一种基于信道状态信息的人员轨迹跟踪方法

针对在室内环境的轨迹跟踪过程中,通信开销较大和算法复杂度较高的问题,对一种基于CSI（channel state information）信号的人员轨迹跟踪方法进行研究。首先从CSI中提取代表目标位置（角度）概率的AOA（angle-of-arrival）频谱,通过MUSIC算法得到的多普勒频移与AOA频谱相结合来确定人员移动速度及位置;最后利用改进的三边定位质心算法确定人员位置、模拟人员移动轨迹,实现了对室内人员精准的跟踪定位。通过与其他算法以及不同人员移动速度的对比,仿真实验表明提出的人员追踪方法可以大幅度提高定位的精确性与稳定性。     

基于BIM和物联网的智慧建筑运维系统设计

针对传统建筑运维管理效果差的问题,提出基于BIM技术和物联网技术的智慧建筑运维系统。利用BIM技术对建筑物中的室内多维信息进行前端集成可视化开发,通过物联网实现室内建筑中各传感器和摄像头数据的传输,以监测室内建筑的多维信息;基于WiFi信号的室内定位算法和最大似然法获取人员位置信息,并求出室内人员位置坐标。实验结果表明,提出定位方法真实坐标与测量坐标的欧式距离范围为0.03 m～0.09 m,平均误差为0.056 m,误差相对较小,能够满足室内建筑内人员定位。通过Web可视化发现,采用本系统能够实现建筑环境、能耗、空间利用率、人员位置信息及人员舒适度的可视化,本系统丰富了传统运维管理模式,提高了运维管理效率。     

海上应急定位呼救智能装置设计

为了解决海上应急搜救精准定位困难、响应速度慢的关键技术难题,以及降低产品的整体功耗,延长终端设备的使用时间,文中设计一种海上应急定位呼救智能装置。通过研究海上应急定位呼救智能装置关键技术,借助北斗卫星定位导航实现精准定位和远程呼救;通过自主研发的物联网LoRa组网降频技术、定位模块低功耗模式运行等技术降低设备的整体功耗,确保海上应急救援过程中长时间、准确发送人员位置信息。实验结果表明,该设计实现了传统海上被动搜救技术向北斗卫星应用技术、物联网智能感知技术、物联网区域组网技术融合的转变,助推人工智能、物联网和北斗产业的融合,用主动发送精准定位给报警中心替代被动定位等待救援,从而提高了海洋搜救效率,保障人民生命财产安全。     

基于多传感器信息融合的机器人导航与定位技术研究

移动机器人已经服务于各个领域,作为室内移动机器人服务的前提是实现机器人精准定位。文章介绍了一种射频识别（Radio Frequency IDentification,RFID）和即时定位与地图构建（Simultaneous Localization and Mapping,SLAM）多传感器融合库存盘点机器人精准导航与定位的方法。通过读取布置在环境中的RFID标签,获取机器人的大概位置信息和准确运动状态,然后结合SLAM技术实现精准定位。实验结果表明,该方法可以使库存盘点机器人精准定位,且系统搭建简单、成本低,对室内机器人定位具有参考价值。     

智能农机中精准定位的研究与实现

对智能农机自动驾驶或辅助驾驶中定位方式进行改进,采用GPS/INS组合导航的方式实现精准定位。GPS/INS组合导航能克服仅采用GPS或INS进行定位的缺陷,实现优势互补,减少定位误差。研究了GPS/INS组合导航算法,并对GPS和INS数据采用卡尔曼滤波进行处理,从位置、速度、姿态三方面进行仿真对比分析,验证该算法确实能够减少定位误差,实现较精准的定位。     

基于LSTM个性化步长估计的井下人员精准定位PDR算法

针对传统的行人航位推算(PDR)算法由于步长和航向累积误差导致定位精度较低,不能满足井下人员精准定位需求的问题,提出了一种基于长短时间记忆网络(LSTM)个性化步长估计的井下人员精准定位PDR算法。首先采集井下人员运动中的加速度、陀螺仪惯性信息,解算每一步运动距离构建步长数据,通过离线训练获得井下人员个性化步长估计LSTM模型;然后在在线预测阶段通过矿用本安智能手机实时采集加速度、陀螺仪、地磁等井下人员运动数据,分别采用步伐检测算法、个性化步长估计模型获得井下人员运动步伐及每一步的步长,利用卡尔曼滤波融合航向估计算法获得航向角;最后根据步长估计和航向角预测井下人员当前位置。在内蒙古鄂尔多斯市高头窑煤矿采集井下人员运动数据进行试验,结果表明:基于LSTM个性化步长估计的井下人员精准定位PDR算法对井下人员运动中的步伐检测精度为96.5%,步长预测精度为90%;在井下真实环境中的相对定位误差为2.33%,提高了煤矿井下人员定位的精度。     

