基于UWB的室内人员定位系统的应用

为进一步研究基于UWB的无线定位技术,实现室内、室外定位服务的无缝衔接,文中设计了一种基于UWB的室内定位系统平台。该平台包括定位基站、定位标签和定位引擎,定位引擎主要采用TOA算法。定位基站对下与定位标签通信,对上与定位引擎通信,实现对人员、设备的精确定位。经实际测试,在具有3处墙体、8个柱子及多个较高障碍物的复杂环境下,该平台运行稳定,可展示实时定位轨迹。实验结果表明:在静态和动态定位中,室内非视距环境中定位最大误差为20 cm,满足室内高精度定位技术研究需求,为实际应用奠定了良好的基础。     

基于UWB的室内定位系统研究

针对目前国内室内定位领域的需求,提出一种基于UWB的室内定位系统实现方案,充分利用UWB带宽大、定位精度高的优点,实现室内三维定位和追踪。系统通过TOA方法,测量UWB标签与多个UWB基站之间的距离,位置解析服务器通过串口读取测距信息。采用基于四UWB基站的三维空间定位算法,计算定位目标在室内三维空间的位置,并通过WiFi发送位置至用户手机端。手机端通过OpenGL ES加载三维室内地图,并动态接收从服务器端发送的定位目标位置,从而实现室内三维定位与追踪。系统测试表明,基于上述方案的室内定位系统具有较高的精度和实用性。     

基于无迹卡尔曼滤波的室内定位系统

卡尔曼滤波抑制非视距(NLOS)所产生的误差效果不明显;而使用扩展卡尔曼滤波解决非视距(NLOS)时,需要解算复杂的雅可比矩阵,使计算量大为增加。文中首先对获取的TDOA数据进行无迹卡尔曼滤波并得到最优解;其次将滤波后的数据,通过CHAN算法进行位置解算。实验结果表明,文中所用无迹卡尔曼滤波算法对抑制误差产生了很好的效果,提高了定位精度,具有较大的实际应用价值。     

基于CNN和在线学习的UWB室内定位算法

为了减小非视距(NLOS) 误差对超宽带(UWB) 室内定位系统定位精度的影响,提出了一种基于卷积神经网络 (CNN)的超宽带室内定位算法。利用超宽带系统采集非视距环境下的室内定位数据,根据信号在非视距环境下传播时的误差特性建立CNN模型,将定位数据输入网络进行训练,以减小NLOS误差对定位精度的影响。然后用扩展卡尔曼滤波(EKF) 进行位置估计,当系统处于不同室内环境时,使用在线学习算法调整 CNN参数,提高系统的兼容性。实验结果表明,该算法可以在不同室内环境下有效减小NLOS误差的影响,保持厘米级的定位精度,具有一定的实用价值。     

基于DL-LSTM的UWB/INS室内定位算法

为了提高超宽带(UWB)室内定位系统的定位精度,提出了一种基于双层长短期记忆神经网络(DL-LSTM)的UWB室内定位算法.利用UWB系统和惯性导航系统(INS)采集非视距(NLOS)环境下的定位数据,根据该数据在NLOS环境下传播时的深度特征建立DL-LSTM模型,然后将数据输入到网络中进行训练.第一层网络用于减小N...     

面向复杂机房环境的室内定位技术应用研究#br#

考虑到机房数据中心运维智能化管理迫切需要精准的室内定位服务,针对机房金属遮挡、电磁辐射和其他机房设备干扰严重的复杂环境以及非视距传播误差显著降低传统室内定位精度问题,提出一种运用最优化理论原理和K最邻近算法的抗非视距传播误差的室内三维三边定位算法,在此基础上设计和开发基于超宽带技术的机房室内定位系统,用于复杂机房环境的室内定位导航。实验证明,该定位系统比Wi-Fi、蓝牙指纹定位具有更高的定位精度,在复杂的机房环境下基于非线性最小二乘法进行目标函数求解的最优化方法与KNN算法相结合的室内定位方案具备较好的定位性能,为机房数据中心运维智能化的位置定位导航服务提供了有效的方法和手段。     

基于超宽带技术的室内定位系统

介绍了室内定位系统的概念,比较了几种典型的室内定位系统原理与相关算法,论述了超宽带室内定位系统的基本原理、系统组成和实现方法,分析了其特点和优点,展望了该技术的发展方向和应用前景。     

超宽带室内定位系统

综述了超宽带技术和室内定位技术的主要特性,总结了无线电室内定位系统的室内定位的优点,并对现有的超宽带室内无线电定位系统进行了分析,最后阐述了室内定位系统的主要发展方向.     

