无线传感器网络TDOA定位系统的设计与实现

分析现有的基于TDOA的无线传感器网络定位系统与算法,使用基于超声波传感器和无线射频模块的到达时间差(TDOA)测距技术,完成了该定位系统、机制和算法的设计和实现;针对传感器网络在实际应用中的不均匀性布撒和不良节点定位等问题,在TDOA测距技术和多边测量定位算法的基础上,提出一种改进的定位算法,以提高网络定位性能;实验表明,改进后的定位系统有效的减小了网络的定位误差,解决了不良定位问题,可应用到无线传感器网络中。     

基于ZigBee无线传感器网络的室内定位系统设计

研究设计了一种基于ZigBee无线传感器网络的室内定位系统。该系统通过待定位点发射红外信号和超声波信号到达各个参考节点的时间差计算出待定位点到达参考点的距离,再通过三点定位法计算出待定位点的坐标信息。文章介绍了ZigBee技术,TDOA定位原理,设计了红外传感器、超声波传感器的发射、接收模块,主芯片hc9s12dg128外围接口电路,并完成了相关的软件设计。     

基于手机信号定位的地震灾害搜救系统研究

基于对手机信号定位技术的研究,设计了一种地震灾害中浅掩埋人员的搜救定位系统。采用TDOA/AOA混合定位算法进行两次定位,主动诱发并探测被掩埋人员随身携带手机发射的信号对该人员进行定位。阐述了系统应用到的关键技术,并对TDOA/AOA混合定位算法在实际搜救环境下进行了仿真,验证了采用该算法的可行性。该系统为灾害救援中的人员定位难题提供了一种新的解决方案,使得对大面积灾害现场被掩埋人员准确而快速的定位成为可能。     

基于TDOA的室内超声波定位方法的改进

基于超声波和射频信号的TDOA（Time Difference Of Arrival,TDOA）室内无线传感网定位系统得到了越来越普遍的研究。其以距离测量为基础计算待测节点坐标。测距的误差影响定位结果的准确性。因此,文中主要目的是介绍基于超声波技术和射频技术定位系统的工作原理,通过采用总体最小二乘法（Total Least Square,TLS）的直线拟合方法对距离测量误差进行补偿,修正距离值,然后采用极小极大算法（Min-Max algorithm）进行定位的位置坐标计算,得到系统测距误差较小和定位准确性高的结果。实验数据仿真表明,该方法提高了距离测量精度和系统的定位准确性。     

基于Android平台改进的室内WiFi定位算法的研究

基于Android手机平台设计并实现了WiFi室内定位系统。该系统采用指纹定位算法,通过手机采集室内WiFi信息并建立数据库,当用户发出定位请求时,手机将扫描到的WiFi信息发送给数据库,通过匹配算法进行位置定位。通过对采集后的数据进行加权以及对数据库数据进行预先处理,降低了运算量,同时去除了较小的信号强度的干扰。实验表明,与传统算法相比,该系统定位精度大大增加。     

基于改进双向测距到达时间差定位算法的超宽带定位系统

针对传统无线定位技术在室内定位精度不高的问题,设计实现了一种基于超宽带（UWB）技术的室内定位系统。首先,提出了定位服务器与移动端APP实时交互的系统结构,解决室内移动人员自主定位与导航的问题。其次,在双向测距（TWR）算法中增加一条无线电信息以减小时钟偏移引起的测距误差,从而提高算法性能。最后,将通过到达时间差（TDOA）定位算法得到的双曲面方程组进行线性化处理后结合Jacobi迭代法完成求解,避免了使用标准TDOA定位算法难以直接解算的情况。经测试,该系统在楼道房间等场景中能稳定工作且定位误差控制在30 cm以内,相比基于WiFi、蓝牙等技术的定位系统在定位精度上提高了10倍左右,能够满足在复杂室内环境中的精确移动定位需求。     

动态环境中的WIFI指纹自适应室内定位算法

针对传统的基于WIFI信号的室内定位方法难以有效解决环境动态变化对RSSI值的影响问题,本文设计并实现了一种基于WIFI射频信号强度指纹的室内定位系统。在该系统中,通过采用一种基于用户使用状况与布置定位参考点的方法来动态更新系统的WIFI指纹数据库,从而有效降低了在实际使用过程中用户手持手机的方向、用户的身体遮挡以及使用环境的动态变化对RSSI值所带来的影响。实验结果表明,本文设计并实现的定位系统比传统定位系统更稳定、易维护,同时也具有更高的定位精度和自适应性。     

