一种新的RFID标签数目估算方法

动态帧时隙ALOHA反碰撞算法中帧长度调整的关键在于对阅读器读写范围内标签数目的估算。通过模拟帧时隙ALOHA算法得到了不同帧长度时标签数目与碰撞时隙数目的关系曲线。创建了碰撞时隙中的平均标签数目e和碰撞时隙所占比例P_C之间关系的数学表达式,该表达式对所有的帧长度都适用。在此基础上提出了一种新的RFID标签数目估算方法。该方法计算量小,不需要预先建立和存储查找表,有利于提高RFID系统的实时响应速度和降低硬件成本。 MATLAB仿真表明,提出的标签数目估算方法比现有的方法估算准确度有较大提高。     

一种基于ALOHA的改进RFID防碰撞算法

标签碰撞是无线射频识别(RFID)技术中的常见问题,它使得系统效率降低。ALOHA算法是解决此类问题的重要方法,提出了一种基于ALOHA的改进防碰撞算法,并分别给出了应用该方法处理碰撞时,阅读器和标签各自需要执行的程序步骤。仿真结果表明,该算法具有较高的效率,尤其在标签数量较大时相比动态帧时隙算法(DFSA)消耗时隙更少。     

基于优先级避让的防碰撞算法研究

针对时隙随机分配的非确定性防碰撞算法可能出现的标签饥渴问题,提出了一种基于优先级避让的防碰撞算法。该算法将每一轮的标签识别过程分为标签预约和标签读取两个阶段,并根据标签在读写器作用范围内的驻留时间分配优先级。当预约时隙中出现碰撞时,读写器利用碰撞因子估计标签数量,当判断两个优先级不同的标签同时选择一个时隙时,优先级低的标签将在读取过程中主动避让,从而使对应的读取时隙避免碰撞。理论分析和仿真实验表明,该算法不仅可以有效减少碰撞时隙,提高系统的吞吐率,而且可以较好的解决标签饥渴问题,降低标签的漏检率,特别适用于标签数量大且对漏检率有严格要求的RFID系统。     

增强型Q参数混合防碰撞算法

标签碰撞是射频识别系统的关键问题,它增加了系统的时间开销和无源标签的能量消耗,降低了系统识别速率。文章提出了一种增强型Q参数混合防碰撞算法-EQH算法,该算法通过检测一定数目的标签响应时隙的状态,对其中的连续碰撞时隙和空闲时隙的信息进行分析,快速调整帧的大小,同时标签中引入一个特殊寄存器,使分配到每个时隙的标签能够被快速识别,减少了时隙的消耗。性能分析和仿真结果显示,该算法能够快速、准确地估算标签的数目,且具有较高的系统识别率。     

一种改进的ALOHA防碰撞算法

针对现有动态帧时隙ALOHA防碰撞算法在射频识别系统中的标签识别效率最高只能达36.8%的问题,利用标签码元序列的唯一性,改进经典的动态帧时隙ALOHA防碰撞算法中随机选择时隙的方式,提出一种基于标签码元的碰撞序列进行时隙选择的方法,有效降低了标签碰撞的概率,从而提高系统识别效率。仿真结果表明改进的ALOHA标签防碰撞算法识别效率最低为37.5%,随着实际标签数目与碰撞位序列所能确定的标签数目越接近,识别效率越高,最高能达到100%,明显优于现有的动态帧时隙ALOHA算法。     

多标签快速识别算法的研究

解决RFID多标签碰撞问题常用的时隙aloha方法效率较低,二进制树方法要求区域内标签数喇不变.以提高aloha法的标签识别效率为目的,分析不同时隙内标签的碰撞个数,构建了标签碰撞的分布数学模型,分析最大时隙利用率,提出了一种多标签快速识别算法.该算法以阅读器发出的Query命令决定的时隙数为一段观察时间,对期间的标签响应状况进行统计分析以便对下一轮识别做出正确的指导,是一种动态帧时隙aloha算法.Msdab仿真结果表明,物流射频识别系统中,算法比时隙aloha算法的识别效率提高近一倍.     

