采用EKF与PF的室内融合定位技术

在室内定位的复杂环境中,WiFi指纹法的定位性能易受信号波动的影响,行人航位推算方法(Pedestrian Dead Reckoning,PDR)的定位误差会随时间逐渐累积,为了解决这两个方面的问题,提出了一种采用扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)与粒子滤波(Particle Filter,PF)的融合定位技术,该技术通过融合WiFi指纹法和优化后的行人航位推算方法来提高定位精度。在WiFi指纹法模块,该技术采用传统的加权k近邻法进行定位。在行人航位推算模块,该技术融合多种传感器进行航向估计,改进传统的非线性模型进行步长估计,使优化后的行人航位推算方法更适用于复杂环境中的实际应用。最后,结合粒子滤波和室内地图信息,该技术能够校正估计位置并进一步提高定位精度。通过实验表明,本文提出的融合校正方法能够有效提高定位精度。     

一种基于卡尔曼滤波的超宽带室内定位算法

为了减小室内环境中障碍物对超宽带(UWB)传感器测距结果的影响,提出了一种基于卡尔曼滤波(KF)的超宽带室内定位算法.利用超宽带接收信号的信噪比区分视距和非视距环境,给出了超宽带传感器测距性能最小二乘标定模型,减小测距系统误差;判断相邻测距差分是否在阈值范围内,否则用卡尔曼滤波先验估计替代后验估计处理测距结果,由此减弱多径效应和非视距误差对测距的影响;用扩展卡尔曼滤波器(EKF)实现室内定位.实验结果表明:算法在复杂室内环境中可达到亚米级的动态实时定位精度.     

一种适用于FTM的室内定位方法

WiFi技术在室内定位领域具有普及率高、成本低的优势,通过精细时间测量(FTM)协议可实现准确的传播时间测量,受到广泛研究与应用.针对FTM面临异常值和时间偏移的问题,提出了一种适用于FTM的室内定位方法.该方法首先基于马氏距离来构建异常判别量,并且利用三段式权重函数计算加权矩阵,得到抑制异常值的M估计鲁棒卡尔曼滤波,...     

WiFi和陀螺仪的室内混合定位研究

现代人生活节奏越来越快,丢三落四的事情时有发生,而全球定位系统定位精度不高,并不适用于寻人、寻物。WiFi室内定位技术应用广泛,却存在高能耗、易受干扰、WiFi覆盖盲区无法定位等缺点。基于手机陀螺仪（惯性传感器）的定位技术可以获取用户移动的相对位置,且能耗低、不受外界环境影响。     

一种鲁棒的室内移动机器人定位方法

该文意图解决移动机器人在室内环境中定位难的问题,提出了卡尔曼滤波定位方法。移动机器人依靠自身配置的声纳传感器感知环境,并提取环境中的墙角作为几何特征,通过预测值与实际观测值之间匹配和修正的循环过程实现了该定位算法,实验结果表明该方法是鲁棒的。     

一种层次Levenshtein距离的无指纹校准的室内定位方法

随着移动计算领域的兴起,基于位置的服务越来越受青睐。目前各种室内定位的方法层出不穷,由于室内广泛部署了无线基础设施,基于WiFi指纹信息的室内定位技术是其主流方法。设备异构和室内环境变化是影响定位精度的主要因素。本文针对以上两个问题,提出一种层次Levenshtein距离（HLD）的WiFi指纹距离计算算法,实现异构设备的指纹无校准比对。将不同移动设备采集的RSSI信息转化为AP序列,根据AP对应的RSSI值的差异性计算其层次能级,结合Levenshtein距离计算WiFi指纹之间的距离。对于需定位的WiFi指纹RSSI信息,利用HLD算法获取K个近邻,采用WKNN算法进行预测定位。实验中,为了验证算法的鲁棒性和有效性,在3种不同类型的室内环境中采用5种不同的移动设备来采集WiFi的RSSI信息,其定位的平均精度达1.5 m。     

基于粒子滤波的多信息融合室内定位算法研究

针对现有室内定位技术精度低、实现复杂度高等问题,提出一种基于粒子滤波的多信息融合室内定位算法。在传统的行人航迹推算(PDR)以及地磁匹配等室内定位算法的基础上,通过粒子滤波动态地纠正行人步长和方向角,从而有效地减小了定位误差。通过PDR算法获得行人的步频、步长、方向等信息,由地磁匹配算法得到行人所在位置对应的地磁值,最后利用粒子滤波对以上信息进行融合处理从而得到粒子的权重,由粒子权重对步长和方向角不断地修正。实验结果表明,该算法可以实时动态地补偿PDR的定位误差,能够获得较高的定位精度。     

