监狱犯人室内定位算法研究

室内定位技术因其在搜索、救援和安全方面的良好使用价值,越来越受到人们的关注。本文主要对基于室内监狱犯人的RFID室内定位算法进行研究,主要涉及其工作原理和相关的定位算法,特别是对LANDMARC室内定位算法进行了深入的研究以及改进优化,根据LANDMARC算法的缺点,通过对LANDMARC算法中阅读器的位置分布,参考标签的分布密度以及选取的参考标签数k值的优化改进,得出更优的LANDMARC改进算法,获得更好的定位精度和定位性能。改进的算法通过Matlab7.0模拟,提高监狱犯人室内定位精度,确保监狱的安全,提高效率。     

基于低成本INS/RFID的室内定位技术

在个人导航和基于位置服务(LBS)领域,如何实现低成本、高可靠性、高精度、连续的室内定位仍是研究的热点;然而依靠单一技术的室内定位结果很难满足上述定位要求;文章用粒子滤波(PF)对INS和RFID技术进行融合;对低精度INS使用行人航迹推算算法(PDR),其中步数和步长由峰值检测和Weinberg算法分别测算;根据位置信息对RFID使用加权KNN算法;仿真结果表明:组合定位纠正了INS的累计误差和漂移,实现了自主可靠的连续定位,提高了定位精度,极大程度上优化了系统性能。     

工程装备嵌入式软件测试环境平台技术研究

在个人导航和基于位置服务（LBS）领域,如何实现成本低廉、高可靠性、高精度、连续的室内定位仍是研究的热点。然而依靠单一技术的室内定位结果很难满足上述定位要求。文章用粒子滤波（PF）对INS和RFID技术进行融合。对低精度INS使用行人航迹推算算法（PDR）,其中步数和步长由峰值检测和Weinberg算法分别测算;根据位置信息对RFID使用加权KNN算法。仿真结果表明：组合定位纠正了INS的累计误差和漂移,实现了自主可靠的连续定位,提高了定位精度,极大程度上优化了系统性能。     

基于RFID无阻塞扫描控制的机器人室内定位设计

针对RFID移动机器人室内定位中的标签扫描问题,提出一种基于六边形分布模式的RFID无阻塞扫描控制方案,用于机器人的室内定位系统设计和误差检测。首先,将RFID标签根据六边形模式进行分布,减小位置估计的静态误差;然后,阅读器利用固定信道分配(FCA)方法给每个标签分配ID,使阅读范围内标签ID都不相同;最后,当阅读器读取信息时,发送查询请求给范围内的标签,标签根据自身ID决定应答时隙,避免冲突。实验结果表明,相比基于树的扫描控制方案,本文方案能够降低标签/阅读器的复杂度,同时具有较小的位置估计误差和扫描延迟,可帮助机器人实现精确定位。     

基于RFID和无人机的畜牧定位系统

针对牲畜放养情况下出现的易走丢,难以定位和统计问题,设计实现了基于RFID和无人机的畜牧定位系统。系统主要由数据采集、数据处理和终端显示三个功能模块组成。通过给每个牲畜绑定一个有源RFID标签,结合装配有RFID阅读器和手机的无人机进行自动巡航,实现把RFID数据和扫描到RFID时所对应的经纬度数据经手机进行预处理,再使用移动数据网络发送到数据服务器。服务器端对数据进行进一步分析和处理后,将牲畜位置数据和统计数据在养殖户手机终端显示,方便养殖户进行牲畜查看和管理。最后通过实地实验,对获取到的数据进行结果分析,显示牲畜定位误差在系统估计误差范围之内,具有较高准确性。对比原有的修筑围栏等方式,本系统具有成本较低、使用方便、可行性高的优点。     

基于互相关算法的飞机导线故障诊断与定位系统设计

以飞机导线短路故障和断路故障为研究对象,目的在于寻求一种测试方法能够提高应用时域反射测量原理进行故障诊断与定位的精度。按照实际机场工程应用背景,设计了以便携式工控机为控制核心、以LabVIEW为驱动软件的飞机导线故障诊断与定位系统。根据信号传播特性,提出了基于互相关算法的故障定位方法,消除了系统误差的影响。计算机仿真和实物测试结果表明该系统具有测试过程方便、准确性高的优点,为提高民航机务维修质量具有促进作用。     

