LPWA无线定位噪声抑制的鲁棒稀疏学习研究
结题报告
批准号:
61906041
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
黄开德
依托单位:
学科分类:
F0608.智能系统与人工智能安全
结题年份:
2022
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
--
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中文摘要
低功耗广域(LPWA)无线定位具有长时效、覆盖范围大和穿透性强的优势,成为近年特定物联网关注的重点。然而,LPWA信号观测包含时变多径噪声、通信频次低和基站部署稀疏严重影响定位精度。本项目研究内容:首先,研究复杂噪声分布参数化表示和定位信号稀疏表示方法,构建噪声鲁棒与信号稀疏的NR-SS模型,为LPWA无线定位抑制噪声影响提供理论基础;其次,提出无线指纹地图的鲁棒增量更新算法和多观测时空在线定位算法,保障地图更新的质量与效率,提升鲁棒定位精度;最后,选择矿井作业和地下管廊救援多人员定位场景,验证所提模型的正确性与算法的有效性。通过本项目的研究,形成自主抑制复杂噪声的鲁棒稀疏学习方法,为多径环境下LPWA稳健定位提供理论支撑,为遮挡严重场景中的常态化定位监测和紧急救援提供新思路。
英文摘要
Low power wide area (LPWA) wireless localization has the advantages of long life, wide coverage and strong penetration, which has become the focus of specific Internet of Things in recent years. However, the localization accuracy is seriously affected due to time-varying multipath noise in the observations, low communication frequency and sparse deployment of base stations. The research contents of this project are as follows. Firstly, by studying the parametric representation of complex noise and sparse representation of localization signal, we present a noise-robust and signal-sparse (NR-SS) model for localization noise suppression. Secondly, a robust incremental algorithm for wireless fingerprint map updating and a multi-observation spatio-temporal algorithm for online localization are proposed to improve the localization efficiency and accuracy. Finally, the effectiveness of the proposed model and algorithms is verified in the multi-person localization scenarios of mine operation and underground pipeline rescue. This project will develop a robust sparse learning approach for LPWA localization with multipath interference, which provides a new idea for normal localization monitoring and emergency rescue in serious occlusion scenes.
针对复杂噪声严重制约无线定位精度的问题,项目从模型和算法两个层面研究弱化复杂噪声影响的鲁棒稀疏学习机制,形成自主剔除高噪数据和适应多源噪声的无线定位方案。具体包括三方面的研究成果:(1)发展了联合噪声鲁棒和信号稀疏的贝叶斯学习框架,构建了复杂噪声的表示和学习模型。(2)以互信息最大化为准则,结合异方差学习,发展了自主选择高价值测量,剔除高噪低价值测量的数据筛选策略,提出了鲁棒增量学习方法,形成鲁棒、高效的稀疏信号重构模式。(3)引入块稀疏结构表示和时空信息素,发挥目标状态时空关联信息对复杂噪声的抑制能力,开发了多观测时空定位算法,显著提高定位精度和稳定性。所提鲁棒稀疏学习方法不仅能适用于本项目无线定位领域,而且能有效应用于新能源汽车电机参数建模、商用蓝牙定位跟踪等领域。..项目主要成果包括:在国内外期刊发表论文8篇,其中中科院一区论文3篇,三区论文3篇;申请国家发明专利2项;获得佛山高新技术进步奖二等奖1项。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
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专利列表
PMSM Combination Modeling for Multiparameter Estimation Using Bayesian Learning With Inverter Distortion Cancellation and Temperature Compensation
使用贝叶斯学习、逆变器失真消除和温度补偿进行多参数估计的 PMSM 组合建模
DOI:10.1109/tec.2022.3220943
发表时间:2023-06
期刊:IEEE Transactions on Energy Conversion
影响因子:4.9
作者:Kaide Huang;Beichen Ding;Chunyan Lai;Guodong Feng;Narayan C. Kar
通讯作者:Narayan C. Kar
DOI:--
发表时间:2022
期刊:物联网技术
影响因子:--
作者:黄子宁;黄开德;杨志勇
通讯作者:杨志勇
A method of pedestrian flow monitoring based on received signal strength
一种基于接收信号强度的人流监测方法
DOI:10.1186/s13638-021-02079-y
发表时间:2021-02
期刊:EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking
影响因子:2.6
作者:Zhiyong Yang;Jing Wen;Kaide Huang
通讯作者:Kaide Huang
Robust Sparse Bayesian Learning for Sparse Signal Recovery Under Unknown Noise Distributions
未知噪声分布下稀疏信号恢复的鲁棒稀疏贝叶斯学习
DOI:10.1007/s00034-020-01529-0
发表时间:2020-08
期刊:Circuits, Systems, and Signal Processing
影响因子:--
作者:Kaide Huang;Zhiyong Yang
通讯作者:Zhiyong Yang
Efficient Maximum Torque Per Ampere (MTPA) Control of Interior PMSM Using Sparse Bayesian Based Offline Data-Driven Model With Online Magnet Temperature Compensation
使用基于稀疏贝叶斯的离线数据驱动模型和在线磁体温度补偿对内部 PMSM 进行高效的每安培最大扭矩 (MTPA) 控制
DOI:10.1109/tpel.2022.3230052
发表时间:2023-04
期刊:IEEE Transactions on Power Electronics
影响因子:6.7
作者:Kaide Huang;Weiwen Peng;Chunyan Lai;Guodong Feng
通讯作者:Guodong Feng
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