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基于超宽带非对称双边双程测距的矿山井下定位跟踪算法研究 被引量:2
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作者 林正鸿 黄麟淇 +3 位作者 李涵 王碧博 王志翔 陈心怡 《黄金》 CAS 2023年第4期28-33,共6页
在地下矿山建立稳定、有效、高精度的人员定位系统和算法,对矿井事故灾害的灾时指导逃生和灾后救援等方面起着至关重要的作用。基于超宽带定位测距系统,进行了室内非对称双边双程测距试验,利用粒子群算法、Taylor级数迭代等智能算法完... 在地下矿山建立稳定、有效、高精度的人员定位系统和算法,对矿井事故灾害的灾时指导逃生和灾后救援等方面起着至关重要的作用。基于超宽带定位测距系统,进行了室内非对称双边双程测距试验,利用粒子群算法、Taylor级数迭代等智能算法完成对目标的定位,以期获得更精确的定位解析,相较于传统的Wi-Fi通信系统及射频识别人员定位管理方法,能够在保证实时性的同时,有效、准确地提供遇险人员的位置及周边地形状况,达到了厘米级定位精度,实现了井下精确定位,为井下救援工作提供技术支持。 展开更多
关键词 井下人员定位 跟踪算法 对称双边双向测距 超宽带 粒子群算法 Taylor迭代算法
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基于UWB的增强非对称双边双向测距算法研究 被引量:20
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作者 王春琦 冯大权 +1 位作者 何春龙 陈常婷 《南昌航空大学学报(自然科学版)》 CAS 2019年第1期66-73,共8页
本文对IEEE 802.15.4协议下室内环境中超宽带信号的精确测距能力进行了研究。针对传统算法无法满足实际应用场景中低功耗、高实时性和高精度的测距定位系统需求的缺点和不足,提出了一种增强非对称双边双向测距优化算法,通过数学分析从... 本文对IEEE 802.15.4协议下室内环境中超宽带信号的精确测距能力进行了研究。针对传统算法无法满足实际应用场景中低功耗、高实时性和高精度的测距定位系统需求的缺点和不足,提出了一种增强非对称双边双向测距优化算法,通过数学分析从理论上证明了该算法的有效性,同时对由于时频漂移和频率漂移引起的测距误差进行了研究分析。最后使用超宽带模块进行了基于改进算法的测距实验,对实验数据进行分析发现通过数据拟合标定算法可以进一步改善测距精度,实验结果表明系统整体测距精度提高了88%。 展开更多
关键词 超宽带 增强非对称双边双向测距 飞行时间
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基于测距的无线传感网络定位方法 被引量:2
3
作者 张惠丽 《包头职业技术学院学报》 2013年第4期26-28,共3页
为了在无线传感网络中实现简单可靠的定位,采用节点与节点间直接测距的方式。研究了使用双边对称测距法来进行两点间的测距,并建立了一种测距同步的机制。根据测得的锚节点与目标节点间的距离,使用一种几何算法,来对目标节点的位置进行... 为了在无线传感网络中实现简单可靠的定位,采用节点与节点间直接测距的方式。研究了使用双边对称测距法来进行两点间的测距,并建立了一种测距同步的机制。根据测得的锚节点与目标节点间的距离,使用一种几何算法,来对目标节点的位置进行解算。 展开更多
关键词 无线传感网络 双边对称测距 测距同步
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啁啾扩频超宽带技术的测距定位研究 被引量:5
4
作者 张岩 魏书田 张守祥 《计算机工程与应用》 CSCD 2012年第28期130-134,共5页
系统基于啁啾扩频超宽带技术,采用对称性双边与双路测距定位技术,降低噪声、干扰和多径效应,提高测距定位精度,对其测距定位算法进行优化。解决工作面现场的水平和垂直方向起伏弯曲而带来的超视距问题,能够具有方向识别能力。抗干扰性强... 系统基于啁啾扩频超宽带技术,采用对称性双边与双路测距定位技术,降低噪声、干扰和多径效应,提高测距定位精度,对其测距定位算法进行优化。解决工作面现场的水平和垂直方向起伏弯曲而带来的超视距问题,能够具有方向识别能力。抗干扰性强,覆盖距离大。 展开更多
