检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：许涛厦门大学

学位级别：硕士

随着社会经济的快速发展，物联网等新型技术的发展日新月异，人们对短距离的室内定位技术越来越重视。超宽带无线通信技术因为其传输速率高、容量大、保密性强、定位精度高等特点备受国内外关注。在超宽带通信的几种实现方案中，正交频... 详细信息

随着社会经济的快速发展，物联网等新型技术的发展日新月异，人们对短距离的室内定位技术越来越重视。超宽带无线通信技术因为其传输速率高、容量大、保密性强、定位精度高等特点备受国内外关注。在超宽带通信的几种实现方案中，正交频分复用技术最具竞争力。OFDM（正交频分复用）是一种无线环境下的高速传输技术，适合在多径传播和多普勒频移的无线移动信道中传输高速数据。它能有效对抗多径效应，消除符号间干扰，对抗频率选择性衰落，而且信道利用率高。OFDM技术先后被欧洲数字音频广播(DAB)、欧洲数字视频广播(DVB)、IEEE802.11无线局域网等系统采用。　　文中首先介绍了UWB技术的的定义、特点以及应用。随后介绍了OFDM和MB-OFDM的相关理论和其技术特点，详细分析了MB-OFDM-UWB系统的主要参数设置和其物理层信息帧格式，并在此基础上，提出一种适合MB-OFDM-UWB通信系统的基带信号传输结构。并详细分析了基带信号发射机和接收机的各部分原理和其硬件结构。对发射机的整体架构进行了仿真和在线测试，在接收机部分详细阐述了各个分模块（包括信道估计和均衡、QPSK解调、解交织、译码、解扰码）的工作原理和硬件设计。对各分模块进行了仿真和在线测试，对比两者的信号波形，验证设计的正确性。整个系统采用硬件描述语言VerilogHDL，结合Xilinx公司自带的IP核进行设计，利用Xilinx公司的ISE软件开发环境，在Spartan-3EXC3S500型FPGA硬件平台上完成了一个MB-OFDMUWB发射机基带数据信号处理系统的设计与实现。

关键词：超宽带定位系统信道编码基带信号功能模块

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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

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

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第十七届中国Rough集与软计算学术会议、第十一届中国Web智能学术研讨会、第十一届中国粒计算研讨会及第五届三支决策学术会议联合会议 (CRSSC-CWI-CGrC-3WD 2017)

作者：卞佳兴朱荣陈玄武汉大学计算机学院武汉430072

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... 详细信息

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30cm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.

关键词：超宽带定位系统双向测距到达时间差定位算法

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放养密度对稻田内鸭子运动规律及杂草控制效果的影响

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农业工程学报 2018年第3期34卷 234-239页

作者：张本华张宇虹孔爱菊宋玉秋邬立岩辛明金刘翠红崔红光任文涛沈阳农业大学工程学院沈阳110886

为探索放养密度对鸭子在田间运动行为规律的影响及其对杂草的控制效果,该文采用超宽带(ultra wide band,UWB)定位技术,检测了鸭子在田间运动位置信息,研究了不同放养密度下鸭子在田间的活动规律及其对水田主要杂草的防除效果。结果表明... 详细信息

为探索放养密度对鸭子在田间运动行为规律的影响及其对杂草的控制效果,该文采用超宽带(ultra wide band,UWB)定位技术,检测了鸭子在田间运动位置信息,研究了不同放养密度下鸭子在田间的活动规律及其对水田主要杂草的防除效果。结果表明,随着放养密的增加:1)鸭子的活动范围变大,单位面积出入几率也增大;2)鸭子在田间运动时间占总时间的比例逐步加大,对应每660 m2放养15、20、25和30只4种放养密度,该比例分别是69.17%,75.33%,77.83%和80.00%;3)鸭子进入各个小单元格的平均次数越多,对应上述4种放养密度,鸭子每天平均进入各单元格次数分别是12.05、17.82、23.03和27.73次,其中,高频次比例逐渐增加,且增加较快,而低频次比例逐渐较小;4)对杂草的控制效果越好,因为鸭子在田间活动的目的是获取食物,放养密度越大,鸭子为获取食物而产生的竞争越激烈,鸭子在田间的活动范围越广、时间越长、进入各个小单元格的频次越高,其采食杂草的机会越多。研究成果将为鸭稻共作技术工艺的进一步优化提供参考。

