基于TOA的人员定位系统中人体对测距精度的影响研究
批准号:
61302065
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
24.0 万元
负责人:
何杰
依托单位:
学科分类:
通信理论与系统
结题年份:
2016
批准年份:
2013
项目状态:
已结题
项目参与者:
李翀、Kaveh Pahlavan、齐悦、万亚东、常腾飞、耿亦爽、刘飞、徐诚、刘学敏
中文摘要
无线人员定位系统是一个具有巨大潜力和市场的应用方向。TOA定位技术同时具备较高定位精度和技术可行性,是实现无线人员定位系统较为可行的技术。在TOA人员定位系统中,佩戴传感器的人体会造成非视距传输现象,造成大的测距误差,影响定位精度。因此,必须要考虑人体对TOA测距精度的影响。对信号传播和TOA测距误差进行测量与建模是研究人体如何对测距误差造成影响以及影响程度的一种有效方法。而现有的相关模型在建模过程都没有考虑人体因素在TOA定位中的影响,所以本课题拟通过测量和建模的方法研究TOA人员定位系统中人体对TOA测距精度的影响。并将测量和建模成果应用到TOA人员定位系统性能测试平台中,通过测试平台对实际定位系统的评估结果与现场实测结果对比来验证平台的有效性和模型的正确性。
英文摘要
Human tracking is an important application field of wireless localization system. Time of arrival (TOA) is a distance measurement technology with high accuracy and feasibility,which is appropriate for implementing the wireless localization system. For a TOA-based human tracking system, the human body mounted with sensor would cause non-line of sight (NLOS) and thus cause a huge distance measurement error and further affect the localization accuracy. Measurement and modeling the RF propagation and distance measurement error is an effective way to study the effect of human body on TOA distance measurement. However, the existiing relate models for TOA techneque in the literature are implemented without taking the human body into account. Therefore, in this proposal, we plan to study how the human body causes distance measurement error and analyze the profile of the error by measurement and modeling the creeping wave and TOA distance measurement error for TOA based human tracking system. We would apply our moelding results to a testbed for performance evaluation of TOA based human tracking system. The accuracy of distance meausrement and localization of a real TOA based human tracking system measured by the testbed would be compared with the results of field testing to verify the testbed and models.
室内人员定位是TOA定位技术很重要的应用。TOA定位研究中,信道模型和测距误差模型是定位算法和系统性能评估的重要基础,可以分别为测距算法和定位算法研究提供仿真数据。现有针对TOA的信道模型和测距误差模型并没有针对人员定位进行测量,模型中不包括人体对信道和测距精度的影响。本课题通过测量和统计建模的方法建立了人体对TOA信号传输的影响模型和针对室内TOA人员定位的测距误差模型。在人体对TOA信号传输的影响模型中,本文实现了基于网络分析仪的信道测量平台、在射频暗室进行了人体影响的信道测量。基于测量结果建立 对First Path信号衰减的影响模型、对First Path信号传输时间的影响模型和对Total Path信号衰减模型。三个模型均清晰的反应了人体对TOA测距信号的影响。在面向室内人员定位的TOA测距误差模型方面,本项目针对胸卡式标签和腕带式标签两种佩戴方式,在普通的教室环境中进行了测距误差的测量。建立了人体角度、信号带宽和信噪比相关的测距误差模型。实测数据和模型产生的数据对比验证了模型的正确性。在模型应用方面,课题利用Ray-tracing和信道模拟器搭建了用于TOA定位的物理仿真平台,实现了真实定位系统在室内环境中的测距和定位性能评估难题。
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DOI:
10.1155/2015/579391
发表时间:
2015-06
期刊:
International Journal of Distributed Sensor Networks
影响因子:
2.3
作者:
[Yanwei Yu;Jindong Zhao;Xiaodong Wang;Qin Wang;Yonggang Zhang]
通讯作者:
Yanwei Yu;Jindong Zhao;Xiaodong Wang;Qin Wang;Yonggang Zhang
DOI:
--
发表时间:
2016
期刊:
模式识别与人工智能
影响因子:
--
作者:
[于彦伟, 齐建鹏, 宋鹏, 张永刚]
通讯作者:
张永刚
DOI:
--
发表时间:
2016
期刊:
International Journal of Communication Systems
影响因子:
2.1
作者:
[Xiaotong Zhang, Guolu Sun, Liyuan Xu, Jinwu Xu]
通讯作者:
Jinwu Xu
DOI:
--
发表时间:
--
期刊:
计算机研究与发展
影响因子:
--
作者:
[何杰, 万亚东, 王沁, 李翀]
通讯作者:
李翀
Comparison of machine learning algorithms for concentration detection and prediction of formaldehyde based on electronic nose
基于电子鼻的甲醛浓度检测与预测机器学习算法比较
DOI:
10.1108/sr-07-2015-0104
发表时间:
2016-04
期刊:
Sensor Review
影响因子:
1.6
作者:
[He, Jie, Duan, Shihong, Wu, Xibin, Wang, Qin]
通讯作者:
Wang, Qin
共 8 条
面向复杂建筑环境消防员应急定位的TOA信号传输模型和关键算法研究
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批准号:61671056
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项目类别:面上项目
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资助金额:58.0万元
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批准年份:2016
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负责人:何杰
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依托单位:
国内基金
海外基金