基于测距的定位方法
Wireless and Mobile Networks
Zhenzhou Tang @ Wenzhou University
7.6 WSN的定位技术
7.6.3 基于测距的定位方法 – 定位方法
在基于测距的定位算法中,位置未知节点在获知自身到信标节点或参考节点的距离或角度 的信息后,可采用三角测量法、三边测量法、最大似然估计法或者最小二乘法来计算节点 自身的位置。
7.6 WSN的定位技术
7.6.3 基于测距的定位方法 - 测距方法
基于测距的定位方法需要预先知道待定位节点与信标节点或位置已知节点 之间的距离或角度信息。
• 因此,测距是此类定位算法运行的前提。
常用的测距方法有: • 基于接收信号强度指示 • 基于到达时间 • 基于到达时间差 • 基于到达角度
52
A: (xA, yA)
dB B: (xB, yB)
dA
p: (x, y) dC
C: (xC, yC)
x x
xA 2 xB 2
y y
xA 2 xB 2
d
2 A
d
2 B
x
d
2 C
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Wireless and Mobile Networks
Zhenzhou Tang @ Wenzhou University
小型精细农业中无线传感器网络节点定位方法探讨
计 算 无 线传 播 损 耗 的 数学 模 型 既有 基 于 各 种 测 量值 的纯 经 验模 型 , 也有 在物 理 参数 测 量基 础上 进 行理 论 分 析 的的半 经 验模 型 。 了能 很好 地模 拟 精细 农业 中无线 系统 为 的工 作 环 境 , 这里 运 用 了有效 进 行传 播损 耗 数学 模 型 校 在 正 的方 法 。 过对 精 细农 业 中数据 的采集 来 获取 特定 的本 通
感器节点位置的确定大都是 实施人工对节点进行定位 , 这样既浪费时间又浪费人力, 了改 为
善这 种情 况 , 着重讨 论 了精 细农 业 中传 感 器节点布 置后 自身进 行 自 定住 的方 法 。应 用 了基 动
于 RS I 定位 方 法。 这种 测距 的定位 方 法精 度较 高且 成本 较低 , 合应 用 于精 细 农业 控 制 .S 的 适
的 一个 至 关重 要 的 方 面 。本 文着 重 研 究 了传 感 器 节 点 的
定位。
同信号在两节点中的传播时间差 ,基于信号传播速度 , 由
传 播 时 间差计 算 得到 距离 。
・
AO An l O r v )该 方 法将 距 离 的测 量 转换 为 A( ge f r a : A i1
一
2 传 感器 节点 自定位 算法
现有的传感器节点 自定位方法很多 , 根据实现手段的
种 田间管理手段。 精细农业是高投人 、 高产出、 高效益的
不 同, 定位算法可分为基于测距 ( e bsd 和非测距 r — a ) 卸g e
( e f e两大 类 r — r) 彻g e ” 。
集 约化 生产方 式 , 展速 度很 快 。现 代精 细农 业 的数 据采 发
总第 2 0期 2
基于TOF测距的无线定位系统瞬时故障分析及处理
Wa g n —h n , u n o gfn , n u nq g Z o h n i n gc eg H a g n - gQiY a —i , h uC u  ̄e Ho Xi e n
( eate tf o t l c nead n ier g HuzogU i ri S i c n cn l y W hn 3 04 C i ) D p r n C nr i c n E gnei , ah n nv sto ce e dT h oo , ua 0 7, hn m o oS e n e yf n a e g 4 a
软件 2 1 年第 3 01 2卷 第 9期
Sf r ot e wa
国际 I T传媒品牌
基于T F O 测距的无线定位 系统瞬时故障分析 及处理串
王洪成 黄雄峰 秦元庆 周 纯杰
( 中科技 大学 控 制 科学 与工程 系 ,武汉 4 07 ) 华 30 4
摘
要: 无线定位系统在实际应用 中常因环境 中的电磁 干扰及 无线传感器 网络节 点 自身软硬件工作状态突变等因素的影响, 出
t n s se d e t h n i n e tlee to g e i n e f r n e a d t e wo k n o d t n mu a i n o e h r wa e a d s f r n i y t m u o t e e v r m n a lc r ma n tc it re e c n r i g c n i o tt ft a d r n o t e i o o h i o h wa wie e ss n o e o kn d s T i a e r p s d as l t n t o v el c t n f i r a s db a se t a l r m r ls e s r t r o e . h s p r o o e ou i s l e h o ai l ec u e yt n in u t fo TOF r n i ga d n w p p o o t o au r f s a g n n wi l s o r e sc mmu ia in T e e p rme t l e u t e n tae t a e s se p st n n a l r swe e e f ci ey d c e s d a l t e e n c t . h x e i n a s l d mo s t t h y t m o i o i g f i e r fe t l e r a e . swe1 h o r s r h t i u v p st n n m ce c n c u a y o ewiee s o a in s s m si r v d o i o i g e in y a d a c r c f h r ls c t y t wa i t l o e mp o e .