B3G中移动终端定位系统的研究和实现

针对B3G中移动终端多媒体业务流转移的目标,研究并设计一种室内精确定位技术,即基于无线传感器网络的超声波与无线电相结合的定位技术,详细介绍了该定位系统的设计和实现。针对该定位系统,设计了一种快速、高精度的多步长定位算法,并对该算法作了详细介绍。     

基于惯导辅助地磁的手机室内定位系统设计

目前的室内定位技术大都是需要建立足够多的信号节点,这种有源信号受建筑物干扰衰减快导致其定位精度不足。为了避免这些存在的问题,通过深入研究室内定位方法,提出了基于惯导辅助地磁匹配的适用于手机移动终端的室内定位方法。有别于传统的室外定位系统,本文利用地球磁场在不同点的差异化信息,并通过选择适当的地磁匹配算法,可以实现不依赖于外部设备的移动个体室内定位,同时通过惯导辅助地磁的组合定位方式有效增加地磁信息匹配效率,能获得较高的室内定位的精度。最后设计了基于android平台的手机室内定位软件,可利用手机内置的传感器设备实现室内定位功能,仿真及实验显示该定位方法是有效的。     

WiFi探针的室内人员定位分析及应用研究

本文设计了一种基于WiFi探针的高精度、低成本、适用性强的新型室内人员定位系统。该系统在WiFi探针和室内定位技术的基础上,首先通过WiFi探针采集目标用户手机的MAC地址、RSSI数据,经过定位算法实时分析处理得出室内各区域的人员数据;其次,通过坐标转换和可视化技术展示人流动态,实现对室内人员动向的实时监测。基于WiFi探针的室内人员定位系统可应用于楼宇智能控制、消防疏散救援、商场客流分析、人流监测及溯源等领域。     

基于改进粒子滤波的室内自适应定位算法

精确的室内定位系统具有重要的研究及应用价值。由于GPS在室内受到很多约束条件而无法提供精确的室内定位服务,如何提高室内定位算法的精度已经成为当前研究的热点。通过提出一种基于改进粒子滤波的室内定位算法以减少室内环境影响来提高定位精度。该算法主要思想是通过手机等移动设备接收AP传播的信号,然后根据室内拓扑建立一个信号衰减模型,在移动设备的移动过程中结合粒子滤波进行定位。在定位过程中,移动设备采用自适应的信号采集方法来接收信号,同时随机游走思想和自优化的重采样方法被用来改进粒子滤波。仿真实验结果表明该算法能够有效提高室内定位的精度和鲁棒性。     

基于TDOA改进的矿山井下机车定位方法

为提高矿山井下机车的定位精度,提出了一种基于到达时间差（Time Difference of Arrival,TDOA）改进的矿山井下机车定位方法。采用超声波和无线电传播时间差实现测距,分析了测距技术在井下运用时产生的误差,并对误差进行补偿。为了修正机车定位过程中产生的位移误差,把位移误差化简为机车到节点的距离误差。通过规律性地布置节点和惯性导航技术,计算出位移后机车到节点的距离。使用最小二乘法估计出机车的初始位置坐标,并通过泰勒级数最小二乘法修正坐标实现定位,定位精度可达12 cm。相比于传统的定位算法,该方法增加了定位精度,且在机车不同速度下,保持了较为稳定的定位精度。     

基于FDMA的超声波室内定位信标识别方法

在超声波室内定位的信标识别问题上,针对无线射频控制分配的信道策略复杂性高、定位滞后和基于码分多址(CDMA,code division multiple access)方法的自相关运算量巨大问题,提出基于频分多址(FDMA,frequence division multiple access)的超声波室内定位信标识别方法,令超声波具备信息携带能力.通过对信号调制技术的分析,在超声波频率响应范围内,利用不同频率的载波调制信源身份识别码,接收节点通过解调、匹配区分信号源进行定位.采用Simulink对多路信号传输过程以及调制与解调进行仿真,并用电路仿真发射、识别了编码.结果表明,FDMA方法能有效区分多路信号源互相干扰,准确恢复发射节点身份识别码,大大减少计算量,有利于定位效率的提高.     