基于全质心-Taylor的UWB室内定位算法

针对室内环境下的非视距(NLOS)传播给定位精度造成较大误差的问题,通过对超宽带(UWB)定位模型进行分析,提出了一种基于全质心-Taylor的混合定位算法.采用对测距误差不敏感的全质心算法将锚点测距数据分组运算,获得目标节点的初始粗定位信息,采用质心修正算法对粗定位节点进行优化运算,从而确定Taylor级数展开初值,再进行迭代求解,进行第二次精细定位.实验结果表明:与Chan-Taylor算法、最小二乘估计(LSE)-Taylor算法相比,本文算法定位精度有明显提高.     

一种抑制NLOS误差的UWB定位方法

针对超宽带设备在室内环境下受各种因素的干扰存在标准偏差的问题,对测距数据进行拟合,求解标准偏差,对设备进行标定;针对室内场景存在的非视距误差会降低定位精度的问题,提出了一种改进的扩展卡尔曼滤波算法,设定阈值判别视距数据与非视距数据,剔除非视距误差。实验结果表明:该方法可以有效抑制标准偏差和非视距误差对定位精度的不良影响:视距环境下,静态定位和动态定位精度均可达到厘米级;非视距环境下,静态定位精度达到厘米级,动态定位精度达到亚分米级。     

基于超宽带技术的室内定位系统应用开发

本文基于超宽带技术搭建了一套室内定位系统,通过分布于室内固定位置的基站测量与目标物体标签距离的方法,采用基于到达时间估计的检测方法以及三边测量法解算出目标物体的坐标位置,并基于Python语言编写的坐标显示软件实时可视化.通过测量在室内的一辆华夫派小车的位置进行了试验,结果表明,本文提出的方法可以实现室内精度较高的实时...     

UWB室内无线同步的定位基站系统设计

针对UWB室内定位系统中有线同步方式存在时钟电路设计困难、现场布线复杂且硬件成本较高的问题,提出采用基站间无线同步的方式,服务器只需发送一次定位指令,基站间就可进行定时同步,简化了同步机制,降低了系统的硬件成本,减轻了服务器与基站间的网络通信负荷;针对现有的基站大多采用串行主控芯片进行定位数据和其他功能子模块的控制与处...     

改进TDOA算法的UWB室内定位系统设计

提出了一种基于UWB的无线传感器网络室内定位系统的设计方案.通过锚节点与标签节点信息交互,得到时间差,通过nRF24L01把时间差传送给上位机,上位机利用改进的TDOA算法和卡尔曼滤波算法,计算出目标物体的位置,并在上位机中显示出来.实验结果表明,该系统最终使得室内定位的达到了20 cm左右,并且抗多径能力强、稳定性高,为无线网络传感器定位提供了更多的参考.     

基于ZigBee技术的室内定位系统算法研究及实现

随着当今社会城市化进程的快速发展,人们对于在复杂环境内的定位需求越来越迫切。由于建筑物的遮挡使得GPS定位在室内不容易实现。文中设计了一种基于ZigBee技术的室内定位系统（IPS）的解决方案。结合信号强度测距法（RSSI）与场景指纹定位法,提出RSS场景指纹定位法。该算法采用RSS“场景特征信息”作为定位场景的“指纹信息”,来建立“指纹信息”数据库,并通过TI公司的Z-stack的硬件平台实现了该算法。测试结果表明,该定位系统在覆盖超过20m＊20 m的面积里使用4个参考节点就能以2 m以内的平均定位误差实现室内定位,满足普通的定位需求。     