基于精密测距方法监测基坑平面位移的探讨
表 1 基 坑 平面 位 仪 外 业 监 测 记 录 表
工 作基 点 是 布 设 在 基 坑 周 边 的用 于 架 设 仪 器 和 观测 监 测 的 点 。位 置 应 选 择 在 不 易 发 生 位
移 且 易 于保 护 的 地 方 。在 条 件 及 预 算 允 许 的情
器, 宜选 布 在档 土 墙 或 者 护 坡 桩 顶 上 。点 布 设 好
此距 离 根据 不 同基 坑 的等 级 有 不 同 的 临界 值 , 一 旦超 过 临界 值就 要 向业 主 汇 报 , 以便 及 时 采 取 措
施 防止基 坑 出现 塌方 或 滑坡 等 险情_ 。 1 ]
后, 观测 时 , 尺员 能 直 接 将 棱 镜 立 于 点上 , 立 以保 证棱 镜 位置 固定 不 变 , 可 能 减 少 安 置 棱 镜 过 程 尽
3 1 1 监 测点 布设 .. 监 测点 就是 用 于 监 测 基 坑 平 面 位移 的 点 , 这
基坑 水 平 位 移 是 指 基 坑 边 界 上 的 观 测 点 垂 直 于基坑 边 界 向基 坑 内移 动 的距 离 。在 规 范 中 ,
类 点 的选 布 时 应 该 结 合 基 坑 的形 状 进 行 。结 合 规 范 的相关 要求 , 易发 生 位 移 且 能 比较 真 实 反 在 映基 坑 平 面位移 的地 方 , 架 设 棱 镜 的强 制 对 中 需
所 形成 的锐 角 。
点位 , 画 出平 面 位 置 图 。要 求 准 确测 量 所 有 点 并
位 的平 面 位 置 坐 标 , 时结 合 平 面 图进 行 分 析 , 同
21 年第 3 02 期
基于双目视觉的快速定位与测距方法
基于双目视觉的快速定位与测距方法姚志生;许四祥;李天甲;王洋【摘要】In view of the problem of long matching time in binocular vision positioning and ranging process, a rapid method of binocular vision locating and ranging was proposed based on the background-subtraction method. Firstly, the original images captured by the binocular camera were processed by removing distortion and stereo correction.Then,the image frame and the background frame were subtracted,and morphological processing was carried out to obtain the image containing only the target object;Finally,the left and right images were matched, and the epipolar constraint law was employed to remove the mismatch to obtain the three-dimensional information of the object,and the positioning and ranging operation were completed.Experimental results show that the number of initial matching points is reduced by 96.7%,the number of effective matching points is reduced by 94.1%,and the matching time is reduced by 75.8%,compared with the traditional binocular vision ranging method.The method of this paper has practical significance to realize rapid positioning and ranging based on binocular vision.