关键词：作物动物杂草控制稻鸭共作超宽带定位系统放养密度

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一种改进的多源信息融合室内定位方法

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电讯技术 2021年第12期61卷 1526-1533页

作者：刘期烈万志鹏周文敏陈澄重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065

针对超宽带(Ultra-wideband,UWB)定位系统受非视距(Non-line of Sight,NLOS)误差影响较大,以及惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU)定位系统受累积误差影响较大的问题,提出了一种基于多源信息的改进融合定位模型。首先,对UWB... 详细信息

针对超宽带(Ultra-wideband,UWB)定位系统受非视距(Non-line of Sight,NLOS)误差影响较大,以及惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU)定位系统受累积误差影响较大的问题,提出了一种基于多源信息的改进融合定位模型。首先,对UWB测量模型进行优化,通过差分气压计测高的方法对NLOS信号进行鉴别,并通过加权最小二乘法削弱NLOS信号对UWB定位结果的影响。然后对数据融合算法进行优化,引入IMU累积误差门限降低累积误差对IMU定位结果的影响,提高融合定位精度。最后,使用UWB、IMU系统在室内复杂环境中的实测数据进行Matlab仿真,验证了改进融合定位模型在定位精度上比基础融合定位模型提高了45.71%。

关键词：超宽带定位系统室内定位惯性测量单元多源信息融合

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基于时间反演的到达时间定位

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计算机应用 2021年第3期41卷 820-824页

作者：张齐林李方伟王明月重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 移动通信技术重庆市重点实验室(重庆邮电大学) 重庆400065

针对传统算法在室内超宽带(UWB)到达时间(TOA)定位系统里很难准确搜寻出第一条直射路径,从而导致定位精度不高的问题,提出了基于时间反演(TR)的TOA室内UWB定位算法。首先,利用TR处理的空时聚焦特性确定第一条直射路径,从而估计这条路径... 详细信息

针对传统算法在室内超宽带(UWB)到达时间(TOA)定位系统里很难准确搜寻出第一条直射路径,从而导致定位精度不高的问题,提出了基于时间反演(TR)的TOA室内UWB定位算法。首先,利用TR处理的空时聚焦特性确定第一条直射路径,从而估计这条路径的TOA;其次,通过加权最小二乘(WLS)定位算法对不同的估计分量赋予相应的权值以提高定位精度。仿真结果表明,相较传统TOA定位,所提方案在低信噪比条件下的均方根误差(RMSE)减小了28.6%,可见该方案有效提升了系统定位精度。

关键词：超宽带定位系统到达时间定位时间反演加权最小二乘法均方根误差

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超宽带探测室内多径传播特性的研究与分析

超宽带探测室内多径传播特性的研究与分析

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作者：韩文文成都理工大学

学位级别：硕士

超宽带(Ultra Wideband,UWB)技术具有传输速率高、发射功率低、多径分辨率高、抗干扰能力强等优点,使得它受到越来越多的关注。尤其是UWB技术超过一般窄带信号的高定位精度,使得其在军事反恐和民用生活方面都有着很大的应用前景。在对... 详细信息

