基于RFID的室内移动机器人定位研究

随着社会和技术的发展,室内无线定位问题越来越受到人们的重视。GPS定位系统应用于室内定位时精度不高。本文提出采用RFID技术进行室内定位的方法。其原理是：利用RSSI（接收信号强度）来估算标签和读写器的距离,再根据读到的四个标签的坐标,采用极大似然估计方法来计算出装备有RFID读写器的机器人的坐标位置。仿真结果表明,该定位方法误差小于1m,满足室内定位的需求。     

基于RSSI线性回归分析的无线传感器网络定位方法

在无线传感器网络（WSN）定位应用中,针对接收信号强度指示（RSSI）容易受到环境的影响不能实现准确测距的问题,提出了一种基于RSSI线性回归分析的定位方法。该方法通过信号衰减模型和线性回归理论相结合,修正实际环境下每个锚节点的测距模型,同时利用相关系数和剩余标准差对测距模型进行评估,制定出更加合理的定位策略。实验表明,采用修正的测距模型和新的定位策略,使得节点定位精度明显提高。     

基于改进RSS测距的拉格朗日优化定位算法

为了降低基于接收信号强度(Received signal strength Index,RSS)测距误差对节点定位的影响,解决基于RSS测距定位误差较大的问题,提出了基于优化RSS测距的平方最小平方定位算法(Square-least Square localization algorithm based on improved RSS,SLS-I-RSS)。SLS-I-RSS算法先通过多组锚节点间的距离和接收功率作为参考,降低基于RSS测距误差,然后再建立定位优化问题,并将定位优化问题转成规则化信任区域子问题,最后,再利用拉格朗日优化算法求解优化问题。实验结果表明,提出的SLS-I-RSS算法能够有效地降低定位误差,比传统的基于RSS定位算法减少了约12%～20%,但算法复杂度略有增加。     

基于自适应卡尔曼滤波的联合RSS/TOA/INS无人机定位算法

针对在全球导航卫星系统信号拒止环境下(如山地、隧道、峡谷)无人机集群常规定位方法受限问题,提出通过集群之间的协同定位,对卫星信号拒止的低成本无人机进行导航恢复的滤波方法,从而有效抑制纯惯性导航系统(INS)定位发散。在获取定位数据方面,首先采用基于超宽带(UWB)和Zigbee设备分别通过到达时间差(TOA)和接收信号强度(RSS)的测距方式得到测距信息,然后进一步利用最小二乘方法解算得到定位局部坐标。考虑到RSS测距远、精度低,而TOA测距精度高、测距范围小的特点,提出一种基于TOA/RSS/INS的序贯扩展卡尔曼滤波算法,通过引入自适应因子,为短程定位信息提供TOA/RSS两路定位冗余的同时,在长程TOA定位失效时仍可利用RSS定位来抑制惯性导航的发散。实验结果表明,该算法在近程可由RSS/TOA提供冗余测距信息,通过自适应因子可将定位精度改善至2m;在长程,尤其TOA定位失效的范围外,同样可以提供误差约为5m的定位信息。相对于传统扩展卡尔曼滤波,所提出的自适应序贯卡尔曼滤波算法有效提高了定位精度,为解决传统定位受限条件下的基于无人机无线电定位研究提供新的思路。     

基于RSSI测距的凸半定规划节点定位算法

定位是无线传感网络领域的研究热点。为此,提出基于接收信号强度（received signal strength indicator,RSSI）测距的凸半定规划节点定位（RSSI ranging-based convex semidefinite programming node localization,RCSP）算法。建立基于RSSI的信号传播模型,并将定位问题转化为最大似然估计（maximum likelihood,ML）的优化问题,通过泰勒级数近似理论对ML优化问题进行近似处理。将ML优化问题转化为半定规划（semidefinite programming,SDP）凸优化问题,利用内点法求解获取节点的位置。仿真结果表明,相比于同类的定位算法,RCSP算法提高了定位精度。     

基于双目视觉定位技术的无人船航迹跟踪控制室内模型实验

水面无人系统的航向控制与航迹跟踪技术在研究开发阶段一般在室内环境进行调试与运行,该过程需要定位系统进行辅助.实船常用的定位技术难以在室内发挥作用,现有的几种室内定位技术存在成本高、信号传播不稳定等问题.设计了一种基于双目视觉定位技术的船模航迹跟踪控制系统.结合实验场地和实验对象,通过在船模上布置特征物、图像预处理、图像...     