虚拟星座伪卫星和双泄漏电缆覆盖的室内定位

为增强室内卫星导航信号,提出了一种双泄漏电缆覆盖的虚拟星座伪卫星室内二维定位方法。采用卫星导航模拟器产生多路虚拟轨道卫星信号,同时激励相互垂直的双泄漏电缆的末端,信号沿泄漏电缆轴向传输的同时,通过外导体上的一系列槽孔向室内空间辐射卫星导航信号,使卫星导航接收机能直接定位,输出概略位置和伪距观测量,再利用卫星间伪距差的二维定位算法对接收机位置进行二次解算。通过搭建硬件系统进行实地测试,证明能达到室内伪距定位的米级精度。     

基于超声波的模型船舶室内定位系统研究

针对模型船舶动力定位系统室内环境的全球定位系统信号受限问题,提出一种基于超声波的高精度室内定位解决方案.应用加权最小二乘法建立系统定位算法的数学模型,给出方程的求解过程.实验结果表明,该算法得出的船舶位置理论值与真实值较为吻合,能为模型船舶动力定位系统的应用与研究提供理论基础.     

基于多信号源融合的室内定位技术方案探讨

随着社会的发展,室内定位越来越重要。在室内定位技术基本原理的基础上,衍生出了多种技术方案。文章先讨论了当前主流的室内定位技术,然后提出一种基于Wi-Fi信号位置指纹技术和行人航迹推算技术相结合的室内定位系统,同时引入KNN算法、扩展卡尔曼滤波算法,提高了室内定位精度。     

基于UWB的LSM-Taylor级联车辆定位算法

为了满足智能车在室内的高精度定位要求,针对室内的伪三维定位场景,提出了一种基于超宽带(Ultra Wideband,UWB)的LSM-Taylor级联车辆定位算法.该算法以到达时间差(Time Difference of Ar-rival,TDOA)为定位方式,以多基站最小二乘法(Least Square Method...     

UWB定位系统FPGA基带处理设计

基于到达时间差(TDOA)算法,设计了一个脉冲超宽带(IR-UWB)室内定位系统的原理验证样机。主要介绍传感器捕捉标签发送的IR-UWB窄脉冲,进而测出窄脉冲到达传感器时刻的方法。利用FPGA中数字时钟管理器(DCM)的相移器功能模块(PS)构成延迟锁相环(DLL),测得到达传感器的窄脉冲相对于同步时钟的时刻。原理验证系统定位精度优于40cm,达到设计要求。     

一种面向室内定位的基站选择优化方法

基于蜂窝网的室内定位由于与通信网络共用基础设施,因此具有覆盖范围广、无需基础设施再投资等突出优点,已成为电信运营商级室内定位的首选,是5G通信领域的研究热点之一。在蜂窝网室内定位场景中,基站的布局将直接影响接收首径的数量、到达时间TOA(Time of Arrivaling)和测量误差等要素,从而影响定位精度。据此,文中提出一种面向室内定位的基站选择优化方法,以减小由于基站布局引入的误差。首先,引入TOA信息去除TDOA定位的虚定位点;其次,针对不同基站选择方案得到的定位结果,利用二次聚类的思想去除孤立点,并根据聚类结果中样本节点数量最多的类确定定位点的位置。实验结果表明,与其他优化方法相比,所提方法的室内定位平均误差降低了15.49%。     

DGPS与UWB混合精确无缝定位技术研究

差分全球定位系统(DGPS)是一种精确的定位系统,但在室内或有障碍物的情况下,其定位精度很低甚至不能进行定位。超宽带(UWB)定位系统在室内有很高的定位精度,但受其测量范围的影响,不适合室外定位。将DGPS和UWB结合定位,利用Kalman滤波器对UWB非视距误差(NLOS)进行消除,采用粒子滤波器对不同传感器进行数据融合,并使用GPRS通信模块进行无线数据传输。实验表明:该方法能够使系统整体定位精度提高19%,既能满足室内外无缝定位,又具有很高的定位精度。