基于CSS技术的井下精确定位系统设计

针对现有井下定位系统大多只能提供区域性定位功能,无法为人员或设备提供精准、实时的位置信息的问题,提出了基于CSS技术的井下精确定位系统设计方案。该系统利用SDS-TWR定位算法和定位管理协议,在得到高定位精度的同时,不需要进行系统的时钟同步,增强了系统的可实现性和稳定性。井下测试结果表明,该系统可实现井下设备和人员的高精度定位,定位精度达到3m以内,最远传输距离达到350m。     

枢纽机场航站楼内低成本连续定位优化方法

目前民航事业正在飞速发展,随着运输业务量的快速增长和国内机场规模不断扩建,旅客在建筑面积巨大且结构复杂的航站楼内,无法精确定位旅客在航站楼内的位置,因此为旅客提供精准定位的位置服务需求与日俱增.结合航站楼内的蓝牙信号传输特性设计了基于EFK的融合定位算法以提高旅客定位结果的连续性,结合人员密集流动、走行路径的不同设计了基于粒子滤波的地图匹配融合定位算法,进一步提高旅客的定位精度.在开发环境下设计并实现枢纽机场航站楼内定位软件,并对提出的航站楼内定位算法进行实验验证和结果分析,在实验人员走行过程中,可有效改善在航站楼内的定位效果.     

井下复合定位系统框架

提出了一种包含粗定位和高精定位在内的复合定位系统,该系统可对井下作业人员的位置进行实时监测,从而实现及时救援和人员管理的目的;由于井下作业人员的位置会持续发生变化,所以信息采集过程中的位置信息具有滞后性,这对快速持续的高精度定位带来了巨大的挑战;基于该问题,提出了一种基于层次聚类的粗定位方法,通过对现有完整数据和目标可能位置进行信息融合和冗余去除来预测实际位置;然后,再在粗定位的范围内布设当前已有的高精度定位设备以实现高精度定位;仿真结果证明,提出的复合定位系统可以将定位范围从15 km缩小至500 m,且能够实现100%的拓扑预测精度。     

WiPasLoc:基于WiFi的被动式室内人员定位新方法

被动式室内人员定位是实现普适无线感知系统的基础。然而在实际生活中,商用WiFi信号易受到周围环境的影响,导致现有基于WiFi的被动式室内定位工作难以从复杂的接收信号中准确分离出目标人员动态分量。针对上述问题,提出了一种精确的被动式室内人员定位系统WiPasLoc,其通过利用商用WiFi设备中提取到的信道状态信息(Channel State Information, CSI),实现了高精度的室内定位。首先,结合CSI子载波的信号质量完成动态多普勒频移(Doppler Frequency Shift, DFS)估计;然后,通过基于双窗口的信号到达角(Angle of Arrive, AoA)的估计方法,从信道状态信息中精准分离出目标人员的信号分量;最后,结合人员的初始位置信息提出轨迹拟合算法,实现了精确的被动式室内人员定位。实验结果表明：WiPasLoc对室内人员运动轨迹定位的中值误差为80cm,相比现有典型的Widar2.0定位精度提升了25.9%。     

基于火箭残骸实时定位信息的落点计算模型

为减轻航天发射任务落区残骸回收工作负担,需建设一套火箭残骸回收系统,基于火箭残骸坠落过程的自定位装置实时测量信息,利用精简适用型落点计算模型实现预定高度落点位置的精准预测,保证系统工作异常情况下也能实现残骸落点的精确预测和快速回收;建立了一种基于火箭残骸实时定位信息的动力学落点计算模型,以残骸坠落过程中的实时位置、速度信息为输入,以四阶“龙格库塔”法求动力学运动微分方程解,计算出预测落点;并基于火箭残骸坠落试验获取的自定位实测数据,对模型精度进行了验证,计算结果理想,模型简化适用、准确有效,能够实现高度相差20 km以内偏差小于1 km的落点位置精准预测,满足工程应用指标要求.     

基于可见光通信的室内定位算法设计

文章提出了一种基于单发光二极管（Light Emitting Diode,LED）和反向传播神经网络（Back Propagation Neural Network,BPNN）的室内定位算法。针对该算法的设计,首先通过接收器实现对光功率的接收,其次利用接收到的可见光功率向量,反向实现对传播神经网络待测点的位置范围进行精准定位,最后将此范围作为约束条件,利用多元线性回归对其带充电位置进行更加精准的定位。经实验结果证明,在3.0m×3.0m×3.5m的室内范围当中,本文设计的算法平均定位时间在0.002 8 s,平均定位误差在5.01 cm。     

基于北斗高精度定位的重载铁路列检安全作业管理平台设计

设计了基于北斗高精度定位的重载铁路列检安全作业管理平台,实现列检车辆、人员的精准定位,降低列检作业风险。平台基础层通过基于FPGA的红外视频采集设备、基于北斗高精度定位技术的终端设备获取列检作业数据,经传输层各网络向支持层传输数据。在支持层高精度电子地图矢量化处理、实时差分动态定位等技术的支持下,应用层的列检作业目标识别模块调用Cstx小波融合算法解析北斗卫星信号,采用Hausdorff距离方法实现列检作业目标识别,列检作业安全预警模块调用矢量化处理高精度电子地图,结合日列检作业计划生成电子围栏,实现作业人员安全预警,由服务层管理人员实现平台的管理与维护。实验结果表明：该平台可实现列检作业目标的识别、精准定位及安全预警。     