基于BP神经网络的智能轮胎标签仿真研究

轮胎中植入的RFID标签,可以长时间的很好的存储轮胎的型号、胎压、出厂日期等信息。RFID标签在空气中的阅读距离可以达到很大的距离,但是一旦植入轮胎中,很容易受到轮胎中的金属层和炭黑等电介质的影响,导致读取距离下降。所以,需要寻找合适的方法来预测不同RFID标签情况下的阅读器读取距离,就显得尤为重要了。 为了更加快捷方便的研究两者之间的关系,在天线长度、轮胎的介电常数、与钢丝层的距离都变化的情况下,利用FEKO电磁仿真软件建立了不同情况下的天线,并仿真得到反射系数S_11,然后利用弗林斯传输方程（Friis）计算得到仿真读取距离。MATLAB中有可供调用的神经网络工具箱,利用MATLAB强大的数据处理能力,建立BP神经网络预测模型,从而建立起标签天线长度、轮胎中标签与钢丝层的距离、轮胎介电常数和已得到的仿真读取距离之间的BP神经网络模型。实际测量值与训练后得到的预测仿真值在误差允许的范围内可以认定为实际测量距离。 因此,可以通过建立BP神经网络模型的方法,快速方便的在一定精度范围内预测阅读器的阅读距离。     

无人水下航行器推进器故障定位研究

无人水下航行器(UUV)在复杂多变的海洋环境中作业时,推进器的故障可阻挠使命的执行,严重时还可能造成UUV的丢失与损毁。为增强UUV的安全保障能力,针对UUV多台推进器的故障定位问题,采用基于几何相关性分析的方法,设计了UUV同一平面多推进器的故障定位算法,并提出了故障定位约束条件,通过仿真实验验证了所提算法的有效性。     

基于DSP+ARM的便携式电能质量分析仪的设计

基于目前主流高端电能质量分析仪的设计方法,文章设计了一种基于DSP+ARM架构的电能质量分析仪,并且利用小波变换的原理对电压暂降、电压骤升以及电压暂 时中断等问题进行检测和MATLAB仿真分析;首先文章设计了电能质量分析仪的硬件架构和HPI接口,然后利用小波变换、Mallat算法对波形进行降噪处理,降噪后利用小波变换的模极大值算法结合Mallat算法检测出了发生暂态变化的起始时间和终止时间,再利用骤变后的电压有效值计算公式可判定骤变类型为暂降、暂升还是暂时中断;仿真的结果表明小波变化能较精确的分析出暂态故障的发生时刻以及暂态故障的类型;该结果可以为智能电表算法研究提供较可靠的理论依据。     

开放网络环境下软件安全性测试技术研究

在开放网络环境下软件容易受到攻击,导致软件故障,需要进行安全性测试,针对无监督类测试方法开销较大和复杂度较高的问题,提出一种基于半监督自适应学习算法的软件安全性测试方法。首先采用模糊度量原理构建软件安全测试的半监督学习数学模型,分析软件产生安全性故障的数组特征,然后通过软件故障的熵特征分布方法进行软件的可靠性度量,在开放式网络环境下建立软件可靠性云决策模型,实现安全性测试和故障定位。最后通过仿真实验进行性能验证,结果表明,采用该方法进行软件安全性测试,对软件故障定位的准确度较高,测试的实时性较好,保障了软件的安全可靠运行。     

RSSI-based hybrid algorithm for real-time tracking in underground mining by using RFID technology

Knowing the precise and real-time location of underground mining workers is essential for their health and safety in any emergency. However, the standard Global Positioning System (GPS) is insufficient for such indoor environments as it requires new infrastructure based on different technologies and algorithms. Instead, Radio Frequency Identification (RFID)-based real-time indoor localization systems and a hybrid algorithm are developed. The received-signal-strength (RSS) based positioning techniques are investigated and applied in indoor environments. A unique hybrid approach based on fingerprinting is proposed and developed to solve the disadvantages of the existing techniques. Consequently, the accuracy of this one-of-a-kind algorithm is found to be 2.52 m in an office and 3.13 m in an underground mine. We also compared the proposed hybrid algorithm to the Weighted K-Nearest Neighbor (WKNN). WKNN, on the other hand, has an accuracy of 4.01 m in the office and 4.33 m in underground mining environments.     

基于RFID标签的分布式温度测量系统设计

射频识别（RFID）技术是一种低成本且高效的非接触式自动识别技术,其具有的识别速度快,识别距离远等优点,使其具有非常广泛的应用前景。设计一种基于RFID的分布式多点温度测量系统,系统由RFID电子标签、读写器、主接收机和PC组成,实现各节点温度的实时采集功能。为了提高各节点的温度测量精度,提出了一种测温补偿算法,采用最小二乘拟合的方案,克服由于器件的不准确而引入的测量误差。结果表明,该系统可以有效完成多点温度测量采集的功能,同时具有非常高的精确性。     