%针对双目视觉定位与测距过程中存在匹配时间较长的问题,提出一种基于背景差分法的双目视觉快速定位与测距方法.首先,对双目相机拍摄的原始图像进行去畸变和立体校正处理;然后,对图像与背景帧差并进行形态学处理,得到只包含目标物体的图像;最后,对左右图像进行匹配并运用极线约束法则去除误匹配得到物体的三维信息,完成定位与测距.经实验验证,与传统双目视觉定位测距方法相比,该方法初始匹配对数减少了96.8%,有效匹配对数减少了94.1%,匹配时间减少了75.8%,表明本文方法对于实现基于双目视觉的快速定位与测距具有实际意义.【期刊名称】《安徽工业大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2017(034)004【总页数】5页(P368-372)【关键词】双目视觉;相机标定;极线约束;背景差分法【作者】姚志生;许四祥;李天甲;王洋【作者单位】安徽工业大学机械工程学院,安徽马鞍山243032;安徽工业大学机械工程学院,安徽马鞍山243032;安徽工业大学机械工程学院,安徽马鞍山243032;安徽工业大学机械工程学院,安徽马鞍山243032【正文语种】中文【中图分类】TP391在钢铁冶金行业中,板坯连铸成型后需被分段切割送入辊道。
伪随机码测距原理
伪随机码测距原理引言:伪随机码测距是一种基于时间差测距原理的定位技术,其原理是通过发送和接收信号之间的时间差来计算距离。
伪随机码是一种特殊的序列,具有良好的自相关性和互相关性,可用于测距和定位应用。
本文将详细介绍伪随机码测距的原理及其应用。
一、伪随机码的生成伪随机码是一种特殊的码序列,其具有伪随机性质。
在伪随机码测距中,通常使用的是伪随机噪声码。
伪随机噪声码是一种能够在一定带宽范围内均匀分布的码序列。
它的生成可以通过非线性反馈移位寄存器(NLFSR)来实现。
NLFSR是一种具有非线性反馈的移位寄存器,通过对寄存器中的位进行异或运算,可以生成伪随机噪声码序列。
二、伪随机码测距原理伪随机码测距原理是基于时间差测距的一种方法。
该方法是通过发送和接收信号之间的时间差来计算距离。
在伪随机码测距中,发送端使用伪随机码作为扩频码,将信号扩展到较大的带宽。
接收端接收到扩频信号后,通过与发送端相同的伪随机码进行相关运算,得到相关输出。
相关输出的峰值出现的时间差即为信号的往返时间。
由于信号的传播速度是已知的,因此可以通过时间差来计算距离。
三、伪随机码测距的应用伪随机码测距广泛应用于室内定位、雷达测距、无线通信等领域。
在室内定位中,伪随机码测距可以通过接收到的信号的时间差来计算移动设备与基站之间的距离,从而实现室内定位。
在雷达测距中,伪随机码测距可以通过计算雷达发射信号和接收信号之间的时间差来测量目标物体的距离。
在无线通信中,伪随机码测距可以用于多径信道估计和距离测量,提高通信系统的性能和可靠性。
四、伪随机码测距的优势和局限性伪随机码测距具有以下优势:1. 可以实现高精度的距离测量,精度可达几米甚至更高。
2. 可以在复杂的多径环境下工作,具有较好的抗干扰性能。
3. 可以实现全天候、全天时的定位和测距。
4. 硬件实现简单,成本较低。
然而,伪随机码测距也存在一些局限性:1. 需要发送端和接收端同步,否则无法进行距离测量。
节点定位概述
传感器网络节点定位算法
基于测距的定位算法实现起来比较复杂,首先需要通过TOA、
TDOA、AOA、RSSI等常用的测距技术来测量各个未知节点到信标节 点的绝对距离值。
这个阶段也称为测距阶段。
测距结束后就要进行定位(计算坐标)阶段,即利用测距阶段所得的 节点间的距离或方位等参数来计算出未知节点的位置。
传感器网络节点定位算法
基于测距的定位算法 :
➢ 三边测量定位法(Trilateration) ➢ 多边定位法(Multilateration) ➢ 三角测量法(Triangulation) ➢ 极大似然估计法(Maximum Likelihood Method) ➢ 角度定位法(Goniometry)等
MDS-MAP定位算法是University of Missouri-Columbia的Yi Shang 等提出来的。
该算法属于集中式定位算法,它是利用节点间的连通信息通过 Dijkstra或Floyd算法生成节点间距矩阵,然后利用多维尺度分析技 术来获得节点间的位置信息。
