无线传感器网络室内定位系统的实现

结合嵌入式操作系统TinyOS的通信机制,从定位数据收集和控制命令分发两个方面出发,利用无线传感器网络技术实现了基于接收信号强度的集中式室内定位系统,并考虑了不同定位算法的数据建模问题.最后以三边测量法为例在实际环境中对该系统进行了测试.     

接收信号强度测距法无线室内定位解算方法研究

基于接收信号强度测距的无线室内定位精度受到测距精度和定位算法的影响。本文根据对数路径损耗模型得出距离值的无偏估计,对影响测距精度的因素进行了分析;对3种不同的基本定位解算方法展开了详细分析同时进行了精度评定,并通过仿真数据对不同定位解算方法的精度进行了比较。     

室内定位无线接收信号强度测距模型的研究

接收信号强度测距法易受室内复杂环境的影响,在许多研究和实际应用中,通常将路径损耗因子作为固定不变常量,增加了系统误差。分析了室内无线信号的传播特性,介绍了对接收信号强度测距模型,推导了最优拟合当前室内环境对数路径损耗模型参数的计算公式,将自主建模的思想引入到基于接收信号强度的测量中进行了可行性探究。     

水下无线传感器网络定位技术研究进展

水下无线传感器网络和浮标网络定位技术是当今海洋测绘领域的新技术。浮标网络定位技术结合了全球定位系统和水声测量定位技术,可有效地为水下目标进行定位和导航。水下无线传感器网络由大量廉价微型传感器节点组成,可用于实时监测海洋环境的变化、节点定位、水下目标定位和导航等。详细分析了浮标网络定位技术的不足,介绍了水下无线传感器网络,深入剖析了水下无线传感器网络定位技术的发展现状,指出了需要解决的技术难题,为水下无线传感器网络的后续研究提供参考。     

考虑障碍物的RSSI室内定位传感器多目标优化

针对目前无线传感器网络（wireless sensor network, WSN）部署时,障碍物影响WSN优化部署的问题,以接收信号强度指示传感器室内定位应用为例,提出了一种考虑障碍物的无线传感器多目标优化部署方法。首先,基于室内定位算法原理和传感器覆盖模型,给出了在室内定位场景下WSN有效覆盖率的概念和信标节点部署模型。然后,在分析障碍物感知模型和信标节点部署策略的基础上,提出了考虑障碍物的传感器部署多目标优化模型。最后,以第三代非支配排序遗传算法为基础设计优化模型求解算法,数值仿真结果与正三角形、正方形、正六边形均匀部署,以及没有考虑障碍物的优化部署（进化1 000代,传感器个数为36）结果进行对比,结果表明所提方法的WSN有效覆盖率分别提高了52.7%、112.1%、16.6%和9.62%。     

基于图像匹配的高精度室内定位技术研究

本文提出了一种新的室内定位方法,上传由手机摄像头拍摄的照片,在定位图像库中进行场景选择、图像匹配,得到最佳匹配图像,根据该图像的预留信息实现准确的室内定位。首先,利用深度卷积神经网络特征和无监督学习方法进行场景选择,然后采用ASIFT(Affine Scale Invariant Feature Transform)算法对既定场景的图像逐一匹配,同时加入对极几何约束,进一步提高定位精度和速度。这种基于图像匹配的室内定位技术能够同时得到用户的位置信息和拍照时的方向信息。     

环境监测中无线传感器网络地面遥感新技术

最近国际上蓬勃发展起来一个新交叉科学领域——无线传感器网络技术。本文首先介绍了无线传感器网络（Wireless Sensor Network,WSN）技术,它是遥感技术的拓展而且两者互为支撑。然后介绍了无线传感器网络技术的潜在应用领域及其在地学应用中的国际发展趋势,提出了无线传感器网络技术应用到环境领域的基本问题,建议在地球观测领域发展无线传感器网络技术。最后介绍了无线传感器网络技术在环境监测中的几个设想。     

一种融合空间拓扑关系的室内无线定位方法

针对仅利用无线信号源和其发射信号强度定位会丢失待测位置与信号源之间固有空间关系的问题,提出了利用已知位置接收信号源发射的无线信号强度测量未知点的低成本室内定位方法。该方法深入分析了待定位点和无线信号源以及信号覆盖范围之间的空间关系,充分利用RCC-8空间关系模型进行无线定位。实验结果表明,采用这种融合空间拓扑关系的基于无线信号强度的室内定位方案能够优化定位流程,并在测得位置中反映待测点和信号源之间的相对空间关系。     