基于UWB定位的智能跟随车系统设计

本文基于超宽带技术(UWB)设计了一款定位与跟踪智能小车^[1],实现了高精度的定位和跟踪功能。通过三边定位算法计算出小车在基站中的位置，实现精准定位，通过安装在小车车头上的两个UWB模块测试与目标UWB模块的距离和角度实现距离和角度的跟踪。实验测试结果表明，小车具有高精度定位和灵活的跟随功能。     

RFID在智慧台站的应用

随着民航业的高速发展,导航台、雷达站、ADS-B台站不断增多,对无人值守的智慧台站提出了更高的要求。定位机柜内板件是实现智慧台站的关键,目前的板件定位都是利用人工登记板件的部件号和序列号进行上下架的管理、入库登记和维修管理,对人员的要求较高,无法满足建立动态备件库的需求。笔者在智慧台站整体架构的基础上,通过比较三种RFID的天线性能,选出一种最适合在智慧台站中使用的RFID天线,从而提出了一种采用射频识别(RFID)技术实现机房设备定位、机柜内板件定位的方法。     

监所人行通道管理系统应用案例

监狱、看守所等监管场所属于一级风险单位,作为其安全屏障的大门属于高危出入口,既要防止来自外部的非法冲击或非法尾随、潜入,又要防止内部关押人员的非法潜逃,因此对其安全性和智能性有着极高的要求。以下就以浙江某监狱的人行通道门禁控制系统建设为例,分析一下高危监管场所门禁控制系统的功能需求和实现方式。     

基于数据融合的井下连续采煤机自动定位方法的研究

本文针对采煤机定位不准,调姿不可靠的问题,分析采煤机的定位技术,提出了一种基于惯性/编码器的数据融合定位方法。分析惯性导航定位的主要误差来源,利用联合分布式卡尔曼滤波器修正数据,由惯性导航初步估算采煤机的位置信息,利用编码器的高精度一维信息,修正三维信息,得到采煤机的精确位置信息。选型确定了定位系统的硬件设备,设计定位方法的软件实现流程。基于数据融合与零速修正理论实现了采煤机位置信息的精准定位,保证了采煤机调姿的可靠性,提高了综采工作面的采煤效率。     

基于智能切换算法的室内外无缝定位技术研究

为了实现室内外环境下的无缝精准定位,提出一种基于计数以及阈值机制的智能切换算法,避免了定位系统反复切换造成的运算量浪费,同时降低了智能手机的能耗,实现了室外全球定位系统(GPS)卫星定位技术和室内Wi-Fi位置指纹定位技术的无缝连接.在室外环境中利用GPS卫星定位技术进行定位,在室内外交界处切换到GPS/Wi-Fi融合定位算法,进入室内后切换到Wi-Fi位置指纹定位算法.基于真实的实验室场景进行了实验,实验数据表明:提出的算法能够很好地满足室内外无缝定位需求.     

基于5G+AI的智慧工地安全监督平台创新实践

在核电厂数字化转型以及智慧化发展的趋势下,工程建造领域开展智慧化项目实施的需求愈发强烈。文章介绍了智慧工地平台再田湾核电站的建设背景,以及所使用的关键技术例如5G+MEC无线网络技术和边缘计算技术、北斗+蓝牙定位技术、以及视频监控和AI智能分析等手段等,对项目功能架构和美。文章从主要功能门口入手,介绍了智慧工地平台的功能架构。项目实现工程建设区域的5G无线网络全覆盖、实时视频监控、实现对工程安全监管行为的AI实时分析和预警、施工现场人员和车辆实时定位和报警、与施工现场的广播系统联动、实现施工现场的实时环境监测、实现工程现场的门禁控制和人员实时管理。文字分析了应用效果以及相关运营管理制度。通过平台的实施实现自应速度和事件的处置速度,变被动式管理为主动式智能化管理,有效提高施工现场的管理水平和管理效率。     

一种新型井下人员组合定位系统设计

针对目前井下人员定位精度低、无法实时全局定位、搜救被困人员困难等问题,设计了一种基于微惯性测量组合(MIMU)导航技术和WiFi技术相结合的井下人员组合定位系统;给出了发生矿难后的基于该组合定位系统的搜救方案。该系统利用WiFi提供的可靠位置信息来给定MIMU最初的位置信息并校正MIMU的位置,弥补了MIMU误差随时间累积的缺点;利用MIMU的实时全局定位来弥补WiFi的局部定位。选用卡尔曼滤波将两者进行信息融合,进行最优组合处理。测试结果表明,该系统实现了对矿井井下人员实时三维全局定位及快速搜救,具有一定的工程实际意义。