超宽带(Ultra Wideband,UWB)技术具有传输速率高、发射功率低、多径分辨率高、抗干扰能力强等优点,使得它受到越来越多的关注。尤其是UWB技术超过一般窄带信号的高定位精度,使得其在军事反恐和民用生活方面都有着很大的应用前景。在对目标定位、灾害救援、物体追踪等方面,使用超宽带技术定位可以取得很大的效果。本文对室内超宽带定位技术进行深入的研究,并对超宽带信号定位估计的四种基本方法,即(TOA,TDOA,RSS与AOA)进行了较为全面的分析与研究。并以IEEE 802.15.4a提供的信道模型为背景,对室内环境定位的实现进行研究,提出基于查表法的定位算法。本文主要结构和内容如下:对超宽带信号的物理特性进行理论研究,并根据超宽带发射信号的要求,对高斯脉冲及其多次微分进行仿真,从而获得适合室内定位的UWB信号脉冲模型;介绍了UWB信号室内的经典模型,主要对IEEE 802.15工作组提供的不同环境下的信道模型进行研究。分析几种常见的UWB定位技术。基于接收信号强度(RSS)定位技术的方法是在充分了解发射信号强度和信道模型的基础上,才能估计目标节点与基站之间距离,进行定位的。但是因为室内环境的复杂多变,以及多径信号和非视距的影响,这都使得在相同距离下会出现不同的传输损耗,从而影响定位的精度;基于角度定位技术(AOA)的方法,较RSS定位方式有了很大的改善,能获得较高的定位精度,但是需要接收端使用天线阵列,这使得基站的复杂性和成本都会很大程度上的增加,并且在多径效应和非视距情况下AOA的估计精度将很难保证。基于接收信号时间延迟法(TOA/TDOA),利用信号的传播时延进行测距,由于超宽带信号自身良好的时间分辨率,且信道环境的变化在短时间内可以认为是相对稳定的,因此基于接收信号时间延迟法具有相对较高的精度。所以本文选取TOA/TDOA作为进行室内定位的方法,该方式不仅可以提高定位的精度且实现方式简单。分析造成室内定位误差的主要因素:多径效应以及抑制该误差的方法;并且在已有的基于到达时间的定位算法中,对两种经典的检测方式,即相关路径与Fang氏算法进行实际仿真分析,并发现其不足。而后,提出一种基于时间延迟查找检测表的定位算法。论文对提出的查表法进行穿墙建模分析,并对室内视距(LOS)环境模型下,进行多径误差与直达波模拟分析,从而验证了快速查表法的可行性。

关键词：超宽带定位系统多径效应查找表穿墙技术

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基于UWB信号的高分辨时延估计与定位技术研究

基于UWB信号的高分辨时延估计与定位技术研究

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作者：郭飞中国海洋大学

学位级别：硕士

超宽带（Ultra Wideband,UWB）无线通信技术具有传输速率高、发射功率低、多径分辨率高、抗干扰能力强等优点，近年来受到越来越多的关注，尤其是UWB高精度定位技术，弥补了传统定位技术受非视距传播和多径影响定位精度低的缺陷,在短距... 详细信息

