高精度室内无线定位及跟踪技术研究

来源 :西安电子科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qianchuanzhishui
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本文研究适用于无线室内定位跟踪系统中的关键技术。针对目前无线室内定位跟踪系统的难点问题,重点研究高精度室内定位及移动跟踪涉及的两项关键技术:有效抑制误差的高精度室内定位算法以及低复杂度高稳定性的跟踪滤波算法。首先,论文介绍了几种室内定位跟踪系统的发展现状,讨论了室内定位跟踪系统在各领域的应用潜力,并结合实际应用分析了目前室内定位跟踪系统所面临的关键问题;针对室内定位算法和跟踪滤波算法两项关键技术,重点剖析室内定位跟踪系统的特点,分析了拟采取的解决思路和技术路线。进一步,通过分析和借鉴现有室内定位算法,对比不同算法的改进机制及差异;以此为基础,归纳了室内定位算法在测距和定位阶段面临的关键问题:异常数据的滤除、锚节点选取策略以及误差控制机制;从而,提出了一种基于锚点选择的室内定位算法。该算法在测距阶段对测距值进行二次筛选,以此消除异常数据;随后在定位阶段利用三角形内点测试法选择参与定位的锚点组合,并在三角质心定位算法中引入权重因子,量化不同锚点组合对定位结果的影响。同时,为了弥补单一定位技术的缺陷和提高数据利用率,提出了一种基于TOF(Time of Fight)和RSSI(Received Signal Strength Indication)技术的融合算法。该融合算法根据两种测距技术的特点,设定距离加权因子,通过测距值加权融合的方式解决了TOF技术近距离测距误差较大以及RSSI技术远距离测距结果不可靠的问题;随后在循环极大似然估计算法中引入残差加权机制,以此降低非视距误差。仿真表明两种改进算法的定位性能均有一定提升。其次,在目标移动跟踪方面,分析现有跟踪滤波算法存在的缺陷,针对现有跟踪滤波算法收敛速度慢、跟踪精度低以及稳定性较差等问题,提出了一种基于交互性多模型的迭代无迹卡尔曼滤波算法。该算法在传统无迹卡尔曼滤波算法的基础上,加入迭代机制,以此加快滤波收敛速度,提高稳定性;同时,针对跟踪目标运动状态复杂、难以预测的情况,引入交互性多模型框架,在跟踪滤波前建立多个状态模型,以此提高描述目标当前状态的准确性,并通过混合滤波提高跟踪精度。随后从收敛速度、跟踪精度、稳定性、复杂度等多个方面仿真验证该算法的跟踪性能。最后,本文设计了一套基于TOF测距的集中式定位跟踪系统,从系统的总体设计框架出发,将系统软件设计为三层结构,并对其中涉及的上位机、串口通信、数据库、节点通信等关键模块给出了程序实现方案;在节点硬件设计中,将STM8L151C8单片机作为主控,NanoLoc射频模块实现测距通信,CH430T芯片实现USB接口;在系统调试阶段,设计测距、定位及跟踪实验,验证了定位跟踪系统的可行性。
其他文献
针对近年来退化高寒草原的恢复和合理利用的问题,对自然放牧、封育3年和7年的藏北申扎高寒草原设置样地,采用群落调查、收割法收集地上生物量,根钻法收集地下生物量等,比较分
<正>中国国画大师张大千谈绘画时,形象地把艺术创作比作"眼中之竹、心中之竹、手中之竹"。艺术家们创作出的作品虽与生活的参照物不完全相同,但是肯定有着千丝万缕的联系。艺
本文采用Nd:YAG脉冲激光器焊接不同厚度的不锈钢板,研究了焊接电流、脉冲宽度和激光频率对焊接变形、抗拉强度和焊缝形貌的影响,通过正交试验对焊接工艺参数进行了优化,最后
民族主义是《中国近现代史纲要》(简称《纲要》)的重大主题,也是贯穿《纲要》教学的纲与主线。结合《纲要》理论教学内容,民族主义教学模式可设计为三大教学模式。学习西方:
<正>具有显著中国特色的古装历史剧是展示中国文化的一个重要窗口。随着中国影视产业的不断发展,中国古装历史剧的跨文化传播速度也越来越快。古装历史剧作为中国文化的一张
近年来,电子商务的快速发展,推动了网上银行业务的高速发展。网上银行将传统的银行业务转移到计算机网络上,不仅可以提供传统的银行网点服务业务,还具有很多传统银行网点不具
介绍了乌冬面(即食鲜面条)的特点、生产配方配料、工艺流程、主要设备配置、制做要点、产品的质量标准和检验方法,探讨利用有机酸配制的缓冲液抑制微生物的生长,使产品能够长
在区域生态安全格局创建中,生态用地破碎特征及机制分析利于生态冲突、空间组织要素及模式辨识。基于生态用地和测度指标界定,在RS与GIS支持下采用土地利用矢量图描述近20年
食品是人类赖以生存的基本物质,是人们生活中最基本的必需品。食品安全问题不但关系到人民的身体健康,还会给经济的发展带来一定的负面影响。本文将针对食品安全对于我国经济的
<正>本文介绍信号调节的一些原理。我们利用压电传感器来阐述这些原理,因为其调节要求综合使用许多传统工具,并且此类传感器具有一些其他类型传感器所没有的挑战。压电传感器