超过±1.5m,且测量结果不受传输损耗、电磁干扰影响。     

高精度超声波测距系统开发

介绍一种基于AT89S52单片机、超声波频率为200KHz的超声波测距系统,阐述超声测距系统的硬件电路构成、工作原理及软件设计方法,采用软件修正的办法克服误差随距离和被测物体的大小的变化而变化的缺点.实验表明,该测距系统具有较高的测量精度和极小的盲区.     

基于残差修正法的无线传感器网络定位技术

测距定位是无线传感器网络节点定位中一种常见的方法。然而距离测量往往容易出现错误,导致潜在的大量非高斯误差的测量数据,最终会导致不精确的定位结果。通过分析非线性最小平方残差定位时,测距误差与残差的分布关系,一种坏测距误差的误差估计方法在本文中被提出。采用估计出的测距误差,修正了非线性最小平方残差值,提高了定位精度。仿真实验表明,该算法能有效估计出坏测距误差,并改进了定位效果。     

基于PIC单片机的超声波测距系统

利用超声波测量距离是一种有效的非接触式测距方法,本文介绍了PIC单片机控制的超声波测距系统的原理,给出系统的硬件构成和软件控制流程,并在数据处理中采用了温度补偿修正。此系统具有易控制、工作可靠,测距精度高的优点。     

基于RSSI的偏移误差修正的井下定位算法

针对基于RSSI的加权质心定位算法会出现三边测量区域选择错误、只是用节点之间的距离信息衡量信标节点的影响力,忽略了各条信号传输路径中误差的标准偏差也不同的问题,提出了一种基于RSSI的偏移误差修正的井下定位算法。该算法结合加权质心定位算法思想,采用RSSI测距模型测量节点之间的距离。在获得节点间的距离信息后,通过对测距误差中随机变量的标准偏差进行概率分布分析来衡量节点间的测距误差,并对随机变量进行偏移误差修正,最终获得较高精度的定位效果。仿真结果表明,与加权质心定位算法相比,该算法的定位精度提高了19%,定位结果的稳定性也有较大程度的改善。     

基于捷联惯性导航的矿用单轨吊机车定位算法

针对煤矿井下单轨吊机车常用定位方法存在定位精度低和定位成本高的问题,提出了一种基于捷联惯性导航的矿用单轨吊机车定位算法。采用九轴惯性测量单元(IMU)采集机车加速度数据,并对加速度数据进行限幅滤波和去零偏等预处理,解算并输出姿态角和加速度值;采用方向余弦矩阵法滤除加速度数据中所含的重力分量,消除该分量对数据的干扰;利用加速度变化率阈值法和零速修正法修正稳态误差,使稳态加速度和速度更接近真实值;采用Lagrange插值多项式测距法测量单轨吊机车的行驶距离,并利用测距结果定时修正法来补偿测距误差,根据机车的起点和行驶距离实现定位。实验结果表明,当车辆行程为30.8 m时,测距误差基本在0.65 m以内,可以达到高精度、低成本的定位要求。     

Bessel函数测距模型的RSSI测距方法

针对现有RSSI测距方法中,影响测距精度的RSSI测量值难以准确估计和RSSI值与距离对应衰减关系不明确的问题,给出一种基于Bessel函数测距模型的RSSI测距方法。首先对RSSI原始测量数据进行异常值剔除,滤波和凸优化提取趋势项的预处理,然后建立基于Bessel函数的测距模型,基于预处理所得光滑数据,利用最小二乘法辨识测距模型中未知参数,从而得到具体测距模型表达式。基于实测数据对所提方法进行实验验证,与Shadowing模型、分段函数测距模型对比,结果表明,Bessel函数测距模型的RSSI误差均值在1.8dBm范围以内,能更有效反映RSSI值衰减关系,提高了测距精度且计算开销不大。     

基于融合动态模板匹配的双目测距算法

高空无人机灭火时,要对火灾点进行探测.传统的探测方法易受环境的干扰,并且它的反应不灵敏,实时性较差.基于此本文提出了一种基于双目立体视觉的探测方法：首先搭建实验平台并设计其硬件电路,然后深入研究了经典的双目立体视觉测距算法,提出了一种新的测距方法.该方法主要内容包括：图像获取、感兴趣区域提取、图像预处理和基于权重融合的动态模板匹配算法.最后,采用多段非线性补偿的方法构建了测距模型,并在实验平台上对所构建的测距模型进行了大量的实验,实验结果表明：在50 m以内,该测距模型的误差在1 m以内,100 m以内,测距误差在2 m,匹配精度为6.947像素/m,基本符合高空无人机灭火的精确测距要求,故该测距模型测量的距离精度较好,工程应用性强.     