基于神经网络的多源融合室内定位算法

针对WiFi信号在室内复杂环境下不稳定以及建筑物对地磁场的扭曲作用造成单一定位源定位精度不高的问题, 本文采用多源信息融合定位技术, 有效利用WiFi和地磁场的指纹数据来进行定位, 提出了一种改进的自适应差分进化算法来优化BP神经网络(improved differential evolution BP, IDEBP). 该方法通过改进差分进化算法的变异、交叉和选择操作来优化BP神经网络的权值和偏差, 有助于BP模型更好地学习WiFi和地磁场指纹数据的特征. 仿真结果表明, IDEBP算法能大大提高室内指纹定位的精度.     

一种基于视觉的图书馆室内定位方法

提出一种可用于图书馆内图书运载车的车辆室内自动定位定向方法。借鉴二维条形码思想,设计了一种简单方便、易于识别、内含绝对位置坐标、具有一定纠错能力的路标,可将路标放置在图书馆天花板上,由安装于图书运载车上且光轴和天花板垂直的摄像机进行拍摄。通过图像分割、连通域寻找、轮廓特征曲线匹配以及路标特征识别步骤定位路标,解析路标中所包含的坐标信息以及偏转角度,进而计算出车辆当前所处的绝对位置和航向角。通过实验,验证了所提出方法的有效性,能够满足图书馆内图书运载车室内定位的要求。     

一种基于多模数据的室内定位算法

针对室内定位问题,提出一种利用WiFi和视觉信息实现定位的算法。首先利用坐标变换原理分析并建立物体的图像平面坐标与世界坐标系坐标之间的数学关系,再以2个信标之间的距离作为约束条件建立数学方程,求解摄像机的俯仰角;然后根据俯仰角分别计算观察点与2个信标的平面距离,最后根据计算得到的距离和信标的坐标实现观察点定位。依据上述定位求解过程将会解析得到观察点的多个虚拟坐标。为此,利用SAE与DNN模型,以多个自定义WiFi特征为输入,11个距离类别为标签,依据节点之间的距离来识别定位坐标的有效值。实验结果表明,此定位算法能够在室内环境下提供高精度实时定位,算法的可靠性得到了充分验证。     

基于RNN的多传感器融合室内定位方法

针对室内空间内的人员定位困难问题进行了研究,提出了一种基于Wi-Fi指纹法和循环神经网络(re-current neural network,RNN)的多传感器融合室内定位算法.该算法将智能手机接收到的路由器信号强度作为时间序列输入RN N,通过RN N获得对行人精度较高的定位,与此同时获取智能手机中惯性测量单元提供的位置信息.随后,通过粒子滤波算法对两种定位方式的定位结果进行融合.在实际场景下设计了多组实验进行对比.实验结果表明,该算法定位平均误差为0.9 m,优于加权K近邻等算法,可以为行人提供实时的定位.     

一种基于RSSI测距的室内自适应智能定位算法

为进一步提高定位精度,提出一种改进的三边定位算法:根轴定位算法,并将路径损耗指数(PLE)的实时值运用在根轴定位算法中,形成自适应智能定位系统.计算机仿真结果表明:该算法具有更小的定位误差,改善了系统的稳定性.     

基于贝叶斯过滤法的CSI室内定位方法

无线信号多径效应导致基于接收信号强度指示（RSSI）的室内定位方法的精度和稳定性下降。为解决这一问题,提出基于贝叶斯过滤法的信道状态信息（CSI）室内定位方法（BCL ）。将物理层的CSI结合RSSI作为参考信息,减轻信号接收端的多径衰减影响;在此基础上,采用贝叶斯过滤法进行数据处理,降低接收信号的时变性。实验结果表明,相比现有的典型室内定位方法, BC L有效提高了定位准确度和稳定性。     

基于集员估计的室内移动机器人多传感器融合定位

本文针对室内移动机器人的长距离实时鲁棒定位问题进行了研究,考虑到单一定位手段存在的不足,以二维扫描激光和里程计作为主要的定位设备,采用多传感器数据融合技术实现了移动机器人的精确定位.论文首先通过引入基于点-直线特征匹配的改进迭代最近邻(iterative closest point,ICP)扫描匹配方法对激光采集的环境点云信息进行迭代匹配以得到相对位姿变换估计,并推导了其估计不确定性的保守包络矩阵形式,然后通过建立定位过程和观测模型,引入扩展非线性集员滤波器作为多传感器融合方法,利用扫描匹配结果校正由里程计滑移带来的定位误差,并获取定位自身的不确定性边界估计.实验结果表明了本文所提出的室内定位方法的精度、实时性和鲁棒性.     

