基于洪泛机制准同步的UWB定位效率优化研究

针对UWB定位中的标签容量限制和通信冲突的问题,提出了一种基于洪泛机制准同步的改进定位方法;该方法通过设置主从基站,利用洪泛机制逐级传递准同步报文实现基站和标签间的时钟准同步,满足了DS-TWR方法下TOA算法对通信中时钟误差的需求,从而提高了测距精度;同时通过多Hash运算为标签基站对分配唯一时隙,有效提高了多标签情况下的通信成功率;实验结果表明,改进后的系统多标签条件下平均通信成功率提高了16%,标签能耗降低了30%,单位时间内获取数据量提高了27.8%,在提高系统通信效率的同时降低了能耗,具有较高的工程应用价值。     

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。     

改进型DS-TWR的UWB煤矿井下定位方法研究

提出基于改进双边双程测距算法的超宽带煤矿井下定位系统,对双边双程测距算法进行了优化,实现了标签和多个基站同时测距,缩短了测距时间,加快了定位速度;采用卡尔曼滤波对测量到的距离进行滤波处理,提高了测距的精度和稳定性。实验结果表明,定位系统的定位精度可达到厘米级,在模拟煤矿井下环境中(地下通道),平均误差在20 cm内,最小误差为11.06 cm;在室内环境中的平均误差为14 cm内,最小误差为6.49cm。     

基于TDoA的混合算法在室内定位中的应用

室内定位技术的快速发展对基于超宽带（Ultra Wide Band,UWB）的定位技术提出了更高的要求。然而,在室内环境中,受多种障碍及外界扰动影响,超宽带信号通常位于非视距（Non Line of Sight,NLoS）背景下。因此,文章对NLoS中的UWB目标跟踪与位置问题进行了研究。首先阐述了UWB技术,其次提出了一种基于到达时间差（Time Delay of Arrival,TDoA）的UWB室内定位加权算法,以解决NLoS环境下UWB室内定位算法精度较低、定位误差较大的问题,最后设计了相关实验进行验证。相关比较和模拟实验结果表明,提出的方法能够较好地改善非视距条件下的定位精度,并且具有较好的定位效果。     

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RSSI测距定位的室内PDR算法

在室内定位系统中,针对RSSI测距定位系统接收到的信号会因环境的不确定性出现不可预测的随机变化和行人航迹推算(PDR)定位系统漂移误差长时间的累积效果,提出融合RSSI测距定位的室内行人航迹推算算法,以扩展卡尔曼滤波器实现两者定位信息的融合,获得系统的最优定位结果。仿真结果表明,该融合定位算法的平均定位误差约为0.83205 m,范围维持在0.51948 m～1.13529 m内,并在定位稳定性方面表现出良好的性能,验证了该方法的合理性和有效性。     

基于TOA算法的UWB室内定位的定标方法

为了解决到达时间(Time of Arrival, TOA)算法中基站与待定位标签时钟不同步导致定位精度低的问题,基于差分GPS定位技术,提出了一种用于超宽带-到达时间(Ultra Wide Band-TOA,UWB-TOA)室内定位系统的时钟定标方法。在TOA定位算法的基础上,增加一个位置已知、与待定位标签时钟差固定的定标标签,通过定标测试计算待定位标签与定标标签之间固定的时钟差。将该固定时钟差补偿到TOA定位测距中,实现对待定位标签的时钟修正,不仅能提高定位效率还能提高定位精度。在MATLAB中对矩形、叉形、椭圆等轨迹的运动标签在固定时钟差、线性时钟差、非线性时钟差等多种误差下进行定位仿真实验,结果表明所提的时钟定标方法通过补偿提高TOA算法定位精度85%以上,验证了定标方法的正确性和有效性。     

基于RSSI测距的室内三维定位算法

算法是一种被广泛使用的尢线定位算法.定位节点根据接收到的参考坐标值与对应的RSSI值进行计算得出自身坐标.区别于平面定位,提出了三种基于RSSI测距的三维定位算法.第一种与第二种算法运用矩阵求解二元二次方程组得出定位节点坐标,第三种方法为最小二乘法.并且,给出了一种关于RSSI值的均值估计滤波法.最后给出三种算法仿真定...     

基于室内指纹定位的优化算法

针对室内环境中WIFI信号强度易受外界干扰,其不稳定性使得在指纹数据库中进行匹配时准确性较低,定位精度不高的问题,提出一种基于室内指纹定位的优化算法。该算法分别对指纹数据库和匹配算法进行优化。数据库优化采用限幅和滑动平均滤波进行预处理,并根据室内环境分配采样点所属区域ID,构建多维指纹数据库;匹配算法优化首先根据SVM对待定位点分类,获取其对应的区域id,再将欧氏距离、曼哈顿距离和切比雪夫距离三者结合得到位置估计。最后,结合PDR算法将得到的步长与航向角一同进行粒子滤波实现定位。实验表明:本文的算法将定位精度提高了13.92%。     

基于阈值筛选的室内定位优化算法

针对室内超宽带（Ultra-Wide Band, UWB）的定位技术在复杂遮挡的环境下定位效果不好、定位不精确的缺陷,本文提出一种在Chan算法的基础上对粒子群算法进行优化的混合算法定位方法。首先利用Chan算法求出定位标签初始估计位置坐标,并在非视距（NLOS）环境下通过设置阈值θ以对Chan算法计算出的位置坐标进行筛选;将已知的基站接收到的距离差与用Chan算法求出的标签位置信息求出的不同基站间的距离差做差值和,若差值和小于该阈值则直接输出位置坐标,反之则将位置坐标作为粒子群算法的初始值,通过迭代优化不断追踪个体极值和局部极值,更新个体的位置和速度,寻找到全局最优解再进行输出。仿真结果与实际场地实验结果表明,与单一算法相比,本文提出的混合定位算法在非视距环境下的定位精度可提高27%~31%;收敛速度快,算法复杂度低,满足室内定位的要求。     

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.     

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UWB室内送餐机器人定位信息系统

为了实现送餐机器人的室内精确定位与远程观察与控制,本文采用DW1000模块基于UWB结合ESP8266网络模块设计一款室内送餐机器人定位信息系统.该系统采用改进TWR测距算法避免各基站时钟不同步问题,改善了基站自身的时钟偏移误差.简化了TOA算法,从而使系统快速精确定位,同时利用ESP8266无线以太网模块将位置数据及状态信息传递到远端服务器上,便于查看实时位置状态与控制机器人行动.该系统是嵌入式无线互联系统,可以满足室内送餐机器人的定位与信息传递,并实现机器人的远程控制.     

一种Newton插值的RFID室内定位改进算法

介绍了基于RFID的两种室内定位算法LANDMARK算法和VIRE算法。针对VIRE算法的不足,提出了一种结合Newton插值和利用历史结果对定位值进行校正的改进算法。它通过Newton插值来适应求解模型中存在的非线性特性,并以待定位标签的历史值作为参考,不断修正测量值来减小干扰对定位精度的影响。实验证明在复杂环境下,与VIRE算法相比,改进算法在定位精度上有了显著的提高。