基于显著性检测的双目测距系统

为了提高双目视觉测距系统中图像匹配的实时性与测距的精度,提出一种将显著性检测与焦距拟合相结合的双目测距方法。首先对双目相机进行畸变矫正,并利用双目相机成像的特点拟合相机焦距与目标距离的关系,随后对所得图像进行显著性检测,并提取目标区域,最后,利用surf算子对提取出的区域进行特征匹配,将匹配点代入测距模型中得到目标物体的距离。结果表明:显著性检测方法明显提升算法执行速度,焦距拟合降低双目测距模型误差,明显提升双目测距精度。     

磁偶极子源的被动测距与跟踪

基于电磁波在海水中的传播方程,分析了海水中磁偶极子辐射场的分布特性,建立了运动磁遇极子的测量坐示系并推导出被动测距方程,提出了基于磁偶极子源的三维被动测距方法及非线性最小二乘被动跟踪算法,通过对最小二乘算法的分析比较,利用离散型Levenberg-Marquardt算法对所建立的三维被动测距数学模型进行了仿真计算。结果表明,在水下有效测距离范围内,利用磁有子辐源进行被动测距与跟踪的方法是有效的,具有较高的测距精度。     

基于单目视觉的车辆下边沿估计和逆透视变换的车距测量

前方车辆测距在自动驾驶汽车技术领域中起着至关重要的作用。针对目前基于单目视觉的车辆测距技术忽略了车辆与地面相接的下边沿问题,提出一种基于车辆下边沿估计和逆透视变换的单目视觉测距方法,实现了对前方车辆进行横向和纵向的高精度车距测量。该方法首先通过对车辆关键点估计和几何关系模型完成对车辆下边沿的估计,然后从中计算测距关键点,再利用基于点的逆透视变换测距模型进行距离计算。实验结果表明,与其他基于单目视觉的车辆测距方法相比,该方法提高了测距的精度和稳定性。     

狭长空间基于人体穿透损耗模型的组合定位方法

狭长空间定位问题普遍存在于室内定位应用场景中,虽然传统基于RSSI（Received Signal Strength Indicator）测距的定位方法简便易行,但是狭长空间RSS的波动性以及人体对无线信号的遮挡会严重降低人员定位精度。本文在分析了人体穿透损耗对狭长空间定位影响的基础上,提出将RSSI测距与扩展卡尔曼滤波定位算法组合实现定位,即在中等尺度（5λ~50λ）内采用基于人体穿透损耗模型的RSSI测距方法定位,在大尺度（>50λ）内采用基于人体遮挡修正模型的扩展卡尔曼滤波算法定位。实验表明该方法在狭长空间的定位精度明显优于RSSI测距定位方法。     

Study of magnetic ranging technology in horizontal directional drilling

Intersection technology plays a key role in long-distance horizontal directional drilling (HDD). Magnetic ranging technology is an effective way to realize the intersection. A three-dimensional magnetic field model suitable for the cylindrical magnet connected with drilling bit was established. New formulae of magnetic induction intensity were deduced from the fundamental formulae to suit to the new magnetic ranging method. Based on the new formulae, a curve fitting model was established to complete the ranging. The whole process is simple and effective. The result of the experiment proved the feasibility of the new method and the accuracy is high enough for HDD.     

暗环境下利用改良聚光灯测距的方法

针对传统的基于激光和传感器测距方式复杂和昂贵的缺点,提出了一种利用改良聚光灯的测距方法。该方法根据暗环境的特点,使用透镜改良聚光灯产生边缘效果好的光斑;变化的阈值实现对图像中的区域分割,利用环形质心接近的方法确定白光照射的焦点位置,利用三角方法实现测距。经实验验证,该方法区别于使用激光等测距,可以快速地处理复杂背景下的精度要求不高的测距任务,还可以为摄像头提供光源来获取颜色、细节等图像信息。     

机载雷达系统测试性分析与优化

针对机载雷达系统的特点,研究了系统测试性建模问题。根据机载PD雷达的组成和主要功能,结合FMEA分析结果,使用eXpress软件建立了机载PD雷达测距子系统的测试性模型,对模型的测试性参数进行了计算和分析。对测距子系统模型构造出故障信息矩阵,通过逐步分解故障信息矩阵的方法,对模型进行测试点优选。运用故障植入法通过测试设备对雷达进行测试,并计算测试性参数,计算结果表明所采用的测试方法满足系统测试性的要求。     

室内环境下无线干涉定位系统的多径误差分析

无线干涉定位系统（RIPS）通过获得无线传感网络中节点的相位来实现对节点精确定位。介绍无线干涉定位算法,利用多径效应误差模型实现对RIPS定位结果的多径修正。构建RIPS室内定位仿真模型和硬件平台进行多径环境下的室内测距实验,结果显示实测误差远高于仿真误差。对此,从采样方式、反射系数和节点高度3个方面定量分析造成测距误差的原因。分析结果表明,采样方式、反射系数和定位节点高度设置是造成RIPS实际测量误差的主要因素,经过理论修正后测距误差可以降低87.61%。