一种基于UWB的WSN节点定位技术

将UWB精确定位功能和TOA/AOA混和定位技术相结合,应用于无线传感器网络簇内节点定位中,为无线传感器网络分簇路由协议提供可靠的位置服务。仿真结果表明,其UWB定位精确度较高,适合簇内节点的相对定位。     

基于UKF的UWB和GPS融合定位算法

智能汽车的发展对高精度定位需求日益显现. 针对汽车在城市建筑群、立交桥等特定环境下, 可见GPS卫星数量下降、车载GPS和惯性测量单元(inertial measurement unit, IMU)组合定位系统中IMU产生积累误差导致不能精确定位问题, 本文提出一种基于无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman ...     

一种基于加权的TOA地下空间UWB室内定位算法

提出一种适用于地下空间室内环境的超宽带(Ultra-wideband,UWB)定位算法。定位标签发射无线信号,传感器接收信号,利用非视距(None Line of Sight,NLOS)状态鉴别的方法对室内信道环境的NLOS进行鉴别,并对各传感器分配权重,最后通过经典到达时间(Time of Arrival,TOA)算法,得到未知节点的位置。通过仿真实验对提出的方法进行验证。实验结果表明该方法可以达到较高的定位精度。     

一种基于UWB的三边定位改进算法

针对现有基于UWB的井下定位算法存在算法复杂且求解值不是全局最优的问题,提出了一种基于UWB测距的三边定位改进算法。该算法基于DW1000芯片和三边定位算法,采用双边双向测距方法测距,以求解二元二次方程最优解为目标,设定优化目标函数,将坐标二维化处理,降低了算法的复杂度;筛除测量过程中产生的无效数据,确定有效搜索区域并在该区域内进行全局遍历,找到最优定位坐标,解决了求解值不是全局最优的问题。同时,为了进一步提高定位精度,采取了适当增加参考节点数量的措施。实验结果表明,该算法平均误差小于加权三边定位算法、泰勒算法,定位精度提升明显;该算法还具有较强的实用性,通过增加参考节点数量可有效提高测量精度。     

基于UWB/AOA/TDOA的WSN节点三维定位算法研究

为了将二维定位算法AOA和TDOA拓展成三维定位算法,文中提出了一种基于AOA/TDOA和UWB传输技术的WSN节点三维定位算法。该算法采用二维的AOA测角算法测量未知节点与信标节点之间的角度,采用TDOA算法测量未知节点与信标节点之间的距离,在测角、测距的过程中采用UWB通信技术来传输探测信号,使得探测信号具有较高的时间分辨率,从而提高测角、测距精度,最后基于文中提出的待测节点三维坐标计算方法求解出待测节点的三维坐标。为了验证算法的有效性,在Matlab软件中进行了仿真实验。结果表明：新算法定位精度相比于AOA算法、TDOA算法都有大幅度提高。理论和实践皆表明：新算法具有较高的定位精度,能够满足未知节点在三维空间中的定位需求。     

一种基于UWB穿戴式网络的调度算法

可穿戴式计算机是近几年的一个研究热点,穿戴式网络多个节点之间的协调通信一直是影响穿戴式计算机发展的一个重要原因,因此有必要对穿戴式网络通信进行优化。文中介绍了可穿戴式计算机以及穿戴式网络。论述了穿戴式网络中常用的几种网络技术的优缺点。然后重点解析了UWB（Ultra—WideBand）的结构模型,以及UWB通信机制,在UWB通信机制的基础上引入了动态调度的思想,由此引出具有优先级的动态UWB网络调度算法。此调度算法能够很好地协调穿戴式网络节点之前的通信,有利于推进可穿戴式计算机的发展。     

一种分布式无线传感器网络节点定位新算法

针对无线传感器网络节点自身定位问题，提出一种新的节点定位算法，介绍算法的基本原理和实现方法。算法假设网络中有一定比例的锚节点（位置已知的节点）。通过未知节点和其无线射程范围内的锚节点之阃的通信约束和几何关系，得出该未知节点所处的圆弧区域，将该圆弧区域的质心作为未知节点的估计位置。该算法是一种完全基于网络连通性的无需测距技术的分布式算法，算法设计简单，计算量小。节点间通信开销少。仿真结果显示，该算法适合于各种规模的无线传感器网络的节点定位。     

