基于超宽带技术的多区域定位系统设计

近年来,超宽带定位技术的快速发展,基于超带宽的定位系统被广泛应用于工业生产管控系统中;由于无线定位系统覆盖范围大、涉及场景多,所以需要根据工程实际情况将系统划分为多个定位区域,每个定位区域内分别完成定位,最后由系统完成区域结果的仲裁和切换;如果区域切换处理不当,会影响整个定位系统的性能效果,制约了无线定位系统的进一步推广;针对基于超带宽技术的多区域定位系统中的这个问题,设计了一种区域切换方法及相关流程,实现了区域切换的有效性、准确性以及实时性,并在实际的工程项目中进行了实测,测试结果顺利通过工程验证(定位频率为5 Hz,“切入”次数门限值为2,“切出”次数门限值为-2),满足工程需求,为多区域定位系统的设计提供了有效手段。     

无线传感网络目标定位系统建模与仿真

文章首先提出一种传感器网络目标定位系统的系统模型,然后利用Ptolemy Ⅱ建模仿真平台完成该传感器网络目标定位系统的系统级行为描述,并根据系统级建模方法学对该目标定位系统进行建模与仿真.分析了传感器网络目标定位系统的诸多影响因素.测试结果表明:传感器网络目标定位系统对于传感器节点的功耗及信息时间同步窗口具有敏感性,符合传感器网络目标定位系统应用特性,验证了Ptolemy嵌入式系统级设计方法学对于指导传感器网络系统设计的正确性和可行性.     

嵌入式助航灯具定位系统设计与实现

针对民航机场嵌入式助航灯具清洗系统灯具定位问题,设计了基于视觉的灯具定位系统。首先,依据民航嵌入式灯具安装标准、夜间发光特点及外界干扰影响,同时考虑系统可行性,建立定位系统空间几何模型并优化摄像机安装参数;然后,提出最大类间方差法Otsu的改进算法对夜间发光灯具图像进行自适应阈值分割,并结合阶距法提取灯具质心;最后,为进一步提高系统精确度,对定位系统进行误差分析并进行误差补偿。夜间环境下对嵌入式助航灯具定位系统进行实际实验,结果表明,所设计系统定位速度快,精度高,平均误差达到16.3 mm,而且环境适应性强,能有效满足嵌入式灯具定位的需求。     

无线传感器网络中的被动式目标定位系统设计

针对采用传统的被动式目标定位系统进行定位时,存在定位精度低的问题。设计了一种新的无线传感网络中被动式目标定位系统。无线传感网络中被动式目标定位系统主芯片CC2430、电源模块、调试模块、串口模块及复位电路模块;主芯片主要对整个系统的运行情况进行控制,电源模块为整个系统提供必要的电源,调试模块及复位模块主要是对整个系统进行调试和复位。并对被动式目标定位系统软件进行了设计。实验结果证明,设计的定位系统在定位精度方面具有一定的优越性。     

基于GIS的高原地理信息网络定位系统设计

高原地理信息网络定位系统的设计降低了高原地理对定位精度的不利影响,提高了定位的准确度,对推动GIS普及应用起积极作用,但目前大多数高原地理信息网络定位系统都是通过ZigBee无线电定位技术实现的,通过无线分组服务对高原地理信息网络数据进行传输,并以TOA定位方法为基础,对高原地理信息网络定位系统的芯片等硬件进行选型,在此基础上,对高原地理信息网络定位系统中连接电路进行设计,从而完成高原地理信息网络定位系统设计。但这种方法设计的网络定位系统定位精度较低,无法准确的反应高原地理信息,且存在定位过程复杂问题。为此,提出一种基于GIS的高原地理信息网络定位系统设计方法,首先对基于GIS的高原地理信息网络定位系统总体进行设计,并对系统所用核心芯片进行选型,在此基础上,对基于GIS的高原地理信息网络定位系统晶振和复位电路、供电电路、通信电路、Debug接口电路、按键控制电路、射频收发电路进行设计,保证系统的正常运行,并利用RSSI算法对基于GIS的高原地理信息网络定位系统的定位结果进行校正,从而完成基于GIS的高原地理信息网络定位系统设计。实验证明,所提方法设计的高原地理信息网络定位系统定位精度高,能够准确反应高原地理信息,且定位过程简单,容易操作,具有实践意义。     

压电定位系统的自抗扰控制设计

纳米定位系统中广泛采用的压电驱动器因存在非线性、多映射的迟滞特性而严重影响了纳米定位系统的定位精度.为消除迟滞对定位精度的影响,将其视为干扰,设计不基于迟滞及定位系统精确数学模型的自抗扰控制算法,利用扩张状态观测器实时估计迟滞,进而补偿其对定位精度的影响,获得了良好的定化系统控制仿真效果.仿真结果表明,自抗扰控制器能够仃效消除迟滞、提高纳米定位系统的定位精度.     