超宽带（Ultra Wideband,UWB）无线通信技术具有传输速率高、发射功率低、多径分辨率高、抗干扰能力强等优点，近年来受到越来越多的关注，尤其是UWB高精度定位技术，弥补了传统定位技术受非视距传播和多径影响定位精度低的缺陷,在短距离室内定位中具有广阔的应用前景。本文对UWB无线定位技术和UWB信号时延估计方法进行了比较深入的研究。在UWB定位系统中，根据所检测参数的不同可以将基本的定位方法分成以下四种：基于信号到达时间的定位方法、基于信号到达角度的定位方法、基于信号接收强度的定位方法以及混合定位方法。在UWB无线定位技术中，由于采用纳秒级的UWB脉冲作为发射信号，所以时间分辨率很高，基于信号到达时间的定位方式(Time of Arrival,TOA)可以充分利用这一优势提高测距定位精度，最适合应用于UWB定位系统。在基于信号到达时间的定位方式中，时延估计是目标定位中的重要技术,时延估计的精度直接影响定位性能，有效的高分辨传输时延估计是采用TOA技术进行精确定位的关键。为克服多径和非视距环境对定位精度的影响，必须采用高分辨率时延估计算法。本文在分析UWB多径信道模型和信号模型的基础上，将基于子空间的参数估计算法引入UWB定位系统中,实现高分辨时延估计。本文主要结构和内容如下：在分析了全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS）、蓝牙、Wi-Fi无线定位系统以及其他室内无线定位系统的基础上，概括出UWB无线定位系统抗干扰能力强、多径分辨率高、发射功率低等优势，结合国内外对UWB定位的研究现状，明确本文研究目的和意义。在概述UWB通信基本知识的基础上，研究分析了UWB的各种定位方法，从理论上证明了基于信号到达时间的定位方式可以充分利用UWB时间分辨率高的优势，提高定位精度。为之后研究基于超宽带系统的高分辨时延估计方法作理论准备。由于信号在传播过程中可能会受到多径、反射、衍射、非视距等因素的影响，使得传统的时延估计方法精度较低，不能实现精确定位。为实现密集多径环境下UWB信号高分辨时延估计，针对UWB信号时延估计方法展开深入研究，在研究传统相关法、双谱法的基础上，分析其缺陷，将基于子空间的参数估计算法引入到UWB时延估计当中，分别研究了MUSIC算法、LS-ESPRIT算法、TLS-ESPRIT算法的高分辨时延估计性能，并在多径环境下进行仿真实验，验证了基于子空间算法的有效性。最后，将TLS-ESPRIT算法应用到UWB单基站定位系统中，结合角度测量，获得了较好的定位精度。

关键词：超宽带定位系统多径时延估计子空间算法单基站

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无人机室内自主定位与视觉目标跟踪算法研究

无人机室内自主定位与视觉目标跟踪算法研究

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作者：薛佳文广东工业大学

学位级别：硕士

无人机因其体型小巧、灵活性高、成本低、易维护受到大众的关注。无人机在室外通常依赖GPS为其提供定位信息,但当无人机在森林,隧道,室内等弱GPS或无GPS信号的场景工作时,将无法获取自身定位信息,无法自主完成飞行任务。在实际应用时很... 详细信息

无人机因其体型小巧、灵活性高、成本低、易维护受到大众的关注。无人机在室外通常依赖GPS为其提供定位信息,但当无人机在森林,隧道,室内等弱GPS或无GPS信号的场景工作时,将无法获取自身定位信息,无法自主完成飞行任务。在实际应用时很多场景下不能保证GPS信号满足任务要求,如:物流仓储管理、室内体育竞技比赛直播、演播厅中演员跟拍、以及疫情中在企业小区内巡查和宣传工作等无接触式任务。完成这些任务时,不仅需要无人机在不依赖GPS的情况下自主飞行至指定地点,同时要求无人机能够找到随机设定的特定目标,并进行跟踪。本文从实际出发,针对在室内弱GPS环境下无人机无法获取可靠定位信息,难以持续跟踪任意目标的问题,设计一套无人机自主飞行及自动跟踪指定目标方案。根据无人机系统的特点,尝试对可用于无人机平台的室内定位算法以及基于孪生网络结构的深度学习视觉目标跟踪算法进行改进。本次课题使用超宽带定位系统为无人机在室内环境提供可靠定位信息。使用基于视觉的目标检测算法检测出候选目标,通过地面站选择需要跟踪的目标,根据视觉跟踪算法输出结果控制无人机运动方向,持续对目标进行跟踪。本论文的研究对象是基于超宽带定位系统的无人机室内定位算法,以及基于深度学习的单目标视觉跟踪算法。为了使超宽带定位系统满足本课题实际要求,从处理传感器测距值出发,使用线性拟合环境误差、异常值检测剔除、卡尔曼滤波去除高斯白噪声实现获取较稳定的测距值。因三边定位法不适用于运动中无人机定位,本课题选择使用扩展卡尔曼滤波算法融合测距值得到无人机定位值,为减小Z轴误差,使用精度更高的激光雷达,将超宽带定位系统定位问题从三维简化为二维,为了获取更精确的状态初值,使用高斯牛顿法进行迭代求解。为了提高视觉目标跟踪算法的跟踪性能,对现有的单目标视觉跟踪算法Siam RPN进行研究,从提高算法鲁棒性入手,将算法从完全依赖高质量初始帧目标图像作为跟踪模板改进为多帧目标特征融合,使用目标的初始帧、前一帧提取的特征以及历史融合帧三者作为特征融合网络的输入,并将融合结果作为当前帧的跟踪模板;其次引入残差策略,使融合结果不会偏离初始帧信息太远;与此同时使用更深层的网络提高跟踪器的特征提取能力并在模板信息融合时加权融合浅层大分辨率外形特征与深层目标语义特征使提取的目标特征更丰富,更进一步的优化下一帧跟踪模板信息的质量。为了验证上述方案可行性,搭建一套配备单目摄像头的四旋翼无人机,以及一套超宽带定位系统。实现定位系统输出的定位信息用于无人机自主定位以及视觉目标跟踪。