风场环境中声速修正的分布式声源定位算法

为减小声速误差对定位精度的影响,提出了一种基于声速修正的分布式声源定位方法。首先,将声速表示为未知声源位置的函数,逼近风场中的声速场分布,然后将其代入TDOA (Time Differences of Arrival)算法中,构建非线性超定方程组,最后采用粒子群优化算法求解声源位置。对不同风速、不同声源位置及不同测试区域进行仿真,结果表明:修正后的定位精度比修正前有明显提高,尤其对于大范围并且声源靠近测试区域边缘位置的定位系统,改善更加明显;4个节点的定位系统实验结果表明,修正后的定位误差可降至修正前的4l%,该方法能更好的应用于风场中的定位系统。      

采用听觉滤波器的宽带MUSIC声源定位方法

在分析了采用短时傅里叶变换的宽带MUSIC声源定位算法(SF-MUSIC)存在问题的基础上,提出了一种采用听觉滤波器的宽带MUSIC声源定位算法(AF-MUSIC)。该算法使用听觉滤波器组对传声器阵列接收到的信号进行不等带宽分解后,在各个频率通道上使用MUSIC算法进行声源定位,并结合子区间频数估计法得出最终定位结果。对算法进行的实验评估表明,在不同声源类型条件下,相比SF-MUSIC算法,AF-MUSIC算法的平均估计误差减少2.5479°,有效地提高了声源波达方向估计的精度。      

球形阵列自适应网格分层定位算法

刚性球形传声器阵列可以在无空间模糊的条件下进行球谐域数据处理,基于球形阵列的可控波束形成器导向响应功率(SRP)算法定位精度高,但是计算量大,计算效率低。通过将球面致密的全局网格搜索替换为分层搜索策略可以有效减小SRP算法的计算量。提出MRE-SRP算法保持球形阵列SRP定位精度的同时降低计算量,首先通过球谐域MUSIC(SH-MUSIC)算法判断入射声源的数量减小搜索区域;其次将相对熵模型引入球谐域SRP(SH-SRP)定位算法中,提取网格分层前后的信息增益,设计自适应网格选择判据,实现分层多分辨率网格的精准再细分,从而降低计算量。实验验证了所提出算法的性能,结果显示在单双声源定位中,该算法可以实现较高的定位精度,精准选择分层网格,计算量减少75%以上。     

基于最佳线性数据融合的双基地声呐定位优化算法

本文提出了基于最佳线性数据融合的双基地声呐定位优化算法。给出了算法的原理，并通过数值仿真，对不同条件下，双基地系统定位误差的几何分布进行了研究。仿真研究结果表明，采用最佳线性数据融合的双基地声呐定位优化算法，可以更好地利用双基地声呐测量的冗余信息，有效改善双基地声呐中基线区域的定位精度。     

Acoustic partial discharge localization methodology in power transformers employing the quantum genetic algorithm

Partial discharge (PD) is one of staple reasons resulting in the deterioration of insulation system in power transformers and power faults. If the PD activity can be located at an early stage, preventive maintenance measures can be taken effectively. Therefore, the localization techniques of the PD do play an extraordinarily momentous role to enhance the operating reliability and stability of the system. It is proposed that a methodology based on the quantum genetic algorithm (QGA) adopting acoustic emission (AE) techniques for locating PD in power transformers. Results of the calculating example confirm the localization effectiveness and accurateness of the proposed method are ideal and satisfactory, and that precision of localization is enhanced compared to some other localization algorithms. The acoustic localization methodology based on the QGA is feasible and of suitability for the field applications.     

Distributed sound source localization algorithm with sound velocity calibration in windy environments

A new sound source localization method with sound speed compensation is proposed to reduce the wind influence on the performance of conventional TDOA(Time Difference of Arrival) algorithms. First, the sound speed is described as a set of functions of the unknown source location, to approximate the acoustic velocity field distribution in the wind field. Then,they are introduced into the TDOA algorithm, to construct nonlinear equations. Finally, the particle swarm optimization algorithm is used to estimate the source location. The simulation results show that the proposed algorithm can significantly improve the localization accuracy for different wind velocities, source locations and test area sizes. The experimental results show that the proposed method can reduce localization errors to about 40% of the original error in a four nodes localization system.     

A novel location estimation based on pattern matching algorithm in underwater environments

In this paper, we present a novel approach based on pattern recognition to treat the underwater localization. The goal is to achieve underwater localization by the pattern matching algorithm. It should be noted that the reflected signals in underwater environments do not affect our location estimation. Therefore, the underwater localization in this study is straightforward and efficient by using the pattern matching algorithm. We exploit the maximum likelihood (ML) to perform our study. Initially, the underwater signals are collected by the sound receiver at some sampling locations. These signals are suitably processed by the ML models and are stored in database. The test location in real-time is estimated through the database. Experimental results show that good accuracy of positioning can be obtained by proposed schemes. The proposed localization schemes can be applied to many other applications in underwater environments.