基于扩频技术的RFID区域实时定位系统设计

RFID定位技术通过射频信号实现目标的识别与位置确定,是近年来兴起的热门技术之一;然而,针对战地医院等电子干扰大、物理环境复杂、多径衰落明显的应用场合,其性能将受到显著影响;文章就此设计了一种利用扩频技术进行信息传输的RFID实时定位系统,利用伪随机码进行标签信息调制,可有效增强系统的抗多径、抗干扰能力;给出了基于扩频编码的RFID实时定位系统整体设计,研究了标签设计与捕获算法两个技术关键点;理论分析表明,系统抗多径能力显著增强,且定位误差可达2.384m。     

无人机地面目标定位精度蒙特卡罗仿真分析

研究无人机定位准确性,针对定位系统模型误差问题,为了给无人侦察机地面目标定位系统的设计提供指导和依据,利用光电任务设备进行地面目标定位的数学模型和误差模型,对影响地面目标定位精度的误差因素进行了介绍,并利用蒙特卡罗分析方法对目标定位精度进行数学仿真,计算确定了影响系统定位精度的主要因素,指导系统精度指标进行更加合理的分配.验证结果,设计的系统满足大系统精度指标要求,并且避免了不必要的部件精度浪费,同时也证明了精度解决方法的有效和实用,可为定位系统设计提供了可靠依据.     

信息作战环境下舰船无源定位系统设计与实现

信息作战环境下,对我方舰船位置坐标与敌方舰船所在地理位置坐标进行准确、快速定位是定位系统设计的必备条件;传统舰船上使用的舰船定位系统存在定位源信号追踪稳定性差、恶劣环境下的定位信号搜索域范围小、定位波反干扰性差等一系列的问题;通过深度的研究分析,提出信息作战环境下舰船无源定位系统设计;采用三维立体空间定位单元、广域GPNS信号检索模组与谐波振频反干扰技术,实现作战环境下舰船无源定位系统设计;对作战环境下舰船无源定位系统的设计进行仿真实验测试;仿真实验测试证明,提出的信息作战环境下舰船无源定位系统设计具有定位速度快、坐标定位准、定位源抗干扰性强的优点,满足当今恶劣的信息作战环境,能够达到无源定位的目的。     

半潜式平台动力定位系统优化控制器设计

基于滚动优化机制,设计了随机波上的非线性半潜式平台动力定位系统控制器;基于最优预测机制,将每个控制周期内的半潜式平台动力定位系统控制器设计问题转化为一个带约束的非线性优化问题求解;基于系统演化方程的迭代公式,消去目标函数中状态变量,获得非线性优化问题的非线性约束表达式;给出示例说明了该控制器设计过程,仿真验证了该控制策略和控制器的有效性。     

Localization of Invariant Compacts in Multidimensional Systems with Phase Control

We consider phase systems of order six, four, and three that admit chaotic attractors of various types. We apply a localization method that makes it possible to find regions in the phase space (localizing sets) that contain all attractors of the system. We obtain systems of inequalities that define localizing sets and represent estimates of the amplitudes of established oscillations and chaotic attractors.     

融合双目视觉和2D激光雷达的室外定位

高精度的定位对于自动驾驶至关重要. 2D激光雷达作为一种高精度的传感器被广泛应用于各种室内定位系统.然而在室外环境下,大量动态目标的存在使得相邻点云的匹配变得尤为困难,且2D激光雷达的点云数据存在稀疏性的问题,导致2D激光雷达在室外环境下的定位精度极低甚至无法实现定位.为此,提出一种融合双目视觉和2D激光雷达的室外定位算法.首先,利用双目视觉作为里程计提供相对位姿,将一个局部时间窗口内多个时刻得到的2D激光雷达数据融合成一个局部子图;然后,采用DS证据理论融合局部子图中的时态信息,以消除动态目标带来的噪声;最后,利用基于ICA的图像匹配方法将局部子图与预先构建的全局先验地图进行匹配,消除里程计的累积误差,实现高精度定位.在KITTI数据集上的实验结果表明,仅利用低成本的双目相机和2D激光雷达便可实现较高精度的定位,所提出算法的定位精度相比于ORB-SLAM2里程计最高可提升37.9%.     