UWB无线传感器网络的无线节点定位模型研究

文章提出了一个UWB(Ultra-wide Band)无线传感器网络的无线节点定位系统模型,仿真分析表明,对于四个参考节点都是LOS(Line Of Sight)路径到达传感器节点的情况,其定位的精确度相当高;但是,如果四个参考节点中有一个节点是NLOS(Non Line Of Sight)路径到达传感器节点的话,当信噪比低于30dB,则定位误差不小于5m,这时候要保证较高的定位准确度,就应该保证较高的信噪比或者增加参考节点数目。     

UWB的无线传感器网络的定位技术

在基于距离的定位算法的基础上,提出基于超宽带（UWB）通信技术的TOA（Time Of Arrival）测距方法。UWB信号具有隐蔽性好、穿透能力强、定位精度高以及功耗低等特点,但在节点定位应用中,UWB直达信号难以精确检测。本文提出通过对首次到达信号时间和最强信号时间进行加权来得到直达信号到达时间,并采用模糊逻辑技术计算加权系数。实际数据仿真试验表明,基于UWB的定位技术可极大地提高定位精度。     

UWB定位算法在煤矿井下的应用研究

针对传统的定位技术难以在煤矿井下应用的问题,文章提出了一种基于超宽带UWB技术的POCS测距和定位算法,建立了该算法模型,详细介绍了该算法的原理及其实现。仿真结果验证了该算法在煤矿井下应用的可行性。     

超宽带自组网定位辅助路由算法及仿真

超宽带技术和移动自组网都是目前移动通信中的研究热点,由于UWB的通信容量大、高隐蔽性、功耗低、精确定时定位等特点,非常适合于作为Ad Hoe网络的物理层实现.UWB系统提供的距离与定位信息,可以实现对基于UWB的Ad hoc网络有效路由,而原有的定位辅助路由协议的定向性非对称,网络负载仍然较大.针对UWB系统的特点,提出了以中间跳数为主的超宽带Ad hoc网络路由度量方法,将矩形路由请求区域优化为带状请求区域,并且通过GloMosim软件进行了仿真.结果表明:改进的定位辅助路由算法以较小的开销取得较高的路由效率,降低了网络的负载和能量的损耗.     

基于UWB的消防员室内协同定位算法

为了在复杂火场环境下获取消防员的精确位置,提出基于超宽带(ultra-wideband,UWB)的消防员室内协同定位算法,充分利用目标到UWB基站以及到其他目标的测距信息进行定位.采用线性拟合方式对测量距离中存在的标准偏差进行预处理;针对目标位置解算及非视距(non-line-of-sight,NLOS)误差缓解问题,...     

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.     

融合UWB与INS的消防员室内定位与NLOS检测算法

融合超宽带（UWB）和惯性导航系统（INS）能够实现消防员室内精确定位。为实现UWB的非视距（NLOS）误差检测,设计一种双级EKF框架。该框架以松耦合形式实现UWB/INS的数据融合,通过INS获取的初始位置估计坐标以检测UWB测量值的NLOS误差,根据检测结果计算残差矩阵来动态调整融合滤波器的测量噪声矩阵,以达到缓解NLOS误差的目的。实验结果表明,与三角不等式原理检测算法和无NLOS检测的UWB/INS简单融合算法相比,所提NLOS检测算法具备良好的检测能力、较强的稳定性及较高的定位精度。     

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...     

基于UWB的无线传感器网络中的两步TOA估计法

为了设计一种以较小运算量获得较高测距精度的TOA(time of arrival)估计算法以适合节点运算能力有限的UWB(ultra wideband)无线传感器网络,提出了一种结合能量检测与匹配滤波的两步TOA估计方法.分析了该方法的工作原理,指出了第1步中DP(direct path)块检测成功率及第2步中匹配滤波门限因子设置的重要性.通过仿真对影响DP块检测成功率的两个因素,即DP块检测算法的选用和能量积分周期的设置进行了讨论.提出了依据能量采样序列中DP块与最小块比值DMR(DP to minimum energy sample ratio)动态设置匹配滤波门限因子的思想,并为其建立了数学模型.仿真结果表明,两步TOA估计方法在运算量比单一的基于匹配滤波的相干算法小很多的情况下,获得了比单一的基于能量检测的非相干方法更好的TOA估计性能,从而更适合应用于有低复杂度、低能耗设计需求的传感器节点中.