这个多边形基本上确定了未知节点所在的区域并缩小了未知节点所在 的范围,最后计算这个多边形区域的质心,并将质心作为未知节点的 位置,这样就实现了未知节点的定位。
传感器网络节点定位算法
基于无需测距的定位算法——凸规划定位算法 (Convex Optimization)
➢ 凸规划定位算法的基本原理如图2-5所示
RFID与识别技术
概念描述
定位
➢ 即确定方位、确定某一事物在一定环境中的位置。 ➢ 在无线传感器网络中的定位具有两层意义:
• 其一是确定自己在系统中的位置。 • 其二是系统确定其目标在系统中的位置。
概念描述
在传感器网络的实际应用中:
卫星测绘技术中的卫星定位与测距原理
卫星测绘技术中的卫星定位与测距原理引言:卫星测绘技术是一种利用卫星进行地理信息获取与处理的方法,具有高精度、广覆盖、无需实地勘测等优点,因此在许多领域得到了广泛应用。
卫星定位与测距是卫星测绘技术中的核心原理,本文将对该原理进行探讨。
一、卫星定位原理卫星定位是通过测量卫星与接收机之间的距离,以及卫星与地球表面的角度,来确定接收机所在的位置。
卫星定位主要基于全球定位系统(GPS)进行,下面将介绍GPS卫星定位的原理。
1. GPS系统概述GPS全称为Global Positioning System,是美国建立的一个卫星导航系统,由多颗卫星组成。
当地面接收机接收到至少四颗以上的GPS信号时,可以通过计算卫星到接收机的距离,从而确定接收机的位置。
2. 卫星测距原理卫星测距是卫星定位的关键一步,它通过测量接收机与卫星之间的信号传播时间来计算距离。
当卫星向接收机发射信号时,接收机会记录下信号接收时间,并与接收机的本地时间进行对比,从而计算出信号传播的时间差。
根据信号传播的速度和时间差,可以得到接收机与卫星之间的距离。
3. Dinatrance计算利用测距得到的不同卫星与接收机之间的距离,可以使用Dinatrance算法进行计算。
该算法基于三边测量原理,通过卫星与接收机的距离来计算接收机的位置。
当至少四颗卫星的距离确定后,利用Dinatrance算法可以获得接收机的经纬度坐标。
二、卫星测距原理卫星测距的过程主要是通过测量接收机与卫星之间的距离来实现。
下面将介绍三种常用的测距方法。
1. 伪距测量伪距测量是最常用的一种方法,它通过测量信号从卫星发射到接收机接收的时间来计算距离。
在接收机接收到卫星信号后,会记录下接收时间,并与卫星发射时刻进行对比,从而计算出信号的传播时间。
通过将传播时间与信号传播速度相乘,即可得到卫星与接收机之间的距离。
2. 相位测量相位测量是一种更为精确的测距方法,它通过测量信号的相位变化来计算距离。
gps定位的基本原理和过程
gps定位的基本原理和过程GPS(Global Positioning System)定位是一种利用卫星信号进行位置测量的技术。
它基于特定的定位原理和过程来计算出接收器所在的位置。
下面将介绍GPS定位的基本原理和过程。
GPS定位的基本原理如下:1. 卫星发射信号:GPS系统由一组卫星组成,它们以固定的轨道绕地球运行,发射特定的信号。
这些信号包括导航信息和时间信息。
2. 接收器接收卫星信号:GPS接收器接收来自多个卫星的信号。
GPS接收器需要接收到至少4颗卫星的信号才能进行三维定位,其中3颗用于测量接收器与卫星之间的距离,1颗用于帮助接收器校准时间。
3. 信号测距:接收器通过测量接收到的信号与卫星发射信号的时间差,计算出接收器与卫星之间的距离。
接收器需要准确地记录信号经过大气层的时间延迟,并进行校正以消除这个误差。
4. 定位计算:接收器使用多个卫星的距离信息进行三角测量,计算出接收器的三维位置。
这个计算被称为“定位解算”。
GPS定位的过程如下:1. 启动接收器:将GPS接收器打开,它开始搜索并接收来自卫星的信号。
2. 信号接收:接收器接收到卫星发射的信号,包括导航信息和时间信息。
3. 信号解析:接收器对接收到的信号进行解析,提取出导航和时间信息。
4. 信号测距:接收器测量接收到的信号与卫星发射信号的时间差,计算出接收器与卫星之间的距离。
5. 定位计算:接收器使用多个卫星的距离信息进行三角测量,计算出接收器的三维位置。
6. 显示位置信息:接收器将计算出的位置信息显示在屏幕上,或通过其他方式提供给用户使用。