基于信号强度比值的定向方法

测定来波的方向,可以通过测量接收实时信号的幅度或者相位等信息来实现.但是均需要进行更复杂的信号处理.因此,提出了一种新的方法,基于两个接收信号强度的比值关系来确定信号源的方向.该方法采用负反馈的方式,根据两个接收信号强度的比值关系对指向进行修正.在实验中完成了信号源方向的测量,精度能达到4°以内.     

机器人单兵室内定位理论与关键技术分析

机器人士兵作为未来战场的主角,具有智能化、伤亡小、作业时长等特点,可用于城市反恐、消防营救、室内及隧道作战等场景,成为各军事强国的研制焦点。概述近年来机器人室内定位技术的研究现状,分析智能机器人室内定位的工作原理和关键技术点,重点对几何特征法、场景分析法和航位推算法进行阐述,涉及到6个主要的室内定位技术。在此基础上,归纳现有机器人室内定位存在的问题,探讨智能机器人室内定位技术的发展趋势。对我国智能机器人部队的组建和参战具有理论和借鉴意义。     

基于深度学习及UKF的机器人SLAM

针对室内机器人定位中精度不高、稳定性差的问题,提出融合深度学习和无迹卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filter,UKF)的机器人同时定位与地图构建方法(Simultaneous Localization and Mapping,SLAM)。首先利用深度相机获取彩色图和深度图,再利用单发多框探测器(Single Shot MultiBox Detector,SSD)进行路标检测,获取路标坐标,最后将路标信息加入到UKF-SLAM中。实验结果表明,该方法提高了SLAM的精度,可用于室内机器人同时定位与地图构建。     

基于单地震波传感器的运动目标参数估计方法

远距离的强振源和近距离的弱振源在接收器中可能会引起相同的信号强度,从而使以检测能级阈值为主的目标区域判别方式造成误判,达不到良好的毁伤效果。利用单个三轴地震波传感器接收舰船航行时产生的水中和海底声信号对目标进行被动探测定位,与舰船产生的信号强度无关,与距离也无关,经理论分析表明:该方法能够检测出舰船的运动参数及从水雷上方通过的时间,从而确定水雷的最佳打击位置。     

空中机动平台光电载荷无源定位算法及坐标变换分析

针对空中机动平台搭载光电载荷实现对目标无源定位的应用背景,提出一种基于最小二乘的无源定位方法;对其中涉及到的各种坐标系进行了分析,并对坐标系之间的转换进行了讨论.仿真数据及试验数据的分析,验证了所提出的定位算法的有效性及坐标系转换的正确性.     

无线传感器网络DV-Hop节点定位改进算法

针对无线传感器网络中距离无关类节点定位算法定位误差较大的问题,提出了一种改进型DV-Hop节点定位算法。通过设置待定位节点到信标节点间的最小跳数门限,降低了定位累积误差;改进了平均每跳距离估计方法,并利用信标节点测量的位置误差作为修正值,对每跳距离的估计值进行修正;待定位节点仅选取与之较近的信标节点计算位置,降低了距离误差。仿真结果显示,在信标节点比例和网络节点总数相同的条件下,改进算法性能明显优于DV-Hop算法。     

基于虚拟力驱动的传感器网络节点定位

为了解决传感器网络节点三边测量定位的全局优化问题,提出了一种基于虚拟力驱动的节点最优相对定位方法。该方法建立了满足节点位置最优最小二乘估计需要的虚拟势能场模型,给出了一种基于虚拟势能场梯度的虚拟力定义新方法,证明了利用该虚拟力驱动节点定位的收敛性,提供了保证节点定位结果全局最优的方法。仿真分析表明,基于虚拟力驱动的节点相对定位方法能够解决节点相对位置的最优估计问题。     

