基于声电定位的自动报靶器误差分析

以空气动力学为基础,根据激波传播理论,对弹丸激波传播速度的误差及斜入射时所产生的算法误差进行了建模分析,并采用了传感器三角形布局法测量斜入射角度.通过对系统误差的改进,由实验的数据得出误差分析合理,提高了弹丸脱靶量精度.     

基于距离向的双机雷达协同定位算法及影响因素研究

提出了通过双机雷达对同一目标的距离向信息进行高精度协同定位算法.针对远距离目标,利用雷达距离向精度高的特点,基于双机雷达的距离向实现目标的高精度定位.给出了双机雷达协同定位的原理,仿真分析了目标距离、雷达组网布局、目标速度、协同定位时延等不同的因素对协同定位精度的影响,分析出最佳雷达组网布局,提出协同定位时延要求,具有...     

基于矢量传感器的扩展孔径双基地MIMO雷达多目标定位算法

该文研究基于电磁矢量传感器的扩展孔径多输入多输出(MIMO)雷达多目标定位算法。提出了一种新型MIMO雷达系统,发射阵列采用常规阵元,而接收阵列采用电磁矢量传感器,且传感器间距大于半波长。算法首先采用ESPRIT算法获得目标波达角(DOA)高精度模糊估计,随后利用矢量传感器的内在结构特点结合子空间旋转不变性获得目标DOA低精度无模糊估计进行解模糊,从而得到目标高精度DOA估计。最后利用已知DOA信息,采用1维MUSIC算法获得目标波离角(DOD)高精度估计。与已有算法相比,该算法大大提高了MIMO雷达的目标定位精度,且无需配对和2维搜索,具有较低的运算量。仿真结果证明了所提算法的有效性,其估计精度与CRB界接近。     

基于声场HBT干涉的空间定位方法研究

为了实现介质中声源远距离高精度定位的目标,提出了一种基于声场Hanbury Brown-Twiss(HBT)干涉的空间定位方法,建立了HBT干涉目标定位模型,通过仿真验证了HBT干涉空间定位原理的正确性与精度,分析了传感器基阵在不同信噪比下对声源位置的探测效果。仿真分析表明,通过该方法使用6个传感器(两个基阵)在信噪比为0.04的情况下仍可较准确地找到声源的位置。同时还进行了在空气中的定位实验,结果与仿真吻合,验证了HBT定位方法的原理正确性,并实现了对声源级为85 dB,距离为42 m处的定位,定位误差为0.1 m。     

基于线性优化模糊C均值算法和人工神经网络的光照传感器布局方法

针对目前光照传感器的布局方式计算量大、能耗高,易受人为因素的影响,难以准确地预测室内日光强度等问题,该文提出一种基于线性优化模糊C均值算法(LOFCM)和人工神经网络(ANN)的光照传感器布局方法。LOFCM算法利用线性优化(LO)稀疏权重矩阵后,使用模糊C均值(FCM)筛选数据,确定工作面光照传感器布局。随后,使用ANN分别训练工作面光照传感器测量值与4组辅助光照传感器测量值之间的非线性数学模型。实验结果表明,该文提出的基于LOFCM算法在保证计算工作面平均照度和均匀度准确的情况下,工作面光照传感器的数量比对比方法减少了37.5%。此外,在4组辅助光照传感器布局中,墙壁和窗户布局方式具有较好的预测精度,为预测室内日光强度提供了更加准确的预测方式。     

一种基于蜂窝基站的全空间自定位方法

根据双频相位差测量的双曲线定位原理，提出一种基于蜂窝基站的全空间自定位方法。该方法不需要测量精确的时间差和标淮同步的模拟脉冲。文中首先给出全空间定位的精度分布表达式，然后详细讨论了基于蜂窝基站实现全空间自定位的基站布局可能性以及实时自定位算法。仿真与原理实验表明，基于蜂窝基站自定位方法合理，基站坐标经处理后，无定位盲区、无模糊多解、无解等现象，自定位算法满足实时性和高精度的要求，其中单点定位仿真计算仅需0．13g，理论迭代误差数量级小于10^-4。     

色噪声下的多传感器量测融合

传感器量测噪声通常可表示为一阶时间相关的Markov随机序列。该文将单传感器的色噪声量测滤波方法推广到多传感器的情形,提出了6种色噪声下的多传感器量测融合算法。通过协方差分析技术和仿真实验,对各算法的滤波精度、计算量和使用灵活性等性能进行了比较性评估。由评估结果得出的两条算法选取原则对实际中量测融合算法的选择具有一定的指导意义。     