关键词 啁啾扩频 超宽带 对称双边与双路测距
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基于超带宽测距算法的舞台灯光控制系统与自动追踪模型研究
5
作者 貟婧 《自动化与仪器仪表》 2024年第6期85-88,93,共5页
灯光控制是舞台装置的重要组成部分。目前的舞台灯光主要依靠人力进行控制,效率以及经济性低下。因此,提出了一种基于超带宽测距算法的舞台灯光定位模型,采用基于超带宽的对称双边测距算法,并结合三边定位算法以及卡尔曼滤波进行改进,... 灯光控制是舞台装置的重要组成部分。目前的舞台灯光主要依靠人力进行控制,效率以及经济性低下。因此,提出了一种基于超带宽测距算法的舞台灯光定位模型,采用基于超带宽的对称双边测距算法,并结合三边定位算法以及卡尔曼滤波进行改进,实现了一种高精度、低成本的舞台灯光自动定位追踪系统。实验结果表明,研究算法精确率为0.967;其平均误差仅为0.85 cm,其准确率相较于到达时间差定位算法与接收信号强度指示定位算法分别领先了0.179和0.372;在定位测试中,研究算法实现了对目标点位的精确定位。通过该算法的运用,能够在舞台中更加智能的控制灯光,能够为舞台灯光控制提供更加智能化以及自动化的解决方案,推动了舞台灯光控制的创新性。 展开更多
关键词 舞台灯光 超带宽 对称双边测距算法 三边定位算法 卡尔曼滤波
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基于无线传感器网络的高危生产区人员定位系统 被引量:13
6
作者 段翠翠 王瑞荣 +1 位作者 王建中 韩雪原 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第11期1599-1602,共4页
为解决高危生产区事故状态下搜救困难问题,设计并建立一套能够实时反映现场工作人员位置信息的人员定位系统。系统由硬件平台和自行开发的LocClient软件平台组成,硬件平台利用线性调频扩频技术进行通信并实现测距,软件平台能够对测得的... 为解决高危生产区事故状态下搜救困难问题,设计并建立一套能够实时反映现场工作人员位置信息的人员定位系统。系统由硬件平台和自行开发的LocClient软件平台组成,硬件平台利用线性调频扩频技术进行通信并实现测距,软件平台能够对测得的数据进行处理,并以坐标和图形化两种方式实时显示现场工作人员的位置信息。在系统平台上设计并完成了基于对称双路双边测距方法(SDS-TWR)和极大似然估计算法的定位与跟踪实验,实验结果表明了该系统用于高危生产区人员定位与跟踪的可行性。 展开更多
关键词 无线传感器网络 定位 线性调频扩频 对称双路双边测距算法 极大似然估计
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基于线性调频的矿井精确定位算法 被引量:1
7
作者 魏书田 张守祥 +1 位作者 张岩 高群 《测控技术》 CSCD 北大核心 2010年第4期94-96,共3页
分析了基于到达时间测距方法的性能,结合煤矿井下的实际情况,采用线性调频技术构建了符合IEEE802.15.4a标准的无线通信网络,通过对称双边双方式测距方法实现了矿井的精确测距及定位系统,并在巷道内进行了测距试验。结果表明,基于线性调... 分析了基于到达时间测距方法的性能,结合煤矿井下的实际情况,采用线性调频技术构建了符合IEEE802.15.4a标准的无线通信网络,通过对称双边双方式测距方法实现了矿井的精确测距及定位系统,并在巷道内进行了测距试验。结果表明,基于线性调频技术及对称双边双方式测距的定位系统具有较好的抗电磁干扰及抗多径效应性能,网络覆盖范围大,在平直巷道内的测距可达100 m,测距精度在1.5 m以内,较好地满足了井下工作面及巷道内人员及设备精确定位的需求。 展开更多
关键词 定位算法 测距算法 线性调频 对称双边双方式测距