基于线性规划算法的多机器人系统的协同定位

传统的多机器人协同定位研究大多采用主从式模型,它要求给主机器人配备许多昂贵且不易获得的高精度定位设备,这在实际应用中有很大的局限性。针对这一问题,通过对多机器人并行式协同定位模型的分析,建立了机器人群体协同定位的线性传感器约束模型。在满足传感器约束条件下,利用线性规划算法得到了系统内每一机器人的不确定区域。理论推导和仿真结果表明,该定位算法较高精度地实现了机器人群体的协同定位,且具有成本低、精度较高等工程实用价值。     

Human Tracking System Integrating Sound and Face Localization Using an Expectation-Maximization Algorithm in Real Environments

We have developed a human tracking system for use by robots that integrate sound and face localization. Conventional systems usually require many microphones and/or prior information to localize several sound sources. Moreover, they are incapable of coping with various types of background noise. Our system, the cross-power spectrum phase analysis of sound signals obtained with only two microphones, is used to localize the sound source without having to use prior information such as impulse response data. An expectation-maximization (EM) algorithm is used to help the system cope with several moving sound sources. The problem of distinguishing whether sounds are coming from the front or back is also solved with only two microphones by rotating the robot's head. A developed method that uses facial skin colors classified by another EM algorithm enables the system to detect faces in various poses. It can compensate for the error in the sound localization for a speaker and also identify noise signals entering from undesired directions by detecting a human face. A developed probability-based method is used to integrate the auditory and visual information in order to produce a reliable tracking path in real-time. Experiments using a robot showed that our system can localize two sounds at the same time and track a communication partner while dealing with various types of background noise.     

基于Android平台的室内LBS系统设计与实现

为了使人们在各种各样的室内环境中,也能享受到定位服务带来的便利,基于Android手机平台通过采用RSSI定位的方法,设计和实现了一个LBS系统平台.该平台整合了室内定位的功能以及时下最流行的微博功能,使其他用户可以通过调用平台的接口,基于该平台设计出各种应用于不同环境的购物辅助系统.当消费者购物时可以通过该系统更方便的进行购物,从而使人们在室内环境下也能享受到普适计算带来的便利.通过一个实例验证了该系统的可行性及实用性.     

A localization method for the Internet of Things

Many localization algorithms and systems have been developed by means of wireless sensor networks for both indoor and outdoor environments. To achieve higher localization accuracy, extra hardware equipments are utilized by most of the existing localization solutions, which increase the cost and considerably limit the location-based applications. The Internet of Things (IOT) integrates many technologies, such as Internet, Zigbee, Bluetooth, infrared, WiFi, GPRS, 3G, etc., which can enable different ways to obtain the location information of various objects. Location-based service is a primary service of the IOT, while localization accuracy is a key issue. In this paper, a higher accuracy localization scheme is proposed which can effectively satisfy diverse requirements for many indoor and outdoor location services. The proposed scheme composes of two phases: (1) the partition phase, in which the target region is split into small grids; (2) the localization refinement phase, in which a higher accuracy of localization can be obtained by applying an algorithm designed in the paper. A trial system is set up to verify correctness of the proposed scheme and furthermore to illustrate its feasibility and availability. The experimental results show that the proposed scheme can improve the localization accuracy.     

传感器网络节点定位系统安全性分析

正确的节点位置信息是传感器网络构建和维护、监测事件定位、目标跟踪等模块实现的前提和基础.节点的定位过程极易受到各种攻击,在资源受限的传感器网络中,如何安全、有效地获取节点位置信息,是一个极具挑战性的安全问题.着重分析了不同类型的传感器网络节点定位系统所面临的安全攻击,讨论了近年来该领域具有代表性的安全措施的原理、特点和局限,并简要介绍了谈领域今后的研究热点.     

机器人听觉声源定位研究综述

声源定位技术定位出外界声源相对于机器人的方向和位置,机器人听觉声源定位系统可以极大地提高机器人与外界交互的能力.总结和分析面向机器人听觉的声源定位技术对智能机器人技术的发展有着重要的意义.首先总结了面向机器人听觉的声源定位系统的特点,综述了机器人听觉声源定位的关键技术,包括到达时间差、可控波束形成、高分辨率谱估计、双耳听觉、主动听觉和视听融合技术.其次对麦克风阵列模型进行了分类,比较了基于三维麦克风阵列、二维麦克风阵列和双耳的7个典型系统的性能.最后总结了机器人听觉声源定位系统的应用,并分析了存在的问题和未来的发展趋势.     

基于声音的分布式多机器人相对定位

提出了一种基于声音的分布式多机器人相对定位方法.首先,每个机器人通过声源定位算法估计发声机器人在其局部坐标系下的坐标;然后,每个机器人（不含发声机器人）通过无线通信方式将发声机器人在其坐标系下的坐标广播给所有其他机器人,通过坐标变换每个机器人可计算出所有其他机器人在其坐标系下的坐标,从而实现分布式相对定位.理论推导及实验证明只要两个机器人先后发声,通过本文所提方法即可实现多机器人相对定位.室内外环境中采用6个自制小型移动机器人实验表明,所提方法在3米的范围内可实现16厘米的相对定位精度.     

一种新的图像定位和分类系统实现方案

首先简单介绍了图像定位和分类系统的基本概念。然后分析了几种图像定位和分类系统的实现方式与性能。在此基础上,提出了一种新型图像和分类系统实现方案:该方案采用可重配置器件FPGA和数字信号处理器DSP协同工作,实现了便携式图像处理系统。最后给出系统测试平台设计思路,并详细列出新型系统的性能数据。