关于光伏发电系统跟踪太阳聚光发电优化控制

针对跟踪太阳聚光发电对跟踪太阳精度要求高、机械惯性大、动力传导存在死区,改进设计一种适用于复杂环境的高精度太阳传感器,通过差分形式对太阳位置进行粗略和精密检测,建立了跟踪太阳聚光发电系统动力部分的数学模型,提出基于模糊控制的跟踪太阳聚光发电优化控制策略,通过仿真和现场应用结果表明,设计的太阳传感器能够适应强光和弱光环境,检测精度优于 0.3°,提出的控制策略能够实现连续高精度跟踪太阳,提升了发电效率。     

Ad hoc网络节点间高精度测距技术

该文针对测距系统模拟实际测距场景的需求,提出了适用于测距研究的信道建模方法.通过仿真对比不同信道环境下的测距精度,说明了建立信道模型的正确性和复杂NLOS环境下高精度测距技术研究的必要性.为了减小NLOS场景下恶劣的多径信道环境对测距精度的影响,提出的基于模糊最小二乘的最佳测距路径识别方法,可以有效地克服恶劣NLOS多...     

传感器网络及其目标几何定位方法

借鉴无源时差定位、卫星导航定位等目标定位方法,提出了几何定位方法在雷达传感器网络中应用的设想。文中对几何定位方法在传感器网络中的应用进行了描述并对定位精度进行了分析和仿真。结果表明,利用传感器网络可以实现空中移动目标的高精度定位,支持对移动目标的高精度打击,为实现从传感器到射手所需的目标定位精度信息提供了新的途径。该文对于传感器网络体系结构研究及其目标定位算法研究具有重要的参考意义。     

PIR的多节点目标多次定位研究

为了充分利用热释电传感器（PIR）的被动探测特性,拓宽热释电传感器在目标定位领域的应用。在峰-峰值时间差测距方法的理论基础上,提出了一种利用PIR针对运动目标（人体）的定位理论,并针对单节点实现目标定位存在定位盲区的不足出发,设计巧妙的机构实现多节点目标多次定位。根据感知节点最优布设原则,以双节点的最优布设为例展开讨论,找出不同节点下的最优布设模型。通过对双节点最优布设模型下对运动目标多次的探测实验表明,利用多节点实现运动目标探测区域多次定位的理论是有效和正确的。该方法打破了热释电传感器硬件常规使用方式,进一步提升了PIR的使用范围。     

基于PDOA着靶点参数估计的阵列布放结构研究

在基于到达相位差(Phase Differences Of Arrival, PDOA)的着靶点参数估计问题中,估计精度受到阵列结构的影响。与一般的单点目标定位问题相比,着靶点参数估计需要同时估计目标的速度和角度参数,情况更加复杂。为了选择合适的阵列结构以对定位结果带来有利影响,该文从灵敏度的角度分析了不同阵列结构下靶点参数估计精度各有差异的原因,为判断不同情况下接收阵列定位性能的优劣提供了理论方法。最后,对3种常见阵列结构进行了计算机仿真对比,仿真结果验证了利用灵敏度指标对阵列布放结构进行评估的可行性。     

A GPS-less, outdoor, self-positioning method for wireless sensor networks

One challenging issue in sensor networks is to determine where a given sensor node is physically located. This problem is especially crucial for very small sensor nodes. This paper presents a GPS-less, outdoor, self-positioning method for wireless sensor networks. In our method, a set of nodes, called reference points (RPs), are deployed in the sensor network with overlapping regions of coverage. The RP periodically broadcasts beacon frames which contain localization data. The sensor node collects the beacon frames from RPs and process the data in the frame; it can then easily localize itself. The analysis of positioning accuracy is given to show how well a sensor node can correctly localize itself. In the optimal transmitting power, the worst-case accuracy for all data points is within 28.87% of the separation-distance between two adjacent RPs and the average accuracy is within 15.51%. The simulation results also show the robustness of the proposed method. Finally, we have implemented our positioning method on a sensor network test bed and the actual measurement show that the method can achieve average accuracy within 17.9% of the separation-distance between two adjacent RPs in an outdoor environment.     