利用海面传感器网络的协同定位技术

在定位基准受限海域,为满足船只对飞行器精密定位的需求,提出了一种利用海面无线传感器网络协同对飞行器定位的技术。给出了协同定位的数学模型,引入双向不等时漂的时间同步方法(two-way timingwith unequal time drift,TWT-UTD),解决了因忽略时钟漂移导致的低同步精度问题。Monte Carlo仿真表明,通过优化定位精度因子,协同定位的精度优于常用的3坐标雷达跟踪精度;与无时漂往返校时技术相比,TWT-UTD同步精度提高了20%以上,将等效测距误差减小了3 m。     

利用单相机和神经网络估计的室内定位导航

由于三维场景与二维图像之间存在着非线性和高度复杂的关系,使用相机对用户的位置进行估计需要建立复杂的数学模型。针对该问题,本文提出了使用神经网络估计的单相机进行室内定位的方法。室内定位系统的主要优点是LED能够使用可见光通信发送其位置信息。首先,该方法充分利用LED光线的投影不变性,借助图像传感器通信（ISC）完成虚拟直线的构建;然后,运用神经网络估计从该虚拟直线中提取出相机的方向信息;最后,使用一个简单数学方程估计用户位置。仿真试验考虑了4种情形,结果表明,本文提出的方法性能优于同类方法,对于一个房间内的大部分地方,定位误差在35 mm以内。     

基于改进时星差分的室内伪卫星精密单点定位研究

考虑到室内伪卫星定位环境的特殊性,通过一定的硬件设计保证各路伪卫星信号的传输同步性。在此基础上,提出了一种基于改进时星差分的室内伪卫星精密单点定位模型,给出了该方法的具体计算步骤。实测数据表明,在室内环境,无周跳影响下该方法的定位精度可以达到cm级。     

一种基于全向指纹库的WiFi室内定位方法

WiFi室内定位技术是导航与位置服务领域的研究热点。室内环境下WiFi信号衰减受人体遮蔽影响较大,本文考虑了用户朝向引起的信号强度差异,提出了一种基于全向指纹库的WiFi室内定位方法。试验结果表明,该方法定位精度高于基于方向识别的指纹定位方法,当K取4时,平均定位误差为1.44 m,定位精度优于1 m的置信概率为54%,优于2 m的置信概率为88%。     

建筑室内空间定位技术研究

为解决某市行政中心楼因建筑体量巨大、室内结构复杂而导致办事人员不易寻找目的地的问题,本文研究了室内空间定位搜寻方案,探讨了室内无卫星信号的定位方式。借助无线网络信号定位分析了无线网络信号传输中涉及的测距、信号滤波、空间定位等核心技术问题,并进行了试验验证,收到了良好的效果。     

一种结合SIFT和边缘信息的多源遥感影像匹配方法

针对多源遥感影像间几何变形和灰度差异造成的匹配困难问题,提出一种结合SIFT和边缘信息的影像匹配方法。首先在高斯差分尺度空间进行特征点检测,并采用相位一致性提取可靠的边缘信息;然后结合改进的SIFT和形状上下文对特征点进行描述;最后将欧氏距离和χ2统计作为相似性测度获取同名点。相比于SIFT算法,本文方法可有效地提高匹配正确率,并获得更多的同名点。     

基于微惯性技术的室内定位理论及应用

室内定位方法的可行性及准确性成为位置信息服务体系的研究热点,针对移动智能终端普及率的提高,提出了基于内置微惯性传感器的定位理念。通过采用Allan方差分析惯性器件误差参数,并基于频谱分析采用滤波降噪方案提高器件输出信噪比,结合人体运动特征准确判定步态,为零速修正算法的实现提供依据,通过建立局部区域的地磁信息数据库,实现磁匹配零速修正卡尔曼组合误差修正。实验结果验证了基于微惯性技术的室内定位方法的可行性。     

室内定位中锚节点位置的协作式估计

在许多基于测距的室内定位研究中假设锚节点的位置事先已知在实际应用中是不成立的,需要在提供定位服务之前确定锚节点的位置。针对能否获得锚节点之间距离的两种情况,提出了一种利用若干位置已知的采样点及位置未知的采样点对室内锚节点位置进行协作式估计的方法,并对其估计方差的克拉美劳界进行分析。仿真结果证明了该方法的有效性。