基于粗精二次估计的RFID标签数目估算方法

为了解决航空物联网信息采集领域RFID标签估算方法存在的估算精度和运算量之间的矛盾,以及标签读取过程随机性所导致的估算方法性能不稳定的问题,结合粗估计的快速、精估计的准确和二次估计算法性能的稳定性,提出一种基于粗精二次估计的RFID标签数目估算方法。首先,对帧时隙ALOHA算法标签读取过程进行建模,分析得出碰撞时隙中的平均标签数目和碰撞时隙所占比例之间的数学模型;然后,基于上述数学模型进行标签数目粗估计,评估粗估计值是否需要进行二次精估计。在二次精估计中,将粗估计值作为先验知识,采用基于先验知识的最大后验概率（MAP）估计算法提高估算准确度,相比原始后验概率估计算法的搜索范围可减少90%。仿真实验表明,基于粗精估计的RFID标签数目估算平均误差为3.8%,估算方法性能稳定性显著提高,运算量大幅下降,可有效地应用于航空物联网信息采集过程。     

基于分组动态帧时隙的RFID防碰撞算法

为了解决射频识别(RFID)系统中的多标签防碰撞问题,在分析帧时隙ALOHA算法的基础上,提出一种基于分组动态帧时隙的RFID防碰撞算法。当标签数量庞大时,该算法可以通过分组限制响应标签数量达到较高的识别效率。仿真结果表明,当标签数为1 000时,与传统算法相比,该算法能使时隙利用率提高80%以上。     

基于AS3992的防碰撞Q算法分析与改进

基于超高频(UHF)射频识别(RFID)ISO/IEC 18000-6C协议的防碰撞Q算法存在标签数和所选时隙数不确定的局限性,使得系统自适应能力不足。通过先理论估算标签的数量,并计算该标签下的最佳时隙,后在软件上优化估算的标签数,对Q算法进行改进。在AS3992专用集成电路读写器芯片和STM32f103微控制器组成的实验平台上验证,实验结果表明:与原算法相比,改进算法在不降低识别效率和不增加平均功耗的情况下自适应能力有所提高,且估算标签数量误差控制在10%以内。     

一种高效低成本的RFID系统防碰撞改进算法

为提高RFID电子标签被识别的效率,研究和提出一种用于RFID在识别过程中防碰撞的改进算法。通过对识别时间吞吐量的数学分析建立识别时的最佳帧长度表达式,根据误差判决因子选择合理有效的标签数估算值,并调整帧长度。通过Matlab仿真过程,表明该改进算法能够有效缩短识别延迟时间、减少了碰撞时隙和均衡分配时隙数,达到减少整个识别过程所需时间的目的,提高识别效率。研究的改进算法也能应用于其它基于帧时隙ALOHA协议的RFID标准,具有一定的参考性。     

JAVA 3D与VRML在机器人仿真和碰撞检测中的应用

碰撞检测是机器人运动仿真系统中的重要组成部分，快速有效的碰撞检测功能将是仿真系统成功的关键。本文介绍一种用AutoCAD、VRML建立机器人模型，用JAVA3D实现碰撞检测功能的方法，分析并提出了如何改进碰撞检测类来提高机器人碰撞检测中的精度问题，最后针对JAVA3D在碰撞检测方面的缺陷提出了进一步的改进意见。     

手术仿真中的碰撞检测研究

手术仿真是虚拟现实技术在现代医学领域的一个重要应用，快速精确的撞检测是保证手术仿真真实性的重要条件，手术仿真的实时性和复杂性对碰撞检测提出了更高的要求，在全面分析了手术仿真中碰撞检测的新特点的基础上，给出了一种基于固定方向凸包包围盒层次的碰撞检测方法,这种方法不仅能有效地提高碰撞检测的速度，而且能适应软组织变形后几何特征和拓扑结构的变化，具体应用表明，该方法能较好地解决手术仿真中的碰撞检测问题。     

New approach for approximating the continuum wave function by Gaussian basis set

A new approach for approximating the continuum wave functions for hydrogenic atoms with Gaussians basis sets is developed and tested. In this the plane wave is left unchanged and the distorting factor, represented by the Confluent Hypergeometric function, is expanded as a sum of Spherical Harmonics multiplied by a series of Gaussians. In this way the number of spherical waves and Gaussians will be significantly reduced and the plane wave will be responsible for the momentum conservation.As compared with previous methods that expand the full continuum, including the plane wave, our strategy does not require a great quantity of partial waves for convergence. Dense oscillations which are characteristic of the plane wave, are avoided. To test the performance of this approximation to describe a free-bound atomic form factor, the ionization cross section of hydrogen by impact of protons in first Born approximation is calculated. Compared with the exact results, a good agreement with just 4 spherical waves and ten Gaussians each is obtained. The method looks very interesting, especially to speed up atomic and molecular collision calculations involving the continuum.     