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基于频率偏差抵消的TDOA无线定位新方案 被引量:3
8
作者 马正华 曹中 +2 位作者 周炯如 李俊 曹元 《常州大学学报(自然科学版)》 CAS 2013年第1期51-55,共5页
基于到达时间差(Time Difference of Arrival,简称TDOA)的定位技术是当今无线定位的研究热点。首先提出了两路测距(Two-Way Ranging,简称TWR)和对称双边两路测距(Symmetric Double Sided Two-Way Ranging,简称SDS-TWR)无线测距原理和算... 基于到达时间差(Time Difference of Arrival,简称TDOA)的定位技术是当今无线定位的研究热点。首先提出了两路测距(Two-Way Ranging,简称TWR)和对称双边两路测距(Symmetric Double Sided Two-Way Ranging,简称SDS-TWR)无线测距原理和算法,并对两者的测距精度进行了一个简单的分析。进而给出了基于单路测距(One-Way Ranging,简称OWR)的TDOA无线定位方案,利用两次传输数据和接收数据的时间间隔相等以及SDS-TWR测距距离偏差公式计算出两节点的各自频率偏差,用于提高定位结果的精度。通过仿真验证了该方法能显著提高基于TDOA无线定位系统的定位精度。 展开更多
关键词 到达时间差 无线定位 两路测距 对称双边两路测距 频率偏差
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消防员应急救助三维定位技术 被引量:2
9
作者 刘高平 张金燕 《计算机系统应用》 2016年第4期246-251,共6页
研究了一种在火灾现场对被困消防员进行应急救助的三维定位方案.该方案采用线性调频扩频(CSS)技术与其独有的对称双边两路测距(SDS-TWR)机制,并结合BMP085气压传感器测量高度,实现对消防员的三维定位.由于火灾现场复杂的环境加强了Chir... 研究了一种在火灾现场对被困消防员进行应急救助的三维定位方案.该方案采用线性调频扩频(CSS)技术与其独有的对称双边两路测距(SDS-TWR)机制,并结合BMP085气压传感器测量高度,实现对消防员的三维定位.由于火灾现场复杂的环境加强了Chirp信号传输时的多径效应,因此采用卡尔曼滤波法滤除坐标突变值,能够将定位误差控制在1m以内. 展开更多
关键词 线性调频扩频 对称双边两路测距 消防救助 三维定位 卡尔曼滤波
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基于差分误差抑制优化方法的井下目标定位
10
作者 宋运忠 王仁辉 《工矿自动化》 北大核心 2020年第9期64-68,共5页
针对基于时间测距即到达时间、单程测距、双程测距、对称双边双程测距(SDS-TWR)等定位方法的定位精度受节点间时钟未同步、计时器频率偏移、设备时延等计时误差因素干扰的问题,提出了一种基于差分误差抑制优化方法的井下目标定位方法。... 针对基于时间测距即到达时间、单程测距、双程测距、对称双边双程测距(SDS-TWR)等定位方法的定位精度受节点间时钟未同步、计时器频率偏移、设备时延等计时误差因素干扰的问题,提出了一种基于差分误差抑制优化方法的井下目标定位方法。该方法结合SDS-TWR定位方法,利用目标节点既是发射节点又是接收节点的特点,将传输时间及长度关系联立求解,通过矩阵形式,消除计时器频率偏移、设备时延等无关变量,得到未知目标节点的坐标仅与实测时间有关,从而有效消除计时误差对目标节点定位结果的影响,达到精确定位的目的。仿真结果表明,与单程测距、双程测距方法相比,差分误差抑制优化方法可有效抑制设备时延和计时器频率偏移等对基于时间测距的定位方法的影响,能对未知节点进行精确定位,定位精度高,测距误差区间仅为[-0.0369 m,0.0377 m],是单程测距误差的0.012%,双程测距误差的0.061%。 展开更多
关键词 井下目标定位 到达时间 计时误差 差分误差抑制 单程测距 双程测距 对称双边双程测距 TOA
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基于区域判定的超宽带井下高精度定位 被引量:12