地面目标特征识别与无人飞行器位姿估计

针对小型无人飞行器位置姿态估计问题,提出了一种基于视觉图像目标特征的相对位姿估计算法。应用Camshift算法获取目标初始位置,利用非线性尺度空间下的KAZE特征进行跟踪区域特征点提取,与源目标特征点进行匹配,得到精确的目标位置信息,实现了在图像平面内的目标快速跟踪,并得到机体轴系下无人飞行器与目标间相对位置和姿态角的估计值。对算法进行了实验验证,具有优良的跟踪性和实时性。     

Research on simultaneous localization and mapping for AUV by an improved method: Variance reduction FastSLAM with simulated annealing

At present, simultaneous localization and mapping (SLAM) for an autonomous underwater vehicle (AUV) is a research hotspot. Aiming at the problem of non-linear model and non-Gaussian noise in AUV motion, an improved method of variance reduction fast simultaneous localization and mapping (FastSLAM) with simulated annealing is proposed to solve the problems of particle degradation, particle depletion and particle loss in traditional FastSLAM, which lead to the reduction of AUV location estimation accuracy. The adaptive exponential fading factor is generated by the anneal function of simulated annealing algorithm to improve the effective particle number and replace resampling. By increasing the weight of small particles and decreasing the weight of large particles, the variance of particle weight can be reduced, the number of effective particles can be increased, and the accuracy of AUV location and feature location estimation can be improved to some extent by retaining more information carried by particles. The experimental results based on trial data show that the proposed simulated annealing variance reduction FastSLAM method avoids particle degradation, maintains the diversity of particles, weakened the degeneracy and improves the accuracy and stability of AUV navigation and localization system.     

嵌入式工业级无线网关的设计与实现

文中提出了基于嵌入式Linux的异构网络互通互连方案,设计实现了一种基于ARM9平台的嵌入式Linux的无线网关。通过测试验证了以太网LAN和802.11无线网络之间互通和无线网关的可行性。     

基于高精度景象匹配的SAR平台定位方法

提出一种利用SAR图像与光学基准图高精度匹配实现SAR平台定位的方法。利用成像中间时刻SAR平台与SAR图像中心线上物点在水平面的投影共线的特性,在图像中心线上均匀选取若干点作为匹配点,并与光学基准图进行高精度景象匹配获取它们的物点坐标;根据这些物点坐标估计出图像中心线在当地水平面投影的直线方程;利用直线信息和斜距高度信息计算SAR平台在水平面上的投影点位置,进而计算得到成像中间时刻SAR平台的空间位置。为了进一步提高匹配精度,分别提出对正侧视和斜视SAR图像匹配区域进行几何粗校正的方法。还分析了不同误差因素对平台定位精度的影响,并给出精度估计公式。仿真和实际图像实验结果表明,方法正确可行,具有较高的定位精度,具备工程实用价值。     

基于GA-ML-PMHT的多基站无源协同定位方法

针对无源协同定位系统中低可观测目标的航迹初始及维持问题,提出一种基于遗传算法的极大似然概率多假设的多基站无源协同定位方法。首先,建立多基站无源协同定位系统数学模型。其次,提出基于极大似然概率多假设的无源协同定位航迹初始算法,并首次利用遗传算法解决极大似然概率多假设中的优化求解问题,以提高目标检测跟踪性能。最后,通过滑窗法实现航迹维持。仿真结果表明,所提方法能够有效解决多基站无源协同定位系统中低可观测目标的航迹初始及维持问题。     

TDOA被动定位方法及精度分析

本文提出了一种利用多站ＴＤＯＡ信息对辐射源定位的非线性方程组求解方法，该方法简洁准确，无需作迭代运算，计算量小。文中给出了该定位方法的精度分析，最后给出了在具体布站条件下的受控区域内的ＧＤＯＰ分布。     

IMM-EKF的弹道导弹轨道实时动态预测

快速准确的导弹轨道预测是有效进行导弹防御的前提。提出一种基于IMM-EKF的弹道导弹轨道实时动态预测方法,对导弹发射点和落点分别进行动态预测研究。首先,构建不包含导弹先验信息的IMM-EKF弹道估计器;其次,定义一种模型概率累积因子,用于估计导弹的关机时刻及相应的运动状态;最后,基于导弹运动状态的实时估计,动态预测落点和发射点。仿真实验结果表明:该方法能实时动态预测导弹发射点和落点;发射点预测应利用主动段状态估计,而落点预测则在导弹自由段早期进行为宜。