需要注意的是,GPS定位的精度受到多种因素的影响,包括卫星的数量和位置、大气条件、接收器的性能等。
此外,GPS定位还可以结合其他辅助定位技术,如地基站定位或惯性导航系统,以提高定位精度和可靠性。
综上所述,GPS定位基于卫星发射信号和接收器的信号测距,通过多个卫星的距离信息进行三角测量,计算出接收器的三维位置。
江苏自考 30451 无线传感器网络
高纲1353江苏省高等教育自学考试大纲30451 无线传感器网络南京理工大学编江苏省高等教育自学考试委员会办公室Ⅰ课程性质与课程目标一、课程性质和特点《无线传感器网络》是江苏省高等教育自学考试电子工程专业的必修课,是为了培养和检验自学应考者的通信工程、信息工程基本知识和基本技能而设置的一门专业课程。
无线传感器网络是集传感器技术、微电机技术、现代网络和无线通信技术于一体的综合信息处理平台,具有广泛的应用前景,是计算机信息领域最活跃的研究热点之一。
通过本课程的学习,要求学生掌握无线传感器网络的体系结构和网络管理技术,着重掌握无线传感器网络的通信协议,了解无线传感器网络的节点定位、目标跟踪和时间同步等几大支撑技术,为在基于无线传感器网络的系统开发和应用中,深入利用关键技术,设计优质的应用系统打下基础。
二、课程目标本课程主要讲授传感器网络的基本概念、基本原理与基本方法,并介绍国内外的最新技术发展和当前的研究热点。
课程设置的目标是:1.通过本课程让学生了解无线传感器网络的体系结构和网络管理技术。
2.掌握无线传感器网络中的物理层协议、MAC协议、路由协议、拓扑控制协议以及无线网络协议IEEE802.15.4等通信协议。
3.了解无线传感器网络的节点定位、目标跟踪和时间同步等几大支撑技术。
4.掌握基于无线传感器网络的智能应用的基本设计方法,掌握其软硬件开发平台和仿真环境的使用。
三、与相关课程的联系与区别本课程的先修课程为《通信原理》、《计算机网络技术》Ⅱ考核目标用学科化的语言对三个或四个认知层次予以表述。
以《物理(工)》课程为例:本大纲在考核目标中,按照识记、领会、简单应用和综合应用四个层次规定其应达到的能力层次要求。
四个能力层次是递升的关系,后者必须建立在前者的基础上。
各能力层次的含义是:识记(Ⅰ):要求考生能够识别和记忆本课程中有关物理概念及规律的主要内容(如定义、定理、定律、表达式、公式、原理、重要结论、方法及特征、特点等),并能够根据考核的不同要求,做正确的表述、选择和判断。
基于RSSI的无线测距与定位信号分析
位 和数 据传 输应 用提供 参考 。
关 键 词 类号 :TN925+.92
文献 标识 码 :A
DOI:10.19358/j.issn.1674—7720.2016.12.024
引用格 式 :陈 向飞 ,王鸿建 .基于 RSSI的无 线测距 与定 位信 号分 析 [J].微 型机 与应用 ,2016,35(12):76-77,80.
其 进行 转 换 。
1.2 无线 电传 播 损 耗模 型 无线 电在 自由空间 的传输损耗可 由式 (1)给出。
Lb =32.44+10nlgY+10nlgd
(1)
其中 ,L 为 自由空 间损耗 (dB);,为无线 电传播 中心频 率
(MHz);d为无 线 电传 输 距 离 (km),n为 路 径 衰 减 因 子 ,一
在 相 同 的 P 、G 、G。、L。、厂条 件 下 由 式 (1)和 式 (2)可
得 式 (3):
RSSI=A 一10nlgd
(3)
其 中 ,A代 表 距 离 为 1 nl时接 收信 号 的强 度 。
2 RSSI的 测 距 与 定 位 原 理
1.1 RSSI
接 收 信 号 的 强 度 指 示 (Received Signal Strength Indica—
tor,RSSI)是 真 实 的 接 收 信 号 强 度 与 最 优 接 收 功 率 等 级 间
的 差值 ,可 在 芯 片 CC1101的 特 殊 寄 存 器 中 读 取 ,但 需 将
0 引言
随 着 无 线 传 感 网络 的应 用 ,特 别 是 无 线 联 网监 控 产 品 的应 用 ,以低 成 本 、低 能 耗 、低 复 杂 性 、高 灵 敏 度 为 显 著 优 点 的短 距 离 无 线 通 信 技 术 ,满 足 了用 户 对 当前 无 线 通 信 产