11
作者 方文浩 陆阳 卫星 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2018年第7期1989-1994,共6页
为满足煤矿井下对高精度定位日益增长的需求,应用高精度无线收发芯片DW1000,设计实现了一套基于超宽带(UWB)通信的井下定位基站与标签。为提高基站和标签之间的测距精度,采用非对称双边双向测距(ADSTWR)算法,抑制节点时钟偏移引起的测... 为满足煤矿井下对高精度定位日益增长的需求,应用高精度无线收发芯片DW1000,设计实现了一套基于超宽带(UWB)通信的井下定位基站与标签。为提高基站和标签之间的测距精度,采用非对称双边双向测距(ADSTWR)算法,抑制节点时钟偏移引起的测距误差;针对井下多基站定位中,标签的每一次定位都需广播请求帧而产生大量无效通信的问题,提出一种基于ADS-TWR的标签区域判定策略,使得标签只与所在区域基站通信便可完成定位,并引入标签的区域异常自检和区域校正机制,保证系统的高效稳定运行;在标签坐标解析阶段,采用三角形质心算法,在高精度测距基础上进一步提高定位精度,减少定位处理时间。实验结果表明:标签的定位精度在15 cm以内,满足井下高精度定位要求。 展开更多
关键词 超宽带 多基站 对称双边双向测距 区域判定 井下定位
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基于nanoLOC的嵌入式定位系统 被引量:5
12
作者 杨锌 林基明 刘争红 《计算机系统应用》 2012年第9期38-42,共5页
研究了基于nanoLOC收发器的目标定位系统.嵌入式定位系统由三星S3C6410A微处理器,无线通信模块nanoPAN 5375以及液晶显示器等组成,以Linux2.6.38为内核的Linux操作系统为嵌入式软件平台.采用了双边双路对称测距算法(SDS-TWR),具有较高... 研究了基于nanoLOC收发器的目标定位系统.嵌入式定位系统由三星S3C6410A微处理器,无线通信模块nanoPAN 5375以及液晶显示器等组成,以Linux2.6.38为内核的Linux操作系统为嵌入式软件平台.采用了双边双路对称测距算法(SDS-TWR),具有较高的定位精度.经过大量实验证明,该系统定位精度可以实现在1米以内,能满足室内外及对定位精度要求较高和恶劣环境下的定位,可用于手持式移动定位设备,具有很广的应用和推广价值. 展开更多
关键词 线性调频扩频 嵌入式 定位 双边双路对称测距算法
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煤矿井下UWB人员定位系统研究 被引量:19
13
作者 张海军 孙学成 +1 位作者 赵小虎 闫坤程 《工矿自动化》 北大核心 2022年第2期29-34,41,共7页
针对煤矿井下复杂环境中非视距(NLOS)干扰影响无线信号传输问题,设计了一种煤矿井下超宽带(UWB)人员定位系统。该系统采用带有回传帧机制的非对称双边双向测距算法进行测距,无需时钟同步,保证了测距精度;采用区域判定策略和区域校正策... 针对煤矿井下复杂环境中非视距(NLOS)干扰影响无线信号传输问题,设计了一种煤矿井下超宽带(UWB)人员定位系统。该系统采用带有回传帧机制的非对称双边双向测距算法进行测距,无需时钟同步,保证了测距精度;采用区域判定策略和区域校正策略划分定位区域,使得标签只与自身所在定位区域内基站通信实现定位,避免了定位过程中的大量无效帧问题,提高了定位效率;采用加权最小二乘法与无损卡尔曼滤波联合定位算法解算标签位置坐标,提高了定位精度;在基站中配置了备用电源,保证在断电情况下的应急供电;采用以太网与LoRa 2种通信方式,在以太网断线情况下以LoRa方式传输测距数据,保证了系统应急通信。测试结果表明:该系统具有较高的动静态定位精度,抗NLOS干扰能力较强;在基站断电或以太网断线情况下,系统能够实现一段时间内的应急通信。 展开更多
关键词 矿井人员定位 超宽带定位 抗非视距干扰 二维区域判别 对称双边双向测距 加权最小二乘法 无损卡尔曼滤波 LoRa通信