Method for optimal allocation of network resources based on discrete probability model

The method for optimal allocation of network resources based on discrete probability model is proposed. In order to take into account multiple coverage of the monitored points, the method constructs the discrete probability perception model of the network nodes. The model is introduced into the solution of the node coverage area, and the optimized parameters of the sensor optimization arrangement are used to optimize the layout of the multimedia sensor nodes. After setting the node scheduling standard, the interaction force between the sensor nodes and the points on the curve path is analyzed by the virtual force analysis method based on the discrete probability model At the same time On this basis, the path coverage algorithm based on the moving target is used to optimize the coverage of the wireless sensor network node in order to achieve optimal configuration of network resources. The experimental results show that the proposed method has good convergence and can complete the node coverage process in a short time. The introduction of the node selection criteria and the adoption of the dormant scheduling mechanism greatly improve the energy saving effect and enhance the network resource optimization effect.

     

面向TDOA被动定位的定位节点选择方法

该文主要研究一种面向到达时间差(TDOA)被动定位的定位节点选择方法。首先,通过经典的闭式解析算法将TDOA非线性方程转化为伪线性方程,并使用位置误差的协方差矩阵来度量定位精度。其次,在可用节点数量给定的条件下,在数学上将定位节点选择问题转化为最小化位置误差协方差矩阵的迹这一非凸优化问题。然后,将非凸优化问题凸松弛并化为半正定规划问题,从而快速有效地求解出最优的定位节点组合。仿真结果表明,所提节点优选方法的性能非常接近穷尽搜索方法,而且克服了穷尽搜索方法运算复杂度高、时效性差的不足,从而验证了所提方法的有效性。

     

基于多个传感器的VLC室内定位算法研究

为了实现移动机器人的快速高精度定位,提出了一种基于多个传感器的室内定位模型,研究了其可见光通信技术(VLC)室内定位算法,并对该算法进行了实验验证。首先研究基于AOA定位算法,利用传感器的响应曲线,结合室内定位模型,通过拟合预测算法计算出信号到达角度实现定位;然后综合多个传感器的定位模型和AOA定位算法,分析得出一种室内定位的实现方式,通过实验验证了该定位模型和定位算法的实现可行性。结果表明:其定位精度达13.6cm,定位周期为0.1s,相较于传统的AOA定位算法,该算法定位精度高、成本低、可行性高且定位速度快。     

一种基于迭代聚类的无线传感器网络定位算法

In wireless sensor networks, node localization is a fundamental middleware service. In this paper, a robust and accurate localization algorithm is proposed, which uses a novel iterative clustering model to obtain the most representative intersection points between every two circles and use them to estimate the position of unknown nodes. Simulation results demonstrate that the proposed algorithm outperforms other localization schemes (such as Min-Max, etc.) in accuracy, scalability and gross error tolerance.     

无线传感器网络抗欺骗的节点定位算法

节点位置定位是无线传感器网络应用的基本要求之一。针对无线传感器网络在开放性环境中应用容易遭受恶意节点欺骗攻击的问题,设计了一种抗欺骗的节点安全定位算法。算法将参考节点进行分组划分,并通过不同分组之间定位结果的比较,排除其中可能存在的恶意节点。在分组过程中,算法同时考虑了参考节点的优选问题,避免不良拓扑结构造成的定位偏差。仿真试验分析表明,算法能够有效地抵抗恶意节点的定位信息欺骗,大大提高了网络节点的定位精度。     

Analyzing localization errors in one-dimensional sensor networks

One-dimensional sensor networks can be found in many fields and demand node location information for various applications. Developing localization algorithms in one-dimensional sensor networks is trivial, due to the fact that existing localization algorithms developed for two- and three-dimensional sensor networks are applicable; nevertheless, analyzing the corresponding localization errors is non-trivial at all, because it is helpful to improving localization accuracy and designing sensor network applications. This paper deals with localization errors in distance-based multi-hop localization procedures of one-dimensional sensor networks through the Cramér-Rao lower bound (CRLB). We analyze the fundamental behaviors of localization errors and show that the localization error for a sensor is locally determined by network elements within a certain range of this sensor. Moreover, we break down the analysis of localization errors in a large-scale sensor network into the analysis in small-scale sensor networks, termed unit networks, in which tight upper and lower bounds on the CRLB can be established. Finally, we investigate two practical issues: the applicability of the analysis based on the CRLB and the optimal anchor placement.