An UWB-based indoor coplanar localization and anchor placement optimization method

Neural Computing and Applications - Ultrawideband (UWB)-based localization systems are appropriated for human and vehicle tracking because the time-of-flight between UWB devices can be accurately...     

基于dynFWA-SVM的WiFi室内定位算法

针对实际定位应用中室内环境复杂,传统的WiFi室内定位算法精度低、稳定性差、代价较高以及不同移动终端之间采集信号强度存在差异等问题,提出了基于dynFWA-SVM的WiFi室内定位模型.定位过程中,利用高斯滤波对信号进行除奇异值操作,同时采用信号强度差(SSD)位置指纹替代传统的接收信号强度(RSS)位置指纹;采用动态搜索烟花算法(dynFWA)优化支持向量机(SVM)参数,从而建立了dynFWA-SVM室内定位模型.实验结果表明:经高斯滤波处理后的SSD指纹可以有效提高定位的稳定性和可靠性,减小因不同终端采集信号强度存在差异对定位结果造成的影响,相较于粒子群优化(PSO)算法和烟花算法(FWA),dynFWA算法的优化效率更高,提出的dynFWA-SVM定位模型的定位误差更低.     

基于PCA-WBayes的WiFi室内定位算法

针对朴素贝叶斯(Bayes)室内定位算法忽略各无线接入点(AP)信号间的相关性,最终导致定位精度损失这一不足,提出一种基于主成分分析结合加权Bayes(PCA-WBayes)的WiFi室内定位算法.在离线阶段采集参考点处来自各AP的WiFi信号强度,运用PCA进行去相关性、降维处理,提取主要数据特征,结合参考点位置坐标,构建位置指纹数据库;在线定位阶段,在位置指纹数据库中匹配待测点的信号特征,通过Bayes算法估算待测点位置,获取前w个后验概率最大的参考点坐标,按后验概率分配权重,以加权结果作为待测点位置.实验结果表明:相比K最近邻(KNN)、Bayes等常用WiFi室内定位算法,PCA-WBayes算法定位误差更小,将朴素Bayes室内定位算法的精度提升了15.44％.     

基于视觉显著性和超像素融合的物体定位方法

针对选择性搜索算法所需定位窗口数量过多的问题,提出了一种基于视觉显著性和超像素融合的改进方法.首先,利用视觉显著性图像粗略估计物体的位置;然后,从这些初始位置开始,根据图像的表观特征融合相邻超像素,并引入一种背景分析方法以避免过度融合;最后,利用贪心算法将融合后的区域再进行组合,并生成最终的定位窗口.在Pascal VOC 2007数据集上的实验结果表明,与选择性搜索方法相比,在同样的检测标准下(查全率为0.91),改进后的方法所使用的窗口数量减少了20%,而重叠率达到了0.77.该方法由粗到细地进行物体定位,在定位窗口数量较少的情况下仍能保持较高的重叠率和查全率.     

An image fusion method based on object-oriented classification

In image fusion of different spatial resolution multispectral (MS) and panchromatic (PAN) images, a spectrally mixed MS pixel superimposes multiple mixed PAN pixels and multiple pure PAN pixels. This verifies that with increased spatial resolution in imaging, a low spatial resolution spectrally mixed subpixel may be unmixed to be a pure pixel. However, spectral unmixing of mixed MS subpixels is rarely considered in current remote-sensing image fusion methods, resulting in blurred fused images. In the image fusion method proposed in this article, such spectral unmixing is realized. In this method, the MS and PAN images are jointly segmented into image objects, image objects are classified to obtain a classification map of the PAN image and each MS subpixel is fused to be a pixel matching the class of the corresponding PAN pixel. Tested on spatially degraded IKONOS MS and PAN images with a significant spatial resolution ratio of 8:1, the fusion method offered fused images with high spectral quality and deblurred visualization.