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基于CSS技术SDS-TWR的舰船舱内报警人员定位系统研究 被引量:3
14
作者 曹保根 满真真 +5 位作者 喻锡成 张建 赵红旗 吕传禄 倪健 邵壮超 《医疗卫生装备》 CAS 2019年第2期26-29,51,共5页
目的:研究一种报警人员定位系统,用于战时与突发事件中定位指示舰船舱内伤员与受困人员。方法:该系统使用低负荷穿戴式生命体征监测报警装置进行伤员与受困人员报警;采用适应舰船环境的舱内无线测距定位技术——线性调频扩频定位(chirp ... 目的:研究一种报警人员定位系统,用于战时与突发事件中定位指示舰船舱内伤员与受困人员。方法:该系统使用低负荷穿戴式生命体征监测报警装置进行伤员与受困人员报警;采用适应舰船环境的舱内无线测距定位技术——线性调频扩频定位(chirp spread spectrum,CSS)对称双边双路测距(symmetric double-sided two way ranging,SDS-TWR)、有线路由与多协议、多通道有线网络冗余传输的方式,将报警人员位置信息传输上报,呈现于相关部门的指挥控制网络终端图形化界面。结果:应用该系统,舰船指挥、损害管控与救护等应急救援部门可获得报警伤员与受困人员所处舱室及位置等具体信息,了解伤员与受困人员的生命体征,以便及时采取针对性措施。结论:在舰船突发事件中使用该系统,可为应急救援与伤员救护争取宝贵时间,提高救援与救护效率,减少伤亡。 展开更多
关键词 线性调频扩频定位 对称双边双路测距 报警人员定位 舰船 海上卫勤保障 应急救援
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一种基于UWB定位技术的隧道智能交通系统 被引量:1
15
作者 杨斌 《工业控制计算机》 2021年第3期105-107,共3页
超宽带(UWB)技术因其定位精度高、通信速率高、多径分别率强等优点,广泛应用于各类定位系统中。设计一种基于UWB定位技术的隧道智能交通系统,该系统包含车辆定位系统和智能交通系统。其中车辆定位系统是采用基于TOF的UWB对称双边双向测... 超宽带(UWB)技术因其定位精度高、通信速率高、多径分别率强等优点,广泛应用于各类定位系统中。设计一种基于UWB定位技术的隧道智能交通系统,该系统包含车辆定位系统和智能交通系统。其中车辆定位系统是采用基于TOF的UWB对称双边双向测距原理提高精度,对车辆进行定位。隧道智能交通系统根据隧道车辆定位信息和红绿灯控制算法,控制隧道内交通运输。测试试验表明该基于UWB定位技术的隧道智能交通系统通讯稳定、收发数据时间短,满足现实使用需求,对提高隧道交通运输效率有重要意义。 展开更多
关键词 UWB 车辆定位 TOF 对称双边双向测距 智能交通系统 隧道
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基于nanoPAN5375的煤矿井下一维目标跟踪定位系统 被引量:5
16
作者 龙佳 张然 +1 位作者 闫玉萍 张申 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2017年第2期105-108,共4页
针对煤矿井下一维环境中人员及设备的定位问题,对一维定位理论及应用进行了研究,提出了一维分段定位法,设计了基于无线射频模块的定位系统。定位系统以ATmega1284P微处理器为主控芯片,以nano PAN5375射频模块为核心,采用对称双边双路测... 针对煤矿井下一维环境中人员及设备的定位问题,对一维定位理论及应用进行了研究,提出了一维分段定位法,设计了基于无线射频模块的定位系统。定位系统以ATmega1284P微处理器为主控芯片,以nano PAN5375射频模块为核心,采用对称双边双路测距算法(SDS-TWR)实现测距,利用一维分段定位法和卡尔曼滤波算法计算得到最后的定位信息。试验结果表明:系统能够完成实时测距和定位,定位误差可达1 m以内。 展开更多
关键词 一维分段定位法 NANO PAN5375 线性调频扩频 对称双边双路测距算法 卡尔曼滤波
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