关键词：无人机自主飞行系统超宽带定位系统视觉目标跟踪算法

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基于UWB/INS紧耦合的室内定位系统

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西安邮电大学学报 2023年第6期28卷 12-20页

作者：亢红波段育松杨亮西安邮电大学自动化学院陕西西安710121 中国石油集团测井有限公司测井技术研究院陕西西安710077

对超宽带(Ultra Wideband,UWB)定位系统在室内定位中的应用进行研究,设计一个基于UWB和惯性导航系统(Inertial Navigation System,INS)紧耦合的室内定位系统,以改善非视距(Non-Light Of Sight,NLOS)干扰影响定位精度的问题。该系统采用... 详细信息

对超宽带(Ultra Wideband,UWB)定位系统在室内定位中的应用进行研究,设计一个基于UWB和惯性导航系统(Inertial Navigation System,INS)紧耦合的室内定位系统,以改善非视距(Non-Light Of Sight,NLOS)干扰影响定位精度的问题。该系统采用双边双向测距消除时钟偏移的影响,利用扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)实现UWB和INS的紧耦合,通过计算测距信号的增益和测距残差的卡方检验,设置门限判定测距异常值。根据正常测距值对INS的预测位置进行校正,避免累积误差,确保定位系统能够在连续时间内提供高精度的定位。仿真实验结果表明,该系统能够有效抑制NLOS干扰,优于单个传感器的定位精度。

关键词：超宽带定位系统惯性导航系统扩展卡尔曼滤波紧耦合残差卡方检验

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基于北斗与超宽带组合定位的改进算法设计

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舰船电子对抗 2022年第6期45卷 73-79页

作者：岳鹏刘怀远党方张泽仑中国电子科技集团公司第二十研究所陕西西安710068

在北斗和超宽带的组合定位中,超宽带能够对北斗缺失的观测量进行补足,由此可建立非线性方程组。为了满足更高精度的位置服务需求,在传统卡尔曼定位算法的基础上,针对北斗和超宽带综合观测方程中不同观测量的权重分配不合理的问题,在LS-K... 详细信息

在北斗和超宽带的组合定位中,超宽带能够对北斗缺失的观测量进行补足,由此可建立非线性方程组。为了满足更高精度的位置服务需求,在传统卡尔曼定位算法的基础上,针对北斗和超宽带综合观测方程中不同观测量的权重分配不合理的问题,在LS-KF定位算法的基础上提出一种基于伪距残余检测的自适应加权WLS-KF定位算法,该算法能够将突发性干扰有效识别出来,使鲁棒性显著增强。

关键词：北斗卫星导航系统超宽带定位系统自适应

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