室内环境下UWB与LiDAR融合定位算法研究

当前全球导航卫星系统与激光雷达的数据融合被广泛应用于无人驾驶车辆的定位系统中,但在室内环境下由于卫星信号的丢失导致定位精度低甚至无法定位。为此提出一种基于超宽带（Ultra-Wideband,UWB）与激光雷达（Light Detection and Ranging,LiDAR）的融合定位算法。该算法以粒子滤波为基础,对两个传感器的定位数据进行互补融合解算。利用UWB实时定位数据通过提供起始粒子范围的方式来提高LiDAR的定位速率。通过求解LiDAR定位信息与粒子之间的几何距离来更新粒子的权重,从而弥补UWB的非视距误差。搭建一个室内测试场景,并将融合定位算法在智能小车平台上进行验证。实验结果表明,该方法优于UWB或LiDAR单一传感器的定位方案,而且在UWB视距受阻或LiDAR匹配失效的情况下,车辆仍能够获得良好的定位精度和定位实时性。     

基于RSSI测距的WiFi室内定位算法研究

考虑AP(接入点)部署高度对定位精度的影响,提出了一种消除高度影响的加权质心定位算法.首先对采集的RSSI(接收信号强度指示)进行高斯拟合和Kalman滤波,根据室内信号传播模型得出终端与AP的距离;然后用几何方法对垂直距离做了消除,得出AP和终端的平面距离;最后用消除高度影响的加权质心定位算法计算位置.对于多层建筑物,还提出了一种楼层识别方法,结合二维平面定位构成近三维室内定位算法.在实验楼内用以上方法进行楼层识别,识别率可这100％.在大型教室进行定位实验,结果表明:改进后的算法相比传统定位算法在精度和稳定性上都有一定的提高.     

基于改进零速检测方法的室内定位系统

为了实时跟踪室内人员的位置信息, 设计了一种基于惯性导航技术的室内定位系统. 在系统中运用改进零速修正技术, 减小惯性导航累积误差, 使得定位精度优于1％里程. 人员的位置信息通过4G通信实时传送至云端,其运动轨迹被同步绘制并显示在用户界面. 测试场景为一栋两侧为消防楼梯间的方形建筑, 佩戴此系统装置的测试人员从一层进入建筑, 穿越长廊到达北侧消防楼梯间, 向上走至三层, 再穿越长廊到达南侧防烟楼梯间, 从此处楼梯间下至一层, 回到起始点结束, 完成一个闭环测试路径, 包括正常行走、小跑、上下楼等运动方式. 多次测试的实时定位误差均在1％以内, 证明该室内定位系统在不依赖于外界信息的情况下具有良好的实时自主导航性能.     

基于多传感器的室内三维定位算法研究

针对消防员在日常救援过程中难以准确获知自身位置坐标的问题,采用姿态传感器和气压计,提出一种室内三维定位算法(ITPA)。在ITPA算法中,根据加速度的幅值均方根、加速度的幅值方差和角速度的幅值均方根,实现过零监测,从而获知消防员的行走步数。根据气压计的数据,采用高度获取,卡尔曼滤波和异常数据处理等操作,获知消防员的高度,并判断其移动行为。通过二维移动距离计算和位置获取操作获知二维坐标。根据消防员的行为对其三维坐标观测值进行修正,并采用Kalman融合算法估计消防员的当前三维位置坐标。实验结果表明:在直行行走、楼梯行走和综合行走下,ITPA算法都能获得较接近真实路线的消防员室内三维位置,降低了算法的步数误差、距离误差和漂移误差,比FINS,IPNS和IPA3D算法更优。     

一种基于蓝牙信标的室内定位系统

针对室内定位与导航服务的应用需求,使用蓝牙信标节点,构建了一种米级室内定位系统.设计了一种基于CC2540F256的蓝牙4.0信标节点,采用优化均匀部署方法完成信标的布设,在此基础上配置信标BLE协议栈进行位置标识;在安卓平台下搭建定位终端,利用三角质心定位方法实现位置估计.该系统在传统RSSI定位方法的基础上,加入阶段去噪与平滑滤波过程,用于提高测距准确度和稳定性.在实验室楼道测试环境下,平均定位精度可达1.5m,具有布设方便、功耗低和绿色环保的特点.     

基于双重匹配位置指纹的室内停车场定位方法

为了提高室内停车场的寻车效率,提出了一种基于双重匹配位置指纹的室内停车场定位方法.该方法在加权K邻近算法基础上,利用RSSI值得出用户坐标,融合数据过滤算法与格点对应算法,以降低算法的定位误差,并采用双重数据库方法提高定位效率.实验采用均方根误差与累积分布函数两种指标对比了WKNN算法、过滤WKNN算法、格点WKNN算法与本文算法,实验结果表明本文算法具有较高的定位精度.