动态环境下改进蚁群算法的多Agent路径规划

针对动态环境下的多Agent路径规划问题,提出了一种改进的蚁群算法与烟花算法相结合的动态路径规划方法。通过自适应信息素强度值及信息素缩减因子来加快算法的迭代速度,并利用烟花算法来解决路径规划过程中的死锁问题,避免陷入局部最优。在多Agent动态避碰过程中,根据动态障碍物与多Agent之间的运行轨迹是否相交制定相应的避碰策略,并利用路径转变函数解决多Agent的正面碰撞问题。仿真实验表明,该方法优于经典蚁群算法,能够有效解决多Agent路径规划中的碰撞问题,从而快速找到最优无碰路径。     

基于扩展卡尔曼滤波的潜艇破损进水估计研究

研究潜艇水下撞击破损后进水位置和水量优化估计问题,当潜艇因碰撞和触雷等破损进水时,准确的获取潜艇水下破损进水时的进水量和进水位置信息,对潜艇指挥员采取及时有效地抗沉手段具有重要的现实指导意义。由于进水后形成较大的系统干扰,造成信息不稳定。为解决上述问题,提出采用滤波器将潜艇水下破损进水后产生的干扰力和干扰力矩定义为潜艇垂直面运动系统的扩展状态变量,用扩展卡尔曼滤波对潜艇破损后的进水量和进水位置进行状态估计识别。仿真结果表明,改进方法能够较为精确地估计出潜艇水下破损时的进水量和进水位置,对潜艇指挥员在潜艇水下破损情况的指挥决策具有重要的参考价值。     

动态分配时隙ALOHA的抗碰撞算法

时隙ALOHA是无线射频识别系统中常用的抗碰撞算法,采用时分复用的方式,标签在指定的时隙内与阅读器进行数据交换。该文采用动态帧时隙分配法,使标签分配到的时隙碰撞概率降低,时隙数量根据系统碰撞数量进行实时有效调整,仿真结果表明,系统识别效率得到明显提高。     

虚拟行人仿真最低能耗动态避障

虚拟行人仿真动态避障算法设计直接影响了仿真效果的真实性与科学性.大部分基于速度障碍的动态避障方法假定场景中的所有个体按照相同的避碰策略调整速度大小和方向.为提升虚拟行人仿真中局部动态避碰的真实性,本文对经典的底层分布式动态障算法ORCA中使用调节系数以区分不同行人的避障策略,同时引入行人瞬间能耗的概念,讨论行人在局部避碰过程中的能量消耗与速度变化之间的关系,在改进ORCA算法得到的可行速度域基础上使用线性规划的高效解法得到虚拟行人仿真的最低能耗避障速度.实验结果表明本文方法可以提升动态避障的仿真效率,计算性能也满足实时仿真的要求.     

基于距离场和扫掠剪除算法的线缆碰撞检测技术

针对线缆具有柔性可变形特性而引起线缆碰撞检测难的问题,提出了基于距离场和扫掠剪除算法的线缆碰撞检测方法。基于距离场的碰撞检测方法主要用于检测线缆与线缆、线缆与结构件之间的碰撞：首先通过建立线缆体廓包围球,完成线缆多细节层次球面调和的表达;然后生成三维距离场映射,获取线缆或结构件表面法向量和穿刺深度等碰撞反馈信息。基于扫掠剪除算法的碰撞检测方法主要用于检测线缆的自碰撞：先构建线缆分段数学模型,然后通过线缆离散点扫掠剪除完成线缆自碰撞检测。最后对算法进行了验证,算法具有较好的准确性和快速性,可以满足工程实际的要求。     

基于改进速度障碍法的多机器人避碰规划算法

针对多移动机器人运动协调中的动态安全避碰问题,在分析速度障碍法原理的基础上,设计用于机器人之间相互避让的互动速度法则,并通过制定机器人的碰撞时间、碰撞距离因子对构型障碍的大小进行实时调整,把运动障碍物、动力学约束下的多步可达窗口、目标点都映射到一种速度变化空间当中,使多机器人的动态避碰问题转化为一种最优化问题,并构造了新的优化评价函数;设计了基于改进速度障碍法的机器人动态避碰规划算法。仿真实验表明,该方法有效地克服了碰撞冲突,实现了多机器人之间的运动协调控制,提高了机器人追踪运动目标的快速性。