基于自动学习的深度置信网络及多源信息融合的复杂环境下室内定位关键技术研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61902431
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    28.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0208.物联网及其他新型网络
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

With the development of Internet of things, people put forward higher requirements for accuracy, continuity and stability of indoor wireless positioning. However, because the indoor positioning technology exists some influence factors such as NLOS (non-line of sight), complex electromagnetic environment and changeable space layout, there is no acceptable technology can dominate the high-precision indoor positioning so far. This project will focus on the study of geometric high precision positioning in the LOS (line of sight) environment based on UWB (ultra wideband), the study of fingerprint positioning in the NLOS environment based on the deep learning of the fusion of UWB energy spectrum characteristics vector and geomagnetic intensity signal, and the study of DR (dead reckoning) navigation based on accelerometer and gyroscope and the simultaneous localization and mapping(VSLAM) in the moving environment based on the extended Kalman filter(DR-VSLAM). At the same time, based on the NLOS recognition algorithm, in LOS environment, the positioning will be realized using the fusion of UWB geometric positioning and DR-VSLAM and the training samples of the geomagnetic fingerprint will be updated in this case; in NLOS environment, the positioning will be realized using the fusion of fingerprint positioning and DR-VSLAM and the energy spectrum training samples of the UWB fingerprint will be updated in this case. According to these methods, the high accuracy, continuous and stable indoor wireless location will be achieved under NLOS and complicated electromagnetic environment based on the automatic learning deep belief nets and multi-source information fusion.
随着物联网的发展,人们对室内无线定位的精确性、连续性和稳定性提出了更高的要求,但是由于室内定位技术存在非视距、电磁环境复杂、空间布局多变等影响因素,迄今为止尚没有一种能够主导的高精度室内无线定位技术。课题将重点研究在视距环境下基于UWB(超宽带)的高精度几何定位,在非视距环境下基于深度置信网络的UWB能量谱特征向量和地磁强度融合的信号指纹定位,在运动环境下基于扩展卡尔曼滤波实现加速度计、陀螺仪的航位推算(DR)与基于视觉的即时定位与地图构建(VSLAM)的融合(DR-VSLAM);同时基于非视距识别算法实现在视距状态下用UWB几何定位与DR-VSLAM的融合定位及地磁指纹训练样本的实时更新,在非视距状态下用信号指纹定位与DR-VSLAM的融合定位及对UWB能量谱样本的实时更新。最终项目将实现非视距、复杂环境下深度置信网络的自动学习及多源信息的融合,从而实现高精度、连续、稳定的室内无线定位。

结项摘要

随着物联网的应用越来越广,对室内定位的要求越来越高,减小室内定位中普遍存在的电磁环境复杂、非视距、布局多变等不利因素的影响,提高室内定位的质量,实现稳定的高精度室内定位方法成为亟待解决的问题。. 项目研究了视距环境下基于标准差迭代的测距方法、基于信道均衡技术的相关接收方法和基于锁相环技术的相关接收方法;非视距环境下通过小波包分解构造能量谱特征向量的方法、基于深度置信网络的指纹定位方法以及将自适应遗传算法与神经网络相结合的定位方法;运动状态下将改进的粒子滤波用于多源信息融合定位的方法、以及将视觉即时定位与地图构建(Simultaneous Localization and Mapping,SLAM)与惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU)融合定位的方法。最终实现了高精度、连续、稳定的室内无线定位方法。. 通过实验对该研究进行了评估,在定位的准确性、连续性等方面都取得了很好的效果,在多方面达到了预期目标,解决了室内定位中的关键技术问题。研究成果还可以用于无线电射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)等其它无线定位技术中,并且取得了很好的定位结果。. 相关研究成果共发表论文15篇,其中SCI/EI检索论文7篇、中文核心论文3篇,申请发明专利5个,培养硕士研究生5名。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(3)
专利数量(5)
多传感器融合的行人航位推算方法研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    微型电脑应用
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    曹娟;崔学荣;李娟;张国平
  • 通讯作者:
    张国平
Timing estimation of multiple hyperbolic frequency‐modulated signals based on multicarrier underwater acoustic communication
基于多载波水声通信的多双曲频率调制信号定时估计
  • DOI:
    10.1002/ett.4636
  • 发表时间:
    2022-08
  • 期刊:
    Transactions on emerging telecommunications technologies
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Xuerong Cui;Peihao Yan;Juan Li;Hao Zhang;Shibao Li;Jianhang Liu
  • 通讯作者:
    Jianhang Liu
锁相环优化超宽带定位算法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    导航定位学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    崔学荣;王永东;李娟;李世宝
  • 通讯作者:
    李世宝
Improved Genetic Algorithm to Optimize the Wi-Fi Indoor Positioning Based on Artificial Neural Network
基于人工神经网络的改进遗传算法优化Wi-Fi室内定位
  • DOI:
    10.1109/access.2020.2988322
  • 发表时间:
    2020-01-01
  • 期刊:
    IEEE ACCESS
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Cui, Xuerong;Yang, Jin;Wu, Chunlei
  • 通讯作者:
    Wu, Chunlei
复杂场景下基于UWB雷达的呼吸特征检测算法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    电子测量技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    崔学荣;杨雷;李娟;李世宝
  • 通讯作者:
    李世宝

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其他文献

高强度光照损伤致TgAPPswePS1转基因鼠脉络膜新生血管形成
  • DOI:
    10.13389/j.cnki.rao.2017.0027
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    眼科新进展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    董志章;李娟;孙雪荣;葛坚
  • 通讯作者:
    葛坚
多囊肾病与非多囊肾病患者发生腹膜透析相关腹膜炎的比较
  • DOI:
    10.16781/j.0258-879x.2020.12.1394
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    第二军医大学学报
  • 影响因子:
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  • 作者:
    闫嘉;王玉洁;周琪;李茂婷;赵丽芳;杜俊;王铁云;李娟;汪海燕;赖学莉;郭志勇
  • 通讯作者:
    郭志勇
基于因子分析法的学科建设核心要素的定量分析
  • DOI:
    10.16750/j.adge.2016.06.012
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    学位与研究生教育
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李娟;程兰芳
  • 通讯作者:
    程兰芳
SDF-1/CXCR4轴在结直肠癌发病中的研究进展
  • DOI:
    10.16588/j.cnki.issn1002-1108.2017.04.023
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    贵阳中医学院学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李娟;唐东昕;杨柱;龙奉玺;罗莉;王镜辉;郭斌;陈杰;王倩
  • 通讯作者:
    王倩
茶树TCP转录因子的鉴定与表达分析
  • DOI:
    10.16420/j.issn.0513-353x.2019-0320
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    园艺学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    温贝贝;罗勇;刘冬敏;张向娜;李娟;王英姿;王坤波;黄建安
  • 通讯作者:
    黄建安

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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